KR20070037572A - 광학 필름, 광학 보상 필름, 편광판, 액정 디스플레이 장치및 자가 발광 디스플레이 장치 - Google Patents

광학 필름, 광학 보상 필름, 편광판, 액정 디스플레이 장치및 자가 발광 디스플레이 장치 Download PDF

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KR20070037572A
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요우스케 니시우라
시게아키 니무라
하지메 나카야마
다다시 이토
야스오 무쿠노키
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후지필름 가부시키가이샤
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Abstract

Re(λ) 및 Rth(λ) 가 하기 두 식을 만족하는 광학 필름:
0 ≤ Re(590) ≤ 10
|Rth(590)| ≤ 25
(식 중, Re(λ) 는 λ nm 의 파장에서의 평면 내 위상지연값 (nm) 이고; Rth(λ) 는 λ nm 의 파장에서의 필름 두께 방향에서의 위상지연값 (nm) 임).

Description

광학 필름, 광학 보상 필름, 편광판, 액정 디스플레이 장치 및 자가 발광 디스플레이 장치{OPTICAL FILM, OPTICAL COMPENSATION FILM, POLARIZING PLATE, LIQUID CRYSTAL DISPLAY UNIT AND SELF LUMINOUS DISPLAY UNIT}
본 발명은 액정 디스플레이 장치에서 사용 가능한 광학 필름에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기를 이용한 광학 보상 필름 및 편광판과 같은 광학 재료 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
셀룰로오스 아실레이트 필름은, 이의 우수한 인성 (toughness) 및 내연성으로 인해, 포토그래픽 지지체 및 다양한 광학 재료로 사용되어 왔다. 최근, 특히 셀룰로오스 아실레이트 필름은 액정 디스플레이 장치용 광학 투명 필름으로서 자주 사용되고 있다. 셀룰로오스 아실레이트 필름은 이의 높은 광학 투명성 및 높은 광학 등방성으로 인해, 액정 디스플레이 장치와 같이 편광을 이용한 장치용의 광학 재료로서 바람직하다. 그러므로, 셀룰로오스 아실레이트 필름은 광학 보상 필름 지지체로서 사용되어 왔고, 이로써 옆에서 보이는 디스플레이가 보상될 수 있었다 (시야각 보상).
액정 디스플레이 장치를 구성하는 부재 (member) 중 하나인 편광 시트는 편광자 ( polarizer) 의 한면 이상에 편광자-보호 결합시킴으로써 구성한다. 일 반적으로, 편광자는 연신된 폴리비닐 알코올 (PVA)-기재 필름을 요오드 또는 이색성 염료로 염색하여 수득한다. 편광자-보호 필름으로서, 셀룰로오스 아실레이트 필름, 특히, PVA 에 직접 결합될 수 있는 트리아세틸 셀룰로오스 필름이 많은 경우에 사용되고 있다. 그러한 편광자-보호 필름은 광학 등방성이 우수해야하며, 편광판의 특성은 편광자-보호 필름의 광학 특성에 크게 의존한다.
최근 액정 디스플레이 장치에서는, 시야각 특성의 개선이 더욱 강하게 요구되고 있다. 따라서, 편광자-보호 필름, 광학 보상 필름 지지체 등으로 사용되는 광학 투명 필름은 광학적으로 등방성이어야 한다. 광학적으로 등방성이되기 위해서는, 복굴절성 및 광학 필름 두께의 곱으로 나타내어지는 위상지연 (retardation) 값이 작아야 하는 것이중요하다. 옆에서 본 디스플레이를 개선시키기 위해서는, 위상지연값 (Re) 뿐 아니라 필름 두께 방향에서의 위상지연값 (Rth) 도 감소시키는 것이 특히 요구된다. 더욱 상세히 말하자면, 광학 투명 필름의 광학 특성을 평가하는 경우, 평면 내에서 측정된 Re 값이 작아야하고, 측정 각이 변하는 경우에서 조차 Re 가 변화를 보이지 않는 것이 요구된다.
상기 문제를 해결하기 위하여는, PVA 에 대한 결합에 유리한 특성을 갖는 셀룰로오스 아실레이트 필름의 광학 이방성을 감소시킴으로써 이를 추가로 개선하는 것이 급선무이다. 더욱 상세히 말하자면, 광학적으로 등방성인 바람직한 광학 투명 필름은 위상지연값 Re 가 거의 0 이고, 위상지연 각이 거의 변하지 않는 (즉, Rth 또한 거의 0 임) 셀룰로오스 아실레이트 필름이다.
셀룰로오스 아실레이트 필름의 제조에 있어서는, 가소제라 하는 화합물을 첨 가함으로써 필름-형성 성능을 개선하는 것이 관행적으로 실시되어 왔다. 가소제의 예에는 인산 트리에스테르, 예컨대 트리페닐 포스페이트 및 바이페닐디페닐 포스페이트 및 프탈산 에스테르가 포함된다 (예를 들어, Purasuchikku Zairyo Koza, 제 17 권, Nikkan Kogyo Shinbun, Ltd., Senisokei Jushi, 121 쪽 (1970) 참조). 이들 가소제 중 일부가 셀룰로오스 아실레이트 필름의 광학 이방성을 감소시키는 효과를 가짐이 공지되어 있다. 예를 들어, 특정 지방산 에스테르가 개시되어 있다 (예를 들어, JP-A-2001-247717 참조). 그러나, 이들 공지된 화합물은 셀룰로오스 아실레이트 필름의 광학 이방성을 감소시키기에 불충분하다.
최근 액정 디스플레이 장치에 사용되는 이축 (biaxial) 광학 보상 필름의 제조 방법으로서, 하기를 포함하는 방법이 제안되었다: 용매 (매개물) 에 용해된 액화된 고체 중합체를 지지 재료 상에 스프레딩 (speading) 시키는 단계, 상기를 건조시키는 단계, 상기와 같이 고체화된 물질로 만들어진 투명 필름 (nx=ny 또는 nx
Figure 112006083791569-PCT00001
ny) 을 연신 처리 또는 수축 처리, 또는 이의 모두에 적용시킴으로써 평면 내에서 분자를 배향시켜, nx > ny > nz 의 특성을 부여하는 단계. 이 방법에서 상기 논의된 바와 같이 광학 이방성을 단순히 감소시키는 것으로는 불충분하다. 다시 말해, 연신 처리 또는 수축 처리 후에서조차 광학 이방성을 보이지 않는 필름이 요구되어 왔다 (JP-A-2003-315541, JP-A-2003-344856, JP-A-2004-46097 및 JP-A-2004-78203 참조).
본 발명의 첫번째 목적은, 광학 이방성 (Re, Rth) 이 낮은, 실질적으로 광학 등방성인 광할 필름을 제공하는 것이다. 이는 또한, 광학 이방성 (Re, Rth) 에서의 파장 분산이 작고, 연신 또는 수축에서 조차 여전히 낮은 광학 이방성 (Re, Rth) 을 보이는 광학 필름을 제공하고자 한다.
본 발명의 두번째 목적은 광학 재료, 예컨대 광학 보상 필름; 광학 이방성이 낮고, 파장 분산이 작은 광학 필름을 사용하여 구성한 편광판, 및 이를 이용한 액정 디스플레이 장치 및 자가 발광 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
(1) Re(λ) 및 Rth(λ) 가 하기 식을 만족하는 광학 필름:
0 ≤ Re(590) ≤ 10 및 |Rth(590)| ≤ 25
(식 중, Re(λ) 는 λ nm 의 파장에서의 평면 내 위상지연값 (nm 로 표시함) 이고; Rth(λ) 는 λ nm 의 파장에서의 필름 두께 방향에서의 위상지연값 (nm 로 표시함) 임).
(2) 상기 (1) 에 있어서, 광학 필름이 하기 식 (IX) 을 만족하는 광학 필름:
(IX) |Re최대-Re최소| ≤ 3 및 |Rth최대-Rth최소| ≤ 5
(식 중, Re최대 및 Rth최대 는 임의로 잘라낸 필름 조각 1 m2 의 최대 위상지연값 (nm 로 표시함) 이고; 및 Re최소 및 Rth최소 는 이의 최소 위상지연값 (nm 로 표시함) 임).
(3) 상기 (1) 또는 (2) 에 있어서, Re 및 Rth 중 하나 이상이, 15 % 이상의 연신 또는 수축에 의해 0 내지 20 nm 의 변화를 보이는 광학 필름.
(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 있어서, Re 및 Rth 중 하나 이상이 0 % 이상 15 % 미만의 연신 또는 수축에 의해 0 내지 10 nm 의 변화를 보이는 광학 필름.
(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 있어서, 하기 식 (IV) 를 만족하는 광학 필름:
(IV) |Re(400)-Re(700)| ≤ 10 및 |Rth(400)-Rth(700)| ≤ 35.
(6) 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 있어서, 광학 필름이 셀룰로오스 아실레이트로 만들어지고, 상기 셀룰로오스 아실레이트의 아실 치환기는 모두 아세틸기이고, 이의 총 치환도가 2.50 내지 3.00 이고, 이의 평균 중합도가 180 내지 700 인 광학 필름.
(7) 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 있어서, 하기 식으로 구체화되는 모든 요건을 만족하는 셀룰로오스 아실레이트를 함유하는 광학 필름:
(SE-1) 내지 (SE-3):
(SE-1) 2.50 ≤ SA ＋ SB ≤ 3.00
(SE-2) 0 ≤ SA ≤ 2.5
(SE-3) 0.5 ≤ SB ≤ 3.00
(식 중, SA 는 아세틸기에 의한 치환도이고; SB 는, 탄소수가 3 내지 22 인 치환된 아실기에 의한 치환도임).
(8) 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 있어서, 노르보르넨 중합체를 함유하는 광학 필름.
(9) 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 있어서, 이의 광가소성 계수가 25 × lO-13 cm2/다인(dyne) 이하인 광학 필름.
(10) 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 있어서, 광학 필름의 알칼리-비누화된 표면의 접촉각이 55°이하인 광학 필름.
(11) Re(590) 가 0 내지 200 nm 이고, |Rth(590)| 가 0 내지 400 nm 인 광학 이방성층이 상기 (1) 내지 (10) 중 어느 하나에서 기술된 광학 필름 상에 적층된 광학 보상 필름.
(12) 상기 (11) 에 있어서, 광학 이방성층이중합체 필름을 함유하는 광학 보상 필름.
(13) 상기 (12) 에 있어서, 액화된 고체 중합체를 상기 (1) 내지 (10) 중 어느 하나에서 기술된 광학 필름 상에 스프레딩 및 고정시키고, 상기와 같이 수득된, 고체화된 물질 및 광학 필름의 투명 필름 (nx
Figure 112006083791569-PCT00002
ny) 을 포함하는 적층을 연신 처리 및/또는 수축 처리시킴으로써 구성되는 광학 보상 필름.
(14) 상기 (13) 에 있어서, 연신 처리 및/또는 수축 처리가 고체 중합체 및 광학 필름의 유리 전이 온도를 초과하는 온도에서 수행되는 광학 보상 필름.
(15) 상기 (13) 또는 (14) 에 있어서, 액화된 고체 중합체를 광학 필름 상에 스프레딩 및 고정시키기 전에 상기 광학 필름을 연신 처리 및/또는 수축 처리시킨 후 액화된 고체 중합체를 상기 광학 필름 상에 스프레딩 및 고정시키고, 상기와 같이 수득된, 고체화된 물질 및 광학 필름의 투명 필름 (nx
Figure 112006083791569-PCT00003
ny) 을 포함하는 적층을 연신 처리 및/또는 수축 처리시킴으로써 구성되는 광학 보상 필름.
(16) 상기 (13) 내지 (15) 중 어느 하나에 있어서, 투명 필름 및 광학 필름을 포함하는 적층의 연신 처리 및/또는 수축 처리가, 광학 필름 내 잔류 용매 함량이 1.5 질량% (중량%) 이하인 상태에서 수행되는 광학 보상 필름.
(17) 상기 (13) 내지 (15) 중 어느 하나에 있어서, 액화된 고체 중합체를 광학 필름 상에 스프레딩 및 고정시키기 전의, 광학 필름의 연신 처리 및/또는 수축 처리가, 광학 필름 내 잔류 용매 함량이 1.5 질량% 이상 70 질량% 이하인 상태에서 수행되는 광학 보상 필름.
(18) 상기 (13) 내지 (17) 중 어느 하나에 있어서, 연신 처리 및/또는 수축 처리 후, 적층 내 투명 필름 및 광학 필름에서의 잔류 용매 함량이 각각 1.5 질량% 이하인 광학 보상 필름.
(19) 상기 (12) 내지 (18) 중 어느 하나에 있어서, 중합체 필름 또는 고체 중합체가 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리에테르 케톤, 폴리아릴 에테르 케톤, 폴리아미드 이미드 및 폴리에스테르 이미드 중으로부터 선택되는 하나 이상의 부재인 광학 보상 필름.
(20) 상기 (11) 내지 (19) 중 어느 하나에 있어서, 광학 이방성층은, 음의 복굴절성을 보이는 중합체가 사용되어 형성되는 광학 보상 필름.
(21) 상기 (1) 내지 (10) 에 기술된 바와 같은 광학 필름 및 상기 (11) 내지 (20) 에 기술된 바와 같은 광학 보상 필름 중으로부터 선택되는 하나 이상의 필름이 편광자의 하나 이상의 보호 필름으로서 사용되는 편광판.
(22) 상기 (1) 내지 (10) 중 어느 하나에 기술된 바와 같은 광학 필름, 상기 (11) 내지 (20) 중 어느 하나에 기술된 바와 같은 광학 보상 필름 또는 상기 (21) 에 기술된 바와 같은 편광판이 사용되는 액정 디스플레이 장치.
(23) 상기 (22) 에 있어서, VA 모드가 적용되는 액정 디스플레이 장치.
(24) 상기 (1) 내지 (10) 중 어느 하나에 기술된 바와 같은 광학 필름, 상기 (11) 내지 (20) 중 어느 하나에 기술된 바와 같은 광학 보상 필름 또는 상기 (21) 에 기술된 바와 같은 편광판이 사용되는 자가 발광 디스플레이 장치.
본 발명에 따르면, 광학 이방성이 낮고, 파장 분산이 작은 광학 필름을 제공하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명에 따른 광학 필름이 광학 보상 필름의 지지체로서 사용되어, 광학 보상 필름 그 자체의 광학 성능이 발현될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 광학 필름이 편광 필름의 보호 필름으로서 사용되어, 편광판의 광학 특성이 향상될 수 있다. 이들 편광판 및 광학 보상 필름이 액정 디스플레이 장치와 같은 디스플레이 장치에 사용되어, 시야각 특성이 향상될 수 있고, 표면상 불규칙부 (irregularity) 가 경감될 수 있다.
[본 발명의 실시의 최선의 양태]
다음으로, 본 발명에 따른 광학 필름을 상세히 기술할 것이다.
본 발명에 따른 광학 필름은 Re(λ) 및 Rth(λ) 가 하기 식을 만족하는 것을 특징으로 한다:
0 ≤ Re(590) ≤ 10 및 |Rth(590)| ≤ 25
(식 중, Re(λ) 는 λ nm 의 파장에서의 평면 내 위상지연값 (nm 로 표시함) 이고; Rth(λ) 는 λ nm 의 파장에서의 필름 두께 방향에서의 위상지연값 (nm 로 표시함) 임).
본 발명에 따른 광학 필름의 위상지연값에 관하여는, 0 ≤ Re(590) ≤ 5 및 |Rth(590)| ≤ 10, 더욱 바람직하게는 0 ≤ Re(590) ≤ 2 및 |Rth(590)| ≤ 3 인 것이 바람직하다.
광학 필름의 위상지연값을 상기 구체화된 범위 내로 조절함으로써, 시야각 변화에 따른 색 변화를 줄일 수 있는 효과를 달성하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 광학 필름은 중합체 물질이 사용되어 구성된다. 중합체 재료의 예에는 아세테이트 중합체, 폴리에테르 술폰, 폴리술폰, 폴리카르보네이트, 폴리노르보르넨, 폴리올레핀, 아크릴계 중합체, 셀룰로오스 수지, 폴리아릴레이트, 폴리스티렌, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 액정 중합체, 및 아크릴계형, 우레탄형, 아크릴우레탄형, 에폭시형, 실리콘형 등의 열경화성 및 UV-경화성 수지가 포함된다. 셀룰로오스 아실레이트가 특히 바람직하다.
[셀룰로오스 아실레이트의 합성을 위한 면 (cotton) 출발 재료]
본 발명에서 셀룰로오스 아실레이트를 합성하는 데 사용되는 출발 셀룰로오스의 예에는 면 린터 (cotton linter) 및 우드 펄프 (활엽수 펄프 및 침엽수 펄프) 가 포함된다. 임의의 셀룰로오스 재료로부터 수득된 셀룰로오스 아실레이트가 사용될 수 있고, 일부 경우에서 혼합물이 또한 사용 가능하다. 이들 면 출발 물질은, 예를 들어, 문헌 [Purasuchikku Zairyo Koza (17), Senisokei Jushi (Marusawa 및 Uda, Nikkan Kogyo Shinbun, Ltd., 1970)] 및 [Japan Institute of Invention and Innovation Journal of Technical Disclosure No. 2001 ~ 1745, 7 ~ 8 쪽] 에 상세히 기재되어 있다. 즉, 여기에 보고된 셀룰로오스 재료가 사용될 수 있으며, 본 발명의 셀룰로오스 아실레이트 필름의 재료가 특별히 한정되지 않는다.
[셀룰로오스 아실레이트에서의 치환도]
이제, 상기된 바와 같은 셀룰로오스 물질로 출발하여 제조된, 본 발명에 따른 광학 필름에 바람직하게 사용 가능한 셀룰로오스 아실레이트를 설명할 것이다. 본 발명에서 바람직한 셀룰로오스 아실레이트에서는 셀룰로오스 내 히드록실기가 아실화된다. 치환기로서, 탄소수 2 내지 22 의 아세틸기가 사용될 수 있다. 본 발명에서 사용되는 셀룰로오스 아실레이트에서는 셀룰로오스 내 히드록실기의 치환도가 특별히 한정되지 않는다. 치환도는, 셀룰로오스 내 히드록실기를 치환시키는, 탄소수 3 내지 22 의 아세트산 또는 지방산의 결합도를 측정하고, 계산함으로써 결정할 수 있다. 측정은 ASTM D-817-91 에 따라 수행될 수 있다.
상기한 바와 같이, 셀룰로오스 내 히드록실기의 치환도는, 본 발명에서 사용되는 셀룰로오스 아실레이트에서 특별히 한정되지 않는다. 아실기에 의한 히드록실기의 치환도는 2.50 내지 3.00, 더욱 바람직하게는 2.75 내지 3.00, 더욱 바람직하게는 2.85 내지 3.00 인 것이 바람직하다.
셀룰로오스 내 히드록실기를 치환시키는, 탄소수 3 내지 22 의 아세트산 또는 지방산 중, 탄소수 2 내지 22 의 아실기는, 한정되지 않은 지방족기 또는 알릴기일 수 있다. 단일 기 또는 둘 이상의 기의 혼합물이 사용될 수 있다. 예를 들어, 셀룰로오스의 알킬카르보닐 에스테르, 알케닐카르보닐 에스테르, 방향족 카르보닐 에스테르 및 방향족 알킬카르보닐 에스테르가 사용될 수 있는데, 각각은 임의로는 추가의 치환기를 갖는다. 아실기의 바람직한 예에는 아세틸, 프로피오닐, 부티릴, 헵타노일, 헥사노일, 옥타노일, 데카노일, 도데카노일, 트리데카노일, 테트라데카노일, 헥사데카노일, 옥타데카노일, 이소-부티릴, t-부티릴, 시클로헥산카르보닐, 올레오일, 벤조일, 나프틸카르보닐 및 신나모일기기 포함된다. 이중, 아세틸, 프로피오닐, 부티릴, 도데카노일, 옥타데카노일, t-부티릴, 올레오일, 벤조일, 나프틸카르보닐 신나모일기가 바람직하고, 아세틸, 프로피오닐 및 부타노일기가 더욱 바람직하다.
아실 치환기가 아세틸기 단독에 한정되지 않는 경우, 하기 식 (SE-1) 내지 (SE-3) 으로 구체화된 바와 같은 요건 모두를 만족하는 셀룰로오스 아실레이트를 사용하는 것이 본 발명에서 또한 바람직하다.
식 (SE-1) 2.50 ≤ SA ＋ SB ≤ 3.00
식 (SE-2) 0 ≤ SA ≤ 2.5
식 (SE-3) 0.5 ≤ SB ≤ 3.00
상기 식 (SE-1) 내지 (SE-3) 에서, SA 는 아세틸기에 의한 치환도이고; SB 는 탄소수가 3 내지 22 인 치환된 아실기에 의한 치환도이다.
본원에서 사용되는 바와 같은, "아실기에 의한 치환도" 라는 용어는 셀룰로오스의 2-, 3- 및 6- 위치에서의 에스테르화 비율의 합 (즉, 치환도 1 이란 100 % 의 에스테르화 나타냄) 을 의미한다. 본 발명에서, 바람직하게는 2.75 ≤ SA ＋ SB ≤ 3.00, 더욱 바람직하게는 2.85 ≤ SA ＋ SB ≤ 2.97 이다. SA 에 관하여, 또한 바람직하게는 0 ≤ SA ≤ 2.20, 더욱 바람직하게는 0 ≤ SA ≤ 2.0 이다. SB 에 관하여는, 또한 바람직하게는 0.80 ≤ SB ≤ 2.97, 더욱 바람직하게는 1.25 ≤ SB ≤ 2.97 이다. 본 발명에서, 셀룰로오스의 2-, 3- 및 6-위치에서의 히드록실기 치환도가 특별히 한정되는 것은 아니지만, 6-위치에서의 히드록실기의 치환도는 바람직하게는 0.7 이상, 더욱 바람직하게는 0.8 이상, 더욱 바람직하게는 0.85 이상이다. 상기 구성에 의해, 전자 빔 조사에 의해 야기되는 셀룰로오스 아실레이트의 분해를 방지할 수 있을 뿐 아니라, 이의 용해도 및 내수성 및 내열성이 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트에서 치환기 SB 로 제시되는 탄소수 3 내지 22 의 아실기는 지방족 아실기 또는 방향족 아실기일 수 있다. 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트에서 아실기가 지방족 아실기인 경우, 이는 바람직하게는 탄소수가 3 내지 18, 더욱 바람직하게는 탄소수가 3 내지 12, 더욱 바람직하게는 탄소수가 3 내지 8 이다. 그러한 지방족 아실기의 예에는 알킬카르보닐기, 알케닐카르보닐기 및 알키닐카르보닐기가 포함된다. 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트에서 아실기가 방향족 아실기인 경우에, 이는 바람직하게는 탄소수가 6 내지 22, 더욱 바람직하게는 탄소수가 6 내지 18, 더욱 바람직하게는 탄소수가 6 내지 12 이다.
이들 아실기의 각각은 치환기를 가질 수 있다. 아실기의 바람직한 예에는프로피오닐, 부타노일, 부티릴, 헵타노일, 헥사노일, 옥타노일, 데카노일, 도데카노일, 트리데카노일, 테트라데카노일, 헥사데카노일, 옥타데카노일, 이소-부티릴, t-부티릴, 시클로헥산카르보닐, 올레일, 벤조일, 나프탈렌카르보닐, 프탈로일 및 신나모일기가 포함된다. 이중, 프로피오닐, 부티릴, 도데카노일, 옥타데카노일, t-부티릴, 올레오일, 벤조일, 나프틸카르보닐 및 신나모일기가 바람직하고, 아세틸, 프로피오닐 및 부티릴기가 더욱 바람직하다.
상기 식 (SE-1) 내지 (SE-3) 을 만족하는, 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트의 바람직한 예에는 셀룰로오스 프로피오네이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로오스 프로파노에이트 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 헥사노에이트, 셀룰로오스 아세테이트 옥타노에이트, 셀룰로오스 아세테이트 시클로헥사노에이트, 셀룰로오스 아세테이트 데카노에이트, 셀룰로오스 아세테이트 아다만탄 카르복실레이트, 셀룰로오스 아세테이트 술페이트, 셀룰로오스 아세테이트 카르바메이트, 셀룰로오스 프로피오네이트 술페이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 술페이트, 셀룰로오스 아세테이트 프탈레이트 등이 포함된다. 이의 더욱 바람직한 예에는 셀룰로오스 프로피오네이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로오스 프로파노에이트 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 헥사노에이트, 셀룰로오스 아세테이트 옥타노에이트 등이 포함된다. 이의 더욱 바람직한 예에는 셀룰로오스 프로피오네이트, 셀룰로오스 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 및 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트가 포함된다. 그러한 경우, 탄소수 3 이상인 아세틸기 및 아실기에 의한 치환도가 각각 상기 정의된 바와 같은 범위에 부합된다. 치환도에 따라 원하는 특성 (특히, 광학 특성) 이 얻어질 수 있다.
부단한 연구의 결과, 본 발명자들은 상기 논의된 바와 같은 셀룰로오스 내 히드록실기를 치환시키는 아실 치환기가, 아세틸, 프로피오닐 및 부티릴기 중으로부터 선택되는 실질적으로 둘 이상의 부재를 함유하고, 총 치환도가 2.50 내지 3.00 인 경우, 셀룰로오스 아실레이트 필름의 광학 이방성이 감소될 수 있다는 것을 알아내었다. 아실기에 의한 치환도는 바람직하게는 2.75 내지 3.00, 더욱 바람직하게는 2.85 내지 3.00 의 범위이다.
[셀룰로오스 아실레이트의 중합도]
본 발명에서 바람직하게 사용되는 셀룰로오스 아실레이트의 중합도 (점도-평균 중합도로 표시함) 는 180 내지 700 의 범위이다. 셀룰로오스 아세테이트에 있어서, 중합도는 바람직하게는 180 내지 550, 더욱 바람직하게는 180 내지 400, 특히 바람직하게는 180 내지 350 의 범위이다. 중합도가 너무 높은 경우에, 셀룰로오스 아실레이트의 도프 (dope) 용액이 높은 점도를 가지고, 그 결과, 필름이 캐스팅 (casting) 에 의해서는 거의 형성될 수 없다. 평균 중합도는 한계 점도법 (limiting viscosity method) (Kazuo Uda & Hideo Saito, SEN-1 GAKKAISHI, 제 18 권, No.1, 105 ~ 120 쪽, 1962) 에 의해 측정될 수 있다. 상기 방법은 JP-A-9-95538 에 더욱 상세히 보고되어 있다.
본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트의 분자량 분포는 겔 투과 크로마토그래피로 평가된다. 보다 작은 다분산 지수 Mw/Mn (Mw: 질량-평균 분자량, Mn: 수-평균 분자량) 및 보다 좁은 분자량 분포가 바람직하다. 더욱 구체적으로 말하자면, Mw/Mn 은 바람직하게는 1.0 내지 3.0, 더욱 바람직하게는 1.0 내지 2.0, 가장 바람직하게는 1.0 내지 1.6 의 범위이다.
저분자량 성분이 제거되는 경우, 평균 분자량 (중합도) 은 증가하나 점도는 통상의 셀룰로오스 아실레이트 보다 감소하게 되므로, 유용하게 된다. 저분자량 성분을 덜 함유하는 셀룰로오스 아실레이트는, 통상의 방법으로 합성된 셀룰로오스 아실레이트로부터 저분자량 성분을 제거하여 수득할 수 있다. 저분자량 성분은, 셀룰로오스 아실레이트를 적절한 유기 용매로 세정하여 제거할 수 있다. 저분자량 성분을 덜 함유하는 셀룰로오스 아실레이트를 제조하는 경우, 아세틸화 에서 황산 촉매의 양을 셀룰로오스 아실레이트의 100 질량부 당 0.5 내지 25 질량부로 조절하는 것이 바람직하다. 황산 촉매의 양을 상기한 범위 내로 조절하여, 분자량 분포의 관점에서 유리한 (즉, 균일한 분자량 분포를 갖는) 셀룰로오스 아실레이트를 합성하는 것이 가능하다. 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 의 제조에 있어서, 물 함량비가 바람직하게는 2 질량% 이하, 더욱 바람직하게는 1 질량% 이하, 특히 바람직하게는 0.7 질량% 이하인 셀룰로오스 아실레이트를 사용한다. 일반적으로, 셀룰로오스 아실레이트는 물을 함유하고, 이의 물 함량비는 2.5 내지 5 질량% 범위인 것으로 알려져 있다. 본 발명에서 셀룰로오스 아실레이트의 상기 물 함량비를 제어하기 위해, 셀룰로오스 아실레이트를 건조하는 것이 필요하다. 건조 방법은, 이를 통해 원하는 물 함량비를 달성할 수 있는 한 특별히 한정되지는 않는다. 본 발명에서 사용 가능한 셀룰로오스 아실레이트를 수득하기 위해, 문헌 [Japan Institute of Invention and Innovation Journal of Technical Disclosure No. 2001 ~ 1745 (2001 년 3 월 15 일, Japan Institute of Invention and Innovation), 7 ~ 12 쪽] 에 상세히 기재되어 있는 면 출발 물질 및 합성 방법을 이용할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 셀룰로오스 아실레이트로서, 둘 이상의 셀룰로오스 아실레이트의 혼합물이, 이들 셀룰로오스 아실레이트가 상기된 바와 같은 치환기, 치환도, 중합도, 분자량 분포 등에서의 요건을 충족하는 한, 또한 이용될 수 있다.
