KR20080044415A

KR20080044415A - 접착성이 우수한 배향막 조성물

Info

Publication number: KR20080044415A
Application number: KR1020060113252A
Authority: KR
Inventors: 신두현; 윤혁; 박문수
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2006-11-16
Filing date: 2006-11-16
Publication date: 2008-05-21
Also published as: JP4941850B2; TW200831589A; US7858669B2; JP2009533708A; CN101437923A; KR100832568B1; US20090312453A1; WO2008060109A1; TWI367914B; CN101437923B

Abstract

본 발명은 접착성이 우수한 배향막 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정층과의 접착성이 우수할 뿐만 아니라, 고온 다습한 환경에서 사용할 경우 광학적 특성이 현저히 저하되는 종래의 광학 필름용 기재로 사용되는 트리 아세틸 셀룰로오스(TAC) 대신에 싸이클로 올레핀계 연신 필름(COP)을 기재로 사용할 때 상기 기재와의 접착성이 뛰어난 신규한 배향막 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 배향막 조성물의 일측면인 퍼짐 배향용 배향막 조성물은 폴리비닐 알코올(PVA), 상기 폴리비닐 알코올의 중량대비 13~25%의 아크릴레이트 단량체, 상기 아크릴레이트 단량체 중량대비 20~30%의 수용성 접착 증진제(adhesion promoter) 및 상기 아크릴레이트 단량체 중량대비 10~50%의 수용성 광중합 개시제(photo initiator)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

배향막, COP, 퍼짐 배향, 평면 배향, 아크릴레이트

Description

접착성이 우수한 배향막 조성물{COMPOSITION FOR ALIGNMENT FILM HAVING EXCELLENT ADHESIVENESS}

도 1은 퍼짐 배향의 형태를 나타내는 개략도,

도 2는 평면 배향의 형태를 나타내는 개략도,

도 3은 본 발명의 실시예1에 의해 제조된 배향막 위에 형성된 퍼짐 배향된 액정 필름의 시야각에 따른 위상차 분포를 나타낸 그래프,

도 4는 본 발명의 실시예1에 의해 제조된 배향막과 종래의 배향막 위에 형성된 액정 필름의 광축 이탈 정도를 측정한 결과를 비교하는 도면, 그리고

도 5는 본 발명의 실시예4에 의해 제조된 배향막 위에 형성된 평면 배향된 액정 필름의 시야각에 따른 위상차 분포를 나타낸 그래프이다.

본 발명은 접착성이 우수한 배향막 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정층과의 접착성이 우수할 뿐만 아니라, 고온 다습한 환경에서 사용할 경우 광학적 특성이 현저히 저하되는 종래의 광학 필름용 기재로 사용되는 트리 아세틸 셀룰 로오스(TAC) 대신에 싸이클로 올레핀계 연신 필름(COP)을 기재로 사용할 때 상기 기재와의 접착성이 뛰어난 신규한 배향막 조성물에 관한 것이다.

액정 디스플레이 장치(LCD)는 편광판 사이에 위치하는 액정의 배열에 따른 편광 작용의 변화에 의해 빛을 선택적으로 통과시키는 원리를 이용하여 화소를 표현하는 디스플레이 장치이다.

다만, 상기 디스플레이 장치가 단순히 액정과 편광소자만을 포함하는 편광판으로만 이용될 경우, 액정을 액정화면에 수직한 정면에서 바라보는 경우 외의 다양한 시야각도에서 관찰할 경우 밝기 또는 콘트라스트가 현저히 저하되거나, 또는 빛샘 현상 등이 발생하는 문제가 있기 때문에 상기 편광판은 편광소자 이외에도 위상차 필름이나 시야각 보상필름과 같은 광학 보상 필름을 포함하거나 또는 이들 필름이 별도로 패널에 부착되는 경우가 일반적이다.

이러한 광학 보상 필름은 크게 나누어 고분자 필름을 연신하여 광학 이방성을 부여한 연신 필름과 플라스틱 기재 위에 중합성 액정 화합물을 도포하고 경화하여 만든 액정 필름의 형태로 나누어진다. 특히, 연신 필름이 광학적으로 일축 또는 이축성 등의 이방성을 가질 수 없음에 반하여 액정 필름은 연신 필름에서 구현하기 어려운 여러 가지 형태의 광학성질을 가질 수 있다. 즉, 액정은 액정분자의 모양에 따라 원반상(disc-type) 액정과 봉상(rod-type) 액정으로 나뉠 수 있는데, 그 중에서도 특히 봉상 액정은 평면(planar), 수직(homeotropic), 경사(tilted), 퍼짐(splay), 꼬임(cholesteric) 등의 다양한 배향 형태를 가지기 때문에 그로부터 비롯되는 광학성질도 연신 필름보다 훨씬 다양하며 독특하다. 또한, 연신 필름 위에 액정 필름을 형성함으로써 편광소자의 보호필름과 광학 보상 필름의 역할도 동시에 수행할 수 있다. 따라서, 액정 필름의 수요는 증대되고 있는 실정이다.

상기 액정 필름은 플라스틱 기재 위에 액정 배향막을 형성하는 배향막 조성물을 도포한 후 건조 및 경화하여 배향막을 형성시키고, 이를 다시 러빙하여 배향성을 부여한 후 액정을 그 위에 도포, 건조 및 경화하는 방식으로 제작되는 것이 일반적이다. 이러한, 배향막은 액정 필름이나 기재와의 접착성이 우수하지 못할 경우에는 액정 필름이 배향막으로부터 박리되거나, 고온 다습한 환경에서 액정 필름의 수축이 일어나는 등의 문제가 발생될 수 있으므로 우수한 접착성을 가질 필요가 있다.

종래, 상기 배향막을 형성하는 배향막 조성물로는 폴리이미드가 널리 알려져 있었으며, 최근에는 폴리비닐 알코올이 널리 사용되고 있다. 그러나, 폴리비닐 알코올을 배향막 조성물로 사용하는 경우에는 액정 필름과의 접착력이 부족하여 상술한 바와 같이 액정 필름이 박리하거나, 고온 다습한 환경에서 액정 필름이 수축하는 등의 문제가 발생할 수 있어 적합하지 않다.

또한, 액정 필름과의 접착력을 향상시키기 위해 폴리비닐 알코올을 개질한 변성 폴리비닐 알코올을 사용하는 방법이 일본 특개 2002-62426호 및 일본특개평 7-179125호에 제안되었으나 이러한 변성 폴리비닐 알코올은 직접적인 도포액으로 사용할 수는 없고 추가적으로 변성 폴리비닐 알코올을 분리 및 정제하는 공정을 거친 후에 배향막 조성물로 사용할 수 있다.

또한, 배향막은 통상 기재 위에 형성되는 것이 보통인데 이러한 과정으로부터 제조된 배향막 조성물이라 하여도 사용 가능한 기재의 종류에 제한이 있을 수 밖에 없어 트리 아세틸 셀룰로오스(TAC)와 같은 기재에는 효과적으로 접착될 수 있으나 싸이클로 올레핀 폴리머(COP)와 같은 기재에는 접착성이 불량하다.

