KR101058971B1 - 위상차 필름, 광학 적층체, 액정 패널 및 액정 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 위상차 필름은 지상축 방향에 대해, 실질적으로 직교 방향으로 배향된 측쇄 성분(A)을 적어도 갖는 열가소성 폴리머를 함유하며, 상기 측쇄 성분(A)의 흡수단 파장(λcut-off)이 330 ㎚ 이상이고, 파장 450 ㎚에 있어서의 면내의 위상차 값(Re[450])이, 파장 650 ㎚에 있어서의 면내의 위상차 값(Re[650])보다도 작은 것을 특징으로 한다. 상기 위상차 필름의 파장 650 ㎚에 있어서의 면내의 위상차 값(Re[650])과, 파장 450 ㎚에 있어서의 면내의 위상차 값(Re[450])의 차(ΔRe650-450 = Re[650] - Re[450])는, 바람직하게는 10 ㎚ 이상이다. 본 발명의 위상차 필름은 면내의 복굴절률이 크고, 또한 단파장측의 위상차 값과 장파장측의 위상차 값의 차가 크다고 하는 광학 특성을 나타낸다.
위상차 필름, 열가소성 폴리머, 편광자, 고분자 필름, 광학 적층체
Description
본 발명은 위상차의 파장 분산 특성이 우수한 위상차 필름에 관한 것이다.
액정 표시 장치(이하, LCD라 하는 경우가 있음)는, 액정 분자의 전기 광학 특성을 이용하여 문자나 화상을 표시하는 소자이다. LCD는 휴대 전화, 노트 퍼스널 컴퓨터, 액정 텔레비전 등에 널리 사용되고 있다. 그러나 LCD는 광학 이방성을 갖는 액정 분자를 이용하므로, 어느 일방향으로는 우수한 표시 특성을 나타내고 있어도, 다른 방향에서는 화면이 어두워지거나, 선명하지 않게 되는 것과 같은 문제가 있다. 위상차 필름은, 이와 같은 과제를 해결하기 위해 LCD에 널리 채용되고 있다.
종래, 위상차 필름의 하나로서 단파장의 광에서 측정한 위상차 값이 장파장의 광에서 측정한 위상차 값보다도 작은 특성(역파장 분산 특성이라고도 함)을 갖는 위상차 필름이 개발되어 있다(특허 문헌 1).
그러나 상기 종래의 위상차 필름은, 면내에 있어서의 복굴절률이 비교적 작기 때문에, 원하는 위상차 값을 발현시키기 위해서는 필름을 두껍게 형성해야 한 다. 또한, 단파장측과 장파장측의 위상차 값의 차가 비교적 작아, 위상차 값의 파장 분산 특성에 대해 한층 더 개선이 요구된다.
또한, 측쇄로서 방향족기를 갖는 아세탈 구조 폴리머를 이용한 위상차 필름도 알려져 있다(특허 문헌 2). 상기 위상차 필름은 역파장 분산 특성을 나타내므로 바람직하다.
그러나 상기 특허 문헌 2에 개시된 폴리머를 이용한 경우, 면내의 복굴절률이 큰 위상차 필름이나 단파장측과 장파장측의 위상차 값의 차가 큰 위상차 필름을 얻을 수 있다고는 단언할 수 없다. 따라서, 상기한 점에 대해 한층 더 개량이 요구되고 있다.
특허 문헌 1: WO 00/26705호 공보
특허 문헌 2: 일본 특허 출원 공개 제2006-65258호 공보
본 발명의 제1 목적은, 면내의 복굴절률이 큰 위상차 필름을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 제2 목적은 역파장 분산 특성을 나타내고, 또한 단파장측의 위상차 값과 장파장측의 위상차 값의 차가 큰 위상차 필름을 제공하는 것이다.
본 발명자들은, 또한 예의 연구를 거듭하여, 하기 측쇄 성분을 갖는 폴리머를 이용한 위상차 필름에 의해 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 위상차 필름은, 지상축 방향에 대해 실질적으로 직교 방향으로 배향된 측쇄 성분(A)을 적어도 갖는 열가소성 폴리머를 함유하며, 상기 측쇄 성분(A)의 흡수단 파장(λcut-off)이 330 ㎚ 이상이고, 파장 450 ㎚에 있어서의 면내의 위상차 값(Re[450])이 파장 650 ㎚에 있어서의 면내의 위상차 값(Re[650])보다도 작은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 위상차 필름은, 단파장의 광에서 측정한 위상차 값이 장파장의 광에서 측정한 위상차 값보다도 작은 광학 특성(역파장 분산 특성)을 나타내고, 또한 면내의 복굴절률이 비교적 큰 광학 특성을 나타낸다. 또한, 본 발명의 위상차 필름은 단파장측의 위상차 값과 장파장측의 위상차 값의 차가 큰 광학 특성을 나타낸다. 이러한 광학 특성을 갖는 위상차 필름은 액정 표시 장치의 표시 특성의 개선에 매우 유용하다.
도1A, 도1B 모두 본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서의 광학 적층체의 개략 단면도이다.
도2는 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 액정 패널의 개략 단면도이다.
도3은 본 발명의 다른 실시 형태에 있어서의 액정 패널의 개략 단면도이다.
도4는 본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서의 액정 표시 장치의 개략 단면도이다.
도5는 제1 실시예의 위상차 필름의 흡수단 파장의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도6은 제2 실시예의 위상차 필름의 흡수단 파장의 측정 결과를 나타내는 그 래프이다.
도7은 제1 비교예의 위상차 필름의 흡수단 파장의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도8은 제2 비교예의 위상차 필름의 흡수단 파장의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 위상차 필름에 대해 설명한다.
본 명세서에 있어서의 용어 및 기호의 정의는 하기와 같다.
(1) 흡수단 파장(λcut-off)은, 폴리머의 자외 흡수 스펙트럼에 있어서의 장파장측의 한계에 상당하는 파장(흡수가 없어지는 파장)을 말한다. 흡수단 파장(λcut-off)은,「자스코(JASCO)제, UV/Vis 분광 광도계 V-560」을 이용하여 위상차 필름의 지상축 방향 및 진상축 방향의 자외 가시 스펙트럼을 측정하여, 흡광도가 0.2로 되는 파장으로부터 구해지는 값이다.
(2)「nx」는 위상차 필름의 면내의 굴절률이 최대로 되는 방향(즉, 지상축 방향)의 굴절률이고,「ny」는 위상차 필름의 면내에서 지상축과 직교하는 방향의 굴절률이고,「nz」는 위상차 필름의 두께 방향의 굴절률이다.
(3) 면내의 위상차 값(Re[λ])은, 23 ℃에서 파장 λ(㎚)에 있어서의 필름의 면내의 위상차 값을 말한다. Re[λ]는 필름의 두께를 d(㎚)로 하였을 때, Re[λ] = (nx - ny) × d에 의해 구해진다.
(4) 두께 방향의 위상차 값(Rth[λ])은, 23 ℃에서 파장 λ(㎚)에 있어서의 필름의 두께 방향의 위상차 값을 말한다. Rth[λ]는 필름의 두께를 d(㎚)로 하였을 때, Rth[λ] = (nx - nz) × d에 의해 구해진다.
<1. 위상차 필름의 개요>
본 발명의 위상차 필름은, 지상축 방향에 대해 실질적으로 직교 방향으로 배향된 측쇄 성분(A)을 적어도 갖는 열가소성 폴리머를 함유하며, 상기 측쇄 성분(A)의 흡수단 파장(λcut-off)이 330 ㎚ 이상이고, 파장 450 ㎚에 있어서의 면내의 위상차 값(Re[450])이 파장 650 ㎚에 있어서의 면내의 위상차 값(Re[650])보다도 작은 필름이다.
본 명세서에 있어서「위상차 필름」이라 함은, 면내 및/또는 두께 방향으로 복굴절을 갖는 광학 필름이다. 바람직하게는, 상기 위상차 필름은 파장 550 ㎚에 있어서의 면내 및/또는 두께 방향의 복굴절률(Δn[550])이 1 × 10-4 이상이다.
본 발명자들은, 종래의 위상차 필름이 충분한 역파장 분산 특성을 나타내지 않는 원인은, 측쇄 성분의 광학 특성이 좋지 않기 때문일 것이라고 하는 추측을 바탕으로, 복굴절의 파장 의존성이 급준하다고 생각되는 측쇄 성분(A)을 이용하여 위상차 필름의 역파장 분산 특성을 크게 개선하는 것에 성공하였다. 또한, 본 발명자들은 급준한 복굴절의 파장 의존성을 나타낸다고 생각되는 측쇄 성분(A)이, 일정값 이상의 흡수단 파장(λcut-off)을 나타내는 것을 발견하였다. 즉, 상기한 바와 같은 특정한 흡수단 파장(λcut-off)을 나타내는 측쇄 성분(A)을 적어도 갖는 열가소성 폴리머를 이용함으로써, 위상차 필름의 역파장 분산 특성이 크게 개선되는 것은 본 발명자들에 의해 비로소 발견된 지견이며, 예기치 않은 우수한 효과이다.
상기 흡수단 파장(λcut-off)은, 바람직하게는 335 ㎚ 이상이고, 더욱 바람직하게는 340 ㎚ 이상이다. 상기 위상차 필름은, 투명성을 높이기 위해 가시광 영역의 흡수가 작은 것이 바람직하고, 상기 λcut-off는 바람직하게는 400 ㎚ 이하이고, 더욱 바람직하게는 380 ㎚ 이하이다.
바람직하게는, 상기 위상차 필름은 파장 650 ㎚에 있어서의 면내의 위상차 값(Re[650])과, 파장 450 ㎚에 있어서의 면내의 위상차 값(Re[450])의 차(ΔRe650-450 = Re[650] - Re[450])가 10 ㎚ 이상이고, 더욱 바람직하게는 20 ㎚ 이상이고, 특히 바람직하게는 30 ㎚ 이상이다. 상기 ΔRe650-450은 균일성이 우수한 위상차 필름을 얻는다고 하는 점으로부터, 바람직하게는 70 ㎚ 이하이고, 더욱 바람직하게는 50 ㎚ 이하이다. 큰 ΔRe650-450을 갖는 위상차 필름은, 가시광의 넓은 영역에서 위상차 값과 파장의 비율(Re/λ)이 일정해진다. 이로 인해, 이러한 위상차 필름은, 예를 들어 액정 표시 장치에 이용한 경우에, 높은 콘트라스트비나 우수한 색 재현성을 얻을 수 있다. 이하, 본 발명의 위상차 필름의 상세에 대해 설명한다.
