KR20080072843A

KR20080072843A - 광학 필름, 편광판 및 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR20080072843A
Application number: KR1020087011571A
Authority: KR
Inventors: 미치오 나가이; 아키라 이케다
Original assignee: 후지필름 가부시키가이샤
Priority date: 2005-11-14
Filing date: 2006-11-14
Publication date: 2008-08-07
Also published as: CN101310199A; TW200724964A; KR101340115B1; WO2007055425A1; TWI403754B; US7944530B2; US20090096961A1

Abstract

광학 보상막인 광학 필름은 제 1 광학 이방성층 및 제 2 광학 이방성층을 포함하는 적어도 2 개의 광학 이방성층을 포함하고, 여기서 제 1 광학 이방성층은 서로 상이한 구조를 가지는 2 종 이상의 액정 화합물을 혼합함으로써 형성된다.

제 1 광학 이방성층, 제 2 광학 이방성층, 면내 리타데이션 값, 디스코틱 액정 화합물

Description

광학 필름, 편광판 및 액정 표시 장치{OPTICAL FILM, POLARIZING PLATE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 광학 필름, 편광판 및 이들을 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치 (LCD; liquid crystal display device) 는, 음극선관 (CRT; cathod ray tube) 과 비교하여, 소형이고 경량이고 저전력을 소비하는 관점에서 이점을 가진다. 액정 표시 장치는 액정셀 및 액정셀의 양측에 배치된 한 쌍의 편광판을 포함한다. 액정셀은 봉상 액정 분자, 사이에 봉상 액정 분자를 봉입하기 위한 2 개 시트의 기판 및 전압을 봉상 액정 분자에 인가하기 위한 전극층을 포함한다. 이에 따라 액정셀 내에 봉입된 봉상 액정 분자를 배향시키기 위해, 2 개 시트의 기판 각각은 그 상부에 제공된 배향막을 갖는다. 액정셀에 표시되는 이미지의 착색을 제거하기 위해, 액정셀과 편광판 사이에 개재되는 광학-보상 시트 (위상차판) 를 제공하는 것이 일반적으로 실행되어 있다. 편광판 (편광막) 과 광학-보상 시트의 적층체는 타원 편광판으로서 기능한다. 광학-보상 시트는 액정셀의 시야각을 확대하는 기능이 부여될 수도 있다. 연신된 복굴절 필름이 광학-보상 시트로서 종래부터 사용되어 왔다.

또한, 연신된 복굴절 필름 대신에 디스코틱 화합물을 함유하는 광학 이방성층을 가지는 광학-보상 시트가 또한 이용되도록 제안되어 있다 (예를 들어, 일본특허공개공보 JP-A-6-214116, US 특허 5,583,679, US 특허 5,646,703 호 및 독일 특허 출원 공개 제3911620호 참조). 광학 이방성 층은 디스코틱 액정 화합물을 배향하고, 그 후, 배향된 디스코틱 액정 화합물을 고정시킴으로써 형성된다. 통상, 디스코틱 액정 화합물은 높은 복굴절률을 가진다. 디스코틱 액정 화합물은 다양한 형태로 배향될 수 있다. 따라서, 디스코틱 액정 화합물은, 종래 기술의 연신된 복굴절 필름으로는 획득되지 않았던 광학 특성을 가지는 광학 보상 시트를 제조하도록 이용될 수 있다.

액정셀의 상부측으로부터 하부측으로 대향하는 방향으로 (대칭적으로) 배향된 봉상 액정 분자를 가지는 벤드-배향 (bend-aligned) 액정셀을 포함하는 액정 표시 장치가 제안되어 있다 (예를 들어, US 특허 4,583,825 및 US 특허 5,410,422 참조). 봉상 액정 분자가 액정셀의 상부측으로부터 하부측으로 대향하는 방향으로 대칭적으로 배향되기 때문에, 벤드-배향 액정셀은 자기 광학 보상 기능을 갖는다. 따라서, 이 액정 모드는 소위 OCB (광학 보상 벤드; optically compensatory bend) 로 지칭된다. 벤드-배향 액정 표시 장치는 높은 응답성을 나타내는 이점이 있다.

일반적인 액정 모드 (TN 모드, STN 모드) 와 비교하여, 벤드 배향 모드는 우수한 시야각 및 높은 응답성으로 특징화된다. 그러나, 벤드 배향 모드는 CRT 와 비교하여 더욱 개선되어야 할 필요성이 있다. 벤드-배향 액정 표시 장치를 더 개선시키기 위해서, 일반적인 액정 모드에서와 마찬가지로 광학-보상 시트가 이용되는 것이 제안될 수 있다. 그러나, 연신된 복굴절 필름을 포함하는 종래 기술의 광학-보상 시트는 벤드-배향 액정 표시 장치에 이용될 때 불충분하였다. 사전에 언급된 바와 같이, 연신된 복굴절 필름 대신에 디스코틱 액정 화합물을 함유하는 광학 이방성층을 가지는 광학-보상 시트가 이용되는 것이 제안되어 있다. 또한, 디스코틱 액정 화합물을 함유하는 광학-보상 시트를 포함하는 벤드-배향 액정 표시 장치가 제안되어 있다 (예를 들어, JP-A-9-197397, 및 국제 공개 제 96/37804 호 참조). 디스코틱 액정 화합물을 함유하는 광학 보상 필름의 이용은 벤드-배향 액정 표시 장치의 시야각을 현저하게 개선시킬 수 있다.

그러나, 디스코틱 액정 화합물을 함유하는 광학 보상 시트를 포함하는 벤드-배향 모드 액정 표시 장치는 특정 파장을 가지는 광 누설을 겪게 되고, 이에 따라 표시된 이미지에 착색을 발생시킨다 (예를 들어, JP-A-11-316378). 이 착색은 타원 편광판 (편광판과 광학 보상 시트의 적층체) 의 투과율의 파장 의존도에 기인한다고 개시된다.

편광막의 면내 투과축과, 광학 이방성층을 향하여 디스코틱 액정 화합물의 원반면 (disc surface) 에 대한 법선의 정사영 (regular projection) 의 평균 방향이 이루는 각도가 45°가 되도록, 광학 이방성층과 편광막이 배치될 때, 최대의 광학 보상 효과가 벤드-배향 모드 액정셀에 획득될 수 있다는 것이 보고되어 있다. 디스코틱 액정 화합물을 함유하는 광학-보상 시트를 포함하는 벤드-배향 액정 장치의 색미 변화를 제거하고 계조 반전을 예방하기 위한 다양한 방법이 제안되어 있 다 (예를 들어, 일본 특허 제 3056997 호 및 JP-A-2002-40429 참조).

전술한 바와 같이, 디스코틱 액정 화합물을 함유하는 광학 보상 시트 (용어 "광학 보상 시트" 및 "광학 보상막" 은 본 명세서에서 동의어로 이용된다) 가 벤드-배향 액정 장치가 이용될 때에도, 벤드-배향 액정 장치의 콘트라스트 특성, 시야각 특성 및 색미를 충족시키면서 계조 반전의 발생을 예방하는 것은 어려울 수 있다.

본 발명의 목적은, 액정셀, 특히, 벤드-배향 모드의 액정셀의 광학 보상을 적절하게 이룰 수 있는 광학 필름 및 편광판을 제공하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은 높은 콘트라스트를 가지고, 블랙 표시 동안 색미 문제가 없고 및 계조 반전이 없는 양호한 이미지를 표시할 수 있는 우수한 시야각 특성을 가지는 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.

발명자의 광범위한 연구의 결과로서, 액정셀에 이용된 액정 분자의 이방성의 파장 의존도와 디스코틱 액정 화합물을 함유하는 광학 보상 시트의 이방성의 파장 의존도 사이의 차이 때문에, 그 구성에 따른 벤드-배향 모드 액정 표시 장치는 통상적으로 단파장 (청색) 의 광의 누설을 경험하게 된다는 점을 발견하였다.

이러한 견해로, 액정셀에 이용된 액정 분자 및 광학 보상 시트의 파장 분산을 서로 일치하게 하는 방법으로서, 발명자는 서로 다른 구조를 가지는 2 개 이상의 액정 화합물을 혼합함으로써 광학 보상 시트의 광학 이방성층을 형성하는 것을 발견하였다. 이를 발견함으로써, 전술한 문제들이 해결될 수 있다. 특히, 블랙 표시 동안의 색미는 개선될 수 있다.

본 발명의 목적은 이하의 구성 [1] 내지 [9] 에 의해 달성된다.

[1] 제 1 광학 이방성층 및 제 2 광학 이방성층을 포함하는 적어도 2 개의 광학 이방성층들을 구비하는, 광학 필름으로서,

제 1 광학 이방성층은 서로 상이한 구조를 가지는 2 종 이상의 액정 화합물을 혼합함으로써 형성된다.

[2] 상기 [1] 에 기재된 광학 필름으로서,

제 1 광학 이방성층은 수학식 (1) 을 만족하고,

Re(450)/Re(650)<1.25 (1)

여기서, Re(450) 및 Re(650) 은 각각 450nm 와 650nm 의 파장에서 제 1 광학 이방성층의 면내 리타데이션 값 (단위: nm) 을 나타낸다.

[3] 상기 [1] 또는 [2] 에 기재된 광학 필름으로서,

제 1 광학 이방성층을 구성하는 2 종 이상의 액정 화합물 중 적어도 하나는 디스코틱 액정 화합물이다.

[4] 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 광학 필름으로서,

2 종 이상의 액정 화합물 중 적어도 하나는 삼치환된 (trisubstituted) 벤젠 골격 디스코틱 액정 화합물이다.

[5] 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 광학 필름으로서,

2 종 이상의 액정 화합물 중 적어도 하나는 트리페닐렌 골격 디스코틱 액정 화합물이다.

[6] 상기 [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 광학 필름으로서,

제 2 광학 이방성층은 셀룰로오스 아실레이트 필름을 포함한다.

[7] 편광막; 및

편광막의 양측에 배치된 적어도 2 개의 보호막을 포함하는 편광판으로서,

적어도 2 개의 보호막 중 적어도 하나는 상기 [1] 내지 [6] 중 어느 하나에 기재된 광학 필름이다.

[8] 액정셀; 및

상기 [7] 에 기재된 편광판을 포함하는 액정 표시 장치.

[9] 상기 [8] 에 기재된 액정 표시 장치에 있어서,

상기 액정 표시 장치는 OCB 모드이다.

도 1 은 벤드-배향 액정셀의 액정 화합물의 배향을 모식적으로 도시하는 단면도이다.

도 2 는 본 발명의 일 양태에 따라서 편광판을 도시하는 모식도이다.

도 3 은 본 발명의 일 양태에 따라서 벤드-배향 액정 표시 장치를 도시하는 모식도이다.

도 4 는 광-확산 필름의 대표적인 실시형태를 나타내는 모식적인 단면도이다.

여기서, 10 은 벤드-배향 액정셀을 나타내고; 11 은 액정 화합물을 나타내고; 11a 내지 11j 는 봉상 액정 분자를 나타내고; 12a 및 12b 는 배향막을 나타내 고; 13a 및 13b 는 전극층을 나타내고; 14a 는 상부 기판을 나타내고; 14b 는 하부 기판을 나타내고; 31, 31A 및 31B 는 제 1 광학 이방성층 1 을 나타내고; 31a 내지 31e 는 디스코틱 화합물을 나타내고; 32 는 배향막을 나타내고; 33, 33A 및 33B 는 제 2 광학 이방성층 2 을 나타내고; 34, 34A 및 34B 는 편광막을 나타내고; 35 는 광학 필름을 나타내고; NL 은 디스코틱 화합물의 원반면의 법선을 나타내고; PL 은 제 2 광학 이방성층 2 의 표면상에 정사영된 원반면의 법선의 방향을 나타내고; RD, RD1, RD2, RD3 및 RD4 는 러빙 방향을 나타내고; SA, SA1 및 SA2 는 면내 지상축 (slow axis) 을 나타내고; TA, TA1 및 TA2 는 면내 투과축을 나타내고; BL 은 백라이트 (back light) 를 나타내고; θ 는 제 2 광학 이방성층 2 의 면내 지상축 (SA) 에 대한 배향막의 러빙 방향 (RD) 의 각도를 나타내고; 1 은 광확산막을 나타내고; 2 는 투명 기판 필름을 나타내고; 3 은 광학산층을 나타내고; 40 은 투광성 수지를 나타내고; 41 은 제 1 투광성 미립자 재료 (first light-transmitting particulate material) 를 나타내고; 그리고, 42 는 제 2 투광성 미립자 재료를 나타낸다.

본 발명은 이하 더욱 상세하게 설명된다.

용어 "Re(λ)" 는 파장 λ 에서 면내 리타데이션을 지칭하는 것으로 의도된다. Re(λ) 는, 파장 λ㎚ 를 가지는 광이 그 필름에 대해 법선 방향으로 입사할 때 "KOBRA 21ADH (Ouji Scientific Instruments Co. Ltd. 제조)" 를 이용하여 측정된 값이다. Rth(λ) 는, 전체 3 개의 방향에서 측정된 리타데이션 값, 즉, Re(λ), 경사축 (회전축) 으로서 ("KOBRA 21ADH" 에 의해 판단된) 면내 지상축에 따라서 그 필름에 대해 법선 방향으로부터 +40°의 각도로 경사진 방향에서 파장 λ㎚ 을 가지는 광의 입사에 의해 측정된 리타데이션 값, 및 그 필름에 대해 법선 방향으로부터 -40°의 각도로 경사진 방향에서 파장 λ㎚ 을 가지는 광의 입사에 의해 측정된 리타데이션 값, 가정 평균 굴절률 및 입력된 필름 두께에 기초하여 "KOBRA 21ADH" 에 의해 계산된다. 가정 평균 굴절률로서, "Polymer Handbook", John Wiley&Sons,Inc. 및 광학 필름의 다양한 카탈로그에 개시된 것을 이용할 수도 있다. 미지의 평균 굴절률을 가지는 셀룰로오스 아실레이트 필름에 대해, 아베 굴절계가 이용될 수도 있다. 주요 광학 필름의 평균 굴절률은 이하 예시된다. 셀룰로오스 아실레이트 (1.48), 시클로올레핀 폴리머 (1.52), 폴리카보네이트 (1.59), 폴리메틸렌 메타크릴레이트 (1.49), 폴리스티렌 (1.59). 가정 평균 굴절률 및 필름 두께를 입력함으로써, KOBRA 21ADH 는 nx, ny, 및 nz 을 계산한다. 다음으로, 이와 같이 계산된 nx, ny 및 nz 로부터 Nz=(nx-nz)/(nx-ny) 가 계산된다.

본 발명에서, 리타데이션 값은 이와 다르게 특정되지 않는 한 550㎚ 의 파장에서 측정된다.

(액정 표시 장치)

도 1 은 벤드-배향 액정셀에서 액정 화합물의 배향을 모식적으로 나타내는 단면도를 도시한다. 도 1 에서 나타내는 바와 같이, 벤드-배향 액정셀 (10) 은 상부 기판 (14a) 과 하부 기판 (14b) 사이에 봉입된 액정 화합물 (11) 을 가진다. 통상, 벤드-배향 액정셀에 이용되는 액정 화합물 (11) 은 양의 유전율 이방성을 가진다. 액정셀의 상부 기판 (14a) 및 하부 기판 (14b) 은 배향막 (12a, 12b) 및 전극층 (13a, 13b) 을 각각 갖는다. 배향막 각각은 봉상 액정 분자 (11a 내지 11j) 를 배향시킬 수 있다. RD 는 배향막의 러빙 방향을 나타낸다. 전극층 각각은 봉상 액정 분자 (11a 내지 11j) 에 전압을 인가할 수 있다.

벤드-배향 액정셀에 인가된 전압이 낮으면, 도 1 의 일부 (off) 에 의해 도시된 바와 같이, 액정셀의 상부 기판 (14a) 측에 배치된 봉상 액정 분자 (11a 내지 11e) 및 액정셀의 하부 기판 (14b) 측에 배치된 봉상 액정 분자 (11f 내지 11j) 는 반대 방향으로 배향된다 (대칭적으로 배향된다). 기판 (14a, 14b) 에 근접하여 배치된 봉상 액정 분자 (11a, 11b, 11i, 11j) 는 실질적으로 수평으로 배향되고, 액정셀의 중앙부에 배치된 봉상 액정 분자 (11d 내지 11g) 는 실질적으로 수직으로 배향된다.

벤드-배향 액정셀에 인가된 전압이 높으면, 도 1 의 일부 (on) 에 의해 도시된 바와 같이, 기판 (14a, 14b) 에 근접하여 배치된 봉상 액정 분자 (11a, 11j) 는 실질적으로 수평하게 배향되어 유지된다. 액정셀의 중앙부에 배치된 봉상 액정 분자 (11e, 11f) 는 실질적으로 수직하게 배향되어 유지된다. 전압의 상승에 따라 배향이 변화하는 봉상 액정 분자는 기판과 액정셀의 중앙부 사이에 배치된 것 (11b, 11c, 11d, 11g, 11h, 11i) 이다. 이들 봉상 액정 분자는 off 상태에서 보다 더욱 수직으로 배향된다. 그러나, 액정셀의 상부 기판 (14a) 측에 배치된 봉상 액정 분자 (11a 내지 11e) 및 액정셀의 하부 기판 (14b) 측에 배치된 봉상 액 정 분자 (11f 내지 11j) 는 off 상태에서와 마찬가지로 반대 방향으로 배향되어 유지된다 (대칭적으로 배향된다).

도 2 는 본 발명에 따른 편광판을 나타내는 모식도의 일례를 도시한다. 도 2 는, 광학 이방성층 1 이 서로 상이한 구조를 가지는 2 개 이상의 디스코틱 액정 화합물을 혼합함으로써 구성된 예를 도시한다. 도 2 에 도시된 편광판은 디스코틱 액정 화합물 (31a 내지 31e) 을 함유하는 광학 이방성층 1 (31), 적어도 하나의 시트의 셀룰로오스 아실레이트 필름을 포함하는 광학 이방성층 2 (33) 및 편광막 (34) 의 적층체로 구성된다. 도 2 에 도시된 편광판은 광학 이방성층 1 (31) 과 광학 이방성층 2 (33) 사이에 개재되어 제공된 배향막 (32) 을 갖는다. 광학 이방성층 1 (31) 을 구성하는 디스코틱 액정 화합물 (31a 내지 31e) 은 평면 분자이다. 디스코틱 액정 화합물 (31a 내지 31e) 각각은 그 분자 내에 단지 하나의 평면, 즉, 원반면을 갖는다. 원반면은 광학 이방성층 2 (33) 의 표면에 대해 기울어진다. 광학 이방성층 2 의 표면에 대한 원반면의 각도 (경사각) 는 디스코틱 액정 화합물과 배향막으로부터의 거리가 증가함에 따라 증가한다. 평균 경사각은 15°내지 50°의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 경사각이 변화하면, 편광판의 시야각 확대 기능이 도 2 에 도시된 바와 같이 현저하게 향상될 수 있다. 또한, 경사각이 변화될 수 있는 편광판은 표시된 이미지의 반전, 그라데이션 변화 또는 착색을 예방할 수 있다. 제 2 광학 이방성층 (33) 에 정사영된 디스코틱 액정 화합물 (31a 내지 31e) 의 원반면 (NL) 에 대한 법선의 평균 방향 (PL) 은 배향막 (32) 의 러빙 방향 (RD) 에 대해 평행하지 않다.

