KR20080072887A - 액정 패널 및 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20080072887A
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겐타로우 다케다
나오 무라카미
준이치 나가세
도시유키 이이다
간토 고바야시
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

화면 콘트라스트가 우수하고, 컬러 시프트가 작고, 또한 표시 불균일이 작은 액정 패널을 제공하는 것.
본 발명의 액정 패널은, 액정셀과 제 1 편광자와 제 2 편광자와 보호층과 제 1 광학 보상층 및 제 2 광학 보상층을 구비하고,
그 보호층이, 0㎚≤Δnd(550)≤10㎚ 및 0㎚≤Rth(550)≤20㎚ 의 관계를 가지고, 그 제 1 광학 보상층이, 광 탄성 계수의 절대값이 40×10-12(㎡/N) 이하이며, 또한 Δnd(380)<Δnd(550)<Δnd(780), nx>ny≥nz 및 90㎚≤Δnd(550)≤200㎚ 의 관계를 가지고, 그 제 2 광학 보상층이, Rth(380)>Rth(550)>Rth(780) 및 nx=ny>nz 의 관계를 갖는다.
액정셀, 편광자, 보호층, 광학 보상층

Description

액정 패널 및 액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL PANEL AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은, 액정 패널 및 액정 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은, 제 1 편광자와 제 2 편광자 사이에 적어도 2 개의 광학 보상층을 갖는 액정 패널 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.
VA 모드 또는 OCB 모드의 액정셀은, 전압 무인가시에 액정 분자가 수직 방향으로 배향되어 있다. 그 때문에, 액정 패널을 경사 방향에서 본 경우에는, 외관 상, 액정 분자가 경사 방향으로 배향된 상태가 되고, 당해 경사 방향으로부터의 광의 편광 상태가 액정의 복굴절에 의해 변화되어, 편광판으로부터의 광 누출이 발생된다. 또, 편광판은, 그 흡수축이 직교하도록 적층 배치함으로써 광을 차단하는데, 그러한 적층 상태의 편광판을 경사 방향에서 본 경우에는, 외관상, 편광판의 흡수축이 비직교 상태가 되어, 편광판으로부터의 광 누출이 발생된다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해서, nx>ny>nz (nx 는 지상축 방향의 굴절률, ny 는 진상축 방향의 굴절률, nz 는 두께 방향의 굴절률을 나타낸다) 의 관계를 갖는 2 축 광학 보상판을 사용하여, 액정의 복굴절과 편광판의 축 어긋남에 의한 광 누출에 대한 영향을 보상하는 기술이 개시되어 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1 ∼ 5 참조). 그러나, 이들의 기술은 화면 콘트라스트의 향상, 컬러 시프트의 저감 및 표시 불균일의 억제가 모두 불충분하다.
〔특허 문헌 1〕일본 특허출원 제2003-926호
〔특허 문헌 2〕일본 특허출원 제2003-27488호
〔특허 문헌 3〕일본 특허출원 제2003-38734호
〔특허 문헌 4〕일본 특허출원 제2002-63796호
〔특허 문헌 5〕일본 특허출원 제2002-222830호
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 복잡한 수단을 부가하지 않고, 화면 콘트라스트가 우수하고, 컬러 시프트가 작으며, 또한 표시 불균일이 작은 액정 패널 및 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명의 액정 패널은, 액정셀과 ; 그 액정셀의 일방의 측에 배치된 제 1 편광자와 ; 그 액정셀의 타방의 측에 배치된 제 2 편광자와 ; 그 제 1 편광자 또는 그 제 2 편광자의 그 액정셀측에 배치된 보호층과 ; 그 제 1 편광자와 그 제 2 편광자 사이에 배치된, 제 1 광학 보상층 및 제 2 광학 보상층을 구비한다. 그 보호층은, 하기 식 (1) 및 (2) 의 관계를 가지고, 그 제 1 광학 보상층은, 그 보호층의 액정셀측에 배치되고, 광 탄성 계수의 절대값이 40 × 10-12(㎡/N) 이하이며, 또한 하기 식 (3), (4) 및 (5) 의 관계를 가지고, 그 제 2 광학 보상층이, 하기 식 (6) 및 (7) 의 관계를 갖는다.
0㎚≤Δnd(550)≤10㎚ …(1)
0㎚≤Rth(550)≤20㎚ …(2)
Δnd(380)<Δnd(550)<Δnd(780) …(3)
nx>ny≥nz …(4)
90㎚≤Δnd(550)≤200㎚ …(5)
Rth(380)>Rth(550)>Rth(780) …(6)
nx=ny>nz …(7)
여기서, Δnd(380), Δnd(550) 및 Δnd(780) 는, 각각, 23℃ 에 있어서의 파장 380㎚, 550㎚ 및 780㎚ 에서 측정한 면내의 위상차를 나타내고, Rth(380), Rth(550) 및 Rth(780) 는, 각각, 23℃ 에 있어서의 파장 380㎚, 550㎚ 및 780㎚ 에서 측정한 두께 방향의 위상차를 나타내며, nx, ny 및 nz 는, 각각, 지상축 방향, 진상축 방향 및 두께 방향의 굴절률을 나타낸다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 1 광학 보상층 및 상기 제 2 광학 보상층은, 상기 액정셀을 기준으로 하여 각각 다른 측에 배치되어 있다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 1 광학 보상층은, Δnd(780)/Δnd(550)>1.10 의 관계를 갖는다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 1 광학 보상층은 셀룰로오스계 재료를 포함한다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 셀룰로오스계 재료의 아세틸 치환도 (DSac) 및 프로피오닐 치환도 (DSpr) 가 2.0≤DSac+DSpr≤3.0 이고, 1.0≤DSpr≤3.0 이다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 2 광학 보상층은 Rth(780)/Rth(550)
<0.95 의 관계를 갖는다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 2 광학 보상층을 구성하는 재료가 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리에테르케톤, 폴리아미드이미드 및 폴리에스테르이미드로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 비액정성 폴리머이다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 액정셀은 VA 모드 또는 OCB 모드이다.
본 발명의 다른 국면에 의하면, 액정 표시 장치가 제공된다. 이 액정 표시 장치는 상기의 액정 패널을 포함한다.
발명의 효과
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 제 1 편광자와 제 2 편광자 사이에, 상기의 광학 특성을 갖는 제 1 광학 보상층 및 제 2 광학 보상층을 배치시킴으로써, 화면 콘트라스트를 향상시키고, 또한 컬러 시프트를 저감시킬 수 있다. 또한, 광 탄성 계수의 절대값이 40 × 10-12(㎡/N) 이하인 제 1 광학 보상층을 형성함으로써, 편광자의 수축 응력이나 백라이트의 열에서 기인하는 위상차 불균일을 방지하고 표시 불균일을 억제할 수 있다. 그 결과, 복잡한 수단을 부가하지 않고, 화면 콘트라스트가 우수하고, 컬러 시프트가 작으며, 또한 표시 불균일이 작은 액정 패널 및 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 액정 패널의 개략 단면도이다.
도 2 는, 본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 의한 액정 패널의 개략 단면도이다.
도 3 은, 본 발명의 액정 표시 장치가 VA 모드인 액정셀을 채용하는 경우에, 액정층의 액정 분자의 배향 상태를 설명하는 개략 단면도이다.
도 4 는, 본 발명의 액정 표시 장치가 OCB 모드인 액정셀을 채용하는 경우에, 액정층의 액정 분자의 배향 상태를 설명하는 개략 단면도이다.
도 5 의 (a) 및 도 5 의 (b) 는 본 발명의 실시예 1 의 액정 패널의 컬러 시프트의 측정 결과이고, 도 5 의 (c) 는 본 발명의 실시예 1 의 액정 패널의 콘트라스트의 시야각 의존성을 나타내는 레이더 차트이다.
도 6 의 (a) 및 도 6 의 (b) 는 비교예 1 의 액정 패널의 컬러 시프트의 측정 결과이고, 도 6 의 (c) 는 비교예 1 의 액정 패널의 콘트라스트의 시야각 의존성을 나타내는 레이더 차트이다.
도 7 의 (a) 및 도 7 의 (b) 는 비교예 2 의 액정 패널의 컬러 시프트의 측 정 결과이고, 도 7 의 (c) 는 비교예 2 의 액정 패널의 콘트라스트의 시야각 의존성을 나타내는 레이더 차트이다.
도 8 의 (a) 및 도 8 의 (b) 는 비교예 3 의 액정 패널의 컬러 시프트의 측정 결과이고, 도 8 의 (c) 는 비교예 3 의 액정 패널의 콘트라스트의 시야각 의존성을 나타내는 레이더 차트이다.
도 9 의 (a) 및 도 9 의 (b) 는 비교예 4 의 액정 패널의 컬러 시프트의 측정 결과이고, 도 9 의 (c) 는 비교예 4 의 액정 패널의 콘트라스트의 시야각 의존성을 나타내는 레이더 차트이다.
도 10 의 (a) 는 본 발명의 실시예 1 의 액정 표시 장치의 흑색 화상 표시시의 관찰 사진이고, 도 10 의 (b) 는 비교예 4 의 액정 표시 장치의 흑색 화상 표시시의 관찰 사진이다.
※부호의 설명※
10 … 액정셀
20 … 제 1 편광자
20' … 제 2 편광자
30 … 제 1 광학 보상층
40 … 제 2 광학 보상층
50 … 보호층
11, 11' … 기판
12 … 액정층
100 … 액정 패널
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시형태로 한정되는 것은 아니다.
(용어 및 기호의 정의)
본 명세서에 있어서의 용어 및 기호의 정의는 하기와 같다 :
(1)「nx」는 면내의 굴절률이 최대가 되는 방향 (즉, 지상축 방향) 의 굴절률이고, 「ny」는 면내에서 지상축에 수직인 방향 (즉, 진상축 방향) 의 굴절률이며, 「nz」는 두께 방향의 굴절률이다. 또, 예를 들어「nx = ny」는 nx 와 ny 가 엄밀하게 동등한 경우뿐만 아니라, nx 와 ny 가 실질적으로 동등한 경우도 포함한다. 본 명세서에 있어서 「실질적으로 동등한」이란, 광학 보상층 부착 편광판의 전체적인 편광 특성에 실용상 영향을 미치지 않는 범위에서 nx 와 ny 가 상이한 경우도 포함하는 취지이다.
