KR20150037446A - 위상차 필름 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름; 및 네가티브 C 타입 또는 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름을 포함하는 위상차 필름 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.

Description

위상차 필름 및 이를 포함하는 액정표시장치{RETARDATION FILM AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY INCLUDING THE SAME}

본 발명은 위상차 필름 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 네가티브 C 타입 또는 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름 상에 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름을 적층한 구조를 가지는 위상차 필름 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 음극선관 디스플레이에 비해 소비 전력이 낮고, 부피가 작고, 가벼워 휴대가 용이하기 때문에 광학 디스플레이 소자로서 보급이 확산되고 있다. 일반적으로 액정표시장치는 액정 셀의 양측에 편광판을 설치한 기본 구성을 가지며, 구동회로의 전계 인가 여부에 따라 액정 셀의 배향이 변하게 되고, 그에 따라 편광판을 통해 나온 투과광의 특성이 달라지게 됨으로써 빛의 가시화가 이루어진다. 이 때 입사광의 입사 각도에 따라 빛의 경로와 복굴절성이 변화하게 되는데, 이는 액정이 두 개의 상이한 굴절률을 갖는 이방성 물질이기 때문이다.

이와 같은 특성으로 인해, 액정표시장치는 시야각(viewing angle)에 따라 상이 얼마나 뚜렷하게 보이는지를 가늠하는 척도인 콘트라스트 비(contrast ratio)가 달라지고 계조 반전(gray scale inversion) 현상이 발생하여 시인성이 떨어진다는 단점을 지닌다. 상기와 같은 단점을 극복하기 위하여 액정표시장치 장치에는 액정 셀에서 발생하는 광학 위상차를 발현시켜 주는 광학 위상차 필름(compensation film)이 사용되고 있다.

한편, 액정표시장치에 있어서 선명한 화질 및 넓은 광시야각을 확보하기 위해 다양한 액정 모드가 개발되고 있으며, 대표적으로는 Double Domain TN(Twisted Nematic), ASM(axially sy㎜etric aligned microcell), OCB(optically compensated blend), VA(vertical alig㎚ent), MVA(multidomain VA), SE(surrounding electrode), PVA(patterned VA), IPS(in-plane switching), FFS(fringe-field switching) 모드 등을 들 수 있다. 이들 각각의 모드는 고유한 액정 배열을 하고 있으며, 고유한 광학 이방성을 갖고 있다.

따라서, 이들 액정 모드의 광학 이방성으로 인한 위상차를 발현하기 위해서는 각각의 모드에 대응하는 광학 이방성의 위상차 필름이 요구된다. 특히 IPS 모드의 경우에는 양의 유전률 이방성을 갖는 액정이 수평 배향되어 있기 때문에 비구동 상태에서 경사각에서의 광학 이방성이 타 모드 대비 크지 않아 등방성 보호필름 사용만으로도 우수한 광시야각을 확보할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 이 경우 고경사각에서 편광자의 흡수축에 대한 보상은 전혀 이루어지지 않아 여전히 시야각에 따른 콘트라스트 저하, 색상 변조 등이 일어날 수 있으며, 따라서 완벽한 광시야각 확보를 위해서는 IPS 모드 액정디스플레이 또한 적절한 위상차 필름을 사용해야 한다.

한편, IPS 모드 액정표시장치의 경우, 일축 또는 이축 연신 필름을 단독으로 사용하는 경우 보상 효과를 충분히 구현하기가 어려워, 현재 IPS 모드용 위상차 필름으로는 두 층 이상으로 구성된 다층 필름이나, 기재 필름 상에 액정층을 코팅한 액정 필름 등이 일반적으로 사용되고 있다. 대표적으로 일축 연신 된 COP(cyclic olefin polymer)필름 상에 네마틱(nematic) 액정을 코팅하여 시야각 보상을 하는 방법을 들 수 있다. 그러나, 이와 같은 액정 필름의 경우, 액정의 배향과 코팅 두께가 조금만 변해도 전체 보상 필름의 위상차가 크게 변해, 위상차 조절이 어려운 문제점이 있다. 또한, 비싼 액정 단가로 인해 제조원가가 높아 일반 상용화가 어렵다는 단점이 있다.

또한, 아크릴계 위상차 필름에 네가티브 C 특성을 가지는 비액정성 위상차 발현물질을 코팅하여 면 방향 위상차값 및 두께 방향 위상차값을 조절하는 위상차 필름도 개발이 되었으나, 아크릴계 필름은 통상적으로 코팅공정에서 사용되는 방향족 탄화수소계 또는 유기염소계 등의 유기 용제에 취약하여, 이들 용제를 이용하여 상기 위상차 발현 물질을 코팅하는 경우, 접착성 불량, 취성(brittleness) 증가, 위상차 저하 및 얼룩 발생 등이 발생할 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 네가티브 C 타입 또는 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름에 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름을 적층함으로써, 면 방향 위상차값 및 두께 방향 위상차값의 조절이 용이하고, 내구성이 우수하며, 박막화가 가능하고, IPS 모드 액정표시장치에 적용이 가능한 위상차 필름 및 이를 포함하는 액정표시장치를 제공하고자 한다.

일 측면에서, 본 발명은 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름; 및 네가티브 C 타입 또는 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름을 포함하는 위상차 필름을 제공한다.

이때, 상기 위상차 필름은 하기 식 (1) 및 (2)를 만족하는 것이 바람직하다.

식 (1): 50nm < R_{in , total} < 300nm

식 (2): 10nm < R_{th , total} < 300nm

상기 식 (1) 및 (2)에서,

R_{in , total}은 가시광 파장대역에서 측정한 위상차 필름 전체의 면 방향 위상차값이고,

R_{th , total}은 가시광 파장대역에서 측정한 위상차 필름 전체의 두께 방향 위상차값임.

또한, 상기 위상차 필름은 하기 식 (3)으로 표시되는 Nz 값이 1 미만인 것이 바람직하다.

식 (3): Nz = R_{th , total}/R_{in , total}

상기 식 (3)에서,

R_{in , total}은 위상차 필름 전체의 면 방향 위상차값이고,

R_{th , total}은 위상차 필름 전체의 두께 방향 위상차값이며,

이때, 상기 R_{in , total} 및 R_{th , total}은 모두 가시광 파장대역에서 측정한 위상차값임.

또한, 상기 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름은 하기 식 (4) 및 (5)를 만족하는 것이 바람직하다.

식 (4): 50nm < R_{in ,a} < 250nm

식 (5): 80nm < R_{th ,a} < 300nm

상기 식 (4) 및 (5)에서,

R_{in ,a}은 가시광 파장대역에서 측정한 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름의 면 방향 위상차값이고,

R_{th ,a}은 가시광 파장대역에서 측정한 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름의 두께 방향 위상차값임.

또한, 상기 네가티브 C 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름은 하기 식 (6) 및 (7)을 만족하는 것이 바람직하다.

식 (6): -50nm < R_{in , b1} < 50nm

식 (7): -200nm < R_{th , b1} < 0nm

상기 식 (6) 및 (7)에서,

R_{in , b1}은 가시광 파장대역에서 측정한 네가티브 C 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름의 면 방향 위상차값이고,

R_{th , b1}은 가시광 파장대역에서 측정한 네가티브 C 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름의 두께 방향 위상차값임.

또한, 상기 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름은 하기 식 (8) 및 (9)을 만족하는 것이 바람직하다.

식 (8): 0nm < R_{in , b2} < 100nm

식 (9): -200nm < R_{th , b2} < 0nm

상기 식 (8) 및 (9)에서,

R_{in , b2}은 가시광 파장대역에서 측정한 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름의 면 방향 위상차값이고,

R_{th , b2}은 가시광 파장대역에서 측정한 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름의 두께 방향 위상차값임.

또한, 상기 위상차 필름은 하기 식 (10)을 만족하는 것이 바람직하다.

(10): n_{x , total} > n_{z , total} > n_{y , total}

상기 식 (10)에 있어서,

n_{x , total}은 위상차 필름 전체의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향(즉, 지상축 방향)의 굴절율이고,

n_{y , total}은 위상차 필름 전체의 상기 지상축에 수직인 방향인 방향(즉, 진상축 방향)의 굴절율이며,

n_{z , total}은 위상차 필름 전체의 두께 방향의 굴절율이고,

이때, 상기 n_{x , total}, n_{y , total}, n_{z , total}는 가시광 파장대역에서 측정한 값임.

한편, 상기 네가티브 C 타입 또는 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름은 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 단위를 포함하는 폴리아마이드계 수지를 포함하는 것일 수 있다.

[화학식 1]

상기 화학식 1에 있어서,

A는 C_{2 -16} 지방족 탄화수소 사슬, C_{5 -14} 지방족 탄화수소 고리 또는 C_{6 -14} 방향족 탄화수소 고리이고,

X₁은 할로겐원자 또는 C_{1 -6} 알킬기이고,

a는 0~3의 정수이고,

n는 5~10,000의 정수임.

[화학식 2]

상기 화학식 2에 있어서,

B 및 C는 각각 독립적으로 C_{2 -16} 지방족 탄화수소 사슬, C_{5 -14} 지방족 탄화수소 고리 또는 C_{6 -14} 방향족 탄화수소 고리이고,

X₂ 및 X₃는 각각 독립적으로 할로겐원자 또는 C_{1 -6} 알킬기이고,

b 및 c는 각각 독립적으로 0~3의 정수이고,

m은 5~10,000의 정수임.

한편, 상기 네가티브 C 타입 또는 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름은 하기 화학식 3으로 표시되는 단위를 포함하는 폴리아마이드계 수지를 포함하는 것이 보다 바람직하다.