<2. 열가소성 폴리머>
본 발명에 이용되는 열가소성 폴리머는, 지상축 방향에 대해 실질적으로 직교 방향으로 배향된 측쇄 성분(A)을 적어도 갖고, 상기 측쇄 성분(A)의 흡수단 파 장(λcut-off)이 330 ㎚ 이상인 폴리머이다.
본 명세서에 있어서「열가소성」이라 함은, 가열에 의해 연화되어 소성을 나타내고, 냉각하면 고화되는 성질을 말한다. 「폴리머」라 함은, 중합도(폴리머가 복수의 구성 단위를 포함하는 경우는, 각 구성 단위의 합계의 중합도)가 20 이상이며 중량 평균 분자량이 큰 고중합체를 포함하고, 또한 중합도가 2 이상 20 미만이며 중량 평균 분자량이 수천 정도인 저중합체(올리고머라고도 함)를 포함한다.
「측쇄 성분」이라 함은, 폴리머의 분자 구조의 골격을 이루는 결합 연쇄(즉, 주쇄)로부터 갈라져 나와 결합하고 있는 성분을 말한다. 측쇄 성분(A)의 배향 상태(즉, 위상차 필름의 지상축 방향에 대해, 실질적으로 직교 방향으로 배향된 상태)는 폴리머 주쇄에 대해 엄밀하게 90도일 필요는 없고, 주쇄와 평행인 분극률(α1)과 수직인 분극률(α2)에 차이가 발생하는 정도의 기울기(α2 > α1)가 있으면 좋다. 이러한 배향 상태는, 예를 들어 위상차 필름의 편광 적외 흡수 스펙트럼을 측정하여, 상기 측쇄 성분(A)에 기인하는 흡수 피크의 2색성에 의해 확인할 수 있다.
상기 측쇄 성분(A)은 적절한 구조의 것이 채용될 수 있다. 상기 측쇄 성분(A)은, 바람직하게는 다환식 방향족환 또는 다환식 복소환이다. 상기 다환식 방향족환으로서는, 예를 들어 나프탈렌 골격, 안트라센 골격, 플루오렌 골격, 페난트렌 골격 등을 들 수 있다. 또한, 다환식 복소환으로서는, 예를 들어 인돌 골격, 퀴놀린 골격, 카르바졸 골격, 아크리딘 골격 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 상 기 측쇄 성분(A)은 방향족환을 2개 이상 포함하고, 더욱 바람직하게는 나프탈렌 골격 또는 플루오렌 골격을 포함하는 것이다. 상기 측쇄 성분(A)의 흡수단 파장(λcut-off)은 다환식 방향족환 또는 다환식 복소환의 환의 수 및/또는 치환기의 종류 등에 따라 증가 내지 감소시킬 수 있다.
일 실시 형태에 있어서, 상기 측쇄 성분(A)은 하기 일반식(a) 또는 (b)로 나타내어지는 치환기(이하,「일반식(a) 또는 (b)로 나타내어지는 치환기」를「측쇄 치환기」로 약기하는 경우가 있음)이다.
식(a) 및 식(b) 중, R1 내지 R15는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 혹은 분지의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 혹은 분지의 할로겐화 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 혹은 분지의 알콕시기, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 혹은 분지의 티오알콕시기, 직쇄 혹은 분지의 알콕시카르보닐기, 치환 혹은 무치환의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 비닐기, 치환 혹은 무치환의 에티닐기, 아실옥시기, 아미노기, 아지드기, 니트로기, 시아노기, 수산기, 또는 티올기를 나 타낸다. 단, 식(a) 중, R1은 수소 원자가 아니다. 단, 식(b) 중, R8 내지 R15 중 적어도 하나의 치환기는 수소 원자가 아니다.
상기 식(a)의 R1, 및 식(b)의 R8 및/또는 R9는 당해 치환기(R1, R8, R9)가 결합되어 있는 다환식 방향족환 또는 다환식 복소환의 입체 배좌를 제어하기 위해 이용된다. 구체적으로는, R1 및 R8 및/또는 R9로 나타내어지는 치환기는, 입체 장해에 의해 열가소성 폴리머의 주쇄의 배향 방향에 대해 측쇄 치환기를 실질적으로 직교로 배향시킨다고 생각된다. 이러한 열가소성 폴리머를 이용함으로써, 우수한 역파장 분산 특성을 나타내는 위상차 필름을 얻을 수 있다.
상기 측쇄 치환기의 폴리머로의 도입 방법은, 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 상기 도입 방법으로서는, 예를 들어 (1) 상기 측쇄 치환기와 치환 가능한 반응성 부위를 갖는 폴리머를 미리 중합하고, 상기 폴리머의 반응성 부위에, 상기 측쇄 치환기를 갖는 화합물을 반응시키는 방법, (2) 상기 측쇄 치환기를 갖는 모노머를 이용하여 다른 모노머와 공중합시키는 방법 등을 들 수 있다. 상기 도입 방법 (1)로서는, 예를 들어 아세탈화 반응, 아세탈 교환 반응, 에스테르화 반응, 에테르화 반응, 이미드화 반응 등이 이용된다. 상기 도입 방법 (2)로서는, 일반적인 라디컬 중합, 이온 중합, 리빙 중합 등이 이용된다. 또한, 상기 아세탈화 반응 및 아세탈 교환 반응은 각각 케탈화 반응 및 케탈 교환 반응을 포함한다.
상기 측쇄 치환기를 갖는 화합물 및 모노머는, 각각 1-나프탈렌 유도체 및 플루오렌 유도체이며, 폴리머로의 도입 방법에 적합한 것이 적절하게 선택된다. 상기 화합물 및 모노머는, 예를 들어 1-나프토알데히드, 1-나프톤, 플루오레논, 비스아미노페닐플루오렌, 비스페놀플루오렌 및 그의 유도체 등을 들 수 있다.
상기 열가소성 폴리머는, 상기 측쇄 성분(A)을 갖고 있으면 적절한 구조의 폴리머가 채용될 수 있다. 상기 열가소성 폴리머의 주쇄의 결합은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 아세탈 결합, 탄소 원자끼리의 결합, 카보네이트 결합, 아미드 결합, 우레탄 결합, 에테르 결합, 실록산 결합 등을 들 수 있다. 상기 결합은, 바람직하게는 아세탈 결합, 탄소 원자끼리의 결합, 카보네이트 결합이다. 즉, 상기 열가소성 폴리머는, 바람직하게는 비틸아세탈계 폴리머, 올레핀계 폴리머, 또는 카보네이트계 폴리머이고, 특히 바람직하게는 비닐아세탈계 폴리머, 또는 올레핀계 폴리머이다. 비닐아세탈계 폴리머, 또는 올레핀계 폴리머를 이용하면, 광탄성 계수의 절대값이 작은 위상차 필름이 얻어지기 때문이다. 또한, 상기 올레핀계 폴리머에는 쇄상 올레핀이 포함되지만, 그 외에 환상 올레핀계 폴리머(예를 들어, 노르보넨이나 디시클로펜타디엔 등의 개환 중합체 및 그의 수소 첨가물 등)도 포함된다.
상기 열가소성 폴리머는, 반복 단위당 측쇄 성분(A)을, 바람직하게는 2 몰％ 내지 40 몰％ 포함하고, 더욱 바람직하게는 2 몰％ 내지 30 몰％ 포함하고, 특히 바람직하게는 5 몰％ 내지 20 몰％ 포함한다. 측쇄 성분(A)의 함유량을, 상기한 범위로 함으로써 우수한 역파장 분산 특성을 갖는 위상차 필름을 얻을 수 있다. 특히, 측쇄 성분(A)으로서 상기 일반식(a) 또는 (b)로 나타내어지는 치환기를 이용한 경우에는 측쇄 성분(A)의 함유량을 적게 할 수 있으므로 보다 위상차가 발현되 기 쉬워져, 큰 면내의 복굴절률(Δn : Δn = nx - ny)을 갖는 위상차 필름을 얻을 수 있다.
바람직하게는, 상기 열가소성 폴리머는 하기 일반식(I)로 나타내어지는 반복 단위를 적어도 갖는다. 이 열가소성 폴리머는, 측쇄 성분(A)으로서 나프탈렌 골격을 갖는다. 상기 열가소성 폴리머는, 예를 들어 알데히드 화합물 및/또는 케톤 화합물과, 비닐알코올계 폴리머를 축합 반응시켜 얻을 수 있다. 하기 일반식(I)에 있어서, l, m, n의 각 기본 단위의 배열 순서는 특별히 제한은 없고, 교호, 랜덤, 또는 블록 중 어느 것이라도 좋다. 이러한 열가소성 폴리머는, 범용 용제(예를 들어, 아세톤, 아세트산에틸, 톨루엔 등)에의 용해성이 우수하고, 연신 등의 조작성이 우수한 유리 전이 온도를 나타낸다.
상기 일반식(I) 중, R1 내지 R7은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 혹은 분지의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 혹은 분지의 할로겐화 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 혹은 분지의 알콕시기, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 혹은 분지의 티오알콕시기, 직쇄 혹은 분지의 알콕시카르보닐기, 치환 혹은 무치환의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 비닐기, 치환 혹은 무치환의 에티닐기, 아실옥시기, 아미노기, 아지드기, 니트로기, 시아노기, 수산기, 또는 티올기를 나타내고(단, R1은 수소 원자가 아님), A1 및 A2는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 혹은 분지의 알킬기, 또는 치환 혹은 무치환의 아릴기를 나타내고, A3은 수소 원자, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 혹은 분지의 알킬기, 탄소수 5 내지 10의 치환 혹은 무치환의 시클로알킬기, 치환 혹은 무치환의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 나프틸기, 또는 치환 혹은 무치환의 복소환기를 나타내고, A4는 수소 원자, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 혹은 분지의 알킬기, 벤질기, 실릴기, 인산기, 아실기, 벤조일기, 또는 술포닐기를 나타낸다.