즉, 트리 아세틸 셀룰로오스는 배향막을 형성시키기 위하여 널리 사용되는 기재이기는 하나, 높은 흡습성을 가지고 있어 고온 다습한 환경 하에서 빛샘 현상을 유발하고, 편광도를 저하시키는 등 내구성이 떨어진다는 문제점을 가지고 있는 기재이며, 따라서 이를 대체하기 위하여 여러 가지 기재가 제안되고 있는데, 그 중 싸이클로 올레핀 폴리머가 대표적인 예이다.

그런데, 상기 싸이클로 올레핀 폴리머의 경우에는 상술한 종래의 배향막 조성물을 사용할 경우 접착성이 불량하기 때문에 배향막이 분리되는 등의 문제가 일어날 수 있다.

또한, 이와는 별도로 배향막에 요구되는 기본적인 성질로 표면을 러빙하였을 때 러빙한 방향으로 액정 분자가 균일하게 배향될 수 있어야 하는데 이러한 능력은 액정 분자가 러빙한 방향으로부터 얼마나 벗어나는지 정도를 나타내는 광축 이탈각으로 표현할 수 있다. 그런데, 종래의 배향막 즉, 폴리비닐 알코올을 이용한 배향막은 어느 정도는 광축 이탈을 방지하여 양호한 배향 특성을 가지고 있으나 그 정도가 충분하지는 못하다. 액정의 광축 이탈각이 클 경우 이러한 액정을 이용하여 제조한 편광판은 편광판의 빛샘을 유발하며 콘트라스트 비율 저하와 같은 광학적 손실을 가져올 수 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 별도의 분리 및 정제공정이 필요 없고, 그 위에 형성되는 액정층과의 접착성이 우수한 배향막용 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 배향막이 싸이클로 올레핀 폴리머와 같은 트리 아세틸 셀룰로오스 이외의 기재 위에 형성될 때조차도 기재와의 접착성이 양호한 배향막용 조성물을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 배향막 위에 액정 필름을 형성시킬 경우 액정의 광축 이탈 을 최소화할 수 있는 배향막용 조성물을 제공하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배향막 조성물의 일측면인 퍼짐 배향용 배향막 조성물은 폴리비닐 알코올(PVA), 상기 폴리비닐 알코올의 중량대비 13~25%의 아크릴레이트 단량체, 상기 아크릴레이트 단량체 중량대비 20~30%의 수용성 접착 증진제(adhesion promoter) 및 상기 아크릴레이트 단량체 중량대비 10~50%의 수용성 광중합 개시제(photo initiator)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 폴리비닐알코올은 96% 이하로 가수분해 된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 아크릴레이트 단량체로는 탄소수 3~6개의 다관능성 아크릴레이트 단량체가 1종 또는 2종이상 사용되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 아크릴레이트 단량체는 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(PETTA) 또는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(DPHA)인 것이 효과적이다.

또한, 상기 아크릴레이트 단량체가 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트일 경우 폴리비닐 알코올 중량대비 17~25% 포함되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 아크릴레이트 단량체가 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트일 경우에는 폴리비닐 알코올 중량대비 15~21% 포함되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 아크릴레이트 단량체가 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트일 경우에는 폴리비닐 알코올 중량대비 13~21%를 사용하는 것이 좋다.

그리고, 상기 접착 증진제는 수용성인 것이 바람직하다.

이때, 상기 접착 증진제는 폴리(4-비닐페놀)인 것이 효과적이다.

그리고, 상기 광중합 개시제는 수용성인 것이 효과적이다.

또한, 상기 광중합 개시제는 이가큐어 2959 (IRGACURE 2959, 2-Hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-methyl-1-propanone), 이가큐어 500 (IRGACURE 500, 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone + Benzophenone) 또는 이가큐어 754 (IRGACURE 754, oxy-phenyl-acetic acid 2-[2 oxo-2 phenyl-acetoxy-ethoxy]-ethyl ester and oxy-phenyl-acetic 2-[2-hydroxy-ethoxy]-ethyl ester) 인 것이 좋다.

또한, 상기 배향막 조성물이 물과 알코올의 혼합용매에 용해되어 배향막 조성물 용액을 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 배향막 조성물은 용액 중 2.44~7.25중량% 포함되는 것이 효과적이다.

이때, 상기 혼합용매 중 물:알코올의 비율은 40:60~50:50인 것이 좋다.

또한, 알코올은 메틸알코올, 에틸알코올 또는 이소프로필알코올인 것이 좋다.

본 발명의 배향막 조성물의 또다른 일측면인 평면 배향용 배향막 조성물은 폴리비닐 알코올(PVA), 상기 폴리비닐 알코올의 중량대비 25% 이상의 아크릴레이트 단량체, 상기 아크릴레이트 단량체 중량대비 20~30%의 수용성 접착 증진제(adhesion promoter) 및 상기 아크릴레이트 단량체 중량대비 10~50%의 수용성 광중합 개시제(photo initiator)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 폴리비닐알코올은 96% 이하로 가수분해 된 것이 좋다.

그리고, 상기 아크릴레이트 단량체로는 탄소수 3~6개의 다관능성 아크릴레이 트 단량체가 1종 또는 2종이상 사용되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 아크릴레이트 단량체가 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트일 경우 폴리비닐 알코올 중량대비 30% 이상 포함되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 아크릴레이트 단량체가 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트일 경우에는 폴리비닐 알코올 중량대비 25% 이상 포함되는 것이 효과적이다.

또한, 상기 아크릴레이트 단량체가 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트일 경우에는 폴리비닐 알코올 중량대비 25% 이상을 사용하는 것이 좋다.

그리고, 상기 접착 증진제는 수용성인 것이 바람직하다.

이때, 상기 접착 증진제는 중량평균분자량이 폴리(4-비닐페놀)인 것이 효과적이다.

그리고, 상기 광중합 개시제는 수용성인 것이 효과적이다.

이때, 상기 배향막 조성물은 용액 중 3.78~8.15중량% 포함되는 것이 효과적이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 발명자들은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하고 본 발명의 목적에 부합하는 새로운 조성의 배향막 조성물을 개발하기 위하여 깊이 연구한 결과, 배향막 조성물을 폴리비닐 알코올과 다관능성 아크릴레이트 모노머, 접착증진제, 광중합 개시제 및 용제로 이루어지도록 할 경우 특성이 우수한 배향막 조성물을 얻을 수 있다는 것을 발견하고 본 발명에 이르게 되었다.

우선, 본 발명에서 의미하는 배향막 조성물(또는 배향막용 조성물)이라 함은 배향막을 형성하기 위한 재료로서 이를 중합시킬 경우 본 발명에서 의도하는 성능을 가지는 배향막으로 제조될 수 있는 배향막용 재료를 말한다. 본 발명에서 제공하고자 하는 배향막 조성물은 도 1에 도시한 바와 같이 액정을 퍼짐(splay) 배향시키는 경우와 도 2에 도시한 바와 같이 액정을 평면(planar) 배향시키는 경우에 따라 그 조성이 달리 정해지는데 이를 각각 살펴 보면 다음과 같다.

