KR101798266B1 - 위상차 필름 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정의 위상차 특성을 가지며 이축 연신 된 기재 필름; 및 상기 기재 필름의 적어도 일면에 형성되고, 부의 위상차 특성을 가지며 폭 방향(TD)으로 일축 연신 된 코팅층; 을 포함하는 위상차 필름 및 상기 위상차 필름의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

위상차 필름 및 그 제조 방법{RETADATION FILM AND PREPARING METHOD FOR RETADATION FILM}

본 발명은 위상차 필름 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 IPS 모드 액정표시장치에 위상차 필름으로 적용이 가능한 위상차 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

액정표시장치는 음극선관 디스플레이에 비해 소비 전력이 낮고, 부피가 작고, 가벼워 휴대가 용이하기 때문에 광학 디스플레이 소자로서 보급이 확산되고 있다. 일반적으로 액정표시장치는 액정 셀의 양측에 편광판을 설치한 기본 구성을 가지며, 구동회로의 전계 인가 여부에 따라 액정 셀의 배향이 변하게 되고, 그에 따라 편광판을 통해 나온 투과광의 특성이 달라지게 됨으로써 빛의 가시화가 이루어진다. 이 때 입사광의 입사 각도에 따라 빛의 경로와 복굴절성이 변화하게 되는데, 이는 액정이 두 개의 상이한 굴절률을 가지는 이방성 물질이기 때문이다.

이와 같은 특성으로 인해, 액정표시장치는 시야각(viewing angle)에 따라 상이 얼마나 뚜렷하게 보이는지를 가늠하는 척도인 콘트라스트 비(contrast ratio)가 달라지고 계조 반전(gray scale inversion) 현상이 발생하여 시인성이 떨어진다는 단점을 지닌다. 상기와 같은 단점을 극복하기 위하여 액정표시장치 장치에는 액정 셀에서 발생하는 광학 위상차를 발현시켜 주는 광학 위상차 필름(compensation film)이 사용되고 있다.

한편, 액정표시장치에 있어서 선명한 화질 및 넓은 광시야각을 확보하기 위해 다양한 액정 모드가 개발되고 있으며, 대표적으로는 Double Domain TN(Twisted Nematic), ASM(axially sy㎜etric aligned microcell), OCB(optically compensated blend), VA(vertical alig㎚ent), MVA(multidomain VA), SE(surrounding electrode), PVA(patterned VA), IPS(in-plane switching), FFS(fringe-field switching) 모드 등을 들 수 있다. 이들 각각의 모드는 고유한 액정 배열을 하고 있으며, 고유한 광학 이방성을 갖고 있다.

따라서, 이들 액정 모드의 광학 이방성으로 인한 위상차를 발현하기 위해서는 각각의 모드에 대응하는 광학 이방성의 위상차 필름이 요구된다. 특히 IPS 모드의 경우에는 양의 유전률 이방성을 가지는 액정이 수평 배향되어 있기 때문에 비구동 상태에서 경사각에서의 광학 이방성이 타 모드 대비 크지 않아 등방성 보호필름 사용만으로도 우수한 광시야각을 확보할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 이 경우 고경사각에서 편광자의 흡수축에 대한 보상은 전혀 이루어지지 않아 여전히 시야각에 따른 콘트라스트 저하, 색상 변조 등이 일어날 수 있으며, 따라서 완벽한 광시야각 확보를 위해서는 IPS 모드 액정디스플레이 또한 적절한 위상차 필름을 사용해야 한다.

IPS 모드용 위상차 필름은 두 층 이상의 다층 필름으로 구성되는 구조가 현실적으로 제시되고 있으며, 다층 필름을 구현하기 위해서는 각각의 다른 필름을 접착제를 이용하여 적층하는 방법이 제시되고 있다. 또는, 별도의 연신 과정을 통해 연신 필름을 제조한 후에 액정과 위상차를 발현하는 물질을 코팅하는 공정을 별도로 수행하고 있다.

그러나, 상기와 같이 접착제를 이용하여 적층하는 경우 접착제층의 존재로 필름의 박형화가 어려우며, 또한 적층되는 2개의 필름의 광축이 정확하게 배치되지 않으면 원하는 위상차 특성을 나타내지 않는 등 제조가 매우 까다롭다는 문제점이 있으며, 별도의 연신 과정을 통해 연신 필름을 제조한 후에 액정과 위상차를 발현하는 물질을 코팅하는 공정을 별도로 수행하는 경우 여러 단계를 거치기 때문에 제조 공정이 복잡하고, 제조원가를 높이는 단점이 있다.

따라서, IPS 모드 액정표시장치의 면 방향 위상차값 및 두께 방향 위상차값을 적절하게 조절할 수 있고, IPS 모드 액정표시장치에 적용시 시야각 개선 효과가 매우 우수하며, 박형으로 제조가 가능하고, 간소한 공정으로 제조가 가능한 위상차 필름 및 그 제조방법이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, IPS 모드 액정표시장치의 면 방향 위상차값 및 두께 방향 위상차값을 적절하게 조절할 수 있고, IPS 모드 액정표시장치에 적용시 시야각 개선 효과가 매우 우수하며, 박형으로 제조가 가능하고, 간소한 공정으로 제조가 가능한 위상차 필름 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.

한편, 본 발명의 과제는 상술한 내용에 한정하지 않는다. 본 발명의 과제는 본 명세서의 내용 전반으로부터 이해될 수 있을 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 부가적인 과제를 이해하는데 아무런 어려움이 없을 것이다.

일 측면에서, 본 발명은 정의 위상차 특성을 가지며 이축 연신 된 기재 필름; 및 상기 기재 필름의 적어도 일면에 형성되고, 부의 위상차 특성을 가지며 폭 방향(TD)으로 일축 연신 된 코팅층을 포함하는 위상차 필름을 제공한다.

한편, 상기 위상차 필름은 하기 식 (1) 및 (2)를 만족하는 것이 바람직하다.

식 (1): 50nm < R_{in , total} < 300nm

식 (2): 10nm < R_{th , total} < 300nm

상기 식 (1) 및 (2)에서, R_{in , total}은 가시광 파장대역에서 측정한 위상차 필름 전체의 면 방향 위상차값이고, R_{th , total}은 가시광 파장대역에서 측정한 위상차 필름 전체의 두께 방향 위상차값이다.

또한, 상기 위상차 필름은 하기 식 (3)으로 표시되는 Nz 값이 1 미만인 것이 바람직하다.

식 (3): Nz = R_{th , total}/R_{in , total}

상기 식 (3)에서, R_{in , total}은 위상차 필름 전체의 면 방향 위상차값이고, R_{th , total}은 위상차 필름 전체의 두께 방향 위상차값이며, 이때, 상기 R_{in , total} 및 R_{th , total}은 모두 가시광 파장대역에서 측정한 위상차값이다.

또한, 상기 위상차 필름은 하기 식 (4) 및 (5)를 만족하는 것이 바람직하다.