상기 일반식(I) 중, 기본 단위 l은, 예를 들어 비닐알코올계 폴리머와, 1-나프토알데히드류 또는 1-나프톤류의 축합 반응에 의해 얻을 수 있다. 상기 1-나프토알데히드류로서는, 예를 들어 2-메톡시-1-나프토알데히드, 2-에톡시-1-나프토알데히드, 2-프로폭시-1-나프토알데히드, 2-메틸-1-나프토알데히드, 2,6-디메틸-1-나프토알데히드, 2,4-디메틸-1-나프토알데히드, 2-히드록시-1-나프토알데히드 등을 들 수 있다. 상기 1-나프톤류로서는, 예를 들어 2-히드록시-1-아세토나프톤, 8'-히드록시-1'-벤조나프톤 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 1-나프토알데히드류로서는, 바람직하게는 2-메톡시-1-나프토알데히드이다[이 경우, 상기 일반식(I) 중, R1은 메톡시기, R2 내지 R7은 수소 원자임].
상기 일반식(I) 중, 기본 단위 m은 비닐알코올계 폴리머와, 임의의 알데히드 화합물 또는 케톤 화합물의 축합 반응에 의해 얻을 수 있다. 알데히드 화합물로서는, 포름알데히드, 아세토알데히드, 1,1-디에톡시에탄(아세탈), 프로피온알데히드, n-부틸알데히드, 이소부틸알데히드, 시클로헥산카르복시알데히드, 5-노르보넨-2-카르복시알데히드, 3-시클로헥센-1-카르복시알데히드, 디메틸-3-시클로헥센-1-카르복시알데히드, 벤즈알데히드, 2-클로로벤즈알데히드, p-디메틸아미노벤즈알데히드, t-부틸벤즈알데히드, 3,4-디메톡시벤즈알데히드, 2-니트로벤즈알데히드, 4-시아노벤즈알데히드, 4-카르복시벤즈알데히드, 4-페닐벤즈알데히드, 4-플루오로벤즈알데히드, 2-(트리플루오로메틸)벤즈알데히드, 1-나프토알데히드, 2-나프토알데히드, 6-메톡시-2-나프토알데히드, 3-메틸-2-티오펜카르복시알데히드, 2-피리딘카르복시알데히드, 인돌-3-카르복시알데히드 등을 들 수 있다.
케톤 화합물로서는, 아세톤, 에틸메틸케톤, 디에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디프로필케톤, 알릴에틸케톤, 아세토페논, p-메틸아세토페논, 4'-아미노아세토페논, p-클로로아세토페논, 4'-메톡시아세토페논, 2'-히드록시아세토페논, 3'-니트로아세토페논, p-(1-피페리디노)아세토페논, 벤잘아세토페논, 프로피오페논, 벤조페논, 4-니트로벤조페논, 2-메틸벤조페논, p-브로모벤조페논, 시클로헥실(페닐)메타논, 2-부티로나프톤, 1-아세토나프톤 등을 들 수 있다.
상기 일반식(I) 중, A4는 잔존하는 수산기를 보호함으로써(엔드캡 처리라고도 함), 흡수율을 적절한 값으로 조정하기 위한 보호기(치환기)이다. 흡수율을 작게 하면, 높은 투명성을 갖고, 위상차의 안정성이 우수한 위상차 필름을 얻을 수 있다. 단, 본 발명의 위상차 필름이 이용되는 용도나 목적에 따라서는, 당해 수산기는 엔드캡 처리되어 있지 않아도 좋다(즉, A4가 수소 원자).
상기 A4는, 예를 들어 수산기가 잔존하는 폴리머를 얻은 후에, 수산기와 반응시켜 치환기를 도입할 수 있는(즉, 엔드캡 처리 가능한) 임의의 적절한 기가 이용된다. 이 적절한 기는 보호기라고도 한다. 상기 보호기는, 예를 들어 벤질기, 4-메톡시페닐메틸기, 메톡시메틸기, 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 아세틸기, 벤조일기, 메탄술포닐기, 비스-4-니트로페닐포스파이트 등을 들 수 있다. 상기 A4는, 바람직하게는 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, 또는 t-부틸디메틸실릴기이다. 이들 보호기를 이용함으로써, 고온 다습한 환경하에 있어서도 높은 투명성을 갖고, 또한 위상차의 안정성이 우수한 위상차 필름이 얻어질 수 있다.
상기 엔드캡 처리의 반응 조건은, 수산기에 반응시키는 치환기의 염화물의 종류에 따라 적절한 조건이 채용될 수 있다. 예를 들어, 알킬화, 벤질화, 실릴화, 인산화, 술포닐화 등의 반응은 수산기가 잔존하는 폴리머와 목적으로 하는 치환기의 염화물을, 4(N,N-디메틸아미노)피리딘 등의 촉매의 존재하에, 25 ℃ 내지 100 ℃서 1시간 내지 20시간 교반하여 행할 수 있다.
상기 일반식(I) 중, l, m 및 n의 비율은 목적에 따라서 적절한 값이 설정될 수 있다. 상기 기본 단위 l의 비율은, 바람직하게는 2 몰％ 내지 40 몰％이고, 더욱 바람직하게는 2 몰％ 내지 30 몰％이고, 특히 바람직하게는 5 몰％ 내지 20 몰 ％이다. 상기 기본 단위 m의 비율은, 바람직하게는 20 몰％ 내지 80 몰％이고, 더욱 바람직하게는 30 몰％ 내지 75 몰％이고, 특히 바람직하게는 40 몰％ 내지 75 몰％이다. 상기 기본 단위 n의 비율은, 바람직하게는 1 몰％ 내지 60 몰％이고, 더욱 바람직하게는 5 몰％ 내지 50 몰％이고, 특히 바람직하게는 10 몰％ 내지 45 몰％이고, 가장 바람직하게는 10 몰％ 내지 40 몰％이다. 단, l + m + n = 100 몰％. 각 기본 단위의 비율을 상기한 범위로 함으로써 우수한 역파장 분산 특성을 나타내고, 연신에 의한 위상차의 발현성이 우수하고, 면내의 복굴절률(Δn)이 큰 위상차 필름을 얻을 수 있다.
상기 일반식(I) 중, 기본 단위 l 및 m의 비율 ; l/m(몰/몰)은, 바람직하게는 0.05 내지 0.40이고, 더욱 바람직하게는 0.08 내지 0.35이고, 특히 바람직하게는 0.10 내지 0.30이다. 기본 단위 l 및 m의 비율을 상기한 범위로 함으로써, 우수한 역파장 분산 특성을 나타내는 위상차 필름을 얻을 수 있다.
상기 일반식(I)로 나타내어지는 반복 단위를 적어도 갖는 열가소성 폴리머(비닐아세탈계 폴리머)는, 예를 들어 비닐알코올계 폴리머와, 2종류 이상의 알데히드 화합물 및/또는 케톤 화합물을 용제에 분산 또는 용해시켜, 산 촉매의 존재하에서 반응시키는 공정을 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다. 상기 알데히드 화합물 및/또는 케톤 화합물은 2종류 이상을 동시에 반응시켜도 좋고, 1종류씩 가하여 차례로 반응시켜도 좋다. 이 반응은, 비닐알코올계 폴리머와의 축합 반응이며, 알데히드 화합물이 이용되는 경우는 아세탈화라고도 한다(또한, 본 명세서에 있어서, 케톤 화합물을 이용한 케탈화도, 넓은 의미의 아세탈화에 포함됨).
상기 비닐알코올계 폴리머는, 목적에 따라서 적절한 것이 채용될 수 있다. 상기 폴리머는 직쇄상 폴리머라도 좋고, 분지상 폴리머라도 좋다. 또한, 상기 폴리머는 호모 폴리머라도 좋고, 2종류 이상의 단위 모노머로부터 중합된 코폴리머라도 좋다. 코폴리머의 대표예로서는, 에틸렌-비닐알코올 공중합체를 들 수 있다.
상기 비닐알코올계 폴리머는, 예를 들어 비닐에스테르계 모노머를 중합하여 비닐에스테르계 폴리머로 한 후, 이것을 비누화하여 비닐에스테르 단위를 비닐알코올 단위로 함으로써 얻을 수 있다.
상기 비닐알코올계 폴리머의 비누화도는, 통상 70 몰％ 이상이고, 바람직하게는 80 몰％ 이상이고, 특히 바람직하게는 95 몰％ 이상이다. 상기 비누화도는 JIS K 6727(1994)에 준하여 구할 수 있다. 비누화도를 상기한 범위로 함으로써, 위상차가 큰 비닐아세탈계 폴리머를 얻을 수 있다.
상기 비닐알코올계 폴리머는 시판품을 그대로 이용할 수 있다. 혹은 시판된 폴리머에 임의의 적절한 폴리머 변성을 실시하여 이용할 수 있다. 시판된 비닐알코올계 폴리머로서는, 예를 들어 가부시끼가이샤 쿠라레제 포발 시리즈(상품명「PVA-103, PVA117, PVA613, PVA-220, PVA405 등」), 가부시끼가이샤 쿠라레제 엑세발 시리즈(상품명「RS-4104, RS-3110, RS-1717 등」, 가부시끼가이샤 쿠라레제 에발 시리즈(상품명「L101, F101, H101, E105, G156 등」), 니혼 고오세이 가가꾸 가부시끼가이샤제 고세놀 시리즈(상품명「NH-18, NH-300, A-300, C-500, GM-14 등」), 니혼 고오세이 가가꾸 가부시끼가이샤제 소아놀 시리즈(상품명「D2908, DT2903, DC3203 등」) 등을 들 수 있다.
