KR20140116459A

KR20140116459A - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR20140116459A
Application number: KR1020147021345A
Authority: KR
Inventors: 히로시 사토; 유지로 야나이; 메구미 세키구치; 아키라 야마모토
Original assignee: 후지필름 가부시키가이샤
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2014-10-02
Also published as: WO2013115273A1; CN104094169A; JP2014041321A; KR101697835B1; TW201335681A; CN104094169B; US9417480B2; US20140333872A1; JP5879278B2

Abstract

정면 백색 휘도의 저하를 억제하며, 또한 시야각 표시 성능이 양호한 액정 표시 장치, 특히 TN 모드 액정 표시 장치를 제공하는 것.
제 1 과 제 2 광학 보상 필름에 각각 포함되는 제 1 과 제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물은, 각각, 파장 550 ㎚ 에서의 면내 리타데이션 Re(550) 이 10 ∼ 100 ㎚ 이고, 및, 면내 지상축에 직교하는 면내에 있어서, 법선 방향으로부터 40 도 기울어진 방향에서 측정한 리타데이션 R[＋40] 과 그 법선에 대해 역으로 40 도 기울어진 방향에서 측정한 리타데이션 R[－40] 의 비가, 하기 식 (Ⅰ) 또는 (Ⅱ) 를 만족하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
R[＋40°] ＞ R[－40°] 의 경우
1.1 ≤ R[＋40°]/R[－40°] ≤ 40 … (Ⅰ)
R[＋40°] ＜ R[－40°] 의 경우
1.1 ≤ R[－40°]/R[＋40°] ≤ 40 … (Ⅱ)

Description

액정 표시 장치{LIQUID-CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은, 광시야각 특성을 갖는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

종래 액정 표시 장치에는, 그 모드에 따라서 여러 가지 광학 특성을 나타내는 광학 필름이 광학 보상에 이용되고 있다. 예를 들어, TN 모드 액정 표시 장치의 광학 보상 필름으로서, 폴리머 필름으로 이루어지는 투명 지지체 상에, 액정 조성물로 이루어지는 광학 이방성층을 갖는 광학 보상 필름이 제안되어 있다 (특허문헌 1).

TN 모드의 과제로서, 액정 다이렉터 방향에 대하여 45 도의 위치 (통상 하방위) 에 있어서 비스듬하게 관찰한 경우, 어떤 계조라도 흑색 범벅이 되거나 혹은 계조의 반전 (계조에 있어서의 명암의 역전) 이 일어나, 표시 품위를 현저히 손상시키는 경우가 있다. 이 해결 수단으로서, 편광판의 흡수축을 액정 다이렉터에 대하여 평행하지도 직교도 아닌 방향으로 하는 제안이 이루어져 있다 (특허문헌 2, 3).

일본 특허 제2587398호 일본 공개특허공보 평09-61630호 일본 특허 제4687507호

그러나 이 구성에서는, 편광판의 흡수축에 대하여 광학 이방성층이 45 도에 배치되어 있기 때문에, 그 정면 위상차에 의해서 정면 백색 휘도가 저하되는 문제가 있다. 또한, 어느 방위에 있어서 비스듬한 관찰을 실시한 경우, 실화상 (實畵像) 표시에서의 인상이 나빠, 표시 품위를 손상시킬 가능성이 있다. 여기서 실화상 표시에서의 인상이란 실화상 재현성을 의미하고 있으며, 정면 화상과 비스듬한 방향 화상의 계조 재현성과 색미 (色味) 의 차를 말한다.

최근, 타블렛형 퍼스널 컴퓨터나 스마트폰의 등장에 의해, 컨텐츠에 맞춰 디스플레이의 관찰 방향을 여러 가지로 바꾸도록 되어, 전체 방위에서의 시야각 표시 성능 향상의 중요성이 높아지고 있다. 또한, 타블렛형 퍼스널 컴퓨터나 스마트폰은 휴대성이 우수한 점에서, 옥외 등의 밝은 환경하에 있어서의 사용 기회도 증가하고 있어, 저소비 전력으로 밝은 표시의 디스플레이가 요망되고 있다.

본 발명의 목적은, 정면 백색 휘도의 저하를 억제하며, 또한 시야각 표시 성능이 양호한 액정 표시 장치, 특히 TN 모드 액정 표시 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명에서는, TN 모드 액정 표시 장치의 저소비 전력 (정면 휘도 저하를 억제) 을 유지하고, TN 모드 액정 표시 장치의 최대 과제인 아래 방향에서의 계조 반전 개선 및 전체 방위에서의 시야각 특성의 개선을 하여, 밝고 시야각 표시 성능이 우수한 액정 표시 장치를 제공한다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단은 다음과 같다.

[1]

서로 흡수축을 직교하여 배치되는 제 1 및 제 2 편광층과,

제 1 및 제 2 편광층 사이에, 서로 대향하여 배치되며, 또한 적어도 일방이 투명 전극을 갖는 제 1 및 제 2 기판과,

제 1 및 제 2 기판 사이에 배치된 비틀림 배향 모드 액정 셀과,

제 1 편광층과 액정 셀 사이에 배치된, 제 1 투명 지지체와 제 1 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층을 포함하는 제 1 광학 보상 필름과,

제 2 편광층과 그 액정 셀 사이에 배치된, 제 2 투명 지지체와 제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층을 포함하는 제 2 광학 보상 필름을 적어도 갖는 액정 표시 장치로서,

제 1 편광판의 흡수축이, 제 1 편광판에 인접하는 액정 셀 내의 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터 방향에 대하여 45°의 각도로 배치되어 있고,

제 1 투명 지지체가 위상차를 갖고, 그 면내 지상축이 인접하는 액정 셀 내의 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터 방향에 대하여 평행 또는 직교로 배치되어 있고,

제 1 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층의 지상축이 인접하는 액정 셀 내의 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터 방향에 대하여 직교로 배치되어 있고,

제 2 투명 지지체가 위상차를 갖고, 그 면내 지상축이 액정 셀 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터 방향에 대하여 평행 또는 직교로 배치되어 있고,

제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층의 지상축이 인접하는 액정 셀 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터 방향에 대하여 직교로 배치되어 있고,

제 1 과 제 2 투명 지지체는, 각각, 파장 550 ㎚ 에서의 면내 리타데이션 Re(550) 이 0 ∼ 200 ㎚ 이고, 두께 방향의 리타데이션 Rth(550) 이 －100 ∼ 200 ㎚ 이며,

제 1 과 제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물은, 각각, 파장 550 ㎚ 에서의 면내 리타데이션 Re(550) 이 10 ∼ 100 ㎚ 이고, 및,

면내 지상축에 직교하는 면내에 있어서, 법선 방향으로부터 40 도 기울어진 방향에서 측정한 리타데이션 R[＋40] 과 그 법선에 대해 역으로 40 도 기울어진 방향에서 측정한 리타데이션 R[－40] 의 비가, 하기 식 (Ⅰ) 또는 (Ⅱ) 를 만족하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

R[＋40°] ＞ R[－40°] 의 경우

1.1 ≤ R[＋40°]/R[－40°] ≤ 40 … (Ⅰ)

R[＋40°] ＜ R[－40°] 의 경우

1.1 ≤ R[－40°]/R[＋40°] ≤ 40 … (Ⅱ)

[2]

제 1 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층의 지상축 방향의 위상차를 정 (正) 으로 했을 때, 제 1 투명 지지체의 위상차와 제 1 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층의 위상차의 합 Re1_sum 이 －150 ㎚ ≤ Re1_sum ≤ 60 ㎚ 이고, 또한, 제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층의 지상축 방향의 위상차를 정으로 했을 때, 제 2 투명 지지체의 위상차와 제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층의 위상차의 합 Re2_sum 이 －150 ㎚ ≤ Re2_sum ≤ 60 ㎚ 인 것을 특징으로 하는 [1] 에 기재된 액정 표시 장치.

[3]

상기 액정 화합물이 중합성 액정 화합물인 것을 특징으로 하는 [1] 또는 [2] 에 기재된 액정 표시 장치.

[4]

상기 액정 화합물이 디스코틱 화합물인 것을 특징으로 하는 [1] ∼ [3] 중 어느 한 항에 기재된 액정 표시 장치.

[5]

제 1 투명 지지체와 제 2 투명 지지체의 파장 550 ㎚ 에서의 면내 방향의 리타데이션 Re(550) 의 차, 및 파장 550 ㎚ 에서의 두께 방향의 리타데이션 Rth(550) 의 차가 각각 10 ㎚ 미만인 것을 특징으로 하는 [1] ∼ [4] 중 어느 한 항에 기재된 액정 표시 장치.

[6]

제 1 투명 지지체와 제 2 투명 지지체의 파장 550 ㎚ 에서의 면내 방향의 리타데이션 Re(550) 의 차, 혹은, 파장 550 ㎚ 에서의 두께 방향의 리타데이션 Rth(550) 의 차의 적어도 일방이 10 ㎚ 이상인 것을 특징으로 하는 [1] ∼ [4] 중 어느 한 항에 기재된 액정 표시 장치.

[7]

제 1 편광층, 제 1 투명 지지체, 제 1 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층, 제 1 및 제 2 기판 사이에 배치된 비틀림 배향 모드 액정 셀, 제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층, 제 2 투명 지지체, 제 2 편광층의 순서로 적층된 것을 특징으로 하는 [1] ∼ [6] 중 어느 한 항에 기재된 액정 표시 장치.

[8]

제 1 편광층, 제 1 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층, 제 1 투명 지지체, 제 1 및 제 2 기판 사이에 배치된 비틀림 배향 모드 액정 셀, 제 2 투명 지지체, 제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층, 제 2 편광층의 순서로 적층된 것을 특징으로 하는 [1] ∼ [7] 중 어느 한 항에 기재된 액정 표시 장치.

[9]

서로 흡수축을 직교하여 배치되는 제 1 및 제 2 편광층과,

제 1 편광층과 액정 셀 사이에 배치된, 제 1 투명 지지체와 제 1 액정 화합물을 함유하는 조성물과 광학 이방성층 A 를 포함하는 제 1 광학 보상 필름과,

제 2 편광층과 그 액정 셀 사이에 배치된, 제 2 투명 지지체와 제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물과 광학 이방성층 B 를 포함하는 제 2 광학 보상 필름을 적어도 갖는 액정 표시 장치로서,

제 1 액정 화합물을 함유하는 조성물의 지상축이 인접하는 액정 셀 내의 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터 방향에 대하여 직교로 배치되어 있고,

광학 이방성층 A 의 면내 지상축이 인접하는 액정 셀 내의 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터 방향에 대하여 평행하게 배치되어 있고,

제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물의 지상축이 인접하는 액정 셀 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터 방향에 대하여 직교로 배치되어 있고,

광학 이방성층 B 의 면내 지상축이 인접하는 액정 셀 내의 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터 방향에 대하여 평행하게 배치되어 있고,

R[＋40°] ＞ R[－40°] 의 경우

1.1 ≤ R[＋40°]/R[－40°] ≤ 40 … (Ⅰ)

R[＋40°] ＜ R[－40°] 의 경우

1.1 ≤ R[－40°]/R[＋40°] ≤ 40 … (Ⅱ)

[10]

서로 흡수축을 직교하여 배치되는 제 1 및 제 2 편광층과,

제 1 투명 지지체가 위상차를 갖고, 그 면내 지상축이 제 1 편광판의 흡수축에 대하여 평행 또는 직교로 배치되어 있고,

제 2 투명 지지체가 위상차를 갖고, 그 면내 지상축이 제 2 편광판의 흡수축에 대하여 평행 또는 직교로 배치되어 있고,

R[＋40°] ＞ R[－40°] 의 경우

1.1 ≤ R[＋40°]/R[－40°] ≤ 40 … (Ⅰ)

R[＋40°] ＜ R[－40°] 의 경우

1.1 ≤ R[－40°]/R[＋40°] ≤ 40 … (Ⅱ)

[11]

제 1 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층의 지상축 방향의 위상차를 정으로 했을 때, 광학 이방성층 A 의 위상차와 제 1 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층의 위상차의 합 Re1A_sum 이 －150 ㎚ ≤ Re1A_sum ≤ 60 ㎚ 이고, 또한, 제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층의 지상축 방향의 위상차를 정으로 했을 때, 광학 이방성층 B 의 위상차와 제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층의 위상차의 합 Re2B_sum 이 －150 ㎚ ≤ Re2B_sum ≤ 60 ㎚ 인 것을 특징으로 하는 [9] 또는 [10] 에 기재된 액정 표시 장치.

[12]

광학 이방성층 A 및 B 는 액정 화합물을 함유하는 조성물의 경화층인 것을 특징으로 하는 [9] ∼ [11] 중 어느 한 항에 기재된 액정 표시 장치.

[13]

상기 액정 화합물이 중합성 액정 화합물인 것을 특징으로 하는 [12] 에 기재된 액정 표시 장치.

[14]

상기 액정 화합물이 디스코틱 화합물인 것을 특징으로 하는 [12] 또는 [13] 에 기재된 액정 표시 장치.

[15]

상기 액정 화합물이 봉상 액정 화합물인 것을 특징으로 하는 [12] 또는 [13] 에 기재된 액정 표시 장치.

[16]

광학 이방성층 A 와 B 는, 각각, 파장 550 ㎚ 에서의 면내 리타데이션 Re(550) 이 5 ㎚ 이상이고,

면내 지상축에 직교하는 면내에 있어서, 법선 방향으로부터 40 도 기울어진 방향에서 측정한 리타데이션 R[＋40] 과 그 법선에 대해 역으로 40 도 기울어진 방향에서 측정한 리타데이션 R[－40] 의 비가, 하기 식 (Ⅰ) 또는 (Ⅱ) 를 만족하는 것을 특징으로 하는 [9] ∼ [15] 중 어느 한 항에 기재된 액정 표시 장치.

R[＋40°] ＞ R[－40°] 의 경우

1 ≤ R[＋40°]/R[－40°] … (Ⅲ)

R[＋40°] ＜ R[－40°] 의 경우

1 ≤ R[－40°]/R[＋40°] … (Ⅳ)

[17]

면내 지상축에 평행한 면내에 있어서, 법선 방향으로부터 40 도 기울어진 방향에서 측정한 리타데이션 R[＋40] 과 그 법선에 대해 역으로 40 도 기울어진 방향에서 측정한 리타데이션 R[－40] 의 비가, 하기 식 (Ⅰ) 또는 (Ⅱ) 를 만족하는 것을 특징으로 하는 [9] ∼ [15] 중 어느 한 항에 기재된 액정 표시 장치.

R[＋40°] ＞ R[－40°] 의 경우

1 ≤ R[＋40°]/R[－40°] … (Ⅲ)

R[＋40°] ＜ R[－40°] 의 경우

1 ≤ R[－40°]/R[＋40°] … (Ⅳ)

[18]

액정 표시 장치의 시인측에 배치된 광 확산층을 갖는 것을 특징으로 하는 [1] ∼ [17] 중 어느 한 항에 기재된 액정 표시 장치.

[19]

광 확산층이, 투광성 수지와, 투광성 수지의 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는 투광성 미립자를 함유하는 층이고, 또한 광 확산층의 헤이즈가 10 ％ 이상인 것을 특징으로 하는 [18] 에 기재된 액정 표시 장치.

[20]

광 확산층이, 입사광의 입사 각도에 따라서 광의 투과 상태가 상이한 이방성 산란층을 갖는 것을 특징으로 하는 [18] 또는 [19] 에 기재된 액정 표시 장치.

[21]

액정 표시 장치의 시인측에 배치된 광 확산층과 액정 표시 장치의 시인측의 반대측에 배치된 백라이트 유닛을 구비하고, 백라이트 유닛으로부터 사출되는 광의 휘도 반치폭 각도가 80°이하인 것을 특징으로 하는 [1] ∼ [20] 중 어느 한 항에 기재된 액정 표시 장치.

본 발명에 의하면, 비대칭성이 작은 시야각 특성을 가지며, 또한 계조 반전이 적은 액정 표시 장치, 특히 TN 모드 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 필름을 제조할 때에 사용되는 연신기의 연신 방법을 나타내었다.

이하, 본 발명에 대해서 상세히 설명한다. 또, 본 명세서에 있어서 「∼」를 사용하여 표시되는 수치 범위는, 「∼」의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.

본 명세서에 있어서, Re(λ), Rth(λ) 는 각각, 파장 λ 에 있어서의 면내의 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션을 나타낸다. Re(λ) 는 KOBRA 21ADH, 또는 WR (오우지 계측 기기 (주) 제조) 에 있어서, 파장 λ ㎚ 의 광을 필름 법선 방향으로 입사시켜 측정된다. 측정 파장 λ ㎚ 의 선택에 있어서는, 파장 선택 필터를 매뉴얼로 교환하거나, 또는 측정값을 프로그램 등으로 변환하여 측정할 수 있다. 측정되는 필름이 1 축 또는 2 축의 굴절률 타원체로 표현되는 것인 경우에는, 이하의 방법에 의해 Rth(λ) 가 산출된다. 또, 이 측정 방법은, 후술하는 광학 이방성층 중의 디스코틱 액정 분자의 배향막측의 평균 틸트각, 그 반대측의 평균 틸트각의 측정에 있어서도 일부 이용된다.

Rth(λ) 는, 상기 Re(λ) 를, 면내의 지상축 (KOBRA 21ADH 또는 WR 에 의해 판단된다) 을 경사축 (회전축) 으로 한 (지상축이 없는 경우에는, 필름 면내의 임의의 방향을 회전축으로 한다) 필름 법선 방향에 대하여 법선 방향으로부터 편측 50°까지 10 도 스텝으로 각각 그 기울어진 방향에서 파장 λ ㎚ 의 광을 입사시켜 전부해서 6 점 측정하고, 그 측정된 리타데이션값과 평균 굴절률의 가정값 및 입력된 막두께값을 기초로 KOBRA 21ADH 또는 WR 이 산출한다. 상기에 있어서, 법선 방향으로부터 면내의 지상축을 회전축으로 하여, 어느 경사 각도에 리타데이션의 값이 제로가 되는 방향을 갖는 필름의 경우에는, 그 경사 각도보다 큰 경사 각도에서의 리타데이션값은 그 부호를 부 (負) 로 변경한 후, KOBRA 21ADH, 또는 WR 이 산출한다. 또, 지상축을 경사축 (회전축) 으로 하여 (지상축이 없는 경우에는, 필름 면내의 임의의 방향을 회전축으로 한다), 임의의 기울어진 2 방향에서부터 리타데이션값을 측정하고, 그 값과 평균 굴절률의 가정값, 및 입력된 막두께값을 기초로, 이하의 식 (A) 및 식 (Ⅲ) 으로부터 Rth 를 산출할 수도 있다.

식 (A) :

[수학식 1]

또, 상기한 Re(θ) 는 법선 방향으로부터 각도 θ 기울어진 방향에서의 리타데이션값을 나타낸다. 또한, 식 (A) 에 있어서의 nx 는, 면내에서의 지상축 방향의 굴절률을 나타내고, ny 는, 면내에 있어서 nx 에 직교하는 방향의 굴절률을 나타내고, nz 는, nx 및 ny 에 직교하는 방향의 굴절률을 나타낸다.

Rth = {(nx＋ny)/2－nz}×d … 식 (Ⅲ)

측정되는 필름이, 1 축이나 2 축의 굴절률 타원체로 표현할 수 없는 것, 이른바 광학축 (optic axis) 이 없는 필름인 경우에는, 이하의 방법에 의해 Rth(λ) 가 산출된다. Rth(λ) 는, 상기 Re(λ) 를, 면내의 지상축 (KOBRA 21ADH, 또는 WR 에 의해 판단된다) 을 경사축 (회전축) 으로 하여, 필름 법선 방향에 대해 －50°로부터 ＋50°까지 10° 스텝으로 각각 그 기울어진 방향에서부터 파장 λ ㎚ 의 광을 입사시켜 11 점 측정하고, 그 측정된 리타데이션값과 평균 굴절률의 가정값 및 입력된 막두께값을 기초로 KOBRA 21ADH 또는 WR 이 산출한다. 또한, 상기한 측정에 있어서, 평균 굴절률의 가정값은, 폴리머 핸드북 (JOHN WILEY&SONS, INC), 각종 광학 필름의 카탈로그의 값을 사용할 수 있다. 평균 굴절률의 값이 이미 알려져 있지 않은 것에 대해서는, 아베 굴절계로 측정할 수 있다. 주된 광학 필름의 평균 굴절률의 값을 이하에 예시한다 :

셀룰로오스아실레이트 (1.48), 시클로올레핀 폴리머 (1.52), 폴리카보네이트 (1.59), 폴리메틸메타크릴레이트 (1.49), 폴리스티렌 (1.59) 이다.

이들 평균 굴절률의 가정값과 막두께를 입력함으로써, KOBRA 21ADH 또는 WR 은 nx, ny, nz 를 산출한다. 이 산출된 nx, ny, nz 로부터 Nz = (nx－nz)/(nx－ny) 가 추가로 산출된다.

또한, 「지상축」은, 굴절률이 최대가 되는 방향을 의미하고, 나아가 굴절률의 측정 파장은, 특별하게 기술하지 않는 한, 가시광역 (λ = 550 ㎚) 에서의 값이다.

또 본 명세서에 있어서, 광학 필름 및 액정층 등의 각 부재의 광학 특성을 나타내는 수치, 수치 범위, 및 정성적인 표현 (예를 들어, 「동등」,「같다」등의 표현) 에 관해서는, 액정 표시 장치나 그것에 사용되는 부재에 대해서 일반적으로 허용되는 오차를 포함하는 수치, 수치 범위 및 성질을 나타내고 있는 것으로 해석되는 것으로 한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 각 축· 방향간 배치나 교차 각의 각도의 설명에서, 범위를 나타내지 않고 단순히 「평행」「직교」「0°」「90°」「45°」등이란 경우에는, 「대략 평행」「대략 직교」「대략 0°」「대략 90°」「대략 45°」의 의미이고, 엄밀한 것이 아니다. 각각의 목적을 달성하는 범위 내에서의 다소의 어긋남은 허용된다. 예를 들어 「평행」「0°」란, 교차각이 대략 0°라는 것이고, －15°∼ 15°, 바람직하게는 －5°∼ 5°, 보다 바람직하게는 －3°∼ 3°이다. 「직교」「90°」란, 교차각이 대략 90°라는 것이고, 75°∼ 105°, 바람직하게는 85°∼ 95°, 보다 바람직하게는 87°∼ 93°이다. 「45°」란, 교차각이 대략 45°라는 것으로, 30°∼ 60°, 바람직하게는 40°∼ 50°, 보다 바람직하게는 42°∼ 48°이다.

액정 표시 장치는, 서로 흡수축을 직교하여 배치되는 제 1 및 제 2 편광층과, 제 1 및 제 2 편광층 사이에, 서로 대향하여 배치되며, 또한 적어도 일방이 투명 전극을 갖는 제 1 및 제 2 기판과, 제 1 및 제 2 기판 사이에 배치된 비틀림 배향 모드 액정 셀과, 제 1 편광층과 액정 셀 사이에 배치된 제 1 광학 보상 필름과, 제 2 편광층과 그 액정 셀 사이에 배치된 제 2 광학 보상 필름을 적어도 갖는다.

액정 셀은 TN 모드의 액정 셀이고, 제 1 및 제 2 기판의 대향면에는 전극층이 형성되어 있다. 일례는, 복수의 화소 전극에 각각 대응하는 복수의 TFT 와, 각 행의 TFT 에 게이트 신호를 공급하는 복수의 게이트 배선과, 각 열의 TFT 에 데이터 신호를 공급하는 복수의 데이터 배선이 형성되고, 복수의 화소 전극이 각각 그 화소 전극에 대응하는 TFT 에 접속되어 있다. 또한, 한 쌍의 대향 기판 및 그 대향면에는 각각, 전극층을 덮고, 실질적으로 서로 직교하는 방향으로 배향 처리된 수평 배향막이 형성되어 있다. 액정층은, 정의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 재료를 충전하여 이루어지는 층이고, 그 액정 분자는, 수평 배향막에 의해 제 1 및 제 2 기판의 근방에 있어서의 배향 방향이 규정되고, 전극층 간에 전계가 인가되어 있지 않을 때, 기판 사이에 있어서 실질적으로 90°의 비틀림각으로 비틀어져 (트위스트) 배향한다. 한편, 전극 사이에 흑색 표시시키는 전압이 인가되면, 액정 분자는 기판의 면에 대해 수직으로 일어서, 소정의 평균 틸트각 θ (60°∼ 90°정도) 로 배향한다. 그 상태에서는, 액정층 중에 법선 방향으로부터 광이 입사한 경우와 비스듬한 방향에서부터 입사한 경우에서는, 액정 분자의 배향의 차이에 의해 액정층 중을 전파하는 광의 편광 상태가 상이하고, 그 결과, 시야각에 의존하여 콘트라스트가 저하되거나, 계조 반전이나 컬러 시프트가 생긴다. 본 발명의 액정 표시 장치에서는, 위상차층에 의해 콘트라스트 등의 표시 특성의 시야각 의존성을 경감하여, 시야각 특성을 개선하고 있다.

액정층의 두께 d 와 복굴절률 Δn 의 곱인 Δn·d 는, 일반적으로는, TN 모드의 경우, 300 ∼ 600 ㎚ 정도가 된다. 본 발명에서는, 액정층의 Δn·d 가 하기 식을 만족하고 있으면, TN 모드에 있어서 시야각 확대 효과가 얻어지기 때문에 바람직하다.

200 ㎚ ≤Δn·d ≤ 600 ㎚

Δn·d 는, TN 모드의 경우에는 380 ∼ 480 ㎚ 인 것이 보다 바람직하다.

액정층은, RGB 의 서브 픽셀 영역 사이에서, 두께가 서로 상이한 멀티갭의 액정층이어도 된다. 예를 들어, 컬러 필터의 두께를 균일하게 하지 않고, R 서브 픽셀, G 서브 픽셀 및 B 서브 픽셀의 두께를 변경하여 멀티갭의 액정층으로 할 수 있다. 일례로는, R 서브 픽셀에 대응하는 액정층의 Δnd(R), G 서브 픽셀에 대응하는 액정층의 Δnd(G), 및 B 서브 픽셀에 대응하는 액정층의 Δnd(B) 가 Δnd(B) ＜ Δnd(G) ＜ Δnd(R) 의 관계를 만족하는 구성이다. 이 예에 의하면, 넓은 시야각에 걸쳐서, 콘트라스트 및 색 재현성이 높은 컬러 화상을 표시할 수 있다.

한편, 액정 재료로서, Δn 에 파장 의존성이 있고, R 광에 대한 Δn(R), G 광에 대한 Δn(G), 및 B 광에 대한 Δn(B) 이 Δn(B) ＜ Δn(G) ＜ Δn(R) 의 관계를 만족하는 액정 재료를 이용함으로써, 컬러 필터의 두께가 균일하여도 동일한 효과가 얻어진다.

액정 셀의 화소는, 적색 (R) 화소, 녹색 (G) 화소, 청색 (B) 화소, 및 백섹 (W) 화소로 이루어지는 컬러 필터를 사용해도 된다. RGBW 화소로 구성되는 컬러 필터를 사용함으로써, RGB 화소 구성과 비교하여, 표시면 법선 방향 (정면 방향) 에 있어서의 휘도를 높일 수 있다는 특징이 있다. 표시 계조에 따라서, R 화소, B 화소 및 W 화소 중 적어도 하나에 G 화소와 상이한 전압을 인가해도 된다. 표시 계조에 따라서 R, G, B, W 화소 각각의 인가 전압을 조정함으로써, 비스듬한 시야에 있어서의 계조 재현성, 컬러 화상의 색 재현성 등을 개선할 수 있다. 또한, 상기 멀티갭의 액정층과 RGBW 화소를 조합하여 사용해도 된다.

액정 표시 장치는 노멀리 화이트 모드이고, 한 쌍의 편광층은, 각각의 흡수축을 실질적으로 서로 직교시켜 배치되어 있다.

[광학 보상 필름]

본 발명에 사용 가능한 광학 보상 필름의 예는, 투명 지지체와, 투명 지지체 상에, 액정 화합물을 함유하는 조성물로부터 형성된 광학 이방성층을 갖는다. 또, 광학 보상 필름은 본 발명에 있어서 액정 패널부의 일부가 되지만, 광학 보상 필름이 광학 이방성층과 투명 지지체를 갖는 양태에서는 투명 지지체가 편광판의 일부가 되는 투명층을 겸하고 있어도 되고, 이러한 경우에는, 광학 이방성층은 액정 패널부의 일부이고, 투명 지지체는 편광판의 일부인 것으로 생각한다.

이하, 본 발명에 이용 가능한 광학 보상 필름의 구성 재료에 대해서 설명한다.

