KR20050021505A

KR20050021505A - 액정 분자로부터 형성된 광학 이방성 층을 갖는 편광판

Info

Publication number: KR20050021505A
Application number: KR10-2005-7000885A
Authority: KR
Inventors: 이토요지
Original assignee: 후지 샤신 필름 가부시기가이샤
Priority date: 2002-07-17
Filing date: 2003-07-17
Publication date: 2005-03-07
Also published as: JP4234960B2; CN1668945A; TW200401920A; US20060165918A1; EP1546772A4; CN100335922C; TWI303005B; JP2004053770A; WO2004008197A1; AU2003281114A1; EP1546772A1

Abstract

편광판은 액정 분자로부터 형성된 광학 이방성층 및 편광판을 갖는다. 광학 이방성층은 편광막 위에 형성되거나, 편광막 위에 형성된 배향층 위에 형성된다.

Description

액정 분자로부터 형성된 광학 이방성 층을 갖는 편광판 {POLARIZING PLATE HAVING OPTICALLY ANISOTROPIC LAYER FORMED FROM LIQUID CRYSTAL MOLECULES}

본 발명은 액정 분자로부터 형성된 광학 이방성 층 및 편광막을 갖는 편광판에 관한 것이다.

액정 디스플레이는 일반적으로 편광판 및 액정 셀을 포함한다.

가장 널리 사용되는 디스플레이는 광학 보상 시트가 편광판 및 액정 셀 사이에 제공되는 TN 방식의 TFT 액정 디스플레이이다. 보상 시트로 인해, 디스플레이는 고화질의 영상을 제공하지만 종종 두껍고 무겁다.

일본 특허 공개공보 제 1(1989)-68940 호에는, 상 지연제와 보호 필름 사이에 편광막이 제공되는 타원형 편광판을 개시하고 있다. 상기 공보에 따르면, 타원형 편광판은 디스플레이를 두껍게 하지 않으면서 전면 콘트라스트 (front contrast) 를 개선시킬 수 있다. 그러나, 지연제 (광학 보상 시트) 는 불량한 열 내구성을 가지며 열변형되기 쉬워 원치않은 상 차이 (phase difference) 를 야기한다. 상 차이는 누출된 광으로 프레임된 (framed) 이미지를 생성하고 (즉, 이는 프레임형상으로 디스플레이의 스크린의 투과율을 증가시킨다), 결가적으로는 디스플레이된 영상의 질을 손상시킨다.

상기 문제를 해결하기 위해, 일본 특허 공개 공보 제 7(1995)-191217 호 및 유럽 특허 제 0911656A2 호는, 디스코틱 (discotic) 액정 분자로부터 형성된 광학 이방성 층으로 코팅된 투명 지지체를 포함하는 광학 보상 시트가 편광판의 보호 필름으로 직접 사용되는 액정 디스플레이를 제안한다. 상기 제안된 디스플레이는 개선된 열 내구성 및 얇은 두께를 갖는다.

지금까지 광학 보상 시트는 디스플레이의 크기가 15 인치 이하라는 가정 하에 개발되어 왔지만, 최근 17 인치 이상의 대형 액정 디스플레이를 고려해야 할 필요가 있게 되었다.

보호 필름으로서 공지의 광학 보상 시트가 구비된 편광판이 대형 디스플레이에 부착된다 하더라도, 열 변형으로 야기된 프레임형 광 누출이 방지되는 것으로 밝혀졌다. 15 인치 이하의 소형 또는 중형 액정 디스플레이에 대해, 공지의 보상 시트는 열 변형에 의해 야기된 광 누출을 저해한다. 따라서, 보상 시트는 환경 조건 (즉, 온도 및 습도) 의 변동에 대한 내구성이 보다 개선되어야 한다.

[발명의 개요]

본 발명의 목적은 광학 보상 기능을 갖는 편광판에 의해 액정 셀을 광학적으로 보상하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 대형 액정 디스플레이에서도 광 누출과 같은 문제를 야기하지 않고 고화질의 영상을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 하기의 편광판 (1) 내지 (21), 액정 디스플레이 (22) 및 액정 디스플레이의 제조 방법 (23) 및 (24) 에 의해 달성된다.

(1) 액정 분자로부터 형성된 광학 이방성층 및 편광막을 포함하는 편광판에 있어서, 광학 이방성 층이 편광막 위에 (직접) 형성되거나, 배향층이 편광막 위에 형성되고, 광학 이방성층이 배향층 위에 (직접) 형성되는 편광판.

(2) (1) 에 있어서, 광학 이방성 층에 함유된 액정 분자가 그의 장축이 편광막의 표면에 대해 평균 5°초과의 각도로 배향되는 막대형 액정 분자인 편광판.

(3) (2) 에 있어서, 막대형 액정 분자의 장축이 편광막의 투과축에 대해 평균 5°미만의 각도로 배향되는 편광판.

(4) (1) 에 있어서, 광학 이방성 층에 함유된 액정 분자가 그의 장축 (디스코틱 평면) 이 편광막의 표면에 대해 평균 5°미만의 각도로 배향되는 디스코틱 액정 분자인 편광판.

(5) (1) 에 있어서, 편광막의 두께가 20 ㎛ 이하인 편광판.

(6) (1) 에 있어서, 광-확산층을 추가로 포함하는 편광판.

(7) (1) 에 있어서, 반사 방지층을 추가로 포함하는 편광판.

(8) (7) 에 있어서, 70 ㎛ 이하의 두께를 갖는 투명 지지체가 추가로 제공되고 그 위에 반사 방지층이 제공되는 편광판.

(9) (1) 에 있어서, 광학 이방성층이 편광막 측에 제공된 제 1 광학 이방성층 및 그 위에 제공된 제 2 광학 이방성 서브층 (sub-layer) 을 포함하고, 제 1 서브층에 함유된 액정 분자의 장축이, 제 2 서브층에 있는 액정 분자의 장축이 평균적으로 배향된 방향에 대해 평균 10°초과의 각도로 배향된 편광판.

(10) (9) 에 있어서, 제 1 광학 이방성 서브층 내에 함유된 액정 분자가 그의 장축이 편광막의 표면에 대해 평균 5°미만의 각도로 배향되는 막대형 액정 분자인 편광판.

(11) (10) 에 있어서, 상기 막대형 액정 분자의 장축이 편광막의 투과축에 대해 평균 5°미만의 각도로 배향되는 편광판.

(12) (10) 에 있어서, 제 2 광학 이방성 서브층 내에 함유된 액정 분자가 그의 장축이 편광막의 표면에 대해 평균 15°초과의 각도로 배향되고, 각 분자의 장축과 편광막의 표면 간의 각도가 상기 분자 및 상기 막 간의 거리에 따라 달라지는 막대형 액정 분자인 편광판.

(13) (10) 에 있어서, 제 2 광학 이방성 서브층 내에 함유된 액정 분자가 그의 장축 (디스코틱 평면) 이 편광막의 표면에 대해 평균 15°초과의 각도로 배향되고, 각 분자의 장축 (디스코틱 평면) 및 편광막의 표면 간의 각도가 분자 및 막 간의 거리에 따라 달라지는 디스코틱 액정 분자인 편광판.

(14) (11) 에 있어서, 제 2 광학 이방성 서브층 내에 함유된 액정 분자가 그의 장축이 편광막의 표면에 대해 평균 5°미만의 각도로 배향되고 또한 편광막의 투과축에 대해 평균 5°미만의 각도로 배향되는 막대형 액정 분자인 편광판.

(15) (10) 에 있어서, 제 2 광학 이방성 서브층 내에 함유된 액정 분자가 그의 장축 (디스코틱 평면) 이 편광막의 표면에 대해 평균 85°초과의 각도로 배향되는 디스코틱 액정 분자인 편광판.

(16) (9) 에 있어서, 제 1 광학 이방성 서브층 내에 함유된 액정 분자가 그의 장축 (디스코틱 평면) 이 편광막의 표면에 대해 평균 5°초과의 각도로 배향되는 디스코틱 액정 분자인 편광판.

(17) (16) 에 있어서, 제 2 광학 이방성 서브층 내에 함유된 액정 분자가 그의 장축이 편광막의 표면에 대해 평균 15°초과의 각도로 배향되고, 각 분자의 장축 및 편광막의 표면 간의 각도가 분자 및 막 간의 거리에 따라 달라지는 막대형 액정 분자인 편광판.

(18) (16) 에 있어서, 제 2 광학 이방성 서브층 내에 함유된 액정 분자가 그의 장축 (디스코틱 평면) 이 편광막의 표면에 대해 평균 15°초과의 각도로 배향되고, 각 분자의 장축 (디스코틱 평면) 및 편광막의 표면 간의 각도가 분자 및 막 간의 거리에 따라 달라지는 디스코틱 액정 분자인 편광판.

(19) (16) 에 있어서, 제 2 광학 이방성 서브층 내에 함유된 액정 분자가 그의 장축이 편광막의 표면에 대해 평균 5°미만의 각도로 배향되는 막대형 액정 분자인 편광판.

(20) (19) 에 있어서, 상기 막대형 액정 분자의 장축이 편광막의 투과축에 대해 평균 5°미만의 각도로 배향되는 편광판.

(21) (9) 에 있어서, 제 1 광학 이방성층이 제 2 광학 이방성층의 배향층으로서 작용하는 편광판.

(22) (1) 내지 (20) 에 정의된 것들 중 어느 하나인 편광판 및 액정 셀을 포함하는 액정 디스플레이.

(23) 편광막 및 광학 이방성층을 포함하는 편광판의 제조 방법에 있어서, 액정 분자를 포함하는 코팅 용액을 편광막의 표면 상에 코팅하여 광학 이방성층을 형성하는 단계를 포함하는 방법.

(24) 편광막 및 광학 이방성층을 포함하는 편광판의 제조 방법에 있어서, 편광막의 표면 상에 배향층을 형성하고 액정 분자를 포함하는 코팅 용액을 배향층의 표면 상에 코팅하여 광학 이방성층을 형성하는 단계를 포함하는 방법.

막대형 액정 분자의 장축은 분자의 최대 굴절률을 생성하는 방향에 해당한다. 디스코틱 액정 분자의 장축은 분자의 최대 굴절률을 생성하는 (디스코틱) 평면에 해당한다.

본 출원인은, 편광막 및 광학 이방성층 (바람직하게는 각 서브층에 배향된 액정 분자의 장축의 평균 방향이 상이한 두개 이상의 서브층으로 이루어짐) 을 포함하는 편광판에 의해 액정 셀을 광학적으로 보상하고 디스플레이의 프레임형 광 누출을 방지하는 데 모두 성공하였다.

액정 분자로부터 형성된 광학 이방성층은 액정 셀를 광학적으로 보상하는 데 사용된다. 일반적으로, 중합체 필름 (편광판에서 보호 필름으로 사용될 경우의 셀룰로오스 아세테이트 필름) 을 광학 이방성층으로 코팅하여 이방성층 및 중합체 필름 (투명 지지체) 를 포함하는 광학 보상 시트를 제조한다.

액정 디스플레이 내에 광학 보상 시트를 설치할 때, 통상적으로 접착제를 사용하여 액정 셀에 시트를 고정시킨다. 따라서, 상기 시트에 사용되는 중합체 필름이 팽창 또는 수축할 경우, 팽창 또는 수축이 전체적으로 제한되어 필름의 광학 특징을 변화시키는 변형을 야기한다.

액정 디스플레이가 사용되는 온도 및 습도 (환경 조건) 이 변화될 경우, 중합체 필름은 팽창 또는 수축하여 보상 시트의 광학 특징을 변화시키는 것으로 생각되어 왔다. 또한, 열 (예를 들어, 백라이트 (backlight) 에서 생성된) 에 의해 시트 내에 열 분포가 야기되어 필름을 변형시키고 광학 특징을 변화시키는 것으로 제안되어 왔다.

또한, 셀룰로오스 아세테이트와 같은 히드록실기를 갖는 중합체가 온도 및 습도의 변화에 상당히 영향을 받는다는 것은 이미 공지되었다.

따라서, 광 누출을 예방하기 위해, 중합체 필름을 변형으로부터 완전히 보호하거나, 근본적으로는 중합체 필름 그 자체를 사용하지 않는 것이 바람직하다.

편광판은 일반적으로 주로 폴리비닐 알콜로 이루어진 편광막 및 한 쌍의 보호 필름을 포함한다. 본 출원인의 연구에 따르면, 환경 조건이 변화할 경우, 상기 막에 사용되는 폴리비닐 알콜은 그의 차원을 최고 등급으로 변화시킨다.

편광판은 접착제로 액정 셀에 적층되기 때문에, 차원 변화는 보호 필름 (즉, 광학 보상 시트) 에 가해지는 변형 응력을 야기한다. 결과적으로, 변형 응력은 보호 필름 (즉, 광학 보상 시트) 의 광학 특징을 변화시킨다.

따라서, 편광막의 차원 변화에 의해 야기되는 응력 (변형 ×단면적 ×탄성계수) 을 감소시키는 것이 바람직하다. 상세하게는, 편광판을 더 얇게 만들고/만들거나 환경 조건에 의해 야기되는 차원 변화 (변형) 를 감소시키는 것이 바람직하다.

본 출원인은 액정 분자로부터 형성된 광학 이방성층을 편광막 위에 직접 제공하거나, 그렇지 않으면 그들 사이에 배향층을 제공하는 데 성공하였다. 상세하게는, 액정 분자를 함유하는 코팅 용액을 막의 표면에 도포하여 이방성층을 형성함으로써, 막 및 이방성층 사이에 중합체 필름을 제공하지 않고 얇은 편광판을 제조할 수 있다. 이렇게 제조된 본 발명의 편광판에서는, 편광막의 차원 변화에 의해 야기된 응력 (변형 ×단면적 ×탄성계수) 이 작다.

따라서, 본 발명의 편광판이 구비된 대형 액정 디스플레이는 광 누출과 같은 문제를 야기하지 않고 고화질의 영상을 제공한다.

통상의 판에 사용된 중합체 필름은 광학 이방성을 갖는다. 이를 구성하기 위해서는, 본 발명의 판에 있는 광학 이방성층이 액정 분자로부터 형성된 두 개 이상의 서브층으로 이루어지고 이들 중 하나 (바람직하게는, 막 측의 서브층) 는 중합체 필름과 동일한 광학 이방성을 갖는 것이 바람직하다.

[발명의 상세한 설명]

(광학 이방성층)

광학 이방성층은 바람직하게는 흑색 영상이 디스플레이 될 때 액정 셀 내에서 분자의 배향을 보상할 수 있도록 설계된다. 흑색 영상을 디스플레이할 때의 액정 분자의 배향은 디스플레이의 방식에 따라 다르며, 이는 문헌 [IDW'OO, FMC7-2, pp. 411 내지 414] 에 기재되어 있다.

각 방식의 광학 이방성층의 바람직한 구현예는 하기와 같다.

(TN 방식의 액정 디스플레이)

TN 방식의 액정 셀은 컬러 TFT 액정 디스플레이에서 널리 사용되므로, 다수의 문헌에 기재되어 있다.

흑색 영상을 디스플레이하는 TN 방식의 액정 디스플레이에서, 중심부에 있는 막대형 액정 분자는 연직 정렬되고 (vertically aligned) 셀의 기판 근처의 분자는 수평 정렬된다 (horizontally aligned) .

따라서, 중심부의 분자는 수직 정렬 (homeotropic alignment) 로 배향된 (디스코틱 평면은 수평 정렬된) 디스코틱 액정 분자로 보상될 수 있고, 기판 근처의 분자는 혼성 정렬 (hybrid alignment) 로 배향된 (각 분자의 장축이 분자 및 편광막 간의 거리에 따라 달라지는) 디스코틱 액정 분자로 보상될 수 있다.