[화학식 3]

상기 화학식 3에 있어서,

D는 C_{2 -16} 지방족 탄화수소 사슬이고,

E₁ 및 E₂는 각각 독립적으로 시클로헥산 고리 또는 벤젠 고리이고,

X₄, X₅ 및 X₆은 각각 독립적으로 할로겐원자 또는 C_{1 -6} 알킬기이고,

X₇은 단일결합, 메틸렌기 또는 디메틸메틸렌기이고,

d, e1 및 e2는 각각 독립적으로 0~2의 정수이고,

k는 5~10,000의 정수임.

한편, 상기 네가티브 C 타입 또는 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름의 두께는 5 내지 40㎛인 것이 바람직하다.

한편, 상기 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름은 아크릴계 수지와 스티렌계 수지를 포함하는 블렌딩 수지, 또는 스티렌계 단량체를 포함하는 아크릴계 수지를 포함하는 것일 수 있다.

이때, 상기 블렌딩 수지의 아크릴계 수지는 (메트)아크릴계 단량체; 및 스티렌계 단량체, 말레산 무수물계 단량체 및 말레이미드계 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 단량체를 포함하는 것일 수 있다.

또한, 상기 블렌딩 수지의 스티렌계 수지는 스티렌계 단량체; 및 말레산 무수물계 단량체, 말레이미드계 단량체 및 아크릴로니트릴계 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 단량체를 포함하는 것일 수 있다.

또한, 상기 스티렌계 단량체를 포함하는 아크릴계 수지는 (메트)아크릴계 단량체; 스티렌계 단량체; 및 말레산 무수물계 단량체 및 말레이미드계 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 단량체를 포함하는 것일 수 있다.

한편, 상기 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름은 고무 성분을 추가로 포함하는 것일 수 있다.

한편, 상기 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름과 상기 네가티브 C 타입 또는 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름은 접착제 또는 점착제에 의해 부착되어 있는 것일 수 있다.

상기 위상차 필름은 면상 스위칭(IPS) 모드 액정표시장치용인 것이 바람직하다.

다른 측면에서, 본 발명은 상기 위상차 필름을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

본 발명에 따른 위상차 필름은 네가티브 C 타입 또는 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 필름으로 아마이드계 필름을 사용하기 때문에 내구성이 매우 우수하고, 아마이드계 필름의 높은 위상차 특성으로 인해 얇은 두께로도 원하는 위상차 발현이 가능하여 박막화 역시 가능하며, 접착성 불량, 취성(brittleness) 증가, 위상차 저하 및 얼룩 발생 등이 문제가 발생하지 않는다.

또한, 본 발명에 따른 위상차 필름은 면 방향 위상차값 및 두께 방향 위상차값의 조절이 용이하고, 시야각 개선 효과가 우수한바, IPS 모드용 위상차 필름 등으로 사용될 수 있다.

먼저 본 명세서에 사용되는 용어를 정의한다.

(1) n_x는 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향(즉, 지상축 방향)의 굴절율이며, n_y는 면 방향에 있어서 지상축에 수직인 방향인 방향(즉, 진상축 방향)의 굴절율이며, n_z는 두께 방향의 굴절율을 의미한다. 상기 n_x, n_y, n_z는 일반적으로 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm 의 파장의 광에서 측정한다. 예를 들면, 450nm, 550nm 또는 650nm의 광에서 측정할 수 있다.

한편, n_{x , total}는 위상차 필름 전체의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향(즉, 지상축 방향)의 굴절율이고, n_{y , total}는 위상차 필름 전체의 상기 지상축에 수직인 방향인 방향(즉, 진상축 방향)의 굴절율이며, n_{z , total}는 위상차 필름 전체의 두께 방향의 굴절율이다.

한편, 상기 n_{x ,} n_{y ,} n_z은 당해 기술분야에 있어서 잘 알려진 공지의 방법으로 측정이 가능하며, 예를 들면, Axomatrics社의 Axoscan 장비를 이용하여 측정할 수 있다.

(2) R_in은 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm의 파장의 광에서의 면 방향 위상차값을 의미하는 것으로, 면 방향 위상차값 R_in=(n_x-n_y)×d에 의해 구해진다. 이때, n_x는 상기 파장에 있어서, 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향이며, n_y는 상기 x축에 수직이 되는 되는 방향이고, d는 위상차값을 측정하고자 하는 필름의 두께를 나타낸다. 예를 들어, R_in은 파장 450nm, 550nm 또는 650nm의 광에서의 면 방향 위상차값일 수 있다.

한편, R_{in ,a}는 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm의 파장의 광에서의 아크릴계 필름의 면 방향 위상차값을 나타내며, R_{in , b1}은 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm의 파장의 광에서의 네가티브 C 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름의 면 방향 위상차값을 나타내고, R_{in , b2}은 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm의 파장의 광에서의 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름의 면 방향 위상차값을 나타내며, R_{in , total}는 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm의 파장의 광에서의 위상차 필름 전체의 면 방향 위상차값을 나타낸다.

한편, 상기 R_in은 당해 기술분야에 있어서 잘 알려진 공지의 방법으로 측정이 가능하며, 예를 들면, Axomatrics社의 Axoscan 장비를 이용하여 측정할 수 있다.

(3) R_th은 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm의 파장의 광에서의 두께 방향 위상차값을 의미하는 것으로, 두께 방향 위상차값 R_th=(n_z-n_y)×d에 의해 구해진다. 이때, n_x는 상기 파장에 있어서, 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향이며, n_y는 상기 x축에 수직이 되는 되는 방향이고, n_z는 두께 방향이고, d는 위상차값을 측정하고자 하는 필름의 두께를 나타낸다.

한편, R_{th ,a}는 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm의 파장의 광에서의 아크릴계 필름의 두께 방향 위상차값을 나타내며, R_{in , b1}은 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm의 파장의 광에서의 네가티브 C 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름의 두께 방향 위상차값을 나타내고, R_{in , b2}은 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm의 파장의 광에서의 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름의 두께 방향 위상차값을 나타내며, R_{in , total}는 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm의 파장의 광에서의 위상차 필름 전체의 면 방향 위상차값을 나타낸다.

한편, 상기 R_th은 당해 기술분야에 있어서 잘 알려진 공지의 방법으로 측정이 가능하며, 예를 들면, Axomatrics社의 Axoscan 장비를 이용하여 측정할 수 있다.

(4) Nz는 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm의 파장의 광에서의 면 방향 위상차값에 대한 두께 방향 위상차값의 비를 의미하는 것으로, Nz = R_th,total/R_in,total에 의해 구해진다. 예를 들어, Nz는 파장 450nm, 550nm 또는 650nm의 광에서의 면 방향 위상차값에 대한 두께 방향 위상차 값의 비일 수 있다.

(5) 정의 위상차 특성이란, 연신 시에 연신 방향을 따라 최대 굴절율이 발현되는 것을 의미하며, 부의 위상차 특성이란, 연신 시에 연신 방향에 대해 수직인 방향을 따라 최대 굴절율이 발현되는 것을 의미한다.

(6) 네가티브 C 타입이란 n_x≒n_y>n_z 를 만족하는 것을 의미하며, 네가티브 B 타입이란 n_x>n_y>n_z 를 만족하는 것을 의미한다. 이 때, 상기한 바와 같이, n_x는 필름의 면 방향에 있어서, 가장 굴절율이 큰 방향의 굴절율이고, n_y는 필름의 면 방향에 있어서 n_x방향의 수직 방향의 굴절율이며, n_z는 두께 방향의 굴절율이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

본 발명의 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위하여 연구를 거듭한 결과, 네가티브 C 타입 또는 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름과 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름을 적층하여 위상차 필름으로 사용하는 경우, 면 방향 위상차값 및 두께 방향 위상차값의 조절이 용이하고, 내구성이 우수하며, 박막화가 가능하고, IPS 모드 액정표시장치에 적용이 가능하다는 것을 알아내고 본 발명을 완성하였다.

보다 구체적으로, 본 발명에 따른 위상차 필름은 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름; 및 네가티브 C 타입 또는 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 아크릴계 필름 및 아마이드계 필름은 길이 방향(MD) 및 폭 방향(TD)으로 이축 연신 된 것이 바람직하다.

한편, 상기 위상차 필름은 하기 식 (1) 및 (2)를 만족하는 것이 바람직하다. 본 발명자들의 연구에 따르면, 본 발명의 위상차 필름이 하기 식 (1) 및 (2)를 만족하는 경우, IPS 모드 액정표시장치에 위상차 필름으로 이용시 시야각 개선 효과가 우수한 것으로 나타났다.

식 (1): 50nm < R_{in , total} < 300nm

식 (2): 10nm < R_{th , total} < 300nm

상기 식 (1) 및 (2)에서, R_{in , total}은 가시광 파장대역에서 측정한 위상차 필름 전체의 면 방향 위상차값이고, R_{th , total}은 가시광 파장대역에서 측정한 위상차 필름 전체의 두께 방향 위상차값이다. 즉, 본 발명의 위상차 필름은 상기 R_{in , total} 및 R_th,total이 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm 파장 중 어느 임의의 파장의 광, 예를 들면 450nm, 550nm, 또는 650nm의 파장의 광에서 측정하여도 상기 식 (1) 및 (2)를 만족하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 위상차 필름은 가시광 파장대역에서 측정한 위상차 필름 전체의 면 방향 위상차값이 60 내지 250nm 또는 70 내지 200nm이고, 두께 방향 위상차값이 20 내지 250nm 또는 30 내지 200nm인 것이 보다 바람직하다. 이 경우 상기한 시야각 개선 효과가 더욱 효과적으로 발현될 수 있다.

또한, 상기 위상차 필름은 하기 식 (3)으로 표시되는 Nz 값이 1 미만인 것이 바람직하고, 0.1 내지 0.9인 것이 보다 바람직하며, 0.2 내지 0.8인 것이 특히 바람직하다. 이 경우 다양한 모드의 액정표시장치, 특히 IPS 모드의 액정표시장치의 위상차 필름으로서 사용하기에 매우 적합하다.

