KR102040796B1 - 위상차 필름 및 이를 구비하는 화상 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 위상차 필름 및 이를 구비하는 화상 표시 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 본 발명은 화학적 결합으로 접합된 액정층과 기재를 구비한 위상차 필름으로서, 상기 화학적 결합은 상기 기재의 표면의 반응성기와 상기 액정층이 포함하고 있는 접착력 강화제의 말단에 존재하는 이소시아네이트기 및 (메타)아크릴레이트기에 의해 형성됨으로써, 각 층간 접착력이 매우 높은 위상차 필름에 관한 것이다.

Description

위상차 필름 및 이를 구비하는 화상 표시 장치{A RETARDATION FILM AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 배향층이 없이 액정층의 배향이 이뤄지며, 층간 접착력이 우수한 위상차 필름 및 이를 구비하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
종래 CRT 모니터가 주종을 이루던 화상 표시 장치는 최근 그 기술이 비약적으로 발전하여 LCD, OLED, 전자종이 등 더 넓고 가벼우며 심지어 구부릴 수도 있는 화상 표시 장치들이 속속 소개되고 있다.
화상 표시 장치 중에서 가장 보편적인 액정 표시 장치는, 종래부터 알려져 있는 TN(Twisted　Nematic) 모드, STN(Super　Twisted　Nematic) 모드, VA(Vertical　Alig㎚ent) 모드 등의 액정 셀을 갖는 액정 표시 장치 외에, IPS(In-Plane　Switching) 모드이나 FFS(Fringe Field Switching) 모드 등의, 대향 배치된 한 쌍의 기판의 편측에만 전극을 형성하여, 기판과 평행 방향으로 전계를 발생하는 횡전계 방식의 액정 표시 장치를 포함하는 것이 알려져 있다.
액정 표시 장치는 광원인 백라이트(back light)에서 방출된 빛은 이방성을 가지는 액정 및 서로 수직으로 배치된 1쌍의 편광판을 통과하므로, 액정 표시 장치의 정면에서는 양호한 화상을 얻을 수 있지만, 측면에서 관찰 할 경우, 표시 성능이 저하되는 시야각 의존성을 나타낸다. 이와 같은 액정 표시 장치의 흑색 표시 상태(black 특성), 측면 콘트라스트 비율(Contrast ratio: CR), 칼라 쉬프트(color shift) 등을 개선하여, 시야각 의존성을 감소시키기 위하여, 위상차 필름이 사용되고 있다. 위상차 필름은 직선 편광을 타원 편광이나 원 편광으로 변환하거나, 어떤 방향에 있는 직선 편광을 다른 방향으로 변환시키는 기능을 하므로, 이를 이용하여, 액정 표시 장치의 시야각, 휘도, 콘트라스트 등을 개선할 수 있다.
위상차 필름은 통상 배향제를 코팅하여 얇은 배향막을 형성시킨 후에 액정을 상기 배향막 상에 코팅하여 배향시킨 후 경화하는 방식으로 제조되고 있으며, 상기 액정은 봉상(rod-type) 형태 또는 동전 모양의 디스코틱(discotic) 액정으로 나눌 수 있으며, 이 중 봉상 액정의 배향 상태는 크게 아래와 같이 5종류로 나눌 수 있다.
첫째, 평면(planar) 배향은 광축이 필름 평면에 대해 평행한 배향을 말하며, 둘째, 수직(homeotropic) 배향은 광축이 필름 평면에 수직인 경우, 즉 필름 법선에 평행한 배향을 말하며, 셋째, 경사진(tilted) 배향은 광축이 필름 평면에 대해 0˚ 내지 90˚ 사이 의 특정한 각도로 경사진 배향을 말한다. 그리고 넷째, 퍼짐(splay) 배향은 경사각이 0˚ 에서 90˚, 혹은 0˚ 내지 90˚ 범위 내의 최소값에서 광축이 연속적으로 변화하는 배향을 말하며, 다섯째, 꼬임(cholesteric) 배향은 광축이 필름 평면에 대해 평행한 것은 평면 배향과 유사하지만 두께 방향으로 진행할수록 평면에 대해 수직 방향에서 관찰 시 광축이 시계 방향 혹은 반시계 방향으로 일정한 각도만큼 회전하는 배향을 말한다.
이 중에서 두 번째인 수직 배향 액정 필름은 단독으로 혹은 다른 필름과 조합시킴으로써, 전술한 바와 같이 TN(Twist Nematic) 모드, STN(Super Twist Nematic) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, OCB(Optically Compensated Birefringence) 모드 등의 액정 표시 장치에서 위상차 필름 등의 광학 필름으로 사용할 수 있다.
수직 배향 액정 필름은 휘도 향상용 혹은 시야각 보상용 등의 목적으로 편광판에 부착시키기 위해서는 편광판 제작 공정에서와 같이 서로 일정 간격으로 대향하고 있는 롤러와 롤러 사이를 지나가면서 압착되는 롤-투-롤 (roll-to-roll) 작업이 이루어져야 하는데, 이를 위해서는 압력과 약간의 충격에도 유연한 플라스틱 기재를 사 용하는 것이 바람직하다.
이러한 플라스틱 필름 위에 수직 배향 액정을 형성하기 위한 몇 가지 제안이 있어 왔다.
미국특허 제6,816,218호에서는 플라스틱 기재 위에 증착된 알루미늄 막을 수직 배향막으로 사용하는 것에 대해 기술하고 있다. 이 경우는 알루미늄이 플라스틱 기재의 표면에 약하게 부착됨으로 인해 박리시 알루미늄의 일부가 제 거되어 결함의 원인이 될 수 있다.
유럽특허 제1376163호 에서는 플라스틱 기재 위에 수평 또는 꼬임 배향을 갖는 액정 용액을 코팅한 후, 이를 배향막으로 사용하여 그 위에 수직 배향 액정을 구현하는 하는 것에 대해 기술하고 있다. 하지만 이 경우는 배향막으로 사용하는 액정의 경화 정도에 따라 위 액정층의 수직 배향 정도가 결정되는 문제가 있다.
미국특허 제20060278851호 및 일본공개특허 제2006-126757호에서는 수직 배향 액정 용액에 1급 아미노 실란(primary amino silane) 계열의 커플링제를 첨가하여 접착력을 증가시킨 필름을 보여준다. 하지만 이러한 1급 아미노 실란 계열의 커플링제는 결과적으로 액정의 배향을 악화시켜 투명도를 떨어뜨리는 약점을 보인다.