한편, 중심부의 분자는 또한 균일 정렬 (homogeneous alignment) 로 배향된 (장축이 수평 정렬된) 막대형 액정 분자로 보상될 수 있으며, 기판 근처의 분자는 혼성 정렬로 배향된 디스코틱 액정 분자로 보상될 수 있다.

수직 정렬에서, 액정 분자의 장축은 편광막의 표면에 대해 평균 95°초과의 각도로 배향된다.

균일 정렬에서, 액정 분자의 장축은 편광막의 표면에 대해 평균 5°미만의 각도로 배향된다.

혼성 정렬에서, 액정 분자의 장축은 편광막의 표면에 대해 평균적으로 바람직하게는 15°초과, 보다 바람직하게는 15°내지 85°의 각도로 배향된다.

디스코틱 액정 분자가 수직 정렬로 배향되거나 막대형 액정 분자가 균일 정렬로 배향되는 광학 이방성층은 각각 40 내지 200 nm 및 0 내지 70 nm 의 범위의 Rth 및 Re 지연값을 갖는다. Rth 및 Re 지연값은 각각 하기 식 I 및 II 로 정의된다.

(I) Rth = {(nx+ny)/2-nz} × d

(II) Re = (nx-ny) ×d

상기 식에서, nx 는 필름 평면 내의 느린 축 (slow axis) 방향의 굴절률이고, ny 는 필름면 내의 빠른 축 (fast axis) 방향의 굴절률이며, nz 는 필름 깊이 방향의 굴절률이고, d 는 필름의 두께이다.

일본 특허 공개 공보 제 12(2000)-304931 호 및 제 12(2000)-304932 호에는 디스코틱 액정 분자가 수직 (수평) 정렬로 배향된 층 및 막대형 액정 분자가 균일 (수평) 정렬로 배향된 층이 기재되어 있다. 일본 특허 공개공보 제 8(1996)-50206 호에는 디스코틱 액정 분자가 혼성 정렬로 배향된 층이 기재되어 있다.

(OCB 방식의 액정 디스플레이)

OCB 방식의 액정 셀은, 상부의 막대형 액정 분자 및 하부의 막대형 액정 분자가 본질적으로 역으로 (대칭적으로) 정렬되는 굽힘 정렬 (bend alignment) 방식의 액정 셀이다. 굽힘 정렬 방식의 액정 셀을 갖는 액정 디스플레이는 미국 특허 제 4,583,825 호 및 제 5,410,422 호에 개시되어 있다. 상부의 막대형 액정 분자 및 하부의 막대형 액정 분자가 대칭적으로 정렬되기 때문에, 굽힘 정렬 방식의 액정 셀은 자가-광학 보상 기능을 갖는다. 따라서, 이 방식을 OCB (광학 보상 굽힘) 방식이라 한다.

흑색 영상을 디스플레이하는 OCB 방식의 액정 셀에서, 막대형 액정 분자는 TN 방식의 셀에서의 막대형 액정 분자와 유사한 정렬로 배향된다. 다시 말해, 중심부의 막대형 액정 분자는 연직 정렬되고 셀의 기판 근처의 막대형 액정 분자는 수평 정렬된다.

흑색 영상을 디스플레이할 때의 정렬은 TN 방식의 셀과 유사하기 때문에, OCB 방식의 바람직한 구현예는 거의 동일하다. 그러나, 분자가 중심부에서 연직 정렬되는 면적이 TN 방식에서보다 OCB 방식에서 더 크기 때문에, 디스코틱 액정 분자가 수직 정렬로 배향되거나 막대형 액정 분자가 균일 정렬로 배향되는 광학 이방성 층의 지연값을 약간 조정해야할 필요가 있다. 상세하게는, 광학 이방성층의 Rth 및 Re 지연값은 바람직하게는 각각 150 내지 500 nm 및 20 내지 70 nm 의 범위이다.

(VA 방식의 액정 디스플레이)

VA 방식의 액정 셀에서, 막대형 액정 분자는 전압을 가하지 않은 동안에 본질적으로 연직 정렬된다.

VA 방식 액정 셀은 하기의 몇몇 유형을 포함한다: (1) 막대형 액정 분자가 전압을 가하지 않은 동안에 본질적으로 연직 정렬되고, 전압이 가해지는 동안에 상기 분자가 본질적으로 수평 정렬되는, 협의의 VA 방식의 액정 셀 (일본 특허 공개 공보 제 2(1990)-176625 호에 기재); (2) VA 방식을 복수 도메인 유형으로 변형시켜 시야각을 확장시키는, MVA 방식 액정 셀 (문헌[SID97, Digest of tech. Papers, 28 (1997), 845] 에 기재); (3) 막대형 액정 분자가 전압을 가하지 않은 동안에 본질적으로 연직으로 정렬되고, 전압이 가해지는 동안에 상기 분자가 본질적으로 트위스트된 복수-도메인 정렬로 배향되는, n-ASM 방식의 액정 셀 ([Abstracts of Japanese Forum of Liquid Crystal (일어로 기재됨), (1998), pp. 58 내지 59]에 기재); 및 (4) SURVAIVAL 방식의 셀 (LCD International'98 에 제출된).

흑색 영상을 디스플레이하는 VA 방식의 액정 셀에서, 대부분의 막대형 액정 분자는 연직 정렬된다. 따라서, 이들은 바람직하게는 디스코틱 액정 분자가 수직 정렬로 배향되거나 막대형 액정 분자가 균일 정렬로 배향되는 광학 이방성층으로 보상된다. 또한, 편광판의 시야각 의존성을 보상하기 위해, 막대형 액정 분자가 균일 정렬로 배향되어 분자의 장축이 편광막의 투과축에 대해 평균 5°미만의 각도로 배향되는 또다른 광학 이방성층을 제공하는 것이 바람직하다.

디스코틱 액정 분자가 수직 정렬로 배향되거나 막대형 액정 분자가 균일 정렬로 배향된 광학 이방성층은 바람직하게는 각각 150 내지 500 nm 및 20 내지 70 의 Rth 및 Re 지연값을 갖는다.

(기타 방식의 액정 디스플레이)

ECB 및 STN 방식의 액정 디스플레이는 도한 상술한 것과 동일한 방식으로 광학 보상될 수 있다.

(광학 이방성층의 형성)

광학 이방성층 (두개 이상의 서브층으로 이루어져 있을 경우, 제 1 서브층은 편광막의 최근방에 위치한다) 은 액정 분자로부터 형성되고, 편광막에 직접 제공되거나 그렇지 않으면 배향층이 그들 사이에 제공될 수 있다. 배향층은 10 ㎛ 이하의 두께를 갖는다.

광학 이방성층에 사용되는 액정 화합물은 막대형 또는 디스코틱 액정 화합물 중 어느 하나일 수 있다. 상기 화합물은 저분자량의 단량체 액정 또는 중합체 액정일 수 있다. 또한, 저분자량의 액정 분자가 가교되어, 더 이상 액정으로서 거동하지 않는 중합체가 또한 사용가능하다.

광학 이방성층을 제조하기 위해, 액정 화합물 및 중합 개시제와 같은 다른 광학 성분을 함유하는 코팅 용액을 막 또는 배향층 상에 도포할 수 있다.

코팅 용액의 제조용 용매는 바람직하게는 유기 용매이다. 이러한 유기 용매의 예로는, 아미드 (예를 들어, N,N-디메틸포름아미드), 술폭시드 (예를 들어, 디메틸술폭시드), 헤테로시클릭 화합물 (예를 들어, 피리딘), 탄화수소 (예를 들어, 벤젠, 헥산), 알킬 할라이드 (예를 들어, 클로로포름, 디클로로메탄), 에스테르 (예를 들어, 메틸 아세테이트, 부틸 아세테이트), 케톤 (예를 들어, 아세톤, 메틸 에틸 케톤) 및 에테르 (예를 들어, 테트라히드로푸란, 1,2-디메톡시에탄) 이 포함된다. 알킬 할라이드 및 케톤이 바람직하다. 두개 이상의 용매를 조합 사용할 수 있다.

통상의 코팅법 {예컨대, 와이어-바 코팅법 (a wire-bar coating method), 압출 코팅법, 직접 그라비어 코팅법 (a direct gravure coating method), 역 그라비어 코팅법 (a reverse gravure coating method) 또는 다이 코팅법 (die coating method)} 에 따라 상기 용액을 코팅할 수 있다.

광학 이방성층의 두께는 바람직하게는 0.1 내지 20 ㎛, 보다 바람직하게는 0.5 내지 15 ㎛, 가장 바람직하게는 1 내지 10 ㎛ 의 범위이다.

(막대형 액정 화합물)

막대형 액정 화합물의 예로는, 아조메틴, 아족시, 시아노비페닐, 시아노페닐 에스테르, 벤조산 에스테르, 시클로헥산-카르복실레이트의 페닐 에스테르, 시아노페닐시클로헥산, 시아노-치환된 페닐피리미딘, 알콕시-치환된 페닐피리미딘, 페닐디옥산, 톨란, 및 알케닐시클로헥실벤조니트릴이 포함된다.

또한 금속 착물도 막대형 액정 화합물에 포함된다. 또한, 반복 단위가 막대형 액정 잔기를 포함하는 액정 중합체도 또한 막대형 액정 화합물로서 사용가능하다. 다시 말해, 막대형 액정 화합물은 (액정) 중합체와 조합될 수 있다.

막대형 화합물은 문헌 ["Kagaku-Sosetsu, Ekisho no Kageku" (일어로 기재됨), vol. 22 (1994), Chapters 4, 7 및 11; 및 "Ekisho Devise Handbook" (일어로 기재됨), Chapter 3] 에 기재되어 있다.

막대형 액정 분자는 바람직하게는 0.001 내지 0.7 의 복굴절률을 갖는다.

막대형 액정 분자는 바람직하게는 정렬을 고정시키기 위해 중합가능기를 갖는다.

중합가능기는 바람직하게는 불포화 중합가능기 또는 에폭시기, 보다 바람직하게는 불포화 중합가능기, 및 가장 바람직하게는 에틸렌계 불포화기이다.

(디스코틱 액정 화합물)

디스코틱 액정 화합물의 예는 문헌 [C. Destrade et al., Mol. Crysr. vol. 71, pp. 111 (1981)] 에 기재된 벤젠 유도체; 문헌 [C. Destrade et al., Mol. Crysr. vol. 122, pp. 141 (1985), Physics lett. A, vol.78, p.82 (1990)] 에 기재된 트룩센(truxene) 유도체; 문헌 [B. Kohn et al., Angew. Chem. vol. 96, pp. 70, (1984)] 에 기재된 시클로헥산 유도체; 및 문헌 [J. M. Lehn et al., J. Chem. Commun. pp. 1794, (1985) 및 J. Zhang et al., J. Am. Chem. Soc., vol. 116, pp. 2655 (1994)] 에 기재된 아자크라운형 (azacrown-type) 또는 페닐아세틸렌 형의 마크로시클릭 화합물을 포함한다.

디스코틱 액정 화합물은 모체 코어가 중심에 위치하며, 또한 모체 코어 주변에 알킬, 알콕시 및 치환 벤조일옥시와 같은 직쇄기가 방사형으로 치환되어 있는 구조를 가질 수 있다. 상기 화합물은 바람직하게는 상기와 같은 회전 대칭 분자 또는 그의 응집체를 가져 배향 특성을 갖는다. 광학 이방성층이 디스코틱 액정 분자로부터 형성된다 하더라도, 생성된 층이 항상 디스코틱 액정 분자를 함유할 필요는 없다. 예를 들어, 상기 층의 형성 시, 감열- 또는 감광성 반응기를 갖는 저분자량 디스코틱 액정 화합물은 열 또는 빛에 의해 중합되어 액정으로서 거동하지 않는 중합체를 형성한다. 그러한 중합체는 또한 본 발명에 사용될 수 있다. 디스코틱 액정 화합물의 바람직한 예는 일본 특허 공개 공보 제 8(1996)-50206 호에 기재되어 있다. 일본 특허 공개 공보 제 8(1996)-27284 호에는 디스코틱 액정 화합물의 중합이 기재되고 있다.

중합가능기는 디스코틱 액정 화합물의 디스코틱 코어에 결합되어 상기 화합물의 중합 반응을 유도해야 한다. 하지만, 중합가능기가 디스코틱 코어에 직접 결합되는 경우, 중합 반응시 정렬을 유지하는 것이 어렵다. 따라서, 연결기는 디스코틱 코어와 중합가능한 기 사이에 도입된다. 따라서, 중합가능기를 갖는 디스코틱 액정 화합물은 바람직하게는 하기 식 III 으로 표시되는 화합물이다.

[식 III]

D(-L-Q)_n

(식 중, D 는 디스코틱 코어이고; L 은 2가 연결기이고; Q 는 중합가능기이고; n 은 4 내지 12 의 정수이다).

디스코틱 코어 (D) 의 예를 아래 나타낸다. 하기 예에서, LQ (또는 QL) 은 2가 연결기 (L) 는 중합가능기 (Q) 의 조합물을 의미한다.

식 III 에서, 2가 연결기 (L) 는 바람직하게는 알킬렌기, 알케닐렌기, 아릴렌기,-CO-, -NH-, -0-, -S- 및 그들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. L 은 더욱 바람직하게는, 알킬렌기, 아릴렌기, -CO-, -NH-, -O- 및 -S- 로 이루어진 군으로부터 선택되는 2 개 이상의 2가 기를 포함하는 2가 연결기이다. 상기 L 은 더욱 바람직하게는, 알킬렌기, 아릴렌기, -CO- 및 -0- 로 이루어진 군으로부터 선택되는 2 개 이상의 2가 기를 포함하는 2가 연결기이다. 상기 알킬렌기는 바람직하게는 탄소수가 1 내지 12 이다. 상기 알케닐렌기는 바람직하게는 탄소수가 2 내지 12 이다. 상기 아릴렌기는 바람직하게는 탄소수 6 내지 10 이다.

2가 연결기 (L)의 예를 하기에 제시한다. 예에서, 좌측은 디스코틱 코어 (D) 에 부착되고, 우측은 중합가능기 (Q) 에 부착된다. AL 은 알킬렌기 또는 알케닐렌기를 의미한다. AR 은 아릴렌기를 의미한다. 상기 알킬렌기, 알케닐렌기 및 아릴렌기는 치환기 (예를 들어, 알킬기) 를 가질 수 있다.

L1: -AL-CO-0-AL-

L2: -AL-CO-O-AL-O-

L3: -AL-CO-O-AL-O-AL-

L4: -AL-CO-0-AL-0-CO-

L5: -CO-AR-O-AL-

L6: -CO-AR-0-AL-0-

L7: -CO-AR-0-AL-0-CO-

L8: -CO-NH-AL-

L9: -NH-AL-O-

L10: -NH-AL-0-CO-

L11: -O-AL-

L12: -0-AL-0-

L13: -O-AL-O-CO-

L14: -0-AL-0-CO-NH-AL-

L15: -0-AL-S-AL-

L16: -0-CO-AR-0-AL-CO-

L17: -O-CO-AR-O-AL-O-CO-

L18: -O-CO-AR-O-AL-O-AL-O-CO-

L19: -O-CO-AR-O-AL-O-AL-O-AL-O-CO-

L20: -S-AL-

L21: -S-AL-0-

L22: -S-AL-0-CO-

L23: -S-AL-S-AL-

L24: -S-AR-AL-

식 III 에서 중합가능기 (Q) 는 중합 반응에 따라 결정된다. 중합가능기 (Q) 는 바람직하게는 불포화 중합가능기 또는 에폭시기이고, 더욱 바람직하게는 불포화 중합가능기이고, 가장 바람직하게는 에틸렌계 불포화기이다.