《지지체》

상기 광학 보상 필름은 지지체를 가지고 있어도 된다. 지지체는 투명한 폴리머 필름인 것이 바람직하다. 지지체는 광 투과율이 80 ％ 이상인 것이 바람직하다. 폴리머 필름을 구성하는 폴리머의 예에는, 셀룰로오스에스테르 (예, 셀룰로오스의 모노 내지 트리아실레이트체), 노르보르넨계 폴리머 및 폴리메틸메타크릴레이트가 포함된다. 시판되는 폴리머 (노르보르넨계 폴리머에서는, 아톤 및 제오넥스 (모두 상품명)) 을 사용해도 된다. 또, 종래 알려져 있는 폴리카보네이트나 폴리술폰과 같은 복굴절이 발현하기 쉬운 폴리머는, 국제 공개 제00/26705호 팜플렛에 기재된 바와 같이, 분자를 수식함으로써 복굴절의 발현성을 제어한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 편광막의 보호막으로서 상기 서술한 지지체를 액정 표시 장치의 시인측이나 백라이트측의 최표면에 사용해도 된다. 액정 표시 장치의 시인측이나 백라이트측의 최표면에 사용하는 경우, 용도에 따라서 UV 흡수성, 반사 방지성, 방현성, 내찰상성, 광 확산성, 방오성, 휘도 향상 등의 기능을 부여하거나, 또는 기능을 갖는 층과 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.

그 중에서도 셀룰로오스에스테르가 바람직하고, 셀룰로오스의 저급 지방산 에스테르가 더욱 바람직하다. 구체적으로 바람직한 셀룰로오스에스테르로는, 일본 공개특허공보 2007-286324호의 [0183] ∼ [0189] 에 기재된 것을 사용할 수 있다.

폴리머 필름의 리타데이션을 조정하기 위해서는 연신과 같은 외력을 부여하는 방법이 일반적이지만, 또, 광학 이방성을 조절하기 위한 리타데이션 상승제가 경우에 따라서 첨가된다. 예를 들어, 유럽 특허 출원 공개 제911656호 명세서, 일본 공개특허공보 2000-111914호, 동(同) 2000-275434호 등에 기재된 화합물 등을 들 수 있다.

폴리머 필름에 첨가하는 상기한 첨가제 또는 여러 가지 목적에 따라서 첨가할 수 있는 첨가제 (예를 들어, 자외선 방지제, 박리제, 대전 방지제, 열화 방지제 (예, 산화 방지제, 과산화물 분해제, 라디칼 금지제, 금속 불활성화제, 산 포획제, 아민), 적외 흡수제 등) 은, 고체이어도 되고 유상물 (油狀物) 이어도 된다. 또한, 필름이 다층으로 형성되는 경우, 각 층의 첨가물의 종류나 첨가량이 상이해도 된다. 이들의 상세한 것은, 공기 번호 2001-1745호의 16페이지 ∼ 22페이지에 상세히 기재되어 있는 소재가 바람직하게 사용된다. 이들 첨가제의 사용량은, 각 소재의 첨가량은 기능이 발현되는 한 특별히 한정되지 않지만, 폴리머 필름 전체 조성물 중, 0.001 ∼ 25 질량％ 의 범위에서 적절히 사용되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에는 수평균 분자량이 200 ∼ 10000 인 가소제를 함유하는 것도 바람직하고, 부의 고유 복굴절을 갖는 가소제를 함유하는 것도 바람직하다. 구체적인 가소제로는, 일본 특허출원 2009-085568호의 [0036] ∼ [0108] 에 기재된 것 등을 사용할 수 있다. 또, 수평균 분자량은 공지된 방법으로 측정할 수 있다.

《폴리머 필름 (지지체) 의 제조 방법》

폴리머 필름은, 솔벤트 캐스트법에 의해 제조하는 것이 바람직하다. 솔벤트 캐스트법에서는, 폴리머 재료를 유기 용매에 용해한 용액 (도프) 을 사용하여 필름을 제조한다. 도프는 드럼 또는 밴드 상에 유연하고, 용매를 증발시켜 필름을 형성한다. 유연 전의 도프는, 고형분량이 18 ∼ 35 ％ 가 되도록 농도를 조정하는 것이 바람직하다. 드럼 또는 밴드의 표면은, 경면 상태로 마무리해 두는 것이 바람직하다.

도프는, 표면 온도가 10 ℃ 이하의 드럼 또는 밴드 상에 유연하는 것이 바람직하다. 유연하고 나서 2 초 이상 바람을 쏘여 건조시키는 것이 바람직하다. 얻어진 필름을 드럼 또는 밴드로부터 벗겨 내고, 더욱 100 ∼ 160 ℃ 까지 축차 온도를 변경한 고온풍으로 건조시켜 잔류 용제를 증발시키는 것도 가능하다. 이상의 방법은, 일본 특허공보 평5-17844호에 기재가 있다. 이 방법에 의하면, 유연에서부터 벗겨내기까지의 시간을 단축하는 것이 가능하다. 이 방법을 실시하기 위해서는, 유연시의 드럼 또는 밴드의 표면 온도에 있어서 도프가 겔화될 필요가 있다.

유연 공정에서는 1 종류의 셀룰로오스아실레이트 용액을 단층 유연해도 되고, 2 종류 이상의 셀룰로오스아실레이트 용액을 동시 및 또는 축차 공유연해도 된다.

이들 솔벤트 캐스트 방법의 제조 공정에 대해서는, 일본 공개특허공보 2001-1745호의 22페이지 ∼ 30페이지에 상세히 기재되었고, 용해, 유연 (공유연 포함), 금속 지지체, 건조, 박리, 연신 등으로 분류된다.

본 발명의 필름 (지지체) 의 두께는 15 ∼ 120 ㎛ 인 것이 바람직하고, 나아가서는 20 ∼ 80 ㎛ 가 바람직하다.

또, 본 발명의 폴리머 필름은 각종 연신, 열 처리 등을 가함으로써 원하는 광학 특성을 달성할 수도 있다. 구체적으로는, 일본 특허출원 2009-085568호의 [0134] ∼ [0165] 에 기재된 방법 등을 사용할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시형태의 하나에서는, 폴리머 필름을 필름의 장척 방향에 대하여 평행하지도 직교하는 방향도 아닌 비스듬한 방향으로 연신하여, 폴리머 필름의 지상축을 필름의 장척 방향에 대하여 평행하지도 직교하는 방향도 아닌 비스듬한 방향으로 발현시키는 것이 편광자와의 첩합 (貼合) 을 롤·투·롤로 실시할 수 있기 때문에 바람직하다. 폴리머 필름의 지상축 방향으로는 필름의 장척 방향에 대하여 ±45°방향으로 하는 것이 바람직하다. 제조 방법으로는, 장척의 필름 (미연신 필름 또는 이미 연신한 필름) 을 연신 후의 필름의 양단부를 경사 연신용의 텐터 (경사 연신 장치) 의 파지구에 의해 파지하여 반송하면서, 예열 존, 연신 존, 및 냉 각존을 갖는 오븐을 통과시켜, 지상축이 비스듬한 방향으로 발현하는 연신 필름을 제조할 수 있다. 폴리머 필름을 구성하는 폴리머의 예에는, 셀룰로오스에스테르 (예, 셀룰로오스의 모노 내지 트리아실레이트체), 노르보르넨계 폴리머 및 폴리메틸메타크릴레이트가 포함된다. 시판되는 폴리머 (노르보르넨계 폴리머로는, 아톤 및 제오넥스 모두 상품명)) 를 사용해도 된다. 또, 종래 알려져 있는 폴리카보네이트나 폴리술폰과 같은 복굴절이 발현되기 쉬운 폴리머는, 국제 공개 제00/26705호 팜플렛에 기재된 바와 같이, 분자를 수식함으로써 복굴절의 발현성을 제어한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

《폴리머 필름 (지지체) 의 표면 처리》

폴리머 필름은, 표면 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 표면 처리에는, 코로나 방전 처리, 글로우 방전 처리, 화염 처리, 산 처리, 알칼리 처리 및 자외선 조사 처리가 포함된다. 이들에 관해서는, 상세한 내용이 상기 공기 번호 2001-1745호의 30페이지 ∼ 32페이지에 상세히 기재되어 있다. 이들 중에서도 특히 바람직하게는 알칼리 비누화 처리이고, 셀룰로오스아실레이트 필름의 표면 처리로는 매우 유효하다. 구체적으로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2002-82226호, 국제 공개 제02/46809호 팜플렛 내용의 기재를 들 수 있다.

《투명 지지체의 광학 특성》

본 발명에서 사용되는 제 1, 제 2 투명 지지체의 광학 특성으로는, 파장 550 ㎚ 에서의 면내 리타데이션 Re(550) 이 0 ∼ 200 ㎚ 이고, 두께 방향의 리타데이션 Rth(550) 이 －100 ∼ 200 ㎚ 인 것이 바람직하고, Re(550) 이 20 ∼ 100 ㎚ 이고 Rth(550) 이 －50 ∼ 180 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, Re(550) 이 30 ∼ 60 ㎚ 이고 Rth(550) 이 －30 ∼ 150 ㎚ 인 것이 가장 바람직하다.

제 1, 제 2 투명 지지체 상에 광학 이방성층을 2 층 형성하는 경우에는, Re(550) 이 0 ∼ 100 ㎚ 이고, 두께 방향의 리타데이션 Rth(550) 이 －50 ∼ 150 ㎚ 인 것이 바람직하다.

광학 특성이 상기 범위이면 비스듬한 방향에 있어서의 실화상 재현성의 관점에서 바람직하다.

또한, 제 1 투명 지지체와 제 2 투명 지지체의 Re(550) 의 차 및 Rth(550) 의 차는 각각 10 ㎚ 미만인 것이 바람직하고, 8 ㎚ 미만인 것이 보다 바람직하고, 5 ㎚ 미만인 것이 가장 바람직하다. Re(550) 의 차 및 Rth(550) 의 차를 상기 값으로 함으로써 비스듬한 좌우 방향에 있어서의 실화상 재현성의 대칭성 향상을 달성할 수 있다.

또한, Re(550) 의 차, 혹은 Rth(550) 의 차가 적어도 일방이 10 ㎚ 이상인 것도 바람직하다. 20 ㎚ 이상이 보다 바람직하고, 30 ㎚ 이상이 가장 바람직하다. Re(550) 의 차, 혹은 Rth(550) 의 차를 상기 값으로 함으로써, 특정한 비스듬한 방향의 실화상 재현성 향상을 달성할 수 있다.

《광학 이방성층》

다음으로, 본 발명에 이용하는 광학 이방성층의 바람직한 양태에 대해서 상세를 기술한다. 광학 이방성층은, 액정 표시 장치의 흑색 표시에 있어서의 액정 셀 중의 액정 화합물을 보상하도록 설계하는 것이 바람직하다. 흑색 표시에 있어서의 액정 셀 중의 액정 화합물의 배향 상태는, 액정 표시 장치의 모드에 따라 상이하다. 이 액정 셀 중의 액정 화합물의 배향 상태에 관해서는, IDW'00, FMC7-2, P411 ∼ 414 에 기재되어 있다. 광학 이방성층은, 러빙축 등의 배향축에 의해 배향 제어되고, 그 배향 상태로 고정된 액정성 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.

광학 이방성층의 형성에 사용하는 액정성 화합물의 예에는, 분자 구조가 막대상인 봉상 액정성 화합물, 및 분자 구조가 원반상인 원반상 액정성 화합물이 포함된다. 봉상 액정성 화합물 및 원반상 액정성 화합물은, 고분자 액정이어도 되고 저분자 액정이아도 되며, 또한, 저분자 액정이 가교되어 액정성을 나타내지 않게 된 것도 포함된다. 광학 이방성층의 제조에 봉상 액정성 화합물을 사용한 경우에는, 봉상 액정성 분자는, 그 장축을 지지체면에 투영한 축의 평균 방향이, 배향축에 대하여 평행한 것이 바람직하다. 또한, 광학 이방성층의 제조에 원반상 액정성 화합물을 사용한 경우에는, 층 중에 있어서 원반상 액정성 분자는, 그 단축을 지지체면에 투영한 축의 평균 방향이 배향축에 대하여 평행한 것이 바람직하다. 또한, 원반면과 층 평면이 이루는 각 (경사각) 이 깊이 방향에서 변화하는, 후술하는 하이브리드 배향이 바람직하다.

《제 1, 제 2 광학 이방성층》

본 발명의 투명 지지체 상에 형성되는 제 1, 제 2 광학 이방성층에는, 분자 구조가 원반상인 원반상 액정성 화합물이 사용된다. 원반상 액정성 화합물은, 고분자 액정이어도 되고 저분자 액정이어도 되며, 또, 저분자 액정이 가교되어 액정성을 나타내지 않게 된 것도 포함된다.

원반상 액정성 화합물을 사용한 경우에는, 층 중에 있어서 원반상 액정성 분자는, 그 단축을 지지체면에 투영한 축의 평균 방향이 배향축에 대하여 평행한 것이 바람직하다. 또한, 원반면과 층 평면이 이루는 각 (경사각) 이 깊이 방향에서 변화하는, 후술하는 하이브리드 배향이 바람직하다.

《광학 이방성층 A, 광학 이방성층 B》

제 1, 제 2 광학 이방성층 외에, 투명 지지체와 제 1, 제 2 광학 이방성층 사이에 광학 이방성층 A, 광학 이방성층 B 를 형성하는 것도 바람직하다.

광학 이방성층 A, 광학 이방성층 B 에는, 분자 구조가 막대상인 봉상 액정성 화합물 및 분자 구조가 원반상인 원반상 액정성 화합물이 포함된다. 봉상 액정성 화합물 및 원반상 액정성 화합물은 고분자 액정이어도 되고 저분자 액정이어도 되며, 또, 저분자 액정이 가교되어 액정성을 나타내지 않게 된 것도 포함된다. 광학 이방성층의 제조에 봉상 액정성 화합물을 사용한 경우에는, 봉상 액정성 분자는, 그 장축을 지지체면에 투영한 축의 평균 방향이 배향축에 대하여 평행한 것이 바람직하다. 또한, 광학 이방성층의 제조에 원반상 액정성 화합물을 사용한 경우에는, 층 중에 있어서 원반상 액정성 분자는, 그 단축을 지지체면에 투영한 축의 평균 방향이 배향축에 대하여 평행한 것이 바람직하다. 또한, 봉상 액정성 분자는, 그 장축을 수평으로 배향시킨 상태로 형성할 수 있고, 또는 원반상 액정성 분자는, 그 단축을 수평으로 배향시킨 상태로 형성할 수 있다.

그리고, 봉상 액정성 분자의 장축 또는 원반상 액정성 분자의 원반면과 층 평면이 이루는 각 (경사각) 이 깊이 방향에서 변화하는 하이브리드 배향의 상태로 형성하는 것도 가능하다.

제 1, 제 2 광학 이방성층 외에 광학 이방성층 A, 광학 이방성층 B 를 형성함으로써, 광학 이방성층 A, 광학 이방성층 B 의 광학 특성이 광학 보상에 공헌하고, 그 결과, 액정 표시 장치로서 높은 투과율을 유지한 채로, 계조 반전 성능이나 비스듬한 실화상의 특성이 향상된다.

또한, 광학 이방성층 A, 광학 이방성층 B 는 액정 화합물을 함유하는 층이 아닌 위상차 필름을 사용하여도, 위상차 필름의 광학 이방성, 필름 배치를 조정함으로써 동일한 효과를 얻을 수 있다.

《봉상 액정성 화합물》

봉상 액정성 화합물로는, 아조메틴류, 아족시류, 시아노비페닐류, 시아노페닐에스테르류, 벤조산에스테르류, 시클로헥산카르복실산페닐에스테르류, 시아노페닐시클로헥산류, 시아노 치환 페닐피리미딘류, 알콕시 치환 페닐피리미딘류, 페닐디옥산류, 톨란류 및 알케닐시클로헥실벤조니트릴류가 바람직하게 사용된다.

또, 봉상 액정성 화합물에는 금속 착물도 포함된다. 또한, 봉상 액정성 분자를 반복 단위 중에 함유하는 액정 폴리머도, 봉상 액정성 화합물로서 사용할 수 있다. 바꿔 말하면, 봉상 액정성 화합물은 (액정) 폴리머와 결합되어 있어도 된다.

봉상 액정성 화합물에 관해서는, 계간 화학 총설 제22권 액정의 화학 (1994) 일본 화학회 편의 제 4 장, 제 7 장 및 제 11 장, 및 액정 디바이스 핸드북 일본 학술 진흥회 제 142 위원회 편의 제 3 장에 기재가 있다.

봉상 액정성 분자의 복굴절률은, 0.001 ∼ 0.7 의 범위에 있는 것이 바람직하다.

봉상 액정성 분자는, 그 배향 상태를 고정시키기 위해서 중합성기를 갖는 것이 바람직하다. 중합성기는, 라디칼 중합성 불포화기 혹은 카티온 중합성기가 바람직하고, 구체적으로는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2002-62427호 명세서 중의 단락 번호 [0064] ∼ [0086] 에 기재된 중합성기, 중합성 액정 화합물을 들 수 있다.

《원반상 액정성 화합물》

원반상 (디스코틱) 액정성 화합물의 예에는, C. Destrade 등의 연구 보고, Mol. Cryst. 71 권, 111 페이지 (1981 년) 에 기재되어 있는 벤젠 유도체, C. Destrade 등의 연구 보고, Mol. Cryst. 122 권, 141 페이지 (1985 년), Physics lett, A, 78 권, 82 페이지 (1990) 에 기재되어 있는 트룩센 유도체, B. Kohne 등의 연구 보고, Angew. Chem. 96 권, 70 페이지 (1984 년) 에 기재된 시클로헥산 유도체 및 J. M. Lehn 등의 연구 보고, J. Chem. Commun., 1794 페이지 (1985 년) , J. Zhang 등의 연구 보고, J. Am. Chem. Soc. 116 권, 2655 페이지 (1994 년) 에 기재되어 있는 아자크라운계나 페닐아세틸렌계 매크로사이클이 포함된다.

원반상 액정성 화합물로는, 분자 중심의 모핵에 대하여 직사슬의 알킬기, 알콕시기, 치환 벤조일옥시기가 모핵의 측사슬로서 방사선상으로 치환된 구조인 액정성을 나타내는 화합물도 포함된다. 분자 또는 분자의 집합체가, 회전 대칭성을 갖고, 일정한 배향을 부여할 수 있는 화합물인 것이 바람직하다. 원반상 액정성 화합물을 함유하는 조성물로부터 형성되는 광학 이방성층은, 최종적으로 광학 이방성층에 포함되는 화합물이 액정성일 필요는 없고, 예를 들어, 저분자의 원반상 액정성 분자가 열이나 광에 의해 반응하는 기를 갖고 있어, 결과적으로 열, 광으로 반응에 의해 중합 또는 가교되어, 고분자량화되어서 액정성을 상실한 화합물도 포함된다. 원반상 액정성 분자의 바람직한 예는, 일본 공개특허공보 평8-50206호에 기재되어 있다. 또한, 원반상 액정성 분자의 중합에 관해서는, 일본 공개특허공보 평8-27284호에 기재가 있다.

원반상 액정성 분자를 중합에 의해 고정시키기 위해서는, 원반상 액정성 분자의 원반상 코어에, 치환기로서 중합성기를 결합시킬 필요가 있다. 원반상 코어와 중합성기는 연결기를 통해서 결합하는 화합물이 바람직하고, 이것에 의해 중합 반응에 있어서도 배향 상태를 유지할 수 있다. 예를 들어, 일본 공개특허공보 2000-155216호 명세서 중의 단락 번호 [0151] ∼ [0168] 에 기재된 화합물 등을 들 수 있다.

하이브리드 배향에서는, 원반상 액정성 분자의 원반면과 층 평면과의 각도가, 광학 이방성층의 깊이 방향에서 또한 지지체 (또는 배향막) 표면으로부터의 거리의 증가와 함께 증가 또는 감소하고 있다. 각도는, 거리의 증가와 함께 증가하는 것이 바람직하다. 그리고, 각도의 변화로는, 연속적 증가, 연속적 감소, 간헐적 증가, 간헐적 감소, 연속적 증가와 연속적 감소를 포함하는 변화, 혹은, 증가 및 감소를 포함하는 간헐적 변화가 가능하다. 간헐적 변화는, 두께 방향의 도중에서 경사각이 변화하지 않는 영역을 포함하고 있다. 각도는, 각도가 변화하지 않는 영역을 포함하고 있더라도, 전체적으로 증가 또는 감소하고 있으면 된다. 또, 각도는 연속적으로 변화하는 것이 바람직하다.

지지체 (또는 배향막) 측의 원반상 액정성 분자의 장축의 평균 방향은, 일반적으로 원반상 액정성 분자 또는 배향막의 재료를 선택함으로써, 또는 러빙 처리 방법을 선택함으로써 조정할 수 있다. 또한, 표면측 (공기측) 의 원반상 액정성 분자의 원반면 방향은, 일반적으로 원반상 액정성 분자 또는 원반상 액정성 분자와 함께 사용하는 첨가제의 종류를 선택함으로써 조정할 수 있다. 원반상 액정성 분자와 함께 사용하는 첨가제의 예로는, 가소제, 계면활성제, 중합성 모노머 및 폴리머 등을 들 수 있다. 장축의 배향 방향의 변화의 정도도, 상기와 동일하게, 액정성 분자와 첨가제의 선택에 의해 조정할 수 있다.

《광학 이방성층 중의 다른 첨가물》

상기한 액정성 화합물과 함께, 가소제, 계면활성제, 중합성 모노머 등을 병용하여 도공막의 균일성, 막의 강도, 액정 분자의 배향성 등을 향상시킬 수 있다. 액정성 분자와 상용성을 갖고, 액정성 분자의 경사각의 변화를 부여할 수 있거나, 또는 배향을 저해하지 않는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 일본 공개특허공보 2002-296423호, 일본 공개특허공보 2001-330725호, 일본 공개특허공보 2000-155216호 등에 기재된 것이 바람직하다.

《광학 이방성층의 형성》

광학 이방성층은, 적어도 1 종의 액정성 화합물 및 필요에 따라서 후술하는 중합성 개시제나 임의의 성분을 함유하는 조성물을 예를 들어 도포액으로서 조제하고, 그 도포액을 배향막의 표면 (예를 들어, 러빙 처리면) 에 도포함으로써 형성할 수 있다.

도포액의 조제에 사용하는 용매로는, 유기 용매가 바람직하게 사용된다. 유기 용매의 예에는, 아미드 (예, N,N-디메틸포름아미드), 술폭사이드 (예, 디메틸술폭사이드), 헤테로고리 화합물 (예, 피리딘), 탄화수소 (예, 벤젠, 헥산), 알킬할라이드 (예, 클로로포름, 디클로로메탄, 테트라클로로에탄), 에스테르 (예, 아세트산메틸, 아세트산부틸), 케톤 (예, 아세톤, 메틸에틸케톤), 에테르 (예, 테트라하이드로푸란, 1,2-디메톡시에탄) 가 포함된다. 알킬할라이드 및 케톤이 바람직하다. 2 종류 이상의 유기 용매를 병용해도 된다.

도포액의 도포는, 공지된 방법 (예, 와이어바 코팅법, 압출 코팅법, 다이렉트 그라비아 코팅법, 리버스 그라비아 코팅법, 다이 코팅법) 에 의해 실시할 수 있다.

광학 이방성층의 두께는 0.1 ∼ 20 ㎛ 인 것이 바람직하고, 0.5 ∼ 15 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하고, 1 ∼ 10 ㎛ 인 것이 가장 바람직하다.

《액정성 분자의 배향 상태의 고정》

배향막 등의 표면 상에서 배향시킨 액정성 분자를, 배향 상태를 유지하여 고정시키는 것이 바람직하다. 고정화는 중합 반응에 의해 실시하는 것이 바람직하다. 중합 반응에는, 열중합 개시제를 사용하는 열중합 반응과 광중합 개시제를 사용하는 광중합 반응이 포함된다. 광중합 반응이 바람직하다.

광중합 개시제의 사용량은, 조성물 (도포액인 경우에는 고형분) 의 0.01 ∼ 20 질량％ 의 범위에 있는 것이 바람직하고, 0.5 ∼ 5 질량％ 의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하다.

액정성 분자의 중합을 위한 광 조사는, 자외선을 사용하는 것이 바람직하다. 조사 에너지는, 20 mJ/㎠ ∼ 50 J/㎠ 의 범위에 있는 것이 바람직하고, 20 ∼ 5000 mJ/㎠ 의 범위에 있는 것이 보다 바람직하고, 100 ∼ 800 mJ/㎠ 의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하다. 또, 광중합 반응을 촉진하기 위해서, 가열 조건하에서 광 조사를 실시해도 된다.

또, 광학 이방성층 위에 보호층을 형성해도 된다.

본 발명에 이용하는 제 1, 및 제 2 광학 이방성층은, 디스코틱 액정성 화합물을 함유하는 액정성 조성물을 하이브리드 배향 상태로 고정시켜 형성된 층인 것이 바람직하다. 이러한 양태에서는, 광학 이방성층의 배향 제어 방향은, 예를 들어, 광학 이방성층을 형성할 때에 이용되는 배향막의 표면에 실시된 러빙 처리의 러빙축에 의해 결정되고, 일반적으로는 러빙축 방향과 일치한다.

광학 이방성층이 하이브리드 배향되어 있으면, 면내 지상축에 직교하는 면내에 있어서, 법선 방향으로부터 40 도 기울어진 방향에서 측정한 리타데이션 R[＋40] 과 그 법선에 대해 역으로 40 도 기울어진 방향에서 측정한 리타데이션 R[－40] 의 비가, 하기 식 (Ⅰ) 또는 (Ⅱ) 를 만족한다.

R[＋40°] ＞ R[－40°] 의 경우

1.1 ≤ R[＋40°]/R[－40°] ≤ 40 … (Ⅰ)

R[＋40°] ＜ R[－40°] 의 경우

1.1 ≤ R[－40°]/R[＋40°] ≤ 40 … (Ⅱ)

《광학 이방성층의 광학 특성》

본 발명에서 사용되는 제 1, 제 2 광학 이방성층의 광학 특성으로는, 파장 550 ㎚ 에서의 면내 리타데이션 Re(550) 이 10 ∼ 100 ㎚ 인 것이 바람직하고, Re(550) 이 10 ∼ 80 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, Re(550) 이 20 ∼ 70 ㎚ 인 것이 가장 바람직하다.

광학 이방성층 A 및 광학 이방성층 B 의 광학 특성으로는, 파장 550 ㎚ 에서의 면내 리타데이션 Re(550) 이 5 ∼ 150 ㎚ 인 것이 바람직하고, Re(550) 이 10 ∼ 100 ㎚ 인 것이 보다 바람직하다.

상기 광학 특성일 때에는, 액정 표시 장치로서 높은 투과율을 유지할 수 있다.

《배향막》

본 발명에서는, 광학 이방성층 중의 액정성 화합물은 배향축에 의해 배향 제어되고, 그 상태로 고정되어 있는 것이 바람직하다. 상기 액정성 화합물을 배향 제어하는 배향축으로는, 광학 이방성층과 상기 폴리머 필름 (지지체) 사이에 형성된 배향막의 러빙축을 들 수 있다. 단, 본 발명에 있어서 배향축은 러빙축으로 한정되는 것은 아니며, 러빙축과 동일하게 액정성 화합물을 배향 제어할 수 있는 것이면, 어떠한 것이어도 된다.

배향막은, 액정성 분자의 배향 방향을 규정하는 기능을 갖는다. 따라서, 배향막은 본 발명의 바람직한 양태를 실현하는 데 있어서는 필수적이다. 그러나, 액정성 화합물을 배향 후에 그 배향 상태를 고정시켜 버리면, 배향막은 그 역할을 다했기 때문에, 본 발명의 구성 요소로서 반드시 필수적인 것은 아니다. 즉, 배향 상태가 고정된 배향막 상의 광학 이방성층만을 편광자 상이나 다른 투명 필름 등에 전사하여 본 발명의 편광판이나 광학 보상 필름을 제조하는 것도 가능하다.

배향막은, 유기 화합물 (바람직하게는 폴리머) 의 러빙 처리, 무기 화합물의 사방 증착, 마이크로 그루브를 갖는 층의 형성, 혹은 랭뮤어 블로젯법 (LB 막) 에 의한 유기 화합물 (예, ω-트리코산산, 디옥타데실메틸암모늄클로라이드, 스테아릴산메틸) 의 누적과 같은 수단에 의해 형성할 수 있다. 또, 전기장의 부여, 자기장의 부여, 또는 광 조사에 의해 배향 기능이 발생하는 배향막도 알려져 있다.

