WO2012064144A2 - 광학 소자 - Google Patents

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WO2012064144A2
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서은미
김신영
나균일
박문수
채승훈
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주식회사 엘지화학
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    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
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    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
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    • C09J7/20—Adhesives in the form of films or foils characterised by their carriers
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
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    • G—PHYSICS
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    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
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    • G02B30/22—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type
    • G02B30/25—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type using polarisation techniques
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
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    • G02F2202/00—Materials and properties
    • G02F2202/28—Adhesive materials or arrangements

Definitions

  • the present invention relates to an optical element and a stereoscopic image display device.
  • the technique of dividing light into two or more kinds of light having different polarization states from each other can be usefully used in various fields.
  • the light splitting technique may be applied to, for example, producing a stereoscopic image.
  • Stereoscopic images may be implemented using binocular parallax. For example, when two two-dimensional images are respectively input to the left and right eyes of the human, the input information is transmitted and fused to the brain so that the human feels three-dimensional perspective and realism. Can be.
  • the technology of generating stereoscopic images may be usefully used in 3D measurement, 3D TV, camera or computer graphics.
  • An object of the present invention is to provide an optical element and a stereoscopic image display device.
  • An exemplary optical element of the present invention may include a polarizer and a liquid crystal layer, and may further include an adhesive layer to which the polarizer and the liquid crystal layer are attached.
  • An exemplary stereoscopic image display device of the present invention may include the optical element.
  • An exemplary optical element of the present invention may be a light splitting element, for example, an element for dividing incident light into two or more types of light having different polarization states.
  • the optical element may be used to implement, for example, a stereoscopic image.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an exemplary optical element.
  • FIGS. 2 and 3 are schematic diagrams showing an exemplary arrangement of the first and second regions of the liquid crystal layer.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an exemplary optical axis arrangement of the first and second regions of the liquid crystal layer.
  • 5-7 is a schematic diagram which shows an exemplary optical element.
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an exemplary stereoscopic image display device.
  • FIGS. 9 and 10 are schematic diagrams showing an exemplary arrangement of the RG and LG regions.
  • LG Video signal generation area for left eye
  • RG video signal generation area for right eye
  • An exemplary optical element may include a polarizer and a liquid crystal layer, and may further include an adhesive layer to which the polarizer and the liquid crystal layer are attached.
  • the term optical element may refer to any kind of optical instrument, optical component or optical device or the like that exhibits one or more optically intended functions.
  • the optical element may mean that the sheet or film has a form.
  • the optical element may be, for example, an element that divides incident light into two or more kinds of light having different polarization states. Such a device may be used, for example, to implement a stereoscopic image.
  • the adhesive layer may include an active energy ray curable adhesive composition including a radical polymerizable compound in a cured state.
  • curing may refer to a process of expressing adhesiveness or tackiness of the composition through physical or chemical action or reaction of components included in the composition.
  • active energy ray hardening type can mean the composition of the type in which the said hardening is guide
  • active energy rays microwaves, infrared rays (IR), ultraviolet rays (UV), X-rays and gamma rays, as well as alpha-particle beams, proton beams, Particle beams such as neutron beams or electron beams can be included, and typically ultraviolet or electron beams can be used.
  • an acrylamide type compound can be illustrated as a compound containing a radically polymerizable functional group.
  • radically polymerizable functional group may mean a functional group capable of participating in a polymerization or crosslinking reaction by free radicals, and such polymerization or crosslinking reaction may be induced by, for example, irradiation of active energy rays.
  • Examples of the acrylamide-based radically polymerizable compound include compounds represented by the following general formula (1).
  • R 1 and R 2 are each independently hydrogen, an alkyl group, or a hydroxyalkyl group, or R 1 and R 2 are connected to form a heterocyclic structure including nitrogen, and R 3 is hydrogen or an alkyl group.
  • alkyl group may mean an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms.
  • the alkyl group may be linear, branched, or cyclic, and may be unsubstituted or substituted by one or more substituents.
  • an alkyl group, an alkoxy group, an alkenyl group, an epoxy group, an oxo group, an oxetanyl group, a thiol group, a cyano group, a carboxyl group, acryloyl group, a methacryloyl group, Acryloyloxy group, methacryloyloxy group or an aryl group may be exemplified, but is not limited thereto.
  • R 1 and R 2 may be each independently hydrogen, an alkyl group, or a hydroxyalkyl group, and in some cases, may be connected to each other to form a heterocyclic structure including nitrogen.
  • heterocyclic structure may mean a cyclic compound including at least two or more different atoms as ring constituent atoms, unless otherwise specified.
  • the heterocyclic structure may include, for example, 3 to 20, 3 to 16, 3 to 12, or 3, including nitrogen of Formula 1, to which R 1 and R 2 are linked. It may contain from 8 to 8 ring constituent atoms. Examples of atoms that may be included in the heterocyclic structure in addition to the nitrogen may include carbon, oxygen, or sulfur, and additional nitrogen atoms other than the nitrogen of Formula 1 to which the R 1 and R 2 are connected as long as the heterocyclic structure is formed. It may also include.
  • the heterocyclic structure may not include an unsaturated bond such as a carbon carbon double bond, may include one or more as necessary, and may be optionally substituted by one or more substituents.
  • Amides and the like can be exemplified, but are not limited thereto.
  • the adhesive composition may further comprise a radically polymerizable compound comprising a heterocyclic acetal structure.
  • heterocyclic acetal structure may mean a heterocyclic structure including a structure in which two oxygen atoms are bonded to one same carbon atom by a single bond. That is, the compound may be a compound including a functional group including a heterocyclic acetal structure and the radical polymerizable functional group at the same time.
  • the compound may, for example, serve as a diluent for adjusting the viscosity of the composition, and also has a phase retardation layer, specifically, the adhesive strength between the layer comprising the reactive mesogen compound in a polymerized form and an adhesive layer. Can play a role in improving
  • the heterocyclic acetal structure may include 4 to 20, 4 to 16, 4 to 12, or 4 to 8 ring constituent atoms, and may be optionally substituted by one or more substituents. have.
  • the radically polymerizable compound may include a monovalent moiety derived from the compound of Formula 2 or 3 together with the radical polymerizable functional group.
  • R 4 and R 5 in Formula 2 or 3 each independently represent a hydrogen or an alkyl group
  • Q, P, R and T are each independently a carbon atom or an oxygen atom
  • two of Q, P, R and T are It is an oxygen atom
  • a and B respectively independently represent a C1-C5 alkylene group or an alkylidene group.
  • the alkylene group or alkylidene group may be optionally substituted with one or more substituents.
  • R 6 represents hydrogen or an alkyl group
  • R 7 is an alkyl group substituted with a monovalent residue or the monovalent residue derived from the structure of Formula 2 or 3 above.
  • (2-ethyl-2-methyl-1,3-dioxolan-4yl) methyl acrylate ((2-ethyl-2-methyl-1,3-dioxolane-4 -yl) methyl acylate), (2-isobutyl-2-methyl-1,3-dioxolan-4-yl) methylacrylate ((2-isobutyl-2-methyl-1,3-dioxolane-4- yl) methyl acylate) or (1,4-dioxaspiro [4,5] dec-2-yl) methyl acrylate ((1,4-dioxaspiro [4,5] dec-2-yl) methyl acylate)
  • This may be illustrated, but is not limited thereto.
  • the radically polymerizable compound including a heterocyclic acetal structure may be, for example, 0.5 part by weight to 40 parts by weight, 3 parts by weight to 20 parts by weight, or 5 parts by weight to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the acrylamide compound. May be included as a percentage of wealth.
  • the unit "parts by weight” means a ratio of the weight between each component.
  • the adhesive composition may also further comprise a radical polymerizable oligomer.
  • radical oligomer is a compound in which two or more monomers are polymerized or bonded, and may be used as a generic term for a compound having a radical polymerizable functional group.
  • urethane acrylate As a radically polymerizable oligomer, what is called a photoreactive oligomer, urethane acrylate, polyester acrylate, polyether acrylate, epoxy acrylate, etc. can be used, Preferably urethane acrylate can be used, It is not limited to this.
  • the radical polymerizable oligomer may be included, for example, in an amount of 1 part by weight to 40 parts by weight, preferably 1 part by weight to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the acrylamide compound. In this weight ratio, the effect of addition can be maximized.
  • the adhesive composition may further include a compound represented by the following formula (5).
  • R 8 represents hydrogen or an alkyl group
  • L represents an alkylene group or an alkylidene group
  • M represents a single bond
  • W represents an aryl group
  • p represents a number of 0 to 3. Indicates.
  • single bond refers to a case in which a separate atom is not present in a portion represented by M, and L and W are directly connected.
  • alkylene group or alkylidene group is an alkylene group or alkylidene having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms or 1 to 4 carbon atoms, unless otherwise specified. Can mean a group.
  • the alkylene group or alkylidene group may be linear, branched, or cyclic, and may be unsubstituted or substituted by one or more substituents.
  • aryl group in the present specification may refer to a monovalent moiety derived from a compound or derivative thereof including benzene or a structure including two or more benzenes condensed or bonded, unless otherwise specified.
  • the aryl group may be, for example, an aryl group having 6 to 22 carbon atoms, preferably 6 to 16 carbon atoms, more preferably 6 to 13 carbon atoms, and for example, a phenyl group, a phenylethyl group, a phenylpropyl group, and a benzyl group. , Tolyl group, xylyl group (xylyl group) or naphthyl group and the like.
  • p in Chemical Formula 5 may be preferably 0 or 1.
  • the compound of Formula 5 may be included, for example, in an amount of 5 parts by weight to 40 parts by weight or 10 parts by weight to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the acrylamide compound. In this weight ratio, the effect of addition can be maximized.
  • the adhesive composition may further include a compound represented by the following formula (6).
  • R 9 represents hydrogen or an alkyl group
  • R 10 represents a monovalent alicyclic hydrocarbon group
  • the monovalent alicyclic hydrocarbon group refers to a monovalent moiety derived from a compound other than an aromatic compound or a derivative of the compound as a compound having a carbon atom bonded in a ring shape.
  • the alicyclic hydrocarbon group may be an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, preferably 5 to 15 carbon atoms, and more preferably 8 to 12 carbon atoms.
  • an isobornyl group, a cyclohexyl group, a nord group A bonanyl group (norbornanyl), norbornenyl (norbornenyl), dicyclopentadienyl group, ethynylcyclohexane group, ethynylcyclohexene group or ethynyl decahydronaphthalene group and the like may be included, preferably isobornyl group May be, but is not limited thereto.
  • isobornyl acrylate may be used, but is not limited thereto.
  • the compound of Chemical Formula 6 may be included, for example, in an amount of 5 parts by weight to 30 parts by weight or 10 parts by weight to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the acrylamide compound. In this weight ratio, the effect of addition can be maximized.
  • the adhesive composition may further include a compound having a hydroxy group as the radical polymerizable compound.
  • the radically polymerizable compound may be a compound including a hydroxy group and a radical polymerizable functional group at the same time.
  • R 1 represents hydrogen or an alkyl group
  • a and B each independently represents an alkylene group or an alkylidene group
  • n represents a number from 0 to 5.
  • N in the general formula (1) may be more preferably 0 to 3, even more preferably 0 to 2.
  • 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 6-hydroxyhexyl (meth) acrylate , 8-hydroxyoctyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethylene glycol (meth) acrylate or 2-hydroxypropylene glycol (meth) acrylate and the like can be exemplified, but is not limited thereto.
  • the radically polymerizable compound having a hydroxy group in the adhesive composition may be included, for example, in an amount of 10 parts by weight to 80 parts by weight or 20 parts by weight to 60 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the acrylamide compound.
  • the adhesive composition may further comprise a radical initiator.
  • a radical initiator for example, radical photoinitiators can be used.
  • an initiator such as a benzoin compound, a hydroxyketone compound, an amino ketone compound or a phosphine oxide compound can be used, and preferably a phosphine oxide compound can be used.
  • benzoin benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin n-butyl ether, benzoin isobutyl ether, acetophenone, dimethylanino acetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2-diethoxy-2-phenylacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropane-1one, 1-hydroxycyclohexylphenyl Ketone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-propane-1-one, 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl-2- (hydroxy-2-propyl Ketone, benzophenone, p-phenylbenzophenone, 4,4'-diethylaminobenzophenone, dichlorobenzophenone, 2-methylanthraquinone, 2-ethylanth
  • the photoinitiator may be included in an amount of 0.1 part by weight to 10 parts by weight or 1 part by weight to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the acrylamide compound, and in this range induces effective polymerization or crosslinking, Deterioration of physical properties can be prevented.
  • the adhesive composition may further include one or more known additives such as a cationically polymerizable compound, a cationic initiator, a photosensitizer, a plasticizer, a silane coupling agent, and the like, in addition to the above components.
  • the adhesive layer can be formed by curing the adhesive composition.
  • the adhesive composition can be cured, for example, by irradiating active energy rays so that the polymerization reaction can be initiated.
  • the light source for irradiating the active energy ray is not particularly limited, but a light source capable of irradiating an active energy ray having a luminescence distribution at a wavelength of 400 nm or less is preferable, and is a low pressure, medium pressure, high pressure or ultra high pressure mercury lamp, chemical lamp, black light lamp. Microwave-excited mercury lamps or metal halide lamps may be exemplified.
  • the irradiation intensity of the active energy ray is determined depending on the composition of the composition, and is not particularly limited, but it is preferable that the irradiation intensity of the wavelength range effective for activation of the initiator is 0.1 mW / cm 2 to 6,000 mW / cm 2 . If irradiation intensity is 0.1 mW / cm ⁇ 2> or more, reaction time will not become too long, and if it is 6000 mW / cm ⁇ 2> or less, yellowing or deterioration by the heat radiated
  • the irradiation time is controlled in accordance with the composition to be cured, and is not particularly limited, but is preferably set so that the accumulated light amount represented by the product of the irradiation intensity and the irradiation time is 10 mJ / cm 2 to 10,000 mJ / cm 2 . If the amount of accumulated light is 10 mJ / cm 2 or more, the amount of active species derived from the initiator can be sufficiently maintained to advance the curing reaction more reliably. If it is 10,000 mJ / cm 2 or less, the irradiation time is not too long. , Good productivity can be maintained.
  • the adhesive may have a glass transition temperature of 40 ° C. or more, 50 ° C. or more, 60 ° C. or more, 70 ° C. or more, 80 ° C. or more, or 90 ° C. or more.
  • the adhesive may also be up to 6 ⁇ m, up to 5 ⁇ m, or up to 4 ⁇ m. At such a thickness, the adhesion with the liquid crystal layer and the durability of the phase retardation characteristic of the liquid crystal layer can be properly maintained.
  • the lower limit of the thickness of the adhesive may be, for example, 0.1 ⁇ m, 0.3 ⁇ m, or 0.5 ⁇ m.
  • the optical element includes a polarizer attached to the adhesive layer and a liquid crystal layer.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an exemplary optical element 1, and shows the example in which the polarizer 12, the adhesive bond layer 11, and the liquid crystal layer 13 are formed in order.
  • the kind of polarizer contained in an optical element is not specifically limited.
  • the polarizer for example, conventional kinds such as polyvinyl alcohol polarizers which are uniaxially or biaxially stretched and in which iodine or dichroic dyes are adsorbed and oriented can be used.
  • a polyvinyl alcohol resin of a polarizer a gelled polyvinylacetate resin can be illustrated, for example.
  • the polyvinylacetate resin a homopolymer of vinyl acetate or a copolymer of vinyl acetate and other comonomers can be used.
  • Examples of other comonomers include unsaturated carboxylic acids, olefins, vinyl ethers, unsaturated sulfonic acids, acrylamides having an ammonium group, and the like.
  • the degree of gelation of the polyvinyl alcohol resin is usually about 85 mol% to 100 mol%, preferably 98 mol% or more.
  • the polyvinyl alcohol resin may be further modified. For example, polyvinyl formal or polyvinyl acetal modified with aldehydes may be used.
  • the liquid crystal layer may have a difference in refractive index in the in-plane slow axis direction and in-plane fast axis direction in a range of 0.05 to 0.2, 0.07 to 0.2, 0.09 to 0.2, or 0.1 to 0.2.
  • the refractive index in the in-plane slow axis direction refers to the refractive index in the direction showing the highest refractive index in the plane of the liquid crystal layer, and the refractive index in the fast axis direction indicates the difference in the refractive index in the direction showing the lowest refractive index on the plane of the liquid crystal layer. Can mean.
  • the fast axis and the slow axis are formed in a direction perpendicular to each other.
  • Each of the refractive indices may be a refractive index measured for light having a wavelength of 550 nm or 589 nm.
  • the liquid crystal layer may also have a thickness of about 0.5 ⁇ m to 2.0 ⁇ m or about 0.5 ⁇ m to 1.5 ⁇ m.
  • the liquid crystal layer having the relationship and thickness of the refractive index may implement a phase delay characteristic suitable for the application to be applied.
  • the liquid crystal layer having a relationship between the refractive index and the thickness may be suitable for an optical element for splitting light.
  • the liquid crystal layer may also satisfy the condition of the following general formula (1).
  • X is a percentage of the absolute value of the change amount of the phase difference value of the liquid crystal layer after leaving the optical element at 80 ° C. for 100 hours or 250 hours at an initial phase difference value of the liquid crystal layer.
  • X may be calculated as, for example, "100 x (
  • R 0 is the initial phase difference value of the liquid crystal layer of the optical element
  • R 1 means the phase difference value of the liquid crystal layer after leaving the optical element at 80 ° C. for 100 hours or 250 hours.
  • X may preferably be 7% or less, 6% or less or 5% or less.
  • the amount of change in the phase difference value can be measured by the method given in the following Examples.
  • the liquid crystal layer satisfying the above conditions can be implemented using, for example, a liquid crystal layer having the following composition.
  • the liquid crystal layer may include a polyfunctional polymerizable liquid crystal compound and a monofunctional polymerizable liquid crystal compound in a polymerized form.
  • polyfunctional polymerizable liquid crystal compound may include a mesogen skeleton and the like, and may refer to a compound including two or more polymerizable functional groups.
  • the multifunctional polymerizable liquid crystal compound has 2 to 10, 2 to 8, 2 to 6, 2 to 5, 2 to 4, 2 to 3 polymerizable functional groups Dogs or two.
  • the term "monofunctional polymerizable liquid crystal compound” shows a liquid crystal including mesogenic skeleton etc., and can mean the compound containing one polymerizable functional group.
  • liquid crystal compound contained in a polymerized form in the liquid crystal layer may mean a state in which the liquid crystal compound is polymerized to form a liquid crystal polymer in the liquid crystal layer.
  • the liquid crystal layer contains a polyfunctional and monofunctional polymerizable compound in a polymerized form, it is possible to impart better phase retardation characteristics to the liquid crystal layer, and the implemented phase retardation characteristics, for example, optical axis and phase retardation of the liquid crystal layer.
  • the numerical value can be kept stable even in harsh conditions.
  • the multifunctional or monofunctional polymerizable liquid crystal compound may be a compound represented by the following Formula 8.
  • A is a single bond, -COO- or -OCO-
  • R 1 to R 10 are each independently hydrogen, halogen, alkyl group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group, cyano group, nitro group, -OQP or Substituent of Formula 2, wherein at least one of R 1 to R 10 is -OQP or a substituent of Formula 9, two adjacent substituents of R 1 to R 5 or two adjacent substituents of R 6 to R 10 Connected to each other to form a benzene substituted with -OQP, wherein Q is an alkylene group or an alkylidene group, and P is an alkenyl group, epoxy group, cyano group, carboxyl group, acryloyl group, methacryloyl group, acrylo It is a polymerizable functional group, such as a oxy group or a methacryloyl oxy group.