(2) 「면내 위상차 Δnd(550)」는, 23℃ 에 있어서의 파장 550㎚ 의 광에서 측정한 층 (필름) 면내의 위상차 값을 말한다. Δnd(550) 는, 파장 550㎚ 에 있어서의 층 (필름) 의 지상축 방향, 진상축 방향의 굴절률을 각각 nx, ny 로 하고, d(㎚) 를 층 (필름) 의 두께로 했을 때, 식 : Δnd=(nx-ny)×d 에 의해 구해진다. 또한, 「면내 위상차 Δnd(380)」 는, 23℃ 에 있어서의 파장 380㎚ 의 광에서 측정한 층 (필름) 면내의 위상차 값을 말하고, 「면내 위상차 Δnd(780)」는, 23℃ 에 있어서의 파장 780㎚ 의 광에서 측정한 층 (필름) 면내의 위상차 값을 말한다.
(3)「두께 방향의 위상차 Rth(550)」는, 23℃ 에 있어서의 파장 550㎚ 의 광에서 측정한 두께 방향의 위상차 값을 말한다. Rth(550) 는, 파장 550㎚ 에 있어서의 층 (필름) 의 지상축 방향, 두께 방향의 굴절률을 각각 nx, nz 로 하고, d(㎚) 를 층 (필름) 의 두께로 했을 때, 식 : Rth=(nx-nz)×d 에 의해 구해진다. 또한, 「두께 방향의 위상차 Rth(380)」는, 23℃ 에 있어서의 파장 380㎚ 의 광에서 측정한 두께 방향의 위상차 값을 말하고, 「두께 방향의 위상차 Rth(780)」는, 23℃ 에 있어서의 파장 780㎚ 의 광에서 측정한 두께 방향의 위상차 값을 말한다.
A. 액정 패널의 전체 구성
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 의한 액정 패널의 개략 단면도이다. 이 액정 패널 (100) 은, 액정셀 (10) 과 ; 액정셀 (10) 의 일방의 측 (도시예에서는 시인측) 에 배치된 제 1 편광자 (20) 와 ; 액정셀 (10) 의 타방의 측 (도시예에서는 백라이트측) 에 배치된 제 2 편광자 (20') 와 ; 제 1 편광자 (20) 의 액정셀 (10) 측에 인접하여 배치된 보호층 (50) 과 ; 제 1 편광자 (20) 와 제 2 편광자 (20') 사이에 배치된, 적어도 2 개의 광학 보상층을 구비한다. 당해 적어도 2 개의 광학 보상층은 제 1 광학 보상층 (30) 및 제 2 광학 보상층 (40) 을 포함한다. 제 1 광학 보상층 (30) 은, 보호층 (50) 의 액정셀 (10) 측에 인접하게 배치되어 있다. 제 2 광학 보상층 (40) 은, 제 2 편광자 (20') 와 액정셀 (10) 사이에 배치되어 있다. 보호층 (50) 을 형성함으로써 편광자의 열화가 현저하게 방지되어, 내구성이 우수한 액정 패널을 얻을 수 있다. 또한, 보호층 (50) 이 제 2 편광자 (20') 의 액정셀 (10) 측에 인접하게 배치되고, 제 1 광학 보상층 (30) 이 백라이트측에 배치되며, 제 2 광학 보상층 (40) 이 시인측에 배치되어도 되지만, 바람직하게는 제 1 광학 보상층 (30) 은 도시하는 바와 같이 시인측에 배치된다. 백라이트의 열에 의한 영향을 저감시켜, 본 발명의 효과를 보다 발휘할 수 있기 때문이다.
도 2 는, 본 발명의 다른 실시형태에 의한 액정 패널의 개략 단면도이다. 이 실시형태에 있어서는, 제 1 광학 보상층 (30) 및 제 2 광학 보상층 (40) 은, 제 1 편광자 (20) 와 액정셀 (10) 사이에 배치되어 있다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 제 1 광학 보상층 (30) 및 제 2 광학 보상층 (40) 이, 액정셀 (10) 을 기준으로 하여 각각 다른 측에 배치되는 것이 바람직하다. 제 1 광학 보상층 (30) 과 제 2 광학 보상층 (40) 의 적층 방법을 고려하지 않고 제품 설계를 실시할 수 있고, 또한 생산성이 우수하기 때문이다. 또한, 도 1 및 도 2 에 나타내는 각 구성 부재 및 각 층의 상세한 것에 대해서는 후술하는 B-1 항 내지 B-4 항에서 설명한다.
본 발명에 있어서는, 필요에 따라 제 1 편광자 (20) 또는 제 2 편광자 (20') 와 제 2 광학 보상층 (40) 사이에, 임의의 적절한 보호 필름 (도시 생략) 이 형성된다. 또한, 필요에 따라 제 1 편광자 (20) 및/또는 제 2 편광자 (20') 의 광학 보상층이 형성되지 않은 측에도 임의의 적절한 보호 필름이 형성된다. 보호 필름을 형성함에 따라, 편광자의 열화가 방지될 수 있다. 본 발명에 있어서는, 또 다른 광학 보상층 (도시 생략) 을 형성해도 된다. 이와 같은 광학 보상층의 종류, 수, 배치 위치 등은 목적에 따라 적절히 선택될 수 있다.
액정셀 (10) 은 1 쌍의 기판 (11, 11') 과, 기판 (11, 11') 사이에 끼워진 표시 매체로서의 액정층 (12) 을 갖는다. 일방의 기판 (컬러 필터 기판 ; 11) 에는, 컬러 필터 및 블랙 매트릭스 (모두 도시 생략) 가 형성되어 있다. 타방의 기판 (액티브 매트릭스 기판 ; 11') 에는, 액정의 전기 광학 특성을 제어하는 스위칭 소자 (대표적으로는 TFT ; 도시 생략) 와, 이 스위칭 소자에 게이트 신호를 부여하는 주사선 (도시 생략) 및 소스 신호를 부여하는 신호선 (도시 생략) 과, 화소 전극 (도시 생략) 이 형성되어 있다. 또한, 컬러 필터는, 액티브 매트릭스 기판 (11') 측에 형성해도 된다. 상기 기판 (11, 11') 의 간격 (셀 갭) 은 스페이서 (도시 생략) 에 의해 제어되고 있다. 상기 기판 (11, 11') 의 액정층 (12) 과 접하는 측에는, 예를 들어 폴리이미드로 이루어지는 배향막 (도시 생략) 이 형성되어 있다.
액정셀 (10) 의 구동 모드로는, 본 발명의 효과가 얻어지는 한 임의의 적절한 구동 모드가 채용될 수 있다. 구동 모드의 구체예로는, STN (Super Twisted Nematic) 모드, TN (Twisted Nematic) 모드, IPS (In-Plane Switching) 모드, VA (Vertical Aligned) 모드, OCB (Optically Aligned Birefringence) 모드, HAN (Hybrid Aligned Nematic) 모드 및 ASM (Axially Symmetric Aligned Microcell) 모드를 들 수 있다. VA 모드 및 OCB 모드가 바람직하다.
도 3 은, VA 모드에 있어서의 액정 분자의 배향 상태를 설명하는 개략 단면도이다. 도 3 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 전압 무인가시에는, 액정 분자는 기판 (11, 11') 면에 수직으로 배향된다. 이와 같은 수직 배향은 수직 배향막 (도시 생략) 을 형성한 기판 사이에 부 (負) 의 유전율 이방성을 갖는 네마틱 액정을 배치함으로써 실현될 수 있다. 이와 같은 상태에서 일방의 기판 (11) 의 면으로부터 광을 입사시키면, 제 1 편광자 (20) 를 통과하여 액정층 (12) 에 입사된 직선 편광의 광은, 수직 배향되어 있는 액정 분자의 장축 방향을 따라 진행된다. 액정 분자의 장축 방향으로는 복굴절이 발생되지 않기 때문에 입사 광은 편광 방위를 바꾸지 않고 진행되고, 제 1 편광자 (20) 와 직교하는 편광축을 갖는 제 2 편광자 (20') 에서 흡수된다. 이로써 전압 무인가시에 있어서 어두운 (暗) 상태의 표시가 얻어진다 (노멀리 블랙 모드). 도 3 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 전극 사이에 전압이 인가되면, 액정 분자의 장축이 기판면에 평행으로 배향된다. 이 상태의 액정층 (12) 에 입사된 직선 편광의 광에 대해서 액정 분자는 복굴절성을 나타내고, 입사 광의 편광 상태는 액정 분자의 기울기에 따라 변화한다. 소정의 최대 전압 인가시에 있어서 액정층을 통과하는 광은, 예를 들어 그 편광 방위가 90˚회전된 직선 편광이 되기 때문에, 제 2 편광자 (20') 를 투과하여 밝은 (明) 상태의 표시가 얻어진다. 다시 전압 무인가 상태로 하면 배향 규제력에 의해 어두운 상태의 표시로 되돌릴 수 있다. 또, 인가 전압을 변화시켜 액정 분자의 기울기를 제어하고 제 2 편광자 (20') 로부터의 투과광 강도를 변화시킴으로써 계조 표시를 할 수 있게 된다.
도 4 는, OCB 모드에 있어서의 액정 분자의 배향 상태를 설명하는 개략 단면도이다. OCB 모드는, 액정층 (12) 을 이른바 벤드 배향이라고 불리는 배향에 의해 구성하는 구동 모드이다. 벤드 배향이란, 도 4 의 (c) 에 나타내는 바와 같이, 네마틱 액정 분자의 배향이 기판 근방에 있어서는, 거의 평행한 각도 (배향각) 를 가지고, 배향각은 액정층의 중심으로 향함에 따라 기판 평면에 대해서 수직인 각도를 나타내며, 액정층의 중심으로부터 멀어짐에 따라 대향하는 기판 표면과 배향이 되도록 점차 연속적으로 변화되고, 또한 액정층 전체에 걸쳐 비틀림 구조를 가지지 않는 배향 상태를 말한다. 이와 같은 벤드 배향은, 이하와 같이 하여 형성된다. 도 4 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 전혀 전계 등을 부여하고 있지 않은 상태 (초기 상태) 에서는, 액정 분자는 실질적으로 호모지니어스 배향을 취하고 있다. 단, 액정 분자는 프리틸트각을 가지고, 또한 기판 근방의 프리틸트각과 그것에 대향하는 기판 근방의 프리틸트각이 상이하다. 여기에 소정의 바이어스 전압 (대표적으로는 1.5V ∼ 1.9V) 을 인가하면 (저전압 인가시), 도 4 의 (b) 에 나타내는 바와 같은 스프레이 배향을 거쳐, 도 4 의 (c) 에 나타내는 바와 같은 벤드 배향에 대한 전이가 실현될 수 있다. 벤드 배향 상태로부터 추가로 표시 전압 (대표적으로는 5V ∼ 7V) 을 인가하면 (고전압 인가시), 액정 분자는 도 4 의 (d) 에 나타내는 바와 같이 기판 표면에 대해서 거의 수직으로 세워진다. 노멀리 화이트의 표시 모드에 있어서는, 제 1 편광자 (20) 를 통과하여, 고전압 인가시에 도 4 의 (d) 의 상태에 있는 액정층에 입사된 광은, 편광 방위를 바꾸지 않고 진행되어, 제 2 편광자 (20') 에서 흡수된다. 따라서, 어두운 상태의 표시 가 된다. 표시 전압을 낮추면, 러빙 처리의 배향 규제력에 의해, 벤드 배향으로 되돌아가, 명 상태의 표시로 되돌릴 수 있다. 또, 표시 전압을 변화시켜 액정 분자의 기울기를 제어하고 편광자로부터의 투과광 강도를 변화시킴으로써, 계조 표시를 할 수 있게 된다. 또한, OCB 모드의 액정셀을 구비한 액정 표시 장치는, 스프레이 배향 상태로부터 벤드 배향 상태로의 상전이를 매우 고속에서 스위칭할 수 있기 때문에, TN 모드나 IPS 모드 등의 타구동 모드의 액정 표시 장치에 비하여, 동영상 표시 특성이 우수하다는 특징을 갖는다.