본 발명의 바람직한 기능은, 광학 이방성층 2 (33) 의 면내 지상축 (SA) 과, 광학 이방성층 2 상에 정사영된 디스코틱 화합물의 원반면에 대한 법선의 방향의 평균 각도가 실질적으로 45°가 되도록 사전에 결정하는 것이다. 따라서, 광학 이방성층 2 의 면내 지상축 (SA) 에 대한 배향막 (32) 의 러빙 방향 (RD) 의 각도 (θ) 가 편광판의 제조 단계에서 실질적으로 45°로 조정되는 경우에 충족된다. 본 발명에서, 광학 이방성층 2 의 면내 지상축 (SA) 과 편광막 (34) 의 면내 투과축 (TA) 이 서로 평행 또는 수직하게 배치되는 배열로, 광학 이방성층 2 과 편광막이 배치된다. 도 2 에 도시된 편광판은 서로 평행하게 배치된 광학 이방성층 2 의 2 개의 시트를 갖는다. 일반적으로 상술하면, 광학 이방성층 2 (33) 의 면내 지상축 (SA) 은 광학 이방성층 2 의 연신 방향에 해당한다. 일반적으로, 편광막 (34) 의 면내 투과축 (TA) 은 편광막의 연신 방향에 수직하는 방향에 해당한다.

도 3 은 본 발명에 따른 벤드-배향 액정 표시 장치를 도시하는 모식도이다. 도 3 에 도시된 액정 표시 장치는 벤드-배향 액정셀 (10), 액정셀의 양측에 배치된 한 쌍의 편광판 (31A 내지 34A, 31B 내지 34B) 및 백라이트 (BL) 를 포함한다. 벤드-배향 액정셀 (10) 은 도 1 에 도시된 액정셀에 해당한다. 액정셀 (10) 의 상부 및 하부 러빙 방향 (RD2, RD3) 은 동일한 방향 (평행) 에서 연장한다. 편광판은 액정셀 (10) 측으로부터 관찰할 때 광학 이방성 층 1 (31A, 31B), 광학 이방성층 2 (33A, 33B), 및 편광막 (34A, 34B) 의 순서로 적층되어 있다. 광학 이방성층 1 (31A, 31B) 의 디스코틱 액정 화합물의 러빙 방향 (RD1, RD4) 은 디스코틱 액정 화합물의 러빙 방향 (RD2, RD3) 에 평행하지 않다. 전술한 바와 같이, 디스코틱 액정 화합물의 러빙 방향 (RD1, RD4) 은 광학 이방성층 2 상에 정사영된 원반면에 대해 법선의 평균 방향에 평행하지 않다. 광학 이방성층 2 (33A, 33B) 의 면내 지상축 (SA1, SA2) 및 편광막 (34A, 34B) 의 면내 투과축 (TA1, TA2) 은 동일한 평면상의 디스코틱 액정 화합물의 러빙 방향 (RD1, RD4) 에 대해 실질적으로 45°에 배치된다. 2 장의 편광막 (34A, 34B) 은 면내 투과축 (TA1, TA2) 이 서로 수직하는 교차 니콜로 배치된다.

(광학 이방성층 1)

본 발명의 광학 필름은 적어도 2 개의 광학 이방성층을 가지는 광학 보상막이다.

본 발명의 광학 이방성층 1 은 상이한 구조를 가지는 복수의 액정 화합물에 의해 형성된다. 광학 이방성층 1 은 광학 이방성층 2 의 표면상에 직접적으로 형성되거나, 또는, 광학 이방성층 2 상에 형성된 배향막 상부에 형성될 수도 있다. 본 명세서에 이용된 용어 "상이한 구조" 는 상이한 흡수 파장을 나타내는 것으로 의도된다.

광학 이방성층 1 의 형성에 이용되는 액정 화합물로서, 디스코틱 액정 화합물 및 봉상 액정 화합물이 이용될 수도 있다. 필름의 표면에 대해 법선 방향으로 측정된 광학 이방성층 1 의 리타데이션 값은 20㎚ 내지 40㎚ 인 것이 바람직하고, 25㎚ 내지 40㎚인 것이 더욱 바람직하다.

광학 이방성층 1 은, 액정 표시 장치가 블랙 표시를 수행할 때 액정셀 내의 액정 화합물을 보상하도록 설계되는 것이 바람직하다. 액정셀 내의 액정 화합물의 배향의 세부사항에 대해서는, IDW'00, FMC7-2, 의 411 내지 414 페이지에 기판되어 있다.

디스코틱 액정 화합물 및 봉상 액정 화합물은 고분자 액정 또는 저분자 액정일 수도 있다. 가교되었거나 더 이상 액정 특성을 나타내지 않는 저분자 액정이 이용될 수도 있다.

이하, 본 발명에 이용된 액정 화합물이 상세하게 설명된다.

(디스코틱 액정 화합물)

디스코틱 액정 화합물의 예는, C.Destrade 등의 연구 보고, "Mol. Cryst.", vol. 71, 111페이지 (1981) 에 개시된 벤젠 유도체, C.Destrade 등의 연구 보고, "Mol. Cryst.", vol. 122, 141페이지 (1985) 및 "Physics lett", A, vol. 78, 82페이지 (1990) 에 개시된 트룩센 (truxene) 유도체, B.Kohne 등의 연구 보고, "Angew. Chem.", vol. 96, 70페이지 (1984) 에 개시된 시클로헥산 유도체, 및 J.M.Lehn 등의 연구 보고, "J, Chem.Commun." 1794페이지 (1985), J.Zhang 등의 연구 보고 "J. Am. Chem. Soc.", vol.116, 2655페이지 (1994) 에 개시된 아자크라운계 또는 페닐 아세틸렌계 매크로사이클을 포함한다.

전술한 디스코틱 액정 화합물의 예는, 분자의 중심에 배치된 핵 (nucleus) 및 그 핵의 측쇄로서 핵에 대해 방사상으로 배치된 직쇄 알킬기, 알콕시기 또는 치환된 벤조일옥시기를 포함하는 액정 화합물을 포함한다. 본 발명에서, 디스코틱 액정 화합물로서, 삼치환된 벤젠 골격 또는 트리페닐렌 골격을 가지는 액정 화 합물이 포함되는 것이 바람직하다. 디스코틱 액정 화합물은, 분자 또는 분자 집합체가 회전 대칭성을 가지고 따라서 소망하는 바와 같이 배향될 수 있는 화합물이 바람직하다.

광학 이방성층 1 이 디스코틱 액정 화합물에 의해 형성된 경우, 광학 이방성층 1 에 최종적으로 통합된 화합물은 더 이상 액정 특성을 나타낼 필요는 없다. 예를 들어, 저분자 디스코틱 액정 화합물이 가열되거나 또는 광으로 조사될 때 반응하는 기 (group) 를 가짐으로써 가열 또는 광으로 조사될 때 그 기의 결과 반응이 저분자 디스코틱 액정 화합물로 하여금 중합 또는 가교를 겪도록 하여 광학 이방성층 1 을 형성하는 경우, 광학 이방성층 1 에 통합된 화합물은 그 액정 특성을 더 이상 유지하지 않을 수도 있다. 디스코틱 액정 화합물의 바람직한 예에 대해, JP-A-8-50206 를 참조할 수 있다. 디스코틱 액정 화합물의 중합의 상세한 사항에 대해, JP-A-8-27284 를 참조할 수 있다.

중합에 의해 디스코틱 액정 화합물을 고정하기 위해서는, 치환기로서 디스코틱 액정 화합물의 원반상 코어에 중합성기가 연결되는 것이 필요하다. 그러나, 중합성기가 원반상 코어에 직접적으로 연결되어 있는 경우, 중합 반응 중에 소망하는 대로 디스코틱 액정 분자를 배향되도록 유지하는 것은 어렵다. 따라서, 연결기가 원반상 코어 및 중합성기 사이에 도입되는 것이 바람직하다. 중합성기를 가지는 디스코틱 액정 화합물이 이하의 화학식 (DI) 으로 표현된 화합물인 것이 바람직하다.

화학식 (DI)

화학식 (DI) 에서, Y¹¹, Y¹² 및 Y¹³ 각각은 독립적으로 메틴 (methine) 또는 질소 원자를 나타낸다.

Y¹¹, Y¹² 및 Y¹³ 각각이 메틴인 경우, 메틴 내의 수소 원자는 치환기에 의해 치환될 수도 있다. 여기서 이용된 용어 "메틴" 은 메탄 (methane) 으로부터 3 개의 수소 원자를 제거함으로써 획득된 원자단을 나타내는 것을 의미한다.

메틴 내의 탄소 원자의 치환기의 바람직한 예는 알킬기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 아실옥시기, 아실아미노기, 알콕시카르보닐아미노기, 알킬티오기, 아릴티오기, 할로겐 원자, 및 시아노기를 포함한다. 이들 치환기들 중에서 더욱 바람직한 예는 알킬기, 알콕시기, 알콕시카르보닐기, 아실옥시기, 할로겐 원자, 및 시아노기를 포함한다. 이들 치환기들 중에서 가장 바람직한 예는 C₁-C₁₂ 알킬기, C₁-C₁₂ 알콕시기, C₂-C₁₂ 알콕시카르보닐기, C₂-C₁₂ 아실옥시기, 할로겐 원자, 및 시아노기를 포함한다.

Y¹¹, Y¹² 및 Y¹³ 각각은 메틴인 것이 더욱 바람직하다. 메틴은 미치환 (unsubstitute) 된 것이 가장 바람직하다.

화학식 (DI) 에서, L¹, L² 및 L³ 각각은 독립적으로 단일 결합 또는 2 가 연결기를 나타낸다. L¹, L² 및 L³ 로 표현된 2 가 연결기는 각각 독립적으로 -O-, -S-, -C(=O)-, -NR⁷-, -CH=CH-, -C≡C-, 2 가 환상기 (cyclic group) 및 그 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 2 가 연결기이다. R⁷ 은 C₁-C₇ 알킬기 또는 수소 원자이고, 바람직하게는 C₁-C₄ 알킬기 또는 수소 원자이고, 더욱 바람직하게는 메틸기, 에틸기 또는 수소 원자이고, 가장 바람직하게는 수소 원자이다.

L¹, L² 및 L³ 로 표현된 2 가 환상기는 각각 적어도 하나의 환상 구조를 가지는 2 가 연결기 (이하, "환상기" 로서 지칭되는 경우도 있음) 이다. 환상기는 바람직하게는 5-, 6-, 또는 7-원환 (membered ring) 이고, 더욱 바람직하게는 5- 또는 6-원환이고, 가장 바람직하게는 6-원환이다. 환상기에 함유된 환 (ring) 은 축합환 (condensed ring) 일 수도 있다. 그러나, 축합환보다는 단환인 것이 바람직하다. 환상기에 함유된 환은 방향족 환, 지방족 환, 및 복소환식 기 중 임의의 하나일 수도 있다. 방향족의 바람직한 예는 벤젠 환 및 나프탈렌 환을 포함한다. 지방족 환의 바람직한 예는 시클로헥산 환을 포함한다. 복소환식기의 예는 피리딘 환 및 피리미딘 환을 포함한다. 이들 환상기들 중에서 방향족 환 및 복소환식기가 바람직하다. 이하, 본 발명의 2 가 환상기는 (치환기 를 함유하는) 환상 구조만으로 구성된 2 가 연결기인 것이 더욱 바람직하다.

L¹, L² 및 L³ 로 표현된 벤젠환을 가지는 2 가 환상기들 중에서 1,4-페닐렌기가 바람직하다. 나프탈렌 환을 가지는 환상기의 바람직한 예는 나프탈렌-1,5-디일 및 나프탈렌-2,6-디일을 포함한다. 시클로헥산 환을 가지는 환상기는 1,4-시클로헥실렌인 것이 바람직하다. 피리딘 환을 가지는 환상기는 피리딘-2,5-디일인 것이 바람직하다. 피리미딘 환을 가지는 환상기는 피리미딘-2,5-디일인 것이 바람직하다.

L¹, L² 및 L³ 로 표현된 2 가 환상기는 각각 치환기를 가질 수도 있다. 치환기의 예는 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, C₁-C₁₆ 알킬기, C₂-C₁₆ 알케닐기, C₂-C₁₆ 알키닐기, C₁-C₁₆ 할로겐-치환된 알킬기, C₁-C₁₆ 알콕시기, C₂-C₁₆ 아실기, C₁-C₁₆ 알킬티오기, C₂-C₁₆ 아실옥시기, C₂-C₁₆ 알콕시카르보닐기, 카르바모일기, C₂-C₁₆ 알킬-치환된 카르바모일기, 및 C₂-C₁₆ 아실아미노기를 포함한다.

L¹, L² 및 L³ 의 바람직한 예는 *-O-CO-, *-CO-O-, *-CH=CH-, *-C≡C-, *-2가 환상기-, *-O-CO-2가 환상기-, *-CO-O-2가 환상기, *-CH=CH-2가 환상기,*-C≡C-2가 환상기-, *-2가 환상기-O-CO-, *-2가 환상기-CO-O-, *2가 환상기-CH=CH-, 및 *-2가 환상기-C≡C- 를 포함한다. 이들 기 중에서 특히 바람직한 예는 단일결합, *-CH=CH-, *-C≡C-, *-2가 환상기-O-CO-, *-CH=CH-2가 환상기-, 및 *-C≡C-2가 환상기- 이다. 이들 기 중에서 단일결합이 가장 바람직하다. 심볼 * 은 화학식 (DI) 의 Y¹¹, Y¹² 및 Y¹³ 을 함유하는 6-원환에 연결된 위치를 나타낸다.

H¹, H² 및 H³ 각각은 독립적으로 이하의 화학식 (DI-A) 또는 (DI-B) 으로 표현되는 것을 나타낸다.

화학식 (DI-A)

화학식 (DI-A) 에서, YA¹ 및 YA² 각각은 독립적으로 메틴 또는 질소 원자를 나타낸다. YA¹ 및 YA² 중 적어도 하나는 질소 원자인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, YA¹ 및 YA² 모두가 각각 질소 원자이다. XA 는 산소 원자, 황 원자, 메틸렌 또는 이미노를 나타내고, 바람직하게는 산소 원자를 나타낸다. 심볼 * 은, 화학식 (DI) 에서 L¹ 내지 L³ 에 연결된 위치를 나타낸다. 심볼 ** 는 화학식 (DI) 에서의 R¹ 내지 R³ 에 연결되는 위치를 나타낸다. 본 명세서에 이용된 용어 "이미노" 는 -NH- 로 표현된 것을 나타내도록 의도된다.

화학식 (DI-B)

화학식 (DI-B) 에서, YB¹ 및 YB² 는 각각 독립적으로 메틴 또는 질소 원자를 나타낸다. YB¹ 및 YB² 중 적어도 하나는 질소 원자인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, YB¹ 및 YB² 모두는 각각 질소 원자이다. XB 는 산소 원자, 황 원자, 메틸렌 또는 이미노를 나타내고, 바람직하게는 산소 원자를 나타낸다. 심볼 * 은, 화학식 (DI) 의 L¹ 내지 L³ 에 연결된 위치를 나타낸다. 심볼 ** 은, 화학식 (DI) 의 R¹ 내지 R³ 에 연결된 위치를 나타낸다.

R¹, R² 및 R³ 은 각각 독립적으로 이하의 화학식 (DI-R) 으로 표현된 것을 나타낸다.

*-(-L²¹-Q²)n¹-L²²-L²³-Q¹ (DI-R)

화학식 (DI-R) 에서, * 는, 화학식 (DI) 의 H¹ 내지 H³ 에 연결된 위치를 나타낸다.

L²¹ 은 단일결합 또는 2가 연결기를 나타낸다. L²¹ 로 표현된 2가 연결기는 -O-, -S-, -C(=O)-, -NR⁷-, -CH=CH-, -C≡C- 및 그 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 2가 연결기인 것이 바람직하다. R⁷ 은 C₁-C₇ 알킬기 또는 수소 원자이고, 바람직하게는 C₁-C₄ 알킬기 또는 수소 원자이고, 더욱 바람직하게는 메틸, 에틸기 또는 수소 원자이며, 가장 바람직하게는 수소 원자이다.

L²¹ 는 단일결합, ***-O-CO-, ***-CO-O-, ***-CH=CH- 및 ***-C≡C- 중 임의의 것 (심볼 *** 은 화학식 (DI-R) 의 * 측을 나타낸다) 인 것이 바람직하고, 단일결합인 것이 더욱 바람직하다.

Q² 는 적어도 하나의 환상 구조를 가지는 2가 기 (환상기) 를 나타낸다. 이러한 환상기가 바람직하게는 5-, 6- 또는 7-원환, 더욱 바람직하게는 5- 또는 6-원환, 보다 더욱 바람직하게는 6-원환을 가진다. 전술한 환상기에 함유된 환상구조는 축합환일 수도 있다. 그러나, 축합환보다 단환이 바람직하다. 환상기에 함유된 환은 방향족 환, 지방족 환 및 복소환식 기 중 임의의 것일 수도 있다. 방향족 환의 바람직한 예는 벤젠환 및 나프탈렌 환을 포함한다. 지방족 환의 바람직한 예는 시클로헥산 환을 포함한다. 복소환식 기의 예는 피리딘 환 및 피리미딘 환을 포함한다.

Q² 로 표현된 기 중에서, 벤젠환을 가지는 환상기는 1,4-페닐렌인 것이 바람직하다. 나프탈렌 환을 가지는 환상기의 바람직한 예는 나프탈렌-1,5-디일 및 나프탈렌-2,6-디일을 포함한다. 시클로헥산 환을 가지는 환상기는 1,4-시클로헥실렌인 것이 바람직하다. 피리딘 환을 가지는 환상기는 피리딘-2,5-디일인 것이 바람직하다. 피리미딘 환을 가지는 환상기는 피리미딘-2,5-디일인 것이 바람직하다. 이들 기 중에서 1,4-페닐렌 및 1,4-시클로헥실렌이 특히 바람직하다.

Q² 는 치환기를 가질 수도 있다. 치환기의 예는 할로겐 원자 (불소, 염소, 브롬, 요오드), 시아노기, 니트로기, C₁-C₁₆ 알킬기, C₂-C₁₆ 알케닐기, C₂-C₁₆ 알키닐기, C₁-C₁₆ 할로겐-치환된 알킬기, C₁-C₁₆ 알콕시기, C₂-C₁₆ 아실기, C₁-C₁₆ 알킬티오기, C₂-C₁₆ 아실옥시기, C₂-C₁₆ 알콕시카르보닐기, 카르바모일기, C₂-C₁₆ 알킬-치환된 카르바모일기, 및 C₂-C₁₆ 아실아미노기를 포함한다. 이들 치환기들 중 할로겐 원자, 시아노기, C₁-C₆ 알킬기 및 C₁-C₆ 할로겐-치환된 알킬기가 바람직하다. 이들 치환기들 중에서 할로겐 원자, C₁-C₄ 알킬기 및 C₁-C₄ 할로겐 치환된 알킬기가 더욱 바람직하다. 이들 치환기들 중 할로겐 원자, C₁-C₃ 알킬기 및 트리플루오로메틸기가 보다 더욱 바람직하다.

n¹ 은 0 내지 4 의 정수를 나타낸다. n¹ 은 바람직하게는 1 내지 3 의 정수이고, 더욱 바람직하게는 1 또는 2 의 정수이다.