  • B is a single bond, -COO- or -OCO-, and R 11 to R 15 are each independently hydrogen, halogen, alkyl, alkoxy, alkoxycarbonyl, cyano, nitro or -OQP.
  • At least one of R 11 to R 15 is -OQP, or two adjacent substituents of R 11 to R 15 are connected to each other to form a benzene substituted with -OQP, wherein Q is an alkylene group or an alkylidene group , P is a polymerizable functional group such as alkenyl group, epoxy group, cyano group, carboxyl group, acryloyl group, methacryloyl group, acryloyloxy group or methacryloyloxy group.
  • adjacent two substituents may be linked to each other to form a benzene substituted with -OQP, which may mean that two adjacent substituents are linked to each other to form a naphthalene skeleton substituted with -OQP as a whole. have.
  • single bond refers to a case where a separate atom is not present at a portion represented by A or B.
  • A is a single bond in Formula 1
  • benzene on both sides of A may be directly connected to form a biphenyl structure.
  • the alkyl group is a straight or branched chain alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms or 1 to 4 carbon atoms, or 3 to 20, 3 to 16 carbon atoms or 4 carbon atoms. It may mean a cycloalkyl group of 12 to.
  • the alkyl group may be optionally substituted with one or more substituents.
  • alkoxy group may mean an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms.
  • the alkoxy group may be linear, branched or cyclic.
  • the alkoxy group may be optionally substituted with one or more substituents.
  • an alkenyl group in the present specification may mean an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, 2 to 16 carbon atoms, 2 to 12 carbon atoms, 2 to 8 carbon atoms, or 2 to 4 carbon atoms, unless otherwise specified.
  • the alkenyl group may be linear, branched or cyclic.
  • the alkenyl group may be optionally substituted with one or more substituents.
  • P is preferably acryloyl group, methacryloyl group, acryloyloxy group or methacryloyloxy group, more preferably acryloyloxy group or methacryloyloxy group, More preferably, it may be an acryloyloxy group.
  • an alkyl group, an alkoxy group, an alkenyl group, an epoxy group, an oxo group, an oxetanyl group, a thiol group, a cyano group, a carboxyl group, acryloyl group, a methacryloyl group, Acryloyloxy group, methacryloyloxy group or an aryl group may be exemplified, but is not limited thereto.
  • At least one of -OQP or a residue of Formula 2, which may be present in Formulas 8 and 9, may be, for example, present at a position of R 3 , R 8, or R 13 .
  • it may be preferably R 3 and R 4 or R 12 and R 13 to be connected to each other to form a benzene substituted with -OQP.
  • substituents other than -OQP or residues of the formula (2) or substituents other than those linked to each other to form benzene in the compound of the formula (1) or the formula (2) are hydrogen, halogen, straight chain of 1 to 4 carbon atoms Or an alkoxycarbonyl group including a branched alkyl group, a straight or branched alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 to 12 carbon atoms, a cyano group, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a cyano group or a nitro group, Preferably an alkoxycarbonyl group comprising chlorine, a straight or branched chain alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a straight or branched chain alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, or It may be a
  • the liquid crystal layer is a monofunctional polymerizable liquid crystal compound, more than 0 parts by weight to 100 parts by weight, 1 part by weight to 90 parts by weight, 1 part by weight to 80 parts by weight, 1 part by weight relative to 100 parts by weight of the polyfunctional polymerizable liquid crystal compound.
  • To 70 parts by weight 1 to 60 parts by weight, 1 to 50 parts by weight, 1 to 30 parts by weight or 1 to 20 parts by weight.
  • the mixing effect of the multifunctional and monofunctional polymerizable liquid crystal compound may be maximized, and the liquid crystal layer may exhibit excellent adhesiveness with the adhesive layer.
  • the unit weight part may mean a ratio of weight.
  • the polyfunctional and monofunctional polymerizable liquid crystal compound may be polymerized in a horizontally oriented state.
  • horizontal alignment means that the optical axis of the liquid crystal layer containing the polymerized liquid crystal compound is about 0 degrees to about 25 degrees, about 0 degrees to about 15 degrees, and about 0 degrees to about 10 with respect to the plane of the liquid crystal layer. Also, it may mean a case having an inclination angle of about 0 degrees to about 5 degrees or about 0 degrees.
  • optical axis may mean a fast axis or a slow axis when incident light passes through a corresponding area.
  • the optical element may be an element that divides incident light into two or more kinds of light having different polarization states.
  • Such a device may be used, for example, to implement a stereoscopic image.
  • the liquid crystal layer may include first and second regions having different phase delay characteristics from each other.
  • the phase delay characteristics of the first region and the second region are different from each other, wherein the first and second regions are the same as or different from each other in a state in which both the first and second regions have a phase delay characteristic. It may include a case where the optical axis is formed in the direction and the phase delay values are also different from each other, and the case where the optical axes are formed in different directions while having the same phase delay value.
  • the difference in phase delay characteristics of the first and second regions means that any one of the first and second regions is a region having phase delay characteristics, and the other region is optically isotropic without phase delay characteristics. The case may also be included.
  • Examples of such a case include a form in which the liquid crystal layer includes both the region in which the liquid crystal layer is formed and the region in which the liquid crystal layer is not formed.
  • the phase delay characteristics of the first or second region may be controlled by adjusting, for example, the alignment state of the liquid crystal compound, the refractive index relationship of the liquid crystal layer, or the thickness of the liquid crystal layer.
  • first region A and the second region B are alternately disposed adjacent to each other while having a stripe shape extending in a common direction as shown in FIG. 2, or FIG. 3. As shown in Fig. 1 may be arranged alternately adjacent to each other in a grid pattern.
  • any one of the first and second regions may be a left eye image signal polarization adjusting region (hereinafter referred to as an "LC region”),
  • the other region may be a right eye image signal polarization adjusting region (hereinafter, may be referred to as an “RC region”).
  • the two or more kinds of light having different polarization states, divided by the liquid crystal layer including the first and second regions include two kinds of linearly polarized light having directions substantially perpendicular to each other. Or, may include left circularly polarized light and right circularly polarized light.
  • each of the above means substantially vertical, horizontal, orthogonal or parallel, unless otherwise specified, for example , Error including manufacturing error or variation.
  • each of the above may include an error within about ⁇ 15 degrees, preferably an error within about ⁇ 10 degrees, more preferably an error within about ⁇ 5 degrees.
  • any one of the first and second regions is a region which is transmitted as it is without rotating the polarization axis of the incident light, and the other region is orthogonal to the polarization axis of the light transmitted through the other region. It may be a region that can be transmitted by rotating in the direction.
  • the region including the polymerizable liquid crystal compound in a polymerized form in the liquid crystal layer may be formed in only one of the first and second regions.
  • the region in which the liquid crystal layer is not formed may be an empty space, or a resin layer or a resin film or sheet having glass or optical isotropy may be formed.
  • one of the first and second regions may be a region capable of converting incident light into left circularly polarized light and transmitting the light, and another region may be an region capable of converting incident light into right circularly polarized light and transmitting the light.
  • the first and second regions are regions having optical axes formed in different directions while exhibiting the same phase retardation values, or one region is a region capable of delaying incident light by a quarter wavelength of the wavelength.
  • the other area may be an area capable of retarding incident light by 3/4 wavelength of the wavelength.
  • the first and second regions have a phase retardation value equal to each other, for example, a value capable of retarding incident light by a quarter wavelength of the wavelength, and formed in different directions from each other. It may be an area having an optical axis. The angle formed by the optical axes formed in different directions as described above may be vertical, for example.
  • first and second regions are regions having optical axes formed in different directions
  • a line bisecting an angle formed by the optical axes of the first and second regions is formed to be perpendicular or horizontal to the absorption axis of the polarizer. It is preferable that it is done.
  • FIG. 4 is an exemplary view for explaining the arrangement of the optical axes when the first and second regions A and B in the example of FIG. 2 or 3 are regions having optical axes formed in different directions from each other.
  • a line that bisects the angle formed by the optical axes of the first and second regions A and B may mean a line that bisects the angle of ( ⁇ 1 + ⁇ 2).
  • the bisector may be formed in a direction parallel to the boundary line L of the first and second regions A and B.
  • the angle formed by the optical axes of the first and second regions, that is, ( ⁇ 1 + ⁇ 2) may be, for example, 90 degrees.
  • the optical element may further include a base layer formed on the side opposite to the adhesive layer side of the liquid crystal layer.
  • the substrate layer may be a substrate layer on which a liquid crystal layer is formed.
  • the base material layer may have a single layer or a multilayer structure.
  • the liquid crystal layer may be attached to the polarizer by the adhesive.
  • FIG. 5 is a diagram exemplarily showing an optical element 5 that further includes a base layer 51.
  • a glass base material layer or a plastic base material layer can be used, for example.
  • the plastic base layer include cellulose resins such as triacetyl cellulose (TAC) or diacetyl cellulose (DAC); Cyclo olefin polymers (COPs) such as norbornene derivatives; Acrylic resins such as poly (methyl methacrylate); polyolefin (PC); polyolefins such as polyethylene (PE) or polypropylene (PP); polyvinyl alcohol (PVA); poly ether sulfone (PES); polyetheretherketon (PEEK); Polyetherimide (PEN), polyestermaphthatlate (PEN), polyester such as polyethylene terephtalate (PET), polyimide (PI), polysulfone (PSF), or a fluorine resin or the like may be exemplified.
  • TAC triacetyl cellulose
  • DAC diacetyl cellulose
  • COPs Cyclo olefin polymers
  • the substrate layer for example, the plastic substrate layer, may have a lower refractive index than the liquid crystal layer.
  • the refractive index of the exemplary substrate layer is in the range of about 1.33 to about 1.53.
  • the base layer has a lower refractive index than the liquid crystal layer, for example, it is advantageous to improve luminance, prevent reflection, and improve contrast characteristics.
  • the plastic base layer may be optically isotropic or anisotropic.
  • the base layer is optically anisotropic in the above, it is preferable that the optical axis of the base layer is disposed so as to be perpendicular or horizontal to a line bisecting the angle formed by the optical axes of the first and second regions.
  • the substrate layer may include a sunscreen or a UV absorber.
  • a sunscreen or absorbent When the sunscreen or absorbent is included in the base layer, deterioration of the liquid crystal layer due to ultraviolet rays or the like can be prevented.
  • a salicylic acid ester compound, a benzophenone compound, an oxybenzophenone compound, a benzotriazol compound, a cyanoacrylate compound or a benzoate Organics such as (benzoate) compounds or the like or inorganic materials such as zinc oxide or nickel complex salts may be exemplified.
  • the content of the sunscreen or absorbent in the substrate layer is not particularly limited and may be appropriately selected in consideration of the desired effect.
  • the sunscreen or absorbent may be included in the manufacturing process of the plastic base layer in an amount of about 0.1 wt% to 25 wt% based on the weight ratio of the main material of the base layer.
  • the thickness of the substrate layer is not particularly limited and may be appropriately adjusted according to the intended use.
  • the base material layer may have a single layer or a multilayer structure.
  • An exemplary optical element may further include an alignment layer existing between the base layer and the liquid crystal layer.
  • the alignment layer may be a layer that serves to orient the liquid crystal compound in the process of forming the optical element.
  • a conventional alignment layer known in the art for example, a photo alignment layer or a rubbing alignment layer may be used.
  • the alignment layer is an arbitrary configuration, and in some cases, it is possible to impart orientation without the alignment layer by rubbing or stretching the substrate layer directly.
  • the optical element may further include a protective layer attached to the upper portion of the polarizer.
  • FIG. 6 is a diagram exemplarily showing an optical element 6 further including a protective layer 61 attached to an upper portion of the polarizer 12.
  • the protective layer may include, for example, a cellulose resin film such as a triacetyl cellulose (TAC) film; Polyester films such as PET (poly (ethylene terephthalate)) film and the like; Polycarbonate film; Polyethersulfone films; It may be an acrylic film or a polyolefin-based film such as polyethylene, polypropylene, or a cyclic olefin resin film, or the like, or a resin layer that is hardened to form a hard layer, but is not limited thereto.
  • TAC triacetyl cellulose
  • Polyester films such as PET (poly (ethylene terephthalate)) film and the like
  • Polycarbonate film polycarbonate film
  • Polyethersulfone films It may be an acrylic film or
  • the optical element may further include a phase retardation layer disposed on one surface of the polarizer.
  • the phase delay layer may be a quarter wave phase delay layer or a half wave phase delay layer.
  • the term quarter or half wavelength phase retardation layer may refer to a phase retardation element capable of retarding incident light by one quarter or one half of that wavelength.
  • the optical device having such a structure may be applied to an OLED (Organic Light Emitting Diode) to be useful as a device for implementing a light splitting function and an anti-reflection function.
  • the phase retardation layer for example, a liquid crystal layer formed by polymerizing a polymer film or a polymerizable liquid crystal compound provided with birefringence by a stretching step or the like can be used.
  • the optical element may further include a pressure-sensitive adhesive layer formed on one surface of the polarizer.
  • the pressure-sensitive adhesive layer may be, for example, a pressure-sensitive adhesive layer for attaching the optical element to an optical device, for example, a liquid crystal panel of a liquid crystal display device or a video display element of a stereoscopic image display device.
  • FIG. 7 is the figure which shows the optical element 7 in which the adhesive layer 71 was formed on the polarizer 12 by way of example.
  • the pressure-sensitive adhesive layer may have a storage modulus of at least 0.02 MPa, at least 0.03 MPa, at least 0.04 MPa, at least 0.05 MPa, at least 0.06 MPa, at least 0.07 MPa, at least 0.08 MPa, at least 0.08 MPa, or at least 0.09 MPa at 25 ° C.
  • the upper limit of the storage elastic modulus of the pressure-sensitive adhesive is not particularly limited.
  • the storage modulus may be 0.25 MPa or less, 0.2 MPa or less, 0.16 MPa or less, 0.1 MPa or less, or 0.08 MPa or less.
  • the optical element When the pressure-sensitive adhesive layer exhibits the storage elastic modulus, the optical element exhibits excellent durability, and thus, for example, the phase retardation characteristic of the phase retardation layer can be stably maintained for a long time and under severe conditions, thereby exhibiting stable light splitting characteristics. In addition, side effects such as light leakage may be prevented in the optical device to which the optical element is applied. In addition, the hardness characteristics of the optical element are improved, and excellent resistance to external pressure, scratches, and the like can be exhibited, and reworkability can be appropriately maintained.
  • the pressure-sensitive adhesive layer may have a thickness of 25 ⁇ m or less, 20 ⁇ m or less, or 18 ⁇ m or less.
  • the durability, hardness characteristics and reworkability may be further improved.
  • the pressure-sensitive adhesive layer may include an acrylic pressure sensitive adhesive, a silicone pressure sensitive adhesive, an epoxy pressure sensitive adhesive or a rubber pressure sensitive adhesive.
  • the said adhesive can be formed by hardening
  • thermosetting component and the active energy ray curable component may refer to components in which such curing is induced by application of appropriate heat or irradiation of active energy rays, respectively.
  • the pressure-sensitive adhesive layer formed of the pressure-sensitive adhesive composition containing a thermosetting component may include an acrylic polymer crosslinked by a multifunctional crosslinking agent.
  • the acrylic polymer crosslinked by the polyfunctional crosslinking agent for example, an acrylic polymer having a weight average molecular weight of 500,000 or more can be used.
  • the weight average molecular weight is a conversion value with respect to standard polystyrene measured by Gel Permeation Chromatograph (GPC).
  • GPC Gel Permeation Chromatograph
  • the term "molecular weight” means a "weight average molecular weight.”
  • the molecular weight of a polymer is made into 500,000 or more, and the adhesive layer which has the outstanding durability under severe conditions can be formed.
  • the upper limit of the molecular weight is not particularly limited, and for example, in consideration of durability and coating property of the composition, it can be adjusted in the range of 2.5 million or less.
  • the acrylic polymer may be a polymer including a (meth) acrylic acid ester monomer and a crosslinkable monomer as a polymer unit.
  • alkyl (meth) acrylate can be used, and alkyl (meth) having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms in consideration of the cohesion force, glass transition temperature, or tackiness of the pressure-sensitive adhesive.
  • Acrylate can be used.
  • Such monomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) Acrylate, sec-butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, 2-ethylbutyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, isooctyl (Meth) acrylate, isononyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, tetradecyl (meth) acrylate, and the like can be exemplified, and one or more of the above can be used.
  • the polymer may also further comprise crosslinkable monomers as polymerized units.
  • the polymer may include, for example, 80 parts by weight to 99.9 parts by weight of the (meth) acrylic acid ester monomer and 0.1 parts by weight to 20 parts by weight of the crosslinkable monomer as a polymerized unit.
  • crosslinkable monomer means a monomer that can be copolymerized with other monomers forming an acrylic polymer and can provide a crosslinkable functional group to the polymer after copolymerization. The said crosslinkable functional group can react with the polyfunctional crosslinking agent mentioned later, and can form a crosslinked structure.
  • crosslinkable functional group nitrogen containing functional groups, such as a hydroxyl group, a carboxyl group, an epoxy group, an isocyanate group, or an amino group, etc. can be illustrated, for example.
  • the copolymerizable monomer which can provide such a crosslinkable functional group at the time of manufacture of an adhesive resin is known variously.
  • crosslinkable monomer 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 6-hydroxyhexyl (meth Hydroxy group-containing monomers such as) acrylate, 8-hydroxyoctyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethylene glycol (meth) acrylate or 2-hydroxypropylene glycol (meth) acrylate; (Meth) acrylic acid, 2- (meth) acryloyloxy acetic acid, 3- (meth) acryloyloxy propyl acid, 4- (meth) acryloyloxy butyl acid, acrylic acid duplex, itaconic acid, maleic acid and Carboxyl group-containing monomers such as maleic anhydride or nitrogen-containing monomers such as (meth) acrylamide, N-vinyl pyrrolidone or N-vinyl caprolactam, and the like can be exemplified, and one or more
  • Nitrogen containing monomers such as (meth) acrylonitrile, (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, or N-butoxy methyl (meth) acrylamide; Styrene-based monomers such as styrene or methyl styrene; Glycidyl (meth) acrylate; Or carboxylic acid vinyl esters such as vinyl acetate, and the like.
  • Nitrogen containing monomers such as (meth) acrylonitrile, (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, or N-butoxy methyl (meth) acrylamide
  • Styrene-based monomers such as styrene or methyl styrene
  • Glycidyl (meth) acrylate or carboxylic acid vinyl esters such as vinyl acetate, and the like.
  • Such additional monomers may be adjusted in the range of 20 parts by weight or less relative to the other monomers in total weight ratio.
  • Acrylic polymers are prepared by applying a mixture of monomers selected and blended as necessary to each component described above in a polymerization mode such as solution polymerization, photopolymerization, bulk polymerization, suspension polymerization or emulsion polymerization. can do.
  • a polymerization mode such as solution polymerization, photopolymerization, bulk polymerization, suspension polymerization or emulsion polymerization. can do.
  • thermosetting crosslinking agents such as an isocyanate crosslinking agent, an epoxy crosslinking agent, an aziridine crosslinking agent, and a metal chelate crosslinking agent
  • polyfunctional isocyanate compounds such as tolylene diisocyanate, xylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isoborone diisocyanate, tetramethylxylene diisocyanate or naphthalene diisocyanate, or the The compound etc.
