KR20050029673A - 편광판, 원 편광판, 및 타원 편광판 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 색 불균일이나 색 누락이 개선되고, 내구성이 우수한 폴리비닐알코올계 편광판, 타원 편광판 및 원 편광판을 제공하는 것이다.

붕산으로 경막된 폴리비닐알코올로 이루어지는 편광자에 보호막을 부착하고, 상기 편광자를 표준 물질로서 붕산 포화 수용액을 사용하여 ¹¹B-NMR 로 측정할 때, －3 ppm 및 11 ppm 에 화학 시프트가 관측되고, 화학 시프트 －3 ppm 의 피크 강도를 11 ppm 의 피크 강도로 나눈 값이 4 이상인 편광판.

Description

편광판, 원 편광판, 및 타원 편광판 {POLARIZED FILM, CIRCLE SHAPE POLARIZED PLATE, AND OVAL SHAPE POLARIZED PLATE}

본 발명은 액정표시장치에 바람직하게 사용되고, 내구성이 우수한 박막의 편광자, 편광판, 타원 편광판 및 원 편광판에 관한 것이다.

편광판은 액정표시장치 (이하, LCD) 의 모듈에 1 장 혹은 2 장 부착되고 투과광 및 불투과광의 특성을 결정하는 기간 부재로서, LCD 시장 규모의 확대에 따라 편광판 산업의 중요도 또한 증가하고 있다. 일반적으로, 편광판은 투과광을 직선 편광으로 하는 기능을 갖는 흡수형 편광자의 양면 혹은 편면에 접착제를 사용하여 보호막을 부착한 구성을 기본으로 하고, 또한 보호막 상에 보호 필름을 부착하거나, 액정 모듈과 부착하기 위해 점착제층이나 세퍼레이트 필름을 적층한 형태로 출하되어 LCD 산업에서 사용된다.

편광자는 요오드 및/또는 2색성 염료, 붕소 화합물 및 폴리비닐알코올 (이하, PVA) 이 주요 구성 소재이다. 요오드 및/또는 2색성 염료를 고도로 배향함으로써 흡수 2색성이 발현되고, 투과광의 직선 편광화가 가능해지지만, PVA 는 고도로 배향한 요오드 및/또는 2색성 염료의 매체로서 기능하고, 연신에 의해 요오드 및/혹은 2색성 염료와 동일한 방향으로 배향되어 있다. 요오드 화합물은 PVA 를 가교함으로써, PVA 의 배향 상태, 나아가 요오드 및/또는 2색성 염료의 배향 상태를 안정화하는 기능을 담당한다.

최근, 액정표시장치의 크기가 대형화됨에 따라, 편광자의 시간 경과적인 수축에 기초한 색 불균일이나 색 누락이 문제가 된다. 대형 액정표시장치에서의 색 불균일이나 색 누락을 개선하기 위해, 편광자의 박막화에 의해 수축력을 저하시키는 방법이 제안된다 (예컨대, 일본 공개특허공보 2002-6133호).

그러나, PVA 는 흡습성이기 때문에 PVA 필름으로 이루어지는 편광자는 고온 다습한 환경하에서는 열화되기 쉽고, 본 발명자의 검토에 의해 특히 편광자를 박막화한 경우의 습열 내구성이 악화하는 것이 판명되었다.

종래, 편광판의 내구성의 개량법으로서는, 붕소 화합물 수용액 처리를 2 회 이상에 걸쳐 실시하는 방법 (일본 공개특허공보 평10-142422호), 연신 후 붕산 처리하고 다시 Zn 함침 처리를 실시하는 방법 (일본 공개특허공보 2003-29043호), 노르보르넨계 보호막을 사용하는 방법 (예컨대, 일본 공개특허공보 2002-90546호) 등이 제안된다. 그러나, 일본 공개특허공보 평10-142422호나 일본 공개특허공보 2003-29043호에 기재된 방법은, 박막 편광자의 습열 내구성의 개량 효과가 부족하고, 또한 노르보르넨계 수지를 보호막으로 사용하는 방법은 편광자와의 부착이 용이하지 않으며, 또한 비용 상승을 수반하기 때문에 바람직하지 않은 것이 본 발명자의 검토에 의해 판명되었다.

본 발명의 목적은 색 불균일이나 색 누락이 개선되고, 내구성이 우수한 폴리비닐알코올계 편광판, 타원 편광판 및 원 편광판을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면 하기 구성의 편광판이 제공되고, 본 발명의 상기 목적이 달성된다.

1. 붕소 화합물로 경막된 폴리비닐알코올로 이루어지는 편광자의 적어도 편측에 보호막을 부착한 편광판에 있어서, 이 편광자를 표준 물질로서 붕산 포화 수용액을 사용하여 ¹¹B-NMR 로 측정했을 때, －3 ppm 및 11 ppm 에 화학 시프트가 관측되고, 또한, 화학 시프트 －3 ppm 의 피크 강도를 11 ppm 의 피크 강도로 나눈 값이 4 이상인 것을 특징으로 하는 편광판.

2. 편광자의 막두께가 8 ㎛ 이상 18 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 1 기재의 편광판.

3. 편광자의 붕소 화합물 함유량이 200 ㎏/㎥ 이상 350 ㎏/㎥ 미만인 것을 특징으로 하는 상기 2 기재의 편광판.

4. 상기 편광자가 막두께가 20 ㎛ 이상 60 ㎛ 이하인 폴리비닐알코올 필름을 연신하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 상기 3 기재의 편광판.

5. 상기 편광자가 막두께가 60 ㎛ 이상 120 ㎛ 이하인 폴리비닐알코올 필름을 연신함으로써 얻어지는 편광자로서, 편광자의 흡수축과 보호막의 지상축의 교차각이 10 °이상 90 °이하인 것을 특징으로 하는 상기 2 또는 3 기재의 편광판.

6. 상기 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 편광판에 위상차 필름이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 타원 편광판.

7. 상기 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 편광판에 λ/4 판이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 원 편광판.

8. (a) 상기 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 편광판에, 액정성 분자로 형성된 광학 보상 필름이 부착되어 있고,

(b) 이 광학 보상 필름이, 수평 배향된 막대 형상 액정성 화합물을 함유하는 제 1 광학 이방성층 및 제 2 광학 이방성층의 2층을 포함하며,

(c) 제 1 광학 이방성층 및 제 2 광학 이방성층에 함유되는 막대 형상 액정성 화합물의 적어도 어느 하나가 일반식 (I) 로 표현되고,

(d) 제 1 광학 이방성층의 측정 파장 550 ㎚ 에서의 위상차가 실질적으로 π이고 제 2 광학 이방성층의 측정 파장 550 ㎚ 에서의 위상차가 실질적으로 π/2 이며, 그리고,

(e) 제 2 광학 이방성층의 면내의 지상축과 제 1 광학 이방성층의 면내의 지상축의 각도가 60 ±5°인 것을 특징으로 하는 원 편광판.

일반식 (I) : Q1-L1-A1-L3-M-L4-A2-L2-Q2

상기 일반식 (I) 중:

Q1 및 Q2 는 각각 독립적으로 중합성기를 나타낸다.

L1, L2, L3 및 L4 는 각각 독립적으로 단결합 또는 2가의 연결기를 나타내고, 또한 L3 및 L4 의 적어도 하나가 -O-CO-O- 기를 나타낸다.

A1 및 A2 는 탄소원자수 2 내지 20 을 갖는 스페이서기를 나타낸다.

M 은 메소겐기를 나타낸다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명의 편광자는 표준 물질로서 붕산 포화 수용액을 사용하여 ¹¹B-NMR (붕소 NMR) 로 측정했을 때에, －3 ppm 및 11 ppm 에 화학 시프트가 관측되고, 또한 화학 시프트 －3 ppm 의 피크 강도를 11 ppm 의 피크 강도로 나눈 값이 4 이상, 바람직하게는 5 이상, 보다 바람직하게는 6 이상인 것을 특징으로 한다.

¹¹B-NMR (붕소 NMR) 측정 관측되는 －3 ppm 의 화학 시프트는 PVA 의 수산기와 수소 결합에 의해 형성되는 가교점의 개수가 붕소원자 1 개당 4 개인 붕소원자에 기초하는 것이고, 한편, 11 ppm 의 화학 시프트는 가교점의 개수가 붕소원자 1 개당 3 개인 붕소원자에 기초하는 것이다 (J. Non-Cryst. Solids, 5(2003)239-255). PVA 를 붕소 화합물에 의해 가교했을 때에 어떠한 가교 구조를 형성하는지는 잘 알려져 있고, 예컨대, 「편광판의 응용」나가타 마코토 편저, CMC 출판에 기재되어 있다. PVA 쇄는 붕소 화합물 가교에 의해 연신 후의 배향 구조를 안정화 (고정화) 하고, 결과적으로 편광자 중에서 배향된 PVA 쇄에 포취된 다요오드 이온 착체의 안정성이 향상된다.

본 발명자들의 지견에 따르면 가교점의 개수가 붕소원자 1 개당 4 개일 때의 붕소원자수가 가교점의 개수가 붕소원자 1 개당 3 개인 붕소원자수보다 많은 편이 초기의 광학 성능 (특히 전술한 편광자 중에 포함되는 PVA 의 배향 상태) 이 향상되어 편광자의 내구성이 우수하게 된다. 본 발명에서는 화학 시프트 －3 ppm 의 피크 강도를 11 ppm 의 피크 강도로 나눈 값이 4 이상인 것으로 특정하여 편광자의 내구성을 도모한다. 본 발명에서는 이것을 4 가교점 비율이라고 정의한다. 화학 시프트 －3 ppm 의 피크 강도를 화학 시프트 11 ppm 의 피크 강도로 나눈 값은 바람직하게는 5 이상, 보다 바람직하게는 6 이상이다.

화학 시프트의 강도비는, 편광자를 얻기 위한 연신 공정에서, 후술하는 배율 이상으로 연신함으로써 상기 범위로 할 수 있다.

상기에 더하여, 본 발명의 편광자의 막두께는 8 ㎛ 이상 18 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명자들의 지견에 따르면, 대형 액정표시장치에서의 색 불균일이나 색 누락을 개선하기 위해서는, 편광자의 수축력을 저하시키기 위해, 편광자의 막두께를 18 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하지만, 편광자의 막두께를 8 ㎛ 이하로 하면 편광도 및 단판 투과율을 유지하는 것이 곤란하게 된다. 따라서, 편광자 막두께는 8 ㎛ 이상 18 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 편광자의 막두께를 8 ㎛ 이상 18 ㎛ 이하로 하기 위해서는 원반으로서 사용하는 폴리비닐알코올계 필름의 막두께를 세로 일축 연신의 경우에는 20 ㎛ 이상 60 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하고, 가로 일축 연신 또는 경사 연신하는 경우에는 60 ㎛ 이상 120 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.

한편, 편광자를 18 ㎛ 이하로 하면 상기 PVA 의 배향 상태가 악화되기 쉬워지는 등의 내구성에 문제가 생기지만, 편광자의 붕소 화합물 함유량을 200 ㎏/㎥ 이상 350 ㎏/㎥ 미만으로 함으로써 현저하게 내구성을 개선하는 것이 가능하다. 붕소 화합물 함유량은 경막액 중의 붕소 화합물 농도나 경막 시간, 경막액의 온도에 의해 상기 범위로 할 수 있다.

이하, 본 발명의 편광판에 대해서 상세하게 설명한다.

[편광자]

PVA 는 폴리아세트산비닐을 비누화한 것이지만, 예컨대 불포화 카르복실산, 불포화 술폰산, 올레핀류, 비닐에테르류와 같은 아세트산비닐과 공중합 가능한 성분을 함유해도 된다. 또한, 아세토아세틸기, 술폰산기, 카르복실기, 옥시알킬렌기 등을 함유하는 변성 PVA 도 사용할 수 있다.

PVA 의 비누화도는 특별히 한정되지 않지만, 용해성 등의 관점에서 80 내지 100 ㏖% 가 바람직하고, 90 내지 100 ㏖% 가 특히 바람직하다. 또한, PVA 의 중합도는 특별히 한정되지 않지만, 1000 내지 10000 이 바람직하고, 1500 내지 5000 이 특히 바람직하다.

〈PVA 의 염색 처방 ·방법〉

PVA 를 2색성 분자로 염색 ·배향하여 편광자가 얻어지지만, 염색 공정은 기상 또는 액상 흡착에 의해 행해진다. 액상에서 행하고, 2색성 분자로서 요오드를 사용하는 경우에는 요오드-요오드화 칼륨 수용액에 PVA 필름을 침지시켜 염색이 행해진다. 요오드는 0.1 내지 20 g/l, 요오드화 칼륨은 1 내지 200 g/l, 요오드와 요오드화 칼륨의 질량비는 1 내지 200 이 바람직하다. 염색 시간은 10 내지 5000 초가 바람직하고, 액 온도는 5 내지 60 ℃ 가 바람직하다.

염색 방법으로는 침지 뿐만 아니라, 요오드 또는 염료 용액의 도포 또는 분무 등, 임의 수단이 가능하다. 염색 공정은 후술하는 연신 공정의 전후 어디에 두어도 되지만, 적절하게 막이 팽윤되어 연신이 용이해지기 때문에, 연신 공정 전에 액상에서 염색하는 것이 특히 바람직하다.