우선, 도 1에 도시한 바와 같은 퍼짐(splay) 배향시키기 위해서는 액정과 배향막간의 접착성능과 액정이 퍼짐 배향될 수 있는 조건을 모두 충족하여야 한다. 물론, 액정을 퍼짐 배향시키는지 아니면 평면 배향시키는지 여부는 배향막 조성물에만 전적으로 의존하는 것은 아니다. 배향의 형태는 배향막 조성물의 특성 뿐만 아니라 배향막 위에 액정을 형성시키는 방법에도 크게 의존하기 때문에, 본 배향막 조성물의 조성범위에서는 반드시 퍼짐 배향만 일어나고, 반대로 평면 배향용 배향 막 조성물의 조성범위에서는 반드시 평면 배향만 일어나는 것은 아니다. 따라서, 퍼짐 배향용 배향막 조성물의 조성범위는 반드시 평면 배향용 배향막 조성물의 조성범위를 배제하는 것이 아니라 두 조성물의 조성범위는 일부 구간에서도 중복될 수 있는 것이 당연한 것이다.

본 발명의 퍼짐 배향용 배향막 조성물은 폴리비닐 알코올(PVA), 상기 폴리비닐 알코올의 중량대비 13~25%의 아크릴레이트 단량체, 상기 아크릴레이트 단량체 중량대비 20~30%의 수용성 접착 증진제(adhesion promoter) 및 상기 아크릴레이트 단량체 중량대비 10~50%의 수용성 광중합 개시제(photo initiator)를 포함한다. 이러한 본 발명의 배향막 조성물은 전체 용액 중 2.44~7.25중량% 포함되도록 물과 알코올의 혼합용매에 용해되어 사용되는 것이 바람직하다.

이 중 상기 폴리비닐 알코올은 배향막을 형성하는 주 재료로서, 이하에서 나머지 모든 성분의 함량은 상기 폴리비닐 알코올 중량을 기준으로 하여 기재하기로 한다. 상기 폴리비닐 알코올로는 중량평균분자량(Mw)이 85,000~146,000인 폴리비닐 알코올로서 96% 이하로 가수분해된 것이 바람직하다. 다만, 상기 폴리비닐 알코올의 중량평균분자량은 접착특성에 약간의 영향을 미치나, 배향막의 성능에 큰 차이를 빚는 것은 아니다. 통상적으로 85,000~146,000인 것이 많이 사용된다. 그리고, 폴리비닐 알코올은 통상적으로 80% 이상의 것이 많이 사용되고 있으나, 그 중에서 96%를 초과하는 것은 배향막의 접착성능이나 배향 특성에 악영향을 미치게 되기 때문에 바람직하지 않으므로 96%이하의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 가수분해 정도의 하한은 특별히 정할 필요가 없으나 일반적으로 구할 수 있는 폴리비닐 알코올의 가수분해 정도는 80%가 최저이다.

마찬가지로, 아크릴레이트 단량체도 가교반응을 일으킴으로써 상기 폴리비닐 알코올을 보조하여 본 발명의 유리한 효과를 가지는 배향막을 제조하기 위한 중요한 성분으로서, 상기 아크릴레이트 단량체는 폴리비닐 알코올 중량대비 13~25% 포함되는 것이 바람직하다. 만일, 상기 아크릴레이트 단량체가 폴리비닐 알코올 중량의 13% 미만으로 포함될 경우에는 배향막과 액정 필름간 또는 배향막과 싸이클로 올레핀 폴리머(COP)와 같은 기재와의 층간 접착이 불량하여 배향막 또는 액정 필름이 박리되는 문제가 발생할 수 있다. 반대로, 상기 아크릴레이트 단량체가 폴리비닐 알코올 중량 대비 25%를 초과하여 포함될 경우에는 액정 배향을 퍼짐 배향시키기 곤란하다. 상기 아크릴 단량체로는 다관능성 아크릴레이트가 보다 바람직하며, 그 중에서도 C3~C6의 아크릴레이트 즉, 트리아크릴레이트(triacrylate)(특히, Pentaerythritol triacrylate, PETA), 테트라아크릴레이트(tetraacrylate)(특히, Pentaerythritol tetraacrylate, PETTA) 또는 헥사아크릴레이트(hexaacrylate)(특히, Dipentaerthritol hexaacrylate, DPHA) 등이 바람직하다. 이들은 반드시 한 종류만 사용되어야 하는 것은 아니라 2종이상이 혼합되어 사용될 수도 있다. 상기 단량체로서 트리아크릴레이트를 사용할 경우 적정한 범위는 폴리비닐 알코올 중량대비 17~25% 포함되는 것이 바람직하며, 테트라아크릴레이트를 사용할 경우에는 폴 리비닐 알코올 중량대비 15~21% 포함되는 것이 바람직하고, 그리고 헥사아크릴레이트를 사용할 경우에는 폴리비닐 알코올 중량대비 13~21%를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 각 경우의 상한과 하한을 정한 이유는 상술한 바와 같이 층간 접착력을 확보함과 동시에 퍼짐 배향이 용이하게 형성되도록 하기 위함이다. 가장 바람직한 경우는 트리아크릴레이트의 경우 폴리비닐 알코올 중량 대비 20%, 테트라아크릴레이트의 경우 폴리비닐 알코올 중량 대비 18%, 헥사아크릴레이트의 경우 폴리비닐 알코올 중량 대비 17~21% 이다.

또한, 접착성을 증대시키기 위하여 접착 증진제(adhesion promoter)가 포함되는 것이 바람직하다. 상기 접착 증진제는 상기 아크릴레이트 단량체 중량 대비 20~30% 포함되는 것이 바람직한데, 만일 상기 접착 증진제가 아크릴레이트 단량체 중량 대비 20% 미만 포함될 경우에는 용액상태로 본 발명의 배향막 조성물을 기재 위에 도포할 경우 기재 위에서 배향막 조성물이 균일하게 분산되어 기재 표면을 적시지 못하고 용액 방울이 곳곳에 뭉쳐져 버리는 소위 디웨팅(dewetting) 현상이 일어난다. 따라서, 배향막을 기재 위에 형성시키는 것이 곤란하게 된다. 반대로 상기 접착 증진제가 아크릴레이트 단량체 중량 대비 30%를 초과하여 포함되면 액정 필름의 배향을 퍼짐 배향으로 하는 것이 어렵게 된다. 가장 바람직한 접착 증진제의 함량은 아크릴레이트 단량체 중량 대비 25%이다. 이러한 접착 증진제는 배향막 조성물이 물과 알코올의 혼합용매에 용해되어 사용되는 것이 바람직하다는 점을 감안할 때 수용성인 것이 바람직하다. 상기와 같은 수용성 접착 증진제의 대표적인 예로는 폴리(4-비닐페놀)을 들 수 있으며, 보다 상세하게는 중량평균분자량이 8,000 또는 20,000인 폴리(4-비닐페놀)을 들 수 있다.