  • Epoxy crosslinkers include ethylene glycol diglycidyl ether, triglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, N, N, N ', N'-tetraglycidyl ethylenediamine and glycerin diglycidyl ether
  • N, N'-toluene-2,4-bis (1-aziridinecarboxamide), N, N'-diphenylmethane-4,4 At least one selected from the group consisting of '-bis (1-aziridinecarboxamide), triethylene melamine, bisisoprotaloyl-1- (2-methylaziridine) and tri-1-aziridinylphosphineoxide
  • the metal chelate crosslinkers include ethylene glycol diglycidyl ether, triglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, N, N, N ', N'-tetraglycidy
  • the multifunctional crosslinking agent is included in the pressure-sensitive adhesive composition including the thermosetting component or the pressure-sensitive adhesive layer formed of the composition, for example, in an amount of 0.01 to 10 parts by weight or 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic polymer. There may be.
  • the ratio of the crosslinking agent may be changed depending on the physical properties such as the desired elastic modulus, the inclusion of other crosslinked structures in the pressure-sensitive adhesive layer, and the like.
  • the pressure-sensitive adhesive layer formed of the pressure-sensitive adhesive composition containing the active energy ray curable component may include a crosslinked structure of the polymerized active energy ray polymerizable compound.
  • the pressure-sensitive adhesive layer may be, for example, a functional group capable of participating in a polymerization reaction by irradiation of an active energy ray, for example, an alkenyl group, acryloyl group, methacryloyl group, acryloyloxy group, methacryloyloxy group, or the like.
  • Examples of the compound having a functional group capable of participating in the polymerization reaction by irradiation of the active energy ray a functional group such as acryloyl group, methacryloyl group, acryloyloxy group or methacryloyloxy group in the side chain of the acrylic polymer A polymer introduced with;
  • active energy ray-curable oligomers such as urethane acrylates, epoxy acrylates, polyester acrylates or polyether acrylates, or polyfunctional acrylates described below can be exemplified.
  • the pressure-sensitive adhesive layer formed of the pressure-sensitive adhesive composition comprising a thermosetting component and an active energy ray curable component may simultaneously include a crosslinked structure comprising an acrylic polymer crosslinked with the multifunctional crosslinking agent and a crosslinked structure of the polymerized active energy ray polymerizable compound. Can be.
  • Such an adhesive layer is an adhesive containing what is called an interpenetrating polymer network (hereinafter, "IPN").
  • IPN interpenetrating polymer network
  • the term “IPN” may refer to a state in which at least two crosslinked structures are present in the pressure-sensitive adhesive layer, and in one example, the crosslinked structures may be entangled with each other, or linked or penetrating. May be present.
  • the pressure-sensitive adhesive layer contains an IPN, an optical element having excellent durability under severe conditions and excellent in workability or suppression of light leakage or crosstalk can be realized.
  • thermosetting component in the pressure-sensitive adhesive layer containing IPN, as the multifunctional crosslinking agent and the acrylic polymer of the crosslinked structure embodied by the acrylic polymer crosslinked by the multifunctional crosslinking agent, for example, the above-described thermosetting component may be described in the section of the pressure-sensitive adhesive composition comprising the thermosetting component. Ingredients can be used.
  • the active energy ray-polymerizable compound of the crosslinked structure of the polymerized active energy ray-polymerizable compound may also be used.
  • the active energy ray polymerizable compound may be a multifunctional acrylate.
  • the polyfunctional acrylate any compound having two or more (meth) acryloyl groups can be used without limitation.
  • Ring structures included in the polyfunctional acrylate include carbocyclic structures or heterocyclic structures; Or any of a monocyclic or polycyclic structure.
  • Examples of the polyfunctional acrylate including a ring structure include monomers having isocyanurate structures such as tris (meth) acryloxy ethyl isocyanurate and isocyanate-modified urethane (meth) acrylates (ex. Isocyanate monomers and trimethylol).
  • Hexafunctional acrylates such as propane tri (meth) acrylate reactants) and the like can be exemplified, but is not limited thereto.
  • the active energy ray-polymerizable compound forming the crosslinked structure in the pressure-sensitive adhesive layer containing IPN may be included in an amount of 5 parts by weight to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic polymer, for example. Therefore, it can be changed.
  • the pressure-sensitive adhesive layer may include various additives known in the art, in addition to the aforementioned components.
  • the pressure-sensitive adhesive layer further includes at least one additive selected from the group consisting of a silane coupling agent, a tackifying resin, an epoxy resin, a curing agent, an ultraviolet stabilizer, an antioxidant, a colorant, a reinforcing agent, a filler, an antifoaming agent, a surfactant, and a plasticizer. can do.
  • the pressure-sensitive adhesive layer may be, for example, a method of applying and curing the pressure-sensitive adhesive composition prepared by blending the above-described components by means such as a bar coater or a comma coater.
  • the method of curing the pressure-sensitive adhesive composition is not particularly limited, for example, to maintain the composition at an appropriate temperature so that the crosslinking reaction of the acrylic polymer and the polyfunctional crosslinking agent and the polymerization of the active energy ray-curable compound is possible. It can harden
  • the irradiation of the active energy ray may be performed using, for example, a high-pressure mercury lamp, an electrodeless lamp, a xenon lamp, or the like, and the conditions such as the wavelength and the amount of light of the active energy ray to be irradiated may be the active energy.
  • the polymerization of the precurable compound may be selected in a range within which it can be appropriately performed.
  • the pressure-sensitive adhesive layer has a storage modulus at 25 ° C. of 0.02 MPa or more, 0.05 MPa or more, or more than 0.08 MPa, or more than 0.08 MPa, 0.25 MPa or less, 0.09 MPa to 0.2 MPa or 0.09 MPa to It may be a pressure-sensitive adhesive layer of 0.16 MPa.
  • Such an adhesive layer may be, for example, an adhesive layer including the IPN.
  • the pressure-sensitive adhesive layer may be a pressure-sensitive adhesive layer having a storage modulus at 25 ° C. of 0.02 MPa to 0.08 MPa or 0.04 MPa to 0.08 MPa.
  • Such an adhesive may be an adhesive layer including a crosslinked structure of the thermosetting component.
  • the present invention also relates to a method for producing an optical element.
  • An exemplary optical device manufacturing method may include attaching the liquid crystal layer and the polarizer using the adhesive.
  • liquid crystal layer for example, an alignment film is formed on a base material layer, the coating layer of the liquid crystal composition containing the said polymeric liquid crystal compound is formed on the said alignment film, and it polymerizes in the state which orientated the said liquid crystal composition, and liquid-crystal It can be prepared by forming a layer.
  • the alignment film may be formed by forming a polymer film such as polyimide on the substrate layer and rubbing the coating, coating a photo-alignment compound, and performing alignment treatment through irradiation of linearly polarized light.
  • a polymer film such as polyimide
  • various methods of forming an alignment film are known in consideration of a desired alignment pattern, for example, the patterns of the first and second regions.
  • the coating layer of the liquid crystal composition can be formed by coating the composition on the alignment film of the base layer in a known manner.
  • the liquid crystal layer may be formed by aligning the polymer according to the alignment pattern of the alignment film existing under the coating layer and then polymerizing the same.
  • the method of attaching the liquid crystal layer and the polarizer is also not particularly limited.
  • the above-described adhesive composition is coated on one surface of a liquid crystal layer or polarizer, and the liquid crystal layer and the polarizer are laminated through the coating layer to cure the adhesive composition, or a dropping method using the adhesive composition.
  • a dropping method using the adhesive composition.
  • Curing of the adhesive composition in the above for example, in consideration of the components contained in the composition may be carried out by irradiating an active energy ray of a suitable intensity with an appropriate amount of light.
  • the manufacturing method may further include forming an additional layer such as the protective layer or a quarter-wave phase retardation layer in addition to the above process, and the specific manner of performing the above process is not particularly limited.
  • the present invention also relates to a stereoscopic image display device.
  • An exemplary stereoscopic image display device may include the optical element described above.
  • the display device further includes a display element capable of generating a left eye image signal (hereinafter referred to as an L signal) and a right eye image signal (hereinafter referred to as an R signal), wherein the optical element is configured as the display element.
  • the L signal and the R signal generated by may be disposed to pass through the polarizer first and then enter the liquid crystal layer.
  • first and second regions having different phase retardation characteristics may be formed in the liquid crystal layer, and any one of the first and second regions may transmit the L signal, and One region may be arranged to transmit the R signal.
  • the R and L signals may be arranged to be emitted from the display device to transmit the polarizer of the optical device first, and then to be incident on the respective areas of the liquid crystal layer.
  • the stereoscopic image display device includes the optical element as a light splitting element, various methods known in the art may be applied and manufactured.
  • FIG. 8 illustrates, as one exemplary apparatus, an apparatus by which an observer may wear a polarized glasses and observe a stereoscopic image.
  • the apparatus 8 may include, for example, a light source 81, a polarizing plate 82, the display element 83, and the optical element 84 sequentially.
  • the light source 81 for example, a direct type or edge type backlight commonly used in a liquid crystal display (LCD) or the like may be used.
  • LCD liquid crystal display
  • the display element 83 may be a transmissive liquid crystal display panel including a plurality of unit pixels arranged in a row and / or column direction. One or more pixels may be combined to form a right eye image signal generation region (hereinafter referred to as RG region) for generating an R signal and a left eye image signal generation region (hereinafter referred to as LG region) for generating an L signal. .
  • RG region right eye image signal generation region
  • LG region left eye image signal generation region
  • the RG and LG regions may be alternately disposed adjacent to each other while having a stripe shape extending in a common direction as shown in FIG. 9, or alternately disposed adjacent to each other while forming a lattice pattern as illustrated in FIG. 10.
  • the first and second regions are LC or RC regions, respectively, and the R signal transmitted from the RG region is considered to be a polarizer 841 in consideration of the arrangement of the RG and LG regions.
  • the L signal may be disposed to be incident to the RC region through the polarizer, and the L signal may be incident to the LC region through the polarizer 841.
  • the display element 83 is, for example, a first transparent substrate, a pixel electrode, a first alignment film, a liquid crystal layer, a second alignment film, a common electrode, a color filter, a second transparent substrate, and the like, which are sequentially disposed from the light source 81 side. It may be a liquid crystal panel comprising a.
  • the polarizing plate 82 may be attached to the light incident side of the panel, that is, the light source 81, and the optical element 84 may be attached to the opposite side of the panel.
  • the polarizer included in the polarizing plate 82 and the polarizer 841 included in the optical element 84 may be disposed such that, for example, both absorption axes form a predetermined angle, for example, 90 degrees. As a result, the light emitted from the light source 81 can be transmitted or blocked through the display element 83.
  • unpolarized light from the light source 81 of the display device 8 may be emitted to the polarizing plate 82 side.
  • the polarizer 82 light having a polarization axis in a direction parallel to the light transmission axis of the polarizer of the polarizer 82 may pass through the polarizer 82 and enter the display element 83.
  • Light incident on the display element 83 and transmitted through the RG region becomes an R signal
  • light transmitted through the LG region becomes an L signal and is incident on the polarizer 841 of the optical element 84.
  • the light transmitted through the LC region and the light transmitted through the RC region are respectively emitted in different polarization states.
  • the R and L signals having different polarization states may be incident on the right and left eyes of the observer wearing polarized glasses, and thus the observer may observe a stereoscopic image.
  • optical device will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the scope of the optical device is not limited to the following examples.
  • the base material, the alignment layer, the liquid crystal layer, the adhesive layer, and the optical device which were prepared in Examples and Comparative Examples, were peeled at a peeling angle of 90 degrees and a peeling speed of 300 m / min with respect to the optical element in which the polarizer was sequentially formed.
  • the adhesive force was evaluated by evaluating the peeling force of the said polarizer with respect to a layer.
  • the peeling experiment was performed by cutting the manufactured optical element to have a width of 20 mm and a length of 100 mm. Evaluation criteria are as follows.
  • optical elements manufactured in Examples and Comparative Examples were cut to have a length of 10 cm in width and length, and then attached to the glass substrate via an adhesive layer. Thereafter, the optical element was left at ⁇ 40 ° C. for 1 hour, and 100 cycles were repeated, with 1 cycle being left at 80 ° C. for 1 hour. Thereafter, the appearance of the optical element was visually observed to determine whether there was no deformation, and O was defined as the case where no deformation occurred, and X when the deformation such as cracks occurred.
  • the durability of the liquid crystal layer was evaluated by measuring the rate of change of the retardation value generated after the endurance test for the archeological elements manufactured in Examples and Comparative Examples. Specifically, the optical element is cut to have a length of 10 cm in length and width, and then attached to the glass substrate through an adhesive layer, and left at 100 ° C. for 100 hours or 250 hours at 80 ° C. The amount of reduction of the phase difference value after standing in comparison with the phase difference value of the liquid crystal layer before being left is described below in terms of percentage. In the above, the retardation value was measured at a wavelength of 550 nm according to the manufacturer's manual using Axomatrix Axoscan.
  • the criteria at the time of durability evaluation are as follows.
  • the crosstalk rate at the time of observing the stereoscopic image may be defined as a ratio of luminance in a dark state and a bright stat.
  • the crosstalk rate is measured in the following manner. An optical element is used to construct a stereoscopic image display device as shown in FIG. Thereafter, the polarizing glasses for stereoscopic image observation are placed at the normal observation point of the stereoscopic image display apparatus.
  • the observation point when the observer observes a stereoscopic image, the observation point is a distance that is 3/2 times the length of the horizontal direction of the stereoscopic image display device from the center of the stereoscopic image display device.
  • the horizontal length of the stereoscopic image display device may be a horizontal length based on the observer, for example, a horizontal length of the image display device when a viewer observes a stereoscopic image. .
  • a luminance meter (equipment name: SR-UL2 Spectrometer) is disposed on the back of the left and right eye lenses of the polarizing glasses, and the luminance in each case Measure The luminance measured at the back of the left eye lens is the brightness of the bright state, and the luminance measured at the back of the lens of the right eye is the brightness of the dark state.
  • the ratio of the luminance of the dark state to the luminance of the bright state [luminance in the dark state] / [luminance in the bright state]) can be obtained as a percentage, and this can be defined as the crosstalk rate (Y). have.
  • the crosstalk rate may also be measured in the same manner as described above, and may be measured by obtaining luminance in a light and dark state while the stereoscopic image display device is outputting an R signal.
  • the brightness measured at the back of the left eye lens is the brightness of the dark state
  • the brightness measured at the back of the right eye lens is the brightness of the bright state. have.
  • the measurement of the horizontal or vertical length of the optical device was performed using the premium 600C and IView Pro programs of Intec IMS Inc., which are three-dimensional measuring instruments.
  • the thickness measurement was measured by using a spectral reflectometer, which is a device that can evaluate the characteristics of the thin film using the interference phenomenon or the phase difference of the light between the reflected light on the surface of the thin film and the light reflected at the lower interface.
  • Adhesive composition (D) by mixing 60 parts by weight of N-hydroxyethyl acrylamide and 40 parts by weight of 2-hydroxyethyl acrylate and further adding 5 parts by weight of a radical initiator (CGI 819) to 100 parts by weight of solids of the mixture. was prepared.
  • CGI 819 a radical initiator
  • An adhesive composition (E) was prepared by further combining 5 parts by weight of a radical initiator (CGI 819) with respect to 100 parts by weight of 2-hydroxyethyl acrylate.
  • CGI 819 a radical initiator
  • the composition for forming a photo-alignment film was coated so that the thickness after drying was about 1,000 mm 3, and dried in an oven at 80 ° C. for 2 minutes.
  • a photoinitiator Igacure 907
  • the dried photo-alignment film-forming composition was subjected to alignment treatment according to the method disclosed in Korean Patent Application No. 2010-0009723 to form a photo-alignment film including first and second alignment regions oriented in different directions.
  • a pattern mask having a light transmitting portion and a light blocking portion having a width of about 450 ⁇ m and a light blocking portion alternately formed up and down and left and right are positioned on the dried composition, and different from each other on the pattern mask.
  • the polarizing plate in which two regions which transmit polarization were formed was located.
  • ultraviolet rays 300 mW / cm 2
  • the alignment treatment was performed by irradiation for about 30 seconds.
  • a liquid crystal layer was formed on the alignment layer subjected to the alignment treatment.
  • the liquid crystal composition comprising 70 parts by weight of the polyfunctional polymerizable liquid crystal compound represented by the following general formula (A) and 30 parts by weight of the monofunctional polymerizable liquid crystal compound represented by the following general formula (B), comprising an appropriate amount of photoinitiator:
  • the lower alignment layer is aligned in accordance with the alignment, and then irradiated with ultraviolet (300 mW / cm 2 ) for about 10 seconds to cross-link and polymerize the liquid crystal, so that the alignment of the lower photo alignment layer Therefore, the liquid crystal layer in which the 1st and 2nd area
  • the difference between the refractive index in the slow axis direction and the fast axis direction in the liquid crystal layer was about 0.125.
  • a liquid crystal layer was manufactured in the same manner as in Preparation Example 7, except that the weight ratio of the polyfunctional polymerizable liquid crystal compound and the monofunctional polymerizable liquid crystal compound included in the liquid crystal composition was adjusted as shown in Table 1 below.
  • An optical device was manufactured in the following manner. First, the structure of the polarizing plate including a polyvinyl alcohol-based polarizer in which a transparent protective film is formed on one surface of the liquid crystal layer in a structure prepared in Preparation Example 6, that is, a TAC substrate, an alignment layer, and a liquid crystal layer (A) are sequentially formed. It adhere
  • the polarizer is laminated thereon, and the ultraviolet ray, which is the UV A region, is irradiated onto the transparent protective film surface (500 mJ / cm 2 ) to form an adhesive layer, and a polarizer and a liquid crystal layer were attached. Thereafter, a conventional acrylic pressure-sensitive adhesive layer was formed on one surface of the transparent protective film of the polarizer to prepare an optical device.
  • the optical element was the same as in Example 1 except that the type of the liquid crystal layer and the adhesive composition and the thickness of the adhesive layer formed were changed to be as shown in Table 2 below, and ultraviolet irradiation conditions were adjusted to sufficiently cure the adhesive composition.
  • Table 2 ultraviolet irradiation conditions
  • the type of the liquid crystal layer and the adhesive composition, and the thickness of the adhesive layer to be formed to change as shown in Table 3, and the optical element as in Example 1 except that the ultraviolet irradiation conditions were adjusted to sufficiently cure the adhesive composition was prepared.
  • Test Example 1 Evaluation of light splitting characteristics according to refractive index relation and thickness of liquid crystal layer
  • the phase retardation layer is formed in the same manner as in Preparation Example 6, but after the liquid crystal layer is formed, the thickness of the liquid crystal mixture is adjusted by adjusting the composition of the liquid crystal mixture so that the difference in refractive index is 0.03 in the slow axis direction and the fast axis direction.
  • a liquid crystal layer having 0.3 ⁇ m, 1 ⁇ m and 2.5 ⁇ m was formed, respectively, to prepare a phase delay layer.
  • a phase retardation layer was manufactured in the same manner using the same liquid crystal compound as Preparation Example 6, but a phase retardation layer was prepared by forming a liquid crystal layer having a thickness of about 0.3 ⁇ m and 2.5 ⁇ m, respectively.
  • a phase retardation layer was formed in the same manner as in Preparation Example 6, but after the liquid crystal layer was formed, the composition of the liquid crystal mixture was adjusted so that the difference in refractive index was 0.22 in the slow axis direction and the fast axis direction, so that the thickness was about 0.3 ⁇ m, 1
  • a phase retardation layer was prepared by forming liquid crystal layers having a thickness of 2.5 m and 2.5 m, respectively. Thereafter, an optical device was fabricated in the same manner as in Example 1 using the prepared phase retardation layer, and the cross talk rate when the stereoscopic image was observed using the optical device and the optical device of Example 1 was evaluated. It is shown in Table 6 below.