식 (3): Nz = R_{th , total}/R_{in , total}

상기 식 (3)에서, R_{in , total}은 위상차 필름 전체의 면 방향 위상차값이고, R_{th , total}은 위상차 필름 전체의 두께 방향 위상차값이며, 이때, 상기 R_{in , total} 및 R_{th , total}은 모두 가시광 파장대역에서 측정한 위상차값이다. 즉, 본 발명의 위상차 필름은 상기 Nz가 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm 파장 중 어느 임의의 파장의 광, 예를 들면 450nm, 550nm, 또는 650nm의 파장의 광에서 측정하여도 상기 범위를 만족하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 위상차 필름은 상기 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름이 하기 식 (4) 및 (5)를 만족하는 것이 바람직하다. 이 경우, 위상차 필름 전체의 면 방향 위상차값 및 두께 방향 위상차값을 IPS 모드용 위상차 필름으로 적용하기 위한 적절한 수치로 조절할 수 있다.

식 (4): 50nm < R_{in ,a} < 250nm

식 (5): 80nm < R_{th ,a} < 300nm

상기 식 (4) 및 (5)에서, R_{in ,a}은 가시광 파장대역에서 측정한 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름의 면 방향 위상차값이고, R_{th ,a}은 가시광 파장대역에서 측정한 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름의 두께 방향 위상차값이다. 즉, 본 발명의 위상차 필름은 상기 R_{in ,a} 및 R_{th ,a}가 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm 파장 중 어느 임의의 파장의 광, 예를 들면 450nm, 550nm, 또는 650nm의 파장의 광에서 측정하여도 상기 식 (4) 및 (5)를 만족하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 위상차 필름은 가시광 파장대역에서 측정한 상기 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름의 면 방향 위상차값이 70 내지 200nm 이고, 두께 방향 위상차값이 100 내지 250nm인 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 위상차 필름 전체의 면 방향 위상차값 및 두께 방향 위상차값을 IPS 모드용 위상차 필름으로 적용하기 위한 적절한 수치로 더욱 효과적으로 조절할 수 있다.

또한, 상기 위상차 필름은 상기 네가티브 C 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름이 하기 식 (6) 및 (7)을 만족하는 것이 바람직하다. 이 경우, 위상차 필름 전체의 면 방향 위상차값 및 두께 방향 위상차값을 IPS 모드용 위상차 필름으로 적용하기 위한 적절한 수치로 조절할 수 있다.

식 (6): -50nm < R_{in , b1} < 50nm

식 (7): -200nm < R_{th , b1} < 0nm

상기 식 (6) 및 (7)에서, R_{in , b1}은 가시광 파장대역에서 측정한 네가티브 C 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름의 면 방향 위상차값이고, R_{th , b1}은 가시광 파장대역에서 측정한 네가티브 C 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름의 두께 방향 위상차값이다. 즉, 본 발명의 위상차 필름은 상기 R_{in , b1} 및 R_{th , b1}가 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm 파장 중 어느 임의의 파장의 광, 예를 들면 450nm, 550nm, 또는 650nm의 파장의 광에서 측정하여도 상기 식 (6) 및 (7)을 만족하고,

한편, 상기 위상차 필름은 가시광 파장대역에서 측정한 상기 네가티브 C 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름의 면 방향 위상차값이 -20 내지 20nm이고, 두께 방향 위상차값이 -150 내지 0nm인 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 위상차 필름 전체의 면 방향 위상차값 및 두께 방향 위상차값을 IPS 모드용 위상차 필름으로 적용하기 위한 적절한 수치로 더욱 효과적으로 조절할 수 있다.

또한, 상기 위상차 필름은 상기 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름이 하기 식 (8) 및 (9)을 만족하는 것이 바람직하다. 이 경우, 위상차 필름 전체의 면 방향 위상차값 및 두께 방향 위상차값을 IPS 모드용 위상차 필름으로 적용하기 위한 적절한 수치로 조절할 수 있다.

식 (8): 0nm < R_{in , b2} < 100nm

식 (9): -200nm < R_{th , b2} < 0nm

상기 식 (8) 및 (9)에서, R_{in , b2}은 가시광 파장대역에서 측정한 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름의 면 방향 위상차값이고, R_{th , b2}은 가시광 파장대역에서 측정한 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름의 두께 방향 위상차값이다. 즉, 본 발명의 위상차 필름은 상기 R_{in , b2} 및 R_{th , b2}가 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm 파장 중 어느 임의의 파장의 광, 예를 들면 450nm, 550nm, 또는 650nm의 파장의 광에서 측정하여도 상기 식 (8) 및 (9)를 만족하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 위상차 필름은 가시광 파장대역에서 측정한 상기 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름의 면 방향 위상차값이 0 내지 80nm이고, 두께 방향 위상차값이 -150 내지 0nm인 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 위상차 필름 전체의 면 방향 위상차값 및 두께 방향 위상차값을 IPS 모드용 위상차 필름으로 적용하기 위한 적절한 수치로 더욱 효과적으로 조절할 수 있다.

또한, 상기 위상차 필름은 하기 식 (10)을 만족하는 것이 바람직하다. 이 경우 IPS 모드 액정표시장치에 위상차 보상 필름으로 매우 유용하게 적용될 수 있다.

(10): n_{x , total} > n_{z , total} > n_{y , total}

상기 식 (10)에 있어서, n_{x , total}는 위상차 필름 전체의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향(즉, 지상축 방향)의 굴절율이고, n_{y , total}는 위상차 필름 전체의 상기 지상축에 수직인 방향인 방향(즉, 진상축 방향)의 굴절율이며, n_{z , total}는 위상차 필름 전체의 두께 방향의 굴절율이고, 이때, 상기 n_{x , total}, n_{y , total}, n_{z , total}는 가시광 파장대역에서 측정한 값이다. 즉, 본 발명의 위상차 필름은 가시광 파장대역, 보다 구체적으로 400 내지 780nm 파장 중 어느 임의의 파장의 광, 예를 들면 450nm, 550nm, 또는 650nm의 파장의 광에서 측정하여도 상기 식 (10)을 만족하는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같은 식 (1) 내지 (10) 중 하나 이상을 만족하는 본 발명의 위상차 필름은, 아크릴계 필름과 아마이드계 필름을 형성하는 원료 물질 및 연신 조건 등을 적절하게 제어함으로써 제조될 수 있다.

먼저, 상기 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름은 아크릴계 수지를 주 성분으로 포함하는 것이 바람직하며, 상기 아크릴계 수지는 (메트)아크릴계 단량체를 주성분으로 포함하는 것으로, (메트)아크릴계 단량체로 이루어진 호모폴리머 수지뿐 아니라 (메트)아크릴계 단량체 이외에 다른 단량체가 공중합된 공중합체 수지를 포함하는 개념이다.

이때, 상기 (메트)아크릴계 단량체는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 뿐만 아니라 아크릴레이트 및 메타크릴레이트의 유도체를 포함하는 개념으로, 예컨대 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, t-부틸 메타크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 메톡시에틸 메타크릴레이트, 에톡시에틸 메타크릴레이트, 부톡시메틸 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 메톡시에틸 아크릴레이트, 에톡시에틸 아크릴레이트, 부톡시 메틸 아크릴레이트 또는 이들의 올리고머 등 일 수 있으며, 그 중에서도 메틸 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트 등의 알킬 (메트)아크릴레이트인 것이 보다 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.

한편, 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름의 부의 위상차성 특성을 보다 향상시키기 위하여, 상기 아크릴계 수지는 상기 (메트)아크릴계 단량체 이외의 단량체로 스티렌계 단량체를 포함할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 스티렌계 단량체 중에서도 스티렌 또는 α-메틸스티렌이 포함되는 것이 더욱 바람직하다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.

한편, 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름의 내열성을 향상시키기 위하여, 상기 아크릴계 수지는 상기 (메트)아크릴계 단량체 이외의 다른 단량체로 락톤계 단량체, 락탐계 단량체, 글루타릭산 무수물계 단량체, 글루타릭 이미드계 단량체, 말레산 무수물계 단량체, 말레이미드계 단량체 등을 포함할 수 있다. 그 중에서도 말레산 무수물계 단량체 또는 말레이미드계 단량체를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 이때, 상기 말레산 무수물계 단량체로는 말레산 무수물, 메틸 말레산 무수물, 에틸 말레산 무수물, 프로필 말레산 무수물, 이소프로필 말레산 무수물, 시클로헥실 말레산 무수물, 페닐 말레산 무수물 등을 그 예로 들 수 있으며; 상기 말레이미드계 단량체로는 말레이미드, N-메틸 말레이미드, N-에틸 말레이미드, N-프로필 말레이미드, N-이소프로필 말레이미드, N-시클로헥실 말레이미드, N-페닐 말레이미드 등을 그 예로 들 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.

한편, 상기 아크릴계 수지에는 상기한 스티렌계 단량체, 락톤계 단량체, 락탐계 단량체, 글루타릭산 무수물계 단량체, 글루타릭 이미드계 단량체, 말레산 무수물계 단량체, 말레이미드계 단량체 등이 2종 이상 혼합되어 (메트)아크릴계 단량체와 함께 사용될 수도 있다. 예컨대, 상기 아크릴계 수지에는 (메트)아크릴계 단량체; 및 스티렌계 단량체, 말레산 무수물계 단량체 및 말레이미드계 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 단량체가 포함될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 아크릴계 수지는, 이에 한정되는 것은 아니나, 시클로헥실 말레산 무수물-메틸 메타크릴레이트 공중합체, N-시클로헥실 말레이미드-메틸 메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-시클로헥실 말레산 무수물-메틸 메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-N-시클로헥실 말레이미드-메틸 메타크릴레이트 공중합체, α-메틸스티렌-N-시클로헥실 말레이미드-메틸 메타크릴레이트 공중합체, α-메틸스티렌-N-페닐 말레이미드-메틸 메타크릴레이트 공중합체, α-메틸스티렌-N-시클로헥실 말레이미드-메틸 메타크릴레이트-시클로헥실 메타크릴레이트 공중합체 등일 수 있다.