식 (4): 0nm < R_{in ,a} < 250nm

식 (5): -290nm < R_{th ,a} < 0nm

상기 식 (4) 및 (5)에서, R_{in ,a}은 가시광 파장대역에서 측정한 기재 필름의 면 방향 위상차값이고, R_{th ,a}은 가시광 파장대역에서 측정한 기재 필름의 두께 방향 위상차값이다.

또한, 상기 위상차 필름은 하기 식 (6) 및 (7)을 만족하는 것이 바람직하다.

식 (6): 50nm < R_{in ,b} < 300nm

식 (7): 50nm < R_{th ,b} < 300nm

상기 식 (6) 및 (7)에서, R_{in ,b}은 가시광 파장대역에서 측정한 코팅층의 면 방향 위상차값이고, R_{th ,b}은 가시광 파장대역에서 측정한 코팅층의 두께 방향 위상차값이다.

또한, 상기 위상차 필름은 하기 식 (8)을 만족하는 것이 바람직하다.

(8): n_{x , total} > n_{z , total} > n_{y , total}

상기 식 (8)에 있어서, n_{x , total}는 위상차 필름 전체의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향(즉, 지상축 방향)의 굴절율이고, n_{y , total}는 위상차 필름 전체의 상기 지상축에 수직인 방향인 방향(즉, 진상축 방향)의 굴절율이며, n_{z , total}는 위상차 필름 전체의 두께 방향의 굴절율이고, 이때, 상기 n_{x , total}, n_{y , total}, n_{z , total}는 가시광 파장대역에서 측정한 값이다.

한편, 상기 기재 필름은 폴리이미드계 수지, 환상올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 또는 폴리카보네이트계 수지와 아크릴계 수지를 포함하는 블렌딩 수지를 포함하는 것일 수 있다.

한편, 상기 코팅층은 스티렌계 수지, 폴리비닐카바졸(polyvinylcarbazole) 또는 폴리비닐나프탈렌(polyvinylnaphthalene)을 포함하는 것일 수 있다.

한편, 상기 위상차 필름은 두께는 5 내지 80㎛인 것이 바람직하다.

힌?y, 상기 위상차 필름은 면상 스위칭(IPS) 모드 액정표시장치용인 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은 상기 위상차 필름을 포함하는 액정표시장치 역시 제공한다.

다른 측면에서, 본 발명은 정의 위상차 특성을 가지는 기재 필름을 길이 방향(MD)으로 일축 연신 하는 단계; 상기 길이 방향(MD)으로 일축 연신 된 기재 필름의 적어도 일면에 부의 위상차 특성을 가지는 고분자 물질을 이용하여 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 코팅층이 형성된 기재 필름을 폭 방향(TD)으로 일축 연신 하는 단계;를 포함하는 위상차 필름의 제조 방법을 제공한다.

한편, 상기 길이 방향(MD)으로 일축 연신 하는 단계는 상기 기재 필름을 1.1 내지 4.0배 연신 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 길이 방향(MD)으로 일축 연신 하는 단계는, 상기 기재 필름을 20 내지 250㎛ 두께로 연신 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 코팅층을 형성하는 단계는, 상기 코팅층을 1 내지 30㎛ 두께로 코팅하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 폭 방향(TD)으로 일축 연신 하는 단계는, 상기 코팅층이 형성된 기재 필름을 1.1 내지 4.0배 연신 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 폭 방향(TD)으로 일축 연신 하는 단계는, 상기 코팅층이 형성된 기재 필름을 5 내지 80㎛ 두께로 연신 하는 것이 바람직하다.

덧붙여, 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 위상차 필름은 IPS 모드용 위상차 필름으로 이용하기에 적합한 위상차 특성을 가지며, 따라서 IPS 모드용 위상차 필름으로 적용시 시야각 개선 효과가 매우 우수하다. 또한, 다층 구조이기는 하나 접착제층이 불필요하기 때문에 박형으로 제조가 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 위상차 필름은 일축 연신 한 정의 위상차 특성을 가지는 기재 필름 상에 부의 위상차 특성을 가지는 고분자 물질을 코팅하고 동시에 연신 함으로써 제조하는바 별도의 배향 공정 등이 불필요하며, 따라서 종래의 액정 및 위상차 발현 물질을 코팅하는 방법에 비하여 제조 방법이 매우 간단하다.

또한, 본 발명에 따른 위상차 필름은 접착제를 이용하여 적층하는 공정이 요구되지 않기 때문에, 접착제층의 존재에 의한 광학 특성의 저하, 또는 위상차 판 축의 어긋남 등이 발생하지 않는다.

먼저 본 명세서에 사용되는 용어를 정의한다.

(1) n_x는 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향(즉, 지상축 방향)의 굴절율이며, n_y는 면 방향에 있어서 지상축에 수직인 방향인 방향(즉, 진상축 방향)의 굴절율이며, n_z는 두께 방향의 굴절율을 의미한다. 상기 n_x, n_y, n_z는 일반적으로 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm의 파장의 광에서 측정한다. 예를 들면, 450nm, 550nm 또는 650nm의 광에서 측정할 수 있다.

한편, n_{x , total}는 위상차 필름 전체의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향(즉, 지상축 방향)의 굴절율이고, n_{y , total}는 위상차 필름 전체의 상기 지상축에 수직인 방향인 방향(즉, 진상축 방향)의 굴절율이며, n_{z , total}는 위상차 필름 전체의 두께 방향의 굴절율이다.

한편, 상기 n_{x ,} n_{y ,} n_z은 당해 기술분야에 있어서 잘 알려진 공지의 방법으로 측정이 가능하며, 예를 들면, Axomatrics社의 Axoscan 장비를 이용하여 측정할 수 있다.

(2) R_in은 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm의 파장의 광에서의 면 방향 위상차값을 의미하는 것으로, 면 방향 위상차값 R_in=(n_x-n_y)×d에 의해 구해진다. 이때, n_x는 상기 파장에 있어서, 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향이며, n_y는 상기 x축에 수직이 되는 방향이고, d는 위상차값을 측정하고자 하는 기재 필름, 위상차 필름 또는 코팅층의 두께를 나타낸다.

한편, R_{in ,a}는 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm의 파장의 광에서의 기재 필름의 면 방향 위상차값을 나타내며, R_{in ,b}는 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm의 파장의 광에서의 코팅층의 면 방향 위상차값을 나타내고, R_{in , total}는 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm의 파장의 광에서의 기재필름과 코팅층을 포함하는 위상차 필름 전체의 면 방향 위상차값을 나타낸다.

한편, 상기 R_in은 당해 기술분야에 있어서 잘 알려진 공지의 방법으로 측정이 가능하며, 예를 들면, Axomatrics社의 Axoscan 장비를 이용하여 측정할 수 있다.

(3) R_th은 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm의 파장의 광에서의 두께 방향 위상차값을 의미하는 것으로, 두께 방향 위상차값 R_th=(n_z-n_y)×d에 의해 구해진다. 이때, n_x는 상기 파장에 있어서, 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향이며, n_y는 상기 x축에 수직이 되는 되는 방향이고, n_z는 두께 방향이고, d는 위상차값을 측정하고자 하는 기재 필름, 위상차 필름 또는 코팅층의 두께를 나타낸다.