식 III에서, n 은 4 내지 12 의 정수이고, 이는 디스코틱 코어 (D) 의 화학 구조에 따라 결정된다. 4 내지 12 개의 L 과 Q 의 조합물은 서로 상이할 수 있다. 그러나, 상기 조합물은 바람직하게는 동일하다.

디스코틱 액정 분자가 혼성 정렬로 배향되는 경우, 분자의 장축 (디스코틱 평면) 은 편광막의 평면으로부터 광학 이방성층의 깊이 방향으로 (방향을 따라) 변하는 각도로 기울어져 있다. 각각의 디스코틱 평면의 각은 일반적으로 편광막의 표면으로부터 깊이 방향으로 거리가 증가할수록 증가하거나 감소한다. 경사각은 바람직하게는 거리가 증가할수록 감소한다. 추가로, 경사각 변화의 예에는 계속적 증가, 계속적 감소, 간헐적 증가, 간헐적 감소, 계속적 증가 및 감소를 포함하는 변화, 및 증가 또는 감소를 포함하는 간헐적 변화가 포함된다. 상기 간헐적 변화는 경사각이 층의 두께 방향 도중에 변화하지 않는 영역을 포함한다. 상기 경사각은 바람직하게는, 비록 도중에 변화하지 않는다 하더라도, 층 내에서 전체적으로 증가하거나 또는 감소한다. 상기 경사각은 더욱 바람직하게는 전체적으로 증가하거나 감소하고, 특히 바람직하게는 계속 변화한다.

편광막 측의 디스코틱 액정 분자가 평균적으로 배향되는 평균 방향은 일반적으로 디스코틱 액정 화합물 또는 배향층의 재료를 선택하거나 또는 러빙 (rubbing) 처리법을 선택하여 조절될 수 있다. 표면 (대기) 측의 평균 방향은 또한 일반적으로 디스코틱 액정 화합물, 또는 디스코틱 액정 화합물과 함께 사용되는 첨가제를 선택하여 조절될 수 있다. 상기 첨가제의 예에는 가소화제, 계면 활성제, 중합가능 단량체 및 중합체가 포함된다. 또한, 장축의 배향 방향의 변화 정도는 상기 선택에 의해 조절될 수 있다.

가소제, 계면 활성제 및 액정 화합물과 함께 사용되는 중합가능 단량체는 바람직하게는 디스코틱 액정 화합물과 혼화가능하고, 이는 바람직하게는 경사각을 변화시키거나 디스코틱 액정 분자가 정렬되는 것을 억제하지 않는다. 중합가능 단량체 (예를 들어, 비닐, 비닐옥시, 아크릴로일 또는 메타크릴로일기를 갖는 화합물) 이 바람직하다. 이러한 화합물은 일반적으로는 디스코틱 액정 화합물의 양을 기준으로 1 내지 50 중량%, 바람직하게는 5 내지 30 중량% 의 양으로 첨가된다. 4 개 이상의 중합가능한 관능기를 갖는 단량체가 혼합 사용될 경우, 배향층 및 광학 이방성층 간의 부착성이 증진된다.

디스코틱 액정 화합물과 함께 사용되는 중합체는 바람직하게는 디스코틱 액정 화합물과 혼화가능하고, 바람직하게는 경사각을 변화시킨다.

상기 중합체는 예를 들어, 셀룰로오스 에스테르이다. 셀룰로오스 에스테르의 바람직한 예로는, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트프로피오네이트, 히드록시프로필 셀룰로오스, 및 셀룰로오스 아세테이트부틸레이트가 포함된다. 디스코틱 액정 분자가 정렬되는 것을 방지하지 않기 위해서는, 중합체의 양은 일반적으로는 디스코틱 액정 화합물의 양을 기준으로 하여, 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 8 중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 5 중량% 의 범위이다.

디스코틱 네마틱 상으로부터 디스코틱 액정 화합물의 고체상으로의 전이온도는 바람직하게는 70 내지 300℃, 보다 바람직하게는 70 내지 170℃ 의 범위이다.

(액정 분자의 정렬의 고정)

정렬된 디스코틱 액정 분자를 정렬이 유지된 상태로 고정할 수 있다. 상기 액정 분자는 바람직하게는 중합 반응에 의해 고정된다. 중합 반응은 열중합 개시제를 사용한 열반응 및 광중합 개시제를 사용한 광반응으로 분류될 수 있다. 광중합 반응이 바람직하다.

광중합 개시제의 예에는 α-카르보닐 화합물 (US 특허 제 2,367,661 호, 2,367,670 호에 기재), 아실로인 에테르 (US 특허 제 2,448,828 호에 기재), α-탄화수소 치환된 아실로인 화합물 (US 특허 제 2,722,512 호에 기재), 폴리시클릭 퀴논 화합물 (US 특허 제 2,951,758, 3,046,127 호에 기재), 트리아릴이미다졸과 p-아미노페닐 케톤의 조합물 (US 특허 제 3,549,367 호에 기재), 아크리딘 또는 페나진 화합물 (일본 특허 공개 공보 제 60(1985)-105667 호 및 US 특허 제 4,239,850 호에 기재) 및 옥사디아졸 화합물 (US 특허 제 4,212,970 호에 기재)이 포함된다.

광중합 개시제의 양은 코팅 용액의 고체 함량을 기준으로, 바람직하게는 0.01 내지 20 중량% 범위, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 5 중량% 범위이다.

광중합의 광 (light) 조사는 바람직하게는 자외선으로 수행된다.

노광 에너지는 바람직하게는 20 내지 50,000 mJ/cm² 범위, 더욱 바람직하게는 20 내지 5,000 mJ/cm² 범위, 가장 바람직하게는 100 내지 800 mJ/cm² 범위이다. 광 조사는 상기 층을 가열하여 광중합 반응을 촉진하면서 수행될 수 있다. 보호층을 광학적 이방성 층에 제공할 수 있다.

(편광막)

편광막은 바람직하게는 Optiva Inc. 으로 대표되는 코팅 형 막 또는 결합체 및 요오드 또는 이색성 (dichromatic) 염료 중 어느 하나를 포함하는 필름이다.

편광막 내의 요오드 또는 이색성 염료는 이의 분자가 배향될 때 편광 작용을 야기한다. 이는 바람직하게는 결합제 분자를 따라 배향되거나, 그렇지 않으면 이색성 염료의 분자는 바람직하게는 자동적으로 결합되어 액정 분자가 배향되는 것과 같은 특정 방향으로 배향된다.

시판중인 편광막은 일반적으로는 연신된 중합체 필름을 요오드 또는 이색성 염료 용액의 조 (bath) 에 침지시켜 요오드 또는 이색성 염료가 결합체 내로 스며들 수 있도록 함으로써 제조된다.

시판중인 편광막에서, 요오드 또는 이색성 염료는 상단 및 바닥 표면 각각으로부터 약 4 ㎛ 의 깊이 내의 영역에 분포된다 (상기 영역의 총 두께는 약 8 ㎛ 이다). 그러나, 충분한 편광성을 얻기 위해서는, 요오드 또는 이색성 염료가 분포된 영역이 총 10 ㎛ 이상의 두께를 가질 필요가 있다. 요오드 또는 이색성 염료가 스며드는 깊이의 정도는 요오드 또는 이색성 염료 용액의 농도, 조의 온도 및/또는 침지 시간을 조절함으로써 제어될 수 있다.

상술한 바와 같이, 결합제의 두께는 10 ㎛ 이상이다. 디스플레이의 광 누출 방지를 고려하여, 막은 바람직하게는 가능한한 얇다. 이는 바람직하게는 시판중인 편광막 (두께가 약 30 ㎛ 임) 보다 얇다. 상기 두께는 보다 바람직하게는 25 ㎛ 이하, 훨씬 더 바람직하게는 20 ㎛ 이하이다. 두께가 20 ㎛ 이하인 편광막은 17 인치 대형 액정 디스플레이의 광 누출을 방지한다.

편광막의 결합제는 가교될 수 있다.

단독으로 가교결합가능한 중합체가 결합제로 사용될 수 있다. 또한 본래 관능기를 갖거나 관능기가 도입되는 중합체는 광 (light), 열 또는 pH 변화에 반응하여 편광막을 형성할 수 있다.

한편, 상기 중합체는 가교제로 가교될 수 있다. 상세하게는, 반응성 가교제에 의해 제공된 결합기를 도입하여 편광막의 결합제를 가교시킬 수 있다.

일반 공정에서는, 중합체, 및 필요시 가교제를 함유하는 코팅 용액을 투명 지지체 상에 도포한 후, 가열하여 가교 반응을 유도한다. 생성된 막이 충분한 내구성을 갖는 한, 반응은 코팅 용액을 도포하는 첫번째 단계에서부터 생성된 막을 제조하는 최종 단계까지의 임의의 단계에서 야기될 수 있다.

단독으로 또는 가교제와 함께 가교가능한 중합체가 사용될 수 있다. 이러한 중합체의 예로는, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리스티렌, 폴리비닐 알콜 및 변성된 폴리비닐 알콜, 폴리(N-메틸롤아크릴아미드), 젤라틴, 폴리비닐 톨루엔, 염소화 폴리올레핀 (폴리비닐 클로라이드), 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리비닐 아세테이트, 폴리에틸렌, 카르복시메틸 셀룰로오스, 폴리프로필렌, 폴리카르보네이트, 및 이들의 공중합체 (예를 들어, 아크릴산/메타크릴산 공중합체, 스티렌/말레인이미드 공중합체, 스티렌/비닐톨루엔 공중합체, 비닐 아세테이트/비닐 클로라이드 공중합체, 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체) 가 포함된다. 또한 실란 커플링제도 중합체로서 사용가능하다. 바람직한 예로는 수용성 중합체 (예컨대, 폴리(N-메틸롤아크릴아미드), 카르복시메틸셀룰로오스, 젤라틴, 폴리비닐 알콜 및 변성된 폴리비닐 알콜) 이 있다. 젤라틴, 폴리비닐 알콜 및 변성된 폴리비닐 알콜이 특히 바람직하고, 폴리비닐 알콜 및 변성된 폴리비닐 알콜이 가장 바람직하다.

폴리비닐 알콜 또는 변성된 폴리비닐 알콜의 비누화도는 70 내지 100% 의 범위, 바람직하게는 80 내지 100% 의 범위, 더욱 바람직하게는 95 내지 100% 의 범위이다. 폴리비닐 알콜의 중합도는 바람직하게는 100 내지 5,000 의 범위이다.

변성된 폴리비닐 알콜의 예로는 공중합, 사슬 이동 (chain transfer) 또는 블록 공중합에 의해 변성된 폴리비닐 알콜이 포함된다. 공중합에서 변성화 기의 예로는 COONa, -Si(OH)₃, -N(CH₃)₃ㆍCl, -C₉H₁₉COO, -SO₃Na 및 -C₁₂H₂₅ 가 포함된다. 변성된 폴리비닐 알콜의 중합도는 바람직하게는 100 내지 3,000 의 범위이다. 변성된 폴리비닐 알콜은 일본 특허 공개공보 제 8(1996)-338913 호, 제 9(1997)-152509 호 및 제 9(1997)-316127 호에 기재되어 있다.

85 내지 95% 의 비누화도를 갖는 비변성 또는 알킬티오-변성된 폴리비닐 알콜이 특히 바람직하다.

둘 이상의 비변성 및 변성된 폴리비닐 알콜이 조합 사용될 수 있다.

결합제에 가교제가 보다 많이 첨가될수록, 습기 및 열에 대한 편광막의 내구성이 보다 개선된다. 그러나, 가교제의 양이 중합체의 양을 기준으로 50 중량 % 이상인 경우, 요오드 및 이색성 염료의 정렬이 불량하다. 따라서, 가교제의 양은 바람직하게는 결합제의 양을 기준으로 0.1 내지 20 중량% 의 범위, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 15 중량% 의 범위이다.

가교 반응이 완료된 후에도, 상기 결합제는 미반응된 가교제를 약간 함유한다. 결합제 내에 잔류하는 미반응된 가교제의 양은 결합제의 양을 기준으로, 바람직하게는 1.0 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.5 중량% 이하이다. 상기 결합제가 미반응된 제제를 1.0 중량% 초과의 양으로 함유하는 경우, 상기 막은 불량한 내구성을 갖는다. 상당량의 잔여 가교제를 함유하는 편광막이 액정 디스플레이에 설치되어 장시간 동안 사용되거나 고온 다습한 조건 하에 방치될 경우, 편광성은 종종 저하된다.

상기 가교제는 미국 비공개 특허 제 23,297 호에 기재되어 있다. 붕소 화합물 (예를 들어, 붕산, 보락스 (borax)) 이 또한 가교제로서 사용가능하다.

이색성 염료의 예로는, 아조 염료, 스틸벤 염료, 피라졸론 염료, 트리페닐 메탄 염료, 퀴놀린 염료, 옥사진 염료, 티아진 염료, 및 안트라퀴논 염료가 포함된다. 수용성 염료가 바람직하다. 이색성 염료는 바람직하게는 친수성 기 (예를 들어, 술포, 아미노, 히드록실) 를 갖는다.

이색성 염료의 예로는 또한 C.I. 다이렉트 옐로우 (direct yellow) 12, C.I. 다이렉트 오렌지 (direct orange) 39, C.I. 다이렉트 오렌지 72, C.I. 다이렉트 레드 (direct red) 39, C.I. 다이렉트 레드 79, C.I. 다이렉트 레드 81, C.I. 다이렉트 레드 83, C.I. 다이렉트 레드 89, C.I. 다이렉트 바이올렛 (direct violet) 48, C.I. 다이렉트 블루 (direct blue) 67, C.I. 다이렉트 블루 90, C.I. 다이렉트 그린 (direct green) 59 및 C.I. 다이렉트 산 레드 (direct acid red) 37 이 포함된다. 일본 특허 공개 공보 제 1(1989)-161202 호, 제 1(1989)-172906 호, 제 1(1989)-172907 호, 제 1(1989)-183602 호, 제 1(1989)- 248105 호, 제 1(1989)-265205 호 및 제 7(1995)-261024 호에 상기 이색성 염료가 기재되어 있다. 이색성 염료는 유리산 또는 염 (알칼리 금속염, 암모늄 염, 아민 염) 의 형태로 사용된다. 둘 이상의 이색성 염료를 조합 사용하여, 다양한 빛깔의 편광막을 제조할 수 있다. 이색성 염료는 편광막이 목적한 빛깔을 나타낼 수 있게 한다. 예를 들어, 편광축이 직교할 경우 이색성 염료 또는 흑색 빛깔을 나타내는 다양한 이색성 염료의 혼합물이 바람직하다. 상기 이색성 염료 또는 혼합물을 포함하는 편광막 또는 편광판은 단독 사용시 편광성 및 투과율이 모두 우수하다.

편광판의 투과율 및 편광성은 모두 바람직하게는 액정 디스플레이의 콘트라스트 비를 증가시키기 위해서는 가능한한 높다. 550 nm 에서의 투과도는 바람직하게는 30 내지 50%, 보다 바람직하게는 35 내지 50%, 가장 바람직하게는 40 내지 50% 의 범위이다. 550 nm 에서의 편광성은 바람직하게는 90 내지 100%, 보다 바람직하게는 95 내지 100%, 가장 바람직하게는 99 내지 100% 의 범위이다.