한편, 본 발명의 상기 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름은 아크릴계 수지와 스티렌계 수지를 포함하는 블렌딩 수지를 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 일반적으로 아크릴계 수지는 부의 위상차 특성을 가지기 때문에 일축 또는 이축 연신에 의해 파지티브 B 타입 필름의 제작이 가능하지만, 사슬 자체의 낮은 광학 이방성으로 인해 높은 수준의 위상차 구현이 어렵다. 그러나, 아크릴계 수지를 스티렌계 수지와 블렌딩하여 사용하는 경우에는, 부의 위상차 특성을 가지면서도 높은 수준의 위상차 구현이 가능하다.

이때, 상기 스티렌계 수지는 스티렌계 단량체를 주 성분으로 포함하는 것이면 특별한 제한 없이 사용이 가능하다. 이때 상기 스티렌계 단량체의 예로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 스티렌, α-메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, 2,5-디메틸스티렌, 2-메틸-4-클로로스티렌, 2,4,6-트리메틸스티렌, cis-β-메틸스티렌, trans-β-메틸스티렌, 4-메틸-α-메틸스티렌, 4-플루오르-α-메틸스티렌, 4-클로로-α-메틸스티렌, 4-브로모-α-메틸스티렌, 4-t-부틸스티렌, 2-플루오르스티렌, 3-플루오르스티렌, 4-플루오로스티렌, 2,4-디플루오로스티렌, 2,3,4,5,6-펜타플루오로스티렌, 2-클로로스티렌, 3-틀로로스티렌, 4-틀로로스티렌, 2,4-디클로로스티렌, 2,6-디클로로스티렌, 옥타클로로스티렌, 2-브로모스티렌, 3-브로모스티렌, 4-브로모스티렌, 2,4-디브로모스티렌, α-브로모스티렌, β-브로모스티렌, 2-하이드록시스티렌, 4-하이드록시스티렌 등을 들 수 있으며, 그 중에서도 스티렌 및 α-메틸스티렌인 것이 보다 바람직하다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.

한편, 필름의 내열성 향상을 위하여, 상기 스티렌계 수지는 상기한 스티렌계 단량체 이외에 말레산 무수물계 단량체 또는 말레이미드계 단량체를 포함할 수 있으며, 이때, 상기 말레산 무수물계 단량체로는 말레산 무수물, 메틸 말레산 무수물, 에틸 말레산 무수물, 프로필 말레산 무수물, 이소프로필 말레산 무수물, 시클로헥실 말레산 무수물, 페닐 말레산 무수물 등을 그 예로 들 수 있으며; 상기 말레이미드계 단량체로는 말레이미드, N-메틸 말레이미드, N-에틸 말레이미드, N-프로필 말레이미드, N-이소프로필 말레이미드, N-시클로헥실 말레이미드, N-페닐 말레이미드 등을 그 예로 들 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.

한편, 아크릴계 수지와의 혼화성 향상을 위하여, 상기 스티렌계 수지는 상기한 스티렌계 단량체 이외에 아크릴로니트릴계 단량체를 포함할 수 있으며, 이때, 상기 아크릴로니트릴계 단량체로는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴, 페닐아크릴로니트릴 등을 그 예로 들 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.

한편, 상기 스티렌계 수지에는 상기한 말레산 무수물계 단량체, 말레이미드계 단량체, 아크릴로니트릴계 단량체 등이 2종 이상 혼합되어 스티렌계 단량체와 함께 사용될 수도 있다. 예컨대, 상기 스티렌계 수지에는 스티렌계 단량체; 및 말레산 무수물계 단량체, 말레이미드계 단량체 및 아크릴로니트릴계 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 단량체가 포함될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 스티렌계 수지는, 이에 한정되는 것은 아니나, 스티렌-말레산 무수물 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, α-메틸스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, N-페닐 말레이미드-α-메틸스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, N-페닐 말레이미드-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, N-페닐 말레이미드-α-메틸스티렌-스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 등일 수 있다.

한편, 아크릴계 수지에 스티렌계 단량체가 포함되는 경우, 아크릴계 수지를 스티렌계 수지와 블렌딩 하지 않고, 그 자체로 사용할 수도 있다. 이 경우 상기 아크릴계 수지에는 (메트)아크릴계 단량체; 스티렌계 단량체; 및 필요에 따라 말레산 무수물계 단량체 및 말레이미드계 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 단량체가 포함될 수 있으며, (메트)아크릴계 단량체, 스티렌계 단량체, 말레산 무수물계 단량체, 말레이미드계 단량체의 구체적인 예는 상기한 바와 동일하다.

한편, 필름의 터프니스(toughness), 내충격성 등의 향상을 위해 상기 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름에는 고무 성분이 추가로 포함될 수 있다. 상기 고무 성분은 아크릴 고무, 고무-아크릴계 그래프트형 코어-쉘 폴리머, 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 상기 아크릴 고무는 아크릴계 수지와 고무 성분의 굴절율이 유사할 때 투명성이 우수한 열가소성 수지 조성물을 얻을 수 있는바, 1.480 내지 1.550의 굴절율을 가지는 아크릴 고무라면 특별한 제한 없이 사용이 가능하다. 예컨대, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트와 같은 알킬 아크릴레이트 등일 수 있다.

또한, 상기 고무-아크릴계 그래프트형 코어-쉘 폴리머는 굴절율이 1.480 내지 1.550인 고무-아크릴계 그래프트형 코어-쉘 폴리머라면 특별한 제한 없이 사용이 가능하다. 예컨대, 부타디엔, 부틸 아크릴레이트 또는 부틸 아크릴레이트-스티렌 공중합체 기반의 고무를 코어로 하고, 폴리메틸 메타크릴레이트 또는 폴리스티렌을 쉘로 하는 크기 50 내지 400nm의 입자 등을 사용할 수 있다.

한편, 상기 아크릴계 필름에 포함되는 (메트)아크릴계 단량체의 함량은 상기 아크릴계 필름의 전체 조성 100 중량부에 있어서 50 내지 90 중량부인 것이 바람직하다. 상기 함량 범위를 만족하는 경우 아크릴계 수지가 본래 가지는 고 내구성, 고 투명성이 충분히 발현될 수 있기 때문이다.

또한, 상기 아크릴계 필름에 포함되는 스티렌계 단량체의 함량은 상기 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름의 전체 조성 100 중량부에 있어서 5 내지 40 중량부인 것이 바람직하다. 5 중량부 미만인 경우에는 위상차 발현성 저하로 원하는 위상차 필름을 제작하기 곤란한 문제가 있고, 40 중량부를 초과하는 경우에는 아크릴계 고분자가 본래 가지는 고내구성, 고투명성이 충분히 발현되지 않을 수 있기 때문이다.

한편, 상기 아크릴계 필름에 말레산 무수물계 단량체 및/또는 말레이미드계 단량체가 포함되는 경우에는 그 함량은 상기 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름의 전체 조성 100 중량부에 있어서 1 내지 20 중량부인 것이 바람직하다. 상기 말레산 무수물계 단량체 및/또는 말레이미드계 단량체의 함량이 1 중량부 미만인 경우에는 내열성 개선 효과가 미미하며, 20 중량부를 초과하는 경우에는 필름의 취성(brittleness)이 증가하여 필름이 쉽게 파단 되는 현상이 발생할 수 있기 때문이다.

또한, 상기 아크릴계 필름에 아크릴로니트릴계 단량체가 포함되는 경우에는 그 함량은 상기 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름의 전체 조성 100 중량부에 있어서 1 내지 10 중량부인 것이 바람직하다. 아크릴노니트릴계 단량체의 함량이 1 중량부 미만이면 아크릴계 수지와 혼화성이 떨어져서 필름에 헤이즈(haze)가 발생할 수 있으며, 10 중량부를 초과하는 경우에도 역시 헤이즈가 발생할 수 있기 때문이다.

또한, 상기 아크릴계 필름에 상기 고무 성분이 포함되는 경우에는 그 함량은 상기 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름의 전체 조성 100 중량부에 대해 1 내지 20 중량부인 것이 바람직하다. 상기 고무 성분의 함량이 1 중량부 미만인 경우에는 필름의 우수한 기계적 강도의 발현이 불가능 할 수 있고, 필름이 부서지기 쉬워서 가공 공정상의 문제점이 발생할 수 있으며, 광학 성능이 충분히 발현되지 못하게 되는 문제가 발생할 수 있기 때문이다. 또한, 상기 함량이 20 중량부를 초과하는 경우에는 아크릴계 수지가 본래 가지는 고 내열성, 고 투명성이 충분히 발현되지 못하는 문제가 발생할 수 있으며, 연신 공정에서 헤이즈가 발생하는 등 가공상의 문제가 발생할 수 있기 때문이다.

한편, 상기 아크릴계 필름은 상기 아크릴계 수지 등을 포함하는 수지 조성물을 용액 캐스터법이나 압출법과 같은 당해 기술 분야에 잘 알려진 방법에 따라 필름 형태로 제조함으로써 제조될 수 있다. 경제적인 면을 고려할 때 압출법을 사용하는 것이 더 바람직하다. 경우에 따라 필름 제조 공정 시에, 필름의 물성을 해하지 않는 범위 내에서 개량제와 같은 첨가제를 추가로 첨가할 수 있으며, 일축 또는 이축 연신 단계가 추가로 수행될 수 있다.