본 발명에서는, 아실 치환기로서 아세틸기 단독을 함유하고, 총 치환도가 2.50 내지 3.00 이고, 평균 중합도가 180 내지 700 인 셀룰로오스 아실레이트를 사용하는 것이 바람직하다.
[셀룰로오스 아실레이트에 대한 첨가제]
본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 용액에, 제조의 개별 단계에서 목적에 따라 다양한 첨가제 (예를 들어, 광학 이방성 감소 화합물, 파장 분산 제어제, UV-차단제, 가소제, 분해 방지제, 미세 입자, 광학 특성-조절제 등) 를 첨가하는 것이 가능하다. 이제, 이들 첨가제를 설명할 것이다. 이들 첨가제는 도프 제조 단계에서 첨가될 수 있다. 대안적으로는, 첨가제 첨가 단계를 도프 제조의 최종 단계에 제공할 수 있다.
[광학 필름의 광학 이방성을 감소시키는 화합물의 구조적 특징]
이제, 광학 필름, 특히 셀룰로오스 아실레이트 필름의 광학 이방성을 감소시키는 화합물을 설명할 것이다. 부단한 연구 결과, 본 발명자들은 필름 내 셀룰로오스 아실레이트의 평면 내 및 필름 두께 방향에서의 배향을 억제하는 화합물을 사용함으로써, Re 를 0 으로, Rth 를 0 에 근접시켜, 광학 이방성을 충분히 감소시켰다. 상기 목적을 위해, 셀룰로오스 아실레이트와 충분히 상용성이고, 그 자체가 막대형 구조 및 평면 구조를 갖지 않는, 광학 이방성을 감소시키는 화합물을 사용하는 것이 유리하다. 방향족 기와 같은 평면 관능기를 복수개 갖는 경우, 더욱 상세하게 말하자면, 이들 관능기가 단일 평면 상에 있지 않은 비평면 구조가 유리하다.
셀룰로오스 아실레이트 필름의 광학 이방성을 감소시키는 화합물의 예로서, 하기 화학식 (1) 내지 (19) 로 나타내어지는 화합물이 언급될 수 있다:
Figure 112006083791569-PCT00004
상기 식 중, R11 내지 R13 은 독립적으로 각각 탄소수 1 내지 20 인 지방족기를 나타낸다. R11 내지 R13 은 함께 결합해서 고리를 형성할 수 있다.
Figure 112006083791569-PCT00005
상기 화학식 (2) 및 (3) 에서, Z 는 탄소 원자, 산소 원자, 황원자 또는 -NR25- 를 나타개고, 식 중, R25 는 수소 원자 또는 알킬기를 나타낸다. Z 를 함유하는 5-원 또는 6-원 고리는 치환기를 가질 수 있다. Y21 및 Y22 는 독립적으로 각각 탄소수 1 내지 20 인 에스테르기, 알콕시카르보닐기, 아미도기 또는 카르바모일기를 나타낸다. Y21 및 Y22 는 함께 결합해서 고리를 형성할 수 있다. m 은 1 내지 5 의 정수이고, n 은 1 내지 6 의 정수이다.
Figure 112006083791569-PCT00006
상기 화학식 (4) 내지 (12) 에서, Y31 내지 Y70 은 독립적으로 각각 탄소수 1 내지 20 인 에스테르기, 탄소수 1 내지 20 인 알콕시 카르보닐기, 탄소수 1 내지 20 인 아미도기, 탄소수 1 내지 20 인 카르바모일기 또는 히드록실기를 나타낸다. V31 내지 V43 은 독립적으로 각각 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20 인 지방족기를 나타낸다. L31 내지 L80 은 독립적으로 각각, 탄소수 0 내지 40 (탄소수 0 내지 20 을 포함함) 인 2 가 포화 연결기를 나타낸다. 원자수가 0 인 L31 내지 L80 은 연결기의 양 말단에 위치한 기가 직접 단일 결합을 형성한다는 의미이다. V31 내지 V43, 및 L31 내지 L80 은 치환기를 추가로 가질 수 있다.
Figure 112006083791569-PCT00007
상기 식 중, R1 은 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다. R2 및 R3 은 독립적으로 각각 수소 원자, 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다. R1, R2 및 R3 은 총 탄소수가 10 이상이고, 이들 기의 각각은 치환기를 가질 수 있다.
Figure 112006083791569-PCT00008
상기 식 중, R4 및 R5 는 독립적으로 각각 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다. R4 및 R5 는 총 탄소수가 10 이상이고, 이들 기의 각각은 치환기를 가질 수 있다.
Figure 112006083791569-PCT00009
상기 식 중, R1, R2 및 R3 은 독립적으로 각각 수소 원자 또는 알킬기를 나타낸다. X 는 하기 연결기 1 군으로부터 선택되는 하나 이상의 기로 형성되는 2 가 연결기를 나타낸다. Y 는 알킬기, 아릴기 또는 아르알킬기를 나타낸다. (연결기 1 군) 단일 결합, -O-, -CO-, -NR4-, 알킬렌기 및 아릴렌기 (식 중, R4 는 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 아르알킬기를 나타냄).
Figure 112006083791569-PCT00010
상기 식 중, Q1, Q2 및 Q3 은 독립적으로 각각 5-원 또는 6-원 고리를 나타낸다. X 는 B, C-R (식 중, R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타냄), N, P 또는 P=O 를 나타낸다.
Figure 112006083791569-PCT00011
상기 식 중, X2 는 B, C-R (식 중, R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타냄) 또는 N 을 나타낸다. R11, R12, R13, R14, R15, R21, R22, R23, R24, R25, R31, R32, R33, R34 및 R35 는 각각 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
Figure 112006083791569-PCT00012
상기 식 중, R1 은 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다. R2 및 R3 은 독립적으로 각각 수소 원자, 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다. 알킬기 및 아릴기는 치환기를 가질 수 있다.
화학식 (18) 로 나타내어지는 화합물의 바람직한 예는 하기 화학식 (19) 로 나타내어지는 화합물이다:
Figure 112006083791569-PCT00013
상기 화학식 (19) 에서, R4, R5 및 R6 은 독립적으로 각각 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다. 알킬기는 사슬형, 분지형 또는 시클릭 알킬기일 수 있다. 알킬기는 탄소수가 바람직하게는 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 1 내지 15, 가장 바람직하게는 1 내지 12 이다. 시클릭 알킬기로서 시클로헥실기가 특히 바람직하다. 아릴기는 탄소수가 바람직하게는 6 내지 36, 더욱 바람직하게는 6 내지 24 이다.
상기 알킬기 및 아릴기는 치환기를 추가로 가질 수 있다. 치환기의 바람직한 예에는 할로겐 원자 (예를 들어, 염소, 브롬, 불소 및 요오드), 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 아실옥시기, 술포닐아미노기, 히드록시기, 시아노기, 아미노기 및 아실아미노기가 포함된다. 이의 더욱 바람직한 예에는 할로겐 원자, 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 아릴옥시기, 술포닐아미노기 및 아실아미노기가 포함된다. 이의 특히 바람직한 예에는 알킬기, 아릴기, 술포닐아미노기 및 아실아미노기가 포함된다.
[광학 필름에 대한 첨가제]
본 발명에 따른 광학 필름을, 상기 언급된 열가소성 중합체 수지를 고온-용융시킨 후, 필름-형성하여 제조할 수 있다. 대안적으로는, 중합체가 균일하게 용해된 용액을 이용하는 용액 필름-형성 방법 (용매 캐스팅법) 에 의해 제조할 수 있다. 고온 용융 필름-형성의 경우, 고온 용융 단계에서 다양한 첨가제 (예를 들어, 광학 이방성 감소 화합물, 파장 분산 제어제, UV-차단제, 가소제, 분해 방지제, 미세 입자, 광학 특성-제어제 등) 를 첨가하는 것이 가능하다. 반면, 용액으로부터 광학 필름을 제조하는 경우, 제조의 개별 단계에서 목적에 따라 중합체 용액 (이하, 도프라 칭함) 에 다양한 첨가제 (예를 들어, 광학 이방성 감소 화합물, 파장 분산 제어제, UV-차단제, 가소제, 분해 방지제, 미세 입자, 광학 특성-제어제 등) 를 첨가하는 것이 가능하다. 이제 이들 첨가제를 설명할 것이다. 이들 첨가제는 도프의 제조 단계 중에 첨가될 수 있다. 대안적으로는, 첨가제의 첨가 단계가 도프 제조의 마지막 단계에 제공될 수 있다.
[광학 필름의 광학 이방성을 감소시키는 화합물]
본 발명에 따른 광학 필름의 특징 중 하나는 하기 식 (i) 로 나타내어지는 하나 이상의 화합물을 함유하는 것으로, 이는 하기 식 (ii) 및 (iii) 으로 구체화되어지는 요건을 만족시키는 범위 내에서 필름 두께 방향에서의 위상지연값 Rth 를 감소시킨다.
(i) Rth = ((nx ＋ ny) / 2 - nz ) × d
(ii) (Rth(A) - Rth(0)) / A ≤ -1.0
(iii) 0.1 ≤ A ≤ 30.
상기 식 (ii) 및 (iii) 에 관하여, 바람직하게는 (ii) (Rth(A) - Rth(0)) / A ≤ -2.0 및 (iii) 0.1 ≤ A ≤ 25 이고, 더욱 바람직하게는 (ii) (Rth(A) - Rth(0)) / A ≤ -3.0 및 (iii) 0.1 ≤ A ≤ 20 이다.
상기 식에서, Rth(A) 는 Rth 을 감소시키는 화합물을 A % 함유하는 필름의 Rth (nm) 이고; Rth(O) 은 Rth 을 감소시키는 화합물을 함유하지 않는 필름의 Rth (nm) 이고; A 는, 필름 재료로서 사용되는 중합체의 질량을 100 이라 할 때, 화합물의 질량(%) 이다.
(log P 값)
본 발명에 따른 광학 필름, 특히 셀룰로오스 아실레이트 필름을 제조하기 위해, 필름 내의 셀룰로오스 아실레이트가 평면-내 및 필름 두께 방향으로 배향되는 것을 방지하여 광학 이방성을 감소시키는 화합물 중으로부터, 옥탄올-물 분배 계수 (log P 값) 가 0 내지 7 인 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. log P 값이 7 을 초과하는 화합물은 셀룰로오스 아실레이트와의 혼화성이 불량하여, 종종 필름을 흐리게 하거나 블루밍 (blooming) 시킨다. log P 값이 0 미만인 화합물은 매우 친수성이고, 이는 때때로 셀룰로오스 아실레이트 필름의 내수성을 악화시킨다. 더욱 바람직하게는, 상기 log P 값이 1 내지 6, 특히 바람직하게는 1.5 내지 5 의 범위이다.
옥탄올-물 분배 계수 (log P 값) 는 JIS Z7260-107 (2000) 에 따른 플라스크 진탕법 (flask shaking method) 에 의해 측정될 수 있다. 실제 측정이 아닌 계산법 (computational method) 또는 경험법 (empirical method) 을 사용하여 옥탄올-물 분배 계수 (log P 값) 를 추정하는 것 또한 가능하다. 계산법으로서, 바람직하게는, Crippen 의 차분법 (J. Chem. Inf. Comput. Sci., 27, 21 (1987)), Viswanadhan 의 차분법 (J. Chem. Inf. Comput. Sci., 29, 163 (1989)), Broto 의 차분법 (Eur. J. Med. Chem. - Chim. Theor., 19, 71 (1984)) 등을 이용할 수 있다. 더욱 바람직하게는, Crippen 의 차분법 (J. Chem. Inf. Comput. Sci., 27, 21 (1987)) 을 이용한다. 상기 측정법으로 측정된, 화합물의 log P 값이 이의 계산된 값과 상이한 경우, Crippen 의 차분법을 사용하여 상기 화합물이 원하는 범위에 부합되는지 여부를 판단하는 것이 바람직하다.
[광학 이방성을 감소시키는 화합물의 물리적 특성]
광학 이방성을 감소시키는 화합물은 방향족기를 함유하거나 함유하지 않을 수 있다. 바람직하게는, 광학 이방성을 감소시키는 화합물은 분자량이 150 이상 3,000 이하이고, 더욱 바람직하게는 170 이상 2,000 이하이고, 특히 바람직하게는 200 이상 1,000 이하이다. 분자량이 상기 범위에 부합되는 한, 화합물은 특정 단량체 구조, 또는 상기 단량체 단위의 복수개가 함께 결합되어 이루어진 저중합체 또는 중합체 구조를 가질 수 있다.
광학 이방성을 감소시키는 화합물은 25 ℃ 에서 액체이거나, 용융점이 25 내지 250 ℃ 인 고체인 것이 바람직하다. 25 ℃ 에서 액체이거나, 용융점이 25 내지 200 ℃ 인 고체인 화합물이 더욱 바람직하다. 광학 이방성을 감소시키는 화합물이 셀룰로오스 아실레이트 필름의 구성 중 도프 캐스팅 및 건조 과정에서 증발하지 않는 것이 또한 바람직하다.
광학 이방성을 감소시키는 화합물은 고체 셀룰로오스 아실레이트 함량을 기준으로 바람직하게는 0.01 내지 30 질량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 25 질량%, 특히 바람직하게는 5 내지 20 질량% 의 양으로 첨가된다.
광학 이방성을 감소시키는 화합물로서 단일 화합물이 사용될 수 있다. 대안적으로는, 둘 이상의 화합물의 임의 비율의 혼합물이 사용될 수 있다.
광학 이방성을 감소시키는 화합물은 도프 제조 중 임의의 단계에서 첨가될 수 있다. 이는 도프 제조의 최종 단계에서 첨가될 수 있다.
한면 이상의 표면으로부터 총 필름 두께의 10 % 에 해당하는 부분까지 광학 이방성 감소 화합물의 평균 함량은, 셀룰로오스 아실레이트 필름 중심에서의 화합물 평균 함량의 80 내지 99 % 의 양이다. 화합물 함량은, 예를 들어, JP-A-8-57879 에 기재된 적외선 분광법에 의해, 표면 및 중심에서 화합물을 정량화하여 측정할 수 있다.
이제, 본 발명에 사용되는 셀룰로오스 아실레이트 필름의 광학 이방성을 감소시키는 화합물의 구체적인 예를 설명할 것이나, 본 발명이 이들 화합물에 한정되는 것은 아니다.
먼저, 화학식 (1)의 화합물을 기술할 것이다.
화학식 (1) 에서, R11 내지 R13 은 독립적으로 각각 탄소수 1 내지 20 인 지방족 기를 나타낸다. R11 내지 R13 은 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
이제, R11 내지 R13 을 더욱 상세히 설명할 것이다. R11 내지 R13 은 독립적으로 각각 탄소수 1 내지 20, 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 지방족기를 나타낸다. 본원에 사용되는 바와 같은 "지방족기" 라는 용어는 바람직하게는 지방족 탄화수소기, 더욱 바람직하게는 알킬기 (사슬형, 분지형 및 시클릭 알킬기를 포함함), 알케닐기 또는 알키닐기를 의미한다. 알킬기의 예에는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, t-부틸, n-펜틸, t-아밀, n-헥실, n-옥틸, 데실, 도데실, 에이코실, 2-에틸헥실, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 2,6-디메틸시클로헥실, 4-t-부틸시클로헥실, 시클로펜틸, 1-아다만틸, 2-아다만틸, 바이시클로 [2.2.2] 옥탄-3-일 등이 포함된다. 알케닐기의 예에는 비닐, 알릴, 프레닐, 제라닐, 올레일, 2-시클로펜텐-1-일, 2-시클로헥센-1-일 등이 포함된다. 알키닐기의 예에는 에티닐 및 프로파르길 (propargyl) 등이 포함된다.
R11 내지 R13 으로 나타내어지는 지방족기는 치환될 수 있다. 치환기의 예에는 할로겐 원자 (예를 들어, 염소, 브롬, 불소 및 요오드), 알킬기 (사슬형, 분지형 및 시클릭 알킬기, 바이시클로알킬기 및 활성 메틴기를 포함함), 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로시클릭기 (임의의 치환 위치에서), 아실기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 헤테로시클릭 옥시카르보닐기, 카르바모일기, N-아실카르바모일기, N-술포닐카르바모일기, N-카르바모일카르바모일기, N-술파모일카르바모일기, 카르바조일기, 카르복실기 또는 이의 염, 옥살릴기, 옥사모일기, 시아노기, 카본이미도일기), 포르밀기, 히드록시기, 알콕시기 (에틸렌옥시기 또는 프로필렌옥시기 반복 단위를 포함함), 아릴옥시기, 헤테로시클릭 옥시기, 아실옥시기, (알콕시 또는 아릴옥시) 카르보닐옥시기, 카르바모일옥시기, 술포닐옥시기, 아미노기, (알킬, 아릴 또는 헤테로시클릭) 아미노기, 아실아미노기, 술폰아미도기, 우레이도기, 티오우레이도기, 이미도기, (알콕시 또는 아릴옥시) 카르보닐아미노기, 술파모일아미노기, 세미(semi)카르바지드기, 암모니오기, 옥사모일아미노기, N-(알킬 또는 아릴)술포닐우레이도기, N-아실우레이도기, N-아실술파모일아미노기, 4 차화된 질소 원자를 갖는 헤테로시클릭기 (예를 들어, 피리디니오기, 이미다졸리오기, 퀴놀리니오기, 이소퀴놀리니오기), 이소시아노기, 이미노기, (알킬 또는 아릴) 술포닐기, (알킬 또는 아릴) 술피닐기, 술포기 또는 이의 염, 술파모일기, N-아실술파모일기, N-술포닐술파모일기 또는 이의 염, 포스피노기, 포스피닐기, 포스피닐옥시기, 포스피닐아미노기 및 실릴기 등이 포함된다.
더욱이, 이들 기들은 서로 결합되어 복합 치환기를 형성할 수 있다. 그러한 치환기의 예에는 에톡시에톡시에틸기, 히드록시에톡시에틸기, 에톡시카르보닐에틸기 등이 포함된다. R11 내지 R13 은 치환기로서 포스페이트기를 추가로 가질 수 있다. 화학식 (1) 의 화합물은 분자 하나 당 복수의 포스페이트기를 가질 수 있다.
다음으로, 화학식 (2) 및 (3) 의 화합물을 기술할 것이다.
화학식 (2) 및 (3) 에서, Z 는 탄소 원자, 산소 원자, 황 원자, 또는 -NR25 (식 중, R25 는 수소 원자 또는 알킬기를 나타냄) 를 나타낸다. Z 를 갖는 5-원 또는 6-원 고리는 치환기를 가질 수 있다. 복수의 치환기는 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다. Z 를 갖는 5-원 또는 6-원 고리의 예에는 테트라히드로푸란, 테트라히드로피란, 테트라히드로티오펜, 티안, 피롤리딘, 피페리딘, 인돌린, 이소인돌린, 크로만, 이소크로만, 테트라히드로-2-푸라논, 테트라히드로-2-피론, 4-부탄 락탐, 6-헥사노락탐 등이 포함된다.
Z 를 갖는 5- 또는 6-원 고리는 락톤 구조 또는 락탐 구조, 즉, Z 에 인접한 탄소 원자에 옥소기를 갖는 시클릭 에스테르 또는 시클릭 아미드 구조를 포함한다. 그러한 시클릭 에스테르 또는 시클릭 아미드 구조의 예에는 2-피롤리돈, 2-피페리돈, 5-펜탄올리드 및 6-헥산올리드가 포함된다.
R25 는 수소 원자, 또는 탄소수가 바람직하게는 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 1 내지 16, 특히 바람직하게는 1 내지 12 인 알킬기 (사슬형, 분지형 및 시클릭 알킬기를 포함) 을 나타낸다. R25 로 나타내는 알킬기의 예에는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, t-부틸, n-펜틸, t-아밀, n-헥실, n-옥틸, 데실, 도데실, 에이코실, 2-에틸헥실, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 2,6-디메틸시클로헥실, 4-t-부틸시클로헥실, 시클로펜틸, 1-아다만틸, 2-아다만틸 및 바이시클로[2.2.2]옥탄-3-일 등이 포함된다. R25 로 나타내는 알킬기는 치환될 수 있다. 치환기의 예로서, R11 내지 R13 의 치환기의 예로서 상기된 것이 언급될 수 있다.
Y21 및 Y22 는 독립적으로 각각 에스테르기, 알콕시카르보닐기, 아미도기 또는 카르바모일기를 나타낸다. 에스테르기는 바람직하게는 탄소수가 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수가 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수가 1 내지 12 이다. 이의 예에는 아세톡시, 에틸카르보닐옥시, 프로필카르보닐옥시, n-부틸카르보닐옥시, 이소-부틸카르보닐옥시, t-부틸카르보닐옥시, sec-부틸카르보닐옥시, n-펜틸카르보닐옥시, t-아밀카르보닐옥시, n-헥실카르보닐옥시, 시클로헥실카르보닐옥시, 1-에틸펜틸카르보닐옥시, n-헵틸카르보닐옥시, n-노닐카르보닐옥시, n-운데실카르보닐옥시, 벤질카르보닐옥시, 1-나프탈렌카르보닐옥시 및 2-나프탈렌카르보닐옥시, 1-아다만탄카르보닐옥시 등이 포함된다. 알콕시카르보닐기는 바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 이다. 이의 예에는 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐, n-프로필옥시카르보닐, 이소프로필옥시카르보닐, n-부톡시카르보닐, t-부톡시카르보닐, 이소-부틸옥시카르보닐, see-부틸옥시카르보닐, n-펜틸옥시카르보닐, t-아밀옥시카르보닐, n-헥실옥시카르보닐, 시클로헥실옥시카르보닐, 2-에틸헥실옥시카르보닐, 1-에틸프로필옥시카르보닐, n-옥틸옥시카르보닐, 3,7-디메틸-3-옥틸옥시카르보닐, 3,5,5-트리메틸헥실옥시카르보닐, 4-t-부틸시클로헥실옥시카르보닐, 2,4-디메틸펜틸-3-옥시카르보닐, 1-아다만탄옥시카르보닐, 2-아다만탄옥시카르보닐, 디시클로펜타디에닐옥시카르보닐, n-데실옥시카르보닐, n-도데실옥시카르보닐, n-테트라데실옥시카르보닐, n-헥사데실옥시카르보닐 등이 포함된다. 아미도기는 바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 이다. 이의 예에는 아세트아미도, 에틸카르복사미도, n-프로필카르복사미도, 이소프로필카르복사미도, n-부틸카르복사미도, t-부틸카르복사미도, 이소-부틸카르복사미도, sec-부틸카르복사미도, n-펜틸카르복사미도, t-아밀카르복사미도, n-헥실카르복사미도, 시클로헥실카르복사미도, 1-에틸펜틸카르복사미도, 1-에틸프로필카르복사미도, n-헵틸카르복사미도, n-옥틸카르복사미도, 1-아다만탄카르복사미도, 2-아다만탄카르복사미도, n-노닐카르복사미도, n-도데실카르복사미도, n-펜탄카르복사미도, n-헥사데실카르복사미도 등이 포함된다. 카르바모일기는 바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 이다. 이의 예에는 메틸카르바모일, 디메틸카르바모일, 에틸카르바모일, 디에틸카르바모일, n-프로필카르바모일, 이소프로필카르바모일, n-부틸카르바모일, t-부틸카르바모일, 이소-부틸카르바모일, sec-부틸카르바모일, n-펜틸카르바모일, t-아밀카르바모일, n-헥실카르바모일, 시클로헥실카르바모일, 2-에틸헥실카르바모일, 2-에틸부틸카르바모일, t-옥틸카르바모일, n-헵틸카르바모일, n-옥틸카르바모일, 1-아다만탄카르바모일, 2-아다만탄카르바모일, n-데실카르바모일, n-도데실카르바모일, n-테트라데실카르바모일, n-헥사데실카르바모일 등이 포함된다. Y21 및 Y22 는 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다. Y21 및 Y22 는 치환기를 추가로 가질 수 있다. 치환기의 예로서, R11 내지 R13 의 치환기의 예로서 상기된 것이 언급될 수 있다. m 은 1 내지 5 이고, n 은 1 내지 6 이다.
다음으로, 화학식 (4) 내지 (12) 의 화합물을 기술할 것이다.
화학식 (4) 내지 (12) 에서, Y31 내지 Y70 은 독립적으로 각각 에스테르기, 알콕시카르보닐기, 아미도기, 카르바모일기 또는 히드록시기를 나타낸다. 에스테르기는 바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 이다. 이의 예에는 아세톡시, 에틸카르보닐옥시, 프로필카르보닐옥시, n-부틸카르보닐옥시, 이소-부틸카르보닐옥시, t-부틸카르보닐옥시, sec-부틸카르보닐옥시, n-펜틸카르보닐옥시, t-아밀카르보닐옥시, n-헥실카르보닐옥시, 시클로헥실카르보닐옥시, 1-에틸펜틸카르보닐옥시, n-헵틸카르보닐옥시, n-노닐카르보닐옥시, n-운데실카르보닐옥시, 벤질카르보닐옥시, 1-나프탈렌카르보닐옥시, 2-나프탈렌카르보닐옥시, 1-아다만탄카르보닐옥시 등이 포함된다. 알콕시카르보닐기는 바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 이다. 이의 예에는 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐, n-프로필옥시카르보닐, 이소프로필옥시카르보닐, n-부톡시카르보닐, t-부톡시카르보닐, 이소-부톡시카르보닐, sec-부틸옥시카르보닐, n-펜틸옥시카르보닐, t-아밀옥시카르보닐, n-헥실옥시카르보닐, 시클로헥실옥시카르보닐, 2-에틸헥실옥시카르보닐, 1-에틸프로필옥시카르보닐, n-옥틸옥시카르보닐, 3,7~디메틸-3-옥틸옥시카르보닐, 3,5,5-트리메틸헥실옥시카르보닐, 4-t-부틸시클로헥실옥시카르보닐, 2,4-디메틸펜틸-3-옥시카르보닐, 1-아다만탄옥시카르보닐, 2-아다만탄옥시카르보닐, 디시클로펜타디에닐옥시카르보닐, n-데실옥시카르보닐, n-도데실옥시카르보닐, n-테트라데실옥시카르보닐, n-헥사데실옥시카르보닐 등이 포함된다. 아미도기는 바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 이다. 이의 예에는 아세트아미도, 에틸카르복사미도, n-프로필카르복사미도, 이소프로필카르복사미도, n-부틸카르복사미도, t-부틸카르복사미도, 이소-부틸카르복사미도, sec-부틸카르복사미도, n-펜틸카르복사미도, t-아밀카르복사미도, n-헥실카르복사미도, 시클로헥실카르복사미도, 1-에틸펜틸카르복사미도, 1-에틸프로필카르복사미도, n-헵틸카르복사미도, n-옥틸카르복사미도, 1-아다만탄카르복사미도, 2-아다만탄카르복사미도, n-노닐카르복사미도, n-도데실카르복사미도, n-펜탄카르복사미도, n-헥사데실카르복사미도 등이 포함된다. 카르바모일기는 바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 이다. 이의 예에는 메틸카르바모일, 디메틸카르바모일, 에틸카르바모일, 디에틸카르바모일, n-프로필카르바모일, 이소프로필카르바모일, n-부틸카르바모일, t-부틸카르바모일, 이소-부틸카르바모일, sec-부틸카르바모일, n-펜틸카르바모일, t-아밀카르바모일, n-헥실카르바모일, 시클로헥실카르바모일, 2-에틸헥실카르바모일, 2-에틸부틸카르바모일, t-옥틸카르바모일, n-헵틸카르바모일, n-옥틸카르바모일, 1-아다만탄카르바모일, 2-아다만탄카르바모일, n-데실카르바모일, n-도데실카르바모일, n-테트라데실카르바모일, n-헥사데실카르바모일 등이 포함된다. Y31 내지 Y70 은 치환기를 추가로 가질 수 있다. 치환기의 예로서, R11 내지 R13 의 치환기의 예로 상기된 것이 언급될 수 있다.