편광막 및 광학 이방성층, 또는 그렇지 않으면 편광막 및 배향층은 접착제로 적층될 수 있다. 접착제의 예로는, 폴리비닐 알콜 수지 (예컨대, 아세토아세틸기, 술폰산기, 카르복실기 또는 옥시알킬렌기로 변성된 폴리비닐 알콜) 및 붕소 화합물의 수용액이 포함된다. 폴리비닐 알콜 수지가 바람직하다. 접착제층은 바람직하게는 0.01 내지 10 ㎛, 보다 바람직하게는 0.05 내지 5 ㎛ 의 건조 두께를 갖는다.

(편광판의 제조)

편광막의 제조 수율을 고려하여, 결합제를 바람직하게는 막의 세로 (MD) 방향에 대해 10 내지 80°기울어진 방향으로 연신시킨다. 그렇지 않으면, 상기 결합제를 바람직하게는 러빙 처리한 후 요오드 또는 이색성 염료로 염색시킨다. 연신을 위한 경사 방향의 각 (경사각) 은 바람직하게는 액정 셀의 세로 및 가로 방향 간의 각도에 해당하고 편광판의 투과축은 액정 디스플레이 (LCD) 내의 셀의 양쪽에 적층된다.

경사각은 일반적으로 45°이지만, 최근 개발된 투과형, 반사형 또는 반투과형 (semi-transmission type) LCD 에서는 항상 45°는 아니다. 따라서, 연신 방향은 바람직하게는 LCD 에 따라 조절된다.

결합제를 연신할 때, 연신비는 바람직하게는 2.5 내지 30.0, 보다 바람직하게는 3.0 내지 10.0 의 범위이다. 연신은 대기 중에서 (건식 연신) 또는 수중에서 (습식 연신) 수행할 수 있다. 건식 연신에서의 연신비는 바람직하게는 2.5 내지 5.0 이고 습식 연신에서의 연신비는 바람직하게는 3.0 내지 10.0 이다. 사방 연신 (oblique stretching) 을 포함하는 연신은 여러번 수행될 수 있고, 이렇게 하면 고연신비에서도 결합제가 균일하게 연신될 수 있다. 사방 연신 전에, 결합제는 사전에 가로 또는 세로로 연신될 수 있다 (가로 수축이 방지될 수 있도록 아주 약간).

결합제는 이축 연신될 수 있다. 이축 연신 시, 결합제는 상이한 단계에서 좌우로 연신된다. 이축 연신은 공지의 필름을 형성하는 데 통상 사용되는 일반적인 방식으로 수행될 수 있다. 이축 연신 시의 좌우 연신 속도는 서로 상이하므로, 연신 전에 필름의 우측 및 좌측의 두께가 서로 상이하도록 결합제 필름을 형성할 필요가 있다. 예를 들어, 결합제 용액을 캐스팅 (casting) 하여 필름을 형성할 경우, 우측의 용액 캐스트의 양 및 좌측의 용액 캐스트의 양이 서로 상이할 수 있도록 테이퍼 (taper) 가 구비된 다이를 사용할 수 있다.

따라서, 편광막의 MD 방향에 대해 10 내지 80°로 사방 연신된 결합제 필름이 제조될 수 있다.

러빙 처리는 LCD 의 액정 분자의 정렬에 널리 사용되는 방식으로 수행될 수 있다. 필름의 표면을 종이, 천 (거즈, 펠트, 나일론, 폴리에스테르) 또는 러버 (rubber) 로 특정 방향을 따라 러빙하여 정렬 기능을 수득한다. 필름을 동일한 길이 및 두께를 갖는 섬유가 제공된 천으로 여러번 러빙한다. 비원형성 (out of roundness), 비원통성 (out of cylindricalness) 및 이심률이 모두 30 ㎛ 이하인 러빙 롤을 사용하는 것이 바람직하다. 러빙 롤 상의 필름의 겹침각 (lapping angle) 은 바람직하게는 0.1 내지 90°의 범위이다. 일본 특허 공개공보 제 8(1996)-160430 호에 기재된 바와 같이, 겹침각은 360° 이상이 될 수 있어 (다시 말해, 필름을 롤에 감을 수 있음) 러빙 처리를 안정하게 수행할 수 있다.

긴 필름 형태의 결합제가 러빙 처리되는 경우, 이 필름은 바람직하게는 1 내지 100 m/분 의 속도로 일정 장력으로 이동된다. 러빙 롤은 바람직하게는 이동 방향에 대해 평행하게 매우 자유롭게 회전하여 러빙각이 바람직하게 설정될 수 있다. 러빙각은 바람직하게는 0°내지 60°의 범위이다. 액정 디스플레이에 있어서, 러빙각은 바람직하게는 40°내지 50°의 범위, 특히 45°이다.

편광막의 표면 (광학 이방성층에 대한 반대쪽 표면) 상에, 바람직하게는 중합체 필름이 제공되어 이방성 층/막/중합체 필름의 층상 구조를을 형성한다.

(중합체 필름)

중합체 필름은 바람직하게는 80% 이상의 광-투과율을 갖는다. 상기 중합체의 예로는 셀룰로오스 에스테르 (예컨대, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 디아세테이트), 노르보르넨계 중합체 및 폴리메타크릴산 에스테르가 포함된다. Artone (노르보르넨계 중합체) 과 같은 시판중인 중합체가 사용될 수 있다.

셀룰로오스 에스테르가 바람직하고, 저급 지방산의 셀룰로오스 에스테르가 보다 바람직하다. "저급 지방산" 이라는 용어는 탄소수 6 이하의 지방산을 의미한다. 탄소수는 바람직하게는 2 (셀룰로오스 아세테이트), 3 (셀룰로오스 프로피오네이트) 또는 4 (셀룰로오스 부티레이트) 이다. 셀룰로오스 아세테이트가 특히 바람직하다. 또한 셀룰로오스 아세테이트프로피오네이트 및 셀룰로오스 아세테이트부티레이트와 같은 혼합 지방산의 셀룰로오스 에스테르도 사용가능하다.

또한, 외부력 적용시 본래 복굴절을 나타내는 중합체 (예컨대, 폴리카르보네이트, 폴리술폰) 은, 이들이 복굴절을 나타내지 않도록 개질된 (WO00/26705 에 기재된 방식으로) 경우에 사용될 수 있다.

중합체 필름에 있어서, 55.0 내지 62.5% 의 아세트산 함량을 갖는 셀룰로오스 아세테이트가 바람직하게 사용된다. 아세트산 함량은 보다 바람직하게는 57.0 내지 62.0% 의 범위이다.

"아세트산 함량" 이라는 용어는 셀룰로오스의 한 단위 중량 당 조합된 아세트산의 양을 의미한다. 아세트산 함량은 ASTM: D-817-91 (셀룰로오스 아세테이트의 시험) 에 따라 측정된다.

셀룰로오스 아세테이트는 바람직하게는 250 이상, 더욱 바람직하게는 290 이상의 점도 평균 중합도 (DP) 를 갖는다. 또한, 상기 셀룰로오스 에스테르는 겔 투과 크로마토그래피로 측정되는, 좁은 분자량 분포 Mw/Mn (Mw 및 Mn 은 각각 중량 평균 분자량 및 수 평균 분자량이다) 를 갖는 것이 바람직하다. Mw/Mn 의 값은 바람직하게는 1.0 내지 1.7 의 범위, 더욱 바람직하게는 1.00 내지 1.65 의 범위, 가장 바람직하게는 1.0 내지 1.6 의 범위이다.

셀룰로오스 아세테이트에서, 2-, 3- 및 6- 위치의 히드록실기가 동등하게 치환되지 않으며 (즉, 각 위치에서의 치환도는 총 치환도의 1/3 과 같지 않음), 6 위치에서의 치환도가 비교적 작은 경향이 있다. 본 발명에서 중합체 필름으로 사용된 셀룰로오스 아세테이트에서, 6 위치에서의 치환도는 바람직하게는 2- 및 3- 위치에서의 치환도 보다 작지 않다.

6-위치에서의 치환도는 총 치환도를 기준으로, 바람직하게는 30% 내지 40%, 더욱 바람직하게는 31% 내지 40%, 가장 바람직하게는 32% 내지 40% 이다. 또한, 6-위치에서의 치환도는 바람직하게는 0.88 이상이다.

각 위치에서의 치환도는 NMR 에 의해 측정될 수 있다. 6-위치에서 높은 치환도를 갖는 셀룰로오스 에스테르는 일본 특허 공개 공보 제 11(1999)-5851 호에 기재된 방법에 따라 제조될 수 있다.

중합체 필름은 바람직하게는 편광막의 차원 변화를 감소시킨다. 이러한 목적을 위해, 바람직하게는 두께 및 (용적) 탄성의 생성물을 조절한다. 필름을 두껍게 함으로써 차원 변화를 감소시킬 수 있다. 그러나, LCD 는 최근 점점 더 얇아지고 있기 때문에, 바람직하게는 두께가 변화되지 않으면서 탄성이 증가된다.

탄성은 미세 표면 경도계 (Fischer Scope H100VP-HCU, Fischer Instruments Co.,Ltd.) 에 의해 측정된 탄성 계수로서 평가된다. 상세하게는, 다이아몬드로 만들어진 피라미드형 푸셔 (pusher) (팁의 각도: 136°) 를 시험 중량을 갖는 필름 상에 압착시킨다. 이어서, 푸셔가 가라앉은 깊이를 측정하고, 시험 중량 및 압착된 마크의 표면적을 기준으로 일반 경도를 계산하여, 탄성 계수를 결정한다. 깊이는 1 ㎛ 이다. 표면 탄성 계수는 벌크 탄성 계수와 상호 관련되므로, 이는 바로 벌크 탄성 계수로 간주된다.

바람직하게는 금속 산화물의 미립자를 첨가하여 중합체 필름의 탄성 계수가 40 Gpa 이상일 수 있게 한다.

금속 산화물의 미립자는 바람직하게는 7 이상의 모스 경도를 갖는다. 금속 산화물의 예로는, 이산화규소, 이산화티탄, 산화지르코늄 및 산화알루미늄이 포함된다. 금속 산화물은 바람직하게는 중합체 필름의 굴절률과 유사한 귤절률을 갖는다. 중합체 필름이 셀룰로오스 아세테이트로 만들어져 있을 경우, 굴절률을 고려하여 이산화규소 (실리카) 및 산화알루미늄 (알루미나) 이 바람직하다.

미립자의 평균 크기는 바람직하게는 1 내지 400 nm, 보다 바람직하게는 5 내지 200 nm, 가장 바람직하게는 10 내지 100 nm 의 범위이다. 크기가 1 nm 미만일 경우, 입자가 응집하기 쉬워 필름의 투명도가 종종 손상된다. 반면에, 400 nm 초과일 경우, 필름의 탁도 (haze) 가 증가하므로 투명도도 저하된다.

미립자의 양은 바람직하게는 중합체의 부피를 기준으로, 1 내지 99 부피%, 보다 바람직하게는 5 내지 80 부피%, 더욱더 바람직하게는 5 내지 50 부피%, 가장 바람직하게는 5 내지 20 부피% 의 범위이다.

금속 산화물의 미립자는 일반적으로는 친수성 표면을 가지므로, 셀룰로오스 아세테이트와의 친화성이 낮다. 실제로, 단순히 금속 산화물 입자 및 셀룰로오스 아세테이트를 혼합 사용할 경우, 생성된 필름은 깨지기 쉽고 낮은 내긁힘성 (scratching resistance) 을 갖는다. 따라서, 미립자와 셀룰로오스 아세테이트 간의 친화성을 증가시키기 위해, 미립자를 바람직하게는 표면개질제 (surface-modifying agent) 로 표면 처리한다.

표면개질제는 바람직하게는 금속 산화물 (무기 미립자) 에 연결된 관능기를 갖는 구획 및 셀룰로오스 아세테이트와 높은 친화성을 갖는 유기 구획을 포함한다. 이러한 관능기의 예로는 금속 (예컨대, 실리콘, 알루미늄, 티탄, 지르코늄)-알콕시드기, 무기산 에스테르기 (예컨대, 인산 모노에스테르, 인산 디에스테르, 황산 모노에스테르), 산성기 (예컨대, 인산기, 술폰산기, 카르복실산기), 염 또는 이의 산 클로라이드, 아미노기 및 아미드기가 포함된다.

유기 구획은 바람직하게는 셀룰로오스 아세테이트와 높은 친화성을 갖는 구조를 갖는다. 이 구조에는, 극성 기 (예컨대, 에스테르 결합, 에폭시기, 에테르 결합) 이 바람직하게 포함된다.

표면 개질제로서, 금속 알콕시드 화합물 또는 음이온성기 및 에스테르 둘 다를 갖는 화합물, 에폭시 또는 에테르기가 바람직하게 사용된다.

표면 개질제의 예로는, 실란-커플링제 [예컨대, H₂C=C(CH₃)COOC₃H₆Si(OCH₃)₃, H₂C=CH-COOC₃H₆Si(OCH₃)₃, 글리시딜-CH₂OC ₃H₆Si(OCH₃)₃, ClCH₂CH₂-CH₂0C ₃H₆Si(OCH₃)₃, R(OCH₂CH₂)_nOC₃H₆Si(OCH₃)₃, R(OCH₂CH(CH₃))_nOC₃H₆Si(OCH₃)₃, ROCO(CH₂)_nSi(OCH₃)₃CH₃COCH₂-COOC₃H₆Si(OCH₃)₃, (CH₃CH₂0)₃POC₃H₆Si(OCH₂CH₃)₃], 티타네이트 커플링제 [예컨대, C₁₇H₃₄COOTi(OCH(CH₃)₂)₃], 알루미늄 커플링제, 포화 카르복실산 [예컨대, CH₃COOH, C₂H₅COOH, C_nH_2n+1COOH], 불포화 카르복실산 [예컨대, 올레산], 히드록시카르복실산 [예컨대, 시트르산, 타르타르산], 이염기산 [예컨대, 옥살산, 말론산, 숙신산], 방향족 카르복실산 [예컨대, 벤조산], 말단 카르복실산 에스테르 [예컨대, RCOO(C₅H₁₀COO)nH, H₂C=CHCOO(C₅H₁₀COO) _nH], 인산 모노에스테르 [예컨대, H₂C=C(CH₃)COOC₂H₄OCOC₂H₄OCOC ₅H₁₀OPO(OH)₂], 인산 디에스테르 [예컨대, H₂C=C(CH₃)COOC₂H₄OCOC₅H₁₀O)₂POOH], 인산-함유 유기 화합물 [예컨대, 페닐인산], 황산 모노에스테르 [예컨대, H₂C=C(CH₃)COOC₂H₄OSO₃H], 술폰산기-함유 유기 화합물 [예를 들어, 벤젠술폰산], 및 폴리옥시에틸렌 유도체 [예컨대, 폴리옥시에틸렌 아릴 에스테르, 폴리옥시에틸렌 알킬 에스테르]가 포함된다. 상기에서, n 은 1 내지 10 (바람직하게는 1 내지 5, 1 내지 3) 의 정수이다. 상기에서 R 은 탄소수 1 내지 4 의 알킬기 (즉, 메틸, 에틸, 프로필 또는 부틸) 를 나타낸다.

또한 시판중인 티타네이트 커플링제 [예컨대, Plane-act KRTTS, KR46B, KR55, KR41B, KR38S, KR138S, KR238S, 338X, KR44, KR9SA (Ajinomoto Co., Inc.)] 및 시판중인 알루미늄 커플링제 [예컨대, Plane-act AL-M (Ajinomoto Co., Inc.)] 가 사용가능하다.

