KR20080075171A - 조성물, 필름 및 액정 디스플레이 - Google Patents

조성물, 필름 및 액정 디스플레이 Download PDF

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Abstract

신규한 조성물이 개시된다. 그 조성물은, 적어도, 폴리머 재료, 및 무기 미립자에 대한 적어도 하나의 흡착기 및 액정 코어를 형성할 수 있는 기를 가지는 분자가 흡착된 상기 무기 미립자를 포함한다. 그 조성물로 형성된 필름이 또한 개시된다.
흡착기, 액정 코어, 무기 미립자, 폴리머 재료, 필름, 액정 디스플레이

Description

조성물, 필름 및 액정 디스플레이{COMPOSITION, FILM AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 디스플레이, 옵토-일렉트로닉스 (opto-electronics) 및 포토닉스 (photonics) 분야에 유용한 신규한 조성물 및 필름, 편광판 보호필름, 광학 보상 필름 및 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다.
정보화 사회의 진보에 따라, 정보를 전송, 처리 및 기록하는 광학 기술을 채용하는 다수의 시도가 이루어져 왔다. 이러한 상황에서, 현저히 유용한 재료로서 분자의 각종 배향 상태로 광을 임의로 변화시킬 수 있는 액정 재료에 많은 관심이 집중되어 왔다.
캐릭터 및 영상을 표시할 수 있는 디스플레이 장치는 액정을 채용하는 광학 장치로서 먼저 예시될 수 있다. 공간 광 변조기, 광 변조기, 광학 보상판, 및 비선형 광학 재료가 또한 예시될 수 있다. 액정 재료는 그와 같은 광학 성질 이외에, 독특한 물성을 또한 가질 수 있고, 그것은 전도성 재료, 광전도성 재료, 고강도 재료, 트리볼로직 (tribologic) 재료, 전기 점성 유체 등에서 채용될 것이 또한 기대된다 (Maruzen Co., Ltd.에 의해 2000년에 출판되고, "액정 편람" 편집 위원회에 의해 편집된, "액정 편람").
폴리머 재료는 또한 종래에 각종 산업 분야에서 매우 유용한 것으로 사용되어 왔다.
최근, 영상 표시 기술 분야에서, 평판 디스플레이 (FPD) 라 불리는 액정 디스플레이 (LCD) 및 플라즈마 디스플레이 패널 (PDP) 이 점점 더 널리 사용되어 왔다. LCD의 중량 및 제조 비용을 줄이기 위해서, 액정셀의 박형화 및 개선이 시도되어 왔다. LCD에 채용되는 광학 보상 시트와 같은 광학 필름의 중요성이 커지고, 광학 필름의 우수한 성능을 획득하기 위해서 광학 이방성 (Re: 필름의 면내 리타데이션 값, Rth: 필름의 두께 방향 리타데이션 값) 제어의 중요성도 또한 높아지고 있다.
LCD의 고품질 화상에 대한 요구에 따라, 광학 이방성의 보다 넓은 범위 (예를 들어, 보다 높은 Re 및 보다 낮은 Rth) 를 임의로 제어하는 방법에 대한 필요성이 커지고 있다.
이들 요구에 대응하여, 예를 들어, 유럽 특허 공개공보 제 0911656A2호 및 일본 특허 공개공보 제 2003-344655호에 개시된 광학 필름용의 일부 리타데이션 개선제 등이 제공되고 있다.
발명의 요약
본 발명의 목적은 광학 이방성이 임의로 제어될 수 있는 신규한 조성물을 제공하는 것으로, 각종 광학 재료용 재료로 유용하다.
본 발명의 또 다른 목적은 신규한 조성물, 상기 조성물로 형성된 필름 및 상기 필름을 포함하는 액정 디스플레이를 제공하는 것이며, 이는 표시 기술 분야에서 유용하다.
본 발명의 또 다른 목적은 폴리머 필름용의 신규한 리타데이션 제어제를 제공하는 것이다.
일 양태에서, 본 발명은, 적어도, 폴리머 재료 및 무기 미립자를 포함하고, 상기 무기 미립자에는, 상기 무기 미립자에 대한 적어도 하나의 흡착기 및 액정 코어를 형성할 수 있는 기를 가지는 분자가 흡착된 조성물을 제공한다.
본 발명의 실시형태로서, 상기 흡착된 분자가 액정 분자인 조성물이 제공되고, 상기 조성물에 있어서, 상기 흡착된 분자가 상기 폴리머 재료에 대한 친화성을 나타내는 치환기를 더 가지고; 상기 적어도 하나의 흡착기는 카르복실기 (-COOH) 또는 그 염이며; 상기 적어도 하나의 흡착기는 하기 식 (1) 로 나타내는 인산기 또는 그 염이거나, 또는 하기 식 (2) 로 나타내는 인산 모노에스테르기 또는 그 염이며:
식 (1)
-PO3Xm
식 (2)
-OPO3Xm
식 중, 각 X는 수소 원자 또는 일가 또는 이가 유기 또는 무기 양이온을 나타내고, m은 1 또는 2의 정수이며, m이 1이면 X가 이가 유기 또는 무기 양이온이고, m이 2이면 2개의 X는 각각 수소 원자 또는 일가 유기 또는 무기 양이온이며; 상기 적어도 하나의 흡착기는 하기 식 (3) 으로 표현되며:
식 (3)
-Si(R1)3-n(OR2)n
식 중, R1 및 R2는 독립적으로 C1 -4 알킬기를 나타내고, 그리고 n은 1 ~ 3 의 정수를 나타내며; 상기 무기 미립자는 형상-이방성 미립자 (shape-anisotropic fine particles) 이고; 상기 무기 미립자는 복굴절 미립자이며; 상기 무기 미립자는 금속 산화물 미립자이고; 상기 무기 미립자는 스트론튬 카보네이트 미립자이며; 상기 폴리머 재료는 셀룰로오스 아실레이트계 폴리머이고; 그리고 상기 흡착된 분자는 봉상 (rod-like) 분자이다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 조성물로 형성된 필름을 제공하고; 필름은, 적어도, 폴리머 재료, 및 무기 미립자에 대한 적어도 하나의 흡착기 및 액정 코어를 형성할 수 있는 기를 가지는 분자가 흡착된 상기 무기 미립자를 포함한다.
필름은 임의의 모드를 채용하는 액정 디스플레이에서 편광판용 보호 필름 및 광학 보상 필름으로 사용될 수 있다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 조성물을 준비하는 단계 및 상기 조성물로 형성된 필름을 제조하는 단계를 포함하는 광학 필름의 제조 공정을 제공하며; 그리고 무기 미립자에 대한 적어도 하나의 흡착기 및 액정 화합물의 코어부를 형성할 수 있는 기를 가지는 분자가 흡착된 상기 무기 미립자로 이루어지는 폴리머 필름용 리타데이션 제어제를 제공한다.
본 발명에 따르면, 무기 미립자에의 흡착기 및 액정 코어를 형성할 수 있는 기를 가지고, 보다 바람직하게 폴리머 재료에 대해 친화성을 나타내는 치환기를 더 가지며, 폴리머 재료의 무기 미립자에 흡착되는 분자의 존재에 의해서, 그리고 그 이방성으로부터 발생되는 배향 방향 효과의 이용에 의해서, 이전 기술에 비해 보다 큰 범위에서 아무런 어려움 없이 광학 이방성을 제어하는 것이 가능하다. 즉, 본 발명에 따르면, 넓은 범위에서 광 이방성을 제어할 수 있는 조성물을 제공하는 것이 가능하다. 본 발명의 조성물을 사용하여 원하는 광학 특성을 나타내는 필름을 용이하게 제조할 수 있고, 이러한 필름은 디스플레이로 적용되는 경우 광학 이방성 필름으로서 유용하다. 본 발명은 폴리머 필름용의 신규한 리타데이션 제어제를 제공할 수도 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태
본 발명을 상세히 설명한다. 이 설명에서, 용어 "... 내지 ..." 는 그 전후에 기재된 하한값 및 상한값을 포함하는 범위를 의미하는 것으로 사용됨을 알 수 있다.
본 발명은, 적어도, 폴리머 재료, 및 무기 미립자에 대한 적어도 하나의 흡착기 및 액정 코어를 형성할 수 있는 기를 가지고, 보다 바람직하게 상기 폴리머 재료에 대해 친화성을 나타내는 치환기를 더 가지는 분자가 흡착된 상기 무기 미립자를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 광학 이방성은, 무기 미립자에 대한 적어도 하나의 흡착기 및 액정 코어를 형성할 수 있는 기를 가지고, 보다 바람직하게 폴리머 재료에 대해 친화성을 나타내는 치환기를 더 가지는, 폴리머 재료의 무기 미립자에 흡착된 분자의 존재에 의해서, 그리고, 그 이방성으로부터 발생된 배향 방향 효과의 이용에 의해서 제어된다. 그 결과, 방향족환 함유 유기 화합물 등을 첨가하여 광학 이방성을 제어하는 등의 통상적인 종래 기술 (예를 들어, 유럽 특허 공개공보 제 0911656A2호 및 일본 특허 공개공보 제 2003-344655호) 과 비교하여, 광학 이방성이 보다 넓은 범위에서 아무런 어려움 없이 제어될 수 있다.
본 발명의 조성물은 소정의 기를 가지는 유기 화합물 및 무기 재료인, 무기 미립자의 양자를 서로 일체화된 형태로 포함하며, 이들이 독립적으로 함유된 형태, 즉, 무기 미립자 및 소정의 기를 가지나 무기 미립자에 흡착되지 않는 유기 화합물이 독립적으로 함유된 형태로 이들을 포함하는 것과 비교하여, 그 조성물로부터 발생된 이방성이 보다 분명해지고 굴절률 이방성 및 굴절률의 파장 분산이 보다 가변될 수 있다. 본 발명에 따르면, 무기 미립자의 형상, 이에 흡착된 분자의 형상, 흡착 모드, 무기 미립자 및 이에 흡착된 분자의 굴절률 및 파장 분산의 대소 관계를 선택한 다음 조합함으로써, 굴절률 이방성 및 굴절률의 파장 분산을 원하는 범위 내로 제어할 수 있다.
본 발명의 조성물의 예는 폴리머 재료 및 소정의 기를 가지는 봉상 분자가 흡착된 봉상 무기 미립자를 포함하는 조성물이다. 각각의 봉상 분자는 그 말단에서 무기 미립자의 봉측면에 흡착하는 것이 바람직하다. 이 실시형태에 따르면, 각 무기 미립자가 장축에 수직한 방향에서의 굴절률보다 큰 상기 장축과 나란한 방향에서의 굴절률을 가지고, 무기 미립자의 굴절률 이방성이 봉상 분자의 굴절률 이방성보다 충분히 크며, 그리고 무기 미립자가 이에 흡착된 봉상 분자의 굴절률의 파장 분산보다 충분히 작은 굴절률의 파장 분산을 가지는, 조성물을 사용하는 것에 의해, 양의 면내 리타데이션 Re, 양의 두께 방향 리타데이션 Rth, 및 Re와 Rth 양자에서의 역 파장 의존성을 가지는 필름을 제공하는 것이 가능할 수 있다.
본 발명의 조성물의 또 다른 예는 폴리머 재료 및 소정의 기를 가지는 원반상 (discotic) 분자가 흡착된 봉상 무기 미립자를 포함하는 조성물이다. 원반상 분자의 면이 미립자의 봉상 측면에 흡착되는 것이 바람직하다. 이 실시형태에 따르면, 양의 Re, Re 에서 순 (regular) 파장 분산을 가지고, Rth가 거의 0과 동일한 필름을 제공하는 것이 가능할 수 있다.
원반상 또는 평판상 (tabular) 무기 미립자를 포함하는 조성물을 사용하여 C판에 요구되는 성질을 가지는 필름을 제조하는 것이 가능할 수 있다. 양과 음의 C판 및 순과 역의 파장 의존성 C판 등 각종 타입의 C판은, 무기 미립자에 흡착되는 분자의 형상 및 양자의 굴절률 이방성의 대소 관계를 선택함으로써 제조될 수 있다. 이 실시형태에 따르면, 면 선택성 기술을 사용하여 양의 Re, Re에서의 순파장 의존성, 음의 Rth 및 Rth에서의 역파장 의존성을 가지는 필름을 제조하는 것이 또한 가능할 수도 있다.
이하, 본 발명의 조성물의 준비시 채용될 수 있는 각종 재료가 상세히 기재된다.
[무기 미립자]
본 발명의 조성물에 포함된 무기 미립자는 일반적으로 나노미터 내지 마이크로미터 레벨의 중간 입자 크기를 가지는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 미립자는, 주요 미립자의 투영 면적에 기초하여 원으로 환산된 직경으로부터 유도되는 중간 크기가 바람직하게 5 ~ 500nm, 보다 바람직하게 8 ~ 300nm 이다. 입자 크기 분포 및/또는 형상이 상이한 2종 이상의 미립자가 혼합될 수 있고, 이 경우 보다 작은 미립자는 100nm 이하, 보다 바람직하게 75nm 이하의 중간 입자 크기를 가진다. 형상은 이방성인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 침상 또는 봉상이다. 침상 또는 봉상 미립자는 일반적으로 3 ~ 20 의 애스펙트비를 가지며, 애스펙트비가 5 ~ 15 인 것이 바람직하다. 원반상 또는 평판상 무기 미립자를 사용하는 것이 또한 허용가능하며, 그 형상은 2 ~ 50, 보다 바람직하게 5 ~ 20 의 애스펙트비로 표현될 수 있다.
조성물은 바람직하게 형상-이방성 무기 미립자를 포함하고, 보다 바람직하게 형상-이방성 및 복굴절 무기 미립자를 포함한다. 복굴절 무기 미립자에 대해서, 각 무기 미립자의 장축 (각 무기 미립자의 가장 긴 방향) 및 단축 (장축과 수직하는 축들 중에서 가장 짧은 방향) 과 나란한 그 사이의 굴절률차는 바람직하게 0.01 이상이고, 보다 바람직하게 0.05 이상이며, 보다 더 바람직하게 0.1 이상이다.
무기 재료의 재료 예는 이에 한정되지 않지만, 금, 은, 백금, 팔라듐, 실리콘 및 게르마늄 등의 단순 (simple) 금속; III-V 화합물 반도체; 금속 산화물, 황화물 및 셀렌화물 및 그 복합물 등의 금속 칼코겐화물; 티탄산 스트론튬, 티탄산 칼슘, 티탄산 나트륨, 티탄산 바륨 및 니오브산 칼륨 등의 페로브스카이트 (perovskyte) 구조의 화합물; 탄산 칼슘 및 탄산 스트론튬 미립자 등의 탄산염; 3급 인산 리튬, 이수소 인산 칼륨, 일수소 인산 칼슘, 1급 인산 알루미늄, 인산 나트륨, 피로인산 칼륨 및 피로인산 마그네슘 등의 인산염; 및 불화 칼슘 및 불화 마그네슘 등의 금속 불화물을 포함한다.
금속 칼코겐화물의 바람직한 예는 알루미늄, 실리콘, 티타늄, 주석, 아연, 철, 텅스텐, 지르코늄, 하프늄, 스트론튬, 인듐, 세륨, 이트륨, 란탄늄, 바나듐, 니오븀 또는 탄탈륨의 산화물; 카드뮴, 아연, 납, 은, 안티모니 또는 비스무트의 황화물; 카드뮴 또는 납의 셀렌화물; 및 카드뮴의 텔루르화물을 포함한다. 바람직하게 사용되는 또 다른 예는 MxOySz 또는 M1 xM2 yOz (식 중, M, M1 및 M2는 독립적으로 금속 원소를 나타내고, O는 산소, 그리고 x, y 및 z는 화합물을 전기적 중성이 되도록 혼용된 수이다) 로 표현되는 것과 같은 복합물을 포함한다. 반도체 화합물의 예는 아연, 갈륨, 인듐, 카드뮴 등의 인산염; 갈륨-비소 또는 구리-인듐의 셀렌화물; 및 구리-인듐의 황화물을 포함한다.