V31 내지 v43 은 독립적으로 각각 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 인 지방족기를 나타낸다. 본원에서 사용되는 바와 같은 "지방족기" 란 용어는 바람직하게는 지방족 탄화수소기, 더욱 바람직하게는 알킬기 (사슬형, 분지형 및 시클릭 알킬기를 포함), 알케닐기 또는 알키닐기를 의미한다. 알킬기의 예에는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, t-부틸, n-펜틸, t-아밀, n-헥실, n-옥틸, 데실, 도데실, 에이코실, 2-에틸헥실, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 2,6-디메틸시클로헥실, 4-t-부틸시클로헥실, 시클로펜틸, 1-아다만틸, 2-아다만틸, 바이시클로[2.2.2]옥탄-3-일 등이 포함된다. 알케닐기의 예에는 비닐, 알릴, 프레닐, 제라닐, 올레일, 2-시클로펜텐-1-일, 2-시클로헥센-1-일 등이 포함된다. 알키닐기의 예에는 에티닐 및 프로파르길 등이 포함된다. V31 내지 V43 은 치환기를 추가로 가질 수 있다. 치환기의 예로서, R11 내지 R13 의 치환기의 예로 상기된 것이 언급될 수 있다.
L31 내지 L80 은 독립적으로 각각 탄소수가 0 내지 40 인 (탄소수 0 내지 20 포함) 2 가 포화 연결기를 나타낸다. 원자수가 0 인 L31 내지 L80 은 연결기의 양 말단에 위치한 기가 직접 단일 결합을 형성한다는 것을 의미한다. L31 내지 L80 의 바람직한 예에는 알킬렌기 (예를 들어, 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, 트리메틸렌, 테트라메틸렌, 펜타메틸렌, 헥사메틸렌, 메틸에틸렌, 에틸에틸렌 등), 시클릭 2 가기 (예를 들어, 시스-l,4-시클로헥실렌, 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,3-시클로펜틸리덴 등), 에테르, 티오에테르, 에스테르, 아미드, 술폰, 술폭시드, 술파이드, 술폰아미드, 우레일렌, 티오우레일렌 등이 포함된다. 이들 2 가기는 서로 결합하여 2 가 복합기를 형성할 수 있다. 상기 복합 치환기의 예에는 -(CH2)2O(CH2)2-, -(CH2)20(CH2)0(CH2)-, -(CH2)2S(CH2)2-, -(CH2)202C(CH2)2- 등이 포함된다. L31 내지 L80 은 치환기를 추가로 가질 수 있다. 치환기의 예로서, R11 내지 R13 의 치환기의 예로 상기된 것이 언급될 수 있다.
화학식 (4) 내지 (12) 에서 Y31 내지 Y70, V31 내지 V43 및 L31 내지 L80 을 조합하여 형성되는 화합물의 바람직한 예에는 시트르산 에스테르 (예를 들어, 트리에틸 o-아세틸시트레이트, 트리부틸 o-아세틸시트레이트, 아세틸트리에틸 시트레이트, 아세틸트리부틸 시트레이트, 트리(에틸옥시카르보닐메틸렌), o-아세틸시트레이트 등), 올레산 에스테르 (예를 들어, 에틸 올레에이트, 부틸 올레에이트, 2-에틸헥실 올레에이트, 페닐 올레에이트, 시클로헥실 올레에이트, 옥틸 올레에이트 등), 리신올산 에스테르 (예를 들어, 메틸아세틸 리신올레이트 등), 세박산 에스테르 (예를 들어, 디부틸 세바케이트 등), 글리세롤 카르복실산 에스테르 (예를 들어, 트리아세틴, 트리부틸린 등), 글리콜산 에스테르 (예를 들어, 부틸프탈릴부틸 글리콜레이트, 에틸프탈릴에틸 글리콜레이트, 메틸프탈릴에틸 글리콜레이트, 부틸프탈릴부틸 글리콜레이트, 메틸프탈릴메틸 글리콜레이트, 프로필프탈릴프로필 글리콜레이트, 부틸프탈릴부틸 글리콜레이트, 옥틸프탈릴옥틸 글리콜레이트 등), 펜타에리트리톨 카르복실산 에스테르 (예를 들어, 펜타에리트리톨 테트라아세테이트, 펜타에리트리톨 테트라부티레이트 등), 디펜타에리트리톨 카르복실산 에스테르 (예를 들어, 디펜타에리트리톨 헥사아세테이트, 디펜타에리트리톨 헥사부티레이트, 디펜타에리트리톨 테트라아세테이트 등), 트리메틸올프로판 카르복실산 에스테르 (예를 들어, 트리메틸올프로판 트리아세테이트, 트리메틸올프로판 디아세테이트 모노프로피오네이트, 트리메틸올프로판 트리프로피오네이트, 트리메틸올프로판 트리부티레이트, 트리메틸올프로판 트리피발레이트, 트리메틸올프로판 트리(t-부틸아세테이트), 트리메틸올프로판 디-2-에틸헥사노에이트, 트리메틸올프로판 테트라-2-에틸헥사노에이트, 트리메틸올프로판 디아세테이트 모노옥타노에이트, 트리메틸올프로판 트리옥옥타노에이트, 트리메틸올프로판 트리(시클로헥산카르복실레이트) 등), JP-A-11-246704 에 기재된 글리세롤 에스테르, JP-A-2000-63560 에 기재된 디글리세롤 에스테르, JP-A-11-92574 에 기재된 시트르산 에스테르, 피롤리돈카르복실산 에스테르 (메틸 2-피롤리돈-5-카르복실레이트, 에틸 2-피롤리돈-5-카르복실레이트, 부틸 2-피롤리돈-5-카르복실레이트, 2-에틸헥실 2-피롤리돈-5-카르복실레이트), 시클로헥산디카르복실산 에스테르 (디부틸 시스-1,2-시클로헥산디카르복실레이트, 디부틸 트랜스-1,2-시클로헥산디카르복실레이트, 디부틸 시스-1,4-시클로헥산디카르복실레이트, 디부틸 트랜스-1,4-시클로헥산디카르복실레이트 등), 자일리톨 카르복실산 에스테르 (자일리톨 펜타아세테이트, 자일리톨 테트라아세테이트, 자일리톨 펜타프로피오네이트 등) 등이 포함된다.
다음으로, 본 발명에서 사용 가능한 화학식 (1) 내지 (12) 로 나타내어지는 화합물의 예를 하기에 제시할 것인데, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 화합물 (C-1 내지 C-76) 은 화학식 (1) 의 화합물의 예이고, 화합물 (C-201 내지 C-231 및 C-401 내지 C-448) 은 화학식 (2) 내지 (12) 의 화합물의 예이다. 하기 표에서 보여지거나, 괄호 안에 제공된 log P 값는 Crippen 의 차분법 (J. Chem. Inf. Comput. Sci., 27, 21 (1987)) 에 의해 결정하였다.
Figure 112006083791569-PCT00014
상기 식 중, R1 내지 R3 은 상기 화학식 (1) 에서의 R11 내지 R13 에서와 동일한 의미를 가지고, 이의 구체적인 예가 하기 화합물 (C-1 내지 C-76) 과 관련되어 제시될 것이다.
Figure 112006083791569-PCT00015
Figure 112006083791569-PCT00016
Figure 112006083791569-PCT00017
Figure 112006083791569-PCT00018
Figure 112006083791569-PCT00019
Figure 112006083791569-PCT00020
Figure 112006083791569-PCT00021
Figure 112006083791569-PCT00022
Figure 112006083791569-PCT00023
이제, 화학식 (13) 및 (14) 의 화합물을 기술할 것이다.
상기 화학식 (13) 에서, R1 은 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다. R2 및 R3 은 독립적으로 각각 수소 원자, 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다. 특히 바람직하게는, R1, R2 및 R3 에서의 탄소 원자 수의 합이 10 이상이다. 화학식 (14) 에서, R4 및 R5 는 독립적으로 각각 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다. R4 및 R5 에서의 탄소 원자 수의 합은 10 이상이다. 상기 알킬기 및 아릴기는 치환기를 가질 수 있다. 치환기의 바람직한 예에는 불소 원자, 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 술폰기 및 술폰아미도기가 포함된다. 이중, 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 술폰기 및 술폰아미도기가 특히 바람직하다. 알킬기는 사슬형, 분지형 또는 시클릭일 수 있다. 바람직하게는, 알킬기는 탄소수 1 내지 25, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 25, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 20 (예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, t-부틸, 아밀, 이소아밀, t-아밀, 헥실, 시클로헥실, 헵틸, 옥틸, 바이시클로옥틸, 노닐, 아다만틸, 데실, t-옥틸, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실, 노나데실 및 디데실) 이다. 아릴기는 바람직하게는 탄소수 6 내지 30, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 24 (예를 들어, 페닐, 비페닐, 테르페닐, 나프틸, 바이나프틸 및 트리페닐페닐) 이다. 화학식 (13) 또는 화학식 (14) 로 나타내어지는 화합물의 바람직한 예가 하기에 제시될 것이나, 본 발명이 이들 구체적 예에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112006083791569-PCT00024
Figure 112006083791569-PCT00025
Figure 112006083791569-PCT00026
Figure 112006083791569-PCT00027
Figure 112006083791569-PCT00028
다음으로, 화학식 (15) 로 나타내어지는 화합물이 기술될 것이다.
Figure 112006083791569-PCT00029
상기 화학식 (15) 에서, R1, R2 및 R3 은 독립적으로 각각 수소 원자 또는 알킬기를 나타낸다. 알킬기로서, 탄소수 1 내지 5 의 알킬기 (예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 아밀 또는 이소아밀) 이 바람직하다. R1, R2 및 R3 중 하나 이상은 탄소수 1 내지 3 의 알킬기 (예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필 또는 이소프로필) 이다. X 는, 단일 결합, -0-, -C0-, -NR4- (식 중, R4 는 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 아르알킬기를 나타냄), 알킬렌기 (바람직하게는, 탄소수 1 내지 6, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 3, 예컨대, 메틸렌, 에틸렌 또는 프로필렌) 및 아릴렌기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 24, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 12, 예컨대, 페닐렌, 바이페닐렌 또는 나프틸렌) 중으로부터 선택되는 하나 이상의 기로 이루어진 2 가 연결기를 나타낸다. -O-, 알킬렌기 및 아릴렌기로부터 선택되는 하나 이상의 기로 형성되는 2 가 연결기가 더욱 바람직하다. Y 는 바람직하게는 수소 원자, 알킬기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 25, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 예컨대, 에틸, 이소프로필, t-부틸, 헥실, 2-에틸헥실, t-옥틸, 도데실, 시클로헥실, 디시클로헥실 또는 아다만틸), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 24, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 18, 예컨대, 페닐, 비페닐 또는 나프틸) 또는 아르알킬기 (바람직하게는 탄소수 7 내지 30, 더욱 바람직하게는 탄소수 7 내지 20, 예컨대, 벤질, 크레실, t-부틸페닐, 디페닐메틸 또는 트리페닐메틸) 을 나타낸다. 알킬기, 아릴기 또는 아르알킬기가 더욱 바람직하다. -X-Y 의 조합에 관하여, -X-Y 의 탄소수의 합은 바람직하게는 0 내지 40, 더욱 바람직하게는 1 내지 30, 가장 바람직하게는 1 내지 25 이다. 다음으로, 화학식 (14) 로 나타내어지는 화합물의 바람직한 예가 하기에 제시될 것이나, 본 발명이 이들 구체적 예에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112006083791569-PCT00030
Figure 112006083791569-PCT00031
이제, 하기 화학식 (16) 의 화합물이 기술될 것이다.
Figure 112006083791569-PCT00032
식 중, Q1, Q2 및 Q3 은 독립적으로 각각 5- 또는 6-원 고리를 나타내며, 이는 탄화수소 고리 또는 헤테로사이클일 수 있다. 그러한 고리는 모노사이클이거나 또다른 고리와 함께 접합된 고리를 형성할 수 있다. 탄화수소 고리의 바람직한 예에는 치환 또는 비치환 시클로헥산 고리, 치환 또는 비치환 시클로펜탄 고리, 및 방향족 탄화수소 고리가 포함되고, 더욱 바람직하게는 방향족 탄화수소 고리이다. 헤테로사이클의 바람직한 예에는 산소, 질소 및 황 원자 중 하나 이상을 갖는 5- 또는 6-원 고리가 포함된다. 헤테로사이클로서, 산소, 질소 및 황 원자 중 하나 이상을 갖는 방향족 헤테로사이클이 더욱 바람직하다.
Q1, Q2 및 Q3 의 바람직한 예에는 방향족 탄화수소 고리 및 방향족 헤테로사이클이 포함된다. 방향족 탄화수소 고리의 바람직한 예에는 탄소수 6 내지 30 의 모노시클릭 또는 바이시클릭 방향족 탄화수소 고리 (예를 들어, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리 등) 가 포함되고, 탄소수 6 내지 20 인 방향족 탄화수소 고리가 더욱 바람직하고, 탄소수 6 내지 12 의 방향족 탄화수소 고리가 더욱 바람직하고, 벤젠 고리가 더욱 바람직하다.
방향족 헤테로사이클로서, 산소 원자, 질소 원자 또는 황 원자를 갖는 방향족 헤테로사이클이 바람직하다. 헤테로사이클의 구체적 예에는 푸란, 피롤, 티오펜, 이미다졸, 피라졸, 피리딘, 피라진, 피리다진, 트리아졸, 트리아진, 인돌, 인다졸, 푸린, 티아졸린, 티아졸, 티아디아졸, 옥사졸린, 옥사졸, 옥사디아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 프탈라진, 나프틸리딘, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 신놀린, 프테리딘, 아크리딘, 페난트리딘, 페나진, 테트라졸, 벤즈이미다졸, 벤족사졸, 벤즈티아졸, 벤조트리아졸, 테트라자인덴 등이 포함된다. 방향족 헤테로사이클의 바람직한 예에는 피리딘, 트리아진 및 퀴놀린이 포함된다. 바람직하게는, Q1, Q2 및 Q3 은 방향족 탄화수소 고리, 더욱 바람직하게는 벤젠 고리이다. Q1, Q2 및 Q3 은 치환기를 가질 수 있고, 상기 치환기의 예에는 하기에 기술될 치환기 T 가 포함된다.
X 는 B, C-R (식 중, R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타냄), N, P 또는 P=O 를 나타낸다. X 의 바람직한 예에는 B, C-R (식 중, R 은 아릴기, 치환 또는 비치환 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 아실옥시기, 아실아미노기, 알콕시카르보닐아미노기, 아릴옥시카르보닐아미노기, 술포닐아미노기, 히드록시기, 메르캅토기, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 또는 요오드 원자와 같은 할로겐 원자, 및 카르복실기, 더욱 바람직하게는 아릴기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자, 더욱 바람직하게는 알콕시기 또는 히드록시기, 특히 바람직하게는 히드록시기를 나타냄) 및 N 이 포함된다. C-R 이 특히 바람직하다.
화학식 (16) 화합물의 바람직한 예는 하기 화학식 (17) 로 나타내어지는 화합물이다:
Figure 112006083791569-PCT00033
상기 식에서, X2 는 B, C-R (식 중, R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타냄) 또는 N 을 나타낸다. R11, R12, R13, R14, R15, R21, R22, R23, R24, R25, R31, R32, R33, R34 및 R35 는 각각 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
X 는 B, C-R (식 중, R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타냄), N, P 또는 P=O 를 나타낸다. X 의 바람직한 예에는 B, C-R (식 중, R 은 바람직하게는 아릴기, 치환 또는 비치환 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 아실옥시기, 아실아미노기, 알콕시카르보닐아미노기, 아릴옥시카르보닐아미노기, 술포닐아미노기, 히드록시기, 메르캅토기, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 또는 요오드 원자와 같은 할로겐 원자, 또는 카르복실기, 더욱 바람직하게는 아릴기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기, 또는 할로겐 원자, 더욱 바람직하게는 알콕시기 또는 히드록시기, 특히 바람직하게는 히드록시기를 나타냄), N 및 P=O 가 포함된다. C-R 및 N 이 더욱 바람직하고, C-R 이 특히 바람직하다.
R11, R12, R13, R14, R15, R21, R22, R23, R24, R25, R31, R32, R33, R34 및 R35 는 각각 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 치환기의 예로서, 하기에 기술될 치환기 T 가 언급될 수 있다. R11, R12, R13, R14, R15, R21, R22, R23, R24, R25, R31, R32, R33, R34 및 R35 의 바람직한 예에는 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 비치환 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 아실옥시기, 아실아미노기, 알콕시카르보닐아미노기, 아릴옥시카르보닐아미노기, 술포닐아미노기, 술파모일기, 카르바모일기, 알킬티오기, 아릴티오기, 술포닐기, 술피닐기, 우레이도기, 포스포르아미도기, 히드록시기, 메르캅토기, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자와 같은 할로겐 원자, 시아노기, 술포기, 카르복실기, 니트로기, 히드록사메이트기, 술피노기, 히드라지노기, 이미노기, 헤테로시클릭기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 30, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 이고, 헤테로원자로서 예를 들어 질소 원자, 산소 원자 또는 황 원자를 갖는, 예컨대, 이미다졸릴, 피리딜, 퀴놀릴, 푸릴, 피페리딜, 모르폴리노, 벤족사졸릴, 벤즈이미다졸릴 및 벤즈티아졸릴) 및 실릴기가 포함된다. 이의 더욱 바람직한 예에는 알킬기, 아릴기, 치환 또는 비치환 아미노기, 알콕시기 및 아릴옥시기가 포함된다. 이중, 알킬기, 아릴기 및 알콕시기가 특히 바람직하다.
이들 치환기는 추가로 치환될 수 있다. 둘 이상의 치환기를 가지는 경우, 치환기들은 동일하거나 상이할 수 있다. 가능한 경우, 이들 치환기들은 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
이제 상기된 바와 같은 치환기 T 를 설명할 것이다. 치환기 T 의 예에는, 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 8 의 알킬기, 예컨대 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸 및 시클로헥실), 알케닐기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 8 의 알케닐기, 예컨대 비닐, 알릴, 2-부테닐 및 s-펜테닐), 알키닐기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 8 의 알키닐기, 예컨대 프로파르길 및 3-펜티닐), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 30, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 아릴기, 예컨대 페닐, p-메틸페닐 및 나프틸), 치환 및 비치환 아미노기 (바람직하게는 탄소수 0 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 0 내지 10, 특히 바람직하게는 탄소수 0 내지 6 의 아미노기, 예컨대 아미노, 메틸아미노, 디메틸아미노, 디에틸아미노 및 디벤질아미노), 알콕시기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 8 의 알콕시기, 예컨대 메톡시, 에톡시 및 부톡시), 아릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 아릴옥시기, 예컨대 페닐옥시 및 2-나프틸옥시), 아실기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 아실기, 예컨대 아세틸, 벤조일, 포르밀 및 피발로일), 알콕시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 12 의 알콕시카르보닐기, 예컨대 메톡시카르보닐 및 에톡시카르보닐), 아릴옥시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 7 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 7 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 7 내지 10 의 아릴옥시카르보닐기, 예컨대 페닐옥시카르보닐), 아실옥시기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 10 의 아실옥시기, 예컨대 아세톡시 및 벤조일옥시), 아실아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 10 의 아실아미노기, 예컨대 아세틸아미노 및 벤조일아미노), 알콕시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 12 의 알콕시카르보닐아미노기, 예컨대 메톡시카르보닐아미노), 아릴옥시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 7 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 7 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 7 내지 12 아릴옥시카르보닐아미노기, 예컨대 페닐옥시카르보닐아미노기), 술포닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 술포닐아미노기, 예컨대 메탄술포닐아미노기 및 벤젠술포닐아미노기), 술파모일기 (바람직하게는 탄소수 0 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 0 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 0 내지 12 의 술파모일기, 예컨대 술파모일, 메틸술파모일, 디메틸술파모일 및 페닐술파모일), 카르바모일기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 카르바모일기, 예컨대 카르바모일, 메틸카르바모일, 디에틸카르바모일 및 페닐카르바모일), 알킬티오기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 알킬티오기, 예컨대 메틸티오 및 에틸티오), 아릴티오기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 아릴티오기, 예컨대 페닐티오), 술포닐기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 술포닐기, 예컨대 메실 및 토실), 술피닐기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 술피닐기, 예컨대 메탄술피닐 및 벤젠술피닐), 우레이도기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 우레이도기, 예컨대 우레이도, 메틸우레이도 및 페닐우레이도), 포스포르아미도기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 포스포르아미도기, 예컨대 디에틸포스포르아미도 및 페닐포스포르아미도), 히드록시기, 메르캅토기, 할로겐 원자 (예를 들어, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자), 시아노기, 술포기, 카르복실기, 니트로기, 히드록사메이트기, 술피노기, 히드라지노기, 이미노기, 헤테로시클릭기 (헤테로 원자로서 질소 원자, 산소 원자 또는 황 원자를 갖는, 바람직하게는 탄소수 1 내지 30, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 헤테로시클릭기, 예컨대 이미다졸릴, 피리딜, 퀴놀릴, 푸릴, 피페리딜, 모르폴리노, 벤족사졸릴, 벤즈이미다졸릴 및 벤즈티아졸릴) 및 실릴기 (바람직하게는 탄소수 3 내지 40, 더욱 바람직하게는 탄소수 3 내지 30, 특히 바람직하게는 탄소수 3 내지 24 의 실릴기, 예컨대 트리메틸실릴 및 트리페닐실릴) 등이 포함된다. 이들 치환기는 추가로 치환될 수 있다. 둘 이상의 치환기를 갖는 경우, 치환기들은 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 가능한 경우, 이들 치환기가 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
다음으로, 화학식 (16) 으로 나타내어지는 화합물이 이의 구체적 예를 참조로 하여 더욱 상세히 설명될 것이다. 그러나, 본 발명이 이들 구체적 예에 한정되는 것이 아님이 이해되어야 한다.
Figure 112006083791569-PCT00034
Figure 112006083791569-PCT00035
Figure 112006083791569-PCT00036
Figure 112006083791569-PCT00037
Figure 112006083791569-PCT00038
Figure 112006083791569-PCT00039
다음으로, 화학식 (16) 또는 화학식 (19) 로 나타내어지는 화합물의 바람직한 예가 설명될 것이다. 그러나, 본 발명이 이들 구체적 예에 한정되는 것이 아님이 이해되어야 한다.
Figure 112006083791569-PCT00040
Figure 112006083791569-PCT00041
Figure 112006083791569-PCT00042
Figure 112006083791569-PCT00043
Figure 112006083791569-PCT00044
Figure 112006083791569-PCT00045
Figure 112006083791569-PCT00046
Figure 112006083791569-PCT00047
부단한 연구 결과, 본 발명자들은, 옥탄올-물 분배 계수 (log P 값) 가 0 내지 7 인 비스페놀 유도체, 다가 알코올 에스테르 화합물, 카르복실산 에스테르 화합물 또는 폴리시클릭 카르복실산 화합물을 셀룰로오스 아실레이트에 첨가함으로써 광학 이방성을 감소시킬 수 있음을 알아내었다.
다음으로, 옥탄올-물 분배 계수 (log P 값) 가 0 내지 7 인 비스페놀 유도체, 다가 알코올 에스테르 화합물, 카르복실산 에스테르 화합물 또는 폴리시클릭 카르복실산 화합물의 예를 하기에 기재할 것이다.
(다가 알코올 에스테르 화합물)
다가 알코올 에스테르 화합물은 하나 이상의 모노카르복실산과 2 가 또는 더 고급 알코올의 에스테르이다. 다음으로, 다가 알코올 에스테르 화합물의 예를 하기에 기재할 것인데, 본 발명이 이들 구체적 예에 한정되는 것은 아니다.
(다가 알코올)
다가 알코올의 바람직한 예는 아도니톨, 아라비톨, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 디프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 디부틸렌 글리콜, 1,2,4-부탄트리올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 헥산트리올, 갈락티톨, 만니톨, 3-메틸펜탄-1,3,5-트리올, 피나콜, 소르비톨, 트리메틸올프로판, 트리메틸올에탄, 자일리톨 등을 포함한다. 이의 특히 바람직한 예는 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜, 소르비톨, 트리메틸올프로판 및 자일리톨이다.
(모노카르복실산)
다가 알코올 에스테르 내 모노카르복실산으로서, 공지된 지방족 모노카르복실산, 지환족 모노카르복실산 및 방향족모노카르복실산 등이 사용될 수 있는데, 이에 한정되는 것은 아니다. 셀룰로오스 아실레이트 필름의 증기 투과율, 수분 함량 및 보유력 개선의 관점에서 지환족 모노카르복실산 또는 방향족모노카르복실산을 사용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 모노카르복실산의 바람직한 예를 하기에 기재할 것인데, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
지방족 모노카르복실산으로서, 바람직하게는 탄소수 1 내지 32, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 10 인 사슬형 또는 분지형 지방산을 사용할 수 있다. 셀룰로오스 에스테르와의 혼화성을 개선시키기 위해 아세트산을 사용하는 것이 바람직하다. 아세트산과 기타 카르복실산과의 혼합물을 사용하는 것 또한 바람직하다.
지방족 모노카르복실산의 바람직한 예는 포화 지방산, 예컨대 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 카프로산, 에난트산, 펠라르곤산, 카프릴산, 2-에틸-헥산카르복실산, 운데실산, 라우르산, 트리데실산, 미리스트산, 펜타데실산, 팔미트산, 헵타데실산, 스테아르산, 노나데칸산, 아라킨산 (arachic acid), 베헨산, 리그노세르산, 세로트산, 헵타코사노산, 몬탄산, 멜리스산 및 라세르산, 불포화 지방산, 예컨대 운데실렌산, 올레산, 소르브산, 리놀레산, 리놀렌산, 아라키돈산 등을 포함한다. 이들 지방산은 치환기를 가질 수 있다.
지환족 모노카르복실산의 바람직한 예는 시클로펜탄카르복실산, 시클로헥산카르복실산, 시클로옥탄카르복실산 및 이의 유도체를 포함한다.
방향족 모노카르복실산의 바람직한 예는 벤조산; 벤젠 고리로 알킬기가 도입된 벤조산 유도체, 예컨대 톨루산; 및 둘 이상의 벤젠 고리를 갖는 방향족 모노카르복실산, 예컨대 바이페닐카르복실산, 나프탈렌카르복실산, 테트랄린카르복실산 및 이의 유도체를 포함한다. 이중, 벤조산이 바람직하다.
다가 알코올 에스테르 중, 하나의 카르복실산 또는 이의 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 다가 알코올 내 OH 기는 모두 에스테르화 될 수 있다. 대안적으로는, 이들 중 일부가 -OH 기로서 남을 수 있다. 다가 알코올 에스테르는 분자 당 셋 이상의 방향족 또는 시클로알킬 고리를 갖는 것이 바람직하다.