미립자의 표면 개질 처리는 바람직하게는 용액 중에서 수행된다. 상세하게는, 표면 개질제를 포함하는 용액에 미립자를 첨가한 후, 초음파 분산기, 교반기, 균질화기 (homogenizer), 용해기, 플래니터리 믹서 (a planetary mixer), 페인트 진탕기 (paint shaker), 샌드-그라인더 (sand-grinder) 또는 혼련기로 교반 및 분산시킬 수 있다.

표면 개질제의 용액의 제조를 위한 용매는 바람직하게는 극성이 큰 유기 용매이다. 알콜, 케톤 및 에스테르가 바람직하다. 중합체가 셀룰로오스 아세테이트인 경우, 용매는 바람직하게는 도프 (dope) 의 용매와 동일하다.

셀룰로오스 아세테이트의 도프 중에 금속 산화물의 미립자를 첨가하고, 혼합 및 교반할 수 있다. 도프에 첨가되기 전에, 미립자는 특히 바람직하게는 표면 처리 및 분산된다. 또한, 도프에 첨가된 후, 이는 바람직하게는 분산기 (예컨대, 용해기, 플래니터리 믹서, 샌드-그라인더, 혼련기, 롤 밀) 에 의해 추가로 분산되어 균질하게 혼합된다.

(광-확산층 (light-diffusing layer))

광-확산층은 바람직하게는 편광판 위에 제공되어, 추가로 액정 디스플레이의 시야각을 확대시킨다.

광-확산층이 제공된 편광판은 디스플레이된 영상의 질을 높게 유지하고 (디스플레이된 영상이 흐려지지 않게함) 시야각을 개선시킨다. 디스플레이의 백라이트로부터 방출된 빛은 판의 관측자측 표면 상의 확산 필름에 의해 산란된다. 확산 필름이 빛을 더 많이 산란시킬수록, 시야각이 보다 개선된다. 그러나, 빛이 너무 많이 산란될 경우, 후방으로 산란된 빛의 양이 매우 증가하여 전면에 나타난 영상 스크린의 휘도가 저하된다. 또한, 디스플레이된 영상의 선명도가 종종 손상된다. 통상의 광-확산층은 편광판의 관측자측 표면 상에 제공되어 왔으며, 이는 영상의 흐릿함 및 시야각을 개선시킬 수 있었다. 그러나, 광-확산층이 액정 셀의 최근방에 위치할 경우, 영상의 흐릿함이 감소된다. 광-확산층의 탁도는 바람직하게는 30% 내지 95%, 보다 바람직하게는 35% 내지 70% 의 범위이다.

내부 산란의 탁도를 증가시키기 위해, 투명한 미립자를 층에 두껍게 함유시킬 수 있거나, 그렇지 않으면 상기 층을 두껍게 할 수 있다. 또한, 투명한 미립자 및 상기 층의 결합제를, 이들의 굴절률이 서로 매우 상이하도록 선택할 수 있다.

미립자의 크기가 작은 경우, 이들은 빛을 양호하게 산란시키지만 산란 확률이 저하된다. 크기는 바람직하게는 0.5 내지 2.0 ㎛ 의 범위이다. 미립자의 굴절률은 바람직하게는 결합제의 굴절률보다 작다.

광-확산층의 결합제는 바람직하게는 굴절률이 1.51 내지 2.00 이다. 미립자의 굴절률은 바람직하게는 1.40 내지 1.68 의 범위이다. 바람직하게는 중합체 필름으로서 바람직하게 사용되는 셀룰로오스 아세테이트는 굴절률이 1.48 이다.

결합제의 굴절률은 바람직하게는 산란 효율을 증가시킬 만큼 충분히 높다.

고굴절률을 갖는 결합제의 예로는, DPHA 단량체 분산 지르코니아로부터 형성된 수지 (평균 굴절률: 1.62) 가 포함된다. 저굴절률 층 (굴절률: 1.35 내지 1.45) 을 광-확산층에 제공하여, 굴절로 인한 빛의 손실을 감소시킬 수 있다.

미립자는 바람직하게는 투명하며, 예를 들어, 폴리메틸메타크릴레이트의 미립자 (평균 입자 크기: 1.5 ㎛, 굴절률: 1.51) 가 특히 바람직하다. 이들은 구형일 필요는 없다. 예를 들어, 2 내지 50 (바람직하게는 5 내지 30) 의 종횡비를 갖는 막대형 또는 튜브형 입자가 사용될 수 있다. 상기 입자는 필름의 정상 방향으로는 가능한한 적게 빛을 산란시키지만, 사면 방향으로는 가능한한 효율적으로 빛을 산란시킨다.

투명한 미립자의 굴절률과 전체 광-확산층의 굴절률 간의 차이는 바람직하게는 0.02 내지 0.15 의 범위이다. 상기 차이가 0.02 미만인 경우, 상기 층은 빛을 비효율적으로 산란시킨다. 상기 차이가 0.15 초과인 경우, 상기 층은 빛을 너무 많이 산란시켜 전체 필름이 백화된다. 굴절률의 차이는 보다 바람직하게는 0.03 내지 0.13, 가장 바람직하게는 0.04 내지 0.10 의 범위이다.

투명한 미립자는 바람직하게는 산란의 최적 각 분포를 얻기 위해 0.5 내지 2.0 ㎛ 의 크기를 갖는다.

디스플레이된 영상의 질을 개선시키기 위해 (시야각을 낮추기 위해), 입사광을 특정 정도로 확산시킬 필요가 있다. 빛이 보다 많이 확산될수록, 시야각이 보다 개선된다. 그러나, 디스플레이된 영상의 질을 고려하여, 영상의 휘도가 확실히 전면으로 나타나게 하여 투명도를 가능한한 높게 개선해야 할 필요가 있다.

입자 크기가 0.5 ㎛ 이하인 경우, 상기 층은 빛을 너무 많이 산란시켜 시야각이 현저히 개선된다. 그러나, 동시에, 후방으로 산란된 빛의 양이 너무 증가하여 휘도가 상당히 저하된다. 반면에, 입자 크기가 2.0 ㎛ 이상인 경우, 상기 층은 빛을 너무 적게 산란시켜 시야각이 개선되지 않는다. 따라서, 투명한 미립자의 크기는 바람직하게는 0.6 ㎛ 내지 1.8 ㎛, 보다 바람직하게는 0.7 내지 1.7 ㎛ 의 범위이다.

투명한 미립자로서, 상기한 폴리메틸메타크릴레이트 미립자와 같은 유기 미립자 대신 무기 미립자를 사용할 수 있다. 입자의 크기 분포는 바람직하게는 단일분산된다 (monodispersed). 크기가 더 적게 변할수록, 산란 특징이 더 적게 달라진다. 따라서, 그렇게 할 경우, 탁도를 조절하기 쉽다.

투명한 미립자가 구형인 경우, 플라스틱 비드가 바람직하다. 플라스틱 비드는 바람직하게는 높은 투명도를 갖는 재료로 만들어져 있으며, 재료의 굴절률과 투명 수지 (결합제) 의 굴절률 간의 차이는 바람직하게는 상기 범위 내이다.

비드용 재료의 예로는, 폴리메틸메타크릴레이트 (굴절률: 1.51), 아크릴/스티렌 공중합체 (굴절률: 1.55), 멜라민 (굴절률: 1.57), 폴리카르보네이트 (굴절률: 1.57), 폴리스티렌 (굴절률: 1.60), 가교된 폴리스티렌 (굴절률: 1.61), 폴리비닐 클로라이드 (굴절률: 1.60), 및 벤조구아나민/멜라민 포름알데히드 (굴절률: 1.68) 가 포함된다.

비드의 크기는 바람직하게는 상기한 바와 같이 0.5 내지 5 ㎛ 의 범위이다. 비드의 양은 결합제 100 중량부를 기준으로 5 내지 30 중량부이다.

투명 미립자는 결합제 내에서 침강하기 쉽기 때문에, 무기 충전제 (예컨대, 실리카) 를 첨가할 수 있다. 무기 첨가제를 많이 첨가할수록, 입자가 침강하는 것을 더욱더 방지할 수 있다. 그러나, 너무 많이 첨가할 경우, 필름의 투명도가 손상된다. 따라서, 0.5 ㎛ 이하의 크기를 갖는 그레인으로 이루어진 무기 충전제를 투명 수지의 양을 기준으로 0.1 중량% 미만의 양으로 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 양의 충전제는 투명도를 거의 저하시키지 않는다.

결합제로서, 시판중인 중합체를 포함하는 조성물 또는 자외선 또는 전자 빔으로 경화된 수지가 사용될 수 있다. 이온화 방사선 (즉, 자외선 또는 전자 빔)-경화 수지, 용매 중의 이온화 방사선-경화 수지 및 열가소성 수지의 혼합물, 또는 열경화 수지가 사용될 수 있다.

광-확산층의 두께는 바람직하게는 0.5 내지 50 ㎛, 보다 바람직하게는 1 내지 20 ㎛, 더욱더 바람직하게는 2 내지 10 ㎛, 가장 바람직하게는 3 내지 7 ㎛ 의 범위이다.

결합제는 바람직하게는 1.51 내지 2.00, 보다 바람직하게는 1.53 내지 1.95, 더욱더 바람직하게는 1.57 내지 1.90, 가장 바람직하게는 1.64 내지 1.80 의 굴절률을 갖는다. 투명 수지의 굴절률은 투명 미립자 없이 형성된 층을 측정함으로써 결정된다.

굴절률이 너무 작으면, 상기 층이 굴절을 양호하게 예방할 수 없다. 반면에, 굴절률이 너무 높으면, 굴절된 빛이 바람직하지 못한 색이 된다.

결합제는 바람직하게는 포화 탄화수소 또는 폴리에테르 (보다 바람직하게는, 탄화수소) 의 주사슬을 갖는 중합체이고, 중합체는 바람직하게는 가교된다. 포화 탄화수소의 주사슬을 갖는 중합체는 바람직하게는 중합 반응을 통해 에틸렌계 불포화 단량체로부터 제조된다. 단량체는 바람직하게는 가교된 중합체를 형성하기 위해 두개 이상의 에틸렌계 불포화기를 갖는다.

두개 이상의 에틸렌계 불포화 중합가능기를 갖는 단량체의 예로는 다가 알콜 및 (메트)아크릴산 (예컨대, 에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 1,4-디클로로헥산 디아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸롤에탄 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 1,3,5-시클로헥산트리올 트리메타크릴레이트, 폴리우레탄 폴리아크릴레이트, 폴리에스테르 폴리아크릴레이트) 의 에스테르, 비닐벤젠 유도체 (예컨대, 1,4-디비닐벤젠, 4-비닐벤조산-2-아크릴로일 에틸에스테르, 1,4-디비닐시클로헥사논), 비닐술폰 (예컨대, 디비닐술폰), 아크릴아미드 (예컨대, 메틸렌 비스아크릴아미드) 및 메타크릴아미드가 포함된다. 필름의 경도 및 내긁힘성을 고려하여, 세개 이상의 관능기를 갖는 (메트)아크릴레이트가 바람직하고, 5 개 이상의 관능기를 갖는 아크릴레이트가 보다 바람직하다. 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트 및 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트의 혼합물은 시판중이며 특히 바람직하게 사용된다.

에틸렌계 불포화 중합가능기를 갖는 상기 단량체는 다양한 중합 개시제 및 기타 첨가제와 함께 용매에 용해될 수 있다. 이렇게 제조된 용액 (코팅 용액) 을 지지체에 도포하고, 건조 및 중합시켜 이온화 방사선 또는 열에 의해 경화시킨다.

두개 이상의 에틸렌계 불포화 중합가능기를 갖는 단량체 대신 또는 이의 첨가시, 가교 기를 결합체 내에 넣어 가교시킬 수 있다. 가교 기의 예로는, 이소시아네이트기, 에폭시기, 아지리딘기, 옥사졸리딘기, 알데히드기, 카르보닐기, 히드라진기, 카르복실기, 메틸롤기, 및 활성 메틸렌기가 포함된다. 또한, 비닐술폰산, 산무수물, 시아노아크릴레이트 유도체, 멜라민, 에테르화 메틸롤, 에스테르, 우레탄, 및 메틸 알콕시드 (예컨대, 테트라메톡시-실란) 과 같은 단량체에 의해 가교된 구조를 수득할 수 있다. 또한, 블록 이소시아네이트기와 같은 일부 단량체의 분해에 의해 결합제를 가교시킬 수 있다. 가교기로서는, 즉시 가교 반응을 유도하는 기 뿐만 아니라 분해되어 반응을 야기하는 기가 사용될 수 있다.

가교기를 갖는 결합제는 가열에 의해 가교될 수 있다.

높은 굴절률을 갖는 단량체 및 높은 굴절률의 갖는 금속 산화물의 초미립자를 혼입하여 광-확산층을 형성하는 것이 바람직하다.

높은 굴절률을 갖는 단량체의 예로는 비스(4-메타크릴로일티오페닐) 술피드, 비닐나프탈렌, 비닐페닐술피드, 및 4-메타크릴옥시페닐-4'-메톡시페닐티오에테르가 포함된다. .

높은 굴절률을 갖는 금속 산화물은 바람직하게는 지르코늄, 티탄, 알루미늄, 인듐, 아연, 주석 및 안티몬으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속의 산화물이다. 초미립자의 크기는 100 nm 이하, 바람직하게는 50 nm 이하이다. 금속 산화물의 예로는 Zr0₂, TiO₂, Al₂O₃, In₂0₃, ZnO, SnO₂, Sb₂0₃ 및 ITO 가 포함된다. 이 중에서, ZrO₂ 가 특히 바람직하다.

높은 굴절률을 갖는 단량체 및 금속 산화물의 초미립자의 양은 투명 수지의 총량을 기준으로 10 내지 90 중량%, 바람직하게는 20 내지 80 중량% 의 범위이다.

상기 층을 형성하기 위해, 결합제의 용액을 필름 상에 도포한다. 용매의 예로는 탄소수 3 내지 12 의 에테르 (예컨대, 디부틸 에테르, 디메톡시 메탄, 디메톡시 에탄, 디에톡시 에탄, 프로필렌 산화물, 1,4-디옥산, 1,3-디옥솔란, 1,3,5-트리옥산, 테트라히드로푸란, 아니솔, 페네톨), 탄소수 3 내지 12 의 케톤 (예컨대, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 디에틸 케톤, 디프로필 케톤, 디이소부틸 케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 메틸 시클로헥사논), 탄소수 3 내지 12 의 에스테르 (예컨대, 에틸 포르메이트, 프로필 포르메이트, n-펜틸 포르메이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, n-펜틸아세테이트, y-부티롤락톤), 2 개 이상의 관능기를 갖는 유기 용매 (예컨대, 메틸 2-메톡시아세테이트, 메틸 2-에톡시아세테이트, 에틸 2-에톡시아세테이트, 에틸 2-에톡시프로피오네이트, 2-메톡시에탄올, 2-프로폭시에탄올, 2-부톡시에탄올, 1,2-디아세톡시아세톤, 아세틸아세톤, 디아세톤알콜, 메틸 아세토아세테이트, 에틸 아세토아세테이트) 가 포함된다. 이들은 단독으로 또는 조합 사용될 수 있다.

상기한 이온화 방사선-경화 수지의 조성물은 전자 빔 또는 자외선의 조사에 의해 경화될 수 있다.