무기 미립자의 바람직한 예는 Si, SiC, BeO, SiO2, Al2O3, TiO2, ZrO2, SnO2, Fe2O3, WO3, ZnO, Nb2O5, CdS, ZnS, PbS, Bi2S3, CdSe, CdTe, As2Se3, LiNbO3, BaTiO3, SrTiO3, SrCO3, CaF2, MgF2, GaP, InP, GaAs, CuInSe2, CuInS2 및 KH2PO4 미립자를 포함한다. 그 중 보다 바람직한 예는 SiC, BeO, Al2O3, TiO2, SnO2, Fe2O3, WO3, ZnO, Nb2O5, ZnS, PbS, As2Se3, LiNbO3, BaTiO3, SrTiO3, SrCO3, CaF2, MgF2, InP, GaAs 및 KH2PO4 미립자를 포함한다.
높은 복굴절을 가진다는 점에서 무기 미립자의 보다 바람직한 예는 SiC, BeO, Al2O3, TiO2, SnO2, ZnS, PbS, As2Se3, LiNbO3, BaTiO3, SrTiO3, SrCO3, MgF2 및 KH2PO4 미립자를 포함한다. 그 중에서, 코-랜덤 Al2O3 미립자, 아나타제 (anatase) 형 TiO2 미립자, 및 스티븀으로 도핑된 SnO2, LiNbO3, BaTiO3, SrCO3 및 KH2PO4 미립자가 바람직하다.
아나타제형 TiO2 미립자는 장축에 수직하는 방향에서의 굴절률보다 큰 장축과 나란한 방향에서의 굴절률을 가지고; 이들은 면내에 배향되어 Rth를 증가시킬 수 있다. 그리고, 단일축으로 축과 나란하게 배향되어, 상기 축과 나란한 굴절률을 증가시킬 수 있다. 침상 SrCO3 미립자는 장축에 수직하는 방향에서의 굴절률보다 작은 장축과 나란한 방향에서의 굴절률을 가지고; 이들은 면내에 배향되어 Rth를 감소시킬 수 있다. 그리고, 단일축으로 축과 나란하게 배향되어, 상기 축과 나란한 굴절률을 감소시킬 수 있다. 단일축으로 축과 나란하게 미립자를 배향하기 위한 공정은 후술되는 필름 연신 공정을 포함한다.
2종 이상의 무기 미립자가 혼합될 수 있다. 이러한 경우, TiO2, ZnO, Nb2O5, SrCO3 및 SrTiO3 로 이루어지는 군으로부터 하나를 선택하는 것이 바람직하다. 그리고 SnO2, Fe2O3 및 WO3 로 이루어지는 군으로부터 또 다른 것을 선택하는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 예는 ZnO 및 SnO2, ZnO 및 WO3 또는 ZnO, 그리고 SnO2 및 WO3의 혼용물을 포함한다. 서로 상이한 입자 크기 및/또는 서로 상이한 형상을 가지는 무기 미립자가 혼합될 수 있다.
본 발명에 적용되는 무기 미립자의 준비 공정에 대한 특별한 제한은 없으며, 미립자가 졸-겔 프로세스 또는 겔-졸 프로세스에 따라 준비되는 것이 바람직하다. 이 중에서, Sumio Sakuhana에 의해 저술, Agne Shofu Publishing Inc. 에 의해 출판된, "졸-겔 프로세스의 과학" (1998년); 기술 정보 협회에 의해 편집된, "졸-겔 프로세스에 기초한 박막 코팅 기술" (1995년) 에 기재된 졸-겔 프로세스; 및 Tadao Sugimoto, "신 졸-겔 합성 프로세스에 기초한 단분산 입자의 합성 및 크기/모폴로지 제어", 마테리아, 제 35권, 제 9호, 1012-1018 페이지 (1996년) 에 기재된 졸-겔 프로세스가 바람직하다. 또한, O2 및 H2 존재 하에서, 염화 화합물의 화염 가수분해 (flame hydrolysis) 를 수행하는 단계를 포함하는, Degussa AG 에 의해 발달된 방법을 채용하여, 산화물 미립자를 준비하는 것이 바람직하다.
티타늄 산화물 (TiO2) 미립자는 상술된 졸-겔 프로세스, 겔-졸 프로세스, 산수소 화염에서의 염화물의 고온 가수분해에 기초한 프로세스 중 어느 것에 의해 준비될 수 있고, 그리고 Manabu Kiyono 에 의해 저술되고, Gihodo Shuppann Co., Ltd. 에 의해 출판된 "티타늄 산화물의 물성 및 응용기술" (1997년) 에 기재된 황산 프로세스 및 염소 프로세스에 따라 준비되는 것이 바람직하다. Barbe 등의, 미국 세라믹 협회의 저널, 제 80권, 제 12호, 3157 ~ 3171 페이지 (1997년) 및 Burnside 등의, 재료 화학 (Chemistry of Materials), 제 10권, 제 9호, 2419 ~ 2425 페이지에 기재된 졸-겔 프로세스가 또한 바람직하다.
[무기 미립자에 흡착된 유기 화합물]
본 발명의 조성물은, 유기 화합물의 분자가 흡착된 무기 미립자를 포함한다. 무기 미립자에 흡착된 분자는 유기 화합물의 것들이고, 흡착기 및 액정 코어를 형성할 수 있는 기를 가진다. 유기 화합물은, 이들이 액정 코어를 형성할 수 있는 부분 구조를 가지는 한, 액정성 화합물뿐만 아니라 비액정성 화합물에서도 선택될 수 있다.
액정 코어를 형성할 수 있는 기를 더욱 상세히 설명한다. 본 발명에서, 용어 "액정 코어"는 액정도 (liquid crystallinity) 의 발생에 기여할 수 있는 액정분자의 임의의 주요 골격에 대해 사용되고, 이러한 골격은 일반적으로 메소겐으로 불린다. 액정 분자는 액정도를 나타내는데, 이는 결정 상태와 등방성 액체 상태 사이의 중간 상태 (메소상) 이다. 액정 코어를 형성할 수 있는 기에는 제한이 없고, 상기 기의 예는 "Flussige Kristalle in Tabellen II" (VEB Deutsche Verlag fur Grundstoff Industrie, Leipzig, 1984년), 특히 7 ~ 16 페이지의 설명 및 "액정편람" 편집 위원회에 의해 편집되고 Maruzen Co., Ltd. 에 의해 출판된 "액정편람" (2000년), 특히 제 3장의 설명에 기재된 것을 포함한다. 상기 기는 서모트로픽 액정의 잔기가 바람직하고, 봉상 액정 및 원반상 액정의 잔기가 보다 바람직하다. 봉상 액정의 잔기 중에서는, 네마틱상 및 스메틱-A 상을 나타내는 것의 잔기가 바람직한 반면, 원반상 액정의 잔기 중에서는, 원반상 네마틱 상을 나타내는 것의 잔기가 바람직하다.
원반상 액정의 잔기의 바람직한 예는 벤젠, 트리페닐렌, 토르크센 (torxene), 트리옥사토르크센, 안트라퀴논, 프탈로시아닌, 포르피린, 매크로시클린 (macrocyclin), 비스(1,3-디케톤) 구리 착체, 테트라아릴 비피라닐리덴, 테트라티아풀발렌 및 인노시톨을 포함한다.
액정 코어를 형성할 수 있는 기의 보다 바람직한 예는 봉상 액정의 잔기를 포함한다. 이러한 잔기는 액정도의 발생에 기여할 수 있는 주요 골격으로, 봉상 액정의 "메소겐" 기 또는 "코어부"로 불리며, 아래 식 (I) 에 의해 표현되는 기로부터 선택되는 것이 바람직하다.
식 (I)
Figure 112008041089374-PCT00001
식에서, L1 및 L2는 각각 이가 연결기의 단일 결합을 포함한다. 이가 연결기는 -O-, -S-, -CO-, -NR- (R은 수소 원자 (H), 메틸기 또는 에틸기를 나타냄), -CH=N-, -N=N-, 이가 사슬기, 이가 환상기, 및 이들의 임의의 혼용물로부터 선택되는 이가 연결기 중 임의의 하나가 바람직하다.
이가 사슬기는 바람직하게 알킬렌기, 알케닐렌기 및 알키닐렌기로부터 선택된다. 이가 사슬기는 직선형 또는 분지 사슬 구조를 가지고, 하나 이상의 치환기를 가질 수 있다. 이가 사슬기는 C2 -8 알킬렌, 알케닐렌 및 알키닐렌기, 예컨대, 에틸렌기, 트리메틸렌기, 프로필렌기, 테트라메틸렌기, 2-메틸-테트라메틸렌기, 펜타메틸렌기, 헥사메틸렌기, 옥타메틸렌기, 2-부테닐렌, 및 2-부티닐렌기로부터 선택되는 것이 보다 바람직하다.
이가 환상기의 예는 후술되는 Cy1, Cy2 및 Cy3에 대한 것과 동일하다.
식 (I)에서, Cy1, Cy2 및 Cy3 는 각각 이가 환상기를 나타낸다. 상기 기는 바람직하게 5원환, 6원환 또는 7원환이고, 보다 바람직하게 5원환 또는 6원환이고, 보다 더 바람직하게 6원환이다. 상기 기는 단환 또는 축합환 잔기일 수 있고, 바람직하게 단환 잔기일 수 있다. 상기 기는 방향족환 잔기, 지환족 잔기 및 복소환 잔기로부터 선택될 수 있다. 이 중에서, 방향족환의 바람직한 예는 벤젠환 (특히, 1,4-페닐렌기), 및 나프탈렌환 (특히, 나프탈렌-1,5-디일기 및 나프탈렌-2,6-디일기) 을 포함하고, 지환족의 바람직한 예는 시클로헥산환 (특히, 1,4-시클로헥실렌기) 및 비시클로[2.2.2]옥탄환을 포함하며, 그리고 헤테로시클의 바람직한 예는 피리딘환 (특히, 피리딘-2,5-디일기), 피리미딘환 (특히, 피리미딘 2,5-디일기), 티오펜환 (특히, 티오펜-2,5-디일기) 및 디옥산환을 포함한다. Cy1, Cy2 및 Cy3 는 독립적으로 치환기를 가질 수 있다. 치환기의 바람직한 예는 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, C1 -5 알킬기, 할로겐 원자(들)에 의해 치환된 C1 -5 알킬기, C1 -5 알콕시기, C1 -5 알킬티오기, C2 -6 아실옥시기, C2 -6 알콕시카르보닐기, 카르바모일기, C2 -6 알킬기에 의해 치환된 카르바모일기, 및 C2 -6 아실아미노기를 포함한다.
식 (I)에서, m은 0 ~ 2의 정수이다. m=2 에 대해서, 2개의 L2 및 Cy2는 동일하거나 서로 상이할 수 있다.
봉상 액정 잔기의 바람직한 예는 비페닐기, 페닐렌 카르보닐 옥시비페닐기, 카르보닐 옥시비페닐기, 테르페닐기, 나프틸렌 카르보닐옥시페닐기, 페닐렌 에테닐렌 카르보닐옥시 비페닐기, 페닐렌 에티닐렌 페닐기, 벤조익 페닐 에스테르기, 벤질리덴 아닐린기, 아조벤젠기, 아족시벤젠기, 스틸벤기, 페닐렌 에티닐렌 카르보닐옥시 비페닐기, 나프틸렌 비페닐기, 및 그 벤젠환이 포화환 또는 헤테로시클로 교체되는 것들을 포함한다.
본 발명에 따르면, 무기 미립자에 흡착되어, 무기 미립자에의 흡착기 및 액정 코어를 형성할 수 있는 기를 가지는 분자가 조성물에 포함된다. 따라서, 각 흡착기는 무기 미립자에 용이하게 흡착되는 관능기인 것이 바람직하다. 관능기의 바람직한 예는 무기 미립자의 종 (예를 들어, 금속 종) 등에 따라 상이할 수 있다. 금함유 재료로 구성되는 무기 미립자에 대해서, 흡착기의 바람직한 예는 메르캅토기 및 디술피드기를 포함한다. 산화물 (예를 들어, 금속 산화물) 로 구성되는 무기 미립자에 대해서, 흡착기의 바람직한 예는 COOH 기, OH 기, SO3H 기, 후술되는 식 (1) 또는 (2) 로 표현되는 것 등의 산성 기, 아미노기 또는 옥심, 디옥심, 히드록시퀴놀린, 살리실레이트 또는 α-케토에놀레이트기 등의 킬레이트화제, 후술되는 식 (3) 으로 표현되는 기, 후술되는 식 (4), (5) 및 (6) 으로 표현되는 기를 포함하고; 보다 바람직한 예는 COOH 기 또는 그 염, 그리고 후술되는 식 (1), (2) 및 (3) 으로 표현되는 기를 포함한다. 금속 카보네이트 재료로 구성되는 무기 미립자에 대해서, 흡착기의 바람직한 예는 후술되는 식 (4), (5) 및 (6) 으로 표현되는 기, COOH 기 또는 그 염, 그리고 후술되는 식 (1) 및 (2) 로 표현되는 기를 포함하고; 그리고 보다 바람직한 예는 COOH 기 및 그 염, 및 후술되는 식 (1) 및 (2) 로 표현되는 기를 포함한다.
흡착기의 바람직한 예는 아래 식 (1) 로 표현되는 포스폰산기 또는 그 염, 아래 식 (2) 로 표현되는 인산 모노에스테르 또는 그 염, 또는 아래 식 (3) 으로 표현되는 기를 포함한다.
식 (1)
-PO3Xm
식 (2)
-OPO3Xm
식 (3)
-Si(R1)3-n(OR2)n
식 (1) 및 (2) 에서, X는 독립적으로 수소 원자, 또는 일가 또는 이가 유기 또는 무기 양이온을 나타내고, m은 1 또는 2이며, m=1에 대해 X는 이가 유기 또는 무기 양이온을 나타내고, m=2에 대해 2개의 X는 독립적으로 수소 원자 또는 일가 유기 또는 무기 양이온을 나타낸다.
상기 식에서 m이 2이고, 2개의 X 모두가 일가 유기 또는 무기 양이온인 경우, 양자는 상이할 수 있으나, 비용 면에서 동일한 것이 보다 바람직하다.
일가 유기 또는 무기 양이온은 인산 염을 형성할 수 있는 임의의 양이온일 수 있고, 일가 유기 양이온의 예는 테트라메틸암모늄 이온, 테트라에틸암모늄 이온, 모노에탄올 암모늄 이온, 트리메틸벤질 암모늄 이온, 트리에틸벤질 암모늄 이온, 디(히드록시에틸) 암모늄 이온, N-메틸피리디늄 이온, 테트라메틸구아니듐 이온, 및 테트라메틸포스포늄 이온을 포함하며, 그 중에서 보다 바람직한 예는 테트라메틸암모늄 이온, 테트라에틸암모늄 이온, 트리메틸벤질 암모늄 이온, 트리에틸벤질 암모늄 이온, 및 N-메틸피리디늄 이온을 포함하고, 그리고 보다 더 바람직한 예는 테트라메틸암모늄 이온 및 테트라에틸암모늄 이온을 포함한다. 일가 무기 양이온의 예는 암모늄 이온, 리튬 이온, 나트륨 이온 및 칼륨 이온을 포함하고, 보다 바람직한 예는 암모늄 이온, 나트륨 이온 및 칼륨 이온을 포함하며, 보다 더 바람직한 예는 나트륨 이온 및 칼륨 이온을 포함한다.