다음으로, 다가 알코올 에스테르 화합물의 예를 하기에 기재할 것인데, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112006083791569-PCT00048
Figure 112006083791569-PCT00049
(카르복실산 에스테르 화합물)
다음으로, 카르복실산 에스테르 화합물의 예를 하기에 기재할 것이다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 이의 구체적 예는 프탈산 에스테르, 시트르산 에스테르 등을 포함한다. 프탈산 에스테르의 예는 디메틸 프탈레이트, 디에틸 프탈레이트, 디시클로헥실 프탈레이트, 디옥틸 프탈레이트 및 디에틸헥실 프탈레이트 등을 포함한다. 시트르산 에스테르의 예에는 아세틸트리에틸 시트레이트 및 아세틸트리부틸 시트레이트가 포함된다. 또한, 부틸 올레에이트, 메틸아세틸 리신올레에이트, 디부틸 세바케이트, 트리아세틴 및 트리메틸올프로판 트리벤조에이트 등이 언급될 수 있다. 또한, 본 발명의 목적을 위하여, 알킬 프탈릴 알킬 글리콜레이트가 바람직하게 사용될 수 있다. 알킬 프탈릴 알킬 글리콜레이트 내의 알킬기는 탄소수가 1 내지 8 의 알킬기이다. 알킬 프탈릴 알킬 글리콜레이트의 예에는 메틸 프탈릴 메틸 글리콜레이트, 에틸 프탈릴 에틸 글리콜레이트, 프로필 프탈릴 프로필 글리콜레이트, 부틸 프탈릴 부틸 글리콜레이트, 옥틸 프탈릴 옥틸 글리콜레이트, 메틸 프탈릴 에틸 글리콜레이트, 에틸 프탈릴 메틸 글리콜레이트, 에틸 프탈릴 프로필 글리콜레이트, 프로필 프탈릴 에틸 글리콜레이트, 메틸 프탈릴 프로필 글리콜레이트, 메틸 프탈릴 부틸 글리콜레이트, 에틸 프탈릴 부틸 글리콜레이트, 부틸 프탈릴 메틸 글리콜레이트, 부틸 프탈릴 에틸 글리콜레이트, 프로필 프탈릴 부틸 글리콜레이트, 부틸 프탈릴 프로필 글리콜레이트, 메틸 프탈릴 옥틸 글리콜레이트, 에틸 프탈릴 옥틸 글리콜레이트, 옥틸 프탈릴 메틸 글리콜레이트 또는 메틸 프탈릴 에틸 글리콜레이트 등이 포함된다. 메틸 프탈릴 메틸 글리콜레이트, 에틸 프탈릴 에틸 글리콜레이트, 프로필 프탈릴 프로필 글리콜레이트, 부틸 프탈릴 부틸 글리콜레이트 또는 옥틸 프탈릴 옥틸 글리콜레이트를 사용하는 것이 바람직하다. 에틸 프탈릴 에틸 글리콜레이트가 특히 바람직하다. 또한, 이들 알킬 프탈릴 알킬 글리콜레이트의 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
다음으로, 카르복실산 에스테르 화합물의 예를 하기에 기재할 것이다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112006083791569-PCT00050
Figure 112006083791569-PCT00051
(폴리시클릭 카르복실산 화합물)
본 발명에서 사용되는 폴리시클릭 카르복실산 화합물은 분자량이 바람직하게는 3,000 이하, 더욱 바람직하게는 250 내지 2,000 이다. 시클릭 구조에 있어서, 고리는 3 내지 8 개의 원자로 이루어지고, 6-원 고리 및/또는 5-원 고리가 더욱 바람직한데, 고리의 크기가 특별히 한정되는 것은 아니다. 이들 고리는 탄소, 산소, 질소, 규소 또는 기타 원자를 추가로 함유할 수 있다. 고리는 이의 일부로서 불포화 결합을 가질 수 있다. 예를 들어, 6-원 고리는 벤젠 고리 또는 시클로헥산 고리일 수 있다. 본 발명에서 사용되는 화합물은 이러한 시클릭 구조를 복수개 갖는다. 즉, 단일 분자 내에 벤젠 고리 및 사이클록헥산 고리를 모두 갖는 화합물, 2 개의 시클로헥산 고리를 갖는 화합물, 나프탈렌 유도체, 안트라센 유도체 등을 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 분자 당 그러한 시클릭 구조 셋 이상을 갖는 화합물을 사용한다. 또한 바람직하게는, 상기 시클릭 구조의 하나 이상이 불포화 결합을 갖지 않는 것이다. 이의 전형적 예는 아비에트산 및 아비에트산 유도체, 예컨대 디히드로아비에트산 및 팔루스트린산 (palustric acid) 이다. 다음으로, 이들 화합물의 화학식을 하기에 기재할 것인데, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112006083791569-PCT00052
(비스페놀 유도체)
본 발명에서 사용되는 비스페놀 유도체는 바람직하게는 분자량 10,000 이하이다. 단량체, 소중합체 또는 중합체가 상기 범위 내에서 사용될 수 있다. 또한, 또다른 중합체와의 공중합체, 또는 말단이 반응성 치환기로 개질된 화합물이 사용될 수 있다. 다음으로, 카르복실산 에스테르 화합물의 예를 하기에 기재할 것이다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112006083791569-PCT00053
상기 비스페놀 유도체의 구체적 예에서, R1 내지 R4 는 각각 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10 의 알킬기를 나타낸다. l, m 및 n 은 각각 해당 반복 단위의 수를 나타낸다. l, m 및 n 은 각각 바람직하게는 1 내지 100, 더욱 바람직하게는 1 내지 20 의 정수인데, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
[파장 분산 제어제]
다음으로, 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름의 파장 분산을 감소시키는 화합물을 기재할 것이다. 부단한 연구의 결과, 본 발명자들은 셀룰로오스 아실레이트 필름에, 자외선 흡수 영역이 200 내지 400 nm 이고, 필름의 |Re(400) - Re(700)| 및 |Rth(400) - Rth(700)| 를 낮출 수 있는 하나 이상의 화합물을 0.01 내지 30 질량% 첨가함으로써, 셀룰로오스 아실레이트 필름의 Re 및 Rth 의 파장 분산을 제어하였다. Re 및 Rth 파장을 제어할 수 있는 이의 첨가 수준은 0.01 내지 30 질량% 의 범위이다.
광학 필름, 특히, 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름은 바람직하게는 하기 식 (IV) 를 만족한다:
(IV) |Re(400) - Re(700)| ≤ 10 및 |Rth(400) - Rth(700)|≤ 35.
상기 식에 있어서, 바람직하게는 |Re(400) - Re(700)| ≤ 5 및 |Rth(400) - Rth(700)|≤ 25 이고, 더욱 바람직하게는 |Re(400) - Re(700)| ≤ 3 및 |Rth(400) - Rth(700)|≤ 20 이다.
일반적으로, 셀룰로오스 아실레이트 필름의 Re 및 Rth 값은 단파장 측보다 장파장 측에서 더 크다. 따라서, 상대적으로 작은, 단파장 측에서의 Re 및 Rth 를 증가시킴으로써 파장 분산을 평활하게 하는 것이 요구된다. 반면, 자외선 흡수 영역이 200 내지 400 nm 인 화합물은, 장파장 측에서의 흡광도가 단파장 측에서의 흡광도보다 크다는 파장 분산 특징을 갖는다. 그러한 화합물의 그 자체가 셀룰로오스 아실레이트 필름 내에 등방성으로 존재하는 경우, 흡광도의 파장 분산과 유사하게, 복굴절 및 그에 따른 Re 및 Rth 의 파장 분산이 단파장 측에서 더 큰 것으로 보인다.
상기한 바와 같이, 자외선 흡수 영역이 200 내지 400 nm 이고, 단파장 측에서 Re 및 Rth 의 파장 분산이 눈에 띄게 더 큰 화합물을 사용할 경우, 셀룰로오스 아실레이트 필름의 Re 및 Rth 파장 분산을 제어할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 파장 분산을 제어할 수 있는 화합물이 셀룰로오스 아실레이트와 충분히 그리고 균일하게 혼화되는 것이 요구된다. 그러한 화합물의 자외선 영역에서의 흡수 영역은 바람직하게는 200 내지 400 nm, 더욱 바람직하게는 220 내지 395 nm, 더욱 바람직하게는 240 내지 390 nm 의 범위이다.
최근, TV 세트, 랩탑 컴푸터, 이동 휴대용 단말기 등에 사용되는 액정 디스플레이에서는, 작은 전압에서도 휘도를 상승시킬 수 있는 우수한 투과도를 갖는 광학 부재가 요구되고 있다. 자외선 흡수 영역이 200 내지 400 nm 이고, 셀룰로오스 아실레이트 필름의 |Re(400) - Re(700)| 및 |Rth(400) - Rth(700)| 를 낮출 수 있는 화합물을 첨가하는 경우, 이러한 관점에서 볼때, 우수한 분광 투과도를 갖는 화합물이 요구된다. 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름에서, 380 nm 파장에서의 분광 투과도는 45 % 이상 95 % 이하이고, 350 nm 파장에서의 분광 투과도는 10 % 이하인 것이 바람직하다.
기화성의 관점에서 볼 때, 상기한 바와 같dms 본 발명에서 바람직하게 사용 가능한 파장 분산 제어제의 분자량은 바람직하게는 250 내지 1,000, 더욱 바람직하게는 260 내지 800, 더욱 바람직하게는 270 내지 800, 특히 바람직하게는 300 내지 800 의 범위이다. 분자량이 상기 범위에 속하는 한, 구체적 단량체 구조, 또는 또는 그러한 복수의 단량체 단위가 함께 결합된 저중합체 또는 중합체 구조가 사용될 수 있다.
셀룰로오스 아실레이트 필름의 제조에 있어서, 파장 분산 제어제는 도프 캐스팅 및 건조 과정에서 기화되지 않는 것이 바람직하다.
(화합물의 첨가 정도)
본 발명에서 바람직하게 사용되는 파장 분산 제어제는, 셀룰로오스 아실레이트 고체 함량을 기준으로, 바람직하게는 0.01 내지 30 질량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 20 질량%, 가장 바람직하게는 0.2 내지 10 질량% 의 양으로 첨가된다.
(화합물의 첨가 방법)
파장 분산 제어제로서, 단일 화합물이 사용될 수 있다. 대안적으로는, 임의 비율의 둘 이상의 화합물의 혼합물이 사용될 수 있다.
파장 분산 제어제는 도프의 제조 과정 중 임의의 단계에서 첨가될 수 있다. 이는 도프 제조 단계의 마지막 상태에 첨가될 수 있다.
본 발명에서 바람직하게 사용 가능한 파장 분산 제어제의 구체적 예에는 벤조트리아졸 화합물, 벤조페논 화합물, 시아노-함유 화합물, 옥소벤조페논 화합물, 살리실산 에스테르 화합물, 니켈 착물 염 화합물 등을 포함되는데, 본 발명이 이러한 화합물에 한정되는 것은 아니다.
벤조트리아졸 화합물로서, 하기 화학식 (101) 로 나타내어지는 화합물이 본 발명에서의 파장 분산 제어제로 바람직하게 사용 가능하다:
화학식 (101) Q1-Q2-OH
상기 식 중, Q1 은 질소-함유 방향족 헤테로사이클을 나타내고, Q2 는 방향족 고리를 나타낸다.
Q1 은 질소-함유 방향족 헤테로사이클을 나타내고, 바람직하게는 5 내지 7-원 질소-함유 방향족 헤테로사이클, 더욱 바람직하게는 5- 또는 6-원 질소-함유 방향족 헤테로사이클을 나타내고, 예컨대 이미다졸, 피라졸, 트리아졸, 테트라졸, 티아졸, 옥사졸, 셀레나졸, 벤조트리아졸, 벤즈티아졸, 벤족사졸, 벤조셀레나졸, 티아디아졸, 옥사디아졸, 나프토티아졸, 나프토옥사졸, 아자벤즈이미다졸, 푸린, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 트리아진, 트리아자인덴 및 테트라자인덴 등이다. 더욱 바람직하게는, Q1 은 5-원 질소-함유 방향족 헤테로사이클, 예컨대 이미다졸, 피라졸, 트리아졸, 테트라졸, 티아졸, 옥사졸, 벤조트리아졸, 벤조티아졸, 벤족사졸, 티아디아졸 및 옥사디아졸을 나타내고, 벤조트리아졸이 특히 바람직하다.
Q1 로 나타내어지는 질소-함유 방향족 헤테로사이클은 치환기를 가질 수 있고, 치환기의 예로서 이하 기술될 치환기 T 가 포함된다. 복수의 치환기를 갖는 경우, 이들 치환기들은 함께 접합되어 또다른 고리를 형성할 수 있다.
Q2 로 나타내어지는 방향족 고리는 방향족 탄화수소 고리 또는 방향족 헤테로사이클일 수 있다. 이는 단일 고리이거나, 또는 또다른 고리와 함께 접합 고리를 형성할 수 있다.
방향족 탄화수소 고리의 바람직한 예는, 탄소수 6 내지 30 의 (예를 들어, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리 등) 모노시클릭 또는 바이시클릭 방향족 탄화수소 고리, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 20 의 방향족 탄화수소 고리, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 방향족 탄화수소 고리를 포함한다. 가장 바람직한 것은 벤젠 고리이다.
방향족 헤테로사이클의 바람직한 에예는 질소 원자-함유 또는 황 원자-함유 방향족 헤테로사이클이 포함된다. 헤테로사이클의 구체적인 예에는 티오펜, 이미다졸, 피라졸, 피리딘, 피라진, 피리다진, 트리아졸, 트리아진, 인돌, 인다졸, 푸린, 티아졸린, 티아졸, 티아디아졸, 옥사졸린, 옥사졸, 옥사디아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 프탈라진, 나프틸리딘, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 신놀린, 프테리딘, 아크리딘, 페난트리딘, 페나진, 테트라졸, 벤즈이미다졸, 벤족사졸, 벤즈티아졸, 벤조트리아졸, 테트라자인덴 등이 포함된다. 방향족 헤테로사이클의 바람직한 예에는 피리딘, 트리아진 및 퀴놀린이 포함된다.
Q2 로 나타내어지는 방향족 고리는 바람직하게는 방향족 탄화수소 고리, 더욱 바람직하게는 나프탈렌 고리 또는 벤젠 고리, 특히 바람직하게는 벤젠 고리이다. Q2 는 치환기를 가질 수 있고, 치환기의 예로서 이하 기술될 치환기 T 가 포함된다.
치환기 T 의 예에는, 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 8 의 알킬기, 예컨대 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸 및 시클로헥실), 알케닐기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 8 의 알케닐기, 예컨대 비닐, 알릴, 2-부테닐 및 s-펜테닐), 알키닐기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 8 의 알키닐기, 예컨대 프로파르길 및 3-펜티닐), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 30, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 아릴기, 예컨대 페닐, p-메틸페닐 및 나프틸), 치환 및 비치환 아미노기 (바람직하게는 탄소수 0 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 0 내지 10, 특히 바람직하게는 탄소수 0 내지 6 의 아미노기, 예컨대 아미노, 메틸아미노, 디메틸아미노, 디에틸아미노 및 디벤질아미노), 알콕시기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 8 의 알콕시기, 예컨대 메톡시, 에톡시 및 부톡시), 아릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 아릴옥시기, 예컨대 페닐옥시 및 2-나프틸옥시), 아실기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 아실기, 예컨대 아세틸, 벤조일, 포르밀 및 피발로일), 알콕시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 12 의 알콕시카르보닐기, 예컨대 메톡시카르보닐 및 에톡시카르보닐), 아릴옥시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 7 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 7 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 7 내지 10 의 아릴옥시카르보닐기, 예컨대 페닐옥시카르보닐), 아실옥시기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 10 의 아실옥시기, 예컨대 아세톡시 및 벤조일옥시), 아실아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 10 의 아실아미노기, 예컨대 아세틸아미노 및 벤조일아미노), 알콕시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 12 의 알콕시카르보닐아미노기, 예컨대 메톡시카르보닐아미노), 아릴옥시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 7 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 7 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 7 내지 12 아릴옥시카르보닐아미노기, 예컨대 페닐옥시카르보닐아미노기), 술포닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 술포닐아미노기, 예컨대 메탄술포닐아미노기 및 벤젠술포닐아미노기), 술파모일기 (바람직하게는 탄소수 0 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 0 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 0 내지 12 의 술파모일기, 예컨대 술파모일, 메틸술파모일, 디메틸술파모일 및 페닐술파모일), 카르바모일기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 카르바모일기, 예컨대 카르바모일, 메틸카르바모일, 디에틸카르바모일 및 페닐카르바모일), 알킬티오기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 알킬티오기, 예컨대 메틸티오 및 에틸티오), 아릴티오기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 아릴티오기, 예컨대 페닐티오), 술포닐기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 술포닐기, 예컨대 메실 및 토실), 술피닐기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 술피닐기, 예컨대 메탄술피닐 및 벤젠술피닐), 우레이도기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 우레이도기, 예컨대 우레이도, 메틸우레이도 및 페닐우레이도), 포스포르아미도기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 포스포르아미도기, 예컨대 디에틸포스포르아미도 및 페닐포스포르아미도), 히드록시기, 메르캅토기, 할로겐 원자 (예를 들어, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자), 시아노기, 술포기, 카르복실기, 니트로기, 히드록사메이트기, 술피노기, 히드라지노기, 이미노기, 헤테로시클릭기 (헤테로 원자로서 질소 원자, 산소 원자 또는 황 원자를 갖는, 바람직하게는 탄소수 1 내지 30, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 헤테로시클릭기, 예컨대 이미다졸릴, 피리딜, 퀴놀릴, 푸릴, 피페리딜, 모르폴리노, 벤족사졸릴, 벤즈이미다졸릴 및 벤즈티아졸릴) 및 실릴기 (바람직하게는 탄소수 3 내지 40, 더욱 바람직하게는 탄소수 3 내지 30, 특히 바람직하게는 탄소수 3 내지 24 의 실릴기, 예컨대 트리메틸실릴 및 트리페닐실릴) 등이 포함된다. 이들 치환기는 추가로 치환될 수 있다. 둘 이상의 치환기를 갖는 경우, 치환기들은 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 가능한 경우, 이들 치환기가 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
화학식 (101) 로 나타내어지는 화합물로서, 화학식 (101-A) 로 나타내어지는 화합물이 바람직하다.
[화학식 (101-A)]
Figure 112006083791569-PCT00054
상기 식 중, Rl, R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
Rl, R2, R3, R4, R5, R6, R7 또는 R8 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 치환기로서, 상기 치환기 T 가 사용될 수 있다. 이들 치환기는 또다른치환기에 의해 추가로 치환될 수 있고, 치환기들이 함께 접합하여 시클릭 구조를 형성할 수 있다.
Rl 및 R3 은 바람직하게는 각각 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 비치환 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자를 나타낸다. 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 아릴옥시기 또는 할로겐 원자를 나타내고, 더욱 바람직하게는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 12 의 알킬기를 나타내며, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 (바람직하게는 탄소수 4 내지 12) 의 알킬기를 나타낸다.
R2 및 R4 는 바람직하게는 각각 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 비치환 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자를 나타낸다. 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기 또는 할로겐 원자를 나타내고, 더욱 바람직하게는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 12 의 알킬기를 나타내며, 특히 바람직하게는 수소 원자 또는 메틸기를 나타내며, 가장 바람직하게는 수소 원자를 나타낸다.
R5 및 R8 은 바람직하게는 각각 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 비치환 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자를 나타낸다. 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기 또는 할로겐 원자를 나타내고, 더욱 바람직하게는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 12 의 알킬기를 나타내며, 특히 바람직하게는 수소 원자 또는 메틸기를 나타내며, 가장 바람직하게는 수소 원자를 나타낸다.
R6 및 R7 은 바람직하게는 각각 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 비치환 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자를 나타낸다. 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기 또는 할로겐 원자를 나타내고, 더욱 바람직하게는 수소 원자 또는 할로겐 원자를 나타내고, 가장 바람직하게는 수소 원자 또는 염소 원자를 나타낸다.
화학식 (101) 로 나타내어지는 화합물 중, 화학식 (101-B) 로 나타내어지는 화합물이 더욱 바람직하다.
[화학식 (101-B)]
Figure 112006083791569-PCT00055
상기 식 중, R1, R3, R6 및 R7 은 화학식 (101-A) 에서 정의된 바와 동일한 의미를 갖는다. 이의 바람직한 범위 또한 동일하다.
다음으로, 화학식 (101) 로 나타내어지는 화합물의 예를 나타낼 것인데, 본 발명이 이들 구체적 예에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112006083791569-PCT00056
Figure 112006083791569-PCT00057
상기 나타내어진 벤조트리아졸 화합물 중으로부터, 분자량이 320 이하인 벤조트리아졸 화합물을 함유하는, 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름이, 보유력의 관점에서, 유리하다는 것이 확인되었다.
본 발명에서 사용 가능한 파장 분산 제어제의 하나인 벤조페논 화합물로서, 하기 화학식 (102) 로 나타내어지는 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
Figure 112006083791569-PCT00058
상기 식 중, Q1 및 Q2 및 Q3 은 각각 독립적으로 방향족 고리를 나타낸다. X 는 NR (식 중, R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타냄) 을 나타낸다.
Q1 및 Q2 로 나타내어지는 방향족 고리는 방향족 탄화수소 고리 또는 방향족 헤테로사이클일 수 있다. 이들은 단일 고리이거나, 또는 또다른 고리와 함께 접합 고리를 형성할 수 있다.
Q1 및 Q2 로 나타내어지는 방향족 탄화수소 고리의 바람직한 예에는 탄소수 6 내지 30 (예를 들어, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리 등) 의 모노시클릭또는 바이시클릭 방향족 탄화수소 고리, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 20 의 방향족 탄화수소 고리, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 방향족 탄화수소 고리가 포함된다. 가장 바람직하게는 벤젠 고리이다.
Q1 및 Q2 로 나타내어지는 방향족 헤테로사이클의 바람직한 예에는 하나 이상의 산소, 질소 및 황 원자를 함유하는 방향족 헤테로사이클이 포함된다. 헤테로사이클의 구체적 예에는 푸란, 피롤, 티오펜, 이미다졸, 피라졸, 피리딘, 피라진, 피리다진, 트리아졸, 트리아진, 인돌, 인다졸, 푸린, 티아졸린, 티아졸, 티아디아졸, 옥사졸린, 옥사졸, 옥사디아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 프탈라진, 나프틸리딘, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 신놀린, 프테리딘, 아크리딘, 페난트리딘, 페나진, 테트라졸, 벤즈이미다졸, 벤족사졸, 벤즈티아졸, 벤조트리아졸 및 테트라자인덴 등이 포함된다. 방향족 헤테로사이클은 바람직한 예에는 피리딘, 트리아진 및 퀴놀린이 포함된다.
Q1 및 Q2 로 나타내어지는 방향족 고리는 각각 바람직하게는 방향족 탄화수소 고리, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 10 의 방향족 탄화수소 고리, 더욱 바람직하게는 치환 또는 비치환 벤젠 고리이다.
Q1 및 Q2 는 치환기를 가질 수 있고, 치환기의 예로서 하기 기술되는 치환기 T 가 포함되는데, 단 그러한 치환기는 카르복실산, 술폰산 또는 4 차 암모늄을 포함하지 않는다. 가능한 경우, 치환기는 서로 결합하여 시클릭 구조를 형성할 수 있다.
X 는 바람직하게는 NR (식 중, R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타내며, 치환기에는 이하 기술되는 치환기 T 가 포함됨), 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. X 는 NR (식 중, R 은 바람직하게는 아실기 또는 술포닐기이고, 이러한 치환기는 치환기를 추가로 가질 수 있음) 또는 산소 원자인 것이 바람직하다. 산소 원자가 특히 바람직하다. 치환기 T 의 예에는, 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 8 의 알킬기, 예컨대 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸 및 시클로헥실), 알케닐기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 8 의 알케닐기, 예컨대 비닐, 알릴, 2-부테닐 및 s-펜테닐), 알키닐기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 8 의 알키닐기, 예컨대 프로파르길 및 3-펜티닐), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 30, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 아릴기, 예컨대 페닐, p-메틸페닐 및 나프틸), 치환 및 비치환 아미노기 (바람직하게는 탄소수 0 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 0 내지 10, 특히 바람직하게는 탄소수 0 내지 6 의 아미노기, 예컨대 아미노, 메틸아미노, 디메틸아미노, 디에틸아미노 및 디벤질아미노), 알콕시기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 8 의 알콕시기, 예컨대 메톡시, 에톡시 및 부톡시), 아릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 아릴옥시기, 예컨대 페닐옥시 및 2-나프틸옥시), 아실기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 아실기, 예컨대 아세틸, 벤조일, 포르밀 및 피발로일), 알콕시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 12 의 알콕시카르보닐기, 예컨대 메톡시카르보닐 및 에톡시카르보닐), 아릴옥시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 7 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 7 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 7 내지 10 의 아릴옥시카르보닐기, 예컨대 페닐옥시카르보닐), 아실옥시기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 10 의 아실옥시기, 예컨대 아세톡시 및 벤조일옥시), 아실아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 10 의 아실아미노기, 예컨대 아세틸아미노 및 벤조일아미노), 알콕시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 12 의 알콕시카르보닐아미노기, 예컨대 메톡시카르보닐아미노), 아릴옥시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 7 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 7 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 7 내지 12 아릴옥시카르보닐아미노기, 예컨대 페닐옥시카르보닐아미노기), 술포닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 술포닐아미노기, 예컨대 메탄술포닐아미노기 및 벤젠술포닐아미노기), 술파모일기 (바람직하게는 탄소수 0 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 0 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 0 내지 12 의 술파모일기, 예컨대 술파모일, 메틸술파모일, 디메틸술파모일 및 페닐술파모일), 카르바모일기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 카르바모일기, 예컨대 카르바모일, 메틸카르바모일, 디에틸카르바모일 및 페닐카르바모일), 알킬티오기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 알킬티오기, 예컨대 메틸티오 및 에틸티오), 아릴티오기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 아릴티오기, 예컨대 페닐티오), 술포닐기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 술포닐기, 예컨대 메실 및 토실), 술피닐기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 술피닐기, 예컨대 메탄술피닐 및 벤젠술피닐), 우레이도기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 우레이도기, 예컨대 우레이도, 메틸우레이도 및 페닐우레이도), 포스포르아미도기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 포스포르아미도기, 예컨대 디에틸포스포르아미도 및 페닐포스포르아미도), 히드록시기, 메르캅토기, 할로겐 원자 (예를 들어, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자), 시아노기, 술포기, 카르복실기, 니트로기, 히드록사메이트기, 술피노기, 히드라지노기, 이미노기, 헤테로시클릭기 (헤테로 원자로서 질소 원자, 산소 원자 또는 황 원자를 갖는, 바람직하게는 탄소수 1 내지 30, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 헤테로시클릭기, 예컨대 이미다졸릴, 피리딜, 퀴놀릴, 푸릴, 피페리딜, 모르폴리노, 벤족사졸릴, 벤즈이미다졸릴 및 벤즈티아졸릴) 및 실릴기 (바람직하게는 탄소수 3 내지 40, 더욱 바람직하게는 탄소수 3 내지 30, 특히 바람직하게는 탄소수 3 내지 24 의 실릴기, 예컨대 트리메틸실릴 및 트리페닐실릴) 등이 포함된다. 이들 치환기는 추가로 치환될 수 있다. 둘 이상의 치환기를 갖는 경우, 치환기들은 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 가능한 경우, 이들 치환기가 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
화학식 (102) 로 나타내어지는 화합물로서, 화학식 (102-A) 로 나타내어지는 화합물이 바람직하다.
[화학식 102-A]
Figure 112006083791569-PCT00059
상기 식 중, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9 는 독립적으로 각각 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 치환기로서, 상기 치환기 T 가 사용될 수 있다. 이들 치환기는 또다른 치환기로 추가 치환될 수 있고, 치환기들은 함께 접합되어 시클릭 구조를 형성할 수 있다.
R1, R3, R4, R5, R6, R8 및 R9 가 바람직하게는 각각 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 비치환 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자를 나타낸다. 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기 또는 할로겐 원자를 나타내고, 더욱 바람직하게는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 12 의 알킬기를 나타내고, 특히 바람직하게는 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다. 가장 바람직하게는 수소 원자이다.
R12 는 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 비치환 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자를 나타낸다. 더욱 바람직하게는 수소 원자, 탄소수 1 내지 20 의 알킬기, 탄소수 0 내지 20 의 아미노기, 탄소수 1 내지 20 의 알콕시기, 탄소수 6 내지 12 의 아릴옥시기 또는 히드록시기를 나타내고, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 20 의 알콕시기를 나타내고, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 알콕시기를 나타낸다.
R7 은 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 비치환 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자를 나타낸다. 더욱 바람직하게는 수소 원자, 탄소수 1 내지 20 의 알킬기, 탄소수 0 내지 20 의 아미노기, 탄소수 1 내지 12 의 알콕시기, 탄소수 6 내지 12 의 아릴옥시기 또는 히드록시기를 나타내고, 더욱 바람직하게는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20 의 (바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 8, 더욱 바람직하게는 메틸기) 알킬기를 나타낸다. 가장 바람직하게는 수소 원자 또는 메틸기이다.
화학식 (102) 로 나타내어지는 화합물로서, 하기 화학식 (102-B) 로 나타내어지는 화합물이 더욱 바람직하다.
[화학식 102-B]
Figure 112006083791569-PCT00060
상기 식 중, R10 는 수소 원자, 치환 또는 비치환 알킬기, 치환 또는 비치환 알케닐기, 치환 또는 비치환 알키닐기 또는 치환 또는 비치환 아릴기를 나타낸다.