배향막은, 폴리머의 러빙 처리에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 배향막에 사용하는 폴리머는, 원칙으로서, 액정성 분자를 배향시키는 기능이 있는 분자 구조를 갖는다. 본 발명에서는, 액정성 분자를 배향시키는 기능에 추가하여, 가교성 관능기 (예, 2 중 결합) 을 갖는 측사슬을 주사슬에 결합시키거나, 또는, 액정성 분자를 배향시키는 기능을 갖는 가교성 관능기를 측사슬에 도입하는 것이 바람직하다. 배향막에 사용되는 폴리머는, 그 자체 가교 가능한 폴리머 또는 가교제에 의해 가교되는 폴리머를 어느 것이나 사용할 수 있고, 이들의 조합을 복수 사용할 수 있다. 폴리머의 예에는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평8-338913호 명세서 중 단락 번호 [0022] 에 기재된 메타크릴레이트계 공중합체, 스티렌계 공중합체, 폴리올레핀, 폴리비닐알코올 및 변성 폴리비닐알코올, 폴리(N-메틸올아크릴아미드), 폴리에스테르, 폴리이미드, 아세트산비닐 공중합체, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리카보네이트 등이 포함된다. 실란 커플링제를 폴리머로서 사용할 수 있다. 수용성 폴리머 (예, 폴리(N-메틸올아크릴아미드), 카르복시메틸셀룰로오스, 젤라틴, 폴리비닐알코올, 변성 폴리비닐알코올) 가 바람직하고, 젤라틴, 폴리비닐알코올 및 변성 폴리비닐알코올이 더욱 바람직하고, 폴리비닐알코올 및 변성 폴리비닐알코올이 가장 바람직하다. 중합도가 상이한 폴리비닐알코올 또는 변성 폴리비닐알코올을 2 종류 병용하는 것이 특히 바람직하다. 변성 폴리비닐알콜 화합물의 구체예로서, 예를 들어 일본 공개특허공보 2000-155216호 명세서 중의 단락 번호 [0022] ∼ [0145], 동 2002-62426호 명세서 중의 단락 번호 [0018] ∼ [0022] 에 기재된 것 등을 들 수 있다.

폴리비닐알코올의 비누화도는 70 ∼ 100 ％ 가 바람직하고, 80 ∼ 100 ％ 가 더욱 바람직하다. 폴리비닐알코올의 중합도는 100 ∼ 5000 인 것이 바람직하다.

가교성 관능기를 갖는 측사슬을 배향막 폴리머의 주사슬에 결합시키거나, 또는, 액정성 분자를 배향시키는 기능을 갖는 측사슬에 가교성 관능기를 도입하면, 배향막의 폴리머와 광학 이방성층에 함유되는 다관능 모노머를 공중합시킬 수 있다. 그 결과, 다관능 모노머와 다관능 모노머의 사이뿐만 아니라, 배향막 폴리머와 배향막 폴리머의 사이, 그리고 다관능 모노머와 배향막 폴리머의 사이도 공유 결합으로 강고하게 결합된다. 따라서, 가교성 관능기를 배향막 폴리머에 도입함으로써, 광학 보상 시트의 강도를 현저히 개선할 수 있다.

배향막 폴리머의 가교성 관능기는, 다관능 모노머와 동일하게, 중합성기를 함유하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2000-155216호 명세서 중 단락 번호 [0080] ∼ [0100] 에 기재된 것 등을 들 수 있다.

배향막 폴리머는 상기한 가교성 관능기와는 별도로, 가교제를 사용하여 가교시키는 것도 가능하다. 가교제로는, 알데히드, N-메틸올 화합물, 디옥산 유도체, 카르복실기를 활성화함으로써 작용하는 화합물, 활성 비닐 화합물, 활성 할로겐 화합물, 이속사졸 및 디알데히드 전분이 포함된다. 2 종류 이상의 가교제를 병용해도 된다. 구체적으로는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2002-62426호 명세서 중의 단락 번호 [0023] ∼ [024] 에 기재된 화합물 등을 들 수 있다. 반응 활성이 높은 알데히드, 특히 글루타르알데히드가 바람직하다.

가교제의 첨가량은, 폴리머에 대하여 0.1 ∼ 20 질량％ 가 바람직하고, 0.5 ∼ 15 질량％ 가 더욱 바람직하다. 배향막에 잔존하는 미반응 가교제의 양은 1.0 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 0.5 질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이와 같이 조절함으로써, 배향막을 액정 표시 장치에 장기 사용, 또는 고온 고습의 분위기하에 장기간 방치하더라도, 레티큘레이션 발생이 없는 충분한 내구성이 얻어진다.

배향막은 기본적으로, 배향막 형성 재료인 상기 폴리머, 가교제를 함유하는 투명 지지체 상에 도포한 후, 가열 건조 (가교) 시키고, 러빙 처리함으로써 형성할 수 있다. 가교 반응은, 상기한 바와 같이, 투명 지지체 상에 도포한 후, 임의의 시기에 실시하면 된다. 폴리비닐알코올과 같은 수용성 폴리머를 배향막 형성 재료로서 사용하는 경우에는, 도포액은 기포 제거 작용이 있는 유기 용매 (예, 메탄올) 와 물의 혼합 용매로 하는 것이 바람직하다. 그 비율은 질량비로 물 : 메탄올이 0 : 100 ∼ 99 : 1 이 바람직하고, 0 : 100 ∼ 91 : 9 인 것이 더욱 바람직하다. 이것에 의해, 기포의 발생이 억제되어, 배향막, 나아가서는 광학 이방성층의 층 표면의 결함이 현저히 감소한다.

배향막 형성시에 이용하는 도포 방법은, 스핀 코팅법, 딥 코팅법, 커튼 코팅법, 압출 코팅법, 로드 코팅법 또는 롤 코팅법이 바람직하다. 특히 로드 코팅법이 바람직하다. 또한, 건조 후의 막두께는 0.1 ∼ 10 ㎛ 가 바람직하다. 가열 건조는, 20 ℃ ∼ 110 ℃ 에서 실시할 수 있다. 충분한 가교를 형성하기 위해서는 60 ℃ ∼ 100 ℃ 가 바람직하고, 특히 80 ℃ ∼ 100 ℃ 가 바람직하다. 건조 시간은 1 분 ∼ 36 시간으로 실시할 수 있지만, 바람직하게는 1 분 ∼ 30 분이다. pH 도 사용하는 가교제에 최적의 값으로 설정하는 것이 바람직하고, 글루타르알데히드를 사용한 경우에는 pH 4.5 ∼ 5.5 이고, 특히 5 가 바람직하다.

배향막은, 투명 지지체 상 또는 상기 하도층 상에 형성된다. 배향막은, 상기한 바와 같이 폴리머층을 가교한 후, 표면을 러빙 처리함으로써 얻을 수 있다.

다음으로, 배향막을 기능시켜, 배향막 위에 형성되는 광학 이방성층의 액정성 분자를 배향시킨다. 그 후, 필요에 따라, 배향막 폴리머와 광학 이방성층에 함유되는 다관능 모노머를 반응시키거나, 또는, 가교제를 사용하여 배향막 폴리머를 가교시킨다.

배향막의 막두께는, 0.1 ∼ 10 ㎛ 의 범위에 있는 것이 바람직하다.

또한, 광학 보상 필름은, 필름을 연신하여 제조해도 된다.

《타원 편광판》

본 발명에서는, 상기 광학 이방성층을 직선 편광막과 일체화시킨 타원 편광판을 사용할 수 있다. 타원 편광판은, 액정 표시 장치에 그대로 조립할 수 있도록, 액정 셀을 구성하고 있는 한 쌍의 기판과 대략 동일한 형상으로 성형되어 있는 것이 바람직하다 (예를 들어, 액정 셀이 직사각형상이면, 타원 편광판도 동일한 직사각형상으로 성형되어 있는 것이 바람직하다). 본 발명에서는, 액정 셀의 기판의 배향축과 직선 편광막의 흡수축, 및/또는 광학 이방성층의 배향축이 특정한 각도로 조정되어 있다.

상기 타원 편광판은, 상기 광학 보상 필름과 직선 편광막 (이하, 간단히 「편광막」이라고 하는 경우에는 「직선 편광막」을 말하는 것으로 한다) 을 적층함으로써 제조할 수 있다. 광학 보상 필름은, 직선 편광막의 보호막을 겸하고 있어도 된다.

직선 편광막은, Optiva Inc. 로 대표되는 도포형 편광막, 혹은 바인더와, 요오드 또는 2 색성 색소로 이루어지는 편광막이 바람직하다. 직선 편광막에 있어서의 요오드 및 2 색성 색소는, 바인더 중에서 배향함으로써 편향 성능을 발현한다. 요오드 및 2 색성 색소는 바인더 분자를 따라서 배향하거나, 혹은 2 색성 색소가 액정과 같은 자기 조직화에 의해 일 방향으로 배향하는 것이 바람직하다. 현재, 시판되는 편광자는, 연신한 폴리머를 욕조 중의 요오드 또는 2 색성 색소의 용액에 침지시켜, 바인더 중에 요오드, 혹은 2 색성 색소를 바인더 안으로 침투시킴으로써 제조되는 것이 일반적이다.

《액정 표시 장치》

본 발명에 사용되는 비틀림 배향 모드 액정 표시 장치로는 여러 가지 액정 표시 장치를 적용하는 것이 가능하지만, 특히, 낮은 광 지향성의 액정 표시 장치를 사용한 경우, 옥외와 같은 밝은 환경에서 액정 표시 장치를 바라보았을 때에, 비스듬하게 보았을 때에도 밝게 보이는 것을 가능하게 한다.

낮은 광 지향성의 액정 표시 장치를 본 발명의 액정 표시 장치로서 사용하는 경우, 정면의 휘도를 Y 로 하고, 비스듬한 45 도로부터 보았을 때의 휘도를 Y(φ, 45) (φ 는 방위각, 45 는 극각) 로 했을 때, 전방위각에 있어서의 휘도비의 평균값 Y(φ, 45)/Y 가 0.15 ∼ 1 의 범위인 액정 패널을 사용하면 밝게 보여 바람직하고, 0.3 ∼ 1 이면 더욱 바람직하다.

또한, 극각 45 도의 휘도의 평균값인 Y(φ, 45) 가 45 ∼ 500 cd/㎡ 이면 밝게 보여 바람직하고, 85 ∼ 500 cd/㎡ 이면 더욱 바람직하다.

현재 일반적으로 사용되고 있는 비틀림 배향 모드 액정 셀을 사용한 액정 표시 장치에서는, 제 1 편광판의 흡수축이 그 제 1 편광판에 인접하는 액정 셀 내의 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터 방향에 대하여 0°의 각도로 배치되어 있고, 제 1 편광판의 흡수축과 제 2 편광판의 흡수축은 직교하고 있지만, 본 발명의 액정 표시 장치에서는, 제 1 편광판의 흡수축이 그 제 1 편광판에 인접하는 액정 셀 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터 방향에 대하여 약 45°의 각도로 배치되어 있고, 제 1 편광판의 흡수축과 제 2 편광판의 흡수축은 직교하고 있다.

액정 셀 내의 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터는, 관찰자측에 있어서의 편광판의 흡수축이 0°(수평 방향) 인 경우, 프론트 및 리어측 기판 모두, 기판 표면의 러빙 방향을 시계 방향으로 회전시킨 방위로 하는 것이, 상하 좌우 방향의 CR 시야각 대칭성의 관점에서 바람직하다.

또한, 액정 셀 내의 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터는, 관찰자측에 있어서의 편광판의 흡수축이 90°(상하 방향) 인 경우, 프론트 및 리어측 기판 모두, 기판 표면의 러빙 방향을 반시계 방향으로 회전시킨 방위로 하는 것이, 상하 좌우 방향의 CR 시야각 대칭성의 관점에서 바람직하다.

또한 상기 구성에 있어서, 제 1 광학 이방성층의 지상축 방향의 위상차를 정으로 하고, 지상축 방향과 직교하는 위상차를 부로 했을 때, 제 1 투명 지지체와 제 1 광학 이방성층의 위상차의 합 Re1_sum 이 －150 ㎚ ≤ Re1_sum ≤ 60 ㎚ 이고, 또한, 제 2 광학 이방성층의 지상축 방향의 위상차를 정으로 하고, 지상축 방향과 직교하는 위상차를 부로 했을 때, 제 2 투명 지지체의 위상차와 제 2 광학 이방성층의 위상차의 합 Re2_sum 이 －150 ㎚ ≤ Re2_sum ≤ 60 ㎚ 인 것이 바람직하고, －100 ㎚ ≤ Re1_sum, Re2_sum ≤ 45 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, －50 ㎚ ≤ Re1_sum, Re2_sum ≤ 30 ㎚ 인 것이 가장 바람직하다. 광학 특성이 상기 범위이면, 정면의 백색 휘도 저하를 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 액정 표시 장치는, 제 1 편광층, 제 1 투명 지지체, 제 1 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층, 제 1 및 제 2 기판 사이에 배치된 비틀림 배향 모드 액정 셀, 제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층, 제 2 투명 지지체, 제 2 편광층의 순서로 적층되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성이면, 비스듬한 방향의 실화상 재현성 향상의 관점에서 바람직하다.

또한, 본 발명의 액정 표시 장치는, 제 1 편광층, 제 1 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층, 제 1 투명 지지체, 제 1 및 제 2 기판 사이에 배치된 비틀림 배향 모드 액정 셀, 제 2 투명 지지체, 제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층, 제 2 편광층의 순서로 적층되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성이면, 비스듬한 방향에 있어서의 콘트라스트 향상의 관점에서 바람직하다.

또한 상기 구성에 있어서, 제 1 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층의 지상축 방향의 위상차를 정으로 하고, 지상축 방향과 직교하는 위상차를 부로 했을 때, 광학 이방성층 A 의 위상차와 제 1 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층의 위상차의 합 Re1A_sum 이 －150 ㎚ ≤ Re1A_sum ≤ 60 ㎚ 이고, 또한, 제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층의 지상축 방향의 위상차를 정으로 하고, 지상축 방향과 직교하는 위상차를 부로 했을 때, 광학 이방성층 B 의 위상차와 제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층의 위상차의 합 Re2B_sum 이 －150 ㎚ ≤ Re2B_sum ≤ 60 ㎚ 인 것이 바람직하고, －100 ㎚ ≤ Re1A_sum ≤ 45 ㎚, －100 ㎚ ≤ Re2B_sum ≤ 45 ㎚ 인 것이 보다 바람직하고, －50 ㎚ ≤ Re1A_sum ≤ 30 ㎚, －50 ㎚ ≤ Re2B_sum ≤ 30 ㎚ 인 것이 가장 바람직하다. 광학 특성이 상기 범위이면, 정면의 백색 휘도 저하를 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 액정 표시 장치는, 다른 부재를 포함하고 있어도 된다. 예를 들어, 액정 셀과 편광막 사이에 컬러 필터를 배치해도 된다. 또, 투과형으로서 사용하는 경우에는, 냉음극 또는 열음극 형광관, 또는 발광 다이오드, 필드 에미션 소자, 일렉트로루미네선스 소자를 광원으로 하는 백라이트를 배면에 배치할 수 있다. 또한, 본 발명의 액정 표시 장치는 반사형이어도 되고, 이러한 경우에는, 편광판은 관찰측에 1 장 배치한 것만으로 충분하고, 액정 셀 배면 또는 액정 셀의 하측 기판의 내면에 반사막을 설치한다. 물론 광원을 사용한 프론트 라이트를 액정 셀 관찰측에 형성하는 것도 가능하다. 또 본 발명의 액정 표시 장치는, 투과와 반사의 모드의 양립을 꾀하기 위해서, 표시 장치의 1 화소 안에서 반사부와 투과부를 형성한 반투과형이어도 된다.

《표면 필름》

또한, 본 발명의 액정 표시 장치는 시인측의 최표면에 광 확산층과 같은 표면 필름을 형성해도 된다.

표면 필름으로서의 광 확산층에 관해, 종래 공지된 것도 사용할 수 있지만, 광 확산층에 대해서는, 투광성 수지와, 상기 투광성 수지의 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는 투광성 미립자를 함유하는 층이고, 또한 광 확산층의 헤이즈가 10 ％ 이상인 것이 바람직하다. 투광성 입자와 투광성 수지의 굴절률차, 투광성 입자의 입자경, 투광성 입자의 함유량에 의해 헤이즈값을 조정할 수 있다. 투광성 입자로서, 동일 입경 및 동일 재질의 투광성 입자만을 사용해도 되고, 입경 및/또는 재질이 상이한 복수 종의 투광성 입자를 사용해도 된다. 후자 쪽이 헤이즈값을 조정할 수 있는 점에서 바람직하다. 또한, 입사광의 입사 각도에 따라, 광의 투과 상태가 상이한 이방성을 사용하는 것도 바람직하다. 구체적으로는, 일본 공개특허공보 평10-96917호에 기재된 것이나 회절형 시각 (視角) 개량 필름 (스미토모 화학 제조 루미스티 등) 을 사용할 수 있다.

이방성 광 확산층의 표면 필름으로서, 폴리머 조성물로 이루어지는 제 1 도메인과 그 제 1 도메인 내부에 배치된 제 2 도메인을 포함하는 광학 필름으로서, 상기 제 2 도메인이 형상 이방성을 갖는 기포이고, 상기 제 1 도메인 중의 폴리머의 분자 주사슬의 평균 배향 방향이 상기 제 2 도메인의 장축의 평균 방향과는 상이한 광학 필름 (이후 광학 필름 T) 인 것이 바람직하다.

여기서, 폴리머의 분자 주사슬의 평균 방향이란, 필름 면내 방향에서 폴리머 분자가 나란히 정렬해 있는 방향을 나타내고 있고, 이 방향의 열팽창 계수나 습도 팽창 계수는 이것과 직교하는 방향과 비교하여 작아지기 때문에, 예를 들어, 백라이트 등의 외열에 의한 치수 변화에 기인하는 기포의 형상 변화나, 습도 환경의 변화에 의한 치수 변화에 기인하는 기포의 형상 변화를 억제할 수 있어, 액정 디스플레이에 조립했을 때의 휘도 불균일을 억제할 수 있다. 폴리머의 분자 주사슬의 평균 방향은, 예를 들어 하기 X 선 회절 측정에 의해 평가할 수 있고, 간이적으로, 필름 면내에서 탄성률이 가장 높은 방향으로서 평가할 수도 있다.

＜X 선 회절 측정＞

광학 필름 T 의 X 선 회절 측정은, 필름을 25 ℃, 상대습도 60 ％ 로 24 시간 조습 후, 자동 X 선 회절 장치 (RINT 2000 : (주)리가쿠 제조), 및 범용형 이미징 플레이트 판독 장치 (R-AXIS DS3C/3CL) 를 사용하여, 필름을 투과한 빔의 회절 사진으로부터 구할 수 있다 (Cu Kα 선 50 kV 200 mA 10 분).

상기 제 2 도메인은, 제 1 도메인 내부에 배치되고, 형상 이방성을 갖는 기포이다. 또한, 상기 제 2 도메인의 장축의 평균 방향은, 상기 제 1 도메인 중의 폴리머의 분자 주사슬의 평균 배향 방향과는 상이하다.

통상은 연신 방향, 요컨대, 폴리머 주사슬의 방향과 거의 평행하게 상기 제 2 도메인의 장축의 평균 방향이 향하고 있지만, 본 발명에서의 광학 필름 T 에서는 전혀 상이한 방향을 향한다.

어떠한 이론에 구애받는 것도 아니지만, 이는 어느 일정한 온도 범위에서 연신함으로써, 제막 과정에서 폴리머 중에 생성된 결정부와 비결정부가 인열되는 것에 기인하는 것으로 생각된다. 즉, 적절한 연신 온도에서 연신이 실시되면, 비결정부만이 인열되게 되고, 또 연신 배율이 일정 이상이 되면, 폴리머 사이에 공극이 균열형상으로 생기기 때문에 연신 방향과는 상이한 방향에 장축을 갖기 때문으로 추정된다.

광학 필름 T 에 있어서, 상기 제 2 도메인은 제 1 도메인 내부에 배치되어 있지만, 그 밖의 기포의 배치는 본 발명의 취지에 반하지 않는 한 특별히 제한은 없고, 예를 들어 필름 표면 근방에 존재하는 기포가 필름 표면까지 관통하고 있는 기공의 형상을 가지고 있어도 된다. 또, 상기 제 2 도메인은, 본 발명의 취지에 반하지 않는 한, 상기 제 2 도메인의 일부에 기체 이외의 다른 성분을 함유하고 있어도 되며, 예를 들어 제 1 도메인에 사용되는 폴리머와 상이한 조성의 폴리머가 함유되어 있거나, 물이나 유기 용매 등이 충전되어 있어도 된다. 상기 제 2 도메인은, 기포 중에 기체가 충전되어 있는 것이 굴절률을 본 발명의 바람직한 범위로 조절하는 관점에서 바람직하고, 공기가 충전되어 있는 것이 보다 바람직하다. 또, 특히 고체 성분이 상기 제 2 도메인에 함유되어 있는 경우에는, 제 2 도메인 중에, 제막시의 휘산물이나 그 밖의 분말 등이 미량으로 고착되어 있는 양태도 포함한다.

본 발명에 있어서의 형상 이방성이란, 외형 형태가 이방성을 갖고 있는 것을 말한다. 이러한 이방성을 갖는 기포는, 타원체나 막대상체와 같이 외형에 긴 방향을 갖고, 그 방향의 길이를 본 발명에서는 제 2 도메인의 장축이라고 한다. 그 외형에는 다소의 요철을 가지고 있어도 된다.

본 명세서 중, 상기 제 2 도메인의 장축은, 그 평균 방향에 특별히 제한은 없지만, 필름면에 대하여 수평 방향으로 상기 제 2 도메인의 장축 평균 방향이 존재하는 것이 바람직하다.

상기 제 2 도메인의 장축 평균 방향 및 장축 평균 길이는, 임의의 방향에서의 필름 단면을, 예를 들어 전자 현미경으로 관찰함으로써 결정할 수 있다. 또한, 상기 제 2 도메인의 장축이 필름면에 수평 방향에 존재하는 경우에는, 제 2 도메인의 장축의 평균 방향 및 장축 평균 길이는 이하의 방법에 의해 정할 수 있다. 상기 측정에 의해 결정한 필름의 폴리머 분자 주사슬의 평균 방향을 0°로 하고, 필름 면내에 있어서 0°방향에서부터 180°방향까지 5°마다, 필름면에 대하여 수직으로 절단하였다. 예를 들어, 어느 장방형 형상의 필름을 관측하는 경우에 있어서, 폴리머 분자 주사슬의 평균 방향을 나타내는 0°방향이 필름 길이 방향이면, 90°방향은 필름 폭 방향이 되고, 180°방향은 폴리머 분자 주사슬의 평균 방향에 재차 일치하는 필름 길이 방향이 된다. 그 각 단면 (본 발명에서는 37 장의 필름 단면) 을 예를 들어 전자 현미경으로 관찰하여, 각각의 단면에 있어서 임의로 제 2 도메인 100 개를 선택하고, 그들 제 2 도메인 100 개의 장축의 길이를 측정하여, 평균값을 각각 구했다. 상기 37 장의 필름 단면에 있어서, 가장 전술한 제 2 도메인 100 개의 장축의 길이 (그 단면에 있어서의 제 2 도메인의 횡폭) 의 평균이 길었던 단면을 결정하여, 그 단면을 절단한 각도를, 본 명세서 중에 있어서의 제 2 도메인의 장축의 평균 방향으로 하였다. 또한, 그 때의 각도에 있어서의 제 2 도메인 100 개의 장축의 길이의 평균을, 본 명세서 중에 있어서의 제 2 도메인의 장축 평균 길이로 하였다. 이하, 본 명세서 중에 있어서, 상기 제 2 도메인의 장축 평균 길이를 「제 2 도메인의 장축의 평균 길이 a」라고도 한다.

다음으로, 제 2 도메인의 필름 면내 방향의 단축 평균 길이를 이하의 방법으로 구할 수 있다. 상기 37 장의 필름 단면을 절단한 각도 중 장축의 평균 방향을 정한 각도로부터, 필름 면내 방향으로 90°이동시킨 각도의 필름 단면 중에서 임의로 제 2 도메인 100 개를 선택하고, 그들 제 2 도메인 100 개의 그 단면에 있어서의 필름 면내 방향에 평행한 축의 길이 (그 단면에 있어서의 제 2 도메인의 횡폭) 을 측정하여, 평균값을 구했다. 이것을, 상기 제 2 도메인의 필름 면내 방향의 단축 평균 길이로 하였다. 이하, 본 명세서 중에 있어서, 상기 제 2 도메인의 필름 면내 방향의 단축 평균 길이를 「제 2 도메인의 필름 면내 방향의 단축 평균 길이 b」라고도 한다.

한편, 제 2 도메인의 필름 막두께 방향의 단축 평균 길이는 이하의 방법으로 구할 수 있다. 막두께 방향의 단축 평균 길이는, 상기 제 2 도메인의 장축의 평균 방향을 정한 각도에서의 필름 단면에 있어서, 임의의 제 2 도메인 100 개를 선택하고, 그들 제 2 도메인 100 개의 그 단면에 있어서의 막두께 방향에 평행한 축의 길이 (그 단면에 있어서의 제 2 도메인의 종방향의 길이) 를 측정하고, 평균값을 구했다. 이것을, 상기 제 2 도메인의 필름 막두께 방향의 단축 평균 길이로 하였다. 이하, 본 명세서 중에 있어서, 상기 제 2 도메인의 필름 막두께 방향의 단축 평균 길이를 「제 2 도메인의 필름 막두께 방향의 단축 평균 길이 c」라고도 한다.

또한, 제 2 도메인의 장축의 평균 방향이, 상기 제 1 도메인 중의 폴리머 분자 주사슬의 평균 방향과 상이한 것에 의해, 광학 필름은 열 등에 의한 형상 변화를 억제할 수 있다.

상기 제 2 도메인의 장축 평균 길이의, 상기 제 2 도메인의 필름 면내 방향의 단축 평균 길이에 대한 비, 즉 (제 2 도메인의 장축의 평균 길이 a) / (제 2 도메인의 필름 면내 방향의 단축 평균 길이 b) 가 1.1 ∼ 30 인 것이 열 등에 의한 형상 변화에 대한 압력을 보다 분산시킬 수 있는 관점에서 바람직하다. 상기 제 2 도메인의 장축 평균 길이의, 상기 제 2 도메인의 필름 면내 방향의 단축 평균 길이에 대한 비는 2 ∼ 20 인 것이 보다 바람직하고, 3 ∼ 10 인 것이 특히 바람직하다.

상기 제 2 도메인의 장축 평균 길이의, 상기 제 2 도메인의 필름 막두께 방향의 단축 평균 길이에 대한 비, 즉 (제 2 도메인의 장축의 평균 길이 a) / (제 2 도메인의 필름 막두께 방향의 단축 평균 길이 c) 가 30 ∼ 300 인 것이, 곡면을 광의 진행 방향에 대하여 완만하게 함으로써, 고헤이즈, 또한 전광 (全光) 투과율을 높게 하는 것이 가능한 관점에서 바람직하다. 상기 제 2 도메인의 장축 평균 길이의, 상기 제 2 도메인의 필름 막두께 방향의 단축 평균 길이에 대한 비는 50 ∼ 250 인 것이 보다 바람직하고, 100 ∼ 200 인 것이 특히 바람직하다.

상기 제 1 도메인의 굴절률 n1 은, 상기 제 2 도메인의 굴절률 n2 보다 0.01 ∼ 1.00 큰 것이 바람직하고, 0.2 ∼ 0.8 큰 것이 보다 바람직하고, 0.4 ∼ 0.6 큰 것이 더욱 바람직하다. 굴절률차가 클수록 비스듬한 출사광을 정면 방향으로 구부릴 수 있는데, 한편, 굴절률차 (n1－n2) 가 1.00 이하이면, 비스듬한 출사광을 지나치게 구부리지 않고, 정면 휘도를 양호한 범위로 할 수 있어 바람직하다. 상기 범위이면, 확산 성능 및 정면 휘도 유지의 쌍방의 면에서 바람직하다.

또, 각 도메인의 굴절률은, 예를 들어 엘립소미터 (M220 ; 닛폰 분광 (주) 제조) 에 의해 측정할 수 있다.

또한, 상기 제 2 도메인의 사이즈는 0.02 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 0.1 ㎛ 이상인 것이 보다 바람직하고, 1 ㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 기포로 이루어지는 제 2 도메인의 사이즈가 클수록 광 확산 성능이 향상되기 때문에 바람직하지만, 한편, 전광 투과율이 저하되는 경향이 있다. 전광 투과율 유지의 면에서는, 상기 제 2 도메인의 사이즈는 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 5 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.

또, 도메인의 사이즈란, 구 (球) 상당 직경을 말하는 것으로 한다. 도메인의 사이즈를 구상당 직경으로서 반경 r 을 결정하여 체적을 구했다. 구상당 직경은, 이방성 형상인 제 2 도메인 (기포) 의 체적을 V 로 했을 때, 이하의 식 1 에 의해 구해진다. 또한, 도메인의 사이즈는, 전자 현미경에 의해 측정할 수 있다.

식 1 구상당 직경 = 2×(3×V/(4×π))^(1/3)

여기서, 제 2 도메인 (기포) 의 체적 V 는, 상기에서 구한 상기 제 2 도메인의 장축 평균 길이 a, 상기 제 2 도메인의 면내 방향의 단축 평균 길이 b, 상기 제 2 도메인의 막두께 방향의 단축 평균 길이 c 를 사용하여, 상기 제 2 도메인을 타원체로 가정하고, V = 4/3×π×(a/2×b/2×c/2) 로부터 구했다.

또한, 광학 필름 T 는, 상기 제 2 도메인의 체적분률은 20 ∼ 70 ％ 인 것이 바람직하고, 30 ∼ 60 ％ 인 것이 보다 바람직하고, 40 ∼ 50 ％ 인 것이 더욱 바람직하다. 체적분률이 높을수록 확산성을 높일 수 있다. 한편 70 ％ 이하이면, 전광 투과율이 저하되기 어렵고, 정면 휘도를 양호한 범위로 할 수 있으며, 또한, 필름의 강도도 지나치게 저하되지 않는다. 기포로 이루어지는 제 2 도메인의 체적분률이 상기 범위이면, 광 확산 성능 및 강도의 쌍방의 면에서 바람직하다.