기재 위에 도포된 배향막 조성물을 배향막으로 형성시키기 위해서는 배향막 조성물을 경화시키는 과정이 필요하다. 상기 배향막 조성물의 경화는 통상 배향막 조성물을 건조한 후 건조에 의해 용매가 증발된 배향막을 광경화(특히 UV 경화)함으로써 이루어질 수 있는데, 이를 위해서는 광중합 개시제(photo initiator)가 포함될 필요가 있다. 상기 광중합 개시제는 상기 아크릴레이트 단량체 중량 대비 10~50% 포함되는 것이 바람직하다. 상기 광중합 개시제가 아크릴레이트 단량체 중량 대비 10% 미만으로 포함될 경우에는 광중합반응이 원활하게 일어나기 어려워서 배향막의 경화에 불리하며, 반대로 아크릴레이트 단량체 중량 대비 50%를 초과할 경우에는 액정 배향 형성에 불리하다. 가장 바람직한 광중합 개시제의 함량은 아크릴레이트 단량체 중량 대비 25%이다. 또한, 상기 광중합 개시제는 물과 알코올의 혼합용매에서 사용된다는 점을 고려하면 수용성인 것이 바람직하며, 그 예로서는 시바-게이기(Ciba-Geigy) 사에서 공급하는 이가큐어 2959 (IRGACURE 2959, 2-Hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-methyl-1-propanone), 이가큐어 500 (IRGACURE 500, 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone + Benzophenone), 이가큐어 754 (IRGACURE 754, oxy-phenyl-acetic acid 2-[2 oxo-2 phenyl-acetoxy-ethoxy]-ethyl ester and oxy-phenyl-acetic 2-[2-hydroxy-ethoxy]-ethyl ester) 등을 들 수 있다.

상기와 같은 조성의 본 발명의 배향막 조성물은 물과 알코올의 혼합용매에 용해되어 사용되는 것이 바람직한데, 여기서 알코올로는 메틸알콜, 에틸알콜, 이소프로필알콜 등을 사용하는 것이 바람직하다. 여기서 혼합용매를 제조할 때 혼합 용매 중 물:알코올 비율을 40:60 내지 50:50으로 하는 것이 바람직하며, 특히 메틸알코올 또는 에틸알코올일 경우에는 41:59%가 가장 바람직하며, 이소프로필알코올일 경우에는 40:60인 경우가 가장 바람직하다. 상기 배향막 조성물은 전체 조성물(용액)의 중량 대비 2.44~7.25% 포함되는 것이 바람직한데, 만일 2.44중량% 미만으로 포함될 경우에는 용매량이 너무 많아 충분한 두께의 배향막이 형성되는 것이 불리하며 접착성 확보도 곤란하다. 반대로, 7.25중량%를 초과하여 포함될 경우에는 액정 배향을 퍼짐 배향으로 하는 것이 곤란해진다. 따라서 용매를 제외한 배향막 조성물의 적절한 함량은 2.44~7.25중량%인 것이다.

상기와 같은 배향막 조성물은 지금까지 알려진 통상의 조성물 제조방법에 의해 준비될 수 있다. 다만, 상기 배향막 조성물을 준비하기 위한 보다 효과적인 방법을 예시하면, 물에 폴리 비닐 알코올을 150도에서 녹인 용액과 에탄올에 아크릴레이트, 접착 증진제, 광개시제를 녹인 용액을 만들고, 두 용액을 섞은 후 다시 150도로 재가열 하는 방법이 바람직하다. 상기 배향막용 조성물을 이루는 모든 성분을 한번에 혼합할 수도 있으나, 한 번에 모든 성분을 혼합하게 되면 폴리 비닐 알코올과 에탄올이 잘 섞이지 않기 때문에 제조 시간이 길어지기 때문에 상기 방법 이 보다 바람직한 것이다.

다음으로, 도 2에 도시한 평면(planar) 배향용 배향막 조성물에 대하여 설명한다.

본 발명의 평면 배향용 배향막 조성물은 폴리비닐 알코올(PVA), 상기 폴리비닐 알코올의 중량대비 25% 이상의 아크릴레이트 단량체, 상기 아크릴레이트 단량체 중량대비 20~30%의 수용성 접착 증진제(adhesion promoter) 및 상기 아크릴레이트 단량체 중량대비 10~50%의 수용성 광중합 개시제(photo initiator)를 포함한다. 이러한 본 발명의 배향막 조성물은 전체 용액 중 3.78~8.15중량% 포함되도록 물과 알코올의 혼합용매에 용해되어 사용되는 것이 바람직하다.

이 중 상기 폴리비닐 알코올은 배향막을 형성하는 주 재료로서, 이하에서 나머지 모든 성분의 함량은 상기 폴리비닐 알코올 중량을 기준으로 하여 기재하기로 한다. 상기 폴리비닐 알코올로는 중량평균분자량(Mw)이 85,000~146,000인 폴리비닐 알코올로서 96% 이하로 가수분해된 것이 바람직하다. 다만, 상기 폴리비닐 알코올의 중량평균분자량은 접착특성에 약간의 영향을 미치나, 배향막의 성능에 큰 차이를 빚는 것은 아니다. 통상적으로 85,000~146,000인 것이 많이 사용된다. 그리고, 폴리비닐 알코올은 통상적으로 80% 이상의 것이 많이 사용되고 있으나, 그 중에서 96%를 초과하는 것은 배향막의 접착성능이나 배향특성에 악영향을 미치게 되 기 때문에 바람직하지 않으므로 96%이하의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 가수분해 정도의 하한은 특별히 정할 필요가 없으나 일반적으로 구할 수 있는 폴리비닐알코올의 가수분해 정도는 80%가 최저이다.