전자 빔의 조사를 위해, 다양한 전자 촉진제 (예컨대, Cockcroft-Walton 촉진제, Van de Graaff 촉진제, 공명 변환 촉진제, 절연 코어-변형 촉진제, 선형 촉진제, 디나미트론 (dinamitron), 고주파 촉진제) 를 사용할 수 있다. 전자 빔은 바람직하게는 50 내지 1,000 KeV, 보다 바람직하게는 100 내지 300 KeV 의 범위의 에너지를 갖는다.

자외선의 조사를 위해, 다양한 광원 (예컨대, 초고압 수은 램프, 고압 수은 램프, 저압 수은 램프, 탄소 아크 (arc) 램프, 제논 아크 램프, 금속 할라이드 아크 램프) 가 사용될 수 있다.

광-확산층은 광학 이방성층 위에 또는 광학 이방성층과 편광막 사이에 제공될 수 있다. 이방성층 및 막 사이에 위치한 배향층은 광-확산층으로 작용하도록 만들어질 수 있다. 중합체 필름은 광-확산층 및 이방성층 사이에 위치할 수 있다.

(반사 방지층)

편광막에서, 반사 방지층 (바람직하게는, 저굴절률층) 은 바람직하게는 액정 디스플레이의 상단 표면 측에 제공된다. 저굴절률층은 광-확산층 위에 제공되어, 반사로 인한 광 손실을 감소시킬 수 있다.

저굴절률층은 1.35 내지 1.45 의 굴절률을 갖는다.

저굴절률층의 굴절률은 바람직하게는 하기 식 I 을 충족시킨다:

[식 I]

(mλ/4) × 0. 7 < n_l× d₁ < (mλ/4) × l.3

(식 중, m 은 양의 홀수 (통상, 1) 이고, n₁ 은 저굴절률층의 굴절률이고, d₁ 은 저굴절률층의 두께 (nm) 이고, λ 는 450 내지 650 nm 영역의 가시광선의 파장이다).

굴절률 (n_l) 이 상기 식 I 을 충족시킬 경우, 식 I 을 충족시키는 특정한 양의 홀수 (m) (통상적으로 1 임) 은 상기 파장 영역에서 발견될 수 있다.

저굴절률층은 열경화성 또는 이온화 방사선-경화 가교가능 불소 함유 화합물을 경화시켜 제조된 불소-함유 수지로 만들어질 수 있다. 이렇게 제조된 층은 마그네슘 플루오라이드 또는 칼슘 플루오라이드로 만들어진 저복굴절률층보다 우수한 내긁힘성을 갖는다. 경화된 불소-함유 수지는 1.35 내지 1.45 의 굴절률을 갖는다. 경화된 불소-함유 수지는 바람직하게는 0.03 내지 0.15 범위의 운동 마찰계수를 가지며, 90°내지 120°의 범위의 접촉각을 제공한다.

가교가능한 불소-함유 화합물의 예로는, 퍼플루오로알킬-함유 실란 화합물 [예컨대, (헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라데실)트리-에톡시실란] 및 불소-함유 단량체 및 가교기를 도입하는 단량체로부터 유도된 불소-함유 공중합체가 포함된다.

불소-함유 단량체의 예로는 플루오로올레핀 (예컨대, 플루오로에틸렌, 비닐리덴 플루오라이드, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 퍼플루오로-2,2-디메틸-1,3-디옥솔), 부분 또는 완전히 불화된 (메트)아크릴계 알킬 에스테르 유도체 (예컨대, Biscoat 6FM [상표명, Osaka Organic Chemicals Co., Ltd. 사제], M-2020 [상표명, Daikin Co., Ltd. 사제], 및 부분 또는 완전히 불화된 비닐 에테르가 포함된다.

가교기를 도입하는 단량체의 예로는, 가교기를 갖는 (메트)아크릴레이트 단량체 (예컨대, 글리시딜 메타크릴레이트), 및 카르복실, 히드록실, 아미노 또는 술폰산기를 갖는 (메트)아크릴레이트 단량체 (예컨대, (메트)아크릴산, 메틸롤 (메트)아크릴레이트, 히드록시알킬 (메트)아크릴레이트, 알릴계 아크릴레이트) 가 포함된다. 카르복실, 히드록실, 아미노 또는 술폰산기를 갖는 (메트)아크릴레이트 단량체를 공중합시킨 후, 일본 특허 공개 공보 제 10(1998)-25388 호 및 제 10(1998)-147739 호에 기재된 방식으로 가교된 구조를 형성할 수 있다.

불소-함유 단량체 및 가교기를 도입시키는 단량체로부터 유도된 공중합체 뿐만 아니라, 이러한 단량체 및 기타 단량체로부터 유도된 공중합체도 저굴절률층으로 사용될 수 있다.

상기 단량체 이외에 사용가능한 단량체의 예로는, 올레핀 (예컨대, 에틸렌, 프로필렌, 이소프렌, 비닐 클로라이드, 비닐리덴 클로라이드), 아크릴레이트에스테르 (예컨대, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트), 메타크릴레이트 에스테르 (예컨대, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트), 스티렌 및 이의 유도체 (예컨대, 디비닐벤젠, 비닐톨루엔, α-메틸스티렌), 비닐에테르 (예컨대, 메틸비닐 에테르), 비닐 에스테르 (예컨대, 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 비닐 신나메이트), 아크릴아미드 (예컨대, N-tert-부틸아크릴아미드, N-시클로헥실아크릴아미드), 메타크릴아미드 및 아크릴로니트릴 유도체가 포함된다.

저굴절률층에서 사용되는 불소-함유 수지에서, 바람직하게는 Si 산화물의 초미립자를 분산시켜 상기 층을 긁힘에 대해 강하게 만든다. Si 산화물 입자의 평균 크기는 바람직하게는 0.1 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0. 001 내지 0. 05 ㎛ 의 범위이다. 불소-함유 수지가 더 낮은 굴절률을 가질수록, 상기층이 빛을 반사하는 것이 보다 많이 방지된다. 그러나, 굴절률이 너무 낮을 경우, 내긁힘성이 손상된다. 따라서, 수지의 굴절률 및 Si 산화물 입자의 양을 적절히 조절하여 굴절률 및 내긁힘성이 최적으로 균형을 이룰 수 있다.

Si 산화물의 초미립자로서, 유기 용매 내에 분산된 시판중인 실리카 졸을 저굴절률층을 형성하기 위한 코팅 용액에 직접 첨가할 수 있다. 그렇지 않으면, 다양한 시판중인 실리카 분말을 유기 용매 내에 분산시켜 실리카 분산액을 제조하여 사용할 수 있다.

저복굴절률층 및 그 아래에 제공된 층 간의 부착을 증가시키기 위해, 저복굴절률층에 있는 산화물 미립자의 표면 뿐만 아니라 하부층에 있는 단량체도 바람직하게 사용된다. 단량체의 예로는, 아크릴레이트 관능기를 갖는 실란-커플링 단량체 (예컨대, KBM5103, the Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 및 메틸아크릴레이트 관능기를 갖는 이소시아네이트 단량체 (예컨대, MOI, Showa Denko K. K.) 가 포함된다.

반사 방지층은 바람직하게는 2.5% 이하의 평균 거울 반사율로 5°의 입사각으로 진입하는 450 내지 650 nm 의 입사광을 반사시킨다. 평균 거울 반사율은 보다 바람직하게는 1.2% 이하, 가장 바람직하게는 1.1% 이하이다.

5°의 입사각으로 입사하는 빛의 거울 반사율은 정상에 대해 +5°의 각도로 입사하는 입사광의 강도에 대한, 정상에 대해 -5°의 각도로 반사되는 빛의 강도의 비율이다. 거울 반사율은 표면이 주변 광경을 반사시키는 정도를 나타낸다. 눈부심 방지 (anti-glare) 반사 방지층 (필름) 은 작은 거울 반사율을 나타내는데, 이는 상기층이 정상에 대해 -5°의 각도로 반사되는 빛의 강도를 감소시키기 위해 입사광을 산란시키는 거친 표면 (이는 눈부심 방지 성능을 위해 제공됨) 을 갖기 때문이다. 따라서, 거울 반사율은 반사 방지 특징 및 눈부심 방지 특징을 모두 나타낸다.

또한, 5°의 입사각으로 입사하는 450 내지 650 nm 의 입사광은 바람직하게는 2.5% 이하의 통합 반사율로 반사된다. 평균 통합 반사율은 보다 바람직하게는 2. 3% 이하이다.

5°의 입사각으로 입사하는 빛의 통합 반사율은 정상에 대해 +5°의 각도로 입사하는 입사광의 강도에 대한, 모든 방향으로 반사되는 빛의 총 강도의 비율이다. 이는 산란된 빛에 의해 감소되지 않기 때문에, 통합 반사율은 단지 반사 방지 특징만을 나타낸다.

반사 방지 특징 및 충분한 눈부심 방지 특징을 모두 충족시키는 것을 실현하기 위해, 5°의 입사각으로 입사하는 450 내지 650 nm 의 파장 영역 내의 빛의 거울 반사율 및 통합 반사율은 모두 2.5% 이하이다.

반사 방지층이 5°의 입사각으로 입사하는 450 내지 650 nm 의 파장 영역 내의 빛을 2.5% 초과의 평균 거울 반사율로 반사시킬 경우, 이는 주변 광경을 많이 반영하여 필름이 장착된 디스플레이는 식별가능성이 불량한 영상을 제공한다.

반사 방지층은 바람직하게는 CIE 표준 광원 D65 로부터 5°의 입사각으로 입사하는 입사광이 반사되어 하기 조건을 충족시키는 색도 (chromaticity) 를 갖는 오르소-반사광을 생성할 수 있도록 설계된다:

L* ≤ 10, 0 ≤ a* ≤ 2, 및 -5 ≤ b* ≤2

(식 중, L*, a* 및 b* 는 CIE 1976 의 L*a*b* 색 공간 내의 값이다). 상기 조건을 갖는 반사광은 중간 색도를 나타낸다.

CIE 표준 광원 D65 로부터 방출되고 5°의 입사각으로 입사한 오르소-반사광의 색도는 CIE 1976 의 L*a*b* 색 공간 내의 L*, a* 및 b* 값에 의해 평가될 수 있다. L*, a* 및 b* 값은, 5°의 입사각으로 입사하는 380 내지 780 nm 의 파장 영역 내에서 측정된 빛의 거울 반사율의 생성물 (각 파장에서의) 및 광원 D65 로부터 방출된 원래의 빛의 강도 (분광 분포에서의) 로부터 수득된 분광 반사 스펙트럼으로부터 계산된다.

L* 값이 10 이상인 경우, 상기 층 (필름) 은 디스플레이 표면이 입사광을 반사시키는 것을 완전히 방지할 수 없다. a* 값이 2 초과인 경우, 반사광은 비자연적으로 보라색으로 채색된다. 반면에, a* 값이 0 미만인 경우, 반사광은 비자연적으로 녹색으로 채색된다. b* 값이 -5 미만인 경우, 반사광은 비자연적으로 청색으로 채색된다. 반면에, b* 값이 2 초과인 경우, 반사광은 비자연적으로 황색으로 채색된다.

저복굴절률층의 굴절률 및 눈부심 방지층에 대한 결합제의 굴절률은 반사 방지층 (필름) 이 낮은 굴절률을 가져 중간 색도를 갖는 반사광을 생성할 수 잇도록 최적으로 균형을 이룬다.

증착 또는 스패터링 (spattering) 에 의해 형성된 세개 이상의 광학 박층을 포함하는 공지의 반사 방지 필름은 0.3% 이하의 평균 거울 반사율을 제공하도록 제조될 수 있고, 따라서, 이의 L* 값은 3 이하로 감소된다. 그러나, 그러한 경우, a* 및 b* 값은 각각, 10 이상 및 -10 미만이다. 따라서, 공지의 필름은 비자연적으로 채색된 반사광을 생성한다. 이와 대조적으로, 상기한 눈부심 방지 반사방지 필름은 반사광의 비자연적 채색의 방지가 현저히 개선된다.

실시예 1

(편광막의 제조)

폴리비닐 알콜의 필름 (평균 중합도: 4,000, 비누화도: 99.8%) 을 40℃ 에서의 열수 중에서 원래 길이 만큼 약 6 회 연신하였다. 연신된 필름을 0.5 g/ℓ 의 요오드 및 50 g/ℓ 의 요오드화칼륨을 함유하는 수용액에 30℃ 에서 1 분간 침지시킨 후, 100 g/ℓ 의 붕산 및 60 g/ℓ 의 요오드화칼륨을 함유하는 다른 수용액에 70℃ 에서 5 분간 침지시켰다. 침지된 필름을 20℃ 에서 탱크 내에서 10 초간 물로 세척하고, 80℃ 에서 5 분간 건조시켰다. 따라서, 요오드 편광막 (너비: 1,330 mm, 깊이: 207 ㎛) 이 제조되었다.

(수직 정렬로 배향된 디스코틱 액정 분자를 포함하는 제 1 광학 이방성 서브층의 형성)

메틸 에틸 케톤에, 하기의 디스코틱 액정 화합물 90 중량부, 에틸렌 산화물 변성 트리메트롤프로판트리아크릴레이트 (V#360, Osaka Organic Chemicals Co.,Ltd.) 10 중량부, 멜라민-포름알데히드/아크릴산 공중합체 (Aldrich) 0.6 중량부, 광중합 개시제 (Irgacure 907, Ciba-Geigy) 3.0 중량부 및 감광제 (Kayacure DETX, Nippon Kayaku Co., Ltd.) 1.0 중량부를 용해시켜 코팅 용액 (고체 함량: 38 중량%) 을 제조하였다.

디스코틱 액정 화합물

상기 코팅 용액을 편광막의 한쪽 표면에 도포하고, 건조시켰다. 130℃ 에서 1 분간 건조시켜 액정 분자를 배향시킨 직후, 상기 막을 실온으로 냉각시키고 500 mJ/cm² 의 양으로 자외광선에 노광시켜 분자를 중합시켜 정렬을 고정시켰다. 따라서, 제 1 광학 이방성 (서브)층 (두께: 1.7 ㎛) 이 형성되었다.

엘립소미터 (ellipsometer) [M-150, JASCO Corporation] 에 의해 제 1 광학 이방성 (서브)층에서의 지연의 각도 의존성을 측정하였다. 결과적으로, 액정 분자의 장축 (디스코틱 평면) 과 막의 표면 사이의 각도는 평균 0.2°이고 두께 (Rth) 를 따른 지연값은 88 nm 인 것으로 확인되었다.

(배향층의 형성)

수직 정렬로 배향된 디스코틱 액정 분자를 포함하는 제 1 광학 이방성 (서브)층 상에, #16 의 와이어 바 코팅기에 의해 하기 조성의 코팅 용액을 28 ml/m² 의 양으로 도포하였다. 도포된 용액을 60℃ 에서 60 초간 열기 (hot air) 로 건조시킨 후, 90℃ 에서 150 초간 열기 (hot air) 로 추가로 건조시켰다. 형성된 층을 러빙 처리하여 배향층을 형성하였다.

배향층에 대한 코팅 용액

하기의 변성된 폴리비닐 알콜 10 중량부물 371 중량부메탄올 119 중량부글루타르산 알데히드 (가교제) 0.5 중량부

(변성된 폴리비닐 알콜)

(혼성 정렬로 배향된 디스코틱 액정 분자를 포함하는 제 2 광학 이방성 (서브)층의 형성)

또다른 코팅 용액을 제조하기 위해, 41.01 g 의 상기 디스코틱 액정 화합물, 4.06 g 의 에틸렌 산화물 변성 트리메트롤프로판트리아크릴레이트 (V#360, OsakaOrganic Chemicals Co., Ltd.), 0.35 g 의 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 (CAB-531-1, Eastman Chemical), 1.35 g 의 광중합 개시제 (Irgacure 907, Ciba-Geigy) 및 0.45 g 의 감광제 (Kayacure DETX, Nippon Kayaku Co., Ltd.) 를 102 g 의 메틸 에틸 케톤에 용해시켰다.

