KR20070065336A - 편광판 및 액정 디스플레이 - Google Patents

Abstract

폴리비닐 알콜을 포함하는 편광자와 상기 편광자의 일측면 이상에 구비된 보호필름을 가지는 편광판에 있어서, 상기 편광자는 39㎝의 폭과 65㎝의 길이를 가지는 임의의 영역에서, 그 면내 위상차 Rpva의 최대치과 최소치 사이에서 5.0% 이하의 편차를 가진다.

편광판, 편광자, 보호필름, 액정셀

Description

편광판 및 액정 디스플레이 {POLARIZING PLATE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

기술분야

본 발명은 실질적으로 균일한 면내 상전이를 가지는 편광자를 구비한 편광판 및 상기 편광판을 사용함으로써 밀도의 줄무늬 불균일이 제거된 액정 디스플레이 (이하, LCD라 함) 에 관한 것이다.

배경기술

LCD는 저전압, 저 소비전력, 및 크기와 두께의 감소 허용과 같은 다양한 장점 면에서 퍼스널 컴퓨터, 모바일 장치, 및 TV 세트의 모니터에 널리 적용된다. 액정셀의 액정분자 배향에 따라서 LCD에 다양한 모드가 제안되어 왔다. 트위스티드 네마틱 (TN) 모드가 주류였고, 그 모드에서 액정분자의 배향 방향은 셀의 일측에서 다른 일측으로 약 90°로 트위스트된다.

LCD는 일반적으로 액정셀, 광학 보상 필름, 및 편광자로 구성된다. 상기 광학 보상 필름은, 이미지 변색을 제거하거나 시야각을 확대하는 역할을 하며, 연신된 복굴절 필름 및 액정 화합물로 코팅된 투명 필름을 포함한다. 일본 특허 제 2587398호는, 트리아세틸 셀룰로오즈 필름에 디스코틱 액정 화합물을 적용하고, 상기 액정분자를 배향하고, 그리고 그 배향을 고정함으로써 제조된 광학 보상필름을 이용하는, TN 모드 액정셀에서의 시야각 확대 기술을 개시한다. 하지만, 그와 같은 최신 기술이라도 와이드 스크린을 가지고 넓은 각도로 보여져서 결국 감소 된 시야각 의존성을 가질 것을 강하게 요구될 것으로 기대되는 LCD TV의 적용에서는 여전히 만족스럽지 못하다. 이러한 상황에서, TN 모드와 다른 LCD 모드가 연구되어 왔고, IPS (면내 스위칭; in-plane switching) 모드, OCB (광학 보상 밴드 optically compensatory bend) 모드, 및 VA (수직 정렬; vertically aligned) 모드를 포함한다. 특히, VA 모드는 높은 콘트라스트 및 상대적으로 높은 생산율 때문에 TV 모니터 적용에 주목되고 있다.

통상, 폴리비닐 알콜 (이후, PVA라 함) 은 대체로 LCD에 필수적인 편광자의 재료로 사용된다. PVA 필름을 일축 연신한 후 요오드 또는 이색성 염료로 염색하거나, 염색을 먼저하고 연실할 수도 있으며, 또 그후 붕소 화합물과 가교 결합하여 편광자 (편광필름) 를 형성한다.

셀룰로오즈 아실레이트 필름은 다른 폴리머 필름과 비교하여 보다 높은 광학 이방성 (낮은 리타데이션 값) 을 가지는데 특징이 있다. 따라서, 편광판의 보호필름과 같은 광학 이방성을 요구하는 응용에 셀룰로오즈 아실레이트 필름을 사용하는 것이 일반적이다.

반대로, 광학 이방성 (보다 높은 리타데이션 값) 이 광학 보상 필름 (리타데이션 필름) 에 요구된다. VA 모드용 광학 보상 필름은, 특히, 30~200 nm의 전면 리타데이션 (Re) 및 70~400 nm의 두께 방향 리타데이션 (Rth) 을 가질 것이 요구된다. 이런 이유로, 폴리카보네이트 필름 또는 폴리술폰 필름과 같은, 높은 리타데이션 값을 가지는 합성 폴리머 필름이 광학 보상필름으로 보통 사용된다.

간단히 말해, 그것은 광학 이방성 (높은 리타데이션 값) 이 요구되는 합성 폴리머 필름을 사용하고, 광학 이방성 (낮은 리타데이션 값) 이 요구될 때 셀룰로오즈 아실레이트 필름을 사용하는 것이 광학 물질의 분야에서 일반 원칙이다.

일반 원칙과 달리, EP 제 911656호에는 높은 리타데이션 값을 가지고 광학 이방성을 요구하는 응용에 유용한 셀룰로오즈 아세테이트 필름이 제안되어 있다. 상기 제안에 따르면, 셀룰로오즈 트리아세테이트에 대한 리타데이션 증가제로서, 2 이상의 방향족 고리를 가지는 방향족 화합물, 특히 1,3,5-트리아진 고리를 가지는 화합물을 첨가하고, 이 필름을 연신함으로써 셀룰로오즈 트리아세테이트 필름의 높은 리타데이션 값이 달성된다. 셀룰로오즈 트리아세테이트는 보통 연신하기 어렵기 때문에, 연신에 의해 셀룰로오즈 트리아세테이트의 복굴절성을 증가시키기는 어렵다고 알려져 있다. 상기 EP에 따르면, 첨가제를 공동-연신 (co-stretching) 하는 것이 복굴절성을 증가시켜 높은 리타데이션 값을 달성하게 한다. 이러한 필름은 또한 편광판의 보호 필름으로 기능하고, 그것에 의해 경쟁적이고 슬림한 LCD를 제공한다.

JP-A-2002-71957에는 치환체로서 2~4개의 탄소 원자를 가지는 아실기를 갖는 셀룰로오즈 에스테르를 함유하는 광학 필름이 개시되어 있다. 상기 아실기 치환체는 식: 2.0≤A+B≤3.0 그리고 A＜2.4를 만족하고, 여기서 A는 아세틸의 치환도이고, B는 프로피오닐 또는 부티릴의 치환도이다. 상기 광학 필름의 저속축 (slow axis) 방향에서 굴절률 Nx와 고속축 (fast axis) 방향에서 굴절률 Ny는, 모두 590 nm에서, 식: 0.0005≤Nx-Ny≤0.0050을 만족한다.

JP-A-2003-270442에는 VA 모드 LCD에 사용되는 편광판이 개시되어 있다. 상기 편광판은 편광자와 광학 이축, 혼합 지방산 셀룰로오즈 에스테르 필름을 포함한다. 상기 편광판에는 액정셀과 편광자 사이에 셀룰로오즈 에스테르 필름이 배치된다.

JP-A-2002-333523에는 500~1000nm의 면내 위상차 (△nd) 를 가지는 편광판 및 상기 편광판을 가지는 LCD가 개시되어 있다. 제안된 편광판은 높은 콘트라스트 특성과 감소된 잔류 스트레스로 인한 고차원적 안전성을 나타낸다.

상기 기술된 종래 기술은 값싸고 얇은 LCD를 제공하는데 효과적이다. 반면에, LCD 기술은 최근 텔레비전에 대한 응용을 급속도로 증가시키고 있다. LCD-TV는 다른 LCD 모니터보다 더 밝은 백라이트를 가지기 때문에, 표시 불균일이 더욱 두드러진다. 특히, 와이드-스크린 LCD-TV는 넓지만 균일한 스크린 특성을 요구한다. 따라서, 이러한 응용을 위한 편광판은 넓은 영역이 균일한 품질을 가질 것이 요구된다.

현재 이용할 수 있는 넓은 편광판은 연신 균일성이 부족한데, 즉, 그것은 불균일한 연신에 의해 나빠진다. 불균일한 연신은 주로 PVA의 불균일한 배향 때문이다. 불균일성은 PVA의 배향도와 상관관계가 있는 PVA의 면내 리타데이션 Rpva의 변수에 의해 평가될 수 있다.

PVA의 연신 배향 불균일은 연신방향에 수직한 방향으로 발생하는 경향이 있고, LCD가 배면으로부터 빛을 받을 때 밀도 면에서 줄무늬 불균일로써 나타난다. 와이드-스크린 LCD에서의 이러한 편광판의 사용은 스크린 상에서 줄무늬 결함을 야기시킨다. 이러한 이유로, PVA에 연신 배향 불균일이 거의 없는 편광판의 개 발이 요구되어 왔다.

전술한 JP-A-2002-333523에서는 편광판의 면내 리타데이션을 구체화하고 충분한 광학 특성을 가지는 편광판의 제조 과정을 제안하나, 면내 리타데이션 값의 균일성을 고려하지 않는다.

발명의 개시

본 발명의 목적은 우수한 광학 보상 기능과 넓어진 영역에서도 균일한 품질을 수행하는 편광판을 제공하고 상기 편광판을 사용하는 LCD를 제공하는 것이다.

광범위한 연구 결과, 본 발명의 발명자는 상기 목적이 PVA 필름의 연신 배향 불균일이 작은 편광자를 사용함으로써 달성됨을 밝혀냈다.

본 발명은 폴리비닐 알콜을 포함하는 편광자와 상기 편광자의 일측면 이상에 구비된 보호필름을 가지는 편광판을 제공한다. 상기 편광자는, 39㎝의 폭과 65㎝의 길이를 가지는 임의의 영역에서, 그 면내 위상차 Rpva의 최대치과 최소치 사이에서 5.0% 이하의 편차를 가진다.

본 발명은 상기 편광판의 바람직한 실시형태를 제공하며, 여기에서:

(1) 1㎝ 떨어진 임의의 두 지점에서의 면내 위상차 Rpva의 편차는 10nm 이하이다.

(2) 편광자는 폴리비닐 알콜 필름을 스웰링 (swelling) 하는 단계와 스웰링된 폴리비닐 알콜을 연신하는 단계를 포함하는 과정에 의해 제조되고, 연신하는 단계는 이축으로 연신하는 것이다.

(3) 편광자의 일측면 상에 구비된 보호필름은 전면 리타데이션 값 Re(590) 및 두께 방향 리타데이션 값 Rth(590)을 가지며, 모두 590nm 파장에서, 각각 하기 식 (1) 및 식 (2)를 만족한다:

20nm≤Re(590)≤200nm (1)

70nm≤Rth(590)≤400nm (2).

(4) Rth(590)에 대한 Re(590)의 비율은 0.1~0.8이다.

(5) 상기 편광자의 일측면 상에 구비된 상기 보호필름은, 주요 폴리머 성분으로서, 셀룰로오즈의 히드록실기를 치환하는 3개 이상의 탄소 원자를 갖는 아실기 및 아세틸기를 가지는 셀룰로오즈 혼합 지방산 에스테르를 함유하는 셀룰로오즈 아실레이트 필름이다. 상기 셀룰로오즈 혼합 지방산 에스테르는 하기 식 (3) 및 식 (4):

2.0≤A+B≤3.0 (3)

0＜B (4)

를 만족하며, 여기서 A는 아세틸기에 의한 치환도이고; 그리고 B는 3개 이상의 탄소 원자를 가지는 아실기에 의한 치환도이다.

(6) 상기 3개 이상의 탄소 원자를 가지는 아실기는 부타노일기이다.

(7) 상기 3개 이상의 탄소 원자를 가지는 아실기는 프로피오닐기이다.

(8) 상기 편광자의 일측면 상에 구비된 보호필름은 2개 이상의 탄소 원자를 포함하는 아실기를 가지는 셀룰로오즈 아실레이트 필름이고, 하기 식 (5) 및 식 (6):

2.0≤DS2+DS3+DS6≤3.0 (5)

DS6/(DS2+DS3+DS6)≥0.315 (6)

을 만족하며, 여기서 DS2, DS3, 및 DS6은 각각, 상기 아실기에 의해 셀룰로오즈를 구성하는 글루코스 단위체의 2-위치, 3-위치 및 6-위치에서의 히드록실기의 치환도를 나타낸다.

(9) 상기 (8)에서, 상기 아실기는 아세틸기이다.

(10) 상기 편광자의 일측면 상에 구비된 상기 보호필름은 가소제, 자외선 흡수제, 이형제, 염료, 및 매트제 중 하나 이상을 포함한다.

(11) 상기 편광자의 일측면 상에 구비된 상기 보호필름은 막대 형상 화합물 및 디스코틱 화합물 중에서 선택된 하나 이상의 리타데이션 증진제를 포함한다.

(12) 상기 편광자의 일측면 상에 구비된 상기 보호필름은 폴리머 필름과 광학 이방성층을 포함한다.

(13) 상기 편광판은 상기 편광자의 다른 측면 상에 배치된 보호필름 상에 하드코트층, 안티글레어층 (antiglare layer), 및 반사방지층 중에서 하나 이상을 더 포함한다.

(14) 상기 편광판은 상기 편광자의 일측면 상에 구비된 상기 보호필름에 접착제를 통해 부착된 위상차 필름을 더 포함한다.

본 발명은 또한 액정셀과 마주하는 보호필름과 본 발명의 편광판을 가지는 LCD를 제공한다.

본 발명에 의한 편광판은 편광자의 연신 배향의 감소된 불균일을 수반한다. 본 발명에 의한 편광판의 사용은 넓은 영역일지라도 균일한 표시 품질을 가지는 LCD를 제공한다.

도면의 간단한 설명

도 1은 본 발명에 의한 편광판 실시형태의 층 구조를 개략적으로 도시한다.

도 2는 본 발명에 의한 액정 디스플레이 실시형태의 구조를 개략적으로 도시한다.

상기 도면에서의 다양한 구조적 특징을 정의하기 위해 사용되는 참조 번호는 다음을 포함한다.

1, 11, 21: 편광자

4: 기능층

5, 15, 25: 편광판

발명을 수행하기 위한 최적 모드

본 발명의 편광판은 폴리비닐 알콜을 포함하는 편광자와 상기 편광자의 일측면 이상에 구비된 보호필름을 가진다. 상기 편광자는 39㎝의 폭과 65㎝의 길이를 가지는 임의의 영역에서, 그 면내 위상차 Rpva의 최대치과 최소치 사이에서 5.0% 이하의 편차를 가진다.

본 발명에서 언급되는 39㎝의 폭과 65㎝의 길이의 영역은 30 인치 LCD TV의 스크린에 대응하고, 와이드 스크린 LCD에 대한 적용가능성을 평가하는 기준으로 볼 수 있다.

편광판은 통상 편광자 및 상기 편광자의 각 측면 상에 배치된 투명 보호필름으로 구성된다. 본 발명에 의한 편광판은 바람직하게 상기 편광자의 일측면 이 상에 구비된 보호필름으로써 특정 광학 셀룰로오즈 아실레이트 필름 (후술함) 을 가진다. 다른 측면에 구비된 보호필름은 특정 셀룰로오즈 아실레이트 필름이거나 또는 통상 셀룰로오즈 아실레이트 필름일 수 있다. 본 발명에서, 편광판의 균일한 표시 품질은 편광자의 폭 방향으로 두께 변화를 감소시킴으로써 달성된다.

편광자는 요오드 편광자, 이색성 편광자, 및 폴리엔 (polyene) 편광자를 포함한다. 요오드 편광자 및 이색성 편광자는 보통 PVA 필름을 사용하여 제조된다. 본 발명에서 사용할 수 있는 편광자는 바람직하게 PVA와 이색성 분자로 구성된 PVA계 이색성 편광자이다.

PVA는 폴리비닐 아세테이트의 비누화에 의해 얻어지는 폴리머 물질이다. 그것은 불포화 카르복실산, 불포화 술폰산, 올레핀 또는 비닐 에테르와 같은 비닐 아세테이트와 공중합할 수 있는 성분을 포함할 수 있다. 아세토아세틸기, 술폰산기, 카르복실기, 옥시알킬렌기 등을 포함하는 변경된 PVA가 물론 유용하다.

PVA의 비누화도 (degree of saponification) 는, 한정되지 않지만, 바람직하게 80~100mol%이고, 더 바람직하게 90~100mol%이다. PVA의 중합도는 바람직하게 1000~3800이고, 더 바람직하게 1500~3800이다.

PVA는 일본 특허 제 2978219호에 기재된 바와 같이, 향상된 내구성을 가지기 위해서 바람직하게 55% 이상의 교대배열성도 (degree of syndiotacticity) 를 가진다. 일본 특허 제 3317494호에 기재된 바와 같이, 45~52.5%의 교대배열성도를 가지는 PVA가 또한 바람직하게 사용된다.

PVA계 이색성 편광자는 바람직하게 PVA를 필름으로 먼저 형성하고 나서 이색 성 분자를 도입함으로써 제조된다. PVA 필름은, 통상적으로 수행되는 것처럼, 바람직하게 PVA 용액을 물 또는 유기 용매에서 성형함으로써 제조된다. PVA 용액의 농도는 보통 5~20중량%이다. PVA용액의 성형은 PVA필름이 10~200㎛의 두께를 가지게 한다. PVA 필름 성형의 세부 내용에 대해서, 일본 특허 제 3342516호, JP-A-9-328593, JP-A-13-302817, 및 JP-A-14-144401을 참조할 수 있다.

PVA 필름의 결정도 (crystallinity) 는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 일본 특허 제 3251073호에 개시된 50~75중량%의 평균 결정도 (Xc) 를 가지는 PVA 필름과 JP-A-14-236214에 개시된 38%이하의 결정도를 가지는 PVA 필름을 사용할 수 있다.

PVA 필름의 복굴절성 (△n) 은 가능한 한 작은 것이 바람직하다. 일본 특허 제 3342156호에 개시된 1.0×10^-3 이하의 복굴절성을 가지는 PVA 필름이 바람직하게 사용된다. 반면, JP-A-14-228835에서 제안된 바와 같이 필름 연신 동안 블레이크를 피하면서 높은 편광을 얻기 위해서 0.02~0.01의 복굴절성을 가지는 PVA 필름이 사용되거나, 또는 JP-A-14-60505에 기재된 바와 같이 식: 0.0003≤(nx+ny)/2-nz≤0.01을 만족하는 복굴절성을 가지는 PVA 필름이 사용될 수 있다. PVA 필름은 바람직하게 0~100nm, 더 바람직하게 0~50nm의 면내 리타데이션을 가지고, 그리고 바람직하게 0~500nm, 더 바람직하게 0~300nm의 두께 방향 리타데이션 (Rth) 을 가진다.

편광자를 형성하기 위해 본 발명에서 바람직하게 사용되는 다른 PVA 필름은, 일본 특허 제 3021494호에 기재된 바와 같이 1.5mol% 이하의 1,2-글리콜 결합 함량을 가지는 것, JP-A-13-316492에 기재된 바와 같이 100㎠ 당 5㎛ 이상의 광학 이물질을 500 이상 포함하고 있지 않는 것, JP-A-14-30163에 제안된 바와 같이 TD에서 1.5℃이하의 물분사식 온도 변화를 가지고 고온의 물분사식 절단에 의해 제조된 것, 트리-히드릭 알콜 내지 헥사-히드릭 알콜, 일예로, 글리세린의 1~100중량부를 포함하는 PVA 용액으로부터 제조된 것, 및 JP-A-6-289225에 개시된 바와 같이 PVA계 가소제의 15중량% 이상을 포함하는 PVA 용액으로 제조된 것을 포함한다.

비연신 PVA 필름의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 안정성 및 연신 균일성을 취급하는 견지에서, 바람직하게 1㎛~1㎜이고, 더 바람직하게 20~200㎛이다. JP-A-14-236212에 기재된 바와 같이 물에서 4~6겹 연신될 때 10N 이하의 스트레스를 발생시킬만큼 얇은 PVA 필름를 사용하는 것이 가능하다.

PVA 필름을 착색하기 위해 바람직하게 사용될 수 있는 이색성 분자는, I₃ 또는 I₅와 같은 고차 (higher-order) 요오드 이온 및 이색성 염료를 포함한다. 고차 요오드 이온은 특히 본 발명에서 바람직하다. Nagata Ryo (ed.), Henkoban no oyo, CMC 출판 Co., Ltd. 및 Kogyo zairyo, vol.28, No. 7, pp. 39-45에 기재된 바와 같이, PVA 필름 내부에 흡수되고 배열된 고차 요오드 이온을 가지기 위해서, PVA 필름을 내부에 요오드가 용해된 요오드화 칼륨 수용액 및/또는 붕산 수용액에 담근다.