상기 비닐알코올계 폴리머의 평균 중합도는, 임의의 적절한 값으로 설정될 수 있다. 상기 평균 중합도는, 바람직하게는 400 내지 5000이고, 더욱 바람직하게는 800 내지 4000이고, 특히 바람직하게는 800 내지 3000이다. 또한, 상기 비닐알코올계 폴리머의 평균 중합도는, JIS K 6726(1994)에 준한 방법에 의해 측정할 수 있다.
상기 용제는, 목적에 따라서 적절한 것이 선택될 수 있다. 상기 용제로서는, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등의 알코올류 ; 1,4-디옥산 등의 환식 에테르류 ; N,N-디메틸포름알데히드, N-메틸피롤리돈, 디메틸술폭시드 등의 비프로톤성 용제 등을 들 수 있다. 이들 용제는, 단독으로 또는 2종류 이상을 혼합하여 이용된다. 또한, 상기 용제에 물을 혼합하여 이용해도 좋다.
상기 산 촉매는, 목적에 따라서 적절한 것이 선택될 수 있다. 상기 산 촉매는, 예를 들어 염산, 황산, 인산, p-톨루엔술폰산 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 상기 산 촉매는 p-톨루엔술폰산이다.
상기 산 촉매를 반응시키는 온도는, 통상 0 ℃를 초과하고, 또한 이용되는 용제의 비점 미만이다. 구체적으로는, 상기 산 촉매를 반응시키는 온도는, 바람직하게는 10 ℃ 내지 100 ℃이고, 더욱 바람직하게는 20 ℃ 내지 80 ℃이다. 또한, 반응 시간은 바람직하게는 30분 내지 20시간이고, 더욱 바람직하게는 1시간 내지 10시간이다. 상기한 반응 조건을 채용함으로써, 높은 아세탈화도를 갖는 비닐아세탈계 폴리머를 높은 수율로 얻을 수 있다.
상기 비닐아세탈계 폴리머의 아세탈화도는, 바람직하게는 40 몰％ 내지 99 몰％이고, 더욱 바람직하게는 50 몰％ 내지 95 몰％이고, 특히 바람직하게는 60 몰％ 내지 90 몰％이다. 아세탈화도를 상기한 범위로 함으로써, 투명성, 내열성 및 성형 가공성이 한층 더 우수한 위상차 필름을 얻을 수 있다.
상기 열가소성 폴리머의 중량 평균 분자량은, 바람직하게는 1,000 내지 1,000,000이고, 더욱 바람직하게는 3,000 내지 500,000이고, 특히 바람직하게는 5,000 내지 300,000이다. 중량 평균 분자량을 상기한 범위로 함으로써, 기계적 강도가 우수한 위상차 필름을 얻을 수 있다. 또한, 상기 중량 평균 분자량은 실시예에 기재된 방법에 의해 구한 값이다.
상기 열가소성 폴리머의 유리 전이 온도는, 바람직하게는 100 ℃ 내지 190 ℃이고, 더욱 바람직하게는 100 ℃ 내지 170 ℃이고, 특히 바람직하게는 110 ℃ 내지 150 ℃이다. 유리 전이 온도를 상기한 범위로 함으로써, 내열성이 우수한 위상차 필름을 얻을 수 있다. 또한, 연신 등에 의한 성형 가공성이 우수하다. 또한, 유리 전이 온도는 JIS K 7121(1987)에 준한 DSC법에 의해 구할 수 있다.
본 발명의 위상차 필름은, 임의의 적절한 첨가제를 더 함유할 수 있다. 상기 첨가제로서는, 예를 들어 가소제, 열 안정제, 광 안정제, 윤활제, 항산화제, 자외선 흡수제, 난연제, 대전 방지제, 상용화제, 가교제 및 증점제 등을 들 수 있다. 상기 첨가제의 사용량은, 목적에 따라서 적절한 값이 선택될 수 있다. 상기 첨가제의 사용량은, 상기 폴리머 100 중량부에 대해, 바람직하게는 0을 초과하고 30(중량비) 이하이다.
상기 위상차 필름의 두께는, 목적에 따라서 적절한 값으로 설정될 수 있다. 상기 두께는, 바람직하게는 10 ㎛ 내지 200 ㎛이고, 더욱 바람직하게는 20 ㎛ 내지 100 ㎛이고, 특히 바람직하게는 30 ㎛ 내지 80 ㎛이다. 상기 두께 범위의 위상차 필름은, 기계적 강도나 두께 균일성이 우수하다.
상기 위상차 필름의 흡수율은 1 ％ 내지 8 ％가 바람직하고, 또한 2 ％ 내지 7 ％가 보다 바람직하다. 흡수율이 대략 이 범위이면, 위상차 필름의 밀착성이 향상되기 때문이다.
<3. 위상차 필름의 광학 특성>
상기 위상차 필름의 파장 550 ㎚에 있어서의 투과율은, 바람직하게는 85 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 90 ％ 이상이다.
상기 위상차 필름의 광탄성 계수의 절대값(C[550](㎡/N))은, 바람직하게는 1 × 10-12 내지 80 × 10-12이고, 더욱 바람직하게는 5 × 10-12 내지 50 × 10-12이다. 상기 범위의 광탄성 계수의 절대값이 작은 위상차 필름은, 예를 들어 액정 표시 장치에 이용한 경우에 응력에 의한 광학 불균일을 저감할 수 있다.
상기 위상차 필름의 파장 550 ㎚에 있어서의 면내의 복굴절률(Δn[550])은 0.001 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.0016 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.0023 이상이고, 특히 바람직하게는 0.0025 이상이고, 가장 바람직하게는 0.0030 이상이다. 또한, 상기 복굴절률은 0.0070 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.0060 이하이고, 특히 바람직하게는 0.0055 이하이고, 가장 바람직하게는 0.0050 이하이다. 종래의 위상차 필름은 연신에 의한 위상차의 발현성이 부족하기 때문 에, 원하는 위상차 값을 얻으려고 하는 경우, 필름이 두꺼워진다고 하는 과제가 있었다. 본 발명의 위상차 필름은, 위상차의 발현성이 우수하고, Δn이 크다. 이로 인해, 원하는 위상차 값을 갖는 위상차 필름을 얇게 제작할 수 있다.
상기 위상차 필름의 파장 550 ㎚에 있어서의 면내의 위상차 값(Re[550])은, 목적에 따라서 적절한 값이 선택될 수 있다. 상기 Re[550]는 10 ㎚ 이상이고, 바람직하게는 50 ㎚ 내지 500 ㎚이고, 더욱 바람직하게는 70 ㎚ 내지 400 ㎚이다. 일 실시 형태에 있어서, 상기 위상차 필름은 λ/2판으로서 이용된다. λ/2판으로서 이용되는 경우, 상기 Re[550]는 바람직하게는 200 ㎚ 내지 400 ㎚이고, 더욱 바람직하게는 250 ㎚ 내지 350 ㎚이다. 다른 실시 형태에 있어서, 상기 위상차 필름은 λ/4판으로서 이용된다. λ/4판으로서 이용되는 경우, 상기 Re[550]는 바람직하게는 100 ㎚ 이상 200 ㎚ 미만이고, 더욱 바람직하게는 120 ㎚ 내지 180 ㎚이다.
본 발명의 위상차 필름은, 상술한 바와 같이 파장 450 ㎚에 있어서의 면내의 위상차 값(Re[450])이, 파장 650 ㎚에 있어서의 면내의 위상차 값(Re[650])보다도 작다. 바람직하게는, 상기 위상차 필름은 Re[450] < Re[550] < Re[650]을 만족한다(즉, 역파장 분산 특성을 나타냄).
상기 위상차 필름의 Re[550]와 Re[450]의 차(ΔRe550-450 = Re[550] - Re[450])는, 바람직하게는 5 ㎚ 이상이고, 더욱 바람직하게는 10 ㎚ 이상, 특히 바람직하게는 20 ㎚ 이상이다. 상기 ΔRe550-450은 균일성이 우수한 위상차 필름을 얻는다고 하는 점으로부터, 바람직하게는 35 ㎚ 이하이고, 더욱 바람직하게는 25 ㎚ 이하이다.
종래, ΔRe550-450이 큰 위상차 필름을 제작하는 것은 곤란했지만, 본 발명의 위상차 필름이면 이러한 과제를 대폭으로 개선할 수 있다. ΔRe550-450을 상기한 범위로 함으로써, 청색의 영역에 있어서 위상차 값과 파장의 비율(Re/λ)이 일정해진다. 이로 인해, 예를 들어 본 발명의 위상차 필름을 액정 표시 장치에 이용한 경우에, 보는 각도에 따라 광 누설이 발생되는 현상이나, 표시 화상이 푸른 빛을 띠는 현상(블루이쉬 현상이라고도 함)을 개선할 수 있다.
상기 위상차 필름의 Re[450]과 Re[550]의 비(Re[450]/Re[550])는, 바람직하게는 0.95 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.70 내지 0.90이고, 특히 바람직하게는 0.75 내지 0.90이고, 가장 바람직하게는 0.80 내지 0.90이다. Re[450]/Re[550]을 상기한 범위로 함으로써, 예를 들어 상기 위상차 필름을 액정 표시 장치에 이용한 경우에 한층 더 우수한 표시 특성을 얻을 수 있다.
또한, 상기 위상차 필름의 Re[650]과 Re[550]의 차(ΔRe650-550 = Re[650] - Re[550])는, 바람직하게는 5 ㎚ 이상이고, 더욱 바람직하게는 10 ㎚ 이상, 특히 바람직하게는 11 ㎚ 이상이다. 상기 ΔRe650-550은 균일성이 우수한 위상차 필름을 얻는다고 하는 점으로부터, 바람직하게는 35 ㎚ 이하이고, 더욱 바람직하게는 25 ㎚ 이하이다.
종래, ΔRe650-550이 큰 위상차 필름을 제작하는 것은 곤란했지만, 본 발명의 위상차 필름이면 이러한 과제를 대폭으로 개선할 수 있다. ΔRe650-550을 상기한 범 위로 함으로써, 적색의 영역에서 위상차 값과 파장의 비율(Re/λ)이 일정해진다. 이로 인해, 예를 들어 본 발명의 위상차 필름을 액정 표시 장치에 이용한 경우에, 보는 각도에 따라 광 누설이 발생되는 현상이나, 표시 화상이 붉은 빛을 띠는 현상(레디쉬 현상이라고도 함)을 개선할 수 있다.