L²² 는 **-O-, **-O-CO-, **-CO-O-, **-O-CO-O-, **-S-, *-N(R)-, **-CH₂-, **-CH=CH- 또는 **-C≡C- 을 나타내고, 여기서 심볼 ** 는 Q² 측에 연결된 위치를 나타낸다.

L²² 는 바람직하게는 **-O-, **-O-CO-, **-CO-O-, **-O-CO-O-, **-CH₂-, **- CH=CH- 또는 **-C≡C- 이고, 더욱 바람직하게는 **-O-, **-O-CO-, **-O-CO-O- 또는 **-CH₂- 이다. R 은 C₁-C₅ 알킬기를 나타낸다.

L²³ 는 -O-, -S-, -C(=O)-, -NH-, -CH₂-, -CH=CH-, -C≡C- 및 그 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 2가 연결기를 나타낸다. -NH-, -CH₂- 및 -CH=CH- 에서 수소 원자는 치환기에 의해 치환될 수도 있다. 치환기의 바람직한 예는 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, C₁-C₆ 알킬기, C₁-C₆ 할로겐-치환된 알킬기, C₁-C₆ 알콕시기, C₂-C₆ 아실기, C₁-C₆ 알킬티오기, C₂-C₆ 아실옥시기, C₂-C₆ 알콕시카르보닐기, 카르바모일기, C₂-C₆ 알킬-치환된 카르바모일기, 및 C₂-C₆ 아실아미노기를 포함한다. 이들 치환기 중에서 할로겐 원자 및 C₁-C₆ 알킬기가 바람직하다.

L²³ 은 -O-, -C(=O)-, -CH₂-, -CH=CH-, -C≡C- 및 그 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. L²³ 은 바람직하게는 1 내지 20 개의 탄소 원자를 가지고, 더욱 바람직하게는 2 내지 14 개의 탄소 원자를 가진다. 또한, L²³ 는 바람직하게는 1 내지 16 개의 -CH₂- 기를 가지고, 더욱 바람직하게는 2 내지 12 개의 -CH₂- 기를 가진다.

Q¹ 는 중합성기 또는 수소 원자를 나타낸다. 본 발명에 이용되는 액정 화합물이 열적 변화를 겪지 않는 바람직한 리타데이션의 광학 보상 시트 또는 다른 재료에 이용되는 경우, Q¹ 는 중합성기인 것이 바람직하다. 중합 반응이 (개환 중합을 포함하는) 부가 중합 또는 중축합이 바람직하다. 즉, 중합성기는 부가 중합 또는 중축합 반응이 가능한 작용기인 것이 바람직하다. 이들 중합성기의 예는 이하 설명된다.

또한, 중합성기는 부가 중합 반응이 가능한 작용기인 것이 특히 바람직하다. 이러한 중합성기는 중합가능한 에틸렌성 불포화기 또는 개환 중합성기인 것이 바람직하다.

중합가능 에틸렌성 불포화기의 예는 이하의 화학식 (M-1) 내지 (M-6) 으로 표현된 것을 포함한다.

화학식 (M-3) 및 (M-4) 에서, R 은 수소 원자 또는 알킬기이고, 바람직하게는 수소 원자 또는 메틸기이다.

화학식 (M-1) 내지 (M-6) 중에서 (M-1) 또는 (M-2) 가 바람직하다. (M-1) 이 더욱 바람직하다.

개환 중합성기는 환상 에테르기가 바람직하고, 에폭시기 또는 옥세타닐기가 더욱 바람직하며, 에폭시기가 가장 바람직하다.

본 발명에 이용되는 액정 화합물은 이하의 화학식 (DII) 으로 표현된 액정 화합물이 특히 바람직하다.

화학식 (DII)

화학식 (DII) 에서, Y³¹, Y³² 및 Y³³ 각각은 독립적으로 메틴 또는 수소 원자 를 나타내고, 각각 화학식 (DI) 에서 Y¹¹, Y¹² 및 Y¹³ 와 동일한 의미를 가지고, 바람직한 범위도 동일하다.

화학식 (DII) 에서, R³¹, R³² 및 R³³ 는 각각 독립적으로 이하의 화학식 (DII-R) 으로 표현된 것을 나타낸다.

화학식 (DII-R)

화학식 (DII-R) 에서, A³¹ 및 A³² 은 각각 독립적으로 메틴 또는 질소 원자를 나타낸다. A³¹ 및 A³² 중 적어도 하나는 질소 원자인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, A³¹ 및 A³² 모두가 각각 질소 원자이다. X³ 는 산소 원자, 황 원자, 메틸렌 또는 이미노를 나타내고, 바람직하게는 산소 원자를 나타낸다.

Q³¹ 은 6 원 환상 구조를 가지는 2가 연결기 (이하, "6-원 환상기" 로 지칭되는 경우도 있음) 를 나타낸다. 6-원환은 축합환일 수도 있다. 그러나, 축합환보다 단환이 바람직하다. 6-원 환상기에 함유된 환은 방향족 환, 지방족 환 및 복소환식 기 중 임의의 하나일 수도 있다. 방향족 환의 바람직한 예는 벤젠 환 및 나프탈렌 환을 포함한다. 지방족 환의 바람직한 예는 시클로헥산 환을 포함한다. 복소환식 기의 예는 피리딘 환 및 피리미딘 환을 포함한다.

Q³¹ 로 표현된 벤젠환을 가지는 6-원 환상기의 바람직한 예는 1,4-페닐렌 및 1,3-페닐렌을 포함한다. 나프탈렌 환을 가지는 환상기의 바람직한 예는 나프탈렌-1,5-디일 및 나프탈렌-2,6-디일을 포함한다. 시클로헥산 환을 가지는 환상기는 1,4-시클로헥실렌이 바람직하다. 피리딘 환을 가지는 환상기는 피리딘-2,5-디일인 것이 바람직하다. 피리미딘 환을 가지는 환상기는 피리미딘-2,5-디일인 것이 바람직하다. 이들 기 중에서 1,4-페닐렌 및 1,3-페닐렌인 것이 특히 바람직하다.

Q³¹ 로 표현된 환상 구조는 치환기를 가질 수도 있다. 치환기의 예는 할로겐 원자 (불소, 염소, 브롬, 요오드), 시아노기, 니트로기, C₁-C₁₆ 알킬기, C₂-C₁₆ 알케닐기, C₂-C₁₆ 알키닐기, C₁-C₁₆ 할로겐 치환된 알킬기, C₁-C₁₆ 알콕시기, C₂-C₁₆ 아실기, C₁-C₁₆ 알킬티오기, C₂-C₁₆ 아실옥시기, C₂-C₁₆ 알콕시카르보닐기, 카르바모일기, C₂-C₁₆ 알킬-치환된 카르바모일기, 및 C₂-C₁₆ 아실아미노기를 포함한다. 6-원 환상기의 치환기들 중에서 할로겐 원자, 시아노기, C₁-C₆ 알킬기, 및 C₁-C₆ 할로겐-치환된 알킬기가 바람직하다. 이들 치환기 중에서 할로겐 원자, C₁-C₄ 알킬기, 및 C₁-C₄ 할로겐-치환된 알킬기가 더욱 바람직하다. 이들 치환기 중에서 할로겐 원자, C₁-C₃ 알킬기 및 트리플루오로메틸기가 보다 더욱 바람직하다.

n³ 는 1 내지 3 의 정수를 나타내고, 1 또는 2 를 나타내는 것이 바람직하다.

L³¹ 는 *-O-, *-O-CO-, *-CO-O-, *-O-CO-O-, *-S-, *-N(R)-, *-CH₂-, *-CH=CH- 또는 *-C≡C- 를 나타낸다 (여기서, R 은 C₁-C₅ 알킬기를 나타낸다). 심볼 * 은, Q³¹ 측에 연결된 위치를 나타낸다. L³¹ 은 화학식 (DI-R) 에서의 L²² 와 동일한 의미를 가지고, 그 바람직한 범위도 동일하다.

L³² 는 -O-, -S-, -C(=O)-, -NH-, -CH²-, -CH=CH-, -C≡C-, 및 그 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 2가 연결기를 나타낸다. 자세하게는, L³² 는 화학식 (DI-R) 에서의 L²³ 와 동일한 의미를 가지고, 그 바람직한 범위도 동일하다.

화학식 (DII-R) 에서 Q³² 는 중합성기 또는 수소 원자를 나타낸다. 자세하게는, Q³² 는 화학식 (DI-R) 에서의 Q¹ 과 동일한 의미를 가지고, 그 바람직한 범위도 동일하다.

화학식 (DI) 및 (DII) 으로 표현된 액정 화합물의 구체적인 예가 이하 설명되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. JP-A-11-316378 은 이하의 액정 화합물과 조합하여 이용될 수 있는 다양한 디스코틱 액정 화합물을 개시한다.

(봉상 액정 화합물)

본 발명에서, 액정 분자로서, 봉상 액정 분자가 이용될 수도 있다.

봉상 액정 분자로서, 아조메틴, 아족시, 시아노비페닐, 시아노페닐에스테르, 벤조산 에스테르, 시클로헥산카르복시산 페닐에스테르, 시아노페닐시클로헥산, 시아노-치환된 페닐피리미딘, 알콕시-치환된 페닐피리미딘, 페닐디옥산, 톨란 또는 알케닐시클로헥실벤조니트릴이 이용되는 것이 바람직하다. 전술한 저분자 액정 분자뿐만 아니라 고분자 액정 분자가 이용될 수 있다. 봉상 액정 분자는 중합에 의해 배향되어 고정되는 것이 바람직하다. 중합성 봉상 액정 분자로서, "Makromol. Chem., vol. 190, 2255 페이지 (1989)", "Advanced Materials" vol. 5, 107페이지 (1993), 미국 특허 제4,683,327호, 제5,622,648호 및 제5,770,107호, (WO)95/22586, 95/24455, 97/00600, 98/23580 및 98/52905, JP-A-1-272551, JP-A-6-16616, JP-A-7-110469, JP-A-11-80081, 및 일본 특허 출원 번호 제2001-64627호에 개시된 화합물이 이용될 수도 있다.

더욱 바람직하게는, 이하의 화학식 (I) 으로 표현된 화합물이 이용된다.

Q1-L1-Cy1-L2-(Cy2-L3)n-Cy3-L4-Q2 (I)

여기서, Q1 및 Q2 각각은 독립적으로 중합성기를 나타내고; L1 및 L4 각각은 독립적으로 2가 연결기를 나타내고; L2 및 L3 각각은 독립적으로 단일결합 또는 2가 연결기를 나타내고; Cy1, Cy2 및 Cy3 각각은 독립적으로 2가 환상기를 나타내고; 그리고 n 은 0, 1 또는 2 를 나타낸다.

중합성기의 중합 반응은 (개환 중합을 포함하는) 부가 중합 또는 중축합인 것이 바람직하다. 즉, 중합성기는 부가 중합 또는 중축합 반응이 가능한 작용기인 것이 바람직하다. 이들 중합성기의 예는 이하 설명된다.

중합성기 (Q1 및 Q2) 각각은 불포화된 중합성기 (Q-1 내지 Q-7), 에폭시기 (Q-8) 또는 아지리니딜기 (Q-9) 이고, 더욱 바람직하게는 불포화된 중합성기이고, 가장 바람직하게는 에틸렌성 불포화된 중합성기 (Q-1 내지 Q-6) 이다.

L1 및 L4 각각은 독립적으로 2가 연결기를 나타낸다. L1 및 L4 각각은 독립적으로 -O-, -S-, -CO-, -NR2-, 2가 쇄상기 (divalent chainlike group), 2가 환상기 및 그 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 2가 연결기이다. R² 는 C₁-C₂₀ 알킬기 또는 수소 원자이다.

전술한 조합으로 구성되는 2가 연결기의 예가 이하 설명된다. 2가 연결기 각각은 그 좌측에서 Q (Q1 또는 Q2) 에 연결되고, 그 우측에서 Cy (Cy1 또는 Cy3) 에 연결된다.

L-1:-CO-O-2가 쇄상기-O-

L-2:-CO-O-2가 쇄상기-O-CO-

L-3:-CO-O-2가 쇄상기-O-CO-O-

L-4:-CO-O-2가 쇄상기-O-2가 환상기

L-5:-CO-O-2가 쇄상기-O-2가 환상기-CO-O-

L-6:-CO-O-2가 쇄상기-O-2가 환상기-O-CO-

L-7:-CO-O-2가 쇄상기-O-2가 환상기-2가 쇄상기-

L-8:-CO-O-2가 쇄상기-O-2가 환상기-2가 쇄상기-CO-O-

L-9:-CO-O-2가 쇄상기-O-2가 환상기-2가 쇄상기-O-CO-

L-10:-CO-O-2가 쇄상기-O-CO-2가 환상기-

L-11:-CO-O-2가 쇄상기-O-CO-2가 환상기-CO-O-

L-12:-CO-O-2가 쇄상기-O-CO-2가 환상기-O-CO-

L-13:-CO-O-2가 쇄상기-O-CO-2가 환상기-2가 쇄상기-

L-14:-CO-O-2가 쇄상기-O-CO-2가 환상기-2가 쇄상기-CO-O-

L-15:-CO-O-2가 쇄상기-O-CO-2가 환상기-2가 쇄상기-O-CO-

L-16:-CO-O-2가 쇄상기-O-CO-O-2가 환상기-

L-17:-CO-O-2가 쇄상기-O-CO-O-2가 환상기-CO-O-

L-18:-CO-O-2가 쇄상기-O-CO-O-2가 환상기-O-CO-

L-19:-CO-O-2가 쇄상기-O-CO-O-2가 환상기-2가 쇄상기-

L-20:-CO-O-2가 쇄상기-O-CO-O-2가 환상기-2가 쇄상기-CO-O-

L-21:-CO-O-2가 쇄상기-O-CO-O-2가 환상기-2가 쇄상기-O-CO-

본 명세서에 이용되는 용어 "2가 쇄상기" 는 알킬렌 기, 치환된 알킬렌 기, 알케닐렌 기, 치환된 알케닐렌 기, 알키닐렌 기 또는 치환된 알키닐렌기를 나타내도록 의도된다. 이들 2가 쇄상기 중에서 알킬렌 기, 치환된 알킬렌 기, 알케닐렌 기 및 치환된 알케닐렌 기가 바람직하다. 이들 2가 쇄상기 중에서 알킬렌 기 및 알케닐렌 기가 더욱 바람직하다.

알킬렌 기는 분기될 수도 있다. 알킬렌 기에서 탄소 원자의 수는 1 내지 12 인 것이 바람직하고, 2 내지 10 인 것이 더욱 바람직하고, 2 내지 8 인 것이 보다 더욱 바람직하다.

치환된 알킬렌 기의 알킬렌 부위는 전술한 알킬렌 기에서와 동일하다. 알킬렌 기의 치환기의 예는 할로겐 원자를 포함한다.

알케닐렌 기는 분기될 수도 있다. 알케닐렌 기에서 탄소 원자의 수는 2 내지 12 인 것이 바람직하고, 2 내지 10 인 것이 더욱 바람직하고, 2 내지 8 인 것이 보다 더욱 바람직하다.

치환된 알케닐렌 기의 알케닐렌 부위는 전술한 알케닐렌 기에서와 동일하다. 알케닐렌 기의 치환기의 예는 할로겐 원자를 포함한다.

알키닐렌 기는 분기될 수도 있다. 알키닐렌 기에서 탄소 원자의 수는 2 내지 12 인 것이 바람직하고, 2 내지 10 인 것이 더욱 바람직하고, 2 내지 8 인 것이 보다 더욱 바람직하다.

치환된 알키닐렌 기의 알키닐렌 부위는 전술한 알키닐렌 기에서와 동일하다. 알키닐렌 기의 치환기의 예는 할로겐 원자를 포함한다.

2가 쇄상기의 구체적인 예는 에틸렌, 트리메틸렌, 프로필렌, 테트라메틸렌, 1-메틸-테트라메틸렌, 펜타메틸렌, 헥사메틸렌, 옥타메틸렌, 2-부테닐렌, 및 2-부티닐렌을 포함한다.

2 가 환상기의 정의 및 예는 후술되는 Cy1, Cy2 및 Cy3 와 동일하다.

R2 는 바람직하게는 C₁-C₄ 알킬기 또는 수소 원자이고, 더욱 바람직하게는 메틸기, 에틸기 또는 수소 원자이고, 보다 더욱 바람직하게는 수소 원자이다.

L2 및 L3 각각은 독립적으로 단일결합 또는 2가 연결기를 나타낸다. L2 및 L3 각각은 독립적으로 -O-, -S-, -CO-, -NR2-, 2가 쇄상기, 2가 환상기 및 그 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 2가 연결기 또는 단일결합인 것이 바람직하다. R2 는 C₁-C₇ 알킬기 또는 수소 원자이고, 바람직하게는 C₁-C₄ 알킬기 또는 수소 원자이고, 더욱 바람직하게는 메틸기, 에틸기 또는 수소 원자이고, 가장 바람직하게는 수소 원자이다. 2가 쇄상기 및 2가 환상기는 L1 및 L4 를 참조한 상기 정의와 동일하다.

화학식 (I) 에서, n 은 0, 1 또는 2 를 나타낸다. n 이 2 이면, 2 개의 L3 은 동일할 수도 있고 상이할 수도 있으며, 2 개의 Cy2 는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. n 은 바람직하게는 1 또는 2 이며, 더욱 바람직하게는 1 이다.

화학식 (I) 에서, Cy1, Cy2 및 Cy3 각각은 독립적으로 2가 환상기이다. 환상기에 함유된 환은 5-원환, 6-원환 또는 7-원환인 것이 바람직하고, 5-원환 또는 6-원환인 것이 더욱 바람직하며, 6-원환인 것이 가장 바람직하다.

환상기에 함유된 기는 축합환일 수도 있다. 그러나, 단환 기가 축합환 보다 바람직하다.

환상기에 함유된 환은 방향족 환, 지방족 환 및 복소환 중 임의의 것일 수도 있다. 방향족 환의 예는 벤젠 환 및 나프탈렌 환을 포함한다. 지방족 환의 예는 시클로헥산 환, 및 비시클로옥탄 환을 포함한다. 복소환의 예는 피리딘 환, 피리미딘 환, 및 티오펜 환을 포함한다.

환상기의 바람직한 예는 1,4-페닐렌, 나프탈렌-1,5-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 피리딘-2,5-디일, 피리미딘-2,5-디일, 티오펜-2,5-디일, 1,4-시클로헥실렌, 및 [2,2,2]비시클로옥탄-1,4-디일을 포함한다. 이들 환상기 중에서 1,4-페닐렌 및 1,4-시클로헥실렌이 특히 바람직하다.