이색성 분자로서 이색성 염료를 사용할 때, 아조 염료, 특히 비아조 염료 및 트리아조 염료가 바람직하다. 이색성 염료는 수용성인 것이 바람직하다. 수용성 이색성 염료를 얻기 위해서, 술폰산기, 아미노기 또는 히드록실기와 같은 친수성 치환체를 이색성 분자에 도입하여, 알칼리 금속, 암모늄 또는 아민으로 자유산 (free acid) 또는 염의 형태를 형성한다.

유용한 이색성 염료의 예는 C.I. 직접 적색 37, Congo Red (C.I. 직접 적색 28), C.I. 직접 보라색 12, C.I. 직접 청색 90, C.I. 직접 청색 22, C.I. 직접 청색 1, C.I. 직접 청색 151, 및 C.I. 직접 녹색 1과 같은 벤지딘 염료; C.I. 직접 노란색 44, C.I. 직접 적색 23, 및 C.I. 직접 적색 79와 같은 디페닐우레아 염료; C.I. 직접 노란색 12와 같은 스틸벤 염료; C.I. 직접 적색 31과 같은 디나프틸아민 염료; 그리고 C.I. 직접 적색 81, C.I. 직접 보라색 9, 및 C.I. 직접 청색 78과 같은 J산 염료를 포함한다.

JP-A-62-70802, JP-A-1-161202, JP-A-1-172906, JP-A-1-172907, JP-A-1-183602, JP-A-1-248105, JP-A-1-265205, 및 JP-A-7-261024에 개시된 C.I. 직접 노란색 8, C.I. 직접 노란색 28, C.I. 직접 노란색 86, C.I. 직접 노란색 87, C.I. 직접 노란색 142, C.I. 직접 주황색 26, C.I. 직접 주황색 39, C.I. 직접 주황색 72, C.I. 직접 주황색 106, C.I. 직접 주황색 107, C.I. 직접 적색 2, C.I. 직접 적색 39, C.I. 직접 적색 83, C.I. 직접 적색 89, C.I. 직접 적색 240, C.I. 직접 적색 242, C.I. 직접 적색 247, C.I. 직접 보라색 48, C.I. 직접 보라색 51, C.I. 직접 보라색 98, C.I. 직접 청색 15, C.I. 직접 청색 67, C.I. 직접 청색 71, C.I. 직접 청색 98, C.I. 직접 청색 168, C.I. 직접 청색 202, C.I. 직접 청색 236, C.I. 직접 청색 249, C.I. 직접 청색 270, C.I. 직접 녹색 59, C.I. 직접 녹색 85, C.I. 직접 갈색 44, C.I. 직접 갈색 106, C.I. 직접 갈색 195, C.I. 직접 갈색 210, C.I. 직접 갈색 223, 직접 갈색 224, C.I. 직접 검정색 1, C.I. 직접 검정색 17, C.I. 직접 검정색 19, C.I. 직접 검정색 54, 이색성 염료가 더 포함된다. 2 이상의 이색성 염료를 사용하여 요구하는 색조를 생성할 수 있다. 이색성 염료를 사용할 때, 흡착 두께는, JP-A-14-82222에 기재된 바와 같이, 4㎛ 이상일 수 있다.

PVA 필름의 이색성 분자 함량은 PVA 기질 기준으로 보통 0.01~5중량% 범위 이내이다. 너무 작은 이색성 분자의 함량은 낮은 편광을 야기하고, 너무 큰 이색성 분자의 함량은 투과율 저하를 야기한다.

편광자는 바람직하게 5~40㎛, 더 바람직하게 10~35㎛의 두께를 가진다. JP-A-14-174727에서 제안된 바와 같이, 보호필름 (후술함) 에 대한 편광자의 두께 비율은 0.01~0.16인 것이 바람직하다.

편광판은 상술한 편광자 및 후술할 보호필름에 추가하여 점착제, 분리 시트, 및 박리가능한 (releasable) 보호시트를 더 가질 수 있다.

편광판은 다음과 같이 제조된다. 편광판은 바람직하게 스웰링 (swelling), 염색, 경화, 연신, 건조, 보호필름에 적층, 및 적층후 건조의 단계를 포함하는 공정에 의해서 제조된다. 염색, 경화 및 연신 단계의 순서는 원하는 대로 바뀔 수 있다. 2 이상의 단계가 동시에 수행될 수 있다. 일본 특허 제 3331615호에서와 같이 물로 세정한 후 경화 단계를 수행할 수 있다.

공정은 바람직하게 스웰링, 염색, 경화/연신, 건조, 보호필름에 적층, 및 적층후 건조의 순서로 수행된다. 이들 단계 도중에 또는 이후에 표면 상태의 온라인 검사 단계가 제공될 수 있다.

스웰링 단계는 바람직하게 물만을 사용하여 수행된다. 안정된 광학 성능을 얻고 필름의 주름 (wrinkling) 을 피하기 위해서, 제어된 정도까지 PVA 필름을 스웰링하기 위해 붕산 수용액을 사용할 수 있다. 임의로 결정된, 스웰링 온도 및 시간은 바람직하게 10~60℃이고, 5~2000초이다.

염색 단계에서, JP-A-2002-86554의 방법이 채용될 수 있다. 담지법 (immersion method) 대신에, 요오드 또는 염료 용액으로 코팅 또는 분사함으로써 염색을 또한 수행할 수 있다. JP-A-13-290025에서 제안된 염색 기술은 다음과 같을 수 있는데, PVA 필름은 특정 연신비에서, 염색 배쓰 (dyeing bath) 에서, 특정 염료 또는 요오드 농도에서, 특정 배쓰 온도에서, 상기 배쓰를 교반시키면서 연신된다.

고차 요오드 이온이 이색성 분자로서 사용될 때, 높은 콘트라스트를 달성하는 편광자를 얻기 위해서 내부에 요오드가 용해된 요오드화 칼륨 수용액을 사용하는 것이 바람직하다. 요오드-칼륨 요오드화 수용액은 바람직하게 0.05~20g/ℓ의 요오드 농도와, 3~200g/ℓ의 칼륨 요오드화물 농도와, 1~2000의 요오드/칼륨 요오드화물 중량비를 가진다. 상기 용액은 더 바람직하게 0.05~2g/ℓ의 요오드 농도와, 30~120g/ℓ의 칼륨 요오드화물 농도와, 30~120의 요오드/칼륨 요오드화물 중량비를 가진다. 요오드-칼륨 요오드화물 수용액은 바람직하게 10~60℃, 더 바람직하게 20~50℃의 배쓰 온도에서, 바람직하게 10~1200초 동안, 더 바람직하게 30~600초 동안 수행된다.

염료 배쓰는, 일본 특허 제 3145747호에 기재된 바와 같이, 붕산 또는 보락스 (borax) 와 같은 붕소 화합물을 함유할 수 있다.

경화 단계는 바람직하게 가교결합제 용액에 침수하거나 또는 가교결합제 용액으로 코팅하는 것에 의해 필름에 가교결합제를 혼합함으로써 수행될 수 있다. 경화 단계는 JP-A-11-52130에 기재된 것과 같이, 여러가지 분할된 단계에서 이루어질 수 있다.

유용한 가교결합제는 미국 특허 제 232897호에 기재된 것을 포함한다. 붕산 화합물이 가장 바람직하다. 그럼에도 불구하고, 일본 특허 제 3357109호에서 제안한 것과 같이, 다중 기능의 알데하이드가 치수적 안정성을 향상시키기 위해서 사용될 수 있다.

가교결합제로서 붕산을 사용할 때, 금속 이온이 첨가된 붕산-칼륨 요오드화 수용액이 사용될 수 있다. 염화 아연은 바람직하게 금속 이온 소스로 첨가된다. 아연 할라이드 (일예로, 아연 요오드화물) 또는 아연 염 일예로, 아연 설페이트 또는 아연 아세테이트와 같은, 다른 아연 소스가 JP-A-2000-35512에서 제안한 바와 같이, 아연 클로라이드를 대신해서 사용될 수 있다.

본 발명에서, 경화는 바람직하게 PVA 필름을 아연 클로라이드를 함유한 붕산-칼륨 요오드화 수용액에 침수시켜서 수행될 수 있다. 아연 클로라이드를 함유한 붕산-칼륨 요오드화 수용액은 바람직하게 1~100g/ℓ, 더 바람직하게 10~80g/ℓ 의 붕산 농도와, 바람직하게 1~120g/ℓ, 더 바람직하게 5~100g/ℓ의 칼륨 요오드화물 농도와, 그리고 바람직하게 0.01~10g/ℓ, 더 바람직하게 0.02~8g/ℓ의 아연 클로라이드 농도를 가진다. 경화는 바람직하게 10~60℃의 용액 온도에서, 더 바람직하게 20~50℃의 용액 온도에서 수행되고, 바람직하게 10~1200초 동안, 더 바람직하게 30~600초 동안 수행된다.

연신 단계는 바람직하게, 미국 특허 제 2,454,515호에 기재된 바와 같이, 길이방향의 단일축 연신 또는 JP-A-2002-86554에 기재된 바와 같이, 텐터링에 의해 이행된다. 연신비는 바람직하게 2~12, 더 바람직하게 3~10이다. 연신비, 비연신 필름 두께, 및 최종 편광자 두께 사이의 관계와 관련하여, (보호필름을 부착한 이후의 편광자 두께/비연신 필름 두께)×(총 연신비)＞0.17이 기재된 JP-A-14-40256에 따른 조작이 바람직하게 사용될 수 있다. 최종 배쓰로부터의 편광자의 폭 A와 편광자의 폭 B 사이의 관계와 관련하여, 0.80≤B/A≤0.95가 기재된 JP-A-14-40247의 조작이 바람직하게 사용될 수 있다.

연신 결과로서 최종 PVA 편광자에서의 배향 불균일은, 39cm 폭과 65cm길이를 가지는 임의의 영역에서, 면내 위상차 Rpva의 최대치와 최소치 사이의 편차가 5%보다 크지 않은 범위 즉, 0%에서 5.0%까지 이내이어야 한다. 편차는 바람직하게 0%~4.5%이다. 편차는 [(최대치-최소치)/최소치]×100으로부터 계산된다. 1㎝ 떨어진 임의의 두지점 사이에서의 Rpva 편차는 10nm이하, 즉 10nm/cm 이하가 바람직하고, 더 바람직하게 8nm/cm 이하이다. 면내 위상차 Rpva는 Oji Scientific Instruments 로부터 입수할 수 있는 근적외선 위상차 측정 시스템 KOBRA-WX100/IR로 측정될 수 있다.

보다 큰 면내 위상차 Rpva는 PVA 분자의 높은 배향도와 우수한 광학 특성을 의미한다. 위상차 Rpva가 5.0%보다 크다면, 직교 니콜 상태에서 배면으로부터 나오는 강한 빛을 받을 때, 편광자의 우수하게 배열된 부분과 불완전하게 배열된 부분은 줄무늬 반점을 다르게 보이도록 한다. 더욱이, Rpva 편차가 10nm/cm보다 더 깊어지는 곳에서, 줄무늬 반점은 더욱 선명해질 것이다.

PVA의 작은 연신 배열 불균일로 편광자를 준비하는 다양한 수단이 있다. 그와같은 수단은 염색 단계 이전에 스웰링 단계를 제공하는 것과 염색 및 경화 단계에서 배쓰 온도를 상승시키는 것을 포함한다. 염색 및 경화 단계에서, 스웰링 또는 증가된 온도에서 처리함으로써 연신될 정도로 충분한 물이 PVA 필름에 공급될 수 있고 그 결과 연신이 균일하게 수행된다. 균일한 연신을 얻기 위해서, 연신되기 직전에 PVA 필름이 40~75중량%의 물 함량을 가지는 것이 바람직하다. 증가된 온도가 제조된 편광자의 광학 성능에 크게 영향을 줄 수 있기 때문에, 스웰링 단계가 염색 및 경화 단계에서 물 온도를 증가시키는데 실질적으로 바람직하다.

고정된 위드(with) 로 연신하는 것 또는 이축 연신에 의해 연신단계를 수행하는 것은 작은 연신 배열 불균일을 가지는 편광자를 얻기 위한 또다른 방법이다. 고정폭으로의 연신은, 필름이 폭 방향으로 수축하는 것을 방지하기 위해서, 핀치 (pinch) 가이더, 크로스 가이더, 텐더 클립, 신장기 (expander) 롤, 나선형 롤 등을 가지고 필름의 양 가장자리를 잡아서 수행된다. 이축 연신은 장축 및 횡축 방향 모두로 연신하는 것이며, 그것은 동시에 또는 연속적으로 수행될 수 있다. 연신비는 장축방향으로 바람직하게 2~12이며, 더 바람직하게 3~10이며, 횡축방향으로 1~2이다.

건조 단계는, JP-A-2002-86554에 개시된 방법으로 수행된다. 바람직한 건조 조건은 온도상으로 30~100℃이고, 시간상으로 30초~60분이다. 연신된 필름은 열처리될 수 있는데, 일본 특허 제 3148513호에 개시된 바와 같이, 물에서 변색 온도가 50℃이상이거나, 또는 JP-A-7-325215 및 JP-A-7-325218에 개시된 바와 같이, 상기 필름이 대기중에서 제어된 온도 및 습도로 에이징 (aging) 될 수 있다.

보호필름에 적층하는 단계는 건조단계로부터의 편광자가 그 양측에 보호필름으로 적층되는 단계이다. 적층은 한쌍의 롤 사이에 필름을 적층하고 통과시키기 바로 직전, 접착제를 적용함으로써 바람직하게 수행된다. 연신에 기인한 홈과 같은 요철을 줄이기 위해서 적층된 편광자의 수분 함량을 조절하는 것이 바람직하다. 본 발명에서, 수분 함량은 바람직하게 0.1~30%로 조절된다.

사용되는 접착제는 특별히 한정되지 않는다. 유용한 접착제는 PVA 레진 (아세토아세틸기, 술폰산기, 카르복실기, 옥시알킬렌기 등을 가지는 변형된 PVA을 포함) 및 바람직한 PVA 레진을 가지는 붕소 화합물 수용액을 포함한다. 접착제는 바람직하게 0.01~5㎛, 더 바람직하게 0.05~3㎛의 건조 두께 (dry thickness) 로 도포된다.

편광자와 보호필름 사이의 접착성을 향상시키기 위해서, 접착 전에 표면 처리로 보호필름을 친수화시키는 것이 바람직하다. 친수화를 위한 표면 개질은 공지된 방법, 일예로, 알칼리 용액에 의한 비누화 또는 코로나 처리에 의해 달성될 수 있다. 표면 처리는 접착성을 향상시키기 위한 젤라틴 등의 프라이머층을 제공한 이후 수행될 수 있다. JP-A-14-267839에 기재된 바와 같이, 보호필름은 바람직하게 50°이하의 수분 접촉각을 가진다.

적층 이후 건조 단계는 JP-A-2000-86554에 기재된 조건 하에서 수행된다. 바람직한 조건은 온도상 30~100℃이고 시간상 30초~60분이다. 바람직하게, 상기 필름은 JP-A-7-325220에 개시된 바와 같이, 제어된 습도 및 온도로 대기 중에서 에이징될 수 있다.

결국, 바람직하게 제조된 편광자는 0.1~3.0g/㎡의 요오드 함량, 0.1~5.0g/㎡의 붕소 함량, 0.1~2.0g/㎡의 칼륨 함량, 및 0~2.0g/㎡의 아연 함량을 가진다. 칼륨 함량은 JP-A-13-166143에 기재된 바와 같이 0.2중량% 이하일 수 있다. 아연 함량은 JP-A-12-35512에 기재된 바와 같이 0.04~0.5중량% 이하일 수 있다.

편광자는 유기티탄 화합물 및/또는 유기지르코늄 화합물을 포함할 수 있고, 그것은 염색, 연신 및 경화 중 임의의 단계에서 첨가되어, 일본 특허 제 3323255호에 개시된 바와 같이, 치수 안정성을 향상시킬 수 있다. 이색성 염료는 색조 조절을 위해서 편광자에 혼합될 수 있다.

보호필름으로 사용하기에 바람직한 구체적인 셀룰로오즈 아실레이트 필름은 후술된다. 2 이상의 다른 종류의 셀룰로오즈 아실레이트가 혼합되어 사용될 수 있다.

본 발명에서 사용되는 셀룰로오즈 아실레이트는 셀룰로오즈의 히드록실기를 아세틸기 및 3개 이상의 탄소 원자를 가지는 아실기로 대체함으로써 얻어진 혼합 지방산 에스테르이다. 아실기에 의한 히드록실기의 치환도는 식 (3) 및 식 (4)를 만족한다:

2.0≤A+B≤3.0 (3)

0＜B (4)

여기서, A 및 B는 각각 아실기에 의한 히드록실기의 치환도를 나타내고; 더 구체적으로, A는 아세틸기에 의한 치환도이고, 그리고 B는 3개 이상의 탄소 원자를 가지는 아실기에 의한 치환도이다.

β-1,4 겹합을 통해 링크된 글루코스 단위체는 2-위치, 3-위치, 및 6-위치에 자유 히드록실기를 가지는 각 셀룰로오즈를 보충하기 위해서 결합한다. 셀룰로오즈 아실레이트는 히드록실기의 부분 또는 전체가 아실기로 에스테르화된 폴리머이다. 아실기에 의한 치환도는 2-위치, 3-위치, 및 6-위치에서의 에스테르화된 히드록실기의 비율이다 (백 퍼센트 에스테르화는 치환도 1이다).

치환도 A 및 B의 합, (A+B)는 식 (3)으로 표현된 바와 같이 2.0~3.0의 범위이고, 바람직하게 2.2~2.9, 더 바람직하게 2.40~2.85의 범위이다. 치환도 B는 0이상이고, 바람직하게 0.6이상이다.

(A+B)가 2.0보다 작다 함은, 셀룰로오즈 아실레이트가 친수적이어서 주변 습도의 영향을 받기 쉽다는 것이다. 3개 이상의 탄소 원자를 가지는 아실 치환체의 28%이상이 글루코스 단위체의 6-위치에 있는 것이 바람직하고, 30%이상이 더 바람직하고, 31%이상이 보다 더 바람직하며, 32%이상이 가장 바람직하다. 글루코스 단위체의 6-위치에서의 치환도 A 및 B의 합은 바람직하게 0.75 이상이고, 더 바 람직하게 0.80 이상이며, 보다 더 바람직하게 0.85 이상이다.

상술된 조건을 만족하는 셀룰로오즈 아실레이트는, 비록 염소가 없는 유기 용매일지라도 만족스러운 용해도 및 여과능력 (즉, 저 점도) 을 가진 필름-형성용 용액을 제공한다.

셀룰로오즈 아실레이트 필름이 편광자의 액정셀 측면의 보호필름으로 제공될 때, 셀룰로오즈 아실레이트는 바람직하게 식 (5) 및 식 (6)을 만족한다:

2.0≤DS2+DS3≤3.0 (5)

DS6/(DS2+DS3+DS6)≥0.315 (6)

여기서, DS2, DS3, 및 DS6은 각각, 아실기에 의해 셀룰로오즈를 구성하는 글루코스 단위체의 2-위치, 3-위치, 및 6-위치에서의 히드록실기의 치환도를 나타낸다.

식 (5) 및 식 (6)이 만족될 때, 셀룰로오즈 아실레이트 필름의 광학 성능이 바람직한 범위 내에서 쉽게 제어될 수 있다.

3개 이상의 탄소 원자를 가지는 아실기는 알킬카르보닐 에스테르, 알케닐카르보닐 에스테르, 방향족 카르보닐 에스테르, 방향족 알킬카르보닐 에스테르 등을 형성하기 위한 지방성 기 또는 방향족 기일 수 있다. 아실기는 치환체를 가질 수 있다. 3개 이상의 탄소 원자를 가지는 적합한 아실기의 예는 프로피오닐, 부타노일, 펜타노일, 헥사노일, 헵타노일, 옥타노일, 데카노일, 도데카노일, 트리데카노일, 테트라데카노일, 헥사데카노일, 옥타데카노일, 이소부타노일, t-부타노일, 사이클로헥산카르보닐, 올레오일, 벤조일, 나프틸카르보닐, 및 신나모일을 포 함한다. 그 중 바람직한 것은 프로피오닐, 부타노일, 도데카노일, 옥타데카노일, t-부타노일, 올레오일, 벤조일, 나프틸카르보닐, 및 신나모일이다. 특히 바람직한 것은 프로피오닐 및 부타노일이다. 프로피오닐기에 의한 치환도 B는 바람직하게 1.3이상이다.