한편, R_{th ,a}는 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm의 파장의 광에서의 기재 필름의 두께 방향 위상차값을 나타내며, R_{th ,b}는 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm의 파장의 광에서의 코팅층의 두께 방향 위상차값을 나타내고, R_{th , total}는 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm의 파장의 광에서의 기재필름과 코팅층을 포함하는 위상차 필름 전체의 두께 방향 위상차값을 나타낸다.

한편, 상기 R_th은 당해 기술분야에 있어서 잘 알려진 공지의 방법으로 측정이 가능하며, 예를 들면, Axomatrics社의 Axoscan 장비를 이용하여 측정할 수 있다.

(4) Nz는 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm의 파장의 광에서의 면 방향 위상차값에 대한 두께 방향 위상차 값의 비를 의미하는 것으로, Nz = R_th,total/R_in,total에 의해 구해진다. 예를 들어, Nz는 파장 450nm, 550nm 또는 650nm의 광에서의 면 방향 위상차값에 대한 두께 방향 위상차 값의 비일 수 있다.

(5) 정의 위상차 특성이란, 연신 시에 연신 방향을 따라 최대 굴절율이 발현되는 것을 의미하며, 부의 위상차 특성이란, 연신 시에 연신 방향에 대해 수직인 방향을 따라 최대 굴절율이 발현되는 것을 의미한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

본 발명의 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위하여 연구를 거듭한 결과, 정의 위상차를 가지는 필름을 기계방향으로 일축 연신하고, 부의 위상차를 가지는 고분자 물질을 코팅한 후, 동시에 폭 방향으로 연신 함으로써, 상기와 같은 목적을 달성할 수 있음을 알아내고, 본 발명을 완성하였다.

보다 구체적으로, 본 발명의 위상차 필름은 정의 위상차 특성을 가지며 이축 연신 된 기재 필름; 및 상기 기재 필름의 적어도 일면에 형성되고, 부의 위상차 특성을 가지며 폭 방향(TD)으로 일축 연신 된 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 위상차 필름은 하기 식 (1) 및 (2)를 만족하는 것이 바람직하다. 본 발명자들의 연구에 따르면, 본 발명의 위상차 필름이 하기 식 (1) 및 (2)를 만족하는 경우, IPS 모드 액정표시장치에 위상차 필름으로 이용시 시야각 개선 효과가 우수한 것으로 나타났다.

식 (1): 50nm < R_{in , total} < 300nm

식 (2): 10nm < R_{th , total} < 300nm

상기 식 (1) 및 (2)에서, R_{in , total}은 가시광 파장대역에서 측정한 위상차 필름 전체의 면 방향 위상차값이고, R_{th , total}은 가시광 파장대역에서 측정한 위상차 필름 전체의 두께 방향 위상차값이다. 즉, 본 발명의 위상차 필름은 상기 R_{in , total} 및 R_th,total이 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm 파장 중 어느 임의의 파장의 광, 예를 들면 450nm, 550nm, 또는 650nm의 파장의 광에서 측정하여도 상기 식 (1) 및 (2)를 만족하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 위상차 필름은 가시광 파장대역에서 측정한 위상차 필름 전체의 면 방향 위상차값이 50 내지 200nm 또는 60 내지 150nm인 것이 보다 바람직하고, 80 내지 130nm인 것이 특히 바람직하다. 또한, 상기 위상차 필름은 가시광 파장대역에서 측정한 위상차 필름 전체의 두께 방향 위상차값이 30 내지 200nm 또는 50 내지 150nm인 것이 보다 바람직하고, 60 내지 100nm인 것이 특히 바람직하다. 이 경우 상기한 시야각 개선 효과가 더욱 효과적으로 발현될 수 있다.

또한, 상기 위상차 필름은 하기 식 (3)으로 표시되는 Nz 값이 1 미만인 것이 바람직하고, 0.3 내지 0.9인 것이 보다 바람직하며, 0.5 내지 0.7인 것이 특히 바람직하다. 이 경우 다양한 모드의 액정표시장치, 특히 IPS 모드의 액정표시장치의 위상차 필름으로서 사용하기에 매우 적합하다.

식 (3): Nz = R_{th , total}/R_{in , total}

상기 식 (3)에서, R_{in , total}은 위상차 필름 전체의 면 방향 위상차값이고, R_th,total은 위상차 필름 전체의 두께 방향 위상차값이며, 이때, 상기 R_{in , total} 및 R_th,total은 모두 가시광 파장대역에서 측정한 위상차 값이다. 즉, 본 발명의 위상차 필름은 상기 Nz가 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm 파장 중 어느 임의의 파장의 광, 예를 들면 450nm, 550nm, 또는 650nm의 파장의 광에서 측정하여도 상기 범위를 만족하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 위상차 필름은 하기 식 (4) 및 (5)를 만족하는 것이 바람직하다.

식 (4): 0nm < R_{in ,a} < 250nm

식 (5): -290nm < R_{th ,a} < 0nm

상기 식 (4) 및 (5)에서, R_{in ,a}은 가시광 파장대역에서 측정한 기재 필름의 면 방향 위상차값이고, R_{th ,a}은 가시광 파장대역에서 측정한 기재 필름의 두께 방향 위상차값이다. 즉, 본 발명의 위상차 필름은 상기 R_{in ,a} 및 R_{th ,a}가 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm 파장 중 어느 임의의 파장의 광, 예를 들면 450nm, 550nm, 또는 650nm의 파장의 광에서 측정하여도 상기 식 (4) 및 (5)를 만족하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 위상차 필름은 하기 식 (6) 및 (7)을 만족하는 것이 바람직하다.

식 (6): 50nm < R_{in ,b} < 300nm

식 (7): 50nm < R_{th ,b} < 300nm

상기 식 (6) 및 (7)에서, R_{in ,b}은 가시광 파장대역에서 측정한 코팅층의 면 방향 위상차값이고, R_{th ,b}은 가시광 파장대역에서 측정한 코팅층의 두께 방향 위상차값이다. 즉, 본 발명의 위상차 필름은 상기 R_{in ,b} 및 R_{th ,b}가 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm 파장 중 어느 임의의 파장의 광, 예를 들면 450nm, 550nm, 또는 650nm의 파장의 광에서 측정하여도 상기 식 (6) 및 (7)을 만족하는 것이 바람직하다.

본 발명의 위상차 필름의 기재 필름과 코팅층이 상기 면 방향 위상차값 및 두께 방향 위상차값을 가지는 경우, 위상차 필름 전체의 면 방향 위상차값 및 두께 방향 위상차값을 IPS 모드용 위상차 필름으로 적용하기 위한 적절한 수치로 조절할 수 있다.

또한, 상기 위상차 필름은 하기 식 (8)을 만족하는 것이 바람직하다. 이 경우IPS 모드 액정표시장치에 위상차 보상 필름으로 매우 유용하게 적용될 수 있다.