이가 유기 또는 무기 양이온은 인산 염을 형성할 수 있는 임의의 양이온일 수 있고, 이가 유기 양이온은 메틸렌기, 알킬에테르 등의 커플링기와 커플링된 상술된 유기 암모늄에 의해 예시될 수 있다. 이가 무기 양이온은 칼슘 이온, 마그네슘 이온, 바륨 이온 등에 의해 예시될 수 있고, 칼슘 이온이 특히 바람직하다.
식 (3) 에서, R1 및 R2는 각각 C1 -4 알킬기를 나타내고, n은 1 ~ 3의 정수를 나타낸다. 알킬기의 예는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필 및 n-부틸을 포함한다. 바람직하게, n은 2 또는 3이고, 보다 바람직하게 3이다.
흡착기가 식 (3) 으로 표현되는 기인 경우에 대해서, 무기 미립자는 바람직하게 우수한 흡착성을 나타내는 면에서 금속 칼코겐화물로 구성된다. 금속 칼코겐화물의 바람직한 예는 상기에서 기재된 바와 같다. 금속 칼코겐화물 중에서, 금속 산화물 (SiO2, Al2O3, TiO2, ZrO2, SnO2, Fe2O3, WO3, ZnO, Nb2O5 등) 이 보다 바람직하다. 금속 산화물의 바람직한 예는 SiO2, Al2O3, TiO2, ZrO2, SnO2, ZnO 및 Nb2O5 를 포함하고, 보다 바람직한 예는 TiO2, ZrO2, SnO2, ZnO 및 Nb2O5 를 포함하며, 보다 더 바람직한 예는 TiO2, ZrO2 및 ZnO 를 포함한다.
식 (4), (5) 또는 (6) 으로 표현되는 흡착기가 또한 바람직하다.
식 (4)
Figure 112008041089374-PCT00002
식 (5)
Figure 112008041089374-PCT00003
식 (6)
Figure 112008041089374-PCT00004
식에서, 각 "*" 는 연결기를 통해서 또는 직접적으로, 액정 코어를 형성할 수 있는, 기에 결합할 수 있는 자리를 가리킨다.
식 (4) 에서, R3는 C1 -4 알킬기를 나타낸다. 알킬기의 예는 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필 및 n-부틸을 포함하고, i-프로필이 보다 바람직하다.
흡착기는 연결기를 통해 액정 코어를 형성할 수 있는 기에 결합할 수 있다. 연결기의 예는 C1 -18 을 포함하고, 보다 바람직하게 C1 -6 치환 또는 비치환, 직쇄 또는 분지 알킬렌; C1 -18, 보다 바람직하게 하나 이상의 에테르 결합으로 개재된 C1 -6 직쇄 또는 분지 알킬렌; C6 -18, 보다 바람직하게 C6 -12 치환 또는 비치환 아릴렌; O, NH, S, CONH, NHCO, 및 5원 또는 6원 복소환을 포함한다.
무기 미립자에 흡착된 분자가 조성물에 사용되는 폴리머 재료에 대해 친화성을 나타내는 치환기를 추가로 가지는 것이 바람직하다. 치환기 및 폴리머 재료 사이의 친화성은 그 용해도 지수 (SP 값(들)) 로부터 평가될 수 있고, SP 값은 서로 근접하다. SP 값은 Hoy 등의 페인트 기술의 저널, 제 42권, 76 페이지, 1970년에 제안된 방법에 따라 계산될 수 있다. 폴리머 재료의 SP 값은 아래 식을 사용하여 계산할 수 있다.
SP= a1 × SP1 + a2 × SP2 + a3 × SP3 + ......
식 중, SP1, SP2 및 SP3 각각은 타켓 폴리머를 제조하는데 사용되는 모노머 중 하나인 각 모노머의 호모폴리머의 SP 값이고, 제목이 "폴리머 편람 제 3 판"인 책에서 찾을 수 있다. 식 중, a1, a2 및 a3 각각은 타켓 폴리머의 제조시 사용되는 각 모노머의 질량 분율이다.
치환기의 바람직한 예는, 물론, 같이 사용되는 폴리머 재료의 종에 따라 달라진다. 직쇄 또는 분지 알킬기가 각종 폴리머 재료에 대해 유효하게 기능할 수 있다. CO 기 또는 COO 기를 가지는 치환기는 PMMA 등의 아크릴 폴리머와의 사용에서 바람직하다. 에테르기 (보다 바람직하게 알콕시 알킬옥시기, 및 보다 더 바람직하게 3-메톡시부톡시기) 를 가지는 치환기 또는 당 유도체는 셀룰로오스 아실레이트계 폴리머와의 사용에서 바람직하다.
본 발명에 사용되는, 무기 미립자에의 흡착기 및 액정 코어를 형성할 수 있는 기를 가지는 유기 화합물의 예는, 이에 한정되지 않지만, 아래에 도시된 것을 포함한다. 아래에 도시된 예는 액정성 화합물 뿐만 아니라, 화합물 C-4 및 C-5 등의 비액정성 화합물도 포함한다.
Figure 112008041089374-PCT00005
Figure 112008041089374-PCT00006
Figure 112008041089374-PCT00007
Figure 112008041089374-PCT00008
Figure 112008041089374-PCT00009
Figure 112008041089374-PCT00010
Figure 112008041089374-PCT00011
[흡착기 및 액정 화합물의 코어부를 형성할 수 있는 기를 가지는 분자가 흡착된 무기 미립자]
본 발명에서, 소정의 기를 가지는 분자의 흡착 방법에 대해서는 특별한 제한이 없다. 본 발명에 따라서, 소정의 기를 가지는 분자는 물리적 흡착, 화학적 흡착 또는 양자의 중간 방법으로 무기 분자에 흡착될 수 있다. 이 중에서, 화학적 흡착이 바람직하다. 분자가 흡착된 무기 미립자가 획득되는데, 구체적으로 무기 미립자 및 화합물이 접촉하도록 이들을 혼합함으로써, 화합물의 분자가 물리적으로 및/또는 화학적으로 무기 미립자에 흡착되게 한다. 이들을 혼합 및 접촉되게 하는 것은 용매를 사용하여 진행되거나, 또는 후술되는 폴리머 도프 용액에서 진행될 수 있다. 흡착된 분자의 존재 여부는 UV-가시 흡수 분광, IR 흡수 분광 또는 열 분석에 의해 확인될 수 있다. 화합물 분자의 무기 미립자에의 흡착은 단일층 커버리지의 형태로 이루어지는 것이 바람직하다. 바람직한 흡착량은 입자 크기에 따라 달라지는데, 이는 단위 질량당 표면적이 입자 크기에 따라 달라질 수 있기 때문이며, 10 ~ 300 질량%의 범위인 것이 바람직하고, 20 ~ 150 질량%인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 조성물이 도프, 코팅액 등으로 제조되고, 이방성 필름 등을 제조시 사용되는 경우, 유기 화합물 분자는 도프 또는 코팅액에서 비흡착 상태로 존재할 수 있다. 이러한 경우, 유기 화합물 분자의 무기 미립자에의 흡착은 도프의 캐스팅 이후 또는 코팅액의 코팅 이후의 건조 단계에서 촉진될 수 있다.
분자의 특정 위치에 흡착기를 도입함으로써,무기 미립자가 흡착되는 부분, 예를 들어, 분자의 면 또는 말단에서 제어하는 것이 가능할 수 있다. 흡착기의 종 및 입자 표면의 성질을 적절히 조합함으로써, 분자를 무기 미립자의 소정 부분에 흡착하는 것이 또한 가능할 수 있다.
본 발명의 조성물에 있어서, 소정의 기를 가지는 분자가 흡착된 무기 미립자의 바람직한 함유량은 조성물의 응용 목적에 따라 달라지며, 광학 필름을 제조하는 경우, 조성물 내의 0.5 ~ 20 질량% 의 함유량이 원하는 성형성 및 광학 이방성을 획득하는 관점에서 일반적으로 바람직하고, 1 ~ 10 질량%의 함유량이 보다 바람직할 수 있다.
[폴리머 재료]
본 발명에서, 용어 "폴리머 재료"는 임의의 천연 폴리머 뿐만 아니라 임의의 합성 폴리머에 대해서도 사용될 수 있다. 필름의 제조시 사용되는 조성물은 필름 형태로 형성가능한 폴리머 재료를 포함할 수 있다. 필름 형태로 형성가능한 폴리머 재료의 예는 셀룰로오스 유도체, 폴리카보네이트, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 신디오택틱 폴리스티렌, 폴리페닐렌 술피드, 폴리아릴레이트, 폴리에스테르술폰, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 시클릭 폴리올레핀계 폴리머, 및 브롬화 페녹시 폴리머를 포함한다. COC 및 COP 폴리머라 불리는 등의 시클릭 폴리올레핀계 폴리머 및 셀룰로오스 유도체가 바람직하다. 셀룰로오스 아실레이트가 특히 바람직하다.
이하 단락에서, 셀룰로오스 아실레이트를 상세히 설명한다.
[셀룰로오스 아실레이트]
폴리머 재료로서 본 발명에서 채용될 수 있는 셀룰로오스 아실레이트의 예는 셀룰로오스 트리아실레이트 및 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트를 포함한다. 2 이상의 셀룰로오스 화합물은 본 발명에서 혼합 형태로 사용될 수 있다.
셀룰로오스 아실레이트를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명한다.
[셀룰로오스 아실레이트용 원료면]
본 발명에 적용가능한 셀룰로오스 아실레이트의 원료 셀룰로오스는 면 린터, 및 목재 펄프 (침엽수 펄프, 활엽수 펄프) 를 포함하고, 원료 셀룰로오스로부터 획득된 셀룰로오스 아실레이트가 사용될 수 있고, 경우에 따라 그 혼합 사용을 허용한다. 이들 원료 셀룰로오스의 상세한 설명은, 예를 들어, "플라스틱 재료 강좌 (17), 섬유 형성 수지" (Marusawa and Uda 저술, Nikkan Kogyo Shimbun Co., Ltd. 출판, 1970년) 및 JIII 발명협회공개기보 (Journal of Technical Disclosure) 2001-1745 (7 - 8 페이지) 에서 찾을 수 있으며, 임의로 특정하여 한정되는 것은 아니다.
상술된 특정 셀룰로오스 아실레이트는 바람직하게 셀룰로오스의 히드록실기를 아세틸기 및 탄소 원자수가 3 이상인 아실기로 치환함으로써 획득된 혼합 지방산 에스테르이고, 셀룰로오스의 히드록실기의 치환도는 아래 식 (I) 및 (II) 를 만족한다:
식 (I): 2.0≤A+B≤3.0
식 (II): 0<B
여기서, "A" 는 셀룰로오스의 히드록실기를 치환한 아세틸기의 치환도를 나타내고, "B" 는 셀룰로오스의 히드록실기를 치환한 탄소 원자수가 3 이상인 아실기의 치환도를 나타낸다.
β-1,4 결합을 통해 셀룰로오스를 구성하는 글루코오스 단위는 2-, 3- 및 6-위치 각각에서 자유 히드록실기를 가진다. 셀룰로오스 아실레이트는 이들 히드록실기의 일부 또는 전부를 아실기로 에스테르화함으로써 획득되는 폴리머이다. 아실 치환도는 2-, 3- 및 6-위치 각각에서의 셀룰로오스의 에스테르화 비율을 의미한다 (100% 에스테르화는 에스테르화도 1로 표현됨).
[셀룰로오스 아실레이트의 중합도]
셀룰로오스 아실레이트의 중합도는 바람직하게 점도 평균 중합도에 기초하여 180 ~ 700 이고, 셀룰로오스 아세테이트에 대해서는 180 ~ 550 이 보다 바람직하고, 180 ~ 400 이 보다 더 바람직하며, 180 ~ 350 이 특히 바람직하다. 중합도를 700 이하로 조절함으로써, 셀룰로오스 아실레이트의 도프 용액의 점도가 과도하게 되는 것이 성공적으로 방지되고, 캐스팅에 의한 필름 형성이 용이하게 되는 경향이 있다. 한편, 180 이상으로 조절된 중합도는 형성된 필름의 강도를 향상시키는 경향이 있다. 평균 중합도는 Uda et al. (Kazuo Uda 및 Hideo Saito, "섬유 학회지 (파이버)", 제 18권, 제 1호, 105 - 120 페이지, 1962년) 에 의해 제안되는 고유 점성법에 따라 측정될 수 있다. 보다 구체적으로, 일본 특허 공개공보 평9-95538호에 기재된 방법에 따라 측정될 수도 있다.
본 발명에 바람직하게 사용되는 셀룰로오스 아실레이트의 분자량 분포는 겔 투과 크로마토그래피에 의해 평가될 수 있고, 다중 분산성 지수 Mw/Mn (Mw 는 질량 평균 분자량이고, Mn 은 수 평균 분자량임) 은 작은 것이 바람직하고, 분자량 분포는 좁은 것이 바람직하다. 구체적으로, Mw/Mn 의 값은 바람직하게 1.0 ~ 3.0 이고, 보다 바람직하게 1.0 ~ 2.0 이며, 보다 더 바람직하게 1.0 ~ 1.6 이다.
저분자 성분의 제거는 평균 분자량 (중합도) 을 상승시키나, 그 점성은 일반 셀룰로오스 아실레이트의 점성보다 낮기 때문에 효과적이다. 저분자 성분의 적은 함유량을 가지는 셀룰로오스 아실레이트는 일반법으로 합성된 셀룰로오스 아실레이트로부터 저분자 성분을 제거함으로써 획득될 수 있다. 저분자 성분의 제거는 적절한 유기용매를 사용하여 셀룰로오스 아실레이트를 세정함으로써 수행될 수 있다. 저분자 성분의 적은 함유량을 가지는 셀룰로오스 아실레이트가 제조되는 경우, 아실화 반응에서의 황산 촉매의 첨가량은 셀룰로오스 100 질량부당 0.5 ~ 25 질량부로 조절되는 것이 바람직하다. 황산 촉매의 첨가량의 조절은 분자량 분포의 면에서도 또한 바람직한 (분자량 분포가 균일한) 셀룰로오스 아실레이트의 합성을 가능하게 한다. 셀룰로오스 아실레이트는 그것이 사용되는 경우 바람직하게 2 질량% 이하의 수분 함유량을 나타내며, 보다 바람직하게 1 질량% 이하, 보다 더 바람직하게 0.7 질량% 이하이다. 일반 셀룰로오스 아실레이트는 2.5 ~ 5 질량%의 수분 함유량을 가지는 것으로 알려져 있다. 이 경우, 그 수분 함유량을 원하는 값으로 조절하기 위해서 셀룰로오스 아실레이트를 건조하는 것이 바람직하다. 건조 방법은 타켓 수분 함유량이 획득될 수 있는 한, 특별히 제한되지 않는다.
본 발명에 바람직하게 적용가능한 셀룰로오스 아실레이트의 원료 면 및 그 합성 방법은, 예를 들어, 발명협회공개기보 (제 2001-1745호, 7 - 12 페이지, JIII 에 의해 2001년 3월 15일 발행) 에서 찾을 수 있다.
본 발명의 조성물은 2종 이상의 폴리머 재료 및/또는 분자에 흡착된 무기 미립자를 포함할 수 있으며, 조성물의 원하는 물성이 손상되지 않는 한, 후술되는 임의의 기타 첨가제를 포함할 수 있다. 본 발명의 조성물은 1 이상의 광감성 이성화 화합물을 포함할 수도 있다. 이러한 화합물은 예를 들어, 폴리머, 41(12), 1992년, 884 페이지; "크로믹 재료와 응용", CMC Publishing Co., Ltd. 출판, 221 페이지; "메카노케미스트리 (Mechanochemistry)", Maruzen Co., Ltd. 출판, 21 페이지; 및 "고분자 논문집" 147(10), 1991년, 771 페이지에 구체적으로 기재되어 있다.
[기타 첨가제]
본 발명의 조성물은 원하다면 소정의 기능을 부여할 수 있는 임의의 기타 첨가제를 포함할 수 있다. 첨가제의 예는 UV 흡수제, 가소제, 열화 방지제, (소정의 기를 가지는 분자가 흡착되지 않는) 미립자 및 광학 특성 조절제를 포함한다.