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Abstract

본 발명은 광학 소자 및 입체 영상 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명의 예시적인 광학 소자는, 광분할 소자, 예를 들면, 입사되는 광을 서로 편광 상태가 상이한 2종류 이상의 광으로 분할하는 소자일 수 있다. 상기 광학 소자는, 예를 들면, 입체 영상을 구현하는 것에 사용될 수 있다.

Description

광학 소자
본 발명은, 광학 소자 및 입체 영상 표시 장치에 관한 것이다.
광을 서로 편광 상태가 상이한 2종류 이상의 광으로 분할하는 기술은 다양한 분야에서 유용하게 사용될 수 있다.
상기 광 분할 기술은, 예를 들면, 입체 영상의 제작에 적용될 수 있다. 입체 영상은 양안 시차를 이용하여 구현할 수 있다. 예를 들어, 두 개의 2차원 영상을 인간의 좌안과 우안에 각각 입력하면, 입력된 정보가 뇌로 전달 및 융합되어 인간은 3차원적인 원근감과 실제감을 느끼게 되는데, 이러한 과정에서 상기 광 분할 기술은 사용될 수 있다.
입체 영상의 생성 기술은 3차원 계측, 3D TV, 카메라 또는 컴퓨터 그래픽 등에서 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명은, 광학 소자 및 입체 영상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 예시적인 광학 소자는, 편광자와 액정층을 포함하고, 또한 상기 편광자와 액정층을 부착시키고 있는 접착제층을 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적인 입체 영상 표시 장치는 상기 광학 소자를 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적인 광학 소자는, 광분할 소자, 예를 들면, 입사되는 광을 서로 편광 상태가 상이한 2종류 이상의 광으로 분할하는 소자일 수 있다. 상기 광학 소자는, 예를 들면, 입체 영상을 구현하는 것에 사용될 수 있다.
도 1은, 예시적인 광학 소자를 나타내는 모식도이다.
도 2 및 3은 액정층의 제 1 및 제 2 영역의 예시적인 배치를 나타내는 모식적인 도면이다.
도 4는, 액정층의 제 1 및 제 2 영역의 예시적인 광축의 배치를 나타내는 모식적인 도면이다.
도 5 내지 7은, 예시적인 광학 소자를 나타내는 모식도이다.
도 8은, 예시적인 입체 영상 표시 장치를 나타내는 모식도이다.
도 9 및 10은, RG 및 LG 영역의 예시적인 배치를 나타내는 모식적인 도면이다.
<부호의 설명>
1, 5, 6, 7, 84: 광학 소자
11: 접착제층
12, 841: 편광자
13, 842: 액정층
51: 기재층
61: 보호층
71: 점착제층
A: 액정층의 제 1 영역
B: 액정층의 제 2 영역
8: 입체 영상 표시 장치
81: 광원
82: 편광판
83: 표시 소자
84: 광학 소자
L: 액정층의 제 1 및 제 2 영역의 경계선
LG: 좌안용 영상 신호 생성 영역
RG: 우안용 영상 신호 생성 영역
본 발명은 광학 소자에 관한 것이다. 예시적인 광학 소자는, 편광자와 액정층을 포함하고, 또한 상기 편광자와 액정층을 부착시키고 있는 접착제층을 포함할 수 있다.
하나의 예시에서 용어 광학 소자는, 광학적으로 의도된 하나 이상의 기능을 나타내는 모든 종류의 광학 기기, 광학 부품 또는 광학 장치 등을 의미할 수 있다. 또한, 하나의 예시에서 상기 광학 소자는, 시트 또는 필름의 형태를 가지는 것을 의미할 수 있다. 상기 광학 소자는, 예를 들면, 입사되는 광을 서로 편광 상태가 상이한 2종류 이상의 광으로 분할하는 소자일 수 있다. 이러한 소자는 예를 들면, 입체 영상을 구현하기 위하여 사용할 수 있다.
상기 접착제층은 라디칼 중합성 화합물을 포함하는 활성 에너지선 경화형 접착제 조성물을 경화된 상태로 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어 「경화」는, 조성물에 포함되어 있는 성분의 물리적 또는 화학적 작용 내지는 반응을 통하여 상기 조성물이 접착성 또는 점착성을 발현하는 과정을 의미할 수 있다. 또한, 상기에서 「활성 에너지선 경화형」은, 상기 경화가 활성 에너지선의 조사에 의해 유도되는 유형의 조성물을 의미할 수 있다. 상기에서 「활성 에너지선」의 범주에는 마이크로파(microwaves), 적외선(IR), 자외선(UV), X선 및 감마선은 물론, 알파-입자선(alpha-particle beam), 프로톤빔(proton beam), 뉴트론빔(neutron beam) 또는 전자선(electron beam)과 같은 입자빔이 포함될 수 있고, 통상적으로는 자외선 또는 전자선 등이 사용될 수 있다.
라디칼 중합성 화합물로는, 라디칼 중합성 관능기를 포함하는 화합물로서, 아크릴아미드계 화합물이 예시될 수 있다. 용어 「라디칼 중합성 관능기」는, 자유 라디칼에 의한 중합 또는 가교 반응에 참여할 수 있는 관능기를 의미할 수 있고, 이러한 중합 또는 가교 반응은, 예를 들면, 활성 에너지선의 조사에 의해 유도될 수 있다.
아크릴아미드계 라디칼 중합성 화합물로는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이 예시될 수 있다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2011008595-appb-I000001
상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 알킬기 또는 히드록시알킬기이거나, R1 및 R2가 연결되어 질소를 포함하는 헤테로고리 구조를 형성하고, R3는 수소 또는 알킬기이다.
본 명세서에서 용어 알킬기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 의미할 수 있다. 상기 알킬기는, 직쇄상, 분지쇄상 또는 고리상일 수 있고, 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있거나, 또는 비치환된 상태일 수 있다.
본 명세서에서 특정 관능기에 치환되어 있을 수 있는 치환기로는, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 에폭시기, 옥소기, 옥세타닐기, 티올기, 시아노기, 카복실기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기 또는 아릴기 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 알킬기 또는 히드록시알킬기일 수도 있고, 경우에 따라서는 서로 연결되어 질소를 포함하는 헤테로고리 구조를 형성할 수도 있다.
본 명세서에서 용어 헤테로고리 구조는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 적어도 2개 이상의 서로 상이한 원자를 고리 구성 원자로 포함하는 고리형 화합물을 의미할 수 있다. 화학식 1의 경우, 헤테로고리 구조는, 예를 들면, R1 및 R2가 연결되어 있는 상기 화학식 1의 질소를 포함하여 3개 내지 20개, 3개 내지 16개, 3개 내지 12개 또는 3개 내지 8개의 고리 구성 원자를 포함할 수 있다. 상기 질소 이외에 상기 헤테로고리 구조에 포함될 수 있는 원자로는, 탄소, 산소 또는 황이 예시될 수 있고, 헤테로고리 구조를 형성하는 한 상기 R1 및 R2가 연결되어 있는 화학식 1의 질소 외에 추가적인 질소 원자를 포함할 수도 있다. 상기 헤테로고리 구조는 탄소 탄소 이중 결합과 같은 불포화 결합을 포함하지 않을 수도 있고, 필요에 따라서 1개 이상 포함할 수도 있으며, 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.
화학식 1의 화합물로는, (메타)아크릴아미드, N-알킬 아크릴아미드, N-히드록시알킬 (메타)아크릴아미드, N-아크릴로일 몰포린, N-메틸올아크릴아미드 또는 N-이소프로필아크릴아미드 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 접착제 조성물은, 또한 헤테로고리형 아세탈 구조를 포함하는 라디칼 중합성 화합물을 추가로 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어 헤테로고리형 아세탈 구조는, 2개의 산소 원자가 단일 결합에 의해 하나의 동일한 탄소 원자에 결합되어 있는 구조를 포함하는 헤테로고리 구조를 의미할 수 있다. 즉, 상기 화합물은, 헤테로고리형 아세탈 구조를 포함하는 관능기 및 상기 라디칼 중합성 관능기를 동시에 포함하는 화합물일 수 있다. 상기 화합물은, 예를 들면, 조성물의 점도를 조절하기 위한 희석제로서의 역할을 할 수 있고, 또한 위상 지연층, 구체적으로는 상기 반응성 메소겐 화합물을 중합된 형태로 포함하는 층과 접착제층과의 접착력을 향상시키는 역할을 할 수 있다.
상기 헤테로고리형 아세탈 구조는 4개 내지 20개, 4개 내지 16개, 4개 내지 12개 또는 4개 내지 8개의 고리 구성 원자를 포함할 수 있고, 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.
헤테로고리형 아세탈 구조로는 하기 화학식 2 또는 3으로 표시되는 구조가 예시될 수 있다. 따라서 상기 라디칼 중합성 화합물은 하기 화학식 2 또는 3의 화합물로부터 유도되는 1가 잔기를 라디칼 중합성 관능기와 함께 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2011008595-appb-I000002
[화학식 3]
Figure PCTKR2011008595-appb-I000003
상기 화학식 2 또는 3에서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소 또는 알킬기를 나타내고, Q, P, R 및 T는 각각 독립적으로 탄소 원자 또는 산소 원자이되, Q, P, R 및 T 중 2개는 산소 원자이고, A 및 B는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기 또는 알킬리덴기를 나타낸다.
상기 화학식 3에서 알킬렌기 또는 알킬리덴기는 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.
상기 헤테로고리형 아세탈 구조를 포함하는 라디칼 중합성 화합물로는, 구체적으로는 하기 화학식 4로 표시되는 화합물이 예시될 수 있다.
[화학식 4]
Figure PCTKR2011008595-appb-I000004
상기 화학식 4에서 R6는 수소 또는 알킬기를 나타내고, R7은, 상기 화학식 2 또는 3의 구조로부터 유도되는 1가 잔기 또는 상기 1가 잔기로 치환되어 있는 알킬기이다.
상기 화학식 4로 표시되는 화합물로는, (2-에틸-2-메틸-1,3-디옥소란-4일)메틸 아크릴레이트((2-ethyl-2-methyl-1,3-dioxolane-4-yl)methyl acylate), (2-이소부틸-2-메틸-1,3-디옥소란-4-일)메틸아크릴레이트((2-isobutyl-2-methyl-1,3-dioxolane-4-yl) methyl acylate) 또는 (1,4-디옥사스피로[4,5]데크-2-일)메틸 아크릴레이트((1,4-dioxaspiro[4,5]dec-2-yl) methyl acylate) 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
헤테로고리형 아세탈 구조를 포함하는 상기 라디칼 중합성 화합물은, 예를 들면, 상기 아크릴아미드계 화합물 100 중량부 대비 0.5 중량부 내지 40 중량부, 3 중량부 내지 20 중량부 또는 5 중량부 내지 10 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 본 명세서에서 단위 「중량부」는 각 성분간의 중량의 비율을 의미한다. 접착제 조성물의 성분의 비율을 상기와 같이 조절하여, 경화 효율 및 경화된 후의 물성이 우수한 접착제 조성물을 제공할 수 있다.
접착제 조성물은, 또한 라디칼 중합성 올리고머를 추가로 포함할 수 있다. 용어 「라디칼 올리고머」는, 두 개 이상의 단량체가 중합 또는 결합된 형태의 화합물로서, 라디칼 중합성 관능기를 가지는 화합물을 총칭하는 의미로 사용될 수 있다.
라디칼 중합성 올리고머로는, 소위 광반응성 올리고머로 호칭되는 것으로서, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트 또는 에폭시 아크릴레이트 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는 우레탄 아크릴레이트를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
접착제 조성물에서 상기 라디칼 중합성 올리고머는, 예를 들면, 상기 아크릴아미드계 화합물 100 중량부 대비 1 중량부 내지 40 중량부, 바람직하게는 1 중량부 내지 20 중량부로 포함될 수 있다. 이러한 중량 비율에서 첨가 효과를 극대화할 수 있다.
접착제 조성물은 또한 하기 화학식 5로 표시되는 화합물을 추가로 포함할 수 있다.
[화학식 5]
Figure PCTKR2011008595-appb-I000005
상기 화학식 5에서 R8은 수소 또는 알킬기를 나타내고, L은 알킬렌기 또는 알킬리덴기를 나타내며, M는 단일 결합, 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고, W는 아릴기를 나타내며, p는 0 내지 3의 수를 나타낸다.
상기 화학식 5에서 용어 「단일 결합」은, M으로 표시된 부분에 별도의 원자가 존재하지 않는 경우로서, L과 W가 직접 연결되어 있는 경우를 의미한다.
또한, 본 명세서에서 용어 알킬렌기 또는 알킬리덴기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기 또는 알킬리덴기를 의미할 수 있다. 상기 알킬렌기 또는 알킬리덴기는, 직쇄상, 분지쇄상 또는 고리상일 수 있고, 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있거나, 또는 비치환된 상태일 수 있다.
또한, 본 명세서에서 용어 아릴기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 벤젠을 포함하거나 또는 2개 이상의 벤젠이 축합되거나 결합되어 있는 구조를 포함하는 화합물 또는 그 유도체로부터 유래하는 1가 잔기를 의미할 수 있다. 상기 아릴기는, 예를 들면, 탄소수 6 내지 22, 바람직하게는 탄소수 6 내지 16, 보다 바람직하게는 탄소수 6 내지 13의 아릴기일 수 있으며, 예를 들면, 페닐기, 페닐에틸기, 페닐프로필기, 벤질기, 톨릴기, 크실릴기(xylyl group) 또는 나프틸기 등일 수 있다.
또한, 상기 화학식 5에서 p는 바람직하게는 0 또는 1일 수 있다.
화학식 5의 화합물로는, 페녹시 에틸 (메타)아크릴레이트, 벤질 (메타)아크릴레이트, 2-페닐티오-1-에틸 (메타)아크릴레이트, 6-(4,6-디브로모-2-이소프로필 페녹시)-1-헥실 (메타)아크릴레이트, 6-(4,6-디브로모-2-sec-부틸 페녹시)-1-헥실 (메타) 아크레이트, 2,6-디브로모-4-노닐페닐 (메타)아크릴레이트, 2,6-디브로모-4-도데실 페닐 (메타)아크릴레이트, 2-(1-나프틸옥시)-1-에틸 (메타)아크릴레이트, 2-(2-나프틸옥 시)-1-에틸 (메타)아크릴레이트, 6-(1-나프틸옥시)-1-헥실 (메타)아크릴레이트, 6-(2-나프틸옥시)-1-헥실 (메타)아크릴레이트, 8-(1-나프틸옥시)-1-옥틸 (메타)아크릴레이트 및 8-(2-나프틸옥시)-1-옥틸 (메타)아크릴레이트 등이 예시될 수 있고, 통상적으로는 페녹시 에틸 (메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트 2-페닐티오-1-에틸 아크릴레이트, 8-(2-나프틸옥시)-1-옥틸 아크릴레이트 및 2-(1-나프틸옥시)-에틸 아크릴레이트, 바람직하게는 페녹시 에틸 (메타)아크릴레레이트 및 벤질 (메타)아크릴레이트 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
접착제 조성물에서 상기 화학식 5의 화합물은, 예를 들면, 상기 아크릴아미드계 화합물 100 중량부 대비 5 중량부 내지 40 중량부 또는 10 중량부 내지 30 중량부로 포함될 수 있다. 이러한 중량 비율에서 첨가 효과를 극대화할 수 있다.
상기 접착제 조성물은 또한 하기 화학식 6으로 표시되는 화합물을 추가로 포함할 수 있다.
[화학식 6]
Figure PCTKR2011008595-appb-I000006
상기 화학식 6에서 R9은 수소 또는 알킬기를 나타내고, R10은 1가의 지환식 탄화수소기(monovalent alicyclic hydrocarbon group)를 나타낸다.
상기 화학식 6에서 1가의 지환식 탄화수소기는, 탄소 원자가 고리 모양으로 결합하고 있는 화합물로서 방향족 화합물이 아닌 화합물 또는 그 화합물의 유도체로부터 유래하는 1가의 잔기를 의미한다. 상기 지환식 탄화수소기는 탄소수 3 내지 20, 바람직하게는 탄소수 5 내지 15, 보다 람직하게는 탄소수 8 내지 12의 지환식 탄화수소기일 수 있고, 예를 들면, 이소보르닐기(isobornyl), 시클로헥실기, 노르보나닐기(norbornanyl), 노르보네닐기(norbornenyl), 디시클로펜타디에닐기, 에티닐시클로헥산기, 에티닐시클로헥센기 또는 에티닐데카히드로나프탈렌기 등이 포함될 수 있으며, 바람직하게는 이소보르닐기일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
화학식 6의 화합물로는, 예를 들면, 이소보르닐 아크릴레이트를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
접착제 조성물에서 상기 화학식 6의 화합물은, 예를 들면, 상기 아크릴아미드계 화합물 100 중량부 대비 5 중량부 내지 30 중량부 또는 10 중량부 내지 20 중량부로 포함될 수 있다. 이러한 중량 비율에서 첨가 효과를 극대화할 수 있다.
상기 접착제 조성물은, 라디칼 중합성 화합물로서, 히드록시기를 가지는 화합물을 추가로 포함할 수 있다. 하나의 예시에서 상기 라디칼 중합성 화합물은, 히드록시기와 라디칼 중합성 관능기를 동시에 포함하는 화합물일 수 있다.
히드록시기를 가지는 라디칼 중합성 화합물로는 하기 화학식 7로 표시되는 화합물이 예시될 수 있다.
[화학식 7]
Figure PCTKR2011008595-appb-I000007
상기 화학식 7에서 R1은, 수소 또는 알킬기를 나타내고, A 및 B는 각각 독립적으로 알킬렌기 또는 알킬리덴기(alkylidene group)를 나타내며, n은 0 내지 5의 수를 나타낸다.
상기 화학식 1에서 n은 보다 바람직하게는 0 내지 3, 더욱 바람직하게는 0 내지 2의 수일 수 있다.
화학식 1의 화합물로는, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트 또는 2-히드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
접착제 조성물에서 히드록시기를 가지는 라디칼 중합성 화합물은, 예를 들면, 상기 아크릴아미드계 화합물 100 중량부 대비 10 중량부 내지 80 중량부 또는 20 중량부 내지 60 중량부로 포함될 수 있다.
이러한 중량 비율에서 첨가 효과를 극대화할 수 있다.
접착제 조성물은, 라디칼 개시제를 추가로 포함할 수 있다. 라디칼 개시제로는, 예를 들면 라디칼 광개시제가 사용될 수 있다. 라디칼 광개시제로는, 예를 들면, 벤조인계, 히드록시케톤 화합물, 아미노케톤 화합물 또는 포스핀 옥시드 화합물 등과 같은 개시제를 사용할 수 있고, 바람직하게는 포스핀 옥시드 화합물 등을 사용할 수 있다. 광개시제로는, 보다 구체적으로는, 벤조인, 벤조인 메틸에테르, 벤조인 에틸에테르, 벤조인 이소프로필에테르, 벤조인 n-부틸에테르, 벤조인 이소부틸에테르, 아세토페논, 디메틸아니노 아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-몰포리노-프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)페닐-2-(히드록시-2-프로필)케톤, 벤조페논, p-페닐벤조페논, 4,4'-디에틸아미노벤조페논, 디클로로벤조페논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-t-부틸안트라퀴논, 2-아미노안트라퀴논, 2-메틸티오잔톤(thioxanthone), 2-에틸티오잔톤, 2-클로로티오잔톤, 2,4-디메틸티오잔톤, 2,4-디에틸티오잔톤, 벤질디메틸케탈, 아세토페논 디메틸케탈, p-디메틸아미노 안식향산 에스테르, 올리고[2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판논], 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐-포스핀옥시드 및 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀옥시드 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
접착제 조성물에서 광개시제는, 상기 아크릴아미드계 화합물 100 중량부 대비 0.1 중량부 내지 10 중량부 또는 1 중량부 내지 5 중량부로 포함될 수 있고, 이 범위에서 효과적인 중합 또는 가교를 유도하고, 반응 잔류물에 의한 물성 저하 등을 방지할 수 있다.