B-1. 제 1 광학 보상층
제 1 광학 보상층의 광 탄성 계수의 절대값은 40 × 10-12㎡/N 이하이고, 보다 바람직하게는 0.2×10-12 ∼ 35×10-12, 더욱 바람직하게는 0.2×10-12 ∼ 30×10-12 이다. 광 탄성 계수의 절대값이 이와 같은 범위에 있으면, 표시 불균일을 효과적으로 억제할 수 있다.
제 1 광학 보상층은 nx>ny≥nz 의 굴절률 분포를 갖는다. 또한, 제 1 광학 보상층은, 이른바 역분산의 파장 의존성을 갖는다. 구체적으로는, 그 면내 위상차는 Δnd(380)<Δnd(550)<Δnd(780) 의 관계를 갖는다. 바람직하게는, 면내 위상차는 Δnd(780)/Δnd(550)>1.10 의 관계를 갖는다. 이와 같은 관계를 가짐에 따라, 가시광이 넓은 범위에 걸쳐서 양호한 광학 보상이 실현될 수 있다. 상기와 같은 저광탄성 계수와 역분산의 파장 의존성을 양립시키는 광학 보상층을 갖는 액정 패널을 실현한 것이 본 발명의 특징 중 하나이다.
제 1 광학 보상층의 면내 위상차 Δnd(550) 의 하한은 90㎚ 이상이고, 바람직하게는 120㎚ 이상, 더욱 바람직하게는 130㎚ 이상이다. 한편, Δnd(550) 의 상한은 200㎚ 이하이고, 바람직하게는 170㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 160㎚ 이하이다.
제 1 광학 보상층의 두께 방향의 위상차 Rth(550) 의 하한은, 바람직하게는 90㎚ 이상, 보다 바람직하게는 120㎚ 이상, 더욱 바람직하게는 130㎚ 이상이다. 한편, Rth(550) 의 상한은 바람직하게는 200㎚ 이하, 보다 바람직하게는 170㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 160㎚ 이하이다.
제 1 광학 보상층의 두께는, 본 발명의 효과를 나타내는 한 임의의 적절한 두께가 채용될 수 있다. 구체적으로는, 두께는 5 ∼ 200㎛ 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 40 ∼ 170㎛, 더욱 바람직하게는 60 ∼ 140㎛ 이다.
제 1 광학 보상층은, 대표적으로는 폴리머 필름을 연신 처리함으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, 폴리머의 종류, 연신 조건, 연신 방법 등을 적절히 선택 함으로써, 상기와 같은 광학 특성 (굴절률 분포, 면내 위상차, 광 탄성 계수) 을 갖는 제 1 광학 보상층을 얻을 수 있다.
상기 폴리머 필름에 포함되는 재료로는, 임의의 적절한 재료가 채용될 수 있는데, 셀룰로오스계 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 셀룰로오스계 재료로는, 아세틸기 및 프로피오닐기로 치환되어 있는 것이 바람직하다. 이 셀룰로오스계 재료의 치환도, 「DSac (아세틸 치환도) + DSpr (프로피오닐 치환도)」(셀룰로오스의 반복 단위 중에 존재하는 3 개의 수산기 가 아세틸기 또는 프로피오닐기로 평균하여 얼마나 치환되어 있는지를 나타낸다) 의 하한은 바람직하게는 2 이상, 보다 바람직하게는 2.3 이상, 더욱 바람직하게는 2.6 이상이다. 「DSac+DSpr」의 상한은 바람직하게는 3 이하, 보다 바람직하게는 2.9 이하, 더욱 바람직하게는 2.8 이하이다. 셀룰로오스계 재료의 치환도를 상기 범위로 함으로써, 상기와 같은 원하는 굴절률 분포를 갖는 광학 보상층을 얻을 수 있다.
상기 DSpr (프로피오닐 치환도) 의 하한은 바람직하게는 1 이상, 보다 바람직하게는 2 이상, 더욱 바람직하게는 2.5 이상이다. DSpr 의 상한은 바람직하게는 3 이하, 보다 바람직하게는 2.9 이하, 더욱 바람직하게는 2.8 이하이다. DSpr 을 상기 범위로 함으로써, 셀룰로오스계 재료의 용제에 대한 용해성이 향상되고, 얻어지는 제 1 광학 보상층의 두께 제어가 용이해진다. 또한 「DSac+DSpr」을 상기의 범위로 하고, 또한 DSpr 를 상기의 범위로 함으로써, 상기의 광학 특성을 가지고, 또한 역분산의 파장 의존성을 갖는 광학 보상층을 얻을 수 있다.
상기 DSac (아세틸 치환도) 및 DSpr (프로피오닐 치환도) 는, 일본 공개특허 제2003-315538호 [0016] ∼ [0019] 에 기재된 방법에 의해 구할 수 있다.
상기 셀룰로오스계 재료는, 아세틸기 및 프로피오닐기 이외의 그 밖의 치환기를 가질 수 있다. 그 밖의 치환기로는, 예를 들어 부틸레이트 등의 에스테르기 ; 알킬에테르기, 아르알킬렌에테르기 등의 에테르기 등을 들 수 있다.
상기 셀룰로오스계 재료의 수평균 분자량은, 바람직하게는 5 천 ∼ 10 만, 보다 바람직하게는 1 만 ∼ 7 만이다. 상기 범위로 함으로써, 생산성이 우수하 고, 또한 양호한 기계적 강도를 얻을 수 있다.
아세틸기 및 프로피오닐기로의 치환 방법으로는, 적절한 임의의 방법이 채용된다. 예를 들어, 셀룰로오스를 강가성 (强苛性) 소다 용액으로 처리하여 알칼리 셀룰로오스로 하고, 이것을 소정량의 무수 아세트산과 프로피온산 무수물의 혼합물에 의해 아실화한다. 아실기를 부분적으로 가수 분해함으로써, 치환도 「DSac + DSpr」를 조정한다.
상기 폴리머 필름은, 적절히 임의의 고분자 재료를 포함할 수 있다. 이와 같은 고분자 재료로는, 예를 들어 셀룰로오스부틸레이트 등의 셀룰로오스에스테르 ; 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스에테르 등을 들 수 있다. 폴리머 필름은, 필요에 따라 가소제, 열안정제, 자외선 안정제 등의 첨가제를 포함할 수 있다.
B-2. 제 2 광학 보상층
제 2 광학 보상층은 nx=ny>nz 의 굴절률 분포를 갖는다. 또한, 제 2 광학 보상층의 두께 방향의 위상차는 Rth(380)>Rth(550)>Rth(780) 의 관계를 갖는다. 바람직하게는 두께 방향의 위상차는 Rth(780)/Rth(550)<0.95 의 관계를 갖는다.
제 2 광학 보상층의 두께 방향의 위상차 Rth(550) 의 하한은, 바람직하게는 10㎚ 이상, 보다 바람직하게는 20㎚ 이상, 더욱 바람직하게는 50㎚ 이상이다. 한편, Rth(550) 의 상한은 바람직하게는 1000㎚ 이하, 보다 바람직하게는 500㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 250㎚ 이하이다.
제 2 광학 보상층의 면내 위상차 Δnd(550) 의 상한은 10㎚ 이하이고, 바람 직하게는 5㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 3㎚ 이하이다.
제 2 광학 보상층은 단층이어도 되고, 2 층 이상의 적층체여도 된다. 적층체의 경우에는, 적층체 전체로서 상기와 같은 광학 특성을 갖는 한 각 층을 구성하는 재료 및 각 층의 두께는 적절히 설정될 수 있다.
제 2 광학 보상층의 두께는 본 발명의 효과를 나타내는 한 임의의 적절한 두께가 채용될 수 있다. 구체적으로는, 두께는 0.1 ∼ 50㎛ 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5 ∼ 30㎛, 더욱 바람직하게는 1 ∼ 10㎛ 이다.
제 2 광학 보상층을 구성하는 재료로는, 상기와 같은 광학 특성이 얻어지는 한 임의의 적절한 재료가 채용될 수 있다. 예를 들어, 이와 같은 재료로는 비액정성 재료를 들 수 있다. 특히 바람직하게는, 비액정성 폴리머이다. 이와 같은 비액정성 재료는, 액정성 재료와는 달리, 기판의 배향성에 관계없이 그것 자체적인 성질에 의해 nx=ny>nz 라는 광학적 1 축성을 나타내는 막을 형성할 수 있다. 그 결과, 배향 기판뿐만 아니라 미배향 기판도 사용될 수 있다. 또한, 미배향 기판을 사용하는 경우라도, 그 표면에 배향막을 도포하는 공정이나 배향막을 적층하는 공정 등을 생략할 수 있다.
상기 비액정성 재료로는, 예를 들어 내열성, 내약품성, 투명성이 우수하고, 강성도 풍부하다는 점에서 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리에테르케톤, 폴리아미드이미드, 폴리에스테르이미드 등의 폴리머가 바람직하다. 이들 폴리머는, 어느 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 예를 들어, 폴리아릴에테르케톤과 폴리아미드의 혼합물과 같이, 상이한 관능기를 가지는 2 종 이상의 혼합물로 하 여 사용해도 된다. 이와 같은 폴리머 중에서도 고투명성, 고배향성, 고연신성인 점에서 폴리이미드가 특히 바람직하다.
상기 폴리머의 분자량은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 중량 평균 분자량 (Mw) 이 1,000 ∼ 1,000,000 의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2,000 ∼ 500,000 의 범위이다.
상기 폴리이미드로는, 예를 들어, 면내 배향성이 높고, 유기 용제에 가용인 폴리이미드가 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들어 일본 공표특허공보 제2000-511296호에 개시된 9,9-비스(아미노아릴)플루오렌과 방향족 테트라카르복실산 이무수물의 축합 중합 생성물을 함유하고, 하기 식 (1) 에 나타내는 반복 단위를 1 개 이상 함유하는 폴리머를 사용할 수 있다.