또, 체적분률이란, 전체 체적에 대한 제 2 도메인이 차지하는 체적으로, 예를 들어, 상기와 같이 측정한 각 도메인의 사이즈에 기초하여 산출할 수 있다. 상기 체적분률은, 필름 단면의 전자 현미경 사진에 있어서의 제 2 도메인 면적과 필름 단면적으로부터 구할 수 있다. 본 발명에서는, 상기 체적분률을 상기 제 2 도메인의 장축의 평균 방향을 결정한 각도에 있어서의 막두께 방향의 필름 단면 (필름면에 수직 방향으로 절단한 단면) 에 있어서의, 상기 제 2 도메인의 면적분률 100 점의 평균값으로서 구했다.

(막두께 방향의 밀도 분포)

광학 필름 T 는, 상기 제 2 도메인이 막두께 방향에 밀도 분포를 갖는 것이 바람직하다. 상기 제 2 도메인을 막두께 방향에 밀도 분포를 갖게 함으로써, 산란으로부터 다음 산란까지의 거리를 짧게 하는 것이 가능하고, 또한, 산란량을 서서히 변화시키는 것이 가능하기 때문에, 산란 지향성이 보다 전방 방향을 향하게 된다. 그 때문에 균일한 분포에서의 산란보다, 동일 헤이즈시의 전광 투과율을 높게 하는 것이 가능해진다. 또한, 제 2 도메인의 막두께 방향의 고밀도부를 형성함으로써, 필름 전체적으로의 취성 (脆性) 억제에도 보다 효과가 있다.

상기를 고려하면, 막두께의 절반의 두께 중에 전체 기포의 70 ％ 이상이 포함되는, 제 2 도메인의 막두께 방향의 밀도가 높은 부분이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 제 2 도메인의 막두께 방향의 고밀도부는 막두께 중의 중심에 있어도 되고, 표면에 있어도 된다. 제 2 도메인의 막두께 방향의 고밀도부가 표면에 있는 경우에는 편광판 가공을 보다 행하기 쉬워지기 때문에, 편광판 첩합면과는 반대측에 그 제 2 도메인의 막두께 방향의 고밀도부를 배치하는 쪽이 좋다. 제 2 도메인의 밀도 분포값은 70 ％ 이상인 것이 바람직하고, 75 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 80 ％ 이상인 것이 특히 바람직하다. 상기한 제 2 도메인의 밀도 분포값은, 이하의 방법에 의해 측정할 수 있다.

밀도 분포값이란, 제 2 도메인의 밀도가 가장 높아지는 막두께의 절반의 두께 부분을 선택했을 때, 그 막두께의 절반의 두께 부분에서 차지하는 제 2 도메인의 체적비율을 말한다. 이것은 상기와 같이, 예를 들어, 상기 제 2 도메인의 장축의 평균 방향을 결정한 각도에 있어서의 막두께 방향의 필름 단면 (필름면에 수직 방향으로 절단한 단면) 의 전자 현미경 사진으로부터 판단할 수 있다.

광학 필름 T 의 헤이즈는 5 ％ 이상, 50 ％ 이하인 것이 바람직하고, 5 ％ 이상, 40 ％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 5 ％ 이상, 30 ％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 헤이즈가 높을수록 정면 콘트라스트 저하의 한가지 원인이 된다. 그 관점에서는, 광학 필름 T 의 헤이즈는 50 ％ 이하인 것이 바람직하고, 40 ％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또, 헤이즈는 헤이즈미터 (NDH2000 ; 니혼 덴쇼쿠 공업 (주) 제조) 에 의해 측정할 수 있다.

(제 1 도메인)

상기 제 1 도메인은, 폴리머 조성물로 이루어진다. 이용하는 폴리머에 대해서 제한은 없지만, 가시광에 대하여 광 투과성이 높은 폴리머로부터 선택하는 것이 바람직하다. 또한 기포로 이루어지는 제 2 도메인의 굴절률이 1.00 정도인 것과 바람직한 체적분률을 고려하면, 상기 바람직한 범위의 굴절률차로 하기 위해서는, 제 1 도메인의 굴절률 n1 은 1.1 이상인 것이 바람직하고, 1.2 이상인 것이 바람직하고, 1.3 이상인 것이 보다 바람직하다. 이러한 특성들을 만족하는 폴리머의 예에는, 셀룰로오스아실레이트, 폴리카보네이트, 폴리비닐알코올, 폴리이미드, 폴리올레핀, 폴리알릴레이트, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 스티렌계 공중합체, 폴리메틸메타크릴레이트, 메틸메타크릴레이트계 공중합체, 폴리염화비닐리덴 등이 포함된다. 단, 이들에 한정되는 것은 아니다. 첩합하는 편광막이 통상 폴리비닐알코올막인 것을 고려하면, 이것과 친화성이 있고, 접착성이 양호한, 셀룰로오스아실레이트, 폴리비닐알코올을 주성분의 폴리머로서 함유하는 것이 바람직하고, 경시 (經時) 안정성의 관점에서 셀룰로오스아실레이트가 바람직하다. 여기서, 「주성분으로서의 폴리머」란, 필름이 단일의 폴리머로 이루어지는 경우에는 그 폴리머를 의미하고, 복수의 폴리머로 이루어지는 경우에는, 구성하는 폴리머 중 가장 질량분률이 높은 폴리머를 의미한다.

셀룰로오스아실레이트 및 사용해도 되는 첨가제에 대해서는, 일본 공개특허공보 2009-265633호의 [0024] ∼ [0028] 에 기재되어 있으며, 본 발명에 있어서도 동일하다.

광학 필름 T 의 제조 방법에 대해서는, 일본 공개특허공보 2009-265633호의 [0029] ∼ [0036] 에 기재되어 있고, 본 발명에 있어서도 동일하다. 단, 광학 필름 T 의 제조 방법에 있어서의 연신시에 필름에 가하는 연신 방향에 대한 연신 최대 응력은 10 ∼ 75 ㎫ 로 제어하는 것이 바람직하고, 25 ∼ 70 ㎫ 인 것이 보다 바람직하다.

광학 필름 T 는 폴리머 조성물로 이루어지고, 헤이즈가 1 ％ 이하인 필름을, 연신 온도 (Tg－20) ∼ Tc ℃, 또한 연신 배율 1 ∼ 300 ％ 로 연신하여 얻어진 필름인 것이 바람직하다.

단, Tg 는 필름의 유리 전이 온도 (단위 : ℃) 이고, Tc 는 필름의 결정화 온도 (단위 : ℃) 이다.

광학 필름 T 의 두께에 대해서는 특별히 제한은 없지만, 일반적으로는 20 ∼ 200 ㎛ 정도이고, 박형화의 관점에서는 20 ∼ 100 ㎛ 정도인 것이 바람직하다.

본 발명의 액정 표시 장치에서는, 비틀림 배향 모드 액정 셀에 특유한, 계조 반전 특성이 나쁜 방위 (통상 하방위) 의 광 산란량을 타방위와 비교하여 많게 하는 것이 가능한 이방성 광 확산층을 사용함으로써, 계조 반전이 생기지 않는 양호한 화질 표시하는 방위의 광을 계조 반전 방위로 산란하여, 혼합시킴으로써, 전방위에 있어서 균일한 (시야각 의존 성능 작은) 표시가 가능해진다. 이방성 광 산란층을 사용함으로써, 등방성 광 산란층의 경우보다 산란량이 적어도 양호한 화질 표시가 가능해지기 때문에, 정면 콘트라스트비의 저하나 문자에 흐려짐 등의 폐해를 억제할 수 있다.

광 확산층에 대해서는, 액정 표시 장치에 있어서 일반적으로 사용되는 부재이지만, 전술한 일반적으로 사용되고 있는 비틀림 배향 모드 액정 셀을 사용한 액정 표시 장치에 사용하여도, 아래 방향에서 보았을 때의 계조 반전에 대해서는 개선할 수 없었다.

한편 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는 원래 아래 방향에서 보았을 때의 계조 반전을 대폭 개선할 수 있지만, 상기 광 확산층을 사용함으로써 계조 반전을 현저히 개선할 수 있기 때문에 바람직하다.

그리고 백라이트의 발광 효율을 높이기 위해서, 프리즘상이나 렌즈상의 집광형 휘도 향상 시트 (필름) 를 적층하거나, 편광판의 흡수에 의한 광 로스를 개선하는 편광 반사형의 휘도 향상 시트 (필름) 를 백라이트와 액정 셀 사이에 적층해도 된다. 또, 백라이트의 광원을 균일화시키기 위한 확산 시트 (필름) 를 적층해도 되고, 반대로 광원에 면내 분포를 갖게 하게 하기 위한 반사, 확산 패턴을 인쇄 등에 의해 형성한 시트 (필름) 를 적층해도 된다.

본 발명에 있어서의 백라이트 유닛으로부터 사출되는 광의 휘도 반치폭 각도는 80°이하인 것이 바람직하고, 60°이하가 보다 바람직하고, 40°이하가 가장 바람직하다. 프리즘 시트나 광 지향성을 갖는 도광판을 사용하거나, 프리즘 시트를 적층으로 함으로써 이 값을 달성할 수 있다. 상기 범위로 함으로써 계조 반전 개선의 관점에서 바람직하다.

여기서, 휘도 반치폭 각도란, 정면 휘도가 절반의 값이 되는 각도를 말하고, 상하 혹은 좌우에 있어서의 각 각도의 합계값을 가리킨다. 또한, 상하 혹은 좌우에서 값이 상이한 경우에는, 넓은 쪽을 취하는 것으로 한다.

또한 본 발명의 구성은, 종래 구성에서 내구성 시험 (예를 들어, 60 ℃ Dry 100 시간) 후에 흑색 표시시에 발생하는 화면 4 변의 광 누설 (액자상의 광 누설)을 현저히 억제할 수 있다는 관점에서도 바람직하다.

실시예

[실시예 1]

(투명 지지체의 제조)

하기 조성물을 믹싱 탱크에 투입하고, 30 ℃ 로 가열하면서 교반하여, 각 성분을 용해하여, 셀룰로오스아세테이트 용액 C-1 을 조제하였다.

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셀룰로오스아세테이트 용액 조성 (C-1) (질량부) 내층 외층

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아세틸화도 60.9 ％ 의 셀룰로오스아세테이트 100 100

트리페닐포스페이트 (가소제) 7.8 7.8

비페닐디페닐포스페이트 (가소제) 3.9 3.9

메틸렌클로라이드 (제 1 용매) 293 314

메탄올 (제 2 용매) 71 76

1-부탄올 (제 3 용매) 1.5 1.6

실리카 미립자 (AEROSIL R972, 닛폰 아에로질 (주) 제조)

0 0.8

리타데이션 상승제 1.7 0

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[화학식 1]

얻어진 S-1 의 내층용 도프 및 외층용 도프를, 3 층 공유연 다이를 사용하여, 0 ℃ 로 냉각한 드럼 상에 유연하였다. 잔류 용제량이 70 질량％ 인 필름을 드럼으로부터 벗겨 내고, 양단을 핀 텐터로 고정시키고 반송 방향의 드로우비를 110 ％ 로 하여 반송하면서 80 ℃ 에서 건조시켜, 잔류 용제량이 10 ％ 가 된 시점에서, 110 ℃ 에서 건조시켰다. 그 후, 140 ℃ 의 온도에서 30 분 건조시켜, 잔류 용제가 0.3 질량％ 인 셀룰로오스아세테이트 필름 (두께 80 ㎛ (외층 : 3 ㎛, 내층 : 74 ㎛, 외층 : 3 ㎛)) 의 투명 지지체 1, 2 를 제조하였다. 이 투명 지지체의 파장 550 ㎚ 에서의 면내 리타데이션 Re 는 9 ㎚, 두께 방향의 리타데이션 Rth 는 90 ㎚ 였다.

제조한 셀룰로오스아세테이트를 2.0N 의 수산화칼륨 용액 (25 ℃) 에 2 분간 침지한 후, 황산으로 중화하고, 순수로 수세, 건조시켰다.

(배향막의 제조)

이 투명 지지체 상에, 각각, 하기 조성의 도포액 H-1 을 #16 의 와이어바 코터로 28 ㎖/㎡ 도포하였다. 60 ℃ 의 온풍으로 60 초, 다시 90 ℃ 의 온풍으로 150 초 건조시켰다. 형성된 막 표면에, 러빙 롤로 반송 방향에 평행한 방향으로 500 회전/분으로 회전시켜 러빙 처리를 실시하여, 배향막을 제조하였다.

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(배향막 도포액 조성 H-1)

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하기 변성 폴리비닐알코올 10 질량부

물 370 질량부

메탄올 120 질량부

글루타르알데히드 (가교제) 0.5 질량부

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[화학식 2]

(광학 이방성층의 제조)

하기 도포액 K-1 을, #3.2 의 와이어바를 사용하여 필름의 배향막면에 연속적으로 도포하였다. 실온으로부터 100 ℃ 로 연속적으로 가온하는 공정에서 용매를 건조시키고, 그 후, 135 ℃ 의 건조 존에서 약 90 초간 가열하여, 디스코틱 액정 화합물을 배향시켰다. 다음으로, 80 ℃ 의 건조 존으로 반송시키고, 필름의 표면 온도가 약 100 ℃ 인 상태로, 자외선 조사 장치에 의해 조도 600 mW 의 자외선을 10 초간 조사하고, 가교 반응을 진행시켜, 디스코틱 액정 화합물을 중합하였다. 그 후, 실온까지 방랭하고, 광학 이방성층을 형성하여, 광학 보상 필름 1, 2 를 제조하였다.

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메틸에틸케톤 98 질량부

하기 디스코틱 액정성 화합물 (1) 41.01 질량부

에틸렌옥사이드 변성 트리메틸올프로판트리아크릴레이트

(V#360, 오사카 유기 화학 (주) 제조) 4.06 질량부

셀룰로오스아세테이트부틸레이트

(CAB551-0.2, 이스트만 케미컬사 제조) 0.34 질량부

셀룰로오스아세테이트부틸레이트

(CAB531-1, 이스트만 케미컬사 제조) 0.11 질량부

하기 플루오로 지방족기 함유 폴리머 1 0.13 질량부

하기 플루오로 지방족기 함유 폴리머 2 0.03 질량부

광중합 개시제

(이르가큐어 907, 치바 가이기사 제조) 1.35 질량부

증감제 (카야큐어 DETX, 닛폰 화약 (주) 제조) 0.45 질량부

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[화학식 3]

[화학식 4]

[화학식 5]

(광학 특성의 측정)

광학 이방성층의 측정에 관해서, 지지체를 유리판 (코닝사 제조 이글 XG) 으로 변경한 것 이외에는 동일하게 광학 이방성층을 제조하고, KOBRA-WR (오우지 계측기 (주) 제조) 을 사용하여, 파장 550 ㎚ 의 면내 리타데이션 Re(550) 을 측정하였다. 또한, 광학 이방성층의 지상축에 직교하는 면내에 있어서, 법선 방향으로부터 ±40 도로 기울어진 방향에서 파장 550 ㎚ 의 광을 입사시켜 리타데이션 R[＋40°] 및 R[－40°] 을 측정하고, R[－40°]/R[＋40°] 를 산출하였다.

결과를 표 6 의 실시예 1 에 나타내었다.

[실시예 2]

(투명 지지체의 제조)

하기에 기재된 비율로 각 성분을 혼합하여 셀룰로오스아실레이트 용액 C-2 를 조제하였다.

셀룰로오스아세테이트 용액 조성 (C-2)

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아세틸기 치환도 2.80 의 셀룰로오스아실레이트 100 질량부

리타데이션 상승제 4 질량부

트리페닐포스페이트 3 질량부

디페닐포스페이트 2 질량부

메틸렌클로라이드 418 질량부

메탄올 62 질량부

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셀룰로오스아실레이트 용액 C-2 를 두께 95 ㎛ 가 되도록, 밴드 유연기를 사용하여 공유연하고, 얻어진 웨브를 밴드로부터 박리하고, 그 후 130 ℃ 에서 30 분 건조시켰다. 그 후 180 ℃ 의 조건하, TD 방향으로 35 ％ 연신하여, 두께 50 ㎛ 의 투명 지지체 1, 2 를 제조하였다. 제조한 투명 지지체 1, 2 의 파장 550 ㎚ 에서의 면내 리타데이션 Re 는 35 ㎚, 두께 방향의 리타데이션 Rth 는 97 ㎚ 였다.

(배향막, 광학 이방성층의 제조)

상기 제조한 투명 지지체 1, 2 를, 실시예 1 과 동일하게 비누화 처리하고, 또한 H-1, T-1 을, 표 6 에 기재된 Re(550), R[－40]/R[40] 가 되도록 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 도포하여, 광학 이방성층 1, 2 를 제조하였다.

[실시예 3]

실시예 2 에서 제조한 투명 지지체 1, 2 상에, 표 6 에 기재된 Re(550), R[－40]/R[40] 이 되도록 광학 이방성층을 제조한 것 이외에는, 실시예 2 와 동일하게 도포하여, 광학 이방성층 1, 2 를 제조하였다.

[실시예 4]

(투명 지지체의 제조)

하기에 기재된 비율로 각 성분을 혼합하여 셀룰로오스아실레이트 용액 C-3 을 조제하였다.

셀룰로오스아세테이트 용액 조성 (C-3)

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아세틸기 치환도 2.80 의 셀룰로오스아실레이트 100 질량부

트리페닐포스페이트 3 질량부

디페닐포스페이트 2 질량부

메틸렌클로라이드 418 질량부

메탄올 62 질량부

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셀룰로오스아실레이트 용액 C-2 를 두께 70 ㎛ 가 되도록, 밴드 유연기를 사용하여 공유연하고, 얻어진 웨브를 밴드로부터 박리하여, 그 후 130 ℃ 에서 30 분 건조시켰다. 그 후 230 ℃ 의 조건하에서, MD 방향으로 9 ％ 수축시키고, TD 방향으로 3 ％ 연신하여, 두께 74 ㎛ 의 투명 지지체 1, 2 를 제조하였다. 제조한 투명 지지체의 파장 550 ㎚ 에서의 면내 리타데이션 Re 는 50 ㎚, 두께 방향의 리타데이션 Rth 는 46 ㎚ 였다.

제조한 투명 지지체를 2.0N 의 수산화칼륨 용액 (25 ℃) 에 2 분간 침지한 후, 황산으로 중화하고, 순수로 수세, 건조시켰다.

(배향막의 제조)

이 투명 지지체 상에, 하기 조성의 도포액 H-2 를 #14 의 와이어바 코터로 24 ㎖/㎡ 도포하였다. 100 ℃ 의 온풍으로 120 초 동안 건조시켰다. 형성된 막 표면에, 러빙 롤로 반송 방향에 평행한 방향으로 500 회전/분으로 회전시켜 러빙 처리를 실시하여, 배향막을 제조하였다.

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(배향막 도포액 조성 H-2)

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하기 변성 폴리비닐알코올 10 질량부

물 364 질량부

메탄올 114 질량부

글루타르알데히드 (가교제) 1.0 질량부

시트르산에스테르 (AS3, 산쿄 화학 (주)) 0.35 질량부

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[화학식 6]

(광학 이방성층의 제조)

하기 도포액 K-2 를, #2.4 의 와이어바를 사용하여 필름의 배향막면에 연속적으로 도포하였다. 그 후, 80 ℃ 의 건조 존에서 약 120 초간 가열하여, 디스코틱 액정 화합물을 배향시켰다. 다음으로, 80 ℃ 의 건조 존으로 반송시키고, 자외선 조사 장치에 의해 조도 600 mW 의 자외선을 10 초간 조사하고, 가교 반응을 진행시켜, 디스코틱 액정 화합물을 중합하였다. 그 후, 실온까지 방랭하고, 광학 이방성층을 형성하여, 광학 보상 필름 1, 2 를 제조하였다.

(광학 이방성층 도포액 조성 K-2)

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하기에 나타내는 액정 화합물 (2) 100.0 질량부

하기에 나타내는 피리디늄염 화합물 Ⅱ-1 1.0 질량부

하기에 나타내는 트리아진 고리를 갖는 화합물 Ⅲ-1 0.2 질량부

광중합 개시제

(이르가큐어 907, 치바 가이기사 제조) 3.0 질량부

증감제 (카야큐어 DETX, 닛폰 화약 (주) 제조) 1.0 질량부

메틸에틸케톤 341.8 질량부

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[화학식 7]

[화학식 8]

[화학식 9]

실시예 1 과 동일한 방법을 사용하여, 광학 이방성층의 파장 550 ㎚ 에서의 면내 리타데이션 Re(550) 을 측정하였다. 또한, 광학 이방성층의 지상축에 직교하는 면내에 있어서, 법선 방향으로부터 ±40 도로 기울어진 방향에서 파장 550 ㎚ 의 광을 입사시켜 리타데이션 R[＋40°] 및 R[－40°] 을 측정하고, R[－40°]/R[＋40°] 를 산출하였다. 그 결과를 표 6 에 기재하였다.

[실시예 5]

실시예 4 에서 제조한 투명 지지체 1, 2 상에, 표 6 에 기재된 Re(550), R[－40]/R[40] 이 되도록 광학 이방성층을 제조한 것 이외에는, 실시예 4 와 동일하게 도포하여, 광학 이방성층 1, 2 를 제조하였다.

(편광판의 제조)

실시예 1 ∼ 5 에서 제조한 광학 보상 필름을, 투명 지지체측과 편광막측이 만나도록 첩합하여, 편광판을 제조하였다. 또, 필름의 첩합면에는, 알칼리 비누화 처리를 실시하였다. 또한, 편광막은, 두께 80 ㎛ 의 폴리비닐알코올 필름을 요오드 수용액 중에서 연속하여 5 배로 연신하고, 건조시켜 제조한 두께 20 ㎛ 의 직선 편광막을 사용하고, 또한 접착제로는 폴리비닐알코올 (구라레 제조 PVA-117H) 3 ％ 수용액을 사용하였다.

[실시예 6]

실시예 3 에서 제조한 광학 보상 필름의 광학 이방성층측과 편광막측이 만나도록 점착제를 통해 첩합하고, 편광판을 제조하였다.

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

TN 모드 액정 표시 장치 (S23A350H, 삼성 전자 (주) 제조) 에 사용되고 있는 편광판을 벗기고, 대신에 상기 제조한 편광판을, 점착제를 통해 시인측 및 백라이트측에 한 장씩 첩부 (貼付) 하여, 표 6 의 TN 모드 액정 표시 장치를 각각 제조하였다.

[실시예 7]

광 확산 필름으로서, 하기를 사용하였다.

[광 확산 필름 (고내부 산란 필름)]

(광 확산층용 도포액의 조제)

하기 도포액 1 을 공경 (孔徑) 30 ㎛ 의 폴리프로필렌제 필터로 여과하여 광 확산층용 도포액을 조제하였다.

광 확산층용 도포액 1

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DPHA 15 g

PET-30 (PETA) 73 g

이르가큐어 184 1 g

이르가큐어 127 1 g

입경 5.0 ㎛ 스티렌 입자 8 g

입경 1.5 ㎛ 벤조구아나민 입자 2 g

MEK (메틸에틸케톤) 50 g

MIBK (메틸이소부틸케톤) 50 g

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각각 사용한 화합물을 이하에 나타낸다.

·DPHA : 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트와 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트의 혼합물 [닛폰 화약 (주) 제조]

·PET-30 : 펜타에리트리톨트리아크릴레이트 [닛폰 화약 (주) 제조]

·이르가큐어 127 : 중합 개시제 [치바 스페셜티 케미컬즈 (주) 제조]

·이르가큐어 184 : 중합 개시제 [치바 스페셜티 케미컬즈 (주) 제조]

(저굴절률층용 도포액의 조제)

·졸액의 조제

교반기, 환류 냉각기를 구비한 반응기, 메틸에틸케톤 120 부, 아크릴로일옥시프로필트리메톡시실란 (KBM-5103, 신에츠 화학 공업 (주) 제조) 100 부, 디이소프로폭시알루미늄에틸아세트아세테이트 3 부를 첨가하여 혼합한 후, 이온 교환수 30 부를 첨가하여, 60 ℃ 에서 4 시간 반응시킨 후, 실온까지 냉각하여, 졸액을 얻었다. 질량 평균 분자량은 1600 이고, 올리고머 성분 이상의 성분 중, 분자량이 1000 ∼ 20000 인 성분은 100 ％ 였다. 또한, 가스 크로마토그래피 분석으로부터, 원료의 아크릴로일옥시프로필트리메톡시실란은 전혀 잔존하지 않았다.

·분산액의 조제

중공 실리카 미립자졸 (이소프로필알코올 실리카졸, 평균 입자경 60 ㎚, 쉘 두께 10 ㎚, 실리카 농도 20 질량％, 실리카 입자의 굴절률 1.31, 일본 공개특허공보 2002-79616호의 조제예 4 에 준하여 사이즈를 변경하여 제조) 500 g 에, 아크릴로일옥시프로필트리메톡시실란 (신에츠 화학 공업 (주) 제조) 30 g, 및 디이소프로폭시알루미늄에틸아세테이트 1.5 g 첨가하여 혼합한 후에, 이온 교환수 9 g 을 첨가하였다. 60 ℃ 에서 8 시간 반응시킨 후에 실온까지 냉각하고, 아세틸아세톤 1.8 g 을 첨가하였다. 이 분산액 500 g 에 거의 실리카의 함량이 일정해지도록 시클로헥사논을 첨가하면서, 감압 증류에 의한 용매 치환을 실시하였다. 분산액에 이물질의 발생은 없고, 고형분 농도를 시클로헥사논으로 조정하여 20 질량％ 로 했을 때의 점도는 25 ℃ 에서 5 mPa·s 이었다. 얻어진 분산액 A 의 이소프로필알코올의 잔존량을 가스 크로마토그래피로 분석한 결과, 1.5 ％ 였다.

·저굴절률층용 도포액의 조제

에틸렌성 불포화기 함유 함불소 폴리머 (일본 공개특허공보 2005-89536호 제조예 3 에 기재된 불소 폴리머 (A-1)) 고형분으로서 41.0 g 을 메틸이소부틸케톤 500 g 에 용해하고, 또, 분산액 A 를 260 질량부 (실리카＋표면 처리제 고형분으로서 52.0 질량부), DPHA 5.0 질량부, 이르가큐어 127 (광중합 개시제, 치바 스페셜티 케미컬즈 제조) 2.0 질량부를 첨가하였다. 도포액 전체의 고형분 농도가 6 질량％ 가 되도록 메틸에틸케톤으로 희석하여 저굴절률층용 도포액을 조제하였다. 이 도포액에 의해 형성되는 층의 굴절률은, 1.36 이었다.

(광 확산층의 형성)

트리아세틸셀룰로오스 필름 (TAC-TD80UL, 후지 필름 (주) 제조) 을 롤 형태에서 풀고, 스로틀 다이를 갖는 코터를 사용하여, 광 확산층용 도포액을 직접 압출하여 도포하였다. 반송 속도 30 m/분의 조건으로 도포하고, 30 ℃ 에서 15 초간, 90 ℃ 에서 20 초간 건조 후, 다시 질소 퍼지하 산소 농도 0.2 ％ 에서 160 W/cm 의 공랭 메탈할라이드 램프 (아이그래픽스 (주) 제조) 를 사용하여, 조사량 90 mJ/㎠ 의 자외선을 조사하여 도포층을 경화시키고, 광 확산층을 형성하여, 그 후, 감았다. 얻어진 광 확산층의 두께는 8.0 ㎛ 였다.

(저굴절률층의 형성)

상기와 같이 형성한 광 확산층 위에, 스로틀 다이를 갖는 코터를 사용하여, 저굴절률층용 도포액을 백업 롤 상의 하드코트층을 도포해 놓은 면 위로 직접 압출하여 도포해서, 두께 100 ㎚ 의 저굴절률층을 형성하고, 그 후 감았다. 이렇게 하여, 광 확산 필름 1 을 제조하였다. 건조·경화 조건을 이하에 나타낸다.

건조 : 90 ℃ 에서 60 초간 건조시켰다.

경화 : 질소 퍼지에 의해 산소 농도 0.1 ％ 의 분위기하에서 공랭 메탈할라이드 램프 (아이그래픽스 (주) 제조) 를 사용하여, 조사량 400 mJ/㎠ 의 자외선을 조사하였다. 이 때의 헤이즈는 58 ％ 였다.

이 광 확산 필름을, 실시예 3 의 TN 모드 액정 표시 장치의 시인측 편광판에, 점착제를 통해 첩부하였다.

[실시예 8]

실시예 7 의 TN 모드 액정 표시 장치에 있어서, 백라이트 구성 부재인 확산판과 확산 시트 사이에, 휘도 향상 필름 (BEFRP2-115 3M 사 제조) 2 장을 프리즘이 직교하도록 배치하였다. 이 때의 휘도 반치폭 각도는 70 도였다. 측정기에는 「EZ-Contrast XL88」(ELDIM 사 제조) 를 사용하여, 그 측정 결과로부터 정면 휘도의 절반의 값이 되는 각도를 산출하였다. 또한, 통상 2 장의 프리즘을 배치하기 전에는 86 도였다.