(8): n_{x , total} > n_{z , total} > n_{y , total}

상기 식 (8)에 있어서, n_{x , total}는 위상차 필름 전체의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향(즉, 지상축 방향)의 굴절율이고, n_{y , total}는 위상차 필름 전체의 상기지상축에 수직인 방향인 방향(즉, 진상축 방향)의 굴절율이며, n_{z , total}는 위상차 필름 전체의 두께 방향의 굴절율 굴절율이고, 이때, 상기 n_{x , total}, n_{y , total} 및 n_{z , total}는 모두 가시광 파장대역에서 측정한 값이다. 즉, 본 발명의 위상차 필름은 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm 파장 중 어느 임의의 파장의 광, 예를 들면 450nm, 550nm, 또는 650nm의 파장의 광에서 측정하여도 상기 식 (8)을 만족하는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같은 식 (1) 내지 (8) 중 하나 이상을 만족하는 본 발명의 위상차 필름은 기재 필름과 코팅층을 형성하는 원료 물질 및 연신 조건 등을 적절하게 제어함으로써 제조될 수 있다.

먼저, 본 발명에 있어서 상기 기재 필름의 원료 물질은 정의 위상차 특성을 가지는 고분자 물질이면 되고, 그 종류가 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 폴리이미드계 수지, 환상올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리카보네이트계 수지와 아크릴계 수지를 포함하는 블렌딩 수지 등을 사용할 수 있다.

이때, 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 폴리카보네이트계 수지는 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 것일 수 있다.

[화학식 1]

상기 화학식 1에서, X는 적어도 하나의 벤젠 고리, 지방족 고리, 또는 지방족 사슬을 포함하는 2가 기이고, l은 5~10,000의 정수이다.

한편, 상기 화학식 1에 있어서, 상기 적어도 하나의 벤젠 고리를 포함하는 2가 기의 예로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 하기 구조식으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것을 들 수 있다. 이때, 상기 2가 기는 벤젠 고리의 임의의 위치에서 폴리카보네이트계 수지의 주 사슬과 연결될 수 있다.

또한, 상기 화학식 1에 있어서, 상기 적어도 하나의 지방족 고리를 포함하는 2가 기는, 이에 한정되는 것은 아니나, 4 내지 14개, 또는 4 내지 10개, 또는 4 내지 8개의 고리 원자의 비방향족 모노시클릭, 바이시클릭 또는 트리시클릭 탄화수소 부위를 의미한다. 상기 고리 원자는 탄소뿐만 아니라 산소 원자를 포함할 수도 있다. 이때, 상기 2가 기는 지방족 고리의 임의의 위치에서 폴리카보네이트계 수지의 주 사슬과 연결될 수 있다.

또한, 상기 화학식 1에 있어서, 상기 적어도 하나의 지방족 사슬을 포함하는 2가 기는, 이에 한정되는 것은 아니나, 1 내지 10개, 또는 1 내지 8개, 또는 1 내지 6개의 탄소 원자의 직쇄 또는 분지쇄의 탄화수소 부위를 의미한다. 이때, 상기 2가 기는 지방족 사슬의 임의의 위치에서 폴리카보네이트계 수지의 주 사슬과 연결될 수 있다.

또한, 상기 아크릴계 수지는 (메트)아크릴계 단량체를 주성분으로 포함하는 것으로, (메트)아크릴계 단량체로 이루어진 호모폴리머 수지뿐 아니라 (메트)아크릴계 단량체 이외에 다른 단량체가 공중합된 공중합체 수지를 포함하는 개념이다.

이때, 상기 (메트)아크릴계 단량체는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 뿐만 아니라 아크릴레이트 및 메타크릴레이트의 유도체를 포함하는 개념으로, 예컨대 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, t-부틸 메타크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 메톡시에틸 메타크릴레이트, 에톡시에틸 메타크릴레이트, 부톡시메틸 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 메톡시에틸 아크릴레이트, 에톡시에틸 아크릴레이트, 부톡시 메틸 아크릴레이트 또는 이들의 올리고머 등 일 수 있으며, 그 중에서도 메틸 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트 등의 알킬 (메트)아크릴레이트 및/또는 시클로헥실 메타크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트 등의 시클로알킬 (메트)아크릴레이트인 것이 보다 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.

한편, 내열성을 향상시키기 위하여, 상기 아크릴계 수지는 상기 (메트)아크릴계 단량체 이외의 다른 단량체로 말레산 무수물계 단량체, 말레이미드계 단량체 등을 포함할 수 있다. 그 중에서도 말레산 무수물계 단량체 또는 말레이미드계 단량체를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 이때, 상기 말레산 무수물계 단량체로는 말레산 무수물, 메틸 말레산 무수물, 에틸 말레산 무수물, 프로필 말레산 무수물, 이소프로필 말레산 무수물, 시클로헥실 말레산 무수물, 페닐 말레산 무수물 등을 그 예로 들 수 있으며; 상기 말레이미드계 단량체로는 말레이미드, N-메틸 말레이미드, N-에틸 말레이미드, N-프로필 말레이미드, N-이소프로필 말레이미드, N-시클로헥실 말레이미드, N-페닐 말레이미드 등을 그 예로 들 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.

한편, 상기 말레산 무수물계 단량체 또는 말레이미드계 단량체와의 공중합성을 향상시키기 위하여, 상기 아크릴계 수지는 상기 (메트)아크릴계 단량체 이외의 단량체로 스티렌계 단량체를 포함할 수도 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 스티렌계 단량체 중에서도 스티렌 또는 α-메틸스티렌이 포함되는 것이 더욱 바람직하다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.

한편, 상기 아크릴계 수지에는 상기한 스티렌계 단량체, 말레산 무수물계 단량체, 말레이미드계 단량체 등이 2종 이상 혼합되어 (메트)아크릴계 단량체와 함께 사용될 수도 있다. 예컨대, 상기 아크릴계 수지에는 (메트)아크릴계 단량체; 및 스티렌계 단량체, 말레산 무수물계 단량체 및 말레이미드계 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 단량체가 포함될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 아크릴계 수지는, 이에 한정되는 것은 아니나, 시클로헥실 말레산 무수물-메틸 메타크릴레이트 공중합체, N-시클로헥실 말레이미드-메틸 메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-시클로헥실 말레산 무수물-메틸 메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-N-시클로헥실 말레이미드-메틸 메타크릴레이트 공중합체, α-메틸스티렌-N-시클로헥실 말레이미드-메틸 메타크릴레이트 공중합체, α-메틸스티렌-N-페닐 말레이미드-메틸 메타크릴레이트 공중합체, α-메틸스티렌-N-시클로헥실 말레이미드-메틸 메타크릴레이트-시클로헥실 메타크릴레이트 공중합체 등일 수 있다.

한편, 상기 폴리카보네이트계 수지와 아크릴계 수지를 포함하는 블렌딩 수지에 있어서, 상기 폴리카보네이트계 수지의 함량은 블렌딩 수지 100중량부에 대하여 5 내지 30중량부인 것이 바람직하며, 10 내지 20중량부인 것이 더욱 바람직하다. 이때, 주쇄에 카보네이트부를 가지는 방향족계 수지의 함량이 5 중량부 미만인 경우에는 위상차 발현성 저하로 원하는 위상차 값을 내는 위상차 필름을 제작하기 곤란한 문제가 있으며, 따라서, 원하는 위상차 값을 내기 위해서는 필름의 두께가 두꺼워질 수 있어 위상차 필름의 박형화가 어려울 수 있다. 또한, 30 중량부를 초과하는 경우, 폴리카보네이트계 수지와 아크릴계 수지간의 혼합이 용이하지 않을 수 있다.