접착제 조성물은, 상기 성분에 추가로 필요에 따라서 양이온 중합성 화합물, 양이온 개시제, 광증감제, 가소제 또는 실란 커플링제 등과 같은 공지의 첨가제를 하나 이상 추가로 포함할 수 있다.
접착제층은, 상기 접착제 조성물을 경화시켜서 형성할 수 있다. 접착제 조성물은, 예를 들면, 중합 반응이 개시될 수 있도록 활성 에너지선을 조사하는 방식으로 경화시킬 수 있다. 활성 에너지선을 조사하는 광원은 특별히 제한되지 않으나, 파장 400 nm 이하에서 발광 분포를 가지는 활성 에너지선을 조사할 수 있는 광원이 바람직하고, 저압, 중압, 고압 또는 초고압 수은등, 케미컬 램프, 블랙 라이트 램프, 마이크로웨이브 여기 수은등 또는 메탈 할라이드 램프 등이 예시될 수 있다. 활성 에너지선의 조사 강도는, 조성물의 조성에 따라 결정되며, 특별히 제한되지 않지만, 개시제의 활성화에 유효한 파장 영역의 조사 강도가 0.1 mW/cm2 내지 6,000 mW/cm2인 것이 바람직하다. 조사 강도가 0.1 mW/cm2 이상이면, 반응 시간이 지나치게 길어지지 않고, 6000 mW/cm2 이하이면, 광원으로부터 복사되는 열과 조성물의 경화 시의 발열에 의한 황변 또는 열화를 방지할 수 있다. 조사 시간은 경화될 조성물에 따라 제어되는 것으로, 특별히 제한되지 않지만, 상기 조사 강도와 조사 시간의 곱으로 나타내는 적산 광량이 10 mJ/cm2 내지 10,000 mJ/cm2가 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 적산 광량이 10 mJ/cm2 이상이면, 개시제에서 유래하는 활성종의 양을 충분하게 유지하여 경화 반응을 보다 확실하게 진행시킬 수 있고, 10,000 mJ/cm2 이하이면, 조사 시간이 지나치게 길어지지 않아, 양호한 생산성을 유지할 수 있다.
상기 접착제는, 유리전이온도가 40℃ 이상, 50℃ 이상, 60℃ 이상, 70℃ 이상, 80℃ 이상 또는 90℃ 이상일 수 있다. 상기 유리전이온도를 가지는 접착제로 액정층과 편광자를 부착시켜서, 내구성이 우수한 광학 소자를 제공할 수 있다. 또한, 상기 접착제는 액정층의 위상 지연 특성을 안정적으로 유지시킬 수 있다.
상기 접착제는 또한 두께가 6 ㎛ 이하, 5 ㎛ 이하 또는 4 ㎛ 이하일 수 있다. 이러한 두께에서 액정층과의 접착성 및 액정층의 위상 지연 특성의 내구성이 적절하게 유지될 수 있다. 상기에서 접착제의 두께의 하한은 예를 들면, 0.1 ㎛, 0.3 ㎛ 또는 0.5 ㎛일 수 있다.
상기 광학 소자는, 상기 접착제층에 의하여 부착되어 있는 편광자 및 액정층을 포함한다. 도 1은, 예시적인 광학 소자(1)의 모식도로서, 편광자(12), 접착제층(11) 및 액정층(13)이 순차로 형성되어 있는 예를 나타낸다.
광학 소자에 포함되는 편광자의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 편광자로는, 예를 들면, 일축 또는 이축 연신되고, 요오드 또는 이색성 염료가 흡착 배향되어 있는 폴리비닐알코올 편광자 등과 같은 통상적인 종류를 사용할 수 있다. 편광자의 폴리비닐알코올 수지로는, 예를 들면, 겔화된 폴리비닐아세테이트 수지가 예시될 수 있다. 폴리비닐아세테이트 수지로는, 비닐 아세테이트의 단독 중합체 또는 비닐 아세테이트와 다른 공단량체의 공중합체가 사용될 수 있다. 다른 공단량체로는, 불포화 카르복시산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류 및 암모늄기를 가지는 아크릴아미드류 등이 예시될 수 있다. 폴리비닐알코올 수지의 겔화도는, 통상적으로 85몰% 내지 100몰% 정도이고, 바람직하게는 98몰% 이상일 수 있다. 폴리비닐알코올 수지는 추가로 변성되어 있을 수도 있으며, 예를 들면, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말 또는 폴리비닐아세탈 등도 사용될 수 있다.
상기 액정층은, 면내 지상축 방향의 굴절률과 면내 진상축 방향의 굴절률의 차이가 0.05 내지 0.2, 0.07 내지 0.2, 0.09 내지 0.2 또는 0.1 내지 0.2의 범위일 수 있다. 상기에서 면내 지상축 방향의 굴절률은, 액정층의 평면에서 가장 높은 굴절률을 나타내는 방향의 굴절률을 의미하고, 진상축 방향의 굴절률은, 액정층의 평면상에서 가장 낮은 굴절률을 나타내는 방향의 굴절률의 차이를 의미할 수 있다. 통상적으로 광학 이방성의 액정층에서 진상축과 지상축은 서로 수직한 방향으로 형성되어 있다. 상기 각각의 굴절률은, 550 nm 또는 589 nm의 파장의 광에 대하여 측정한 굴절률일 수 있다.
상기 액정층은 또한, 두께가 약 0.5㎛ 내지 2.0㎛ 또는 약 0.5㎛ 내지 1.5㎛일 수 있다.
상기 굴절률의 관계와 두께를 가지는 액정층은, 적용되는 용도에 적합한 위상 지연 특성을 구현할 수 있다. 하나의 예시에서 상기 굴절률의 관계와 두께를 가지는 액정층은, 광분할용 광학 소자에 적합할 수 있다.
상기 액정층은 또한 하기 일반식 1의 조건을 만족할 수 있다.
[일반식 1]
X < 8%
상기 일반식 1에서 X는 상기 액정층의 초기 위상차 수치 대비 상기 광학 소자를 80℃에서 100시간 또는 250 시간 동안 방치한 후의 상기 액정층의 위상차 수치의 변화량의 절대값의 백분율이다.
상기 X는 예를 들면, 「100 ×(|R0 - R1|)/R0」로 계산될 수 있다. 상기에서 R0는 상기 광학 소자의 액정층의 초기 위상차 수치이고, R1은 상기 광학 소자를 80℃에서 100시간 또는 250 시간 동안 방치한 후의 상기 액정층의 위상차 수치를 의미한다.
상기 X는 바람직하게는 7% 이하, 6% 이하 또는 5% 이하일 수 있다. 상기 위상차 수치의 변화량은 하기 실시예에서 제시된 방법으로 측정할 수 있다.
상기와 같은 조건을 만족하는 액정층은, 예를 들면, 하기와 같은 조성의 액정층을 사용하여 구현할 수 있다.
상기 액정층은, 다관능성 중합성 액정 화합물과 단관능성 중합성 액정 화합물을 중합된 형태로 포함할 수 있다.
본 명세서에서 용어 「다관능성 중합성 액정 화합물」은, 메소겐(mesogen) 골격 등을 포함하여 액정성을 나타내고, 또한 중합성 관능기를 2개 이상 포함하는 화합물을 의미할 수 있다. 하나의 예시에서 상기 다관능성 중합성 액정 화합물은 중합성 관능기를 2개 내지 10개, 2개 내지 8개, 2개 내지 6개, 2개 내지 5개, 2개 내지 4개, 2개 내지 3개 또는 2개 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 용어 「단관능성 중합성 액정 화합물」은, 메소겐 골격 등을 포함하여 액정성을 나타내고, 또한 1개의 중합성 관능기를 포함하는 화합물을 의미할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 「액정층에 중합된 형태로 포함되어 있는 액정 화합물」은 상기 액정 화합물이 중합되어 액정층 내에서 액정 고분자를 형성하고 있는 상태를 의미할 수 있다.
액정층이 다관능성 및 단관능성 중합성 화합물을 중합된 형태로 포함하면, 액정층에 보다 우수한 위상 지연 특성을 부여할 수 있고, 구현된 위상 지연 특성, 예를 들면, 액정층의 광축 및 위상 지연 수치 등이 가혹 조건에서도 안정적으로 유지될 수 있다.
하나의 예시에서 상기 다관능성 또는 단관능성 중합성 액정 화합물은, 하기 화학식 8로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 8]
Figure PCTKR2011008595-appb-I000008
상기 화학식 8에서 A는 단일 결합, -COO- 또는 -OCO-이고, R1 내지 R10은, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알콕시카보닐기, 시아노기, 니트로기, -O-Q-P 또는 하기 화학식 2의 치환기이되, R1 내지 R10 중 적어도 하나는 -O-Q-P 또는 하기 화학식 9의 치환기이거나, R1 내지 R5 중 인접하는 2개의 치환기 또는 R6 내지 R10 중 인접하는 2개의 치환기는 서로 연결되어 -O-Q-P로 치환된 벤젠을 형성하고, 상기에서 Q는 알킬렌기 또는 알킬리덴기이며, P는, 알케닐기, 에폭시기, 시아노기, 카복실기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기 등의 중합성 관능기이다.
[화학식 9]
Figure PCTKR2011008595-appb-I000009
상기 화학식 9에서 B는 단일 결합, -COO- 또는 -OCO-이고, R11 내지 R15는, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알콕시카보닐기, 시아노기, 니트로기 또는 -O-Q-P이되, R11 내지 R15 중 적어도 하나는 -O-Q-P이거나, R11 내지 R15 중 인접하는 2개의 치환기는 서로 연결되어 -O-Q-P로 치환된 벤젠을 형성하고, 상기에서 Q는 알킬렌기 또는 알킬리덴기이며, P는, 알케닐기, 에폭시기, 시아노기, 카복실기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기 등의 중합성 관능기이다.
상기 화학식 8 및 9에서 인접하는 2개의 치환기는 서로 연결되어 -O-Q-P로 치환된 벤젠을 형성한다는 것은, 인접하는 2개의 치환기가 서로 연결되어 전체적으로 -O-Q-P로 치환된 나프탈렌 골격을 형성하는 것을 의미할 수 있다.
상기 화학식 9에서 B의 좌측의 "-"은 B가 화학식 1의 벤젠에 직접 연결되어 있음을 의미할 수 있다.
상기 화학식 8 및 9에서 용어 "단일 결합"은 A 또는 B로 표시되는 부분에 별도의 원자가 존재하지 않는 경우를 의미한다. 예를 들어, 화학식 1에서 A가 단일 결합인 경우, A의 양측의 벤젠이 직접 연결되어 비페닐(biphenyl) 구조를 형성할 수 있다.
상기 화학식 8 및 9에서 할로겐으로는, 염소, 브롬 또는 요오드 등이 예시될 수 있다.
상기 화학식 9에서 알킬기는, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기 또는 탄소수 3 내지 20, 탄소수 3 내지 16 또는 탄소수 4 내지 12의 시클로알킬기를 의미할 수 있다. 상기 알킬기는 임의적으로 하나 이상의 치환기에 이해 치환될 수 있다.
본 명세서에서 용어 알콕시기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기를 의미할 수 있다. 상기 알콕시기는, 직쇄, 분지쇄 또는 고리형일 수 있다. 또한, 상기 알콕시기는 임의적으로 하나 이상의 치환기에 이해 치환될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 알케닐기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 2 내지 20, 탄소수 2 내지 16, 탄소수 2 내지 12, 탄소수 2 내지 8 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐기를 의미할 수 있다. 상기 알케닐기는, 직쇄, 분지쇄 또는 고리형일 수 있다. 또한, 상기 알케닐기는 임의적으로 하나 이상의 치환기에 이해 치환될 수 있다.
또한, 상기 화학식 8 및 9에서 P는 바람직하게는 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기이고, 보다 바람직하게는 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기이며, 더욱 바람직하게는 아크릴로일옥시기일 수 있다.
본 명세서에서 특정 관능기에 치환되어 있을 수 있는 치환기로는, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 에폭시기, 옥소기, 옥세타닐기, 티올기, 시아노기, 카복실기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기 또는 아릴기 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 화학식 8 및 9에서 적어도 하나 이상 존재할 수 있는 -O-Q-P 또는 화학식 2의 잔기는, 예를 들면, R3, R8 또는 R13의 위치에 존재할 수 있다. 또한, 서로 연결되어 -O-Q-P로 치환된 벤젠을 구성하는 것은, 바람직하게는 R3 및 R4이거나, 또는 R12 및 R13일 수 있다. 또한, 상기 화학식 1의 화합물 또는 화학식 2의 잔기에서 -O-Q-P 또는 화학식 2의 잔기 이외의 치환기 또는 서로 연결되어 벤젠을 형성하고 있는 것 외의 치환기는 예를 들면, 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄 알콕시기를 포함하는 알콕시카보닐기, 탄소수 4 내지 12의 시클로알킬기, 시아노기, 탄소수 1 내지 4의 알콕시기, 시아노기 또는 니트로기일 수 있으며, 바람직하게는 염소, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 탄소수 4 내지 12의 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 4의 알콕시기, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄 알콕시기를 포함하는 알콕시카보닐기 또는 시아노기일 수 있다.
액정층은, 단관능성 중합성 액정 화합물을 다관능성 중합성 액정 화합물을 100 중량부 대비 0 중량부 초과 100 중량부 이하, 1 중량부 내지 90 중량부, 1 중량부 내지 80 중량부, 1 중량부 내지 70 중량부, 1 중량부 내지 60 중량부, 1 중량부 내지 50 중량부, 1 중량부 내지 30 중량부 또는 1 중량부 내지 20 중량부로 포함할 수 있다.
상기 범위 내에서 다관능성 및 단관능성 중합성 액정 화합물의 혼합 효과를 극대화할 수 있으며, 또한, 상기 액정층이 상기 접착제층과 우수한 접착성을 나타내도록 할 수 있다. 본 명세서에서 특별히 달리 규정하지 않는 한, 단위 중량부는 중량의 비율을 의미할 수 있다.
상기 다관능성 및 단관능성 중합성 액정 화합물은 수평 배향된 상태로 중합되어 있을 수 있다. 본 명세서에서 용어 「수평 배향」은, 중합된 액정 화합물을 포함하는 액정층의 광축이 액정층의 평면에 대하여 약 0도 내지 약 25도, 약 0도 내지 약 15도, 약 0도 내지 약 10도, 약 0도 내지 약 5도 또는 약 0도의 경사각을 가지는 경우를 의미할 수 있다. 본 명세서에서 용어 광축은, 입사광이 해당 영역을 투과할 때의 진상축 또는 지상축을 의미할 수 있다.
하나의 예시에서 상기 광학 소자는 입사되는 광을 서로 편광 상태가 상이한 2종류 이상의 광으로 분할하는 소자일 수 있다. 이러한 소자는 예를 들면, 입체 영상을 구현하기 위하여 사용할 수 있다.
이를 위하여, 예를 들면, 상기 액정층은, 서로 상이한 위상 지연 특성을 가지는 제 1 및 제 2 영역을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 제 1 영역과 제 2 영역의 위상 지연 특성이 서로 상이하다는 것은, 제 1 및 제 2 영역이 모두 위상 지연 특성을 가지는 영역인 상태에서 상기 제 1 및 제 2 영역이 서로 동일하거나 또는 상이한 방향으로 형성되어 있는 광축을 가지고 또한 위상 지연 수치도 서로 상이한 영역인 경우 및 서로 동일한 위상 지연 수치를 가지면서 상이한 방향으로 형성되어 있는 광축을 가지는 경우가 포함될 수 있다. 다른 예시에서는 제 1 및 제 2 영역의 위상 지연 특성이 상이하다는 것은, 제 1 및 제 2 영역 중에서 어느 하나의 영역은 위상 지연 특성을 가지는 영역이고, 다른 영역은 위상 지연 특성이 없는 광학적으로 등방성인 영역인 경우도 포함될 수 있다. 이러한 경우의 예로는, 상기 액정층이 액정층이 형성되어 있는 영역과 형성되어 있지 않은 영역을 모두 포함하는 형태를 들 수 있다. 제 1 또는 제 2 영역의 위상 지연 특성은, 예를 들면, 상기 액정 화합물의 배향 상태, 액정층의 상기 굴절률 관계 또는 액정층의 두께를 조절하여 제어할 수 있다.
하나의 예시에서 상기 제 1 영역(A)과 제 2 영역(B)은, 도 2에 나타난 바와 같이 서로 공통되는 방향으로 연장하는 스트라이프 형상을 가지면서 서로 인접하여 교대로 배치되어 있거나, 또는 도 3에 나타난 바와 같이 격자 패턴으로 서로 인접하여 교대로 배치되어 있을 수 있다.
상기 광학 소자가 입체 영상을 표시하는 것에 사용되는 경우, 상기 제 1 및 제 2 영역 중에서 어느 하나의 영역은 좌안용 영상 신호 편광 조절 영역(이하, 「LC 영역」으로 호칭할 수 있다.)이고, 다른 하나의 영역은 우안용 영상 신호 편광 조절 영역(이하, 「RC 영역」으로 호칭할 수 있다.)일 수 있다.
하나의 예시에서 상기 제 1 및 제 2 영역을 포함하는 액정층에 의해서 분할되는, 서로 다른 편광 상태를 가지는 2종 이상의 광은, 실질적으로 서로 수직한 방향을 가지는 직선 편광된 2종의 광을 포함하거나, 또는 좌원 편광된 광 및 우원 편광된 광을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 각도를 정의하면서, 수직, 수평, 직교 또는 평행 등의 용어를 사용하는 경우, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 상기 각각은 실질적인 수직, 수평, 직교, 또는 평행을 의미하는 것으로, 예를 들면, 제조 오차(error) 또는 편차(variation) 등을 감안한 오차를 포함하는 것이다. 따라서, 예를 들면, 상기 각각의 경우, 약 ±15도 이내의 오차, 바람직하게는 약 ±10도 이내의 오차, 보다 바람직하게는 약 ±5도 이내의 오차를 포함할 수 있다.
하나의 예시에서 상기 제 1 및 제 2 영역 중 어느 하나의 영역은, 입사광의 편광축을 회전시키지 않고, 그대로 투과시키는 영역이며, 다른 영역은, 입사광의 편광축을 다른 영역을 투과한 광의 편광축에 대하여 직교하는 방향으로 회전시켜 투과시킬 수 있는 영역일 수 있다. 이러한 경우에는, 상기 액정층에서 중합성 액정 화합물을 중합된 형태로 포함하는 영역은, 제 1 및 제 2 영역 중에서 어느 하나의 영역에만 형성되어 있을 수 있다. 상기에서 액정층이 형성되어 있지 않은 영역은 빈 공간이거나, 유리 또는 광학적 등방성인 수지층 또는 수지 필름 또는 시트가 형성되어 있을 수 있다.