셀룰로오즈 혼합된 지방산 에스테르의 예는, 셀룰로오즈 아세테이트 프로피오네이트 및 셀룰로오즈 아세테이트 부틸레이트를 포함한다.

셀룰로오즈 아실레이트의 합성을 위한 기본 원칙은 Migita, et al., Mokuzai kagaku, pp. 180-190, Kyoritsu Shuppan (1968) 에 기재된다. 카르복실산 무수화물, 아세트산, 및 술폰산 촉매를 사용하는 액상 아세틸화 공정이 전형적이다.

더 구체적으로, 셀룰로오즈를 완전히 에스테르화하여 2-위치, 3-위치, 및 6-위치에서의 전체 치환도가 거의 3.00인 셀룰로오즈 아실레이트를 얻기 위해서, 코튼 린터 (cotton linter) 또는 목재 펄프와 같은 셀룰로오즈 원료를 적절한 양의 아세트산으로 전처리하고 미리 냉각시킨 카르복실화된 혼합용액에 붓는다. 카르복실화 혼합 용액은 보통 용매로서 아세트산을, 에스테르화제로서 카르복실산 무수화물을, 그리고 촉매로서 술폰산을 포함한다. 카르복실산 무수화물은 보통 반응계에서의 역반응물로써의 셀룰로오즈와 물 함량의 전체 양에 대한 화학량론 과잉 (stoichiometric excess) 에서 사용된다. 에스테르화 종결 이후, 과량의 잔여 카르복실산 무수화물을 가수분해하고 에스테르화 촉매를 중화시키기 위해서, 중화제의 수용액 (일예로, 카르보네이트, 아세테이트 또는 칼슘, 마그네슘, 철, 알루미늄 또는 아연 산화물) 이 첨가된다. 이로써 완성된 에스테르는 원하는 아실 치환도 및 중화도가 얻어질 때까지, 아세틸화 촉매 (보통, 잔여 술폰산이 역할을 수행할 수 있다) 의 소량 하에서 50° 내지 90℃를 유지함으로써 비누화되고 에이징된다. 원하는 셀룰로오즈 아실레이트가 얻어질 때, 계 내에 남아있는 촉매는 상술된 중화제로 완전히 중화되거나 중화될 수 없으며, 그리고 셀룰로오즈 아실레이트 용액을 물 또는 묽은 술폰산에 붓거나, 또는 물 또는 묽은 술폰산을 셀룰로오즈 아실레이트 용액에 첨가한다. 이로써 분리된 셀룰로오즈 아실레이트는 전술한 특정 셀룰로오즈 아실레이트를 얻기 위한 물에 의한 세정, 안정화 또는 유사 절차에 의해서 또한 얻어진다.

본 발명에서 사용되는 상술한 특정 셀룰로오즈 아실레이트 필름의 폴리머 성분은 실질적으로 특정 셀룰로오즈 아실레이트로 만들어져야 하는 것이 바람직하다. 여기서 사용되는 "실질적으로" 라는 단어는 폴리머 성분의 55중량% 이상, 바람직하게 70중량% 이상, 더 바람직하게 80중량% 이상이 특정 셀룰로오즈 아실레이트임을 의미한다.

셀룰로오즈 아실레이트는 바람직하게 미립자 형태로 사용된다. 사용되는 90중량% 이상의 셀룰로오즈 아실레이트 입자는 0.5~5mm의 입자 크기를 가지고, 입자의 50중량% 이상이 1~4mm의 입자 크기를 가지는 것이 바람직하다. 셀룰로오즈 아실레이트 입자의 형상은 가능한한 구형인 것이 바람직하다.

셀룰로오즈 아실레이트는 바람직하게 200~700, 더 바람직하게 250~550, 보다 더 바람직하게 250~400, 특히 바람직하게 250~350의 점도-평균 중합도를 가진다. 평균 중합도는 Uda, et al. (Uda Kazuo and Saito Hideo, Journal of Fiber Science and Technology, Japan, Vol. 18, No.1, pp.105-120, 1962) 에 의한 고유 점도법에 의해 측정된다. 세부 내용은 JP-A-9-95538에서 참조할 수 있다.

저분자 성분의 제거는 평균 분자량 (중합도) 의 상승을 야기하나, 원래의 셀룰로오즈 아실레이트보다 그 점도를 감소시킨다. 따라서, 사용되는 셀룰로오즈 아실레이트는 저분자 성분이 없는 것이 유리하다. 저분자 성분이 감소된 셀룰로오즈 아실레이트는, 적합한 유기용매로 세정하는 것에 의한 일반적인 합성법에서 합성된 셀룰로오즈 아실레이트로부터 저분자 성분을 제거함으로써 얻어진다. 저분자 성분이 감소된 셀룰로오즈 아실레이트를 제조할 때, 아세틸화 반응에서 사용되는 술폰산 촉매의 양은 바람직하게 셀룰로오즈 아실레이트의 100중량부 당 0.5~25중량부 범위 이내에서 조절된다. 이처럼 촉매양을 조절하는 것은 또한 결과적으로 생성된 셀룰로오즈 아실레이트의 균일한 분자량 분포 측면에서 이롭다. 셀룰로오즈 아실레이트의 수분량은 바람직하게 2중량% 이하이고, 더 바람직하게 1중량% 이하이며, 보다 더 바람직하게 0.7중량% 이하이다. 일반적으로, 셀룰로오즈 아실레이트는 일정한 수분 함량을 가지고, 이것은 2.5~5중량%로 알려져 있다. 건조는 2%이하의 수분 함량을 성취하기 위해서 요구된다. 건조 방법은 원하는 수분 함량에 도달하는 한 제한되지 않는다.

원료 코튼 및 셀룰로오즈 아실레이트의 합성의 세부 내용을 위해서, Journal of Thechnical Disclosure, No. 2001-1745, pp. 7-12, 일본 발명 및 기술혁신 협회, March, 2001이 참조될 수 있다.

본 발명에서 사용가능한 셀룰로오즈 아실레이트 필름은, 원하다면 첨가제를 함유할 수 있는 유기 용매 내의 상술한 구체적인 셀룰로오즈 아실레이트의 용액으로부터 얻어진다.

셀룰로오즈 아실레이트 용액에 첨가가능한 첨가제는 가소제, UV 흡수제, 저하 방지제, 리타데이션 (광학 이방성) 증진제, 리타데이션 (광학 이방성) 감소제, 미세 입자, 염료, 이형제, 및 적외선 흡수제를 포함한다. 본 발명에서는, 리타데이션 증진제의 첨가가 바람직하다. 가소제, UV 흡수제, 염료, 및 이형제 중 적어도 하나의 첨가가 또한 권고된다.

첨가제는 고형 또는 유질 (oily) 일 수 있다. 즉, 녹는점 또는 끓는점에 의해 제한되지 않는다. 예를 들어, 20℃ 이하의 녹는점을 가지는 UV흡수제와 20℃ 이상의 녹는점을 가지는 UV흡수제가 혼합되어 사용될 수 있거나, JP-A-2001-151901에 제안된 것처럼, 다른 응결점을 가지는 가소제의 혼합물이 사용될 수 있다.

사용되는 UV 흡수제는, 살리실릭 에스테르, 벤조페논, 벤조트리아졸, 벤조에이트, 시아노아크릴레이트, 니켈 복합염 등 중에서 의도된 목적에 따라 자유롭게 선택된다. 벤조페논, 벤조트리아졸, 및 살리실릭 에스테르가 바람직하다. 벤조페논 UV 흡수제의 예는 2,4-디히드록시벤조페논, 2-히드록시-4-아세톡시벤조페논, 2-히드록시-4-메톡시벤조페논, 2,2'-디히드록시-4-메톡시벤조페논, 2,2'-디히드록시-4,4'-메톡시벤조페논, 2-히드록시-4-n-옥톡시벤조페논, 2-히드록시-4-도데실옥시벤조페논, 및 2-히드록시-4-(2-히드록시-3-메타크릴옥시)프로폭시벤조페논을 포함한다. 벤조트리아졸 UV 흡수제의 예는 2-(2'-히드록시-3'-터셜-부틸-5'-메 틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-5'-t-부틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디-t-아밀페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디-t-부틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-5'-t-옥틸페닐)벤조트리아졸을 포함한다. 살리실릭 에스테르 UV 흡수제의 예는 페닐 살리실레이트, p-옥틸페닐 살리실레이트, 및 p-t-부틸페닐 살리실레이트를 포함한다. 언급된 UV 흡수제 중에서 특히 바람직한 것은 2-히드록시-4-메톡시벤조페논, 2,2'-디히드록시-4,4'-메톡시벤조페논, 2-(2'-히드록시-3'-t-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-5'-t-부틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디-t-아밀페닐)벤조트리아졸, 및 2-(2'-히드록시-3',5'-디-t-부틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸이다.

보다 넓은 범위의 파장에 걸쳐 보호하기 위해서 다른 흡수파장을 가지는 UV 흡수제의 조합을 사용하는 것이 바람직하다. LCD 적용을 위한 UV 흡수제는 액정 왜곡을 방지하기 위해서 370nm 이하에서 고흡수율을 가지고 표시 품질을 확보하기 위해서 400nm 이상에서 가시광을 거의 흡수하지 않을 것이 요구된다. 이러한 점에서, 상술된 벤조트리아졸 화합물, 벤조페논 화합물 및 살리실릭 에스테르가 바람직하다. Inter alia, 벤조트리아졸 UV 흡수제가 특히 바람직한데; 그것은 셀룰로오즈 아실레이트 필름에서 거의 색감을 표현하지 않기 때문이다.

상술한 UV 흡수제 이외에, 하기 공보: JP-A-60-2235852, JP-A-3-199201, JP-A-5-1907073, JP-A-5-194789, JP-A-5-271471, JP-A-6-107854, JP-A-6-118233, JP-A-6-148430, JP-A-7-11055, JP-A-7-11056, JP-A-8-29619, JP-A-8-239509, 및 JP-A- 2000-204173 에 기재된 화합물이 또한 유용하다

UV흡수제의 양은 셀룰로오즈 아실레이트를 기준으로, 바람직하게 0.001~5중량%이고, 더 바람직하게 0.01~1중량%이다. 0.001중량% 미만의 양에서는, 충분한 UV 흡수 효과가 얻어지지 않는다. 5중량% 초과하는 양에서는, UV 흡수제가 필름 표면에 배어나올 수 있다.

UV 흡수제는 셀룰로오즈 아실레이트를 용매에 용해할 때 첨가하거나 또는 도프 (필름 형성용 셀룰로오즈 아실레이트 용액) 에 첨가할 수 있다. 스펙트럼의 흡수 특성의 쉬운 제어를 위해서, UV 흡수제는 바람직하게 고정된 혼합기 등에 의해 캐스팅 되기 직전에 도프에 혼합된다.

열하 방지제는 셀룰로오즈 아실레이트가 분해 때문에 저하되는 것을 방지하는 역할을 한다. 유용한 열하 방지제는 부틸아민, 간섭 (hindered) 아민 화합물 (JP-A-8-325537 참고), 구아니딘 화합물 (JP-A-5-271471 참고), 벤조트리아졸 UV 흡수제 (JP-A-6-235819 참고), 및 벤조페논 UV 흡수제 (JP-A-6-118233 참고) 를 포함한다.

가소제는 바람직하게 포스포릭 에스테르 및 카르복실릭 에스테르를 포함한다. 바람직한 가소제의 예는 트리페닐 포스페이트, 트리크레실 포스페이트, 크레실디페닐 포스페이트, 옥틸디페닐 포스페이트, 비페닐디페닐 포스페이트, 트리옥틸 포스페이트, 트리부틸 포스페이트, 디메틸 프탈레이트, 디에틸 프탈레이트, 디부틸 프탈레이트, 디옥틸 프탈레이트, 디페닐 프탈레이트, 디(에틸헥실) 프탈레이트, 트리에틸 O-아세틸시트레이트, 트리부틸 O-아세틸시트레이트, 아세틸트리에틸 시트레이트, 아세틸트리부틸 시트레이트, 부틸 올레이트, 메틸아세틸 리시놀레이트, 디부틸 세바케이트, 트리아세틴, 트리부티린, 부틸프탈릴부틸 글리콜레이트, 에틸프탈릴에틸 글리콜레이트, 메틸프탈릴에틸 글리콜레이트, 및 부틸프탈릴부틸 글리콜레이트이다. 그 중 더 바람직한 것은 (디)펜타에리트리톨, 글리세롤 에스테르, 및 디글리세롤 에스테르이다.

이형제는 에틸 시트레이트 및 그 유도체를 포함한다. 적외선 흡수제는 JP-A-2001-194522에 기재된 것을 포함한다.

언급한 바와 같이, 염료는 색감 조절을 위해 셀룰로오즈 아실레이트에 첨가될 수 있다. 이러한 목적으로 첨가되는 염료량은 셀룰로오즈 아실레이트를 기준으로, 바람직하게 10~1000ppm이고, 더 바람직하게 50~500ppm이다. 그와같은 염료 첨가에 의해 셀룰로오즈 아실레이트 필름의 광 파이핑 (light piping) 의 저감과 황색화 (yellowness) 의 저감을 야기시킨다. 염료는 셀룰로오즈 아실레이트 용액 (도프) 의 제조시 또는 도프 제조의 임의의 다른 단계에서 또는 도프 제조 이후에 셀룰로오즈 아실레이트와 함께 용매에 첨가될 수 있다. 상기 염료는 인라인으로 첨가되도록 UV 흡수제에 첨가될 수 있다.

색감 제어를 위해 본 발명에서 바람직하게 사용되는 염료는 식 (Ⅰ) 또는 식 (Ⅱ) 로 표현된다:

여기서, R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, 및 R⁸ 각각은 수소 원자, 히드록시기, 지방성기, 방향족기, 헤테로사이클기, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, COR⁹, COOR⁹, NR⁹R¹⁰, NR¹⁰COR¹¹, NR¹⁰SO₂R¹¹, CONR⁹R¹⁰, SO₂NR⁹R¹⁰, COR¹¹, SO₂R¹¹, OCOR¹¹, NR⁹CONR¹⁰R¹¹, CONHSO₂R¹¹ 또는 SO₂NHCOR¹¹을 나타낸다; R⁹ 및 R¹⁰은 각각 수소 원자, 지방성기, 방향족기 또는 헤테로사이클기를 나타낸다; R¹¹은 지방성기, 방향족기 또는 헤테로사이클기를 나타낸다; R⁹ 및 R¹⁰은 5-원소 또는 6-원소 고리를 형성하기 위해서 서로 연결될 수 있다; 그리고 R¹ 및 R²의 조합 또는 R² 및 R³의 조합은 고리를 형성할 수 있다.

여기서, R²¹, R²³, 및 R²⁴ 각각은 수소 원자, 히드록실기, 니트로기, 시아노 기, 지방성기, 방향족기, COR²⁹, COOR²⁹, NR²⁹R³⁰, NR³⁰COR³¹ 또는 NR³⁰SO₂R³¹을 나타낸다; R²²는 지방성기 또는 방향족기를 나타낸다; R²⁰ 및 R³⁰ 각각은 식 (Ⅰ) 에서 R⁹ 및 R¹⁰과 동일한 의미를 가진다; 그리고 R³¹은 식 (Ⅰ) 에서 R¹¹과 동일한 의미를 가진다; R²¹, R²², R²³, 및 R²⁴ 중 하나 이상은 치환체 (수소원자 아님) 라는 조건이다.

식 (I)에서, R¹~R¹¹로 표현되는 지방성기는 1~20개의 탄소 원자를 가지는 알킬기 (일예로, 메틸, 에틸, n-부틸, 이소프로필, 2-에틸헥실, n-데실 또는 n-옥타데실), 1~20개의 탄소 원자를 가지는 사이클로알킬기 (일예로, 사이클로펜틸 또는 사이클로헥실), 그리고 알릴기를 포함하고, 각각은 치환체를 가질 수 있다. 치환체는 할로겐 원자 (일예로, F, Cl, Br 또는 I), 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 카르복실기, 6~10개의 탄소 원자를 가지는 아릴기 (일예로, 페닐 또는 나프틸), 20개까지의 탄소 원자를 가지는 아미노기 (일예로, NH₂, NHCH₃, N(C₂H₅)₂, N(C₄H₉)₂, N(C₈H₁₇)₂, 아닐리노 또는 4-메톡시아닐리노), 1~20개의 탄소 원자를 가지는 아미드기 (일예로, 아세틸아미노, 헥사노일아미노, 벤조일아미노 또는 옥타데카노일아미노), 1~20개의 탄소원자를 가지는 카르바모일기 (일예로, 비치환 카르바모일, 메틸카르바모일, 에틸카르바모일, 옥틸카르바모일 또는 헥사데실카르바모일), 2~20개의 탄소 원자를 가지는 에스테르기 (일예로, 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐, 페녹시카르보닐, n-부톡시카르보닐 또는 도데실록시카르보닐), 20개까지의 탄 소 원자를 가지는 알콕시 또는 아릴록시기 (일예로, 메톡시, 에톡시, 부톡시, 이소프로폭시, 벤질록시, 페녹시 또는 옥타데실록시), 1~20개의 탄소 원자를 가지는 술폰아미드기 (일예로, 메탄술폰아미드, 에탄술폰아미드, 부탄술폰아미드, 벤젠술폰아미드 또는 옥탄술폰아미드), 0~20개의 탄소원자를 가지는 술파모일기 (일예로, 비치환 술파모일, 메틸술파모일, 부틸술파모일 또는 데실술파모일), 그리고 5-원소 또는 6-원소 헤테로사이클기 (일예로, 피리딜, 피라졸릴, 모르폴리노, 피페리디노, 피롤리노 또는 벤족사졸릴) 를 포함한다.

R¹~R¹¹로 표현되는 방향족기는 6~10개의 탄소 원자를 가지는 치환 또는 비치환 아릴기 (일예로, 페닐 또는 나프틸) 를 포함한다. 아릴기의 치환체는 지방성기의 치환체로써 상기에서 인용된 것, 나아가, 1~20개의 탄소 원자를 가지는 알킬기 (일예로, 메틸, 에틸, 부틸, t-부틸 또는 옥틸) 를 포함한다.

R¹~R¹¹로 표현되는 헤테로사이클기는 치환 또는 비치환 5-원소 또는 6-원소 헤테로사이클기 (일예로, 피리딘, 피페리딘, 모르폴린, 피롤리딘, 피라졸, 피라졸리돈, 피라졸린, 피라졸론 또는 벤족사졸) 를 포함한다. 헤테로사이클기의 치환체는 방향족기의 치환체로써 상기에서 언급된 것들을 포함한다.

R⁹ 및 R¹⁰의 결합에 의해 형성된 5-원소 또는 6-원소 고리는 모르폴린 고리, 피페리딘 고리, 및 피롤리딘 고리를 포함한다. R¹ 및 R²의 결합 또는 R² 및 R³의 결합에 의해 형성된 고리는 바람직하게 5-원소 또는 6-원소 고리 (일예로, 벤젠 고 리 또는 프탈이미드 고리) 이다.

식 (Ⅱ) 에서, R²¹ 내지 R²⁴로 표현되는 지방성기는 식 (Ⅰ) 에서 R¹ 내지 R¹¹로 표현되는 지방성기와 동일한 의미를 가지고, R²¹ 내지 R²⁴로 표현되는 방향족기는 식 (Ⅰ) 에서 R¹ 내지 R¹¹로 표현되는 방향족기와 동일한 의미를 가진다.