[비교예 1]

실시예 1 에서 제조한 투명 지지체와 광학 이방성층의 지상축과, 편광판의 흡수축의 각도가 표 6 에 기재한 바와 같이 배치하였다.

[비교예 2]

실시예 1 에서 제조한 광학 이방성층을 직접 액정 패널의 유리 상에 점착제를 통해 첩부하고, 광학 이방성층의 지상축과 편광판의 흡수축의 각도가 표 6 에 기재한 바와 같이 배치하였다.

[비교예 3]

비교예 1 에서 제조한 표시 장치의 시인측에, 상기에서 제조한 광 확산 필름을, 점착제를 통해 배치하였다.

[실시예 9]

(투명 지지체의 제조)

실시예 2 와 동일하게 하여 투명 지지체를 제조하고, 배향막을 형성하였다.

(광학 이방성층의 제조)

하기 도포액을, #3.6 의 와이어바를 사용하여 필름의 배향막면에 연속적으로 도포하였다. 실온으로부터 100 ℃ 로 연속적으로 가온하는 공정에서 용매를 건조시키고, 그 후, 135 ℃ 의 건조 존에서 약 90 초간 가열하여, 디스코틱 액정 화합물을 배향시켰다. 다음으로, 80 ℃ 의 건조 존으로 반송시키고, 필름의 표면 온도가 약 100 ℃ 인 상태로, 자외선 조사 장치에 의해 조도 600 mW 의 자외선을 10 초간 조사하고, 가교 반응을 진행시켜, 디스코틱 액정 화합물을 중합하였다. 그 후, 실온까지 방랭하고, 광학 이방성층을 형성하여, 광학 보상 필름을 제조하였다.

(광학 이방성층 도포액 조성)

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메틸에틸케톤 333.39 질량부

상기한 디스코틱 액정성 화합물 (1) 91.00 질량부

에틸렌옥사이드 변성 트리메틸올프로판트리아크릴레이트

(V#360, 오사카 유기 화학 (주) 제조) 9.00 질량부

하기 공기 계면 배향 제어제 0.75 질량부

광중합 개시제

(이르가큐어 907, 치바 가이기사 제조) 3.00 질량부

증감제 (카야큐어 DETX, 닛폰 화약 (주) 제조) 1.00 질량부

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공기 계면 배향 제어제

[화학식 10]

실시예 1 과 동일한 방법을 사용하여, 광학 이방성층의 광학 측정을 실시하였다. 그 결과를 표 7 에 기재하였다.

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

제조한 투명 지지체와 광학 이방성층의 지상축과, 편광판의 흡수축의 각도가 표 7 에 기재한 바와 같이 배치하여, TN 모드 액정 표시 장치를 제조하였다.

[실시예 10]

(투명 지지체의 제조)

일본 공개특허공보 평10-45804호, 동 08-231761호에 기재된 방법으로 셀룰로오스아실레이트를 합성하고, 그 치환도를 측정하였다. 구체적으로는, 촉매로서 황산 (셀룰로오스 100 질량부에 대하여 7.8 질량부) 을 첨가하고, 아실 치환기의 원료가 되는 카르복실산을 첨가하여 40 ℃ 에서 아실화 반응을 실시하였다. 이 때, 카르복실산의 종류, 양을 조정함으로써 아실기의 종류, 치환도를 조정하였다. 또한 아실화 후에 40 ℃ 에서 숙성을 실시하였다. 또 이 셀룰로오스아실레이트의 저분자량 성분을 아세톤으로 세정하여 제거하였다.

(셀룰로오스아실레이트 용액 C01 의 조제)

하기 조성물을 믹싱 탱크에 투입하고, 교반하여 각 성분을 용해하여, 셀룰로오스아실레이트 용액을 조제하였다. 각 셀룰로오스아실레이트 용액의 고형분 농도는 22 질량％ 가 되도록 용제 (메틸렌클로라이드 및 메탄올) 의 양은 적절히 조정하였다. 단, C05 에 대해서는, 고형분 농도가 19 질량％ 가 되도록 용제의 양을 적절히 조정하였다.

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·셀룰로오스아세테이트 (치환도 2.45) 100.0 질량부

·하기 첨가제 화합물 A 19.0 질량부

·메틸렌클로라이드 365.5 질량부

·메탄올 54.6 질량부

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(셀룰로오스아실레이트 용액 C02 의 조제)

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·셀룰로오스아세테이트 (치환도 2.81) 100.0 질량부

·하기 첨가제 화합물 A 12.0 질량부

·메틸렌클로라이드 365.5 질량부

·메탄올 54.6 질량부

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화합물 A 는 테레프탈산/숙신산/에틸렌글리콜/프로필렌글리콜 공중합체 (공중합비 [몰％] = 27.5/22.5/25/25) 를 나타낸다.

화합물 A 는 비(非)인산에스테르계의 화합물이고, 또한, 리타데이션 발현제이기도 하다. 화합물 A 의 말단은 아세틸기로 봉지되어 있다.

셀룰로오스아실레이트 용액 C01 을 사용하여 56 ㎛ 막두께의 코어층이 되도록, 셀룰로오스아실레이트 용액 C02 를 2 ㎛ 막두께의 스킨 A 층이 되도록, 각각 밴드 연신기를 사용하여 유연하였다. 계속해서, 얻어진 웨브 (필름) 를 밴드로부터 박리하고, 클립에 끼워, 텐터를 사용하여 횡연신하였다. 연신 온도 172 ℃ 및 연신 배율 30 ％ 로 설정하였다. 그 후, 필름으로부터 클립을 빼고 130 ℃ 에서 20 분간 건조시켜, 필름을 얻었다.

제조한 투명 지지체의 파장 550 ㎚ 에서의 면내 리타데이션 Re 는 50 ㎚, 두께 방향의 리타데이션 Rth 는 120 ㎚ 였다.

(광학 이방성층의 제조)

상기에서 제조한 투명 지지체를 사용한 것 이외에는 실시예 9 와 동일하게 하여 배향막, 광학 이방성층을 형성하고, 광학 보상 필름을 제조하였다.

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

[실시예 11]

(투명 지지체의 제조)

실시예 10 과 동일하게 하여 투명 지지체를 제조하고, 배향막을 형성하였다.

(광학 이방성층의 제조)

실시예 9 에 있어서, #3.0 의 와이어바로 변경하고, 공기 계면 배향 제어제 0.00 질량부로 변경하고, 공기 계면 배향 제어제 (2) 를 0.75 질량부로 변경한 것 이외에는 실시예 9 와 동일하게 하여 광학 이방성층을 제조하였다.

공기 계면 배향 제어제 (2)

[화학식 11]

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

[실시예 12]

(투명 지지체의 제조)

(광학 이방성층의 제조)

실시예 9 에 있어서, 메틸에틸케톤을 321.45 질량부로 변경하고, 에틸렌옥사이드 변성 트리메틸올프로판트리아크릴레이트 (V#360, 오사카 유기 화학 (주) 제조) 를 5.20 질량부로 변경한 것 이외에는 실시예 9 와 동일하게 하여 광학 이방성층을 제조하였다.

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

[실시예 13]

(투명 지지체의 제조)

실시예 9 에 있어서, 공기 계면 배향 제어제 (2) 를 0.00 질량부로 변경하고, 공기 계면 배향 제어제 (3) 를 0.19 질량부 첨가한 것 이외에는 실시예 9 와 동일하게 하여 광학 이방성층을 제조하였다.

공기 계면 배향 제어제 (3)

[화학식 12]

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

[실시예 14]

(광 확산 필름 2 의 제조)

실시예 7 에서 제조한 광 확산 필름의 광 확산층용 도포액 1 중의 입경 5.0 ㎛ 스티렌 입자를 8 g 에서 2.5 g, 입경 1.5 ㎛ 벤조구아나민 입자를 2 g 에서 0.6 g 으로 변경한 것 이외에는, 실시예 7 과 동일하게 광 확산 필름 2 를 제조하였다.

상기 광 확산 필름 2 를 사용한 것 이외에는, 실시예 11 과 동일하게 하여 편광판의 제조를 실시하였다.

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

상기 편광판을 사용한 것 이외에는 실시예 11 과 동일하게 하여 TN 모드 액정 표시 장치를 제조하였다.

[실시예 15]

(광 확산 필름 3 의 제조)

[광 확산 필름 (셀룰로오스아실레이트 필름)]

(측정법)

먼저, 이하 광 확산 필름에 있어서 측정한 여러 가지 특성의 측정법 및 평가법을 이하에 나타낸다.

1. 유리 전이 온도 (Tg)

DSC 측정 장치 (DSC8230 : (주) 리가쿠 제조) 를 사용하여, DSC 의 알루미늄제 측정 팬 (Cat.No.8578 : (주) 리가쿠 제조) 에, 열 처리 전의 폴리머 필름의 샘플을 5 ∼ 6 ㎎ 넣는다. 이것을 50 ㎖/분의 질소 기류 중, 25 ℃ 에서부터 120 ℃ 까지 20 ℃/분의 승온 속도로 승온하여 15 분 유지한 후, 30 ℃ 까지 －20 ℃/분으로 냉각한다. 그 후, 재차, 30 ℃ 에서부터 250 ℃ 까지 20 ℃/분의 승온 속도로 승온하고, 그 때에 측정되는 샘플의 서모그램과 2 개의 베이스라인의 중선 (中線) 과의 교점의 온도를, 필름의 유리 전이 온도로 하였다.

2. 결정화 온도 (Tc)

DSC 측정 장치 (DSC8230 : (주) 리가쿠 제조) 를 사용하여, DSC 의 알루미늄제 측정 팬 (Cat.No.8578 : (주) 리가쿠 제조) 에, 열 처리 전의 폴리머 필름의 샘플을 5 ∼ 6 ㎎ 넣는다. 이것을 50 ㎖/분의 질소 기류 중에서, 25 ℃ 에서부터 120 ℃ 까지 20 ℃/분의 승온 속도로 승온하여 15 분 유지한 후, 30 ℃ 까지 －20 ℃/분으로 냉각한다. 그리고, 재차, 30 ℃ 로부터 320 ℃ 까지 20 ℃/분의 승온 속도로 승온하여, 이 때에 나타난 발열 피크의 개시 온도를 필름의 결정화 온도로 하였다.

3. 치환도

셀룰로오스아실레이트의 아실 치환도는, Carbohydr. Res .273 (1995) 83-91 (Tezuka 외) 에 기재된 방법으로 ¹³C-NMR 에 의해 구했다.

4. 헤이즈, 전광 투과율, 및 평행 투과율

헤이즈는, 헤이즈미터 (NDH 2000 : 니혼 덴쇼쿠 공업 (주) 제조) 를 사용하여 측정하였다.

전광 투과율 및 평행 투과율에 대해서도, 동일하게 측정하였다.

(광학 필름의 제조와 평가)

하기 표 1 에 나타내는 바와 같이, 이하의 셀룰로오스아실레이트 B 를 표 중에 기재된 비율로 첨가하고, 용매에 용해하여, 셀룰로오스아실레이트의 도프를 각각 조제하였다. 조제법의 상세도 이하에 나타낸다.

또한, 셀룰로오스아실레이트는 120 ℃ 로 가열하여 건조시켜, 함수율을 0.5 질량％ 이하로 한 후, 표 1 에 기재된 양 [질량부] 를 사용하였다.

1) ＜셀룰로오스아실레이트＞

·셀룰로오스아실레이트 B (셀룰로오스아세테이트) :

치환도가 2.86 인 셀룰로오스아세테이트의 분체 (粉體) 를 사용하였다. 셀룰로오스아실레이트 B 의 점도 평균 중합도는 300, 6 위치의 아세틸기 치환도는 0.89, 아세톤 추출분은 7 질량％, 질량 평균 분자량/수평균 분자량비는 2.3, 함수율은 0.2 질량％, 6 질량％ 디클로로메탄 용액 중의 점도는 305 mPa·s, 잔존 아세트산량은 0.1 질량％ 이하, Ca 함유량은 65 ppm, Mg 함유량은 26 ppm, 철 함유량은 0.8 ppm, 황산 이온 함유량은 18 ppm, 옐로우 인덱스는 1.9, 유리 아세트산량은 47 ppm 이었다. 분체의 평균 입자 사이즈는 1.5 ㎜, 표준편차는 0.5 ㎜ 였다.

2) ＜용매＞

하기 용매 A 를 사용하였다. 이들 용매의 함수율은 0.2 질량％ 이하였다.

·용매 A :

디클로로메탄/메탄올 = 87/13 (질량비)

4) ＜셀룰로오스아실레이트 용액의 조제＞

교반 날개를 갖고 외주 (外周) 를 냉각수가 순환하는 400 리터의 스테인리스제 용해 탱크에 상기 용매 및 첨가제를 투입하여 교반, 분산시키면서, 셀룰로오스아실레이트를 서서히 첨가하였다. 투입 완료 후, 실온에서 2 시간 교반하고, 3 시간 팽윤시킨 후에 재차 교반을 실시하여, 셀룰로오스아실레이트 용액을 얻었다.

또, 교반에는, 15 m/sec (전단 응력 5×10⁴ kgf/m/sec² [4.9×10⁵ N/m/sec²]) 의 주속 (周速) 으로 교반하는 디졸버 타입의 편심 교반축 및 중심축에 앵커 날개를 갖고 주속 1 m/sec (전단 응력 1×10⁴ kgf/m/sec² [9.8×10⁴ N/m/sec²]) 로 교반하는 교반축을 사용하였다. 팽윤은, 고속 교반축을 정지시키고, 앵커 날개를 갖는 교반축의 주속을 0.5 m/sec 로 하여 실시하였다.

팽윤한 용액을 탱크로부터, 재킷이 달린 배관으로 50 ℃ 까지 가열하고, 다시 2 ㎫ 의 가압하에 90 ℃ 까지 가열하여, 완전 용해하였다. 가열 시간은 15 분이었다. 이 때, 고온에 노출되는 필터, 하우징, 및 배관은 하스텔로이 합금제로 내식성이 우수한 것을 이용하여 보온 가열용의 열매를 유통시키는 재킷을 갖는 것을 사용하였다.

다음으로 36 ℃ 까지 온도를 낮춰, 셀룰로오스아실레이트 용액을 얻었다.

5) ＜여과＞

얻어진 셀룰로오스아실레이트 용액을, 절대 여과 정밀도 10 ㎛ 의 여과지 (#63, 토요 여지 (주) 제조) 로 여과하고, 추가로 절대 여과 정밀도 2.5 ㎛ 의 금속 소결 필터 (FH025, 폴 (Pall) 사 제조) 로 여과하여 폴리머 용액을 얻었다.

6) ＜필름의 제조＞

셀룰로오스아실레이트 용액을 30 ℃ 로 가온하고, 유연 기서 (일본 공개특허공보 평11-314233호에 기재) 를 통해서 15 ℃ 로 설정한 밴드 길이 60 m 의 경면 스테인리스 지지체 상에 유연하였다. 유연 스피드는 50 m/분, 도포폭은 200 ㎝ 로 하였다. 유연부 전체의 공간 온도는, 15 ℃ 로 설정하였다. 그리고, 유연부의 종점부로부터 50 ㎝ 앞에서, 유연하고 회전해 온 셀룰로오스아실레이트 필름을 밴드로부터 벗겨 내고, 45 ℃ 의 건조풍을 송풍하였다. 다음으로 110 ℃ 에서 5 분, 또 140 ℃ 에서 10 분 건조시켜, 셀룰로오스아실레이트 필름을 얻었다. 얻어진 셀룰로오스아실레이트 필름의 헤이즈를 전술한 방법에 의해 측정하고, 그 결과를 하기 표 1 에 기재하였다.

7) ＜ 연신＞

얻어진 셀룰로오스아실레이트를, 표 1 에 나타내는 연신 조건으로, 이하의 기재한 바와 같이 연신하였다. 또, 필름의 연신 배율은, 필름의 반송 방향과 직교하는 방향으로 일정 간격의 표선을 형성하고, 그 간격을 연신 공정 전후에 계측하여, 하기 식으로부터 구했다.

필름의 연신 배율 (％) = 100×(연신 후의 표선의 간격－연신 전의 표선의 간격) / 연신 전의 표선의 간격

상기 연신은, 롤 연신기를 사용한 종 1 축 연신 처리를 실시하였다. 롤 연신기의 롤은 표면을 경면 처리한 유도 발열 재킷 롤을 사용하고, 각 롤의 온도는 개별적으로 조정할 수 있도록 하였다. 연신 존은 케이싱으로 덮고 표 1 에 기재된 온도로 하였다. 연신부의 앞의 롤은 서서히 표 1 에 기재된 연신 온도로 가열할 수 있도록 정하였다. 또한, 필름 표면 온도와 필름 이면 온도의 표리 온도차를 필름에 쏘이는 열풍의 온도를 필름의 표면과 이면측에서 조정함으로써 표 1 에 기재된 온도차로 제어하였다. 필름 표면 온도 및 필름 이면 온도는, 테이프형 열전대 표면 온도 센서 (안리츠 계기 (주) 제조 ST 시리즈) 를 필름의 표리에 각각 3 점 첩부하고, 각각의 평균값으로부터 구했다. 또, 표 1 에 기재된 온도는, 필름 이면 온도로부터 필름 표면 온도를 뺀 값을 기재하였다. 연신 배율은, 닙 롤의 주속을 조정함으로써 제어하였다. 종횡비 (닙 롤 간 거리/베이스 입구 폭) 는 0.5 가 되도록 조정하고, 연신 속도는 연신간 거리에 대하여 10 ％/분으로 하고, 이것도 표 1 에 기재하였다.

8) ＜셀룰로오스아실레이트 필름의 평가＞

얻어진 각 셀룰로오스아실레이트 필름의 헤이즈, 전광선 투과율, 평행 투과율, 각 도메인의 굴절률의 평가를 실시하였다. 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.

(제 1 도메인과 제 2 도메인의 구조의 상세한 측정)

먼저, 제조한 광학 필름에 관해서, 폴리머 주사슬의 분자 배향 방향을 전술한 방법에 기초하여 X 선 회절 측정에 의해 측정하고 결정하였다.

다음으로, 제조한 광학 필름을 필름면에 대하여 수직으로 막두께 방향으로 절단하고, 그 단면을 주사형 전자 현미경 (S-4300, (주) 히타치 제작소 제조) 으로 촬영하였다. 전술한 방법에 기초하여 상기 제 2 도메인의 장축의 평균 방향을 결정하고, 제 2 도메인의 장축 평균 길이 a 를 측정하였다. 그 후, 동일하게 전술한 방법에 기초하여 제 2 도메인의 필름 면내 방향의 단축 평균 길이 b 및 제 2 도메인의 필름 막두께 방향의 단축 평균 길이 c 를 측정에 의해 구했다.

제 2 도메인의 장축 평균 길이/제 2 도메인의 필름 면내 방향의 단축 평균 길이, 제 2 도메인의 장축 평균 길이/제 2 도메인의 필름 막두께 방향의 단축 평균 길이, 구상당 직경을 상기 서술한 방법으로 계산에 의해 구했다. 또한, 체적분률, 기포의 막두께 방향의 밀도 분포를 전술한 방법에 의해 측정하였다. 얻어진 결과를 하기 표 1 에 기재하였다. 또, 제조한 광학 필름에 있어서, 폴리머 주사슬의 분자 배향 방향은 연신 방향과 대략 평행한 방향이고, 면내 방향인 것을 알았다. 또한, 상기 제 2 도메인의 장축의 평균 방향은 폴리머 주사슬의 분자 배향 방향과 대략 수직인 방향 (필름 면내에 있어서 약 90°의 방향), 즉 연신 방향과 대략 수직인 방향인 것을 알았다.

막두께 방향의 밀도 분포값은 필름면에 수직인 방향의 필름 단면을 주사형 전자 현미경으로 촬영하였을 때에, 제 2 도메인으로서 밀도가 가장 높아지는 막두께의 절반의 두께 부분을 선택했을 때, 그 막두께의 절반의 막두께에서 차지하는 제 2 도메인의 비율로 하였다. 제조한 광학 필름에서는, 필름의 표면측 막두께 절반의 범위 (즉, 필름의 상측의 절반으로, 연신시에 부여한 표리 온도차가 저온인 측) 가 제 2 도메인의 밀도가 가장 높아지는 막두께의 절반의 두께 부분이기 때문에, 그 부분에 있어서의 밀도 분포값을 측정하였다.

(가열 평가)

상기에서 제조한 필름을 80 ℃ 중에 48 시간 두고, 그 후 필름의 단면을 주사형 전자 현미경으로 촬영하였다. 그것과 상온에 두었던 것의 필름 단면을 비교하였다. 그 결과, 상기한 필름은, 폴리머 주사슬과 장축의 평균 방향의 각도, 장축의 평균 길이와 면내 방향의 단축의 평균 길이의 비, 밀도 분포, 사이즈, 헤이즈는 거의 동등하였다.

고니오 포토미터 (GP-5 무라카미 색채 기술 연구소) 를 사용하여, 필름면에 수직으로 광을 입사, 그 출사광을 필름 연신 방향 및 연신에 대한 직교 방향에서 극각을 변경시켜 수광한 결과, 연신 방향에서는 극각 20 도 부근으로 광이 산란되고, 직교 방향에서는 광 산란이 거의 없는 것을 확인할 수 있었다.

상기 광 확산 필름을 사용한 것 이외에는, 실시예 11 과 동일하게 하여 편광판의 제조를 실시하였다.

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

이 때, 광 확산 필름의 연신 방향이 액정 표시 장치의 상하 방향 (본 TN 모드 액정 표시 장치의 계조 반전 방향은 하방위) 이 되도록 배치하였다.

[비교예 4]

광 확산 필름으로서 실시예 14 에서 제조한 광 확산 필름을 사용한 것 이외에는 비교예 3 과 동일하게 하여 TN 모드 액정 표시 장치를 제조하였다.

[실시예 16]

(투명 지지체의 제조)

실시예 1 과 동일하게 하여, 투명 지지체를 제조하였다.

(배향막의 형성)

제조한 투명 지지체 상에 실시예 1 과 동일하게 하여 배향막을 형성하였다.

(광학 이방성층 A 및 B 의 제조)

하기 조성의 봉상 액정 화합물을 함유하는 도포액을 배향막 상에 #2.2 의 와이어바로 연속적으로 도포하였다. 도포 후의 용매의 건조 및 봉상 액정 화합물의 배향 숙성을 위해, 90 ℃ 의 온풍으로 60 초간 가열하였다. 계속해서, UV 조사에 의해 액정 화합물의 배향을 고정화시키고, 광학 이방성층 A (및 B) 를 제조하였다.

광학 이방성층 A (및 B) 의 도포액 조성

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하기 봉상 액정 화합물 100 질량부

하기 광중합 개시제 3 질량부

증감제 (카야큐어 DETX, 닛폰 화약 (주) 제조) 1 질량부

하기 불소계 폴리머 (D) 0.4 질량부

하기 수평 배향제 0.2 질량부

메틸에틸케톤 195 질량부

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봉상 화합물

[화학식 13]

광중합 개시제

[화학식 14]

불소계 폴리머 (D)

[화학식 15]

수평 배향제

[화학식 16]

실시예 1 과 동일한 방법을 사용하여, 광학 이방성층의 파장 550 ㎚ 에서의 면내 리타데이션 Re(550) 을 측정하였다. 또한, 광학 이방성층의 진상축에 직교하는 면내에 있어서, 법선 방향으로부터 ±40 도로 기울어진 방향에서 파장 550 ㎚ 의 광을 입사시켜 리타데이션 R[＋40°] 및 R[－40°] 을 측정하여, R[－40°]/R[＋40°] 를 산출하였다. Re(550) 는 50 ㎚ 였다. R[－40°]/R[＋40°] 는 1 이었다.

(배향막의 형성)

제조한 투명 필름 상에 실시예 1 과 동일하게 하여 배향막을 형성하였다.

(광학 이방성층의 제조)

실시예 11 과 동일하게 하여 광학 이방성층을 제조하였다.

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

제조한 투명 지지체와 광학 이방성층 A (및 B) 와 광학 이방성층의 지상축과, 편광판의 흡수축의 각도가 표 8 에 기재한 바와 같이 배치하여, TN 모드 액정 표시 장치를 제조하였다.

[실시예 17]

(투명 지지체의 제조)

실시예 1 의 투명 지지체의 제조에 있어서, 내층용 도프 및 외층용 도프를, 3 층 공유연 다이를 사용하여 0 ℃ 로 냉각한 드럼 상에 유연할 때, 내층용 도프의 유량을 절반으로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 투명 지지체를 제조 및 배향막을 형성하였다. 셀룰로오스아세테이트 필름 (두께 40 ㎛ (외층 : 3 ㎛, 내층 : 34 ㎛, 외층 : 3 ㎛)) 의 투명 지지체를 제조하였다. 제조한 셀룰로오스아세테이트 필름의 파장 550 ㎚ 에서의 면내 리타데이션 Re 는 7 ㎚, 두께 방향의 리타데이션 Rth 는 45 ㎚ 였다.

(배향막의 형성)

(광학 이방성층 A 및 B 의 제조)

실시예 16 과 동일하게 하여 광학 이방성층 A (및 B) 를 제조하였다.

(배향막의 형성)

(광학 이방성층의 제조)

실시예 11 과 동일하게 하여 광학 이방성층을 제조하였다.

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

[실시예 18]

(투명 지지체의 제조)

하기 조성물을 믹싱 탱크에 투입하고, 교반하여 각 성분을 용해하여 용액을 조제하였다.

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·셀룰로오스아세테이트 (치환도 2.86) 100.0 질량부

·하기 표 2 의 첨가제 1 하기 표 2 에 기재

·하기 표 2 의 첨가제 2 하기 표 2 에 기재

·메틸렌클로라이드 365.8 질량부

·메탄올 92.6 질량부

·부탄올 4.6 질량부

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도프를 사용하여, 용액 유연법에 의해 제막하고, 그 후, 셀룰로오스에스테르 필름을 제조하였다. 연신 후의 각 필름의 막두께는 40 ㎛ 였다. 또, MD 로 반송됨으로써 MD 로 0 ∼ 10 ％ 의 범위 내의 배율로 연신되어 있었다. 투명 지지체 T-1 은 5 ％ 의 연신 배율이었다. 또한 연신시의 온도는, 필름의 유리 전이점을 Tg 로 한 경우, Tg－30 ∼ Tg－5 ℃ 의 범위였다.

상기 표 2 중, 당에스테르 1 및 당에스테르 2 는 이하의 구조의 화합물 또는 혼합물이다. 또, 수크로오스 벤조에이트인 당에스테르 1 의 평균 에스테르 치환도의 측정법은, 이하의 방법으로 측정하였다.

이하의 HPLC 조건하에서의 측정에 의해 유지 시간이 31.5 min 부근에 있는 피크를 8 치환체, 27 ∼ 29 min 부근에 있는 피크군을 7 치환체, 22 ∼ 25 min 부근에 있는 피크군을 6 치환체, 15 ∼ 20 min 부근에 있는 피크군을 5 치환체, 8.5 ∼ 13Min 부근에 있는 피크군을 4 치환체, 3 ∼ 6 min 부근에 있는 피크군을 3 치환체로 하여 각각의 면적비를 합계한 값에 대한 평균 치환도를 산출하였다.

《HPLC 측정 조건》

칼럼 : TSK-gel ODS-100Z (토소), 4.6*150 ㎜, 로트 번호 (P0014)

용리액 A : H₂O = 100, 용리액 B : AR = 100. A, B 모두 AcOH, NEt₃ 각 0.1 ％ 들어감

유량 : 1 ㎖/min, 칼럼 온도 : 40 ℃, 파장 : 254 ㎚, 감도 : AUX2, 주입량 : 10 ㎕, 린스액 : THF/H₂O = 9/1 (vol 비)

샘플 농도 : 5 ㎎/10 ㎖ (THF)

또, 당에스테르 2 에 대해서도 동일하게 하여 평균 에스테르 치환도를 측정할 수 있는데, 하기 당에스테르 2 는 에스테르 치환도가 거의 100 ％ 인 단일의 화합물이었다.

또한 실시예에서 사용한 수크로오스 벤조에이트는, 모두 반응 용매인 톨루엔의 감압 건조 (10 ㎜Hg 이하) 를 실시하여 100 ppm 미만인 것을 사용하였다.

제조한 셀룰로오스아세테이트 필름 (지지체 T-1) 의 파장 550 ㎚ 에서의 면내 리타데이션 Re 는 1 ㎚, 두께 방향의 리타데이션 Rth 는 40 ㎚ 였다.

[화학식 17]

[화학식 18]

(배향막의 형성)

(광학 이방성층 A 및 B 의 제조)

실시예 16 에 있어서 #1.8 의 와이어바로 변경한 것 이외에는, 실시예 16 과 동일하게 하여 광학 이방성층 A (및 B) 를 제조하였다.

(배향막의 형성)

(광학 이방성층의 제조)

실시예 12 와 동일하게 하여 광학 이방성층을 제조하였다.