〔화학식 1〕
Figure 112008038685204-PCT00001
상기 식 (1) 중, R3 ∼ R6 은, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 페닐기 1 ∼ 4 개의 할로겐 원자 또는 C1 ∼ C10 알킬기로 치환된 페닐기, 및 C1 ∼ C10 알킬기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종류의 치환기이다. 바람직하게는 R3 ∼ R6 는, 각각 독립적으로 할로겐, 페닐기, 1 ∼ 4 개의 할로겐 원자 또는 C1 ∼ C10 알킬기로 치환된 페닐기, 및 C1 ∼ C10 알킬기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종류의 치환기이다.
상기 식 (1) 중, z 는, 예를 들어, C6 ∼ C20 의 4 가 방향족기이고, 바람직하게는 피로멜리트기, 다고리형 방향족기, 다고리형 방향족기의 유도체, 또는 하기 식 (2) 로 나타내는 기이다.
〔화학식 2〕
Figure 112008038685204-PCT00002
상기 식 (2) 중, Z' 는, 예를 들어, 공유 결합, C(R7)2 기, CO 기, O 원자, S 원자, SO2 기, Si(C2H5)2 기, 또는, NR8 기이고, 복수인 경우, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 또, w 는 1 에서 10 까지의 정수를 나타낸다. R7 은, 각각 독립적으로 수소 또는 C(R9)3 이다. R8 은 수소, 탄소 원자수 1 ∼ 약 20 의 알킬기, 또는 C6 ∼ C20 아릴기이고, 복수인 경우, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. R9 는, 각각 독립적으로 수소, 불소, 또는 염소이다.
상기 다고리형 방향족기로는, 예를 들어, 나프탈렌, 플루오렌, 벤조플루오렌 또는 안트라센에서 유도되는 4 가의 기를 들 수 있다. 또, 상기 다고리형 방향족기의 치환 유도체로는, 예를 들어, C1 ∼ C10 의 알킬기, 그 불소화 유도체, 및 F 나 Cl 등의 할로겐으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 기로 치환된 상기 다고리형 방향족기를 들 수 있다.
그 밖에도, 예를 들어, 일본 공표특허공보 평8-511812호에 기재된, 반복 단위가 하기 일반식 (3) 또는 (4) 로 나타내는 호모폴리머나, 반복 단위가 하기 일반식 (5) 로 나타내는 폴리이미드 등을 들 수 있다. 또한, 하기 식 (5) 의 폴리이미드는, 하기 식 (3) 의 호모폴리머의 바람직한 형태이다.
〔화학식 3〕
Figure 112008038685204-PCT00003
〔화학식 4〕
Figure 112008038685204-PCT00004
〔화학식 5〕
상기 일반식 (3) ∼ (5) 중, G 및 G' 는, 각각 독립적으로 예를 들어, 공유 결합, CH2 기, C(CH3)2 기, C(CF3)2 기, C(CX3)2 기 (여기서, X 는 할로겐이다), CO 기, O 원자, S 원자, SO2 기, Si(CH2CH3)2 기 및 N(CH3) 기로 이루어지는 군에서 선택되는 기로서, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
상기 식 (3) 및 식 (5) 중, L 은 치환기이고, d 및 e 는 그 치환수를 나타낸다. L 은, 예를 들어 할로겐, C1 -3 알킬기이고, C1 -3 할로겐화 알킬기, 페닐기 또는 치환 페닐기이고, 복수인 경우, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 상기 치환 페닐기로는, 예를 들어, 할로겐, C1 -3 알킬기, 및 C1 -3 할로겐화 알킬기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종류의 치환기를 갖는 치환 페닐기를 들 수 있다. 또, 상기 할로겐으로는, 예를 들어 불소, 염소, 브롬 또는 요오드를 들 수 있다. d 는 0 에서 2 까지의 정수이고, e 는 0 에서 3 까지의 정수이다.
상기 식 (3) ∼ (5) 중, Q 는 치환기이고, f 는 그 치환수를 나타낸다. Q 로는, 예를 들어 수소, 할로겐, 알킬기, 치환 알킬기, 니트로기, 시아노기, 티오알킬기, 알콕시기, 아릴기, 치환 아릴기, 알킬에스테르기, 및 치환 알킬에스테르기 로 이루어지는 군에서 선택되는 원자 또는 기로서, Q 가 복수인 경우, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 상기 할로겐으로는, 예를 들어, 불소, 염소, 브롬 및 요오드를 들 수 있다. 상기 치환 알킬기로는, 예를 들어, 할로겐화 알킬기를 들 수 있다. 또, 상기 치환 아릴기로는, 예를 들어, 할로겐화 아릴기를 들 수 있다. f 는 0 에서 4 까지의 정수이고, g 는 0 에서 3 까지의 정수이며, h 는 1 에서 3까지의 정수이다. 또, g 및 h 는 1 보다 큰 것이 바람직하다.
상기 식 (4) 중, R10 및 R11 은, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 페닐기, 치환 페닐기, 알킬기, 및 치환 알킬기로 이루어지는 군에서 선택되는 기이다. 그 중에서도, R10 및 R11 은, 각각 독립적으로 할로겐화 알킬기인 것이 바람직하다.
상기 식 (5) 중, M1 및 M2 는, 각각 독립적으로 예를 들어 할로겐, C1 -3 알킬기, C1 -3 할로겐화 알킬기, 페닐기, 또는 치환 페닐기이다. 상기 할로겐으로는 예를 들어, 불소, 염소, 브롬 및 요오드를 들 수 있다. 또, 상기 치환 페닐기로는, 예를 들어, 할로겐, C1 -3 알킬기 및 C1 -3 할로겐화 알킬기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종류의 치환기를 갖는 치환 페닐기를 들 수 있다.
상기 식 (3) 에 나타내는 폴리이미드의 구체예로는, 예를 들어, 하기 식 (6) 으로 나타내는 것 등을 들 수 있다.
〔화학식 6〕
Figure 112008038685204-PCT00006
또한, 상기 폴리이미드로는, 예를 들어 전술한 바와 같은 골격 (반복 단위) 이외의 산 이무수물이나 디아민을, 적절하게 공중합시킨 코폴리머를 들 수 있다.
상기 산 이무수물로는, 예를 들어 방향족 테트라카르복실산 이무수물을 들 수 있다. 상기 방향족 테트라카르복실산 이무수물로는, 예를 들어 피로멜리트산 이무수물, 벤조페논테트라카르복실산 이무수물, 나프탈렌테트라카르복실산 이무수물, 복소 고리형 방향족 테트라카르복실산 이무수물, 2,2'-치환 비페닐테트라카르복실산 이무수물 등을 들 수 있다.
상기 피로멜리트산 이무수물로는, 예를 들어, 피로멜리트산 이무수물, 3,6-디페닐피로멜리트산 이무수물, 3,6-비스(트리플루오로메틸)피로멜리트산 이무수물, 3,6-디브로모피로멜리트산 이무수물, 3,6-디클로로피로멜리트산 이무수물 등을 들 수 있다. 상기 벤조페논테트라카르복실산 이무수물로는, 예를 들어 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실산 이무수물, 2,3,3',4'-벤조페논테트라카르복실산 이무수물, 2,2',3,3'-벤조페논테트라카르복실산 이무수물 등을 들 수 있다. 상기 나프탈렌테트라카르복실산 이무수물로는, 예를 들어, 2,3,6,7-나프탈렌-테트라카르복실산 이무수물, 1,2,5,6-나프탈렌-테트라카르복실산 이무수물, 2,6-디클로로-나프탈렌-1,4,5,8-테트라카르복실산 이무수물 등을 들 수 있다. 상기 복소 고리형 방향족 테트라카르복실산 이무수물로는, 예를 들어 티오펜-2,3,4,5-테트라카르복실산 이무수물, 피라진-2,3,5,6-테트라카르복실산 이무수물, 피리딘-2,3,5,6-테트라카르복실산 이무수물 등을 들 수 있다. 상기 2,2'-치환 비페닐테트라 카르복실산 이무수물로는, 예를 들어 2,2'-디브로모-4,4',5,5'-비페닐테트라카르복실산 이무수물, 2,2'-디클로로-4,4',5,5'-비페닐테트라카르복실산 이무수물, 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4',5,5'-비페닐테트라카르복실산 이무수물 등을 들 수 있다.
또, 상기 방향족 테트라카르복실산 이무수물의 그 밖의 예로는 3,3',4,4'-비페닐테트라카르복실산 이무수물, 비스(2,3-디카르복시페닐)메탄 이무수물, 비스(2,5,6-트리플루오로-3,4-디카르복시페닐)메탄 이무수물, 2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판 이무수물, 4,4'-비스(3,4-디카르복시페닐)-2,2-디페닐프로판 이무수물, 비스(3,4-디카르복시페닐)에테르 이무수물, 4,4'-옥시디프탈산 이무수물, 비스(3,4-디카르복시페닐)술폰산 이무수물, 3,3',4,4'-디페닐술폰테트라카르복실산 이무수물, 4,4'-[4,4'-이소프로필리덴-디(p-페닐렌옥시)]비스(프탈산 무수물), N,N-(3,4-디카르복시페닐)-N-메틸아민 이무수물, 비스(3,4-디카르복시페닐)디에틸실란 이무수물 등을 들 수 있다.
이들 중에서도, 상기 방향족 테트라카르복실산 이무수물로는, 2,2'-치환 비페닐테트라카르복실산 이무수물이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2,2'-비스(트리할로메틸)-4,4',5,5'-비페닐테트라카르복실산 이무수물이며, 더욱 바람직하게는 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4',5,5'-비페닐테트라카르복실산 이무수물이다.
상기 디아민으로는, 예를 들어 방향족 디아민을 들 수 있고, 구체예로는 벤 젠디아민, 디아미노벤조페논, 나프탈렌디아민, 복소 고리형 방향족 디아민 및 그 밖의 방향족 디아민을 들 수 있다.
상기 벤젠디아민으로는, 예를 들어 o-, m- 및 p-페닐렌디아민, 2,4-디아미노톨루엔, 1,4-디아미노-2-메톡시벤젠, 1,4-디아미노-2-페닐벤젠 및 1,3-디아미노-4-클로로벤젠과 같은 벤젠디아민으로 이루어지는 군에서 선택되는 디아민 등을 들 수 있다. 상기 디아미노벤조페논의 예로는 2,2'-디아미노벤조페논 및 3,3'-디아미노벤조페논 등을 들 수 있다. 상기 나프탈렌디아민으로는, 예를 들어 1,8-디아미노나프탈렌 및 1,5-디아미노나프탈렌 등을 들 수 있다. 상기 복소 고리형 방향족 디아민의 예로는 2,6-디아미노피리딘, 2,4-디아미노피리딘 및 2,4-디아미노-S-트리아진 등을 들 수 있다.