전술한 환상기는 치환기를 가질 수도 있다. 환상기에서 치환기의 예는 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, C₁-C₅ 알킬기, C₁-C₅ 할로겐-치환된 알킬기, C₁-C₅ 알콕시기, C₁-C₅ 알킬티오기, C₁-C₅ 아실기, C₂-C₆ 아실옥시기, C₂-C₆ 알콕시카르보닐기, 카르바모일기, C₂-C₆ 알킬-치환된 카르바모일기, 및 C₁-C₆ 아미드기를 포함한다.

본 발명에 이용되는 액정 화합물은 양호한 모노-도메인 (mono-domain) 특성을 나타내는 액정상을 발현하는 것이 바람직하다. 양호한 모노-도메인 특성을 제공함으로써, 광 산란을 일으키는 도메인의 경계에서 배향 결함의 출현을 효과적으로 예방하기 위한 폴리도메인 (polydomain) 구조가 획득될 수 있다. 또한, 양호한 모노-도메인 특성이 제공되면, 위상차판이 보다 높은 광 투과율을 갖는다.

이용되는 액정 화합물에서 발현된 액정상의 예는 컬럼상 및 네마틱상을 포함한다. 이들 액정상 중에서, 양호한 모노-도메인 특성을 나타내고 하이브리드 배향될 수 있는 네마틱상이 가장 바람직하다.

본 발명에서, 액정 표시 장치의 액정셀에 이용되는 액정 분자의 파장 분산 특성 및 광학 필름의 파장 분산 특성은 액정 표시 장치의 표시 특성을 강화하기 위해 서로 일치시키도록 허용된다. 광학 필름의 파장 분산 특성을 제어하기 위 해, 상이한 구조를 가지는 복수의 액정 화합물이 조합되어 사용된다. 본 명세서에 이용된 용어 "상이한 구조" 는 상이한 흡수 파장을 나타내도록 의도된다. 자세하게는, 바람직하게는 200㎚ 내지 260㎚, 더욱 바람직하게는 200㎚ 내지 250㎚ 의 최대 흡수 파장을 가지는 액정 화합물, 및 바람직하게는 260㎚ 내지 320㎚, 더욱 바람직하게는 270㎚ 내지 320㎚ 의 흡수 파장을 가지는 액정 화합물이 혼합물로서 이용되는 것이 바람직하다. 화합물의 흡수 파장의 측정에 대해, (Shimadzu Corporation 제조) UV3150 분광 광도계가 이용될 수 있다.

복수의 액정 화합물에 의해 형성된 광학 이방성층 1 의 리타데이션을 Re(λ) 로 가정하면, Re(450)/Re(650) 은 1.25 이하인 것이 바람직하고, 1.22 이하인 것이 더욱 바람직하고, 1.20 이하인 것이 보다 더욱 바람직하다.

Re(450)/Re(650) 이 상기 정의된 범위 내에 있는 경우, 액정 패널의 설계 도중에 픽셀들 사이의 갭 또는 인가 전압에 대한 제어의 폭이 넓어지는 효과가 발휘될 수 있다.

하이브리드 배향에서, 광학 이방성층 2 의 표면에 대한 본 발명의 액정 화합물의 물리적 대칭축의 각도, 즉, 경사각은 광학 이방성층의 두께 방향 (즉, 광학 이방성층 2 에 대해 수직하는 방향) 에서 편광막의 표면으로부터의 거리의 증가에 따라서 증가 또는 감소한다. 경사각은 거리의 증가에 따라서 감소하는 것이 바람직하다. 경사각의 변화는 연속적인 증가, 연속적인 감소, 간헐적인 증가, 간헐적인 감소, 연속적인 증가와 연속적인 감소를 수반하는 변화, 및 증가와 감소를 수반하는 간헐적인 변화를 포함할 수도 있다. 간헐적인 변화는, 경사각이 어떠 한 변화도 나타내지 않는 두께 방향에서의 영역을 포함한다. 경사각의 어떠한 변화도 없는 영역이 포함될 때에도, 경사각이 전체적으로 변화한다면 충분하다. 그러나, 경사각은 연속적인 변화를 나타내는 것이 바람직하다.

일반적으로, 디스코틱 액정 화합물의 물리적 대칭축의 평균은 디스코틱 액정 화합물 또는 배향막의 재료를 적절하게 선택하거나 또는 러빙 방법을 적절하게 선택함으로써 조절될 수 있다. 또한, 표면측 (공기측) 의 디스코틱 액정 화합물의 물리적 대칭축은 디스코틱 액정 화합물 또는 이와 함께 사용되는 첨가물의 종류를 적절하게 선택함으로써 조절될 수 있다.

디스코틱 액정 화합물과 함께 이용되는 첨가제의 예는 가소제, 계면활성제, 중합성 모노머, 폴리머, 및 저분자 화합물을 포함한다. 장축의 배향 방향의 변화의 정도는 전술한 바와 같이 액정 화합물 및 첨가제를 선택함으로써 조절될 수 있다.

본 발명의 액정 화합물과 함께 이용되는 가소제 및 중합성 모노머로서, 본 발명의 액정 화합물과 상용성을 가지고, 디스코틱 액정 화합물에 경사각의 변화를 제공할 수 있고, 또는, 디스코틱 액정 화합물의 배향을 저해하지 않는 것이 이용된다.

본 발명에 이용되는 액정 화합물은 바람직하게는 20℃ 내지 300℃, 더욱 바람직하게는 40℃ 내지 280℃, 가장 바람직하게는 60℃ 내지 250℃ 의 온도에서 액정상을 발현한다. 본 명세서에 이용되는 용어 "20℃ 내지 300℃ 의 온도에서 액정상을 발현하는 것" 은 액정 온도가 20℃ 에 걸쳐서 연장하는 것(상세하게는, 10℃ 내지 22℃) 또는 300℃ 에 걸쳐서 연장하는 것 (상세하게는 298℃ 내지 310℃) 을 나타내도록 의도된다. 또한, 이는 60℃ 내지 250℃ 및 40℃ 내지 280℃ 의 온도 범위에도 적용된다.

계면활성제는 불소계 화합물인 것이 바람직하다. 계면활성제의 세부사항은, JP-A-2001-330725 를 참조할 수 있다.

폴리머 및 저분자 화합물은 디스코틱 화합물의 경사각에 변화를 제공하는 것이 바람직하다.

폴리머는 셀룰로오스 에스테르가 바람직하다. 셀룰로오스 에스테르의 세부사항에 대해, JP-A-2000-155216, 단락 [0178] 을 참조할 수 있다. 디스코틱 화합물의 배향이 저해되지 않기 위해서, 폴리머의 첨가량은 디스코틱 화합물에 대하여 바람직하게는 0.1 내지 10질량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 8질량% 이다. (본 명세서에서, 질량비는 중량비와 동일하다.)

광학 이방성층 1 은 액정 화합물 및 선택적으로 후술되는 중합 개시제 및 임의의 성분을 함유하는 도포액을 배향막 상에 도포시킴으로써 형성될 수 있다.

도포액의 제조시에 이용되는 용매로서, 유기 용매가 이용되는 것이 바람직하다. 본 명세서에 채용가능한 유기 용매의 예는 아미드 (예를 들어, N,N-디메틸포름아미드), 술폭시드 (예를 들어, 디메틸 술폭시드), 헤테로시클릭 화합물 (예를 들어, 피리딘), 히드로카본 (예를 들어, 벤젠, 헥산), 알킬 할라이드 (예를 들어, 클로로포름, 디클로로메탄, 테트라클로로에탄), 에스테르 (예를 들어, 메틸 아세테이트, 부틸 아세테이트), 케톤 (예를 들어, 아세톤, 메틸 에틸 케톤), 및 에테르 (예를 들어, 테트라히드로푸란, 1,2-디메톡시에탄) 을 포함한다. 이들 용매 중에서, 알킬 할라이드 및 케톤이 바람직하다. 2 종 이상의 유기 용매가 조합되어 이용될 수도 있다.

도포액의 도포는 임의의 공지된 방법 (예를 들어, 와이어 바 코팅 방법, 압출 코팅 방법, 다이렉트 그라비아 코팅 방법, 리버스 그라비아 코팅 방법, 다이 코팅 방법) 으로 달성된다.

광학 이방성층 1 의 두께는 바람직하게는 0.1㎛ 내지 20㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 0.3㎛ 내지 10㎛ 이고, 가장 바람직하게는 0.5㎛ 내지 5㎛ 이다.

다음으로, 이에 따라 배향된 액정 화합물은 배향되어 고정될 수 있다. 배향의 고정은 중합 반응에 의해 달성되는 것이 바람직하다. 중합 반응으로서, 열 중합 개시제의 이용을 수반하는 열 중합 반응 또는 광중합 개시제의 이용을 수반하는 광중합 반응이 이용될 수도 있다. 광중합 반응이 바람직하다.

여기에 채용가능한 광중합 개시제의 예는 (US 특허 2,367,661 및 2,367,670 에 개시된) α-카르보닐 화합물, (US 특허 2,448,828 에 개시된) 아실로인 에테르, (US 특허 2,722,512 에 개시된) α-히드로카본-치환된 방향족 아실로인 화합물, (US 특허 3,046,127 및 2,951,758 에 개시된) 폴리핵 퀴논 화합물, (US 특허 3,549,367 에 개시된) 트리아릴 이미다졸 이량체 및 p-아미노페닐 케톤의 조합, (JP-A-60-105667 및 US 특허 4,239,850 에 개시된) 아크리딘 및 페나진 화합물, 및 (US 특허 4,212,970 에 개시된) 옥사디아졸 화합물을 포함한다.

이용되는 광중합 개시제의 양은 도포액내의 고형분에 대하여 0.01 내지 20질 량% 가 바람직하고, 0.5 내지 5질량%가 더욱 바람직하다.

액정 분자에 중합 반응을 위해 조사되는 광으로서는, 자외선이 이용되는 것이 바람직하다.

조사 에너지는 바람직하게는 20mJ/㎠ 내지 50J/㎠ 이고, 더욱 바람직하게는 20mJ/㎠ 내지 5,000J/㎠ 이고, 가장 바람직하게는 100mJ/㎠ 내지 800mJ/㎠ 이다. 광중합 반응을 촉진시키기 위해서, 광 조사는 가열하에서 수행될 수도 있다.

보호층이 광학 이방성층 1 의 상부에 제공될 수도 있다.

(광학 이방성층 2)

광학 이방성층 2 은 적어도 1 장의 폴리머 필름으로 구성된다. 복수의 폴리머 필름을 이용하여 여기 정의된 광학 이방성을 가지는 광학 이방성층 2 을 형성할 수도 있다. 그러나, 여기 정의된 광학 이방성은 1 장의 폴리머 필름으로 실현될 수 있다. 따라서, 광학 이방성층 2 은 1 장의 폴리머 필름으로 구성되는 것이 특히 바람직하다.

상세하게는, 광학 이방성층 2 은 550㎚ 의 파장에서 바람직하게는 100㎚ 내지 300㎚, 더욱 바람직하게는 150㎚ 내지 200㎚ 의 Rth 리타데이션 값을 나타낸다. 광학 이방성층 2 은 바람직하게는 30㎚ 내지 60㎚, 더욱 바람직하게는 35㎚ 내지 50㎚ 의 Re 리타데이션 값을 나타낸다.

광학 이방성층 2 을 구성하는 폴리머는, 바람직하게는 셀룰로오스계 고분자이고, 더욱 바람직하게는 셀룰로오스 에스테르이고, 보다 더욱 바람직하게는 셀룰로오스의 저급 지방산 에스테르이다. 여기 이용된 용어 "저급 지방산" 은 6 이 하의 탄소 원자를 가지는 지방산을 나타내는 것으로 의도된다. 폴리머는 C₂-C₄ 셀룰로오스 아실레이트가 바람직하고, 셀룰로오스 아세테이트가 특히 바람직하다. 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 및 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트와 같은 혼합 지방산 에스테르가 이용될 수도 있다.

셀룰로오스 아세테이트의 점도-평균 중합도 (DP) 는 250 이상이 바람직하고, 290 이상이 더욱 바람직하다. 셀룰로오스 아세테이트는 겔 침투 크로마토그래피에 의해 결정되는 Mw/Mn (Mw 은 질량 평균 분자량을 나타내고, Mn 는 수평균 분자량을 나타낸다) 분자량 분포가 좁은 것이 바람직하다. 상세하게는, Mw/Mn 은 1.00 내지 1.70 이 바람직하고, 1.30 내지 1.65 가 더욱 바람직하고, 1.40 내지 1.60 이 가장 바람직하다.

셀룰로오스 아세테이트의 퍼센트 아세틸화도는 55.0% 내지 62.5% 가 바람직하고, 57.0% 내지 62.0% 가 더욱 바람직하다. 본 명세서에 이용된 용어 "퍼센트 아세틸화도" 는 글루코피라노스 단위 질량당 결합된 아세트산의 질량을 나타내도록 의도된다. 퍼센트 아세틸화도는 ASTM:D-817-91 (셀룰로오스 아실레이트 등의 테스팅 방법) 에 따른 아실화도의 측정 및 계산에 의해 결정된다.

셀룰로오스 아실레이트는 2-위치, 3-위치 및 6-위치에서 균등하게 치환되기보다 6-위치에서 덜 치환된 히드록실기를 가지는 경향이 있다. 본 발명에 이용되는 셀룰로오스 아실레이트는 6-위치에서, 2- 및 3- 위치에서와 동일하거나 더 큰, 셀룰로오스 치환도를 가지는 것이 바람직하다.

2-, 3- 및 6-위치의 치환도의 합계에서 6-위치의 치환도의 비율은 바람직하게는 30% 내지 40% 이고, 더욱 바람직하게는 31% 내지 40% 이고, 가장 바람직하게는 32% 내지 40% 이다. 6-위치의 치환도는 0.88 이상인 것이 바람직하다.

셀룰로오스 아실레이트 및 그 합성 방법의 세부사항은 발명 협회의 공개 기보 No.2001-1745, 9페이지를 참조할 수 있다.

셀룰로오스 아세테이트의 리타데이션 값을 조절하기 위해, 통상적으로, 셀룰로오스 아세테이트에 대한 연신과 같은 외력을 가하는 것이 실행된다. 셀룰로오스 아세테이트의 광학 이방성을 조절하기 위해 리타데이션 상승제 (retardation developer) 가 첨가될 수도 있다. 리타데이션 상승제로서, 적어도 2 개의 방향족 환을 가지는 방향족 화합물이 이용되는 것이 바람직하다. 방향족 화합물은 폴리머의 100 질량부에 대하여 0.01 내지 20 질량부가 이용되는 것이 바람직하다. 2 개 이상의 방향족 화합물은 조합되어 이용될 수도 있다. 방향족 화합물 내의 방향족 환의 예는 방향족 탄화수소 환에 추가적으로 방향족 복소환을 포함한다.

리타데이션 상승제의 세부사항에 대해, 유럽 특허 출원 개시 번호 제0911656호, JP-A-2000-111914 및 JP-A-2000-275434 를 참조할 수 있다.

셀룰로오스 아세테이트 필름은 바람직하게는 30×10^-5/%RH 이하, 더욱 바람직하게는 15×10^-5/%RH 이하, 가장 바람직하게는 10×10^-5/%RH 이하의 흡습 팽창 계수를 나타낸다.

셀룰로오스 아세테이트 필름의 흡습 팽창 계수는 가능한 한 작은 것이 바람직하지만, 보통 1.0×10^-5/%RH 이하이다. 여기 이용된 용어 "흡습 팽창 계수" 는 일정 온도하에서 상대 습도가 변화할 때 발현되는 샘플의 길이의 변화를 나타내도록 의도된다. 셀룰로오스 아세테이트 필름의 흡습 팽창 계수를 조절함으로써, 광학 보상시트의 광학적 보상 기능을 유지하면서 투과율의 프레임 형상 상승 (변형으로 인한 광 누설) 을 예방할 수 있다.

흡습 팽창 계수의 측정을 위해, 폴리머 필름은 5㎜ 의 폭과 20㎜ 의 길이를 가지는 샘플로 절단된다. 다음으로, 이 샘플은 25℃ 및 20%RH(R0) 의 분위기에서 일 말단은 고정시키고 다른 말단은 0.5g 질량을 매달아 10 분 동안 방치된다. 그 때, 샘플의 길이 (L0) 가 측정된다. 그 후, 이 샘플은 25℃ 및 80%RH(R1) 의 분위기에서 10 분 동안 방치된다. 다음으로, 샘플의 길이 (L1) 이 측정된다. 흡습 팽창 계수는 이하의 식으로 계산된다. 이 측정은 각각의 샘플에 대한 10 개의 견본에 대해 수행된다. 그 후, 측정이 평균화된다.

흡습 팽창 계수 [/%RH]={(L1-L0)/L0}/(R1-R0)

셀룰로오스 아세테이트 필름의 흡습에 의한 치수 변화를 감소하기 위해, 셀룰로오스 아세테이트 필름은 그 내부에 통합된 소수성 화합물을 가지는 것이 바람직하다. 소수성 화합물은 미립자 형태일 수도 있다. 소수성 화합물은 가소제 및 열화 방지제로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 소수성 화합물은 소수성기로서 탄화수소기 (지방족 기, 방향족 기) 를 가지는 것이 바 람직하다. 소수성 화합물의 첨가량은 제조되는 폴리머 용액 (도프) 의 양에 대하여 0.01질량% 내지 10질량% 인 것이 바람직하다.

또한, 폴리머 필름의 흡습에 의한 치수 변화를 감소시키기 위해서는, 폴리머 필름내의 자유 체적을 감소시키는 것도 효과적이다. 예를 들어, 후술되는 용매 캐스팅 방법에서의 잔류 용매량은 자유 체적을 감소시키기 위해 감소될 수 있다. 이 폴리머 필름은, 폴리머 필름의 잔류 용매량이 0.01질량% 내지 1.00질량%의 범위에 도달하는 조건하에서 건조되는 것이 바람직하다.

폴리머 필름에 통합되는 첨가제의 예는 자외선 차단제, 박리제, 대전 방지제, 열화 방지제 (예를 들어, 산화 방지제, 과산화물 분해제, 라디컬 방지제, 금속 불활성화제, 산 포획제, 아민), 및 적외선 흡수제를 포함한다.

폴리머 필름이 다층으로 형성되는 경우, 첨가제의 종류 및 첨가량은 층마다상이할 수도 있다. 첨가제의 세부사항에 대해, 일본 발명 협회의 공개 기보 2001-1745, 16-22페이지를 참조할 수 있다. 폴리머 필름에 통합되는 첨가제의 양은 일반적으로 폴리머 필름의 양에 대하여 0.001질량% 내지 25질량% 이다.

셀룰로오스 아세테이트 필름은 용매 캐스팅 방법으로 제조되는 것이 바람직하다. 용매 캐스팅 방법에서, 유기 용매 (도프) 에서의 폴리머 재료의 용액은 필름을 제조하도록 이용된다.