상기 위상차 필름의 Re[650]과 Re[550]의 비(Re[650]/Re[550])는, 바람직하게는 1.02 이상이고, 더욱 바람직하게는 1.03 내지 1.20이고, 특히 바람직하게는 1.04 내지 1.20이고, 가장 바람직하게는 1.05 내지 1.20이다. Re[650]/Re[550]을 상기한 범위로 함으로써, 예를 들어 상기 위상차 필름을 액정 표시 장치에 이용한 경우에 한층 더 우수한 표시 특성을 얻을 수 있다.
상기 위상차 필름의 Rth[550]은, 목적에 따라서 적절한 값이 선택될 수 있다. 상기 Rth[550]은 10 ㎚ 이상이고, 바람직하게는 50 ㎚ 내지 500 ㎚이고, 더욱 바람직하게는 70 ㎚ 내지 400 ㎚이다. 일 실시 형태에 있어서, 상기 위상차 필름은 λ/2판으로서 이용된다. 이 경우, 상기 Rth[550]은 바람직하게는 200 ㎚ 내지 400 ㎚이고, 더욱 바람직하게는 250 ㎚ 내지 350 ㎚이다. 다른 실시 형태에 있어서, 상기 위상차 필름은 λ/4판으로서 이용된다. 이 경우, 상기 Rth[550]은 바람직하게는 100 ㎚ 이상 200 ㎚ 미만이고, 더욱 바람직하게는 120 ㎚ 내지 180 ㎚이다.
<4. 위상차 필름의 제조 방법>
일 실시 형태에 있어서, 본 발명의 위상차 필름은, 상기 열가소성 폴리머로 이루어지는 수지 조성물 또는 상기 열가소성 폴리머를 포함하는 수지 조성물을 시 트 형상으로 성형하여 고분자 필름을 얻고, 또한 이 고분자 필름을 연신함으로써 상기 열가소성 폴리머 중의 주쇄 및 측쇄를 배향시켜 제작된다.
상기 고분자 필름은 임의의 적절한 성형 가공법에 의해 얻을 수 있다. 상기 성형 가공법으로서는, 예를 들어 압축 성형법, 트랜스퍼 성형법, 사출 성형법, 압출 성형법, 블로우 성형법, 분말 성형법, FRP 성형법, 솔벤트 캐스팅법 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 상기 성형 가공법은 솔벤트 캐스팅법 또는 압출 성형법이다. 상기 솔벤트 캐스팅법은, 예를 들어 주성분으로 되는 열가소성 폴리머나 첨가제를 포함하는 수지 조성물을 용제에 용해한 농후 용액(도프)을 탈포한 후, 엔드리스 스테인리스 벨트 또는 회전 드럼의 표면에 플로우 캐스팅하고, 용제를 증발시켜 고분자 필름을 성형하는 방법이다. 또한, 상기 압출 성형법은, 예를 들어 주성분으로 되는 열가소성 폴리머나 첨가제를 포함하는 수지 조성물을 가열 용융하고, 이것을 T다이 등을 이용하여 캐스팅 롤의 표면에 압출하고, 냉각시켜 고분자 필름을 형성하는 방법이다. 상기한 방법을 채용함으로써, 두께 균일성이 우수한 고분자 필름을 얻을 수 있다.
상기 고분자 필름을 연신하는 방법으로서는, 목적에 따라서 임의의 적절한 연신 방법이 채용될 수 있다. 상기 연신 방법으로서는, 예를 들어, 종1축 연신법, 횡1축 연신법, 종횡 동시 2축 연신법, 종횡 축차 2축 연신법 등을 들 수 있다. 상기 고분자 필름을 연신하는 수단으로서는, 롤 연신기, 텐터 연신기 및 2축 연신기 등의 임의의 적절한 연신기가 이용될 수 있다. 바람직하게는, 이들 연신기는 온도 제어 수단을 구비한다. 가열하여 연신을 행하는 경우에는, 연신기의 내부 온도는 연속적으로 변화시켜도 좋고 단계적으로 변화시켜도 좋다. 연신 공정은 1회라도 좋고, 2회 이상으로 분할해도 좋다. 연신 방향은 필름의 길이 방향(MD 방향)이라도 좋고, 폭 방향(TD 방향)이라도 좋다. 또한, 일본 특허 출원 공개 제2003-262721호 공보의 도1에 기재된 연신법을 이용하여 경사 방향으로 연신(경사 연신)해도 좋다.
상기 고분자 필름을 연신하는 온도(연신 온도)는, 목적에 따라서 적절하게 설정될 수 있다. 바람직하게는, 연신은 고분자 필름의 유리 전이 온도(Tg)에 대해 Tg + 1 ℃ 내지 Tg + 30 ℃의 범위에서 행한다. 이러한 조건을 선택함으로써, 위상차 값이 균일해지기 쉽고, 또한 위상차 필름이 결정화(백탁)되기 어려워진다. 구체적으로는, 상기 연신 온도는 바람직하게는 100 ℃ 내지 180 ℃이고, 더욱 바람직하게는 120 ℃ 내지 160 ℃이다. 또한, 유리 전이 온도는 JIS K 7121(1987)에 준한 DSC법에 의해 구할 수 있다.
상기 연신 온도를 제어하는 수단으로서는, 임의의 적절한 수단이 채용될 수 있다. 상기 온도 제어 수단으로서는, 예를 들어 열풍 또는 냉풍이 순환하는 공기 순환식 항온 오븐 ; 마이크로파 또는 원적외선을 이용한 히터 ; 온도 조절용으로 가열된 롤, 가열된 히트 파이프 롤, 가열된 금속 벨트 등을 들 수 있다.
상기 고분자 필름을 연신하는 배율(연신 배율)은, 목적에 따라서 적절하게 선택될 수 있다. 상기 연신 배율은, 바람직하게는 1을 초과하고 3배 이하이며, 더욱 바람직하게는 1을 초과하고 2.5배 이하이며, 특히 바람직하게는 1.1배 내지 2.0배이다. 또한, 연신시의 이송 속도는 특별히 제한은 없지만, 기계 정밀도, 안정성 등으로부터 바람직하게는 0.5 m/분 내지 30 m/분이다. 상기한 연신 조건이면, 목적으로 하는 광학 특성이 얻어질 뿐만 아니라, 균일성이 우수한 위상차 필름을 얻을 수 있다.
<5. 위상차 필름의 주된 용도>
본 발명의 위상차 필름은, 임의의 적절한 용도로 이용될 수 있다. 대표적인 용도로서는, 액정 표시 장치의 λ/4판, λ/2판, 시야각 확대 필름 등을 들 수 있다. 이 밖에는, 액정 표시 장치, 유기 EL 디스플레이 및 플라즈마 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이용 반사 방지 필름 등을 들 수 있다.
<6. 광학 적층체>
본 발명의 광학 적층체는, 상기 위상차 필름을 포함한다. 일 실시 형태에 있어서는, 상기 광학 적층체는 상기 위상차 필름에 부가하여, 다른 위상차 필름을 더 포함한다. 다른 실시 형태에 있어서는, 상기 광학 적층체는 상기 위상차 필름에 부가하여 편광자를 더 포함한다.
도1은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 광학 적층체의 개략 단면도이다. 또한, 보기 쉽게 하기 위해 도1의 각 구성 부재의 세로, 가로 및 두께의 비율은 실제와는 다르게 하고 있는 것에 유의바란다(또한, 이 점은 도2 내지 도4에 있어서도 동일함).
도1A에 도시하는 광학 적층체(6)는, 위상차 필름(1)과, 접착층(2)과, 다른 위상차 필름(3)을 적어도 이 순서로 구비한다. 도1B에 도시하는 광학 적층체(6)는 위상차 필름(1)과, 편광자(4)와, 보호층(5)을 적어도 이 순서로 구비한다.
본 명세서에 있어서「접착층」이라 함은, 인접하는 광학 부재의 면과 면을 접합하여, 실용상 충분한 접착력과 접착 시간으로 일체화시키는 층을 말한다. 상기 접착층을 형성하는 재료로서는, 예를 들어 접착제, 앵커 코트제 등을 들 수 있다. 상기 접착층은, 피착체의 표면에 앵커 코트층이 형성되고, 그 위에 접착제층이 형성된 바와 같은 다층 구조라도 좋다. 또한, 육안적으로 인지할 수 없는 얇은 층(헤어라인이라고도 함)이라도 좋다.
상기 접착층을 형성하는 재료로서는, 피착체의 종류나 목적에 따라서 적절한 접착제, 앵커 코트제가 선택될 수 있다. 접착제로서는, 형상에 따른 분류에 따르면, 용제형 접착제, 에멀전형 접착제, 감압성 접착제, 재습성 접착제, 중축합형 접착제, 무용제형 접착제, 필름 형상 접착제, 핫멜트형 접착제 등을 들 수 있다. 접착제는 화학 구조에 따른 분류에 따르면, 합성 수지 접착제, 고무계 접착제 및 천연물 접착제를 들 수 있다. 또한, 상기 접착제는 가압 접촉으로 감지할 수 있는 접착력을 상온에서 나타내는 점탄성 물질(점착제라고도 함)을 포함한다.
상기 다른 위상차 필름으로서는, 예를 들어 (1) 셀룰로오스계 폴리머, 노르보넨계 폴리머, 또는 카보네이트계 폴리머를 함유하는 위상차 필름, (2) 일본 특허 출원 공개 평7-146409호 공보에 기재되어 있는 바와 같은 디스코틱 액정 화합물을 포함하는 액정성 조성물의 고화층 또는 경화층, (3) 일본 특허 출원 공개 제2003-187623호 공보에 기재되어 있는 바와 같은 플레이너 배열로 배향시킨 칼라미틱 액정 화합물을 포함하는 액정성 조성물의 고화층 또는 경화층, (4) 일본 특허 출원 공개 제2003-287750호 공보에 기재되어 있는 바와 같은 아미드이미드계 폴리머, 에 테르에테르케톤계 폴리머, 또는 이미드계 폴리머를 함유하는 고분자 필름 등을 들 수 있다. 상기 다른 위상차 필름은, 상기한 예에 한정되지 않고 임의의 적절한 것이 채용될 수 있다.