또, 방향족 디아민으로는, 상기 이외에 4,4'-디아미노비페닐, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-(9-플루오레닐리덴)-디아닐린, 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4, 4'-디아미노비페닐, 3,3'-디클로로-4,4'-디아미노디페닐메탄, 2,2'-디클로로-4,4'-디아미노비페닐, 2,2',5,5'-테트라클로로벤지딘, 2,2-비스(4-아미노페녹시페닐)프로판, 2,2-비스(4-아미노페닐)프로판, 2,2-비스(4-아미노페닐)-1,1,1,3,3,3-헥사 플루오로프로판, 4,4'-디아미노디페닐에테르, 3,4'-디아미노디페닐에테르, 1,3-비스(3-아미노페녹시)벤젠, 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 4,4'-비스(4-아미노페녹시)비페닐, 4,4'-비스(3-아미노페녹시)비페닐, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판, 4,4'-디아미노디페닐티오에테르, 4,4'-디아미노 디페닐술폰 등을 들 수 있다.
상기 폴리에테르케톤으로는, 예를 들어 일본 공개특허공보 제2001-49110호에 기재된 하기 일반식 (7) 로 나타내는 폴리아릴에테르케톤을 들 수 있다.
〔화학식 7〕
Figure 112008038685204-PCT00007
상기 식 (7) 중, X 는 치환기를 나타내고, q 는 그 치환수를 나타낸다. X 는, 예를 들어 할로겐 원자, 저급 알킬기, 할로겐화 알킬기, 저급 알콕시기, 또는 할로겐화 알콕시기이고, X 가 복수인 경우, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
상기 할로겐 원자로는, 예를 들어 불소 원자, 브롬 원자, 염소 원자 및 요오드 원자를 들 수 있고, 이들 중에서도 불소 원자가 바람직하다. 상기 저급 알킬기로는, 예를 들어 C1 ∼ C6 의 직쇄 또는 분기쇄를 갖는 알킬기가 바람직하고, 보다 바람직하게는 C1 ∼ C4 의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기이다. 구체적으로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기 및 tert-부틸기가 바람직하고, 특히 바람직하게는, 메틸기 및 에틸기이다. 상기 할로겐화 알킬기로는, 예를 들어 트리플루오로메틸기 등의 상기 저급 알킬기의 할로겐화물을 들 수 있다. 상기 저급 알콕시기로는, 예를 들어 C1 ∼ C6 의 직쇄 또는 분기쇄의 알콕시기가 바람직하고, 보다 바람직하게는 C1 ∼ C4 의 직쇄 또는 분기쇄의 알콕시기이다. 구체적으로는 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 이소프로폭시기, 부톡시기, 이소부톡시기, sec-부톡시기 및 tert-부톡시기가 더욱 바람직하고, 특히 바람직하게는 메톡시기 및 에톡시기이다. 상기 할로겐화 알콕시기로는, 예를 들어 트리플루오로메톡시기 등의 상기 저급 알콕시기의 할로겐화물을 들 수 있다.
상기 식 (7) 중, q 는 0 에서 4 까지의 정수이다. 상기 식 (7) 에 있어서는, q=0 이고, 또한 벤젠 고리의 양단에 결합된 카르보닐기와 에테르의 산소 원자가 서로 파라 위치에 존재하는 것이 바람직하다.
또, 상기 식 (7) 중, R1 은 하기 식 (8) 로 나타내는 기이고, m 은 0 또는 1 의 정수이다.
〔화학식 8〕
Figure 112008038685204-PCT00008
상기 식 (8) 중, X' 는 치환기를 나타내고, 예를 들어 상기 식 (7) 에 있어서의 X 와 동일하다. 상기 식 (8) 에 있어서, X' 가 복수인 경우, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. q' 는 상기 X' 의 치환수를 나타내고, 0 에서 4 까지의 정수로서, q'=0 이 바람직하다. 또, p 는 0 또는 1 의 정수이다.
상기 식 (8) 중, R2 는 2 가의 방향족기를 나타낸다. 이 2 가의 방향족 기로는, 예를 들어 o-, m- 또는 p-페닐렌기 또는 나프탈렌, 비페닐, 안트라센, o-, m- 또는 p-터페닐, 페난트렌, 디벤조푸란, 비페닐에테르, 또는 비페닐술폰에서 유도되는 2 가의 기 등을 들 수 있다. 이들 2 가의 방향족에 있어서, 방향족에 직접 결합되어 있는 수소가, 할로겐 원자, 저급 알킬기 또는 저급 알콕시기로 치환되어도 된다. 이들 중에서도, 상기 R2 로는, 하기 식 (9) ∼ (15) 로 이루어지는 군에서 선택되는 방향족기가 바람직하다.
〔화학식 9〕
Figure 112008038685204-PCT00009
상기 식 (7) 중, R1 로는, 하기 식 (16) 으로 나타내는 기가 바람직하고, 하기 식 (16) 에 있어서 R2 및 p 는 상기 식 (8) 과 동일한 의미이다.
〔화학식 10〕
Figure 112008038685204-PCT00010
또한, 상기 식 (7) 중, n 는 중합도를 나타내고, 예를 들어 2 ∼ 5000 의 범위이고, 바람직하게는 5 ∼ 500 의 범위이다. 또, 그 중합은 동일한 구조의 반복 단위로 이루어지는 것이어도 되고, 상이한 구조의 반복 단위로 이루어지는 것이어도 된다. 후자의 경우에는, 반복 단위의 중합 형태는 블록 중합이어도 되고, 랜덤 중합이어도 된다.
또한, 상기 식 (7) 로 나타내는 폴리아릴에테르케톤의 말단은, p-테트라플루오로벤조일렌기측이 불소이고, 옥시알킬렌기측이 수소 원자인 것이 바람직하고, 이와 같은 폴리아릴에테르케톤은, 예를 들어, 하기 일반식 (17) 로 나타낼 수 있다. 또한, 하기 식에 있어서, n 은 상기 식 (7) 과 동일한 중합도를 나타낸다.
〔화학식 11〕
Figure 112008038685204-PCT00011
상기 식 (7) 로 나타내는 폴리아릴에테르케톤의 구체예로는, 하기 식 (18) ∼ (21) 로 나타내는 것 등을 들 수 있고, 하기 각 식에 있어서, n 은 상기 식 (7) 과 동일한 중합도를 나타낸다.
〔화학식 12〕
Figure 112008038685204-PCT00012
〔화학식 13〕
Figure 112008038685204-PCT00013
〔화학식 14〕
Figure 112008038685204-PCT00014
〔화학식 15〕
Figure 112008038685204-PCT00015
또, 이들 외에, 상기 폴리아미드 또는 폴리에스테르로는, 예를 들어 일본 공표특허공보 평10-508048호에 기재된 폴리아미드나 폴리에스테르를 들 수 있고, 그들의 반복 단위는, 예를 들어 하기 일반식 (22) 로 나타낼 수 있다.
〔화학식 16〕
Figure 112008038685204-PCT00016
상기 식 (22) 중, Y 는 O 또는 NH 이다. 또, E 는, 예를 들어 공유 결합, C2 알킬렌기, 할로겐화 C2 알킬렌기, CH2 기, C(CX3)2 기 (여기서, X 는 할로겐 또는 수소이다), CO 기, O 원자, S 원자, SO2 기, Si(R)2 기 및 N(R) 기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종류의 기이고, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 상기 E 에 있어서, R 은, C1 -3 알킬기 및 C1 -3 할로겐화 알킬기의 적어도 1 종류이고, 카르보닐 관능기 또는 Y 기에 대해서 메타 위치 또는 파라 위치에 있다.
또, 상기 식 (22) 중, A 및 A' 는 치환기이고, t 및 z 는 각각의 치환수를 나타낸다. 또 p 는, 0 에서 3 까지의 정수이고, q 는 1 에서 3 까지의 정수이며, r 은 0 에서 3 까지의 정수이다.
상기 A 는, 예를 들어 수소, 할로겐, C1 -3 알킬기, C1 -3 할로겐화 알킬기, OR (여기서, R 은 상기에서 정의한 바와 같음) 로 나타내는 알콕시기, 아릴기, 할로겐화 등에 의한 치환 아릴기, C1 -9 알콕시카르보닐기, C1 -9 알킬카르보닐옥시기, C1 -12 아릴옥시카르보닐기, C1 -12 아릴카르보닐옥시기 및 그 치환 유도체, C1 -12 아릴카르바모일기, 그리고 C1 -12 아릴카르보닐아미노기 및 그 치환 유도체로 이루어지는 군에서 선택되고, 복수인 경우, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 상기 A' 는 예를 들어, 할로겐, Cl -3 알킬기, C1 -3 할로겐화 알킬기, 페닐기 및 치환 페닐기로 이루어지는 군에서 선택되고, 복수인 경우, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 상기 치환 페닐기의 페닐 고리 상의 치환기로는, 예를 들어 할로겐, C1 -3 알킬기, C1 -3 할로겐화 알킬기 및 이들의 조합을 들 수 있다. 상기 t 는 0 에서 4 까지의 정수이고, 상기 z 는 0 에서 3 까지의 정수이다.
상기 식 (22) 로 나타내는 폴리아미드 또는 폴리에스테르의 반복 단위 중에서도, 하기 일반식 (23) 로 나타내는 것이 바람직하다.
〔화학식 17〕
Figure 112008038685204-PCT00017
상기 식 (23) 중, A, A' 및 Y 는 상기 식 (22) 에서 정의한 바와 같고, v 는 0 에서 3 의 정수, 바람직하게는 0 에서 2 의 정수이다. x 및 y 는 각각 0 또는 1 이지만, 모두 0 인 경우는 없다.
다음으로, 상기 제 2 광학 보상층의 대표적인 제조 방법에 대해서 설명한다. 제 2 광학 보상층의 제조 방법으로는, 본 발명의 효과가 얻어지는 한 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다.
제 2 광학 보상층은, 바람직하게는 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리에테르케톤, 폴리아미드이미드 및 폴리에스테르이미드로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 폴리머의 용액을 투명 고분자 필름에 도포 후, 건조시켜, 투명 고분자 필름 상에 그 폴리머층을 형성하고, 그 투명 고분자 필름과 그 폴리머층을 일체로 연신 또는 수축함으로써 형성된다.