한국공개특허 제2006-0066045호에서는 액정의 수직 배향을 유도하기 위한 배향막을 별도로 사용할 필요 없이 소정의 계면활성제를 포함하는 중합 가능한 반응성 액정 혼합물 용액을 표면을 친수성 처리한 플라스틱 기재 위에 코팅하여 수 직 배향 액정 필름을 만들었다. 그러나 액정과 기재와의 접착력에 있어서 큰 문제점을 보이며, 근본적으로 액정 배향이 불안정하여 이로 인한 여러 결함(defect)이 발생하는 문제점이 있다.
미국특허 제6,816,218호 유럽특허 제1376163호 미국특허 제20060278851호 일본공개특허 제2006-126757호 한국공개특허 제2006-0066045호
본 발명은 배향막을 포함하지 않는 위상차 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 각 층간의 접착력이 우수하여 제조 공정 중 액정층과 기재가 박리되지 않는 위상차 필름을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 전술한 위상차 필름을 구비하는 화상 표시 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
1. 화학적 결합으로 접합된 액정층과 기재를 구비한 위상차 필름으로서, 상기 화학적 결합은 상기 기재의 표면의 반응성기와 상기 액정층이 포함하고 있는 접착력 강화제의 말단에 존재하는 이소시아네이트기 및 (메타)아크릴레이트기에 의해 형성된 것인 위상차 필름.
2. 위 1에 있어서, 상기 접착력 강화제는 하기 화학식 1 내지 4의 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 것인 위상차 필름:
[화학식 1]
Figure 112013064529442-pat00001
(식 중, R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기이고,
R3 및 R7은 서로 독립적으로 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고,
R4 및 R6은 서로 독립적으로 아미드기, 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고,
R5는 탄소수 1 내지 8의 알콕시기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기임),
[화학식 2]
Figure 112013064529442-pat00002
(식 중, R7 및 R8은 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기이고,
R9 및 R11은 서로 독립적으로 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고,
R10는 (a)
Figure 112013064529442-pat00003
또는 (b)
Figure 112013064529442-pat00004
이고, E1 및 E3는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알콕시기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 8의 알콕시기이고, E2는 탄소수 1 내지 8의 알콕시기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기임),
[화학식 3]
Figure 112013064529442-pat00005
(식 중, R12는 수소 또는 메틸기이고,
R13은 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기임) 및
[화학식 4]
Figure 112013064529442-pat00006
(식 중, R14는 수소 또는 메틸기이고,
R15는 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기임).
3. 위 1에 있어서, 상기 액정층은 접착력 강화제의 이소시아네이트기 또는 (메타)아크릴레이트기와 반응할 수 있는 반응성기를 포함하는 액정성 화합물을 포함하는 경화성 조성물로 형성된 위상차 필름.
4. 위 3에 있어서, 상기 액정성 화합물의 반응성기는 탄소-탄소 불포화 결합, 히드록시기, 에폭시기 또는 시아노기인 위상차 필름.
5. 위 3에 있어서, 액정층 형성용 경화성 조성물은 상기 액정성 화합물 100 중량부에 대하여 상기 접착력 강화제 0.1 내지 15 중량부를 포함하는 위상차 필름.
6. 위 3에 있어서, 상기 액정성 화합물은 수직배향형 액정성 화합물인 위상차 필름.
7. 위 1에 있어서, 기재 표면의 반응성기는 표면의 반응성기는 히드록시기, 티올기, 카르복시기 및 아민기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 위상차 필름.
8. 위 1에 있어서, 상기 기재는 표면처리된 트리아세틸셀룰로오스계, 사이클로올레핀계 또는 PMMA계 중합체를 포함하는 위상차 필름.
9. 위 8에 있어서, 상기 표면처리는 검화 처리, 프라이머 처리, 코로나 처리, 플라즈마 처리 및 코팅 처리로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 처리인 위상차 필름.
10. 위 9에 있어서, 상기 플라즈마 처리는 원격 플라즈마(Remote plasma) 처리, 직접 플라즈마(Direct plasma) 처리 및 단량체 플라즈마(Monomer plasma) 처리로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 위상차 필름.
11. 위 1에 있어서, 액정층과 기재 사이의 화학적 결합은 우레탄 결합 및 티올렌 결합 중 적어도 하나인 위상차 필름.
12. 위 11에 있어서, 액정층과 기재 사이의 우레탄 결합은 상기 배향막의 접착력 강화제의 이소시아네이트기와 상기 기재의 히드록시기, 티올기, 카르복시기, 또는 아민기의 반응에 의해 형성되는 것인 위상차 필름.
13. 위 11에 있어서, 액정층과 기재 사이의 티올렌 결합은 상기 배향막의 접착력 강화제의 (메타)아크릴레이트기와 상기 기재의 티올기의 반응에 의해 형성되는 것인 위상차 필름.
14. 위 1에 있어서, 상기 기재는 액정층측 표면의 수접촉각이 60 내지 80°인 위상차 필름.
15. 위 1에 있어서, 상기 기재는 +A 플레이트 또는 -B 플레이트이고, 상기 액정층은 +C 플레이트인 위상차 필름.
16. 위 1 내지 15 중 어느 한 항의 위상차 필름을 구비하는 화상 표시 장치.
17. 위 16에 있어서, 상기 화상 표시 장치는 IPS모드인 화상 표시 장치.
본 발명의 위상차 필름은 배향막을 포함하지 않으므로 박막 구조의 구현이 가능하며, 제조가 용이하다.
또한, 본 발명의 위상차 필름은 액정층이 형성되는 과정에서 액정층과 기재 필름 사이에 화학 결합이 형성되어 층간 접착력이 매우 높다.
본 발명의 위상차 필름은 층간 접착력이 매우 높기 때문에 이를 이용하여 편광필름과 같은 광학필름 제조 시에 점착층을 이용한 탈착 과정에서 박리 현상이 현저하게 감소하여 불량율이 낮으며 그에 따라 생산성을 향상할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 위상차 필름의 개략적인 단면도이다.
도 2는 굴절률(nx, ny, nz)의 방향(x, y, z)의 관계를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 위상차 필름을 구비한 디스플레이 패널의 개략적인 적층 구조를 도시한 도면이다.