마찬가지로, 아크릴레이트 단량체도 가교반응을 일으킴으로써 상기 폴리비닐 알코올을 보조하여 본 발명의 유리한 효과를 가지는 배향막을 제조하기 위한 중요한 성분으로서, 상기 아크릴레이트 단량체는 폴리비닐 알코올 중량대비 25% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 만일, 상기 아크릴레이트 단량체가 폴리비닐 알코올 중량의 25% 미만으로 포함될 경우에는 배향막과 액정 필름간 또는 배향막과 싸이클로 올레핀 폴리머(COP)와 같은 기재와의 층간 접착이 불량하여 배향막 또는 액정 필름이 박리되는 문제가 발생할 수 있다. 반대로, 본 발명자들이 검토한 결과 상기 아크릴레이트 단량체의 폴리비닐 알코올 중량에 대한 비율을 높이더라도 특별한 문제점을 발견할 수는 없었다. 본 발명자들이 검토한 결과 상기 아크릴레이트 단량체는 폴리비닐 알코올 중량 대비 200%까지는 첨가하여도 별다른 문제가 없었으며, 더 이상 첨가할 경우 폴리비닐 알코올의 상대적인 함량이 감소하는 문제가 있을 수 있으므로 상기 아크릴레이트의 함량 상한은 폴리비닐 알코올 중량 대비 200%로 정하는 것이 보다 바람직하다. 상기 아크릴 단량체로는 다관능성 아크릴레이트가 보다 바람직하며, 그 중에서도 C3~C6의 아크릴레이트 즉, 트리아크릴레이트(triacrylate)(특히, Pentaerythritol triacrylate, PETA), 테트라아크릴레이트(tetraacrylate)(특히, Pentaerythritol tetraacrylate, PETTA) 또는 헥사아크릴 레이트(hexaacrylate)(특히, Dipentaerthritol hexaacrylate, DPHA) 등이 바람직하다. 이들은 반드시 한 종류만 사용되어야 하는 것은 아니라 2종이상이 혼합되어 사용될 수도 있다. 상기 단량체로서 트리아크릴레이트를 사용할 경우 적정한 범위는 폴리비닐 알코올 중량대비 30% 이상 포함되는 것이 바람직하며, 테트라아크릴레이트를 사용할 경우에는 폴리비닐 알코올 중량대비 25% 이상 포함되는 것이 바람직하고, 그리고 헥사아크릴레이트를 사용할 경우에는 폴리비닐 알코올 중량대비 25% 이상 사용하는 것이 보다 바람직하다. 상기 각 경우의 상한과 하한을 정한 이유는 상술한 바와 같이 층간 접착력을 확보함과 동시에 평면 배향이 용이하게 형성되도록 하기 위함이다. 가장 바람직한 경우는 트리아크릴레이트의 경우 폴리비닐 알코올 중량 대비 35%, 테트라아크릴레이트의 경우 폴리비닐 알코올 중량 대비 30%, 헥사아크릴레이트의 경우 폴리비닐 알코올 중량 대비 30% 이다.

또한, 접착성을 증대시키기 위하여 접착 증진제(adhesion promoter)가 포함되는 것이 바람직하다. 상기 접착 증진제는 상기 아크릴레이트 단량체 중량 대비 20~30% 포함되는 것이 바람직한데, 만일 상기 접착 증진제가 아크릴레이트 단량체 중량 대비 20% 미만 포함될 경우에는 용액상태로 본 발명의 배향막 조성물을 기재 위에 도포할 경우 기재 위에서 배향막 조성물이 균일하게 분산되어 기재 표면을 적시지 못하고 용액 방울이 곳곳에 뭉쳐져 버리는 소위 디웨팅(dewetting) 현상이 일어난다. 따라서, 배향막을 기재 위에 형성시키는 것이 곤란하게 된다. 반대로 상기 접착 증진제가 아크릴레이트 단량체 중량 대비 30%를 초과하여 포함되면 액정 필름의 배향을 평면 배향으로 하는 것이 어렵게 된다. 가장 바람직한 접착 증진제의 함량은 아크릴레이트 단량체 중량 대비 25%이다. 이러한 접착 증진제는 배향막 조성물이 물과 알코올의 혼합용매에 용해되어 사용되는 것이 바람직하다는 점을 감안할 때 수용성인 것이 바람직하다. 상기와 같은 수용성 접착 증진제의 대표적인 예로는 폴리(4-비닐페놀)을 들 수 있으며, 보다 상세하게는 중량평균분자량이 8,000 또는 20,000인 폴리(4-비닐페놀)을 들 수 있다.

기재 위에 도포된 배향막 조성물을 배향막으로 형성시키기 위해서는 배향막 조성물을 경화시키는 과정이 필요하다. 상기 배향막 조성물의 경화는 통상 배향막 조성물을 건조한 후 건조에 의해 용매가 증발된 배향막을 광경화(특히 UV 경화)함으로써 이루어질 수 있는데, 이를 위해서는 광중합 개시제(photo initiator)가 포함될 필요가 있다. 상기 광중합 개시제는 상기 아크릴레이트 단량체 중량 대비 10~50% 포함되는 것이 바람직하다. 상기 광중합 개시제가 아크릴레이트 단량체 중량 대비 10% 미만으로 포함될 경우에는 광중합반응이 원활하게 일어나기 어려워서 배향막의 경화에 불리하며, 반대로 아크릴레이트 단량체 중량 대비 50%를 초과할 경우에는 액정 배향 형성에 불리하다. 가장 바람직한 광중합 개시제의 함량은 아크릴레이트 단량체 중량 대비 25%이다. 또한, 상기 광중합 개시제는 물과 알코올의 혼합용매에서 사용된다는 점을 고려하면 수용성인 것이 바람직하며, 그 예로서는 시바-게이기(Ciba-Geigy) 사에서 공급하는 이가큐어 2959 (IRGACURE 2959, 2-Hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-methyl-1-propanone), 이가큐어 500 (IRGACURE 500, 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone + Benzophenone) 또는 이가큐어 754 (IRGACURE 754, oxy-phenyl-acetic acid 2-[2 oxo-2 phenyl-acetoxy-ethoxy]-ethyl ester and oxy-phenyl-acetic 2-[2-hydroxy-ethoxy]-ethyl ester) 를 들 수 있다.

상기와 같은 조성의 본 발명의 배향막 조성물은 물과 알코올의 혼합용매에 용해되어 사용되는 것이 바람직한데, 여기서 알코올로는 메틸알콜, 에틸알콜, 이소프로필알콜 등을 사용하는 것이 바람직하다. 여기서 혼합용매를 제조할 때 혼합 용매 중 물:알코올 비율을 40:60 내지 50:50으로 하는 것이 바람직하며, 특히 메틸알코올 또는 에틸알코올일 경우에는 41:59%가 가장 바람직하며, 이소프로필알코올일 경우에는 40:60인 경우가 가장 바람직하다. 상기 배향막 조성물은 전체 조성물(용액)의 중량 대비 2.44~7.25% 포함되는 것이 바람직한데, 만일 2.44중량% 미만으로 포함될 경우에는 용매량이 너무 많아 충분한 두께의 배향막이 형성되는 것이 불리하며 접착성 확보도 곤란하다. 반대로, 7.25중량%를 초과하여 포함될 경우에는 액정 배향을 평면 배향으로 하는 것이 곤란해진다. 따라서 용매를 제외한 배향막 조성물의 적절한 함량은 3.78~8.15중량%인 것이다.

상기와 같은 배향막 조성물은 지금까지 알려진 통상의 조성물 제조방법에 의해 준비될 수 있다. 다만, 상기 배향막 조성물을 준비하기 위한 보다 효과적인 방법을 예시하면, 물에 폴리 비닐 알코올을 150도에서 녹인 용액과 에탄올에 아크릴 레이트, 접착 증진제, 광개시제를 녹인 용액을 만들고, 두 용액을 섞은 후 다시 150도로 재가열 하는 방법이 바람직하다. 상기 배향막용 조성물을 이루는 모든 성분을 한번에 혼합할 수도 있으나, 한 번에 모든 성분을 혼합하게 되면 폴리 비닐 알코올과 에탄올이 잘 섞이지 않기 때문에 제조 시간이 길어지기 때문에 상기 방법이 보다 바람직한 것이다.