상기 도공 용액 (투명 고분자 필름에 도포하는 폴리머 용액) 의 용매는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 클로로포름, 디클로로메탄, 사염화탄소, 디클로로에탄, 테트라클로로에탄, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌, 클로로벤젠, 오르토디클로로벤젠 등의 할로겐화 탄화수소류; 페놀, 파라클로로페놀 등의 페놀류; 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메톡시벤젠, 1,2-디메톡시벤젠 등의 방향족 탄화수소류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 2-피롤리돈, N-메틸-2-피롤리돈 등의 케톤계 용매; 아세트산에틸, 아세트산부틸 등의 에스테르계 용매; t-부틸알코올, 글리세린, 에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 2-메틸-2,4-펜탄디올과 같은 알코올계 용매; 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드와 같은 아미드계 용매 ; 아세토니트릴, 부티로니트릴과 같은 니트릴계 용매 ; 디에틸에테르, 디부틸에테르, 테트라히드로푸란과 같은 에테르계 용매 ; 또는 이황화탄소, 에틸셀루솔브, 부틸셀루솔브 등을 들 수 있다. 그 중에서도 메틸이소부틸케톤이 바람직하다. 비액정 재료에 대해서 높은 용해성을 나타내고, 또한 기판을 침식시키지 않기 때문이다. 이들 용매는 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 도공 용액에 있어서의 상기 비액정성 폴리머의 농도는, 상기와 같은 광학 보상층이 얻어지고, 또한 도공 가능하다면, 임의의 적절한 농도가 채용될 수 있다. 예를 들어, 당해 용액은 용매 100 중량부에 대해서, 비액정성 폴리머를 바람직하게는 5 ∼ 50 중량부, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 40 중량부 함유한다. 이와 같은 농도 범위의 용액은 도공 용이한 점도를 갖는다.
상기 도공 용액은, 필요에 따라 안정제, 가소제, 금속류 등의 여러 가지 첨가제를 추가로 함유할 수 있다.
상기 도공 용액은, 필요에 따라 상이한 다른 수지를 추가로 함유할 수 있다. 이와 같은 다른 수지로는, 예를 들어, 각종 범용 수지, 엔지니어링 플라스틱, 열가소성 수지, 열경화성 수지 등을 들 수 있다. 이와 같은 수지를 병용함으로써, 목적에 따라 적절한 기계적 강도나 내구성을 갖는 광학 보상층을 형성할 수 있게 된다.
상기 범용 수지로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 폴리스티렌 (PS), 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA), ABS 수지 및 AS 수지 등을 들 수 있다. 상기 엔지니어링 플라스틱으로는, 예를 들어 폴리아세테이트 (P0M), 폴리카보네이트 (PC), 폴리아미드 (PA : 나일론), 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 및 폴리부틸렌테레프탈레이트 (PBT) 등을 들 수 있다. 상기 열가소성 수지로는, 예를 들어, 폴리페닐렌술파이드 (PPS), 폴리에테르술폰(PES), 폴리케톤(PK), 폴리이미드 (PI), 폴리시클로헥산디메탄올테레프탈레이트 (PCT), 폴리아릴레이트 (PAR) 및 액정 폴리머 (LCP) 등을 들 수 있다. 상기 열 경화성 수지로는, 예를 들어 에폭시 수지, 페놀노볼락 수지 등을 들 수 있다.
상기 도공 용액에 첨가되는 상기 상이한 수지의 종류 및 양은, 목적에 따라 적절히 설정될 수 있다. 예를 들어, 이와 같은 수지는 상기 비액정성 폴리머에 대해서, 바람직하게는 0 ∼ 50 질량％, 더욱 바람직하게는 0 ∼ 30 질량％ 의 비율로 첨가될 수 있다.
상기 용액의 도공 방법으로는, 예를 들어 스핀 코트법, 롤코트법, 플로우 코트법, 프린트법, 딥 코트법, 유연 성막법, 바 코트법, 그라비아 인쇄법 등을 들 수 있다. 또, 도공시에는, 필요에 따라 폴리머층의 중첩 방식도 채용될 수 있다.
도공 후, 예를 들어, 자연 건조, 풍건, 가열 건조 (예를 들어, 60 ∼ 250℃) 등의 건조에 의해, 상기 용액 중의 용매를 증발 제거시켜, 필름 형상의 광학 보상층을 형성한다.
상기 투명 고분자 필름으로는, 후술하는 보호층 (B-4 항에서 설명) 과 동일한 필름을 사용할 수 있다.
제 2 광학 보상층은, 상기에서 얻어진 적층체 (투명 고분자 필름 상에 제 1 광학 보상층이 형성된 적층체) 로부터, 제 1 광학 보상층을 박리하여 사용해도 되고, 적층체인 채 사용해도 된다. 적층체인 채 사용하여 편광자와 추가로 적층하는 경우에는, 적층체 중의 투명 고분자 필름은, 후술하는 편광자의 보호 필름으로서 기능해도 된다.
B-3. 편광자
상기 제 1 편광자 및 제 2 편광자로는, 목적에 따라 임의의 적절한 편광자가 채용될 수 있다. 예를 들어, 폴리비닐알코올계 필름, 부분 포르말화 폴리비닐알코올계 필름, 에틸렌·아세트산 비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드나 이색성 염료 등의 이색성 물질을 흡착시켜 1 축 연신한 것, 폴리비닐알코올의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등 폴리엔계 배향 필름 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 폴리비닐알코올계 필름에 요오드 등의 이색성 물질을 흡착시켜 1 축 연신한 편광자가, 편광 이색비가 높아 특히 바람직하다. 이들 편광자의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 일반적으로 5 ∼ 80㎛ 정도이다.
폴리비닐알코올계 필름에 요오드를 흡착시켜 1 축 연신한 편광자는, 예를 들어 폴리비닐알코올을 요오드의 수용액에 침지시킴으로써 염색하고, 원래 길이의 3 ∼ 7 배로 연신함으로써 제작할 수 있다. 필요에 따라 붕산이나 황산 아연, 염화 아연 등을 포함하고 있어도 되고, 요오드화 칼륨 등의 수용액에 침지시킬 수도 있다. 또한, 필요에 따라 염색 전에 폴리비닐알코올계 필름을 물에 침지시켜 수세해도 된다. 폴리비닐알코올계 필름을 수세함으로써 폴리비닐알코올계 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정할 수 있을 뿐만 아니라, 폴리비닐알코올계 필름을 팽윤시킴으로써 염색의 얼룩 등의 불균일을 방지하는 효과도 있다. 연신은 요오드로 염색한 후에 실시해도 되고, 염색하면서 연신해도 되며, 또한 연신한 후에 요오드로 염색해도 된다. 붕산이나 요오드화 칼륨 등의 수용액 중이나 수욕 중에서도 연신할 수 있다.
B-4. 보호층
보호층 (50) 은 투명하고 착색이 없는 것이 바람직하다. 보호층 (50) 의 면내 위상차 Δnd(550) 는 0㎚ 이상 10㎚ 이하이고, 바람직하게는 0㎚ 이상 6㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 0㎚ 이상 3㎚ 이하이다. 보호층 (50) 의 두께 방향의 위상차 Rth(550) 는 0㎚ 이상 20㎚ 이하이고, 바람직하게는 0㎚ 이상 10㎚ 이하, 보다 바람직하게는 0㎚ 이상 6㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 0㎚ 이상 3㎚ 이하이다.
상기 보호층 (50) 의 두께는 목적에 따라 적절히 설정될 수 있다. 구체적으로는, 두께는 20 ∼ 200㎛ 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30 ∼ 100㎛, 더욱 바람직하게는 35 ∼ 95㎛ 이다.
보호층 (50) 으로는, 대표적으로는 셀룰로오스계 필름이 사용된다. 일반적으로 보호 필름으로서 사용되고 있는 셀룰로오스계 필름은, 예를 들어, 트리아세틸셀룰로오스 필름인 경우, 두께 40㎛ 에 있어서 두께 방향 위상차 (Rth) 는 40㎚ 정도이다. 따라서, 본 발명에 있어서의 보호층 (50) 으로서, 이와 같은 두께 방향 위상차 (Rth) 가 큰 셀룰로오스계 필름을 그대로 채용할 수 없다. 본 발명에서는, 두께 방향 위상차 (Rth) 가 큰 셀룰로오스계 필름에 대해서, 두께 방향 위상차 (Rth) 를 작게 하기 위한 적당한 처리를 실시함으로써, 본 발명에 있어서의 보호층 (50) 을 바람직하고 얻을 수 있다.
두께 방향 위상차 (Rth) 를 작게 하기 위한 상기 처리로서는, 임의의 적절한 처리 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 시클로펜타논, 메틸에틸케톤 등의 용제를 도포한 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 스테인리스 등의 기재를, 일반적인 셀룰로오스계 필름에 접착하고, 가열 건조 (예를 들어, 80 ∼ 150℃ 정도 에서 3 ∼ 10 분 정도) 시킨 후, 기재 필름을 박리시키는 방법 ; 노르보르넨계 수지, 아크릴계 수지 등을 시클로펜타논, 메틸에틸케톤 등의 용제에 용해한 용액을, 일반적인 셀룰로오스계 필름에 도포하고, 가열 건조 (예를 들어, 80 ∼ 150℃ 정도에서 3 ∼ 10 분 정도) 시킨 후, 도포 필름을 박리시키는 방법 등을 들 수 있다.
셀룰로오스계 필름을 구성하는 재료로는, 바람직하게는 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 지방산 치환 셀룰로오스계 폴리머를 들 수 있다. 일반적으로 사용되고 있는 트리아세틸셀룰로오스에서는 아세트산 치환도가 2.8 정도인데, 바람직하게는 아세트산 치환도를 1.8 ∼ 2.7, 보다 바람직하게는 프로피온산 치환도를 0.1 ∼ 1 로 제어함으로써, 두께 방향 위상차 (Rth) 를 작게 제어할 수 있다.
상기 지방산 치환 셀룰로오스계 폴리머에, 디부틸프탈레이트, p-톨루엔술폰아닐리드, 시트르산아세틸트리에틸 등의 가소제를 첨가함으로써, 두께 방향 위상차 (Rth) 를 작게 제어할 수 있다. 가소제의 첨가량은 지방산 치환 셀룰로오스계 폴리머 100 중량부에 대해서, 바람직하게는 40 중량부 이하, 보다 바람직하게는 1 ∼ 20 중량부, 더욱 바람직하게는 1 ∼ 15 중량부이다.
상기 서술한 바와 같은 두께 방향 위상차 (Rth) 를 작게 제어하기 위한 기술은, 적절하게 조합해서 사용해도 된다.