또한, 상기 폴리이미드계 수지는, 주쇄에 이미드기를 가지는 것이면 특별한 제한 없이 사용이 가능하며, 예를 들면, 이에 한정되는 것은 아니나, 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르이미드(polyetherimide) 등이 사용 될 수 있다.

또한, 상기 환상올레핀계 수지는, 당해 기술분야에 잘 알려진 환상올레핀계 수지이면 특별한 제한 없이 사용이 가능하며, 예를 들면, 이에 한정되는 것은 아니나, 시클로올레핀폴리머(COP), 시클로올레핀코폴리머(COC) 등이 사용될 수 있다.

다음으로, 본 발명에 있어서 상기 코팅층의 원료 물질은 부의 위상차 특성을 가지는 고분자 물질이면 되고, 역시 그 종류가 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 폴리비닐카바졸(polyvinylcarbazole), 폴리비닐나프탈렌(polyvinylnaphthalene), 스티렌계 수지 등을 사용할 수 있다.

이때, 상기 스티렌계 수지는 스티렌계 단량체를 주 성분으로 포함하는 것이면 특별한 제한 없이 사용이 가능하다. 이때 상기 스티렌계 단량체의 예로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 스티렌, α-메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, 2,5-디메틸스티렌, 2-메틸-4-클로로스티렌, 2,4,6-트리메틸스티렌, cis-β-메틸스티렌, trans-β-메틸스티렌, 4-메틸-α-메틸스티렌, 4-플루오르-α-메틸스티렌, 4-클로로-α-메틸스티렌, 4-브로모-α-메틸스티렌, 4-t-부틸스티렌, 2-플루오르스티렌, 3-플루오르스티렌, 4-플루오로스티렌, 2,4-디플루오로스티렌, 2,3,4,5,6-펜타플루오로스티렌, 2-클로로스티렌, 3-틀로로스티렌, 4-틀로로스티렌, 2,4-디클로로스티렌, 2,6-디클로로스티렌, 옥타클로로스티렌, 2-브로모스티렌, 3-브로모스티렌, 4-브로모스티렌, 2,4-디브로모스티렌, α-브로모스티렌, β-브로모스티렌, 2-하이드록시스티렌, 4-하이드록시스티렌 등을 들 수 있으며, 그 중에서도 스티렌 및 α-메틸스티렌인 것이 보다 바람직하다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.

또한, 상기 스티렌계 수지에는 상기한 스티렌계 단량체 외에 말레산 무수물계 단량체, 말레이미드계 단량체, 아크릴로니트릴계 단량체 등이 2종 이상 혼합되어 스티렌계 단량체와 함께 사용될 수도 있다. 예컨대, 상기 스티렌계 수지에는 스티렌계 단량체; 및 말레산 무수물계 단량체, 말레이미드계 단량체 및 아크릴로니트릴계 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 단량체가 포함될 수 있다.

이때, 상기 말레산 무수물계 단량체로는 말레산 무수물, 메틸 말레산 무수물, 에틸 말레산 무수물, 프로필 말레산 무수물, 이소프로필 말레산 무수물, 시클로헥실 말레산 무수물, 페닐 말레산 무수물 등을 그 예로 들 수 있고; 상기 말레이미드계 단량체로는 말레이미드, N-메틸 말레이미드, N-에틸 말레이미드, N-프로필 말레이미드, N-이소프로필 말레이미드, N-시클로헥실 말레이미드, N-페닐 말레이미드 등을 그 예로 들 수 있으며; 상기 아크릴로니트릴계 단량체로는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴, 페닐아크릴로니트릴 등을 그 예로 들 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

보다 구체적으로, 상기 스티렌계 수지는, 이에 한정되는 것은 아니나, 스티렌-말레산 무수물 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, α-메틸스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, N-페닐 말레이미드-α-메틸스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, N-페닐 말레이미드-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, N-페닐 말레이미드-α-메틸스티렌-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 등일 수 있다.

또한, 상기 폴리비닐카보졸은, 폴리(9-비닐카바졸)과 같이 분자 내에 카바졸 골격을 가지는 것으로, 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되는 폴리비닐카바졸이면 특별한 제한 없이 사용이 가능하다.

또한, 상기 폴리비닐나프탈렌은, 폴리(2-비닐나프탈렌)과 같이 분자 내에 나프탈렌 골격을 가지는 것으로, 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되는 폴리비닐나프탈렌이면 특별한 제한 없이 사용이 가능하다.

다음으로 본 발명의 상기 위상차 필름의 제조 방법에 대해 설명한다.

본 발명의 위상차 필름의 제조 방법은, 정의 위상차 특성을 가지는 기재 필름을 길이 방향(MD)으로 일축 연신 하는 단계; 상기 길이 방향(MD)으로 일축 연신된 기재 필름의 적어도 일면에 부의 위상차 특성을 가지는 고분자 물질을 이용하여 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 코팅층이 형성된 기재 필름을 폭 방향(TD)으로 일축 연신 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 위상차 필름 제조 방법은 이와 같이 2회의 축차 연신만으로 원하는 위상차 필름을 얻을 수 있어, 보다 간소화된 공정으로 IPS 모드 액정표시장치에도 적용이 가능한 위상차 필름을 제조할 수 있다.

먼저, 본 발명에 있어서, 상기 기재 필름은 정의 위상차 특성을 가지는 고분자 물질을 이용하여 당해 기술 분야에 잘 알려진 필름 성형 방법, 예를 들면, 압출 성형, 용액 캐스팅, 캘린더 성형, 필름 유연법 등을 이용하여 제조할 수도 있고, 또는 다른 고분자와 공압출을 통하여 다층 필름으로 제조하여 사용할 수도 있다. 또는, 정의 위상차 특성을 가지는 시판되는 필름을 사용하여도 무방하다. 상기 정의 위상차 특성을 가지는 고분자 물질의 구체적인 예들은 상기한 바와 동일하다.