[UV 흡수제]
본 발명의 조성물은 UV 흡수제를 포함할 수 있다. UV 흡수제의 어떤 임의의 종은 목적에 따라 살리실레이트 에스테르계, 벤조페논계, 벤조트리아졸계, 벤조에이트계, 시아노아크릴레이트계 및 니켈 착체염계의 것으로부터와 같이 선택될 수 있으며, 바람직하게는 벤조페논계, 벤조트리아졸계 및 살리실레이트 에스테르계의 것으로부터 선택될 수 있다.
벤조페논계 UV 흡수제의 예는 2,4-디히드록시벤조페논, 2-히드록시-4-아세톡시벤조페논, 2-히드록시-4-메톡시벤조페논, 2,2'-디-히드록시-4-메톡시-벤조페논, 2,2'-디-히드록시-4,4'-메톡시벤조페논, 2-히드록시-4-n-옥톡시벤조페논, 2-히드록시-4-도데실록시 벤조페논, 및 2-히드록시-4-(2-히드록시-3-메타크릴록시)프로폭시벤조페논을 포함한다.
벤조트리아졸계 UV 흡수제는 2-(2'-히드록시-3'-tert-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-5'-tert-부틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-아밀페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-부틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 및 2-(2'-히드록시-5'-tert-옥틸페닐)벤조트리아졸을 포함한다.
살리실레이트 에스테르계 UV 흡수제의 예는 페닐살리실레이트, p-옥틸페닐살리실레이트, 및 p-tert-부틸페닐살리실레이트를 포함한다.
상기에서 예시된 이들 UV 흡수제 중에서, 특히 바람직한 것은 2-히드록시-4-메톡시벤조페논, 2,2'-디-히드록시-4,4'-메톡시벤조페논, 2-(2'-히드록시-3'-tert-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-5'-tert-부틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-아밀페닐)벤조트리아졸, 및 2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-부틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸이다.
넓은 파장 범위에 걸쳐 우수한 차단 효과를 획득하는 면에서, 흡수 파장이 상이한 복수의 UV 흡수제를 혼용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 조성물이 액정 디스플레이 장치용 콤포넌트, 예컨대, 광학 필름의 원료로 사용되는 경우, UV 흡수제는 그 열화 방지면에서 370 nm 이하의 자외선 조사 흡수능이 우수하고, 표시 품질면에서 400 nm 이상의 가시광의 흡수가 작은 것이 바람직하다. 특히 바람직한 UV 흡수제의 예는 상술된 벤조트리아졸계 화합물, 벤조페논계 화합물 및 살리실산 에스테르계 화합물을 포함한다. 이들 중에서, 벤조트리아졸계 화합물이 셀룰로오스 에스테르의 불필요한 착색을 덜 야기시키기 때문에 바람직하다.
UV 흡수제로서, 일본 특허 공개공보 소60-235852호, 평3-199201호, 평5-1907073호, 평5-194789호, 평5-271471호, 평6-107854호, 평6-118233호, 평6-148430호, 평7-11056호, 평7-11055호, 평7-11056호, 평8-29619호, 평8-239509호 및 제 2000-204173호에 기재된 화합물을 채용하는 것도 또한 허용될 수 있다.
UV 흡수제의 첨가량은 바람직하게 폴리머 재료 (바람직하게 셀룰로오스 아실레이트) 의 0.001 ~ 5질량%이고, 보다 바람직하게 0.01 ~ 1 질량% 이다. 본 발명의 조성물이 필름 제작시 사용되는 경우, 0.001 질량% 이상의 첨가량은 첨가 효과를 충분히 발휘하는 면에서 바람직하고, 5질량% 이하의 첨가량은 필름면 상으로 UV 흡수제가 스며나오는 것을 억제하는 면에서 통상 바람직하다.
[열화 방지제]
본 발명의 조성물은 열화 방지제를 포함할 수 있다. 열화 방지제는 셀룰로오스 아실레이트 등의 폴리머 재료가 열화 또는 분해되는 것을 방지하는 목적으로 첨가될 수 있다. 적용가능한 열화 방지제의 예는 부틸아민, 힌더드 아민 화합물 (일본 특허 공개공보 평8-325537호), 구아니딘 화합물 (일본 특허 공개공보 평5-271471호), 벤조트리아졸계 UV 흡수제 (일본 특허 공개공보 평6-235819호), 및 벤조페논계 UV 흡수제 (일본 특허 공개공보 평6-118233호) 를 포함한다.
[가소제]
본 발명의 조성물을 가소제를 포함할 수 있다. 가소제는 바람직하게 인산 에스테르 및/또는 카르복실산 에스테르이다. 인산 에스테르계 가소제의 바람직한 예는 트리페닐 포스페이트 (TPP), 트리크레실 포스페이트 (TCP), 크레실디페닐 포스페이트, 옥틸디페닐 포스페이트, 비페닐디페닐 포스페이트 (BDP), 트리옥틸 포스페이트, 및 트리부틸 포스페이트를 포함한다. 카르복실산 에스테르계 가소제의 바람직한 예는 디메틸 프탈레이트 (DMP), 디에틸 프탈레이트 (DEP), 디부틸 프탈레이트 (DBP), 디옥틸 프탈레이트 (DOP), 디페닐 프탈레이트 (DPP), 디에틸헥실 프탈레이트 (DEHP), O-아세틸트리에틸 시트레이트 (OACTE), O-아세틸트리부틸 시트레이트 (OACTB), 아세틸트리에틸 시트레이트, 아세틸트리부틸 시트레이트, 부틸 올레이트, 메틸아세틸 리신놀레이트, 디부틸 세바케이트, 트리아세틴, 트리부틸린, 부틸프탈릴부틸 글리콜레이트, 에틸프탈릴에틸 글리콜레이트, 메틸프탈릴에틸 글리콜레이트, 및 부틸프탈릴부틸 글리콜레이트를 포함한다. 가소제는 (디)펜타에리트리톨 에스테르, 글리세롤 에스테르, 또는 디글리세롤 에스테르 중 임의의 것이 바람직하다.
[이형제]
본 발명의 조성물은 용도 목적에 따라 이형제를 포함할 수 있다. 시트르산의 에틸 에스테르가 이형제의 바람직한 예로서 예시될 수 있다.
[IR 흡수제]
본 발명의 조성물은 용도 목적에 따라 IR 흡수제를 포함할 수 있다. IR 흡수제는 일본 특허 공개공보 제 2001-194522호에 기재된 것 중 임의의 것이 바람직하다.
[염료]
본 발명의 조성물은 색조 조정을 위해 염료를 포함할 수 있다. 염료의 함유량은 셀룰로오스 아실레이트 등의 폴리머 재료에 대해 바람직하게 10 ~ 1000 ppm 이고, 보다 바람직하게 50 ~ 500 ppm 이다. 본 발명의 조성물이 필름 제작시 사용되는 경우, 염료 포함은 통상 광 파이핑을 완화시켜 황색미 (yellowing) 를 개선하는 것을 가능하게 한다.
[매트제 입자]
필름 제조시 사용되는 본 발명의 조성물에 통상 매트제 입자를 첨가할 수 있다. 매트제로 사용가능한 입자는 이산화 실리콘, 이산화 티타늄, 산화 알루미늄, 산화 지르코늄, 탄산 칼슘, 탈크, 점토, 소성 카올린, 소성 칼슘 실리케이트, 수화 칼슘 실리케이트, 알루미늄 실리케이트, 마그네슘 실리케이트 및 칼슘 포스페이트를 포함한다. 혼탁도를 낮추는 면에서 입자로서 실리콘을 포함하는 것이 바람직하며, 이산화 실리콘이 특히 바람직하다. 이산화 실리콘의 입자는 바람직하게 20nm 이하의 1차 평균 입자 크기 및 70g/ℓ 이상의 겉보기 비중을 가진다. 5 ~ 16nm 만큼 작은 1차 입자의 평균 입자 크기를 가지는 것이 필름의 헤이즈 저하 면에서 보다 바람직하다. 겉보기 비중은 바람직하게 90 ~ 200 g/ℓ 이상이고, 보다 바람직하게 100 ~ 200 g/ℓ 이상이다. 큰 겉보기 비중은 고농도 분산액의 조제를 가능하게 하고, 헤이즈 및 응집물의 개선 면에서 바람직하다.
본 발명의 조성물은 무기 미립자에의 흡착기 및 액정 코어를 형성할 수 있는 기를 가지는 분자, 바람직하게는 폴리머 재료에 대해 친화성을 발휘하는 치환기를 더 가지는 분자가 흡착된 무기 미립자를 포함하여, 상술된 무기 미립자가 매트제로서도 기능할 수 있는 경우, 매트제를 첨가하지 않고 유사한 효과를 획득할 수 있는 경우가 있을 수 있다.
이들 입자는 일반적으로 0.1 ~ 3.0㎛의 평균 입자 크기를 가지는 2차 입자를 형성할 수 있고, 이들 입자는 1차 입자의 응집물로서 필름에 상주하여, 필름 표면 상에 0.1 ~ 3.0㎛의 요철을 형성한다. 2차 입자의 평균 입자 크기는 바람직하게 0.2 ~ 1.5㎛이고, 보다 바람직하게 0.4 ~ 1.2㎛이며, 가장 바람직하게 0.6 ~ 1.1㎛이다. 1차/2차 입자의 입자 크기는 주사형 전자 현미경을 사용하여 필름 내 입자를 관찰하고, 그리고 입자에 외접하는 원의 직경을 구함으로써 결정된다. 평균 입자 크기는 상이한 관측 장소에서 200개의 입자를 관찰하고, 그 직경을 평균함으로써 결정된다.
여기서 사용가능한 이산화 실리콘의 입자는 예를 들어, Aerosil R972, R972V, R974, R812, 200, 200V, 300, R202, OX50 및 TT600 (모두 Nippon Aerosil Co., Ltd. 제조) 의 상품명으로 시판된다. 본 발명에 사용될 수 있는 산화 지르코늄의 입자는 예를 들어, Aerosil R976 및 R811 (모두 Nippon Aerosil Co., Ltd. 제조) 의 상품명으로 시판된다.
이들 중에서, 20nm 이하의 1차 평균 입자 크기 및 70g/ℓ 이상의 겉보기 비중을 가지는 이산화 실리콘 입자인, Aerosil 200V 및 Aerosil R972V 가, 광학 필름의 혼탁도를 작게 유지하면서 마찰 계수를 줄이는 효과가 큰 것으로 인해 특히 바람직하다.
[화합물 첨가의 비율]
본 발명의 조성물이 필름 제조시 사용되는 경우, 조성물 중 3000 이하의 분자량을 가지는 화합물의 총 함유량은 셀룰로오스 아실레이트 등의 폴리머 재료의 질량에 대해서 5 ~ 45 질량%인 것이 바람직하다. 보다 바람직한 범위는 10 ~ 40 질량%이고, 보다 더 바람직한 범위는 15 ~ 30 질량%이다. 이들 화합물은 무기 미립자 상에 흡착된 소정의 기, 및 요청에 따라 첨가되는 UV 보호제, 가소제, 열화방지제, 입자, 이형제, IR 흡수제 등을 가지는 상술된 것이다. 2000 이하의 분자량을 가지는 화합물의 총 함유량은 상술된 범위인 것이 보다 바람직하다. 이들 화합물의 총 함유량을 5 질량% 이상으로 조절함으로써, 단일 콤포넌트로서의 셀룰로오스 아실레이트 등의 폴리머 재료의 특성이 잘 발휘되지 않게 되고, 결과적으로 광학 성능 및 물리적 강도가 온도 및 습도의 변화에 따라 잘 변화하지 않게 된다. 한편, 이들 화합물의 총 함유량을 45 질량% 이하로 조절하는 것에 의해, 화합물이 셀룰로오스 아실레이트 필름 등의 폴리머 필름에서의 가용화 한계를 초과하는 것 및 화합물이 필름 표면 상에 석출되는 것을 방지하는 경향이 바람직하게 있고, 그것에 의해 필름의 헤이징 (필름으로부터 스며나옴) 을 억제한다.
본 발명의 조성물에, 필요에 의해 첨가된 첨가제는 그 녹는점 및 끓는점에 대한 특정한 제한없이 고체일 수 있거나, 또는 오일일 수 있다. 예를 들어, 20℃ 미만 및 20℃ 이상의 녹는점을 가지는 UV 흡수제는 혼합 형태로 사용될 수 있거나, 또는 가소제가 유사한 방법으로 혼합되어 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 일본 특허 공개공보 제 2001-151901호에 기재된 방법이 채용될 수 있다.
[본 발명의 조성물의 제조]
셀룰로오스 아실레이트가 폴리머 재료로서 사용되는 경우, 본 발명의 조성물은 통상적으로 후술되는 방법에 의해 제조될 수 있다. 먼저, 셀룰로오스 아실레이트 용액이 제조되고, 상기 용액에 소정의 기를 가지는 상술된 분자가 흡착된 무기 미립자를 첨가한다. 각종 첨가제 (예를 들어, UV 보호제, 가소제, 열화 방지제, 입자, 광학 특성 조절제 등) 가 필요에 의해 첨가될 수 있다. 소정의 기를 가지는 분자가 흡착된 무기 미립자, 및 기타 첨가제의 첨가 시기는 특별히 제한되지 않는다. 이 모두가 동시에 첨가될 수 있고, 또는 하나 이상의 성분이 미리 첨가될 수도 있다.
본 발명의 조성물은 도프로서 제조될 수 있고, 용매 캐스트법에 따라 필름 제조시 사용될 수 있다. 셀룰로오스 아실레이트를 사용한 용매 캐스트법에 따라서, 필름을 제조하기 위한 예시적인 프로세스를 후술한다.
먼저, 셀룰로오스 아실레이트를 준비한다. 도프 제조시 사용되는 주용매는 바람직하게 C3 -12 에스테르, 케톤, 에테르 및 에스테르, 및 C1 -7 할로겐 함유 탄화수소로부터 선택된다. 에스테르, 케톤 및 에테르는 시클릭 구조를 가질 수 있다. 2 이상의 에스테르, 케톤 및 에테르의 관능기 (보다 구체적으로, -O-, -CO- 및 COO-) 를 가지는 임의의 화합물이 주용매로서 사용될 수 있고, 알코올성 수산기 등의 다른 관능기를 포함할 수 있다. 2 이상의 관능기를 가지는 주용매의 탄소 원자수는, 그것이 관능기 중 임의의 것을 가지는 화합물의 특정 범위에 있다면, 허용될 수 있다.
발명협회공개기보 (제 2001-1745호, 12 - 16 페이지, JIII 에 의해 2001년 발행) 에 기재된 바와 같이, 임의의 염소 함유 할로겐화 탄화수소가 주용매로서 사용될 수 있거나, 또는 염소 비함유 용매가 주용매로서 사용될 수도 있다.
채용되는 용매 종류 및 이들을 용해하는 방법 등, 용매 캐스트법에 사용되는 셀룰로오스 아실레이트 용액의 제조 방법에 대해서, 아래 나열된 특허 문헌에 개시된 것들이 실시형태의 바람직한 모드로서 예시될 수 있다.
일본 특허 공개공보 제 2000-95876호, 평12-95877호, 평10-324774호, 평8-152514호, 평10-330538호, 평9-95538호, 평9-95557호, 평10-235664호, 평12-63534호, 평11-21379호, 평10-182853호, 평10-278056호, 평10-279702호, 평10-323853호, 평10-237186호, 평11-60807호, 평11-152342호, 평11-292988호, 평11-60752호, 및 평11-60752호.
이들 특허 문헌은 셀룰로오스 아실레이트 용액의 제조에 바람직하게 적용가능한 용매뿐만 아니라, 용액 물성 및 공존되는 공존 물질도 기재하고 있으며, 이 모두는 본 발명의 실시형태의 바람직한 모드로서 이해된다.