상기와 같은 광학 특성 (면내 위상차 Δnd(550), 두께 방향의 위상차 Rth(550)) 를 만족할 수 있는 다른 바람직한 구체예로서, 아크릴 수지 필름도 들 수 있다. 아크릴 수지 필름으로서 바람직하게는, 일본 공개특허공보 2005- 314534호에 기재된, 하기 구조식 (24) 로 나타내는 글루타르산 무수물 단위를 함유하는 아크릴 수지 (A) 를 주성분으로서 함유하는 아크릴 수지 필름이다. 하기 구조식 (24) 로 나타내는 글루타르산 무수물 단위를 함유함으로써, 내열성이 향상될 수 있다. 하기 구조식 (24) 중, R1, R2 는 동일 또는 상이한 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기를 나타내고, 바람직하게는 수소 원자 또는 메틸기이며, 보다 바람직하게는 메틸기이다.
〔화학식 18〕
Figure 112008038685204-PCT00018
상기 아크릴 수지 (A) 중, 상기 구조식 (24) 로 나타내는 글루타르산 무수물 단위의 함유 비율은 바람직하게는 20 ∼ 40 중량％, 보다 바람직하게는 25 ∼ 35 중량％ 이다.
상기 아크릴 수지 (A) 는 상기 구조식 (24) 로 나타내는 글루타르산 무수물 단위 외에, 임의의 적절한 모노머 단위를 1 종 또는 2 종 이상 함유하고 있어도 된다. 이와 같은 모노머 단위로서, 바람직하게는 비닐카르복실산 알킬에스테르 단위를 들 수 있다. 상기 아크릴 수지 (A) 중, 비닐카르복실산 알킬에스테르 단위의 함유 비율은, 바람직하게는 60 ∼ 80 중량％, 보다 바람직하게는 65 ∼ 75 중량％ 이다.
상기 비닐카르복실산 알킬에스테르 단위로는, 예를 들어 하기 일반식 (25) 로 나타내는 단위를 들 수 있다. 하기 일반식 (25) 중, R3 은 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 5 의 지방족 또는 지환식 탄화수소, R4 는 탄소수 1 ∼ 5 의 지방족 탄화수소를 나타낸다.
〔화학식 19〕
Figure 112008038685204-PCT00019
상기 아크릴 수지 (A) 의 중량 평균 분자량은 바람직하게는 80000 ∼ 150000 이다.
상기 아크릴 수지 필름 중의 상기 아크릴 수지 (A) 의 함유 비율은 바람직하게는 60 ∼ 90 중량％ 이다.
상기 아크릴 수지 필름 중에는, 상기 아크릴 수지 (A) 이외에, 임의의 적절한 성분이 1 종 또는 2 종 이상 함유되어 있어도 된다. 이와 같은 성분으로는, 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위에서 임의의 적절한 성분을 채용할 수 있다. 예를 들어, 상기 아크릴 수지 (A) 이외의 수지, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 활제(滑劑), 가소제, 이형제, 착색 방지제, 난연제, 핵제, 대전 방지제, 안료, 착색제 등을 들 수 있다.
상기 서술한 바와 같이, 본 발명의 액정 패널은 상기 보호층 이외에도 보호 필름을 가질 수 있다. 보호 필름으로는, 보호층과 동일한 필름을 사용할 수 있다.
상기 각 층 (필름) 의 적층은, 임의의 적절한 점착제층 또는 접착제층을 개재하여 적층된다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 실시예에 있어서의 각 특성의 측정 방법은 이하와 같다.
(1) 위상차의 측정
면내 위상차 Δnd 및 두께 방향 위상차 Rth 를, 분광 엘립소미터 (닛폰 분광 주식회사 제조, M-220) 로 측정하였다. 측정 온도는 23℃, 측정 파장은 380㎚, 550㎚ 및 780㎚ 였다.
(2) 광 탄성 계수의 측정
시료 필름의 광 탄성 계수를, 분광 엘립소미터 (닛폰 분광 주식회사 제조, M-220) 에 의해 측정하였다.
(3) 컬러 시프트의 측정
ELDIM 사 제조 상품명 「EZ Contrast 160D」를 사용하여, 방위각 45˚방향에서 극각을 0˚ ∼ 80˚로 변화시켜 액정 표시 장치의 색조를 측정하고, XY 색도도 상에 플롯하였다. 또한, 극각 60˚방향에서 방위각 0˚ ∼ 360˚로 변화시켜 액정 표시 장치의 색조를 측정하였다.
(4) 콘트라스트의 측정
액정 표시 장치에 백색 화상 및 흑색 화상을 표시시키고, ELDIM 사 제조 상품명 「EZ Contrast 160D」에 의해 측정하였다.
〔실시예 1〕
(제 1 광학 보상층의 형성〕
두께 110㎛ 의 셀룰로오스에스테르의 필름〔가네카 제조, 상품명 : KA, DSac (아세틸 치환도) = 0.04, DSpr (프로피오닐 치환도) = 2.76〕을, 145℃ 에서 1.5 배로 자유단 연신하여 두께 108㎛ 의 제 1 광학 보상층을 얻었다. 얻어진 제 1 광학 보상층의 광 탄성 계수는, 25×10-12(㎡/N) 였다. 얻어진 제 1 광학 보상층의 면내 위상차는 Δnd(380)=102㎚, Δnd(550)=140㎚, Δnd(780)=163㎚ 이고, 두께 방향의 위상차는 Rth(380)=105㎚, Rth(550)=145㎚, Rth(780)=169㎚ 였다. 550㎚ 의 굴절률 분포는 nx>ny≒nz 였다.
(제 1 광학 보상층 부착 편광판의 제작)
폴리비닐알코올 필름을, 요오드를 함유하는 수용액 중에서 염색한 후, 붕산을 함유하는 수용액 중에서 속도비 (速比) 가 상이한 롤 사이에서 6 배로 1 축 연신하여 편광자를 얻었다. 이렇게 하여 얻어진 편광자의 편측에, 보호층으로서 트리아세틸셀룰로오스 필름 (두께 80㎛)〔후지 사진 필름 제조, 상품명: ZRF80S〕을, 폴리비닐알코올계 접착제 (두께 0.1㎛) 를 개재하여 접착하였다. 당해 보호층의 면내 위상차는 Δnd(550)=0.9㎚ 이고, 두께 방향의 위상차는 Rth(550)=1.2㎚ 였다. 편광자의 다른 편측에, TAC 보호 필름 (두께 80㎛)〔후지 사진 필름 제조, 상품명 : TF80UL〕을, 폴리비닐알코올계 접착제 (두께 0.1㎛) 를 개재하여 접착하였다. 당해 보호 필름의 면내 위상차는 Δnd(550)=1㎚ 이고, 두께 방향의 위상차는 Rth(550)=60㎚ 였다. 이어서, 상기에서 얻어진 제 1 광학 보상층을, 보호층에 아크릴계 점착제 (두께 20㎛) 를 개재하여 접착하였다. 이때, 제 1 광학 보상층의 지상축과 편광자의 연신축 (흡수축) 이 서로 실질적으로 직교하도록 적층하여, 제 1 광학 보상층 부착 편광판을 얻었다.
(제 2 광학 보상층의 형성)
2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플루오로프로판 이무수물 (6FDA) 과, 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노비페닐 (TFMB) 로 합성된 폴리이미드를, 시클로헥사논에 용해하여, 15질량％ 의 폴리이미드 용액을 조제하였다. 이 용액을 트리아세틸셀룰로오스 기재 (투명 고분자 필름) 에 30㎛ 의 두께로 도포하였다. 그 후, 100℃ 에서 10 분간 건조 처리함으로써, 두께가 약 4㎛ 인 제 2 광학 보상층을 얻었다. 얻어진 제 2 광학 보상층의 면내 위상차는 Δnd(380)=0.3㎚, Δnd(550)=0.2㎚, Δnd(780)=0.2㎚ 이고, 두께 방향의 위상차는 Rth(380)=193㎚, Rth(550)=130㎚, Rth(780)=119㎚ 였다. 550㎚ 의 굴절률 분포는 nx≒ny>nz 였다.
(제 2 광학 보상층 부착 편광판의 제작)
상기에서 얻어진 제 2 광학 보상층을, TAC 보호 필름 (후지 사진 필름 제조, 상품명 : TF80UL)/편광자/TAC 보호 필름 (상품명 : TF80UL) 의 구성을 갖는 편광판〔닛토 덴코 주식회사 제조, 상품명 : SEG1224〕에 점착제 (두께 20㎛) 를 개재하 여 접착하여, 제 2 광학 보상층 부착 편광판을 얻었다.
(액정 패널의 제작)
소니제 해피베가 32 인치 액정 텔레비젼 (VA 모드 액정셀 탑재) 으로부터 액정셀을 떼어내고, 당해 액정셀의 시인측에 상기 제 1 광학 보상층 부착 편광판을, 아크릴계 점착제 (두께 20㎛) 를 개재하여 접착하였다. 그때, 제 1 광학 보상층이 액정셀측이 되도록 접착하였다. 액정셀의 백라이트측에는, 상기 제 2 광학 보상층 부착 편광판을 아크릴계 점착제 (두께 20㎛) 를 개재하여 접착하였다. 그때, 제 2 광학 보상층이 액정셀측에 되도록 접착하였다. 또, 제 1 광학 보상층 부착 편광판의 편광자의 연신 (흡수) 축과 제 2 광학 보상층 부착 편광판의 편광자의 연신 (흡수) 축이 서로 실질적으로 직교하도록 적층하여, 액정 패널을 얻었다. 얻어진 액정 패널을 사용하여 제작한 액정 표시 장치의 방위각 45˚방향에서 극각을 0˚ ∼ 80˚로 변화시켰을 때의 컬러 시프트의 측정 결과를 도 5 의 (a) 에 나타내고, 극각 60˚방향에서 방위각 0˚ ∼ 360˚로 변화시켰을 때의 컬러 시프트의 측정 결과를 도 5 의 (b) 에 나타낸다. 또, 콘트라스트의 시야각 의존성을 도 5 의 (c) 의 레이더 차트에 나타낸다.
(비교예 1)
제 2 광학 보상층의 형성에 있어서, 트리아세틸셀룰로오스 기재에 폴리이미드 용액을 도포 후, 100℃ 에서 10 분간 건조 처리하고, 155℃ 에서 1.2 배 연신하여 제 2 광학 보상층을 형성한 것, 및 제 1 광학 보상층을 사용하지 않고 액정셀의 시인측에 편광판 〔닛토 덴코 주식회사 제조, 상품명 : SEG1224〕을 접착한 것 이 외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 액정 패널을 얻었다. 또한, 얻어진 제 2 광학 보상층의 550㎚ 의 굴절률 분포는 nx>ny>nz 였다. 얻어진 액정 패널을 사용하여 제작한 액정 표시 장치의, 방위각 45˚방향에서 극각을 0˚ ∼ 80˚로 변화시켰을 때의 컬러 시프트의 측정 결과를 도 6 의 (a) 에 나타내고, 극각 60˚방향에서 방위각 0˚ ∼ 360˚로 변화시켰을 때의 컬러 시프트의 측정 결과를 도 6 의 (b) 에 나타낸다. 또, 콘트라스트의 시야각 의존성을 도 6 의 (c) 의 레이더 차트에 나타낸다.