〈요오드 이외의 2색성 분자〉

요오드 이외에 2색성 색소로 염색하는 것도 바람직하다. 2색성 색소의 구체예로는 예컨대 아조계 색소, 스틸벤계 색소, 피라졸론계 색소, 트리페닐메탄계 색소, 퀴놀린계 색소, 옥사진계 색소, 티아진계 색소, 안트라퀴논계 색소 등의 색소계 화합물을 들 수 있다. 수용성인 것이 바람직하지만 이에 한정되지는 않는다. 또한, 이들 2색성 분자에 술폰산기, 아미노기, 수산기 등의 친수성 치환기가 도입되어 있는 것이 바람직하다. 2색성 분자의 구체예로는 예컨대 C. I. Direct. Yellow 12, C. I. Direct. Orange 39, C. I. Direct. Orange 72, C. I. Direct. Red 39, C. I. Direct. Red 79, C. I. Direct. Red 81, C. I. Direct. Red 83, C. I. Direct. Red 89, C. I. Direct. Viloet 48, C. I. Direct. Blue 67, C. I. Direct. Blue 90, C. I. Direct. Green 59, C. I. Acid. Red 37 등을 들 수 있고, 추가로 일본 공개특허공보 소62-70802호, 일본 공개특허공보 평1-161202호, 일본 공개특허공보 평1-172906호, 일본 공개특허공보 평1-172907호, 일본 공개특허공보 평1-183602호, 일본 공개특허공보 평1-248105호, 일본 공개특허공보 평1-265205호, 일본 공개특허공보 평7-261024호에 기재된 색소 등을 들 수 있다. 이들 2색성 분자는 유리산, 또는 알칼리 금속염, 암모늄염, 아민류의 염으로서 사용된다. 이들 2색성 분자는 2 종 이상을 배합함으로써, 각종 색상을 갖는 2생성 분자를 제조할 수 있다. 편광 소자 또는 편광판으로서 편광축을 직교시켰을 때에 흑색을 띠는 화합물 (색소) 이나 흑색을 띠도록 각종 2색성 분자를 배합한 것이 단판 투과율, 편광률 모두 우수하여 바람직하다.

〈연신 방법〉

본 발명에서는 세로 일축 연신, 가로 일축 연신, 경사 연신 모두를 바람직하게 사용할 수 있다. 세로 일축 연신은 롤 사이의 주속차를 사용하여 필름의 길이방향으로 연신하는 방법이 바람직하고, 일단식, 다단식 모두 실시 가능하다. 가로 일축 연신은 원반을 텐터 클립에 고정하고 텐터 연신을 사용하여 가로 방향으로 일축 연신하는 방법이 바람직하게 사용된다. 경사 연신은 일본 공개특허공보 평2002-86554호에 기재된 경사 연신 텐터기를 사용하는 방법이 바람직하다. 연신은 염색액이나 경막액 중에서 행해질 수도 있고, 연신 후 염색액이나 경막액에 침지할 수도 있다. 연신을 공기중에서 행하는 경우는 목적에 따라 임의의 온도 및 습도를 사용할 수 있다. 바람직한 연신 배율은 세로 일축 연신의 경우 5 배 이상이고, 더욱 바람직하게는 6 배 이상이다. 가로 일축 연신 및 경사 연신의 경우 바람직한 연신 배율은 4.5 배 이상이고, 더욱 바람직하게는 4.8 배 이상이다.

〈경막 (가교)〉

본 발명에서는 PVA 필름을 연신하여 편광자를 제조하는 과정에서, PVA 필름에 붕소 화합물을 함유하는 경막제를 첨가하여 경막 (가교) 시키는 것을 바람직하게 행할 수 있다.

붕소 화합물로는 미국 재발행 특허 제232897호에 기재된 것, 구체적으로는 붕산, 붕사를 바람직하게 사용할 수 있지만, 붕산을 가장 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 경막제에 아연, 코발트, 지르코늄, 철, 니켈, 망간 등의 금속염을 첨가할 수도 있다.

경막제를 PVA 필름에 함유시키는 수단은 특별히 한정되는 것은 아니고, 필름의 액으로의 침지, 도포, 분무 등 임의 방법을 사용할 수 있지만, 특히 침지법, 도포법이 바람직하다. 도포 수단으로는 롤 코터, 다이 코터, 바 코터, 슬라이드 코터, 커튼 코터 등, 통상적으로 알려져 있는 임의 수단을 택할 수 있다. 또한, 용액을 함유시킨 포, 면, 다공질 소재 등을 필름에 접촉시키는 방식도 바람직하다.

경막제의 부여를 행하는 시기는 특별히 한정되는 것은 아니며, 연신 전에 행할 수도 있고, 연신 후에 행할 수도 있다. 또한, 경막제를 첨가한 후에 세정 ·수세 공정을 마련할 수도 있다.

경막제를 PVA 필름에 부여하는 공정은 경막제로서 붕소 화합물 함유 수용액을 사용하여 침지 처리에 의해 행하는 것이 가장 바람직하다.

붕소 화합물 함유 수용액 중의 붕소 화합물의 양은 특별히 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 물 100 질량부에 대해서 붕소 화합물 2 내지 15 질량부 정도이고, 바람직하게는 물 100 질량부에 대해서 3 내지 10 질량부 정도이다.

상기 붕소 화합물 함유 수용액에 요오드화 칼륨을 1 질량% 이상 3 질량% 이하로 함유하는 것이 바람직하다. 붕소 화합물 함유 수용액 중의 요오드화 칼륨 함유량이 1 질량% 미만으로 적으면 편광판의 단파장역에서의 광투과율이 상승하지만, 다요오드이온의 생성량이 적어져 장파장측 흡수가 저하되어 황색화되는 등 색상 조정이 어려워진다. 요오드화 칼륨 함유량이 3 질량% 를 초과하여 많으면 편광판의 단파장역에서의 광투과율이 저하된다.

한편, 침지 처리의 조건으로는 붕소 화합물 함유 수용액에서의 침지 처리 온도는 바람직하게는 32 ℃ 내지 80 ℃, 보다 바람직하게는 35 ℃ 내지 72 ℃ 이다. 처리 시간은 바람직하게는 60 초 내지 1200 초이다.

본 발명에서는, 편광자 중의 붕소 화합물의 함유량이 200 ㎏/㎥ 이상 350 ㎏/㎥ 미만인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 250 ㎏/㎥ 이상 310 ㎏/㎥ 미만이다.

또한, 본 발명에서는 경막제의 PVA 필름으로의 첨가량 및 연신 공정에서의 연신 배율을 조정함으로써, 본 발명의 편광자를 ¹¹B-NMR 로 측정했을 때에, －3 ppm 및 11 ppm 에 화학 시프트가 관측되고, 또한 화학 시프트 －3 ppm 의 피크 강도를 화학 시프트 11 ppm 의 피크 강도로 나눈 값이 4 이상, 바람직하게는 5 이상, 보다 바람직하게는 6 이상이 되도록 제어한다. 즉 가교점의 개수가 붕소원자 1 개당 4 개일 때의 붕소원자수가, 가교점의 개수가 붕소원자 1 개당 3 개인 붕소원자수보다 상기 강도비를 만족할 정도로 많아지도록 연신 배율과 붕소 화합물 농도를 제어한다.

[보호막]

편광자는 양면 혹은 편면에 접착제층 혹은 점착제층을 통해 보호막을 부착함으로써 편광판으로서 사용된다. 보호막의 종류는 특별히 한정되지 않고, 셀룰로스아세테이트, 셀룰로스아세테이트부틸레이트 등의 셀룰로스아실레이트류, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 폴리스티렌, 폴리에스테르 등을 사용할 수 있다. 편광판의 보호막에는 투명성, 적절한 투습도, 저복굴절성, 적절한 강성 등의 물성이 요구되고, 종합적으로 보면 셀룰로스아실레이트류가 바람직하며, 특히 셀룰로스아세테이트가 바람직하다.

보호막의 물성은 용도에 따라 임의의 값이 가능하지만, 통상의 반사형 LCD 에 사용하는 경우의 대표적인 바람직한 값을 이하에 나타낸다. 막두께는 취급성이나 내구성 관점에서 5 내지 500 ㎛ 가 바람직하고, 20 내지 200 ㎛ 가 보다 바람직하며, 20 내지 100 ㎛ 가 특히 바람직하다. 광 누출 개량의 목적에서는 30 내지 85 ㎛ 가 바람직하다. 리타데이션 (retardation) 값은 632.8 ㎚ 에 있어서 0 내지 150 ㎚ 가 바람직하고, 0 내지 20 ㎚ 가 보다 바람직하며, 0 내지 5 ㎚ 가 특히 바람직하다. 편광자의 흡수축과 보호막의 지상축은 임의의 각도를 가질 수 있지만, 세로 일축 연신의 경우는 0 °, 가로 일축 연신 및 경사 연신의 경우는 10 °이상 90 °이하가 바람직하고, 또한 40 °이상 90 °이하가 바람직하다.

보호막의 가시광선 투과율은 60 % 이상이 바람직하고, 90 % 이상이 특히 바람직하다. 90 ℃ 120 시간 처리 후의 치수 감소는 0.3 내지 0.01 % 인 것이 바람직하고, 0.15 내지 0.01 % 인 것이 특히 바람직하다. 필름의 인장 시험에 의한 항장력값은 50 내지 1000 ㎫ 가 바람직하고, 100 내지 300 ㎫ 가 특히 바람직하다. 필름의 투습도는 100 내지 1000 g/㎡ㆍday 가 바람직하고, 300 내지 900 g/㎡ㆍday 가 특히 바람직하다.

물론, 본 발명에 대한 적용은 이상의 값에 한정되는 것은 아니다.

보호막으로서 바람직한 셀룰로스아실레이트의 상세에 대해 이하에 나타낸다. 바람직한 셀룰로스아실레이트는 셀룰로스의 수산기로의 치환도가 하기 식 (I) 내지 (IV) 의 전부를 만족하는 것이다.

(I) : 2.6 ≤A'＋ B' ≤3.0

(II) : 2.0 ≤A' ≤3.0

(III) : 0 ≤B' ≤0.8

(IV) : 1.9 ＜ A'－ B'

여기서, A 및 B 는 셀룰로스의 수산기로 치환되어 있는 아실기의 치환기를 나타내고, A' 는 아세틸기의 치환도, 또한 B' 는 탄소원자수 3 내지 5 의 아실기의 치환도이다. 셀룰로스에는 1 글루코스 단위에 3 개의 수산기가 있고, 상기 숫자는 그 수산기 3 개에 대한 치환도를 나타내는 것으로, 최대 치환도가 3.0 이다. 셀룰로스트리아세테이트는 일반적으로 A 의 치환도 A' 가 2.6 이상 3.0 이하이고 (이 경우, 치환되지 않은 수산기가 최대 0.4 나 있음), B' ＝ 0 인 경우가 셀룰로스트리아세테이트이다. 편광판 보호막으로 사용하는 셀룰로스아실레이트는 아실기가 전부 아세틸기인 셀룰로스트리아세테이트, 및 아세틸기가 2.0 이상이고, 탄소원자수가 3 내지 5 인 아실기가 0.8 이하, 치환되지 않은 수산기가 0.4 이하인 것이 바람직하다. 탄소원자수 3 내지 5 의 아실기의 경우, 0.3 이하가 물성 관점에서 특히 바람직하다. 또한, 치환도는 셀룰로스의 수산기로 치환하는 아세트산 및 탄소원자수 3 내지 5 의 지방산의 결합도를 측정하여 계산에 의해 얻어진다. 측정 방법으로는 ASTM 의 D-817-91 에 준거하여 실시할 수 있다.

아세틸기의 다른 탄소원자수 3 내지 5 의 아실기는 프로피오닐기 (C₂H₅CO-), 부티릴기 (C₃H₇CO-) (n-, iso-), 발레릴기 (C₄H₉CO-) (n-, iso-, sec-, tert-) 이고, 이들 중 n-치환의 것이 필름으로 하였을 때의 기계적 강도, 용해되기 쉬운 점 등에서 바람직하고, 특히 n-프로피오닐기가 바람직하다. 또한, 아세틸기의 치환도가 낮으면 기계적 강도, 내습열성이 저하된다. 탄소원자수 3 내지 5 의 아실기의 치환도가 높으면 유기 용매로의 용해성은 향상되지만, 각각의 치환도가 상기 범위이면 양호한 물성을 나타낸다.

셀룰로스아실레이트의 중합도 (점도 평균) 는 200 내지 700 이 바람직하고, 특히 250 내지 550 이 바람직하다. 점도 평균 중합도는 오스트왈드 점도계로 측정할 수 있고, 측정된 셀룰로스아실레이트의 고유 점도 [η] 로부터 하기 식에 의해 구해진다.

DP ＝ [η] / Km (식에서 DP 는 점도 평균 중합도, Km 은 정수 6 ×10^－4)

셀룰로스아실레이트 원료의 셀룰로스로는 면화 린터나 목재 펄프 등이 있지만, 모든 원료 셀룰로스로부터 얻어지는 셀룰로스아실레이트를 사용할 수도 있고, 혼합하여 사용할 수도 있다.