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

[실시예 19]

(투명 지지체의 제조)

실시예 1 과 동일하게 하여, 투명 지지체를 제조하였다.

(알칼리 비누화 처리)

투명 지지체를, 온도 60 ℃ 의 유전식 가열 롤을 통과시켜 필름 표면 온도를 40 ℃ 로 승온한 후에, 필름의 편면에 하기에 나타내는 조성의 알칼리 용액을 바 코터를 사용하여 도포량 14 ㎖/㎡ 로 도포하고, 110 ℃ 로 가열한 (주) 노리타케 컴퍼니 리미티드 제조의 스팀식 원적외 히터의 아래로 10 초간 반송하였다. 계속해서, 마찬가지로 바 코터를 사용하여, 순수를 3 ㎖/㎡ 도포하였다. 이어서, 파운틴 코터에 의한 수세와 에어나이프에 의한 물기 제거를 3 회 반복한 후에, 70 ℃ 의 건조 존에 10 초간 반송하여 건조시켜, 알칼리 비누화 처리한 투명 지지체를 제조하였다.

(알칼리 용액 조성)

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알칼리 용액 조성

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수산화칼륨 4.7 질량부

물 15.8 질량부

이소프로판올 63.7 질량부

계면활성제 SF-1 : C₁₄H₂₉O(CH₂CH₂O)₂₀H 1.0 질량부

프로필렌글리콜 14.8 질량부

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(배향막의 형성)

상기한 바와 같이 비누화 처리한 투명 지지체에, 하기 조성의 배향막 도포액을 #14 의 와이어바로 연속적으로 도포하였다. 60 ℃ 의 온풍으로 60 초, 다시 100 ℃ 의 온풍으로 120 초 건조시켰다.

배향막 도포액의 조성

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하기 변성 폴리비닐알코올 10 질량부

물 371 질량부

메탄올 119 질량부

글루타르알데히드 0.5 질량부

광중합 개시제 (이르가큐어-2959, 치바 재팬 제조)

0.3 질량부

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변성 폴리비닐알코올 (각 유닛의 함유 비율의 단위는 몰％ 이다)

[화학식 19]

(광학 이방성층 A (및 B) 의 형성)

상기 제조한 배향막에 연속적으로 러빙 처리를 실시하였다. 이 때, 투명 지지체의 길이 방향과 반송 방향은 평행하고, 투명 지지체 길이 방향에 대하여, 러빙 롤러의 회전축은 시계 방향으로 45°및 －45°의 방향으로 하였다.

하기 조성의 디스코틱 액정 화합물을 함유하는 도포액 (A) 를 상기 제조한 배향막 상에 #1.6 의 와이어바로 연속적으로 도포하였다. 필름의 반송 속도 (V) 는 36 m/min 으로 하였다. 도포액의 용매의 건조 및 디스코틱 액정 화합물의 배향 숙성을 위해, 80 ℃ 의 온풍으로 90 초간 가열하였다. 계속해서, 80 ℃ 에서 UV 조사를 실시하여, 액정 화합물의 배향을 고정화시키고 광학 이방성층을 형성하였다.

광학 이방성층 도포액 (A) 의 조성

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하기 디스코틱 액정 화합물 100 질량부

광중합 개시제

(이르가큐어 907, 치바 재팬사 제조) 3 질량부

증감제 (카야큐어 DETX, 닛폰 화약 (주) 제조) 1 질량부

하기 피리디늄염 1 질량부

하기 불소계 폴리머 (FP1) 0.4 질량부

메틸에틸케톤 473 질량부

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[화학식 20]

[화학식 21]

[화학식 22]

(배향막의 형성)

(광학 이방성층의 제조)

실시예 11 과 동일하게 하여 광학 이방성층을 제조하였다.

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

[실시예 20]

(투명 지지체의 제조)

실시예 17 과 동일하게 하여, 투명 지지체를 제조하였다.

(광학 이방성층 A (및 B) 의 형성)

상기 투명 지지체를 사용하여 실시예 19 와 동일하게 하여 알칼리 비누화 처리, 배향막 형성, 광학 이방성층 A (및 B) 를 제조하였다.

(배향막의 형성)

(광학 이방성층의 제조)

실시예 11 과 동일하게 하여 광학 이방성층을 제조하였다.

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

[실시예 21]

(투명 지지체의 제조)

실시예 18 과 동일하게 하여, 투명 지지체를 제조하였다.

상기 투명 지지체를 사용하여 실시예 19 와 동일하게 하여 알칼리 비누화 처리, 배향막을 형성하였다.

(광학 이방성층 A (및 B) 의 형성)

실시예 19 에 있어서, #1.2 의 와이어바로 변경한 것 이외에는 실시예 19 와 동일하게 하여 광학 이방성층 A (및 B) 를 제조하였다.

(배향막의 형성)

(광학 이방성층의 제조)

실시예 12 와 동일하게 하여 광학 이방성층을 제조하였다.

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

[실시예 22]

광 확산 필름으로서, 실시예 14 에서 제조한 광 확산 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 16 과 동일하게 하여 TN 모드 액정 표시 장치를 제조하였다.

[실시예 23]

광 확산 필름으로서, 실시예 15 에서 제조한 광 확산 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 16 과 동일하게 하여 TN 모드 액정 표시 장치를 제조하였다.

[실시예 24]

광 확산 필름으로서, 실시예 14 에서 제조한 광 확산 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 19 와 동일하게 하여 TN 모드 액정 표시 장치를 제조하였다.

[실시예 25]

광 확산 필름으로서, 실시예 15 에서 제조한 광 확산 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 19 와 동일하게 하여 TN 모드 액정 표시 장치를 제조하였다.

[액정 표시 장치의 평가]

(정면 백색 휘도의 평가)

상기에서 제조한 각 액정 표시 장치에 대해서, 측정기「EZ-Contrast XL88」 (ELDIM 사 제조) 를 사용하여, 백색 표시에서 정면 방향 (표시면에 대하여 법선 방향) 의 휘도를 측정 (결과를 Y 로 한다) 하고, 다음으로, 액정 표시 장치로부터 액정 패널을 제거한 백라이트만 휘도를 측정 (결과를 Y0 로 한다) 하여, 이들의 비를 사용해서 이하의 기준으로 평가하였다.

4 : 4.0 ％ ≤ Y/Y0

3 : 3.0 ％ ≤ Y/Y0 ＜ 4.0 ％

2 : 2.0 ％ ≤ Y/Y0 ＜ 3.0 ％

1 : 1.0 ％ ≤ Y/Y0 ＜ 2.0 ％

(계조 반전)

상기에서 제조한 각 액정 표시 장치에 ISO 12640-1 : 1997, 규격 번호 JIS X 9201 : 1995, 화상명 포토레이트를 표시하고, 암실에서 육안으로 아래 방향 (극각 30°) 으로부터 관찰하여, 표시 화상의 계조 반전을 평가하였다.

5 : 아래 방향에서의 계조 반전은 관찰되지 않는다.

4 : 아래 방향에서의 계조 반전은 거의 관찰되지 않는다.

3 : 아래 방향에서의 계조 반전이 약간 관찰된다.

2 : 아래 방향에서의 계조 반전이 관찰된다.

1 : 아래 방향에서의 계조 반전이 매우 관찰되기 쉽다.

(실화상 평가 : 정면 화상과 비스듬한 화상과의 계조 재현성과 색미의 차)

상기에서 제조한 각 액정 표시 장치에 ISO 12640-1 : 1997, 규격 번호 JIS X 9201 : 1995, 화상명 포토레이트를 표시하고, 암실에서 육안으로 정면과 비스듬한 방향 (극각 45°방위각은 임의) 으로부터 관찰하여, 표시 화상의 대칭성을 평가하였다.

5 : 어떤 방위각으로부터 보아도, 계조성과 색미의 차는 거의 없다.

4 : 어떤 방위각으로부터 보아도, 계조성과 색미의 차는 매우 작다.

3 : 어떤 방위각으로부터 보아도, 계조성과 색미의 차가 작다.

2 : 특정한 방위각으로부터 보면, 계조성과 색미의 차가 발생한다.

1 : 특정한 방위각으로부터 보면, 계조성과 색미의 차가 크다.

각각의 결과를 표 6 ∼ 8 에 기재하였다.

또, 본 실시예는 편광판 1 의 흡수축을 90°, 편광판 2 의 흡수축을 0°로 배치하였지만, 편광판 1 의 흡수축을 0°, 편광판 2 의 흡수축을 90°로 배치하여도 동일한 효과가 얻어진다.

[실시예 26]

지환식 올레핀 폴리머의 일종인 열가소성 노르보르넨 수지의 펠릿 (닛폰 제온사 제조, ZEONOR1420, 유리 전이점 137 ℃) 을 100 ℃ 에서 5 시간 건조시켰다. 상기 펠릿을 압출기에 공급하여, 압출기 내에서 용융시키고, 폴리머 파이프 및 폴리머 필터를 거쳐, T 다이로부터 캐스팅 드럼 상에 시트형상으로 압출하고, 냉각하여, 두께 100 ㎛ 의 필름 롤을 얻었다.

도 1 의 연신기를 사용하여, 필름의 권취 방향에 대한 이송 각도를 40°, 연신 배율 1.6, 연신 온도 140 ℃ 의 조건으로 경사 연신하여 필름 롤 A 를 제조하였다. 이어서, 필름 롤 A 를 연신 배율 1.5, 연신 온도 145 ℃ 로 연신하여 필름 롤 (투명 지지체) 를 제조하였다. 또, 필름 롤 A 의 연신 배율은 필름 길이 방향의 연신 배율×필름 폭 방향의 연신 배율을 나타내고 있다.

필름의 두께는 55 ㎛ 였다. 이 투명 지지체의 파장 550 ㎚ 에서의 면내 리타데이션 Re 는 52 ㎚, 두께 방향의 리타데이션 Rth 는 105 ㎚ 였다.

(필름의 비누화)

제조한 필름 롤 (투명 지지체) 와 후지탁 TD80UF (후지 필름 (주) 제조) 를 55 ℃ 로 조온한 1.5 ㏖/ℓ 의 NaOH 수용액 (비누화액) 에 2 분간 침지한 후, TD80UF 를 수세하고, 그 후, 0.05 ㏖/ℓ 의 황산 수용액에 30 초 침지한 후, 다시 수세욕을 통과시켰다. 그리고 에어나이프에 의한 물기 제거를 3 회 반복하여, 물기를 없앤 후에 70 ℃ 의 건조 존에 15 초 체류시켜 건조시켜, 비누화 처리한 필름을 제조하였다. 필름 롤은 표면 처리를 코로나 처리로 변경하였다.

(광학 이방성층의 제조)

실시예 11 과 동일하게 하여 배향막, 광학 이방성층을 형성하였다.

(편광층의 제조)

일본 공개특허공보 2001-141926호의 실시예 1 에 따라서, 2 쌍의 닙 롤 사이에 주속차를 형성하고, 길이 방향으로 연신하여, 두께 20 ㎛ 의 편광층을 조제하였다.

(첩합)

이렇게 해서 얻은 편광층과, 상기 비누화 처리한 필름 롤 (광학 보상 필름) 과 후지탁을, 필름의 비누화면을 편광막측에 배치하고, 이들로 상기 편광층을 사이에 끼운 후, PVA ((주) 구라레 제조, PVA-117H) 3 ％ 수용액을 접착제로 하여, 편광축과 필름의 길이 방향이 직교하도록 롤 투 롤로 첩합하였다.

(액정 셀의 제조)

제조한 편광판을 실시예 11 과 동일한 편광판 흡수축, 광학 필름 지상축의 관계가 되도록 배치하여 TN 모드 액정 표시 장치를 제조하였다. 표시 성능은 실시예 11 과 동등한 결과를 얻었다.

[실시예 27 ∼ 29]

(투명 지지체의 제조)

하기 방법에 의해, 투명 지지체 Z1 ∼ Z3 을 제조하였다.

(셀룰로오스아실레이트 용액의 조제)

1] 셀룰로오스아실레이트

하기 셀룰로오스아실레이트 A 를 사용하였다. 각 셀룰로오스아실레이트는 120 ℃ 로 가열하여 건조시켜, 함수율을 0.5 질량％ 이하로 한 후, 20 질량부를 사용하였다.

·셀룰로오스아실레이트 A :

치환도가 2.86 인 셀룰로오스아세테이트의 분체를 사용하였다. 셀룰로오스아실레이트 A 의 점도 평균 중합도는 300, 6 위치의 아세틸기 치환도는 0.89, 아세톤 추출분은 7 질량％, 질량 평균 분자량/수평균 분자량비는 2.3, 함수율은 0.2 질량％, 6 질량％ 디클로로메탄 용액 중의 점도는 305 mPa·s, 잔존 아세트산량은 0.1 질량％ 이하, Ca 함유량은 65 ppm, Mg 함유량은 26 ppm, 철 함유량은 0.8 ppm, 황산 이온 함유량은 18 ppm, 옐로우 인덱스는 1.9, 유리 아세트산량은 47 ppm 이었다. 분체의 평균 입자 사이즈는 1.5 ㎜, 표준편차는 0.5 ㎜ 였다.

2] 용매

하기 용매 A 80 질량부를 사용하였다. 각 용매의 함수율은 0.2 질량％ 이하였다.

·용매 A 디클로로메탄/메탄올/부탄올 = 81/18/1 (질량비)

3] 첨가제

하기 첨가제군 중에서 표 3 에 기재되는 것을 선택하였다. 단, 표 3 중, 광학 이방성을 제어하는 화합물, 리타데이션 상승제의 「첨가량」은, 셀룰로오스아실레이트를 100 질량％ 로 했을 때의 질량％ 를 나타낸다. 상기 양이 되도록 셀룰로오스아실레이트 용액으로의 첨가제, 리타데이션 상승제의 첨가량을 조정하였다.

(반복 단위를 갖는 화합물)

·A-1 : 에탄디올/아디프산 (1/1 몰비) 의 축합물의 양 말단의 아세트산에스테르체, 수평균 분자량 1000, 수산기가 0 ㎎KOH/g

·A-2 : 에탄디올/아디프산 (1/1 몰비) 의 축합물, 수평균 분자량 1000, 수산기가 112 ㎎KOH/g

(리타데이션 상승제)

[화학식 23]

(기타 첨가제)

·M1 :

이산화규소 미립자 (입자 사이즈 20 ㎚, 모스 경도 약 7) (0.02 질량부)

·M2 :

이산화규소 미립자 (입자 사이즈 20 ㎚, 모스 경도 약 7) (0.05 질량부)

4] 용해

교반 날개를 갖는 400 리터의 스테인리스제 용해 탱크에 상기 용매 및 첨가제를 투입하여 교반, 분산시키면서, 상기 셀룰로오스아실레이트를 서서히 첨가하였다. 투입 완료 후, 실온에서 2 시간 교반하고, 3 시간 팽윤시킨 후에 재차 교반을 실시하여, 셀룰로오스아실레이트 용액을 얻었다.

또, 교반에는, 5 m/sec (전단 응력 5×10⁴ kgf/m/sec² [4.9×10⁵ N/m/sec²]) 의 주속으로 교반하는 디졸버 타입의 편심 교반축 및 중심축에 앵커 날개를 갖고 주속 1 m/sec (전단 응력 1×10⁴ kgf/m/sec² [9.8×10⁴ N/m/sec²]) 로 교반하는 교반축을 사용하였다. 팽윤은, 고속 교반축을 정지시키고, 앵커 날개를 갖는 교반축의 주속을 0.5 m/sec 로 하여 실시하였다.

팽윤한 용액을 탱크로부터, 재킷이 달린 배관으로 50 ℃ 까지 가열하고, 다시 1.2 ㎫ 의 가압하에 90 ℃ 까지 가열하여, 완전 용해하였다. 가열 시간은 15 분이었다. 이 때, 고온에 노출되는 필터, 하우징, 및 배관은 하스텔로이 합금 (등록 상표) 제로 내식성이 우수한 것을 이용하여 보온 가열용의 열매를 유통시키는 재킷을 갖는 것을 사용하였다.

이렇게 해서 얻어진 농축 전 도프를 80 ℃ 에서 상압의 탱크 내에서 플래시시키고, 증발한 용제를 응축기로 회수 분리하였다. 플래시 후의 도프의 고형분 농도는, 24.8 질량％ 가 되었다. 또, 응축된 용제는 조제 공정의 용제로서 재이용하기 위해 회수 공정으로 보내었다 (회수는 증류 공정과 탈수 공정 등에 의해 실시되는 것이다). 플래시 탱크에서는, 중심축에 앵커 날개를 갖는 축을 주속 0.5 m/sec 으로 회전시킴으로써 교반하여 탈포를 실시하였다. 탱크 내의 도프의 온도는 25 ℃ 이고, 탱크 내의 평균 체류 시간은 50 분이었다.

5] 여과

다음으로, 최초 공칭 공경 10 ㎛ 의 소결 섬유 금속 필터를 통과시키고, 이어서 마찬가지로 10 ㎛ 의 소결 섬유 필터를 통과시켰다. 여과 후의 도프 온도는, 36 ℃ 로 조정하여 2000 ℓ 의 스테인리스제 스톡 탱크 내에 저장하였다.

(필름의 제조)

1] 유연 공정

계속해서 스톡 탱크 내의 도프를 송액하였다. 유연 다이는, 폭이 2.1 m 이고, 유연 폭을 2000 ㎜ 로 하여 다이 돌출구의 도프의 유량을 조정하고 유연을 실시하였다. 도프의 온도를 36 ℃ 로 조정하기 위해, 유연 다이에 재킷을 형성하고 재킷 내에 공급하는 전열 매체의 입구 온도를 36 ℃ 로 하였다.

다이, 피드 블록, 배관은 모두 작업 공정 중에서 36 ℃ 로 보온하였다.

2) 유연 다이

다이의 재질은, 오스테나이트상과 페라이트상의 혼합 조성을 갖는 2 상계 스테인리스강으로, 열팽창률이 2×10^-6 (℃^-1) 이하의 소재이고, 전해질 수용액에서의 강제 부식 시험에서 SUS316 과 대략 동등한 내부식성을 갖는 소재를 사용하였다.

또한, 유연 다이의 립 선단에는, 용사법에 의해 WC 코팅을 형성한 것을 사용하였다. 또한, 도프를 가용화하는 용제인 혼합 용매 (디클로로메탄/메탄올/부탄올 (83/15/2 질량부)) 를 비드 단부와 슬릿의 기액 계면에 편측에서 0.5 ㎖/분으로 공급하였다.

3) 금속 지지체

다이로부터 압출된 도프는, 지지체로서 폭 2.1 m 이고 직경이 3M 의 드럼인 경면 스테인리스 지지체를 이용하였다. 표면은 니켈 주금 및 하드크롬 도금을 실시하였다. 드럼의 표면 조도는 0.01 ㎛ 이하로 연마하고, 50 ㎛ 이상의 핀 홀은 전무하고, 10 ㎛ ∼ 50 ㎛ 의 핀 홀은 1 개/㎡ 이하, 10 ㎛ 이하의 핀 홀은 2 개/㎡ 이하인 지지체를 사용하였다. 이 때, 드럼의 온도는 －5 ℃ 로 설정하고, 드럼의 주속도가 50 m/분이 되도록 드럼의 회전수를 설정하였다. 또, 유연에 수반하여 드럼 표면이 오염된 경우에는, 적절히 청소를 실시하였다.

4) 유연 건조

계속해서, 15 ℃ 로 설정된 공간에 배치되어 있는 드럼 상에 유연되고, 냉각되어 겔화한 도프는, 드럼 상에서 320°회전한 시점에서 겔화 필름 (웨브) 으로서 벗겨 내었다. 이 때, 지지체 속도에 대하여 벗겨 내기 속도를 조정하여, 표 3 에 기재된 연신 배율로 설정하였다. 연신 개시시의 잔류 용매량은 표 3 에 기재하였다.

5) 텐터 반송·건조 공정 조건

벗겨 낸 웨브는, 핀 클립을 가진 텐터에 의해 양단이 고정되면서 건조 존 안에서 반송되어, 건조풍에 의해 건조시켰다.

6) 후건조 공정 조건

전술한 방법으로 얻어진 트리밍 후의 광학 필름을, 롤러 반송 존에서 추가로 건조시켰다. 그 롤러의 재질은 알루미늄제 혹은 탄소강제이고, 표면에는 하드크롬 도금을 실시하였다. 롤러의 표면 형상은 플랫한 것과 블라스트에 의해 매트화 가공한 것을 사용하였다. 제조한 광학 필름을 표 3 에 기재된 온도, 시간으로 후열 처리를 실시하였다.

7) 후 처리, 권취 조건

건조 후의 광학 필름은, 30 ℃ 이하로 냉각하여 양단 트리밍을 실시하였다. 트리밍은 필름 단부를 슬릿하는 장치를 필름의 좌우 양 단부에 2 기씩 설치하고 (편측 당 슬릿 장치수는 2 기), 필름 단부를 슬릿하였다. 또한 광학 필름의 양단에 널링을 실시하였다. 널링은 편측에서부터 엠보싱 가공을 실시함으로써 부여하였다. 이렇게 해서, 최종 제품 폭 1400 ㎜ 의 광학 필름을 얻어, 권취기에 의해 권취하고, 광학 필름을 제조하였다.

[치환도]

셀룰로오스아실레이트의 아실 치환도는, Carbohydr. Res. 273 (1995) 83-91 (테즈카 외) 에 기재된 방법으로 ¹³C-NMR 에 의해 구했다.

[잔류 용매량]

본 발명의 웨브 (필름) 의 잔류 용매량은, 하기 식에 기초하여 산출하였다.

잔류 용매량 (질량％) = {(M－N)/N}×100

[식 중, M 은 웨브 (필름) 의 질량을 나타내고, N 은 웨브 (필름) 를 110 ℃ 에서 3 시간 건조시켰을 때의 질량을 나타낸다]

제조한 투명 지지체 위에 실시예 16 과 동일하게 하여 배향막, 광학 이방성층 A, B 를 형성하였다.

또, 투명 지지체 Z1 을 실시예 27 에, 투명 지지체 Z2 를 실시예 28 에, 투명 지지체 Z3 을 실시예 29 에 사용하였다.

(배향막의 형성)

제조한 투명 필름 상에 실시예 16 과 동일하게 하여 배향막을 형성하였다.

(광학 이방성층의 제조)

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(광학 이방성층 도포액 조성)

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메틸에틸케톤 300.00 질량부

상기한 디스코틱 액정성 화합물 (1) 91.00 질량부

에틸렌옥사이드 변성 트리메틸올프로판트리아크릴레이트

(V#360, 오사카 유기 화학 (주) 제조) 9.00 질량부

하기 공기 계면 배향 제어제 A 0.18 질량부

하기 공기 계면 배향 제어제 B 0.42 질량부

광중합 개시제

(이르가큐어 907, 치바 가이기사 제조) 3.00 질량부

증감제 (카야큐어 DETX, 닛폰 화약 (주) 제조) 1.00 질량부

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공기 계면 배향 제어제 A

[화학식 24]

공기 계면 배향 제어제 B

[화학식 25]

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

제조한 광학 보상 필름의 지상축과, 편광판의 흡수축의 각도가 표 9 에 기재한 바와 같이 배치하여, TN 모드 액정 표시 장치를 제조하였다.

[실시예 30]

(투명 지지체의 제조)

하기 방법에 의해, 투명 지지체 Z4 를 제조하였다.

(폴리머 용액의 조제)

1] 셀룰로오스아실레이트

하기 셀룰로오스아실레이트 AA 를 사용하였다. 각 셀룰로오스아실레이트는 120 ℃ 로 가열하여 건조시켜, 함수율을 0.5 질량％ 이하로 한 후, 20 질량부를 사용하였다.

·셀룰로오스아실레이트 AA :

치환도가 2.86 인 셀룰로오스아세테이트의 분체를 사용하였다. 셀룰로오스아실레이트 AA 의 점도 평균 중합도는 300, 6 위치의 아세틸기 치환도는 0.89, 아세톤 추출분은 7 질량％, 질량 평균 분자량/수평균 분자량비는 2.3, 함수율은 0.2 질량％, 6 질량％ 디클로로메탄 용액 중의 점도는 305 mPa·s, 잔존 아세트산량은 0.1 질량％ 이하, Ca 함유량은 65 ppm, Mg 함유량은 26 ppm, 철 함유량은 0.8 ppm, 황산 이온 함유량은 18 ppm, 옐로우 인덱스는 1.9, 유리 아세트산량은 47 ppm 이었다. 분체의 평균 입자 사이즈는 1.5 ㎜, 표준편차는 0.5 ㎜ 였다.

2] 용매

용매의 함수율은 0.2 질량％ 이하였다.

·용매 AA 디클로로메탄/메탄올/부탄올 = 81/18/1 (질량비)

3] 첨가제

표 4 에 기재된 첨가제를 사용하였다. 또한, 지지체면용 및 에어면용 도프에는, 추가로 하기 첨가제 M 을 첨가하였다. 단, 표 4 중 각 첨가제의 「질량부」는, 셀룰로오스아실레이트를 100 질량부로 했을 때의 질량부를 나타낸다.

(반복 단위를 갖는 화합물)

·AA-1 : 에탄디올/아디프산 (1/1 몰비) 의 축합물, 수평균 분자량 1000, 수산기가 112 ㎎KOH/g

(기타 첨가제)

[화학식 26]

[화학식 27]

·M : 이산화규소 미립자 (입자 사이즈 20 ㎚, 모스 경도 약 7) (0.02 질량부)

4] 용해

교반 날개를 갖는 4000 리터의 스테인리스제 용해 탱크에 상기 용매 및 첨가제를 투입하여 교반, 분산시키면서, 상기 셀룰로오스아실레이트를 서서히 첨가하였다. 투입 완료 후, 실온에서 2 시간 교반하고, 3 시간 팽윤시킨 후에 재차 교반을 실시하여, 셀룰로오스아실레이트 용액을 얻었다.

이렇게 해서 얻어진 농축 전 도프를 80 ℃ 에서 상압의 탱크 내에서 플래시시키고, 증발한 용제를 응축기로 회수 분리하였다. 플래시 후의 도프의 고형분 농도는, 23.5 ∼ 26.0 질량％ 가 되었다. 또, 응축된 용제는 조제 공정의 용제로서 재이용하기 위해 회수 공정으로 보내었다 (회수는 증류 공정과 탈수 공정 등에 의해 실시되는 것이다). 플래시 탱크에서는, 중심축에 앵커 날개를 갖는 축을 주속 0.5 m/sec 으로 회전시킴으로써 교반하여 탈포를 실시하였다. 탱크 내의 도프의 온도는 25 ℃ 이고, 탱크 내의 평균 체류 시간은 50 분이었다.

5] 여과

다음으로, 도프에 약한 초음파 조사함으로써 기포 제거를 실시하였다. 그 후, 1.3 ㎫ 로 가압한 상태에서, 최초 공칭 공경 10 ㎛ 의 소결 섬유 금속 필터를 통과시키고, 이어서 마찬가지로 10 ㎛ 의 소결 섬유 필터를 통과시켰다. 각각의 1 차압은 1.4 ㎫, 1.1 ㎫ 이고, 2 차압은 1.0 ㎫, 0.7 ㎫ 였다. 여과 후의 도프 온도는 36 ℃ 로 조정하여 2000 ℓ 의 스테인리스제 스톡 탱크 내에 저장하였다. 스톡 탱크에서는, 중심축에 앵커 날개를 갖는 축을 주속 0.3M/sec 로 상시 회전시키는 것에 의해 교반하였다. 또, 농축 전 도프로부터 도프를 조제할 때에, 도프 접액부에는 부식 등의 문제는 전혀 발생하지 않았다.

(필름의 제조)

1) 유연 공정

계속해서 스톡 탱크 내의 도프를 1 차 증압용 기어 펌프로 고정밀도 기어 펌프의 1 차측 압력이 0.8 ㎫ 가 되도록 인버터 모터에 의해 피드백 제어를 실시하여 송액하였다. 고정밀도 기어 펌프는 용적 효율 99.3 ％, 토출량의 변동률 0.4 ％ 이하의 성능이었다. 또한, 토출 압력은 1.4 ㎫ 였다. 유연 다이는, 폭이 2.1 m 이고 공유연용으로 조정한 피드 블록을 장비하여, 주류 (主流) 이외에 양면에 각각 적층하여 3 층 구조의 필름을 성형할 수 있도록 한 장치를 사용하였다.

또, 도프의 송액 유로는 중간층용, 지지체면용, 에어면용의 3 유로를 사용하고, 각각의 고형분 농도는 용매를 첨가하여 저하시키거나, 고형분 농도가 높은 용액을 첨가하여 상승시키거나 하여 적절히 조정하였다.

그리고, 유연 폭을 2000 ㎜ 로 하여 다이 돌출구의 도프의 유량을 조정하고 유연을 실시하였다. 도프의 온도를 36 ℃ 로 조정하기 위해, 유연 다이에 재킷을 형성하고 재킷 내에 공급하는 전열 매체의 입구 온도를 36 ℃ 로 하였다.