(비교예 2)
노르보르넨계 수지 필름 〔닛폰 제온 제조, 상품명 : 제오노아 ZF14-100〕을, 135℃ 에서 X 축 방향으로 1.25 배, Y 축 방향으로 1.03 배로 연신하여 제 2 광학 보상층으로서 사용하였다. 얻어진 제 2 광학 보상층의 면내 위상차는 Δnd(380)=75㎚, Δnd(550)=68㎚, Δnd(780)=67㎚ 이고, 두께 방향의 위상차는 Rth(380)=188㎚, Rth(550)=170㎚, Rth(780)=168㎚ 였다. 550㎚ 의 굴절률 분포는 nx>ny>nz 이었다. 얻어진 제 2 광학 보상층을, 편광판 〔닛토 덴코 주식회사 제조, 상품명 : SEG1224〕에 점착제 (두께 20㎛) 를 개재하여 접착하여, 제 2 광학 보상층 부착 편광판을 얻었다.
실시예 1 에서 사용한 액정셀과 동일한 액정셀의 시인측에 편광판〔닛토 덴코 주식회사 제조, 상품명:SEG1224〕을, 아크릴계 점착제 (두께 20㎛) 를 개재하여 접착하였다. 액정셀의 백라이트측에는, 상기에서 얻어진 제 2 광학 보상층 부착 편광판을 아크릴계 점착제 (두께 20㎛) 를 개재하여 접착하였다. 그때, 제 2 광학 보상층이 액정셀측이 되도록 접착하였다. 또, 액정셀을 사이에 두는 편광자의 각각의 연신 (흡수) 축이 서로 실질적으로 직교하도록 적층하여, 액정 패널을 얻었다. 얻어진 액정 패널을 사용하여 제작한 액정 표시 장치의, 방위각 45˚ 방향에서 극각을 0˚ ∼ 80˚로 변화시켰을 때의 컬러 시프트의 측정 결과를 도 7 의 (a) 에 나타내고, 극각 60˚방향에서 방위각 0˚ ∼ 360˚로 변화시켰을 때의 컬러 시프트의 측정 결과를 도 7 의 (b) 에 나타낸다. 또, 콘트라스트의 시야각 의존성을 도 7 의 (c) 의 레이더 차트에 나타낸다.
(비교예 3)
셀룰로오스계 수지 필름〔코니카 미놀타 제조, 상품명 : KC8NYACS〕을 제 1 광학 보상층 및 제 2 광학 보상층으로서 사용하였다. 당해 셀룰로오스계 수지 필름의 면내 위상차는 Δnd(380)=37㎚, Δnd(550)=45㎚, Δnd(780)=49㎚ 이고, 두께 방향의 위상차는 Rth(380)=120㎚, Rth(550)=145㎚, Rth(780)=157㎚ 였다. 550㎚ 의 굴절률 분포는 nx>ny>nz 였다.
상기 셀룰로오스계 수지 필름을, 편광판 [닛토 덴코 주식회사 제조, 상품명 : SEG1224〕에 점착제 (두께 20㎛) 를 개재하여 접착하고, 제 1 광학 보상층 부착 편광판 및 제 2 광학 보상층 부착 편광판을 얻었다.
상기 제 1 광학 보상층 부착 편광판 및 제 2 광학 보상층 부착 편광판을 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 액정 패널을 얻었다. 얻어진 액정 패널을 사용하여 제작한 액정 표시 장치의, 방위각 45˚방향에서 극각을 0˚ ∼ 80˚로 변화시켰을 때의 컬러 시프트의 측정 결과를 도 8 의 (a) 에 나타내고, 극 각 60˚방향에서 방위각 0˚ ∼ 360˚로 변화시켰을 때의 컬러 시프트의 측정 결과를 도 8 의 (b) 에 나타낸다. 또, 콘트라스트의 시야각 의존성을 도 8 의 (c) 의 레이더 차트에 나타낸다.
(비교예 4)
폴리카보네이트계 수지 필름〔테이진 제조, 상품명 : 퓨어 에이스〕을 제 1 광학 보상층으로서 사용하였다. 당해 폴리카보네이트계 수지 필름의 광 탄성 계수는 61×10-12(㎡/N) 이고, 면내 위상차는 Δnd(380)=101㎚, Δnd(550)=145㎚, Δnd(780)=153㎚ 이며, 두께 방향의 위상차는 Rth(380)=99㎚, Rth(550)=141㎚, Rth(780)=149㎚ 이었다. 550㎚ 의 굴절률 분포는 nx>ny≒nz 이었다.
상기의 제 1 광학 보상층을, 편광판 [닛토 덴코 주식회사 제조, 상품명 : SEG1224〕에 점착제 (두께 20㎛) 를 개재하여 접착하고, 제 1 광학 보상층 부착 편광판을 얻었다. 이때, 제 1 광학 보상층의 지상축과 편광자의 연신축 (흡수축) 이 서로 실질적으로 직교하도록 하여 적층하였다.
노르보르넨계 수지 필름〔JSR 제조, 상품명 : ARTON〕을, 175℃ 에서 가로 세로로 1.3 배로 2 축 연신하여 제 2 광학 보상층으로서 사용하였다. 당해 제 2 광학 보상층의 면내 위상차는 Δnd(380)=2㎚, Δnd(550)=2㎚, Δnd(780)=2㎚ 이고, 두께 방향의 위상차는 Rth(380)=244㎚, Rth(550)=220㎚, Rth(780)=218㎚ 였다. 550㎚ 의 굴절률 분포는 nx≒ny>nz 였다.
상기 제 1 광학 보상층 부착 편광판 및 상기 제 2 광학 보상층을 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 액정 패널을 얻었다. 얻어진 액정 패널을 사용하여 제작한 액정 표시 장치의, 방위각 45˚방향에서 극각을 0˚ ∼ 80˚ 로 변화시켰을 때의 컬러 시프트의 측정 결과를 도 9 의 (a) 에 나타내고, 극각 60˚방향에서 방위각 0˚ ∼ 360˚로 변화시켰을 때의 컬러 시프트의 측정 결과를 도 9 의 (b) 에 나타낸다. 또, 콘트라스트의 시야각 의존성을 도 9 의 (c) 의 레이더 차트에 나타낸다.
도 5 ∼ 도 9 에서 분명한 바와 같이, 실시예 1 에서 얻어진 액정 패널은, 비교예 1 ∼ 비교예 4 에서 얻어진 액정 패널에 비하여, 컬러 시프트가 우수하다는 것을 알 수 있다.
도 5 ∼ 도 9 에서 분명한 바와 같이, 본 발명의 실시예의 액정 표시 장치는, 비교예의 액정 표시 장치에 비하여, 정면 콘트라스트 및 경사 방향의 콘트라스트의 양방이 우수하다는 것을 알 수 있다.
실시예 1 및 비교예 4 의 액정 패널을 사용하여 액정 표시 장치를 제작하고, 흑색 화상 표시시에 표시 불균일이 발생되었는지 관찰하였다. 그 관찰 사진을 도 10 에 나타낸다. 도 10 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 의 액정 표시 장치는, 표시 불균일이 양호하게 억제되었다. 한편, 도 10 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 비교예 4 의 액정 표시 장치는, 화면 전체에서 불균일 (군데군데에 광 누출) 이 발생하였다. 또한, 도 10 의 사진에서 분명한 바와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치는, 비교예의 액정 표시 장치에 비하여 푸름 (bluing) 이 현격히 작았다.
본 발명의 액정 패널 및 액정 표시 장치는 액정 텔레비젼, 휴대 전화 등에 바람직하게 적용될 수 있다.

Claims (9)

  1. 액정셀과; 그 액정셀의 일방의 측에 배치된 제 1 편광자와; 그 액정셀의 타방의 측에 배치된 제 2 편광자와; 그 제 1 편광자 또는 그 제 2 편광자의 그 액정셀측에 배치된 보호층과; 그 제 1 편광자와 그 제 2 편광자의 사이에 배치된, 제 1 광학 보상층 및 제 2 광학 보상층을 구비하고,
    그 보호층이, 하기 식 (1) 및 (2) 의 관계를 가지고,
    그 제 1 광학 보상층이, 그 보호층의 액정셀측에 배치되고, 광 탄성 계수의 절대값이 40 × 10-12(㎡/N) 이하이며, 또한 하기 식 (3), (4) 및 (5) 의 관계를 가지고,
    그 제 2 광학 보상층이, 하기 식 (6) 및 (7) 의 관계를 가지는, 액정 패널로서,
    0㎚≤Δnd(550)≤10㎚ …(1)
    0㎚≤Rth(550)≤20㎚ …(2)
    Δnd(380)<Δnd(550)<Δnd(780) …(3)
    nx>ny≥nz …(4)
    90㎚≤Δnd(550)≤200㎚ …(5)
    Rth(380)>Rth(550)>Rth(780) …(6)
    nx=ny>nz …(7)
    여기서, Δnd(380), Δnd(550) 및 Δnd(780) 는, 각각, 23℃ 에 있어서의 파장 380㎚, 550㎚ 및 780㎚ 에서 측정한 면내의 위상차를 나타내고, Rth(380), Rth(550) 및 Rth(780) 는, 각각, 23℃ 에 있어서의 파장 380㎚, 550㎚ 및 780㎚ 에서 측정한 두께 방향의 위상차를 나타내며, nx, ny 및 nz 는, 각각, 지상축 방향, 진상축 방향 및 두께 방향의 굴절률을 나타내는, 액정 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광학 보상층 및 상기 제 2 광학 보상층이, 상기 액정셀을 기준으로 하여 각각 다른 측에 배치되어 있는, 액정 패널.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 광학 보상층이, Δnd(780)/Δnd(550)>1.10 의 관계를 갖는, 액정 패널.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 광학 보상층이 셀룰로오스계 재료를 포함하는, 액정 패널.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 셀룰로오스계 재료의 아세틸 치환도 (DSac) 및 프로피오닐 치환도 (DSpr) 가 2.0≤DSac+DSpr≤3.0 이고, 1.0≤DSpr≤3.0 인, 액정 패널.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 광학 보상층이, Rth(780)/Rth(550)<0.95 의 관계를 갖는, 액정 패널.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 광학 보상층을 구성하는 재료가, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리에테르케톤, 폴리아미드이미드 및 폴리에스테르이미드로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 비액정성 폴리머인, 액정 패널.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액정셀이 VA 모드 또는 OCB 모드인, 액정 패널.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 패널을 포함하는, 액정 표시 장치.
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