상기 셀룰로스아실레이트로 이루어지는 보호막은, 통상 소르벤트 캐스트법에 의해 제조된다. 소르벤트 캐스트법은 셀룰로스아실레이트 및 각종 첨가제를 용매에 용해하여 농후 용액 (이하, 도프라고 함) 을 조제하고, 이것을 드럼 또는 밴드와 같은 무단 지지체 위에 유연하고 용매를 증발시켜 필름을 형성하는 것이다. 도프는 고형분량이 10 내지 40 질량% 가 되도록 농도를 조정하는 것이 바람직하다. 드럼 또는 밴드의 표면은 경면 상태로 마무리해 두는 것이 바람직하다. 소르벤트 캐스트법에서의 유연 및 건조 방법에 대해서는 미국 특허 2,336,310호, 동 2,367,603호, 동 2,492,078호, 동 2,492,977호, 동 2,492,978호, 동 2,607,704호, 동 2,739,069호, 동 2,739,070호, 영국 특허 640731호, 동 736892호의 각 명세서, 일본 특허공보 소45-4554호, 동 49-5614호, 일본 공개특허공보 소60-176834호, 동 60-203430호, 동 62-115035호의 각 공보에 기재되어 있다.

2 층 이상의 도프를 유연하는 방법도 바람직하게 사용된다. 복수의 도프를 유연하는 경우, 지지체의 진행 방향으로 간격을 두고 형성한 복수의 유연구 (流延口) 로부터 도프를 함유하는 용액을 각각 유연시켜 적층시키면서 필름을 제작할 수도 있고, 예컨대 일본 공개특허공보 소61-158414호, 일본 공개특허공보 평1-122419호, 일본 공개특허공보 평11-198285호 등에 기재된 방법을 적용할 수 있다. 또한, 2 개의 유연구로부터 셀룰로스아실레이트 용액을 유연시킴으로써 필름화할 수도 있고, 예컨대 일본 특허공보 소60-27562호, 일본 공개특허공보 소61-94724호, 일본 공개특허공보 소61-947245호, 일본 공개특허공보 소61-104813호, 일본 공개특허공보 소61-158413호, 일본 공개특허공보 평6-134933호에 기재된 방법으로 실시할 수 있다. 또한, 일본 공개특허공보 소56-162617호에 기재된 고점도 도프의 흐름을 저점도의 도프로 감싸고, 그 고점도, 저점도의 도프를 동시에 압출하는 유연 방법도 바람직하게 사용할 수 있다.

셀룰로스아실레이트를 용해하는 유기 용매의 예로는 탄화수소 (예, 벤젠, 톨루엔), 할로겐화탄화수소 (예, 메틸렌클로라이드, 클로로벤젠), 알코올 (예, 메탄올, 에탄올, 디에틸렌글리콜), 케톤 (예, 아세톤), 에스테르 (예, 아세트산에틸, 아세트산프로필) 및 에테르 (예, 테트라히드로푸란, 메틸셀로솔브) 등을 들 수 있다. 탄소원자수 1 내지 7 의 할로겐화 탄화수소가 바람직하게 사용되고, 메틸렌클로라이드가 가장 바람직하게 사용된다. 셀룰로스아실레이트의 용해성, 지지체로부터의 박취성, 필름의 기계 강도 등, 광학 특성 등의 물성의 관점에서, 메틸렌클로라이드 이외에 탄소원자수 1 내지 5 의 알코올을 1 종 내지 수 종류 혼합하는 것이 바람직하다. 알코올의 함유량은 용매 전체에 대해 2 내지 25 질량% 가 바람직하고, 5 내지 20 질량% 가 보다 바람직하다. 알코올의 구체예로는 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올 등을 들 수 있으며, 메탄올, 에탄올, n-부탄올, 또는 이들의 혼합물이 바람직하게 사용된다.

셀룰로스아실레이트 이외에, 건조 후 고형분이 되는 성분으로는 가소제를 비롯하여 자외선 흡수제, 무기 미립자, 칼슘, 마그네슘 등의 알칼리 토금속의 염 등의 열 안정제, 대전 방지제, 난연제, 활제, 유제, 지지체로부터의 박리 촉진제, 셀룰로스아실레이트의 가수 분해 방지제 등을 임의로 함유할 수 있다.

바람직하게 첨가되는 가소제로는 인산에스테르 또는 카르복실산에스테르가 사용된다. 인산에스테르의 예로는 트리페닐포스페이트 (TPP) 및 트리크레질포스페이트 (TCP), 크레질디페닐포스페이트, 옥틸디페닐포스페이트, 디페닐비페닐포스페이트, 트리옥틸포스페이트, 트리부틸포스페이트 등을 들 수 있다. 카르복실산에스테르로는 프탈산에스테르 및 시트르산에스테르가 대표적이다. 프탈산에스테르의 예로는 디메틸프탈레이트 (DMP), 디에틸프탈레이트 (DEP), 디부틸프탈레이트 (DBP), 디옥틸프탈레이트 (DOP), 디페닐프탈레이트 (DPP) 및 디에틸헥실프탈레이트 (DEHP) 가 포함된다. 시트르산에스테르의 예로는 O-아세틸시트르산트리에틸 (OACTE) 및 O-아세틸시트르산트리부틸 (OACTB), 시트르산아세틸트리에틸, 시트르산아세틸트리부틸이 포함된다.

그 밖의 카르복실산에스테르의 예로는 올레인산부틸, 리시놀산메틸아세틸, 세바스산디부틸, 트리메틸트리멜리테이트 등의 트리멜리트산에스테르가 포함된다. 글리콜산에스테르의 예로는 트리아세틴, 트리부티린, 부틸프타릴부틸글리콜레이트, 에틸프타릴에틸글리콜레이트, 메틸프타릴에틸글리콜레이트, 부틸프타릴부틸글리콜레이트 등이 있다.

이상 예시한 가소제 중에서도 트리페닐포스페이트, 비페닐디페닐포스페이트, 트리크레질포스페이트, 크레질디페닐포스페이트, 트리부틸포스페이트, 디메틸프탈레이트, 디에틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, 디에틸헥실프탈레이트, 트리아세틴, 에틸프탈릴에틸글리콜레이트, 트리메틸트리멜리테이트 등을 사용하는 것이 바람직하다. 특히 트리페닐포스페이트, 비페닐디페닐포스페이트, 디에틸프탈레이트, 에틸프탈릴에틸글리콜레이트, 트리메틸트리멜리테이트가 바람직하다. 이들 가소제는 1 종일 수도 있고, 2 종 이상 병용할 수도 있다. 가소제의 첨가량은 셀룰로스아실레이트에 대해 5 내지 30 질량% 가 바람직하고, 특히 8 내지 16 질량% 이하가 바람직하다. 이들 화합물은 셀룰로스아실레이트 용액의 조제시에, 셀룰로스아실레이트나 용매와 함께 첨가할 수도 있고, 용액 조제 중이나 조제 후에 첨가할 수도 있다.

자외선 흡수제는 목적에 따라 임의 종류의 것을 선택할 수 있고, 살리실산에스테르계, 벤조페논계, 벤조트리아졸계, 벤조에이트계, 시아노아크릴레이트계, 니켈 착염계 등의 흡수제를 사용할 수 있으며, 벤조페논계, 벤조트리아졸계, 살리실산에스테르계가 바람직하다. 벤조페논계 자외선 흡수제의 예로서 2,4-디히드록시벤조페논, 2-히드록시-4-아세톡시벤조페논, 2-히드록시-4-메톡시벤조페논, 2,2'-디-히드록시-4-메톡시벤조페논, 2,2'-디-히드록시-4,4'-메톡시벤조페논, 2-히드록시-4-n-옥톡시벤조페논, 2-히드록시-4-도데실옥시벤조페논, 2-히드록시-4-(2-히드록시-3-메타크릴록시)프로폭시벤조페논 등을 들 수 있다. 벤조트리아졸계 자외선 흡수제로는 2-(2'-히드록시-3'-tert-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로르벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-5'-tert-부틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-아밀페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-부틸페닐)-5-클로르벤조트리아졸, 2(2'-히드록시-5'-tert-옥틸페닐)벤조트리아졸 등을 들 수 있다. 살리실산에스테르계로는 페닐살리실레이트, p-옥틸페닐살리실레이트, p-tert-부틸페닐살리실레이트 등을 들 수 있다. 이들 예시한 자외선 흡수제 중에서도 특히 2-히드록시-4-메톡시벤조페논, 2,2'-디-히드록시-4,4'-메톡시벤조페논, 2-(2'-히드록시 -3'-tert-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로르벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-5'-tert-부틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-아밀페닐)벤조트리아졸, 2(2'-히드록시-3',5'-디-tert-부틸페닐)-5-클로르벤조트리아졸이 특히 바람직하다.

흡수 파장이 다른 복수의 흡수제를 복합하여 사용하는 것이 넓은 파장 범위에서 높은 차단 효과를 얻을 수 있어 특히 바람직하다. 자외선 흡수제의 양은 셀룰로스아실레이트에 대해 0.01 내지 5 질량% 가 바람직하고, 0.1 내지 3 질량% 가 특히 바람직하다. 자외선 흡수제는 셀룰로스아실레이트 용해시에 동시에 첨가할 수도 있고, 용해 후의 도프에 첨가할 수도 있다. 특히 스태틱 믹서 등을 사용하여 유연 직전에 도프에 자외선 흡수제 용액을 첨가하는 형태가 바람직하다.

셀룰로스아실레이트에 첨가하는 무기 미립자로는 실리카, 카올린, 탤크, 규조토, 석영, 탄산칼슘, 황산바륨, 산화티탄, 알루미나 등을 목적에 따라 임의로 사용할 수 있다. 이들 미립자는 도프에 첨가하기 전에, 고속 믹서, 볼 밀, 아토라이터, 초음파 분산기 등 임의 수단으로 바인더 용액 중에 분산시키는 것이 바람직하다. 바인더로는 셀룰로스아실레이트가 바람직하다. 자외선 흡수제 등, 다른 첨가물과 함께 분산시키는 것도 바람직하다. 분산 용매는 임의이지만, 도프 용제와 가까운 조성인 것이 바람직하다. 분산 입자의 수평균 입경은 0.01 내지 100 ㎛ 가 바람직하고, 0.1 내지 10 ㎛ 가 특히 바람직하다. 상기 분산액은 셀룰로스아실레이트 용해 공정에 동시에 첨가할 수도 있고, 임의 공정에서 도프에 첨가할 수 있지만, 자외선 흡수제처럼 스태틱 믹서 등을 사용하여 유연 직전에 첨가하는 형태가 바람직하다.

지지체로부터의 박리 촉진제로는 계면 활성제가 유효하고 인산계, 술폰산계, 카르복실산계, 비이온계, 양이온계 등 특별히 한정되지 않는다. 이들은 예컨대 일본 공개특허공보 소61-243837호 등에 기재되어 있다.

상기 셀룰로스아실레이트 필름을 보호막으로 사용하는 경우, PVA 계 수지와의 밀착성을 향상시키기 위해 친수성을 부여하는 수단으로서, 코로나 처리 이외에도 필름 표면에 화염 처리, 글로 방전 처리를 들 수 있다. 또한, 친수성 수지를 셀룰로스아실레이트와 친화성이 있는 용매에 분산시켜 박층 도포할 수도 있다.

본 발명의 편광판의 보호막 표면에는 일본 공개특허공보 평4-229828호, 일본 공개특허공보 평6-75115호, 일본 공개특허공보 평8-50206호 등에 기재된 LCD 의 시야각 보상을 위한 광학 이방성층이나, 디스플레이의 시인성 향상을 위한 방현 (防眩) 층이나 반사 방지층, 또는 LCD 휘도 향상을 위한 이방성 산란이나 이방성 광학 간섭에 의한 PS 파 분리 기능을 갖는 층 (고분자 분산 액정층, 콜레스테릭 액정층 등), 편광판의 내상성을 향상시키기 위한 하드 코트층, 수분이나 산소의 확산을 억제하는 가스 배리어층, 편광자 또는 접착제, 점착제와의 밀착력을 향상시키는 이접착층, 미끄럼성을 부여하는 층 등, 임의의 기능층을 형성할 수 있다.

기능층은 편광자측에 형성할 수도 있고, 편광자와 반대면에 형성할 수도 있으며, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다.

[원 편광판, 타원 편광판]

본 발명의 편광판에 점착층, 접착층을 통해 액정성 분자로 형성된 위상차 필름을 부착함으로써 원 편광판 또는 타원 편광판을 얻을 수도 있다.

상기 원 편광판에 직선 편광을 입사시켰을 때에, 측정 파장의 400 내지 700 ㎚, 바람직하게는 400 내지 780 ㎚ 에 있어서 어느 파장에서나 거의 완전한 원 편광으로 하는 것, 반대로 완전한 원 편광을 적층 위상차 필름에 입사시켰을 때에 측정 파장의 400 내지 700 ㎚ 에 있어서 어느 파장에서나 거의 완전한 직선 편광을 얻을 수 있다.

원 편광판은 λ/4 판 혹은 λ/2 판과 상기 편광판을, 이들 λ/4 판 혹은 λ/2 판의 면내의 지상축과 편광판의 흡수축 (편광축) 이 이루는 각도가 실질적으로 45°가 되도록 부착함으로써 얻어진다. 실질적으로 45°란 40°내지 50°의 범위를 말하고, 바람직하게는 43°내지 47°, 더욱 바람직하게는 44°내지 46°의 범위이다.