이하의 실시예에서, 첨부하는 도면과 데이터를 이용하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 하기하는 실시예는 본 발명을 예시하여 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 해석되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.

(실시예)

퍼짐 배향용 배향막 제조

- 실시예1

하기 표 1에 도시한 바와 같이 배향막 조성물의 성분을 제어하여 물과 알코올의 혼합용매에 150℃의 온도에서 용해하여 배향막 조성물 용액을 제조하였다.

항목			중량(g)	중량비(%)
배향막 조성물 용액	혼합용매	물	480	47.88
	혼합용매	에탄올	497	49.58
	배향막 조성물	폴리비닐 알코올(87% 가수분해), Mw 85,000~124,000	20	2.00
		디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트	3	0.40
		폴리(4-비닐페놀) Mw 8,000	0.75	0.075
		이가큐어 2959	0.75	0.075

상기 방법으로 만들어진 배향막 조성물 용액을 싸이클로 올레핀 폴리머(COP) 위에 와이어 바(wire bar)로 도포하고, 100℃ 건조 오븐에서 2분 동안 열풍 건조시킨 후 80W/CM 고압 수은 램프를 이용하여 3m/분의 속도로 1회 경화하였으며, 경화된 배향막 표면을 러빙 처리하여 배향막을 완성하였다.

4-(6-아크릴로이옥시헥실옥시)-벤조산(4-시아노페닐 에스테르), 4-(6-아크릴로이옥시헥실옥시)-벤조산[4-트랜스-4-프로필시클로헥실]페닐 에스테르], 4-3(아크릴로이옥시프로필옥시)-벤조산 2-메틸-1,4-페닐렌 에스테르(4-(6-Acryloyoxyhexyloxy)-benzoic acid (4-cyanophenyl ester), 4-(6-Acryloyoxyhexyloxy)-benzoic acid [4-trans-4-propylcyclohexyl] phenyl ester), 4-(3-Acryloyoxypropyloxy)-benzoic acid 2-methyl-1,4-phenylene ester))으로 표현되는 퍼짐 배향을 가지는 중합성 액정 화합물을 톨루엔에 용해시켜 고형분 농도가 25중량%가 되도록 만든 액정용액을 상기 배향막 위에 와이어 바로 도포하고 70℃ 건조 오븐에서 1분 동안 열풍 건조시킨 후 80W/CM 고압 수은 램프를 이용하여 3m/분의 속도로 1회 경화시켜, 액정 필름을 제작하였다.

따라서, 최종적으로는 COP 기재, 상기 COP 기재 위에 형성된 러빙처리된 배향막과 상기 배향막 위에서 형성된 액정 필름의 순서로 적층된 필름 적층체를 얻을 수 있었다.

각 층 사이 즉, COP와 배향막, 배향막과 액정 필름 사이의 접착력을 ASTM 법(Cross-Cut 시험방법)을 이용하여 평가하였으며, 배향막 위에 형성된 액정 필름의 광학 특성을 평가하기 위하여 AXOSCAN을 이용하여 시야각에 따른 위상차와 광축 이탈각을 측정하였다.

- 실시예2

하기 표 2에서 규정하는 배향막 조성으로 용액을 제조한 것 이외에는 실시예1과 동일한 방법으로 COP 기재 위에 배향막을 형성하고 액정 필름을 형성하는 방식으로 COP 기재, 배향막 및 액정 필름의 순서로 적층된 필름 적층체를 얻을 수 있었다.

항목			중량(g)	중량비(%)
배향막 조성물 용액	혼합용매	물	480	47.90
	혼합용매	에탄올	496	49.50
	배향막 조성물	폴리비닐 알코올(87% 가수분해) Mw 85,000~124,000	20	2.00
		펜타에리트리톨 트리아크릴레이트	4	0.40
		폴리(4-비닐페놀), Mw 8,000	1	0.1
		이가큐어 2959	1	0.1

- 실시예3

하기 표 3에서 규정하는 배향막 조성으로 용액을 제조한 것 이외에는 실시예1과 동일한 방법으로 COP 기재 위에 배향막을 형성하고 액정 필름을 형성하는 방식으로 COP 기재, 배향막 및 액정 필름의 순서로 적층된 필름 적층체를 얻을 수 있었다.

항목			중량(g)	중량비(%)
배향막 조성물 용액	혼합용매	물	480	47.88
	혼합용매	에탄올	497	49.58
	배향막 조성물	폴리비닐 알코올(87% 가수분해), Mw 85,000~124,000	20	2.00
		디펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트	3	0.40
		폴리(4-비닐페놀) Mw 8,000	0.75	0.075
		이가큐어 2959	0.75	0.075

- 비교예1

배향막 조성물 용액의 조성을 표 2와 같이 한 것을 제외 하고는 상기 실시예1과 동일하게 COP 기재 위에 배향막을 형성하고 액정 필름을 형성하는 방식으로 COP 기재, 배향막 및 액정 필름의 순서로 적층된 필름 적층체를 얻을 수 있었다. 하기 표 4에 기재된 조성은 종래 폴리비닐 알코올계 배향막으로서 널리 사용되는 조성을 의미한다.

항목			중량(g)	중량비(%)
배향막 조성물 용액	혼합용액	물	568	56.8
	혼합용액	에탄올	412	41.2
	폴리비닐 알코올(87% 가수분해), Mw 85,000~124,000		20	2

- 비교예2

배향막을 형성하지 않고, COP 기재 위에 액정 필름을 적층한 필름 적층체를 얻었다.

- 퍼짐 배향의 위상차 확인

도 3에 실시예2에 의해 제조된 배향막 위에 형성된 액정 필름의 시야각에 따른 위상차 분포를 나타내었다. 도 3의 그래프에서 확인할 수 있듯이 시야각이 변화함에 따라 상기 퍼짐 배향 액정 필름의 위상차가 양호하게 분포되고 있음을 확인할 수 있었다. 도시하지는 않았으나, 다른 실시예1 및 실시예3의 경우도 유사한 경향을 나타내고 있음을 확인할 수 있었다.

- 러빙각에 대한 배향이탈 확인

상기 실시예1에 의해 제조된 광학 보상 필름과 비교를 위해 함께 평가한 TN용 보상필름으로서 FUJI사의 WV(WIDE VIEW)-EA 필름필름의 광축 이탈특성을 평가한 결과를 도 4에 나타내었다. 도면 중 사각형 내에 존재하는 선의 방향이 러빙각에 대한 액정의 배향 정도를 의미한다. 즉, 상기 선이 동일한 방향으로 정렬되어 있을수록 액정의 광축 이탈 정도가 적은 것이다. 본 발명에 따른 실시예1의 경우는 러빙각에 대해 약 0.16도 정도 광축 이탈각이 발생하고, 비교에 사용된 필름의 경우 광축 이탈각이 약 0.31도 정도임을 확인할 수 있었다.