본 발명은 화학적 결합으로 접합된 액정층과 기재를 구비한 위상차 필름으로서, 상기 화학적 결합은 상기 기재의 표면의 반응성기와 상기 액정층이 포함하고 있는 접착력 강화제의 말단에 존재하는 이소시아네이트기 및 (메타)아크릴레이트기에 의해 형성됨으로써, 각 층간 접착력이 매우 높은 위상차 필름에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 위상차 필름의 일 구현예의 구조를 도 1에 도시하였다. 본 발명의 위상차 필름(100)은 기재(110) 상에 액정층(120)이 형성된 구조를 갖는다.
< 액정층 >
액정층(120)은 액정층 형성용 조성물을 경화시켜 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 액정층 형성용 조성물은 당분야에서 통상적으로 사용되는 (b)액정성 화합물, (c)중합개시제, (d)유기용매 외에 (a)접착력 강화제를 더 포함한다.
(a) 접착력 강화제
본 발명에 따른 액정층 형성용 조성물은 액정층(120)과 기재(110) 사이에서 화학적 결합을 형성할 수 있는 접착력 강화제를 포함한다. 상기 접착력 강화제는 한쪽 말단에는 이소시아네이트기 및 다른 말단에는 (메타)아크릴레이트기를 포함하는 구조를 가지는데, 상기 접착력 강화제의 (메타)아크릴레이트기 및 이소시아네이트기는 기재(110) 표면의 반응성기와 반응하여 화학적 결합을 형성하게 되며, 그에 따라 액정층(120)과 기재(110) 간의 접착력이 현저하게 상승할 수 있다.
본 발명에 있어서, (메타)아크릴레이트는 아크릴레이트 또는 메타아크릴레이트, 또는 경우에 따라 아크릴레이트와 메타아크릴레이트 둘 다를 의미한다.
본 발명에 있어서 접착력 강화제의 (메타)아크릴레이트기 및 이소시아네이트기는, 접착력 강화제가 액정층 형성용 조성물과 혼합되는 당시에는 (메타)아크릴레이트기 및/또는 이소시아네이트기를 말단에 포함하고 있지 않더라도, 위상차 필름의 기재(110)와 화학적 결합을 하기 전에 추가적인 처리, 예를 들면 열처리와 같은 후처리를 통해 (메타)아크릴레이트기 또는 이소시아네이트기가 생성되는 작용기도 지칭하는 것으로 정의된다. 예를 들어, 열처리를 통해 이소시아네이트기가 생성되는 작용기로서, 접착력 강화제의 말단에 아미드 결합으로 연결된 피라졸기를 들 수 있다. 위 피라졸기는 열처리 과정을 통해 분리되고, 말단에 이소시아네이트기가 형성된다.
본 발명에 따른 접착력 강화제로는 한쪽 말단에는 이소시아네이트기 및 다른 말단에는 (메타)아크릴레이트기를 각각 적어도 하나씩 포함하는 구조를 갖는 화합물이라면 특별한 제한없이 사용될 수 있으며, 보다 구체적인 예시로는 하기 화학식 1 내지 4의 화합물들을 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다:
[화학식 1]
Figure 112013064529442-pat00007
(식 중, R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기이고,
R3 및 R7은 서로 독립적으로 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고,
R4 및 R6은 서로 독립적으로 아미드기, 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고,
R5는 탄소수 1 내지 8의 알콕시기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기임),
[화학식 2]
Figure 112013064529442-pat00008
(식 중, R7 및 R8은 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기이고,
R9 및 R11은 서로 독립적으로 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고,
R10는 (a)
Figure 112013064529442-pat00009
또는 (b)
Figure 112013064529442-pat00010
이고, E1 및 E3는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알콕시기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 8의 알콕시기이고, E2는 탄소수 1 내지 8의 알콕시기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기임),
[화학식 3]
Figure 112013064529442-pat00011
(식 중, R12는 수소 또는 메틸기이고,
R13은 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기임) 및
[화학식 4]
Figure 112013064529442-pat00012
(식 중, R14는 수소 또는 메틸기이고,
R15는 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기임).
본 발명에 따른 액정층 형성용 조성물에 있어서, 위 화학식 1 내지 화학식 4로 표시되는 접착력 강화제는 보다 우수한 층간 접착력을 확보하기 위해 화학식 2 내지 화학식 4로 표시되는 화합물 중 적어도 하나와 위 화학식 1로 표시되는 화합물의 혼합물로 사용될 수 있다.
위 화학식 1 내지 화학식 4의 접착력 강화제의 보다 구체적인 예시는 하기 화학식 5 내지 화학식 15로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 들 수 있다:
[화학식 5]
Figure 112013064529442-pat00013
[화학식 6]
Figure 112013064529442-pat00014
[화학식 7]
Figure 112013064529442-pat00015
[화학식 8]
Figure 112013064529442-pat00016
[화학식 9]
Figure 112013064529442-pat00017
[화학식 10]
Figure 112013064529442-pat00018
[화학식 11]
Figure 112013064529442-pat00019
[화학식 12]
Figure 112013064529442-pat00020
[화학식 13]
Figure 112013064529442-pat00021
[화학식 14]
Figure 112013064529442-pat00022
[화학식 15]
Figure 112013064529442-pat00023
위 화학식 4로 표시되는 화합물 및 그 화합물의 예시인 위 화학식 12, 화학식 13, 화학식 14 및 화학식 15로 표시되는 화합물은 말단의 디메틸 피라졸기가 건조 공정 등의 열처리 과정을 통해 분리되고, 그에 따라 말단에 이소시아네이트기를 갖게 된다.
접착력 강화제의 함량은, 액정성 화합물 100 중량부에 대하여 접착력 강화제 0.1 내지 15 중량부를 포함하는 것이 기재와 액정층 사이의 밀착력을 강화시키는 효과를 효과적으로 발휘하면서도 액정 배향성을 유지하고 위상차를 저하시키지 않는 측면에서 바람직하다.
(b) 액정성 화합물
본 발명에 있어서, 액정성 화합물은 특정 방향으로 배향되어 위상차 필름의 목적된 효과를 나타내는 주원료이다. 본 발명에 따른 액정성 화합물은 배향을 유도하는 통상적인 배향막 없이 기재필름 상에서 배향되며, 이러한 측면에서 수직배향형 액정성 화합물인 것이 바람직하다. 수직배향형 액정성 화합물 중에서는 특별한 제한 없이 본 발명에 적용될 수 있다.