도프에 소정의 기를 가지는 분자에 흡착된 상술된 무기 미립자, 및 필요에 따라 선택적으로 첨가되는 첨가제를 첨가한다. 이들 약제 (agent) 는 도프의 제조 공정 중 임의의 시간에 첨가될 수 있거나, 또는 도프 제조 공정의 마지막에 첨가될 수 있다.
예를 들어, UV 흡수제는 셀룰로오스 아실레이트가 용해되는 동안 첨가되거나, 또는 용해 이후 도프에 첨가될 수 있다. 스태틱 믹서 (static mixer) 등을 사용하여, 캐스팅 직전에 UV 흡수제 용액을 도프로 첨가하는 실시형태 모드는 분광 흡수 특성을 용이하게 조절하는 면에서 특히 바람직하다. 임의의 염료가 필름에 첨가되는 경우와 마찬가지로, 셀룰로오스 아실레이트 제조시, 염료를 셀룰로오스 아실레이트 및 용매와 함께 첨가할 수 있거나, 또는 용액 제조 중 또는 용액 제조 직후에 첨가할 수도 있다. 또한, 인-라인으로 첨가되는 UV 흡수제 용액에 염료를 첨가할 수도 있다. 일본 특허 공개공보 평5-34858호에 기재된 염료를 사용할 수도 있다.
2차 평균 입자 크기가 작은 미립자를 포함하는 셀룰로오스 아실레이트 필름을 획득하기 위해서, 상기 미립자의 분산액을 제조할 수 있는 기술이 수개 있다. 예를 들어, 용매 및 미립자를 혼합 및 교반함으로써 입자 분산액을 미리 제조한 다음, 용해를 위해 별도로 제조되고 교반된 셀룰로오스 아실레이트 용액의 작은 체적을 상기 입자 분산액에 첨가하고, 주 셀룰로오스 아실레이트 도프를 더 혼합하는 방법이 알려져 있다. 이 방법은, 이산화 실리콘 미립자의 분산성이 우수하다는 면에서 이롭고, 이산화 실리콘 미립자가 재응집할 가능성이 적기 때문에 바람직하다. 공지된 또 다른 방법은, 교반 하에서 용해되도록 셀룰로오스 에스테르의 소량을 용매에 첨가하고, 미립자를 더 첨가하며, 분산 장비를 사용하여 분산시켜 입자 첨가 용액을 제조하고, 그리고 인-라인 믹서를 사용하여 입자 첨가 용액을 도프와 완전히 혼합하는 것이다. 본 발명은 이들 방법에 전혀 제한되지 않고, 이산화 실리콘 미립자를 용매 등에 혼합 및 분산시키는 과정에서의 이산화 실리콘의 농도는 바람직하게 5 ~ 30 질량%이고, 보다 바람직하게 10 ~ 25 질량%이며, 보다 더 바람직하게 15 ~ 20 질량%이다. 분산액 농도가 높을수록 첨가량에 대한 용액의 혼탁도는 낮아질 수 있고, 헤이즈 및 응집의 개선이라는 면에서 바람직하다. 셀룰로오스 아실레이트의 도프 중 매트제의 최종 첨가량은 바람직하게 1m2 당 0.01 ~ 1.0g 이고, 보다 바람직하게 0.03 ~ 0.3g 이며, 가장 바람직하게 0.08 ~ 0.16g 이다.
여기서 채용된 용매는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올 및 부탄올 등의 저급 알코올인 것이 바람직하다. 저급 알코올 이외의 용매에 대한 특별한 제한은 없으나, 셀룰로오스 에스테르의 필름 형성에 사용되는 용매를 사용하는 것이 바람직하다.
[셀룰로오스 아실레이트 필름의 제조 공정]
(용해 공정)
셀룰로오스 아실레이트 용액 (도프) 의 제조시 용해 방법에 대한 특별한 제한은 없다. 도프 제조는 실온에서 수행되거나 또는 냉각 용해법, 고온 용해법 또는 이들 방법의 조합에 의해 수행될 수 있다. 발명협회공개기보 (제 2001-1745호, 22 - 25 페이지, JIII 에 의해 2001년 3월 15일 발행) 에 상세히 기재된 공정은, 본 발명에서의 셀룰로오스 아실레이트 용액의 조제, 용해 공정의 과정에 수반하는 용액의 농축 및 여과에 바람직하게 채용될 수 있다.
셀룰로오스 아실레이트 용액의 도프 투명도는 바람직하게 85% 이상이고, 보다 바람직하게 88% 이상이며, 보다 더 바람직하게 90% 이상이다. 도프 투명도의 구체적인 계산 방법은 도프 용액을 1cm × 1cm 유리 셀에 놓고, 분광광도계 (모델 UV-3150, Shimadzu Corporation 제조) 를 사용하여 550nm에서의 흡광도를 측정하는 것이다. 블랭크로서 용매만 미리 측정하고, 블랭크 흡광도와의 차이에 근거하여 셀룰로오스 아실레이트 용액의 투명도를 계산한다.
(캐스팅, 건조 및 권취 공정)
다음, 필름을 형성하기 위해서 이와 같이 제조된 셀룰로오스 아실레이트 용액을 캐스팅한다. 셀룰로오스 아실레이트 필름의 제조시 채용되는 방법 및 장치는, 종래의 용매-캐스트 필름 형성법 및 종래에 셀룰로오스 트리아세테이트 필름의 제조시 채용되어온 용매-캐스트 필름 형성 장치로부터 널리 선택될 수 있다. 보다 구체적으로, 최종 조제 동안 도프에 포함된 버블을 탈포하기 위해서, 용융 장치 (탱크) 에서 조제된 도프 (셀룰로오스 아실레이트 용액) 를 보관 탱크에 일단 저장한다. 다음, 도프는 도프 배출구로부터 배출되고, 압력 다이에 대한 회전 수에 따라 액체의 정량을 정확하게 공급할 수 있는 부스트 체적 기어펌프 (boost volumetric gear pump) 를 통해 공급되며, 계속되는 주행하에서 캐스트부인 금속 베이스 상부에 압력 다이의 노즐 (슬릿) 로부터 균일하게 캐스팅되며, 그리고 금속 베이스가 약 1 순환의 운송을 마치는 분리점에서 금속 베이스로부터 반건조 필름 (또는 "웹"으로 불림) 의 상태로 분리된다. 이후, 획득된 웹은 그 양 모서리에서 클립에 의해 핀칭되고, 폭을 변화시키지 않으면서 텐터에 의한 반송시 건조되며, 형성된 필름은 건조 장치의 롤 그룹을 사용하여 기계적으로 반송되어 건조를 완료하고, 그리고 와인더에 의해 권취되어 소정 길이의 롤을 제조한다. 텐터 및 롤 그룹을 구비한 건조기의 조합은 목적에 따라 달라진다.
제조된 셀룰로오스 아실레이트 필름이 전자 디스플레이의 광학 콤포넌트로서의 기능성 보호 필름으로 사용되거나, 은 할라이드 사진의 광감성 재료로 사용되는 예시적인 경우에 있어서, 하인층 (underlying layer), 대전 방지층, 할레이션 방지층, 보호층 등과 같은, 필름을 표면 처리하기 위해서 일반적인 용매-캐스트 필름 형성 장치가 코팅 장치와 종종 조합된다. 이들 기술은 캐스팅 (코-캐스팅 포함), 금속 베이스, 건조, 분리 등으로 항목화되어 있는, 발명협회공개기보 (제 2001-1745호, 25 - 30 페이지, JIII 에 의해 2001년 3월 15일 발행) 에 상세히 기재되어 있으며, 이 모두가 본 발명에 바람직하게 채용될 수 있다.
[연신 처리]
상술한 바와 같이 제조된 셀룰로오스 아실레이트 필름은, 상기 필름이 원하는 광학 특성을 가지는 경우, 변형 없이 소정의 용도에 적용될 수 있다. 필름은 리타데이션 값을 조절하도록 더 연신될 수 있다. 특히, 셀룰로오스 아실레이트 필름이 큰 값의 면내 리타데이션 Re를 가질 것으로 기대되는 경우, 일본 특허 공개공보 소62-115035호, 평4-152125호, 평4-284211호, 평4-298310호, 및 평11-48271호에 기재된 제조 필름을 연신하는 방법 등과 같이, 폭 방향으로 필름을 의도적으로 연신하는 방법이 채용될 수 있다.
필름의 연신은 정상 온도 하에서 또는 가열 조건 하에서 수행된다. 가열 온도는 필름의 유리 전이점보다 높지 않은 것이 바람직하다. 필름의 연신은 종방향 또는 횡방향으로만의 일축 연신일 수 있고, 동시 또는 순차적 이축 연신일 수 있다. 필름은 바람직하게 1 ~ 200%, 보다 바람직하게 1 ~ 100%, 보다 더 바람직하게 1 ~ 50% 의 펙터로 연신된다.
상술된 방법에 따라 제조된 셀룰로오스 아실레이트 필름은 편광 필름의 보호 필름과 같이, 편광판의 콤포넌트로 이용될 수 있다. 일부 실시형태에서는, 획득된 편광판이 경사방향으로부터 시인되는 경우 광의 누설을 억제하기 위해서, 편광필름의 투과축 및 셀룰로오스 아실레이트 필름의 면내 지상축을 평행하게 정렬시키는 것이 필요하다. 연속적으로 제조되는 롤-필름상 편광 필름의 투과축이 일반적으로 롤 필름의 폭 방향과 평행하게 정렬되기 때문에, 그러한 실시형태의 경우, 롤-필름상 편광 필름 및 롤-필름상 셀룰로오스 아실레이트 필름으로 구성된 보호필름을 연속적으로 접착시키기 위해서, 롤-필름상 셀룰로오스 아실레이트 필름의 면내 지상축을 필름의 폭방향과 평행하게 정렬시키는 것이 필요하다. 따라서, 연신이 폭 방향으로 크게 이루어지는 것이 바람직하다. 필름이 그 성막 공정 중에 연신되거나, 또는 성막 이후 권취된 필름인 웹 롤이 이후에 연신될 수 있다. 전자의 경우, 필름은 잔류 용매를 포함하면서 연신될 수 있고, 그 연신은 2 ~ 30 질량%의 잔류 용매량 하에서 성공적이다.
건조 이후의 셀룰로오스 아실레이트 필름의 두께는 사용 목적에 따라 달라질 수 있으며, 바람직하게 5 ~ 500 ㎛, 보다 바람직하게 20 ~ 300 ㎛, 보다 더 바람직하게 30 ~ 150 ㎛ 이다. 광학 콤포넌트용 필름은, 특히 VA 액정 디스플레이 장치의 경우 바람직하게 두께 40 ~ 110 ㎛ 범위이다. 필름의 두께는 도프 내 고형분, 다이의 노즐의 슬릿 폭, 다이로부터의 압출 압력, 금속 베이스의 운송 속도 등을 적절히 조절함으로써 원하는 값으로 조절될 수 있다.
이로써 획득된 셀룰로오스 아실레이트 필름은 바람직하게 0.5 ~ 3 m, 보다 바람직하게 0.6 ~ 2.5 m, 보다 더 바람직하게 0.8 ~ 2.2 m의 폭을 가진다. 권취된 길이는 롤당 바람직하게 100 ~ 10000 m 이고, 보다 바람직하게 500 ~ 7000 m 이며, 보다 더 바람직하게 1000 ~ 6000 m 이다. 롤링-업 공정에서, 필름의 적어도 하나의 에지에서 필름을 널링하는 것이 바람직하며, 널링 폭은 바람직하게 3 ~ 50 mm, 보다 바람직하게 5 ~ 30 mm 로 하고, 널링 높이는 바람직하게 0.5 ~ 500 ㎛, 보다 바람직하게 1 ~ 200 ㎛ 로 한다. 널링은 일 측으로부터 또는 양 측으로부터 효과적일 수 있다.
필름의 폭 방향에서의 Re(590) 값의 변이는 바람직하게 ±5nm 이고, 보다 바람직하게 ±3nm 이다. 폭 방향에서의 Rth(590) 값의 변이는 바람직하게 ±10nm 이고, 보다 바람직하게 ±5nm 이다. 또한 길이 방향에서의 Re 값 및 Rth 값의 변이는 폭 방향의 변이와 동일한 범위 내에서 억제되는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물로 구성된 필름의 Re 값 및 Rth 값을 각각 원하는 값으로 조절하기 위해서, 무기 미립자에 흡착된 소정의 기를 가지는 분자의 첨가량 및 종류, 그리고 연신 배율을 적절히 조절하는 것이 바람직하다. 특히, 무기 미립자에 흡착된 분자이고 원하는 Rth 값을 획득할 수 있는 리타데이션 제어제를 선택하고, 원하는 Re를 획득할 수 있도록 리타데이션 제어제의 첨가량 및 연신 배율을 적절히 설정함으로써 원하는 Re 및 Rth 값을 가지는 필름을 획득할 수 있다.
이하 단락에서는 본 발명의 조성물로부터 형성된 필름의 특성의 바람직한 범위를 용도에 따라 설명한다.
[필름의 광학 특성]
이 특허 명세서에서, Re(λ) 및 Rth(λ) 는 각각 파장 λ에서의 면내 리타데이션 및 두께 방향 리타데이션을 나타낸다. Re(λ) 는 KOBRA 21ADH 또는 WR (Oji Scientific Instruments 제조) 을 사용하여 필름의 법선 방향에서 λ-nm 광으로 필름을 조사함으로써 측정된다.
측정되는 필름이 일축 또는 이축률 타원체에 의해 표현될 수 있는 경우, Rth(λ) 는 후술되는 방법에 의해 계산될 수 있다.
Rth(λ) 는 KOBRA 21ADH에 의해 결정된 면내 지상축을 경사축 (회전축; 필름이 면내에 지상축을 가지지 않는다면 임의의 면내 방향에서 정의됨) 으로 이용하여 샘플 필름의 법선 방향에 대해 0°에서 50°까지 10°스텝의 회전에 의해 결정된 6개 방향에서의 파장 λnm 입사광에 대해 측정된 6개의 Re(λ) 값; 평균 굴절률의 가정값; 및 필름의 두께 값으로 입력된 값에 기초하여 KOBRA 21ADH 또는 WR 에 의해 계산된다.
샘플 필름이, 면내 지상축을 회전축으로 이용하여 필름의 법선 방향에 대해 일정한 각도로 회전되는 방향에서의 입사광에 대하여, 리타데이션을 제공하지 않는 제로의 경우, 이 각도보다 큰 각도에서 획득된 임의의 리타데이션 값은 마이너스로 부호가 변환된 후 KOBRA 21ADH 또는 WR 에 의해 계산된다.
또한, Rth 는 지상축을 경사축 (회전축; 필름이 지상축을 가지지 않는다면 임의의 면내 방향에서 정의됨) 으로 가정하는 한편, 2개의 회전 방향에서의 입사광에 대해 측정된 2개의 리타데이션 값, 평균 굴절률의 가정값, 및 두께 값으로 입력된 값에 기초하여 아래 식 (1) 및 식 (2) 로부터 계산될 수도 있다.
식 (1)
Figure 112008041089374-PCT00012
식 (2)
Figure 112008041089374-PCT00013
주의:
식에서, Re(θ) 는 법선 방향으로부터 각도 θ로 회전한 방향에서의 위상차값을 나타낸다.
식에서, nx는 지상축 방향에서의 면내 굴절률을 나타내고, ny는 nx에 수직한 방향에서의 면내 굴절률을 나타내며, nz는 nx 및 ny에 수직한 방향에서의 굴절률을 나타내고; 그리고 d는 필름의 두께이다.
일축 또는 이축률 타원체로 표현될 수 없는 임의의 필름, 소위 광학축이 없는 필름에 대해서, Rth(λ) 는 아래 과정으로 계산된다.