R10 은 수소 원자, 치환 또는 비치환 알킬기, 치환 또는 비치환 알케닐기, 치환 또는 비치환 알키닐기 또는 치환 또는 비치환 아릴기를 나타낸다. 치환기로서, 상기 치환기 T 가 사용될 수 있다.
R10 은 바람직하게는 치환 또는 비치환 알킬기를 나타내고, 더욱 바람직하게는 탄소수 5 내지 20 의 치환 또는 비치환 알킬기, 더욱 바람직하게는 탄소수 5 내지 12 의 치환 또는 비치환 알킬기 (예를 들어, n-헥실, 2-에틸헥실, n-옥틸, n-데실, n-도데실 또는 벤질기) 를 나타내고, 특히 바람직하게는 탄소수 5 내지 12 의 치환 또는 비치환 알킬기 (예를 들어, 2-에틸헥실, n-옥틸, n-데실, n-도데실 또는 벤질기) 을 나타낸다.
화학식 (102) 로 나타내어지는 화합물은 JP-A-11-12219 에 보고된 공지된 방법에 의해 합성될 수 있다.
다음으로, 화학식 (102) 로 나타내어지는 화합물의 구체적 예가 기술될 것인데, 본 발명이 이러한 구체적 예에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112006083791569-PCT00061
Figure 112006083791569-PCT00062
Figure 112006083791569-PCT00063
본 발명에서는 파장 분산 제어제로서 시아노기-함유 화합물이 또한 사용될 수 있다. 그러한 시아노기-함유 화합물로서, 하기 화학식 (103) 으로 나타내어지는 화합물이 바람직하다.
[화학식 (103)]
Figure 112006083791569-PCT00064
상기 식 중, Q1 및 Q2 는 독립적으로 각각 방향족 고리를 나타낸다. X1 및 X2 는 각각 수소 원자 또는 치환기를 나타내는데, 단, 이들 중 하나 이상이 시아노기, 카르보닐기, 술포닐기 또는 방향족 헤테로사이클을 나타낸다.
Q1 및 Q2 로 나타내어지는 방향족 고리는 방향족 탄화수소 고리 또는 방향족 헤테로사이클일 수 있다. 이는 단일 고리이거나, 또다른 고리와 함께 접합 고리를 형성할 수 있다.
방향족 탄화수소 고리의 바람직한 예에는 탄소수 6 내지 30 의 모노시클릭 또는 바이시클릭 방향족 탄화수소 고리 (예를 들어, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리 등), 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 20 의 방향족 탄화수소 고리, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 방향족 탄화수소 고리가 포함된다. 가장 바람직하게는 벤젠 고리이다.
방향족 헤테로사이클의 바람직한 예에는 질소 원자 또는 황 원자 함유 방향족 헤테로사이클이 포함된다. 헤테로사이클의 구체적 예에는 티오펜, 이미다졸, 피라졸, 피리딘, 피라진, 피리다진, 트리아졸, 트리아진, 인돌, 인다졸, 푸린, 티아졸린, 티아졸, 티아디아졸, 옥사졸린, 옥사졸, 옥사디아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 프탈라진, 나프틸리딘, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 신놀린, 프테리딘, 아크리딘, 페난트리딘, 페나진, 테트라졸, 벤즈이미다졸, 벤족사졸, 벤즈티아졸, 벤조트리아졸 및 테트라자인덴 등이 포함된다. 방향족 헤테로사이클의 바람직한 예에는 피리딘, 트리아진, 또는 퀴놀린이 포함된다.
Q1 및 Q2 로 나타내어지는 방향족 고리는 각각 바람직하게는 방향족 탄화수소 고리이고, 더욱 바람직하게는 벤젠 고리이다.
Q1 및 Q2 는 치환기를 추가로 가질 수 있으며, 치환기의 예로서 이하 기술되는 치환기 T 가 포함된다.
치환기 T 의 예에는, 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 8 의 알킬기, 예컨대 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸 및 시클로헥실), 알케닐기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 8 의 알케닐기, 예컨대 비닐, 알릴, 2-부테닐 및 s-펜테닐), 알키닐기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 8 의 알키닐기, 예컨대 프로파르길 및 3-펜티닐), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 30, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 아릴기, 예컨대 페닐, p-메틸페닐 및 나프틸), 치환 및 비치환 아미노기 (바람직하게는 탄소수 0 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 0 내지 10, 특히 바람직하게는 탄소수 0 내지 6 의 아미노기, 예컨대 아미노, 메틸아미노, 디메틸아미노, 디에틸아미노 및 디벤질아미노), 알콕시기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 8 의 알콕시기, 예컨대 메톡시, 에톡시 및 부톡시), 아릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 아릴옥시기, 예컨대 페닐옥시 및 2-나프틸옥시), 아실기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 아실기, 예컨대 아세틸, 벤조일, 포르밀 및 피발로일), 알콕시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 12 의 알콕시카르보닐기, 예컨대 메톡시카르보닐 및 에톡시카르보닐), 아릴옥시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 7 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 7 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 7 내지 10 의 아릴옥시카르보닐기, 예컨대 페닐옥시카르보닐), 아실옥시기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 10 의 아실옥시기, 예컨대 아세톡시 및 벤조일옥시), 아실아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 10 의 아실아미노기, 예컨대 아세틸아미노 및 벤조일아미노), 알콕시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 12 의 알콕시카르보닐아미노기, 예컨대 메톡시카르보닐아미노), 아릴옥시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 7 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 7 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 7 내지 12 아릴옥시카르보닐아미노기, 예컨대 페닐옥시카르보닐아미노기), 술포닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 술포닐아미노기, 예컨대 메탄술포닐아미노기 및 벤젠술포닐아미노기), 술파모일기 (바람직하게는 탄소수 0 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 0 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 0 내지 12 의 술파모일기, 예컨대 술파모일, 메틸술파모일, 디메틸술파모일 및 페닐술파모일), 카르바모일기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 카르바모일기, 예컨대 카르바모일, 메틸카르바모일, 디에틸카르바모일 및 페닐카르바모일), 알킬티오기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 알킬티오기, 예컨대 메틸티오 및 에틸티오), 아릴티오기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 아릴티오기, 예컨대 페닐티오), 술포닐기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 술포닐기, 예컨대 메실 및 토실), 술피닐기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 술피닐기, 예컨대 메탄술피닐 및 벤젠술피닐), 우레이도기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 우레이도기, 예컨대 우레이도, 메틸우레이도 및 페닐우레이도), 포스포르아미도기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 포스포르아미도기, 예컨대 디에틸포스포르아미도 및 페닐포스포르아미도), 히드록시기, 메르캅토기, 할로겐 원자 (예를 들어, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자), 시아노기, 술포기, 카르복실기, 니트로기, 히드록사메이트기, 술피노기, 히드라지노기, 이미노기, 헤테로시클릭기 (헤테로 원자로서 질소 원자, 산소 원자 또는 황 원자를 갖는, 바람직하게는 탄소수 1 내지 30, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 헤테로시클릭기, 예컨대 이미다졸릴, 피리딜, 퀴놀릴, 푸릴, 피페리딜, 모르폴리노, 벤족사졸릴, 벤즈이미다졸릴 및 벤즈티아졸릴) 및 실릴기 (바람직하게는 탄소수 3 내지 40, 더욱 바람직하게는 탄소수 3 내지 30, 특히 바람직하게는 탄소수 3 내지 24 의 실릴기, 예컨대 트리메틸실릴 및 트리페닐실릴) 등이 포함된다. 이들 치환기는 추가로 치환될 수 있다. 둘 이상의 치환기를 갖는 경우, 치환기들은 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 가능한 경우, 이들 치환기가 함께 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
X1 및 X2 는 각각 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, 단, 이들 중 하나 이상은 시아노기, 카르보닐기, 술포닐기 또는 방향족 헤테로사이클을 나타낸다. X1및 X2 로 나타내어지는 치환기로서, 상기 치환기 T 를 적용할 수 있다. X1 및 X2 로 나타내어지는 치환기는 또다른 치환기로 치환될 수 있다. X1 및 X2 는 함께 접합되어 시클릭 구조를 형성할 수 있다.
X1 및 X2 의 바람직한 예에는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 시아노기, 니트로기, 카르보닐기, 술포닐기 또는 방향족 헤테로사이클을 포함하고, 더욱 바람직하게는 시아노기, 카르보닐기, 술포닐기 또는 방향족 헤테로사이클이고, 더욱 바람직하게는 시아노기 또는 카르보닐기이고, 특히 바람직하게는 시아노기 또는 알콕시카르보닐기 (-C(=0)OR, 여기서 R 은 탄소수 1 내지 20 의 알킬기, 탄소수 6 내지 12 의 아릴기 또는 이의 배합물을 나타냄) 가 포함된다.
화학식 (103) 로 나타내어지는 화합물로서, 화학식 (103-A) 로 나타내어지는 화합물이 바람직하다.
[화학식 103-A]
Figure 112006083791569-PCT00065
상기 식 중, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. X1 및 X2 는 화학식 (20) 에서와 동일한 의미를 갖고, 이의 바람직한 범위 또한 동일하다.
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 치환기로서, 상기 치환기 T 가 사용될 수 있다. 이들 치환기는 또다른 치환기에 의해 추가 치환될 수 있고, 치환기들이 함께 접합되어 고리를 형성할 수 있다.
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 은 바람직하게는 각각 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 비치환 아미노기, 알킬옥시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자를 나타낸다. 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 아릴옥시기 또는 할로겐 원자를 나타내고, 더욱 바람직하게는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 12 의 알킬기를 나타내고, 특히 바람직하게는 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다. 가장 바람직하게는 수소 원자이다.
R3 및 R8 은 바람직하게는 각각 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 비치환 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자를 나타낸다. 더욱 바람직하게는 수소 원자, 탄소수 1 내지 20 의 알킬기, 탄소수 0 내지 20 의 아미노기, 탄소수 1 내지 12 의 알콕시기, 탄소수 6 내지 12 의 아릴옥시기 또는 히드록시기를 나타내고, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 탄소수 1 내지 12 의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 12 의 알콕시기를 나타내고, 특히 바람직하게는 수소 원자를 나타낸다.
화학식 (103) 으로 나타내어지는 화합물로서, 하기 화학식 (103-B) 로 나타내어지는 화합물이 더욱 바람직하다.
[화학식 103-B]
Figure 112006083791569-PCT00066
상기 식 중, R3 및 R8 은 화학식 (103-A) 에서와 동일한 의미를 갖고, 이의 바람직한 범위 또한 동일하다. X3 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
X3 은 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, 치환기로서 상기 치환기 T 가 사용될 수 있다. 가능한 경우, 이는 또다른 치환기에 의해 추가 치환될 수 있다. X3 은 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 시아노기, 니트로기, 카르보닐기, 술포닐기 또는 방향족 헤테로사이클을 나타내고, 더욱 바람직하게는 시아노기, 또는 카르보닐기를 나타내고, 특히 바람직하게는 시아노기 또는 알콕시카르보닐기 (-C(=O)OR, 여기서, R 은 탄소수 1 내지 20 의 알킬기, 탄소수 6 내지 12 의 아릴기 또는 이의 배합물을 나타냄) 을 나타낸다.
화학식 (103) 으로 나타내어지는 화합물로서, 화학식 (103-C) 로 나타내어지는 화합물이 더욱 바람직하다.
[화학식 103-C]
Figure 112006083791569-PCT00067
상기 식 중, R3 및 R8 은 화학식 (103-A) 에서와 동일한 의미를 갖고, 이의 바람직한 범위 또한 동일하다. R21 은 탄소수 1 내지 20 의 알킬기를 나타낸다.
R3 및 R8 모두가 수소 원자인 경우, R21 은 바람직하게는 탄소수 2 내지 12 의 알킬기, 더욱 바람직하게는 탄소수 4 내지 12 의 알킬기, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 알킬기, 특히 바람직하게는 n-옥틸기, tert-옥틸기, 2-에틸헥실기, n-데실기 또는 n-도데실기이다. 가장 바람직하게는 2-에틸헥실기이다.
R3 및 R8 이 모두 수소 원자가 아닌 경우, R21 은 바람직하게는 탄소수 20 이하의 알킬기를 나타내며, 화학식 (103-C) 의 화합물의 분자량을 300 이상으로 만든다.
화학식 (103) 으로 나타내어지는 화합물은 문헌 [Journal of American Chemical Society, 제 63 권, 3452 쪽, (1941)] 에 기술된 방법에 따라 합성할 수 있다.
다음으로, 화학식 (103) 으로 나타내어지는 화합물의 구체적 예를 하기에 기재할 것인데, 본 발명이 이들 구체적 예에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112006083791569-PCT00068
Figure 112006083791569-PCT00069
Figure 112006083791569-PCT00070
[매팅제 (matting agent) 의 미세 입자]
광학 필름, 특히 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름은 매팅제로서의 미세 입자를 함유하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용 가능한 미세 입자의 예에는 이산화 규소, 이산화 티타늄, 산화 알루미늄, 산화 지르코늄, 탄산 칼슘, 탈크, 점토, 소성 고령토, 소성 칼슘 실리케이트, 수화 칼슘 실리케이트, 알루미늄 실리케이트, 마그네슘 실리케이트 및 칼슘 포스페이트가 포함된다. 규소를 함유하는 미세 입자가 흐림도 (cloudiness) 가 낮기 때문에 바람직하다. 특히, 이산화 규소가 바람직하다. 이산화 규소 미세 입자의 1 차 입자 평균 크기가 20 nm 이하이고, 겉보기 비중이 70 g/L 이상인 것이 바람직하다. 1 차 입자의 평균 입자 크기가 5 내지 16 nm 로 작은 미세 입자가 더욱 바람직한데, 이로 인해, 생성된 필름의 헤이즈 (haze) 를 낮출 수 있기 때문이다. 겉보기 비중이 바람직하게는 90 내지 200 g/L 이상이고, 더욱 바람직하게는 100 내지 200 g/L 이상이다. 더 높은 겉보기 비중은 더 높은 농도를 갖는 분산을 제조 가능하게 만들고, 이로써 헤이즈 및 응집이 개선된다.
이들 미세 입자는 2 차 입자 평균 크기가 0.1 내지 3.0 ㎛ 인 응집체를 형성한다. 필름에서, 이들 미세 입자는 1 차 입자의 응집체로서 나타나고, 필름 표면 상에 0.1 내지 3.0 ㎛ 높이의 불규칙부 (irregularity) 를 제공한다. 2 차 입자 평균 크기가 바람직하게는 0.2 ㎛ 내지 1.5 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.4 ㎛ 내지 1.2 ㎛, 가장 바람직하게는 0.6 ㎛ 내지 1.1 ㎛ 이다. 주사형 전자 현미경으로 필름 내 입자를 관찰하여 1 차 또는 2 차 입자 크기를 측정하고, 이의 입자의 외접원의 지름을 입자 크기라 한다. 200 개의 입자를 상이한 지점에서 관찰하고, 그 평균을 평균 입자 크기라 한다.
이산화 규소의 미세 입자로서, AEROSIL R972, R972V, R974, R812, 200, 200V, 300, R202, OX50 및 TT600 (모두 NIPPON AEROSIL 사제) 과 같은 상품이 사용될 수 있다. 산화 지르코늄의 미세 입자로서, 예를 들어, AEROSIL R976 및 R811 (모두 NIPPON AEROSIL 사제) 의 상품명으로 판매되는 제품이 사용될 수 있다.
이들 제품 중, AEROSIL 200V 및 AEROSIL R972 가 특히 바람직한데, 이는 이산화 규소 미세 입자의 1 차 평균 입자 크기가 20 nm 이하이고, 겉보기 비중은 70 g/L 이상이고, 광학 필름의 흐림도를 낮게 유지하면서, 마찰 계수를 크게 낮추는데 효과를 나타내기 때문이다.
2 차 입자의 평균 크기가 작은 입자를 갖는 셀룰로오스 아실레이트 필름을 수득하기 위해, 본 발명에서는 미세 입자의 분산을 제조하는 단계에 일부 기술이 제안될 수 있다. 예를 들어, 미세 입자를 교반 하에 용매와 혼합하여, 미세 입자 분산액을 미리 제공한다. 이후, 별도로 제조한 셀룰로오스 아실레이트 용액의 소량에 상기 미세 입자 분산액을 첨가하고, 여기서 교반 하에 용해시킨다. 이후, 이를 주 (main) 셀룰로오스 아실레이트 도프 용액과 추가로 혼합한다. 이는, 이산화 규소 미세 입자의 재응집이 거의 일어나지 않고, 이산화 규소 미세 입자의 높은 분산성이 달성된다는 점에서 바람직한 제조 방법이다. 대안적 방법은 용매에 셀룰로오스 에스테르의 소량을 첨가하고, 이를 교반 하에 용해시킨 후, 여기에 미세 입자를 첨가하고, 분산기에서 미세 입자를 분산시켜 미세 입자 첨가제 용액을 제공한 후, 인라인 (in-line) 혼합기 내에서 도프 용액과 상기 미세 입자 첨가제의 용액을 충분히 혼합시키는 것을 포함한다. 본 발명이 이러한 방법에 한정되지는 않지만, 이산화 규소의 미세 입자를, 예를 들어, 용매에 혼합 및 분산시키는 단계에서 이산화 규소의 농도가 5 내지 30 질량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 25 질량%, 가장 바람직하게는 15 내지 20 질량% 의 범위인 것이 바람직하다. 분산액 농도는 높은 것이 바람직한데, 이는 용액 흐림도를 낮추고, 이로써 헤이즈 및 응집이 개선되기 때문이다. 도프 용액에서 셀룰로오스 아실레이트의 최종 함량은 바람직하게는 0.01 내지 1.0 g/㎡, 더욱 바람직하게는 0.03 내지 0.3 g/㎡, 가장 바람직하게는 0.08 내지 0.16 g/㎡ 의 범위이다.
용매로서 사용 가능한 저급 알코올의 바람직한 예에는, 메틸 알코올, 에틸 알코올, 프로필 알코올, 이소프로필 알코올 및 부틸 알코올이 포함된다. 저급 알코올 이외의 기타 용매는 본원에서 특별히 한정되지 않지만, 셀룰로오스 에스테르 필름의 형성에 사용된 용매를 사용하는 것이 바람직하다.
[가소제, 산화 방지제 및 박리 촉진제]
광학 필름, 특히 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름은, 상기한 바와 같은 광학 이방성 감소 화합물 및 파장 분산 제어제 이외에, 목적에 따라 그 제조의 다양한 단계 중에 첨가되는 다양한 첨가제 (예를 들어, 가소제, UV-차단제, 분해 방지제, 박리 촉진제 및 적외선 흡수제) 를 함유할 수 있다. 이들 첨가제는 고체 물질이거나 또는 유성 물질일 수 있다. 즉, 용융점 또는 비등점에서 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어, 용융점이 20 ℃ 이하인 자외선 흡수제 및 용융점이 20 ℃ 이상인 또다른 자외선 흡수제의 혼합물을 사용하는 것이 가능하다. 이와 유사하게, 예를 들어, JP-A-2001-151901 에 보고된 가소제의 혼합물을 사용할 수 있다. 적외선 흡수 색소의 예는, 예를 들어, JP-A-2001-194522 에 기재되어 있다. 이들 첨가제는 도프 제조 과정 중 임의의 단계에서 첨가될 수 있지만, 첨가제 첨가의 제조 단계는 도프 제조 공정 중 최종 단계에 추가로 적용될 수 있다. 각 물질의 첨가 정도는, 이의 바람직한 효과를 얻을 수 있는 한 특별히 한정되지는 않는다. 다중층 셀룰로오스 아실레이트 필름의 경우, 또한 개별 층이 상이한 유형의 첨가제를 다양한 양으로 함유할 수 있다. 이러한 기술은, 예를 들어, JP-A-2001-151902 에 보고된 바와 같이, 통상적으로 공지되어 있다. 또한, 첨가제에 관하여는, 임의로는 문헌 [Japan Institute of Invention and Innovation Journal of Technical Disclosure No.2001 ~ 1745 (2001 년 3 월 15 일, Japan Institute of Invention and Innovation), 16 ~ 22 쪽] 에 기술된 물질이 사용될 수 있다.
[화합물의 첨가 비율]
본 발명에 따른 광학 필름에 사용되는 셀룰로오스 아실레이트 필름에서, 분자량이 3,000 이하인 화합물 함량의 합은 셀룰로오스 아실레이트의 질량을 기준으로바람직하게는 5 내지 45 질량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 40 질량%, 더욱 바람직하게는 15 내지 30 질량% 의 양이다. 상기한 바와 같이 이들 화합물은 광학 이방성 감소 화합물, 파장 분산 제어제, UV-차단제, 가소제, 분해 방지제, 미세 입자, 박리 촉진제, 적외선 흡수제 등을 포함한다. 바람직하게는 이들 화합물의 분자량이 3,000 이하, 더욱 바람직하게는 2,000 이하, 더욱 바람직하게는 1,000 이하이다. 이들 화합물의 총 함량이 5 % 미만인 경우, 셀룰로오스 아실레이트 자체의 특성이 너무 두드러지게 나타나며, 이는 광학 성능 및 물리적 강도가 온도 및 습도의 변화에 따라 자주 변동되는 일부 문제를 야기한다. 이들 화합물의 총 함량이 45 % 초과인 경우, 화합물은 셀룰로오스 아실레이트와 더 이상 혼화성을 갖지 않는다. 그 결과, 이들 화합물의 퇴적이 자주 발생하고, 이에 따라 필름이 흐려진다 (즉, 필름으로부터의 번짐 (bleeding)).
[셀룰로오스 아실레이트 용액 중 유기 용매]
본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름은 바람직하게는 용매 캐스팅법에 의해 수득된다. 즉, 유기 용매 중에 용해된 셀룰로오스 아실레이트의 용액 (도프) 을 사용하여 필름을 제조한다. 본 발명에서 주요 (main) 용매로 사용되는 유기 용매의 바람직한 예에는, 에스테르, 케톤, 에테르, 알코올 및 탄소수 3 내지 12 의 탄화수소 및 탄소수 1 내지 7 의 할로겐화 탄화수소 중으로부터 선택되는 용매가 바람직하게 사용될 수 있다. 이들 에스테르, 케톤, 에테르 및 알코올은 시클릭 구조를 가질 수 있다. 또한, 에스테르, 케톤 및 에테르의 관능기 (즉, -0-, -C0- 및 -COO-) 를 둘 이상 갖는 화합물이 주요 용매로 사용될 수 있고, 이들 화합물은 동시에 알코올계 히드록실기와 같은 또다른 관능기를 가질 수 있다. 두 종류 이상의 관능기를 갖는 주요 용매의 경우, 탄소수가, 하나의 관능기를 갖는 화합물에 대하여 상기 구체화된 범위 내에 부합된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름은, 주요 용매로서, 염소-기재 할로겐화 탄화수소를 함유하거나, 또는 문헌 [Japan Institute of Invention and Innovation Journal of Technical Disclosure No. 2001 ~ 1745 (12 ~ 16 쪽)] 에 기술된 비염소화 유기 용매를 함유할 수 있다. 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 사용 가능한, 셀룰로오스 아실레이트 용액 및 필름을 위한 기타 용매 및 용해 방법이 이에 하기 특허에 개시되어 있으며, 이는 바람직한 구현예로서, 예를 들어, JP-A-2000-95876, JP-A-12-95877, JP-A-10-324774, JP-A-8-152514, JP-A-10-330538, JP-A-9-95538, JP-A-9-95557, JP-A-10-235664, JP-A-12-63534, JP-A-11-21379, JP-A-10-182853, JP-A-10-278056, JP-A-10-279702, JP-A-10-323853, JP-A-10-237186, JP-A-11-60807, JP-A-11-152342, JP-A-11-292988, JP-A-11-60752 등이다. 이들 특허에 따르면, 바람직한 용매 뿐 아니라 이의 용액 특성 및 이와 공존할 수 있는 물질도 보고되어 있으며, 이로써 본 발명의 바람직한 구현예로 제시된다.
[셀룰로오스 아실레이트 필름의 제조 방법]
[용해 단계]
본 발명에서 셀룰로오스 아실레이트 용액 (도프) 의 제조에 있어서, 셀룰로오스 아실레이트는, 특별히 한정되지 않는 임의의 방법에 의해, 즉, 실온 용해, 냉각 용해 및 고온 용해 또는 이의 조합에 의해 용해된다. 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 용액의 제조, 용해 및 여과와 관련한 용액의 농도에 있어서, 예를 들어, 문헌 [Japan Institute of Invention and Innovation Journal of Technical Disclosure No.2001 ~ 1745 (2001 년 3 월 15 일, Japan Institute of Invention and Innovation), 22 ~ 25 쪽] 에 기재된 방법을 적용하는 것이 바람직하다.
(도프 용액의 투명도)
본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 용액의 도프의 투명도는 바람직하게는 85 % 이상이고, 더욱 바람직하게는 88 % 이상이고, 더욱 바람직하게는 90 % 이상이다. 본 발명에서는 다양한 첨가제가 셀룰로오스 아실레이트 도프 용액에 충분히 용해된다는 것이 확인되었다. 실제로 도프 투명도는, 도프 용액을 유리 셀 (1 ㎝ × 1 ㎝) 에 붓고, 분광광도계 (UV-3150, Shimadzu 사제) 를 이용하여 550 nm 에서의 흡광도를 측정하고, 이와 별도로 용매 단독을 블랭크로서 측정한 후, 블랭크의 흡광도의 비율을 기준으로 투명도를 계산함으로써 결정하였다.
[캐스팅, 건조 및 와인딩 단계]
다음으로, 셀룰로오스 아실레이트 용액을 이용한 필름-형성 방법을 설명할 것이다. 본 발명에서 사용 가능한 필름-형성 방법 및 장비에 관하여는, 셀룰로오스 트리아세테이트 필름의 형성에 통상 적용되는 용매 캐스팅 필름-형성 방법 및 용매 캐스팅 필름-형성 장비가 사용될 수 있다. 용해기 (포트 (pot)) 에서 제조된 도프 (셀룰로오스 아실레이트 용액) 가 저장 포트에서 일단 저장되고, 도프가 소포된 후, 최종 제조를 거치게 된다. 이후, 도프를 도프 배출구로부터 배출하고, 예를 들어, 회전 속력에 따라 도프를 일정한 속도에서 높은 정확도로 공급할 수 있는 정압-비율 펌프 (pressure constant-rate pump) 를 통해 압력 다이로 공급한다. 압력 다이의 파이프 슬리브 (슬릿) 로부터, 연속 주행하는 캐스팅 영역의 금속 지지체의 상으로 도프를 균일하게 캐스팅한다. 금속 지지체가 거의 둘러싼 박리 지점에서, 반-건조 도프 필름 (웹 (web) 이라고도 칭함) 을 금속 지지체로부터 박리한다. 수득된 웹의 양 말단을 클립으로 고정시키고, 폭을 일정 수준으로 유지시키면서, 텐터를 이용해 이송함으로써 건조시킨다. 이어서, 건조기의 롤을 이용해서 이송하여 건조를 마친 후, 와인더를 이용해 소정의 길이로 감는다. 건조기에서 텐터와 롤의 조합은 본 목적에 따라 가변적이다. 전자 디스플레이용 기능성 보호 필름 또는 할로겐화은 감광성 재료 (즉, 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름의 주요 용도) 를 제조하기 위한 용매 캐스팅 필름-형성 방법에서는, 용매 캐스팅 필름-형성 장비에 더하여, 코팅기가 자주 사용되어, 예를 들어, 하부코팅층, 정전기 방지층, 할레이션 방지층 또는 보호층을 제공함으로써 필름 표면을 가공한다. 이들 층은 문헌 [Japan Institute of Invention and Innovation Journal of Technical Disclosure No.2001 ~ 1745 (2001 년 3 월 15 일, Japan Institute of Invention and Innovation), 25 ~ 30 쪽] 에 상세히 기재되어 있다. 캐스팅 (조-캐스팅 포함), 금속 지지체, 건조, 박리 등으로 항목화된, 상기 문헌에 제공된 기술은 본 발명에서 바람직하게 사용 가능하다.
[노르보르넨 중합체를 이용한 광학 필름]
본 발명에 따른 광학 필름은 또한, JP-A-2001020891 에 기술된 바와 같이,무기 화합물의 그레인 (grain) 을 포함하는 투명 중합체 수지 재료를 배향 처리함으로써 수득될 수 있는데, 상기 그레인 크기는 광파장 보다 작고, 편광에 대한 등방성 또는 형태학적 등방성을 유지한다. 중합체 수지 재료로서, 노르보르넨 유도체의 개환 중합체가 사용될 수 있다. 무기 화합물 그레인으로서는, 미세 실리카 그레인 등이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 광학 필름은 바람직하게는 하기 식 (IX) 를 만족시킨다.