타원 편광판은 λ/4 판 및 λ/2 판과 상기 편광판을, 이들 λ/4 판 및 λ/2 판의 면내의 지상축과 편광자의 흡수축 (편광축) 이 이루는 각도가 실질적으로 75°혹은 15°가 되도록 부착함으로써 얻을 수도 있다. 실질적으로 75°란 70°내지 80°의 범위를 말하고, 바람직하게는 73°내지 78°, 더욱 바람직하게는 74°내지 76°의 범위이다. 실질적으로 15°란 11°내지 19°의 범위를 말하고, 바람직하게는 13°내지 17°, 더욱 바람직하게는 14°내지 16°의 범위이다.

또한, 상기 편광판에 액정성 분자로 형성된 광학 보상 필름을 부착함으로써 타원 편광판 및 원 편광판을 얻을 수도 있다. 이하, 광학 보상 필름이 부착된 타원 편광판 및 원 편광판에 대해 설명한다. 또한, 이하 간단히 타원 편광판 및 원 편광판이라고 할 때에는 각각 이 타입의 편광판을 가리킨다.

(타원 편광판)

이하, 위상차 필름이 부착된 타원 편광판에 대해서 설명한다. 한편, 이하 단순히 타원 편광판이라 할 때에는 각각 이 위상차 필름이 부착된 타입의 편광판을 가리킨다.

위상차 필름으로서는, 일본 공개특허공보 2002-90531호, 일본 공개특허공보 2002-90542호, 일본 공개특허공보 2002-107541호에 기재된 Nz 와 Re (정면 위상차) 의 범위를 규정한 콜레스테릭 액정층을 도포한 폴리카보네이트 연신 필름이나 일본 공개특허공보 2002-131546호, 일본 공개특허공보 2002-131547호, 일본 공개특허공보 2002-148433호, 일본 공개특허공보 2002-148434호에 기재된 2 층의 위상차 필름, 일본 공개특허공보 2002-148437호, 일본 공개특허공보 2002-148439호, 일본 공개특허공보 2002-148438호, 일본 공개특허공보 2002-196135호, 일본 공개특허공보 2002-196134호에 기재된 노르보르넨계 수지 필름을 세로 및/혹은 가로 연신하여 얻어지는 위상차 필름을 사용하는 것이 바람직하다.

상기한 위상차 필름은 예컨대, 고분자 필름을 일축이나 이축 등의 적절한 방식으로 연신 처리하여 얻을 수 있다. 폴리머종이나 연신 조건 등의 변경으로 위상차 등의 광학 특성을 제어할 수 있고, 광투과율이 우수하여 배향 불균일이나 위상차 불균일이 적은 것이 바람직하다.

위상차 필름의 편면에는 nx ≒ ny > nz 의 굴절률 이방성을 부여하는 등의 목적 때문에, 예컨대 콜레스테릭 액정 폴리머나, 카이랄제 배합 네마틱 액정 폴리머, 빛이나 열 등에 의한 중합 처리로 이러한 액정 폴리머를 형성하는 화합물 등을 사용할 수 있다. 광학 특성을 조정하기 위한 콜레스테릭 액정층을 형성할 수 있는 재료를 사용하는 경우, 가시광역에서 선택 반사 특성을 나타내지 않도록 하는 것이 바람직하다.

콜레스테릭 액정층의 형성시에는 라빙 처리 등에 의한 배향막, 전장이나 자장 등의 인가에 의한 배향 처리 등의 적절한 배향 처리 방식을 적용할 수 있다.

편광판과 위상차 필름을 부착하는 경우에 사용하는 접착층의 형성에는, 예컨대 아크릴계 중합체나 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르나 폴리우레탄, 폴리에테르나 합성 고무 등의 적절한 폴리머를 사용할 수 있다. 이 중에서도 광학적 투명성이나 점착 특성, 내후성 등의 점에서 아크릴계 접착제가 바람직하다.

본 발명에서의 위상차 필름으로서는 디스코틱 액정성 분자로 형성된 광학 보상 필름을 사용하는 것이 바람직하다.

디스코틱 액정성 분자로 형성된 광학 보상 필름의 바람직한 실시형태로서는, 투명 기재 필름 상에 배향층과 디스코틱 액정성 분자로 형성된 광학 이방성층이 적층된 것을 들 수 있다. 디스코틱 액정성 분자로 형성된 광학 보상 필름을 사용하는 경우에는, 편광판과 부착하는 것은 아니고 편광자와 부착한 소위, 일체화한 형태로 사용하는 것이 바람직하다.

이 타입의 타원 편광판의 구성의 바람직한 일례로서 투명 기재 필름 위에 배향층, 광학 이방성층 및 상기 편광자, 보호막 (이 편광자와 보호막으로 상기 편광판이 구성되어 있다) 이 이 순서로 적층되어 있는 예를 들 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 예에서 편광자의 흡수축과 광학 이방성층의 지상축이 이루는 각도는 실질적으로 평행한 것이 바람직하다.

〈액정성 화합물〉

본 발명의 타원 편광판을 구성하는 광학 보상 필름은 액정성 화합물로 이루어지는 광학 이방성층을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 이 액정성 화합물은 디스코틱 화합물 (디스코틱 액정) 이 바람직하게 사용된다.

디스코틱 액정의 예로는 C. Destrade 등의 연구 보고, Mol. Cryst. 71 권, 111 페이지 (1981 년) 에 기재되어 있는 벤젠 유도체, C. Destrade 등의 연구 보고, Mol. Cryst. 122 권, 141 페이지 (1985 년), Physics lett, A, 78권, 82 페이지 (1990 년) 에 기재되어 있는 토르키센 유도체, B. Kohne 등의 연구 보고, Angew, Chem. 96 권 70 페이지 (1984 년) 에 기재된 시클로헥산 유도체 및 J. M. Lehn 등의 연구 보고, J. Chem. Commun., 1794 페이지 (1985 년), J. Zhang 등의 연구 보고, J. Am. Chem. Soc. 116 권, 2655 페이지 (1994 년) 에 기재되어 있는 아자크라운계나 페닐아세틸렌계 마크로사이클 등을 들 수 있다.

디스코틱 액정은 일반적으로 이들을 분자 중심의 모핵으로 하고, 직쇄의 알킬기나 알콕시기, 치환 벤조일옥시기 등이 그 직쇄로서 방사선상으로 치환된 구조로서 액정성을 나타낸다. 단, 분자 자신이 마이너스의 일축성을 갖고, 일정한 배향을 부여할 수 있는 것이면 상기 기재에 한정되는 것은 아니다.

또한, 액정성 화합물로 이루어지는 광학 이방성층의「액정성 화합물」은 본 발명의 편광판을 구성하는 광학 이방성층에서 액정성일 필요는 없으며, 예컨대 상기 저분자 디스코틱 액정이 열, 빛 등에 의해 반응하는 기를 갖고 있고, 결과적으로 열, 빛 등에 의한 반응에 의해 중합 또는 가교되고, 고분자량화하여 액정성을 상실하여 광학 이방성층을 형성할 수도 있다.

상기 디스코틱 액정의 바람직한 예는 일본 공개특허공보 평8-50206호에 기재되어 있다.

본 발명의 타원 편광판을 구성하는 광학 이방성층은 바람직하게는 디스코틱 구조를 갖는 화합물로 이루어지는 마이너스의 복굴절을 갖는 층이고, 그리고 디스코틱 구조의 면이 투명 기재에 대해 기울어지고, 또한, 이 디스코틱 구조의 면과 투명 기재면이 이루는 각도가 광학 이방성층의 깊이 방향으로 변화하고 있는 것이 바람직하다.

상기 디스코틱 구조의 면의 각도 (경사각) 는 일반적으로 광학 이방성층의 깊이 방향에서 또한 광학 이방성층의 저면으로부터의 거리의 증가와 함께 증가 또는 감소하고 있다. 상기 경사각은 거리의 증가와 함께 증가하는 것이 바람직하다. 또한, 경사각의 변화로는 연속적 증가, 연속적 감소, 간헐적 증가, 간헐적 감소, 연속적 증가와 연속적 감소를 포함하는 변화 및 증가 및 감소를 포함하는 간헐적 변화 등을 들 수 있다. 간헐적 변화란 두께 방향 도중에서 경사각이 변화하지 않는 영역을 포함하고 있다. 경사각은 변화하지 않는 영역을 포함하더라도 전체적으로 증가 또는 감소하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 경사각은 전체적으로 증가하고 있는 것이 바람직하고, 특히 연속적으로 변화하는 것이 바람직하다.

상기 광학 이방성층은 일반적으로 디스코틱 화합물 및 다른 화합물을 용제에 용해시킨 용액을 배향막 위에 도포하여 건조시키고, 이어서 디스코틱 네마틱상 형성 온도까지 가열하며, 그 후 배향 상태 (디스코틱 네마틱상) 를 유지하여 냉각시킴으로써 얻어진다. 또는, 상기 광학 이방성층은 디스코틱 화합물 및 다른 화합물 (예컨대 중합성 모노머, 광중합 개시제) 을 용제에 용해시킨 용액을 배향막 위에 도포하여 건조시키고, 이어서 디스코틱 네마틱상 형성 온도까지 가열한 다음 중합시키고 (UV 광의 조사 등에 의해), 추가로 냉각시킴으로써 얻어진다. 본 발명에 사용하는 디스코틱 액정성 화합물의 디스코틱 네마틱 액정상 - 고상 전이 온도로는 70 내지 300 ℃ 가 바람직하고, 특히 70 내지 170 ℃ 가 바람직하다.

광학 이방성층의 투명 기재 필름측의 디스코틱 구조의 경사각은 일반적으로 디스코틱 화합물 또는 배향막의 재료를 선택함으로써, 또는 러빙 처리 방법을 선택함으로써 조정할 수 있다. 또한, 반사면측 (공기측) 의 디스코틱 구조의 경사각은 일반적으로 디스코틱 화합물 또는 디스코틱 화합물과 함께 사용하는 다른 화합물 (예, 가소제, 계면 활성제, 중합성 모노머 및 폴리머) 을 선택함으로써 조정할 수 있다. 또한, 경사각의 변화 정도도 상기 선택에 의해 조정할 수 있다.

상기 가소제, 계면 활성제 및 중합성 모노머로는 디스코틱 화합물과 상용성을 갖고, 액정성 디스코틱 화합물의 경사각의 변화를 줄 수 있거나, 또는 배향을 저해하지 않는 한, 어느 화합물이나 사용할 수 있다. 이들 중에서, 중합성 모노머 (예, 비닐기, 비닐옥시기, 아크릴로일기 및 메트크릴로일기를 갖는 화합물) 가 바람직하다. 상기 화합물은 디스코틱 화합물에 대해 일반적으로 1 내지 50 질량%, 바람직하게는 5 내지 30 질량% 의 양으로 사용된다.

디스코틱 화합물과 함께 사용되는 상기 폴리머로는 디스코틱 화합물과 상용성을 갖고, 액정성 디스코틱 화합물에 경사각의 변화를 줄 수 있는 한, 어느 폴리머나 사용할 수 있다. 폴리머의 예로는 셀룰로스에스테르를 들 수 있다. 셀룰로스에스테르의 바람직한 예로는 셀룰로스아세테이트, 셀룰로스아세테이트프로피오네이트, 히드록시프로필셀룰로스 및 셀룰로스아세테이트부틸레이트를 들 수 있다. 상기 폴리머는 액정성 디스코틱 화합물의 배향을 저해하지 않도록, 디스코틱 화합물에 대해 일반적으로 0.1 내지 10 질량% (바람직하게는 0.1 내지 8 질량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 5 질량%) 의 양으로 사용된다.

디스코틱 액정성 화합물로 이루어지는 광학 이방성층의 바람직한 태양은 투명 기재 필름으로서의 셀룰로스아세테이트 필름, 그 위에 형성된 배향막, 및 이 배향막 위에 형성된 디스코틱 액정으로 이루어지는 층으로 구성되고, 또한, 배향막이 가교된 폴리머로 이루어지는 러빙 처리된 막인 광학 이방성층이다.

〈배향막〉

본 발명에서 사용되는 배향막의 바람직한 예로는 일본 공개특허공보 평9-152509호에 기재된 배향막을 들 수 있다.

〈투명 기재 필름〉

상기 투명 기재 필름으로서의 셀룰로스아세테이트 필름으로는 상기에서 상세히 기술한 보호막용 셀룰로스아세테이트 필름을 사용할 수 있다. 또한, 후기하는 원 편광판에 사용되는 투명 기재 필름도 사용할 수 있다. 그 중에서도 아세트화도가 59.0 내지 61.5 % 인 셀룰로스아세테이트가 바람직하다. 두께는 20 내지 200 ㎛ 가 바람직하다.

〈타원 편광판의 용도〉

이상 설명한 본 발명의 타원 편광판은 액정 셀 복굴절의 시야각 특성을 광학적으로 보상하는 기능을 갖고, 액정표시장치의 시야각 확대 등에 바람직하게 사용된다.