액정성 화합물은 배향 후 경화 반응을 수행하는 반응성기를 포함하는데, 이러한 반응성기는 상기 접착력 강화제의 이소시아네이트기 또는 (메타)아크릴레이트기와도 반응할 수 있다. 액정성 화합물의 반응성기로는 탄소-탄소 불포화 결합, 히드록시기, 에폭시기, 시아노기 등을 예로 들 수 있으며, 바람직하게는 탄소-탄소 불포화 결합을 들 수 있다. 보다 구체적인 예로는 위 탄소-탄소 불포화 결합은, 아크릴로일옥시기, 시아노아크릴레이트기, 알릴기, 신나메이트기 또는 알릴옥시기에 포함된 탄소-탄소 불포화 결합일 수 있다.
따라서, 당분야에서 사용되는 수직배향형 액정성 화합물 중에서 반응성기를 갖고 있는 액정성 화합물라면 제한 없이 본 발명에서 사용될 수 있으며, 또한 당분야에서 통상적으로 사용되는 액정성 화합물이 그 자체로는 그러한 반응성기가 없더라도 당분야에 알려진 전처리 공정을 통해 말단에 반응성기가 도입될 수 있다면 제한 없이 본 발명에서 사용될 수 있다. 이러한 액정성 화합물의 보다 구체적인 예시로는 하기 화학식 16 내지 18의 화합물을 들 수 있다.
[화학식 16]
Figure 112013064529442-pat00024
[화학식 17]
Figure 112013064529442-pat00025
[화학식 18]
Figure 112013064529442-pat00026
한편, 액정성 화합물의 반응성기와 접착력 강화제의 이소시아네이트기 또는 (메타)아크릴레이트기와의 화학 결합은 후술하는 반응식 1 내지 6을 참조한다.
(c) 중합개시제
본 발명에 따른 액정층 형성용 조성물에 있어서, 중합개시제로는 당분야에서 통상적으로 사용하는 광개시제 또는 열개시제가 사용될 수 있고, 바람직하게는 광개시제가 사용될 수 있다.
보다 구체적으로, 광개시제의 예를 들면 트리아진계 화합물, 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 옥심계 화합물, 벤조인계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 안트라센계 화합물 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
위 트리아진계 화합물로서는, 예를 들면 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스 (트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-피페로닐-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(5-메틸퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리 클로로메틸)-6-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다.
위 아세토페논계 화합물로서는, 예를 들면, 디에톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 2-히드록시-1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-메틸프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온의 올리고머, 2-메틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)에탄-1-온, 2-에틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)에탄-1-온, 2-프로필-2-아미노(4-모르폴리노페닐)에탄-1-온, 2-부틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)에탄-1-온, 2-메틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)프로판-1-온,2-메틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-에틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)프로판-1-온, 2-에틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-메틸-2-메틸아미노(4-모르폴리노페닐)프로판-1-온, 2-메틸-2-디메틸아미노(4-모르폴리노페닐)프로판-1-온, 2-메틸-2-디에틸아미노(4-모르폴리노페닐)프로판-1-온 등을 들 수 있다.
위 비이미다졸계 화합물로서는, 예를 들면 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(알콕시페닐)비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(트리알콕시페닐)비이미다졸, 4,4',5,5' 위치의 페닐기가 카르보알콕시기에 의해 치환되어 있는 이미다졸 화합물 등을 들 수 있다. 이들 중에서 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라 페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸이 바람직하게 사용된다.
위 옥심계 화합물로서는, 0-에톡시카르보닐-α-옥시이미노-1-페닐프로판-1-온 등을 들 수 있다.
위 벤조인계 화합물로서는, 예를 들면, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르 등을 들 수 있다.
위 벤조페논계 화합물로서는, 예를 들면 벤조페논, 0-벤조일벤조산메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐술피드, 3,3',4,4'-테트라(tert-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논 등을 들 수 있다.
위 티오크산톤계 화합물로서는, 예를 들면 2-이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤, 1-클로로-4-프로폭시티오크산톤 등을 들 수 있다.
위 안트라센계 화합물로서는, 예를 들면 9,10-디메톡시안트라센, 2-에틸-9,10- 디메톡시안트라센, 9,10-디에톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디에톡시안트라센 등을 들 수 있다.
이 외에도 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥시드, 10-부틸-2-클로로아크리돈, 2-에틸안트라퀴논, 벤질, 9,10-페난트렌퀴논, 캄포퀴논, 페닐클리옥실산 메틸, 티타노센 화합물, 일본 특허 공표 2002-544205호 공보에 기재되어 있는 연쇄 이동을 일으킬 수 있는 기를 갖는 광중합 개시제 등을 들 수 있다.
본 발명의 액정층 형성용 조성물의 다른 측면에 있어서, 광개시제를 포함하지 않을 수 있다. 광개시제는 광배향제가 광중합 반응을 용이하게 해주는 장점이 있다. 다만, 광개시제는 과량으로 사용되는 경우에는 불순물로 작용하여 배향력을 떨어뜨리고 액정배향을 무너뜨려 교차편광시 빛샘현상을 발생시키거나 광경화후 개시제가 승화되어 mask를 오염시킬 수도 있으며, 노광시 광배향제가 반응하는 파장대비 개시제 반응파장의 Intensity가 대단히 높을 경우는 광배향을 시키기 위해서 Line speed를 떨어뜨리는 등 생산효율이 떨어지는 부작용이 발생할 수 있다. 이러한 측면에서, 본 발명의 액정층 형성용 조성물은 광개시제를 극소량 포함하거나 포함하지 않을 수도 있다.