다른 예시에서 제 1 및 제 2 영역 중 어느 하나의 영역은, 입사광을 좌원 편광된 광으로 변환하여 투과시킬 수 영역이고, 다른 영역은, 입사광을 우원 편광된 광으로 변환하여 투과시킬 수 있는 영역일 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 및 제 2 영역은 서로 동일한 위상 지연 수치를 나타내면서 서로 상이한 방향으로 형성된 광축을 가지는 영역이거나, 하나의 영역은 입사되는 광을 그 파장의 1/4 파장만큼 지연시킬 수 있는 영역이고, 다른 하나의 영역은 입사되는 광을 그 파장의 3/4 파장만큼 위상 지연시킬 수 있는 영역일 수 있다.
적절한 예시에서 상기 제 1 및 제 2 영역은, 서로 동일한 위상 지연 수치, 예를 들면 입사되는 광을 그 파장의 1/4 파장만큼 위상 지연시킬 수 있는 수치를 가지고, 또한 서로 상이한 방향으로 형성되어 있는 광축을 가지는 영역일 수 있다. 상기에서 서로 상이한 방향으로 형성되어 있는 광축이 이루는 각도는 예를 들면 수직일 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 영역이 서로 상이한 방향으로 형성되어 있는 광축을 가지는 영역인 경우, 제 1 및 제 2 영역의 광축이 이루는 각도를 이등분하는 선은 상기 편광자의 흡수축과 수직 또는 수평을 이루도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.
도 4는, 도 2 또는 3의 예시의 제 1 및 제 2 영역(A, B)이 서로 상이한 방향으로 형성된 광축을 가지는 영역인 경우의 광축의 배치를 설명하기 위한 예시적인 도면이다. 도 4를 참조하면, 제 1 및 제 2 영역(A, B)의 광축이 이루는 각도를 이등분하는 선은, (Θ1+Θ2)의 각도를 이등분하는 선을 의미할 수 있다. 예를 들어, Θ1 및 Θ2가 동일한 각도라면, 상기 이등분선은, 제 1 및 제 2 영역(A, B)의 경계선(L)과 수평을 이루는 방향으로 형성될 수 있다. 또한, 상기에서 제 1 및 제 2 영역의 광축이 이루는 각도, 즉 (Θ1+Θ2)는, 예를 들면, 90도일 수 있다.
상기 광학 소자는 상기 액정층의 접착제층측과는 반대측에 형성되어 있는 기재층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 기재층은, 액정층이 형성되는 기재층일 수 있다. 기재층은, 단층 또는 다층 구조일 수 있다. 기재층이 추가로 포함되는 경우, 상기 액정층이 상기 접착제에 의하여 편광자와 부착되어 있을 수 있다. 도 5는, 기재층(51)을 추가로 포함하는 광학 소자(5)를 예시적으로 나타낸 도면이다.
기재층으로는, 예를 들면, 글래스 기재층 또는 플라스틱 기재층을 사용할 수 있다. 플라스틱 기재층으로는, TAC(triacetyl cellulose) 또는 DAC(diacetyl cellulose) 등과 같은 셀룰로오스 수지; 노르보르넨 유도체 등의 COP(cyclo olefin polymer); PMMA(poly(methyl methacrylate) 등의 아크릴 수지; PC(polycarbonate); PE(polyethylene) 또는 PP(polypropylene) 등의 폴리올레핀; PVA(polyvinyl alcohol); PES(poly ether sulfone); PEEK(polyetheretherketon); PEI(polyetherimide); PEN(polyethylenemaphthatlate); PET(polyethyleneterephtalate) 등의 폴리에스테르; PI(polyimide); PSF(polysulfone); 또는 불소 수지 등을 포함하는 시트 또는 필름이 예시될 수 있다.
상기 기재층, 예를 들면, 플라스틱 기재층은, 상기 액정층에 비하여 낮은 굴절률을 가질 수 있다. 예시적인 기재층의 굴절률은, 약 1.33 내지 약 1.53의 범위이다. 기재층이 액정층에 비하여 낮은 굴절률을 가지도록 하면, 예를 들면, 휘도 향상, 반사 방지 및 콘트라스트 특성 향상 등에 유리하다.
상기 플라스틱 기재층은, 광학적으로 등방성이거나 혹은 이방성일 수 있다. 상기에서 기재층이 광학적으로 이방성인 경우, 상기 기재층의 광축은 상기한 제 1 및 제 2 영역의 광축이 이루는 각도를 이등분하는 선과 수직 또는 수평이 되도록 배치되는 것이 바람직하다.
하나의 예시에서 상기 기재층은, 자외선 차단제 또는 자외선 흡수제를 포함할 수 있다. 자외선 차단제 또는 흡수제를 기재층에 포함시키면, 자외선에 의한 액정층의 열화 등을 방지할 수 있다. 자외선 차단제 또는 흡수제로는, 살리실산 에스테르(salicylic acid ester) 화합물, 벤조페논(benzophenone) 화합물, 옥시벤조페톤(oxybenzophenone) 화합물, 벤조트리아졸(benzotriazol) 화합물, 시아노 아크릴레이트(cyanoacrylate) 화합물 또는 벤조에이트(benzoate) 화합물 등과 같은 유기물 또는 산화아연(zinc oxide) 또는 니켈 착염(nickel complex salt) 등과 같은 무기물이 예시될 수 있다. 기재층 내의 자외선 차단제 또는 흡수제의 함량은 특별히 제한되지 않고, 목적 효과를 고려하여 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들면, 플라스틱 기재층의 제조 과정에서 상기 자외선 차단제 또는 흡수제를, 기재층의 주재료에 대한 중량 비율로 약 0.1 중량% 내지 25 중량% 정도로 포함시킬 수 있다.
기재층의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 목적하는 용도에 따라서 적절하게 조절될 수 있다. 기재층은, 단층 또는 다층 구조일 수 있다.
예시적인 광학 소자는 상기 기재층과 액정층의 사이에 존재하는 배향층을 추가로 포함할 수 있다. 배향층은, 광학 소자의 형성 과정에서 액정 화합물을 배향시키는 역할을 하는 층일 수 있다. 배향층으로는, 이 분야에서 공지되어 있는 통상의 배향층, 예를 들면, 광배향층 또는 러빙 배향층 등이 사용될 수 있다. 상기 배향층은 임의적인 구성이며, 경우에 따라서는, 기재층을 직접 러빙하거나 연신하는 방식으로 배향층 없이 배향성을 부여할 수도 있다.
광학 소자는, 또한, 상기 편광자의 상부에 부착되어 있는 보호층을 추가로 포함할 수 있다. 도 6은, 편광자(12)의 상부에 부착되어 있는 보호층(61)을 추가로 포함하는 광학 소자(6)를 예시적으로 나타내는 도면이다. 상기 보호층은, 예를 들면, TAC(Triacetyl cellulose) 필름 등과 같은 셀룰로오스 수지 필름; PET(poly(ethylene terephthalate)) 필름 등과 같은 폴리에스테르 필름; 폴리카보네이트 필름; 폴리에테르설폰 필름; 아크릴 필름 또는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 고리형 올레핀 수지 필름 등과 같은 폴리올레핀계 필름 등거나, 경화되어 하드한 층을 형성하고 있는 수지층 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 광학 소자는, 또한 상기 편광자의 일면에 배치되어 있는 위상 지연층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 위상 지연층은 1/4 파장 위상 지연층 또는 1/2 파장 위상 지연층일 수 있다. 용어 1/4 또는 1/2 파장 위상 지연층은, 입사되는 광을 그 파장의 1/4 또는 1/2 파장만큼 위상 지연시킬 수 있는 위상 지연 소자를 의미할 수 있다. 이러한 구조의 광학 소자는 예를 들면, OLED(Organic Light Emitting Diode)에 적용되어 광분할 기능 및 반사 방지 기능을 구현하는 소자로 유용하게 사용될 수 있다. 상기 위상 지연층으로는, 예를 들면, 연신 공정 등에 의해 복굴절성을 부여한 고분자 필름이나 중합성 액정 화합물을 중합시켜서 형성한 액정층이 사용될 수 있다.
상기 광학 소자는, 또한 상기 편광자의 일면에 형성되어 있는 점착제층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 점착제층은, 예를 들면, 상기 광학 소자를 광학 기기, 예를 들면, 액정 표시 장치의 액정 패널이나 입체 영상 표시 장치의 영상 표시 소자에 부착하는 점착제층일 수 있다. 도 7은, 편광자(12)의 상부에 점착제층(71)이 형성된 광학 소자(7)를 예시적으로 나타내는 도면이다.
상기 점착제층은, 25℃에서 저장 탄성률이 0.02 MPa 이상, 0.03 MPa 이상, 0.04 MPa 이상, 0.05 MPa 이상, 0.06 MPa 이상, 0.07 MPa 이상, 0.08 MPa, 0.08 MPa 초과 또는 0.09 MPa 이상일 수 있다. 상기 점착제의 저장 탄성률의 상한은 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 저장 탄성률은, 0.25 MPa 이하, 0.2 MPa 이하, 0.16 MPa 이하, 0.1 MPa 이하 또는 0.08 MPa 이하일 수 있다.
점착제층이 상기 저장 탄성률을 나타내면, 광학 소자가 우수한 내구성을 나타내고, 따라서 예를 들면, 상기 위상 지연층의 위상 지연 특성이 장기간 동안 그리고 가혹한 조건 하에서도 안정적으로 유지되어, 안정적인 광분할 특성을 나타낼 수 있으며, 광학 소자가 적용된 광학 기기에서 빛샘 등과 같은 부작용도 방지될 수 있다. 또한, 광학 소자의 경도 특성이 향상되어, 외부의 압력이나 긁힘 등에 대하여 우수한 저항성을 나타내고, 재작업성도 적절하게 유지될 수 있다.
상기 점착제층은, 두께가 25 ㎛ 이하, 20 ㎛ 이하 또는 18 ㎛ 이하일 수 있다. 점착제층이 상기 두께를 가지면, 상기 내구성, 경도 특성 및 재작업성 등이 더욱 향상될 수 있다. 점착제층은 두께가 얇을수록 우수한 물성을 나타내는 것으로서, 그 두께의 하한은 특별히 제한되지 않으나, 공정성 등을 고려하여, 예를 들면, 약 1 ㎛ 이상 또는 약 5 ㎛ 이상의 범위에서 조절할 수 있다.
점착제층은 아크릴 점착제, 실리콘 점착제, 에폭시 점착제 또는 고무계 점착제 등을 포함할 수 있다.
점착제층이 아크릴 점착제를 포함하는 경우에, 상기 점착제는, 예를 들면, 열경화성 성분, 활성 에너지선 경화성 성분 또는 열경화성 성분과 활성 에너지선 경화성 성분을 모두 포함하는 점착제 조성물을 경화시켜서 형성할 수 있다.
상기에서 용어 「경화」는, 점착 물성이 발현될 수 있도록 하는 점착제 조성물이 화학적 또는 물리적 상태의 변화를 의미할 수 있다. 또한, 상기에서 열경화성 성분 및 활성 에너지선 경화성 성분은, 상기와 같은 경화가 각각 적절한 열의 인가 또는 활성 에너지선의 조사에 의해 유도되는 성분을 의미할 수 있다.
열경화성 성분을 포함하는 점착제 조성물로 형성된 점착제층은, 다관능성 가교제에 의해 가교된 상태의 아크릴 중합체를 포함할 수 있다.
다관능성 가교제에 의해 가교되는 아크릴 중합체로는, 예를 들면, 중량평균분자량(Weight Average Molecular Weight)이 50만 이상인 아크릴 중합체를 사용할 수 있다. 본 명세서에서 중량평균분자량은, GPC(Gel Permeation Chromatograph)로 측정된 표준 폴리스티렌에 대한 환산 수치이다. 또한, 본 명세서에서는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 용어 「분자량」은 「중량평균분자량」을 의미한다. 중합체의 분자량을 50만 이상으로 하여, 가혹 조건 하에서 우수한 내구성을 가지는 점착제층을 형성할 수 있다. 상기 분자량의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 내구성이나, 조성물의 코팅성을 고려하여, 250만 이하의 범위에서 조절할 수 있다.
하나의 예시에서 상기 아크릴 중합체는, (메타)아크릴산 에스테르 단량체 및 가교성 단량체를 중합 단위로 포함하는 중합체일 수 있다.
(메타)아크릴산 에스테르계 단량체로는, 예를 들면 알킬 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있고, 점착제의 응집력, 유리전이온도 또는 점착성을 고려하여, 탄소수가 1 내지 20인 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있다. 이러한 단량체로는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트 및 테트라데실 (메타)아크릴레이트 등이 예시될 수 있고, 상기 중 일종 또는 이종 이상이 사용될 수 있다.
상기 중합체는 또한 가교성 단량체를 중합 단위로 추가로 포함할 수 있다. 상기 중합체는, 예를 들면, (메타)아크릴산 에스테르 단량체 80 중량부 내지 99.9 중량부 및 가교성 단량체 0.1 중량부 내지 20 중량부를 중합 단위로 포함할 수 있다. 상기에서 「가교성 단량체」는, 아크릴 중합체를 형성하는 다른 단량체와 공중합될 수 있고, 공중합 후에 중합체에 가교성 관능기를 제공할 수 있는 단량체를 의미한다. 상기 가교성 관능기는, 후술하는 다관능성 가교제와 반응하여 가교 구조를 형성할 수 있다.
가교성 관능기로는, 예를 들면, 히드록시기, 카복실기, 에폭시기, 이소시아네이트기 또는 아미노기와 같은 질소 함유 관능기 등이 예시될 수 있다. 점착 수지의 제조 시에 상기와 같은 가교성 관능기를 부여할 수 있는 공중합성 단량체는 다양하게 공지되어 있다. 가교성 단량체로는, 예를 들면, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트 또는 2-히드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트 등과 같은 히드록시기 함유 단량체; (메타)아크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시 아세트산, 3-(메타)아크릴로일옥시 프로필산, 4-(메타)아크릴로일옥시 부틸산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레산 및 말레산 무수물 등의 카복실기 함유 단량체 또는 (메타)아크릴아미드, N-비닐 피롤리돈 또는 N-비닐 카프로락탐 등의 질소 함유 단량체 등이 예시될 수 있고, 상기 중 일종 또는 이종 이상의 혼합을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 아크릴 중합체에는, 필요에 따라서 다른 다양한 단량체가 중합 단위로 포함되어 있을 수 있다. 다른 단량체로는, 예를 들면, (메타)아크릴로니트릴, (메타)아크릴아미드, N-메틸 (메타)아크릴아미드 또는 N-부톡시 메틸 (메타)아크릴아미드와 같은 질소 함유 단량체; 스티렌 또는 메틸 스티렌과 같은 스티렌계 단량체; 글리시딜 (메타)아크릴레이트; 또는 비닐 아세테이트와 같은 카복실산 비닐 에스테르 등이 예시될 수 있다. 이와 같은 추가적인 단량체들은, 전체 중량 비율이 다른 단량체 대비 20 중량부 이하의 범위에서 조절될 수 있다.
아크릴 중합체는, 전술한 각 성분을 필요에 따라 선택 및 배합한 단량체의 혼합물을 용액 중합, 광중합, 괴상(bulk) 중합, 현탁(suspension) 중합 또는 유화(emulsion) 중합과 같은 중합 방식에 적용하여 제조할 수 있다.
점착제층 내에서 상기와 같은 아크릴 중합체를 가교시키고 있는 다관능성 가교제로는, 이소시아네이트 가교제, 에폭시 가교제, 아지리딘 가교제 및 금속 킬레이트 가교제와 같은 일반적인 열경화성 가교제가 예시될 수 있다. 상기에서 이소시아네이트 가교제로는 톨리렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소보론 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트 또는 나프탈렌 디이소시아네이트 등의 다관능성 이소시아네이트 화합물이나, 혹은 상기 다관능성 이소시아네이트 화합물을 트리메틸롤 프로판 등과 같은 폴리올 화합물과 반응시킨 화합물 등이 예시될 수 있다. 에폭시 가교제로는 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판 트리글리시딜에테르, N,N,N',N'-테트라글리시딜 에틸렌디아민 및 글리세린 디글리시딜에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이 예시될 수 있고, 아지리딘 가교제로는 N,N'-톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘카르복사미드), N,N'-디페닐메탄-4,4'-비스(1-아지리딘카르복사미드), 트리에틸렌 멜라민, 비스이소프로탈로일-1-(2-메틸아지리딘) 및 트리-1-아지리디닐포스핀옥시드로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이 예시될 수 있으며, 금속 킬레이트 가교제로는, 알루미늄, 철, 아연, 주석, 티탄, 안티몬, 마그네슘 또는 바나듐과 같은 다가 금속이 아세틸 아세톤 또는 아세토초산 에틸 등에 배위하고 있는 화합물 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
열경화성 성분을 포함하는 점착제 조성물 또는 그 조성물로 형성된 점착제층 내에 상기 다관능성 가교제는, 예를 들면, 상기 아크릴 중합체 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 내지 10 중량부 또는 0.01 중량부 내지 5 중량부로 포함되어 있을 수 있다. 가교제의 비율을 0.01 중량부 이상으로 조절하여, 점착제의 응집력을 효과적으로 유지하고, 또한 10 중량부 이하로 조절하면, 점착 계면에서 층간 박리나 들뜸 현상이 발생하는 현상을 방지하고, 내구성을 우수하게 유지할 수 있다. 그러나, 상기 비율은, 목적하는 탄성률 등의 물성이나, 점착제층 등에 다른 가교 구조의 포함 여부 등에 따라서 변경될 수 있다.
활성 에너지선 경화성 성분을 포함하는 점착제 조성물로 형성된 점착제층은, 중합된 활성 에너지선 중합성 화합물의 가교 구조를 포함할 수 있다. 상기 점착제층은, 예를 들면, 활성 에너지선의 조사에 의해 중합 반응에 참여할 수 있는 관능기, 예를 들면, 알케닐기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기 등을 하나 이상 포함하는 화합물을 배합하여 점착제 조성물을 제조한 후에 그 조성물에 활성 에너지선을 조사하여 상기 성분을 가교 및 중합시킴으로써 형성할 수 있다. 상기에서 활성 에너지선의 조사에 의해 중합 반응에 참여할 수 있는 관능기를 가지는 화합물의 예로는, 상기 아크릴 중합체의 측쇄에 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기 등의 관능기를 도입한 중합체; 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트 또는 폴리에테르 아크릴레이트 등과 같이 당업계에서 소위 활성 에너지선 경화형 올리고머로 알려져 있는 화합물 또는 후술하는 다관능성 아크릴레이트 등이 예시될 수 있다.
열경화성 성분 및 활성 에너지선 경화성 성분을 포함하는 점착제 조성물로 형성된 점착제층은, 상기 다관능성 가교제로 가교된 아크릴 중합체를 포함하는 가교 구조 및 상기 중합된 활성 에너지선 중합성 화합물의 가교 구조를 동시에 포함할 수 있다.
이러한 점착제층은, 소위 상호침투 고분자 네트워크(Interpenetrating Polymer Network; 이하, 「IPN」)를 포함하는 점착제이다. 용어 「IPN」은 점착제층 내에 적어도 2개 이상의 가교 구조가 존재하는 상태를 의미할 수 있고, 하나의 예시에서 상기 가교 구조들은 서로 얽혀 있는 상태(entanglement), 또는 연결(linking) 또는 침투(penetrating)하고 있는 상태로 존재할 수 있다. 점착제층이 IPN을 포함하면, 가혹 조건에서 내구성이 우수하고, 또한 작업성이나, 빛샘 또는 크로스토크의 억제능이 우수한 광학 소자가 구현될 수 있다.
IPN을 포함하는 점착제층에는, 상기 다관능성 가교제에 의해 가교된 아크릴 중합체에 의해서 구현되는 가교 구조의 다관능성 가교제 및 아크릴 중합체로는, 예를 들면 상기 열경화성 성분을 포함하는 점착제 조성물의 항목에서 기술한 성분이 사용될 수 있다.