연신 공정은 길이 방향(MD) 연신, 폭 방향(TD) 연신을 각각 수행할 수도 있고, 모두 수행할 수도 있다. 또한, 길이 방향 연신과 폭 방향 연신을 모두 수행하는 경우에, 어느 한 쪽을 먼저 연신한 후에 다른 방향으로 연신할 수도 있고, 두 방향을 동시에 연신할 수도 있다. 또한, 상기 연신은 한 단계로 수행될 수도 있고, 다단계에 걸쳐 이루어질 수도 있다. 길이 방향 연신의 경우, 롤 사이의 속도 차에 의한 연신을 수행할 수 있으며, 폭 방향 연신의 경우 텐타를 사용할 수 있다. 텐타의 레일 개시각은 통상 10도 이내로 하여, 폭 방향 연신 시에 생기는 보잉(Bowing) 현상을 억제하고 광학 축의 각도를 규칙적으로 제어한다. 폭 방향 연신을 다 단계로 수행할 경우에도 보잉 억제 효과를 얻을 수 있다.

한편, 상기 연신은, 상기 수지 조성물의 유리전이온도를 Tg라 할때, (Tg-20)℃~(Tg+30)℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다. 상기 온도 범위는 수지 조성물의 저장 탄성율이 저하되기 시작하고, 이에 따라 손실 탄성율이 저장 탄성율보다 커지게 되는 온도부터, 고분자 사슬의 배향이 완화되어 소실되는 온도까지의 영역을 가리키는 것이다. 또는, 상기 연신 공정시의 온도는 수지 조성물의 유리전이온도일 수 있다. 수지 조성물의 유리전이온도는 시차주사형 열량계(DSC)에 의해 측정될 수 있다. 예컨대, 시차주사형 열량계(DSC)를 이용하는 경우, 약 10mg의 시료를 전용 펜(pan)에 밀봉하고 일정 승온 조건으로 가열할 때 상변이가 일어남에 따른 물질의 흡열 및 발열량을 온도에 따라 그려 유리전이온도를 측정할 수 있다.

연신 속도는 소형 연신기(universal testing machine, Zwick Z010)의 경우는 1 내지 100mm/min의 범위 내에서, 그리고 파일로트 연신 장비의 경우는 0.1 내지 2m/min의 범위 내에서 연신 조작을 행하는 것이 바람직하며, 연신 배율은 5 내지 300% 정도인 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 상기 아크릴계 필름은 이의 광학적 등방성이나 기계적 특성을 안정화시키기 위하여, 연신 처리 후 열처리(어닐링) 등을 실시할 수 있다. 이때 열처리 조건은 특별히 제한되지 않으며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 기술자에게 알려진 임의의 적절한 조건을 채용할 수 있다.

상기와 같은 방법에 의해 제조된 본 발명의 상기 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름의 두께는 20 내지 100㎛, 보다 바람직하게는 30 내지 80㎛ 또는 30 내지 60㎛의 범위일 수 있다. 두께가 20㎛ 미만인 경우 편광소자를 제대로 지지하지 못해 소자 수축, 소자 크랙, 컬(curl) 등이 발생하기 쉬우며, 두께가 100㎛를 초과하는 경우 균일한 연신을 위해 다량의 열량이 필요하기 때문에 고속 연신이 어려울 뿐만 아니라 경제적이지 못한 문제가 있다.

다음으로, 본 발명에 있어서 상기 네가티브 C 타입 또는 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름은 폴리아마이드계 수지를 주 성분으로 포함하는 것이 바람직하며, 상기 폴리아마이드계 수지는 주쇄에 아마이드기를 가지는 것이면 특별한 제한 없이 사용이 가능하다. 예컨대, 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 아마이드계 필름은 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 단위를 포함하는 폴리아마이드계 수지를 포함하는 것일 수 있다.

[화학식 1]

상기 화학식 1에 있어서, A는 C_{2 -16} 지방족 탄화수소 사슬, C_{5 -14} 지방족 탄화수소 고리 또는 C_{6 -14} 방향족 탄화수소 고리이고, X₁은 할로겐원자 또는 C_{1 -6} 알킬기이고, a는 0~3의 정수이고, n는 5~10,000의 정수이다.

이때, 상기 화학식 1의 A에 있어서, C_{2 -16} 지방족 탄화수소 사슬은 2 내지 16개, 또는 4 내지 14개, 또는 6 내지 12개의 탄소 원자의 탄화수소 부위를 의미하며, 이에 한정되는 것은 아니나, 메틸렌기, 에틸렌기, 트리메틸렌기, 테트라메틸렌기, 펜타메틸렌기, 헥사메틸렌기, 헵타메틸렌기, 노나메틸렌기, 데카메틸렌기, 운데카메틸렌기, 도데카메틸렌기, 트리데카메틸렌기, 테트라데카메틸렌기, 펜타데카메틸렌기, 헥사데카메틸렌기 등을 그 예로 들 수 있다.

또한, 상기 화학식 1의 A에 있어서, C_{5 -14} 지방족 탄화수소 고리는 5 내지 14개, 또는 5 내지 10개, 또는 5 내지 6개의 고리 탄소의 포화된 또는 불포화된 비방향족 모노시클릭, 바이시클릭, 트리시클릭 탄화수소 부위를 의미하며, 이에 한정된는 것은 아니나, 시클로펜탄 고리, 시클로헥산 고리 등의 시클로알칸(cycloalkane) 고리와 시클로펜텐 고리, 시클로헥센 고리, 시클로옥텐 고리 등의 시클로알켄(cycloalkene) 고리 등을 예로 들 수 있다.

또한, 상기 화학식 1의 A에 있어서, C_{6 -14} 방향족 탄화수소 고리는 6 내지 14개, 또는 6 내지 12개의 고리 원자를 가지는 모노시클릭, 바이시클릭 또는 트리시클릭 방향족 탄화수소 부위를 의미하며, 이에 한정되는 것은 아니나, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리, 안트라센 고리, 비페닐 고리 등을 그 예로 들 수 있다.

한편, 상기 화학식 1에 있어서 A의 폴리아마이드계 수지의 주쇄와의 결합 위치는 특별히 제한되지 않으며, 비대칭 위치라도 좋고, 대칭 위치라도 좋다. 예컨대, 상기 A가 시클로헥산 고리인 경우, 1,3번 탄소가 주쇄와 결합하는 시클로헥산 고리이어도 좋고, 1,4번 탄소가 주쇄와 결합하는 시클로헥산 고리이어도 좋다.

또한, 상기 화학식 1의 X₁에 있어서, C_{1 - 6}알킬기로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, t-부틸기 등을 그 예로 들 수 있다. 이때, 상기 X₁은 A의 임의의 위치의 수소에 치환되어 결합된다.

[화학식 2]

상기 화학식 2에 있어서, B 및 C는 각각 독립적으로 C_{2 -16} 지방족 탄화수소 사슬, C_{5 -14} 지방족 탄화수소 고리 또는 C_{6 -14} 방향족 탄화수소 고리이고, X₂ 및 X₃는 각각 독립적으로 할로겐원자 또는 C_{1 -6} 알킬기이고, b 및 c는 각각 독립적으로 0~3의 정수이고, m은 5~10,000의 정수이다.

이때, 상기 화학식 2의 B 및 C에 있어서, C_{2 -16} 지방족 탄화수소 사슬은 2 내지 16개, 또는 4 내지 14개, 또는 6 내지 12개의 탄소 원자의 탄화수소 부위를 의미하며, 이에 한정되는 것은 아니나, 메틸렌기, 에틸렌기, 트리메틸렌기, 테트라메틸렌기, 펜타메틸렌기, 헥사메틸렌기, 헵타메틸렌기, 노나메틸렌기, 데카메틸렌기, 운데카메틸렌기, 도데카메틸렌기, 트리데카메틸렌기, 테트라데카메틸렌기, 펜타데카메틸렌기, 헥사데카메틸렌기 등을 그 예로 들 수 있다.

또한, 상기 화학식 2의 B 및 C에 있어서, C_{5 -14} 지방족 탄화수소 고리는 5 내지 14개, 또는 5 내지 10개, 또는 5 내지 6개의 고리 탄소의 포화된 또는 불포화된 비방향족 모노시클릭, 바이시클릭, 트리시클릭 탄화수소 부위를 의미하며, 이에 한정된는 것은 아니나, 시클로펜탄 고리, 시클로헥산 고리 등의 시클로알칸(cycloalkane) 고리와 시클로펜텐 고리, 시클로헥센 고리, 시클로옥텐 고리 등의 시클로알켄(cycloalkene) 고리 등을 예로 들 수 있다.

또한, 상기 화학식 2의 B 및 C에 있어서, C_{6 -14} 방향족 탄화수소 고리는 6 내지 14개, 또는 6 내지 12개의 고리 원자를 가지는 모노시클릭, 바이시클릭 또는 트리시클릭 방향족 탄화수소 부위를 의미하며, 이에 한정되는 것은 아니나, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리, 안트라센 고리, 비페닐 고리 등을 그 예로 들 수 있다.

한편, 상기 화학식 2에 있어서 B 및 C의 폴리아마이드계 수지의 주쇄와의 결합 위치는 특별히 제한되지 않으며, 비대칭 위치라도 좋고, 대칭 위치라도 좋다. 예컨대, 상기 B 또는 C가 시클로헥산 고리인 경우, 1,3번 탄소가 주쇄와 결합하는 시클로헥산 고리이어도 좋고, 1,4번 탄소가 주쇄와 결합하는 시클로헥산 고리이어도 좋다.

또한, 상기 화학식 2에 있어서, X₂ 및 X₃의 C_{1 - 6}알킬기로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, t-부틸기 등을 그 예로 들 수 있다. 이때, 상기 X₂는 B의 임의의 위치의 수소에 치환되어 결합되며, X₃는 C의 임의의 위치의 수소에 치환되어 결합된다.