(원 편광판)

본 발명의 원 편광판은, 상기 편광판과 λ/4 판을 부착시켜 이루어진다. 바람직하게는,

(a) 상기 편광판에 액정성 분자로 형성된 광학 보상 필름이 부착되고,

(b) 이 광학 보상 필름이 수평 배향된 막대 형상 액정성 화합물을 함유하는 제 1 광학 이방성층 및 제 2 광학 이방성층의 2 층을 포함하며,

(c) 제 1 광학 이방성층 및 제 2 광학 이방성층에 함유되는 막대 형상 액정성 화합물의 적어도 어느 하나가 하기 일반식 (I) 로 표현되고,

(d) 제 1 광학 이방성층의 측정 파장 550 ㎚ 에서의 위상차가 실질적으로 π이고 제 2 광학 이방성층의 측정 파장 550 ㎚ 에서의 위상차가 실질적으로 π/2 이며, 및

(e) 제 2 광학 이방성층의 면내의 지상축과 제 1 광학 이방성층의 면내의 지상축의 각도가 60 ±5°인 원 편광판이다.

또한, 편광자의 흡수축과 투명 기재 필름의 길이 방향이 이루는 각은 45°이고, 막대 형상 액정성 화합물은 각각 수평하게 배향되어 있다. 막대 형상 액정성 화합물의 장축 방향이 광학 이방성층 (제 1 및 제 2) 의 면내의 지상축에 상당한다.

일반식 (I) : Q1-L1-A1-L3-M-L4-A2-L2-Q2

상기 일반식 (I) 중 :

Q1 및 Q2 는 각각 독립적으로 중합성기를 나타낸다.

L1, L2, L3 및 L4 는 각각 독립적으로 단결합 또는 2 가의 연결기를 나타내고, 또한 L3 및 L4 의 적어도 하나가 -O-CO-O- 기를 나타낸다.

A1 및 A2 는 탄소원자수 2 내지 20 을 갖는 스페이서기를 나타낸다.

M 은 메소겐기를 나타낸다.

〈막대 형상 액정성 화합물로 이루어지는 광학 이방성층〉

본 발명의 원 편광판에서는 제 1 광학 이방성층 및 제 2 광학 이방성층의 적어도 어느 한쪽에 수평 배향된 막대 형상 액정성 화합물로서 상기 일반식 (I) 의 막대 형상 액정성 화합물을 사용한다.

이하, 중합성 막대 형상 액정 화합물에 대해 설명한다.

일반식 (I) 에서, Q1 및 Q2 는 각각 독립적으로 중합성기이다. 중합성기의 중합 반응은 부가 중합 (개환 중합 포함) 또는 축합 중합인 것이 바람직하다. 즉, 중합성기는 부가 중합 반응 또는 축합 중합 반응이 가능한 관능기인 것이 바람직하다. 이하, 중합성기의 예를 나타낸다.

L1, L2, L3 및 L4 로 표현되는 2 가의 연결기로는 -O-, -S-. -CO-, -NR²-, -CO-O-, -O-CO-O-, -CO-NR²-, -NR²-CO-, -O-CO-, -O-CO-NR²-, -NR² -CO-O-, -NR²-CO-NR²- 로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기 또는 단결합인 것이 바람직하다. 상기 R² 는 탄소원자수가 1 내지 7 인 알킬기 또는 수소원자이다. 이 경우 L3 또는 L4 의 적어도 하나는 -O-CO-O- (카보네이트기) 이다.

Q1 과 L1 또는 Q2 와 L2 의 조합으로 표현되는 기 중, CH₂ ＝ CH-CO-O-, CH₂ ＝ C(CH₃)-CO-O-, 및 CH₂ ＝ C(Cl)-CO-O- 가 바람직하고, 가장 바람직하게는 CH₂ ＝ CH-CO-O- 이다.

A1 및 A2 로는 탄소원자수 2 내지 20 을 갖는 스페이서기를 나타내고, 탄소원자수 2 내지 12 의 지방족기가 바람직하다. 스페이서기는 사슬 형상인 것이 더욱 바람직하고, 인접하지 않는 산소원자 또는 황원자를 함유하고 있을 수도 있다. 또한, 치환기로서 할로겐원자 (불소, 염소, 브롬), 시아노기, 메틸기, 에틸기가 치환되어 있을 수도 있다.

M 으로 표현되는 메소겐기로는 모든 공지된 메소겐기를 사용할 수 있다. 특히 하기 일반식 (II) 로 표현되는 기가 바람직하다.

일반식 (II) : -(-W1-L5)n-W2-

여기서, W1, W2 는 2 가의 환상 지방족기, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기를 나타내고, L5 는 L1 내지 L4 로 표현되는 기, 및 -CH₂-O-, -O-CH₂- 를 나타내고, n 은 1, 2 또는 3 을 나타낸다. W1, W2 로는 1,4-시클로헥산디일, 1,4-페닐렌, 피리미딘-2,5-디일, 피리딘-2,5-디일, 1,3,4-티아디아졸-2,5-디일, 1,3,4-옥사디아졸-2,5-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 나프탈렌-1,5-디일, 티오펜-2,5-디일, 피리다진-3,6-디일을 들 수 있다. 1,4-시클로헥산디일의 경우, 트랜스체 및 시스체의 구조 이성체가 있는데, 본 발명에서는 어떠한 이성체일 수도 있고, 임의 비율의 혼합물일 수도 있다. 트랜스체인 것이 보다 바람직하다. W1, W2 는 치환기를 가질 수도 있고, 치환기로는 할로겐원자 (불소, 염소, 브롬, 요오드), 시아노기, 탄소원자수 1 내지 10 의 알킬기 (메틸기, 에틸기, 프로필기 등), 탄소원자수 1 내지 10 의 알콕시기 (메톡시기, 에톡시기 등), 탄소원자수 1 내지 10 의 아실기 (포르밀기, 아세틸기 등), 탄소원자수 1 내지 10 의 알콕시카르보닐기 (메톡시카르보닐기, 에톡시카르보닐기 등), 탄소원자수 1 내지 10 의 아실옥시기 (아세틸옥시기, 프로피오닐옥시기 등), 니트로기, 트리플루오로메틸기, 디플루오로메틸기 등을 들 수 있다. 일반식 (II) 로 표현되는 메소겐기의 기본 골격으로 바람직한 것은 다음과 같다. 이것들에 상기 치환기가 치환되어 있어도 된다.

이하에 본 발명의 일반식 (I) 로 표현되는 화합물의 구체예를 나타내지만, 본 발명은 이것들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 일반식 (I) 로 표현되는 화합물은 일본 특허공표공보 평11-513019호에 기재된 방법으로 합성할 수 있다.

상기 막대 형상 액정성 화합물은 광학 이방성층 중에서, 실질적으로 균일하게 배향되어 있는 것이 바람직하고, 실질적으로 균일하게 배향되어 있는 상태에서 고정되어 있는 것이 더욱 바람직하며, 중합 반응에 의해 액정성 화합물이 고정되어 있는 것이 가장 바람직하다. 본 발명의 막대 형상 액정성 화합물은 호모지니어스 배향으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 원 편광판에는 일반식 (I) 로 표현되는 막대 형상 액정성 화합물과 그 밖의 막대 형상 액정성 화합물을 병용할 수도 있다. 그 밖의 막대 형상 액정성 화합물로는 아조메틴류, 아족시류, 시아노비페닐류, 시아노페닐에스테르류, 벤조산에스테르류, 시클로헥산카르복실산페닐에스테르류, 시아노페닐시클로헥산류, 시아노 치환 페닐피리미딘류, 알콕시 치환 페닐피리미딘류, 페닐디옥산류, 트랜스류 및 알케닐시클로헥실벤조니트릴류가 바람직하게 사용된다.

이상과 같은 저분자 액정성 분자 뿐만 아니라, 고분자 액정성 분자도 사용할 수 있다. 막대 형상 액정성 분자를 중합에 의해 배향을 고정하는 것이 보다 바람직하고, 중합성 막대 형상 액정성 분자로는 Makromol. Chem., 190 권, 2255 페이지 (1989 년), Advanced Materials 5 권, 107 페이지 (1993 년), 미국 특허 4,683,327호, 동 5,622,648호, 동 5,770,107호, 세계 특허 (WO) 95/22586호, 동 95/24455호, 동 97/00600호, 동 98/23580호, 동 98/52905호, 일본 공개특허공보 평1-272551호, 동 6-16616호, 동 7-110469호, 동 11-80081호, 및 일본 특허출원 2001-64627호 등에 기재된 화합물을 사용할 수 있다.

이상과 같은 액정성 화합물을 함유하는 2 층의 광학 이방성층을 상기 편광판 위에 형성하기 위해서는 투명 기재 필름 위에 후술하는 배향막, 제 1 광학 이방성층 및 제 2 광학 이방성층을 이 순서로 적층하여 λ/4 판을 형성한 후, 이 λ/4 판을 상기 PVA 로 이루어지는 편광자의 편면에 부착함으로써 실시할 수 있다.

〈제 1 및 제 2 광학 이방성층의 형성〉

2 층의 광학 이방성층은 먼저 막대 형상 액정성 화합물 및 하기 중합 개시제나 다른 첨가제를 함유하는 제 1 광학 이방성층용 도포액을, 투명 기재 필름 위의 배향막 위에 도포하고, 다음에 이 제 1 광학 이방성층 위에 동일한 조성을 갖는 제 2 광학 이방성층용 도포액을 도포함으로써 형성할 수 있다.

이 때, 제 1 광학 이방성층의 면내의 지상축과 투명 기재 필름의 길이 방향의 각도를 왼편 30°±5°또는 오른편 30°±5°가 되도록, 그리고 제 2 광학 이방성층의 면내의 지상축과 제 1 광학 이방성층의 면내의 지상축의 각도가 왼편 60°±5°또는 오른편 60°±5°가 되도록, 광학 이방성층에 함유되는 상기 막대 형상 액정성 화합물을 배향시키는 것이 바람직하다. 또한, 제 1 광학 이방성층의 면내의 지상축과, 제 2 광학 이방성층의 면내의 지상축을 이러한 관계로 하는 방법으로는 공지된 방법을 사용할 수 있지만, 제 1 광학 이방성층의 표면을 러빙 처리하고, 그 위에 제 2 광학 이방성층용 도포액을 도포하여 제 2 광학 이방성층을 형성할 수 있다.

광학 이방성층용 도포액의 조제에 사용하는 용매로는 유기 용매가 바람직하게 사용된다. 유기 용매의 예로는 아미드 (예, N,N-디메틸포름아미드), 술폭시드 (예, 디메틸술폭시드), 헤테로환 화합물 (예, 피리딘), 탄화수소 (예, 벤젠, 헥산), 알킬할라이드 (예, 클로로포름, 디클로로메탄), 에스테르 (예, 아세트산메틸, 아세트산부틸), 케톤 (예, 아세톤, 메틸에틸케톤), 에테르 (예, 테트라히드로푸란, 1,2-디메톡시에탄) 가 포함된다. 알킬할라이드 및 케톤이 바람직하다. 2 종 이상의 유기 용매를 병용해도 된다. 도포액의 도포는 공지된 방법 (예, 압출 코팅법, Direct 그라비어 코팅법, 리버스 그라비어 코팅법, 다이 코팅법) 에 의해 실시할 수 있다.

배향시킨 액정성 화합물은 배향 상태를 유지하여 고정하는 것이 바람직하다. 고정화는 액정성 화합물에 도입한 중합성기의 중합 반응에 의해 실시하는 것이 바람직하다. 중합 반응에는 열중합 개시제를 사용하는 열중합 반응과 광중합 개시제를 사용하는 광중합 반응이 포함되는데, 광중합 반응이 더욱 바람직하다. 광중합 개시제의 예로는 α-카르보닐 화합물 (미국 특허 2,367,661호, 동 2,367,670호의 각 명세서 기재), 아실로인에테르 (미국 특허 2,448,828호 명세서 기재), α-탄화수소 치환 방향족 아실로인 화합물 (미국 특허 2,722,512호 명세서 기재), 다핵 퀴논 화합물 (미국 특허 3,046,127호, 동 2,951,758호의 각 명세서 기재), 트리아릴이미다졸 다이머와 p-아미노페닐케톤의 조합 (미국 특허 3,549,367호 명세서 기재), 아크리딘 및 페나진 화합물 (일본 공개특허공보 소60-105667호, 미국 특허 4,239,850호 명세서 기재) 및 옥사디아졸 화합물 (미국 특허 4,212,970호 명세서 기재) 이 포함된다.

광중합 개시제의 사용량은 도포액의 고형분의 0.01 내지 20 질량% 인 것이 바람직하고, 0.5 내지 5 질량% 인 것이 더욱 바람직하다. 액정성 화합물의 중합을 위한 광조사는 자외선을 시용하는 것이 바람직하다. 조사 에너지는 20 mJ/㎠ 내지 50 mJ/㎠ 인 것이 바람직하고, 100 내지 800 mJ/㎠ 인 것이 더욱 바람직하다. 광중합 반응을 촉진하기 위해, 가열 조건하에서 광조사를 실시해도 된다. 광학 이방성층의 두께는 0.1 내지 10 ㎛ 인 것이 바람직하고, 0.5 내지 5 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.

〈공기 계면측의 배향 제어용 첨가제〉

중합성 막대 형상 액정 화합물의 호모지니어스 배향 (수평 배향) 에서는 배향막측에서는 수평하지만 공기 계면측에서는 경사 (틸트) 배향된다. 이 현상을 억제하기 위해서는 첨가제를 사용하는 것이 바람직하지만, 하기 식 (V-1) 내지 (V-3) 으로 표현되는 첨가제를 사용하는 것이 특히 바람직하다.