또한, 중합된 활성 에너지선 중합성 화합물의 가교 구조의 상기 활성 에너지선 중합성 화합물로는, 역시 상기 기술한 화합물이 사용될 수 있다.
하나의 예시에서 상기 활성 에너지선 중합성 화합물은 다관능성 아크릴레이트일 수 있다. 다관능성 아크릴레이트로는, 2개 이상의 (메타)아크릴로일기를 가지는 화합물이라면, 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜아디페이트(neopentylglycol adipate) 디(메타)아크릴레이트, 히드록시피발산(hydroxyl puivalic acid) 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(dicyclopentanyl) 디(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디시클로펜테닐 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 디(메타)아크릴레이트, 디(메타)아크릴록시 에틸 이소시아누레이트, 알릴(allyl)화 시클로헥실 디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올(메타)아크릴레이트, 디메틸롤 디시클로펜탄 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 헥사히드로프탈산 디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸 디메탄올(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 변성 트리메틸프로판 디(메타)아크릴레이트, 아다만탄(adamantane) 디(메타)아크릴레이트 또는 9,9-비스[4-(2-아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌(fluorine) 등과 같은 2관능성 아크릴레이트; 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 프로피온산 변성 디펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥시드 변성 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 3 관능형 우레탄 (메타)아크릴레이트 또는 트리스(메타)아크릴록시에틸이소시아누레이트 등의 3관능형 아크릴레이트; 디글리세린 테트라(메타)아크릴레이트 또는 펜타에리쓰리톨 테트라(메타)아크릴레이트 등의 4관능형 아크릴레이트; 프로피온산 변성 디펜타에리쓰리톨 펜타(메타)아크릴레이트 등의 5관능형 아크릴레이트; 및 디펜타에리쓰리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리쓰리톨 헥사(메타)아크릴레이트 또는 우레탄 (메타)아크릴레이트(ex. 이소시아네이트 단량체 및 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트의 반응물 등의 6관능형 아크릴레이트 등이 사용될 수 있다.
다관능성 아크릴레이트로는, 분자 내에 고리 구조를 포함하는 것을 사용할 수 있다. 다관능성 아크릴레이트에 포함되는 고리 구조는 탄소환식 구조 또는 복소환식 구조; 또는 단환식 또는 다환식 구조의 어느 것이어도 된다. 고리 구조를 포함하는 다관능성 아크릴레이트로는, 트리스(메타)아크릴록시 에틸 이소시아누레이트 등의 이소시아누레이트 구조를 갖는 단량체 및 이소시아네이트 변성 우레탄 (메타)아크릴레이트(ex. 이소시아네이트 단량체 및 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트의 반응물 등) 등의 6관능형 아크릴레이트 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
IPN을 포함하는 점착제층 내에서 상기 가교 구조를 형성하고 있는 활성 에너지선 중합성 화합물은, 예를 들면, 상기 아크릴 중합체 100 중량부에 대하여, 5 중량부 내지 40 중량부로 포함될 수 있으나, 이는 필요에 따라서 변경될 수 있다.
상기 점착제층에는, 전술한 성분에 추가로 이 분야에서 공지되어 있는 다양한 첨가제가 포함되어 있을 수 있다.
예를 들면, 활성 에너지선 경화성 성분을 포함하는 조성물의 경우, 상기 성분의 중합 반응 등을 촉진하기 위한 광개시제 등을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 상기 점착제층은, 실란 커플링제, 점착성 부여 수지, 에폭시 수지, 경화제, 자외선 안정제, 산화 방지제, 조색제, 보강제, 충진제, 소포제, 계면 활성제 및 가소제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제도 추가로 포함할 수 있다.
상기 점착제층은, 예를 들면, 상기 기술한 각 성분들을 배합하여 제조된 점착제 조성물을 바코터 또는 콤마 코터 등의 수단으로 도포하고, 경화시키는 방식을 사용할 수 있다. 또한, 점착제 조성물을 경화시키는 방법도 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 아크릴 중합체 및 다관능성 가교제의 가교 반응이 진행될 수 있도록 적정 온도에서 조성물을 유지하는 방식과 활성 에너지선 경화성 화합물의 중합이 가능하도록 활성 에너지선을 조사하는 공정을 통하여 경화시킬 수 있다. 적정 온도에서의 유지 및 활성 에너지선의 조사가 동시에 요구되는 경우, 상기 공정은 순차적 또는 동시에 진행될 수 있다. 상기에서 활성 에너지선의 조사는, 예를 들면, 고압수은 램프, 무전극 램프 또는 크세논 램프(xenon lamp) 등을 사용하여 수행할 수 있으며, 조사되는 활성 에너지선의 파장이나 광량 등의 조건은 상기 활성 에너지선 경화형 화합물의 중합이 적절하게 이루어질 수 있는 범위에서 선택될 수 있다.
하나의 예시에서 상기 점착제층은, 25℃에서의 저장 탄성률이 0.02 MPa 이상, 0.05 MPa 이상 또는 0.08 MPa 초과이거나, 0.08 MPa를 초과하고, 0.25 MPa 이하의 범위, 0.09 MPa 내지 0.2 MPa 또는 0.09 MPa 내지 0.16 MPa인 점착제층일 수 있다. 이러한 점착제층은 예를 들면, 상기 IPN을 포함하는 점착제층일 수 있다.
다른 예시에서 상기 점착제층은 25℃에서의 저장 탄성률이 0.02 MPa 내지 0.08 MPa 또는 0.04 MPa 내지 0.08 MPa인 점착제층일 수 있다. 이러한 점착제는, 상기 열경화성 성분의 가교 구조를 포함하는 점착제층일 수 있다.
본 발명은 또한, 광학 소자의 제조 방법에 대한 것이다. 예시적인 광학 소자의 제조 방법은, 상기 액정층과 편광자를 상기 접착제를 사용하여 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
상기에서 액정층은, 예를 들면, 기재층상에 배향막을 형성하고, 상기 배향막상에 상기 중합성 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물의 도포층을 형성하며, 상기 액정 조성물을 배향시킨 상태에서 중합시켜서 액정층을 형성하는 방식으로 제조할 수 있다.
배향막은 예를 들면, 기재층에 폴리이미드 등의 고분자막을 형성하고 러빙 처리하거나, 광배향성 화합물을 코팅하고, 직선 편광의 조사 등을 통하여 배향 처리하는 방식으로 형성할 수 있다. 이 분야에서는, 목적하는 배향 패턴, 예를 들면, 상기 제 1 및 제 2 영역의 패턴을 고려하여, 배향막을 형성하는 다양한 방식이 공지되어 있다.
액정 조성물의 도포층은, 조성물을 공지의 방식으로 기재층의 배향막상에 코팅하여 형성할 수 있다. 상기 도포층의 하부에 존재하는 배향막의 배향 패턴에 따라서 배향시킨 후에 중합시켜서 액정층을 형성할 수 있다.
액정층과 편광자를 부착하는 방법도 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 기술한 접착제 조성물을 액정층 또는 편광자의 일면에 코팅하고, 상기 코팅층을 매개로 액정층과 편광자를 합지한 후에 접착제 조성물을 경화시키거나, 또는 접착제 조성물을 사용한 액적(dropping) 방식에 의하여 액정층과 편광자를 합지하고 접착제 조성물을 경화시키는 방식 등을 사용할 수 있다. 상기에서 접착제 조성물의 경화는, 예를 들면, 조성물에 포함되어 있는 성분을 고려하여 적절한 강도의 활성 에너지선을 적절한 광량으로 조사하여 수행할 수 있다.
상기 제조 방법은 상기 과정에 추가로 상기 보호층 또는 1/4 파장 위상 지연층 등의 추가적인 층을 형성하는 과정을 추가로 포함할 수 있고, 상기 과정을 수행하는 구체적인 방식은 특별히 제한되지 않는다.
본 발명은 또한 입체 영상 표시 장치에 관한 것이다. 예시적인 입체 영상 표시 장치는 상기 기술한 광학 소자를 포함할 수 있다.
하나의 예시에서 상기 표시 장치는, 좌안용 영상 신호(이하, L 신호)와 우안용 영상 신호(이하, R 신호)를 생성할 수 있는 표시 소자를 추가로 포함하고, 상기 광학 소자는 상기 표시소자에서 생성된 L 신호 및 R 신호가 상기 편광자를 먼저 투과한 후에 상기 액정층에 입사되도록 배치되어 있을 수 있다. 다른 예시에서는, 상기 액정층에 전술한 위상 지연 특성이 서로 상이한 제 1 및 제 2 영역이 형성되어 있고, 상기 제 1 및 제 2 영역 중 어느 하나의 영역은 상기 L 신호가 투과될 수 있고, 다른 하나의 영역은 상기 R 신호가 투과될 수 있도록 배치되어 있을 수 있다. 상기에서 광학 소자는, R 및 L 신호는 표시 소자로부터 출사되어 상기 광학 소자의 편광자를 먼저 투과한 후에 다시 상기 액정층의 각 영역에 입사되도록 배치되어 있을 수 있다.
입체 영상 표시 장치는 상기 광학 소자를 광분할 소자로 포함하는 한, 이 분야에서 공지된 다양한 방식이 모두 적용되어 제조될 수 있다.
도 8은, 하나의 예시적인 상기 장치로서, 관찰자가 편광 안경을 착용하고 입체 영상을 관찰할 수 있는 장치를 예시적으로 표시한다.
도 8에 나타난 바와 같이, 상기 장치(8)는, 예를 들면, 광원(81), 편광판(82), 상기 표시 소자(83) 및 상기 광학 소자(84)를 순차 포함할 수 있다.
상기에서 광원(81)으로는 예를 들면, LCD(Liquid Crystal Display) 등에서 일반적으로 사용되는 직하형 또는 에지형 백라이트를 사용할 수 있다.
하나의 예시에서 상기 표시 소자(83)는, 행 및/또는 열 방향으로 배열되어 있는 복수의 단위 화소를 포함하는 투과형 액정 표시 패널일 수 있다. 상기 화소는 하나 또는 2개 이상의 조합되어 R 신호를 생성하는 우안용 영상 신호 생성 영역(이하, RG 영역)과 L 신호를 생성하는 좌안용 영상 신호 생성 영역(이하, LG 영역)을 형성할 수 있다.
상기 RG 및 LG 영역은, 도 9과 같이 각각 공통 방향으로 연장되는 스트라이프상을 가지면서 서로 인접하여 교대로 배치되어 있거나, 도 10와 같이 격자 패턴을 이루면서 서로 인접하여 교대로 배치되어 있을 수 있다. 상기 광학 소자(84)의 액정층(842)에서 상기 제 1 및 제 2 영역은 각각 LC 또는 RC 영역으로서 상기 RG 및 LG 영역의 배치 형태를 고려하여 RG 영역에서 전달되는 R 신호는 편광자(841)를 거쳐서 RC 영역으로 입사되고, L 신호는 편광자(841)를 거쳐서 LC 영역으로 입사될 수 있도록 배치되어 있을 수 있다.
표시 소자(83)는, 예를 들면 광원(81)측으로부터 순차로 배치된 제 1 투명 기판, 화소 전극, 제 1 배향막, 액정층, 제 2 배향막, 공통 전극, 컬러 필터 및 제 2 투명 기판 등을 포함하는 액정 패널일 수 있다. 상기 패널의 광 입사측, 즉 광원(81)측에는 편광판(82)이 부착되어 있고, 그 반대측에는 상기 광학 소자(84)가 부착되어 있을 수 있다. 편광판(82)에 포함되는 편광자와 상기 광학 소자(84)에 포함되는 편광자(841)는, 예를 들면 양자의 흡수축이 서로 소정의 각도, 예를 들면 90도를 이루도록 배치되어 있을 수 있다. 이에 의해 광원(81)로부터 사출되는 광이 표시 소자(83)를 거쳐서 투과하거나, 혹은 차단되도록 할 수 있다.
구동 상태에서 표시 장치(8)의 광원(81)으로부터 무편광된 광이 편광판(82)측으로 출사될 수 있다. 편광판(82)으로 입사된 광 중에서, 상기 편광판(82)의 편광자의 광 투과축과 평행한 방향으로 편광축을 가지는 광은 편광판(82)을 투과하여 표시 소자(83)로 입사될 수 있다. 표시 소자(83)로 입사되어 RG 영역을 투과한 광은 R 신호가 되고, LG 영역을 투과한 광은 L 신호가 되어서 광학 소자(84)의 편광자(841)로 입사된다.
편광자(841)를 거쳐서 액정층(842)으로 입사된 광 중에서 LC 영역을 투과한 광과 RC 영역을 투과한 광은 서로 다른 편광 상태를 가지는 상태로 각각 배출된다. 이와 같이 서로 상이한 편광 상태를 가지게 된 R 신호와 L 신호는 편광 안경을 착용하고 있는 관찰자의 우안 및 좌안에 각각 입사될 수 있고, 이에 따라 관찰자는 입체 영상을 관찰할 수 있다.
이하 실시예 및 비교예를 통하여 상기 광학 소자를 보다 상세히 설명하나, 상기 광학 소자의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
본 실시예 및 비교예에서 각 물성은 하기와 같이 평가하였다.
1. 접착력의 평가
실시예 및 비교예에서 제조된 것으로 기재층, 배향막, 액정층, 접착제층 및 편광자가 순차로 형성된 광학 소자에 대하여 상기 편광자를 90도의 박리 각도 및 300 m/min의 박리 속도로 박리하면서, 상기 기재층에 대한 상기 편광자의 박리력을 평가하여 접착력을 평가였다. 박리 실험은 제조된 광학 소자를 폭이 20mm이고, 길이가 100mm가 되도록 재단하여 수행하였다. 평가 기준은 하기와 같다.
<평가 기준>
O: 박리력이 1 N/cm을 초과하는 경우
X: 박리력이 1 N/cm 이하인 경우
2. 열충격 물성 평가
실시예 및 비교예에서 제조된 광학 소자를 가로 및 세로의 길이가 10 cm가 되도록 재단한 후에 점착제층을 매개로 유리 기판에 부착하였다. 그 후, 광학 소자를 -40℃에서 1시간 동안 방치하고, 다시 80℃에서 1시간 동안 방치하는 것을 1 사이클로 하여 100 사이클을 반복하였다. 그 후, 광학 소자의 외관 변형 여부를 육안으로 관찰하여 변형이 없을 경우를 O로 규정하고, 크렉 등의 변형이 발생한 경우를 X로 규정하였다.
3. 액정층의 내구성 평가
액정층의 내구성은, 실시예 및 비교예에서 의해 제조된 고아학 소자에 대하여 내구 테스트 후에 발생하는 위상차 값의 변화율을 측정하여 평가하였다. 구체적으로는 광학 소자를 가로 및 세로의 길이가 10 cm이 되도록 재단한 후에 점착제층을 매개로 유리 기판에 부착하고, 내열 조건인 80℃에서 100시간 또는 250시간 동안 방치한 후, 상기 내열 조건에 방치되기 전의 액정층의 위상차 수치 대비 방치 후의 위상차 수치의 감소량을 백분율로 환산하여 하기에 기재하였다. 상기에서 위상차 수치는, Axomatrix사의 Axoscan을 이용하여 제조사의 매뉴얼에 따라서 550 nm의 파장에서 측정하였다.
내구성 평가 시의 기준은 하기와 같다.
<평가 기준>
O: 내열 조건에서 100 시간 및 250 시간 방치 후의 위상차 수치의 변화량이 모두 8% 미만인 경우
X: 내열 조건에서 100 시간 및 250 시간 방치 후의 위상차 수치의 변화량이 어느 하나의 경우이든 8% 이상인 경우
4. 크로스토크 평가
입체 영상의 관찰 시에 크로스토크율은, 암 상태(Dark state)와 명 상태(Bright stat)에서의 휘도의 비율로 정의될 수 있다. 실시예 및 비교예에서는, 상기 광학 소자가 편광 안경 방식의 입체 영상 표시 장치에 적용된 경우를 상정하여, 크로스토크율은 하기 방식으로 측정한다. 광학 소자를 사용하여 도 9에 나타난 바와 같은 입체 영상 표시 장치를 구성한다. 그 후, 입체 영상 표시 장치의 통상의 관측 지점에 입체 영상 관찰용 편광 안경을 위치시킨다. 상기에서 통상의 관측 지점은, 관찰자가 입체 영상을 관찰하는 경우, 입체 영상 표시 장치의 중앙으로부터 상기 입체 영상 표시 장치의 수평 방향의 길이의 3/2배에 해당하는 거리만큼 떨어진 지점이고, 이러한 위치에서 편광 안경은 관찰자가 표시 장치의 중앙을 관찰하는 것을 가정하여, 위치시킨다. 상기에서 입체 영상 표시 장치의 수평 방향 길이는, 관찰자가 입체 영상을 관찰하는 상태를 가정할 때, 상기 관찰자를 기준으로 한 수평 방향의 길이, 예를 들면, 영상 표시 장치의 가로의 길이일 수 있다. 상기와 같은 배치에서 입체 영상 표시 장치가 L 신호를 출력하도록 한 상태에서 편광 안경의 좌안용 및 우안용 렌즈의 배면에 휘도계(장비명: SR-UL2 Spectrometer)를 배치하고, 각각의 경우의 휘도를 측정한다. 상기에서 좌안용 렌즈의 배면에서 측정되는 휘도는 명 상태의 휘도이며, 우안용 렌즈의 배면에서 측정되는 휘도는 암 상태의 휘도이다. 각 휘도를 측정한 후에, 명 상태의 휘도에 대한 암 상태의 휘도의 비율([암 상태의 휘도]/[명 상태의 휘도])을 백분율로 구하여, 이를 크로스토크율(Y)로 규정할 수 있다. 또한, 크로스토크율은 또한 상기와 동일한 방식으로 측정하되, 입체 영상 표시 장치가 R 신호를 출력하고 있는 상태에서 명 및 암 상태에서의 휘도를 구하여 측정할 수 있다. 이 경우, 좌안용 렌즈의 배면에서 측정되는 휘도는 암 상태의 휘도이며, 우안용 렌즈의 배면에서 측정되는 휘도는 명 상태의 휘도이고, 동일하게 그 비율을 백분율로 구하여 크로스토크율로 규정할 수 있다.
5. 위상차 및 굴절률의 평가
광학 소자 또는 액정층의 위상차 및 굴절률의 평가는 Axomatrix사의 Axoscan을 이용하여 제조사의 매뉴얼에 따라 측정하였다.
6. 두께 및 광학 소자의 가로 또는 세로 길이의 평가
광학 소자의 가로 또는 세로 길이의 측정은 3차원 측정기인 인텍 아이엠에스사의 Premium 600C 및 IView Pro 프로그램을 사용하여 측정하였다. 또한, 두께 측정은, 박막 표면에서 반사광과 하부의 계면에서 반사되는 광 사이의 간섭 현상 또는 광의 위상차를 이용하여 박막의 특성을 평가할 수 있는 장비인 spectral reflectometer를 이용하여 측정하였다
제조예 1. 접착제 조성물(A)의 제조
N-히드록시에틸 아크릴아미드 80 중량부, (1,4-디옥사스피로[4,5]데크-2-일)메틸 아크릴레이트((1,4-dioxaspiro[4,5]dec-2-yl) methyl acylate) 10 중량부 및 2-히드록시에틸 아크릴레이트 10 중량부를 혼합하고, 상기 혼합물의 고형분 100 중량부 대비 라디칼 개시제(CGI 819) 5 중량부를 추가로 배합하여 접착제 조성물(A)을 제조하였다.