한편, 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 폴리아마이드계 수지는 하기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 이 경우 보다 효과적으로 정의 위상차 특성을 구현할 수 있다.

[화학식 3]

상기 화학식 3에 있어서, D는 C_{2 -16} 지방족 탄화수소 사슬이고, E₁ 및 E₂는 각각 독립적으로 시클로헥산 고리 또는 벤젠 고리이고, X₄, X₅ 및 X₆은 각각 독립적으로 할로겐원자 또는 C_{1 -6} 알킬기이고, X₇은 단일결합, 메틸렌기 또는 디메틸메틸렌기이고, d, e1 및 e2는 각각 독립적으로 0~2의 정수이고, k는 5~10,000의 정수이다.

이때, 상기 화학식 3의 D에 있어서, C_{2 -16} 지방족 탄화수소 사슬은 2 내지 16개, 또는 4 내지 14개, 또는 6 내지 12개의 탄소 원자의 탄화수소 부위를 의미하며, 이에 한정되는 것은 아니나, 메틸렌기, 에틸렌기, 트리메틸렌기, 테트라메틸렌기, 펜타메틸렌기, 헥사메틸렌기, 헵타메틸렌기, 노나메틸렌기, 데카메틸렌기, 운데카메틸렌기, 도데카메틸렌기, 트리데카메틸렌기, 테트라데카메틸렌기, 펜타데카메틸렌기, 헥사데카메틸렌기 등을 그 예로 들 수 있다.

또한, 상기 화학식 3의 E₁ 및 E₂에 있어서, 상기 E₁ 및 E₂는 그 중에서도 특히 시클로헥산 고리인 것이 보다 바람직하며, 이때, 상기 E₁ 및 E₂의 폴리아마이드계 수지의 주쇄와의 결합 위치는 특별히 제한되지 않으며, 비대칭 위치라도 좋고, 대칭 위치라도 좋다. 예컨대, 상기 E₁ 및 E₂가 시클로헥산 고리인 경우, 1,3번 탄소가 주쇄와 결합하는 시클로헥산 고리이어도 좋고, 1,4번 탄소가 주쇄와 결합하는 시클로헥산 고리이어도 좋다.

또한, 상기 화학식 3에 있어서, X₄, X₅ 및 X₆의 C_{1 - 6}알킬기로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, t-부틸기 등을 그 예로 들 수 있다. 이때, 상기 X₄는 D의 임의의 위치의 수소에 치환되어 결합되고, X₅는 E₁의 임의의 위치의 수소에 치환되어 결합되며, X₆는 E₂의 임의의 위치의 수소에 치환되어 결합된다.

한편, 상기 네가티브 C 타입 또는 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름은 상기 폴리아마이드계 수지를 포함하는 수지 조성물을 용액 캐스터법이나 압출법과 같은 당해 기술 분야에 잘 알려진 방법에 따라 필름 형태로 제조함으로써 제조될 수 있다. 경제적인 면을 고려할 때 압출법을 사용하는 것이 더 바람직하다. 경우에 따라 필름 제조 공정 시에, 필름의 물성을 해하지 않는 범위 내에서 개량제와 같은 첨가제를 추가로 첨가할 수 있으며, 일축 또는 이축 연신 단계가 추가로 수행될 수 있다.

연신 공정은 길이 방향(MD) 연신, 폭 방향(TD) 연신을 각각 수행할 수도 있고, 모두 수행할 수도 있다. 또한, 길이 방향 연신과 폭 방향 연신을 모두 수행하는 경우에, 어느 한 쪽을 먼저 연신한 후에 다른 방향으로 연신할 수도 있고, 두 방향을 동시에 연신할 수도 있다. 또한, 상기 연신은 한 단계로 수행될 수도 있고, 다단계에 걸쳐 이루어질 수도 있다. 길이 방향 연신의 경우, 롤 사이의 속도 차에 의한 연신을 수행할 수 있으며, 폭 방향 연신의 경우 텐타를 사용할 수 있다. 텐타의 레일 개시각은 통상 10도 이내로 하여, 폭 방향 연신 시에 생기는 보잉(Bowing) 현상을 억제하고 광학 축의 각도를 규칙적으로 제어한다. 폭 방향 연신을 다 단계로 수행할 경우에도 보잉 억제 효과를 얻을 수 있다.

한편, 상기 연신은, 상기 수지 조성물의 유리전이온도를 Tg라 할 때, (Tg-20)℃~(Tg+30)℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다. 상기 온도 범위는 수지 조성물의 저장 탄성율이 저하되기 시작하고, 이에 따라 손실 탄성율이 저장 탄성율보다 커지게 되는 온도부터, 고분자 사슬의 배향이 완화되어 소실되는 온도까지의 영역을 가리키는 것이다. 또는, 상기 연신 공정시의 온도는 수지 조성물의 유리전이온도일 수 있다. 수지 조성물의 유리전이온도는 시차주사형 열량계(DSC)에 의해 측정될 수 있다. 예컨대, 시차주사형 열량계(DSC)를 이용하는 경우, 약 10mg의 시료를 전용 펜(pan)에 밀봉하고 일정 승온 조건으로 가열할 때 상변이가 일어남에 따른 물질의 흡열 및 발열량을 온도에 따라 그려 유리전이온도를 측정할 수 있다.

연신 속도는 소형 연신기(universal testing machine, Zwick Z010)의 경우는 1 내지 100mm/min의 범위 내에서, 그리고 파일로트 연신 장비의 경우는 0.1 내지 2m/min의 범위 내에서 연신 조작을 행하는 것이 바람직하며, 연신 배율은 5 내지 300% 정도인 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 상기 아마이드계 필름은 이의 광학적 등방성이나 기계적 특성을 안정화시키기 위하여, 연신 처리 후 열처리(어닐링) 등을 실시할 수 있다. 이때 열처리 조건은 특별히 제한되지 않으며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 기술자에게 알려진 임의의 적절한 조건을 채용할 수 있다.

상기와 같은 방법에 의해 제조된 본 발명의 상기 네가티브 C 타입 또는 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름은 아마이드계 필름의 높은 위상차 특성으로 인해 얇은 두께로도 원하는 위상차 발현이 가능하여 박막화가 가능한바, 두께가 5 내지 40㎛, 바람직하게는 10 내지 35㎛ 또는 10 내지 30㎛의 범위일 수 있다. 네가티브 C 타입 또는 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름의 두께가 상기 범위를 만족하는 경우 위상차 필름의 박막화가 가능하며, 이를 포함하는 액정표시장치의 소형화, 경량화 등이 가능하다.

한편, 본 발명의 상기 위상차 필름은 상기 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름과 상기 네가티브 C 타입 또는 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름을 접착제 또는 점착제를 이용하여 부착하여 제조할 수 있다. 이와 같이, 본원 발명의 위상차 필름은 상기와 같이 접착제 또는 점착제에 의하여 상기 두 층이 부착되어 있는 필름 적층체 구조인바, 두께 및 위상차의 균일성이 우수한 필름을 제조할 수 있다.

한편, 본 발명에 사용 가능한 접착제 또는 점착제는 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술분야에 널리 사용되는 접착제 또는 점착제, 예를 들면 폴리비닐알코올계 접착제 또는 점착제, 폴리우레탄계 접착제 또는 점착제, 아크릴계 접착제 또는 점착제, 양이온계 접착제 또는 점착제, 또는 라디칼 UV 접착제 또는 점착제 등의 이용이 가능하다.

또한, 상기 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름과 상기 네가티브 C 타입 또는 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름을 접착제 또는 점착제를 이용하여 부착시키는 것 역시 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술분야에서 널리 알려진 방법에 의해 수행될 수 있다. 예컨대 아크릴계 점착제를 이용하는 경우, 상기 아크릴계 필름 또는 아마이드계 필름 상에 점착제 조성물을 당해 기술분야에 잘 알려진 공지의 방법으로 도포하고, 두 필름을 합지 한 후, 건조시키는 방법에 의해 수행될 수 있다. 또는 UV 경화형 접착제를 이용하여 접착시키는 경우, 상기 네가티브 C 타입 또는 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름 상에 접착제 조성물을 도포하고, 상기 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름을 합지 한 후, UV 경화하는 방법에 의해 수행될 수 있다.

상기와 같은 방법에 의해 제조된 본 발명의 위상차 필름의 두께는 30 내지 140㎛, 보다 바람직하게는 40 내지 115㎛ 또는 40 내지 90㎛의 범위일 수 있다. 따라서, 상기 위상차 필름을 액정표시장치에 적용하는 경우, 액정표시장치의 소형화, 경량화 등이 가능하다.

한편, 본 발명에 따른 상기 위상차 필름은 IPS 모드 액정표시장치에서 적용되는 경우 시야각 개선 효과가 매우 우수한바, IPS 모드 액정표시장치용 위상차 필름으로 매우 적합하게 사용될 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 위상차 필름을 적어도 하나 이상 포함하는 편광판을 제공한다. 이 경우, 본 발명에 따른 상기 위상차 필름은 편광자의 일면 또는 양면에 직접 부착 되거나, 편광자의 양면에 보호 필름이 부착된 종래의 편광판의 보호 필름 상에 부착되어, 유용하게 사용될 수 있다.

상기 위상차 필름을 편광자의 일면 또는 양면에 직접 부착시키는 경우, 예를 들어, 그 구조는 상 보호필름/편광자/위상차 필름, 위상차 필름/편광자/하 보호필름, 위상차 필름/상 보호필름/편광자/하 보호필름 또는 상 보호필름/편광자/하 보호필름/위상차 필름 일 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 위상차 필름을 적어도 하나 이상 포함하는 액정표시장치를 제공한다. 예컨대 본 발명은 상기 위상차 필름을 적어도 하나 이상 포함하는 면상 스위칭(IPS) 모드 액정표시장치를 제공한다.