상기 편광자는 자연광 또는 편광을 직선 편광으로 변환하는 것이면, 적절한 것이 채용될 수 있다. 상기 편광자는, 바람직하게는 요오드 또는 2색성 염료를 함유하는 비닐알코올계 폴리머를 주성분으로 하는 연신 필름이다. 상기 편광자의 두께는, 통상 5 ㎛ 내지 50 ㎛이다. 상기 요오드 또는 2색성 염료를 함유하는 비닐알코올계 폴리머를 주성분으로 하는 연신 필름은, 예를 들어 일본 특허 출원 공개 제2003-240952호 공보의 제1 실시예의 방법에 의해 얻을 수 있다.
상기 보호층은 임의의 적절한 것이 채용될 수 있다. 상기 보호층은 편광자가 수축이나 팽창되는 것을 방지하기 위해 사용된다. 또한, 상기 보호층은 편광자가 자외선에 의해 열화되는 것을 방지하기 위해 사용된다. 상기 보호층은 바람직하게는 셀룰로오스계 폴리머 또는 노르보넨계 폴리머를 함유하는 고분자 필름이다. 상기 고분자 필름의 두께는, 통상 10 ㎛ 내지 200 ㎛이다. 또한, 상기 보호층은 후술하는 표면 처리층의 베이스 필름을 겸하고 있어도 좋다. 상기 보호층은 시판된 고분자 필름을 그대로 이용할 수도 있다. 혹은, 시판된 고분자 필름에 후술하는 표면 처리를 실시하여 이용할 수도 있다.
<7. 액정 패널>
본 발명의 액정 패널은, 상기 위상차 필름 또는 상기 광학 적층체를 포함한다. 도2 및 도3은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 액정 패널의 개략 단면도 이다.
도2에 도시하는 액정 패널(100)은 액정 셀(10)과, 상기 액정 셀(10)의 한쪽측에 배치된 제1 편광자(21)(시인측 편광자)와, 상기 액정 셀(10)의 다른 쪽측에 배치된 제2 편광자(22)와, 상기 액정 셀(10)과 상기 제1 편광자(21) 사이에 배치된 위상차 필름(1)을 적어도 구비한다. 또한, 도2에 도시하는 예에서는 본 발명의 위상차 필름(1)이 제1 편광자(21)와 액정 셀(10)의 사이에만 배치되는 경우를 도시하고 있지만, 상기 위상차 필름(1)은 상기 액정 셀(10)의 제2 편광자(22)와 액정 셀(10) 사이에 1매 배치되어 있어도 좋다. 또한, 본 발명의 위상차 필름(1)이 제1 편광자(21)와 액정 셀(10) 사이 및 제2 편광자(22)와 액정 셀(10) 사이의 양쪽에 1매씩 배치되어 있어도 좋다. 또한, 위상차 필름은 1매에 한정되지 않고, 각각 복수매 배치되어 있어도 좋다.
도2를 참조하면, 상기 액정 셀(10)은 한 쌍의 기판(11, 11')과, 기판(11, 11') 사이에 끼움 지지된 표시 매체로서의 액정층(12)을 갖는다. 한쪽의 기판(11')(액티브 매트릭스 기판)에는 액정의 전기 광학 특성을 제어하는 스위칭 소자(대표적으로는 TFT)와, 이 능동 소자에 게이트 신호를 부여하는 주사선 및 소스 신호를 부여하는 신호선이 설치되어 있다(모두 도시하지 않음). 다른 쪽 기판(11)(컬러 필터 기판)에는 컬러 필터가 설치된다. 또한, 컬러 필터는 액티브 매트릭스 기판(11')에 설치해도 좋다. 또한, 예를 들어 액정 표시 장치의 조명 수단에 RGB 3색 광원이 이용되는 경우(필드 시퀀셜 방식 등), 상기 컬러 필터는 생략될 수 있다. 기판(11)과 기판(11')의 간격(셀 갭)은 스페이서(도시하지 않음)에 의해 제어된다. 기판(11) 및 기판(11')의 액정층(12)과 접하는 측에는, 예를 들어 폴리이미드로 이루어지는 배향막(도시하지 않음)이 설치되어 있다.
도3에 도시하는 액정 패널(101)은 액정 셀(10)의 배면측에 반사층(23)이 설치되어 있는 예이다. 그 밖의 구성은, 도2의 액정 패널(100)에서 설명한 구성과 동일하다.
<8.액정 표시 장치>
본 발명의 액정 표시 장치는, 상기 액정 패널을 포함한다. 도4는 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 액정 표시 장치의 개략 단면도이다. 또한, 보기 쉽게 하기 위해, 도4의 각 구성 부재의 세로, 가로 및 두께의 비율은 실제와는 다르게 하고 있는 것에 유의바란다.
이 액정 표시 장치(200)는 액정 패널(100)과, 액정 패널(100)의 한쪽측에 배치된 백 라이트 유닛(80)을 적어도 구비한다. 또한, 도시예에서는 백 라이트 유닛으로서 직하 방식이 채용된 경우를 나타내고 있지만, 본 발명의 액정 표시 장치는 예를 들어 사이드 라이트 방식이라도 좋다.
직하 방식이 채용되는 경우, 상기 백 라이트 유닛(80)은 바람직하게는 광원(81)과, 반사 필름(82)과, 확산판(83)과, 프리즘 시트(84)와, 휘도 향상 필름(85)을 적어도 구비한다. 사이드 라이트 방식이 채용되는 경우, 바람직하게는 백 라이트 유닛은 상기한 구성에 부가하여, 또한 도광판과, 라이트 리플렉터를 적어도 구비한다. 또한, 도4에 예시한 광학 부재는 본 발명의 효과가 얻어지는 한에 있어서, 액정 표시 장치의 조명 방식이나 액정 셀의 구동 모드 등에 따라서 그 일 부가 생략될 수 있거나, 또는 다른 광학 부재로 대체될 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 액정 패널의 배면으로부터의 광을 조사하여 화면을 보는 투과형이라도 좋고, 액정 패널의 시인측으로부터의 광을 조사하여 화면을 보는 반사형이라도 좋다. 혹은, 상기 액정 표시 장치는 투과형과 반사형의 양쪽의 성질을 아울러 갖는 반투과형이라도 좋다.
<9. 액정 표시 장치의 주된 용도>
본 발명의 액정 표시 장치는 임의의 적절한 용도로 사용된다. 그 용도는, 예를 들어 퍼스널 컴퓨터 모니터, 노트 퍼스널 컴퓨터, 복사기 등의 OA 기기, 휴대 전화, 시계, 디지털 카메라, 휴대 정보 단말(PDA), 휴대 게임기 등의 휴대 기기, 비디오 카메라, 텔레비전, 전자레인지 등의 가정용 전기 기기, 백 모니터, 카 내비게이션 시스템용 모니터, 카 오디오 등의 차량 탑재용 기기, 상업 점포용 인포메이션용 모니터 등의 전시 기기, 감시용 모니터 등의 경비 기기, 간호용 모니터, 의료용 모니터 등의 간호·의료 기기 등이다.
바람직하게는, 본 발명의 액정 표시 장치의 용도는 텔레비전이다. 상기 텔레비전의 화면 사이즈는, 바람직하게는 와이드 17형(373 ㎜ × 224 ㎜) 이상이고, 더욱 바람직하게는 와이드 23형(499 ㎜ × 300 ㎜) 이상이고, 특히 바람직하게는 와이드 32형(687 ㎜ × 412 ㎜) 이상이다.
본 발명에 대해, 실시예 및 비교예를 이용하여 더 설명한다. 또한, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시예에서 이용한 각 분석 방법은 이하와 같다.
(1) 흡수단 파장(λcut-off)의 측정 방법 :
자스코제의「UV/Vis 분광 광도계 V-560」을 이용하여 측정하였다. 위상차 필름에 대해, 그 지상축 방향 및 진상축 방향의 자외 가시 스펙트럼을 측정하여, 흡광도가 0.2가 되는 파장을 구하고 이것을 흡수단 파장으로 하였다.
(2) 열가소성 폴리머의 조성의 측정 방법 :
핵자기 공명 스펙트럼 미터[니혼 덴시 가부시끼가이샤제, 제품명「LA400」](측정 용매 ; 중DMSO, 주파수 ; 400 ㎒, 관측핵 ; 1H, 측정 온도 ; 70 ℃)를 이용하여 구하였다.
(3) 유리 전이 온도의 측정 방법 :
시차 주사 열량계[세이코 가부시끼가이샤제, 제품명「DSC-6200」]를 이용하여, JIS K 7121(1987)(플라스틱의 전이 온도의 측정 방법)에 준한 방법에 의해 구하였다. 구체적으로는, 3 ㎎의 분말 샘플을, 질소 분위기하(가스의 유량 ; 80 ㎖/분)에서 승온(가열 속도 ; 10 ℃/분)시켜 2회 측정하고, 2회째의 데이터를 채용하였다. 열량계는 표준 물질(인듐)을 이용하여 온도 보정을 행하였다.
(4) 분자량의 측정 방법 :
겔·투과·크로마토그래피(GPC)법에 의해 폴리스티렌을 표준 시료로 하여 산출하였다. 구체적으로는, 이하의 장치, 기구 및 측정 조건에 의해 측정하였다. 또한, 샘플은 시료를 테트라히드로푸란에 용해하여 0.1 중량％의 용액으로 하고, 하룻밤 정치한 후, 0.45 ㎛의 멤브레인 필터로 여과한 액을 이용하였다.