(d) 유기용매
본 발명에 따른 액정층 형성용 조성물에 있어서, 유기용매로는 당분야에서 통상적으로 사용되는 유기용매가 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르 및 에틸렌글리콜모노부틸에테르와 같은 에틸렌글리콜모노알킬에테르류; 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜디알킬에테르류; 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트, 메톡시펜틸아세테이트 등의 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르류; 프로필렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜디에틸에테르, 프로필렌글리콜에틸메틸에테르, 프로필렌글리콜디프로필에테르프로필렌글리콜프로필메틸에테르, 프로필렌글리콜에틸프로필에테르 등의 프로필렌글리콜디알킬에테르류; 프로필렌글리콜메틸에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜에틸에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜프로필에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜부틸에테르프로피오네이트 등의 프로필렌글리콜알킬에테르프로피오네이트류; 메톡시부틸알코올, 에톡시부틸알코올, 프로폭시부틸알코올, 부톡시부틸알코올 등의 부틸디올모노알킬에테르류; 메톡시부틸아세테이트, 에톡시부틸아세테이트, 프로폭시부틸아세테이트, 부톡시부틸아세테이트 등의 부탄디올모노알킬에테르아세테이트류; 메톡시부틸프로피오네이트, 에톡시부틸프로피오네이트, 프로폭시부틸프로피오네이트, 부톡시부틸프로피오네이트 등의 부탄디올모노알킬에테르프로피오네이트류; 디프로필렌글리콜디메틸에테르, 디프로필렌글리콜디에틸에테르, 디프로필렌글리콜메틸에틸에테르 등의 디프로필렌글리콜디알킬에테르류; 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류; 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류; 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 글리세린 등의 알코올류; 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산프로필, 아세트산부틸, 2-히드록시프로피온산에틸, 2-히드록시-2-메틸프로피온산메틸, 2-히드록시-2-메틸프로피온산에틸, 히드록시아세트산메틸, 히드록시아세트산에틸, 히드록시아세트산부틸, 락트산메틸, 락트산에틸, 락트산프로필, 락트산부틸, 3-히드록시프로피온산메틸, 3-히드록시프로피온산에틸, 3-히드록시프로피온산프로필, 3-히드록시프로피온산부틸, 2-히드록시-3-메틸부탄산메틸, 메톡시아세트산메틸, 메톡시아세트산에틸, 메톡시아세트산프로필, 메톡시아세트산부틸, 에톡시아세트산메틸, 에톡시아세트산에틸, 에톡시아세트산프로필, 에톡시아세트산부틸, 프로폭시아세트산메틸, 프로폭시아세트산에틸, 프로폭시아세트산프로필, 프로폭시아세트산부틸, 부톡시아세트산메틸, 부톡시아세트산에틸, 부톡시아세트산프로필, 부톡시아세트산부틸, 2-메톡시프로피온산메틸, 2-메톡시프로피온산에틸, 2-메톡시프로피온산프로필, 2-메톡시프로피온산부틸, 2-에톡시프로피온산메틸, 2-에톡시프로피온산에틸, 2-에톡시프로피온산프로필, 2-에톡시프로피온산부틸, 2-부톡시프로피온산메틸, 2-부톡시프로피온산에틸, 2-부톡시프로피온산프로필, 2-부톡시프로피온산부틸, 3-메톡시프로피온산메틸, 3-메톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산프로필, 3-메톡시프로피온산부틸, 3-에톡시프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-에톡시프로피온산프로필, 3-에톡시프로피온산부틸, 3-프로폭시프로피온산메틸, 3-프로폭시프로피온산에틸, 3-프로폭시프로피온산프로필, 3-프로폭시프로피온산부틸, 3-부톡시프로피온산메틸, 3-부톡시프로피온산에틸, 3-부톡시프로피온산프로필, 3-부톡시프로피온산부틸 등의 에스테르류; 테트라히드로푸란, 피란 등의 고리형 에테르류; γ-부티로락톤 등의 고리형 에스테르류 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
(e) 첨가제
본 발명의 액정층 형성용 조성물은 필요에 따라 각각 충진제, 경화제, 레벨링제, 밀착촉진제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 응집 방지제, 연쇄 이동제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
<기재>
본 발명에 따른 기재(110)로는 당분야에서 사용되는 기재 중에서 표면에 이소시아네이트기 또는 (메타)아크릴레이트기와 반응하여 화학적 결합을 형성할 수 있는 반응성기를 갖고 있는 기재라면 제한 없이 본 발명에서 사용될 수 있으며, 또한 당분야에서 통상적으로 사용되는 기재가 그 자체로는 그러한 반응성기가 없더라도 당분야에 알려진 표면처리 공정을 통해 표면에 반응성기가 도입될 수 있다면 제한 없이 본 발명에서 사용될 수 있다.
사용될 수 있는 기재(110)로는 투명한 재료가 바람직하며, 예를 들면 TAC(triacetyl cellulose)계, COP(cyclo-olefin polymer)계, PMMA(poly (methyl methacrylate))계 중합체 등을 포함하는 필름이다. TAC, COP, PMMA는 그 자체로는 표면에 이소시아네이트 또는 (메타)아크릴레이트와 반응할 수 있는 반응성기를 갖고 있지 않다.
따라서, 표면처리를 통해 표면에 반응성기를 도입할 수 있는데, 히드록시기를 예로 설명하면, TAC 표면에 검화(safonification) 처리를 하면 표면에 히드록시기가 도입되며, COP의 표면에 플라즈마 처리를 하면 표면에 히드록시기가 도입될 수 있다. 이 외에 다른 표면처리로는 코로나 처리, 프라이머 처리 등의 건식 처리; 검화 처리를 포함하는 알칼리 처리 등의 화학 처리; 접착제층을 형성하는 코팅 처리 등을 들 수 있다. 바람직하기로는 셀룰로오스계 필름은 검화 처리를 포함하는 알칼리 처리; 아크릴계, 폴리올레핀계 및 폴리에스테르계 필름은 코로나 처리 또는 플라즈마 처리 등의 건식 처리가 유리하다. 상기 플라즈마 처리의 보다 구체적인 예로는, 원격 플라즈마(Remote plasma), 직접 플라즈마(Direct plasma), 단량체 플라즈마(Monomer plasma) 중에서 적어도 한 공정이상을 실시할 수 있다.
기재(110)가 상기와 같은 표면처리를 통해 그 표면에 가질 수 있는 반응성기의 구체적인 예로는 히드록시기, 티올기, 카르복시기, 아민기 등을 들 수 있다.