전술한 첨가제는 도프 제조시 임의 단계에서 첨가될 수 있다. 첨가제를 첨가하는 단계는 도프 제조의 마지막 단계로 별도로 제공될 수 있다. 첨가되는 각 첨가제의 양은 의도된 효과가 나타나는 한 제한되지 않는다. 셀룰로오즈 아실레이트 보호 필름은 다층 구조를 가지는데, 첨가제의 종류와 양은 서브층들 중에서 다를 수 있다. 셀룰로오즈 아실레이트 필름에서의 첨가제의 종류와 양의 선택은 일예로, JP-A-2001-151902에 기재된 기술에 잘 알려져 있다. 편광판 프로세싱 및 LCD 조립에 대한 적합성 관점에서, ITK Co., Ltd.에서 제조된 동적 점탄성 측정 장치 Vibron DVA-225로 측정된 바와 같이, 셀룰로오즈 아실레이트 필름의 유리전이점 Tg가 70~150℃, 더 바람직하게 80~135℃일 수 있도록 첨가제의 종류와 양을 선택하는 것이 바람직하다.

셀룰로오즈 아실레이트 필름의 첨가제에 대한 부가 정보는 Journal of Technical Disclosure, No 2001-1745, p. 16 et seq., 발명과 기술혁신의 일본 협회, March, 2001로부터 얻어진다.

본 발명에서, 리타데이션 증진제는 바람직한 리타데이션 값을 얻기 위해서 큰 광학 이방성을 개선시키는데 특히 바람직하다.

리타데이션 증진제는 막대형 또는 디스코틱 화합물을 포함한다. 막대형 또는 디스코틱 화합물은 2개 이상의 방향족 고리를 가지는 화합물을 포함한다.

리타데이션 증진제로써 막대형 화합물은 셀룰로오즈 아실레이트를 포함한 전체 폴리머 성분의 100중량부 당, 바람직하게 0.1~30중량부, 더 바람직하게 0.5~20중량부의 양으로 첨가된다. 리타데이션 증진제로써의 디스코틱 화합물은 셀룰로오즈 아실레이트를 포함한 전체 폴리머 성분의 100중량부 당, 바람직하게 0.05~30중량부, 더 바람직하게 0.1~20중량부, 보다 더 바람직하게 0.2~15중량부, 특히 바람직하게 0.5~10중량부의 양으로 첨가된다.

디스코틱 화합물은 리타데이터션 Rth를 증진시킴에 있어서 막대형 화합물보다 우수하고, 바람직하게 매우 높은 Rth가 요구되는 곳에 사용된다. 2 이상의 리타데이션 증진제는 조합하여 사용될 수 있다.

리타데이션 증진제로써 막대형 또는 디스코틱 화합물이 250~400nm의 파장 영역에서 최대 흡수율을 보여주고, 가시영역에서는 실질적으로 흡수를 보여주지 않는 것이 바람직하다.

2 이상의 방향족 고리를 가지는 디스코틱 화합물을 상세히 서술한다. 여기서 사용되는 "방향족 고리" 라는 용어는 방향족 탄화수소 고리뿐만 아니라 방향족 헤테로사이클 고리를 포함한다.

방향족 탄화수소 고리는 바람직하게 6-원소 고리, 즉 벤젠 고리이다.

방향족 헤테로사이클 고리는 보통 불포화 헤테로사이클 고리이다. 방향족 헤테로사이클 고리는 바람직하게 5-원소 내지 7-원소 고리이고, 바람직하게 5- 원소 또는 6-원소 고리이다. 방향족 헤테로사이클 고리는 통상 가장 많은 이중 결합을 가진다. 헤테로 원자는 바람직하게 질소, 산소, 및 황을 포함하고, 특히 질소가 바람직하다. 방향족 헤테로사이클 고리의 예는 푸란 고리, 티오펜 고리, 피롤 고리, 옥사졸 고리, 이소옥사졸 고리, 티아졸 고리, 이소티아졸 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리, 푸라잔 고리, 트리아졸 고리, 피란 고리, 피리딘 고리, 피리다진 고리, 피리미딘 고리, 피라진 고리, 및 1,3,5-트리아진 고리를 포함한다.

방향족 고리는 바람직하게 벤젠 고리, 푸란 고리, 티오펜 고리, 피롤 고리, 옥사졸 고리, 티아졸 고리, 이미다졸 고리, 트리아졸 고리, 피리딘 고리, 피리미딘 고리, 피라진 고리, 및 1,3,5-트리아진 고리를 포함한다. 1,3,5-트리아진 고리가 특히 바람직하다. 바람직한 디스코틱 화합물의 구체적인 예들은 일예로, JP-A-2001-166144에서 제공된다.

디스코틱 화합물에 포함된 방향족 고리의 수는 바람직하게 2~20, 더 바람직하게 2~12, 보다 더 바람직하게 2~8, 특히 바람직하게 2~6이다. 2개의 방향족 고리 사이의 연결 모드는 (a) 융해 (융해된 고리를 형성하기 위함), (b) 단일 결합을 통하는 것, 그리고 (c) 링킹기를 통하는 것 중 임의일 수 있다. 방향족이므로, 고리는 스파이로 결합 (spiro bonding) 을 형성하지 않는다.

융해된 고리 (함께 융해된 2 이상의 방향족 고리) 는 인덴 고리, 나프탈렌 고리, 아줄렌 고리, 플루오렌 고리, 페난트렌 고리, 안트라센 고리, 아센나프탈렌 고리, 비페닐렌 고리, 나프타센 고리, 피렌 고리, 인돌 고리, 이소인돌 고리, 벤젠 푸란 고리, 벤조티오펜 고리, 인돌리진 고리, 벤조옥사졸 고리, 벤조티아졸 고리, 벤지미다졸 고리, 벤조트리아졸 고리, 푸린 고리, 인다졸 고리, 크로멘 고리, 퀴놀린 고리, 이소퀴놀린 고리, 퀴놀리딘 고리, 퀴나졸린 고리, 신놀린 고리, 퀴녹살린 고리, 프탈라진 고리, 프테리딘 고리, 카르바졸 고리, 아크리딘 고리, 페난트리딘 고리, 크산텐 고리, 페나진 고리, 페노티아진 고리, 페녹사티인 고리, 페녹사진 고리, 및 티안트렌 고리를 포함한다. 그 중 바람직한 것은 나프탈렌 고리, 아줄렌 고리, 인돌 고리, 벤조옥사졸 고리, 벤조티아졸 고리, 벤지미다졸 고리, 벤조트리아졸 고리, 및 퀴놀린 고리이다.

결합 모드 (b) 에서 단일 결합은 바람직하게 2개의 방향족 고리의 탄소 원자 사이의 결합이다. 2개의 방향족 고리는 그들 사이에 지방성 고리 또는 비-방향족 고리를 형성하기 위해서 2 이상의 단일결합을 통해 연결될 수 있다.

결합 모드 (c) 에서 링킹기는 바람직하게 2개의 방향족 고리의 탄소 원자 사이에 있다. 링킹기는 바람직하게 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -CO-, -O-, -NH-, -S-, 및 그 조합을 포함한다. 링킹기 조합의 예들은 아래에 도시된다. 단위 링킹기의 순서는 바뀔 수 있다.

c1: -CO-O-

c2: -CO-NH-

c3: -알킬렌-O-

c4: -NH-CO-NH-

c5: -NH-CO-O-

c6: -O-CO-O-

c7: -O-알킬렌-O-

C8: -CO-알케닐렌-

C9: -CO-알케닐렌-NH-

c10: -CO-알케닐렌-O-

c11: -알킬렌-CO-O-알킬렌-O-CO-알킬렌-

c12: -O-알킬렌-CO-O-알킬렌-O-CO-알킬렌-O-

c13: -O-CO-알킬렌-CO-O-

c14: -NH-CO-알케닐렌-

c15: -O-CO-알케닐렌-

방향족 고리와 링킹기는 치환체를 가질 수 있다. 치환체는 할로겐 원자 (일예로, F, Cl, Br 또는 I), 히드록실기, 카르복실기, 시아노기, 아미노기, 니트로기, 술포기, 카르바모일기, 술파모일기, 우레이도기, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 지방성 아실기, 지방성 아실록시기, 알콕시기, 알콕시카르보닐기, 알콕시카르보닐아미노기, 알킬티오기, 알킬술포닐기, 지방성 아미드기, 지방성 술폰아미드기, 지방성 치환 아미노기, 지방성 치환 카르바모일기, 지방성 치환 술파모일기, 지방성 치환 우레이도기, 비-방향족 헤테로사이클기를 포함한다.

알킬기는 바람직하게 1~8개의 탄소원자를 포함한다. 비사이클 (acyclic) 알킬기는 사이클 알킬기보다 바람직하고, 그리고 직쇄 알킬기는 가지형 알킬기보다 바람직하다. 알킬기는 치환체 (일예로, 히드록실, 카르복실, 알콕시 또는 알킬 아미노) 를 가질 수 있다. 치환 또는 비치환 알킬기의 예는 메틸, 에틸, n-부틸, n-헥실, 2-히드록시에틸, 4-카르복시부틸, 2-메톡시에틸, 및 2-디에틸아미노에틸이다.

알케닐기는 바람직하게 2~8개의 탄소 원자를 포함한다. 비사이클 알케닐기는 사이클 알케닐기보다 바람직하고, 그리고 직쇄 알케닐기는 가지형보다 바람직하다. 알케닐기는 치환체를 가질 수 있다. 알케닐기의 예는 비닐, 알릴, 및 1-헥세닐이다.

알키닐기는 바람직하게 2~8개의 탄소 원자를 포함한다. 비사이클 알키닐기는 사이클기보다 바람직하다. 직쇄 알키닐기는 가지형 알키닐기보다 바람직하다. 알키닐기는 치환체를 가질 수 있다. 알키닐기의 예는 에티닐, 1-부티닐, 및 1-헥시닐이다.

지방성 아실기는 바람직하게 1~10개의 탄소 원자를 가진다. 지방성 아실기의 예는 아세틸, 프로파노일, 및 부타노일을 포함한다.

지방성 아실록시기는 바람직하게 1~10개의 탄소 원자를 포함한다. 지방성 아실록시의 예는 아세톡시를 포함한다.

알콕시기는 바람직하게 1~8개의 탄소 원자를 포함한다. 알콕시기는 치환체 (일예로, 알콕시기) 를 가질 수 있다. 치환 또는 비치환 알콕시기의 예는 메톡시, 에톡시, 부톡시, 및 메톡시에톡시이다.

알콕시카르보닐기는 바람직하게 2~10개의 탄소 원자를 포함한다. 알콕시카르보닐기의 예는 메톡시카르보닐 및 에톡시카르보닐을 포함한다.

알콕시카르보닐아미노기는 바람직하게 2~10개의 탄소 원자를 포함한다. 알콕시카르보닐아미노기는 메톡시카르보닐아미노 및 에톡시카르보닐아미노를 포함한다.

알킬티오기는 바람직하게 1~12개의 탄소 원자를 포함한다. 알킬티오기의 예는 메틸티오, 에틸티오, 및 옥틸티오이다.

알킬술포닐기는 바람직하게 1~8개의 탄소 원자를 포함한다. 알킬술포닐기의 예는 메탄술포닐 및 에탄술포닐이다.

지방성 아미드기는 바람직하게 1~10개의 탄소 원자를 포함한다. 예는 아세트아미드를 포함한다.

지방성 술폰아미드기는 바람직하게 1~8개의 탄소 원자를 포함한다. 예는 메탄술폰아미드, 부탄술폰아미드, 및 n-옥탄술폰아미드를 포함한다.

지방성 치환 아미노기는 바람직하게 1~10개의 탄소 원자를 포함한다. 지방성 치환 아미노기는 디메틸아미노, 디에틸아미노, 및 2-카르복시에틸아미노를 포함한다.

지방성 치환 카르바모일기는 바람직하게 2~10개의 탄소 원자를 포함한다. 예는 메틸카르바모일 및 디에틸카르바모일이다.

지방성 치환 술파모일기는 바람직하게 1~8개의 탄소 원자를 포함한다. 예는 메틸술파모일 및 디에틸술파모일을 포함한다.

지방성 치환 우레이도기는 바람직하게 2~10개의 탄소 원자를 포함한다. 예는 메틸우레이도를 포함한다.

비-방향족 헤테로사이클기는 피페리디노 및 모르폴리노를 포함한다.

리타데이션 증진제로써 디스코틱 화합물은 바람직하게 300~800의 분자량을 가진다.

리타데이션 증진제로써 바람직하게 사용가능한 막대형 화합물은 직선 분자 구조를 가지는 화합물이다. "직선 분자 구조"를 가진다는 것은 열역학적으로 가장 안정한 상태에 있을 때 직선 분자 구조를 가지는 화합물을 의미한다. 열역학적으로 가장 안정한 구조는 결정 구조 분석 또는 분자 오비탈 추정을 통해서 얻을 수 있다. 예를 들어, 분자 오비탈 추정은 형성 열이 최저인 분자 구조를 얻기 위해서 분자 오비탈 추정 소프트웨어 (일예로, Fujitsu Ltd.로부터 제조된 WinMOPAC 2000) 로 수행된다. "직선 분자 구조"를 가진다는 것은 측정된 바와 같이 열역학적으로 가장 안정한 상태에서 분자 주쇄가 140°이상의 각을 형성함을 나타낸다.

바람직하게 2 이상의 방향족 고리를 가지는 막대형 화합물은 식 (Ⅲ) 으로 표현되는 것을 포함한다:

Ar¹-L¹-Ar² (Ⅲ)

여기서, Ar¹ 및 Ar² 각각은 방향족기를 나타내고; 그리고 L¹은 2가 링킹기이다.

식 (Ⅲ)에서, "방향족 기"라는 용어는 아릴기 (방향족 탄화수소기), 치환 아릴기, 방향족 헤테로사이클기, 및 치환 방향족 헤테로사이클기를 포함한다. 치 환 또는 비치환 아릴기는 치환 또는 비치환 방향족 헤테로사이클기보다 바람직하다. 방향족 헤테로사이클 고리는 보통 불포화된다. 방향족 헤테로사이클 고리는 바람직하게 5-원소 또는 7-원소 고리, 더 바람직하게 5-원소 또는 6-원소 고리이다. 방향족 헤테로사이클 고리는 통상 많은 수의 이중결합을 가진다. 헤테로 원자는 바람직하게 질소, 산소 및 황 원자를 포함한다. 질소 원자 또는 황 원자가 더 바람직하다.

방향족 기의 방향족 고리는 벤젠 고리, 푸란 고리, 티오펜 고리, 피롤 고리, 옥사졸 고리, 티아졸 고리, 이미다졸 고리, 트리아졸 고리, 피리딘 고리, 피리미딘 고리, 및 피라진 고리를 포함하며, 벤젠 고리가 특히 바람직하다.

치환 아릴기 및 치환 방향족 헤테로사이클기의 치환체는 할로겐 원자 (예를 들어, F, Cl, Br 또는 I), 히드록실기, 카르복실기, 시아노기, 아미노기, 알킬아미노기 (예를 들어, 메틸아미노, 에틸아미노, 부틸아미노, 디메틸아미노), 니트로기, 술포기, 카르바모일기, 알킬카르바모일기 (예를 들어, N-메틸카르바모일, N-에틸카르바모일 또는 N,N-디메틸카르바모일), 술파모일기, 알킬술파모일기 (예를 들어, N-메틸술파모일, N-에틸술파모일 또는 N,N-디메틸술파모일), 우레이도기, 알킬우레이도기 (예를 들어, N-메틸우레이도, N,N-디메틸우레이도 또는 N,N,N'-트리메틸우레이도), 알킬기 (예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헵틸, 옥틸, 이소프로필, sec-부틸, t-아밀, 사이클로헥실 또는 사이클로펜틸), 알케닐기 (예를 들어, 비닐, 알릴 또는 헥세닐), 알키닐기 (예를 들어, 에티닐, 부티닐), 아실기 (예를 들어, 포르밀, 아세틸, 부티릴, 헥사노일 또는 라우릴), 아실록시기 (예를 들 어, 아세톡시, 부티릴록시, 헥사노일록시 또는 라우릴록시), 알콕시기 (예를 들어, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜틸록시, 헵틸록시 또는 옥틸록시), 아릴록시기 (예를 들어, 페녹시), 알콕시카르보닐기 (예를 들어, 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐, 프로폭시카르보닐, 부톡시카르보닐, 펜틸록시카르보닐 또는 헵틸록시카르보닐), 아릴록시카르보닐기 (예를 들어, 페녹시카르보닐), 알콕시카르보닐아미노기 (예를 들어, 부톡시카르보닐아미노 또는 헥실록시카르보닐아미노), 알킬티오기 (예를 들어, 메틸티오, 에틸티오, 프로필티오, 부틸티오, 펜틸티오, 헵틸티오 또는 옥틸티오), 아릴티오기 (예를 들어, 페닐티오), 알킬술포닐기 (예를 들어, 메틸술포닐, 에틸술포닐, 프로필술포닐, 부틸술포닐, 펜틸술포닐, 헵틸술포닐 또는 옥틸술포닐), 아미드기 (예를 들어, 아세트아미드, 부틸아미드, 헥실아미드 또는 라우릴아미드), 및 비-방향족 헤테로사이클기 (예를 들어, 모르포릴 또는 피라지닐) 를 포함한다.

치환 아릴기 및 치환 방향족 헤테로사이클기의 치환체는 바람직하게 할로겐 원자, 시아노기, 카르복실기, 히드록실기, 아미노기, 알킬아미노기, 아실기, 아실록시기, 아미드기, 알콕시카르보닐기, 알콕시기, 알킬티오기, 및 알킬기를 포함한다.

알킬아미노, 알콕시카르보닐, 알콕시 및 알킬티오 기의 알킬기 및 알킬 부위 (moiety) 는 치환체를 가질 수 있다. 알킬기 또는 알킬 부위의 치환체 예는 할로겐 원자, 히드록실기, 카르복실기, 시아노기, 아미노기, 알킬아미노기, 니트로기, 술포기, 카르바모일기, 알킬카르바모일기, 술파모일기, 알킬술파모일기, 우레 이도기, 알킬우레이도기, 알케닐기, 알키닐기, 아실기, 아실록시기, 아실아미노기, 알콕시기, 아릴록시기, 알콕시카르보닐기, 아릴록시카르보닐기, 알콕시카르보닐아미노기, 알킬티오기, 아릴티오기, 알킬술포닐기, 아미드기, 비-방향족 헤테로사이클기를 포함한다. 이들 치환체 중 바람직한 것은 할로겐 원자, 히드록실기, 아미노기, 알킬아미노기, 아실기, 아실록시기, 아실아미노기, 알콕시카르보닐기, 및 알콕시기이다.

식 (Ⅲ)에서, L¹으로 표현되는 2가 링킹기는 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -O-, -CO-, 및 그 조합으로부터 선택된다.

알킬렌기는 사이클 구조를 가질 수 있다. 사이클 알킬렌기는 바람직하게 사이클로헥실렌기, 더 바람직하게 1,4-사이클로헥실렌기이다. 직쇄 비사이클 알킬렌기는 가지형 비사이클 알킬렌기보다 바람직하다. 알킬렌기는 바람직하게 1~20개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 1~15개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 1~10개의 탄소 원자를, 특히 바람직하게 1~8개의 탄소 원자를, 특별히 바람직하게 1~6개의 탄소 원자를 포함한다.

알케닐렌기 및 알키닐렌기는 바람직하게 비사이클 구조를 가진다. 직쇄 비사이클 구조는 가지형 비사이클 구조보다 바람직하다. 알케닐렌기 및 알키닐렌기는 바람직하게 2~10개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 2~8개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 2~6개의 탄소 원자를, 특히 바람직하게 2~4개의 탄소 원자를, 가장 바람직하게 2개의 탄소 원자 (즉, 비닐렌 또는 에티닐렌) 를 포함한다.

아릴렌기는 바람직하게 6~20개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 6~16개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 6~12개의 탄소 원자를 포함한다.

식 (Ⅲ)의 분자 구조에서, Ar¹ 및 Ar²는 바람직하게 L¹에서 140° 이상의 각을 형성한다.