〈배향막〉

막대 형상 액정성 화합물을 배향시키기 위해서는 배향막을 사용하는 것이 바람직하다. 배향막은 유기 화합물 (바람직하게는 폴리머) 의 러빙 처리, 무기 화합물의 사방 (斜方) 증착, 마이크로 그룹을 갖는 층의 형성, 또는 랑뮈에르-블로젯트법 (LB 막) 에 의한 유기 화합물 (예컨대 ω-트리코산, 디옥타데실디메틸암모늄클로리드, 스테아릴산메틸 등) 의 누적과 같은 수단으로 형성할 수 있다. 또한 전장의 부여, 자장의 부여 또는 광조사에 의해 배향 기능이 생기는 배향막도 알려져 있다. 폴리머의 러빙 처리에 의해 형성하는 배향막이 특히 바람직하다. 러빙 처리는 폴리머층의 표면을 종이나 포를 사용하여 일정 방향으로 수회 문지름으로써 실시한다.

배향막에 사용하는 폴리머의 종류는 액정성 화합물의 배향 (특히 평균 경사각) 에 따라 결정한다.

액정 화합물을 수평으로 배향시키기 위해서는 배향막의 표면 에너지를 저하시키지 않는 폴리머 (통상의 배향용 폴리머) 를 사용한다. 구체적인 폴리머의 종류에 대해서는 액정 셀 또는 광학 보상 시트에 대해 각종 문헌에 기재되어 있다.

어느 배향막에서나 액정 화합물과 투명 지지체의 밀착성을 개선할 목적으로 중합성기를 갖는 것이 바람직하다. 중합성기는 측쇄에 중합성기를 갖는 반복 단위를 도입하거나, 또는 환상기의 치환기로서 도입할 수 있다. 계면에서 액정성 화합물과 화학 결합을 형성하는 배향막을 사용하는 것이 보다 바람직하고, 이러한 배향막으로는 일본 공개특허공보 평9-152509호에 기재되어 있다.

배향막의 두께는 0.01 내지 5 ㎛ 인 것이 바람직하고, 0.05 내지 1 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 배향막을 사용하여 막대 형상 액정성 화합물을 배향시킨 다음, 그 배향 상태에서 막대 형상 액정성 화합물을 고정시켜 광학 이방성층을 형성하고, 광학 이방성층만을 편광자 (또는 투명 지지체) 위에 전사해도 된다.

배향 상태가 고정된 막대 형상 액정성 화합물은 배향막이 없어도 배향 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 원 편광판에서는 배향막이 (λ/4 판의 제조에서는 필수이지만) 필수는 아니다.

〈투명 기재 필름〉

투명 기재 필름으로는 파장 분산이 작은 폴리머 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 투명 기재 필름은 광학 이방성이 작은 것도 바람직하다. 기재가 투명하다는 것은 광투과율이 80 % 이상인 것을 의미한다. 파장 분산이 작다는 것은 구체적으로는 Re400 / Re700 의 비가 1.2 미만인 것이 바람직하다. 광학 이방성이 작다는 것은 구체적으로는 면내 리타데이션 (Re) 이 20 ㎚ 이하인 것이 바람직하고, 10 ㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 장척 형상의 투명 기재 필름은 롤 모양의 형상을 갖고, 롤 형상의 투명 기재 필름을 사용하여 광학 이방성층을 적층한 다음, 필요한 크기로 절단하는 것이 바람직하다. 폴리머의 예로는 셀룰로스에스테르, 폴리카보네이트, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리아크릴레이트 및 폴리메타크릴레이트가 포함된다. 셀룰로스에스테르가 바람직하고, 아세틸셀룰로스가 더욱 바람직하며, 트리아세틸셀룰로스가 가장 바람직하다. 폴리머 필름은 소르벤트 캐스트법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 투명 기재 필름의 두께는 20 내지 50 ㎛ 인 것이 바람직하고, 50 내지 200 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.

투명 기재 필름과 그 위에 형성되는 층 (접착층, 수직 배향막 또는 광학 이방성층) 의 접착을 개선하기 위해, 투명 기재 필름에 표면 처리 (예, 글로 방전 처리, 코로나 방전 처리, 자외선 (UV) 처리, 화염 처리) 를 실시할 수도 있다. 투명 기재 필름 위에 접착층 (언더코팅층) 을 형성할 수도 있다.

〈원 편광판의 용도〉

이상 설명한 본 발명의 원 편광판은 비편광을 원 편광으로 하는 특성을 갖고, 반사형 액정표시장치나 반투과형 액정표시장치 등에 바람직하게 사용된다.

실시예 1

〈실시예 1-1. 편광판 A 의 제작〉

평균 중합도가 2400, 비누화도 99.9% 이상의 PVA 분체를 순수에 용해하여 12 질량% 가 되도록 조정한 수용액을 폴리에스테르 필름 상에 도포하여 40 ℃, 3 시간 건조한 후, 다시 110 ℃, 60 분 건조를 행하고, 두께 50 ㎛ 의 PVA 필름을 얻었다. 얻어진 필름을 30 ℃ 의 온수에서 1 분간 팽윤시키고, 30 ℃ 의 요오드화 칼륨/요오드 (질량비 10 : 1) 의 수용액에 침지하여 2 배로 세로 일축 연신하였다. 요오드화 칼륨/요오드 (질량비 10 : 1) 의 수용액의 농도는 요오드 농도 0.38 질량% 로 하였다. 이어서, 52 ℃ 의 4.25 % 의 붕산 수용액 중에서 총 연신 배율이 7 배가 되도록 세로 일축 연신하고, 30 ℃ 의 수욕에 침지하여 수세하며, 50 ℃, 4 분간 건조하여 두께 15 ㎛ 의 편광자를 얻었다.

그 후, PVA 막의 양면에 PVA ((주) 쿠라레 제조 PVA-124H) 4 % 수용액을 접착제로 하여 보호막 (비누화 처리한 후지 사진 필름 (주) 제조 후지 택 (셀룰로스트리아세테이트, 리타데이션값 3.0 ㎚, 막두께 80 ㎛ )) 을 부착하고, 다시 70 ℃ 에서 30 분간 가열하여 편광판 A를 제작하였다.

(단판 투과율, 편광도의 측정)

편광판 A 를 2 ×5 ㎝ 로 샘플 커팅하고, 시마즈 자기 분광 광도계 UV3100 으로 투과율을 측정하였다. 2 장의 편광판 흡수축을 일치시켜 겹친 경우의 투과율을 H0 (%), 흡수축을 직교시켜 겹친 경우의 투과율을 H1 (%) 로 하여 다음 식에 의해 편광도 P (%) 를 구하였다.

P ＝ [(H0－H1) / (H0＋H1)]^1/2 ×100

또한, 단판 투과율은 1 장의 샘플을 사용하여 400 내지 700 ㎚ 의 투과율을 시감도 보정하여 구하였다.

편광판 A 의 단판 투과율은 43.2 %, 편광도는 99.97 % 였다.

(붕산 함유량의 측정)

편광판 A 의 보호막을 박리하고, 아스코르브산 수용액 (0.1 질량%) 으로 추출한 액을 희석하여 (20 배) ICP-AES 로 측정하였다. 편광판 A 의 붕산 함유량은 260 ㎏/㎥ 였다.

(¹¹B-NMR 측정에 의한 4 가교점 비율의 측정)

보호막을 양면 제거 (클로로포름 팽윤) 하고, 직사각형상으로 커팅하여 7 ㎜ 직경 로터에 장착하였다. Brucker 사 제조 고체 NMR (300 ㎒) 을 사용하여 ¹¹B-NMR 측정 (MAS 법, 회전 3000 ㎐, 펄스 1.0 μsec) 을 하였다. 얻어진 NMR 스펙트럼의 화학 시프트 －3 ppm 의 피크 강도 (s) 및 11 ppm 의 피크 강도 (t) 의 비 (s/t) 로부터 붕산의 4 가교점 비율을 산출한 결과 7.2 였다.

〈실시예 1-2. 편광판 B 의 제작〉

평균 중합도가 2400, 막두께 75 ㎛ 의 PVA 필름을 요오드 0.1 질량%, 요오드화 칼륨 12 질량% 의 수용액에 40 ℃ 에서 70 초 침지하였다. 다시 붕산 4.25 질량%, 요오드화 칼륨 3.5 질량% 의 수용액에 50 ℃ 에서 90 초 침지 후 필름의 양면에서 여잉 수분을 제거하고, 텐터 연신기에 도입하였다.

상기 텐터 연신기로 반송 속도를 4 m/분, 온도 60 ℃ 습도 98 % 분위기 하에서 5.0 배로 연신한 후, 폭을 일정하게 유지하고, 72.5 ℃ 에서 4 분 건조시켰다. 그 후, 텐터에서 이탈하고, 폭방향에서 3 ㎝, 커터로 가장자리를 절단하여 PVA 막의 양면에 PVA ((주) 쿠라레 제조 PVA-124H) 4 % 수용액을 접착제로 하여 보호막 (비누화 처리한 후지 사진 필름 (주) 제조 후지 택 (셀룰로스트리아세테이트, 리타데이션값 3.0 ㎚, 막두께 80 ㎛ )) 을 부착하고, 다시 70 ℃ 에서 10 분간 가열하여 편광판 B 를 제조하였다. 편광판 B 의 편광자의 두께는 16 ㎛, 붕산 함유량은 305 ㎏/㎥ 이고, 붕산의 4 가교점 비율은 6.9 였다. 편광자의 흡수축 방향과 보호막의 지상축의 교차각은 90 °였다.

〈실시예 1-3. 편광판 C 의 제작〉

평균 중합도가 1700, 막두께 75 ㎛ 의 PVA 필름을 요오드 0.1 질량%, 요오드화 칼륨 10 질량% 의 수용액에 40 ℃ 에서 80 초 침지하였다. 다시 붕산 4 질량%, 요오드화 칼륨 3 질량% 의 수용액에 50 ℃ 에서 90 초 침지 후 필름의 양면에서 여잉 수분을 제거하고, 일본 공개특허공보 2002-86554호의 도 2 에 기재된 경사 연신 텐터기에 도입하였다.

상기 경사 연신 텐터기로 반송 속도를 4 m/분, 온도 65 ℃ 습도 98 % 분위기 하에서 5.0 배로 연신한 후, 폭을 일정하게 유지하고, 72.5 ℃ 에서 4 분 건조시켰다. 그 후, 텐터에서 이탈하고, 폭방향에서 3 ㎝, 커터로 가장자리를 절단하여 PVA 막의 양면에 PVA ((주) 쿠라레 제조 PVA-124H) 4 % 수용액을 접착제로 하여 보호막 (비누화 처리한 후지 사진 필름 (주) 제조 후지 택 (셀룰로스트리아세테이트, 리타데이션값 3.0 ㎚, 막두께 80 ㎛ )) 을 부착하고, 다시 70 ℃ 에서 10 분간 가열하여 편광판 C를 제조하였다. 편광판 C 의 편광자의 두께는 17 ㎛, 붕산 함유량은 280 ㎏/㎥ 이고, 붕산의 4 가교점 비율은 6.0 였다. 편광자의 흡수축 방향과 보호막의 지상축의 교차각은 45 °였다.

〈실시예 1-4. 비교용 편광판 D 의 제작〉

붕산 수용액의 농도를 4.25 %, 온도를 55 ℃ 로 한 것 이외는 실시예 1-1 과 동일하게 하여 비교용 편광판 D를 제작하였다.

비교용 편광판 D 의 편광자 두께는 15 ㎛, 단판 투과율은 42.2 %, 편광도는 99.92 % 였다. 또한, 비교용 편광판 D 의 붕산 함유량은 180 ㎏/㎥ 이고, 붕산의 4 가교점 비율은 3.8 이었다.

〈실시예 1-5. 비교용 편광판 E 의 제작〉

원반 막두께를 75 ㎛ 로 한 것 이외는 실시예 1-1 과 동일하게 하여 비교용 편광판 E 를 제작하였다.

비교용 편광판 E 의 편광자 두께는 23 ㎛, 단판 투과율은 42.3 %, 편광도는 99.95 % 였다. 또한, 비교용 편광판 E 의 붕산 함유량은 240 ㎏/㎥ 이고, 붕산의 4 가교점 비율은 6.9 이었다.

(내구 시험)

전술한 편광판 A 내지 C 및 비교용 편광판 D, E 를 하기 2 종류의 항온 항습조에 넣고 내구 시험을 실시하여 시험 후의 단판 투과율 및 편광도를 측정하였다.

(1) 웨트 내구성 : 80 ℃ 90 % RH 환경 하, 24 시간 방치

(2) 드라이 내구성 : 100 ℃ 드라이 환경 하, 24 시간 방치

결과를 표 1 에 나타낸다.

실시예 2

〈광학 보상 필름 A 의 제작〉

직쇄 알킬 변성 PVA (MP-203, 쿠라레 (주) 제조) 30 g 에 물 130 g, 메탄올 40 g 을 첨가하여 교반, 용해한 후, 구멍 직경 30 ㎛ 의 폴리프로필렌 제조 필터로 여과하여 배향층용 도포액을 조제하였다.

한편, 젤라틴 박막 (0.1 ㎛) 의 언더코팅층을 갖는 100 ㎛ 두께의 지지체인 트리아세틸셀룰로스 필름 (후지 사진 필름 (주) 제조) 을 준비하고, 이 지지체 위에 상기 배향층용 도포액을 바 코터를 사용하여 도포하였다. 도포 후, 60 ℃ 에서 건조시킨 후, MD 방향으로 러빙 처리를 하여 두께 0.5 ㎛ 의 배향층을 형성하였다.