한편, 기재(110) 표면의 상기와 같은 반응성기는 친수성기(hydrophilic group)이다. 기재(110) 표면의 친수성기는 액정층의 액정성 화합물이 수직배향하기에 용이한 표면 에너지를 제공한다. 이러한 친수성은 액정성 화합물이 수직배향하기에 적절한 정도라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 수접촉각이 60 내지 80°일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명에 있어서, 기재(110)는 위상차값을 갖지 않을 수도 있으며, 필요에 따라 위상차 값을 가질 수도 있다. 기재(110)가 위상차값을 갖는 경우에는 액정층(120)의 위상차값과 조합하여 조합하여 목적하는 효과를 나타내도록 할 수 있다. 기재(110)에 위상차값을 부여하는 방법은 기재(110)의 요구되는 위상차값을 갖는 재료를 사용하거나, 기재(110)의 제조 공정 중 연신 공정을 수행하는 방법 등이 있을 수 있다.
< 위상차 필름>
본 발명은 화학적 결합으로 접합된 액정층(120)과 기재(110)를 구비하는 위상차 필름(100)을 제공한다. 상기 화학적 결합은 상기 액정층(120)이 포함하고 있는 이소시아네이트기 및 (메타)아크릴레이트기를 그 말단에 포함하는 접착력 강화제와 기재(110) 표면의 반응성기 사이에 형성된 결합이다. 보다 구체적으로, 상기 화학적 결합은 액정층(120)의 기재측 표면에 노출된 접착력 강화제의 이소시아네이트기 또는 (메타)아크릴레이트기와, 기재(110)의 액정층측 표면에 존재하는 반응성기의 반응에 의해 형성되는 화학적 결합이다. 이를 통해 본 발명의 위상차 필름은 액정층(120)과 기재(110) 간의 층간 접착력을 현저하게 개선할 수 있다.
액정층(120)의 이소시아네이트 또는 (메타)아크릴레이트와 기재(110)의 반응성기가 반응하여 형성할 수 있는 화학적 결합은, 예를 들면, 액정층(120)의 접착력 강화제의 이소시아네이트기와 기재(110)의 히드록시기, 티올기, 카르복시기, 또는 아민기의 반응에 의해 형성되는 우레탄 결합; 및 액정층(120)의 접착력 강화제의(메타)아크릴레이트기와 기재(110)의 티올기의 반응에 의해 형성되는 티올렌결합;을 포함할 수 있다.
구체적인 예로서, 액정층(120)과 기재(110) 사이의 우레탄 결합은 기재 표면의 히드록시기, 티올기, 카르복시기 또는 아민기가 접착력 강화제의 이소시아네이트기와 반응하여 형성하게 되는데, 그 구체적인 반응식은 하기 반응식 1 내지 반응식 4와 같다.
참고로, 액정층(120) 내부의 액정성 화합물의 반응성기와 접착력 강화제 사이의 화학적 결합도 상기 반응 메커니즘과 동일하며, 그 외에 액정성 화합물의 반응성기 중 에폭시기 및 시아노기와 접착력 강화제의 반응식은 하기 반응식 5 및 반응식 6과 같다. 시아노기는 가열하면서 H2O로 전처리하여 아민기 또는 카르복시산으로 변형시켜 이소시아네이트기와 반응시킬 수 있다.
[반응식 1]
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[반응식 2]
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[반응식 3]
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[반응식 4]
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[반응식 5]
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[반응식6]
Figure 112013064529442-pat00032
본 발명의 위상차 필름은 사용된 액정의 종류에 따라 다양한 위상차 기능을 가질 수 있다. 위상차 필름이 갖는 위상차 기능은 굴절률비(Nz)에 따라 구분될 수 있으며, 본 발명에 있어서, 굴절률비(Nz)는 하기 수학식 1로 정의된다:
Figure 112013064529442-pat00033
식 중, nx, ny는 필름의 면상 굴절률로서 면상 굴절율이 최대가 되는 진동 방향을 x라고 할 때, 이 방향으로 진동하는 빛에 의한 굴절율을 nx라고 하고, nx와 ny는 서로 수직을 이루고 nx ≥ ny이며, nz는 nx와 ny에 의해 정의되는 평면에 수직 방향(필름의 두께 방향) 굴절률을 나타낸다. nx, ny, nz의 방향 관계에 대해서는 도 2에 개략적으로 도시하였다.
상기 수학식 1에 있어서, Rth는 면내 평균굴절률에 대한 두께방향의 굴절률의 차이를 나타낸 두께 방향 위상차값으로서 하기 수학식 2로 정의되며, Ro는 빛이 필름의 법선방향(수직방향)을 통과했을 때 실질적인 위상차인 정면 위상차값으로서 하기 수학식 3으로 정의된다.
Figure 112013064529442-pat00034
식 중, nx, ny는 필름의 면상 굴절률로서 면상 굴절율이 최대가 되는 진동 방향을 x라고 할 때, 이 방향으로 진동하는 빛에 의한 굴절율을 nx라고 하고, nx와 ny는 서로 수직을 이루고 nx ≥ ny이며, nz는 nx와 ny에 의해 정의되는 평면에 수직 방향(필름의 두께 방향) 굴절률을 나타내며, d는 필름의 두께를 나타낸다.
Figure 112013064529442-pat00035
식 중, nx, ny는 필름의 면상 굴절률로서 면상 굴절율이 최대가 되는 진동 방향을 x라고 할 때, 이 방향으로 진동하는 빛에 의한 굴절율을 nx라고 하고, nx와 ny는 서로 수직을 이루고 nx ≥ ny이며, d는 필름의 두께를 나타낸다.
또한, 통상적으로 위상차의 플레이트 종류는 1) 빛이 특정 방향으로 진행할 때, 그 진행 방향 상의 모든 진동 방향의 굴절률이 모두 동일하여, 그 진행 방향으로 진행하는 빛의 위상차가 존재하지 않는 빛의 진행방향인 광축이 면내방향으로 존재하는 경우는 A 플레이트; 2) 광축이 면의 수직방향으로 존재하는 경우는 C 플레이트; 및 3) 광축이 두 개 존재할 때는 B 플레이트라고 한다. 이를 더 구체적으로 구분하면 다음과 같다.