다이, 피드 블록, 배관은 모두 작업 공정 중에는 29 ℃ 로 보온하였다. 다이는 코트 행거 타입의 다이이고, 두께 조정 볼트가 20 ㎜ 피치로 형성되어 있으며, 히트 볼트에 의한 자동 두께 조정 기구를 구비하고 있는 것을 사용하였다. 이 히트 볼트는 미리 설정한 프로그램에 의해 고정밀도 기어 펌프의 송액량에 따른 프로파일을 설정할 수도 있고, 제막 공정 안에 설치한 적외선 두께계의 프로파일에 기초한 조정 프로그램에 의해서 피드백 제어도 가능한 성능을 갖는 것이다. 유연 에지부 20 ㎜ 를 제외한 필름에서 50 ㎜ 떨어진 임의의 2 점의 두께 차는 1 ㎛ 이내이고, 폭 방향 두께의 최소값에서 가장 큰 차가 2 ㎛/m 이하가 되도록 조정하였다. 또한, 다이의 1 차측에는 감압하기 위한 챔버를 설치하였다. 이 감압 챔버의 감압도는 유연 비드의 전후에서 1 ∼ 5000 Pa 의 압력차를 인가할 수 있도록 되어 있고, 유연 스피드에 따라서 조정이 가능한 것이다. 그 때에, 비드의 길이가 2 ∼ 50 ㎜ 가 되는 압력차로 설정하였다.

2) 유연 다이

다이의 재질은, 오스테나이트상과 페라이트상의 혼합 조성을 갖는 2 상계 스테인리스강으로, 열팽창률이 2×10^-6 (℃^-1) 이하의 소재이고, 전해질 수용액에서의 강제 부식 시험에서 SUS316 과 대략 동등한 내부식성을 갖는 소재를 사용하였다. 유연 다이 및 피드 블록의 접액면의 마무리 정밀도는, 표면 조도로 1 ㎛ 이하, 진직도는 모든 방향에서 1 ㎛/m 이하이고, 슬릿의 클리어런스는 자동 조정에 의해 0.5 ∼ 3.5 ㎜ 까지 조정 가능하였다. 본 필름의 제조에서는, 0.7 ㎜ 에서 실시하였다. 다이 립 선단의 접액부의 모서리 부분에 관해서, R 은 슬릿 전체 폭에 걸쳐 50 ㎛ 이하가 되도록 가공하였다. 다이 내부에서의 전단 속도는 1 ∼ 5000 (sec^-1) 의 범위였다.

또한, 유연 다이의 립 선단에는, 경화막이 형성되어 있는 것을 사용하였다. 텅스텐·카바이드 (WC), Al₂O₃, TiN, Cr₂O₃ 등이 있고, 특히 바람직하게는 WC 이고, 본 발명에서는 용사법에 의해 WC 코팅을 형성한 것을 사용하였다. 또한, 도프를 가용화하는 용제인 혼합 용매 (디클로로메탄/메탄올/부탄올 (81/18/1 질량부)) 를 비드 단부와 슬릿의 기액 계면에 편측에서 0.5 ㎖/분으로 공급하였다. 그리고 감압 챔버의 온도를 일정하게 하기 위해서, 재킷을 설치하여 35 ℃ 로 조정된 전열 매체를 공급하였다. 에지 흡인 풍량은, 1 ℓ/분 ∼ 100 ℓ/분의 범위로 조정 가능한 것을 사용하고, 본 필름의 제조에서는 30 ℓ/분 ∼ 40 ℓ/분의 범위로 적절히 조정하였다.

3) 금속 지지체

다이로부터 압출된 도프는, 지지체로서 폭 2.1 m 이고 직경이 3M 의 드럼인 경면 스테인리스 지지체를 이용하였다. 표면은 니켈 주금 및 하드크롬 도금을 실시하였다. 드럼의 표면 조도는 0.01 ㎛ 이하로 연마하고, 50 ㎛ 이상의 핀 홀은 전무하고, 10 ㎛ ∼ 50 ㎛ 의 핀 홀은 1 개/㎡ 이하, 10 ㎛ 이하의 핀 홀은 2 개/㎡ 이하인 지지체를 사용하였다. 이 때, 드럼의 온도는 －5 ℃ 로 설정하고, 드럼의 주속도가 50 m/분이 되도록 드럼의 회전수를 설정하고, 속도 변동은 2 ％ 이하, 위치 변동은 200 ㎛ 이하였다.

4) 유연 건조

계속해서, 15 ℃ 로 설정된 공간에 배치되어 있는 드럼 상에 유연되고, 냉각되어 겔화한 도프는, 드럼 상에서 320°회전한 시점에서 겔화 필름 (웨브) 으로서 벗겨 내었다. 이 때의 박리 장력은 3 kgf/m 이고, 지지체 속도에 대하여 벗겨내기 속도는 106 ％ 로 설정하였다.

5) 텐터 반송·건조 공정 조건

벗겨 낸 웨브는, 핀 클립을 가진 텐터에 의해 양단이 고정되면서 건조 존 안에서 반송되어, 건조풍에 의해 약 180 초간 건조시켰다. 텐터의 구동은 체인에 의해 실시하고, 그 스프로킷의 속도 변동은 0.5 ％ 이하였다. 또한, 텐터 안을 4 존 (연신 존, 축폭 (縮幅) 존, 가열 존, 냉각 존) 으로 나누고, 각각의 존의 건조풍 온도를 독립적으로 제어할 수 있도록 하였다. 건조풍의 가스 조성은 －40 ℃ 의 포화 가스 농도로 하였다. 텐터 안에서 반송하면서 폭 방향으로 확폭이나 축폭을 실시하고, 연신을 실시하였다.

베이스단 중 텐터에 의해 고정되어 있는 길이의 비율은 70 ％ 로 하였다. 또한, 텐터 클립의 온도는 50 ℃ 를 초과하지 않도록 냉각하면서 반송하였다. 텐터 부분에서 증발한 용제는 －10 ℃ 의 온도로 응축시켜 액화하여 회수하였다. 용제에 함유되는 수분을 0.5 질량％ 이하로 조정하여 재사용하였다.

그리고, 텐터 출구로부터 30 초 이내에 양단의 트리밍을 실시하였다. NT 형 커터에 의해 양측 50 ㎜ 의 가장자리를 커트하였다. 텐터부의 건조 분위기에 있어서의 산소 농도는 5 vol％ 로 유지하였다.

또, 표 4 에 기재된 잔류 용매량은 각 존 입구에서의 잔류 용매량을, 하기 식에 기초하여 산출한 값이다. 단, 샘플링이 어려운 경우에는, 웨브의 건조 시뮬레이션을 사용하여, 각 존 입구에서의 잔류 용매량 (웨브의 전체 고형분 당 질량％) 을 견적하였다.

잔류 용매량 (질량％) = {(M－N)/N}×100

[식 중, M 은 웨브 (필름) 의 질량을 나타내고, N 은 웨브 (필름) 를 110 ℃ 로 3 시간 건조시켰을 때의 질량을 나타낸다]

6) 후 건조 공정 조건

전술한 방법으로 얻어진 트리밍 후의 폴리머 필름을, 롤러 반송 존에서 다시 건조시켰다. 롤러 반송 존을 4 존으로 나누고, 각각의 존의 건조풍 온도를 독립적으로 제어할 수 있도록 하였다. 이 때, 필름의 롤러 반송 장력은 80 N/폭으로서 약 10 분간, 건조시켰다. 그 롤러의 랩 각도는 90 도 및 180 도를 사용하였다. 그 롤러의 재질은 알루미늄제 또는 탄소강제이고, 표면에는 하드크롬 도금을 실시하였다. 롤러의 표면 형상은 플랫한 것과 블라스트에 의해 매트화 가공한 것을 사용하였다. 롤러의 회전에 의한 진동은 모두 50 ㎛ 이하였다. 또한, 장력 80 N/폭에서의 롤러 휨은 0.5 ㎜ 이하가 되도록 선정하였다.

반송 중인 필름 대전압은, 상시 －3 ∼ 3 kV 의 범위가 되도록 공정 중에 강제의 제전 (除電) 장치 (제전 바) 를 설치하였다. 또 권취부에서는, 대전이 －1.5 ∼ 1.5 kV 가 되도록, 제전 바 뿐만 아니라 이온풍 제전도 설치하였다.

하기 표 4 중 「온도」는, 건조풍의 취출구에 있어서의 온도를 나타내고, 「막면 온도」는, 공정 내에 설치한 적외선식의 온도계로 계측한 필름의 온도를 나타낸다. 「연신 배율」은, 각 존 입구에서의 텐터 폭 (W1), 출구에서의 텐터 폭 (W2) 으로 했을 때에, (W2－W1) /W1×100 으로서 산출되는 값을 나타낸다.

하기 표 4 중, 축폭 존 및 가열 존에서의 텐터 폭은, 필름의 상태를 보면서 느슨해지지 않을 정도로 좁혀서 설정하였다. 또한, 축폭 존의 축폭률 (Wt) 과 웨브의 자유 수축률 (Ww) 의 비 (Wt/Ww) 는 0.7 ∼ 1.3 의 범위였다.

또, 축폭률 (Wt) 은, 연신 배율에 －1 을 곱한 값 (플러스 마이너스가 반대인 값) 이다.

7) 후 처리, 권취 조건

건조 후의 폴리머 필름은, 30 ℃ 이하로 냉각하여 양단 트리밍을 실시하였다. 트리밍은 필름 단부를 슬릿하는 장치를 필름의 좌우 양 단부에 2 기씩 설치하고 (편측 당 슬릿 장치수는 2 기), 필름 단부를 슬릿하였다. 여기서, 슬릿 장치는, 원반상의 회전 상측 날과, 롤상의 회전 하측 날로 구성되어 있고, 회전상 날의 재질은 초강강재이고, 회전 상측 날의 직경이 200 ㎜, 및 절단 지점의 날의 두께가 0.5 ㎜ 였다. 롤상의 회전 하측 날의 재질은 초강강재이고, 회전 하측 날의 롤 직경이 100 ㎜ 였다. 슬릿된 필름 단면은 비교적 평활하고, 절단 가루도 없었다. 또한, 상기 필름의 제막에 있어서, 반송 중에 있어서의 필름의 파단은 전혀 없었다. 그리고 필름의 양단에 널링을 실시하였다. 널링은 편측에서부터 엠보싱 가공을 실시함으로써 부여하고, 널링하는 폭은 10 ㎜ 이고, 최대 높이는 평균 두께보다 평균 5 ㎛ 높아지도록 누름압을 설정하였다. 이렇게 해서 최종 제품 폭 1500 ㎜ 의 필름을 얻고, 권취기에 의해 권취하였다.

권취실은, 실내 온도 25 ℃, 습도 60 ％ 로 유지하였다. 권심의 직경은 168 ㎜, 권취 시작 장력은 230 N/폭이고, 권취 종료가 190 N/폭이 되는 장력 패턴으로 하였다. 권취 전체 길이는 3900 m 였다. 권취시의 오실레이트 주기를 400 m 로 하고, 오실레이트폭을 ±5 ㎜ 로 하였다. 또한, 권취 롤에 대한프레스 롤의 누름압을 50 N/폭으로 설정하였다.

제조한 투명 지지체 Z4 를 사용한 것 이외에는 실시예 27 과 동일하게 하여 액정 표시 장치를 제조하였다.

[실시예 31 ∼ 33]

(투명 지지체의 제조)

하기 조성물을 각각 믹싱 탱크에 투입하고, 교반하여 각 성분을 용해하여, 각 용액을 조제하였다.

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·셀룰로오스아세테이트 (치환도 2.86) 100.0 질량부

·하기 표 5 의 첨가제 1 하기 표 5 에 기재

·하기 표 5 의 첨가제 2 하기 표 5 에 기재

·메틸렌클로라이드 365.8 질량부

·메탄올 92.6 질량부

·부탄올 4.6 질량부

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각 도프를 사용하여, 용액 유연법에 의해 제막하고, 각 셀룰로오스에스테르 필름을 제조하였다. 연신 후의 각 필름의 막두께는 모두 25 ㎛ 였다. 또, 모든 필름이, MD 로 반송됨으로써 MD 로 0 ∼ 10 ％ 범위 내의 배율로 각각 연신되어 있었다. 특히 투명 지지체 T-1, 투명 지지체 T-3 은 3 ％, 투명 지지체 T-2 는 5 ％ 의 연신 배율이었다. 또한 연신시의 온도는, 모두 필름의 유리 전이점을 Tg 로 한 경우, Tg－30 ∼ Tg－5 ℃ 의 범위였다.

상기 표 5 중, 당에스테르 1, 당에스테르 1-SB 및 당에스테르 2 는 이하의 구조의 화합물 또는 혼합물이다. 또, 수크로오스 벤조에이트인 당에스테르 1 및 당에스테르 1-SB 의 평균 에스테르 치환도의 측정법은, 이하의 방법으로 측정하였다.

《HPLC 측정 조건》

칼럼 : TSK-gel ODS-100Z (토소), 4.6*150 ㎜, 로트 번호 (P0014)

유량 : 1 ㎖/min, 칼럼 온도 : 40 ℃, 파장 : 254 ㎚, 감도 : AUX2, 주입량 : 10 ㎕, 린스액 : THF/H₂O = 9/1 (체적비)

샘플 농도 : 5 ㎎/10 ㎖ (테트라하이드로푸란 (THF))

제조한 셀룰로오스아세테이트 필름의 파장 550 ㎚ 에서의 면내 리타데이션 Re, 두께 방향의 리타데이션 Rth 를 표 9 에 나타낸다.

[화학식 28]

[화학식 29]

[실시예 34]

투명 지지체를 실시예 10 에서 제조한 투명 지지체로 변경한 것 이외에는 실시예 27 과 동일하게 하여 액정 표시 장치를 제조하였다.

[실시예 35]

(투명 지지체의 제조)

하기에 기재된 각 성분을 혼합하여, 셀룰로오스아실레이트 용액을 조제하였다. 이 셀룰로오스아실레이트 용액을 금속 지지체 상에 유연하여, 얻어진 웨브를 지지체로부터 박리하고, 그 후, TD 방향으로 185 ℃ 에서 20 ％ 연신하여, 투명 지지체를 제조하였다. 또, TD 방향이란, 필름의 반송 방향과 직교하는 방향을 의미한다.

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셀룰로오스아실레이트 용액 조성

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아세틸 치환도 2.94 의 셀룰로오스아실레이트 100 질량부

트리페닐포스페이트 (가소제) 3 질량부

비페닐포스페이트 (가소제) 2 질량부

리타데이션 제어제 (1) 5 질량부

리타데이션 제어제 (2) 2 질량부

메틸렌클로라이드 (제 1 용매) 644 질량부

메탄올 (제 2 용매) 56 질량부

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[화학식 30]

[화학식 31]

제조한 투명 지지체를 사용한 것 이외에는 실시예 27 과 동일하게 하여 액정 표시 장치를 제조하였다.

[실시예 36]

광학 이방성층 A, B 의 제조에 있어서, 수평 배향제를 0.0 질량부, 메틸에틸케톤을 238 질량부, #1.6 의 와이어바로 변경한 것 이외에는 실시예 29 와 동일하게 하여 액정 표시 장치를 제조하였다.

실시예 1 과 동일한 방법을 사용하여, 광학 이방성층 A 및 B 의 파장 550 ㎚ 에서의 면내 리타데이션 Re(550) 을 측정하였다. 또한, 광학 이방성층의 진상축에 직교하는 면내에 있어서, 법선 방향으로부터 ±40 도로 기울어진 방향에서 파장 550 ㎚ 의 광을 입사시켜 리타데이션 R[＋40°] 및 R[－40°] 을 측정하고, R[－40°]/R[＋40°] 를 산출하였다. Re(550) 는 15 ㎚ 였다. R[－40°]/R[＋40°] 는 2.9 였다.

[실시예 37]

광학 이방성층 A, B 의 제조에 있어서 #3.2 의 와이어바로 변경한 것 이외에는 실시예 29 와 동일하게 하여 액정 표시 장치를 제조하였다.

[실시예 38]

시판되는 노르보르넨계 폴리머 필름 「ZEONOR ZF14-060」((주) 옵테스 제조) 의 표면에, 솔리드 스테이트 코로나 처리기 6KVA (필러 (주) 제조) 에 의해 코로나 방전 처리를 실시하였다. 이 필름을 투명 지지체로서 사용한 것 이외에는 실시예 27 과 동일하게 하여 액정 표시 장치를 제조하였다.

[실시예 39]

시판되는 시클로올레핀계 폴리머 필름 「ARTON FLZR50」(JSR (주) 제조) 의 표면에, 필름 14 와 동일한 방법으로 코로나 방전 처리를 실시하였다. 이 필름을 투명 지지체로서 사용한 것 이외에는 실시예 27 과 동일하게 하여 액정 표시 장치를 제조하였다.

[실시예 40]

일본 공개특허공보 2007-127893호의 [0223] ∼ [0226] 의 기재에 따라서, 연신 필름 (보호 필름 A) 을 제조하였다. 이 보호 필름 A 의 표면에, 동 공보의 [0232] 의 기재에 따라서 접착 용이층 코팅 조성물 P-2 를 조제하고, 당해 조성물을 동 공보의 [0246] 에 기재된 방법에 따라서 상기 연신 필름의 표면에 도포하여, 접착 용이층을 형성하였다. 이 필름을 투명 지지체로서 사용한 것 이외에는 실시예 27 과 동일하게 하여 액정 표시 장치를 제조하였다.

[실시예 41]

에틸렌 유닛을 약 5 질량％ 함유하는 프로필렌/에틸렌 랜덤 공중합체 (스미토모노브렌 W151, 스미토모 화학 (주) 제조) 를, 단축 용융 압출기에 T 다이를 배치하여 이루어지는 용융 압출 성형기로 260 ℃ 의 용융 온도에서 압출 성형을 실시하여, 원반 (原反) 필름을 얻었다. 그 후, 이 원반 필름의 표리면의 쌍방에 코로나 방전 처리를 실시하였다. 이 필름을 투명 지지체로서 사용한 것 이외에는 실시예 27 과 동일하게 하여 액정 표시 장치를 제조하였다.

[실시예 42 ∼ 50]

표 10 에 기재된 적층순이 되도록 광학 보상 필름과 편광판의 첩합면 및/또는 광학 보상 필름의 제조에 있어서 광학 이방성층의 적층순을 변경한 것 이외에는 실시예 29 와 동일하게 하여 액정 표시 장치를 제조하였다.

(실시예 51 ∼ 55)

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

광학 필름의 지상축 방위가 표 11 에 기재된 값이 되도록 배향막에 러빙 처리를 실시한 것 이외에는 실시예 11 과 동일하게 하여 TN 모드 액정 표시 장치를 제조하였다.

(실시예 56 ∼ 57)

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

광 확산 필름으로서 실시예 14 에 기재된 광 확산 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 53 ∼ 54 와 동일하게 하여 TN 모드 액정 표시 장치를 제조하였다.

(실시예 58 ∼ 59)

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

광 확산 필름으로서 실시예 15 에 기재된 광 확산 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 53 ∼ 54 와 동일하게 하여 TN 모드 액정 표시 장치를 제조하였다.

(비교예 5 ∼ 8)

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

광학 이방성층 1 및 2 의 지상축 방위가 표 11 에 기재된 값이 되도록 배향막에 러빙 처리를 실시한 것 이외에는 비교예 1 과 동일하게 하여 TN 모드 액정 표시 장치를 제조하였다.

(실시예 60 ∼ 68)

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

광학 필름의 지상축 방위가 표 12 에 기재된 값이 되도록 배향막에 러빙 처리를 실시한 것 이외에는 실시예 29 와 동일하게 하여 TN 모드 액정 표시 장치를 제조하였다.

(실시예 69 ∼ 70)

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

광 확산 필름으로서 실시예 14 에 기재된 광 확산 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 62 ∼ 63 과 동일하게 하여 TN 모드 액정 표시 장치를 제조하였다.

(실시예 71 ∼ 72)

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

광 확산 필름으로서 실시예 15 에 기재된 광 확산 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 62 ∼ 63 과 동일하게 하여 TN 모드 액정 표시 장치를 제조하였다.

(실시예 73 ∼ 81)

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

광학 필름의 지상축 방위가 표 13 에 기재된 값이 되도록 배향막에 러빙 처리를 실시한 것 이외에는 실시예 19 와 동일하게 하여 TN 모드 액정 표시 장치를 제조하였다.

(실시예 82 ∼ 83)

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

광 확산 필름으로서 실시예 14 에 기재된 광 확산 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 75 ∼ 76 과 동일하게 하여 TN 모드 액정 표시 장치를 제조하였다.

(실시예 84 ∼ 85)

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

광 확산 필름으로서 실시예 15 에 기재된 광 확산 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 75 ∼ 76 과 동일하게 하여 TN 모드 액정 표시 장치를 제조하였다.

상기, 실시예 51 ∼ 85 및 비교예 5 ∼ 8 에 대해서 상기 평가를 실시한 결과를 표 11 ∼ 13 에 기재하였다. 본 결과로부터, 본 발명의 액정 표시 장치는, 광학 이방성층의 지상축 변화에 대해, 표시 성능이 잘 저하되지 않는 것을 알았다. 또한, 비교예 5 ∼ 8 에서는 정면의 흑색 표시에 있어서의 휘도가 비교예 1 (및 실시예 11, 19, 29, 51 ∼ 85) 의 2 배 이상이 되고, 정면에서의 흑색 휘도 상승이 커, 표시 성능이 저하되는 것을 알았다.

(실시예 86)

(광학 보상 필름 및 편광판의 제조)

실시예 11 과 동일하게 하여, 광학 보상 필름 및 편광판을 제조하였다.

(액정 셀의 제조)

트위스트각이 90°및 파장 550 ㎚ 에서의 Δnd(550) 이 350 ㎚ 인 비틀림 배향 모드의 액정 셀을 준비하였다. 또 기판의 내면에 형성된 배향막에 대해서는, 액정 셀의 오른쪽 방향을 0°로 하여, 각각 ＋45°및 －45°의 방향으로 러빙 처리를 실시하였다. 액정 재료는 ZLI-4792 (머크 (주) 제조) 를 사용하였다.

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

상기에서 제조한 광학 보상 필름이 형성된 편광판의 각각을 액정 셀의 상하에 첩합하여, 액정 패널을 제조하였다. 또, 편광판의 광학 이방성층의 표면과 액정 셀의 표을 각각 첩합하였다.

(실시예 87 ∼ 89)

액정 셀의 Δnd(550) 을 표 14 의 값으로 변경한 것 이외에는 실시예 86 과 동일하게 하여 액정 패널을 제조하였다.

(실시예 90, 92)

광 확산 필름으로서 실시예 14 에 기재된 광 확산 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 87, 88 과 동일하게 하여 액정 패널을 제조하였다.

(실시예 91, 93)

광 확산 필름으로서 실시예 15 에 기재된 광 확산 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 87, 88 과 동일하게 하여 액정 패널을 제조하였다.

(비교예 9 ∼ 12)

비교예 1 에서 제조한 광학 보상 필름 및 편광판을 사용하여, 액정 셀의 Δnd(550) 을 표 14 의 값으로 변경한 것 이외에는 실시예 86 과 동일하게 하여 액정 패널을 제조하였다.

(실시예 94 ∼ 97)

광학 보상 필름으로서 실시예 29 에 기재된 광학 보상 필름을 사용하고, 액정 셀의 Δnd(550) 을 표 15 의 값으로 변경한 것 이외에는 실시예 86 과 동일하게 하여 액정 패널을 제조하였다.

(실시예 98, 100)

광 확산 필름으로서 실시예 14 에 기재된 광 확산 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 95, 96 과 동일하게 하여 액정 패널을 제조하였다.

(실시예 99, 101)

광 확산 필름으로서 실시예 15 에 기재된 광 확산 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 95, 96 과 동일하게 하여 액정 패널을 제조하였다.

(실시예 102 ∼ 105)

광학 보상 필름으로서 실시예 19 에 기재된 광학 보상 필름을 사용하고, 액정 셀의 Δnd(550) 을 표 15 의 값으로 변경한 것 이외에는 실시예 86 과 동일하게 하여 액정 패널을 제조하였다.

(실시예 106, 108)

광 확산 필름으로서 실시예 14 에 기재된 광 확산 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 103, 104 와 동일하게 하여 액정 패널을 제조하였다.

(실시예 107, 109)

광 확산 필름으로서 실시예 15 에 기재된 광 확산 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 103, 104 와 동일하게 하여 액정 패널을 제조하였다.

(정면 백색 휘도의 평가)

액정 표시 장치 (S23A350H, 삼성 전자 (주) 제조) 의 액정 패널을 분해 후, 시인측의 기판 (컬러 필터 형성 기판) 및 백라이트측의 기판 (TFT 형성 기판) 을 세정하여, 액정 패널에 봉입되어 있던 액정 재료를 제거하였다.

실시예 86 ∼ 109 및 비교예 9 ∼ 12 에서 제조한 각 액정 패널의 시인측에 상기 컬러 필터 형성 기판, 백라이트측에 TFT 형성 기판을 배치하였다. 각 액정 패널과 컬러 필터 기판 및 TFT 기판 사이에 유동 파라핀 128-04375 (와코 쥰야쿠 공업 (주) 사 제조) 를 봉입하고, 액정 표시 장치 (S23A350H, 삼성 전자 (주) 제조) 로부터 액정 패널을 빼낸 백라이트 상에 배치하고, 측정기 "EZ-Contrast XL88" (ELDIM 사 제조) 를 사용하여, 백색 표시에서 정면 방향 (표시면에 대하여 법선 방향) 의 휘도를 측정 (결과를 Y 로 한다) 하였다. 액정 패널에 전압을 인가하지 않은 상태를 백색 표시로서 사용하였다. 다음으로, 액정 표시 장치로부터 액정 패널을 빼낸 백라이트만 휘도를 측정 (결과를 Y0 으로 한다) 하고, 이들의 비를 사용하여 이하의 기준으로 평가하였다. 실시예 90 ∼ 93, 98 ∼ 101, 106 ∼ 109 에 대해서는, 광 확산 필름을 컬러 필터 기판 상 (시인측) 에 배치하여 동일하게 평가하였다.

4 : 4.0 ％ ≤ Y/Y0

3 : 3.0 ％ ≤ Y/Y0 ＜ 4.0 ％

2 : 2.0 ％ ≤ Y/Y0 ＜ 3.0 ％

1 : 1.0 ％ ≤ Y/Y0 ＜ 2.0 ％

(계조 반전)

상기 실시예 86 ∼ 109 및 비교예 9 ∼ 12 에서 제조한 각 액정 패널을 액정 표시 장치 (S23A350H, 삼성 전자 (주) 제조) 로부터 액정 패널을 빼낸 백라이트 상에 배치하고, 액정 패널에 전압을 인가하지 않은 상태 (전압 = 0 (V)) 를 백색 표시 (L7) 로 하고, 전압 = 6 (V) 을 흑색 표시 (L0) 로 하였다. 백색 표시에 대하여 정면의 휘도가 등분이 되도록 L1 ∼ L6 계조 (6 계조) 의 액정 셀에 인가하는 전압을 설정하였다 (예 : 계조 L1 의 정면 휘도는 L7 의 1/7 이 되도록 설정).

백라이트 상에 배치한 액정 패널에 L0 ∼ L7 계조 (8 계조) 를 표시하고, 암실에서 육안으로 아래 방향 (극각 30°) 으로부터 관찰하여, 표시 화상의 계조 반전을 평가하였다.

5 : 아래 방향에서의 계조 반전은 관찰되지 않는다.

4 : 아래 방향에서의 계조 반전은 거의 관찰되지 않는다.

3 : 아래 방향에서의 계조 반전이 약간 관찰된다.

2 : 아래 방향에서의 계조 반전이 관찰된다.

1 : 아래 방향에서의 계조 반전이 매우 관찰되기 쉽다.

액정 표시 장치 (S23A350H, 삼성 전자 (주) 제조) 로부터 액정 패널을 빼낸 백라이트 상에 배치한 상기 실시예 86 ∼ 109 및 비교예 9 ∼ 12 에서 제조한 각 액정 패널에 L0 ∼ L7 계조 (8 계조) 를 표시하고, 암실에서 육안으로 정면과 비스듬한 방향 (극각 45°방위각은 임의) 으로부터 관찰하여, 표시 화상의 대칭성을 평가하였다.

상기 평가를 실시한 결과를 표 15 에 기재하였다.

(실시예 110)

(광학 보상 필름 및 편광판의 제조)

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

TN 형 액정 셀을 사용한 액정 표시 장치 (S23A350H, 삼성 전자 (주) 제조) 에 형성되어 있는 한 쌍의 편광판을 벗기고, 대신에 상기 제조한 편광판을 2 장 선택하여, 점착제를 통해 관찰자측 및 백라이트측에 한 장씩 첩부하였다.

(백라이트의 제조)

백라이트 (S23A350H 의 백라이트 유닛) 의 최표면에 확산 시트를 배치하였다. 사용한 확산 시트의 헤이즈는 80 ％ 였다.

상기 백라이트를 사용하여, 하기 표 16 의 구성의 TN 모드 액정 표시 장치를 제조하였다.