이어서, 액정성 디스코틱 화합물로서 하기 구조의 화합물 LC-1 을 1.6 g, 페녹시디에틸렌글리콜아크릴레이트 (M-101, 토아고세 (주) 제조) 0.4 g, 셀룰로스아세테이트부티레이트 (CAB531-1, 이스트만 케미컬사 제조) 0.05 g 및 광중합 개시제 (이르가큐어-907, 치바가이기사 제조) 0.01 g 을 3.65 g 의 메틸에틸케톤에 용해한 후, 구멍 직경 1 ㎛ 의 폴리프로필렌 제조 필터로 여과하여 광학 이방성층용 도포액을 조제하였다.

상기 배향층 위에, 상기 광학 이방성층용 도포액을 바 코터를 사용하여 도포하고, 120 ℃ 에서 건조시켰다. 그 후, 120 ℃ 에서 다시 3 분간 가열하고, 액정을 숙성시켜 디스코틱 화합물을 배향시켰다. 또한 120 ℃ 인 상태에서 160 W 의 공랭 메탈 할라이드 램프 (아이그래픽 (주) 제조) 를 사용하여 조사 강도 400 ㎽/㎠, 조사 에너지량 300 mJ/㎠ 이 되도록 자외선을 조사하여 도포층을 경화시키고, 두께 1.8 ㎛ 의 광학 이방성층을 형성함으로써 광학 보상 필름 A 를 제작하였다.

〈타원 편광판 A, D, E 의 제작〉

전술한 실시예 1-1, 1-4, 1-5 에 있어서, 연신 후 70 ℃ 에서 4 분 건조시킨 후, PVA 막의 양면에 PVA 를 접착제로 하여 보호막을 부착하는 공정을 이하의 공정으로 치환하였다. 즉, 연신 후 70 ℃ 에서 4 분 건조시킨 후, PVA 막의 양면에 PVA (전술한 PVA-124A) 를 접착제로 하여 한쪽의 면을 비누화 처리한 보호막 (후지 사진 필름 (주) 제조 후지 택, 셀룰로스트리아세테이트, 리타데이션값 3.0 ㎚, 막두께 80 ㎛ ) 을 다른쪽의 면을 비누화 처리한 광학 보상 필름 A 를 사용하여 부착하고, 다시 70 ℃ 에서 30 분간 가열하였다. 이 때, 광학 보상 필름 A 의 배향층의 러빙 방향이 편광자의 연신 방향과 일치하도록, 또한 광학 이방성층이 형성되어 있는 측과 반대측의 지지체면이 편광자와 부착되도록 하여 본 발명의 타원 편광판 A 및 비교용 타원 편광판 D 및 E 를 제작하였다.

〈타원 편광판 B 의 제작〉

전술한 실시예 1-2 에 있어서, 보호막의 한쪽을 비누화 처리한 광학 보상 필름 A 로 변경한 것 이외는 실시예 1-2 와 동일하게 하여 타원 편광판 B 를 제작하였다. 이 때, 광학 보상 필름 A 의 배향층의 러빙 방향이 편광자의 연신방향과 일치하도록 또한 광학 이방성층이 형성되어 있는 측과 반대측의 지지체면이 편광자와 부착되도록 하였다.

〈타원 편광판 C 의 제작〉

전술한 실시예 1-3 에 있어서, 보호막의 한쪽을 비누화 처리한 광학 보상 필름 A 로 변경한 것 이외는 실시예 1-3 와 동일하게 하여 타원 편광판 C 를 제작하였다. 이 때, 광학 보상 필름 A 의 배향층의 러빙 방향이 편광자의 연신 방향과 일치하도록, 또한 광학 이방성층이 형성되어 있는 측과 반대측의 지지체면이 편광자와 부착되도록 하였다.

〈투과형 액정표시장치의 제작〉

전술한 타원 편광판 A 내지 E 에서, 후지 사진 필름 (주) 제조 후지 택 대신에 시판 중인 방현성 반사 방지 필름 ((주) 산리츠 제조) 을 사용하여 타원 편광판 A' 내지 E' 를 제작하였다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 타원 편광판 A 를 투과형 액정표시장치의 액정 셀 (5 내지 9) 을 사이에 두는 2 장의 편광판 (1, 22) 중의 백라이트측의 하측 편광판 (22) 으로 하고, 타원 편광판 A' 를 상측 편광판 (1) 으로 하여 모두 시야각 보상 필름의 광학 이방성층 (3, 20) 을 접착제를 통해 액정 셀의 전극 기판 (5, 8) 에 부착하여 투과형의 액정표시장치 I 를 제작하였다. 한편, 액정 셀은 30 인치용의 것을 사용하였다.

타원 편광판 B 내지 E 로 변경한 것 이외는 동일하게 하여 투과형의 액정표시장치 II 내지 V 를 제작하였다.

이상에서 제작한 액정표시장치에 대해 하기 방법으로 액정표시장치의 광 누출을 평가하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.

(액정표시장치의 광 누출 평가)

제작한 액정표시장치를 40 ℃, 30 % RH 에서 1 개월간 사용한 다음, 액정표시장치의 백라이트를 점등시키고, 1 시간 후에 전체면을 흑표시로 하여 광 누출을 육안으로 관찰하였다. 다음과 같이 4 단계로 평가하였다.

◎: 광 누출 없음

○: 사변의 가장자리에 약간의 광 누출 있음

△: 사변의 가장자리에 확실한 광 누출 있음

×: 필름 중앙 부근까지 광 누출 있음

표 2 에 나타난 결과를 통해, 본 발명의 편광판을 사용한 타원 편광판을 사용한 액정표시장치 I 내지 III 은 비교 타원 편광판을 사용한 액정표시장치 IV 및 V 에 비해 광 누출이 적음을 알 수 있었다.

실시예 3

〈편광판 F 의 제작〉

평균 중합도가 2400, 막두께 75 ㎛ 의 PVA 필름의 양면을 이온 교환수에 침지하여 세정한 후, 이 PVA 필름을 요오드 1.0 g/L, 요오드화 칼륨 120.0 g/L 의 수용액에 25 ℃ 에서 60 초 침지하였다. 또한 붕산 75 g/L, 요오드화 칼륨 30 g/L 의 수용액에 45 ℃ 에서 90 초 침지 후, 필름의 양면으로부터 여잉 수분을 제거하고, 도 2 의 형태의 텐터 연신기에 도입하였다.

텐터 연신기로 반송 속도를 4 m/분으로 송출하고, 온도 60 ℃ 습도 98 % 분위기 하에서 5.0 배로 연신한 후, 폭을 일정하게 유지하고, 70 ℃ 에서 4 분 건조시켰다.

그 후, PVA 막의 양면에 PVA ((주) 쿠라레 제조 PVA-124H) 4 % 수용액을 접착제로 하여 보호막 (비누화 처리한 후지 사진 필름 (주) 제조 후지 택 (셀룰로스트리아세테이트, 리타데이션값 3.0 ㎚, 막두께 80 ㎛ )) 을 부착하고, 다시 70 ℃ 에서 30 분간 가열하였다. 그 후, 텐터로부터 이탈시켜 폭방향으로부터 3 ㎝, 커터로 가장자리를 절단하고, 유효 폭 500 ㎜, 길이 50 m, 편광자의 두께 15 ㎛ 의 롤 형태의 편광판 F 를 제작하였다.

얻어진 편광판에서, 편광막의 흡수축 방향은 보호막의 지상축에 대해 45°경사를 가졌다.

(단판 투과율, 편광도의 측정)

편광판 F 를 2 ×5 ㎝ 로 샘플 커팅하고, 시마즈 자기 분광 광도계 UV3100 으로 투과율을 측정하였다. 2 장의 편광판 흡수축을 일치시켜 겹친 경우의 투과율을 H0 (%), 흡수축을 직교시켜 겹친 경우의 투과율을 H1 (%) 로 하여 다음 식에 의해 편광도 P (%) 를 구하였다.

P ＝ [(H0－H1) / (H0＋H1)]^1/2 ×100

또한, 단판 투과율은 1 장의 샘플을 사용하여 400 내지 700 ㎚ 의 투과율을 시감도 보정하여 구하였다.

편광판 A 의 단판 투과율은 43.2 %, 편광도는 99.97 % 였다.

(붕산 함유량의 측정)

편광판 F 의 보호막을 박리하고, 아스코르브산 수용액 (0.1 질량%) 으로 추출한 액을 희석하여 (20 배) ICP-AES 로 측정하였다. 편광판 A 의 붕산 함유량은 300 ㎏/㎥ 였다.

(¹¹B-NMR 측정에 의한 4 가교점 비율의 측정)

보호막을 양면 제거 (클로로포름 팽윤) 하고, 직사각형상으로 커팅하여 7 ㎜ 직경 로터에 장착하였다. Brucker 사 제조 고체 NMR (300 ㎒) 을 사용하여 ¹¹B-NMR 측정 (MAS 법, 회전 3000 ㎐, 펄스 1.0 μsec) 을 하였다. 얻어진 NMR 스펙트럼의 화학 시프트 －3 ppm 의 피크 강도 (s) 및 11 ppm 의 피크 강도 (t) 의 비 (s/t) 로부터 붕산의 4 가교점 비율을 산출한 결과 7.2 였다.

〈비교용 편광판 G 의 제작〉

평균 중합도가 2400, 막두께 75 ㎛ 의 PVA 필름의 양면을 이온 교환수에 침지하여 세정한 후, 이 PVA 필름을 요오드 1.0 g/L, 요오드화 칼륨 120.0 g/L 의 수용액에 25 ℃ 에서 60 초 침지하였다. 또한 붕산 42 g/L, 요오드화 칼륨 30 g/L 의 수용액에 25 ℃ 에서 90 초 침지 후, 필름의 양면으로부터 여잉 수분을 제거하고, 도 1 의 형태의 텐터 연신기에 도입하였다.

텐터 연신기로 반송 속도를 4 m/분으로 송출하고, 온도 60 ℃ 습도 98 % 분위기 하에서 4.0 배로 연신한 후, 폭을 일정하게 유지하고 70 ℃ 에서 4 분 건조시켰다.

그 후, PVA 막의 양면에 PVA ((주) 쿠라레 제조 PVA-124H) 4 % 수용액을 접착제로 하여 보호막 (비누화 처리한 후지 사진 필름 (주) 제조 후지 택 (셀룰로스트리아세테이트, 리타데이션값 3.0 ㎚, 막두께 80 ㎛ )) 을 부착하고, 다시 70 ℃ 에서 30 분간 가열하였다. 그 후, 텐터로부터 이탈시켜 폭방향으로부터 3 ㎝, 커터로 가장자리를 절단하고, 유효 폭 500 ㎜, 길이 50 m 의 롤 형태의 비교용 편광판 G 를 제작하였다.

비교용 편광판 G 의 단판 투과율은 42.2 %, 편광도는 99.92 % 였다. 또한, 비교용 편광판 B 의 붕산 함유량은 190 ㎏/㎥ 이고, 붕산의 4 가교점 비율은 3.8 이었다.

(내구 시험)

전술한 편광판 F 및 비교용 편광판 G 를 하기 2 종류의 항온 항습조에 넣고 내구 시험을 실시하여 시험 후의 단판 투과율 및 편광도를 측정하였다.

(1) 웨트 내구성 : 80 ℃ 90 % RH 환경 하, 24 시간 방치

(2) 드라이 내구성 : 100 ℃ 드라이 환경 하, 24 시간 방치

결과를 표 3 에 나타낸다.

실시예 4

〈λ/4 판의 제작〉

(제 1 광학 이방성층의 형성)

두께 80 ㎛ , 폭 680 ㎜, 길이 500 m 의 광학적으로 등방성인 트리아세틸셀룰로스 필름 (아세트화도 60.9 %) 을 투명 지지체로 사용하였다. 이 투명 지지체의 양면을 비누화 처리한 후, 하기 조성의 배향막 도포액을 투명 지지체의 편면에 연속적으로 도포, 건조시키고, 두께 1 ㎛ 의 배향막을 형성하였다. 이어서, 투명 지지체의 길이 방향에 대해 왼편 30°방향으로 연속적으로 배향막 위에 러빙 처리를 실시하였다.

(배향막 도포액 조성)

하기 변성 폴리비닐알코올 10 질량%

물 371 질량%

메탄올 119 질량%

글루탈알데히드 0.5 질량%

상기 배향막 위에 하기 조성의 제 1 광학 이방성층용 도포액을 바 코터를 사용하여 연속적으로 도포, 건조, 및 가열 (배향 숙성) 하고, 추가로 자외선 조사하여 두께 2.0 ㎛ 의 제 1 광학적 이방성층을 형성하였다. 제 1 광학적 이방성층은 투명 지지체의 길이 방향에 대해 30°방향으로 지상축을 갖고 있었다. 또한 제 1 광학 이방성층의 550 ㎚ 에서의 리타데이션값 (Re550) 은 265 ㎚ 였다 (또, 리타데이션은 오지 계측 (주) 제조 KOBRA21DH 를 사용하여 측정하였다).