(IX) |Re최대 - Re최소| ≤ 3 및 |Rth최대 - Rth최소|≤ 5.
식 중, Re최대 및 Rth최대 는 임의로 잘라낸 필름 조각 1 m2 의 최대 위상지연값 (nm 로 표시) 이고; Re최소 및 Rth최소 는 이의 최소 위상지연값 (nm 로 표시) 이며, 각각은 590 nm 의 파장에서 측정된다.
광학 필름 평면에서 광학 이방성의 산란을 제어함으로써, 디스플레이에서의 불규칙성 (irregularity) 을 효과적으로 방지할 수 있다. 상기 범위에 있어서, |Re최대 - Re최소| ≤ 1 및 |Rth최대 - Rth최소|≤ 3 이 더욱 바람직하다.
[연신 또는 수축에서의 Re 및 Rth 의 표출]
본 발명에 따른 광학 필름은 어떠한 목적을 위하여 연신 또는 수축 처리될 수 있다. 광학 필름은 연신 또는 수축 후에서조차 낮은 광학 이방성을 유지하는 것이 바람직하다. 즉, 연신 또는 수축 전의 수준과 비교하여, 15 % 이상인 연신 또는 수축에 의해, 본 발명에 따른 광학 필름의 Re 및 Rth 중 하나 이상이 20 nm 이하 (590 nm 에서 측정됨), 더욱 바람직하게는 10 nm 이하, 더욱 바람직하게는 5 nm 이하의 변화를 보이는 것이 바람직하다. 또한, 연신 또는 수축 전의 수준과 비교하여 0 % 이상 15 % 미만인 연신 또는 수축에 대하여, 이의 Re 및 Rth 중 하나 이상이 10 nm 이하의 변화를 보이는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 5 nm 이하이고, 더욱 바람직하게는 2 nm 이하이다. 또한, 연신 또는 수축에서 나타나는 지연축 (slow axis) 방향이 0 내지 90 °의 각을 갖는 것이 바람직하다 (이때, 연신 방향과 평행한 방향을 0 °로 함).
[광학 필름의 물리적 특성의 평가]
[필름의 유리 전이 온도 Tg]
본 발명에 따른 광학 필름의 유리 전이 온도 Tg 는 바람직하게는 80 내지 165 ℃ 의 범위이다. 내열성의 관점에서 Tg 는 바람직하게는 100 내지 160 ℃, 더욱 바람직하게는 110 내지 150 ℃ 의 범위이다. 유리 전이 온도 Tg 는, 본 발명에 따른 필름의 샘플 (10 mg) 을 5 ℃/분의 속도로 실온으로부터 200 ℃ 까지 가열하고, 시차 주사 열량계 (DSC 2910, T.A. Instrument 사제) 를 이용해 열량을 측정함으로써 계산한다.
[필름의 헤이즈]
본 발명에 따른 광학 필름의 헤이즈는 바람직하게는 0.01 내지 2.0 %, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 1.5 %, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1.0 % 의 범위이다. 필름의 투명도는 광학 필름에서 중요 인자이다. 헤이즈는, 본 발명에 따른 필름의 샘플 (40 mm × 80 mm) 을 사용하여, 헤이즈 미터 (HGM-2DP, Suga Test Instrument 사제) 를 이용해서 25 ℃ 및 60 %RH 에서, JIS K-6714 에서 정의된 방법에 따라 측정한다.
[필름의 Re 및 Rth 의 습도 의존성]
광학 필름, 특히 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름의 두께 방향에서의 위상지연값 Rth 와 평면 내 위상지연값 Re 는 모두 습도에 따른 변화가 작은 것이 바람직하다. 더욱 구체적으로 말하자면, 25 ℃ 및 10 %RH 에서의 Rth(590) 와 25 ℃ 및 80 %RH 에서의 Rth(590) 사이의 차이 (즉, ΔRth(590) = Rth10%RH - Rth80%RH 가 바람직하게는 0 내지 50 nm 이고, 더욱 바람직하게는 0 내지 40 nm 이고, 더욱 바람직하게는 0 내지 35 nm 의 범위이다.
[필름의 평형 수분 함량]
광학 필름, 특히 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름을 편광판용 보호 필름으로 사용하는 경우, 수용성 중합체 (예를 들어, 폴리비닐 알코올) 에 대한 점착성을 손상시키지 않기 위해서는, 25 ℃ 및 80 %RH 에서의 평형 수분 함량이 필름 두께에 상관없이 0 내지 4 % 이고, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 3.5 % 이고, 더욱 바람직하게는 1 내지 3 % 이다. 평형 수분 함량이 4 % 이상인 것은 바람직하지 않은데, 이는 광학 보상 시트의 지지체로서 사용되는 경우, 필름의 위상지연이 습도 변화에 의해 과도하게 좌우되기 때문이다.
수분 함량은, 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름의 샘플 (7 mm × 35 mm), 수분 함량 계측기 및 샘플 건조기 (CA-03, VA-05, 모두 Mitsubishi Chemical 사제) 를 이용해서 Karl-Fisher 법에 의해 측정하였다. 수분 함량 (g) 을 샘플 중량 (g) 으로 나누었다.
[필름의 투습률]
본 발명에 따른 광학 필름의 투습률은 온도 60 ℃ 및 습도 95 %RH 에서 JIS Z0288 에 의해 정의된 방법에 따라 측정하며, 필름 두께를 80 ㎛ 로 환산했을 때, 바람직하게는 400 내지 2,000 g/㎡ㆍ24h 이고, 더욱 바람직하게는 500 내지 1,800 g/㎡ㆍ24h 이고, 더욱 바람직하게는 600 내지 1,600 g/㎡ㆍ24h 이다. 투습률이 2,000 g/㎡ㆍ24h 를 초과하는 경우, 필름의 Re 및 Rth 의 습도 의존 절대값이 자주0.5 nm/%RH 를 초과한다. 이는 본 발명에 따른 광학 필름 상에 광학 이방성층을 적층하여 광학 보상 시트를 제공한 경우에도 바람직하지 않은데, 이는 필름의 Re 및 Rth 의 습도 의존 절대값이 또한 자주 0.5 nm/%RH 를 초과하기 때문이다. 액정 디스플레이 장치 내에서 광학 보상 시트 또는 편광판이 그러한 필름을 갖는 경우, 변색 또는 시야각 저하와 같은 일부 문제가 야기된다. 반면, 필름의 투습률이 400 g/㎡ㆍ24h 미만인 경우, 편광판 등의 양면에 결합될 때, 접착제의 건조를 방해하고, 이러한 이유로 접착 불량을 야기한다.
셀룰로오스 아실레이트 필름의 두께가 증가하면, 투습률은 낮아지고, 두께가 감소하면 투습률은 상승한다. 그러므로, 두께 80 ㎛ 의 기준 필름으로 세팅함으로써 임의 샘플의 투습률을 환산하는 것이 필요하다. 필름의 두께는 다음과 같이 계산된다:
80 ㎛ 의 필름 두께로 환산된 투습률
= (측정된 투습률) × (측정된 필름 두께 (㎛) / 80 ㎛).
투습률은, 문헌 [Kobunshi no Bussei II (Kobunshi Jikken Koza 4, Kyoritsu Shuppan), 285 ~ 297 쪽: Joki Toka Ryo no Sokutei (Shituryo Ho, Ondokei Ho, Jokiatsu Ho, Kyuchaku Ho)] 에 기술된 방법에 따라 측정할 수 있다. 본 발명에 따른 광학 필름의 샘플 (70 mm) 을, 25 ℃ 및 90 %RH, 및 60 ℃ 95 %RH 에서 각각 24 시간 동안 컨디셔닝한다. 이후, 투습 시험기 (KK-709007, TOYO SEIKI SEIKSAKUSHO Ltd. 사제) 를 사용해서, JIS Z-0208 에서 정의된 방법에 따라 단위 면적당 수분 함량 (g/㎡) 을 측정한 다음, 다음과 같이 계산한다:
(투습률 = 컨디셔닝 후 질량 - 컨디셔닝 전 질량).
[필름의 치수 변화]
광학 필름, 특히 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름의 치수 안정성에 관하여, 필름이 60 ℃, 90 %RH 의 조건에서 24 시간 동안 정치된 경우 (고습), 및 90 ℃, 5 %RH 의 조건에서 24 시간 동안 정치된 경우 (고온) 모두에서, 바람직하게는 치수 변화율이 5 % 이하, 더욱 바람직하게는 O.3 % 이하이며, 더욱 바람직하게는 O.15 % 이하를 나타낸다.
치수 변화율은, 실제로 셀룰로오스 아실레이트 필름의 샘플 (30 mm × 120 mm) 을 2 장 준비하고, 25 ℃ 및 65 %RH 에서 24 시간 컨디셔닝하고, 자동 핀 게이지 (Shinto Kagaku 사제) 를 사용해서, 각 샘플의 양 말단에 홀 (6 mm) 들을 100 mm 의 간격 (L0: 최초 펀칭 (punching) 간격) 으로 뚫음으로써 추정한다. 다음으로, 샘플 중 하나를 60 ℃ 및 90 %RH 에서 24 시간 동안 처리한 후, 펀칭 간격 (L1) 을 측정하였다. 이와 별도로, 남은 샘플을 9O ℃ 및 6 %RH 에서 24 시간 동안 처리한 후, 펀칭 간격 (L2) 을 측정하였다. 각 측정에서 최소 눈금 제한은 1/1,000 mm 였다. 6O ℃ 및 9O %RH (고습) 에서의 치수 변화율 = {│LO - L1│/ LO} × 100, 및 90 ℃ 및 5 %RH (고온) 에서의 치수 변화율 = {│LO - L2│/ LO} × 100 을 계산하여 치수 변화율을 측정한다.
[필름의 탄성율]
(탄성율)
본 발명에 따른 광학 필름의 탄성율은 200 내지 500 kgf/㎟ 의 범위인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 240 내지 470 kgf/㎟ 이고, 더욱 바람직하게는 270 내지 440 kgf/㎟ 이다. 탄성율은 실제로, 만능 인장 시험기 STM T50BP (Toyo Boldwin 사제) 를 이용해서, 23 ℃ 및 70 %RH 의 분위기에서 10 %/분의 인장 속도로 샘플을 O.5 % 연장했을 때의 응력을 측정함으로써 결정하였다.
[필름의 광탄성 계수]
(광탄성 계수)
본 발명에 따른 광학 필름의 광탄성 계수는, 50×10-13 ㎠/다인 (25×10-12 Pa) 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1O×10-13㎠/다인 (25×10-12 Pa) 이하이고, 더욱 바람직하게는 5×10-13㎠/다인 (25×10-12 Pa) 이하이다. 광탄성 계수는 실제로, 필름 샘플 (12 mm × 120 mm) 에 길이 방향으로의 인장 응력을 적용하고, 엘립소미터 (M150, JASCO ENGINEERING 사제) 를 이용해 위상지연을 측정함으로써 측정한다. 이후, 응력에 기인한 위상지연의 변화를 근거로 광탄성 계수를 계산한다. 필름의 광탄성 계수를 상기 구체화된 범위 내로 제어함으로써, 온도 및 습도에 따른 디스플레이의 변화에 의해 야기되는 디스플레이의 불균일성이 줄어들 수 있다.
[본 발명에 따른 필름의 평가 방법]
하기 측정 방법을 이용하여 본 발명에 따른 광학 필름을 평가하였다.
(평면 내 위상지연값 Re 및 필름 두께 방향에서의 위상지연값 Rth)
25 ℃ 및 60 %RH 에서 2 시간 동안 샘플 (30 mm × 40 mm) 을 컨디셔닝한 후, 자동 복굴절계 KOBRA 21 ADH (OJI KEISOKU KIKI 사제) 를 이용하여, 수직 방향에서 λ nm 파장의 광선을 조사하여 Re(λ) 를 측정하였다. Rth(λ) 는 추정 평균 복굴절율 1.48, 및 세 방향에서 측정된 위상지연값에 근거한 필름 두께를 이용하여 측정하는데, 즉, 상기한 바와 같은 Re(λ) 는, 평면 내 지연축을 경사각으로서 이용하는 필름의 수직 방향 (0°) 에 대하여 0°및 40°로 기울어지는 방향에서 λ nm 파장의 광선을 조사함으로써 측정한 위상지연값이다. 다른 언급이 없는 한, 본원에 기재되는 Re 및 Rth 는 590 nm 의 파장에서 측정된 값이다.
(투과도)
25 ℃ 및 60 %RH 에서 투명도 측정기 (AKA 광전관 비색계, Kotaki Seisakusho 사제) 를 사용해서, 샘플 (20 mm × 70 mm) 의 가시광 (615 nm) 의 투과도를 측정한다.
(분광 특성)
25 ℃ 및 60 %RH 에서 분광 광도계 (U-3210, Hitachi 사제) 를 사용하여, 300 내지 450 nm 의 파장에서 샘플 (13 mm × 4O mm) 의 투과도를 측정한다. 경사 폭 (tilt width) 은 (72 % 에서의 파장)-(5 % 의 파장) 으로서 결정한다. 한계 파장은 (경사폭 / 2) ＋ (5 % 에서의 파장) 으로 나타낸다. 흡수단 (absorption end) 은 투과도 O.4 % 에서의 파장으로 나타낸다. 상기와 같이, 380 nm 및 350 nm 에서의 투과도를 평가한다.
[필름 표면의 특성]
본 발명에 따른 광학 필름의 표면 특성에 대하여, JIS B0601-1994 에 따르면, 필름 표면 상 요철 (peaks and roughness) 의 산술 평균 조도 (Ra) 가 O.1 ㎛ 이하이고, 최대 높이 (Ry) 가 O.5 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 산술 평균 조도 (Ra) 가 O.O5 ㎛ 이하이고, 최대 높이 (Ry) 는 O.2 ㎛ 이하이다. 필름 표면 상의 요철은 원자력 현미경 (AFM) 을 이용하여 평가할 수 있다.
[필름의 기계적 특성]
(컬 (curl))
본 발명에 따른 광학 필름의 폭 방향에서의 컬 정도는 바람직하게는 -1O/m 내지 ＋10/m 의 범위이다. 본 발명에 따른 광학 필름의 폭 방향에서의 컬 정도가 상기 구체화된 범위를 벗어나는 경우, 필름을 연속 시트로 처리하는데 문제가 발생되고, 광학 이방성층의 형성을 위한 러빙 처리, 표면 처리, 배향 필름의 형성 또는 광학 이방성층의 형성 및 결합의 과정에서 때때로 필름 절단이 일어나는데, 이에 대하여 하기에 기술될 것이다. 이 경우, 또한, 필름은 필름 모서리 또는 중앙부에서 이송 롤과 강하게 접촉하기 때문에 흔히 먼지를 발생시킨다. 따라서, 다량의 먼지 및 이물질이 필름 상에 부착된다. 그 결과, 허용가능한 빈도 수준을 넘는 심각한 점 결함 및 코팅 스트라이프 (stripe) 가, 광학 보상 필름을 제공하기 위한 광학 이방성층의 적층에서 때때로 관찰된다. 또한, 컬 정도를 상기 구체화된 범위 내로 제어하는 것이 바람직한데, 이는 광학 이방성층의 형성에서 자주 관찰되는 색상 얼룩 (color spot) 결함을 감소시킬 수 있고, 편광자에 결합할 때 거품이 일어나는 것을 이로써 방지할 수 있기 때문이다.
컬의 정도는 문헌 [American National Standard Institute (ANSI/ASCPH1.29-1985)] 에 상술된 측정 방법에 따라 측정할 수 있다.
(인열 강도)
본 발명에 따른 광학 필름 (필름 두께: 20 내지 80 ㎛) 은, JISK 7128-2:1998 에 따른 시험 방법 (Elmendorf 인열 강도 시험) 에 따른 시험법에 의해 측정된 인열 강도가, 2 g 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 5 내지 25 g 이며, 더욱 바람직하게는 6 내지 25 g 이다. 필름 두께가 60 ㎛ 인 경우, 인열 강도는 8 g 이상이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 8 내지 15 g 이다. 실제로 샘플 편 (50 mm × 64 mm) 을, 25 ℃ 및 65 %RH 에서 2 시간 동안 컨디셔닝한 후, 가벼운 부하 인열 강도 시험기로 처리하여 측정할 수 있다.
[필름 내 잔존 용매의 양]
본 발명에 따른 광학 필름의 제조에서 건조는, 상기 광학 필름 내에 잔존하는 용매의 양이 0.01 내지 1.5 질량%, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 1.0 질량% 이 되도록 조절하는 조건 하에서 이루어지는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 광학 필름 내에 잔존하는 용매의 양을 1.5 질량% 미만으로 제어함으로써, 컬링 (curling) 을 방지할 수 있다. 잔존하는 용매의 양이 1.0 질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 그 주요 원인은, 상기한 바와 같은 용매 캐스팅법의 필름-형성 단계에서 잔존하는 용매의 양이 감소함에 따라 자유 침강 (free sedimentation) 이 감소되기 때문인 것으로 보인다. 그러나, 이는 필름의 연신 또는 수축의 경우에는 적용되지 않는다. 연신 또는 수축 과정에서의 잔존 용매의 양은 별도로 논의될 것이다. 본원에서 사용되는 필름 내 잔존하는 용매의 양 (질량%) 는, 용매가 완전히 제거된 건조 필름의 질량을 기준으로 한 것이다. 잔존 용매의 양 (질량%) 은, 샘플 (7 mm × 35 mm) 을 가스 크로마토그래피 (GC-18A, Shimadzu 사제) 시킴으로써, 베이스 잔존 용매를 정량화하여 측정한다.
[흡습 팽창 계수]
본 발명에 따른 광학 필름의 흡습 팽창 계수를 3O × 10-5 /%RH 이하, 더욱 바람직하게는 15 × 10-5 /%RH 이하, 더욱 바람직하게는 10 × 10-5 /%RH 로 조절하는 것이 바람직하다. 흡습 팽창 계수는 작을수록 더욱 바람직하지만, 통상 1.0 × 10-5 /%RH 이하이다. 흡습 팽창 계수는, 일정 온도에서 상대 습도의 변화에 의해 야기되는 샘플의 길이 변화를 의미한다. 흡습 팽창 계수를 적절히 조절함으로써, 광학 보상 필름의 지지체로서 사용되는 본 발명에 따른 광학 필름의 광학 보상 필름의 투과도에 있어서의 프레임형 (frame-like) 증가 (즉, 왜곡) 에 의해 야기되는 광누설을 방지할 수 있으면서 동시에 광학 보상 성능을 유지시킨다.
[표면 처리]
필요한 경우, 본 발명에 따른 광학 필름을 표면 처리함으로써 다양한 기능성 층 (예를 들어, 하부코팅층 및 백층 (back layer)) 에 대한 이의 접착을 개선시킬 수 있다. 표면 처리로서, 글로우 방전 처리, 자외선 조사 처리, 코로나 방전 처리, 화염 처리, 산 또는 알칼리 처리를 이용할 수 있다. 본원에서 사용되는 글로우 방전 처리는, 10-3 내지 20 Torr 의 저압 가스 하에서의 저온 플라즈마 처리 또는 대기압하에서의 플라즈마 처리일 수 있다. 플라즈마 여기 가스 (plasma excitation gas) 는 상기와 같은 조건에 하에서 여기되는 가스 플라즈마이며, 이의 예에는 아르곤, 헬륨, 네온, 크립톤, 제논, 질소, 이산화탄소, 테트라플루오로메탄과 같은 클로로플루오로카본 및 이의 혼합물이 포함된다. 이들 가스는 문헌 [Japan Institute of Invention and Innovation Journal of Technical Disclosure No. 2001 ~ 1745 (2001 년 3 월 15 일, Japan Institute of Invention and Innovation), 30 ~ 32 쪽] 에 상세히 기재되어 있으며, 본 발명에서 바람직하게 사용 가능하다.
[알칼리 비누화 처리에 의한 필름 표면의 접촉각]
알칼리 비누화 처리는, 편광판의 투명 보호 필름으로서 이용되는 광학 필름, 특히 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름의 표면 처리의 효과적 수단 중 하나로서 언급될 수 있다. 이 경우, 접착성의 관점에서 알킬리-비누화된 필름 표면의 접촉각이 55°이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 50°이하, 더욱 바람직하게는 45°이하이다. 접촉각은 친수성/소수성의 성질을 평가하는 통상의 방법에 의해 결정되는데, 이 방법은 알칼리-비누화된 필름 표면 상에 지름 3 mm 의 물방울을 떨어뜨리고, 필름 표면 및 상기 물방울 사이의 각도를 측정하는 것을 포함한다.
[기능성 층]
본 발명에 따른 광학 필름은, 광학적 목적 및 감광성 재료에 응용가능하다. 광학적 목적에 있어서는, 액정 디스플레이 장치에 사용되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 한 쌍의 전극 기판 사이에 액정을 갖는 액정셀, 상기 셀의 양 면에 제공되는 2 개의 편광자 및 상기 액정셀과 편광자 사이에 위치되는 하나 이상의 광학 보상 필름을 포함하는 액정 디스플레이 장치에 사용되는 것이다. 그러한 액정 디스플레이 장치의 바람직한 예에는 TN, IPS, FLC, AFLC, OCB, STN, ECB, VA 및 HAN 이 포함된다.
상기한 바와 같이, 광학적 목적을 위해 본 발명에 따른 광학 필름이 사용되는 경우, 실제로 다양한 기능성 층, 예를 들어, 정전기 방지층, 경화된 수지층 (투명 하드 코트층), 반사 방지층, 접착 용이층, 눈부심 방지층, 광학 보상층, 배향층, 액정층 등이 형성된다. 본 발명에 따른 광학 필름에 사용 가능한 이들 기능성 층 및 이의 재료의 예로서, 계면활성제, 슬립제 (slip agent), 매팅제, 대전 방지층, 하드 코트층 등이 언급될 수 있는데, 이들은 문헌 [Japan Institute of Invention and Innovation Journal of Technical Disclosure No. 2001 ~ 1745 (2001 년 3 월 15 일, Japan Institute of Invention and Innovation), 32 ~ 45 쪽] 에 상세히 기재되어 있으며, 본 발명에서 바람직하게 사용 가능하다.
[용도 (광학 보상 필름)]
본 발명에 따른 광학 필름은 다양한 목적에 사용 가능하다. 본 발명에 따른 광학 필름을 액정 디스플레이 장치 내 광학 보상 필름으로서 사용하는 것이 특히 효과적이다. 광학 보상 필름은, 위상차 (phase contrast) 보상을 위해 액정 디스플레이 장치에 통상 사용되는 광학 재료를 의미한다. 즉, 이는 위상차판 및 광학 보상 시트 등과 동일한 의미를 갖는다. 광학 보상 필름은 복굴절의 특성을 갖기 때문에, 액정 디스플레이 장치의 디스플레이 화면에서의 착색을 경감시키고, 시야각 특성을 향상시킬 목적으로 사용된다. 본 발명에 따른 광학 필름은, Re(590) 및 Rth(590) 에서 광학 이방성이 작고 (즉, 0 ≤ |Re(590| ≤ 10 및 |Rth(590)|≤ 25), 파장 분산이 작다 (즉, |Re(400) - Re(700)| ≤ 10 및 |Rth(400) - Rth(700)|≤ 35). 그러므로, 복굴절성을 갖는 광학 이방성층과 함께 사용되는 경우, 광학 이방성층의 광학 성능이 어떠한 바람직하지 못한 이방성도 보이지 않은 채 독보적으로 달성될 수 있다.
그러므로, 본 발명에 따른 광학 필름을 액정 디스플레이 장치 내 광학 보상 필름으로서 이용하는 경우, 함께 사용되는 광학 이방성층의 Re(590) 은 0 내지 200 nm 이고, |Rth(590)| 은 0 내지 400 nm 인 것이 유리하다. Re(590) 및 Rth(590) 가 상기 정의된 각각의 범위 내에 부합되는 한, 임의의 광학 이방성층이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 광학 필름을 갖는 액정 디스플레이 장치에서, 광학 보상 필름에 요구되는 임의의 광학 이방성층은, 액정셀의 광학 성능 또는 구동 시스템에 의해 특별히 한정되지 않고 사용될 수 있다. 병용되는 광학 이방성층은, 액정 화합물을 함유하는 조성물 또는 복굴절성 중합체 필름으로 만들어질 수 있다. 본 발명에서는 음의 복굴절성을 갖는 중합체 필름으로부터 광학 이방성층을 형성하는 것이 유리하다.
상기된 바와 같은 액정 화합물로서 디스코틱 (discotic) 액정 화합물 또는 막대형 액정 화합물이 바람직하다.
(디스코틱 액정 화합물)
본 발명에 사용 가능한 디스코틱 액정 화합물의 예에는, 다양한 문헌 [C. Destrade 등, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 제 71 권, 111 쪽 (1981); Nihon Kagaku-kai, Kikan Kagaku Sosetsu, No. 22, Ekikho no Kagaku, 제 5 장, 제 10 장, 제 2 절 (1994); B. Kohne 등, Angew. Chem. Soc., Chem. Comm., 1794 쪽 (1985); J. Zhang 등, J. Am. Chem. Soc., 제 116 권, 2655 쪽 (1994)] 에 기재되어 있는 화합물이 포함된다.
광학 이방성층에서, 디스코틱 액정 분자는 배향 상태로 고정되어 있는 것이 바람직하다. 이들 분자는 중합 반응을 통해 고정된 것이 가장 바람직하다. 디스코틱 액정 분자의 중합이 JP-A-8-27284 에 보고되어 있다. 중합에 의해 디스코틱 액정 분자를 고정하기 위해서는, 디스코틱 액정 분자의 원반 코어에 중합성기를 치환기로서 부착하는 것이 필요하다. 그러나, 그러한 중합성기가 원반 코어에 직접 부착되는 경우, 고정 상태가 중합 동안 거의 유지될 수 없다. 따라서, 원반 코어와 중합성기 사이에 연결기가 도입된다. 중합성기를 갖는 그러한 디스코틱 액정 분자가 JP-2001-4387 에 개시된다.
(막대형 액정 화합물)
본 발명에서 사용 가능한 막대형 액정 화합물의 예에는, 아조메틴, 아족시, 시아노바이페닐, 시아노페닐 에스테르, 벤조산 에스테르, 시클로헥산카르복실산 페닐 에스테르, 시아노페닐시클로헥산, 시아노-치환 페닐피리미딘, 알콕시-치환 페닐피리미딘, 페닐디옥산, 톨란 및 알케닐시클로헥실벤조니트릴이 포함된다. 이들 저분자 액정 화합물에 더하여, 고분자 액정 화합물이 또한 사용될 수 있다.
광학 보상 층에서, 막대형 액정 분자는 배향 상태로 고정되어 있는 것이 바람직하고, 중합반응을 통해 고정되는 것이 가장 바람직하다. 본 발명에 사용 가능한 중합성 막대형 액정 화합물의 예에는 문헌 [Makromol. Chem., 제 190 권, 2255 쪽 (1989년); Advanced Materials, 제 5 권, 107 쪽 (1993년); 미국 특허 4683327, 미국 특허 5622648, 미국 특허 5770107, WO 95/22586, WO 95/24455, WO 97/00600, WO 98/23580, WO 98/52905, JP-A-1-272551, JP-A-6-16616, JP-A-7-110469, JP-A-11-80081 및 JP-A-2001-328973] 에 기재되어 있는 화합물들이 포함된다.
(중합체 필름으로 만들어진 광학 이방성층)
상기한 바와 같이, 광학 이방성층은 중합체 필름으로 만들 수 있다. 그러한 경우, 중합체 필름은 광학 이방성을 나타낼 수 있는 중합체를 함유한다. 그러한 공중합체의 예에는, 폴리올레핀 (예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 노르보르넨 중합체), 폴리카르보네이트, 폴리알릴레이트, 폴리술폰, 폴리비닐 알코올, 폴리메타크릴산 에스테르, 폴리아크릴산 에스테르 및 셀룰로오스 에스테르 (예를 들어, 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 디아세테이트), 폴리아릴 에테르 케톤, 폴리에테르 케톤, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리아미드 및 폴리에스테르 이미드가 포함된다. 또한, 이들 중합체의 공중합체 또는 중합체 혼합물을 이용하는 것이 가능하다. 더욱 상세하게는, JP-A-2004-4474, JP-A-61-162512 및 JP-1-64-38472 에 기재되어 있는 폴리아미드 및 폴리에스테르 이미드가 언급될 수 있다.