이어서, 상기 코팅 용액을 #3 의 와이어 바 코팅기에 의해 배향층에 도포하였다. 이렇게 처리된 필름을 금속 프레임 상에 고정시키고, 서모스탯 내에 130℃ 에서 2 분간 유지하여 디스코틱 액정 화합물의 분자를 정렬시켰다. 이어서, 상기 필름을 120 W/cm 의 고압 수은 램프로부터 방출된 자외선으로 130℃ 에서 1 분간 조사하여, 디스코틱 분자를 중합시켰다. 상기 필름을 실온으로 냉각시켜 제 2 광학 이방성 (서브)층을 형성하였다.

546 nm 에서 제 2 광학 이방성 (서브)층의 Re 지연값을 측정하였으며, 38 nm 에서 확인되었다. 액정 분자의 장축 (디스코틱 평면) 과 막의 표면 사이의 각도는 평균 40°였다.

(TN-방식 편광판의 제조)

편광막의 반대쪽 표면 (광학 이방성 서브층이 제공되지 않은) 상에, 트리아세틸 셀룰로오스 필름 (두께: 80 ㎛, Fuji Photo Film Co., Ltd.) 을 폴리비닐 알콜계 접착제로 적층시킨 후 60℃ 에서 15 분간 건조시켜 편광판을 제조하였다.

(액정 디스플레이의 제조)

한쌍의 편광판을 시판되는 TN 방식의 액정 디스플레이 (AQUEOUSㆍLC20C1S, Sharp Corporation) 로부터 제거하였다. 제거된 편광판 대신에, 상기 제조된 편광판을 각각의 표면 상에 접착제로 적층시켜, 광학 이방성층이 액정 셀 측에 있도록 하였다. 관측자 측의 표면 상의 편광판 및 백라이트 측의 다른 표면 상의 편광판이 판의 투과축이 O 방식으로 배열되도록 위치시켰다. 따라서, 액정 디스플레이가 제조되었다.

제조된 액정 디스플레이의 시야각을, 흑색 (L1) 내지 백색 (L8)의 8 가지 색조 각각이 디스플레이되는 경우에, 측정 장치 (EZ-콘트라스트 160D, ELDIM) 를 사용하여 측정하였다. 상기 결과를 표 1 에 나타내었다.

실시예 2

(셀룰로오스 아세테이트 필름의 제조)

일반 용해 공정에 의해, 하기의 성분을 포함하는 내부 및 표면층의 제조용 도프를 제조하였다. 사용된 셀룰로오스 아세테이트는 60.7% 의 아세트산 함량을 가졌다.

셀룰로오스 아세테이트 도프	내부층	표면층
셀룰로오스 아세테이트트리페닐 포스페이트비페닐디페닐 포스페이트벤조페논 UV 흡수제메틸렌 클로라이드메탄올	100 중량부7.8 중량부3.9 중량부0.7 중량부450 중량부39 중량부	100 중량부7.8 중량부3.9 중량부0.7 중량부481 중량부42 중량부

표면층을 위해 제조된 도프를 필터 페이퍼 (절대 여과 정밀도: 0.0025 mm, FH025 PALL CORPORATION) 를 통해 50℃ 에서 여과하고 내부층용 도프를 다른 필터 페이퍼 (절대 여과 정밀도: 0.01 mm, #63 TOYO ROSHI KAISHA LTD.) 를 통해 50℃ 에서 여과하였다.

제조된 도프를 동시에 3층 공-캐스팅 다이 (three-layer co-casting die) 로부터 금속 지지체 위에 압출하여, 내부층용 도프가 표면층용 도프로 샌드위치될 수 있게 하였다. 내부층의 건조 두께는 48 ㎛ 였고, 각 표면층의 두께는 6 ㎛ 였다. 70℃ 에서 3 분간 및 추가로 120℃ 에서 5 분간 건조시킨 후, 형성된 필름을 지지체로부터 박리시키고 또한 130℃ 에서 30 분간 건조시켜 용매를 증발시켰다. 따라서, 셀룰로오스 아세테이트 필름이 제조되었다. 필름 내에 남아 있는 용매는 0.9% 였다. 100 mm 당 필름의 표면 거칠기를 가로 방향으로 무작위로 선택된 10점에서 측정하여, 평균 0.13 ㎛ 인 것을 확인하였다.

(광-확산층의 형성)

메틸 에틸 케톤/메틸 이소부틸 케톤 (20/80, 중량으로) 의 혼합 용매 내에, 100 중량부의 산화지르코늄-분산 경질 코트액 (Desolite KZ- 7114A, JSR Co., Ltd.), 43 중량부의 투명 수지 (DPHA, Nippon Kayaku Co., Ltd.) 및 5 중량부의 경화 개시제 (Irgacure 184, Ciba-Geigy) 를 혼합하고 공기-분산기에 의해 교반하면서 혼합 및 용해시켰다. 제조된 용액을 도포하고, 건조시킨 후, 자외선에 노광시켜 상기 층을 경화시켰다. 이렇게 형성된 층은 굴절률이 1.64 였다.

상기 제조된 액체에, 투명 미립자로서의 30 중량부의 폴리메틸메타크릴레이트 비드 (MX150, Soken Kagaku Co., Ltd.; 입자 크기: 1.5; 굴절률: 1.53) 를 혼합 및 분산시켰다. 상기 혼합물의 고체 함량을 메틸 에틸 케톤/메틸 이소부틸 케톤 (20/80, 중량으로) 으로 53 중량% 로 조절하였다. 이렇게 제조된 액체를 셀룰로오스 아세테이트 필름 상에 도포하여 건조 두께 4.0 ㎛ 의 층을 형성하였다. 형성된 필름을 건조시킨 후, 160 W/cm 의 공기-냉각된 금속 할라이드 램프 (Eyegraphics Co., Ltd.) 로부터 방출된 자외선 (조도: 400 mW/cm², 노광: 300 mJ/cm²) 에 노광시켰다. 이에 따라, 광-확산층이 제조되었다.

광-확산층의 탁도값을 측정하기 위해, 상기 과정을 반복하여 유리판 상에 상기 층을 형성하였다. 이에 형성된 층의 탁도값을 JIS-K-7105 에 따라 탁도계 (MODEL1001DP,Nippon Denshoku kogyo Co., Ltd.) 에 의해 측정하였다. 결과적으로, 탁도는 59% 인 것으로 확인되었다.

(저굴절률층의 형성)

2,240 g 의 열-가교가능 불소-함유 중합체 (JN-7228, JSR Co., Ltd.; 굴절률: 1.42, 고체 함량: 6 중량%, 메틸 에틸 케톤 용액의 형태로) 내에, 메틸 에틸 케톤 내에 분산된 192 g 의 SiO₂ 졸 (MEK-ST, Nissan Chemicals Co., Ltd.; 고체 함량: 30 중량%, SiO₂ 의 입자 크기: 10 내지 20 nm), 2,224 g 의 메틸 에틸 케톤 및 144 g 의 시클로헥사논을 첨가하고 교반하였다. 수득된 액체를 프로필렌 필터 (PPE-01, 공극 크기: 1 ㎛) 를 통해 여과하여 저굴절률층용 코팅 용액을 제조하였다.

제조된 코팅 용액을 바 코팅기에 의해 광-확산층에 도포하고, 80℃ 에서 건조시키고, 120℃ 에서 8 분간 추가로 교반하였다. 이에 따라, 저복굴절률층 (두께: 0.096 ㎛) 이 형성되었다. 형성된 저굴절률층은 1.25% 의 평균 통합 반사율을 갖는다.

(TN-방식 편광판의 제조)

트리아세틸 셀룰로오스 필름 (두께: 80 ㎛, Fuji Photo Film Co., Ltd.) 대신, 광-확산층이 제공된 상기 제조된 셀룰로오스 아세테이트 필름 및 저복굴절률층 을 적층시켜 셀룰로오스 아세테이트 필름이 막 측에 위치할 수 있도록 하고, 60℃ 에서 15 분간 건조시켰다는 것을 제외하고는, 실시예 1 에서의 편광판의 제조 과정을 반복하였다. 따라서, 편광판이 제조되었다.

(액정 디스플레이의 제조)

한쌍의 편광판을 시판중인 TN 방식의 액정 디스플레이 (AQUEOUSㆍLC20C1S, Sharp Corporation) 로부터 제거하였다. 제거된 편광판 대신에, 상기 제조된 편광판을 각각의 표면 상에 접착제로 적층시켜, 광학 이방성층이 액정 셀 측에 있도록 하였다. 백라이트 측에, 실시예 1 에서 제조된 편광판을 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 적층시켰다. 관측자 측의 편광판 및 백라이트 측의 편광판이 관측자 측 판 및 백라이트 측 판의 투과축이 O 방식으로 배열될 수 있도록 위치시켰다. 따라서, 액정 디스플레이가 제조되었다.

제조된 액정 디스플레이의 시야각을, 흑색 (L1) 내지 백색 (L8)의 8 가지 색조 각각이 디스플레이된 경우에, 측정 장치 (EZ-콘트라스트 160D, ELDIM) 에 의해 측정하였다. 결과를 표 1 에 나타내었다.

비교예 1

TN 방식의 시판중인 액정 디스플레이 (AQUEOUSㆍLC20C1S, Sharp Corporation) 의 시야각을, 흑색 (L1) 내지 백색 (L8) 의 8 가지 색조 각각이 디스플레이된 경우에, 측정 장치 (EZ-콘트라스트 160D, ELDIM) 에 의해 측정하였다. 결과를 표 1 에 나타내었다.

액정 디스플레이	그레이 스케일 그라데이션 (gray scale gradation) 을 역전시키지 않고 10 이상의 콘트라스트 비를 제공하는 시야각
액정 디스플레이	상방향	하부방향	좌우방향
실시예 1실시예 2비교예 1	75°80°70°	43°60°42°	80°80°80°
각주:그레이 스케일 그라데이션: L1 및 L2 간의 역전

(프레임형 광-누출에 대한 평가)

각각의 제조된 디스플레이의 백라이트를 연속적으로 25℃ 및 60% RH 의 조건 하에서 5 시간 동안 유지하였다. 그 후, 각 디스플레이에 디스플레이된 흑색 영상을 암실에서 눈으로 관찰하여, 빛이 스크린을 통해 프레임형으로 누출되는지 아닌지를 확인하였다. 결과적으로, 실시예 1 및 2 의 디스플레이에서 누출이 관찰되지 않았지만, 비교예 1 의 디스플레이에서는 누출이 관찰되었다.

(영상의 흐릿함에 대한 평가)

흑색 배경 위의 백색 글자 (폰트 크기: 6) 를 각 디스플레이에 디스플레이하고, 관찰하여 디스플레이가 얼마나 흐릿한 영상을 제공하는지를 평가하였다. 결과적으로, 실시예 1, 2 및 비교예 1 의 디스플레이 간의 차이가 없었다. 밝은 방에서, 실시예 2 의 디스플레이는 가장 뚜렷한 영상을 제공하였는데, 이는 주변 광경을 최소로 반사하기 때문이다.

실시예 3

(편광막의 제조)

폴리비닐 알콜의 필름 (평균 중합도: 2,500, 비누화도: 99.5 몰%) 을 연신하였다. 연신된 필름을 0.2 g/ℓ 의 요오드 및 60 g/ℓ 의 요오드화칼륨을 함유하는 수용액에 30℃ 에서 5 분간 침지시켰다. 이어서, 100 g/ℓ 의 붕산 및 30 g/ℓ 의 요오드화칼륨을 함유하는 또다른 수용액에 60℃ 에서 10 분간 침지시키면서 필름을 추가로 45°각도로 사방 연신하였다. 필름의 너비는 1,500 mm 였고, 좌우측의 두께는 동일하게 15 ㎛ 였다.

상기 필름을 탱크 내에서 20℃ 에서 10 초간 물로 세척하고, 0.1 g/ℓ 의 요오드 및 20 g/ℓ 의 요오드화칼륨을 함유하는 수용액에 30℃ 에서 15 초간 침지시켰다. 이에 따라, 요오드 편광막이 제조되었다.

(수직 정렬로 배향된 디스코틱 액정 분자를 포함하는 제 1 광학 이방성 (서브)층의 형성)

메틸 에틸 케톤에, 실시예 1 에서 사용된 90 중량부의 디스코틱 액정 화합물, 10 중량부의 에틸렌 산화물 변성 트리메트롤프로판트리아크릴레이트 (V#360, Osaka Organic Chemicals Co.,Ltd.), 0.6 중량부의 멜라민-포름알데히드/아크릴산 공중합체 (Aldrich), 3.0 중량부의 광중합 개시제 (Irgacure 907, Ciba-Geigy) 및 1.0 중량부의 감광제 (Kayacure DETX, Nippon Kayaku Co., Ltd.) 를 용해시켜 코팅 용액을 제조하였다 (고체 함량: 38 중량%).

코팅 용액을 편광막의 표면에 도포하고, 건조시켰다. 130℃ 에서 1 분간 건조시켜 액정 분자를 배향시킨 직후, 상기 막을 실온으로 냉각시키고 500 mJ/cm² 의 양으로 자외선에 노광시켜 분자를 중합시켜 정렬을 고정시켰다. 이에 따라, 제 1 광학 이방성 (서브)층 (두께: 3.1 ㎛) 을 형성하였다.

제 1 광학 이방성 (서브)층에서의 지연의 각도 의존성을 엘립소미터 [M-150, JASCO Corporation] 로 측정하였다. 결과적으로, 액정 분자의 장축 (디스코틱 평면) 및 막의 표면 사이의 각도는 평균 0.5°였고 두께를 따른 지연값 (Rth) 은 175 nm 였다.

(배향층의 형성)

제 1 광학 이방성 (서브)층을 코로나 방전 처리한 후, 변성 폴리이미드 (Nissan Chemicals Co., Ltd.) 의 2 중량% 용액을 코팅시키고 건조시켰다. 이어서, 형성된 층 (두께: 0.5 ㎛) 을 러빙 처리하여, 배향층을 형성하였다.

(균일 정렬로 배향된 막대형 액정 분자를 포함하는 제 2 광학 이방성 (서브)층)

80 중량부의 테트라클로로에탄, 20 중량부의 아크릴계 굴열성 액정 중합체를 용해시켜 코팅 용액을 제조하였다.

이어서, 코팅 용액을 배향층에 적용하고, 160℃ 에서 5 분간 가열하고, 실온으로 냉각시켜 액정 분자의 정렬을 고정시켰다. 이렇게 형성된 제 2 광학 이방성 (서브)층은 0.5 ㎛ 의 두께를 가졌다.

엘립소미터 [M-150, JASCO Corporation] 에 의해 633 nm 에서 지연값을 측정하였다. 결과적으로, 막대형 액정 분자의 장축 및 막의 표면 사이의 각도는 평균 0.8°였고 평면 (Re) 에서의 지연값 및 두께 방향의 지연값 (Rth) 은 각각 40 nm 및 175 nm 였다.