한편, 본 발명의 상기 정의 위상차 특성을 가지는 기재 필름을 길이 방향(MD)으로 일축 연신 하는 단계는, 당해 기술분야에서 널리 알려진 연신 방법으로 수행될 수 있다. 예컨대, 상기 기재 필름의 유리전이온도를 Tg라 할 때, (Tg-20)℃ 내지 (Tg+30)℃ 온도에서 길이 방향으로 롤투롤(roll-to-toll) 방식으로 1.1 내지 4.0배 연신하는 방법으로 수행될 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명에 있어서 상기 길이 방향으로 일축 연신 하는 단계는, 상기 기재 필름을 1.1 내지 4.0배 연신 하는 것이 바람직하며, 예를 들면, 1.2배 내지 3.5배 또는 1.3배 내지 3.0배 정도로 연신 할 수 있다. 이때, 연신비가 1.1배 미만인 경우에는 필름의 인성이 저하되어, 제조된 위상차 필름이 편광판에 적용하기 어려울 수 있으며, 연신비가 4.0배를 초과하는 경우는 연신 과정에서 필름의 파단이 발생할 수 있어, 안정적인 필름 생산이 어려울 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서 상기 길이 방향으로 일축 연신 하는 단계는, 상기 기재 필름의 두께가 20 내지 250㎛이 되도록 연신 하는 것이 바람직하며, 예를 들면, 두께가 25 내지 230㎛ 또는 30 내지 200㎛가 되도록 연신 할 수 있다. 이때, 길이 방향으로 일축 연신 후의 필름의 두께가 20㎛ 미만일 경우에는 폭 방향으로 연신을 진행하였을 때 필름의 두께가 너무 얇아져 필름 및 편광판의 취급성이 불량하게 될 수 있어, 필름 및 편광판의 취급과정에서 꺾임이나 파단 등이 발생할 수 있으며, 250㎛를 초과할 경우에는 편광판의 박형화가 어려운 문제점이 발생할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서 상기 길이 방향으로 일축 연신 하는 단계는, 상기 기재 필름의 유리전이온도를 Tg라 할 때, (Tg-20)℃ 내지 (Tg+30)℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 (Tg)℃ 내지 (Tg+20)℃ 정도의 온도에서 수행될 수 있다. 이때, 길이 방향으로 일축 연신 하는 단계가 (Tg-20)℃ 미만의 온도에서 수행될 경우, 필름의 저장 탄성율이 저하될 수 있으며, 이에 따라 손실 탄성율이 저장 탄성률보다 커질 수 있다. 또한, (Tg+30)℃ 초과의 온도에서 수행될 경우, 고분자 사슬의 배향이 완화되어 소실될 수 있다. 한편, 상기 유리전이온도는 시차주사형 열량계(DSC)에 의해 측정될 수 있다. 예컨대, 시차주사형 열량계(DSC)를 이용하는 경우, 약 10mg의 시료를 전용 펜(pan)에 밀봉하고 일정 승온 조건으로 가열할 때 상변이가 일어남에 따른 물질의 흡열 및 발열량을 온도에 따라 그려 유리전이온도를 측정할 수 있다.

상기 정의 위상차 특성을 가지는 기재 필름을 길이 방향으로 일축 연신 한 후, 상기 기재 필름의 적어도 일면에 일면에 부의 위상차 특성을 가지는 고분자 물질을 이용하여 코팅층을 형성하는 단계를 수행한다. 상기 코팅층을 형성하는 단계는 당해 기술분야에서 널리 알려진 방법에 의해 수행될 수 있다. 예컨대, 부의 위상차를 가지는 고분자 물질과 용매를 포함하는 조성물을 마이크로 그라비아 코팅법, 콤마 코팅법, 바 코팅법, 롤러 코팅법, 스핀 코팅법, 프린트법, 딥 코팅법, 유연 성막법, 다이 코팅법, 블레이드 코팅법, 그라비아 인쇄 법 등의 방법을 이용하여 도포하여 건조하는 방법으로 수행될 수 있다. 이때, 상기 부의 위상차를 가지는 고분자 물질의 구체적인 예는 상기한 바와 동일하며, 사용 가능한 용매로는 메틸렌클로라이드, 클로로포름, 테트라하이드로퓨란(THF), 1,3-디옥살레인, 시클로펜타논, N-메틸 피롤리돈(NMP), 디메틸폼아마이드(DMF), 디메틸아세트아마이드(DMAc) 에탄올, 메탄올 등의 알코올류, 물 등을 들 수 있다. 이들 용매는 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 병행해도 된다.

한편, 상기 부의 위상차 특성을 가지는 코팅층을 형성하는 단계는, 코팅층의 두께가 1 내지 30㎛ 정도가 되도록 코팅하는 것이 바람직하며, 예를 들면, 코팅층의 두께가 2 내지 25㎛ 또는 3 내지 22㎛ 정도가 되도록 코팅 할 수 있다. 이때, 코팅층의 두께는 위상차를 발현하는 특성과 관련이 있는 것으로, 1㎛ 미만의 두께로 코팅하였을 경우, 부의 위상차를 발현하는 특성이 떨어져 원하는 수준의 위상차를 발현하지 못할 수 있으며, 반대로 30㎛를 초과하는 두께로 코팅하였을 경우, 부의 위상차를 발현하는 특성이 너무 커질 수 있는 문제점이 발생할 수 있고, 필름의 두께가 두꺼워져 위상차 필름의 박막화가 어려울 수 있다.

한편, 필요에 따라, 상기 기재 필름과 코팅층 사이의 접착력을 향상시키기 위하여, 상기 정의 위상차 특성을 가지는 기재 필름을 길이 방향으로 일축 연신하는 단계와 상기 부의 위상차 특성을 가지는 코팅층을 형성하는 단계 사이에서 상기 기재 필름의 표면을 코로나 처리 할 수도 있다.

상기와 같은 과정을 거쳐 기재 필름 상에 코팅층이 형성되면, 상기 코팅층이 형성된 기재 필름을 폭 방향(TD)으로 연신한다. 폭 방향으로 연신 할 경우, 정의 위상차 특성을 가지는 기재 필름과 부의 위상차 특성을 가지는 코팅층을 한 번의 연신 과정으로 동시에 연신 할 수 있다. 따라서, 상기 정의 위상차 특성을 가지는 기재 필름은 길이 방향 및 폭 방향으로 이축 연신 되고, 부의 위상차 특성을 가지는 코팅층은 폭 방향으로 일축 연신 된다.