이때, 상기 액정표시장치는 액정 셀 및 상기 액정 셀의 양면에 각각 구비된 제 1 편광판 및 제 2 편광판을 포함하는 것일 수 있으며, 상기 위상차 필름은 상기 액정 셀과 상기 제 1 편광판 및/또는 제 2 편광판 사이에 구비될 수 있다. 즉, 제 1 편광판과 액정 셀 사이에 위상차 필름이 구비될 수 있고, 제 2 편광판과 액정 셀 사이에, 또는 제 1 편광판과 액정 셀 사이와 제 2 편광판과 액정 셀 사이 모두에 위상차 필름이 하나 또는 2 이상 구비될 수 있다.

이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 발명의 예시를 위한 것이며, 하기 실시예에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것으로 의도되지 않는다.

제조예 1-1: 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름(a)

폴리(시클로헥실말레이미드-co-메틸메타크릴레이트)((주)LG MMA, 830HR)와 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체((주)LG화학, LGC 82TR, 아크릴로니트릴 함량 20 중량%)를 각각 80:20의 중량비로, 트윈 압출기를 이용하여 250℃, 200rpm 조건으로 컴파운딩하여 수지 조성물을 제조하였다. 상기 수지 조성물을 가지고 250℃ 조건 하에서 T-다이 제막기를 이용하여 폭 800mm, 두께 185㎛의 미연신 필름을 제조하였다. 상기 미연신 필름을 125℃의 온도에서 MD 방향으로 롤투롤(roll-to-roll) 방식으로 1.4 배 연신한 후, 동일 온도에서 텐더 연신기를 이용하여 TD 방향으로 2.9 배 연신하여 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름(a)를 제조하였다. 제조된 최종 연신 필름의 두께는 50㎛ 이었으며, Axometrics 社의 Axoscan장비에서 측정한 면 방향 위상차값(Rin) 및 두께 방향 위상차값(Rth)은 각각 100nm, 150nm 이었다.

제조예 1-2: 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름(b)

제조예 1-1과 같은 방법으로 제조된 폭 800mm, 두께 185㎛의 미연신 필름을 125℃의 온도에서 MD 방향으로 롤투롤(roll-to-roll) 방식으로 1.3 배 연신한 후, 동일 온도에서 텐더 연신기를 이용하여 TD 방향으로 3.1 배 연신하여 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름(b)를 제조하였다. 제조된 최종 연신 필름의 두께는 48㎛ 이었으며, Axometrics 社의 Axoscan장비에서 측정한 면 방향 위상차값(Rin) 및 두께 방향 위상차값(Rth)은 각각 124nm, 172nm 이었다.

제조예 2-1: 네가티브 C 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름(A)

주쇄에 아마이드 결합을 가지는 폴리아마이드 수지(Evonik社 CX9704)를 245℃ 조건 하에서 T-다이 제막기를 이용하여 폭 800mm, 두께 60㎛의 미연신 필름을 제조하였다. 상기 미연신 필름을 145℃의 온도에서 MD 방향으로 롤투롤(roll-to-roll) 방식으로 2배 연신한 후, 동일 온도에서 텐더 연신기를 이용하여 TD 방향으로 2배 연신하여 네가티브 C 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름(A)를 제조하였다. 제조된 최종 연신 필름의 두께는 20㎛ 이었으며, Axometrics 社의 Axoscan장비에서 측정한 면 방향 위상차값(Rin) 및 두께 방향 위상차값(Rth)은 각각 1nm, -100nm 이었다.

제조예 2-2: 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름(B)

주쇄에 아마이드 결합을 가지는 폴리아마이드 수지(Evonik社 CX9704)를 245℃ 조건 하에서 T-다이 제막기를 이용하여 폭 800mm, 두께 60㎛의 미연신 필름을 제조하였다. 상기 미연신 필름을 145℃의 온도에서 MD 방향으로 롤투롤(roll-to-roll) 방식으로 2배 연신한 후, 동일 온도에서 텐더 연신기를 이용하여 TD 방향으로 2.5배 연신하여 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름(B)를 제조하였다. 제조된 최종 연신 필름의 두께는 17㎛ 이었으며, 파장 550nm에 있어서 Axometrics 社의 Axoscan장비에서 측정한 면 방향 위상차값(Rin) 및 두께 방향 위상차값(Rth)은 각각 20nm, -90nm 이었다.

제조예 2-3: 네가티브 C 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름(C)

주쇄에 아마이드 결합을 가지는 폴리아마이드 수지(Arkema社 G350)를 245℃ 조건 하에서 T-다이 제막기를 이용하여 폭 800mm, 두께 60㎛의 미연신 필름을 제조하였다. 상기 미연신 필름을 152℃의 온도에서 MD 방향으로 롤투롤(roll-to-roll) 방식으로 2배 연신한 후, 동일 온도에서 텐더 연신기를 이용하여 TD 방향으로 2배 연신하여 네가티브 C 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름(C)를 제조하였다. 제조된 최종 연신 필름의 두께는 19㎛ 이었으며, 파장 550nm에 있어서 Axometrics 社의 Axoscan장비에서 측정한 면 방향 위상차값(Rin) 및 두께 방향 위상차값(Rth)은 각각 2nm, -97nm 이었다.

제조예 2-4: 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름(D)

주쇄에 아마이드 결합을 가지는 폴리아마이드 수지(Arkema社 G350)를 245℃ 조건 하에서 T-다이 제막기를 이용하여 폭 800mm, 두께 60㎛의 미연신 필름을 제조하였다. 상기 미연신 필름을 152℃의 온도에서 MD 방향으로 롤투롤(roll-to-roll) 방식으로 2배 연신한 후, 동일 온도에서 텐더 연신기를 이용하여 TD 방향으로 2.5배 연신하여 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름(D)를 제조하였다. 제조된 최종 연신 필름의 두께는 16㎛ 이었으며, 파장 550nm에 있어서 Axometrics 社의 Axoscan장비에서 측정한 면 방향 위상차값(Rin) 및 두께 방향 위상차값(Rth)은 각각 18nm, -88nm 이었다.

실시예 1

제조예 2-1에서 제조된 아마이드계 필름(A)을 제조예 1-1에서 제조된 아크릴계 필름(a)와 아크릴계 점착제를 이용하여 붙여 복합 위상차 필름을 제조하였다. 제작한 최종 복합 위상차 필름의 두께는 72㎛ 이었다.

실시예 2

제조예 2-1에서 제조된 아마이드계 필름(A)을 제조예 1-2에서 제조된 아크릴계 필름(b)와 아크릴계 점착제를 이용하여 붙여 복합 위상차 필름을 제조하였다. 제작한 최종 복합 위상차 필름의 두께는 70㎛ 이었다.

실시예 3

제조예 2-2에서 제조된 아마이드계 필름(B)을 제조예 1-2에서 제조된 아크릴계 필름(b)와 아크릴계 점착제를 이용하여 붙여 복합 위상차 필름을 제조하였다. 제작한 최종 복합 위상차 필름의 두께는 67㎛ 이었다.

실시예 4

제조예 2-3에서 제조된 아마이드계 필름(C)을 제조예 1-1에서 제조된 아크릴계 필름(a)와 아크릴계 점착제를 이용하여 붙여 복합 위상차 필름을 제조하였다. 제작한 최종 복합 위상차 필름의 두께는 71㎛ 이었다.

실시예 5

제조예 2-3에서 제조된 아마이드계 필름(C)을 제조예 1-2에서 제조된 아크릴계 필름(b)와 아크릴계 점착제를 이용하여 붙여 복합 위상차 필름을 제조하였다. 제작한 최종 복합 위상차 필름의 두께는 69㎛ 이었다.

실시예 6

제조예 2-4에서 제조된 아마이드계 필름(D)을 제조예 1-2에서 제조된 아크릴계 필름(b)와 아크릴계 점착제를 이용하여 붙여 복합 위상차 필름을 제조하였다. 제작한 최종 복합 위상차 필름의 두께는 66㎛ 이었다.

비교예 1

제조예 1-1의 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름(a)만을 위상차 필름으로 사용하였다. 제조한 위상차 필름의 두께는 50㎛ 이었다.

비교예 2

제조예 1-1의 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름(a) 위에 네가티브 C 코팅액을 직접 코팅하여 복합 위상차 필름을 제조하였다. 이때 사용한 네가티브 C 코팅액은 에틸 셀룰로오스(Dow사 EC100, Mw 18만, Ethoxyl content: 49%)를 톨루엔/에탄올(3/7) 혼합 용매에 상온에서 서서히 교반하면서 고형분 함량이 10%가 되도록 용해시킨 것이다. 완전히 용해된 코팅액을 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴 필름 위에 최종 코팅 두께가 10㎛가 되도록 코팅한 후 80℃에서 5분간 건조하였다. 제조한 위상차 필름의 두께는 60㎛ 이었다.

비교예 3

제조예 1-1의 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름(a) 위에 아크릴계 네가티브 C 필름을 적층하여 복합 위상차 필름을 제조하였다. 이때 사용한 아크릴계 네가티브 C 필름은 다음과 같은 방법으로 제조하였다. 먼저, 메틸 메타크릴레이트 77중량%, 시클로 헥실 메타크릴레이트 15중량%, 알파 메틸 스티렌 2중량%, 시클로 헥실 말레이미드 6중량%인 아크릴계 수지, 폴리 카보네이트 수지(LGPC 상품명 DVD1080)를 각각 85:15의 중량비로, 트윈 압출기를 이용하여 250℃, 200rpm 조건으로 컴파운딩 하여 수지 조성물을 제조하였다. 얻어진 원료 펠렛을 진공 건조하고 250℃에서 압출기로 용융, 코트 행거 타입의 T-다이에 통과시키고 크롬 도금 캐스팅 롤 및 건조 롤 등을 거쳐 두께 185㎛ 의 필름을 제조하였다. 제조된 필름을 MD방향으로 2.3배, TD방향으로 2.5배 순차적으로 2축연장하여, 두께 42㎛ 의 위상차 필름을 얻었다. 이때 MD방향 연신 시 온도는 128℃, TD방향 연신 시 온도는 138℃이다. 제조한 복합 위상차 필름의 두께는 94㎛ 이었다.