(1) Nz = -∞ : +C 플레이트(POSITIVE C PLATE), nz>nx=ny
(2) Nz < 0 : +B 플레이트(POSITIVE B PLATE), nz>nx>ny
(3) Nz = 0 : -A 플레이트(NEGATIVE A PLATE), nx=nz>ny
(4) 0 < Nz < 1 : Z축 배향 필름, nx>nz>ny
(5) Nz = 1 : +A 플레이트(POSITIVE A PLATE), nx>ny=nz
(6) 1 < Nz : -B 플레이트(NEGATIVE B PLATE), nx>ny>nz
(7) Nz = ∞ : -C 플레이트(NEGATIVE C PLATE), nx=ny>nz
그러나, 상기와 같은 정의는 이론적인 것으로서, 상기 정의에 완벽하게 일치하는 A 플레이트, B 플레이트 및 C 플레이트를 만드는 것은 실제적으로는 매우 어렵다. 따라서, 통상적으로는 필요에 따라 상기 정의를 크게 벗어나지 않는 범위 내에서 굴절률비, 정면 위상차 등의 값을 일정한 범위로 설정하여 구분한다.
본 발명의 위상차 필름은 사용된 상기에서 기술한 액정의 배향방향 에 따라 다양한 위상차 기능을 가질 수 있으며, 수직배향형 액정이 사용된 경우에는 액정층(120)이 +C플레이트인 위상차 필름일 수 있다. 이론적으로 +C플레이트란, 굴절률비(Nz)가 -∞인 경우를 의미하나, 본 발명에 있어서는 -6이하인 경우를 +C플레이트로 정의한다. 이러한 측면에서, 본 발명에 있어서는 굴절률비(Nz)가 -6 이하인 경우도 +C 플레이트로 판단하도록 한다.
또한, 본 발명의 다른 구현예에 있어서, 위상차 필름(100)은 액정층(120)이 +C 플레이트인 경우에, +A 플레이트 또는 -B 플레이트인 기재(110)를 사용하여, 시야각 보상 특성을 갖는 위상차 필름일 수 있다. 이론적으로 +A플레이트란 굴절률비(Nz)가 1인 경우를 의미하나, 현실적인 상황을 고려하여 본 발명에 있어서는 0.9 내지 1.1인 경우를 +A플레이트로 정의한다. 이러한 측면에서, 본 발명에 있어서는 굴절률비(Nz)가 0.9 내지 1.1인 경우도 +A 플레이트로 판단하도록 한다. 따라서, 본 발명의 기재(110)가 +A 플레이트 또는 -B 플레이트인 경우는 굴절률비(Nz)가 0.9 이상인 경우, 바람직하게는 1 이상인 경우를 의미한다. 아울러, 기재(110)이 +A 플레이트인 경우는 Ro가 120 내지 140nm 일 수 있으며, -B 플레이트인 경우에는 Ro가 115 내지 125nm 일 수 있다.
이러한 시야각 보상 특성을 갖는 위상차 필름은 IPS 모드의 액정셀을 구비한 화상 표시 장치에 유용하게 사용될 수 있다.
<화상 표시 장치>
본 발명은 전술한 본 발명의 위상차 필름을 구비한 화상 표시 장치를 제공한다. 본 발명의 위상차 필름은 점착제 등을 사용하여 편광필름에 접합되거나 PVA 편광자의 일면에 보호필름 대신 직접 접합되어, 디스플레이 패널에 사용될 수 있다. 이러한 디스플레이 패널은 대표적으로 액정 표시 장치 등에 적용될 수 있다.
도 3에는 본 발명의 위상차 필름(100)을 구비한 디스플레이 패널의 개략적인 적층 구조를 도시하였다. 도 3에는 상판 편광자(300)의 일면에 본 발명의 위상차 필름이 직접 접합된 구조가 도시되어 있다. 상판 편광자(300)의 일면에 본 발명의 위상차 필름 중 액정층(120)이 직접 접합되고 액정층(120)의 액정셀(400) 측에는 광축이 0°인 기재(110)가 접합되어 있다. 이 경우 액정층(120)은 +C 플레이트일 수 있으며, 기재(110)는 +A 플레이트 또는 -B 플레이트일 수 있다. 또한, 액정셀(400)은 IPS모드 액정셀일 수 있다.
PVA계 상판 편광자(300) 와 +C 플레이트인 액정층 (120)은 당분야에 공지된 접착제를 사용하여 접합할 수 있으며, 예를 들면 수계 혹은 UV계 접착제로 접합할 수 있다. 액정셀(400)과 기재(110)는 당분야에 공지된 점착제 또는 접착제를 사용하여 접합할 수 있다.
액정셀(400)의 하면에는 하판 편광자 (300')이 배치되며, 액정셀(400)과 하판 편광자(300') 사이에는 보호필름(500)이 삽입될 수 있다. 보호필름(500)은 Ro 및 Rth가 0일 수 있다.
다만, 전술한 디스플레이 패널은 본 발명에 따른 일 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 위상차 필름을 구비한 것을 제외하고는 본 발명의 기술분야에서 당업자에게 알려진 구성을 포함할 수 있고, 본 발명에서 특별히 제한하지 않는다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
실시예 1-7 및 비교예 1-2
하기 표 1에 기재된 조성으로 액정층 형성용 조성물을 제조하였다. 표 1에서 액정성 화합물은 수직배향형 액정성 화합물로 화학식 16의 화합물(BASF社), 화학식 17 화합물(애경화학社) 및 화학식 18의 화합물(애경화학社)을 28:38:28의 중량비로 혼합한 것을 사용하였다.
한편, Plasma 표면처리를 통해 히드록시기가 도입된(실시예 5 및 6 제외) 연신된 COP필름에 상기 실시예 1-7 및 비교예1-2의 액정층 형성용 조성물을 도포하고 60℃의 온도에서 1분간 건조시킨 후, 노광하여 경화반응을 유도하여 위상차 필름을 제조하였다.