- 배향성 및 접착성 확인

실시예1, 실시예2, 실시예3, 비교예1 및 비교예2에 의한 액정 필름의 배향성과, 기재와 배향막 사이의 접착성, 배향막과 액정 사이의 접착성을 평가하고 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다. 배향성 평가는 배향이 전혀 되지 않는 경우(X)와 약간의 편차는 있더라 하더라도 배향이 되는 경우(O)를 기준으로 하여 실시하였다. 접착성은 ASTM 규격에 의거 칼로 액정 필름 표면에 1mm 간격으로 바둑판과 같은 선형태로 크로스-컷(cross-cut)한 후 그 위에 셀로판 테이프를 붙이고 이를 떼어 낼 때 붙어있는 지 여부로서 판단한 것으로서 O는 완전히 붙어있는 경우를, X는 바둑판 무늬 사이가 부분적으로 박리되거나 또는 완전히 박리되는 경우를, 그리고 - 는 실험결과가 없음을 나타낸 것이다.

구분		배향성	접착성
구분		배향성	기재/배향막	배향막/액정필름
실시예	실시예1	○	○	○
	실시예2	○	○	○
	실시예3	○	○	○
비교예	비교예1	○	×	-
비교예	비교예2	×	-	-

평면 배향용 배향막 제조

- 실시예4

하기 표 6에 도시한 바와 같이 배향막 조성물의 성분을 제어하여 물과 알코올의 혼합용매에 150℃의 온도에서 용해하여 배향막 조성물 용액을 제조하였다.

항목			중량(g)	중량비(%)
향막 조성물 용액	혼합용매	물	470	46.79
	혼합용매	에탄올	491	48.88
	배향막 조성물	폴리비닐 알코올(87% 가수분해) Mw 85,000~124,000	30	2.99
		펜타에리트리톨 트리아크릴레이트	9	0.90
		폴리(4-비닐페놀) Mw 8,000	2.25	0.22
		이가큐어 2959	2.25	0.22

상기 방법으로 만들어진 배향막 조성물 용액을 싸이클로 올레핀 폴리머(COP) 위에 와이어 바(wire bar)로 도포하고, 100℃ 건조 오븐에서 2분 동안 열풍 건조시킨 후 80W/CM 고압 수은 램프를 이용하여 3m/분의 속도로 1회 경화하였으며, 경화된 배향막 표면을 러빙처리하여 배향막을 완성하였다.

4-(6-아크릴로이옥시헥실옥시)-벤조산(4-시아노페닐 에스테르), 4-(6-아크릴로이옥시헥실옥시)-벤조산[4-트랜스-4-프로필시클로헥실]페닐 에스테르], 4-3(아크릴로이옥시프로필옥시)-벤조산 2-메틸-1,4-페닐렌 에스테르 (4-(6-Acryloyoxyhexyloxy)-benzoic acid (4-cyanophenyl ester), 4-(6-Acryloyoxyhexyloxy)-benzoic acid [4-trans-4-propylcyclohexyl] phenyl ester), 4-(3-Acryloyoxypropyloxy)-benzoic acid 2-methyl-1,4-phenylene ester) 등으로 이루어진 평면 배향을 가지는 중합성 액정 화합물을 톨루엔에 용해시켜 고형분 농도가 25중량%가 되도록 만든 액정용액을 상기 배향막 위에 와이어 바로 도포하고 70℃ 건조 오븐에서 1분 동안 열풍 건조시킨 후 80W/CM 고압 수은 램프를 이용하여 3m/분의 속도로 1회 경화시켜, 액정 필름을 제작하였다.

각 층 사이 즉, COP와 배향막, 배향막과 액정 필름 사이의 접착력을 ASTM 에서 규정하는 Cross-cut 시험방법 을 이용하여 평가하였으며, 배향막 위에 형성된 액정 필름의 광학 특성을 평가하기 위하여 AXOSCAN을 이용하여 시야각에 따른 위상차와 광축 이탈각을 측정하였다.

- 실시예5

하기 표 7에서 규정하는 배향막 조성으로 용액을 제조한 것 이외에는 실시예1과 동일한 방법으로 COP 기재 위에 배향막을 형성하고 액정 필름을 형성하는 방식으로 COP 기재, 배향막 및 액정 필름의 순서로 적층된 필름 적층체를 얻을 수 있었다.

항목			중량(g)	중량비(%)
배향막 조성물 용액	혼합용매	물	470	46.82
	혼합용매	에탄올	492.5	49.1
	배향막 조성물	폴리비닐 알코올(87% 가수분해) Mw 85,000~124,000	30	2.99
		펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트	7.5	0.75
		폴리(4-비닐페놀) Mw 8,000	1.875	0.19
		이가큐어 2959	1.875	0.19

- 실시예6

하기 표 8에서 규정하는 배향막 조성으로 용액을 제조한 것 이외에는 실시예1과 동일한 방법으로 COP 기재 위에 배향막을 형성하고 액정 필름을 형성하는 방식으로 COP 기재, 배향막 및 액정 필름의 순서로 적층된 필름 적층체를 얻을 수 있었다.

- 비교예3

배향막 조성물 용액의 조성을 표 9과 같이 한 것을 제외 하고는 상기 실시예1과 동일하게 COP 기재 위에 배향막을 형성하고 액정 필름을 형성하는 방식으로 COP 기재, 배향막 및 액정 필름의 순서로 적층된 필름 적층체를 얻을 수 있었다. 하기 표 9에 기재된 조성은 종래 폴리비닐 알코올계 배향막으로서 널리 사용되는 조성을 의미한다.

항목			중량(g)	중량비(%)
배향막 조성물 용액	혼합용액	물	568	56.8
	혼합용액	에탄올	412	41.2
	폴리비닐 알코올(87% 가수분해)		20	2

- 비교예4

- 평면 배향의 위상차 확인

도 5에 실시예5에 의해 제조된 배향막 위에 형성된 액정 필름의 시야각에 따른 위상차 분포를 나타내었다. 도 5의 그래프에서 확인할 수 있듯이 시야각이 변화함에 따라 상기 평면 배향 액정 필름의 시야각 0°를 기준으로 위상차가 양호하게 대칭분포되고 있음을 확인할 수 있었다. 도시하지는 않았으나, 다른 실시예4 및 실시예6의 경우도 유사한 경향을 나타내고 있음을 확인할 수 있었다.

- 배향성 및 접착성 확인

실시예4, 실시예5, 실시예6, 비교예3 및 비교예4에 의한 액정 필름의 배향성과, 기재와 배향막 사이의 접착성, 배향막과 액정 사이의 접착성을 평가하고 그 결과를 하기 표 10에 나타내었다.

구분		배향성	접착성
구분		배향성	기재/배향막	배향막/액정필름
실시예	실시예4	○	○	○
	실시예5	○	○	○
	실시예6	○	○	○
비교예	비교예3	○	×	-
비교예	비교예4	×	-	-

상술한 바와 같이 본 발명에 의해 제공되는 배향막 조성물에 의해 배향막을 형성하고 그 위에 액정 필름을 형성하면 우수한 광학특성과 접착성능을 얻을 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

본 발명에 의할 경우 별도의 분리 및 정제공정이 필요 없고, 배향막의 위에 형성되는 액정층과의 접착성이 우수한 배향막 조성물을 제공할 수 있으며, 상기 배향막은 싸이클로 올레핀 폴리머와 같은 트리 아세틸 셀룰로오스 이외의 기재 위에 형성될 때조차도 양호한 접착성을 가지며, 상기 배향막 위에 형성된 액정 필름은 최소화된 광축 이탈각을 가진다.