중합체 필름의 광학 이방성은 중합체 필름의 연신 및/또는 수축에 의해 획득하는 것이 바람직하다. 단축 또는 이축 연신이 바람직하다. 더욱 상세하게는, 둘 이상의 롤 사이의 주변 속력 차이를 이용한 길이 방향 단축 연신, 중합체 필름의 양측을 클립으로 고정한 상태에서의 폭 방향 텐터 연신, 또는 이들의 조합에 의한 이축 연신을 적용하는 것이 바람직하다. 둘 이상의 중합체 필름을 적층하여, 복합 필름의 광학 특성이 전체적으로 상기된 조건을 만족시키도록 하는 것 또한 가능하다. 복굴절에서의 불균일을 최소화하기 위하여, 중합체 필름을 용매 캐스팅법에 의해 제조하는 것이 바람직하다. 중합체 필름의 두께는 바람직하게는 20 내지 500 ㎛ 이고, 가장 바람직하게는 40 내지 100 ㎛ 이다.
[고체 중합체의 적용에 의한 광학 이방성층의 형성]
본 발명에서는, 액화된 고체 중합체를 본 발명에 따른 광학 필름에 적용 (스프레딩 (spreading)) 한 후, 그 위에 고정하여 투명 필름을 제공한 다음, 배향 처리를 실시하여, 여기에 nx > ny > nz (식 중, nx 및 ny 는 각각 평면 내 굴절률을 나타내고, nz 는 두께 방향에서의 굴절률을 나타냄. nx 는 필름 평면 내에서 지연축에 따른 굴절률이고; ny 는 필름 평면 내에서 지연축에 수직인 방향에 따른 굴절률임) 의 특성이 부여된 광학 보상 필름 (복굴절 필름) 을 제공함으로써 광학 이방성층을 형성한다. 분자 배향 처리되자 마자, 본 발명에 따른 광학 필름은 광학 이방성을 보이지 않을 것이고, 따라서 균일한 이축 필름이 형성됨으로써, 광학 디자인 등을 용이하게 할 것이다.
복굴절 필름의 형성을 위한 고체 중합체는 특별히 한정되지 않으며, 적절한 광투과 특성을 갖는 하나 이상의 중합체가 사용될 수 있다. 유리한 광투과 특성을 갖는, 즉 광투과도가 75 % 이상, 더욱 바람직하게는 85 % 이상인 필름을 형성할 수 있는 중합체를 사용하는 것이 바람직하다.
고체 중합체의 예에는 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르 및 폴리에테르 케톤이 포함된다. 이중, 폴리아릴 에테르 케톤, 폴리아미드 이미드 및 폴리에스테르 이미드가 바람직하다. 복굴절 필름을 형성하기 위하여, 이들 고체 중합체 중 하나 또는 이의 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 고체 중합체의 분자량은 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로, 예를 들어, 필름 형성에서 취급 특성을 고려할 때, 이의 중량 평균 분자량이 1,000 내지 100,000, 더욱 바람직하게는1,500 내지 750,000, 더욱 바람직하게는 2,000 내지 500,000 인 것이 유리하다.
광학 보상 필름 (복굴절 필름) 의 광학 이방성층으로 사용되는 투명 필름은, 고체 중합체를 액화시키고, 상기를 스프레딩시킨 후, 이렇게 스프레딩된 층을 고정함으로써 형성할 수 있다. 투명 필름의 형성에서, 다양한 첨가제, 예컨대 안정화제, 가소제 또는 금속이, 필요한 경우, 액화된 고체 중합체에 첨가될 수 있다. 고체 중합체는 적절한 방법, 예를 들어, 가열에 의해 열가소성 고체 중합체를 용융시키거나, 고체 중합체를 용매 내에 용해시켜 용액을 제공함으로써 액화시킬 수 있다.
스프레딩된 층 (용융 액체를 이용한 전자의 경우에서) 을 냉각시키거나, 스프레딩된 층 (용액을 이용한 후자의 경우에서) 으로부터 용매를 제거하고, 건조함으로써, 스프레딩된 층을 고정할 수 있다. 건조는, 자연 건조 (공기-건조), 열 건조 (특히, 40 내지 200 ℃), 진공 건조 등으로부터 하나 이상의 방법을 적절히 적용함으로써 수행할 수 있다. 제조 효율 및 광학 이방성 발생의 방지의 관점에서, 중합체 용액을 적용하는 방법을 사용하는 것이 유리하다. 상기한 바와 같은 냉각 또는 건조에 의한 고정 (fixation) 에 더하여, 광학 이방성 층의 형성에 사용되는 중합체의 유형에 따라 중합 고정 (polymerization fixation) 이 이용될 수 있다.
상기된 바와 같은 용매로서, 메틸렌 클로라이드, 시클로헥사논, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에탄, N-메틸 피롤리돈, 테트라히드로푸란 등으로부터 적절히 선택되는 하나 이상의 용매가 사용 사용될 수 있다. 필름 형성에 적절한 점도를 고려하여, 100 질량부의 용매 내에 바람직하게는 2 내지 100 질량부, 더욱 바람직하게는 5 내지 50 질량부, 더욱 바람직하게는 10 내지 40 질량부의 고체 중합체를 용해시킴으로써 용액을 제조한다.
액화된 고체 중합체는 적절한 필름-형성 방법, 예컨대 스핀 코팅, 롤 코팅, 흐름 코팅, 인쇄, 딥 코팅, 캐스팅 필름-형성, 바 (bar) 코팅 및 그라비어 인쇄와 같은 캐스팅, 압출 등을 이용하여 스프레딩시킬 수 있다. 두께 및 배향에 불균일이 거의 없는 필름의 대량 생산의 관점에서, 캐스팅법과 같은 용액 필름-형성 방법을 적용하는 것이 바람직하다. 그러한 경우, 방향족 이무수물 및 방향족 폴리디아민로부터 제조되고, 용매에 가용성인 폴리이미드 (국제 특허 출원 511812/1996) 를 사용하는 것이 유리하다.
본 발명에 따른 광학 보상 필름의 광학 보상 필름 (복굴절 필름) 으로서의 특징 nx > ny > nz 는 투명 필름 평면 내에서 분자를 배향시킴으로써 부여할 수 있다. 즉, 상기된 바와 같이, 액화 물질을 스프레딩하는 것에 의한 투명 필름-형성 과정에서 수득되는 투명 필름은 nx
Figure 112006083791569-PCT00071
ny, 즉, Re
Figure 112006083791569-PCT00072
O nm 의 특징을 보인다.
본 발명에서, 즉, nz 는 투명 필름-형성 과정에서 조절되고, 또한 nx 및 ny 는 투명 필름 평면 내 분자의 배향 처리에 의해 조절된다. 기능을 부여하는 이러한 시스템으로 인해, 예를 들어, 이축 연신법에서 Rz 및 Re 를 동시에 조절하는 기존 방법과 비교하여, 더 낮은 연신율에서 원하는 대상물이 얻어질 수 있다. 따라서, nx > ny > nz 로 인해 광학축 정확성 및 Rz 및 Re 특징이 우수한 이축 복굴절 필름이 유리하게 수득될 수 있다.
투명 필름 평면에서 분자 배향 처리는 필름의 연신 및/또는 수축에 의해 수행될 수 있다. 연신법으로서, 연속 연신 및 동시 연신과 같은 이축 연신법, 및 자유-말단 연신 (free-end stretching) 및 고정-말단 연신 (fixed-end stretching) 과 같은 이축 연신법 중으로부터 적절히 선택되는 하나 이상의 방법을 이용할 수 있다. 보잉 현상 (bowing phenomenon) 방지의 관점에서, 단축 연신법이 바람직하다. 연신 온도는 통상의 방법에 따라 결정할 수 있다. 일반적으로, 지지체로서 사용되는 광학 보상 필름 및 투명 필름을 구성하는 고체 중합체의 유리 전이 온도에 근접한 온도, 더욱 바람직하게는 유리 전이 온도 이상의 온도가 이용된다.
반면, 수축은, 예를 들어, 베이스 물질 상에 투명 필름을 적용하고, 필름-형성을 수행한 후, 온도 변화 등에 기인한 베이스 재료의 치수 변화를 이용하여 수축을 유도함으로써 수행할 수 있다. 그러한 경우, 열 수축성 필름과 같이, 수축 능력을 갖는 베이스 재료를 또한 사용할 수 있다. 예를 들어, 연신기 (stretcher) 를 이용하여 수축율을 조절하는 것이 유리하다.
수축에 사용되는 지지체는 미리 연신되는 것이 바람직하다. 연신은 통상 사용되는 방법에 의해 수행될 수 있다. 지지체로서 사용되는 본 발명에 따른 광학 필름이 잔존 용매를 1.5 질량% 미만으로 함유하는 경우, 유리 전이 온도 이상의 온도에서 연신을 수행하는 것이 유리하다. 반면, 잔존하는 용매의 양이 1.5 질량% 이상인 경우, 연신을 30 ℃ 내지 160 ℃, 더욱 바람직하게는 70 ℃ 내지 150 ℃, 특히 바람직하게는 85 ℃ 내지 150 ℃ 에서 연신을 수행하는 것이 바람직하다. 잔존하는 용매의 양이 1.5 질량% 이상인 경우에는, 저온에서 연신을 수행할 수 있다는 장점이 있다. 그러한 경우, 지지체로서 사용되는 본 발명에 따른 광학 필름에 잔존하는 용매의 양이 1.5 질량% 이상 70 질량% 이하, 더욱 바람직하게는 30 질량% 이상 60 질량% 이하에서 연신을 수행하는 것이 바람직하다.
투명 필름 및 광학 필름을 포함하는 적층의 연신 및/또는 수축은 바람직하게는, 광학 필름 내 잔존하는 용매의 양이 1.5 질량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.5 질량% 이하, 특히 바람직하게는 0.2 질량% 이하인 상태에서 수행된다.
연신 및/또는 수축의 완료 후, 광학 보상 필름을 구성하는 투명 필름 및 광학 필름의 각각에 잔존하는 용매의 양은 바람직하게는 1.5 질량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.5 질량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.2 질량% 이하인데, 이는 필름의 광학 특성이 광학 보상 필름 내 잔존하는 용매의 양에 비례하여 변화될 수 있기 때문이다.
(연신법)
연신은, 예를 들어, JP-A-62-115035, JP-A-4-152125, JP-A-4-284211, JP-A-4-298310 및 JP-A-11-48271 에 기술된 방법에 의해 수행될 수 있다. 필름은 실온에서 또는 가열 하에 연신된다. 가열 온도는 필름의 유리 전이 온도 이하인 것이 바람직하다. 필름은 단축 또는 이축으로 연신될 수 있다. 연신은 건조 과정에서 수행될 수 있다. 용매가 잔존하는 동안 연신을 수행하는 것이 특히 효과적이다. 필름은, 예를 들어, 이송 롤러 속력을 조절하여 필름-와인딩 속력이 스트리핑 (stripping) 속력을 초과하도록 함으로써 연신할 수 있다. 대안적으로는, 텐터기 (tenter) 를 이용하여 필름 폭을 홀딩 (holding) 시키면서 필름을 점차 넓혀서 필름을 연신할 수 있다. 또한, 건조의 완료 후 연신기를 사용하여 필름을 연신하는 것이 가능하다 (바람직하게는 긴 연신기 (long stretcher) 를 이용한 단축 연신). 연신은 단일 단계 또는 복수의 단계 (즉, 다단계 연신) 로 수행될 수 있다. 다단계 연신 중, 개별 단계에서의 연신율의 생성물은 구체화된 범위 내에 부합해야 한다.
고온 롤 및/또는 복사열 공급원 (IR 가열기 등) 을 이용하여 뜨거운 공기 스트림 하에서 연신을 수행하는 것이 바람직하다. 온도에서의 균일성을 향상시키기 위해, 자동 온도 조절 장치를 사용할 수 있다. 롤을 이용한 단축 연신의 경우, L/W 비율 (식 중, L 은 롤 사이의 거리를 나타내고, W 는 필름 폭을 나타냄) 은 바람직하게는 2.0 내지 5.0 의 범위이다.
상기와 같이 수득된 복굴절 필름의 Rth 및 Re 는, 사용되는 고체 중합체 유형, 스프레딩된 층의 형성 방법 (예를 들어, 액화 물질의 적용 방법), 스프레딩된 층의 고정 방법 (예를 들어, 건조 조건), 상기와 같이 형성된 투명 필름의 두께 등에 따라 조절될 수 있다. 일반적으로, 투명 필름의 두께는 0.5 내지 100 ㎛, 더욱 바람직하게는 1 내지 50 ㎛, 특히 바람직하게는 2 내지 20 ㎛ 의 범위이다.
상기와 같이 형성된 복굴절 필름은 있는 그대로, 또는, 예를 들어, 감압성 (pressure-sensitive) 접착제를 이용하여, 또다른 필름에 결합시켜 사용할 수 있다.
[용도 (편광판)]
다음으로, 본 발명에 따른 광학 필름의 용도를 설명할 것이다.
본 발명에 따른 광학 필름은 편광판용 보호 필름으로서 특히 유용하다. 본 발명에 따른 광학 필름을 셀룰로오스 아실레이트로 만든 경우의 광학 필름이 특히 유용하다. 이는 셀룰로오스 아실레이트 필름이 일반적으로 편광판 내 보호필름으로서 사용되기 때문이다. 본 발명에 따른 광학 필름을 편광판용 보호 필름으로서 사용하는 경우, 통상 적용되는 방법에 의해 구체적 제한 없이, 편광판을 구성할 수 있다. 통상의 방법은, 수득한 셀룰로오스 아실레이트 필름을 알칼리로 처리하고, 이후 폴리비닐 알코올 필름을 요오드 용액에 디핑 및 연신해서 구성한 편광자의 양 면에, 완전 비누화된 폴리비닐 알코올의 수용액을 이용해서 그것을 결합시키는 것을 포함한다. 알칼리 처리의 대안으로서, JP-A-6-94915 또는 JP-A-6-118232 에 보고되어 있는 것과 같은, 접착을 용이하게 하는 처리가 이루어질 수 있다.
보호 필름의 처리된 면을 편광자에 결합시키는 데 사용되는 접착제의 예에는, 폴리비닐 알코올 및 폴리비닐 부티랄과 같은 폴리비닐 알코올-기재 접착제, 부틸 아크릴레이트와 같은 비닐-기재 라텍스 등이 포함된다.
편광판은 편광자 및 이의 양 면을 보호하는 보호 필름으로 이루어진다. 이는 그 반대 면에 분리 필름 (separate film) 을 추가로 가질 수 있다. 프로텍트 (protect) 필름 및 분리 필름은, 수송, 제품 검사 및 기타 단계 중에 편광판을 보호하기 위해 사용된다. 이 경우, 프로텍트 필름은, 편광판의 표면을 보호할 목적으로, 액정 플레이트에 결합되는 면의 반대면에 결합된다. 반면, 분리 필름은 액정 플레이트에 결합되는 접착층을 커버할 목적으로, 액정면에 결합되는 편광판의 면에 결합된다.
액정 디스플레이 장치에서는, 액정을 담고 있는 기판이 통상 두 편광판 사이에 제공된다. 본 발명에 따른 광학 필름을 포함하는 편광판의 보호 필름은 어떠한 위치에서도 우수한 디스플레이 특징을 이루는 것을 가능하게 한다. 특히 바람직하게는, 상기 편광판용 보호 필름을, 액정 디스플레이 장치의 디스플레이 측에서 최외층으로서의 편관판용 보호 필름으로서 사용하는데, 이는 투명 하드 코트층, 눈부심 방지층, 반사 방지층 등이 거기에 형성되기 때문이다. 본 발명에 따른 광학 보상 필름의 광학 필름 측 (즉, 지지체) 을 편광판용 보호 필름으로서 결합시킴으로써, 광학 보상 시트로도 사용할 수 있다.
(통상 사용되는 액정 디스플레이 장치의 구성)
상기 광학 필름을 광학 보상 필름의 지지체로서 사용하는 경우, 편광자의 투과축 및 광학 보상 필름의 지연축은 임의의 각도로 위치될 수 있다. 액정 디스플레이 장치는, 한 쌍의 전극 기판 사이에 액정을 갖는 액정셀, 셀의 양 측에 제공되는 두 편광판 및 상기 액정셀과 편광자 사이에 제공되는 하나 이상의 광학 필름을 포함한다.
액정셀의 액정층은, 통상적으로, 두 기판 사이에 스페이서를 삽입함으로써 형성된 공간에 액정을 주입하여 구성한다. 투명 전극층은 전기 전도 물질을 함유하는 투명 박막 (membrane) 으로서 형성된다. 액정셀은 가스 배리어 층, 하드 코트층 또는 하부 코트층 (투명전극층의 결합에 사용됨) 을 추가로 가질 수 있다. 이들 층은 통상 기판 상에 형성된다. 액정셀 기판의 두께는 일반적으로 50 ㎛ 내지 2 mm 이다.
(액정 디스플레이 장치의 종류)
본 발명에 따른 광학 필름은 다양한 디스플레이 모드의 액정 디스플레이 장치에 사용 가능하다. 다양한 디스플레이 모드, 예를 들어, TN (Twisted Nematic), IPS (In-Plane Switching), FLC (Ferroelectric liquid crystal), AFLC (Anti-ferroelectric liquid crystal), OCB (0ptically Compensatory Bend), STN (Supper Twisted Nematic), VA (Vertically Aligned), ECB (Electrically Controlled Birefringence) 및 HAN (Hybrid Aligned Nematic) 이 제안되어 있다. 또한, 상기 디스플레이 모드의 배향을 분할함으로써 얻어진 디스플레이 모드가 추가로 제안되어 있다. 본 발명에 따른 광학 필름은 이들 임의의 디스플레이 모드에서의 액정 디스플레이 장치에서 효과적이다. 투과형, 반사형 및 반투과형 액정 디스플레이 장치에 있어서도 효과적이다.
(TN 형 액정 디스플레이 장치)
본 발명에 따른 광학 필름을, TN 모드의 액정셀을 갖는 TN 형 액정 디스플레이 장치의 광학보상 시트의 지지체로서 사용할 수 있다. TN 모드의 액정셀 및 TN 형 액정 디스플레이 장치는 오래전부터 널리 공지되어 있다. TN 형 액정 디스플레이 장치에 사용되는 광학 보상 시트는, JP-A-3-9325, JP-A-6-148429, JP-A-8-50206, JP-A-9-26572 에 기재되어 있으며, 문헌 [Mori 등, Jpn. J. Appl. Phys., 제 36 권 (1997), 143 쪽, 및 Jpn. J. Appl. Phys., 제 36 권 (1997), 1068 쪽] 에 보고되어 있다.
(STN 형 액정 디스플레이 장치)
본 발명에 따른 광학 필름을, STN 모드의 액정셀을 갖는 STN 형 액정 디스플레이 장치의 광학 보상 시트의 지지체로서 사용할 수 있다. 일반적으로, STN 형 액정 디스플레이 장치의 액정셀 내 막대형 액정성 분자는 90°내지 360°로 트위스트되고, 막대형 액정 분자의 굴절율 이방성 (Δn) 및 셀 갭 (d) 의 곱 (Δnd) 은 300 내지 1500 nm 의 범위이다. STN 형 액정 디스플레이 장치에 사용 가능한 광학 보상 시트는 JP-A-2000-105316 에 기재되어 있다.
(VA 형 액정 디스플레이 장치)
본 발명에 따른 광학 필름을, VA 모드의 액정셀을 갖는 VA 형 액정 디스플레이 장치의 광학 보상 시트의 지지체로서 사용할 수 있다. VA 형 액정 디스플레이 장치에 사용하는 광학 보상 시트의 Re 위상지연값 및 Rth 위상지연값을 각각 0 내지 150 nm 및 70 내지 400 nm 로 조절하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, Re 위상지연값을 20 내지 70 nm 로 조절한다. VA 형 액정 디스플레이 장치에 2 장의 광학 이방성 중합체 필름을 사용하는 경우, 필름의 Rth 위상지연값은 바람직하게는 70 내지 250 nm 의 범위이다. VA 형 액정 디스플레이 장치에 1 장의 광학 이방성 중합체 필름을 사용하는 경우, 필름의 Rth 위상지연값은 바람직하게는 150 내지 400 nm 의 범위이다. VA 형 액정 디스플레이 장치는 또한, 예를 들어, JP-A-10-123576 에 기재된 것과 같이, 배향 분할 시스템 (split orientaion system) 으로 사용할 수 있다.
(IPS 형 액정 디스플레이 장치 및 ECB 형 액정 디스플레이 장치)
본 발명에 따른 광학 필름을, IPS 모드의 액정셀을 갖는 IPS 형 액정 디스플레이 장치 및 ECB 모드의 액정셀을 갖는 ECB 형 액정 디스플레이 장치에서의 광학 보상 시트의 지지체로서, 또는 이에서의 편광판의 보호막으로서 특히 유리하게 사용할 수 있다. 이들 모드에서는, 액정 물질이 흑색 디스플레이에서 거의 평행하게 배향된다. 즉, 전압이 인가되지 않았을 때는 액정 분자가 기판면에 평행하게 배향됨으로써, 흑색 디스플레이가 제공된다. 본 발명에 따른 광학 필름을 갖는 편광판은, 이들 모드에서 시야각 확대 및 콘트라스트 개선에 기여한다. 이들 모드에서, 편광판의 보호 필름 및 액정셀 사이에 제공되는 광학 이방성층의 위상지연값은 Δnㆍd 의 2 배 이하가 되도록 조절하는 것이 유리하다. 또한, Rth 의 절대값 │Rth│를 25 nm 이하, 더욱 바람직하게는 20 nm 이하, 더욱 바람직하게는 15 nm 이하로 제어하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명에 따른 광학 필름이 이를 위해 유리하게 사용될 수 있다.
(OCB 형 액정 디스플레이 장치 및 HAN 형 액정 디스플레이 장치)
본 발명에 따른 광학 필름을, OCB 모드 액정셀을 갖는 OCB 형 액정 디스플레이 장치 또는 HAN 모드의 액정셀을 갖는 HAN 형 액정 디스플레이 장치의 광학 보상 시트의 지지체로서 유리하게 이용할 수 있다. OCB 형 액정 디스플레이 장치 또는 HAN 형 액정 디스플레이 장치에 사용되는 광학 보상 시트는, 광학 보상 시트 면 내 또는 그 법선 방향 중 어디에서도 위상지연의 절대값이 최소가 되지 않도록 하는 방향을 갖는 것이 바람직하다. OCB 형 액정 디스플레이 장치 또는 HAN 형 액정 디스플레이 장치에 사용되는 광학 보상 시트의 광학 특성은 광학 이방성층의 광학 특성, 지지체의 광학 특성, 및 광학 이방성층과 지지체 사이의 배치에 따라 결정된다. OCB 형 액정 디스플레이 장치 또는 HAN 형 액정 디스플레이 장치에 사용되는 광학 보상 시트는, JP-A-9-197397 에 기재되어 있고, 또한 문헌 [Mori 등, Jpn. J. Appl. Phys., 제 38 권 (1999), 2837 쪽] 에 보고되어 있다.
(반사형 액정 디스플레이 장치)
본 발명에 따른 광학 필름을, TN 형, STN 형, HAN 형 및 GH (Guest-Host) 형과 같은 반사형 액정 디스플레이 장치에서의 광학 보상 시트의 지지체로서 유리하게 사용할 수 있다. 이들 디스플레이 모드는 오래전부터 널리 공지되어 있다. TN 반사형 액정 디스플레이 장치가, JP-A-10-123478, WO 98-48320 및 일본 특허 3022477 에 기재되어 있으며, 반사형 액정 디스플레이 장치에 사용되는 광학 보상 시트가 WO OO-65384 에 기재되어 있다.
(기타 액정 디스플레이 장치)
본 발명에 따른 광학 필름을, ASM (axially symmetric aligned microcell) 모드의 액정셀을 갖는 ASM 형 액정 디스플레이 장치의 광학보상 시트의 지지체로서 유리하게 사용할 수 있다. ASM 모드의 액정셀은 곳곳에서 셀 두께를 제어하도록 하는 수지 스페이서에 의해 지지되는 것을 특징으로 한다. 이의 기타 특성은 TN 모드의 액정셀에서와 동일하다. ASM 모드의 액정셀과 ASM 형 액정 디스플레이 장치는 문헌 [Kume 등，SID 98 Digest 1089 (1998)] 에 보고되어 있다.
(자가 발광 디스플레이 장치)
본 발명에 따른 광학 부재 (예를 들어, 복굴절 필름 및 광학 보상 시트) 는 또한 자가 발광 디스플레이 장치에서의 디스플레이 품질의 개선에 기여할 수 있다. 그러한 자가 발광 디스플레이 장치는 특별히 한정되지 않고, 이의 예로서 유기 EL, PDP 및 FED 가 포함된다. 자가 발광형의 평판 디스플레이에서 1/4 파장의 Re 를 갖는 복굴절 필름을 이용함으로써, 선형 편광이 원 편광으로 전환되어 반사 방지층을 제공할 수 있다.
상기 시스템에서, 액정 디스플레이 장치와 같은 디스플레이 장치를 구성하는 부재는, 적층에 의해 통합되거나, 분리되어 있을 수 있다. 디스플레이 장치의 구성에 있어서, 프리즘 어레이 시트, 렌즈 어레이 시트, 광 확산판 또는 보호판과 같은 적절한 광학 요소가 제공되는 것이 또한 가능하다. 디스플레이 장치의 구성에 있어서, 이들 요소는 또한 복굴절 필름 상에 적층되는 광학 부재의 형태로서 사용 가능하다.
(하드 코트 필름, 눈부심 방지 필름 및 반사 방지 필름)
또한, 본 발명에 따른 광학 필름은 하드 코트 필름, 눈부심 방지 필름 및 반사 방지 필름에 적절히 사용 가능하다. LCD, PDP, CRT 또는 EL 과 같은 평판 디스플레이의 시인성을 향상시키기 위해, 본 발명에 따른 광학 필름의 한 면 또는 양 면에 하드 코트층, 눈부심 방지층 및 반사 방지층 중 임의의 것 또는 이들 모두를 형성할 수 있다. 이들 눈부심 방지 및 반사 방지 필름의 바람직한 구현예가 문헌 [Japan Institute of Invention and Inovation Journal of Technical Disclosure 2001-1745 (2001 년 3 월 15 일, Japan Institute of Invention and Inovation) 54 쪽 내지 57 쪽] 에 상세히 기재되어 있으며, 본 발명에 따른 광학 필름이 여기에서 적절히 사용 가능하다.
(투명 기판)
본 발명에 따른 광학 필름은, 광학 이방성이 0 에 근접하고, 높은 투명성을 갖기 때문에, 액정 디스플레이 장치 내 액정 유리 기판 (즉, 구동 액정이 주입되는 투명 기판) 용 기판으로서 사용 가능하다.
액정이 주입되는 투명 기판은 가스 배리어 특성이 우수해야 하기 때문에, 필요한 경우, 본 발명에 따른 광학 필름의 표면에 가스 배리어층을 형성할 수 있다. 가스 배리어층의 형태나 재료는 특별히 한정되지 않지만, 본 발명에 따른 광학 필름의 한 면 이상에 Si02 를 증착하거나, 또는 플라즈마로 처리함으로써 형성할 수 있다. 대안적으로는, 비교적 높은 가스 배리어 특성을 갖는 중합체 코팅층, 예를 들어, 비닐 알코올 중합체의 비닐리덴 클로라이드 중합체를 형성하는 것 또한 가능하다. 이로 부터 적절한 방법이 선택될 수 있다.
투명 기판 (구동 액정이 주입됨) 이 사용되는 경우, 액정 구동을 위하여 투명 전극이 제공될 수 있다. 투명 전극은 특별히 한정되지는 않지만, 금속계 막 (membrane), 산화 금속 막 등을 본 발명에 따른 광학 필름의 한 면 이상에 적층하여 형성할 수 있다. 산화 금속 막이 투명성, 전기 전도성 및 기계적 특성의 관점에서 바람직하다. 이중, 산화 주석을 주요 성분으로 함유하고, 이와 함께 산화 아연을 2 내지 15 % 함유하는 산화 인듐의 박막이 바람직하다. 이들 기술은, 예를 들어, JP-A-2001-125079 및 2000―227603 에 기재되어 있다.
(셀룰로오스 아세테이트 필름의 제조)
하기에 나타내어진 조성물을 혼합 탱크에 공급하고, 가열 하에 교반함으로써 개별 성분을 용해시키고, 이로써 셀룰로오스 아세테이트 용액 A 를 제공하였다.