Re(λ) 는 필름면에 대한 수직 방향에서의 파장 λnm의 입사광에 대해 KOBRA-21ADH (Oji Scientific Instruments 제조) 를 사용하여 측정된다. Rth(λ) 는 KOBRA 21ADH에 의해 결정된 면내 지상축을 경사축 (회전축) 으로 이용하여 필름의 수직 방향에 대해 -50°에서 +50°까지 10°스텝의 회전에 의해 결정된 11개 방향에서의 파장 λnm 입사광에 대해 측정된 복수의 리타데이션 값; 평균 굴절률의 가정값; 및 필름의 두께 값으로서 입력된 값에 기초하여 KOBRA-21ADH 를 사용함으로써 계산된다.
상술된 측정시, 평균 굴절률의 가정값은 폴리머 핸드북 (John Wiley & Sons, Inc.) 에서의 각종 광학 필름의 카달로그에 열거된 값으로부터 이용할 수 있다. 알려지지 않은 평균 굴절률을 가지는 것은 아베 굴절계를 사용하여 측정될 수 있다. 일부 주요 광학 필름의 평균 굴절률은 아래에 열거된다:
셀룰로오스 아실레이트 (1.48), 시클로올레핀 폴리머 (1.52), 폴리카보네이트 (1.59), 폴리메틸 메타크릴레이트 (1.49) 및 폴리스티렌 (1.59).
KOBRA 21ADH 또는 WR 은 이들 평균 굴절률의 가정값 및 필름 두께의 입력에 의해, nx, ny 및 nz 를 계산한다. 이로써 계산된 nx, ny 및 nz 에 기초하여, Nz=(nx-nz)/(nx-ny) 를 더 계산한다.
본 발명의 조성물로 형성된 필름은 액정 디스플레이 장치, 특히 VA 모드 액정 디스플레이 장치의 시야각을 확대하기 위한 광학 필름으로 사용될 수 있다. 이러한 실시형태에 대해서, 필름의 Re(λ) 및 Rth(λ) 는 아래 식 (a) 및 식 (b) 를 각각 만족하는 것이 바람직하다. 필름이 편광판의 액정셀 측의 보호필름으로 사용되는 경우가 특히 바람직하다.
식 (a): 0nm ≤ Re(590) ≤ 200nm
식 (b): 0nm ≤ Rth(590) ≤ 400nm
(식 중, Re(590) 및 Rth(590) 은 590nm 의 파장 λ에서의 값 (단위:nm) 을 나타낸다.)
상기 값은 각각 아래 식 (a-1) 및 식 (b-1) 을 만족하는 것이 보다 바람직하다.
식 (a-1): 30nm ≤ Re(590) ≤ 150nm
식 (b-1): 30nm ≤ Rth(590) ≤ 300nm
본 발명의 조성물로 형성되는 필름이 VA 모드 장치에 채용되는 경우, 가능한 사용 모드가 2가지 있는데, 그 중 하나는 셀의 양측면에 하나씩 필름을 사용하는 것 (이중 필름형) 이고, 다른 하나는 셀의 상측 및 하측 중 어느 하나에만 단일 필름을 사용하는 것 (단일 필름형) 이다.
이중 필름형의 경우, Re(590) 은 바람직하게 20 ~ 100 nm 이고, 보다 바람직하게 30 ~ 70 nm 이며, Rth(590) 은 바람직하게 70 ~ 300 nm 이고, 보다 바람직하게 100 ~ 200 nm 이다.
단일 필름형의 경우, Re(590) 은 바람직하게 30 ~ 150 nm 이고, 보다 바람직하게 40 ~ 100 nm 이며, Rth(590) 은 바람직하게 100 ~ 300 nm 이고, 보다 바람직하게 150 ~ 250 nm 이다.
[필름의 투습성]
액정 디스플레이 장치의 광학 보상 시트로서 사용되도록 의도된 본 발명의 조성물로 형성된 필름은 60℃ 및 95%RH (상대 습도) 의 조건 하에서 JIS Z0208 에 따라 측정되는 경우 80㎛ 두께에 기초하여 바람직하게 400 ~ 2000 g/㎡·24h, 보다 바람직하게 500 ~ 1800 g/㎡·24h, 보다 더 바람직하게 600 ~ 1600 g/㎡·24h 로 조절된 투습성을 가진다. 2000 g/㎡·24h 이하로의 조절은 필름의 Re 및 Rth 값의 습도 의존성의 절대값이 0.5nm/%RH 를 쉽게 초과하지 않게 하는 것이 바람직하다. 또한, 필름이 광학 이방성층에 적층되어 광학 보상 필름을 형성하는 경우, Re 및 Rth 값의 습도 의존성의 절대값이 0.5nm/%RH 를 쉽게 초과하지 않게 되는 것이 바람직하다. 편광 필름의 양 표면에 필름을 본딩하여 편광판을 제조함에 있어서 상기 필름을 사용하는 경우, 400 g/㎡·24h 이상으로 필름 투습도를 조절하여 필름을 통해 접착제가 덜 건조되도록 하고, 이로써 본딩 불량이 덜 발생할 수 있다.
투습도는, 필름이 두꺼워지는 경우 저하되는 경향이 있고, 필름이 얇아지는 경우 상승하는 경향이 있다. 따라서, 본 발명에 기재되는 투습도는 80㎛의 필름 두께에 대해 획득된 환산 값으로 표현된다. 계산은 (80 ㎛ 환산의 투습도)=(측정된 투습도)×(측정된 필름 두께㎛/80㎛) 의 식을 사용하여 이루어진다.
투습도는 "고분자의 물성 II", ("고분자의 실험 강의 4", Kyoritsu Shuppann Co., Ltd. 출판), 285-294 페이지: 증기압의 측정 (질량 분광법, 온도계법, 증기압법, 질량 흡착법) 에 기재된 방법을 채용함으로써 측정될 수 있고, 여기서 직경 70mm의 필름 샘플은 25℃, 90%RH 및 60℃, 95%RH 의 조건 하에서 24시간 동안 각각 조건설정되고, 단위 면적 당 함수량 (g/㎡) 은 JIS Z-0208 에 따라 투습 시험장치 (모델 KK-709007, Toyo Seiki Seisaku-Sho, Ltd. 제조) 를 사용하여 계산되고, 그리고 투습도는 (투습도)=(조습전 중량)-(조습후 중량) 의 관계에 기초하여 계산된다.
[필름의 잔류 용매량]
본 발명에 있어서, 잔류 용매량을 0.01 ~ 1.5 질량% 로 조절하도록 필름을 건조하는 것이 바람직하고, 0.01 ~ 1.0 질량% 로 하는 것이 보다 바람직하다. 필름이 액정성 화합물로 구성되는 광학 이방성층의 지지체로 사용되는 경우, 잔류 용매량을 상술된 범위로 조절함으로써 컬링을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 용매 캐스트법에 의한 필름 형성 동안의 잔류 용매량의 감소는 자유 체적 감소에 대해 주요하고 효과적인 원인일 수 있다고 생각된다.
[필름의 흡습 팽창 계수]
필름의 흡습 팽창 계수는 바람직하게 30×10-5/%RH 이하, 보다 바람직하게 15×10-5/%RH 이하, 그리고 보다 더 바람직하게 10×10-5/%RH 이하로 조절된다. 하한이 구체적으로 제한되지 않았더라도, 흡습 팽창 계수가 작을수록 보다 바람직하고, 여기서 필름은 보다 바람직하게 1.0×10-5/%RH 이상의 값을 가진다. 여기서 흡습 팽창 계수는 일정한 온도 하에서 상대 습도를 가변시키는 동안의 샘플의 길이 변화를 의미한다. 필름이 광학 보상 필름의 지지체로 사용되는 경우, 흡습 팽창 계수를 조절함으로써, 광학 보상 필름의 광학 보상 기능을 변화시키지 않으면서 투과율의 프레임형 상승, 또는 왜곡에 의해 유도된 광누설을 피할 수 있다.
[표면 처리]
또한, 요청에 따라 필름을 표면 처리함으로써, 개별 기능층 (예를 들어, 하도층 및 백 (back) 층) 과 필름의 접착성을 개선할 수 있다. 글로우 방전 처리, UV 조사 처리, 코로나 처리, 화염 처리, 및 산 또는 알칼리 처리가 통상 사용될 수 있다. 본 명세서에 언급된 글로우 방전 처리는 10-3 ~ 20 Torr 의 저압 가스 하에서 여기된 저온 플라즈마를 사용하는 것일 수 있고, 대기압 하에서의 플라즈마 처리일 수 있다. 플라즈마 여기 가스는 상술된 조건 하에서 플라즈마를 여기할 수 있는 임의의 가스를 의미하고, 그 예는 아르곤, 헬륨, 네온, 크립톤, 크세논, 질소, 이산화 탄소, 테트라플루오로메탄과 같은 불화탄소 가스, 및 그 혼합물을 포함한다. 이들은 발명협회공개기보 (제 2001-1745호, 30 - 32 페이지, 2001년 3월 15일 JIII 에 의해 발행) 에 상세히 설명되고, 본 발명에서 바람직하게 사용될 수 있다.
[알칼리 비누화]
알칼리 비누화는 필름을 비누화 용액의 배쓰에 직접 침적시키는 방법, 또는 비누화 용액을 필름 상에 코팅하는 방법에 의해 수행되는 것이 바람직하다. 코팅법의 예는 딥 코팅, 커테인 코팅, 압출 코팅, 바 코팅 및 E-타입 코팅을 포함한다. 알칼리 비누화에 사용되는 용매는 필름 상에 비누화 용액을 코팅하는 면에서 우수한 젖음성을 가지는 것, 비누화 용매에 의해 유도되는 필름 표면 상의 요철을 형성하지 않으면서 표면 상태를 바람직하게 유지할 수 있는 것으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 알코올성 용매가 바람직하고, 이소프로필 알코올이 특히 바람직하다. 또한, 계면 활성제의 수용액이 용매로 사용될 수 있다. 알칼리 비누화용 코팅액의 알칼리는 상술된 용매에 용해성이 있는 것이 바람직하고, KOH 및 NaOH가 보다 더 바람직하다. 비누화용 코팅액의 pH는 바람직하게 10 이상이고, 보다 바람직하게 12 이상이다. 알칼리 비누화를 위한 반응 조건은 실온 하에서 1초 ~ 5분 동안이 바람직하고, 5초 ~ 5분 동안이 보다 바람직하며, 20초 ~ 3분 동안이 보다 더 바람직하다. 알칼리 비누화 반응 이후, 일단 비누화 용액이 코팅된 표면을 물 또는 산을 이용하여 세정한 다음, 물로 더 세정하는 것이 바람직하다.
[기능층]
본 발명의 조성물로 형성된 필름은 광학 용도 및 사진 감광 재료에 적합하다. 특히, 광학 용도에 있어서, 필름이 액정 디스플레이 장치의 콤포넌트로 사용되는 것이 바람직하고, 상기 액정 디스플레이 장치는 2개의 전극 기판 사이에 협지된 액정을 가지는 액정셀, 그 양 측면에 배치된 2개의 편광 소자, 및 상기 액정 셀 및 편광 소자 사이에 배치된 적어도 하나의 광학 보상 시트로 구성되는 것이 바람직하다. 액정 디스플레이 장치는 바람직하게 TN, IPS, FLC, AFLC, OCB, STN, ECB, VA 및 HAN 중 임의의 것이 바람직하다.
상술된 광학 용도로 사용하기 위한 필름은 각종 기능층이 제공되는 것이 바람직하다. 기능층은 통상 대전방지층, 경화층 (투명 하드 코트층), 반사방지층, 접착용이층, 방현층, 광학 보상층, 배향층, 액정층 등을 포함한다. 이들 기능층 및 그 재료의 예는 계면활성제, 윤활제, 매트제, 대전방지층, 및 하드코트층을 포함하고, 이 모두는 발명협회공개기보 (제 2001-1745호, 32 - 45 페이지, JIII 에 의해 2001년 3월 15일 발행) 에 상세히 기재되어 있고, 본 발명에 적용하는 것이 바람직하다.
[용도 (편광판)]
이하, 본 발명의 조성물로 형성된 필름의 용도를 설명한다.
본 발명의 조성물로 형성된 필름, 특히 셀룰로오스 필름은 편광판의 보호 필름으로 사용할 수 있다. 보호 필름으로서 조성물로 형성된 필름을 포함하는 편광판의 제조 방법에 대해서는 특별한 제한이 없고, 임의의 일반적인 방법에 따라 제조될 수 있다. 공지된 하나의 방법은 획득된 필름 (바람직하게 셀룰로오스 필름) 을 알칼리 처리하고, 그것을 편광 필름의 양 표면에 본딩하는 것이며, 편광 필름은 완전히 비누화된 폴리비닐 알코올의 수용액을 사용하여, 요오드 용액에 침적시킨 후 폴리비닐 알코올 필름을 연신함으로써 제조된다. 또한, 알칼리 처리 대신에, 일본 특허 공개공보 평6-94915 및 일본 특허 공개공보 평6-118232 에 기재된 것과 같은 접착 용이 처리를 채용하는 것을 허용할 수 있다.
보호 필름의 처리된 표면을 편광 필름에 본딩하기 위해 사용된 접착제의 예는 폴리비닐 알코올 및 폴리비닐 부티랄과 같은 폴리비닐 알코올계 접착제; 및 부틸 아크릴레이트와 같은 비닐계 라텍스를 포함한다.
편광판은 편광 필름 및 상기 편광 필름의 양 표면을 보호하는 보호 필름으로 구성되거나, 또는 보호 필름을 편광판의 일 표면에 본딩하고 분리 필름을 반대면에 본딩함으로써 구성될 수 있다. 보호 필름 및 분리 필름은 그 출하 공정, 제품 검사 공정 등에서 편광판을 보호하기 위해 사용된다. 이 경우, 보호 필름은 편광판의 표면을 보호하기 위해서 본딩되고, 액정판에 본딩될 표면의 반대측에 제공된다. 분리 필름은 액정판에 부착되는 접착제층을 커버하기 위해서 사용되고, 액정판에 본딩될 표면 측에 적용된다.
액정 디스플레이 장치는 일반적으로 2개의 편광판 사이에 배치되는, 액정을 포함하는 기판을 구비하고, 상술된 필름을 채용하는 편광판 보호 필름의 임의의 위치에서의 배치는 우수한 표시 성능을 보장할 수 있다. 특히, 액정 디스플레이 장치의 시인측 상의 최상부 표면을 구성하는 편광판 보호필름에 투명 하드 코트층, 방현층, 반사방지층 등이 제공되므로, 편광판 보호 필름을 이 부분에서 사용하는 것이 특히 바람직하다.
[용도 (광학 보상 필름)]
본 발명의 조성물로 형성된 필름은 각종 용도에 사용될 수 있고, 액정 디스플레이 장치의 광학 보상 필름으로 사용되는 경우 특히 효과적이다. 본 명세서에서 광학 보상 필름은 위상차를 보상하도록 액정 디스플레이 장치에서 일반적으로 채용되는 광학 재료를 의미하고, 위상차판, 광학 보상 시트 등과 동의이다. 광학 보상 필름은 복굴절을 가지고, 액정 디스플레이 장치의 표시 화면의 착색을 제거하고 시야각 특성을 개선하기 위해서 사용된다.
[액정 디스플레이 장치]
광학 보상 필름으로 사용하도록 의도된 본 발명의 조성물로 형성된 필름 (바람직하게 셀룰로오스 필름) 은 편광 필름의 투과축 및 상기 필름의 지상축을 임의의 각도로 배열하는 것을 허용한다. 액정 디스플레이 장치는 일반적으로 2개의 전극 기판 사이에 협지된 액정을 가지는 액정 셀, 그 양 측면에 배치된 2개의 편광 필름, 및 상기 액정 셀과 편광 필름 사이에 배치된 적어도 하나의 광학 보상 필름으로 구성된다. 본 발명의 조성물로 형성된 필름은 광학 보상 필름으로 통합될 수 있거나, 또는 편광 필름의 보호 필름으로 통합될 수 있다.