유기 용매의 바람직한 예는 C₃-C₁₂ 에테르, C₃-C₁₂ 케톤, C₃-C₁₂ 에스테르, 및 C₁-C₆ 할로겐화 탄화수소를 포함한다. 이들 에테르, 케톤 및 에스테르는 환상 구조를 가질 수도 있다. 에테르, 케톤 및 에스테르 작용기 (즉, -O-, -CO- 및 -COO-) 중 2 개 이상을 가지는 화합물이 유기 용매로서 이용될 수도 있다. 유기 용매는 알코올성 수산기와 같은 다른 작용기를 가질 수도 있다. 2 개 이상의 작용기를 가지는 유기 용매가 이용되는 경우, 그 탄소 원자의 수는 이들 작용기 중 임의의 작용기를 가지는 화합물이 그 필요조건을 충족하는 한 임의의 것일 수도 있다.

여기서 채용가능한 C₃-C₁₂ 에테르의 예는 디이소프로필 에테르, 디메톡시메탄, 디메톡시 에탄, 1,4-디옥산, 1,3-디옥솔란, 테트라히드로푸란, 아니솔, 및 페네톨을 포함한다. 여기서 채용가능한 C₃-C₁₂ 케톤의 예는 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 디에틸 케톤, 디이소부틸 케톤, 시클로헥사논, 및 메틸 시클로헥사논을 포함한다. 여기서 채용가능한 C₃-C₁₂ 에스테르의 예는 에틸 포르메이트, 프로필 포르메이트, 펜틸 포르메이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 및 펜틸 아세테이트를 포함한다. 2 개 이상의 작용기를 가지는 유기 용매의 예는 2-메톡시에틸 아세테이트, 2-메톡시에탄올, 및 2-부톡시에탄올을 포함한다. 할로겐화 탄화수소에서 탄소 원자의 수는 1 또는 2 개가 바람직하고, 1 개가 가장 바람직하다. 할로겐화 탄화수소에서 할로겐 원자는 염소인 것이 바람직하다. 할로겐화 탄화수소에서 할로겐에 의해 치환된 수소 원자의 비율은 바람직하게는 25mol-% 내지 75mol-% 이고, 더욱 바람직하게는 30mol-% 내지 70mol-% 이고, 보다 더욱 바람직하게는 35mol-% 내지 65mol-% 이고, 가장 바람직하게는 40mol-% 내지 60mol-% 이다. 메틸렌 클로라이드는 할로겐화 탄화수소의 대표적인 예이다. 2 종 이상의 유기 용매가 혼합물로 이용될 수도 있다.

셀룰로오스 아세테이트 용액을 제조하기 위해 일반적인 방법이 이용될 수도 있다. 본 명세서에 이용된 용어 "일반적인 방법" 은 0℃ 이상의 온도 (상온 또는 고온) 에서 처리가 수행되는 것을 의미한다. 일반적인 용매 캐스팅 방법으로 도프의 제조를 위한 방법 및 장치에 의해 그 용액의 제조가 수행될 수 있다. 일반적인 방법에서, 유기 용매로서, 할로겐화 탄화수소 (특히, 메틸렌 클로라이드) 가 이용되는 것이 바람직하다. 셀룰로오스 아세테이트의 함유량은, 셀룰로오스 아세테이트가 얻어지는 용액에 10질량% 내지 40질량% 만큼 통합되도록 조절된다. 셀룰로오스 아세테이트의 함유량은 10질량% 내지 30질량%인 것이 더욱 바람직하다. 유기 용매 (주용매) 는 그 내부에 통합된 전술한 임의의 첨가제를 가질 수도 있다. 셀룰로오스 아세테이트 용액은 상온 (0℃ 내지 40℃) 에서 셀룰로오스 아세테이트와 유기 용매를 교반함으로써 제조될 수도 있다. 고농도 용액이 가압 및 가열하에서 교반될 수도 있다. 자세하게는, 셀룰로오스 아세테이트 및 유기 용매를 가압 용기에 넣은 후 밀폐한다. 다음으로, 그 혼합물을, 가압 교반하에서 상온 범위 내의 용매의 끓는점 이상의 온도에서부터 그 용매가 끓지 않는 온도까지의 온도로 가열한다. 가열 온도는 일반적으로 40℃ 이상이고, 바람직하게는 60℃ 내지 200℃ 이고, 더욱 바람직하게는 80℃ 내지 110℃ 이다.

다양한 성분이 용기에 넣어지기 전에 대략적으로 교반될 수도 있다. 이와 다르게, 성분들이 용기에 순차적으로 넣어질 수도 있다. 용기는 교반가능하 도록 구성될 필요가 있다. 질소 가스와 같은 불활성 가스가 그 용기로 주입되어 용기의 내부에 압력을 가할 수도 있다. 이와 다르게, 가열에 의한 용매의 증기압의 상승이 이용될 수도 있다. 또한, 그 용기를 밀봉한 후에 압력하에서 다양한 성분이 첨가될 수도 있다. 성분이 가열되는 경우, 그 용기의 외부가 가열될 수도 있다. 예를 들어, 자켓 유형의 가열 장치가 이용될 수도 있다. 이와 다르게, 가열된 액체가 용기 상부에 제공된 배관을 통해서 순환되어 전체 용기를 가열하도록, 플레이트 히터가 용기의 외부에 제공될 수도 있다. 그 혼합물은 용기 내부에 제공된 교반 블레이드에 의해 교반되는 것이 바람직하다. 교반 블레이드는 그 길이가 용기의 벽에 가깝게 도달하는 길이를 가지는 것이 바람직하다. 용기의 벽의 액체층을 갱신하기 위해 교반 블레이드의 말단에는 스크래퍼 블레이드 (scraper blade) 가 설치되는 것이 바람직하다. 용기는 그 내부에 제공된 압력 게이지 및 온도계와 같은 계기를 가질 수도 있다. 용기내에서 용매에 다양한 성분이 용해된다. 이에 따라 제조된 도프는 냉각되고, 그 후, 용기로부터 꺼낸다. 또는, 이에 따라 제조된 도프는 용기로부터 꺼내고, 그 후, 열 교환기 등에 의해 냉각된다.

이 용액은 냉각 용해 방법으로 제조될 수도 있다. 냉각 용해 방법에서는, 일반적인 용해 방법에 의해 셀룰로오스 아세테이트가 용해되기 어려운 유기 용매에서 셀룰로오스 아세테이트가 용해될 수 있다. 일반적인 방법에 의해 셀룰로오스 아세테이트가 용해될 수 있는 용매가 이용될 때에도, 냉각 용해 방법은 균일한 용매를 신속하게 획득할 수 있다. 냉각 용해 방법에서, 셀룰로오스 아세 테이트는 실온에서 교반하면서 유기 용매에 점차적으로 첨가된다. 셀룰로오스 아세테이트는 10질량% 내지 40질량%, 바람직하게는 10질량% 내지 30질량% 의 양으로 혼합물에 통합되도록, 셀룰로오스 아세테이트의 함유량이 조절되는 것이 바람직하다. 혼합물은 그 내부에 후술되는 임의의 첨가물을 더 포함할 수도 있다.

그 후, 혼합물은 -100℃ 내지 -10℃ (바람직하게는 -80℃ 내지 -10℃, 더욱 바람직하게는 -50℃ 내지 -20℃, 가장 바람직하게는 -50℃ 내지 -30℃) 의 온도로 냉각된다. 혼합물의 냉각은 드라이아이스-메탄올 배쓰 (-75℃) 또는 냉각된 디에틸렌 글리콜 용액 (-30℃ 내지 -20℃) 에서 수행될 수도 있다. 이러한 방법으로, 셀룰로오스 아세테이트 및 유기 용매의 혼합물이 고체화된다. 냉각 속도는 바람직하게는 4℃/min 이상, 더욱 바람직하게는 8℃/min 이상, 가장 바람직하게는 12℃/min 이상이다. 냉각 속도는 가능한 한 높은 것이 바람직하다. 그러나, 냉각 속도의 이론적 상한은 10,000℃/sec 이다. 냉각 속도의 기술적 상한은 1,000℃/sec 이다. 냉각 속도의 실용 상한은 100℃/sec 이다. 냉각이 시작하는 온도와 최종 냉각 온도 사이의 차이를 냉각을 시작하는 시간과 최종 냉각 온도가 도달되는 시간 사이의 기간으로 나눔으로써 냉각 속도가 획득된다.

또한, 이와 같이 고체화된 혼합물이 0℃ 내지 200℃ (바람직하게는 0℃ 내지 150℃, 더욱 바람직하게는 0℃ 내지 120℃, 가장 바람직하게는 0℃ 내지 50℃) 의 온도로 가열되는 경우, 셀룰로오스 아세테이트는 유기 용매에서 용해된다. 온도 상승은 뜨거운 배쓰에서 혼합물을 가열함으로써 또는 실온에서 그 혼합물을 방치함으로써 수행될 수도 있다. 가열 속도는 바람직하게는 4℃/min 이상, 더욱 바람직하게는 8℃/min 이상, 가장 바람직하게는 12℃/min 이상이다. 가열 속도는 가능한 한 높은 것이 바람직하다. 가열 속도의 이론적인 상한은 10,000℃/sec 이다. 가열 속도의 기술적인 상한은 1,000℃/sec 이다. 가열 속도의 실용 상한은 100℃/sec 이다. 가열이 시작하는 온도와 최종 가열 온도 사이의 차이를 가열을 시작하는 시간과 최종 가열 온도가 도달되는 시간 사이의 기간으로 나눔으로써 가열 속도가 획득된다. 이 방법으로, 균일한 용액이 얻어진다. 용해가 불충분하게 이루어진 경우에는, 냉각 및 가열이 반복될 수도 있다. 용해가 불충분하게 이루어졌는지의 여부는 용액의 외관을 시각적으로 관찰함으로써 단순히 판단될 수 있다.

냉각 용해 방법에서, 결로 (moisture condensation) 로 인한 수분 혼입을 피하기 위해 밀폐 용기를 이용하는 것이 바람직하다. 가압하에서 냉각 단계를 수행하고 감소된 압력하에서 가열 단계를 수행함으로써 용해 시간을 단축시킬 수 있다. 압력을 올리고 내리기 위해서, 내압성 용기를 이용하는 것이 바람직하다. 냉각 용해 방법으로 메틸 에세테이트에 용해된 셀룰로오스 아세테이트 (아세틸화도: 60.9%; 점도 평균 중합도: 299) 를 가지는 20질량% 용액은 약 33℃ 의 졸 (sol) 상태와 겔 상태 사이의 의사 상전이점 (quasi-phase transition point) 을 나타내고, 33℃ 이하의 온도에서 균일한 겔 상태가 된다. 따라서, 이 용액은 의사 상전이 온도 이상의 온도에서, 바람직하게는 겔 상전이 온도보다 약 10℃ 높은 온도에서 유지될 필요가 있다. 그러나, 의사 상전이 온도는 셀룰로오스 아세테이트의 아실화도 및 점도 평균 중합도, 용액의 농도 또는 이용되는 유기 용매 에 따라서 변화한다.

이에 따라 제조된 셀룰로오스 아세테이트 용액 (도프) 은 셀룰로오스 아실레이트 필름을 제조하기 위해 용매 캐스팅이 수행될 수 있다. 이에 따라 제조된 도프는 드럼 (drum) 또는 밴드 (band) 상에서 캐스팅되어, 용매가 증발되어 필름을 형성한다. 캐스팅되는 도프는, 그 고형분이 18질량% 내지 35질량% 이 되도록 그 농도가 조절되는 것이 바람직하다. 드럼 또는 밴드의 표면은 사전에 미러형 (mirror-like) 으로 완성되는 것이 바람직하다. 용매 캐스팅 방법에서 캐스팅 및 건조의 세부사항에 대해서는, US 특허 2,336,310, US 특허 2,367,603, US 특허 2,492,078, US 특허 2,492,977, US 특허 2,492,978, US 특허 2,607,704, US 특허 2,739,069, US 특허 2,739,070, 영국 특허 640,731, 영국 특허 736,892, 일본 공고 특허 공보 (JP-B) 45-4554, JP-A-49-5614, JP-A-60-176834, JP-A-60-203430, 및 JP-A-62-115035 를 참조할 수 있다. 도프는 10℃ 이하의 표면 온도를 가지는 드럼 또는 밴드로 캐스팅되는 것이 바람직하다. 이에 따라 캐스팅된 도프는 2 초 이상 동안 바람으로 건조시키는 것이 바람직하다. 이에 따라 획득된 필름은 드럼 또는 밴드에서 박리되고, 그 후, 잔류하는 용매가 증발되도록 100℃ 에서부터 160℃ 까지 연속적인 온도 변화를 가지는 뜨거운 바람으로 부가적으로 건조된다. 이 방법의 상세한 사항에 대해서는 JP-B-5-17844 를 참조할 수 있다. 이러한 방법으로, 캐스팅과 박리 사이의 시간이 감소될 수 있다. 이러한 방법을 실행하기 위해서는, 캐스팅 도중에 드럼 또는 밴드의 표면 온도에서 그 도프가 겔화 (gelation) 되는 것이 필요하다.

이에 따라 제조된 셀룰로오스 아실레이트 용액 (도프) 은 2 개 이상의 층으로 캐스팅되어 필름을 형성할 수도 있다. 이러한 경우, 용매 캐스팅 방법이 채용되어 셀룰로오스 아실레이트 필름을 제조하는 것이 바람직하다. 자세하게는, 이 도프는 드럼 또는 밴드 상부에서 캐스팅된 후, 용매가 증발되어 필름을 형성한다. 캐스팅되도록 준비된 도프는, 고형분이 10% 내지 40% 의 범위에 도달하도록 그 농도가 조절되는 것이 바람직하다. 드럼 또는 밴드는 미러형으로 완성되는 것이 바람직하다.

2 개 이상의 셀룰로오스 아실레이트 용액을 캐스팅하기 위해서, 셀룰로오스 아실레이트를 함유하는 용액은 지지체의 이동에 따라 간격을 두고 서로로부터 이격되어 제공된 복수의 셀룰로오스 아실레이트 용액을 캐스팅할 수 있는 복수의 캐스팅 노즐로부터 배출되고 캐스팅되어, 이들은 적층되어 필름을 제조한다. 예를 들어, JP-A-61-158414, JP-A-1-122419 및 JP-A-11-198285 에 개시된 방법이 적용될 수 있다. 이와 다르게, 셀룰로오스 아실레이트 용액은 2 개의 캐스팅 노즐로부터 캐스팅되어 필름을 형성할 수도 있다. 예를 들어, JP-B-60-27562, JP-A-61-94724, JP-A-61-947245, JP-A-61-104813, JP-A-61-158413 및 JP-A-6-134933 에 개시된 방법이 적용될 수 있다. 또한, JP-A-56-162617 에 개시된 바와 같이 고 점도 셀룰로오스 아실레이트 용액을 저 점도 셀룰로오스 아실레이트로 둘러싸는 단계, 및 그 후, 고 점도 및 저 점도 셀룰로오스 아실레이트 용액을 동시에 압출하는 단계를 포함하는 셀룰로오스 아실레이트 필름 캐스팅 방법이 이용될 수도 있다.

이와 다르게, JP-B-44-20235 에 개시된 바와 같이 2 개의 캐스팅 노즐이 이 용되어, 제 1 캐스팅 노즐로부터 지지체상에 형성된 필름을 지지체에서 박리하고, 그 후, 셀룰로오스 아실레이트 용액이 금속 지지체의 표면과 접촉하는 측면의 필름 상부에서 캐스팅되어 필름을 형성할 수도 있다. 캐스팅되는 셀룰로오스 아실레이트 용액은 동일하거나 상이할 수도 있고, 구체적으로 한정되지 않는다. 복수의 셀룰로오스 아실레이트 층을 기능화하기 위해, 각각의 기능에 해당하는 셀룰로오스 아실레이트 용액은 각각의 캐스팅 노즐로부터 압출될 수도 있다. 본 발명의 셀룰로오스 아실레이트 용액은 다른 기능층 (예를 들어, 접착층, 염료층, 정전기방지층, 헐레이션방지층, UV 흡수층, 편광층) 과 동시에 캐스팅될 수도 있다.

종래 기술의 단일층 용액으로부터 소망하는 두께를 가지는 필름을 형성하기 위해, 고농도 및 고점도를 가지는 셀룰로오스 아실레이트 용액이 압출될 필요가 있다. 이러한 경우, 셀룰로오스 아실레이트 용액이 불량한 안정성을 나타내고, 따라서 과립 구조 또는 불량한 평탄성의 발생을 유발하는 고형물을 형성하는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 복수의 셀룰로오스 아실레이트 용액은 캐스팅 포트 (casting port) 를 통해서 캐스팅될 수 있어, 금속 지지체 상으로 고점도 용액을 동시에 압출하는 것을 가능하게 한다. 이러한 방법에서, 개선된 평탄도, 이에 따라 우수한 표면 상태를 가지는 필름이 제조될 수 있다. 또한, 매우 농축된 셀룰로오스 아실레이트 용액의 이용은 필름의 제조 속도를 강화시킬 수 있는 건조 부하의 저감화를 달성할 수 있다.

셀룰로오스 아세테이트 필름은 기계적 물리적 특성을 개선하고 건조 속도를 강화시키기 위해 그 내부에 가소제를 포함할 수도 있다. 가소제로서, 인산 에 스테르 또는 카르복시산 에스테르를 이용할 수도 있다. 인산 에스테르의 예는 트리페닐 포스페이트 (TPP) 및 트리크레실 포스페이트 (TCP) 를 포함한다. 카르복시산 에스테르의 대표적인 예는 프탈산 에스테르 및 시트르산 에스테르를 포함한다. 프탈산 에스테르의 예는 디메틸 프탈레이트 (DMP), 디에틸 프탈레이트 (DEP), 디부틸 프탈레이트 (DBP), 디옥틸 프탈레이트 (DOP), 디페닐 프탈레이트 (DPP), 및 디에틸헥실 프탈레이트 (DEHP) 를 포함한다. 시트르산 에스테르의 예는 O-아세틸시트르산 트리에틸 (OACTE) 및 O-아세틸트리시트르산 트리부틸 (OACTB) 을 포함한다. 카르복시산 에스테르의 다른 예는 부틸 올레에이트, 메틸 아세틸 리시놀레에이트, 디부틸 세바케이트, 및 다양한 트리멜리트산 에스테르를 포함한다. 프탈산 에스테르계 가소제 (DMP, DEP, DBP, DOP, DPP, DEHP) 를 이용하는 것이 바람직하다. DEP 및 DPP 가 특히 바람직하다. 가소제의 첨가량은 셀룰로오스 에스테르의 양에 대하여 바람직하게는 0.1질량% 내지 25질량% 이고, 더욱 바람직하게는 1질량% 내지 20질량% 이고, 가장 바람직하게는 3질량% 내지 15질량% 이다.

셀룰로오스 아실레이트 필름은 표면 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 표면 처리의 예는 코로나 방전 처리, 글로 (glow) 방전 처리, 화염 처리, 산 처리, 알칼리 감화, 및 자외선 조사를 포함한다. 표면 처리의 세부 사항에 대해, 일본 발명 협회의 공개 기보 2001-1745, 30 내지 32 페이지를 참조할 수 있다.