<셀룰로오스 아세테이트 용액 A 의 조성>
셀룰로오스 아세테이트 (치환도 2.85) 100 질량부
트리페닐 포스페이트 (가소제) 7.8 질량부
바이페닐 디페닐 포스페이트 (가소제) 3.9 질량부
메틸렌 클로라이드 (제 1 용매) 300 질량부
메탄올 (제 2 용매) 54 질량부
1-부탄올 11 질량부
하기 조성물을 단일 혼합 탱크에 공급하고, 가열 하에 교반하여 개별 성분을 용해시킴으로써, 첨가제 용액 B-1 내지 B-4 를 제공하였다.
[표 1]
표: 첨가제 용액의 조성
첨가제 용액 메틸렌 클로라이드 (질량부) 메탄올 (질량부) 광학 이방성 감소 제제 (A-29) (질량부) 파장 분산 제어제 (UV-102)(질량부)
B-1 80 20 무 무
B-2 80 20 20 2
B-3 80 20 40 2
B-4 80 20 40 4
<셀룰로오스 아세테이트 필름 샘플 1 의 제조>
477 질량부의 셀룰로오스 아세테이트 용액 A 에, 40 질량부의 첨가제 용액 B-1 을 첨가하고, 생성된 혼합물을 철저히 교반하여 도프를 제공하였다. 캐스팅 포트 (port) 로부터 상기 도프를, 0 ℃ 로 냉각된 드럼 상에 캐스팅하였다. 이후, 도프를 70 질량% 의 용매 함량으로 스트립 제거시키고, 핀 (pin) 텐터기 (JP-A-4-1009 의 도 3 에 도시됨) 를 이용해 필름의 양측을 고정시키고, 3 내지 5 질량% 의 용매 함량으로 건조시키면서, 간격을 유지하여 횡 방향 (transverse direction)(기계 방향에 대하여 수직) 에서의 연신율을 3 % 로 제공하였다. 다음으로, 이를 가열 롤 사이로 통과시켜 추가 건조시킴으로써, 두께 80 ㎛ 의 셀룰로오스 아세테이트 필름 샘플 1 을 제공하였다.
<셀룰로오스 아세테이트 필름 샘플 2 내지 4 및 101 내지 103 의 제조>
셀룰로오스 아세테이트 필름 샘플 2 내지 4 및 비교용 샘플 101 내지 103 을셀룰로오스 아세테이트 필름 샘플 1 에서와 같이, 그러나 표 2 에 열거된 첨가제 용액 및 치환도를 이용하여 제조하였다.
(셀룰로오스 아세테이트 용액 Z 의 제조)
셀룰로오스 아세테이트 (평균 아세틸화도: 2.93) 100.0 질량부
메틸렌 클로라이드 (제 1 용매) 517.6 질량부
메탄올 (제 2 용매) 77.3 질량부
실리카 입자 (평균 입자 크기: 16 nm) (AEROSIL R972, NIPPON AEROSIL Co., Ltd. 사제) 0.13 질량부
광학 이방성 감소 화합물 (A-19) 11.7 질량부
파장 분산 제어제 (UV-102) 1.2 질량부
시트르산 에스테르 0.01 질량부
(셀룰로오스 아세테이트 필름 샘플 401 의 제조)
밴드 (band) 캐스팅기를 이용하여, 상기한 바와 같은 셀룰로오스 아세테이트 용액 Z 를 캐스팅하였다. 잔존 용매의 양이 약 60 질량% 에 도달되었을 때, 용액을 벤드로부터 스트립시키고, 135 ℃ 에서 20 분 동안 건조시켜, 셀룰로오스 아세테이트 필름을 제공하였다. 상기와 같이 수득된 셀룰로오스 아세테이트 필름은 잔존 용매를 0.15 질량% 함유했고, 두께가 80 ㎛ 였다.
(셀룰로오스 아세테이트 필름 샘플 402 의 제조)
벤드 캐스팅기를 이용하여, 상기한 바와 같은 셀룰로오스 아세테이트 용액 Z 를 캐스팅하였다. 잔존 용매의 양이 약 60 질량% 에 도달되었을 때, 용액을 벤드로부터 스트립시키고, 핀 텐터기를 이용해 필름의 양측을 고정시키고, 120 ℃ 에서 40 분 동안 건조시키면서 간격을 유지하여 횡 방향 (기계 방향에 대하여 수직) 에서의 연신율을 25 % 로 제공하였다. 상기와 같이 수득된 셀룰로오스 아실레 이트 필름은 잔존 용매를 0.15 질량% 함유했고, 두께가 80 ㎛ 였다.
[노르보르넨 중합체 샘플 201 의 제조]
칼슘 카르보네이트의 미세 니들 결정 (Fine needle crystal) (Maruo Calcium Co., Ltd. 사제) 을 초음파 조사에 의해 THF 에 균일하게 분산시켰다. 추가로 아르톤 (Arton) 펠렛 (JSR 사제) 을 중합체로서 첨가하고, 약 24 시간 동안 교반하여 용해시켰다. 혼합비에 관하여는, 테트라히드로푸란을 아르톤의 4 배의 양으로 사용했고, 칼슘 카르보네이트는 아르톤을 기준으로 1.3 중량% 의 양으로 사용했다. 상기와 같이 수득된 중합체 용액을, 나이프 코팅기를 이용하여 유리판에 스프레딩시키고, 용매를 증발시켰다. 이후, 필름 샘플 (두께: 약 80 ㎛) 을 유리판으로부터 스트립 제거시키고, 8O ℃ 에서 1 시간 동안 건조하여, 노르보르넨 중합체 샘플 201 을 제공하였다.
[셀룰로오스 아세테이트 샘플 501 의 제조]
잔존 용매를 10 질량% 함유하는 셀룰로오스 아세테이트 필름 샘플 501 을, 셀룰로오스 아세테이트 필름 샘플 401 의 제조에서와 같이, 그러나 13O ℃ 에서 15 분 동안 건조시켜 제조하였다.
표 2 에 이들 샘플의 광학 특성 등을 요약하였다.
다목적 시험기 Tensilon (ORIENTEC, Co. 사제) 을 사용하여 160 ℃ 의 연신 온도, 4 cm/분의 연신 속력 및 115 배의 연신율에서 단축으로 연신을 수행하였다. 연신의 완료 후, 엘립소미터를 이용해 위상지연을 측정했다.
샘플 402 의 경우, 170 ℃ 에서 30 분 동안 처리하여 15 % 까지 수축을 실시 했다.
본 발명에 따른 샘플 601, 602 및 603 을 본 발명에 따른 셀룰로오스 아세테이트 필름 샘플 401 의 제조에서와 같이, 그러나, 셀룰로오스 아세테이트의 대용으로서 본원에서 하기에 제공될 셀룰로오스 아실레이트 SEF-1, 셀룰로오스 아실레이트 SEF-2 및 셀룰로오스 아실레이트 SEF-3 을 사용하고, A-19 의 대용으로 20.0 질량부의 광학 이방성 감소 화합물 I-1 을 첨가하여 제조하였다. 그 결과, 셀룰로오스 아세테이트 필름 샘플 401 에 비하여 우수한 특성을 얻을 수 있었다. 표 2 에 결과를 나타내었다.
(셀룰로오스 아실레이트 SEF-1)
면으로부터 얻은 셀룰로오스로 출발하여, 셀룰로오스 아실레이트 SEF-1 을 합성하였다. 셀룰로오스 아실레이트 SEF-1 은 아세틸 치환도가 1.20 이고, 부티릴 치환도가 1.50 이고, 총 치환도가 2.70 이고, 점도 평균 중합도가 280 이고, 수분 함량이 0.2 질량% 이고, 6 질량% 의 디클로로메탄 용액에서의 점도가 235 mPa·s 이고, 평균 입자 크기가 1.5 mm 이고, 표준 편차가 0.6 mm 인 분말이었다. 이는 고체 셀룰로오스 아세테이트 내 잔존하는, 0.1 질량% 이하의 아세트산 및 0.1 질량% 이하의 부탄산, 85 ppm 의 Ca, 30 ppm 의 Mg 및 0.3 ppm 의 Fe 을 함유했다. 또한, 이는 술페이트로서 130 ppm 의 황을 함유하였다. 이의 6-위치에서의 아세틸기의 치환도는 0.40 이었고, 이의 6-위치에서의 부티릴기의 치환도는 0.48 이었다. 중량 평균 분자량/수 평균 분자량 (GPC 에 의해 측정됨) 의 비는 2.6 이었다.
(셀룰로오스 아실레이트 SEF-2)
셀룰로오스 아실레이트 SEF-2 는, 아세틸 치환도가 2.58 이고, 부티릴 치환도가 1.30 이고, 총 치환도가 2.88 이고, 점도 평균 중합도가 365 이고, 수분 함량이 0.2 질량% 이고, 6 질량% 의 디클로로메탄 용액에서의 점도가 290 mPa·s 이고, 평균 입자 크기가 1.4 mm 이고, 표준 편차가 0.6 mm 인 분말이었다.
(셀룰로오스 아실레이트 SEF-3)
셀룰로오스 아실레이트 SEF-3 은, 아세틸 치환도가 1.00 이고, 프로피오닐 치환도가 1.85 이고, 총 치환도가 2.85 이고, 점도 평균 중합도가 280 이고, 수분 함량이 0.19 질량% 이고, 6 질량% 의 디클로로메탄 용액에서의 점도가 105 mPa·s 이고, 평균 입자 크기가 1.5 mm 이고, 표준 편차가 0.4 mm 인 분말이었다.
[표 2]
Figure 112006083791569-PCT00073
(광학 이방성층의 형성)
<직접 연신법>
2,2'-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플루오로프로판과 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노바이페닐로부터 합성된 폴리이미드의 15 질량% 시클로헥사논 용액을, 상기 제조된 셀룰로오스 아세테이트 필름 샘플 1 에 적용했다. 100 ℃ 에서 10 분 동안 건조 후, 두께가 6 ㎛ 이고, Rth 가 240 nm 이고, Re 가 0 인, 잔존 용매를 7 질량% 로 함유하는 투명 필름을 수득하였다. 이어서, 수득한 필름을 필름 샘플 1 과 함께 160 ℃ 에서 길이 방향으로 155 까지 단축 연신함으로써, Re 가 55 nm 이고, Rth 가 238 nm 이고, nx > ny > nz 인 광학 보상 필름 1A 를 제공하였다.
(편광판의 구성)
광학 필름 샘플 및 이에 적층된 광학 이방성층을 갖는 샘플 1A 를, 폴리비닐 알코올-기재 접착제를 이용하여, 편광자에 결합시켜, 편광자를 셀룰로오스 필름 측에 제공하였다. 또한, 구입한 셀룰로오스 아세테이트 필름 (Fujitak TD80UF, FUJI PHOTO FILM Co., Ltd. 사제; Re 3 nm, Rth 50 nm) 을 폴리비닐 알코올-기재 접착제를 이용하여 편광자의 다른 측에 결합시켰다. 이와 같이, 편광판 1B 를 구성하였다.
또한, 편광판 301B 는, 구입한 셀룰로오스 아실레이트 필름 (Fujitak TD80UF, FUJI PHOTO FILM Co., Ltd. 사제; Re 3 nm, Rth 50 nm) 를 폴리비닐-기재 접착제를 이용하여 이의 양 측에 결합시켜 구성하였다.
(VA 형 액정 디스플레이 장치에서 마운팅 (mounting) 의 평가)
<수직 배향된 액정셀의 구성>
3 질량% 폴리비닐 알코올의 수용액에, 1 질량% 의 옥타데실디메틸암모늄 클로라이드 (커플링제) 를 첨가하였다. 혼합물을, ITO 전극이 제공된 유리 기판 상에 스핀 코팅시키고, 16O ℃ 에서 가열하였다. 다음으로, 이를 러빙하여 수직 배향 필름을 제공하였다. 러빙 처리는 두 유리 기판 상에서 서로 반대 방향으로 수행하였다. 셀 겝 (d) 이 약 4.3 ㎛ 가 되도록 유리판들을 서로 대향시켰다. 주로 에스테르 및 에탄을 함유하는 액정 화합물 (Δn : 0.06) 을 셀 갭에 부어 수직 배향 액정셀을 제공하였다. Δnㆍd 의 값은 260 nm 였다.
복굴절 필름이 액정셀 측에 위치되도록 하는 방식으로 상기 편광판 1B 를 상기 액정셀에 결합시켰다 (감압성 첨가제를 이용). 또한, 감압성 첨가제를 이용하여 편광판 301 B 를 액정셀의 다른 측에 결합시켜, 반대쪽 편광판 및 흡수축이 서로 직각이 되도록 하였다. 상기와 같이, VA 형 액정 디스플레이 장치를 구성하였다.
이와 별도로, 광학 보상 필름 및 편광판을 동일한 방식으로, 그러나, 셀룰로오스 아세테이트 필름 샘플 2 내지 4, 401, 601, 602, 603, 노르보르넨 중합체 샘플 201 및 비교용 셀룰로오스 아세테이트 필름 샘플 101 내지 103 을 사용하여 구성하였고, VA 형 액정 디스플레이 장치 상에 마운팅시켰다.
또한, 광학 필름 및 투명 필름 내에서 각각 잔존 용매를 2 질량% 함유하는 광학 보상 필름 501A 를, 광학 보상 필름 1A 의 구성에서와 같이 구성하였다. 또한, 광학 보상 필름 501 를 편광판으로 가공시키고, 각각 동일한 방식으로 VA 형 액정 디스플레이 장치 상에 마운팅시켰다.
또한, 각각 잔존 용매를 1.5 질량% 및 0.5 질량% 함유하는 광학 보상 필름 502A 및 503A 를, 샘플 501 을 사용한 광학 보상 필름 501A 의 구성에서와 같이, 그러나 140 ℃ 에서 5 분 또는 20 분 동안 건조하여 구성하였다. 내구성 시험 후 (60 ℃ 및 90 %RH 에서 100 시간 동안 처리함), 이들 샘플에서 디스플레이 불균일이 관찰되었다. 결과적으로, 잔존 용매 함량이 0.5 질량% 및 1.5 질량% 인 샘플은 허용가능한 범위 내의 불균일을 보였고, 잔존 용매 함량이 2.0 질량% 인 샘플은 허용 한계를 넘는 불균일을 보였다.
<수축법>
셀룰로오스 아세테이트 필름 샘플 401 의 가공:
셀룰로오스 아세테이트 필름 샘플 401 을 170 ℃ 에서 25 % 까지 연신시켰다. 다음으로, 2,2'-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플루오로프로판과 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노바이페닐로부터 합성된 폴리이미드의 15 질량% 시클로헥사논 용액을 연신된 필름 상에 적용했다. 100 ℃ 에서 10 분 동안의 건조 후, 잔존하는 용매를 7 질량% 함유하는, 두께가 6 ㎛ 이고, Rth 가 240 nm 이고, Re 가 5 인 투명 필름을 수득하였다. 이어서, 수득한 필름을 170 ℃ 에서 처리하고, 15 % 까지 수축시켜, Re = 63 nm, Rth = 240 nm 및 nx > ny > nz 인 광학 보상 필름 401 B 를 제공하였다.
수득한 광학 보상 필름을 편광판으로 가공시키고, 셀룰로오스 아세테이트 필 름 샘플 1 에서와 동일한 방식으로 각각 VA 형 액정 디스플레이 장치에 마운팅시켰다.
셀룰로오스 아세테이트 필름 샘플 402 의 가공:
상기 수득한 셀룰로오스 아세테이트 필름 샘플 402 상에, 2,2'-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플룰오로프로판과 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노바이페닐로부터 합성한 폴리이미드의 15 질량% 시클로헥사논 용액을 적용하였다. 100 ℃ 에서 10 분 동안의 건조 후, 잔존 용매를 7 질량% 함유하는, 두께가 6 ㎛ 이고, Rth 가 230 nm 이고, Re 가 5 인 투명 필름을 수득하였다. 이어서, 수득한 필름을 170 ℃ 에서 처리하고, 15 % 까지 수축시켜, Re = 60 nm, Rth = 235 nm 및 nx > ny > nz 인 광학 보상 필름 402 A 를 제공하였다.
수득한 광학 보상 필름을 편광판으로 가공시키고, 셀룰로오스 아세테이트 필름 샘플 1 에서와 동일한 방식으로 각각 VA 형 액정 디스플레이 장치에 마운팅시켰다.
광학 이방성층을 연신시키는 조건을 하기와 같이 변경한 경우에도, 편광판을 동일한 방식으로 구성하였고, VA 형 액정 디스플레이 장치도 동일한 방식으로 구성하였다.
<기타 연신 조건>
5 % 연신 조건:
광학 이방성층의 형성 단계에서, 두께가 7 ㎛ 이고, Rth 가 230 nm 이고, Re 가 0 인 투명 필름을 수득하였다. 이후, 이를 셀룰로오스 아실레이트 필름 샘 플 1 과 함께 150 ℃ 에서 길이 방향으로 5 % 까지 이축 연신함으로써, Re = 58 nm, Rth = 246 nm, nx > ny > nz 인 광학 이방성층을 제공하였다.
0 % 연신 조건:
0 % 의 연신 조건 하에서, 모든 셀룰로오스 아세테이트 필름 샘플 노르보르넨 중합체 샘플은 Re = O 을 보였고, 따라서, 원하는 필름을 수득할 수 없었다.
110 ℃ 연신 조건:
110 ℃ 에서 셀룰로오스 아세테이트 필름 샘플 1 내지 4 를 연신하려는 시도가 이루어졌으나, 연신 온도가 필름의 Tg 보다 낮아서, 필름이 미세하게 균열되었고, 원하는 필름을 수득할 수 없었다.
<광학 이방성층의 형성: 이동 (transfer) 방법>
상기 수득한 셀룰로오스 아세테이트 필름 샘플 1 상에, 2,2'-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플루오로프로판과 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노바이페닐로부터 합성한 폴리이미드의 15 질량% 시클로헥사논 용액을 적용하였다. 100 ℃ 에서 10 분 동안의 건조 후, 잔존하는 용매를 7 질량% 함유하는, 두께가 6 ㎛ 이고, Rth 가 240 nm 이고, Re 가 0 인 투명 필름을 수득하였다. 이어서, 수득한 필름을 필름 샘플 1 과 함께 160 ℃ 에서 장축 방향으로 15 % 까지 단축 연신시켰다.
또한, 단축 연신된 필름의, 폴리이미드로 코팅된 면을, 한 면에 감압성 물질이 결합된 스크래치되지 않은 샘플 1 에 결합시킨 후, 연신된 샘플 1 단독을 스트립 제거시켰다. 이와 같이, 연신된 폴리이미드층을 스크래치되지 않은 샘플 1 상으로 이동시킴으로써, Re = 55 nm, Rth = 240 nm 및 nx > ny > nz 를 보이는 광학 이방성층을 갖는 광학 보상 필름을 제공하였다. 수득한 광학 보상 필름을 이용하여 편광판을 구성하였고, VA 형 액정 디스플레이 장치도 구성하였다.
<평가 시험>
[패널 평가]
<위상차 필름의 평가, 및 구성된 액정 디스플레이 장치의 광누설 측정>
상기와 같이 구성된 각각의 액정 디스플레이 장치의 시야각 의존성을 측정하였다. 정면 방향으로부터 경사 방향을 향하여 10°의 간격으로 고도각 (elevation angle) 을 80°이하로 측정하였다. 수평 방향 (0°) 을 기준으로하여 10°의 간격으로 방위각 (Azimuthal angle) 을 360 °이하로 측정하였다. 상기와 같이, 정면 방향으로부터 고도각이 증가함에 따라 흑색 디스플레이에서의 휘도에서의 광누설이 증가하였고, 대략 70°의 고도각에서 최대 수준을 얻음이 명백하였다. 또한, 흑색 디스플레이 투과도가 증가함에 따라 콘트라스트가 나빠지는 것을 알아내었다. 상기와 같이, 정면 방향에서의 흑색 디스플레이 투과도 및 60°의 고도각에서의 최대 광누설을 근거로 하여 시야각 특성을 평가하였다.
내구성 시험에서는, 60 ℃ 및 90 %RH 에서 100 시간 동안 처리한 후 디스플레이 불균일을 관찰하였다. 불균일은 주로 네 모서리에서 발생하였다.
얻어진 결과를 표 3 에 요약하였다.
이동 방법 (transfer method) 에서 본 발명의 샘플은 액정 디스플레이의 바람직한 시야각 특성을 가졌고, 패널 상에서 불균일을 거의 보이지 않았다. 또 한, 이들 샘플은 연신에 의한 위상지연을 거의 보이지 않았고, 따라서, 바람직한 시야각 특성을 유지하였고, 이동 단계를 생략한 경우에서조차 패널 상에 불균일을 거의 나타내지 않았다.
디스플레이 특성 변화의 평가:
A: 시야각 특성에 거의 차이가 없고, 우수.
B: 시야각 특성에 약간의 차이가 있으나, 양호.
C: 시야각 특성에 약간의 차이가 있음.
D: 시야각 특성에 큰 차이가 있음.
디스플레이 불균일의 평가:
A: 불균일이 거의 없고, 우수
B: 약간의 불균일이 있으나, 양호
C: 약간의 불균일이 있음.
D: 심각한 불균일이 있음.
[표 3]
Figure 112006083791569-PCT00074
Figure 112006083791569-PCT00075
본 명세서는 일본 특허 출원 JP 2004-148329 (2004 년 5 월 18 일 출원), 일본 특허 출원 JP 2005-8202 (2005 년 1 월 14 일 출원) 및 일본 특허 출원 JP 2005-79296 (2005 년 3 월 18 일 출원) 을 근거로 하며, 그 전문이, 충분히 설명된 바와 같이, 본원에서 참조로서 삽입된다.

Claims (24)

  1. Re(λ) 및 Rth(λ) 가 하기 두 식을 만족하는 광학 필름:
    0 ≤ Re(590) ≤ 10
    |Rth(590)| ≤ 25
    (식 중, Re(λ) 는 λ nm 의 파장에서의 평면 내 위상지연값 (nm) 이고; Rth(λ) 는 λ nm 의 파장에서의 필름 두께 방향에서의 위상지연값 (nm) 임).
  2. 제 1 항에 있어서, 광학 필름이 하기 식 (IX) 을 만족하는 광학 필름:
    (IX) |Re최대-Re최소| ≤ 3 및 |Rth최대-Rth최소| ≤ 5
    (식 중, Re최대 및 Rth최소 는 임의로 잘라낸 필름 조각 1 m2 의 최대 위상지연값 (nm) 이고; Re최대 및 Rth최소 는 이의 최소 위상지연값 (nm) 임).
  3. 제 1 항에 있어서, Re 및 Rth 중 하나 이상이, 15 % 이상의 연신 또는 수축에 의해 0 내지 20 nm 의 변화를 보이는 광학 필름.
  4. 제 1 항에 있어서, Re 및 Rth 중 하나 이상이, 0 % 이상 15 % 미만의 연신 또는 수축에 의해 0 내지 10 nm 의 변화를 보이는 광학 필름.
  5. 제 1 항에 있어서, 하기 식 (IV) 를 만족하는 광학 필름:
    (IV) |Re(400)-Re(700)| ≤ 10 및 |Rth(400)-Rth(700)| ≤ 35.
  6. 제 1 항에 있어서, 광학 필름이 셀룰로오스 아실레이트를 함유하고, 상기 셀룰로오스 아실레이트의 아실 치환기는 모두 아세틸기이고, 이의 총 치환도가 2.50 내지 3.00 이고, 이의 평균 중합도가 180 내지 700 인 광학 필름.
  7. 제 1 항에 있어서, 하기 식 (SE-1) 내지 (SE-3) 의 모두를 만족시키는 셀룰로오스 아실레이트를 함유하는 광학 필름:
    (SE-1) 2.50 ≤ SA ＋ SB ≤ 3.00
    (SE-2) 0 ≤ SA ≤ 2.5
    (SE-3) 0.5 ≤ SB ≤ 3.00
    (식 중, SA 는 아세틸기에 의한 치환도이고; SB 는, 탄소수가 3 내지 22 인 치환된 아실기에 의한 치환도임).
  8. 제 1 항에 있어서, 노르보르넨 중합체를 함유하는 광학 필름.
  9. 제 1 항에 있어서, 광가소성 계수가 25 × lO-13 cm2/다인(dyne) 이하인 광학 필름.
  10. 제 1 항에 있어서, 광학 필름의 알칼리-비누화된 표면의 접촉각이 55°이하인 광학 필름.
  11. 하기를 포함하는 광학 보상 필름:
    Re(590) 가 0 내지 200 nm 이고, |Rth(590)| 가 0 내지 400 nm 인 광학 이방성층; 및 제 1 항에 따른 광학 필름.
  12. 제 11 항에 있어서, 광학 이방성층이중합체 필름을 포함하는 광학 보상 필름.
  13. 제 12 항에 있어서, 액화된 고체 중합체를 제 1 항에 따른 광학 필름 상에 스프레딩 (spreading) 및 고정 (fixing) 시켜, 액화된 고체 중합체 및 광학 필름의 고체화된 물질로 만들어진, nx
    Figure 112006083791569-PCT00076
    ny 의 관계를 갖는 투명 필름을 포함하는 적층을 형성하고, 상기 적층을 연신 처리 및 수축 처리 중 하나 이상에 적용시킴으로써 만들어지는 광학 보상 필름 (여기서, nx 는 필름 평면 내 지연축 (slow axis) 에 따른 굴절률을 나타내고; ny 는 필름 평면 내에서 지연축에 수직인 방향에 따른 굴절률임).
  14. 제 13 항에 있어서, 연신 처리 및 수축 처리 중 하나 이상이 고체 중합체 및 광학 필름의 유리 전이 온도를 초과하는 온도에서 수행되는 광학 보상 필름.
  15. 제 13 항에 있어서, 액화된 고체 중합체를 광학 필름 상에 스프레딩 및 고정시키기 전에 상기 광학 필름을 연신 처리 및 수축 처리 중 하나 이상에 적용시키고; 액화된 고체 중합체를 상기 광학 필름 상에 스프레딩 및 고정시키고; 스프레딩 및 고정이 이루어진 후, 액화된 고체 중합체 및 광학 필름의 고체화된 물질로 만들어진, nx
    Figure 112006083791569-PCT00077
    ny 의 관계를 갖는 투명 필름을 포함하는 적층을 연신 처리 및 수축 처리 중 하나 이상에 적용시킴으로써 만들어지는 광학 보상 필름.
  16. 제 13 항에 있어서, 적층의 연신 처리 및 수축 처리 중 하나 이상이, 광학 필름 내 잔류 용매 함량이 1.5 질량% 이하인 상태에서 수행되는 광학 보상 필름.
  17. 제 13 항에 있어서, 액화된 고체 중합체를 광학 필름 상에 스프레딩 및 고정시키기 전의 광학 필름의 연신 처리 및 수축 처리 중 하나 이상이, 광학 필름 내 잔류 용매 함량이 1.5 질량% 내지 70 질량% 인 상태에서 수행되는 광학 보상 필름.
  18. 제 13 항에 있어서, 연신 처리 및 수축 처리 중 하나 이상의 이후, 적층 내 투명 필름 및 광학 필름에서의 잔류 용매 함량이 각각 1.5 질량% 이하인 광학 보상 필름.
  19. 제 12 항에 있어서, 중합체 필름 또는 고체 중합체 중 하나 이상이, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리에테르 케톤, 폴리아릴 에테르 케톤, 폴리아미드 이미드 및 폴리에스테르 이미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 부재 (member) 를 함유하는 광학 보상 필름.
  20. 제 11 항에 있어서, 광학 이방성층이, 음의 복굴절성을 보이는 중합체를 함유하는 광학 보상 필름.
  21. 제 1 항에 따른 광학 필름, 제 11 항에 따른 광학 보상 필름 및 편광자로부터 선택되는 하나 이상의 필름을 포함하는 편광판.
  22. 제 1 항에 따른 광학 필름, 제 11 항에 따른 광학 보상 필름 또는 제 21 항에 따른 편광판을 포함하는 액정 디스플레이 장치.
  23. 제 22 항에 있어서, VA 형의 액정 디스플레이 장치인 액정 디스플레이 장치.
  24. 제 1 항에 따른 광학 필름, 제 11 항에 따른 광학 보상 필름 또는 제 21 항에 따른 편광판을 포함하는 자가 발광 디스플레이 장치 (self luminous display unit).
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