막대형 화합물은 Mol. Crysta. Liq. Cryst., vol. 53, p. 229 (1979), ib., vol. 89, p.93 (1982), ib., vol. 145, p. 111 (1987), ib., vol. 170, p. 43 (1989), J. Am. Chem., vol. 40, p. 420 (1975), 및 Tetrahedron, vol. 48, No. 16, p. 343 (1992) 와 같은 공보 문헌에 기재된 과정에 의해서 합성될 수 있다.

식 (Ⅲ)의 막대형 화합물 중에서 식 (Ⅳ)로 표현되는 것들이 바람직하다:

여기서, R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, R⁹, 및 R¹⁰ 각각은 수소 원자 또는 치환체를 나타내고; R¹, R², R³, R⁴, 및 R⁵ 중 하나 이상은 전자 제공기 (electron donating group) 를 표현하고; R⁸은 수소 원자, 1~4개의 탄소 원자를 가지는 알킬기, 2~6개의 탄소 원자를 가지는 알키닐기, 6~12개의 탄소 원자를 가지는 아릴기, 1~12개의 탄소 원자를 가지는 알콕시기, 6~12개의 탄소 원자를 가지는 아릴록시기, 2~12개의 탄소 원자를 가지는 알콕시카르보닐기, 2~12개의 탄소 원자를 가지는 아 실아미노기, 시아노기 또는 할로겐 원자를 나타낸다.

식 (Ⅳ)에서, R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, R⁹, 및 R¹⁰으로 표현되는 치환체는 후술할 치환체 T의 그룹을 포함한다.

R¹, R², R³, R⁴, 및 R⁵ 중 하나 이상은 전자 제공기를 표현한다. 바람직하게 R¹, R³, 및 R⁵ 중 하나 이상은 전자 제공기이다. 더 바람직하게 R³은 전자 제공기이다. 전자 제공기는 0 이하의 함메트 (Hammett) 치환 상수 σp를 가지는 기이다. Chem. Rev., vol. 91, p.165 (1991) 에 기재된 0 이하의 σp 수치의 전자전자 제공기가 바람직하다. 알킬기, 알콕시기, 아미노기, 히드록실기와 같은, -0.85~0의 σp를 가지는 것이 더 바람직하다. 전자 제공기는 바람직하게 알킬기 및 알콕시를 포함하고, 더 바람직하게 알콕시기 (바람직하게 1~12개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 1~8개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 1~6개의 탄소 원자를, 특히 더 바람직하게 1~4개의 탄소 원자를 포함함) 를 포함한다.

R¹은 바람직하게 수소 원자 또는 전자 제공기를 표현하고, 더 바람직하게 알킬기, 알콕시기, 아미노기 또는 히드록실기, 보다 더 바람직하게 1~4개의 탄소 원자를 가지는 알킬기 및 1~12개의 탄소 원자를 가지는 알콕시기, 특히 바람직하게 알콕시기 (바람직하게 1~12개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 1~8개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 1~6개의 탄소 원자를, 특히 바람직하게 1~4개의 탄소 원자를 포함함), 가장 바람직하게 메톡시기를 나타낸다.

R²는 바람직하게 수소 원자, 알킬기, 알콕시기, 아미노기 또는 히드록실기, 더 바람직하게 수소 원자, 알킬기 또는 알콕시기, 보다 더 바람직하게 수소 원자, 알킬기 (바람직하게 1~4개의 탄소 원자를 가지고, 더 바람직하게 메틸기를 가짐) 또는 알콕시기 (바람직하게 1~12개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 1~8개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 1~6개의 탄소 원자를, 특히 바람직하게 1~4개의 탄소 원자를 포함함) 를 표현한다. 특히, 바람직하게 R²는 수소 원자, 메틸기 또는 메톡시기이다.

R³은 바람직하게 수소 원자 또는 전자 제공기를 표현하고, 더 바람직하게 수소 원자, 알킬기, 알콕시기, 아미노기 또는 히드록실기, 보다 더 바람직하게 알킬기 및 알콕시기, 특히 바람직하게 알콕시기 (바람직하게 1~12개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 1~8개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 1~6개의 탄소 원자를, 특히 바람직하게 1~4개의 탄소 원자를 가짐)를 표현한다. 특히, 바람직하게 R³은 n-프로폭시기, 에톡시기 또는 메톡시기를 나타낸다.

R⁴는 바람직하게 수소 원자 또는 전자 제공기를 표현하고, 더 바람직하게 수소 원자, 알킬기, 알콕시기, 아미노기 또는 히드록실기, 보다 더 바람직하게 수소 원자, 1~4개의 탄소 원자를 가지는 알킬기 또는 1~12개의 탄소 원자 (바람직하게 1~8개의 탄소 원자, 더 바람직하게 1~6개의 탄소 원자, 보다 더 바람직하게 1~4개의 탄소 원자) 를 가지는 알콕시기, 특히 바람직하게 수소 원자, 1~4개의 탄소 원 자를 가지는 알킬기 또는 1~4개의 탄소 원자를 가지는 알콕시기를 나타낸다. 특히 바람직하게 R⁴는 수소 원자, 메틸기 또는 메톡시기를 나타낸다.

R⁵는 바람직하게 수소 원자, 알킬기, 알콕시기, 아미노기 또는 히드록실기, 더 바람직하게 수소 원자, 알킬기 또는 알콕시기, 보다 더 바람직하게 수소 원자, 알킬기 (바람직하게 1~4개의 탄소 원자를 가지고, 더 바람직하게 메틸기를 가짐) 또는 알콕시기 (바람직하게 1~12개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 1~8개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 1~6개의 탄소 원자를, 특히 바람직하게 1~4개의 탄소 원자를 포함함), 특히 바람직하게 수소 원자, 메틸기, 메톡시기를 나타낸다.

R⁶, R⁷, R⁹, 및 R¹⁰ 각각은 바람직하게 수소 원자, 1~12개의 탄소 원자를 가지는 알킬기, 1~12개의 탄소 원자를 가지는 알콕시기 또는 할로겐 원자, 더 바람직하게 수소 원자 또는 할로겐 원자, 보다 더 바람직하게 수소 원자를 나타낸다.

R⁸ 은 수소 원자, 1~4개의 탄소 원자를 가지는 알킬기, 2~6개의 탄소 원자를 가지는 알키닐기, 6~12개의 탄소 원자를 가지는 아릴기, 1~12개의 탄소 원자를 가지는 알콕시기, 6~12개의 탄소 원자를 가지는 아릴록시기, 2~12개의 탄소 원자를 가지는 알콕시카르보닐기, 2~12개의 탄소 원자를 가지는 아실아미노기, 시아노기 또는 할로겐 원자를 표현하고, 가능한한 각각은 치환체를 가질 수 있다. 치환체는 후술할 치환체 T를 포함한다.

R⁸은 바람직하게 1~4개의 탄소 원자를 가지는 알킬기, 2~6개의 탄소 원자를 가지는 알키닐기, 6~12개의 탄소 원자를 가지는 아릴기, 1~12개의 탄소 원자를 가지는 알콕시기 또는 2~12개의 탄소 원자를 가지는 아릴록시기, 보다 더 바람직하게 6~12개의 탄소 원자를 가지는 아릴기, 1~12개의 탄소 원자를 가지는 알콕시기 또는 6~12개의 탄소 원자를 가지는 아릴록시기, 보다 더 바람직하게 1~12개의 탄소 원자 (바람직하게 1~8개의 탄소 원자, 더 바람직하게 1~6개의 탄소 원자, 보다 더 바람직하게 1 4개의 탄소 원자) 를 가지는 알콕시기, 특히 바람직하게 메톡시기, 에톡시, n-프로폭시기, 이소프로폭시기 또는 n-부톡시기를 나타낸다.

식 (Ⅳ)의 화합물 중에서, 식 (Ⅳ-A)로 표현되는 것들이 바람직하다:

여기서, R¹¹은 알킬기를 나타내고; R¹, R², R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, R⁹, 및 R¹⁰ 각각은 수소 원자 또는 치환체를 나타내고; R⁸은 수소 원자, 1~4개의 탄소 원자를 가지는 알킬기, 2~6개의 탄소 원자를 가지는 알키닐기, 6~12개의 탄소 원자를 가지는 아릴기, 1~12개의 탄소 원자를 가지는 알콕시기, 6~12개의 탄소 원자를 가지는 아릴록시기, 2~12개의 탄소 원자를 가지는 알콕시카르보닐기, 2~12개의 탄소 원자를 가지는 아실아미노기, 시아노기 또는 할로겐 원자를 나타낸다.

식 (Ⅳ-A)에서, R¹, R², R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, R⁹, 및 R¹⁰ 각각은 식 (Ⅳ)에서와 동 일한 의미를 가지고, 그 바람직한 범위 또한 식 (Ⅳ)에서와 동일하다.

R¹¹로 표현되는 알킬기는 바람직하게 1~12개의 탄소 원자를 가지는 알킬기이고, 직선형 또는 가지형 중 어느 것일 수 있고, 치환체를 가질 수 있다. R¹¹은 바람직하게 1~8개의 탄소 원자를 가지는 알킬기를 나타내고, 더 바람직하게 1~6개의 탄소 원자를 가지는 알킬기를 나타내며, 보다 더 바람직하게 1~4개의 탄소 원자를 가지는 알킬기, 예를 들어, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸 또는 t-부틸을 나타낸다.

식 (Ⅳ)로 표현되는 화합물 중에서, 식 (Ⅳ-B)로 표현되는 것들이 더 바람직하다:

여기서, R¹, R², R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, R⁹, 및 R¹⁰ 각각은 수소 원자 또는 치환체를 나타내고; R¹¹은 1~12개의 탄소 원자를 가지는 알킬기를 나타내고; 그리고 X는 1~4개의 탄소 원자를 가지는 알킬기, 2~6개의 탄소 원자를 가지는 알키닐기, 6~12개의 탄소 원자를 가지는 아릴기, 1~12개의 탄소 원자를 가지는 알콕시기, 6~12개의 탄소 원자를 가지는 아릴록시기, 2~12개의 탄소 원자를 가지는 알콕시카르보닐기, 2~12개의 탄소 원자를 가지는 아실아미노기, 시아노기 또는 할로겐 원자를 나타낸 다.

식 (Ⅳ-B)에서, R¹, R², R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, R⁹, 및 R¹⁰ 각각은 식 (Ⅳ)에서와 동일한 의미를 가지고, 그 바람직한 범위 또한 식 (Ⅳ)에서와 동일하다.

R¹¹은 식 (Ⅳ-A)에서와 동일한 의미를 가지고, 그 바람직한 범위 또한 식 (Ⅳ-A)에서와 동일하다.

여기서, R¹, R², R⁴, 및 R⁵ 각각은 수소 원자를 나타내고, X는 바람직하게 알킬기, 알키닐기, 아릴기, 알콕시기 또는 아릴록시기, 더 바람직하게 아릴기, 알콕시기 또는 아릴록시기, 보다 더 바람직하게 알콕시기 (바람직하게 1~12개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 1~8개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 1~6개의 탄소 원자를, 특히 바람직하게 1~4개의 탄소 원자를 가짐), 특히 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, 이소프로폭시기 또는 n-부톡시기이다.

여기서, R¹, R², R⁴, 및 R⁵ 중 하나 이상이 치환체를 나타내고, X는 바람직하게 알키닐기, 아릴기, 알콕시카르보닐기 또는 시아노기, 더 바람직하게 아릴기 (바람직하게 6~12개의 탄소 원자를 가짐), 시아노기 또는 알콕시카르보닐기 (바람직하게 2~12개의 탄소 원자를 가짐), 보다 더 바람직하게 아릴기 (바람직하게 6~12개의 탄소 원자를 가지고, 더 바람직하게 페닐기, p-시아노페닐기 또는 p-메톡시페닐기를 가짐), 알콕시카르보닐기 (바람직하게 2~12개의 탄소 원자를 가지고, 더 바람직하게 2~6개의 탄소 원자를 가지고, 보다 더 바람직하게 2~4개의 탄소 원자를 가지 고, 특히 바람직하게 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐 또는 n-프로록시카르보닐) 또는 시아노기, 특히 바람직하게 페닐기, 메톡시카르보닐기, 에톡시카르보닐기, n-프로폭시카르보닐기 또는 시아노기이다.

식 (Ⅳ)로 표현되는 화합물 중에서, 식 (Ⅳ-C)로 표현되는 것들이 보다 더 바람직하다:

여기서, R¹, R², R⁴, R⁵, R¹¹, 및 X는 식 (Ⅳ-B)에 대해 정의된 것이다. R¹, R², R⁴, R⁵, R¹¹, 및 X의 바람직한 범위는 상술한 바와 같다.

식 (Ⅳ)로 표현되는 화합물 중에서, 식 (Ⅳ-D)로 표현되는 것들이 특히 바람직하다:

여기서, R², R⁴, 및 R⁵는 식 (Ⅳ-C)에 대해 정의된 것이고; R²¹ 및 R²² 각각은 1~4개의 탄소 원자를 가지는 알킬기를 나타내고: 그리고 X¹은 6~12개의 탄소 원자를 가지는 아릴기, 2~12개의 탄소 원자를 가지는 알콕시카르보닐기 또는 시아노기를 나타낸다.

식 (Ⅳ-D)에서, R², R⁴, 및 R⁵의 바람직한 범위는 상술한 것과 동일하다. R²¹은 바람직하게 1~3개의 탄소 원자를 가지는 알킬기를 나타내고, 더 바람직하게 에틸기 또는 메틸기를 나타낸다. R²²는 바람직하게 1~3개의 탄소 원자를 가지는 알킬기를 나타내고, 더 바람직하게 에틸기 또는 메틸기를, 보다 더 바람직하게 메틸기를 나타낸다.

X¹은 바람직하게 6~12개의 탄소 원자를 가지는 아릴기, 2~6개의 탄소 원자를 가지는 알콕시카르보닐기 또는 시아노기, 더 바람직하게 페닐기, p-시아노페닐기, p-메톡시페닐기, 메톡시카르보닐기, 에톡시카르보닐기, n-프로폭시카르보닐기 또는 시아노기, 보다 더 바람직하게 페닐기, 메톡시카르보닐기, 에톡시카르보닐기, n-프로폭시카르보닐기 또는 시아노기를 나타낸다.

식 (Ⅳ)로 표현되는 화합물 중에서, 식 (Ⅳ-E)로 표현되는 것들이 특히 바람직하다:

여기서, R², R⁴ 및 R⁵는 그 중 하나 이상이 -OR¹³기 (여기서, R¹³은 1~4개의 탄소 원자를 가지는 알킬기를 나타낸다) 라는 조건으로, 상기에서 정의된 것이고; 그리고 R²¹, R²² 및 X¹도 상기에서 정의된 것이다.

R², R⁴ 및 R⁵의 바람직한 범위는 상술한 바와 동일하다. 바람직하게 R⁴ 및 R⁵ 모두가 -OR¹³를 나타낸다. 더 바람직하게 R⁴가 -OR¹³를 나타낸다. R¹³은 바람직하게 1~3개의 탄소 원자를 가지는 알킬기이고, 더 바람직하게 메틸 또는 에틸, 보다 더 바람직하게 메틸이다.

상기에서 언급된 치환체 T는 알킬기 (바람직하게 1~20개의 탄소 원자를 가지고, 더 바람직하게 1~12개의 탄소 원자를 가지며, 보다 더 바람직하게 1~8개의 탄소 원자를, 예를 들어, 메틸, 에틸, 이소프로필, t-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 사이클로프로필, 사이클로펜틸 또는 사이클로헥실), 알케닐기 (바람직하게 2~20개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 2~12개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 2~8개의 탄소 원자를, 예를 들어, 비닐, 알릴, 2-부테닐 또는 3-펜테닐을 가짐), 알키닐기 (바람직하게 2~20개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 2~12개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 2~8개의 탄소 원자를, 예를 들어, 프로파르길 또는 3-펜티닐을 가짐), 아릴기 (바람직하게 6~30개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 6~20개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 6~12개의 탄소 원자를, 예를 들어, 페닐, p-메틸페닐 또는 나프틸을 가짐), 치환 또는 비치환 아미노기 (바람직하게 20개까지의 탄 소 원자를, 더 바람직하게 10개까지의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 6개까지의 탄소 원자를, 예를 들어, 아미노, 메틸아미노, 디메틸아미노, 디에틸아미노 또는 디벤질아미노를 가짐), 알콕시기 (바람직하게 1~20개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 1~12개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 1~8개의 탄소 원자를, 예를 들어, 메톡시, 에톡시 또는 부톡시를 가짐), 아릴록시기 (바람직하게 6~20개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 6~16개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 6~12개의 탄소 원자를, 예를 들어, 페닐록시 또는 2-나프틸록시를 가짐), 아실기 (바람직하게 1~20개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 1~16개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 1~12개의 탄소 원자를, 예를 들어, 아세틸, 벤조일, 포르밀 또는 피바로일을 가짐), 알콕시카르보닐기 (바람직하게 2~20개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 2~16개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 2~12개의 탄소 원자를, 예를 들어, 메톡시카르보닐 또는 에톡시카르보닐을 가짐), 아릴록시카르보닐기 (바람직하게 7~20개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 7~16개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 7~10개의 탄소 원자를, 예를 들어, 페닐록시카르보닐을 가짐), 아실록시기 (바람직하게 2~20개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 2~16개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 2~10개의 탄소 원자를, 예를 들어, 아세톡시 또는 벤조일록시를 가짐), 아실아미노기 (바람직하게 2~20개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 2~16개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 2~10개의 탄소 원자를, 예를 들어, 아세틸아미노 또는 벤조일아미노를 가짐), 알콕시카르보닐아미노기 (바람직하게 2~20개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 2~16개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 2~12개의 탄소 원자를, 예를 들어, 메톡시카르보 닐아미노를 가짐), 아릴록시카르보닐기 (바람직하게 7~20개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 7~16개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 7~12개의 탄소 원자를, 예를 들어, 페닐록시카르보닐아미노를 가짐), 술포닐아미노기 (바람직하게 1~20개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 1~16개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 1~12개의 탄소 원자를, 예를 들어, 메탄술포닐아미노 또는 벤젠술포닐아미노), 술파모일기 (바람직하게 20개까지의 탄소 원자를, 더 바람직하게 16개까지의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 12개까지의 탄소 원자를, 예를 들어, 술파모일, 메틸술파모일, 디메틸술파모일 또는 펜닐술파모일을 가짐), 카르바모일기 (바람직하게 1~20개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 1~16개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 1~12개의 탄소 원자를, 예를 들어, 카르바모일, 메틸카르바모일, 디에틸카르바모일 또는 페닐카르바모일을 가짐), 알킬티오기 (바람직하게 1~20개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 1~16개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 1~12개의 탄소 원자를, 예를 들어, 메틸티오 또는 에틸티오를 가짐), 아릴티오기 (바람직하게 6~20개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 6~16개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 6~12개의 탄소 원자를, 예를 들어, 페닐티오), 술포닐기 (바람직하게 1~20개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 1~16개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 1~12개의 탄소 원자를, 예를 들어, 메실 또는 토실을 가짐), 술피닐기 (바람직하게 1~20개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 1~16개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 1~12개의 탄소 원자를, 예를 들어, 메탄술피닐, 벤젠술피닐을 가짐), 우레이도기 (바람직하게 1~20개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 1~16개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 1~12개의 탄소 원자를, 예를 들어, 우레이도, 메틸우레이도 또는 페닐우레이도를 가짐), 포스포릭 아미드기 (바람직하게 1~20개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 1~16개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 1~12개의 탄소 원자를, 예를 들어, 디에틸포스포릭 아미드 또는 페닐포스포릭 아미드를 가짐), 히드록실기, 메르캅토기, 할로겐 원자 (예를 들어, F, Cl, Br 또는 I), 시아노기, 술포기, 카르복실기, 니트로기, 히드록사믹 산기, 술피노기, 히드라지노기, 이미노기, 헤테로사이클기 (헤테로 원자로써 질소 원자, 산소 원자, 황 원자 등을 포함하고, 바람직하게 1~30개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 1~12개의 탄소 원자를, 예를 들어, 이미다졸릴, 피리딜, 퀴놀릴, 푸릴, 피페리딜, 모르폴리노, 벤족사졸릴, 벤지미다졸릴 또는 벤조티아졸릴을 가짐), 및 실릴기 (바람직하게 3~40개의 탄소 원자를, 더 바람직하게 3~30개의 탄소 원자를, 보다 더 바람직하게 3~24개의 탄소 원자를, 예를 들어, 트리메틸실릴 또는 트리페닐실릴을 가짐) 를 포함한다. 이들 치환체는 치환될 수 있다.