한편, 본 발명의 상기 코팅층이 형성된 기재 필름을 폭 방향(TD)으로 일축 연신 하는 단계는, 마찬가지로 당해 기술분야에서 널리 알려진 연신 방법으로 수행될 수 있다. 예컨대, 상기 기재 필름의 유리전이온도를 Tg라 할 때, (Tg-20)℃ 내지 (Tg+30)℃ 온도에서 폭 방향으로 텐터 연신기를 이용하여 1.1 내지 4.0배 연신하는 방법으로 수행될 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명에 있어서 상기 폭 방향으로 일축 연신 하는 단계는, 상기 코팅층이 형성된 기재 필름을 1.1 내지 4.0배 연신 하는 것이 바람직하며, 예를 들면, 1.2배 내지 3.5배 또는 1.3배 내지 3.0배 정도로 연신 할 수 있다. 이때, 연신비가 1.1배 미만인 경우에는 필름의 인성이 저하되어, 제조된 위상차 필름이 편광판에 적용하기 어려울 수 있으며, 연신비가 4.0배를 초과하는 경우는 연신 과정에서 필름의 파단이 발생할 수 있어, 안정적인 필름 생산이 어려울 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서 상기 폭 방향으로 일축 연신 하는 단계는, 상기 코팅층이 형성된 기재 필름의 두께가 5 내지 80㎛가 되도록 연신 하는 것이 바람직하며, 예컨대, 10 내지 70㎛ 또는 15 내지 70㎛ 정도일 수 있다. 이때, 상기 폭 방향으로 일축 연신 이후의 위상차 필름의 두께는 최종 필름의 두께가 되며, 상기 최종 필름의 두께가 5㎛ 미만일 경우에는 필름의 두께가 너무 얇아져 필름 및 편광판의 취급성이 불량하게 될 수 있어, 필름 및 편광판의 제조 공정이나 제품의 취급 과정에서 꺾임, 파단 등이 발생할 수 있으며, 80㎛를 초과할 경우에는 편광판의 박형화가 어려운 문제점이 발생할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서 상기 폭 방향으로 일축 연신 하는 단계는, 상기 기재 필름의 유리전이온도를 Tg라 할 때, (Tg-20)℃ 내지 (Tg+30)℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 (Tg)℃ 내지 (Tg+20)℃ 정도의 온도에서 수행될 수 있다. 이때, 길이 방향으로 일축 연신 하는 단계가 (Tg-20)℃ 미만의 온도에서 수행될 경우, 필름의 저장 탄성율이 저하될 수 있으며, 이에 따라 손실 탄성율이 저장 탄성률보다 커질 수 있다. 또한, (Tg+30)℃ 초과의 온도에서 수행될 경우, 고분자 사슬의 배향이 완화되어 소실될 수 있다. 한편, 상기 유리전이온도는 시차주사형 열량계(DSC)에 의해 측정될 수 있다. 예컨대, 시차주사형 열량계(DSC)를 이용하는 경우, 약 10mg의 시료를 전용 펜(pan)에 밀봉하고 일정 승온 조건으로 가열할 때 상변이가 일어남에 따른 물질의 흡열 및 발열량을 온도에 따라 그려 유리전이온도를 측정할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 상기 위상차 필름은 IPS 모드 액정표시장치에서 적용되는 경우 시야각 개선 효과가 매우 우수한바, IPS 모드 액정표시장치용 위상차 필름으로 매우 적합하게 사용될 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 위상차 필름을 적어도 하나 이상 포함하는 편광판을 제공한다. 이 경우, 본 발명에 따른 상기 위상차 필름은 편광자의 일면 또는 양면에 직접 부착 되거나, 편광자의 양면에 보호 필름이 부착된 편광판의 보호 필름 상에 부착되어, 유용하게 사용될 수 있다.

상기 위상차 필름을 편광자의 일면 또는 양면에 직접 부착시키는 경우, 예를 들어, 그 구조는 상 보호필름/편광자/위상차 필름, 위상차 필름/편광자/하 보호필름, 위상차 필름/상 보호필름/편광자/하 보호필름 또는 상 보호필름/편광자/하 보호필름/위상차 필름 일 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 위상차 필름을 적어도 하나 이상 포함하는 액정표시장치를 제공한다. 예컨대 본 발명은 상기 위상차 필름을 적어도 하나 이상 포함하는 IPS 모드 액정표시장치를 제공한다.

이때, 상기 액정표시장치는 액정 셀 및 상기 액정 셀의 양면에 각각 구비된 제 1 편광판 및 제 2 편광판을 포함하는 것일 수 있으며, 상기 위상차 필름은 상기 액정 셀과 상기 제 1 편광판 및/또는 제 2 편광판 사이에 구비될 수 있다. 즉, 제 1 편광판과 액정 셀 사이에 위상차 필름이 구비될 수 있고, 제 2 편광판과 액정 셀 사이에, 또는 제 1 편광판과 액정 셀 사이와 제 2 편광판과 액정 셀 사이 모두에 위상차 필름이 하나 또는 2 이상 구비될 수 있다.

이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 발명의 예시를 위한 것이며, 하기 실시예에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것으로 의도되지 않는다.

실시예 1

아크릴계 공중합체(메틸메타크릴레이트 77%, 시클로헥실메타크릴레이트 15%, 알파메틸스틸렌 2%, 시클로헥실말레이미드 6%, ㈜ LGMMA)와 분자 내에 벤젠 고리를 포함하는 폴리카보네이트(LGPC, DVD1080)를 각각 85:15 중량비로 트윈 압출기를 이용하여 250℃, 200rpm 조건으로 컴파운딩하여 수지 조성물을 제조하였다. 상기 수지 조성물을 250℃ 조건하에서 T-다이 제막기를 이용하여 폭 800mm, 두께 160㎛의 미연신 필름을 제조하였다. 상기 미연신 필름을 135℃의 온도에서 기계방향으로 롤투롤(roll to roll) 방식으로 2배 연신하여 일축 연신 필름을 제조하였다.

상기 일축 연신 필름에 폴리비닐카바졸(Aldrich社, Poly(9-vinylcarbazole))이 7중량%로 포함되어 있는 용액(용매 1,3-dioxolane)을 마이크로그라비어 코터를 이용하여 도포하여, 3㎛ 두께로 코팅하였다.

상기 코팅된 필름을 135℃의 온도에서 폭 방향으로 텐터 연신기를 이용하여 2배 연신하여 두께 56㎛의 위상차 필름을 제조하였다.

실시예 2

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 일축 연신 필름을 제조한 후, 일축 연신 필름에 폴리비닐나프탈렌(Aldrich社, Poly(2-vinylnaphthalene))이 10중량%로 포함되어 있는 용액(용매 1,3-dioxolane)을 마이크로그라비어 코터를 이용하여 도포하여, 10㎛ 두께로 코팅하였다.

상기 코팅된 필름을 135℃의 온도에서 폭 방향으로 텐터 연신기를 이용하여 2배 연신하여 두께 60㎛의 위상차 필름을 제조하였다.

실시예 3

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 일축 연신 필름을 제조한 후, 일축 연신 필름에 α-메틸스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(Chemtura社, B-587)이 20중량%로 포함되어 있는 용액(용매 1,3-dioxolane)을 마이크로그라비아 코터를 이용하여 도포하여, 22㎛ 두께로 코팅하였다.

상기 코팅된 필름을 132℃의 온도에서 폭 방향으로 텐터 연신기를 이용하여 1.8배 연신하여 두께 66㎛의 위상차 필름을 제조하였다.

실시예 4

시클로올레핀코폴리머(Ticona社, Topas)를 260℃ 조건에서 T-다이 제막기를 이용하여 폭 800mm, 두께 110㎛의 미연신 필름을 제조하였다. 상기 미연신 필름을 142℃의 온도에서 기계방향으로 롤투롤(roll to roll) 방식으로 2배 연신하여 일축 연신 필름을 제조하였다.

일축 연신 필름에 폴리비닐카바졸(Aldrich社, Poly(9-vinylcarbazole))이 7중량%로 포함되어 있는 용액(용매 1,3-dioxolane)을 마이크로그라비어 코터를 이용하여 도포하여, 3㎛ 두께로 코팅하였다.

상기 코팅된 필름을 142℃의 온도에서 폭 방향으로 텐터 연신기를 이용하여 2배 연신하여 두께 41㎛의 위상차 필름을 제조하였다.

이때, 하기 [표 1]에는 실시예 1 내지 4의 실험 결과가 나타나 있다. 보다 구체적으로, 하기 [표 1]에는 코팅층, 필름층 및 복합필름의 위상차 값이 기재되어 있으며, 복합필름의 Nz값이 기재되어 있다. 이때, 위상차 값은 550㎚ 파장의 빛을 기준으로 측정하였으며, 상기 위상차 값은 Axometrics社의 Axoscan 측정장치를 이용하여 측정하였다.