액정 셀의 액정층은 일반적으로 두 기판 사이에 스페이서를 홀딩하여 형성된 공간에 액정을 주입함으로써 형성된다. 투명 전극층은 도전성 물질을 포함하는 투명층으로서, 각 기판 상에 형성된다. 액정 셀에는 가스 배리어층, 하드 코트층, 또는 (투명 전극층을 부착하기 위해 사용되는) 언더 코트층이 더 제공될 수 있다. 이들 층은 일반적으로 기판 상에 제공된다. 액정 셀의 각 기판은 바람직하게 50㎛ ~ 2mm의 두께를 가진다.
본 발명의 조성물로 형성된 필름은 각종 표시 모드의 액정 디스플레이 장치의 광학 콤포넌트 (예를 들어, 광학 보상 필름, 편광 필름용 보호 필름 등) 로 사용될 수 있다. 표시 모드의 구체적인 예는 TN (twisted nematic), IPS (in-plane switching), FLC (ferroelectric liquid crystal), AFLC (anti-ferroelectric liquid crystal), OCB (optically compensatory bend), STN (super twisted nematic), VA (vertically aligned), ECB (electrically controlled birefringence) 및 HAN (hybrid aligned nematic) 을 포함한다. 또한, 상기 표시 모드는 멀티 도메인 표시 모드에서 적용될 수도 있다. 필름은 투과형, 반사형 및 반투과형 액정 디스플레이 장치 중 임의의 액정 디스플레이 장치에서도 또한 적용될 수 있다.
(TN형 액정 디스플레이 장치)
본 발명의 조성물로 형성된 필름 (바람직하게는 셀룰로오스 아실레이트 필름) 은 TN 모드 액정 셀을 구비하는 TN형 액정 디스플레이 장치의 광학 보상 시트로서, 그 일부의 지지체로서, 또는 편광판용 편광 필름으로서 사용될 수 있다. TN 모드 액정 셀과 TN 형 액정 디스플레이 장치는 오랫동안 잘 알려져 있다. TN 모드 액정 디스플레이 장치에 사용되는 광학 보상 시트는 일본 특허 공개공보 평 3-9325호, 일본 특허 공개공보 평 6-148429호, 및 일본 특허 공개공보 평 9-26572호의 기재에 따라 제조될 수 있다. 상기 시트는 Mori, et al., (Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 36 (1997), 143 페이지 및 Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 36 (1997), 1068 페이지) 에 의한 기재에 따라 제조될 수도 있다.
(STN형 액정 디스플레이 장치)
본 발명의 조성물로 형성된 필름 (바람직하게는 셀룰로오스 아실레이트 필름) 은 STN 모드 액정 셀을 가지는 STN형 액정 디스플레이 장치의 광학 보상 시트로서, 그 일부의 지지체로서, 또는 편광판용 보호 필름으로 사용될 수 있다. STN형 액정 디스플레이 장치는 일반적으로 액정 셀에서 90 내지 360° 범위에서 트위스트되는 봉상 액정성 분자를 구비하고, 여기서 봉상 액정성 분자의 굴절률 이방성 (△n) 및 셀 갭 (d) 의 곱 (△n·d) 은 300 ~ 1500nm 범위이다. STN형 액정 디스플레이 장치에 사용되는 광학 보상 시트는 일본 특허 공개공보 제 2000-105316호의 기재에 따라 제조될 수 있다.
(VA형 액정 디스플레이 장치)
본 발명의 조성물로 형성된 필름 (바람직하게는 셀룰로오스 아실레이트 필름) 은 VA 모드 액정 셀을 가지는 VA형 액정 디스플레이 장치의 광학 보상 시트로서, 그 일부의 지지체로서, 또는 편광판용 보호 필름으로서 사용될 수 있다. VA형 액정 디스플레이 장치에 사용되는 광학 보상 시트의 Re 값은 0 ~ 150nm 로 조절되는 것이 바람직하고, Rth 값은 70 ~ 400nm 로 조절되는 것이 바람직하다. 2장의 광학 이방성 폴리머 필름이 VA형 액정 디스플레이 장치에 사용되는 경우, 필름의 Rth 값은 70 ~ 250nm 인 것이 바람직하다. 단일 광학 이방성 폴리머 필름이 VA형 액정 디스플레이 장치에 사용되는 경우, 필름의 Rth 값은 150 ~ 400 nm인 것이 바람직하다. VA형 액정 디스플레이 장치는 일본 특허 공개공보 평 10-123576호에 통상적으로 기재된 바와 같이, 멀티 도메인 시스템일 수도 있다.
(IPS형 액정 디스플레이 장치 및 ECB형 액정 디스플레이 장치)
본 발명의 조성물로 형성된 필름 (바람직하게는 셀룰로오스 아실레이트 필름) 은 IPS 모드 및 ECB 모드 액정 셀을 각각 가지는 IPS형 및 ECB형 액정 디스플레이 장치의 광학 보상 시트로서, 그 일부의 지지체로서, 또는 편광판용 보호필름으로서 사용될 수 있다. 이들 모드는 블랙 상태에서 액정 재료가 거의 평행하게 배향하는 것을 특징으로 하고, 블랙 상태는 전압 무인가시 액정 분자를 기판 면과 평행하게 배향함으로써 획득된다. 이들 모드에서 상기 필름을 사용하는 편광판은 색조 개선, 시야각 확대, 콘트라스트 개선에 기여한다. 이들 모드에서, 액정 셀의 상부면 및 하부면에 배치된 편광판의 보호 필름 중에서, 본 발명의 조성물로 형성된 필름은 액정 셀과 적어도 하나의 편광판 사이에 배치된 보호 필름 (즉, 셀 측의 보호 필름) 으로서 사용되는 것이 바람직하다. 편광판의 보호 필름 및 액정 셀 사이에 광학 이방성층을 배치하고, 이렇게 배치된 광학 이방성층의 리타데이션 값을 액정층의 △n·d 값 이하 또는 그 2배로 조절하는 것이 보다 바람직하다.
(OCB형 액정 디스플레이 장치 및 HAN형 액정 디스플레이 장치)
본 발명의 조성물로 형성된 필름 (바람직하게는 셀룰로오스 아실레이트 필름) 은 OCB 모드 및 HAN 모드 액정 셀을 각각 가지는 OCB형 및 HAN형 액정 디스플레이 장치의 광학 보상 시트로서, 그 일부의 지지체로서, 또는 편광판용 보호필름으로 유효하게 사용될 수 있다. OCB형 액정 디스플레이 장치 또는 HAN형 액정 디스플레이 장치에 사용되는 광학 보상 시트는 바람직하게 최소의 리타데이션 절대값을 나타내는 방향이 없고, 상기 광학 보상 시트의 면내 방향도 아니고 그 법선 방향도 아니다. 또한, OCB형 액정 디스플레이 장치 또는 HAN형 액정 디스플레이 장치에 사용되는 광학 보상 시트의 광학 특성은 광학 이방성층의 광학 특성, 지지체의 광학 특성 및 광학 이방성층과 지지체의 배열에 따라서 결정된다. OCB형 액정 디스플레이 장치 또는 HAN형 액정 디스플레이 장치에 사용되는 광학 보상 시트는 일본 특허 공개공보 평 9-197397호의 기재에 따라 제조될 수 있다. 상기 시트는 Mori, et al., (Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 38 (1999), 2837 페이지) 에 의한 기재에 따라 제조될 수도 있다.
(반사형 액정 디스플레이 장치)
본 발명의 조성물로 형성된 필름 (바람직하게는 셀룰로오스 아실레이트 필름) 은 TN형, STN형, HAN형 및 GH (guest-host) 형의 반사형 액정 디스플레이 장치용 광학 보상 시트로서 통상 유효하게 사용될 수 있다. 이들 표시 모드는 오랫동안 잘 알려져 있다. TN형 반사형 액정 디스플레이 장치는 일본 특허 공개공보 평 10-123478호, 국제공개 팜플렛 WO98/48320호 및 일본 특허 3022477호의 기재에 따라 제조될 수 있다. 반사형 액정 디스플레이 장치에 사용되는 광학 보상 시트는 국제공개 팜플렛 WO00/65384호의 기재에 따라 제조될 수 있다.
(다른 액정 디스플레이 장치)
본 발명의 조성물로 형성된 필름 (바람직하게는 셀룰로오스 아실레이트 필름) 은 또한 ASM (axially symmetric aligned microcell) 모드 액정 셀을 가지는 ASM형 액정 디스플레이 장치용 광학 보상시트 등으로서 유효하게 사용된다. ASM 모드 액정 셀은 셀의 두께가 위치 조절가능한 수지 스페이서에 의해 유지된다는 점에서 특징이 있다. 다른 특성은 TN 모드의 액정 셀의 특성과 동일하다. ASM 모드 액정 셀 및 ASM형 액정 디스플레이 장치는 Kume et al., SID 98 Digest 1089 (1998) 의 기재에 따라 제조될 수 있다.
(하드 코트 필름, 방현 필름 및 반사방지 필름)
본 발명의 조성물로 형성된 필름 (바람직하게는 셀룰로오스 아실레이트 필름) 은 하드 코트 필름, 방현 필름 또는 반사방지 필름으로 사용될 수 있다. LCD, PDP, CRT, EL 등과 같은 평판 패널 디스플레이의 시인성을 개선시키기 위해서, 하드 코트층, 방현층 및 반사방지층 중 임의의 것 또는 모두를 필름의 일면 또는 양면에 제공할 수 있다. 그와 같은 방현 필름 및 반사방지 필름의 바람직한 실시형태는 발명협회공개기보 (제 2001-1745호, 54 - 57 페이지, JIII 에 의해 2001년 3월 15일 발행) 에 상세히 기재되고, 상술된 필름이 바람직하게 이들에 적용된다.
본 발명의 조성물은 상술된 용도에 한정되지 않고, 디스플레이 재료뿐만 아니라, 옵토-일렉트로닉스 재료 및 포토닉스 재료를 제조하는데 사용된다.
또한, 본 발명은 다음 실시예를 참조하여 구체적으로 후술된다. 다음의 실시예에 나타낸 바와 같이 본 발명의 요점을 벗어나지 않는 한, 재료, 시약, 그 양 및 비율, 공정 등이 적절히 변화될 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위가 하기의 구체적인 예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
[실시예 1]
(침상 이산화 티타늄 미립자의 제조)
침상 이산화 티타늄 미립자가 J. Am. Chem. Soc., Vol. 125, 10518 페이지, 2003 (졸-겔 공정) 에 기재된 방법에 따라 제조되었다. 미립자의 입자 크기 및 애스펙트비가 투과형 전자 현미경 (TEM) 에 의한 관측 결과에 기초하여 결정되었다. 입자 크기 및 애스펙트비가 각각 300nm 및 5로 밝혀졌다.
[실시예 2]
(이방성 카보네이트 미립자의 제조)
금속 이온원으로서의 0.2mol/L 수산화 스트론튬 현탁제의 1000mL (물 600mL, 메탄올 400mL) 를 탄산원으로서의 0.1mol/L 탄산 암모늄 수용액의 600mL 를 교반하면서 혼합하여, 반응하게 했다. 반응 용액의 pH는 12.7이었다.
다음, 반응 용액을 계속해서 교반하면서, 탄산원으로서의 이산화 탄소 가스를 금속 이온원에 과도하게 공급하여, 반응 용액에 하얀 침전물을 형성하였다.
반응 용액을 여과하고 물로 충분히 세정하였다. 획득된 침전물을 건조하고 멜로우 보울 (mellow bowl) 에서 분쇄하였다. 이후, 탄산 스트론튬 결정 T-1 을 이방성 무기 미립자로서 획득하였다. 미립자의 입자 크기 및 액스펙트비가 투과형 전자 현미경 (TEM) 에 의한 관측 결과에 기초하여 결정되었다. 입자 크기 및 애스펙트비가 각각 300nm 및 5로 밝혀졌다.
[실시예 3]
(소정의 기를 가지는 분자가 흡착된 무기 미립자의 제조 1)
표 1에서 샘플 Nos. 4 ~ 8 로 열거된 리타데이션 제어제로서, 무기 미립자의 동일 질량 (애스펙트비 5의 침상 TiO2, 실시예 1에서 형성됨), 및 무기 미립자에의 흡착기 및 액정 코어를 형성할 수 있는 기를 가지는 화합물, 또는 폴리머 재료 (예시 화합물 C-1, C-4, 또는 C-11) 에 대해 친화성을 나타내는 치환기를 더 가지는 화합물이 메탄올 100 체적부에 분산되고, 혼합물이 30분 동안 비누화되었다. 획득된 분산액이 용매를 제거하도록 감압 하에서 농축되어, 상술된 각 화합물의 분자가 흡착된 무기 미립자를 획득하였다. 상기 화합물의 분자의 존재 여부는 UV-가시 흡수 분광법에 의해 확인되었다.
(소정의 기를 가지는 분자가 흡착된 무기 미립자의 제조 2)
표 1에서 샘플 Nos. 9 및 10 으로 열거된 리타데이션 제어제로서, 무기 미립 자의 동일 질량 (애스펙트비 5의 침상 TiO2, 실시예 1에서 형성됨), 및 무기 미립자에 대한 흡착기 및 액정 코어를 형성할 수 있는 기를 가지는 화합물, 또는 폴리머 재료 (예시 화합물 C-51) 에 대해 친화성을 나타내는 치환기를 더 가지는 화합물이 메탄올 100 체적부에 분산되고, 그 혼합물이 30분 동안 비누화되었다. 획득된 분산액이 용매를 제거하도록 감압 하에서 농축되어, 상술된 화합물의 분자가 흡착된 무기 미립자를 획득하였다. 상기 화합물의 분자의 존재 여부는 UV-가시 흡수 분광법에 의해 확인되었다.
(셀룰로오스 아세테이트 필름의 제조 1)
아래에 나타낸 성분을 혼합 탱크에 투입하고, 가열하면서 교반하여 용매에 성분을 용해하여, 셀룰로오스 아세테이트 용액을 제조하였다.
(셀룰로오스 아세테이트 용액의 성분)
아실화도 60.9% (중합도: 300) 의 셀룰로오스 아세테이트 100 질량부
트리페닐 포스페이트 (가소제) 7.8 질량부
비페닐디페닐 포스페이트 (가소제) 3.9 질량부
메틸렌 클로라이드 (제 1 용매) 318 질량부
메탄올 (제 2 용매) 47 질량부
또 다른 혼합 탱크에서, 표 1에 열거된 각 리타데이션 제어제, 메틸렌 클로라이드 87 질량부, 및 메탄올 13 질량부를 투입하고, 가열하면서 교반하여 각 리타데이션 제어제 용액을 제조하였다.
각 리타데이션 제어제 용액 36 질량부를 셀룰로오스 아세테이트 용액의 474 질량부에 점차 첨가하고, 혼합하고, 완전히 교반하여 도프를 제조한다. 셀룰로오스 아세테이트 100 질량부 당 리타데이션 제어제의 양 (질량부) 이 표 1에 열거된 양이 되도록 각 리타데이션 제어제 용액을 제조하였다.
이로써 획득된 각 도프는 밴드 캐스팅 머신을 사용하여 표면 상에 캐스팅되었다. 잔류 용매량 15 질량% 를 가지는 필름을 텐터를 사용하여 160℃ 에서 15%의 연신 배율로 횡연신하여 셀룰로오스 아세테이트 필름 (92㎛ 두께) 을 제조하였다. 이와같이 제조된 셀룰로오스 아세테이트 필름의 Re(590) 및 Rth(590) 값을 590nm 에서 상술된 방법에 따라 측정하였다. 결과는 표 1에 나타낸다. 표 1의 필름 No. 1은 리타데이션 제어제 용액이 첨가되지 않는 것을 제외하고, 이와 유사하게 제조된 셀룰로오스 아세테이트 필름임에 유의한다. 표 1의 필름 Nos. 4 ~ 10에 대한 첨가량은 각 유기 화합물의 분자가 흡착된 침상 TiO2의 첨가량이다.