측정기 "EZ-Contrast XL88" (ELDIM 사 제조) 를 사용하여, 액정 표시 장치의 지향성을 평가하였다. 백색 표시에서 정면 방향 (표시면에 대하여 법선 방향) 의 휘도 (Y) 및 방위각 0°∼ 315°까지 45°단위로 극각 45°의 휘도 (Y(φ, 45)) 를 측정하고, 정면과 극각 45°의 휘도비 (Y(φ, 45)/Y) 를 산출하였다. 여기서 φ 는 방위각을 나타낸다. 휘도비의 평균값의 값은 0.34 였다. 극각 45°에 있어서의 휘도 (Y(φ, 45)) 의 평균값은 83 (cd/㎡) 이었다.

(실시예 111)

(광학 보상 필름 및 편광판의 제조)

상기 실시예와 같이 하여, 광학 보상 필름 및 편광판을 제조하였다.

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

(백라이트의 제조)

백라이트 (S23A350H 의 백라이트 유닛) 의 확산 시트의 하부에, 휘도 향상 필름 (BEFRP2-115 3M 사 제조) 2 장을 프리즘이 직교하도록 배치하였다.

측정기 "EZ-Contrast XL88" (ELDIM 사 제조) 를 사용하여, 액정 표시 장치의 지향성을 평가하였다. 백색 표시에서 정면 방향 (표시면에 대하여 법선 방향) 의 휘도 (Y) 및 방위각 0°∼ 315°까지 45°단위로 극각 45°의 휘도 (Y(φ, 45)) 를 측정하고, 정면과 극각 45°의 휘도비 (Y(φ, 45)/Y) 를 산출하였다. 여기서 φ 는 방위각을 나타낸다. 휘도비의 평균값의 값은 0.17 이었다. 극각 45°에 있어서의 휘도 (Y(φ, 45)) 의 평균값은 48 (cd/㎡) 이었다.

(비교예 13)

(광학 보상 필름 및 편광판의 제조)

비교예 1 과 동일하게 하여, 광학 보상 필름 및 편광판을 제조하였다.

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

(백라이트의 제조)

측정기 "EZ-Contrast XL88" (ELDIM 사 제조) 를 사용하여, 액정 표시 장치의 지향성을 평가하였다. 백색 표시에서 정면 방향 (표시면에 대하여 법선 방향) 의 휘도 (Y) 및 방위각 0°∼ 315°까지 45°단위로 극각 45°의 휘도 (Y(φ, 45)) 를 측정하고, 정면과 극각 45°의 휘도비 (Y(φ, 45)/Y) 를 산출하였다. 여기서 φ 는 방위각을 나타낸다. 휘도비의 평균값의 값은 0.3 이었다. 극각 45°에 있어서의 휘도 (Y(φ, 45)) 의 평균값은 80 (cd/㎡) 이었다.

(비교예 14)

(광학 보상 필름 및 편광판의 제조)

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

(백라이트의 제조)

측정기 "EZ-Contrast XL88" (ELDIM 사 제조) 를 사용하여, 액정 표시 장치의 지향성을 평가하였다. 백색 표시에서 정면 방향 (표시면에 대하여 법선 방향) 의 휘도 (Y) 및 방위각 0°∼ 315°까지 45°단위로 극각 45°의 휘도 (Y(φ, 45)) 를 측정하고, 정면과 극각 45°의 휘도비 (Y(φ, 45)/Y) 를 산출하였다. 여기서 φ 는 방위각을 나타낸다. 휘도비의 평균값의 값은 0.15 였다. 극각 45°에 있어서의 휘도 (Y(φ, 45)) 의 평균값은 45 (cd/㎡) 였다.

(실시예 112)

광학 보상 필름을 실시예 29 에 기재된 광학 보상 필름으로 변경한 것 이외에는 실시예 110 과 동일하게 하여 액정 표시 장치를 제조하였다.

휘도비 (Y(φ, 45)/Y) 의 평균값의 값은 0.34 이었다. 극각 45°에 있어서의 휘도 (Y(φ, 45)) 의 평균값은 84 (cd/㎡) 였다.

(실시예 113)

휘도비 (Y(φ, 45)/Y) 의 평균값의 값은 0.17 이었다. 극각 45°에 있어서의 휘도 (Y(φ, 45)) 의 평균값은 48 (cd/㎡) 이었다.

(실시예 114)

휘도비 (Y(φ, 45)/Y) 의 평균값의 값은 0.34 였다. 극각 45°에 있어서의 휘도 (Y(φ, 45)) 의 평균값은 83 (cd/㎡) 이었다.

(실시예 115)

휘도비 (Y(φ, 45)/Y) 의 평균값의 값은 0.17 이었다. 극각 45°에 있어서의 휘도 (Y(φ, 45)) 의 평균값은 47 (cd/㎡) 이었다.

액정 표시 장치의 평가

(정면 백색 휘도의 평가)

상기에서 제조한 각 액정 표시 장치에 대해서, 측정기 "EZ-Contrast XL88" (ELDIM 사 제조) 를 사용하여, 백색 표시에서 정면 방향 (표시면에 대하여 법선 방향) 의 휘도를 측정 (결과를 Y 로 한다) 하고, 다음으로, 액정 표시 장치로부터 액정 패널을 빼낸 백라이트만 휘도를 측정 (결과를 Y0 으로 한다) 하고, 이들의 비를 사용하여 이하의 기준으로 평가하였다.

4 : 4.0 ％ ≤ Y/Y0

3 : 3.0 ％ ≤ Y/Y0 ＜ 4.0 ％

2 : 2.0 ％ ≤ Y/Y0 ＜ 3.0 ％

1 : 1.0 ％ ≤ Y/Y0 ＜ 2.0 ％

(계조 반전)

상기에서 제조한 각 액정 표시 장치에, ISO 12640-1 : 1997, 규격 번호 JIS X 9201 : 1995, 화상명 포토레이트를 표시하고, 암실에서 육안으로 아래 방향 (극각 30°) 부터 관찰하여, 표시 화상의 계조 반전을 평가하였다.

5 : 아래 방향에서의 계조 반전은 관찰되지 않는다.

4 : 아래 방향에서의 계조 반전은 거의 관찰되지 않는다.

3 : 아래 방향에서의 계조 반전이 약간 관찰된다.

2 : 아래 방향에서의 계조 반전이 관찰된다.

1 : 아래 방향에서의 계조 반전이 매우 관찰되기 쉽다.

(밝은 환경에서의 시인성 평가)

상기에서 제조한 각 액정 표시 장치에 ISO 12640-1 : 1997, 규격 번호 JIS X 9201 : 1995, 화상명 포토레이트를 표시하고, 밝은 환경에서 육안으로 비스듬한 방향 (극각 45°, 방위각 0 ∼ 315°까지 45°단위) 으로부터 관찰하여, 표시 화상의 시인성을 평가하였다.

시인성 평가는 하기 조건으로 실시하였다.

·액정 표시 장치의 화면이 바닥에 수평이 되도록 설치하였다.

·바닥에 수직인 벽 (액정 표시 장치의 전방) 에 광 확산 시트 (백지) 를 배치하였다.

·광원 (형광 등) 의 광을 광 확산 시트에 조사하고, 그 반사광이 액정 표시 장치의 화면에 균일하게 부딪히도록 하였다. 액정 표시 장치 화면 상의 조도를 측정기 "디지털 조도계 IM-3" (TOPCON 사 제조) 을 사용하여 측정하였다. 200 ㎜ 사방의 네 모서리 및 중앙에 있어서 측정한 조도의 평균값은 500 (lx), 평균값에 대한 오차는 3 ％ 이내였다.

·액정 표시 장치를 사이에 끼우고, 광 확산 시트와 대향하는 위치로부터 표시 화상을 관찰하였다. 이 때, 관찰거리는 표시 화상 중앙에서부터 500 ㎜ 로 하였다.

5 : 전 방위에 있어서, 표시 화상이 밝아 시인하기 쉬웠다.

4 : 화면에서의 표면 반사광의 영향은 보이지만, 전 방위에 있어서, 표시 화상이 시인하기 쉬웠다.

3 : 화면에서의 표면 반사광에 의한 시인성 저하가 보였지만, 전 방위에 있어서, 표시 화상을 시인할 수 있었다.

2 : 특정한 1 방위에 있어서, 화면에서의 표면 반사광 및/또는 타방위에 대한 화상의 밝기 저하나 계조성 변화에 의해 표시 화상이 시인하기 어려웠다.

1 : 복수 방위에 있어서, 화면에서의 표면 반사광 및/또는 타방위에 대한 화상의 밝기 저하나 계조성 변화에 의해 표시 화상이 시인하기 어려웠다.

상기에서 제조한 각 액정 표시 장치의 표시 성능을 평가한 결과를 표 17 에 나타낸다.

(실시예 116)

(광학 보상 필름 및 편광판의 제조)

투명 지지체, 광학 이방성층의 지상축 및 편광판 흡수축의 방위가 표 18 에 나타낸 값이 되도록 제조한 것 이외에는 실시예 11 과 동일하게 하여, 광학 보상 필름 및 편광판을 제조하였다.

(액정 셀의 제조)

트위스트각이 90°및 파장 550 ㎚ 에서의 Δnd(550) 이 400 ㎚ 인 비틀림 배향 모드의 액정 셀을 준비하였다. 또 기판의 내면에 형성된 배향막에 대해서는, 액정 셀의 오른쪽 방향을 0°로 하여, 각각 ＋45°및 －45°의 방향으로 러빙 처리를 실시하였다. 액정 재료는 ZLI-4792 (머크 (주) 제조) 를 사용하였다.

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

상기에서 제조한 광학 보상 필름이 형성된 편광판의 각각을 액정 셀의 상하에 첩합하여, 액정 패널을 제조하였다. 또, 편광판의 광학 이방성층의 표면과 액정 셀의 표면을 각각 첩합하였다.

(실시예 117 ∼ 122)

(광학 보상 필름 및 편광판의 제조)

(액정 셀의 제조)

상기한 광학 보상 필름을 사용하고, 트위스트각, 러빙 방향 및 파장 550 ㎚ 에서의 Δnd(550) 이 표 18 에 기재된 값이 되도록 액정 셀을 변경한 것 이외에는 실시예 116 과 동일하게 하여 액정 패널을 제조하였다.

(비교예 15 ∼ 16)

(광학 보상 필름 및 편광판의 제조)

투명 지지체, 광학 이방성층의 지상축 및 편광판 흡수축의 방위가 표 18 에 나타낸 값이 되도록 제조한 것 이외에는 비교예 1 과 동일하게 하여, 광학 보상 필름 및 편광판을 제조하였다.

(액정 셀의 제조)

(실시예 123 ∼ 129)

(광학 보상 필름 및 편광판의 제조)

투명 지지체, 광학 이방성층의 지상축 및 편광판 흡수축의 방위가 표 19 에 나타낸 값이 되도록 제조한 것 이외에는 실시예 29 와 동일하게 하여, 광학 보상 필름 및 편광판을 제조하였다.

(액정 셀의 제조)

상기한 광학 보상 필름을 사용하고, 트위스트각, 러빙 방향 및 파장 550 ㎚ 에서의 Δnd(550) 이 표 19 에 기재된 값이 되도록 액정 셀을 변경한 것 이외에는 실시예 116 과 동일하게 하여 액정 패널을 제조하였다.

(실시예 130 ∼ 136)

(광학 보상 필름 및 편광판의 제조)

투명 지지체, 광학 이방성층의 지상축 및 편광판 흡수축의 방위가 표 19 에 나타낸 값이 되도록 제조한 것 이외에는 실시예 19 와 동일하게 하여, 광학 보상 필름 및 편광판을 제조하였다.

(액정 셀의 제조)

상기한 광학 보상 필름을 사용하여, 트위스트각, 러빙 방향 및 파장 550 ㎚ 에서의 Δnd(550) 이 표 19 에 기재된 값이 되도록 액정 셀을 변경한 것 이외에는 실시예 116 과 동일하게 하여 액정 패널을 제조하였다.

(표시 성능 평가)

상기에서 제조한 각 액정 표시 장치의 표시 성능을 평가한 결과를 표 19 에 나타낸다.

(실시예 137)

(광학 보상 필름 및 편광판의 제조)

투명 지지체, 광학 이방성층의 지상축 및 편광판 흡수축의 방위가 표 20 에 나타낸 값이 되도록 제조한 것 이외에는 실시예 11 과 동일하게 하여, 광학 보상 필름 및 편광판을 제조하였다.

(액정 셀의 제조)

트위스트각이 70°및 파장 550 ㎚ 에서의 Δnd(550) 이 400 ㎚ 인 비틀림 배향 모드의 액정 셀을 준비하였다. 또 기판의 내면에 형성된 배향막에 대해서는, 액정 셀의 오른쪽 방향을 0°로 하여, 각각 ＋55°및 －55°의 방향으로 러빙 처리를 실시하였다. 액정 재료는 ZLI-4792 (머크 (주) 제조) 를 사용하였다.

(TN 모드 액정 표시 장치의 제조)

(실시예 138, 비교예 19 ∼ 20)

(광학 보상 필름 및 편광판의 제조)

(액정 셀의 제조)

상기한 광학 보상 필름을 사용하고, 트위스트각, 러빙 방향 및 파장 550 ㎚ 에서의 Δnd(550) 이 표 20 에 기재된 값이 되도록 액정 셀을 변경한 것 이외에는 실시예 137 과 동일하게 하여 액정 패널을 제조하였다.

(비교예 17 ∼ 20)

(광학 보상 필름 및 편광판의 제조)

투명 지지체, 광학 이방성층의 지상축 및 편광판 흡수축의 방위가 표 20 에 나타낸 값이 되도록 제조한 것 이외에는 비교예 1 과 동일하게 하여, 광학 보상 필름 및 편광판을 제조하였다.

(액정 셀의 제조)

(실시예 139 ∼ 140, 비교예 21 ∼ 22)

(광학 보상 필름 및 편광판의 제조)

투명 지지체, 광학 이방성층의 지상축 및 편광판 흡수축의 방위가 표 21 에 나타낸 값이 되도록 제조한 것 이외에는 실시예 29 와 동일하게 하여, 광학 보상 필름 및 편광판을 제조하였다.

(액정 셀의 제조)

상기한 광학 보상 필름을 사용하고, 트위스트각, 러빙 방향 및 파장 550 ㎚ 에서의 Δnd(550) 이 표 21 에 기재된 값이 되도록 액정 셀을 변경한 것 이외에는 실시예 137 과 동일하게 하여 액정 패널을 제조하였다.

(실시예 141 ∼ 142, 비교예 23 ∼ 24)

(광학 보상 필름 및 편광판의 제조)

투명 지지체, 광학 이방성층의 지상축 및 편광판 흡수축의 방위가 표 21 에 나타낸 값이 되도록 제조한 것 이외에는 실시예 19 와 동일하게 하여, 광학 보상 필름 및 편광판을 제조하였다.

(액정 셀의 제조)

상기 실시예 137 ∼ 142 및 비교예 17 ∼ 18 에 대해서 상기 평가를 실시한 결과를 표 21 에 기재하였다. 상기, 실시예 87, 95, 103, 137 ∼ 142 및 비교예 10, 17 ∼ 18 에 대해서 측정기 "EZ-Contrast XL88" (ELDIM 사 제조) 를 사용하여, 흑색 표시에 있어서의 정면 휘도를 측정하였다. 비교예 17 ∼ 18 에서는 정면의 흑색 표시에 있어서의 휘도가 비교예 10 (및 실시예 87, 95, 103, 137 ∼ 142) 의 2 배 이상이 되고, 정면에서의 흑색 휘도 상승이 커, 표시 성능이 저하되는 것을 알았다.

산업상 이용 가능성

본 발명의 액정 표시 장치는, 비대칭성이 작은 시야각 특성을 갖고, 또한 계조 반전이 적은 것이다.

본 발명을 상세하게 또한 특정 실시양태를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 다양한 변경이나 수정을 가할 수 있음은 당업자에 있어서 명백하다.

본 출원은, 2012년 1월 30일 출원된 일본 특허출원 (특원 2012-17347), 및 2012년 7월 24일 출원된 일본 특허출원 (특원 2012-164232) 에 기초하는 것으로, 그 내용은 여기에 참조로서 받아들여진다.

2 : 경사 연신용 텐터 연신기
10 : 인출 롤
11 : 미연신 필름
12 : 권취 롤
13 : 경사 연신 필름
16 : 레일
A1 : 도입 공정
B1 : 연신 공정
C1 : 다음 공정으로 보내는 공정
θA : 조출 (繰出) 각도

Claims

서로 흡수축을 직교하여 배치되는 제 1 및 제 2 편광층과,
제 1 및 제 2 편광층 사이에, 서로 대향하여 배치되며, 또한 적어도 일방이 투명 전극을 갖는 제 1 및 제 2 기판과,
제 1 및 제 2 기판 사이에 배치된 비틀림 배향 모드 액정 셀과,
제 1 편광층과 액정 셀 사이에 배치된, 제 1 투명 지지체와 제 1 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층을 포함하는 제 1 광학 보상 필름과,
제 2 편광층과 그 액정 셀 사이에 배치된, 제 2 투명 지지체와 제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층을 포함하는 제 2 광학 보상 필름을 적어도 갖는 액정 표시 장치로서,
제 1 편광판의 흡수축이, 제 1 편광판에 인접하는 액정 셀 내의 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터 방향에 대하여 45°의 각도로 배치되어 있고,
제 1 투명 지지체가 위상차를 갖고, 그 면내 지상축이 인접하는 액정 셀 내의 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터 방향에 대하여 평행 또는 직교로 배치되어 있고,
제 1 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층의 지상축이 인접하는 액정 셀 내의 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터 방향에 대하여 직교로 배치되어 있고,
제 2 투명 지지체가 위상차를 갖고, 그 면내 지상축이 액정 셀 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터 방향에 대하여 평행 또는 직교로 배치되어 있고,
제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층의 지상축이 인접하는 액정 셀 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터 방향에 대하여 직교로 배치되어 있고,
제 1 과 제 2 투명 지지체는, 각각, 파장 550 ㎚ 에서의 면내 리타데이션 Re(550) 이 0 ∼ 200 ㎚ 이고, 두께 방향의 리타데이션 Rth(550) 이 －100 ∼ 200 ㎚ 이며,
제 1 과 제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물은, 각각, 파장 550 ㎚ 에서의 면내 리타데이션 Re(550) 이 10 ∼ 100 ㎚ 이고, 및,
면내 지상축에 직교하는 면내에 있어서, 법선 방향으로부터 40 도 기울어진 방향에서 측정한 리타데이션 R[＋40] 과 그 법선에 대해 역으로 40 도 기울어진 방향에서 측정한 리타데이션 R[－40] 의 비가, 하기 식 (Ⅰ) 또는 (Ⅱ) 를 만족하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
R[＋40°] ＞ R[－40°] 의 경우
1.1 ≤ R[＋40°]/R[－40°] ≤ 40 … (Ⅰ)
R[＋40°] ＜ R[－40°] 의 경우
1.1 ≤ R[－40°]/R[＋40°] ≤ 40 … (Ⅱ)
제 1 항에 있어서,
제 1 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층의 지상축 방향의 위상차를 정 (正) 으로 했을 때, 제 1 투명 지지체의 위상차와 제 1 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층의 위상차의 합 Re1_sum 이 －150 ㎚ ≤ Re1_sum ≤ 60 ㎚ 이고, 또한, 제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층의 지상축 방향의 위상차를 정으로 했을 때, 제 2 투명 지지체의 위상차와 제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층의 위상차의 합 Re2_sum 이 －150 ㎚ ≤ Re2_sum ≤ 60 ㎚ 인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 액정 화합물이 중합성 액정 화합물인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 액정 화합물이 디스코틱 화합물인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 투명 지지체와 제 2 투명 지지체의 파장 550 ㎚ 에서의 면내 방향의 리타데이션 Re(550) 의 차, 및 파장 550 ㎚ 에서의 두께 방향의 리타데이션 Rth(550) 의 차가 각각 10 ㎚ 미만인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 투명 지지체와 제 2 투명 지지체의 파장 550 ㎚ 에서의 면내 방향의 리타데이션 Re(550) 의 차, 혹은, 파장 550 ㎚ 에서의 두께 방향의 리타데이션 Rth(550) 의 차의 적어도 일방이 10 ㎚ 이상인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 편광층, 제 1 투명 지지체, 제 1 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층, 제 1 및 제 2 기판 사이에 배치된 비틀림 배향 모드 액정 셀, 제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층, 제 2 투명 지지체, 제 2 편광층의 순서로 적층된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 편광층, 제 1 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층, 제 1 투명 지지체, 제 1 및 제 2 기판 사이에 배치된 비틀림 배향 모드 액정 셀, 제 2 투명 지지체, 제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층, 제 2 편광층의 순서로 적층된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
서로 흡수축을 직교하여 배치되는 제 1 및 제 2 편광층과,
제 1 및 제 2 편광층 사이에, 서로 대향하여 배치되며, 또한 적어도 일방이 투명 전극을 갖는 제 1 및 제 2 기판과,
제 1 및 제 2 기판 사이에 배치된 비틀림 배향 모드 액정 셀과,
제 1 편광층과 액정 셀 사이에 배치된, 제 1 투명 지지체와 제 1 액정 화합물을 함유하는 조성물과 광학 이방성층 A 를 포함하는 제 1 광학 보상 필름과,
제 2 편광층과 그 액정 셀 사이에 배치된, 제 2 투명 지지체와 제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물과 광학 이방성층 B 를 포함하는 제 2 광학 보상 필름을 적어도 갖는 액정 표시 장치로서,
제 1 편광판의 흡수축이, 제 1 편광판에 인접하는 액정 셀 내의 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터 방향에 대하여 45°의 각도로 배치되어 있고,
제 1 액정 화합물을 함유하는 조성물의 지상축이 인접하는 액정 셀 내의 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터 방향에 대하여 직교로 배치되어 있고,
광학 이방성층 A 의 면내 지상축이 인접하는 액정 셀 내의 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터 방향에 대하여 평행하게 배치되어 있고,
제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물의 지상축이 인접하는 액정 셀 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터 방향에 대하여 직교로 배치되어 있고,
광학 이방성층 B 의 면내 지상축이 인접하는 액정 셀 내의 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터 방향에 대하여 평행하게 배치되어 있고,
제 1 과 제 2 투명 지지체는, 각각, 파장 550 ㎚ 에서의 면내 리타데이션 Re(550) 이 0 ∼ 200 ㎚ 이고, 두께 방향의 리타데이션 Rth(550) 이 －100 ∼ 200 ㎚ 이며,
제 1 과 제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물은, 각각, 파장 550 ㎚ 에서의 면내 리타데이션 Re(550) 이 10 ∼ 100 ㎚ 이고, 및,
면내 지상축에 직교하는 면내에 있어서, 법선 방향으로부터 40 도 기울어진 방향에서 측정한 리타데이션 R[＋40] 과 그 법선에 대해 역으로 40 도 기울어진 방향에서 측정한 리타데이션 R[－40] 의 비가, 하기 식 (Ⅰ) 또는 (Ⅱ) 를 만족하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
R[＋40°] ＞ R[－40°] 의 경우
1.1 ≤ R[＋40°]/R[－40°] ≤ 40 … (Ⅰ)
R[＋40°] ＜ R[－40°] 의 경우
1.1 ≤ R[－40°]/R[＋40°] ≤ 40 … (Ⅱ)
서로 흡수축을 직교하여 배치되는 제 1 및 제 2 편광층과,
제 1 및 제 2 편광층 사이에, 서로 대향하여 배치되며, 또한 적어도 일방이 투명 전극을 갖는 제 1 및 제 2 기판과,
제 1 및 제 2 기판 사이에 배치된 비틀림 배향 모드 액정 셀과,
제 1 편광층과 액정 셀 사이에 배치된, 제 1 투명 지지체와 제 1 액정 화합물을 함유하는 조성물과 광학 이방성층 A 를 포함하는 제 1 광학 보상 필름과,
제 2 편광층과 그 액정 셀 사이에 배치된, 제 2 투명 지지체와 제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물과 광학 이방성층 B 를 포함하는 제 2 광학 보상 필름을 적어도 갖는 액정 표시 장치로서,
제 1 편광판의 흡수축이, 제 1 편광판에 인접하는 액정 셀 내의 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터 방향에 대하여 45°의 각도로 배치되어 있고,
제 1 투명 지지체가 위상차를 갖고, 그 면내 지상축이 제 1 편광판의 흡수축에 대하여 평행 또는 직교로 배치되어 있고,
제 1 액정 화합물을 함유하는 조성물의 지상축이 인접하는 액정 셀 내의 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터 방향에 대하여 직교로 배치되어 있고,
광학 이방성층 A 의 면내 지상축이 인접하는 액정 셀 내의 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터 방향에 대하여 평행하게 배치되어 있고,
제 2 투명 지지체가 위상차를 갖고, 그 면내 지상축이 제 2 편광판의 흡수축에 대하여 평행 또는 직교로 배치되어 있고,
제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물의 지상축이 인접하는 액정 셀 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터 방향에 대하여 직교로 배치되어 있고,
광학 이방성층 B 의 면내 지상축이 인접하는 액정 셀 내의 기판 표면에 있어서의 액정의 다이렉터 방향에 대하여 평행하게 배치되어 있고,
제 1 과 제 2 투명 지지체는, 각각, 파장 550 ㎚ 에서의 면내 리타데이션 Re(550) 이 0 ∼ 200 ㎚ 이고, 두께 방향의 리타데이션 Rth(550) 이 －100 ∼ 200 ㎚ 이며,
제 1 과 제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물은, 각각, 파장 550 ㎚ 에서의 면내 리타데이션 Re(550) 이 10 ∼ 100 ㎚ 이고, 및,
면내 지상축에 직교하는 면내에 있어서, 법선 방향으로부터 40 도 기울어진 방향에서 측정한 리타데이션 R[＋40] 과 그 법선에 대해 역으로 40 도 기울어진 방향에서 측정한 리타데이션 R[－40] 의 비가, 하기 식 (Ⅰ) 또는 (Ⅱ) 를 만족하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
R[＋40°] ＞ R[－40°] 의 경우
1.1 ≤ R[＋40°]/R[－40°] ≤ 40 … (Ⅰ)
R[＋40°] ＜ R[－40°] 의 경우
1.1 ≤ R[－40°]/R[＋40°] ≤ 40 … (Ⅱ)
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
제 1 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층의 지상축 방향의 위상차를 정으로 했을 때, 광학 이방성층 A 의 위상차와 제 1 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층의 위상차의 합 Re1A_sum 이 －150 ㎚ ≤ Re1A_sum ≤ 60 ㎚ 이고, 또한, 제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층의 지상축 방향의 위상차를 정으로 했을 때, 광학 이방성층 B 의 위상차와 제 2 액정 화합물을 함유하는 조성물을 경화시킨 층의 위상차의 합 Re2B_sum 이 －150 ㎚ ≤ Re2B_sum ≤ 60 ㎚ 인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
광학 이방성층 A 및 B 는 액정 화합물을 함유하는 조성물의 경화층인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 액정 화합물이 중합성 액정 화합물인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 액정 화합물이 디스코틱 화합물인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 액정 화합물이 봉상 액정 화합물인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 9 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
광학 이방성층 A 와 B 는, 각각, 파장 550 ㎚ 에서의 면내 리타데이션 Re(550) 이 5 ㎚ 이상이고,
면내 지상축에 직교하는 면내에 있어서, 법선 방향으로부터 40 도 기울어진 방향에서 측정한 리타데이션 R[＋40] 과 그 법선에 대해 역으로 40 도 기울어진 방향에서 측정한 리타데이션 R[－40] 의 비가, 하기 식 (Ⅰ) 또는 (Ⅱ) 를 만족하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
R[＋40°] ＞ R[－40°] 의 경우
1 ≤ R[＋40°]/R[－40°] … (Ⅲ)
R[＋40°] ＜ R[－40°] 의 경우
1 ≤ R[－40°]/R[＋40°] … (Ⅳ)
제 9 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
광학 이방성층 A 와 B 는, 각각, 파장 550 ㎚ 에서의 면내 리타데이션 Re(550) 이 5 ㎚ 이상이고,
면내 지상축에 평행한 면내에 있어서, 법선 방향으로부터 40 도 기울어진 방향에서 측정한 리타데이션 R[＋40] 과 그 법선에 대해 역으로 40 도 기울어진 방향에서 측정한 리타데이션 R[－40] 의 비가, 하기 식 (Ⅰ) 또는 (Ⅱ) 를 만족하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
R[＋40°] ＞ R[－40°] 의 경우
1 ≤ R[＋40°]/R[－40°] … (Ⅲ)
R[＋40°] ＜ R[－40°] 의 경우
1 ≤ R[－40°]/R[＋40°] … (Ⅳ)
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
액정 표시 장치의 시인측에 배치된 광 확산층을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 18 항에 있어서,
광 확산층이, 투광성 수지와, 투광성 수지의 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는 투광성 미립자를 함유하는 층이고, 또한 광 확산층의 헤이즈가 10 ％ 이상인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
광 확산층이, 입사광의 입사 각도에 따라서 광의 투과 상태가 상이한 이방성 산란층을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
액정 표시 장치의 시인측에 배치된 광 확산층과 액정 표시 장치의 시인측의 반대측에 배치된 백라이트 유닛을 구비하고, 백라이트 유닛으로부터 사출되는 광의 휘도 반치폭 각도가 80°이하인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.