2 이상의 치환체가 있을 때, 그것은 동일하거나 또는 다르며, 필요에 따라, 고리를 형성하기 위해서 서로 연결될 수 있다.

식 (Ⅳ)로 표현된 막대형 화합물의 구체적인 예는 다음을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.

식 (Ⅳ)의 화합물은 치환 벤조산과 페놀 유도체 사이의 에스테르화 반응의 임의 모드에 의해 합성될 수 있다. 예를 들어, 치환 벤조산은 페놀로 응축되어 산 할라이드로 전환되거나 또는 치환 벤조산 및 페놀 유도체가 응축제 또는 촉매를 이용한 탈수화에 의해 응축된다. 앞선 과정은 제조상 이점에 있어서 바람직하다.

합성에 사용가능한 반응 용매는 탄화수소 (바람직하게 톨루엔 및 자일렌), 에테르 (바람직하게 디메틸 에테르, 테트라히드로푸란, 및 디옥산), 케톤, 에스테르, 아세토니트릴, 디메틸포름아미드, 및 디메틸아세트아미드를 포함한다. 용매는 독립적으로 또는 2 이상의 혼합물로써 사용될 수 있다. 그 중 바람직한 것은 톨루엔, 아세토니트릴, 디메틸포름아미드, 및 디메틸아세트아미드이다.

반응은 바람직하게 0~150℃에서, 더 바람직하게 0~100℃에서, 보다 더 바람직하게 0~90℃에서, 특히 바람직하게 20~90℃에서 수행된다. 반응은 바람직하게 염기없이 수행된다. 염기가 사용되는 곳에서, 사용가능한 염기는 유기 또는 무기 염기, 바람직하게 피리딘 및 제3차 알킬아민 (바람직하게 트리에틸아민 또는 에틸디이소프로필아민) 과 같은 유기 염기를 포함한다.

그 용액 내에서, UV 흡수 스펙트럼으로 250nm 이하 파장의 흡수율 피크 (λmax)를 보이는 2종류 이상의 막대형 화합물은 조합으로 사용될 수 있다.

셀룰로오즈 아실레이트 필름은 바람직하게 매트제 (matting agent) 로서 미립자를 포함한다. 본 발명에서 사용가능한 미립자는 실리콘 디옥사이드, 티타늄 디옥사이드, 알루미늄 옥사이드, 지르코늄 옥사이드, 칼슘 카르보네이트, 탈크 (talc), 점토, 칼신드 (calcined) 카올린, 칼신드 칼슘 실리케이트, 칼슘 실리케이트 히드레이트, 알루미늄 실리케이트, 마그네슘 실리케이트, 및 칼슘 포스페이트를 포함한다. 실리콘, 특히 실리콘 디옥사이드를 포함하는 것은 혼탁도 (turbidity) 감소에 바람직하다. 바람직하게 20nm 이하, 더 바람직하게 5~16nm의 평균 1차 입자 크기를 가지고, 바람직하게 70g/ℓ 이상, 더 바람직하게 90~200g/ℓ, 보다 더 바람직하게 100~200g/ℓ의 겉보기 비중을 가지는 실리콘 디옥사이드 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 작은 1차 입자 크기는 헤이즈 (haze) 감소에 유리하다. 높은 겉보기 비중은 고농도 분산을 가능하게 하고, 그것은 헤이즈 및 덩어리의 감소를 유도한다.

실리콘 디옥사이드 미립자의 양은, 사용할 경우, 바람직하게 셀룰로오즈 아 실레이트를 포함한 폴리머 성분의 100중량부 당 0.01~0.3중량부이다.

미립자는 보통 0.1~3.0㎛의 평균 입자 크기를 가지고, 0.1~3.0㎛의 표면 요철을 가지는 필름을 제공하기 위해서 1차 입자의 덩어리로써 필름 내에 존재한다. 평균 2차 입자 크기는 바람직하게 0.2~1.5㎛, 더 바람직하게 0.4~1.2㎛, 보다 더 바람직하게 0.6~1.1㎛이다. 1.5㎛ 이상의 2차 입자는 헤이즈를 증가시키고, 0.2㎛ 이하의 것은 필름 크래킹의 저지 효과에 불충분하다.

1차 또는 2차 입자의 외접원 직경은 주사 전자 현미경 하에서 입자 크기로 측정된다. 다른 위치의 총 200개의 입자가 평균 입자 크기를 얻기 위해서 측정된다.

상용 가능한 실리콘 디옥사이드 입자가 사용가능한데, AEROSIL R972, R972V, R974, R812, 200, 200V, 300, R202, OX50 및 TT600 (모두 Nippon Aerosil Co., Ltd.로부터 이용가능) 을 포함한다. AEROSIL R976 및 811 (둘다 Nippon Aerosil Co., Ltd.로부터 이용가능) 과 같은, 상용 가능한 지르코늄 옥사이드 입자가 유용하다.

이중에서, AEROSIL 200V 및 AEROSIL R972 (실리콘 디옥사이드) 가 20nm 이하의 평균 1차 입자 크기를 가지고 70g/ℓ 이상의 겉보기 비중을 가지며, 낮은 혼탁도를 유지하는 동안 필름의 마찰계수를 감소시키는데 아주 효과적인 것으로서, 특히 바람직하다.

매트제의 작은 2차 입자를 포함하는 셀룰로오즈 아실레이트 필름을 얻기 위한 매트제 분산액을 제조함에 있어 몇가지 기술이 제안된다. 방법상으로, 매트 제와 용매의 미립자는 분산액을 제조하기 위한 교반에 의해 혼합된다. 별도로, 셀룰로오즈 아실레이트 용액 (도프) 이 준비된다. 매트제 분산액을 셀룰로오즈 아실레이트 용액의 작은 부분에 첨가하고 교반하여 용해시킨 다음, 도프의 나머지와 함께 혼합한다. 이 방법에 의해서, 실리콘 디옥사이드 입자가 잘 분산될 수 있고 거의 재응집하지 않는다. 다른 방법 상으로, 셀룰로오즈 아실레이트의 소량을 교반하여 용매에 녹이고, 거기에 미립자를 첨가하고 분산기에서 분산한다. 이로써 생성된 분산액은 인라인 혼합기에서 도프와 완전히 혼합된다. 본 발명은 이 방법에 제한되지 않는다. 용매 또는 용액에 실리콘 디옥사이드 입자를 분산시킬 때, 실리콘 디옥사이드 농도는 바람직하게 5~30중량%, 더 바람직하게 10~25중량%, 보다 더 바람직하게 15~20중량%이다. 고농도의 분산액은 첨가량에 대해서 낮은 액체 혼탁도를 야기시키고, 헤이즈와 응집을 감소시킨다. 최종 셀룰로오즈 아실레이트 도프의 매트제 양은 바람직하게 0.01~1.0g/㎡, 더 바람직하게 0.03~0.3g/㎡, 보다 더 바람직하게 0.08~0.16g/㎡이다.

매트제 분산액의 제조시 사용되는 용매는 바람직하게 메틸 알콜, 에틸 알콜, 프로필 알콜, 이소프로필 알콜, 및 부틸 알콜과 같은 낮은 알콜, 그리고 셀룰로오즈 아실레이트 도프 제조시 사용가능한 유기 용매를 포함한다.

필름 형성용 셀룰로오즈 아실레이트 용액 (도프) 를 제조하기 위해서 셀룰로오즈 아실레이트 용해시 사용할 수 있는 유기 용매를 서술한다.

주요 용매로써 염소-함유 유기용매를 포함하는 염소-함유 용매계와 염소-제거 유기 용매계 모두 본 발명에서 사용할 수 있다. 염소-함유 유기 용매는 셀 룰로오즈 아실레이트 용액 준비시, 바람직하게 주요 용매로 사용된다. 염소-함유 유기 용매는, 캐스팅 도프 (casting dope) 를 제공하기 위해 셀룰로오즈 아실레이트를 녹일 수 있는 한, 특별히 제한되지 않는다. 바람직한 염소-함유 유기 용매는 디클로로메탄 및 클로로포름을 포함하고, 디클로로메탄이 더 바람직하다. 염소-함유 유기 용매는 다른 유기 용매와 조합하여 사용될 수 있다. 그러나, 이경우, 디클로로메탄은 유기 용매계를 기준으로, 50중량% 이상의 비율로 사용되어야 한다. 염소-함유 용매와 조합하여 사용가능한 다른 유기 용매는 바람직하게 에스테르, 케톤, 에테르, 알콜, 및 탄화수소를 포함하고, 각각은 3~12개의 탄소 원자를 가진다. 에스테르, 케톤, 에테르 및 알콜은 사이클 구조를 가질 수 있다. 에스테르기, 케톤기, 및 에테르기 (즉, -O-, -CO-, 및 -COO-) 로부터 선택된 2 이상의 기능기를 가지는 화합물도 또한 유용하다. 알콜성 히드록실기와 같은 다른 기능기 또한 가질 수 있다. 이와같은 2 종류 이상의 기능기를 가지는 유기 용매의 경우, 용매 화합물에 포함된 탄소 원자의 개수는 기능기 중 임의의 하나를 가지는 화합물로 인용된 범위 이내여야 한다. 3~12개의 탄소 원자를 가지는 에스테르는 에틸 포르메이트, 프로필 포르메이트, 펜틸 포르메이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 및 펜틸 아세테이트를 포함한다. 3~12개의 탄소 원자를 가지는 케톤은 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 디에틸 케톤, 디이소부틸 케톤, 사이클로펜타논, 사이클로헥사논, 및 메틸사이클로헥사논을 포함한다. 3~12개의 탄소 원자를 가지는 에테르는 디이소프로필 에테르, 디메톡시메탄, 디메톡시에탄, 1,4-디옥산, 1,3-디옥솔란, 테트라히드로푸란, 아니솔, 및 페네톨을 포함한다. 2 종류 이상의 기능기를 가지는 유기 용매의 예는 2-에톡시에틸 아세테이트, 2-메톡시에탄올, 및 2-부톡시에탄올을 포함한다.

염소-함유 유기 용매와 조합하여 사용가능한 알콜은 직쇄, 가지형 또는 사이클형일 수 있고, 바람직하게 포화된 지방성 탄화수소를 포함한다. 알콜의 히드록시기는 1차, 2차 또는 3차일 수 있다. 알콜의 예는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로필 알콜, 1-부탄올, 2-부탄올, t-부탄올, 1-펜탄올, 2-메틸-2-부탄올 및 사이클로헥산올이다. 2-플루오로에탄올, 2,2,2-트리플루오로에탄올, 및 2,2,3,3-테트라플루오로-1-프로판올과 같은 플루오로알콜 또한 유용하다. 염소-함유 유기 용매와 조합하여 사용가능한 탄화수소는 직쇄, 가지형 또는 사이클형일 수 있고, 방향족 탄화수소와 지방성 탄화수소를 포함한다. 지방성 탄화수소는 포화 또는 불포화일 수 있다. 탄화수소의 예는 사이클로헥산, 헥산, 벤젠, 톨루엔, 및 자일렌이다.

염소-함유 유기 용매와 그외 유기 용매의 조합 예는 하기를 포함하나, 이에 한정되지 않는다:

(1) 디클로로메탄/메탄올/에탄올/부탄올 (중량비 80/10/5/5, 이하 동일함)

(2) 디클로로메탄/아세톤/메탄올/프로판올 (80/10/5/5)

(3) 디클로로메탄/메탄올/부탄올/사이클로헥산 (80/10/5/5)

(4) 디클로로메탄/메틸 에틸 케톤/메탄올/부탄올 (80/10/5/5)

(5) 디클로로메탄/아세톤/메틸 에틸 케톤/에탄올/이소프로필 알콜 (75/8/5/5/7)

(6) 디클로로메탄/사이클로펜타논/메탄올/이소프로필 알콜 (80/7/5/8)

(7) 디클로로메탄/메틸 아세테이트/부탄올 (80/10/10)

(8) 디클로로메탄/사이클로헥사논/메탄올/헥산 (70/20/5/5)

(9) 디클로로메탄/메틸 에틸 케톤/아세톤/메탄올/에탄올 (50/20/5/5)

(10) 디클로로메탄/1,3-디옥솔란/메탄올/에탄올 (70/20/5/5)

(11) 디클로로메탄/디옥산/아세톤/메탄올/에탄올 (60/20/10/5/5)

(12) 디클로로메탄/아세톤/사이클로펜타논/에탄올/이소부탄올/사이클로헥산 (65/10/10/5/5/5)

(13) 디클로로메탄/메틸 에틸 케톤/아세톤/메탄올/에탄올 (70/10/10/5/5)

(14) 디클로로메탄/아세톤/에틸 아세테이트/에탄올/부탄올/헥산 (65/10/10/5/5/5)

(15) 디클로로메탄/메틸 아세토아세테이트/메탄올/에탄올 (65/20/10/5), 및

(16) 디클로로메탄/사이클로펜타논/에탄올/부탄올 (65/20/10/5)

셀룰로오즈 아실레이트 도프 준비시 주요 용매로써 사용가능한 염소-제거 유기 용매는 그것이 캐스팅 도프를 제공하기 위해 셀룰로오즈 아실레이트를 용해할 수 있는 한, 특별히 제한되지 않는다. 바람직한 염소-제거 유기 용매는 에스테르, 케톤, 및 에테르를 포함하고, 각각은 3~12개의 탄소 원자를 포함하고 사이클 구조를 가질 수 있다. 에스테르기, 케톤기, 및 에테르기 (즉, -O-, -CO-, 및 -COO-) 로부터 선택된 2 이상의 기능기를 가지는 화합물도 또한 주요 용매로써 유용하다. 알콜성 히드록실기와 같은 다른 기능기 또한 가질 수 있다. 이와 같은 2 종류 이상의 기능기를 가지는 유기 용매의 경우, 용매 화합물에 포함된 탄소 원자의 개수는 기능기 중 임의의 하나를 가지는 화합물로 인용된 범위 이내여야 한다. 3~12개의 탄소 원자를 가지는 에스테르는 에틸 포르메이트, 프로필 포르메이트, 펜틸 포르메이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 및 펜틸 아세테이트를 포함한다. 3~12개의 탄소 원자를 가지는 케톤은 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 디에틸 케톤, 디이소부틸 케톤, 사이클로펜타논, 사이클로헥사논, 및 메틸사이클로헥사논을 포함한다. 3~12개의 탄소 원자를 가지는 에테르는 디이소프로필 에테르, 디메톡시메탄, 디메톡시에탄, 1,4-디옥산, 1,3-디옥솔란, 테트라히드로푸란, 아니솔, 및 페네톨을 포함한다. 2 종류 이상의 기능기를 가지는 유기 용매의 예는 2-에톡시에틸 아세테이트, 2-메톡시에탄올, 및 2-부톡시에탄올을 포함한다.

상술된 여러가지 관점에서, 염소-제거 유기 용매 중에서 선택된다. 더 구체적으로, 본 발명에서 바람직하게 사용가능한 염소-제거 유기 용매는 상술된 염소-제거 유기 용매를 주요 성분으로써 포함하는 혼합 용매계이다. 혼합 용매계는 바람직하게 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 메틸 포르메이트, 에틸 포르메이트, 아세톤, 디옥솔란, 디옥산, 및 그 혼합물로부터 선택된 제 1 용매성분과, 4~7개의 탄소 원자를 가지는 케톤 및 아세토아세틱 에스테르로부터 선택된 제 2 용매성분과, 1~10개의 탄소 원자를 가지는 알콜 또는 탄화수소, 특히 1~8개의 탄소 원자를 가지는 알콜로부터 선택된 제 3 용매성분으로 구성된다. 제 1 용매성분이 혼합물일 때, 제 2 용매성분은 빠뜨릴 수 있다. 제 1 용매성분은 바람직하게 메틸 아세테이트, 아세톤, 메틸 포르메이트, 에틸 포르메이트 또는 그 혼합물이 고, 제 2 용매성분은 바람직하게 메틸 에틸 케톤, 사이클로펜타논, 사이클로헥사논 또는 메틸 아세틸아세테이트이다. 제 2 용매성분은 바람직한 제 2 용매성분으로 열거된 용매의 혼합물일 수 있다.

제 2 용매성분으로써 알콜은 직쇄 또는 가지형 또는 사이클형일 수 있고, 바람직하게 포화 지방성 탄화수소를 포함할 수 있다. 알콜의 히드록실기는 1차, 2차 또는 3차일 수 있다. 알콜의 예는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로필 알콜, 1-부탄올, 2-부탄올, t-부탄올, 1-펜탄올, 2-메틸-2-부탄올, 및 사이클로헥산올이다. 2-플루오로에탄올, 2,2,2-트리플루오로에탄올, 및 2,2,3,3-테트라플루오로-1-프로판올과 같은 플루오로알콜 또한 유용하다. 제 3 용매성분으로써 탄화수소는 직쇄, 가지형 또는 사이클형일 수 있고, 방향족 탄화수소와 지방성 탄화수소를 포함할 수 있다. 지방성 탄화수소는 포화 또는 불포화일 수 있다. 탄화수소의 예는 사이클로헥산, 헥산, 벤젠, 톨루엔, 및 자일렌이다. 제 3 용매성분은 이들 알콜 및 탄화수소로부터 선택된 단일 화합물 또는 2이상 화합물의 혼합물일 수 있다. 바람직한 제 3 용매성분의 예는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로필 알콜, 1-부탄올, 2-부탄올, 사이클로헥산올, 사이클로헥산, 및 헥산을 포함한다. 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로필 알콜, 및 1-부탄올이 특히 바람직하다.

염소-제거 혼합 용매계는 바람직하게 제 1 용매성분의 20~95중량%, 제 2 용매성분의 2~60중량%, 및 제 3 용매성분의 2~30중량%를 포함한다. 더 바람직하게, 상기 계는 제 1 성분의 30~90중량%, 제 2 성분의 3~50중량%, 및 제 3 성분으로 써 알콜의 3~25중량%를 포함한다. 보다 더 바람직하게, 상기 용매계는 제 1 성분의 30~90중량%, 제 2 성분의 3~30중량%, 및 제 3 성분으로써 알콜의 3~15중량%를 포함한다. 본 발명에서 사용가능한 염소-제거 유기 용매계의 더 자세한 정보는 Journal of Technical Disclosure, No. 2001-1745, pp. 12-16, 발명 및 기술혁신의 일본 학회, March, 2001 에서 제공된다.