실험예 1

상기 실시예 1 ~ 6 및 비교예 1에서 제조된 위상차 필름을 Axometrics 社의 Axoscan장비를 이용하여 파장 550nm에서의 면 방향 위상차값(R_in), 두께 방향 위상차값(R_th) 및 Nz(R_th/R_in)을 측정하여 하기 [표 1]에 나타내었다.

구분	부의 위상차 특성을 갖는 층		- C 또는 - B 타입의 위상차를 갖는 층		복합 위상차 필름
	Rin(nm)	Rth(nm)	Rin(nm)	Rth(nm)	Rin(nm)	Rth(nm)	Nz(Rth/Rin)
실시예 1	100	150	1	-100	99	50	0.51
실시예 2	124	172	1	-100	123	72	0.59
실시예 3	124	172	20	-90	104	82	0.79
실시예 4	100	150	2	-97	98	53	0.54
실시예 5	124	172	2	-97	122	75	0.61
실시예 6	124	172	18	-88	106	84	0.79
비교예 1	100	150	-	-	100	150	1.50
비교예 2	100	150	25	-103	75	47	0.60
비교예 3	100	150	2	-90	98	60	0.61

상기 [표 1]에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 1 ~ 6의 복합 위상차 필름은 면 방향 위상차값(R_in)이 50 내지 300nm 범위 내이고, 두께 방향 위상차값(R_th)이 10 내지 300nm 범위 내이며, Nz(R_th/R_in)이 1 미만으로, IPS 모드 액정표시장치에 위상차 필름으로 적용하기에 적합하다는 것을 알 수 있다. 그러나, 비교예 1의 경우 Nz(R_th/R_in)값이 1 이상으로 IPS 모드 액정표시장치 등에 위상차 필름으로 적용하기에 부적합한 것을 알 수 있다.

실험예 2

상기 실시예 1 ~ 6 및 비교예 1 ~ 3에서 제조된 위상차 필름의 취성을 비교하기 위하여, 충격 에너지를 측정하여 하기 [표 2]에 나타내었다. 여기서 충격 에너지란 필름이 외부 충격에 견디는 정도를 나타내는 것으로, 본 발명에서는 일정 무게의 쇠공을 일정 높이에서 필름 표면에 낙하시켰을 때 견디는 정도로 측정하였다. 보다 구체적으로 본 발명에서 충격에너지 IE는 하기 식 (11)에 따라 정의되는 값이다.

식 (11): IE = (중력가속도 * 쇠공의 무게 * 높이)/(필름 두께 * 필름 면적)

	두께(㎛)	충격 에너지(kN*m/m3)
실시예 1	72	8650
실시예 2	70	8570
실시예 3	67	9110
실시예 4	71	6810
실시예 5	69	6760
실시예 6	66	7420
비교예 1	50	380
비교예 2	60	240
비교예 3	94	500

상기 [표 2]에서 확인할 수 있는 바와 같이 아마이드계 필름을 사용한 복합 위상차 필름의 경우 취성이 매우 우수한 것을 확인할 수 있다. 그러나 비교예 1 ~ 3에서와 같이 아크릴계 필름만을 포함하는 복합 위상차 필름 등의 경우에는 취성이 매우 약한 것을 확인할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims (15)

1. 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름; 및
   네가티브 C 타입 또는 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름을 포함하는 위상차 필름.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 위상차 필름은 하기 식 (1) 및 (2)를 만족하는 위상차 필름.
   식 (1): 50nm < R_{in , total} < 300nm
   식 (2): 10nm < R_{th , total} < 300nm
   상기 식 (1) 및 (2)에서,
   R_{in , total}은 가시광 파장대역에서 측정한 위상차 필름 전체의 면 방향 위상차값이고,
   R_{th , total}은 가시광 파장대역에서 측정한 위상차 필름 전체의 두께 방향 위상차값임.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 위상차 필름은 하기 식 (3)으로 표시되는 Nz 값이 1 미만인 위상차 필름.
   식 (3): Nz = R_{th , total}/R_{in , total}
   상기 식 (3)에서,
   R_{in , total}은 위상차 필름 전체의 면 방향 위상차값이고,
   R_{th , total}은 위상차 필름 전체의 두께 방향 위상차값이며,
   이때, 상기 R_{in , total} 및 R_{th , total}은 모두 가시광 파장대역에서 측정한 위상차값임.
   
4. 제 1 항에 있어서
   상기 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름은 하기 식 (4) 및 (5)를 만족하는 것인 위상차 필름.
   식 (4): 50nm < R_{in ,a} < 250nm
   식 (5): 80nm < R_{th ,a} < 300nm
   상기 식 (4) 및 (5)에서,
   R_{in ,a}은 가시광 파장대역에서 측정한 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름의 면 방향 위상차값이고,
   R_{th ,a}은 가시광 파장대역에서 측정한 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름의 두께 방향 위상차값임.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 네가티브 C 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름은 하기 식 (6) 및 (7)을 만족하는 것인 위상차 필름.
   식 (6): -50nm < R_{in , b1} < 50nm
   식 (7): -200nm < R_{th , b1} < 0nm
   상기 식 (6) 및 (7)에서,
   R_{in , b1}은 가시광 파장대역에서 측정한 네가티브 C 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름의 면 방향 위상차값이고,
   R_{th , b1}은 가시광 파장대역에서 측정한 네가티브 C 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름의 두께 방향 위상차값임.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름은 하기 식 (8) 및 (9)을 만족하는 것인 위상차 필름.
   식 (8): 0nm < R_{in , b2} < 100nm
   식 (9): -200nm < R_{th , b2} < 0nm
   상기 식 (8) 및 (9)에서,
   R_{in , b2}은 가시광 파장대역에서 측정한 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름의 면 방향 위상차값이고,
   R_{th , b2}은 가시광 파장대역에서 측정한 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름의 두께 방향 위상차값임.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 위상차 필름은 하기 식 (10)을 만족하는 위상차 필름.
   (10): n_{x , total} > n_{z , total} > n_{y , total}
   상기 식 (10)에 있어서,
   n_{x , total}은 위상차 필름 전체의 면 방향 굴절율이 최대가 되는 방향(즉, 지상축 방향)의 굴절율이고,
   n_{y , total}은 위상차 필름 전체의 상기 지상축에 수직인 방향인 방향(즉, 진상축 방향)의 굴절율이며,
   n_{z , total}은 위상차 필름 전체의 두께 방향의 굴절율이고,
   이때, 상기 n_{x , total}, n_{y , total} 및 n_{z , total}는 가시광 파장대역에서 측정한 값임.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 네가티브 C 타입 또는 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름은 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 단위를 포함하는 폴리아마이드계 수지를 포함하는 것인 위상차 필름.
   [화학식 1]
   

   

   
   상기 화학식 1에 있어서,
   A는 C_{2 -16} 지방족 탄화수소 사슬, C_{5 -14} 지방족 탄화수소 고리 또는 C_{6 -14} 방향족 탄화수소 고리이고,
   X₁은 할로겐원자 또는 C_{1 -6} 알킬기이고,
   a는 0~3의 정수이고,
   n는 5~10,000의 정수임.
   
   [화학식 2]
   

   

   
   상기 화학식 2에 있어서,
   B 및 C는 각각 독립적으로 C_{2 -16} 지방족 탄화수소 사슬, C_{5 -14} 지방족 탄화수소 고리 또는 C_{6 -14} 방향족 탄화수소 고리이고,
   X₂ 및 X₃는 각각 독립적으로 할로겐원자 또는 C_{1 -6} 알킬기이고,
   b 및 c는 각각 독립적으로 0~3의 정수이고,
   m은 5~10,000의 정수임.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 네가티브 C 타입 또는 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름은 하기 화학식 3으로 표시되는 단위를 포함하는 폴리아마이드계 수지를 포함하는 것인 위상차 필름.
   [화학식 3]
   

   

   
   상기 화학식 3에 있어서,
   D는 C_{2 -16} 지방족 탄화수소 사슬이고,
   E₁ 및 E₂는 각각 독립적으로 시클로헥산 고리 또는 벤젠 고리이고,
   X₄, X₅ 및 X₆은 각각 독립적으로 할로겐원자 또는 C_{1 -6} 알킬기이고,
   X₇은 단일결합, 메틸렌기 또는 디메틸메틸렌기이고,
   d, e1 및 e2는 각각 독립적으로 0~2의 정수이고,
   k는 5~10,000의 정수임.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 네가티브 C 타입 또는 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름의 두께는 5 내지 40㎛인 위상차 필름.
    
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름은 아크릴계 수지와 스티렌계 수지를 포함하는 블렌딩 수지, 또는 스티렌계 단량체를 포함하는 아크릴계 수지를 포함하는 것인 위상차 필름.
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름은 고무 성분을 추가로 포함하는 것인 위상차 필름.
    
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 부의 위상차 특성을 가지는 아크릴계 필름과 상기 네가티브 C 타입 또는 네가티브 B 타입의 위상차를 가지는 아마이드계 필름이 접착제 또는 점착제에 의해 부착되어 있는 것인 위상차 필름.
    
14. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상차 필름은 면상 스위칭(IPS) 모드 액정표시장치용인 것인 위상차 필름.
    
15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항의 위상차 필름을 포함하는 액정표시장치.