Figure 112008041089374-PCT00014
Figure 112008041089374-PCT00015
비교 화합물 (1)
Figure 112008041089374-PCT00016
또한, 소정의 기를 가지는 화합물의 흡착 없이, 침상 미립자 TiO2를 사용하는 것에 의한 필름의 제조가 시도되었지만, 도프로의 열악한 분산으로 인해 성공적이지 못하다.
표 1에 나타낸 결과로부터, 본 발명의 실시예 (Nos. 4 ~ 10) 가, 획득된 필름의 Re(590) 및 Rth(590) 에 대한 효과를 개선시키는 관점에서 비교예보다 우위인 것으로 밝혀졌다. 특히, 흡착기 (Nos. 9 및 10) 로서 식 (3) 으로 표현된 기를 가지는 화합물로 처리된 침상 TiO2가 첨가된 필름이 현저한 우위성을 나타낸다.
[실시예 4]
(소정의 기를 가지는 분자가 흡착된 무기 미립자의 제조 2 및 셀룰로오스 아세테이트 필름의 제조 3)
분자가 흡착된 무기 미립자가 실시예 3에서 사용된 것과 동일한 무기 미립자 및 아래의 예시 화합물을 사용하여 제조된다.
보다 구체적으로, 표 2에 나타낸 예시 화합물 C-16 또는 C-19가 무기 미립자에의 흡착기 및 액정 코어를 형성할 수 있는 기를 가지는 화합물, 또는 폴리머 재료에 대해 친화성을 나타내는 치환기를 더 가지는 화합물로 사용되는 것을 제외하고, 소정의 예시 화합물의 분자가 흡착된 무기 미립자는 실시예 3에 기재된 것과 유사하게 제조된다.
이후, 각 조성물은 분자가 흡착된 무기 미립자 및 셀룰로오스 아세테이트 각각을 혼합함으로써 제조되어, 셀룰로오스 아세테이트의 100 질량부 당 분자가 흡착된 무기 미립자 (리타데이션 제어제) 의 양이 표 2에 열거된 양으로 조절되게 하고, 그리고 상기 필름이 160℃에서 횡연신되는 것을 제외하고 셀룰로오스 아세테이트 필름 (92㎛ 두께) 이 실시예 3에 기재된 것과 유사하게 제조된다.
이와같이 제조된 셀룰로오스 아세테이트 필름의 590nm에서의 Re(590) 및 Rth(590) 값은 상술된 방법에 따라 측정된다. 결과는 표 2에 나타낸다. 표 2의 필름 No.1 은, 리타데이션 제어제 용액이 첨가되지 않는 것을 제외하고 이와 유사하게 제조되는 셀룰로오스 아세테이트 필름이다. 표 2의 필름 Nos. 2 및 3에 대한 첨가량은 각 유기 화합물이 흡착된 침상 TiO2의 첨가량이다.
Figure 112008041089374-PCT00017
또한, 소정의 기를 가지는 화합물의 흡착 없이, 침상 미립자 TiO2를 사용하는 것에 의한 필름의 제조가 시도되었지만, 도프로의 열악한 분산으로 인해 성공적이지 못하다.
표 2에 나타낸 결과로부터, 본 발명의 실시예 (표 2의 Nos. 2 및 3) 가, 획득된 필름의 Rth(590) 에 대한 효과를 개선시키는 점에서 비교예보다 우위임을 알 수 있다.
[실시예 5]
(소정의 기를 가지는 분자가 흡착된 무기 미립자의 제조 4)
표 3에서 샘플 Nos. 3 ~ 8 로 열거된 리타데이션 제어제로서, 실시예 2에 기재된 방법으로 제조된 무기 미립자 (애스펙트비 5의 침상 TiO2), 및 무기 미립자에의 흡착기 및 액정 코어를 형성할 수 있는 기를 가지는 화합물, 또는 폴리머 재료 (예시 화합물 C-4, C-5, C-31, C-36, C-41 또는 C-44) 에 대해 친화성을 나타내는 치환기를 더 가지는 화합물이, 무기 미립자 및 상기 화합물의 비가 100:5 질량부가 되도록, 메탄올 100 체적부에 분산되고, 혼합물은 30분 동안 비누화되었다. 획득된 분산액이 용매를 제거하도록 감압 하에서 농축되어, 상술된 각 화합물의 분자가 흡착된 무기 미립자를 획득하였다. 상기 화합물의 분자의 존재 여부는 UV-가시 흡수 분광법에 의해 확인되었다.
(셀룰로오스 아세테이트 필름의 제조 3)
실시예 3에 기재된 것과 유사하게, 셀룰로오스 아세테이트 용액 및 표 3에 열거된 리타데이션 제어제를 각각 포함하는 도프가 제조되었다. 이와같이 획득된 도프 각각은 밴드 캐스팅 머신을 사용하여 표면 상에 캐스팅되고, 셀룰로오스 아세테이트 필름 (80㎛ 두께) 은 160℃에서 횡연신되지 않고 제조되었다. 이와같이 제조된 셀룰로오스 아세테이트 필름의 590nm에서의 Re(590) 및 Rth(590) 값은 상술된 방법에 따라 측정되었다. 결과는 표 3에 나타낸다. 리타데이션 제어제 용액이 첨가되지 않는 것을 제외하고, 표 3의 필름 No. 1 은 이와 유사하게 제조된 셀룰로오스 아세테이트 필름임에 유의한다. 표 3의 필름 Nos. 3 ~ 8의 첨가량은 각 유기 화합물이 흡착된 침상 SrCO3의 첨가량이다.
Figure 112008041089374-PCT00018
Figure 112008041089374-PCT00019
비교 화합물 (2)
Figure 112008041089374-PCT00020
또한, 소정의 기를 가지는 화합물의 흡착 없이, 침상 미립자 SrCO3를 사용하는 것에 의한 필름의 제조가 시도되었지만, 도프로의 열악한 분산으로 인해 성공적이지 못하다.
표 3에 나타낸 결과로부터, 본 발명의 실시예 (Nos. 3 ~ 8) 가, Rth(590) 에 대한 억제 효과의 관점에서, 나아가 양 당 억제 효과의 관점에서 비교예보다 우위성 있음을 알 수 있다.
[실시예 6]
(시클릭 폴리올레핀 P-1의 제조)
시클릭 폴리올레핀 P-1 (Mw=88,000) 이 Makromol. Chem., vol. 193, 2915 페이지, 1992 에 기재된 방법에 따라 제조되었다. 중량 평균 분자량 Mw는 용매로 THF를 사용하고 검출기로 차굴절계 (differential refractometer) 를 사용하여, TOSOH 제품의 상품명인 TSK Gel GMHxL, TSK Gel G4000 HxL 및 TSK Gel G2000 HxL이 제공된 GPC 분석기로 측정되었다.
시클릭 폴리올레핀 P-1
Figure 112008041089374-PCT00021
(시클릭 폴리올레핀 필름의 제조 1)
아래에 나타낸 성분을 혼합 탱크에 투입하고, 각각의 성분을 용해하기 위해서 가열하면서 교반하여, 셀룰로오스 아세테이트 용액을 제조하였다.
(시클릭 폴리올레핀 용액의 조성물)
시클릭 폴리올레핀 (Mw=88,000) 100 질량부
메틸렌 클로라이드 400 질량부
획득된 도프를 밴드 캐스팅 머신을 사용하여 표면 상에 캐스팅하였다. 잔류 용매량 10 질량% 를 가지는 필름이 텐터를 사용하여 140℃ 하에서 25%의 연신 배율로 횡연신되어 시클릭 폴리올레핀 필름 (80㎛ 두께) 을 제조하였다. 획득된 시클릭 폴리올레핀 필름의 Re(590) 및 Rth(590) 값이 상술된 방법에 따라 590nm에서 측정되었다. 결과는 샘플 No. 1과 같이 표 4에 나타낸다.
(시클릭 폴리올레핀 필름의 제조 2)
표 4의 샘플 Nos. 3 ~ 6로 열거된 리타데이션 제어제로서, 소정의 기를 가지는 분자가 흡착된 무기 미립자가 다음과 같이 제조되었다.
실시예 2에 기재된 방법으로 제조된 무기 미립자 (애스펙트비 5의 침상 SrO3), 및 무기 미립자에의 흡착기 및 액정 화합물을 형성할 수 있는 기를 가지는 화합물, 또는 폴리머 재료 (예시 화합물 C-4, C-10, C-31 또는 C-44) 에 대해 친화성을 나타내는 치환기를 더 가지는 화합물이, 무기 미립자 및 상기 화합물의 비가 100:5 질량부가 되도록, 메탄올 100 체적부에 분산되고, 그리고 혼합물이 30분 동안 비누화되었다. 획득된 분산액이 용매를 제거하도록 감압 하에서 농축되어, 상술된 각 화합물의 분자가 흡착된 무기 미립자를 획득하였다. 상기 화합물의 분자의 존재 여부는 UV-가시 흡수 분광법에 의해 확인되었다.
시클릭 폴리올레핀 필름 (80㎛ 두께) 은, 무기 미립자 (리타데이션 제어제) 를 시클릭 폴리올레핀 용액에 첨가함으로써 각 도프를 제조하여 시클릭 폴리올레핀의 100 질량부에 대한 각 리타데이션 제어제의 양이 표 4에 나타낸 값으로 조절되는 것을 제외하고, 시클릭 폴리올레핀 필름의 제조 1과 동일한 방법으로 제조되었다. 각각의 획득된 시클릭 폴리올레핀 필름의 Re(590) 및 Rth(590) 값은 상술된 방법에 따라 590nm에서 측정되었다. 결과는 표 4에 나타낸다.
(시클릭 폴리올레핀 필름의 제조 3)
시클릭 폴리올레핀 필름 (80㎛ 두께) 은, 예시 화합물 C-4, C-10, C-31 또는 C-44를 시클릭 폴리올레핀 용액에 첨가함으로써 각 도프를 제조하여 시클릭 폴리올레핀의 100 질량부에 대한 각 화합물의 양이 샘플 Nos. 2 및 7~10 과 같이 표 4에 나타낸 값으로 조절되는 것을 제외하고, 시클릭 폴리올레핀 필름의 제조 1과 동일한 방법으로 제조되었다. 각각의 획득된 시클릭 폴리올레핀 필름의 Re(590) 및 Rth(590) 값은 상술된 방법에 따라 590nm에서 측정되었다. 결과는 표 4에 나타낸다.
Figure 112008041089374-PCT00022
Figure 112008041089374-PCT00023
표 4에 나타낸 결과로부터, 본 발명의 실시예 (Nos. 3 ~ 6) 가, Rth(590) 에 대한 억제 효과의 관점에서, 나아가 양 당 억제 효과의 관점에서 비교예보다 우위성 있음을 알 수 있다.
이들 결과로부터, 무기 미립자에의 흡착기 및 액정 코어를 형성할 수 있는 기를 가지는 유기 화합물의 분자, 보다 구체적으로, 폴리머 재료에 대해 친화성을 나타내는 치환기를 더 가지는 유기 화합물의 분자가 흡착된 무기 미립자를 첨가한 폴리머 조성물을 사용함으로써, 상기와 같은 무기 미립자가 첨가되지 않은 폴리머 조성물을 사용하거나, 공지된 리타데이션 제어제인 원반상 화합물 (비교 화합물 (1) 및 (2)) 이 첨가된 폴리머 조성물을 사용하거나, 또는 무기 미립자에 흡착되지 않은 상태로 첨가된 상기의 유기 화합물을 가지는 폴리머 조성물을 사용하지 않는 것에 의해 제조된 임의의 필름에 의해서는 성취될 수 없는, 큰 값으로 조절된 Re(590) 및 Rth(590) 을 가지는 셀룰로오스 아실레이트 필름이 제조될 수 있다.
또한, 본 발명의 리타데이션 제어제, 즉, 소정의 기를 가지는 분자가 흡착된 무기 미립자가 셀룰로오스 아실레이트 필름 또는 시클릭 폴리올레핀 필름의 Rth에 대해 우수한 억제 효과를 가지는 것을 알 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 조성물은 필름 제조시 사용될 수 있다. 그리고 그 조성물로 형성된 필름은 액정 디스플레이 장치용 광학 필름으로 사용될 수 있고, 특히 광학 보상 시트로 사용될 수 있다.
관련 출원에 대한 상호 참조
이 출원은 2005년 11월 10일에 출원된 일본 특허 출원 제 2005-325726호, 2006년 5월 9일에 출원된 제 2006-130169호, 및 2006년 9월 22일에 출원된 제 2006-257019호에 대해 35 USC 119 하에서 우선권 이익을 주장한다.

Claims (20)

  1. 폴리머 재료 및 무기 미립자를 적어도 포함하고,
    상기 무기 미립자에는, 상기 무기 미립자에 대한 적어도 하나의 흡착기 및 액정 코어를 형성할 수 있는 기를 가지는 분자가 흡착된, 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡착된 분자는 액정 분자인, 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 흡착된 분자는 상기 폴리머 재료에 대해 친화성을 나타내는 치환기를 더 가지는, 조성물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 흡착기는 카르복실기 (-COOH) 또는 그 염인, 조성물.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 흡착기는 하기 식 (1) 로 나타내는 인산기 또는 그 염이거나, 또는 하기 식 (2) 로 나타내는 인산 모노에스테르기 또는 그 염이며,
    식 (1)
    -PO3Xm
    식 (2)
    -OPO3Xm
    식 중, 각 X는 수소 원자, 또는 일가 또는 이가 유기 또는 무기 양이온을 나타내고, m은 1 또는 2의 정수이며, m이 1이면 X가 이가 유기 또는 무기 양이온이고, m이 2이면 2개의 X는 각각 수소 원자 또는 일가 유기 또는 무기 양이온인, 조성물.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 흡착기는 하기 식 (3) 으로 표현되며,
    식 (3)
    -Si(R1)3-n(OR2)n
    식 중, R1 및 R2는 독립적으로 C1 -4 알킬기를 나타내고, 그리고 n은 1 ~ 3의 정수를 나타내는, 조성물.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무기 미립자는 형상-이방성 미립자 (shape-anisotropic fine particles) 인, 조성물.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무기 미립자는 복굴절 미립자인, 조성물.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무기 미립자는 금속 산화물 미립자인, 조성물.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무기 미립자는 스트론튬 카보네이트 미립자인, 조성물.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머 재료는 셀룰로오스 아실레이트계 폴리머인, 조성물.
  12. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡착된 분자는 봉상 (rod-like) 분자인, 조성물.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 조성물로 형성된, 필름.
  14. 제 13 항에 있어서,
    또한 연신되는, 필름.
  15. 제 13 항 또한 제 14 항에 있어서,
    편광판용 보호 필름으로 사용되는, 필름.
  16. 제 13 항 또한 제 14 항에 있어서,
    광학 보상 필름으로 사용되는, 필름.
  17. 제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 기재된 필름을 포함하는, 액정 디스플레이.
  18. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 조성물을 포함하는 조성물을 준비하는 단계, 및
    상기 조성물로 형성된 필름을 제조하는 단계를 포함하는, 광학 필름의 제조 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 필름을 연신하는 단계를 더 포함하는, 광학 필름의 제조 방법.
  20. 무기 미립자로 이루어지는 폴리머 필름용 리타데이션 제어제로서,
    상기 무기 미립자에는, 상기 무기 미립자에 대한 적어도 하나의 흡착기 및 액정 화합물의 코어부를 형성할 수 있는 기를 가지는 분자가 흡착된, 폴리머 필름용 리타데이션 제어제.
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