알칼리 감화는 감화 용액에 셀룰로오스 아실레이트 필름을 침지하고, 또는, 셀룰로오스 아실레이트 필름상에 감화 용액을 도포시킴으로써 수행된다. 도포 방법이 이용되는 것이 바람직하다. 도포 방법의 예는 딥 코팅 방법, 커튼 코팅 방법, 압출 코팅 방법, 바 코팅 방법, 및 E 유형 코팅 방법을 포함한다. 여기 이용된 알칼리는 알칼리 금속 (예를 들어, 칼륨, 나트륨) 의 수산화물이 바람직하다. 즉, 알칼리 처리 용액은 알칼리 금속의 수산화물의 용액이 바람직하다. 이 용액 내의 수산화 이온의 농도는 0.1N 내지 3.0N 이 바람직하다.

필름에 대해 양호한 습윤성을 가지는 용매, 표면 활성제 및 습윤제 (예를 들어, 디올, 글리세린) 는 제 2 광학 이방성층에 대한 알칼리 처리 용액의 습윤성 및 알칼리 처리 용액의 안정성을 개선시키기 위해 알칼리 처리 용액에 통합될 수도 있다. 필름에 대해 우수한 습윤성을 가지는 용매의 바람직한 예는 알코올 (예를 들어, 이소부틸 알코올, n-부탄올, 메탄올, 에탄올) 을 포함한다. 알칼리 처리 용액에 대한 첨가제의 세부사항은 JP-A-2002-82226 및 국제 특허 출원 02/46809 (팜플렛) 를 참조할 수 있다.

표면 처리 대신에 또는 그에 더해 (JP-A-7-333433 에 개시된) 언더코트 층이 제공될 수도 있다. 복수의 언더코트 층이 제공될 수도 있다. 예를 들어, 소수성 및 친수성 기를 모두 함유하는 폴리머층이 제 1 언더코트층으로서 제공될 수도 있다. 제 1 언더코트층 상에 배향막으로 충분히 접착될 수 있는 친수성 폴리머 층이 (JP-A-11-248940 에 기재된) 제 2 언더코트층으로서 제공될 수도 있다.

(배향막)

유기 화합물 (바람직하게는 폴리머) 의 러빙 단계를 수반하는 방법, 무기 화 합물의 경사 진공 증착 단계를 수반하는 방법, 마이크로그루브를 가지는 층의 형성 단계를 수반하는 방법 및 랑그뮤어-브로젯 방법 (Langmure-Blodgett method) (LB 필름) 에 의한 유기 화합물 (예를 들어, ω-트리코산산, 디옥타데실메틸 암모늄 클로라이드, 메틸 스테아레이트) 의 축적 단계를 수반하는 방법과 같은 임의의 방법에 의해 배향막이 제공될 수 있다. 또한, 전계 또는 자계 또는 광 조사를 제공할 때 배향할 수 있는 배향막이 알려져 있다.

배향막은 폴리머를 러빙하여 형성되는 것이 바람직하다. 원칙적으로는, 배향막에 이용되는 폴리머는 액정 분자를 배향할 수 있는 분자 구조를 갖는다. 배향막에 이용되는 폴리머는 액정 분자를 배향할 수 있을 뿐만 아니라 액정 분자의 배향을 고정할 수 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 가교성 작용기 (예를 들어, 이중 결합) 를 가지는 측쇄가 폴리머의 주쇄에 결합되는 것이 바람직하다. 이와 다르게, 액정 분자를 배향할 수 있는 가교성 작용기가 폴리머의 측쇄에 통합되는 것이 바람직하다.

배향막에 이용되는 폴리머는 그 자체가 가교가능한 것이 바람직하고, 또는, 가교제의 존재하에서 가교가능하게 되는 것이 바람직하다. 가교가능 폴리머의 세부사항에 대해, JP-A-8-338913, 단락[0022] 를 참조할 수 있다. 가교가능 폴리머의 예는 폴리메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리올레핀, 폴리비닐 알코올, 변성 폴리비닐 알코올, 폴리(N-메틸올아크릴아미드), 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리비닐 아세테이트, 카르복시메틸 셀룰로오스, 폴리카르보네이트, 및 그 고분자를 포함한다. 수용성 폴리머 (예를 들어, 폴리(N-메틸올아크릴아미드), 카르복시메틸 셀룰로오스, 젤라틴, 폴리비닐 알코올, 변성 폴리비닐 알코올) 가 이용되는 것이 바람직하다. 이들 수용성 폴리머 중에서 젤라틴, 폴리비닐 알코올 및 변성 폴리비닐 알코올이 더욱 바람직하다. 이들 수용성 폴리머 중에서 폴리비닐 알코올 및 변성 폴리비닐 알코올이 가장 바람직하다. 상이한 중합도를 가지는 2 개 이상의 폴리비닐 알코올 또는 변성 폴리비닐 알코올이 조합되어 이용되는 것이 특히 바람직하다.

폴리비닐 알코올의 퍼센트 감화도는 바람직하게는 70% 내지 100% 이고, 더욱 바람직하게는 80% 내지 100% 이다. 폴리비닐 알코올의 중합도는 100 내지 5,000 이 바람직하다.

일반적으로, 액정 분자를 배향할 수 있는 측쇄는 작용기로서 소수성기를 갖는다. 여기 이용되는 특정 작용기의 종류는 액정 분자 및 요구되는 배향의 종류에 따라 결정된다.

공중합 변성, 연쇄 전이 변성 또는 블록 중합 변성에 의해 변성 폴리비닐 알코올에 변성기가 도입될 수 있다. 변성기의 예는 소수성 기 (예를 들어, 카르복시산 기, 술폰산 기, 포스폰산기, 아미노, 암모니오, 아미드, 티올), C₁₀-C₁₀₀ 탄화수소, 불소-치환된 탄화수소 기, 알킬티오기, 중합성기 (예를 들어, 불포화된 중합성기, 에폭시기, 아지리니딜기 (azirinidyl group)), 및 알콕시실릴기 (트리알콕시실릴, 디알콕시실릴, 모노알콕시실릴) 을 포함한다.

변성 폴리비닐 알코올의 세부사항에 대해, JP-A-2000-155216 및 JP-A-2002- 62426 를 참조할 수 있다.

가교성 작용기를 가지는 측쇄를 배향막의 폴리머의 주쇄에 결합시킴으로써, 또는, 액정 분자를 배향할 수 있는 측쇄에 가교성 작용기를 도입함으로써, 제 1 광학 이방성층 1 에 함유된 다작용 모노머 및 배향막의 폴리머가 서로 공중합될 수 있다. 그 결과, 다작용 모노머들 사이뿐만 아니라 배향막 폴리머들 사이도 그리고 다작용 모노머와 배향막 폴리머 사이도 서로 견고하게 결합될 수 있다. 따라서, 가교성 작용기를 배향막의 폴리머로 도입시킴으로써, 광학-보상 시트의 강도는 현저하게 강화될 수 있다.

배향막에 이용되는 바람직한 중합성 기를 가지는 가교성 작용기의 세부사항에 대해, 다작용 모노머에서와 마찬가지로 JP-A-2000-155216, 단락 [0080] 내지 [0100] 을 참조할 수 있다.

배향막의 폴리머는 가교성 작용기와는 별도로 가교제로 가교될 수 있다. 여기 채용된 가교제의 예는 알데히드, N-메틸올 화합물, 디옥산 유도체, 카르복실기를 활성화시킴으로써 작용하는 화합물, 활성 비닐 화합물, 활성 할로겐 화합물, 이소옥사졸, 및 디알데히드 전분을 포함한다. 2 종 이상의 가교제가 조합되어 이용될 수도 있다. 가교제의 세부사항에 대해, JP-A-2002-62426 를 참조할 수 있다. 높은 반응 활성을 가지는 알데히드, 특히 글루타르알데히드가 이용되는 것이 바람직하다.

가교제의 첨가량은 폴리머의 질량에 대하여 바람직하게는 0.1질량% 내지 20질량% 이고, 더욱 바람직하게는 0.5질량% 내지 15질량% 이다. 배향막에서 남겨 진 미반응 가교제의 양은 바람직하게는 1.0질량% 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.5질량% 이하이다. 가교제의 잔류량을 감소시킴으로써, 고온 다습의 분위기에서도 액정 표시 장치의 장기 사용시에 대항하여 레티큘레이션 (reticulation) 의 발생이 없는 충분한 내구성이 획득될 수 있다.

배향막은, 전술한 폴리머 및 가교제를 함유하는 도포액을 광학 이방성층 2 상부에 도포하고, 도포된 재료를 가열 및 건조 (가교) 시킨 후, 도포된 재료를 러빙 처리함으로써 형성될 수 있다. 광학 이방성층 2 상부에 도포액을 도포한 이후에 가교 반응이 수행된다. 폴리비닐 알코올과 같은 수용성 폴리머가 배향막-형성 재료로서 이용되는 경우, 도포액은 소포 작용 (anti-foaming) 유기 용매 (예를 들어, 메탄올) 와 물의 혼합물로 구성되는 것이 바람직하다. 물과 메탄올의 혼합물의 경우, 용매의 전체량에서 메탄올의 함유량은 바람직하게는 1질량% 이상이고, 더욱 바람직하게는 9질량% 이상이다. 유기 용매를 첨가함으로써, 기포 (foaming) 가 억제되고, 이는, 배향막과 제 1 광학 이방성층의 표면 결함을 현저하게 감소시키는 것을 가능하게 한다.

배향막 도포액을 도포하는 방법의 바람직한 예는 스핀 코팅법, 딥 코팅법, 커튼 코팅법, 압출 코팅법, 로드 코팅법, 및 롤 코팅법을 포함한다. 로드 코팅법이 특히 바람직하다.

코팅층의 건조 두께는 0.1㎛ 내지 10㎛ 인 것이 바람직하다.

가열/건조 단계는 20℃ 내지 110℃ 의 온도에서 수행될 수 있다. 충분한 가교를 달성하기 위해, 가열/건조 단계는 60℃ 내지 100℃ 의 온도에서 수행되고, 더욱 바람직하게는 80℃ 내지 100℃ 에서 수행된다. 건조 시간은 1 분 내지 36 시간일 수도 있고, 바람직하게는 1 분 내지 30 분이다. pH 값은 이용되는 가교제에 최적의 값으로 사전에 결정되는 것이 바람직하다. 글루타르알데히드가 이용되는 경우, pH 값은 4.5 내지 5.5 인 것이 바람직하다.

배향막은 폴리머에 표면 러빙을 수행함으로써 획득될 수 있다. 러빙 처리는 LCD 액정 배향 단계에서 광범위하게 채용된 것과 동일하다. 즉, 배향막의 표면을 페이퍼, 거즈, 펠트, 러버, 나일론 섬유 또는 폴리에스테르 섬유로 소정 방향으로 러빙함으로써, 배향이 확립될 수 있다. 일반적으로, 균일한 길이 및 두께를 가지는 섬유를 균일하게 플레이팅함으로써 획득된 천 (cloth) 으로 러빙이 수차례 수행된다.

(편광판)

본 발명의 광학 필름은 편광막에 부착되어 편광판을 형성한다.

편광막의 예는 배향된 편광막 및 도포된 편광막 (Optiva Inc. 제조) 를 포함한다. 배향된 편광막은 바인더 및 요오드 또는 이색성 염료로 구성된다. 요오드 및 이색성 염료는 바인더 내부에서 배향되어 편광 특성을 발현한다. 요오드 및 이색성 염료는 바인더 분자를 따라서 배향되는 것이 바람직하다. 이와 다르게, 이색성 염료는 액정과 같이 자기 조직화에 의해 한 방향으로 배향되는 것이 바람직하다.

시판중인 배향된 편광막은, 바인더에 요오드 또는 이색성 염료가 침투되도록, 탱크 (tank) 에서 요오드 또는 이색성 염료 용액속에 연신된 폴리머를 침지함 으로써 제조된다. 시판중인 편광막은 폴리머의 표면으로부터 약 4㎛ (양측에서 전체적으로는 약 8㎛) 의 깊이까지 연장하는 범위 내에 분포된 요오드 또는 이색성 염료를 가진다. 충분한 편광 특성을 획득하기 위해, 적어도 10㎛ 두께가 필요하다. 요오드 및 이색성 염료의 침투는 요오드 및 이색성 염료 용액의 농도, 탱크 온도 및 침지 시간에 의해 제어될 수 있다.

편광막의 두께는 시판중인 편광판의 두께 (약 30㎛) 이하인 것이 바람직하고, 25㎛ 이하가 더욱 바람직하고, 20㎛ 이하가 가장 바람직하다. 편광판의 두께가 20㎛ 이하이면, 광 누설이 17-인치 액정 표시 장치에서 더 이상 관찰할 수 없다.

편광막의 바인더는 가교될 수도 있다. 편광막 바인더로서, 자체 가교가능한 폴리머가 이용될 수도 있다. 작용기를 가지는 폴리머 또는 그 내부에 통합된 작용기를 가지는 폴리머는 광으로 조사될 수 있고, 또는 가열 또는 pH 변화가 제공될 수도 있고, 작용기가 반응하여 폴리머는 편광막을 형성하도록 가교된다. 또한, 가교된 구조를 폴리머에 도입하기 위해 가교제가 이용될 수도 있다. 높은 반응 활성을 가지는 화합물인 가교제를 사용하여 가교제로부터 유래하는 결합기를 바인더들 사이에 도입하여, 바인더 분자가 가교되어 편광막을 형성한다.

일반적으로, 가교는 가교가능 폴리머 또는 폴리머와 가교제와의 혼합물을 함유하는 도포액을 투명 지지체 상에 도포한 후 도포재료를 가열함으로써 수행될 수 있다. 최종 시판 제품의 원하는 내구성이 확보되면 충분하기 때문에, 최종 편광판 제품이 획득되는 때까지의 임의의 단계에서 가교 처리가 수행될 수도 있다.

편광막의 바인더로서, 자체 가교가능한 폴리머 또는 가교제로 가교되는 고분자가 이용될 수도 있다. 본 명세서에서 채용가능한 폴리머의 예는 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리스티렌, 폴리비닐 알코올, 변성 폴리비닐 알코올, 폴리(N-메틸올 아크릴아미드), 폴리비닐 톨루엔, 클로로설폰화된 폴리에틸렌, 니트로셀룰로오스, 염소화된 폴리올레핀 (예를 들어, 폴리비닐 클로라이드), 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리비닐 아세테이트, 폴리에틸렌, 카르복시메틸 셀룰로오스, 폴리프로필렌, 폴리카르보네이트, 및 그 코폴리머 (예를 들어, 아크릴산/메타크릴산 코폴리머, 스티렌/말레이미드 코폴리머, 스티렌/비닐 톨루엔 코폴리머, 비닐 아세테이트/비닐 클로라이드 코폴리머, 에틸렌/비닐 아세테이트 코폴리머) 를 포함한다. 수용성 폴리머 (예를 들어, 폴리(N-메틸올아크릴아미드), 카르복시메틸 셀룰로오스, 젤라틴, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 알코올, 변성 폴리비닐 알코올) 가 이용되는 것이 바람직하다. 젤라틴, 폴리비닐 알코올 및 변성 폴리비닐 알코올이 이용되는 것이 더욱 바람직하다. 폴리비닐 알코올 및 변성 폴리비닐 알코올이 이용되는 것이 가장 바람직하다.

폴리비닐 알코올 및 변성 폴리비닐 알코올의 퍼센트 감화도는 바람직하게는 70% 내지 100% 이고, 더욱 바람직하게는 80% 내지 100% 이고, 가장 바람직하게는 95% 내지 100% 이다. 폴리비닐 알코올의 중합도는 100 내지 5,000 인 것이 바람직하다.

변성 폴리비닐 알코올은 공중합 변성, 연쇄 전이 변성 또는 블록 중합 변성에 의해 변성기를 폴리비닐 알코올로 도입시킴으로써 획득된다. 공중합시에 도 입되는 변성기의 예는 -COONa, -Si(OX)₃ (X 는 수소 원자 또는 알킬기를 나타낸다), -N(CH₃)₃·Cl, -C₉H₁₉, -COO, -SO₃Na, 및 -C₁₂H₂₅ 를 포함한다. 연쇄 전이 변성에서 도입되는 변성기의 예는 -COONa, -SH, -SC₁₂H₂₅ 를 포함한다. 변성 폴리비닐 알코올의 중합도는 100 내지 3,000 이 바람직하다. 변성 폴리비닐 알코올의 세부사항에 대해서는, JP-A-8-338913, JP-A-9-152509 및 JP-A-9-316127 를 참조할 수 있다.

85% 내지 95% 의 퍼센트 감화도를 가지는 미변성 폴리비닐 알코올 및 알킬티오-변성 폴리비닐 아코올이 특히 바람직하다.

2 종 이상의 폴리비닐 알코올 및 변성 폴리비닐 알코올이 조합되어 이용될 수도 있다.

가교제의 세부사항에 대해, 미국 재발행 특허 23,297 를 참조할 수 있다. 보론 화합물 (예를 들어, 붕산, 붕사) 이 가교제로서 이용될 수도 있다.

바인더 가교제가 대량으로 첨가될 때, 편광막의 내습열성은 향상될 수 있다. 그러나, 가교제가 바인더의 질량에 대하여 50질량% 이상으로 첨가되는 경우, 요오드 또는 이색성 염료의 배향성은 저하된다. 가교제의 첨가량은 바인더에 대하여 바람직하게는 0.1 내지 20질량% 이고, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 15질량% 이다. 이 바인더는 가교 반응의 종료 이후에도 미반응된 가교제를 얼마 정도 함유하고 있다. 그러나, 잔류하는 가교제의 양은 바인더에 대하여 1.0 질량부 이하인 것이 바람직하고, 0.5질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 가교제가 1.0질량% 보다 많은 양으로 바인더에 통합되는 경우, 내구성 문제가 제기되는 몇몇 경우가 있다. 즉, 여기서 통합되는 가교제의 잔류량이 많은 편광막을 포함하는 액정 표시 장치가 장기간 고온 다습한 분위기에서 이용되거나 방치될 때, 편광의 저화가 발생할 수 있다.

여기 채용가능한 이색성 염료의 예는 아조계 염료, 스틸벤계 염료, 피라졸론계 염료, 트리페닐메탄계 염료, 퀴논계 염료, 옥사진계 염료, 티아진계 염료, 및 안트라퀴논계 염료를 포함한다. 이색성 염료는 수용성인 것이 바람직하다. 이색성 염료는 소수성 치환기 (예를 들어, 술포, 아미노, 히드록실) 를 갖는다. 이색성 염료의 구체적인 예는 C.I.Direct Yellow 12, C.I.Direct Orange 39, C.I.Direct Orange 72, C.I.Direct Red 39, C.I.Direct 79, C.I.Direct Red 81, C.I.Direct Red 83, C.I.Direct Red 89, C.I.Direct Violet 48, C.I.Direct Blue 67, C.I.Direct Blue 90, C.I.Direct Green 59, 및 C.I.Acid Red 37 을 포함한다. 이색성 염료의 세부사항은 JP-A-1-161202, JP-A-1-172906, JP-A-1-172907, JP-A-1-183602, JP-A-1-248105, JP-A-1-265205, 및 JP-A-7-261024 를 참조할 수 있다.