·분석 장치 : 토소(TOSOH)제「HLC-8120GPC」
·칼럼 : TSKgel SuperHM-H/H4000/H3000/H2000
·칼럼 사이즈 : 각 6.0 ㎜I.D.×150 ㎜
·용리액 : 테트라히드로푸란
·유량 : 0.6 ㎖/분
·검출기 : RI
·칼럼 온도 : 40 ℃
·주입량 : 20 ㎕
(5) 두께의 측정 방법 :
두께가 10 ㎛ 미만인 경우, 박막용 분광 광도계[오오츠카 덴시 가부시끼가이샤제, 제품명「순간 멀티 측광 시스템 MCPD-2000」]을 이용하여 측정하였다. 두께가 10 ㎛ 이상인 경우, 디지털 마이크로미터[「안리쯔제, 제품명「KC-351C형」]를 이용하여 측정하였다.
(6) 필름의 평균 굴절률(n[550])의 측정 방법 :
아베 굴절률계[아타고 가부시끼가이샤제, 제품명「DR-M4」]를 이용하여, 23 ℃에 있어서의 파장 589 ㎚의 광으로 측정한 굴절률로부터 구하였다.
(7) 위상차 값(Re[λ], Rth[λ])의 측정 방법 :
오오시 계측 기기 가부시끼가이샤제의 제품명「KOBRA21-ADH」를 이용하여, 23 ℃에서 측정하였다.
(8) 광탄성 계수의 절대값(C[550])의 측정 방법 :
분광 엘립소미터[니혼 분꼬오 가부시끼가이샤제, 제품명「M-220」]를 이용하여, 샘플(사이즈 2 ㎝ × 10 ㎝)의 양단부를 끼움 지지하여 응력(5 내지 15 N)을 가하면서 샘플 중앙의 위상차 값(23 ℃/파장 550 ㎚)을 측정하고, 응력과 위상차 값의 함수의 기울기로부터 산출하였다.
[제1 제조예]
8.8 g의 비닐알코올계 폴리머[일본 고오세이 가가꾸 가부시끼가이샤제, 상품명「NH-18」(중합도 1800, 비누화도 99.0 ％)]를, 105 ℃의 공기 순환식 건조 오븐에서 2시간 건조시킨 후, 167.2 g의 디메틸술폭시드에 용해하였다. 이 용액에, 2.98 g의 2-메톡시-1-나프토알데히드 및 0.80 g의 p-톨루엔술폰산·1수화물을 가하고, 40 ℃에서 1시간 교반하였다. 반응 용액에, 23.64 g의 1,1-디에톡시에탄(아세탈)을 더 가하고, 40 ℃에서 1시간 교반하였다. 그 후, 2.13 g의 트리에틸아민을 가하고 반응을 종료시켰다. 얻어진 조생성물은 1리터의 메탄올로 재침전을 행하였다. 여과한 폴리머를 테트라히드로푸란에 용해하고, 다시 메탄올로 재침전을 행하였다. 이것을, 여과, 건조하여, 12.7 g의 백색 폴리머를 얻었다. 이 중합체는 1H-NMR로 측정한 바, 하기 구조식(II)로 나타내어지는 반복 단위를 갖는 폴리비닐아세탈(l1 : m1 : n1 = 12 : 60 : 28)이었다. 또한, 이 폴리비닐아세탈의 유리 전이 온도를 측정한 바, 127 ℃였다.
[제2 제조예]
8.8 g의 비닐알코올계 폴리머[니혼 고오세이 가가꾸 가부시끼가이샤제 상품명「NH-18」(중합도 1800, 비누화도 99.0 ％)]를, 105 ℃의 공기 순환식 건조 오븐에서 2시간 건조시킨 후, 167.2 g의 디메틸술폭시드에 용해하였다. 이 용액에, 11.8 g의 2-메톡시-1-나프토알데히드, 10.6 g의 벤즈알데히드 및 0.80 g의 p-톨루엔술폰산·1수화물을 가하고, 40 ℃에서 1시간 교반하였다. 반응 용액에, 23.64 g의 1,1-디에톡시에탄(아세탈)을 더 가하고, 40 ℃에서 1시간 교반하였다. 그 후, 2.13 g의 트리에틸아민을 가하고 반응을 종료시켰다. 얻어진 조생성물은, 1리터의 메탄올로 재침전을 행하였다. 여과한 중합체를 테트라히드로푸란에 용해하고, 다시 메탄올로 재침전을 행하였다. 이것을 여과, 건조하여, 11.5 g의 백색 폴리머를 얻었다. 이 폴리머는 1H-NMR로 측정한 바, 하기 구조식(III)으로 나타내어지는 반복 단위를 갖는 폴리비닐아세탈(l2 : m2 : n2 : o2 = 11 : 34 : 44 : 11)이었다. 또한, 이 폴리비닐아세탈의 유리 전이 온도를 측정한 바, 131 ℃였다.
[제3 제조예]
8.8 g의 비닐알코올계 폴리머[니혼 고오세이 가가꾸 가부시끼가이샤제 상품명「NH-18」(중합도 1800, 비누화도 99.0％)]를, 105 ℃의 공기 순환식 건조 오븐에서 2시간 건조시킨 후, 167.2 g의 디메틸술폭시드에 용해하였다. 이 용액에, 3.85 g의 메시트알데히드 및 0.80 g의 p-톨루엔술폰산·1수화물을 가하고, 40 ℃에서 1시간 교반하였다. 반응 용액에, 23.6 g의 1,1-디에톡시에탄(아세탈)을 더 가하고, 40 ℃에서 1시간 교반하였다. 그 후, 2.13 g의 트리에틸아민을 가하고 반응을 종료시켰다. 얻어진 조생성물은, 1리터의 메탄올로 재침전을 행하였다. 여과한 폴리머를 테트라히드로푸란에 용해하고, 다시 메탄올로 재침전을 행하였다. 이것을 여과, 건조하여, 13.0 g의 백색 폴리머를 얻었다. 이 중합체는 1H-NMR로 측정한 바, 하기 구조식(IV)로 나타내어지는 반복 단위를 갖는 폴리비닐아세탈(l3 : m3 : n3 = 18 : 47 : 35)이었다. 또한, 이 폴리비닐아세탈의 유리 전이 온도를 측정한 바, 122 ℃였다.
[제4 제조예]
8.8 g의 비닐알코올계 폴리머[니혼 고오세이 가가꾸 가부시끼가이샤제 상품명「NH-18」(중합도 1800, 비누화도 99.0 ％)]를, 105 ℃에서의 공기 순환식 건조 오븐에서 2시간 건조시킨 후, 167.2 g의 디메틸술폭시드에 용해하였다. 이 용액에, 3.20 g의 2,7-디에티닐-1,1-디메톡시플루오렌 및 0.78 g의 무수 p-톨루엔술폰산을 가하고, 40 ℃에서 1시간 교반하였다. 반응 용액에, 18.9 g의 1,1-디에톡시에탄(아세탈)을 더 가하고, 40 ℃에서 1시간 교반하였다. 그 후, 2.13 g의 트리에틸아민을 가하고 반응을 종료시켰다. 얻어진 조생성물은, 1리터의 메탄올로 재침전을 행하였다. 여과한 폴리머를 테트라히드로푸란에 용해하고, 다시 메탄올로 재침전을 행하였다. 이것을 여과, 건조하여, 12.7 g의 백색 폴리머를 얻었다. 이 중합체는 1H-NMR로 측정한 바, 하기 구조식(V)로 나타내어지는 반복 단위를 갖는 폴리비닐아세탈(l4 : m4 : n4 = 7 : 68 : 25)이었다. 또한, 이 폴리비닐아세탈의 유리 전이 온도를 측정한 바, 123 ℃였다.
상기 2,7-디에티닐-1,1-디메톡시플루오렌은, 2,7-디에티닐플루오렌-9-온을 출발 원료로서 이용하여, 문헌[Carbohydrate Research, (1987), 170, 124-135]에 기재된 방법에 준하여 합성하였다. 2,7-디에티닐플루오렌-9-온은 문헌[Journal of Organometallic Chemistry(1988), 556(1-2), 219-228]에 기재된 방법에 준하여 합성하였다.
[제5 제조예]
8.8 g의 비닐알코올계 폴리머[니혼 고오세이 가가꾸 가부시끼가이샤제 상품명「NH-18」(중합도 1800, 비누화도 99.0 ％)]를, 105 ℃의 공기 순환식 건조 오븐에서 2시간 건조시킨 후, 167.2 g의 디메틸술폭시드에 용해하였다. 이 용액에, 3.62 g의 1-메톡시플루오렌 및 0.78 g의 무수 p-톨루엔술폰산을 가하고, 40 ℃에서 1시간 교반하였다. 반응 용액에, 18.9 g의 1,1-디에톡시에탄(아세탈)을 더 가하고, 40 ℃에서 1시간 교반하였다. 그 후, 2.13 g의 트리에틸아민을 가하고 반응을 종료시켰다. 얻어진 조생성물은, 1리터의 메탄올로 재침전을 행하였다. 여과한 폴리머를 테트라히드로푸란에 용해하고, 다시 메탄올로 재침전을 행하였다. 이것을 여과, 건조하여, 17.8 g의 백색 폴리머를 얻었다. 이 중합체는, 1H-NMR로 측정한 바, 하기 구조식(VI)로 나타내어지는 반복 단위를 갖는 폴리비닐아세탈(l5 : m5 : n5 = 10 : 65 : 25)이었다. 또한, 이 폴리비닐아세탈의 유리 전이 온도를 측 정한 바, 126 ℃였다.
[제1 실시예]
제1 제조예에서 얻어진 열가소성 폴리머를 메틸에틸케톤에 용해하고, 두께 70 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(도레이제 상품명「루미러 S-27E」) 상에 어플리케이터로 도공하고, 공기 순환식 건조 오븐에서 건조시켰다. 건조시킨 도공막을 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로부터 벗겨내어, 두께 100 ㎛의 투명한 고분자 필름을 얻었다. 이 고분자 필름을 연신기로, 135 ℃의 공기 순환식 항온조 내에서, 1.5배로 연신하여 위상차 필름 A를 제작하였다. 얻어진 위상차 필름 A의 특성을 표1에 나타낸다. 이 위상차 필름 A의 UV/Vis 스펙트럼을 측정한 바, 주쇄에 결합한 2-메톡시나프탈렌기는, 지상축 방향으로 실질적으로 직교 방향으로 배향되어 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 이 2-메톡시나프탈렌기의 흡수단 파장(λcut-off)을 측정한 바, 352 ㎚였다(도5에 측정 결과를 나타냄).