Claims

폴리비닐 알코올(PVA), 상기 폴리비닐 알코올의 중량대비 13~25%의 아크릴레이트 단량체, 상기 아크릴레이트 단량체 중량대비 20~30%의 수용성 접착 증진제(adhesion promoter) 및 상기 아크릴레이트 단량체 중량대비 10~50%의 수용성 광중합 개시제(photo initiator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼짐(splay) 배향용 배향막 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 폴리비닐알코올은 96% 이하로 가수분해 된 것을 특징으로 하는 퍼짐 배향용 배향막 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 아크릴레이트 단량체로는 탄소수 3~6개의 다관능성 아크릴레이트 단량체가 1종 또는 2종이상 사용되는 것을 특징으로 하는 퍼짐 배향용 배향막 조성물.
제 3 항에 있어서, 상기 아크릴레이트 단량체는 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(PETTA) 또는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(DPHA)인 것을 특징으로 하는 퍼짐 배향용 배향막 조성물.
제 4 항에 있어서, 상기 아크릴레이트 단량체가 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트일 경우 폴리비닐 알코올 중량대비 17~25% 포함되는 것을 특징으로 하는 퍼짐 배향용 배향막 조성물.
제 4 항에 있어서, 상기 아크릴레이트 단량체가 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트일 경우에는 폴리비닐 알코올 중량대비 15~21% 포함되는 것을 특징으로 하는 퍼짐 배향용 배향막 조성물.
제 4 항에 있어서, 상기 아크릴레이트 단량체가 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트일 경우에는 폴리비닐 알코올 중량대비 13~21%를 사용하는 것을 특징으로 하는 퍼짐 배향용 배향막 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 접착 증진제는 수용성인 것을 특징으로 하는 퍼짐 배향용 배향막 조성물.
제 8 항에 있어서, 상기 접착 증진제는 폴리(4-비닐페놀)인 것을 특징으로 하는 퍼짐 배향용 배향막 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 광중합 개시제는 수용성인 것을 특징으로 하는 퍼짐 배향용 배향막 조성물.
제 10 항에 있어서, 상기 광중합 개시제는 이가큐어 2959 (IRGACURE 2959, 2-Hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-methyl-1-propanone), 이가큐어 500 (IRGACURE 500, 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone + Benzophenone) 또는 이가큐어 754 (IRGACURE 754, oxy-phenyl-acetic acid 2-[2 oxo-2 phenyl-acetoxy-ethoxy]-ethyl ester and oxy-phenyl-acetic 2-[2-hydroxy-ethoxy]-ethyl ester)인 것을 특징으로 하는 퍼짐 배향용 배향막 조성물.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배향막 조성물이 물과 알코올의 혼합용매에 용해되어 배향막 조성물 용액을 형성하는 것을 특징으로 하는 퍼짐 배향용 배향막 조성물.
제 12 항에 있어서, 상기 배향막 조성물은 용액 중 2.44~7.25중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 퍼짐 배향용 배향막 조성물.
제 12 항에 있어서, 상기 혼합용매 중 물:알코올의 비율은 40:60~50:50인 것을 특징으로 하는 퍼짐 배향용 배향막 조성물.
제 12 항에 있어서, 알코올은 메틸알코올, 에틸알코올 또는 이소프로필알코올인 것을 특징으로 하는 퍼짐 배향용 배향막 조성물.
폴리비닐 알코올(PVA), 상기 폴리비닐 알코올의 중량대비 25% 이상의 아크릴레이트 단량체, 상기 아크릴레이트 단량체 중량대비 20~30%의 수용성 접착 증진제(adhesion promoter) 및 상기 아크릴레이트 단량체 중량대비 10~50%의 수용성 광중합 개시제(photo initiator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면(planar) 배향용 배향막 조성물.
제 16 항에 있어서, 상기 폴리비닐알코올은 96% 이하로 가수분해 된 것을 특징으로 하는 평면 배향용 배향막 조성물.
제 16 항에 있어서, 상기 아크릴레이트 단량체로는 탄소수 3~6개의 다관능성 아크릴레이트 단량체가 1종 또는 2종이상 사용되는 것을 특징으로 하는 평면 배향용 배향막 조성물.
제 18 항에 있어서, 상기 아크릴레이트 단량체는 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(PETTA) 또는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(DPHA)인 것을 특징으로 하는 평면 배향용 배향막 조성물.
제 19 항에 있어서, 상기 아크릴레이트 단량체가 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트일 경우 폴리비닐 알코올 중량대비 30% 이상 포함되는 것을 특징으로 하는 평면 배향용 배향막 조성물.
제 19 항에 있어서, 상기 아크릴레이트 단량체가 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트일 경우에는 폴리비닐 알코올 중량대비 25% 이상 포함되는 것을 특징으로 하는 평면 배향용 배향막 조성물.
제 19 항에 있어서, 상기 아크릴레이트 단량체가 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트일 경우에는 폴리비닐 알코올 중량대비 25% 이상 포함되는 것을 특징으로 하는 평면 배향용 배향막 조성물.
제 16 항에 있어서, 상기 접착 증진제는 수용성인 것을 특징으로 하는 평면 배향용 배향막 조성물.
제 23 항에 있어서, 상기 접착 증진제는 폴리(4-비닐페놀)인 것을 특징으로 하는 평면 배향용 배향막 조성물.
제 16 항에 있어서, 상기 광중합 개시제는 수용성인 것을 특징으로 하는 평 면 배향용 배향막 조성물.
제 25 항에 있어서, 상기 광중합 개시제는 이가큐어 2959 (IRGACURE 2959, 2-Hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-methyl-1-propanone), 이가큐어 500 (IRGACURE 500, 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone + Benzophenone) 또는 이가큐어 754 (IRGACURE 754, oxy-phenyl-acetic acid 2-[2 oxo-2 phenyl-acetoxy-ethoxy]-ethyl ester and oxy-phenyl-acetic 2-[2-hydroxy-ethoxy]-ethyl ester) 인 것을 특징으로 하는 평면 배향용 배향막 조성물.
제 16 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배향막 조성물이 물과 알코올의 혼합용매에 용해되어 배향막 조성물 용액을 형성하는 것을 특징으로 하는 평면 배향용 배향막 조성물.
제 27 항에 있어서, 상기 배향막 조성물은 용액 중 3.78~8.15중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 평면 배향막 조성물.
제 27 항에 있어서, 상기 혼합용매 중 물:알코올의 비율은 40:60~50:50인 것을 특징으로 하는 평면 배향용 배향막 조성물.
제 27 항에 있어서, 알코올은 메틸알코올, 에틸알코올 또는 이소프로필알코올인 것을 특징으로 하는 평면 배향용 배향막 조성물.