이색성 염료는 프리 산 또는 염 (예를 들어, 알칼리 금속염, 암모늄염, 아민염) 의 형태로 이용된다. 다양한 색상을 가지는 편광막은 2 개 이상의 이색성 염료를 배합함으로써 제조될 수 있다. 편광축이 서로 직교할 때 블랙을 나타내는 화합물 (염료) 을 포함하는 편광막 또는 편광막이 블랙을 나타내도록 다양한 이색성 염료를 배합한 편광막은 단일판 투과율 및 편광률이 우수하다.

편광막에서, 바인더는 편광막의 길이 방향 (MD 방향) 에서 연신된다 (연신 방법). 이와 다르게, 이에 따라서 러빙된 바인더는 요오드 및 이색성 염료로 염색된다 (러빙 방법).

연신 방법의 경우, 연신 비율은 2.5 내지 30.0 인 것이 바람직하고, 3.0 내지 10.0 인 것이 더욱 바람직하다. 연신은 건조 공정에서 공기중에서 수행될 수도 있다. 이와 다르게 습식 연신은 수중에서 수행될 수도 있다. 건식 연신 동안 연신 비율은 2.5 내지 5.0 인 것이 바람직하다. 습식 연신 동안 연신 비율은 3.0 내지 10.0 인 것이 바람직하다. 연신은 몇몇 부분으로 수회 나누어 수행될 수도 있다. 몇몇 부분으로 수회 나누어서 바인더를 연신함으로써, 연신 비율이 높을 때에도 바인더는 균일하게 연신될 수 있다. 전체 연신 이전에, 바인더는 약간 가로로 또는 세로로 (가로 수축이 예방될 수 있는 범위로) 연신될 수도 있다.

수율의 관점에서, 바인더는 세로 방향에 대해 10° 내지 80° 의 각도로 연신되는 것이 바람직하다. 이 경우, 연신은 이축 연신에 있어서의 텐터 연신을 우측 에지와 좌측 에지에서 서로 상이한 단계로 수행함으로써 달성될 수 있다. 전술한 이축 연신은 일반적인 필름 형성에서 수행되는 연신과 동일하다. 이축 연신 공정에서, 연신은 우측 에지와 좌측 에지에서 서로 상이한 레이트로 수행된다. 따라서, 연신된 바인더 필름의 두께는 우측 에지와 좌측 에지에서 서로 상이하도록 요구된다. 캐스트 필름 형성 방법에서, 다이는 테이퍼되어 그 좌측과 우측이 바인더 용액의 흐름 레이트가 서로 상이하도록 만들 수 있다.

연신은, 경사각이 액정셀의 세로로 또는 그 교차방향에 대한 액정 표시 장치 를 구성하는 액정셀의 각 측에 적층된 2 장의 편광판의 투과축의 각도와 일치하도록, 수행되는 것이 바람직하다. 경사각은 일반적으로 45°이다. 그러나, 경사각이 반드시 45°일 필요는 없는 투과형, 반사형 및 반투과형 액정 표시 장치가 최근 개발되었다. 따라서, 연신 방향은 액정 표시 장치의 설계에 따라서 임의로 조정되는 것이 바람직하다.

이러한 방법으로, 편광막의 MD 방향에 대해 10°내지 80°의 각도로 기울어져 연신된 바인더 필름이 제조된다.

러빙 방법으로서, 액정 표시 장치에서 액정 분자를 배향하는 단계로서 널리 이용되는 러빙 방법이 적용될 수도 있다. 자세하게는 필름의 표면은 페이퍼, 거즈, 펠트, 러버 또는 나일론 또는 폴리에스테르 섬유로 소정의 방향에서 러빙되어 배향을 달성한다. 일반적으로, 러빙은 균일한 길이 및 두께를 가지는 섬유에 의해 균일하게 짜여진 옷감으로 수 회 그 재료를 러빙함으로써 수행된다. 30㎛ 의 진원도, 원통도 및 휨 (편심) 을 가지는 러빙 롤이 이용되어 러빙을 수행하는 것이 바람직하다. 러빙 롤에서 필름의 래핑 각도 (lapping angle) 는 0.1°내지 90° 인 것이 바람직하다. JP-A-8-160430 에 개시된 바와 같이, 이 필름은 360° 또는 러빙 롤 상에서 권취되어 안정적인 러빙을 달성할 수 있다.

연속적인 길이의 필름에 대한 러빙을 수행하기 위해, 필름은 반송 장치에 의해 1 내지 100m/min 의 속도로 일정한 장력으로 반송되는 것이 바람직하다. 러빙 롤은 필름의 이동 방향에 대해 평행하게 자유롭게 회전하도록 배열되어 러빙 각도의 임의의 사전설정을 달성하는 것이 바람직하다. 러빙 각도는 0°내지 60° 의 범위에서 사전결정되는 것이 바람직하다. 편광막이 액정 표시 장치에 통합될 때, 러빙 각도는 40°내지 50°가 바람직하고, 45°가 특히 바람직하다.

보호막은 편광막의 양측에 제공되는 것이 바람직하다. 보호막의 하나로서, 본 발명의 롤링된 광학 필름의 일부가 이용되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 보호막, 편광막, 광학 이방성층 2 및 광학 이방성층 1 의 순서로 또는 보호막, 편광막, 광학 이방성층 2, 배향층 및 광학 이방성층 1 의 순서로 중첩됨으로써 획득된 적층체가 이용되는 것이 바람직하다. 편광막은 광학 이방성층 1 의 정면 표면에 부착될 수도 있다. 접착은 접착제로 이루어질 수도 있다. 이러한 접착제로서, (아세토아세틸기-, 술폰산기-, 카르복시기- 또는 옥시알킬렌기-, 변성 폴리비닐 알코올을 포함하는) 폴리비닐 알코올계 수지 또는 붕소 화합물의 수용액이 이용될 수도 있다. 폴리비닐 알코올계 수지가 이용되는 것이 바람직하다.

본 발명의 광학 필름과는 반대측의 편광막에 제공되는 보호막으로서, 트리아세틸 셀룰로오스 필름 (Fujitac (TD-80UF): FUJIFILM Corporaion 제조) 이 이용될 수도 있다.

접착층의 건조된 두께는 0.01㎛ 내지 10㎛ 인 것이 바람직하고, 0.05㎛ 내지 5㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.

편광판의 표면에 광-확산 필름 또는 반사방지 필름이 접착될 수도 있다.

(광-확산 또는 반사방지 필름)

도 4 는 광-확산 필름의 대표적인 실시형태를 도시하는 모식적인 단면도이다.

도 4 에 도시된 광-확산 필름 (1) 은 그 내부에 적층된 투명 기판 필름 (2) 및 광-확산층 (3) 을 포함하고, 광-확산층 (3) 은 투광성 수지 (40) 안에 통합된 제 1 투광성 미립자 재료 (41) 및 제 2 투광성 미립자 재료 (42) 를 갖는다. 본 실시형태는 2 가지 피크의 입경 분포를 가지는 (상이한 굴절률을 가지는) 2 개의 투광성 미립자 재료에 대해 설명하지만, 2 가지 피크의 입경 분포를 가지는 (동일한 굴절률을 가지는) 동일한 투광성 미립자 재료가 이용될 수도 있고, 또는, 하나의 투광성 미립자 재료가 이용될 수도 있다.

제 1 투광성 미립자 재료 (41) 는 미립자 실리카 (평균 입경: 1.0㎛; 굴절률: 1.51) 과 같은 투광성 수지로 구성된다. 제 2 투광성 미립자 재료 (42) 는 스티렌 비즈 (평균 입경: 3.5㎛; 굴절률: 1.61) 와 같은 투광성 수지로 구성된다. 광-확산 기능은 투광성 미립자 재료 (41 및 42) 와 투광성 수지 (40) 사이의 굴절률의 차이에 의해 획득될 수 있다. 투광성 미립자 재료 (41 및 42) 와 투광성 수지 (40) 사이의 굴절률의 차이는 0.02 이상 0.15 이하인 것이 바람직하다. 굴절률의 차이가 0.02 미만으로 떨어지면, 원하는 광-확산 효과는 획득될 수 없다. 굴절률의 차이가 0.15 를 초과하면, 그 결과 광-확산 효과는 너무 높고, 이는, 때때로 전체 필름의 백화 (whitening) 를 유발한다. 굴절률의 차이는 0.03 이상 0.13 이하인 것이 더욱 바람직하고, 0.04 이상 0.10 이하인 것이 가장 바람직하다.

편광막이 액정 표시 장치에 이용되는 경우, 반사방지 층은 그 시인측 표면에 제공되는 것이 바람직하다. 또한, 반사방지 층은 편광막의 시인측에 대한 보호 층으로서 기능할 수도 있다. 액정 표시 장치의 시야각에 의한 색미의 변화를 억제하기 위해, 반사방지 층의 내부 헤이즈는 50% 이상으로 사전 결정되는 것이 바람직하다. 반사방지 층의 세부사항에 대해서는, JP-A-2001-33783, JP-A-2001-343646 및 JP-A-2002-328228 를 참조할 수 있다.

본 발명의 광학 필름은 다양한 모드의 액정 표시 장치에 이용될 수 있고, 특히, OCB 모드 액정 표시 장치에 유용하게 이용될 수 있다.

(OCB 모드 액정 표시 장치)

OCB 모드 액정셀은 벤드 배향 모드의 액정셀이고, 여기서 봉상 액정 분자는 액정셀의 상부에서부터 하부까지 실질적으로 대향하는 방향으로 (대칭적으로) 배향된다. 벤드 배향 모드 액정셀을 포함하는 액정 표시 장치에 대한 세부사항에 대해, US 특허 4,583,825 및 5,410,422 를 참조할 수 있다. OCB 모드 액정셀에서, 봉상 액정 분자는 액정셀의 상부에서부터 하부까지 서로 대칭적으로 배향된다. 따라서, 벤드 배향 모드 액정셀은 자기 광학 보상 기능을 갖는다. 이에 따라, 이 액정 모드는 OCB (optically compensated bend) 액정 모드로 지칭된다.

TN 모드 액정셀과 유사하게, OCB 모드 액정셀은 블랙 표시 동안 중앙부에서 세로로 배향되고 기판의 주변부에서는 가로로 배향된 봉상 액정 분자를 갖는다.

액정셀의 값 ㅿn×d 는 바람직하게는 50㎚ 내지 1,000㎚ 이고, 더욱 바람직하게는 500㎚ 내지 1,000㎚ 이다.

액정 표시 장치의 색미 평가는 본 발명의 CIE1976(u'v') 색도 다이어그램에서 이루어졌다. 자세하게는, (TOPCON Co., Ltd. 에서 제조한) Type SR-3 분광 휘도계를 이용하여 블랙 상태에서 색미의 측정이 수행된다. 분광 휘도계에서 u'v' 를 계산하기 위한 계산이 이루어진다. 일반적인 편광판에 의해 발현된 블랙 상태가 평가될 때 블루를 나타내는 값 v' 은 0.45 에 가까운 값이다. 따라서, 블랙 표시 동안 액정 표시 장치의 v' 가 이 값에 가까울수록, 블랙 표시 문제가 적다.

본 발명은 이하의 실시예에서 더 설명된다. 이하 정의된 재료, 시약, 재료의 양 및 비율, 절차 및 다른 요인은, 이들이 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한 적절하게 변화될 수도 있다. 이에 따라, 본 발명의 범위는 이하의 실시에에 구체적으로 한정되지 않는다.

[실시예]

[실시예 1]

(셀룰로오스 아세테이트 용액의 제조)

이하의 성분을 혼합 탱크에 투입한 후, 가열 교반하여 셀룰로오스 아세테이트 용액을 제조하였다.

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셀룰로오스 아세테이트 용액의 조성

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60.9% 의 퍼센트 아실화도를 가지는 셀룰로오스 아세테이트

100 질량부

트리페닐 포스페이트 7.8 질량부

비페닐 디페닐 포스페이트 3.9 질량부

메틸렌 클로라이드 300 질량부

메탄올 45 질량부

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(리타데이션 상승제 용액의 제조)

별도의 혼합 탱크에 60.9% 의 퍼센트 아세틸화도도를 가지는 셀룰로오스 아세테이트 (린터) 의 4질량부, 하기 리타데이션 상승제 25질량부, 미립자 실리카 (평균 입경:20㎚) 의 0.5질량부, 메틸렌 클로라이드의 80질량부 및 메탄올 20질량부를 투입한 후, 교반하고 가열하여 리타데이션 상승제 용액을 제조하였다.

리타데이션 상승제

(광학 이방성층 2 의 제조)

셀룰로오스 아세테이트 용액의 470질량부는 리타데이션 상승제 용액의 18.5 질량부와 혼합되었다. 다음으로, 그 혼합물은 충분히 교반되어 도프를 제조하였다. 셀룰로오스 아세테이트에 대한 리타데이션 상승제의 질량비는 3.5% 였다. 잔류 용매량이 35질량% 인 필름은 밴드로부터 박리되었고, 140℃ 의 온도 와 38% 의 연비 비율로 필름 텐터를 이용하여 가로로 연신된 후, 클립으로부터 분리되어 130℃ 에서 45초 동안 건조되어 셀룰로오스 아세테이트 필름을 광학 이방성층 2 로서 제조하였다. 이에 따라 제조된 광학 이방성층 2 은 0.2질량% 의 잔류 용매량 및 88㎛ 의 두께를 갖는다.

(광학 특성의 측정)

그 후, 이에 따라 제조된 광학 이방성층 2 은 (Ouji Scientific Instruments Co., Ltd. 가 제조한) KOBRA 21ADH 엘립소미터기를 이용하여 550㎚ 의 파장에서 Re₂(550) 에 대해 측정되었다. 그 결과는 45㎚ 였다. 또한, 광학 이방성층 2 은, ±40°의 스윙이 스윙축으로서 면내 지상축으로 이루어진 경우에 발현된 리타데이션 값 Re₂(40°) 및 Re₂(-40°) 에 대해 측정되었다. 그 후, 이러한 측정은 엘립소미터기에 의해 Rth₂(550) 가 산출되었다. 그 결과는 175㎚ 였다.

(광학 이방성층 2 의 감화)

칼륨 수산화물의 1.5mol/L 이소프로필 알코올 용액을 25ml/m² 의 레이트로 이와 같이 제조된 광학 이방성층 2 의 일측에 도포하였다. 코팅된 광학 이방성층은 5 초간 25℃ 에서 유지되고, 10 초 동안 흐르는 물에서 세정된 후, 25℃ 로 바람이 쐬어져서, 필름의 표면이 건조되었다. 이러한 방법에서, 광학 이방성층 2 은 그 일측만이 감화되었다.

(배향막의 형성)

다음으로, #14 와이어 바 코터를 이용하여 24ml/m² 의 레이트로 그 감화된 표면상의 광학 이방성층 2 에 이하의 조성을 가지는 배향막 도포액이 도포되었다. 도포된 광학 이방성층은 60 초 동안 60℃ 의 뜨거운 공기에서 건조된 후, 150 초 동안 90℃ 의 뜨거운 공기에서 더 건조되었다.

후속하여, 이렇게 형성된 필름은 광학 이방성층 2 의 연신 방향 (실질적으로 지상축과 동일) 에 대해 45°의 방향에서 러빙 처리가 수행되었다.

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(배향막 도포액의 조성)

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이하 나타난 변성 폴리비닐 알코올 10질량부

물 371질량부

메탄올 119질량부

글루타르알데히드(가교제) 0.5질량부

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변성 폴리비닐 알코올

(광학 이방성층 1 의 제조)

메틸 에틸 케톤의 400.0 질량부에, D-524 에 나타난 디스코틱 화합물의 80질량부, 이하의 디스코틱 화합물 (A) 의 20질량부, 이하의 공기 계면 배향 제어제의 0.4질량부, 광중합 개시제 (Ciba-Geigy Inc. 제조의 Irgacure 907) 의 3질량부 및 증감제 (Nippon Kayaku Corporation 제조의 Kayacure DETX) 의 1 질량부를 용해하여 도포액을 제조하였다. 다음으로, 이렇게 제조된 도포액은 #3.0 와이어바를 이용하여 배향막에 도포되었다. 배향막을 금속 프레임에 부착한 후 2 분 동안 110℃ 일정한 온도 탱크에서 가열하여 디스코틱 액정 화합물이 배향시켰다. 그 후, 도포 재료는 1 분 동안 80℃ 에서 120W/cm 고압 수은 증기 램프로부터 자외선으로 조사되어, 디스코틱 액정 화합물이 중합되었다. 그 후, 이 재료는 실온으로 냉각되었다. 이러한 방법으로, 광학 이방성층 1 이 형성되어 광학-보상 시트를 제조하였다.

공기 계면 배향 제어제 V-(1)

디스코틱 액정 화합물 (A)

(광학 특성의 측정)

전술한 것과 동일한 방식이고, 배향막은 유리 시트 상부에 형성되었다. 광학 이방성층 1 은 배향막 상부에 형성되었다. 이에 따라 형성된 광학 이방성층 1 은 KOBRA 21ADH 엘립소미터기를 이용하여 550㎚ 의 파장에서 Re(550) 에 대해 측정되었다. 그 결과는 31.1㎚ 였다. KOBRA 21ADH 엘립소미터기를 이용하여, 광학 이방성층 1 의 리타데이션이 450㎚ 및 650㎚ 의 파장에서 측정되었다. 그 결과, Re(450)/Re(650) 은 1.17 이었다. 또한, 광학 이방성층 1 의 두께가 측정되었다. 그 결과는 0.9㎛ 였다. UV3150 분광광도계 (Shimadzu Corporation 제조) 로 D-524 의 최대 흡수 파장이 측정되었고, 이는 245㎚ 였다. 전술한 디스코틱 액정 화합물 (A) 의 최대 흡수 파장은 285㎚ 였다.

(타원 편광판의 제조)

연신된 폴리비닐 알코올 필름은 요오드를 흡수하여 편광막을 제조하였다. 그 후, 이에 따라 제조된 광학 보상 시트는 그 광학 이방성층 2 측 상의 편광막의 일측에 폴리비닐 알코올계 접착제로 부착되었다. 광학 이방성층 2 의 지상축과 편광막의 투과축이 서로 평행하도록, 2 개의 컴포넌트가 배치되었다.

시판중인 셀룰로오스 아세테이트 필름 (FUJITAC TD80UF, FUJIFILM Corporation 제조) 은 전술한 방법과 동일한 방법으로 감화된 후, 편광막의 다른 측 (광학 보상 시트의 반대측) 에 폴리비닐 알코올계 접착제로 부착되었다. 이러한 방법으로, 타원 편광판이 제조되었다.