(제 1 광학 이방성층용 도포액 조성)

막대 형상 액정성 화합물 (예시 화합물 I-2) 38.1 질량%

하기 증감제 0.38 질량%

하기 광중합 개시제 1.14 질량%

하기 첨가제 0.38 질량%

글루탈알데히드 0.04 질량%

메틸에틸케톤 60.0 질량%

(제 2 광학 이방성층의 형성)

상기에서 제작한 제 1 광학적 이방성층의 지상축에 대해 오른편 60°가 되도록 연속적으로 제 1 광학적 이방성층 위에 러빙 처리를 실시하였다.

러빙 처리한 제 1 광학적 이방성층 위에, 하기 조성의 제 2 광학 이방성층용 도포액을 바 코터를 사용하여 연속적으로 도포, 건조, 및 가열 (배향 숙성) 하였다. 또한 자외선 조사하여 두께 1.0 ㎛ 의 제 2 광학적 이방성층을 형성하고, 위상차판 (λ/4 판 A) 을 제작하였다.

(제 2 광학 이방성층용 도포액 조성)

막대 형상 액정성 화합물 (예시 화합물 I-2) 38.4 질량%

제 1 광학 이방성층용 도포액에 사용한 증감제 0.38 질량%

제 1 광학 이방성층용 도포액에 사용한 광중합 개시제 1.15 질량%

예시 화합물 (V-1) 0.06 질량%

메틸에틸케톤 60.0 질량%

본 발명의 λ/4 판 A 의 리타데이션 (면내 위상차) 은 측정 파장 450 ㎚ 에 있어서 111 ㎚, 측정 파장 550 ㎚ 에 있어서 135 ㎚, 측정 파장 630 ㎚ 에 있어서 144 ㎚ 였다.

〈원 편광판 A 의 제작〉

전술한 실시예 3 의 편광판 F 에 있어서, 연신 후 70 ℃ 에서 4 분 건조시킨 후, PVA 막의 양면에 PVA 를 접착제로 하여 보호막을 부착하는 공정을 다음과 같이 치환하였다. 즉, PVA 막의 양면 중, 한쪽의 면에 비누화 처리한 후지 사진 필름 (주) 제조 후지 택 (셀룰로스트리아세테이트, 리타데이션값 3.0 ㎚, 막두께 80 ㎛), 다른쪽의 면에 비누화 처리한 λ/4 판 A 를 부착하여 다시 70 ℃ 에서 30 분간 가열하였다. 이 때, λ/4 판 A 의 제 1 광학 이방성층 및 제 2 광학 이방성층이 형성되어 있는 측과 반대측의 지지체면이 편광막과 부착되도록 하였다. 그 후, 텐터로부터 이탈시켜 폭방향으로부터 3 ㎝, 커터로 가장자리를 절단하고, 유효 폭 500 ㎜, 길이 50 m 의 롤 형태의 원 편광판 A 를 제작하였다.

〈원 편광판 B 의 제작〉

WO 00/26705호 공보의 실시예 3 에 따라, 폴리카보네이트 공중합체 연신 필름 (λ/4 판 B) 을 제작하였다.

면내 위상차는 파장 450 ㎚ 에 있어서 148.5 ㎚, 파장 550 ㎚ 에 있어서 161.1 ㎚, 파장 650 ㎚ 에 있어서 162.9 ㎚ 였다.

또한 다음 식으로 K 값을 정의하였다.

K ＝ (n_z － (n_x ＋ n_y) / 2) ×d

상기 식에서, n_x, n_z 는 필름의 3 차원 굴절률로 각각 x 축, y 축, z 축 방향의 굴절률이고, d 는 필름의 두께이다. 파장 450 ㎚ 에서의 K 값은 －73.8, 파장 550 ㎚ 에서의 K 값은 －80.5, 파장 650 ㎚ 에서의 K 값은 －81.5 였다.

(접착제층의 형성)

폴리에스테르계 수지 용액 (토요 모톤사 제조「상품명; TM-593」) 100 질량부에, 이소시아네이트계 경화제 용액 (토요 모톤사 제조「상품명; CAT-561」) 18 질량부를 배합한 후, 아세트산에틸로 고형분 농도가 20 질량% 가 되도록 희석하여 폴리우레탄계 접착제 용액 A 를 얻었다. 이 접착제 용액 A 를 코로나 방전 처리한 상기 λ/4 판 B 의 표면에 바 코터로 도포하였다.

(λ/4 판 B 와 일체화된 원 편광판 B 의 제작)

전술한 실시예 3 의 편광판 F 에 있어서, 연신 후 70 ℃ 에서 4 분 건조한 후, PVA 막의 양면에 PVA 를 접착제로 하여 보호막을 부착하는 공정을 다음과 같이 치환하였다. 즉, PVA 막의 양면 중, 한쪽의 면에 비누화 처리한 후지 사진 필름 (주) 제조 후지 택 (셀룰로스트리아세테이트, 리타데이션값 3.0 ㎚, 막두께 80 ㎛), 다른쪽의 면에 접착제층이 형성된 λ/4 판 B 를 부착하여 다시 70 ℃ 에서 30 분간 가열하였다. 이 때, λ/4 판 B 의 접착제층이 편광막과 부착되도록 하였다. 그 후, 텐터로부터 이탈시켜 폭방향으로부터 3㎝, 커터로 가장자리를 절단하고, 유효 폭 500 ㎜, 길이 50 m 의 롤 형태의 원 편광판 B 를 제작하였다.

〈비교용 원 편광판 C 및 D 의 제작〉

편광판 G 와 λ/4 판 A 의 조합으로, 비교용 원 편광판 C 를 원 편광판 A 와 동일하게 하여 제작하였다. 또한, 편광판 G 와 λ/4 판 B 의 조합으로, 비교용 원 편광판 D 를 원 편광판 B 와 동일하게 하여 제작하였다.

〈원 편광판 A 내지 D 를 사용한 반투과형 액정표시장치의 제작〉

2 장의 원 편광판 (103,103') 의 λ/4 판 (102,102') 의 면측을 접착제를 통해 액정 셀 (107) 과 부착하고, 표시면측으로부터 보호막 (106), 편광막 (101), λ/4 판 (102), 액정 셀 (107), λ/4 판 (102'), 편광막 (101'), 및 보호막 (106') 이 이 순서로 적층되고, 다시 백라이트 (108) 가 표시면측과 반대측에 형성된 반투과형 액정표시장치 A 를 제작하였다. 또한, 원 편광판 B 내지 D 를 사용하여 동일하게 반투과형 액정표시장치 A 내지 D 를 제작하였다. 한편, 액정 셀은 2 인치용의 것을 사용하였다.

(액정표시장치의 평가)

(1) 반사 모드시의 표시 품위

미놀타 (주) 제조의 분광 측색계 CM-2002 를 사용하여 액정표시장치의 백색 표시의 반사율과 흑백 표시의 반사율을 습열 내구 시험 전후에 측정하여 콘트라스트비를 산출하였다. 결과를 표 4 에 나타낸다.

(2) 투과 모드시의 표시 품위

TOPCOM (주) 제조의 휘도계 BM-5A 를 사용하여 백라이트 점등시의 액정표시장치의 백색 표시의 휘도와 흑색 표시의 휘도를 습열 내구 시험 전후에 측정하고, 콘트라스트비를 산출하였다. 결과를 표 4 에 나타내었다.

(3) 습열 내구 시험

60 ℃, 상대 습도 90 % 에서 500 시간 방치하였다.

표 4 에 나타난 결과를 통해, 본 발명의 원 편광판 A 및 B 를 사용한 반투과형 액정표시장치 A 및 B 는 비교용 원 편광판 C 및 D 를 사용한 반투과형 액정표시장치 C 및 D 와 비교하여 반사 모드 및 투과 모드에서의 초기 콘트라스트가 우수하고, 또한 내구성도 우수함을 알 수 있었다.

본 발명의 편광자는 4 가교점을 갖는 붕소원자의 비율이 높고, 박막이며 붕소 화합물 함유량이 적절하기 때문에, 대형 액정표시장치에서의 색 불균일이나 색 누락이 적고 내구성이 우수하다.

도 1 은 실시예 2 에서의 투과형 액정표시장치의 층구성을 나타내는 개략 평면도.

도 2 는 PVA 필름을 경사 연신하는 방법을 나타내는 개략 평면도.

도 3 은 실시예 4 에서의 반투과형 액정표시장치의 층구성을 나타내는 개략 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 상측 편광판

2 : 상측 편광판 흡수축

3 : 상측 광학 이방성층

4 : 상측 광학 이방성층 배향 제어 방향

5 : 액정 셀 상측 전극 기판

6 : 상측 기판 배향 제어 방향

7 : 액정층

8 : 액정 셀 하측 전극 기판

9 : 하측 기판 배향 제어 방향

20 : 하측 광학 이방성층

21 : 하측 광학 이방성층 배향 제어 방향

22 : 하측 편광판

23 : 하측 편광판 흡수축

(가) 필름 도입 방향

(나) 다음 공정으로의 필름 반송 방향

(a) 필름을 도입하는 공정

(b) 필름을 연신하는 공정

(c) 연신 필름을 다음 공정으로 보내는 공정

A1 : 필름의 지지 수단으로의 물림 위치와 필름 연신의 기점 위치 (실질 지지 개시점: 오른편)

B1 : 필름의 지지 수단으로의 물림 위치 (왼편)

C1 : 필름 연신의 기점 위치 (실질 지지 개시점: 왼편)

Cx : 필름 이탈 위치와 필름 연신의 종점 기준 위치 (실질 지지 해제점: 왼편)

Ay : 필름 연신의 종점 기준 위치 (실질 지지 해제점: 오른편)

｜L1－L2｜ : 좌우의 필름 지지 수단의 행정차

W : 필름의 연신 공정 종단에서의 실질폭

θ: 연신 방향과 필름 진행 방향이 이루는 각

11 : 도입측 필름의 중앙선

12 : 다음 공정으로 보내지는 필름의 중앙선

13 : 필름 지지 수단의 궤적 (왼편)

14 : 필름 지지 수단의 궤적 (오른편)

15 : 도입측 필름

16 : 다음 공정으로 보내지는 필름

17, 17' : 좌우의 필름 지지 개시 (물림) 점

18, 18' : 좌우의 필름 지지 수단으로부터의 이탈점

101, 101' : 편광막

102, 102' : λ/4 판

103, 103' : 원 편광판

106, 106' : 보호막 (후지 택)

107 : 액정 셀

108 : 백라이트

109 : 반투과형 액정표시장치

Claims (8)

1. 붕소 화합물로 경막된 폴리비닐알코올로 이루어지는 편광자의 적어도 편측에 보호막을 부착한 편광판에 있어서,

   상기 편광자를 표준 물질로서 붕산 포화 수용액을 사용하여 ¹¹B-NMR 로 측정했을 때, －3 ppm 및 11 ppm 에 화학 시프트가 관측되고, 또한, 화학 시프트 －3 ppm 의 피크 강도를 11 ppm 의 피크 강도로 나눈 값이 4 이상인 것을 특징으로 하는 편광판.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 편광자의 막두께가 8 ㎛ 이상 18 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 편광판.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 편광자의 붕소 화합물 함유량이 200 ㎏/㎥ 이상 350 ㎏/㎥ 미만인 것을 특징으로 하는 편광판.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 편광자는 막두께가 20 ㎛ 이상 60 ㎛ 이하인 폴리비닐알코올 필름을 연신하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 편광판.
5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 편광자가 막두께가 60 ㎛ 이상 120 ㎛ 이하인 폴리비닐알코올 필름을 연신함으로써 얻어지는 편광자로서, 상기 편광자의 흡수축과 상기 보호막의 지상축의 교차각이 10 °이상 90 °이하인 것을 특징으로 하는 편광판.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 편광판에 위상차 필름이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 타원 편광판.
7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 편광판에 λ/4 판이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 원 편광판.
8. (a) 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 편광판에 액정성 분자로 형성된 광학 보상 필름이 부착되어 있고,

   (b) 상기 광학 보상 필름이, 수평 배향된 막대 형상 액정성 화합물을 함유하는 제 1 광학 이방성층 및 제 2 광학 이방성층의 2 층을 포함하며,

   (c) 상기 제 1 광학 이방성층 및 상기 제 2 광학 이방성층에 함유되는 막대 형상 액정성 화합물의 적어도 어느 하나가 일반식 (I) 로 표현되고,

   일반식 (I) 은, Q1-L1-A1-L3-M-L4-A2-L2-Q2 이고,

   상기 일반식 (I) 중에서,

   Q1 및 Q2 는 각각 독립적으로 중합성기를 나타내고,

   L1, L2, L3 및 L4 는 각각 독립적으로 단결합 또는 2가의 연결기를 나타내고, 또한 L3 및 L4 의 적어도 하나가 -O-CO-O- 기를 나타내며,

   A1 및 A2 는 탄소원자수 2 내지 20 을 갖는 스페이서기를 나타내고,

   M 은 메소겐기를 나타내며,

   (d) 상기 제 1 광학 이방성층의 측정 파장 550 ㎚ 에서의 위상차가 실질적으로 π이고 상기 제 2 광학 이방성층의 측정 파장 550 ㎚ 에서의 위상차가 실질적으로 π/2 이며, 및

   (e) 상기 제 2 광학 이방성층의 면내의 지상축과 상기 제 1 광학 이방성층의 면내의 지상축의 각도가 60 ±5°인 것을 특징으로 하는 원 편광판.