[제2 실시예]
제2 제조예에서 얻어진 열가소성 폴리머를 이용하여, 제1 실시예와 동일한 방법으로 두께 100 ㎛의 투명한 고분자 필름을 제작하였다. 이 고분자 필름을 연신기로, 140 ℃의 공기 순환식 항온조 내에서, 1.5배로 연신하여 위상차 필름 B를 제작하였다. 얻어진 위상차 필름 B의 특성을 표1에 나타낸다. 이 위상차 필름 B의 UV/Vis 스펙트럼을 측정한 바, 주쇄에 결합한 2-메톡시나프탈렌기는 지상축 방향으로 실질적으로 직교 방향으로 배향되어 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 이 2-메톡시나프탈렌기의 흡수단 파장(λcut-off)을 측정한 바, 352 ㎚였다(도6에 측정 결과를 나타냄).
[제3 실시예]
제4 제조예에서 얻어진 열가소성 폴리머를 이용하여, 제1 실시예와 동일한 방법으로 두께 100 ㎛의 투명한 고분자 필름을 제작하였다. 이 고분자 필름을 연신기로, 140 ℃의 공기 순환식 항온조 내에서, 1.5배로 연신하여 위상차 필름 C를 제작하였다. 얻어진 위상차 필름 C의 특성을 표1에 나타낸다. 이 위상차 필름 C의 UV/Vis 스펙트럼을 측정한 바, 주쇄에 결합한 2,7-디에티닐플루오렌기는 지상축 방향으로 실질적으로 직교 방향으로 배향되어 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 이 2,7-디에티닐플루오렌기의 흡수단 파장(λcut-off)을 측정한 바, 352 ㎚였다.
[제1 비교예]
제3 제조예에서 얻어진 열가소성 폴리머를 이용하여, 제1 실시예와 동일한 방법으로 두께 100 ㎛의 투명한 고분자 필름을 제작하였다. 이 고분자 필름을 연신기로, 145 ℃의 공기 순환식 항온조 내에서, 1.5배로 연신하여 위상차 필름 X를 제작하였다. 얻어진 위상차 필름 X의 특성을 표1에 나타낸다. 이 위상차 필름 X의 UV/Vis 스펙트럼을 측정한 바, 주쇄에 결합한 2,4,6-트리메틸페닐기는 지상축 방향으로 실질적으로 직교 방향으로 배향되어 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 이 위상차 필름의 흡수단 파장(λcut-off)을 측정한 바, 287 ㎚였다(도7에 측정 결과를 나타냄).
[제2 비교예]
제5 제조예에서 얻어진 열가소성 폴리머를 이용하여, 제1 실시예와 동일한 방법으로 두께 100 ㎛의 투명한 고분자 필름을 제작하였다. 이 고분자 필름을 연신기로, 142 ℃의 공기 순환식 항온조 내에서, 1.5배로 연신하여 위상차 필름 Y를 제작하였다. 얻어진 위상차 필름 Y의 특성을 표1에 나타낸다. 이 위상차 필름 Y의 UV/Vis 스펙트럼을 측정한 바, 주쇄에 결합한 플루오렌기는 지상축 방향으로 실질적으로 직교 방향으로 배향되어 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 이 플루오렌기의 흡수단 파장(λcut-off)을 측정한 바, 323 ㎚였다(도8에 측정 결과를 나타냄).
[평가]
실시예 및 비교예의 위상차 필름은, 파장 450 ㎚에 있어서의 면내의 위상차 값(Re[450])이, 파장 650 ㎚에 있어서의 면내의 위상차 값(Re[650])보다도 작다(이른바 역파장 분산 특성을 나타냄). 제1 내지 제3 실시예의 위상차 필름은, 지상축 방향에 대해 실질적으로 직교 방향으로 배향된 측쇄 성분의 흡수단 파장(λcut-off)이, 330 ㎚ 이상이다. 이러한 위상차 필름은, ΔRe650-450이 크고, 또한 면내의 Δn[550]도 높은 값을 나타냈다. 즉, 제1 내지 제3 실시예의 위상차 필름은 우수한 역파장 분산 특성과, 우수한 위상차의 발현성을 겸비하고 있다. 한편, 제1 및 제2 비교예의 위상차 필름은 측쇄 성분의 흡수단 파장(λcut-off)이 330 ㎚ 미만이므로, 실시예와 거의 동일한 두께이면서 ΔRe650-450이 작고, 또한 Δn[550]도 낮은 값이었다.
이상과 같이, 본 발명의 위상차 필름은 우수한 역파장 분산 특성을 나타내므로, 예를 들어 액정 표시 장치에 이용한 경우, 표시 특성 향상에 유용하다.
Claims (17)
- 지상축 방향에 대해, 실질적으로 직교 방향으로 배향된 측쇄 성분(A)을 적어도 갖는 열가소성 폴리머를 함유하며, 상기 측쇄 성분(A)의 흡수단 파장(λcut-off)이 330 ㎚ 이상 400 nm 이하이고, 파장 450 ㎚에 있어서의 면내의 위상차 값(Re[450])이 파장 650 ㎚에 있어서의 면내의 위상차 값(Re[650])보다도 작은 것을 특징으로 하는 위상차 필름.
- 제1항에 있어서, 상기 위상차 필름의 파장 550 ㎚에 있어서의 면내의 복굴절률(Δn[550])이 0.001 이상인 위상차 필름.
- 제1항에 있어서, 상기 위상차 필름의 파장 650 ㎚에 있어서의 면내의 위상차 값(Re[650])과, 파장 450 ㎚에 있어서의 면내의 위상차 값(Re[450])의 차(ΔRe650-450 = Re[650] - Re[450])가 10 ㎚ 이상인 위상차 필름.
- 제1항에 있어서, 상기 측쇄 성분(A)이 방향족환을 2개 이상 포함하는 위상차 필름.
- 제1항에 있어서, 상기 측쇄 성분(A)이 나프탈렌 골격 또는 플루오렌 골격을 포함하는 위상차 필름.
- 제1항에 있어서, 상기 측쇄 성분(A)이 하기 일반식 (a) 또는 (b)로 나타내어지는 치환기인 위상차 필름.[화학식 1]
식(a) 및 식(b) 중, R1 내지 R15는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 혹은 분지의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 혹은 분지의 할로겐화 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 혹은 분지의 알콕시기, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 혹은 분지의 티오알콕시기, 직쇄 혹은 분지의 알콕시카르보닐기, 치환 혹은 무치환의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 비닐기, 치환 혹은 무치환의 에티닐기, 아실옥시기, 아미노기, 아지드기, 니트로기, 시아노기, 수산기, 또는 티올기를 나타냄. 단, 식(a) 중, R1은 수소 원자가 아님. 식(b) 중, R8 내지 R15 중 적어도 하나의 치환기는 수소 원자가 아님. - 제1항에 있어서, 상기 열가소성 폴리머가 비닐아세탈계 폴리머, 올레핀계 폴리머, 또는 카보네이트계 폴리머인 위상차 필름.
- 제1항에 있어서, 상기 열가소성 폴리머가 반복 단위당, 측쇄 성분(A)을 2 몰％ 내지 40 몰％ 포함하는 위상차 필름.
- 제1항에 있어서, 상기 열가소성 폴리머가 하기 일반식(I)으로 나타내어지는 반복 단위를 갖는 위상차 필름.[화학식 2]
식(I) 중, R1 내지 R7은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 혹은 분지의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 혹은 분지의 할로겐화 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 혹은 분지의 알콕시기, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 혹은 분지의 티오알콕시기, 직쇄 혹은 분지의 알콕시카르보닐기, 치환 혹은 무치환의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 비닐기, 치환 혹은 무치환의 에티닐기, 아실옥시기, 아미노기, 아지드기, 니트로기, 시아노기, 수산기, 또는 티올기를 나타내고(단, R1은 수소 원자가 아님), A1 및 A2는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 혹은 분지의 알킬기, 또는 치환 혹은 무치환의 아릴기를 나타내고, A3은 수소 원자, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 혹은 분지의 알킬기, 탄소수 5 내지 10의 치환 혹은 무치환의 시클로알킬기, 치환 혹은 무치환의 아릴기, 치환 혹은 무치환의 나프틸기, 또는 치환 혹은 무치환의 복소환기를 나타내고, A4는 수소 원자, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 혹은 분지의 알킬기, 벤질기, 실릴기, 인산기, 아실기, 벤조일기, 또는 술포닐기를 나타냄. l은 2 내지 40 몰％, m은 20 내지 80 몰％, n은 1 내지 60 몰％임(단, l + m + n = 100 몰％). - 제1항에 있어서, 상기 위상차 필름의 파장 550 ㎚에 있어서의 면내의 위상차 값(Re[550])이 50 ㎚ 내지 500 ㎚인 위상차 필름.
- 제1항에 있어서, 상기 위상차 필름이, 파장 450 ㎚에 있어서의 면내의 위상차 값(Re[450])과, 파장 550 ㎚에 있어서의 면내의 위상차 값(Re[550])의 비(Re[450]/Re[550])가 0.95 이하인 위상차 필름.
- 제1항에 있어서, 상기 위상차 필름이, 파장 650 ㎚에 있어서의 면내의 위상차 값(Re[650])과, 파장 550 ㎚에 있어서의 면내의 위상차 값(Re[550])의 비(Re[650]/Re[550])가 1.02 이상인 위상차 필름.
- 제1항에 기재된 위상차 필름을 포함하는 광학 적층체.
- 제13항에 있어서, 다른 위상차 필름을 더 포함하는 광학 적층체.
- 제13항에 있어서, 편광자를 더 포함하는 광학 적층체.
- 제1항에 기재된 위상차 필름, 또는 제13항에 기재된 광학 적층체를 포함하는 액정 패널.
- 제16항에 기재된 액정 패널을 포함하는 액정 표시 장치.
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