(벤드-배향 액정셀의 제조)

폴리이미드 필름은 배향막으로서 ITO 전극을 가지는 유리 기판상에 제공되었다. 이에 따라 제조된 배향막에는 러빙 처리가 수행되었다. 이에 따라 획득된 2 매의 유리 기판은, 그 러빙 방향이 서로 평행한 배열로 적층되었다. 그 후, 셀 갭은 4.1㎛ 로 사전결정되었다. 다음으로, 셀 갭은 0.1396 (ZLI1132, Merck Ltd. 제조) 의 ㅿn(550) 을 가지는 액정 화합물로 충진되어 벤드 배향 액정셀을 제조하였다.

(액정 표시 장치의 제조 및 평가)

앞서 제조된 액정셀 및 2 매의 편광판은 조합되어 액정 표시 장치를 제조하였다. 편광판의 광학 이방성층 1 과 액정셀의 기판이 서로 대향하고, 액정셀의 러빙 방향 및 액정셀에 대향된 광학 이방성층 1 의 러빙 방향이 서로 평행하지 않도록, 액정셀 및 2 매의 편광판이 배치되었다.

이에 따라 제조된 액정 표시 장치는 백라이트 위에 배치되었다. 그 후, 55Hz 의 구형파 전압이 액정 표시 장치의 벤드 배향 액정셀에 인가되었다. BM-5 휘도계형 (TOPCON Co.,Ltd. 제조) 을 이용하여, 전압을 조절하면서 블랙 휘도 (정면 휘도) 가 최소에 도달하는 액정 표시 장치의 전압에 대해 측정되었다.

그 후, 동일한 휘도계 (BM-5, TOPCON Co.,Ltd. 제조) 를 이용하여, 액정 표시 장치는 스크린의 중앙에서 블랙 휘도 및 화이드 휘도 (정면 휘도) 에 대해 측정되었다. 다음으로, 정면 콘트라스트의 측정이 산출되었다.

BM-5 휘도계 (TOPCON Co.,Ltd. 제조) 를 이용하여, 액정 표시 장치는 인가된 전압이 변화되는 상부, 하부, 우측 및 좌측 방향에서 휘도에 대해 측정되었다. 측정으로부터, 계조 반전의 발생 각도 (수직 반전 시야각 및 수평 반전 시야각) 가 측정되었다. SR-3 분광 휘도계 (TOPCON Co., Ltd. 제조) 를 이용하여, 액정 표시 장치가 블랙 상태의 색미에 대해 측정되었다. EZ-CONTRAST 측정 장치를 이용하여, 액정 표시 장치가 콘트라스트 시야각 (수직 콘트라스트 시야각 및 수평 콘트라스트 시야각) 에 대해 측정되었다. 여기서 이용되는 용어 "콘트라스트 시야각" 은 화이트 표시 동안 휘도 대 블랙 표시 동안 휘도의 비가 10 이상인 각도를 나타내는 것으로 의도된다.

그 결과는 표 1 에 설명된다.

SR-3 (TOPCON Co.,Ltd.) 를 이용하여, 백라이트 상부에 배치되고 그 투과축이 서로에 대해 수직하도록 배치된 시판중인 2 매의 선형 편광판은 블랙 상태에서 색미에 대해 측정되었다. 그 결과로서, v' 는 0.45 였다.

[실시예 2]

광학 이방성층 2 및 배향막은 실시예 1 에서와 동일한 방법으로 제조되었다.

(광학 이방성층 1 의 제조)

메틸 에틸 케톤의 400.0질량부에, D-524 로서 예시된 디스코틱 액정 화합물의 85질량부, D-89 로서 예시된 디스코틱 액정 화합물의 15질량부, 공기 계면 배향 제어제 V-(1) 의 0.4질량부, 광중합 개시제 (Irgacure 907, Ciba-Geigy Inc. 제조) 의 3질량부 및 증감제 (Kayacure DETX, Nippon Kayaku Corporation 제조) 의 1질량부가 용해되어 도포액을 제조하였다. 이에 따라 제조된 도포액은 #3.0 와이어 바를 이용하여 배향막에 도포되었다. 배향막을 금속 프레임에 부착한 후 2 분 동안 110℃ 일정 온도 탱크에서 가열되어, 디스코틱 액정 화합물이 배향되었다. 그 후, 이 디스코틱 액정 화합물이 중합되도록, 도포된 재료는 1 분 동안 80℃ 에서 120W/cm 고압 수은 증기 램프로부터 자외선으로 조사되었다. 그 후, 이 재료는 실온으로 냉각되었다. 이 방법으로, 광학 이방성층 1 이 형성되어 광학 보상 시트를 제조하였다.

(광학 특성의 측정)

전술한 것과 동일한 방법으로, 배향막이 유리 시트 상부에 형성되었다. 다음으로, 광학 이방성층 1 이 배향막 상부에 형성되었다. 이에 따라 형성된 광학 이방성층 1 은 KOBRA 21ADH 엘립소미터기를 이용하여 550㎚ 의 파장에서 Re(550) 에 대해 측정되었다. 그 결과는 30.9㎚ 였다. KOBRA 21ADH 엘립소미터기를 이용하여, 광학 이방성층 1 은 450㎚ 및 650㎚ 파장에서 리타데이션에 대해 측정되었다. 그 결과, Re(450)/Re(650) 은 1.15 였다. 광학 이방성층 1 의 두께에 대해서도 측정되었다. 그 결과는 0.9㎛ 였다. D-89 의 최대 흡수 파장이 측정되었고, 이는, 261㎚ 였다.

(타원 편광판의 제조)

타원 편광판은 실시예 1 에서와 동일한 방법으로 제조되었다.

(벤드-배향 액정셀의 제조)

벤드-배향 액정셀 및 액정 표시 장치는 실시예 1 에서와 동일한 방법으로 제조되었다. 따라서, 실시예 2 의 액정 표시 장치가 제조되었다. 액정 표시 장치 평가의 결과가 표 1 에 설명된다.

[실시예 3]

광학 이방성층 2 및 배향막이 실시예 1 에서와 동일한 방법으로 제조되었다.

(광학 이방성층 1 의 제조)

메틸 에틸 케톤의 300.0질량부에, 이하 예시된 디스코틱 액정 화합물 (B) 의 90질량부, 전술한 디스코틱 액정 화합물 (A) 의 10질량부, 공기 계면 배향 제어제 V-(1) 의 0.4질량부, 광중합 개시제 (Irgacure 907, Ciba-Geigy Inc. 제조) 의 3질량부 및 증감제 (Kayacure DETX, Nippon Kayaku Corporation 제조) 의 1질량부가 용해되어 도포액을 제조하였다. 이에 따라 제조된 도포액은 #3.0 와이어 바를 이용하여 배향막 상에 도포된다. 배향막을 금속 프레임에 부착한 후 2 분 동안 100℃ 일정 온도 탱크에서 가열되어, 디스코틱 액정 화합물이 배향되었다. 그 후, 도포된 재료가 1 분 동안 80℃ 에서 120W/cm 고압 수은 증기 램프로부터의 자외선으로 조사되어, 디스코틱 액정 화합물이 중합되었다. 그 후, 이 재료는 실온으로 냉각되었다. 이 방법으로, 광학 이방성층 1 이 형성되어 광학-보상 시트가 제조되었다.

디스코틱 액정 화합물 (B)

(광학 특성의 측정)

전술한 방법과 동일한 방법으로, 배향막이 유리 시트 상부에 형성되었다. 그 후, 광학 이방성층 1 이 배향막 상부에 형성되었다. 이에 따라 형성된 광학 이방성층 1 은 KOBRA 21ADH 엘립소미터기를 이용하여 550㎚ 의 파장에서 Re(550) 에 대해 측정되었다. 그 결과는 30.6㎚ 였다. KOBRA 21ADH 엘립소미터기를 이용하여, 광학 이방성층 1 이 450㎚ 및 650㎚ 의 파장에서 리타데이션에 대해 측정되었다. 그 결과, Re(450)/Re(650) 은 1.20 였다. 광학 이방성층 1 의 두께에 대해서도 측정되었다. 그 결과는 1.5㎛ 였다. 디스코틱 액정 화합물 (B) 의 최대 흡수 파장이 측정되었고, 이는 260㎚ 였다.

(타원 편광판의 제조)

(벤드 배향 액정셀의 제조)

벤드 배향 액정셀 및 액정 표시 장치가 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 제조되었다. 따라서, 실시예 3 의 액정 표시 장치가 제조되었다. 평가된 결과는 표 1 에 나타났다.

[실시예 4]

(광학 이방성층 1 의 제조)

메틸 에틸 케톤의 400.0질량부에, 이하 예시되는 봉상 액정화합물 (A) 의 80질량부, 이하 예시되는 봉상 액정 화합물 (B) 의 20질량부, 공기 계면 배향 제어제 V-(1) 의 0.4질량부, 광중합 개시제 (Irgacure 907, Ciba-Geigy Inc. 제조) 의 3질량부 및 증감제 (Kayacure DETX, Nippon Kayaku Corporation 제조) 의 1질량부가 용해되어 도포액을 제조하였다. 이에 따라 제조된 도포액은 #3.0 와이어 바를 이용하여 배향막 상에 도포된다. 배향막을 금속 프레임에 부착한 후, 2 분 동안 90℃ 일정 온도 탱크에서 가열되어, 봉상 액정 화합물이 배향되었다. 그 후, 도포된 재료가 1 분 동안 60℃ 에서 120W/cm 고압 수은 증기 램프로부터의 자외선으로 조사되어, 봉상 액정 화합물이 중합되었다. 그 후, 이 재료는 실온으로 냉각되었다. 이 방법으로, 광학 이방성층 1 이 형성되어 광학-보상 시트가 제조되었다.

봉상 액정 화합물 (A)

봉상 액정 화합물 (B)

(광학 특성의 측정)

전술한 방법과 동일한 방법으로, 배향막이 유리 시트 상부에 형성되었다. 그 후, 광학 이방성층 1 이 배향막 상부에 형성되었다. 이에 따라 형성된 광학 이방성층 1 은 KOBRA 21ADH 엘립소미터기를 이용하여 550㎚ 의 파장에서 Re(550) 에 대해 측정되었다. 그 결과는 31.6㎚ 였다. KOBRA 21ADH 엘립소미터기를 이용하여, 광학 이방성층 1 이 450㎚ 및 650㎚ 의 파장에서 리타데이션에 대해 측정되었다. 그 결과, Re(450)/Re(650) 은 1.20 였다. 광학 이방성층 1 의 두께에 대해서도 측정되었다. 그 결과는 1.0㎛ 였다. 봉상 액정 화합물 (A) 의 최대 흡수 파장이 측정되었고, 이는 270㎚ 였다. 봉상 액정 화합물 (B) 의 최대 흡수 파장이 측정되었고, 이는 236㎚ 였다.

(타원 편광판의 제조)

(벤드 배향 액정셀의 제조)

벤드 배향 액정셀 및 액정 표시 장치가 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 제조되었다. 따라서, 실시예 4 의 액정 표시 장치가 제조되었다. 평가된 결과는 표 1 에 나타났다.

[실시예 5]

(광학 이방성층 1 의 제조)

메틸 에틸 케톤의 400.0질량부에, 이하 예시되는 봉상 액정 화합물 (C) 의 40질량부, 이하 예시되는 봉상 액정 화합물 (D) 의 60질량부, 공기 계면 배향 제어제 V-(1) 의 0.4질량부, 광중합 개시제 (Irgacure 907, Ciba-Geigy Inc. 제조) 의 3질량부 및 증감제 (Kayacure DETX, Nippon Kayaku Corporation 제조) 의 1질량부가 용해되어 도포액을 제조하였다. 이에 따라 제조된 도포액은 #3.0 와이어 바를 이용하여 배향막 상에 도포되었다. 배향막을 금속 프레임에 부착한 후, 3 분 동안 80℃ 일정 온도 탱크에서 가열되어, 봉상 액정 화합물이 배향되었다. 그 후, 도포된 재료가 1 분 동안 50℃ 에서 120W/cm 고압 수은 증기 램프로부터의 자외선으로 조사되어, 봉상 액정 화합물이 중합되었다. 그 후, 이 재료는 실온으로 냉각되었다. 이 방법으로, 광학 이방성층 1 이 형성되어 광학-보상 시트가 제조되었다.

봉상 액정 화합물 (C)

봉상 액정 화합물 (D)

(광학 특성의 측정)

전술한 방법과 동일한 방법으로, 배향막이 유리 시트 상부에 형성되었다. 그 후, 광학 이방성층 1 이 배향막 상부에 형성되었다. 이에 따라 형성된 광학 이방성층 1 은 KOBRA 21ADH 엘립소미터기를 이용하여 550㎚ 의 파장에서 Re(550) 에 대해 측정되었다. 그 결과는 31.3㎚ 였다. KOBRA 21ADH 엘립소미터기를 이용하여, 광학 이방성층 1 이 450㎚ 및 650㎚ 의 파장에서 리타데이션에 대해 측정되었다. 그 결과, Re(450)/Re(650) 은 1.10 였다. 광학 이방성층 1 의 두께에 대해서도 측정되었다. 그 결과는 0.9㎛ 였다. 봉상 액정 화합물 (C) 의 최대 흡수 파장이 측정되었고, 이는 260㎚ 였다. 봉상 액정 화합물 (D) 의 최대 흡수 파장이 측정되었고, 이는 220㎚ 였다.

(타원 편광판의 제조)

(벤드 배향 액정셀의 제조)

벤드 배향 액정셀 및 액정 표시 장치가 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 제조되었다. 따라서, 실시예 5 의 액정 표시 장치가 제조되었다. 평가된 결과를 표 1 에 나타내었다.

[비교예 1]

(광학 이방성층 1 의 제조)

메틸 에틸 케톤의 204.0질량부에, 전술한 디스코틱 화합물 (A) 의 91질량부, 에틸렌 산화물-변성 트리메틸올프로판 트리아실레이트 (V#360) (OSAKA ORGANIC CHEMICAL INDUSTRY LTD. 제조) 의 9질량부, 실시예 1 에 이용된 공기 계면 배향 제어제의 0.4질량부, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 (CAB531-1, Eastman Chemical Inc. 제조) 의 1질량부, 광중합 개시제 (Irgacure 907, Ciba-Geigy Inc. 제조) 의 3질량부 및 증감제 (Kayacure DETX, Nippon Kayaku Corporation 제조) 의 1질량부가 용해되어 도포액을 제조하였다. 이에 따라 제조된 도포액은 #3.4 와이어 바를 이용하여 배향막에 도포되었다. 배향막을 금속 프레임에 부착한 후, 150 초 동안 120℃ 일정 온도 탱크에서 가열되었다. 그 후, 도포된 재료가 1 분 동안 110℃ 에서 120W/cm 고압 수은 증기 램프로부터의 자외선으로 조사되어, 디스코틱 화합물이 중합되었다. 그 후, 이 재료는 실온으로 냉각되었다. 이 방법으로, 광학 이방성층 1 이 형성되어 광학-보상 시트가 제조되었다.

(광학 특성의 측정)

전술한 방법과 동일한 방법으로, 배향막이 유리 시트 상부에 형성되었다. 그 후, 광학 이방성층 1 이 배향막 상부에 형성되었다. 이에 따라 형성된 광학 이방성층 1 은 KOBRA 21ADH 엘립소미터기를 이용하여 550㎚ 의 파장을 가지는 광을 통해 리타데이션 값 Re(550) 에 대해 측정되었다. 그 결과는 30.5㎚ 였다. KOBRA 21ADH 엘립소미터기를 이용하여, 광학 이방성층 1 이 450㎚ 및 650㎚ 의 파장에서 리타데이션에 대해 측정되었다. 그 결과, Re(450)/Re(650) 은 1.27 였다. 광학 이방성층 1 의 두께에 대해서도 측정되었다. 그 결과는 1.6㎛ 였다.

(타원 편광판의 제조)

(벤드 배향 모드 액정 표시 장치의 제조)

벤드 배향 액정셀은 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 제조되었다. 액정 표시 장치는 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 벤드 배향 액정셀로부터 제조되어 비교예 1 의 액정 표시 장치를 제공하였다. 액정 표시 장치의 평가 결과는 표 1 에 설명되었다.

(결론)

표 1 의 결과에서 나타나듯이, 본 발명의 액정 표시 장치는 블랙 표시 동안 높은 정면 콘트라스트, 넓은 수직 및 수평 콘트라스트 시야각 및 수직 및 수평 반전 시야각 및 약간 청색같은 색미를 나타낸다.

반대로, 광학 이방성층 1 에서 복수의 액정 화합물을 함유하지 않고, Re(450)/Re(650) 이 1.25 이하인 요구사항을 만족하는 비교예 1 은 블랙 표시 동안 낮은 정면 콘트라스트 및 높은 청색같은 색미를 나타낸다.

본 발명에 따르면, 광학 보상 시트에 함유된 광학 이방성층은 서로 상이한 구조를 가지는 디스코틱 액정 화합물을 혼합함으로써 형성된다. 그 결과, 액정셀, 특히 벤드 배향 모드의 액정셀에 이용되는 액정 분자의 파장 분산을 위해 채택된 파장 분산을 가지는 광학 필름 (광학 보상 필름) 이 제공될 수 있다.

본 발명에 따르면, 블랙 표시 동안 정면과 수평 및 수직 극각에서 현저하게 저하된 투과율을 가지며, 높은 콘트라스트, 블랙 표시 동안 어떠한 색미의 문제도 없으며 어떠한 계조 반전도 없는 양호한 이미지를 제공할 수 있는 우수한 시야각 특성을 가지는 액정 표시 장치가 제공될 수 있다.

외국 우선권의 이점이 본 출원에 주장되는 각각의 및 모든 외국 특허 출원의 전체 개시는 충분히 설명된 것처럼 참조로서 본 명세서에 통합된다.

Claims

제 1 광학 이방성층 및 제 2 광학 이방성층을 포함하는 적어도 2 개의 광학 이방성층을 구비하는 광학 필름으로서,

상기 제 1 광학 이방성층은 서로 상이한 구조를 가지는 2 종 이상의 액정 화합물을 혼합함으로써 형성된, 광학 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 광학 이방성층은 수학식 (1) 을 만족하고:

Re(450)/Re(650) < 1.25 (1)

여기서, Re(450) 및 Re(650) 은 각각 450㎚ 및 650㎚ 의 파장에서 상기 제 1 광학 이방성층의 면내 리타데이션 값 (단위: ㎚) 을 나타내는, 광학 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 광학 이방성층을 구성하는 상기 2 종 이상의 액정 화합물 중 적어도 하나는 디스코틱 액정 화합물인, 광학 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 2 종 이상의 액정 화합물 중 적어도 하나는 삼치환된 (trisubstituted) 벤젠 골격 디스코틱 액정 화합물인, 광학 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 2 종 이상의 액정 화합물 중 적어도 하나는 트리페닐렌 골격 디스코틱 액정 화합물인, 광학 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 광학 이방성층은 셀룰로오스 아실레이트 필름을 포함하는, 광학 필름.
편광막; 및

상기 편광막의 양측에 배치된 적어도 2 개의 보호막들을 포함하는 편광판으로서,

상기 적어도 2 개의 보호막들 중 적어도 하나는 제 1 항에 기재된 광학 필름인, 편광판.
액정셀; 및

제 7 항에 기재된 편광판을 포함하는, 액정 표시 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 액정 표시 장치는 OCB 모드인, 액정 표시 장치.