(배향층의 형성)

제 2 광학 이방성 (서브)층을 #16 의 와이어 바 코팅기에 의해 28 ml/m² 의 양으로 도포하였다. 도포된 용액을 60℃ 에서 60 초간 열기로 건조시킨 후, 추가로 90℃ 에서 150 초간 열기로 건조시켰다. 형성된 층을 제 2 이방성 (서브)층의 러빙 방향에 대해 45°의 각도로 러빙 처리하여, 배향층을 형성하였다.

배향층용 코팅 용액
실시예 1 에서 사용된 변성 폴리비닐 알콜	10 중량부
물	371 중량부
메탄올	119 중량부
글루타르산 알데히드 (가교제)	0.5 중량부

(혼성 정렬로 배향된 디스코틱 액정 분자를 포함하는 제 3 의 광학 이방성 (서브)층의 형성)

또다른 코팅 용액을 제조하기 위해, 실시예 1 에서 사용된 41.01 g 의 디스코틱 액정 화합물, 4.06 g 의 에틸렌 산화물 변성 트리메트롤프로판트리아크릴레이트 (V#360, Osaka Organic Chemicals Co., Ltd.), 0.17 g 의 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 (CAB-531-1, Eastman Chemical), 1.35 g 의 광중합 개시제 (Irgacure 907, Ciba-Geigy) 및 0.45 g 의 감광제 (Kayacure DETX, Nippon Kayaku Co., Ltd.) 를 102 g 의 메틸 에틸 케톤에 용해시켰다.

이어서, 상기 코팅 용액을 #3.6 의 와이어 바 코팅기에 의해 배향층에 도포하였다. 이렇게 처리된 필름을 금속 프레임 상에 고정시키고, 서모스탯 내에 130℃ 에서 2 분간 유지하여 디스코틱 액정 화합물의 분자를 정렬시켰다. 이어서, 상기 필름을 120 W/cm 의 고압 수은 램프로부터 방출된 자외선으로 60℃ 에서 1 분간 조사하여, 디스코틱 분자를 중합시켰다. 상기 필름을 실온으로 냉각시켜 제 3 광학 이방성 (서브)층을 형성하였다.

546 nm 에서 제 3 광학 이방성 (서브)층의 Re 지연값을 측정하였으며, 43 nm 에서 확인되었다. 액정 분자의 장축 (디스코틱 평면) 과 막의 표면 사이의 각도는 평균 32°였다.

(OCB-방식 편광판의 제조)

(액정 디스플레이의 제조)

ITO 전극을 갖는 유리판 상에, 폴리이미드의 배향 필름을 제공하고 러빙 처리하였다. 상기 과정을 반복하여 두개의 기판을 제조하고, 기판을 정면으로 배열하여 러빙 방향이 될 수 있도록 하고 갭이 6 ㎛ 이 될 수 있도록 하였다. 이들 사이에, 0.1396 의 △n 을 갖는 액정 (ZLI1132, Merck & Co.,Inc.) 을 도입하여 굽힘 정령의 액정 셀을 제조하였다. 셀의 크기는 20 인치였다.

상기 제조된 두개의 편광판을 액정 셀 위에 적층시켜 셀이 판 사이에 위치할 수 있게 하였다. 상기 판을 각 판에 있는 광학 이방성층이 셀 기판과 접하도록 및 셀 및 광학 이방성층의 러빙 방향이 평행하지 않도록 (anti-parallel) 배열하였다.

네모파 (square wave) (55 Hz) 의 전압을 액정 셀에 가했다. 일반적으로 백색 방식 (백색: 2V, 흑색: 5V) 에 따라 디스플레이했다. 콘트라스트비 (백색/흑색) 를 계측기 (EZ-Contrast 160D, ELDIM) 에 의해 L1 (완전 흑색) 내지 L8 (완전 백색) 의 8 가지 디스플레잉 상태에서 측정하였다. 수득된 콘트라스트비로부터, 시야각을 측정하였다. 결과를 표 2 에 나타냈다.

액정 디스플레이	그레이 스케일 그라데이션을 역전시키지 않고 10 이상의 콘트라스트비를 제공하는 시야각
액정 디스플레이	상방향	하부방향	좌우방향
실시예 3	80°	80°	80°
각주:그레이 스케일 그라데이션: L1 및 L2 간의 역전

(프레임형 광-누출에 대한 평가)

상기 제조된 디스플레이의 백라이트를 연속적으로 25℃ 및 60% RH 의 조건 하에서 5 시간 동안 유지하였다. 그 후, 각 디스플레이에 디스플레이된 흑색 영상을 암실에서 눈으로 관찰하여, 빛이 스크린을 통해 프레임형으로 누출되는지 아닌지를 확인하였다. 결과적으로, 누출이 관찰되었다.

실시예 4

(편광막의 제조)

폴리비닐 알콜의 필름 (평균 중합도: 1,700, 비누화도: 99.5 몰%) 을 40℃ 에서 열수 중에서 세로 방향으로 원래 길이만큼 약 8 회 단축 연신하였다. 연신된 필름을 0.2 g/ℓ 의 요오드 및 60 g/ℓ 의 요오드화칼륨을 함유하는 수용액에 30℃ 에서 5 분간 침지시킨 후, 100 g/ℓ 의 붕산 및 30 g/ℓ 의 요오드화칼륨을 함유하는 또다른 수용액에 침지시켰다. 필름의 너비는 1,300 mm 였고, 두께는 17 ㎛ 였다.

침지된 필름을 탱크 내에서 20℃ 에서 10 초간 물로 세척하고, 0.1 g/ℓ 의 요오드 및 20 g/ℓ 의 요오드화칼륨을 함유하는 수용액에 30℃ 에서 15 초간 침지시키고, 실온에서 24 시간 동안 건조시켰다. 이에 따라, 요오드 편광막이 제조되었다.

코팅 용액을 편광막의 표면에 도포하고, 건조시켰다. 130℃ 에서 1 분간 건조시켜 액정 분자를 배향시킨 직후, 상기 막을 실온으로 냉각시키고 500 mJ/cm² 의 양으로 자외선에 노광시켜 분자를 중합시켜 정렬을 고정시켰다. 이에 따라, 제 1 광학 이방성 (서브)층 (두께: 2.8 ㎛) 을 형성하였다.

제 1 광학 이방성 (서브)층에서의 지연의 각도 의존성을 엘립소미터 [M-150, JASCO Corporation] 로 측정하였다. 결과적으로, 액정 분자의 장축 (디스코틱 평면) 및 막의 표면 사이의 각도는 평균 0.3°였고 두께 방향의 지연값 (Rth) 은 150 nm 인 것으로 확인되었다.

(배향층의 형성)

이어서, 코팅 용액을 배향층에 적용하고, 160℃ 에서 5 분간 가열하고, 실온으로 냉각시켜 액정 분자의 정렬을 고정시켰다. 이렇게 형성된 제 2 광학 이방성 (서브)층은 0.7 ㎛ 의 두께를 가졌다.

엘립소미터 [M-150, JASCO Corporation] 에 의해 633 nm 에서 지연값을 측정하였다. 결과적으로, 막대형 액정 분자의 장축 및 막의 표면 사이의 각도는 평균 0.4°였고 평면 (Re) 에서의 지연값 및 두께 방향의 지연값 (Rth) 은 각각 45 nm 및 150 nm 였다.

(VA-방식 편광판의 제조)

(액정 디스플레이의 제조)

수직 정렬된 액정 분자를 포함하는 액정 셀을 갖는, 시판중인 액정 디스플레이 (VL-1530S, Fujitsu, Ltd.) 로부터 한쌍의 편광판을 제거하였다. 제거된 요소 대신에, 상기 제조된 편광판을 접착제로 각각의 셀의 관측차 및 백라이트 측에 적층시켜, 광학 이방성층이 액정 셀 측에 있도록 하였다. 투과축이 상방향으로 존재하도록 관측자 측의 편광판을 위치시키고, 투과축이 좌우 방향으로 위치할 수 있도록 백라이트 측의 판을 위치시켰다. 따라서, 편광판은 크로스-니콜 (cross-Nicole) 위치로 배열되었다.

제조된 액정 디스플레이의 시야각을, 흑색 (L1) 내지 백색 (L8)의 8 가지 색조 각각이 디스플레이되는 경우에, 측정 장치 (EZ-콘트라스트 160D, ELDIM) 를 사용하여 측정하였다. 결과는 표 3 에 나타냈다.

비교예 2

흑색 (L1) 내지 백색 (L8) 의 8 가지 색조 각각이 디스플레이되었을 때, 연직 정렬된 액정 분자를 포함하는 액정 셀을 갖는, 시판중인 액정 디스플레이 (VL-1530S, Fujitsu, Ltd.) 의 시야각을 측정 장치 (EZ-Contrast 160D, ELDIM) 로 측정하였다. 결과는 표 3 에 나타냈다.

액정 디스플레이	그레이 스케일 그라데이션을 역전시키지 않고 10 이상의 콘스라스트비를 제공하는 시야각
액정 디스플레이	투과축 방향	투과축에 대해 45°
실시예 4비교예 2	> 80°> 80°	> 80°44°
각주:그레이 스케일 그라데이션: L1 및 L2 간의 역전

(프레임형 광-누출에 대한 평가)

상기 제조된 디스플레이의 백라이트를 연속적으로 25℃ 및 60% RH 의 조건 하에서 5 시간 동안 유지하였다. 그 후, 각 디스플레이에 디스플레이된 흑색 영상을 암실에서 눈으로 관찰하여, 빛이 스크린을 통해 프레임형으로 누출되는지 아닌지를 확인하였다. 결과적으로, 실시예 4 의 디스플레이에서는 누출이 관찰되지 않았지만, 비교예 2 의 디스플레이에서는 누출이 관찰되었다.

Claims

액정 분자로부터 형성된 광학 이방성층 및 편광막을 포함하는 편광판에 있어서, 광학 이방성 층이 편광막 위에 형성되거나, 또는 배향층이 편광막 위에 형성되고, 광학 이방성층이 배향층 위에 형성되는 편광판.
제 1 항에 있어서, 광학 이방성 층에 있는 액정 분자가 막대형 액정 분자이고, 막대형 액정 분자의 장축이 편광막의 표면에 대해 평균 5°초과의 각도로 배향되는 편광판.
제 2 항에 있어서, 막대형 액정 분자의 장축이 편광막의 투과축에 대해 평균 5°미만의 각도로 배향되는 편광판.
제 1 항에 있어서, 광학 이방성 층에 있는 액정 분자가 디스코틱 액정 분자이고, 디스코틱 액정 분자의 디스코틱 평면이 편광막의 표면에 대해 평균 5°미만의 각도로 배향되는 편광판.
제 1 항에 있어서, 편광막이 20 ㎛ 이하의 두께를 갖는 편광판.
제 1 항에 있어서, 광-확산층 (light-diffusing layer) 을 추가로 포함하는 편광판.
제 1 항에 있어서, 반사 방지층을 추가로 포함하는 편광판.
제 7 항에 있어서, 70 ㎛ 이하의 두께를 갖는 투명 지지체를 추가로 포함하고 반사 방지층이 투명 지지체 위에 제공되는 편광판.
제 1 항에 있어서, 광학 이방성층이 편광막 위에 형성된 제 1 광학 이방성층 및 제 1 광학 이방성층 위에 형성된 제 2 광학 이방성층을 포함하고, 제 1 광학 이방성층에 있는 액정 분자의 장축 또는 디스코틱 평면이, 제 2 광학 이방성층에 있는 액정 분자의 장축 또는 디스코틱 평면이 평균적으로 배향된 방향에 대해 평균 10°초과의 각도로 배향되는 편광판.
제 9 항에 있어서, 제 1 광학 이방성층에 있는 액정 분자가 막대형 액정 분자이고, 막대형 액정 분자의 장축이 편광막의 표면에 대해 평균 5°미만의 각도로 배향되는 막대형 액정 분자인 편광판.
제 10 항에 있어서, 막대형 액정 분자의 장축이 편광막의 투과축에 대해 평균 5°미만의 각도로 배향되는 편광판.
제 10 항에 있어서, 제 2 광학 이방성층에 있는 액정 분자가 막대형 액정 분자이고, 막대형 액정 분자의 장축이 편광막의 표면에 대해 평균 15°초과의 각도로 배향되고, 각각의 막대형 액정 분자의 장축 및 편광막의 표면 간의 각도가 막대형 액정 분자 및 편광막 간의 거리에 따라 달라지는 편광판.
제 10 항에 있어서, 제 2 광학 이방성층에 있는 액정 분자가 디스코틱 액정 분자이고, 디스코틱 액정 분자의 디스코틱 평면이 편광막의 표면에 대해 평균 15°초과의 각도로 배향되고, 각각의 디스코틱 액정 분자의 디스코틱 평면 및 편광막의 표면 간의 각도가 디스코틱 액정 분자 및 편광막 간의 거리에 따라 달라지는 편광판.
제 11 항에 있어서, 제 2 광학 이방성층에 있는 액정 분자가 막대형 액정 분자이고, 막대형 액정 분자의 장축이 편광막의 표면에 대해 평균 5°미만의 각도로 배향되고 막대형 액정 분자의 장축이 편광막의 투과축에 대해 평균 5°미만의 각도로 배향되는 편광판.
제 10 항에 있어서, 제 2 광학 이방성층에 있는 액정 분자가 디스코틱 액정 분자이고, 디스코틱 액정 분자의 디스코틱 평면이 편광막의 표면에 대해 평균 85°초과의 각도로 배향되는 편광판.
제 9 항에 있어서, 제 1 광학 이방성층에 있는 액정 분자가 디스코틱 액정 분자이고, 디스코틱 액정 분자의 디스코틱 평면이 편광막의 표면에 대해 평균 5°초과의 각도로 배향되는 편광판.
제 16 항에 있어서, 제 2 광학 이방성층에 있는 액정 분자가 막대형 액정 분자이고, 막대형 액정 분자의 장축이 편광막의 표면에 대해 평균 15°초과의 각도로 배향되고, 각각의 막대형 액정 분자의 장축 및 편광막의 표면 간의 각도가 막대형 액정 분자 및 편광막 간의 거리에 따라 달라지는 편광판.
제 16 항에 있어서, 제 2 광학 이방성층에 있는 액정 분자가 디스코틱 액정 분자이고, 디스코틱 액정 분자의 디스코틱 평면이 편광막의 표면에 대해 평균 15°초과의 각도로 배향되고, 각각의 디스코틱 액정 분자의 디스코틱 평면 및 편광막의 표면 간의 각도가 디스코틱 액정 분자 및 편광막 간의 거리에 따라 달라지는 편광판.
제 16 항에 있어서, 제 2 광학 이방성층에 있는 액정 분자가 막대형 액정 분자이고, 막대형 액정 분자의 장축이 편광막의 표면에 대해 평균 5°미만의 각도로 배향되는 편광판.
제 19 항에 있어서, 막대형 액정 분자의 장축이 편광막의 투과축에 대해 평균 5°미만의 각도로 배향되는 편광판.
제 9 항에 있어서, 제 1 광학 이방성층이 제 2 광학 이방성층의 배향층으로 작용하는 편광판.
제 1 항에서 정의된 편광판 및 액정 셀을 포함하는 액정 디스플레이.
편광막 및 광학 이방성층을 포함하는 편광판의 제조 방법에 있어서, 액정 분자를 함유하는 코팅 용액을 편광막의 표면 상에 코팅하여 광학 이방성층을 형성하는 단계를 포함하는 방법.
편광막 및 광학 이방성층을 포함하는 편광판의 제조 방법에 있어서, 편광막의 표면 상에 배향층을 형성하고 액정 분자를 포함하는 코팅 용액을 배향층의 표면 상에 코팅하여 광학 이방성층을 형성하는 단계를 포함하는 방법.