	코팅층 위상차 (Rin/Rth, ㎚)	필름층 위상차 (Rin/Rth, ㎚)	복합필름 위상차 (Rin/Rth, ㎚)	복합필름 Nz
실시예 1	110/130	1.5/-70	109/65	0.6
실시예 2	107/128	1.5/-70	106/64	0.6
실시예 3	101/122	2.2/-78	100/51	0.5
실시예 4	110/128	3.0/-80	108/55	0.5

상기 [표 1]의 결과와 같이, 본 발명의 위상차 필름은, 간소화된 단계를 거치는 제조방법을 이용하면서도, 면상 스위칭 모드 액정표시장치용 위상차 필름에 적합한 위상차 값과 Nz 값을 보이는 것을 알 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims (17)

1. 정의 위상차 특성을 가지며 폴리카보네이트계 수지와 아크릴계 수지를 포함하는 블렌딩 수지를 포함하는 이축 연신 된 기재 필름; 및
   상기 기재 필름의 적어도 일면에 형성되고, 부의 위상차 특성을 가지며 폭 방향(TD)으로 일축 연신 된 코팅층을 포함하는 위상차 필름이고,
   상기 아크릴계 수지는 알킬 (메트)아크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 알파메틸스티렌 및 시클로헥실말레이미드가 공중합된 공중합체 수지이고,
   상기 위상차 필름의 하기 식 (3)으로 표시되는 Nz 값이 0.5 내지 0.7인 것인 위상차 필름:
   식 (3): Nz = R_th,total/R_in,total
   상기 식 (3)에서,
   R_in,total은 위상차 필름 전체의 면 방향 위상차값이고,
   R_th,total은 위상차 필름 전체의 두께 방향 위상차값이며,
   이때, 상기 R_in,total 및 R_th,total은 모두 가시광 파장대역에서 측정한 위상차값임.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 위상차 필름은 하기 식 (1) 및 (2)를 만족하는 위상차 필름.
   식 (1): 50nm < R_{in , total} < 300nm
   식 (2): 10nm < R_{th , total} < 300nm
   상기 식 (1) 및 (2)에서,
   R_{in , total}은 가시광 파장대역에서 측정한 위상차 필름 전체의 면 방향 위상차값이고,
   R_{th , total}은 가시광 파장대역에서 측정한 위상차 필름 전체의 두께 방향 위상차값임.
   
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서
   상기 위상차 필름은 하기 식 (4) 및 (5)를 만족하는 위상차 필름.
   식 (4): 0nm < R_{in ,a} < 250nm
   식 (5): -290nm < R_{th ,a} < 0nm
   상기 식 (4) 및 (5)에서,
   R_{in ,a}은 가시광 파장대역에서 측정한 기재 필름의 면 방향 위상차값이고,
   R_{th ,a}은 가시광 파장대역에서 측정한 기재 필름의 두께 방향 위상차값임.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 위상차 필름은 하기 식 (6) 및 (7)을 만족하는 위상차 필름.
   식 (6): 50nm < R_{in ,b} < 300nm
   식 (7): 50nm < R_{th ,b} < 300nm
   상기 식 (6) 및 (7)에서,
   R_{in ,b}은 가시광 파장대역에서 측정한 코팅층의 면 방향 위상차값이고,
   R_{th ,b}은 가시광 파장대역에서 측정한 코팅층의 두께 방향 위상차값임.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 위상차 필름은 하기 식 (8)을 만족하는 위상차 필름.
   (8): n_{x , total} > n_{z , total} > n_{y , total}
   상기 식 (8)에 있어서,
   n_{x , total}는 위상차 필름 전체의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향(즉, 지상축 방향)의 굴절율이고,
   n_{y , total}는 위상차 필름 전체의 상기 지상축에 수직인 방향인 방향(즉, 진상축 방향)의 굴절율이며,
   n_{z , total}는 위상차 필름 전체의 두께 방향의 굴절율이고,
   이때, 상기 n_{x , total}, n_{y , total} 및 n_{z , total}는 가시광 파장대역에서 측정한 값임.
   
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 코팅층은 스티렌계 수지, 폴리비닐카바졸(polyvinylcarbazole) 또는 폴리비닐나프탈렌(polyvinylnaphthalene)을 포함하는 것인 위상차 필름.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 위상차 필름은 두께는 5 내지 80㎛인 위상차 필름.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상차 필름은 면상 스위칭(IPS) 모드 액정표시장치용인 위상차 필름.
    
11. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 내지 제 6 항 및 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 위상차 필름을 포함하는 액정표시장치.
12. 정의 위상차 특성을 가지며 폴리카보네이트계 수지와 아크릴계 수지를 포함하는 블렌딩 수지를 포함하는 기재 필름을 길이 방향(MD)으로 일축 연신 하는 단계;
    상기 길이 방향(MD)으로 일축 연신 된 기재 필름의 적어도 일면에 부의 위상차 특성을 가지는 고분자 물질을 이용하여 코팅층을 형성하는 단계; 및
    상기 코팅층이 형성된 기재 필름을 폭 방향(TD)으로 일축 연신 하는 단계;
    를 포함하는 위상차 필름의 제조 방법으로서,
    상기 아크릴계 수지는 알킬 (메트)아크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 알파메틸스티렌 및 시클로헥실말레이미드가 공중합된 공중합체 수지이고,
    상기 위상차 필름의 하기 식 (3)으로 표시되는 Nz 값이 0.5 내지 0.7인 것인 위상차 필름의 제조 방법:
    식 (3): Nz = R_th,total/R_in,total
    상기 식 (3)에서,
    R_in,total은 위상차 필름 전체의 면 방향 위상차값이고,
    R_th,total은 위상차 필름 전체의 두께 방향 위상차값이며,
    이때, 상기 R_in,total 및 R_th,total은 모두 가시광 파장대역에서 측정한 위상차값임.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 길이 방향(MD)으로 일축 연신 하는 단계는 상기 기재 필름을 1.1 내지 4.0배 연신 하는 것인 위상차 필름의 제조 방법.
    
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 길이 방향(MD)으로 일축 연신 하는 단계는, 상기 기재 필름을 20 내지 250㎛ 두께로 연신 하는 것인 위상차 필름의 제조 방법.
    
15. 제 12 항에 있어서,
    상기 코팅층을 형성하는 단계는, 상기 코팅층을 1 내지 30㎛ 두께로 코팅하는 것인 위상차 필름의 제조방법.
    
16. 제 12 항에 있어서,
    상기 폭 방향(TD)으로 일축 연신 하는 단계는, 상기 코팅층이 형성된 기재 필름을 1.1 내지 4.0배 연신 하는 것인 위상차 필름의 제조 방법.
    
17. 제 12 항에 있어서,
    상기 폭 방향(TD)으로 일축 연신 하는 단계는, 상기 코팅층이 형성된 기재 필름을 5 내지 80㎛ 두께로 연신 하는 것인 위상차 필름의 제조 방법.