염소-제거 유기 용매계의 바람직한 구성은 하기를 포함하나, 이에 한정되지 않는다:

(1) 메틸 아세테이트/아세톤/메탄올/에탄올/부탄올 (중량비 75/10/5/5/5, 이하 동일함)

(2) 메틸 아세테이트/아세톤/메탄올/에탄올/프로판올 (75/10/5/5/5)

(3) 메틸 아세테이트/아세톤/메탄올/부탄올/사이클로헥산 (75/10/5/5/5)

(4) 메틸 아세테이트/아세톤/에탄올/부탄올 (81/8/7/4)

(5) 메틸 아세테이트/아세톤/에탄올/부탄올 (82/10/4/4)

(6) 메틸 아세테이트/아세톤/에탄올/부탄올 (80/10/4/6)

(7) 메틸 아세테이트/메틸 에틸 케톤/메탄올/부탄올 (80/10/5/5)

(8) 메틸 아세테이트/아세톤/메틸 에틸 케톤/에탄올/이소프로필 알콜 (75/8/5/5/7)

(9) 메틸 아세테이트/사이클로펜타논/메탄올/이소프로필 알콜 (80/7/5/8)

(10) 메틸 아세테이트/아세톤/부탄올 (85/10/5)

(11) 메틸 아세테이트/사이클로펜타논/아세톤/메탄올/부탄올 (60/15/14/5/6)

(12) 메틸 아세테이트/사이클로헥사논/메탄올/헥산 (70/20/5/5)

(13) 메틸 아세테이트/메틸 에틸 케톤/아세톤/메탄올/에탄올 (50/20/20/5/5)

(14) 메틸 아세테이트/1,3-디옥솔란/메탄올/에탄올 (70/20/5/5)

(15) 메틸 아세테이트/디옥산/아세톤/메탄올/에탄올 (60/20/10/5/5)

(16) 메틸 아세테이트/아세톤/사이클로펜타논/에탄올/이소부탄올/사이클로헥산 (65/10/10/5/5/5)

(17) 메틸 포르메이트/메틸 에틸 케톤/아세톤/메탄올/에탄올 (50/20/5/5)

(18) 메틸 포르메이트/아세톤/에틸 아세테이트/에탄올/부탄올/헥산 (65/10/10/5/5/5)

(19) 아세톤/메틸 아세토아세테이트/메탄올/에탄올 (65/20/10/5)

(20) 아세톤/사이클로펜타논/에탄올/부탄올 (65/20/10/5)

(21) 아세톤/1,3-디옥솔란/에탄올/부탄올 (65/20/10/5), 및

(22) 1,3-디옥솔란/사이클로헥사논/메틸 에틸 케톤/메탄올/부탄올 (55/20/10/5/5/5)

상기 이외에, 81/8/7/4 중량부 비율의 메틸 아세테이트, 아세톤, 에탄올, 및 부탄올의 혼합 용매에 셀룰로오즈 아실레이트를 용해하고, 그 용액을 여과하고 농축시키며, 농축된 용액에 2중량부의 부탄올을 첨가시키는 방법; 84/10/4/2 중량부 비율의 메틸 아세테이트, 아세톤, 에탄올, 및 부탄올의 혼합 용매에 셀룰로오즈 아실레이트를 용해하고, 그 용액을 여과하고 농축시키며, 농축된 용액에 4중량부의 부탄올을 첨가시키는 방법; 84/10/6 중량부 비율의 메틸 아세테이트, 아세톤, 및 에탄올의 혼합 용매에 셀룰로오즈 아실레이트를 용해하고, 그 용액을 여과하고 농축시키며, 농축된 용액에 5중량부의 부탄올을 첨가시키는 방법으로 셀룰로오즈 아실레이트 용액을 제조할 수 있다.

염소-제거 용매계에 기초한 도프는 총 용매계에 기초한 디클로로메탄의 10중량% 이하를 포함할 수 있다.

필름 형성을 위한 셀룰로오즈 아실레이트 용액 (도프) 은, 캐스팅 적합성 관점에서, 바람직하게 10~30중량%, 더 바람직하게 13~27중량%, 보다 더 바람직하게 15~25%의 농도를 가진다. 셀룰로오즈 아실레이트 용액을 준비하는 방법은 원하는 농도가 나타나는 한, 제한되지 않는다. 예를 들어, 계획된 농도를 제공하기 위해서, 셀룰로오즈 아실레이트의 소정량을 용매에 녹일 수 있거나, 또는 계획된 것보다 낮은 농도 (예를 들어, 9~14중량%) 의 용액을 한번 더 준비하여 결국 계획된 바와 같이 높은 농도로 조절한다. 반대로, 계획된 것보다 높은 농도의 용액을 준비하고, 원하는 농도를 도출하기 위해서 거기에 여러가지 첨가제를 첨가하는 것 또한 가능하다.

캐스팅 지지체로부터의 캐스트 필름의 박리가능성 또는 이형가능성의 관점에서, 셀룰로오즈 아실레이트 용액은, 동일한 용매계를 이용하여 0.1~5중량%의 농도로 묽어진 용액에서 셀룰로오즈 아실레이트 분자의 집합체 (분자 결합의 결과로 형성됨) 가 바람직하게 150,000~15,000,000의 분자량, 더 바람직하게 180,000~9,000,000의 분자량을 가질 수 있다는 것이다. 집합체의 분자량은 정적 (static) 광산란법에 의해 얻는다. 묽은 셀룰로오즈 아실레이트 용액은 RMS 반경이 바람직하게 10~200nm, 더 바람직하게 20~200nm인 것과 같은데, 그것은 정적 광산란법에 의한 분자량 측정에서 동시에 결정된다. 더욱이, 묽은 셀룰로오즈 아실레이트 용액은 2차 비리얼 계수가 바람직하게 -2×10^-4 ~ +4×10^-4의 범위, 더 바람직하게 -2×10^-4 ~ +2×10^-4의 범위인 것이다.

셀룰로오즈 아실레이트 용액의 집합체의 분자량, RMS 반경, 및 2차 비리얼 계수는 다음의 정적 광산란법에 의해 측정된다. 이들 측정이 묽은 용액에서 수행되더라도, 그 측정 결과는 도프의 작용을 충분히 반영한다.

120℃에서 2시간 동안 건조된 셀룰로오즈 아실레이트가, 0.1중량%, 0.2중량%, 0.3중량%, 및 0.4중량%의 농도를 가지는 묽은 용액을 준비하기 위해서, 도프 제조시 사용되는 동일한 용매에서 용해된다. 수분 흡수를 방지하기 위해서, 25℃ 및 10%RH에서 셀룰로오즈 아실레이트의 무게를 측정한다. 용해는 도프 제조시 적용되는 온도 조건 (실온에서거나 냉각 또는 가열 하에서) 하에서 수행된다. 용액 및 용매는 0.2㎛ 테프론 필터를 통해서 여과되고, 25℃에서 10°씩 증분시켜 30°~140°의 가변각에서 광산란 분광 광도계 DLS-700 (Otsuka Electronics Co., Ltd. 제조) 상의 정적 광산란 동안 측정된다. 획득된 정적 광산란 데이터는 베리 (Berry) 플롯에 의해 분석된다. 분석을 위해 필요한, 용매 굴절률은 아베 굴절계 시스템 (Abbe refractometer system) 을 사용하여 얻고, 분석을 위해 또한 필요한, 굴절률 증가분 (dn/dc) 은 광산란 측정시 사용된 동일한 용매 및 용액을 적용한 미분 굴절계 DRM-1021 (Otsuka Electronics 제조) 로 측정한다.

필름 형성용 셀룰로오즈 아실레이트 용액 (도프) 은 임의의 방법 즉, 실온에서 냉각하면서 또는 높은 온도에서, 또는 그 조합으로 제조된다. 셀룰로오즈 아실레이트 도프 제조의 상세한 내용은 예를 들어, JP-A-5-163301, JP-A-61-106628, JP-A-58-127737, JP-A-9-95544, JP-A-10-95854, JP-A-10-45950, JP-A-2000-53784, JP-A-11-322946, JP-A-11--322947, JP-A-4-259511, JP-A-2000-273184, JP-A-11-323017, 및 JP-A-11-302388에 기재되어 있다. 셀룰로오즈 아실레이트를 유기 용매 내에 용해하는 것과 관련한 공지 기술은, 본 발명의 범위 및 정신에 불일치하지 않는한, 본 발명에 적절히 적용된다. 더 상세하게, 특히 염소-제거 용매계에 대해서, Journal of Thechnical Disclosure, No. 2001-1745, pp. 22-25, 발명 및 기술혁신의 일본 학회, March, 2001 을 참조할 수 있다. 보통 셀룰로오즈 아실레이트 도프 제조와 관련된 농축 및 여과는 같은 책, p. 25을 참고하라. 셀룰로오즈 아실레이트가 높은 온도에서 유기 용매에 용해될 때, 가열 온도는 모든 경우에서 용매의 끓는 점 이상이다. 그와같은 경우, 시스템은 압력 하에 놓인다.

셀룰로오즈 아실레이트 도프는 간편한 캐스팅을 확보하기 위해서 바람직하게 다음의 점도 및 동적 저장 탄성률 (dynamic storage modulus) 을 가진다. 스테인리스 스틸 콘을 이용한 유량계 CSL 500 (TA Instruments Inc. 제조) 및 플레이트 기하학 (4㎝의 콘 직경 및 2°의 각도) (TA Instruments 제조) 을 가지고 샘플 용액 1㎖를 측정한다. 오실레이션 모드에서 온도 기울기는 2℃/분의 비율로 40℃ ~ -10℃로 변함으로써 적용된다. 40℃에서 정적 비-뉴턴 점도 n*(Pa·s) 및 -5℃에서 저장 탄성률 G'(pa)을 측정한다. 측정 시작 전에, 용액 온도가 일정해질 때까지 샘플 용액을 개시 온도로 유지한다. 도프가 40℃에서 1~400 Pa·s의 점도를 가지고, 15℃에서 500Pa 이상의 동적 저장 탄성률을 가지는 것이 바람직하다. 도프가 40℃에서 10~200 Pa·s의 점도를 가지고, 15℃에서 100~1,000,000Pa 또는 그 이상의 동적 저장 탄성률을 가지는 것이 더 바람직하다. 또한 도프가 낮은 온도에서 높은 동적 저장 탄성률을 가지는 것이 바람직하다. 캐스팅 지지체가 -5℃일때, 예를 들어, 도프는 바람직하게 -5℃에서 10,000 ~ 1,000,000 Pa의 동적 저장 탄성률을 가진다. 캐스팅 지지체가 -50℃일때, 예를 들어, 도프는 바람직하게 -50℃에서 10,000~5,000,000 Pa의 동적 저장 탄성률을 가진다.

본 발명에서, 구체적인 셀룰로오즈 아실레이트의 사용은, 도프 농축 과정의 수행없이, 고농도이나 매우 안정한 도프를 제조하게 한다. 당연하게도, 농축과정은 용해를 쉽게 하기 위해서 낮은 농도의 셀룰로오즈 아실레이트 용액이 일단 제조된 후, 원하는 농도로 농축되는 곳에서 적용될 수 있다. 농축은 임의의 방법에 의해서 수행될 수 있다. 예를 들어, JP-A-4-259511의 방법이 유용하며, 여기서 낮은 농도 용액은, 용액에 온도 차이를 주고 그것에 의해 용매가 증발하게 하면서, 실린더의 내부벽과 실린더의 내부벽을 따라 회전하는 회전 블레이드의 겉면 사이에서 실리더 내부로 인입된다. 미국 특허 제 2,541,012호, 제 2,858,229호, 제 4,414,341호, 및 제 4,504,355호에 개시된 방법 또한 효과적이고, 여기서 가열된 저농도 용액이 노즐을 통해서 콘테이너로 분사되고, 용매는 상기 용액이 콘 테이너의 내부벽에 부딪히기 전에 후레쉬-증발된다. 용매 증기는 콘테이너 밖으로 유도되고, 농축된 용액은 콘테이너의 바닥으로부터 배출된다.

도프는 바람직하게, 임의의 불용해성 물질 또는 이물질 (예를 들어, 먼지나 불순물) 을 제거하기 위해서, 금속 스크린 또는 플란넬 (flannel) 과 같은 필터를 통해서 여과된다. 셀룰로오즈 아실레이트 도프를 여과하기 위해서, 바람직하게 0.1~100㎛, 더 바람직하게 0.5~25㎛의 절대 여과 능력을 가진 필터를 사용한다. 필터 두께는 바람직하게 0.1~10mm, 더 바람직하게 0.2~2mm이다. 그 두께에서, 여과 압력은 바람직하게 1.6MPa 이하, 더 바람직하게 1.2MPa 이하, 보다 더 바람직하게 1.0MPa 이하, 특히 바람직하게 0.2MPa 이하이다. 유리 섬유, 셀룰로오즈 섬유, 섬유 종이, 및 폴리테트라플루오로에틸렌과 같은 플루오로폴리머를 포함한 공지된 필터 재료의 필터가 사용된다. 세라믹 또는 금속으로 제조된 필터가 바람직하다. 캐스팅 바로 직전의 도프 점도는 캐스팅에 적합한 범위 이내이어야 하는데, 바람직하게 10~2000Pa·s이고, 더 바람직하게 30~1000Pa·s이며, 보다 더 바람직하게 40~500Pa·s이다. 캐스팅 바로 직전의 도프 온도는 바람직하게 -5~70℃이고, 더 바람직하게 -5~55℃이다.

셀룰로오즈 아실레이트 도프는 용매 캐스팅을 수행하기 위해 통상 채용된 방법 및 장치를 이용하여 필름으로 캐스팅된다. 용해 탱크에서 제조된 도프는 거품이 제거되는 동안 저장 탱크에 일단 저장된다. 그 결과 얻어진 최종 도프는 압력 펌프, 예를 들어, 회전수에 의한 정확한 계량이 가능한 일정한 배치 기어 펌프를 통해서 압력 다이로 공급되고, 끝없이 움직이는 금속 지지체 상에 압력 다이 의 슬롯을 통해 균일하게 캐스팅된다. 지지체 상의 도프가 거의 1회전하고 박리 자리에 도달할 때, 그 시간까지 도프가 반-건조되고, 웹이라 불리는 반-건조된 도프가 지지체로부터 박리된다. 웹은 그 폭이 클립에 의해 고정된 채로 텐터에 의해 운송되어 결국 건조기의 롤 그룹 사이에서 건조되는 동안 건조되고, 그리고 처방된 길이로 와인더에 감긴다. 롤을 가지는 건조기와 텐터의 조합은 목적에 따라 변경된다. 전자 디스플레이에 적용하기 위한 기능 보호필름이 생산되는 곳에서, 셀룰로오즈 아실레이트 캐스트 필름 상의 하부코팅층, 정전기 방지층, 반-할레이션층, 또는 보호층과 같은 기능층을 제공하기 위해서 용매 캐스팅 장비 이외에 코터가 종종 사용된다.

셀룰로오즈 아실레이트 필름의 형성과 관련된 각 단계가 하기에 간단하게 서술될 것이나, 본 발명은 여기에 한정되지 않는다.

마침내 제조된 도프는 회전 드럼 또는 밴드 (지지체) 상에 캐스팅되고, 용매는 필름을 형성하기 위해서 증발된다. 캐스팅되는 도프는 바람직하게 5~40중량%의 고형량을 가지도록 조절된다. 지지체 표면은 바람직하게 경면 마무리 (mirror finished) 된다. 지지체 표면 온도는 바람직하게 30℃ 이하이고, 더 바람직하게 -10~20℃이다. 캐스팅 방법은 JP-A-2000-301555, JP-A-2000-301558, JP-A-7-32391, JP-A-3-193316, JP-A-5-86212, JP-A-62-37113, JP-A-2-276607, JP-A-55-14201, JP-A-2-111511, 및 JP-A-2-208650에 기재된다.

용매 캐스팅은 단일 셀룰로오즈 아실레이트 도프를 사용하여 수행되거나, 또는 적층 캐스팅 필름을 얻기 위해서 2 이상의 셀룰로오즈 아실레이트 도프를 사용 하여 동일한 지지체 (층을 이룬 캐스팅) 상에서 캐스팅될 수 있다. 층을 이룬 캐스팅은 지지체의 이동 방향으로 공간을 가지고 제공된 각 다이를 통한 도프 캐스팅에 의해 수행될 수 있다. JP-A-61-158414, JP-A-1-122419, 및 JP-A-11-198285에 기재된 기술이 적용될 수 있다. 층을 이룬 캐스팅은 또한 예를 들어, JP-B-60-27562, JP-A-61-94724, JP-A-61-947245, JP-A-61-104813, JP-A-61-158413, 및 JP-A-6-134933에 기재된 각 다이 슬롯을 통해서 2개의 도프를 동시에 캐스팅하여 수행될 수 있다. JP-A-56-162617에 제안된 용매 캐스팅 기술은 또한 유용하며, 여기서 고점도 셀룰로오즈 아실레이트 도프의 흐름이 저점도 셀룰로오즈 아실레이트 도프의 흐름에 둘러싸여 있고, 그리고 2개의 도프가 지지체 상으로 동시에 압출성형된다. 바람직한 실시형태에서, 나쁜 용매로써 알콜 성분의 함량은 JP-A-61-94724 및 JP-A-61-94725에 제안된 바와 같이 내부 도프보다 외부 도프에 더 높다. JP-B-44-20235에 개시된 기술 또한 유용하며, 여기서 제 1 다이로부터 지지체 상에 제 1 도프를 캐스팅하는 것에 의해 형성된 캐스팅 필름이 박리되고, 지지체와 접촉되어 있는 측면 상에서 제 2 다이로부터 캐스팅 필름 상으로 제 2 도프가 캐스팅된다. 층을 이룬 캐스팅에 사용되는 2 이상의 셀룰로오즈 아실레이트 도프는 동일하거나 또는 다를 수 있다. 2 이상의 셀룰로오즈 아실레이트 층에 기능을 부여하기 위해서, 각 기능에 적합한 셀룰로오즈 아실레이트 도프가 각 슬롯으로부터 압출성형된다. 다른 기능층 (예를 들어, 접착층, 염료층, 정전기 방지층, 반-할레이션층, UV 흡수층 및 편광층) 과 동시에 셀룰로오즈 아실레이트 도프를 캐스팅하는 것이 또한 가능하다.

단일층 캐스팅에 의해 필요한 필름 두께를 얻기 위해서, 고농도, 고점도 셀룰로오즈 아실레이트 도프를 압출성형하는 것이 필요하다. 그와같은 도프는 안정성이 나쁘고, 그리고 종종 장비 고장을 일으키거나 표면 매끈함 (smoothness) 이 나쁜 캐스팅 필름 형성을 초래하는 고형물을 형성하려는 경향이 있다. 상술된 층을 이룬 캐스팅은 이 문제에 대한 해결책을 제공한다. 복수의 고점도 셀룰로오즈 아실레이트 도프가 금속 지지체 상에서 동시에 각 다이 슬롯으로부터 캐스팅되기 때문에, 이로써 생성된 캐스팅 필름은 향상된 매끈함과 같은 우수한 표면 특성을 나타낸다. 더욱이, 두꺼운 셀룰로오즈 아실레이트 도프의 사용은 건조 부하를 감소시키고 생산 속도를 향상시키는데 기여한다. 코-캐스팅 (co-casting) 의 경우, 내부층의 두께와 외부층의 두께는 특별히 한정되지 않는다. 외부 두께는 바람직하게 총 두께의 1~50%이고, 더 바람직하게 2~30%이다. 3개 이상의 층을 코-캐스팅하는 경우, 금속 지지체와 접촉하는 층과 대기와 접촉하는 있는 층의 총 두께는 "외부 두께"로 규정된다. 가소제, UV 흡수제, 및 매트제와 같은 상술한 첨가제의 농도가 서로 다른 셀룰로오즈 아실레이트 도프는 셀룰로오즈 아실레이트 적층 필름을 형성하기 위해서 코-캐스팅될 수 있다. 예를 들어, 표층/중심층/표층으로 구성되는 셀룰로오즈 아실레이트 적층 필름을 얻을 수 있다. 이러한 층 구조에서, 매트제가, 예를 들어, 많은 양으로 표층에 첨가되거나 또는 단독으로 표층에 첨가될 수 있다. 가소제 및 UV 흡수제는 많은 양으로 표층보다는 중심층에 첨가되거나 또는 중심층에만 첨가될 수 있다. 가소제 또는 UV 흡수제의 종류는 중심층과 표층 사이에서 변할 수 있다. 예를 들어, 휘발성이 덜한 가소제 및/또는 UV 흡수제가 표층에 첨가될 수 있고, 반면에 우수한 가소 효과를 가지는 가소제와 높은 UV 흡수도를 나타내는 UV 흡수제가 중심층에 첨가될 수 있다. 또한, 지지체 측의 표면에만 이형제를 첨가하는 것이 바람직한 실시형태이다. 칠-롤 (chill-roll) 압출성형의 경우, 도프가 금속 지지체의 냉각에 의해 겔화되기 때문에 알콜, 즉, 나쁜 용매를 표층에 많은 양 첨가하는 것이 바람직하다. 표층 및 중심층은 다른 Tg를 가질 수 있다. 중심층의 Tg가 표층의 것보다 낮은 것이 바람직하다. 표층 및 중심층을 위한 도프는 다른 점도를 가질 수 있다. 표층의 점도가 중심층의 점도보다 낮은 것이 보통 바람직하지만, 중심층의 점도가 표층의 점도보다 낮을 수 있다.