제조예 2. 접착제 조성물(B)의 제조
N-히드록시에틸 아크릴아미드 80 중량부, (1,4-디옥사스피로[4,5]데크-2-일)메틸 아크릴레이트((1,4-dioxaspiro[4,5]dec-2-yl) methyl acylate) 10 중량부 및 이소보르닐 아크릴레이트 10 중량부를 혼합하고, 상기 혼합물의 고형분 100 중량부 대비 라디칼 개시제(CGI 819) 5 중량부를 추가로 배합하여 접착제 조성물(B)을 제조하였다.
제조예 3. 접착제 조성물(C)의 제조
N-히드록시에틸 아크릴아미드 60 중량부, (1,4-디옥사스피로[4,5]데크-2-일)메틸 아크릴레이트((1,4-dioxaspiro[4,5]dec-2-yl) methyl acylate) 20 중량부 및 2-히드록시에틸 아크릴레이트 20 중량부를 혼합하고, 상기 혼합물의 고형분 100 중량부 대비 라디칼 개시제(CGI 819) 5 중량부를 추가로 배합하여 접착제 조성물(C)을 제조하였다.
제조예 4. 접착제 조성물(D)의 제조
N-히드록시에틸 아크릴아미드 60 중량부 및 2-히드록시에틸 아크릴레이트 40 중량부를 혼합하고, 상기 혼합물의 고형분 100 중량부 대비 라디칼 개시제(CGI 819) 5 중량부를 추가로 배합하여 접착제 조성물(D)을 제조하였다.
제조예 5. 접착제 조성물(E)의 제조
2-히드록시에틸 아크릴레이트 100 중량부 대비 라디칼 개시제(CGI 819) 5 중량부를 추가로 배합하여 접착제 조성물(E)을 제조하였다
제조예 6. 액정층(A)의 제조
TAC 기재(굴절률: 1.49, 두께: 80,000 nm)의 일면에 광배향막 형성용 조성물을 건조 후의 두께가 약 1,000 Å이 되도록 코팅하고, 80℃의 오븐에서 2 분 동안 건조시켰다. 상기에서 광배향막 형성용 조성물로는, 하기 화학식 14의 신나메이트기를 갖는 폴리노르보넨(분자량(Mw) = 150,000) 및 아크릴 단량체의 혼합물을 광개시제(Igacure 907)와 혼합하고, 다시 그 혼합물을 톨루엔 용매에 폴리노르보넨의 고형분 농도가 2 wt%가 되도록 용해시켜 제조한 조성물을 사용하였다(폴리노르보넨: 아크릴 단량체:광개시제 = 2:1:0.25(중량비)).
[화학식 14]
Figure PCTKR2011008595-appb-I000010
이어서, 상기 건조된 광배향막 형성용 조성물을 한국 특허출원 제2010-0009723호에 개시된 방법에 따라 배향 처리하여, 서로 다른 방향으로 배향된 제 1 및 제 2 배향 영역을 포함하는 광배향막을 형성하였다. 구체적으로는 상기 건조된 조성물의 상부에 폭이 약 450 ㎛인 스트라이프 형상의 광투과부 및 광차단부가 상하 및 좌우로 교대로 형성되어 있는 패턴 마스크를 위치시키고, 또한 상기 패턴 마스크의 상부에는 각각 서로 다른 편광을 투과시키는 두개의 영역이 형성된 편광판을 위치시켰다. 그 후, 상기 광배향막이 형성되어 있는 TAC 기재(30)를 약 3 m/min의 속도로 이동시키면서, 상기 편광판 및 패턴 마스크를 매개로 광배향막 형성용 조성물에 자외선(300 mW/cm2)을 약 30초 동안 조사하여 배향 처리를 수행하였다. 이어서, 배향 처리된 배향층 상에 액정층을 형성하였다. 구체적으로는, 액정 조성물로서 하기 화학식 A로 표시되는 다관능성 중합성 액정 화합물 70 중량부 및 하기 화학식 B로 표시되는 단관능성 중합성 액정 화합물 30 중량부를 포함하고, 적정량의 광개시제를 포함하는 액정 조성물을 약 1㎛ 의 건조 두께가 되도록 도포하고, 하부의 배향층에 배향에 따라 배향시킨 후에, 자외선(300mW/cm2)을 약 10초 동안 조사하여 액정을 가교 및 중합시켜, 하부 광배향막의 배향에 따라서 서로 직교하는 광축을 가지는 제 1 및 제 2 영역이 형성되어 있는 액정층을 형성하였다. 상기 액정층에서 지상축 방향의 굴절률과 진상축 방향의 굴절률의 차이는 약 0.125였다.
[화학식 A]
Figure PCTKR2011008595-appb-I000011
[화학식 B]
Figure PCTKR2011008595-appb-I000012
제조예 7 내지 10. 액정층(B) 내지 액정층(E)의 제조
액정 조성물에 포함되는 다관능성 중합성 액정 화합물과 단관능성 중합성 액정 화합물의 중량 비율을 하기 표 1과 같이 조절한 것을 제외하고는, 제조예 7과 동일한 방식으로 액정층을 제조하였다.
표 1
액정층(B) 액정층(C) 액정층(D) 액정층(E)
다관능성 중합성 액정 화합물(A) 함량 55 45 40 10
단관능성 중합성 액정 화합물(B) 함량 45 55 60 90
굴절률 차이 0.125 0.125 0.125 0.125
두께(㎛) 1 1 1 1
함량 단위:중량부굴절률 차이: 액정층의 면내 지상축 방향의 굴절률과 진상축 방향의 굴절률의 차이
실시예 1.
광학 소자를 다음과 같은 방식으로 제조하였다. 우선 제조예 6에서 제조된 구조, 즉 TAC 기재, 배향막 및 액정층(A)이 순차로 형성된 구조에서 상기 액정층을 일면에 투명보호 필름이 형성되어 있는 폴리비닐알코올계 편광자를 포함하는 편광판의 상기 편광자와 접착제 조성물(A)를 사용하여 부착하였다. 구체적으로는, 상기 액정층의 면에 상기 접착제 조성물을 경화 후의 두께가 5 ㎛가 되도록 도포한 후에 그 상부에 상기 편광자를 라미네이트하고, UV A영역인 자외선을 상기 투명 보호 필름면으로 조사(500mJ/cm2)하여 접착제층을 형성하고, 편광자와 액정층을 부착하였다. 그 후, 상기 편광자의 투명보호 필름 일면에 통상적인 아크릴계 점착제층을 형성하여 광학 소자를 제조하였다.
실시예 2 내지 4
액정층 및 접착제 조성물의 종류, 그리고 형성되는 접착제층의 두께를 하기 표 2와 같이 되도록 변경하고, 접착제 조성물이 충분하게 경화하도록 자외선 조사 조건을 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 광학 소자를 제조하였다.
표 2
액정층 접착제 조성물 접착제층 두께(㎛)
실시예 2 액정층(A) 접착제 조성물(B) 5
3 액정층(A) 접착제 조성물(C) 5
4 액정층(B) 접착제 조성물(C) 5
비교예 1 내지 10
액정층 및 접착제 조성물의 종류, 그리고 형성되는 접착제층의 두께를 하기 표 3와 같이 되도록 변경하고, 접착제 조성물이 충분하게 경화하도록 자외선 조사 조건을 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 광학 소자를 제조하였다.
표 3
액정층 접착제 조성물 접착제층 두께(㎛)
비교예 1 액정층(A) 접착제 조성물(E) 5
2 액정층(C) 접착제 조성물(A) 5
3 액정층(D) 접착제 조성물(A) 5
4 액정층(D) 접착제 조성물(B) 5
5 액정층(D) 접착제 조성물(C) 5
6 액정층(D) 접착제 조성물(D) 5
7 액정층(E) 접착제 조성물(A) 5
8 액정층(E) 접착제 조성물(B) 5
9 액정층(E) 접착제 조성물(C) 5
10 액정층(E) 접착제 조성물(D) 5
실시예 및 비교예의 광학 소자에 대하여 상기 기술한 방법으로 평가한 물성을 하기 표 4 및 5에 각각 나타내었다.
표 4
접착력 열충격물성 액정층내구성 위상차 변화율(100 시간 방치 후)
초기위상차(nm) 내열 후 위상차(nm) 변화율(%)
실시예 1 ○ ○ ○ 125.4 119.7 4.5
2 ○ ○ ○ 125.4 119.7 4.5
3 ○ ○ ○ 125.4 119.7 4.5
4 ○ ○ ○ 120.7 114.1 5.5
표 5
접착력 열충격물성 액정층내구성 위상차 변화율(100 시간 방치 후)
초기위상차(nm) 내열 후 위상차(nm) 변화율(%)
비교예 1 ○ × ○ 125.4 119.7 4.5
2 × ○ × 94.1 85.5 9.1
3 × ○ × 77.2 69.4 10.1
4 × ○ × 77.2 69.4 10.1
5 × ○ × 77.2 69.4 10.1
6 × × × 77.2 69.4 10.1
7 × ○ × - - -
8 × ○ × - - -
9 × ○ × - - -
10 × × × - - -
-: 액정층이 미배항 상태가 되어 위상차 수치의 측정이 불가능
시험예 1. 액정층의 굴절률 관계 및 두께에 따른 광분할 특성의 평가
액정층의 굴절률 관계 및 두께에 따른 광분할 특성의 평가를 위하여 다음과 같은 샘플을 각각 제조하였다. 구체적으로는, 제조예 6의 경우와 동일한 방식으로 위상 지연층을 형성하되, 액정층을 형성한 후에 지상축 방향과 진상축 방향에서 굴절률의 차이가 0.03이 되도록 액정 혼합물의 조성을 조절하여 두께가 약 0.3 ㎛, 1 ㎛ 및 2.5 ㎛인 액정층을 각각 형성하여 위상 지연층을 제조하였다. 또한, 제조예 6과 동일한 액정 화합물을 사용하여 동일한 방식으로 위상 지연층을 제조하되, 두께가 약 0.3 ㎛ 및 2.5 ㎛인 액정층을 각각 형성하여 위상 지연층을 제조하였다. 또한, 제조예 6과 동일한 방식으로 위상 지연층을 형성하되, 액정층을 형성한 후에 지상축 방향과 진상축 방향에서 굴절률의 차이가 0.22가 되도록 액정 혼합물의 조성을 조절하여 두께가 약 0.3 ㎛, 1 ㎛ 및 2.5 ㎛인 액정층을 각각 형성하여 위상 지연층을 제조하였다. 그 후, 상기 제조된 위상 지연층을 사용하여 실시예 1과 동일한 방식으로 광학 소자를 제조하고, 그 광학 소자 및 실시예 1의 광학 소자를 사용하여 입체 영상을 관찰하는 경우의 크로스 토크율을 평가하여 하기 표 6에 기재하였다.
표 6
위상 지연층의 액정층 크로스토크율(%)
굴절률 차이 두께(㎛)
0.03 0.3 79.5
0.03 1 45.3
0.03 2.5 10.3
0.125 0.3 36
0.125 1 0.5
0.125 2.5 177.4
0.22 0.3 14.6
0.22 1 30.7
0.22 2.5 121.6
굴절률의 차이: 액정층의 면내 지상축 방향의 굴절률과 진상축 방향의 굴절률의 차이

Claims (22)

  1. 아크릴아미드계 라디칼 중합성 화합물을 포함하는 활성 에너지선 경화형 접착제 조성물을 경화된 상태로 포함하는 접착제층에 의해 부착되어 있는 편광자 및 액정층을 포함하고, 상기 액정층은, 면 내 지상축 방향의 굴절률과 진상축 방향의 굴절률의 차이가 0.05 내지 0.2이며, 두께가 0.5 ㎛ 내지 2.0 ㎛이고, 하기 일반식 1을 만족하는 광학 소자:
    [일반식 1]
    X < 8%
    상기 일반식 1에서 X는 상기 광학 소자의 액정층의 초기 위상차 수치 대비 상기 광학 소자를 80℃에서 100시간 동안 방치한 후의 상기 액정층의 위상차 수치의 변화량의 백분율이다.
  2. 제 1 항에 있어서, 아크릴아미드계 라디칼 중합성 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 광학 소자:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2011008595-appb-I000013
    상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 알킬기 또는 히드록시알킬기이거나, R1 및 R2가 연결되어 질소를 포함하는 헤테로고리 구조를 형성하고, R3는 수소 또는 알킬기이다.
  3. 제 2 항에 있어서, 알킬기는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이고, 헤테로고리 구조는 3개 내지 20개의 고리 구성 원자를 포함하는 광학 소자.
  4. 제 1 항에 있어서, 접착제 조성물은, 헤테로고리형 아세탈 구조를 포함하는 라디칼 중합성 화합물을 추가로 포함하는 광학 소자.
  5. 제 4 항에 있어서, 헤테로고리형 아세탈 구조는 4개 내지 20개의 고리 구성 원자를 포함하는 광학 소자.
  6. 제 4 항에 있어서, 헤테로고리형 아세탈 구조는 하기 화학식 2 또는 3으로 표시되는 광학 소자:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2011008595-appb-I000014
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2011008595-appb-I000015
    상기 화학식 2 또는 3에서 R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소 또는 알킬기를 나타내고, Q, P, R 및 T는 각각 독립적으로 탄소 원자 또는 산소 원자이되, Q, P, R 및 T 중 2개는 산소 원자이고, A 및 B는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기 또는 알킬리덴기를 나타낸다.
  7. 제 4 항에 있어서, 헤테로고리형 아세탈 구조를 포함하는 라디칼 중합성 화합물은 하기 화학식 4로 표시되는 광학 소자:
    [화학식 4]
    Figure PCTKR2011008595-appb-I000016
    상기 화학식 4에서 R6는 수소 또는 알킬기를 나타내고, R7은, 제 6 항의 화학식 2 또는 3의 구조로부터 유도되는 1가 잔기 또는 상기 1가 잔기로 치환되어 있는 알킬기이다.
  8. 제 4 항에 있어서, 접착제 조성물은, 헤테로고리형 아세탈 구조를 포함하는 라디칼 중합성 화합물을 아크릴아미드계 라디칼 중합성 화합물 100 중량부 대비 20 중량부 내지 80 중량부로 포함하는 광학 소자.
  9. 제 1 항에 있어서, 접착제 조성물은 하기 화학식 5로 표시되는 화합물을 추가로 포함하는 광학 소자:
    [화학식 5]
    Figure PCTKR2011008595-appb-I000017
    상기 화학식 5에서 R8은 수소 또는 알킬기를 나타내고, L은 알킬렌기 또는 알킬리덴기를 나타내며, M는 단일 결합, 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고, W는 아릴기를 나타내며, p는 0 내지 3의 수를 나타낸다.
  10. 제 1 항에 있어서, 접착제 조성물은 하기 화학식 6으로 표시되는 화합물을 추가로 포함하는 광학 소자:
    [화학식 6]
    Figure PCTKR2011008595-appb-I000018
    상기 화학식 6에서 R9은 수소 또는 알킬기를 나타내고, R10은 1가의 지환식 탄화수소기를 나타낸다.
  11. 제 1 항에 있어서, 하기 화학식 6로 표시되는 화합물을 추가로 포함하는 광학 소자:
    [화학식 7]
    Figure PCTKR2011008595-appb-I000019
    상기 화학식 7에서 R1은, 수소 또는 알킬기를 나타내고, A 및 B는 각각 독립적으로 알킬렌기 또는 알킬리덴기를 나타내며, n은 0 내지 5의 수를 나타낸다.
  12. 제 1 항에 있어서, 접착제 조성물은, 라디칼 개시제를 추가로 포함하는 광학 소자.
  13. 제 1 항에 있어서, 액정층은 다관능성 중합성 액정 화합물 및 단관능성 중합성 액정 화합물을 중합된 형태로 포함하는 광학 소자.
  14. 제 13 항에 있어서, 중합성 액정 화합물은 하기 화학식 8로 표시되는 화합물인 광학 소자:
    [화학식 8]
    Figure PCTKR2011008595-appb-I000020
    상기 화학식 8에서 A는 단일 결합, -COO- 또는 -OCO-이고, R1 내지 R10은, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알콕시카보닐기, 시아노기, 니트로기, -O-Q-P 또는 하기 화학식 9의 치환기이되, R1 내지 R10 중 적어도 하나는 -O-Q-P 또는 하기 화학식 2의 치환기이거나, R1 내지 R5 중 인접하는 2개의 치환기 또는 R6 내지 R10 중 인접하는 2개의 치환기는 서로 연결되어 -O-Q-P로 치환된 벤젠을 형성하고, 상기에서 Q는 알킬렌기 또는 알킬리덴기이며, P는, 알케닐기, 에폭시기, 시아노기, 카복실기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기 등의 중합성 관능기이다:
    [화학식 9]
    Figure PCTKR2011008595-appb-I000021
    상기 화학식 9에서 B는 단일 결합, -COO- 또는 -OCO-이고, R11 내지 R15는, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알콕시카보닐기, 시아노기, 니트로기 또는 -O-Q-P이되, R11 내지 R15 중 적어도 하나는 -O-Q-P이거나, R11 내지 R15 중 인접하는 2개의 치환기는 서로 연결되어 -O-Q-P로 치환된 벤젠을 형성하고, 상기에서 Q는 알킬렌기 또는 알킬리덴기이며, P는, 알케닐기, 에폭시기, 시아노기, 카복실기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기 등의 중합성 관능기이다.
  15. 제 13 항에 있어서, 액정층은, 단관능성 중합성 액정 화합물을, 다관능성 중합성 액정 화합물 100 중량부 대비 0 중량부를 초과하고, 100 중량부 이하의 양으로 포함하는 광학 소자.
  16. 제 1 항에 있어서, 액정층은 서로 상이한 위상 지연 특성을 가지는 제 1 영역 및 제 2 영역을 포함하는 광학 소자.
  17. 제 16 항에 있어서, 제 1 및 제 2 영역은, 서로 상이한 방향으로 형성된 광축을 가지는 광학 소자.
  18. 제 17 항에 있어서, 제 1 영역의 광축과 제 2 영역의 광축이 이루는 각도를 이등분하는 선은 편광자의 광 흡수축과 수직 또는 수평을 이루는 방향으로 형성되어 있는 광학 소자.
  19. 제 1 항에 있어서, 편광자의 일면에 형성되어 있고, 25℃에서의 저장 탄성률이 0.02 MPa 내지 0.08 MPa이며, 다관능성 가교제로 가교된 아크릴 중합체의 가교 구조를 포함하는 점착제층을 추가로 가지는 광학 소자.
  20. 제 1 항에 있어서, 편광자의 일면에 형성되어 있고, 25℃에서의 저장 탄성률이 0.08 MPa를 초과하며, 다관능성 가교제로 가교된 아크릴 중합체를 포함하는 가교 구조 및 중합된 활성 에너지선 중합성 화합물을 포함하는 가교 구조를 가지는 점착제층을 추가로 포함하는 광학 소자.
  21. 제 1 항의 광학 소자를 포함하는 입체 영상 표시 장치.
  22. 제 21 항에 있어서, 좌안용 영상 신호와 우안용 영상 신호를 생성할 수 있는 표시 소자를 추가로 포함하고, 광학 소자의 액정층은 서로 상이한 위상 지연 특성을 가지는 제 1 영역 및 제 2 영역을 포함하며, 상기 광학 소자는, 액정층의 상기 제 1 및 제 2 영역 중 어느 하나의 영역은 상기 좌안용 영상이 투과될 수 있고, 다른 하나의 영역은 상기 우안용 영상이 투과될 수 있도록 배치되어 있는 입체 영상 표시 장치.
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