성분 실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 1 2
액정층 조성물 액정성 화합물 29.526 27.992 27.992 27.992 27.992 27.992 27.992 29.97 29.673
접착력강화제 화학식5 0.148 1.682
화학식7 1.682
화학식9 1.682
화학식11 1.682
화학식13 1.682
화학식15 1.682
광개시제 0.296 0.296 0.296 0.296 0.296 0.296 0.296 0.297
레벨링제 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03
유기용매 70 70 70 70 70 70 70 70 70
기재 재료 연신 COP 연신 COP 연신 COP 연신 COP 연신 COP 연신 COP 연신 COP 연신 COP 연신 COP
표면처리 Plasma Plasma Plasma Plasma 미실시 Plasma Plasma 미실시 Plasma Plasma Plasma
광개시제: 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-(4-모르폴리닐)-1-프로판온 레벨링제: 아크릴계 공중합체(BYK-361N, BYK社) 유기용매: 프로필렌글리콜-1-모노메틸에테르-2-아세테이트
시험예
제조된 위상차 필름에 대해 하기와 같은 시험을 하여 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
< 위상차1 >
R0 ; 시야각 0°에서 측정된 위상차 필름의 위상차
R50, R-50 ; 시야각 50°, 시야각 -50°에서 측정된 당해 위상차 필름의 위상차
◎ ; 0.97 < R0/R50 혹은 R0/R-50 < 1.03
○ : 0.95 < R0/R50 혹은 R0/R-50 < 0.97 또는 1.03 < R0/R50 혹은 R0/R-50 < 1.05
△ : 0.90 < R0/R50 혹은 R0/R-50 < 0.95 또는 1.05 < R0/R50 혹은 R0/R-50 < 1.1
× : R0/R50 혹은 R0/R-50가 1.1 이상 또는 0.90 이하
< 위상차2 >
Rr ; 비교예1에서 제조된 위상차 필름의 위상차
Rs ; 당해 위상차 필름의 위상차
◎ ; 0.97 < Rs/Rr < 1.03
○ : 0.95 < Rs/Rr < 0.97 또는 1.03 < Rs/Rr < 1.05
△ : 0.90 < Rs/Rr < 0.95 또는 1.05 < Rs/Rr < 1.1
× : Rs/Rr 1.1 이상 또는 Rs/Rr 0.90 이하
<층간 접착력>
액정층의 표면에 Cross hatch 를 이용하여 100개의 사각형이 형성되도록 홈을 형성한 후 Nichiban tape를 부착하고 수직방향으로 상기 tape를 띄어낸 다음, 뜯김의 개수를 세어 기재 액정간 층간접착력을 확인하였다. 액정층을 광학현미경을 통하여 평가하였을 때 아래와 같은 패턴상에 뜯김 현상 정도로 평가하였다.
◎ ; 패턴상 뜯김 없음
○ : 패턴상 뜯김 1~3개
△ : 패턴상 뜯김 4~8개
× : 패턴상 뜯김 8개 초과
평가항목 실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 1 2
위상차1 ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ◎ ◎
위상차2 ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ◎ ◎
층간 접착력 △ ◎ ○ △ ○ △ △ × ×
위 표 2에 기재된 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예들의 위상차 필름은 비교예들의 위상차필름과 동일하거나 유사한 광학적 성능을 발휘하지만, 층간 접착력은 비교예들보다 우수한 것을 알 수 있다.

Claims (17)

  1. 표면에 이소시아네이트기 또는 (메타)아크릴레이트기와 반응할 수 있는 반응성기를 갖는 기재;
    상기 기재의 상면에 직접 접촉하며, 수직 배향형 액정성 화합물 및 하기 화학식 1으로 표시되는 화합물을 포함하는 접착력 강화제로 형성된 액정층을 포함하며,
    배향막을 포함하지 않고,
    상기 기재 및 상기 액정층은 상기 기재의 표면 반응성기와 상기 접착력 강화제의 말단에 존재하는 이소시아네이트기 및 (메타)아크릴레이트기 사이에 형성된 화학적 결합에 의해 접합된, 위상차 필름:
    [화학식 1]
    Figure 112019061480777-pat00045

    (식 중, R1 및 R2는 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기이고,
    R3 및 R7은 서로 독립적으로 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고,
    R4 및 R6은 서로 독립적으로 아미드기, 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고,
    R5는 탄소수 1 내지 8의 알콕시기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기임).
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 접착력 강화제는 하기 화학식 2 내지 화학식 4로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 더 포함하는, 위상차 필름:
    [화학식 2]
    Figure 112018129926800-pat00037

    (식 중, R7 및 R8은 서로 독립적으로 수소 또는 메틸기이고,
    R9 및 R11은 서로 독립적으로 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고,
    R10는 (a)
    Figure 112018129926800-pat00038
    또는 (b)
    Figure 112018129926800-pat00039
    이고, E1 및 E3는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 8의 알콕시기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 8의 알콕시기이고, E2는 탄소수 1 내지 8의 알콕시기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기임),
    [화학식 3]
    Figure 112018129926800-pat00040

    (식 중, R12는 수소 또는 메틸기이고,
    R13은 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기임) 및
    [화학식 4]
    Figure 112018129926800-pat00041

    (식 중, R14는 수소 또는 메틸기이고,
    R15는 케톤기, 에스테르기 및 티올기로 이루어진 군에서 선택된 기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기임).
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 액정층은 접착력 강화제의 이소시아네이트기 또는 (메타)아크릴레이트기와 반응할 수 있는 반응성기를 포함하는 액정성 화합물을 포함하는 경화성 조성물로 형성된 위상차 필름.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 액정성 화합물의 반응성기는 탄소-탄소 불포화 결합, 히드록시기, 에폭시기 또는 시아노기인 위상차 필름.
  5. 청구항 3에 있어서, 액정층 형성용 경화성 조성물은 상기 액정성 화합물 100 중량부에 대하여 상기 접착력 강화제 0.1 내지 15 중량부를 포함하는 위상차 필름.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서, 기재 표면의 반응성기는 히드록시기, 티올기, 카르복시기 및 아민기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 위상차 필름.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 청구항 1에 있어서, 액정층과 기재 사이의 화학적 결합은 우레탄 결합 및 티올렌 결합 중 적어도 하나인 위상차 필름.
  12. 청구항 11에 있어서, 액정층과 기재 사이의 우레탄 결합은 상기 액정층의 접착력 강화제의 이소시아네이트기와 상기 기재의 히드록시기, 티올기, 카르복시기, 또는 아민기의 반응에 의해 형성되는 것인 위상차 필름.
  13. 청구항 11에 있어서, 액정층과 기재 사이의 티올렌 결합은 상기 액정층의 접착력 강화제의 (메타)아크릴레이트기와 상기 기재의 티올기의 반응에 의해 형성되는 것인 위상차 필름.
  14. 삭제
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 기재는 +A 플레이트 또는 -B 플레이트이고, 상기 액정층은 +C 플레이트인 위상차 필름.
  16. 삭제
  17. 삭제
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