도프 캐스팅은, 예를 들어, 제조된 도프가 압력 다이로부터 금속 지지체 상으로 균일하게 압출성형되는 방법, 필름 두께를 조절하기 위해서 금속 지지체 상에 일단 캐스팅 도프를 닥터 블레이드와 같은 높이로 하는 방법, 또는 필름 두께가 역방향으로의 롤 회전에 의해 제어되는 역 롤코터를 사용하는 방법에 의해 수행된다. 압력 다이를 사용하는 방법이 바람직하다. 압력 다이는 상술한 방법 이외에, 옷걸이형 및 T-다이형을 포함하고, 각각이 바람직하게 사용될 수 있다. 셀룰로오즈 아실레이트 필름을 형성하기 위한 공지된 여러가지 다양한 용매 캐스팅 기술이 사용될 수 있다. 차이점, 예를 들어, 용매의 끓는점을 고려한 조건을 적절히 선택함으로써, 간행물에 보고된 효과 및 이점을 얻는다.

용매 캐스팅에서 사용되고 연속적으로 움직이는 금속 지지체는 크롬 도금에 의해 표면 경면 마무리된 드럼과, 표면 경면 연마된 스테인리스 스틸 벨트 또는 밴 드를 포함한다. 1개 이상의 압력 다이가 금속 지지체 상에 제공된다. 압력 다이의 바람직한 개수는 1 또는 2이다. 2개 이상의 압력 다이가 제공될 때, 캐스팅된 도프는 각 다이에 적절한 양으로 분배될 수 있다. 각각 정확한 계량 기어 펌프를 사용하여 소정 양의 도프를 다이에 제공하는 것도 또한 가능하다. 캐스팅될 셀룰로오즈 아실레이트 도프의 온도는 바람직하게 -10~55℃, 더 바람직하게 25~50℃의 범위이다. 도프 온도는 도프 제조에 수반되는 과정을 통해서 일정하게 유지되거나 또는 단계마다 변할 수 있다. 후자의 경우, 캐스팅 바로 직전의 온도는 미리 정해진 수준이어야 한다.

금속 지지체 상의 셀룰로오즈 아실레이트 웹은 금속 지지체 (드럼 또는 벨트) 즉, 금속 지지체 상의 웹 노출면 또는 드럼 또는 벨트의 내측면으로 뜨거운 공기를 불어서 보통 건조되거나, 또는 열전달에 의해 드럼 또는 벨트 (즉, 캐스팅 면에 반대되는 측면) 를 가열하고 그 표면 온도를 제어하기 위해서 드럼 또는 벨트의 내부면으로 온도-조절 액체를 적용하여 보통 건조된다. 액체 열전달 방법이 바람직하다. 금속 지지체의 표면 온도는 그것이 도프에 사용되는 용매의 끓는점보다 높지 않는 한, 제한되지 않는다. 금속 지지체 상의 웹의 건조 또는 유동성 손실을 증진시키기 위해서, 도프에서 사용되는 용매의 최저 끓는점보다 낮은 온도에서 지지체 표면을 1~10℃로 설정하는 것이 바람직하나, 이것은 웹이 냉각 및 건조없이 스트립되는 경우에 적용되지 않는다.

셀룰로오즈 아실레이트 캐스팅 필름의 리타데이션은 연신에 의해서 조절될 수 있다. 폭방향으로의 포지티브 연신은, 예를 들어, JP-A-62-115035, JP-A-4- 152125, JP-A-4-284211, JP-A-4-298310, 및 JP-A-11-48271에 개시된 바와 제안된다. 연신에 의해, 셀룰로오즈 아실레이트 필름의 면내 리타데이션 값이 향상될 수 있다.

연신은 실온에서 또는 가열하에서 수행된다. 가열 온도는 바람직하게 필름의 유리전이온도 이하이다. 필름은 단일축 (장축 또는 횡축 방향으로) 또는 이축으로 연신될 수 있다. 이축 연신은 동시에 또는 연속적으로 수행될 수 있다. 연신비는 1~200%이고, 바람직하게 1~100%이며, 더 바람직하게 1~50%이다. 복굴절 광학 필름은 장축 방향보다 횡축 방향으로 더 큰 굴절률을 가지는 것이 바람직하다. 따라서, 장축 방향보다 횡축 방향에서 높은 비율로 필름을 연신하는 것이 권고된다. 연신 단계는 필름 형성 라인에 병합되거나 또는 롤로부터 풀린 필름 상에서 별도의 라인으로 수행될 수 있다. 전자의 경우에서, 잔여 용매를 포함하는 필름이 연신될 수 있다. 연신되는 필름의 잔여 용매 함량은 바람직하게 2~30%이다.

셀룰로오즈 아실레이트 필름 (건조 이후) 의 두께는 의도되는 쓰임새에 따라서 달라진다. 보통 5~500㎛, 바람직하게 20~300㎛, 더 바람직하게 30~150㎛의 범위이다. VA 모드 액정 디스플레이에 사용하기 위해서, 40~110㎛가 바람직하다.

원하는 필름 두께는 도프의 고체 농도, 다이의 슬롯 갭, 다이로부터의 압출 압력, 금속 지지체의 이동 속도 등을 조절함으로써 얻을 수 있다.

그 결과 획득된 셀룰로오즈 아실레이트 필름의 폭은 바람직하게 0.5~3m, 더 바람직하게 0.6~2.5m, 보다 더 바람직하게 0.8~2.2m이다. 롤당 감겨진 필름의 길이는 바람직하게 100~10,000m, 더 바람직하게 500~7,000m, 보다 더 바람직하게 1,000~6,000m이다. 필름이 감겨질 때, 최소한 그 일모서리를 따라 널 (knurl) 되는 것이 바람직하다. 널 폭은 바람직하게 3~50mm, 더 바람직하게 5~30mm이고, 널 높이는 바람직하게 0.5~500㎛, 더 바람직하게 1~200㎛이다. 널은 단일면 또는 양면일 수 있다.

폭 방향에서 Re(590) 변화는 바람직하게 ±5nm 이내, 더 바람직하게 ±3nm이다. 폭 방향에서 Rth(590) 변화는 바람직하게 ±10nm, 더 바람직하게 ±5nm이다. 길이 방향에서의 장축 Re(590) 및 Rth(590) 변화에도 동일한 선택이 적용된다.

LCD, 특히 VA모드 LCD의 시야각을 확보하기 위해서, 셀룰로오즈 아실레이트 보호 필름이 식 (7) 및 식 (8)을 만족하는 광학 특성을 가지는 것이 바람직하다:

20nm≤Re(590)≤200nm (7)

70nm≤Rth(590)≤400nm (8)

Rth(590)에 대한 Re(590)의 비율은 바람직하게 0.1~0.8, 더 바람직하게 0.25~0.6이다. 이러한 광학 특성은 첨가제의 종류와 양 및 연신비의 선택에 의해 제어될 수 있다.

본 발명에서, Re(λ) 및 Rth(λ)는 파장 λ에서의 면내 리타데이션 및 두께 방향 리타데이션을 나타낸다. Re(λ)는 위상차 측정 시스템 KOBRA 21ADH (Oji Scientific Instruments 제조) 로 상기 필름 표면에 수직한 방향으로 파장 λ의 광 이 입사하는 동안 측정된다. Rth(λ)는 3방향으로 측정된 리타데이션 값을 기준으로 KOBRA 21ADH에 의해서 추정된다: 3방향으로 측정된 리타테이션 값은 첫째가 상기에서 얻은 Re(λ)이고, 둘째가 틸트 (회전) 축으로서, KOBRA 21ADH에 의해 측정된, 면내 저속축 주위에서 필름의 수직 방향에 대해 +40°회전된 방향으로 파장 λnm의 광이 입사되는 동안 측정된 리타데이션이며, 셋째가 틸트 (회전) 축으로서, KOBRA 21ADH에 의해 측정된, 면내 저속축 주위에서 필름의 수직 방향에 대해 -40°회전된 방향으로 파장 λnm의 광이 입사되는 동안 측정된 리타데이션이다. 평균 굴절률과 필름 두께의 가정치 (hypothetical value) 가 추정을 위해 또한 요구된다. 평균 굴절률의 가정치는 Polymer Handbook, Jhon Wiley & Sons, Inc. 및 다양한 광학 필름의 카달로그에 공지된다. 셀룰로오즈 아실레이트의 평균 굴절률은 1.48이다. 그 결과 KOBRA 21ADH가 nx, ny, 및 nz를 추정한다.

셀룰로오즈 아실레이트 필름은 VA 모드 액정셀의 양측면에 적용되거나 또는 일측면에만 적용된다. 양측면에 적용될 때, 셀룰로오즈 아실레이트 필름은 바람직하게 20~100nm, 더 바람직하게 30~70nm의 Re를 가지고, 그리고 바람직하게 70~300nm, 더 바람직하게 100~200nm의 Rth를 가진다. 일측면에만 적용될 때, 필름은 바람직하게 30~150nm, 더 바람직하게 40~100nm의 Re를 가지고, 그리고 바람직하게 100~300nm, 더 바람직하게 150~250nm의 Rth를 가진다.

셀룰로오즈 아실레이트 필름의 면내 저속축 각도의 변화는 롤 필름의 기준 방향으로부터 바람직하게 ±2°, 더 바람직하게 ±1°, 보다 더 바람직하게 ±0.5°의 범위에 있다. "기준 방향"은 필름이 길이로 연신된 필름일 때 장축 방향 이고, 필름이 횡으로 연신된 필름일 때 횡축 방향이다.

셀룰로오즈 아실레이트 필름은 바람직하게 25℃ 및 10%RH에서 측정된 Re값과 25℃ 및 80%RH (=Re10%RH-Re80%RH) 에서의 값 사이에서 0~10nm의 편차 △Re를 가지고, 25℃ 및 10%RH에서 측정된 Rth값과 25℃ 및 80%RH (=Rth10%RH-Rth80%RH) 에서의 값 사이에서 0~30nm의 편차 △Rth를 가지며, 그것은 시간에 따른 LCD의 색상 변화를 감소시키는데 효과적이다.

셀룰로오즈 아실레이트 필름은 바람직하게 25℃ 및 80%RH에서 3.2%이하의 평형 수분 함량을 가지고, 그것 또한 시간에 따른 LCD의 색상 변화를 감소시키는데 효과적이다. 셀룰로오즈 아실레이트 필름의 수분함량은 수분 미터기 CA03 및 샘플 건조기 VA05 (둘다 Mitsubishi Chemical Corp.으로부터 이용가능) 를 사용하여 Karl Fischer의 방법에 따라 7mm 폭과 35mm 길이의 표본 상에서 측정된다. 수분함량(%)을 제공하기 위해서 수분량(g)은 샘플 중량(g)으로 나누어진다.

셀룰로오즈 아실레이트 필름은 바람직하게, 80㎛의 필름 두께로 정규화되어, 60℃ 및 95%RH에서 400~1800g/㎡·24hr의 물 증기 투과율 (이하, WVTR이라 함) 의 관점에서 수분 투과성을 가지는데, 그것은 시간에 따른 LCD의 색상 변화를 감소시키는데 유리하다. WVTR은 필름 두께에 따라 감소한다. 이것은 WVTR이 샘플의 두께와 관계없이 80㎛의 필름 두께로 정규화되기 때문이다. 80㎛의 필름 두께로 정규화된 WVTR은 식: 측정된 WVTR × 측정된 필름 두께 (㎛)/ 80㎛ 으로부터 계산된다. WVTR 측정은 Kobunshi no Bussei Ⅱ (Kobunshi Jikken Koza 4), Kyoritsu Shuppan, pp. 285-294: Joki Toka Ryo no Sokutei (Shituryo Ho, Ondokei Ho, Jokiatsu Ho, Kyuchaku Ho) 에 기재된 방법에 따라 수행된다.

셀룰로오즈 아실레이트 필름의 유리전이온도 (Tg) 는 다음과 같이 측정된다. 측정 이전에, 비연신된 셀룰로오즈 아실레이트 필름으로부터 절단된 5mm 폭 및 30mm 길이의 표본을 2시간 이상 25℃ 및 60%RH 조건으로 설정한다. Tg는 20mm의 글립 사이의 샘플 길이에서, 30℃에서 200℃까지 2℃/분의 승온 속도 (heating rate)로, 그리고 1Hz의 주기에서, ITK Co., Ltd.로부터 제조된 동적 점탄성 측정 장치 Vibron DVA-225로 측정된다. 저장 탄성률은 직선 좌표 상에 로그 세로축과 온도 (℃)로 플롯된다. 고체 영역에서 유리 전이 영역으로의 상전이에서 관찰된 저장 탄성률의 급격한 감소를 보이는 라인 1 (고체 영역) 및 라인 2 (유리 전이 영역) 가 도시된다. 라인 1 및 라인 2의 교차점은 저장 탄성률이 급격히 감소하기 시작하는 온도와 필름이 부드러워지기 시작하는 온도 즉, 필름이 유리전이영역으로 변화기 시작하는 온도를 나타낸다. 이 온도를 유리 전이 온도 Tg (동적 점탄성)라 한다.

셀룰로오즈 아실레이트 필름은 바람직하게 0.01~2%의 헤이즈를 가진다. 헤이즈는 JIS K6714에 따른 헤이즈 미터기 HGM-2DP (Suga Test Instruments Co., Ltd. 제조) 를 가지고 40mm 폭과 80mm 길이의 표본으로 측정된다.

셀룰로오즈 아실레이트 필름은 48시간 동안 80℃ 및 90%RH일 때 바람직하게 5%보다 많지 않은 질량 변화를 나타내고, 24시간 동안 60℃ 및 95%RH일 때 또는 24시간 동안 90℃ 및 5%RH일 때 5%보다 많지 않은 치수 변화를 나타낸다.

셀룰로오즈 아실레이트 필름은 시간에 따른 LCD의 색상 변화의 감소를 위해 바람직하게 50×10^-13㎠/dyne 이하의 광탄성 계수를 가진다. 광탄성 계수는 10mm 폭 및 100mm 길이 표본에 장축방향으로 인장 응력 (tensile stress) 을 적용하고, 일립소미터 M150 (JASCO Corp. 제조) 를 가지고 리타데이션을 측정함으로써 측정된다. 광탄성 계수는 응력으로 리타데이션을 변화시키는 것으로부터 계산된다.

본 발명에서 사용가능한 보호필름은 광학 이방성층을 가지는 폴리머 필름을 더 포함하다. 광학 이방성층은 바람직하게 투명한 폴리머 필름, 배향막, 및 광학 이방성층 순서로 구성된다.

배향층은 유기 화합물로 형성된 층을 러빙하거나, 비스듬한 진공 증착에 의해 무기 화합물을 증착하거나, 또는 마이크로 홈으로 층을 형성하여 제공가능하다. 전기장 또는 자기장 적용 또는 광조사로 얼라인 기능을 전개하는 배향층이 또한 알려져 있다. 폴리머층의 배향에 의해 형성된 배향층이 특히 바람직하다. 러빙 처리는 바람직하게 종이 또는 옷감으로 주어진 방향으로 여러번 폴리머 층의 표면을 러빙하여 수행된다. 러빙 방향은 편광자의 흡수축과 실질적으로 평행한 것이 바람직하다. 배향층 제조를 위한 바람직한 폴리머는 폴리이미드, 폴리비닐 알콜, 및 JP-A-9-152509에 기재된 폴리머를 포함한다. 배향층은 바람직하게 0.01~5㎛, 더 바람직하게 0.05~2㎛의 두께를 가진다.

광학 이방성층은 바람직하게 액정 화합물, 특히 바람직하게 디스코틱 액정 화합물을 포함한다. 디스코틱 액정 화합물은 하기에 나타낸 트리페닐렌 유도체 에 의해 전형적으로 예증된 것처럼 측쇄가 방사형으로 연장된 디스코틱 코어를 가진다.

트리페닐렌 유도체:

열 또는 광 적용에 반응하는 치환체가 혼합될 수 있다. 디스코틱 액정 화합물의 바람직한 예는 JP-A-8-50206에서 제공된다.

배향층에 인접한 디스코틱 액정 분자는 실질적으로 프리틸트각을 가진 배향층의 러빙방향과 평행하게 배열된다. 대기와 마주보는 측면의 디스코틱 액정분자는 거의 수직으로 배열된다. 따라서, 디스코틱 액정층은 전체적으로 하이브리드 배열을 나타내고, 그에 의해서 TN 모드 TFT-LCD의 시야각을 넓히게 된다.

광학 이방성층은 보통 용매 내의 디스코틱 화합물 및 다른물질 (예를 들어, 중합가능한 모노머 및 광중합 개시제) 의 용액을 배향층으로 적용하고, 코팅 필름을 건조하고, 코팅 필름을 디스코틱 네마틱 상 형성의 온도로 가열하고, 예를 들어, 냉각 이후 UV 조사에 의해 모노머를 중합함으로써 얻어진다. 본 발명에서 사용되는 디스코틱 액정 화합물은 바람직하게 70~300℃, 더 바람직하게 70~170℃의 디스코틱 네마틱 액정상-고체상 전이 온도를 가진다.

디스코틱 화합물 이외에 광학 이방성에 첨가되는 화합물은 그것이 디스코틱 화합물과 상용가능하고 디스코틱 화합물의 배향을 방해하지 않는한 특히 한정되지 않고, 예를 들어, 틸트각이 변하도록 디스코틱 화합물 분자를 도와주는 화합물을 포함한다. 유용한 화합물은 바람직하게 중합가능한 모노머 (예를 들어, 비닐기, 비닐록시기, 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기를 가지는 화합물), 대기를 마주보는 측면에서 배향 제어를 수행하는 불소-함유 트리아진 화합물, 그리고 셀룰로오즈 아세테이트, 셀룰로오즈 아세테이트 프로피오네이트, 히드록시프로필 셀룰로오즈, 및 셀룰로오즈 아세테이트 부티레이트와 같은 폴리머를 포함한다. 이들 화합물은 디스코틱 화합물을 기준으로, 보통 0.1~50중량%, 더 바람직하게 0.1~30중량%의 양으로 첨가된다.

광학 이방성층의 두께는 바람직하게 0.1~10㎛, 더 바람직하게 0.5~5㎛이다.

광학 이방성층은 용매 내의 비-액정 화합물의 용액을 기판에 적용한 후 열 건조함으로써 제조된 비-액정 폴리머일 수 있다. 유용한 비-액정 화합물은 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리에테르 케톤, 폴리아릴 에테르 케톤, 폴리아미드-이미드, 및 폴리에스테르-이미드와 같은 폴리머를 포함한다. 이러한 폴리머는 단독으로 또는 폴리아릴 에테르 케톤과 폴리아미드의 혼합물과 같은 다른 기능기를 가지는 2 이상의 혼합물로서 적용가능하다. 이러한 폴리머 중에서 높은 투명성, 높은 배향 특성, 및 높은 연신력 면에서 폴리이미드가 바람직하다. 기판은 바람직하게 트리아세틸 셀룰로오즈 (TAC) 필름이다.

비-액정층과 기판의 적층은 텐터에 의해서 횡방향으로 바람직하게 1.5배 연실될 수 있다. 이로써 연신된 적층이 편광자를 마주하는 기판 측면에 편광자로 적용된다.

광학 이방성층은 또한 350nm 이하의 파장 영역에서 선택적으로 빛을 반사하는 배향되고 고정된 콜레스테릭 액정층일 수 있다. 콜레스테릭 액정화합물은 상기에서 열거된 선택 반사를 나타내는 JP-A-3-67219, JP-A-3-140921, JP-A-5-61039, JP-A-6-186534, 및 JP-A-9-133810에 기재된 것으로부터 선택된다. 배향막 고정층의 안정성 견지에서, 콜레스테릭 액정층은 바람직하게 콜레스테릭 액정 폴리머, 카이랄제를 포함하는 네마틱 액정폴리머, 또는 그와같은 액정폴리머를 형성하기 위해서 광 또는 열 적용으로 중합할 수 있는 화합물로 형성된다.

광학 이방성층으로써 콜레스테릭 액정층은, 예를 들어, 콜레스테릭 액정 화합물을 기판에 코팅함으로써 형성된다. 위상차 제어 등을 위해서, 콜레스테릭 액정 화합물이 층으로 적용될 수 있거나, 또는 다른 콜레스테릭 액정 화합물이 층으로 적용될 수 있다. 적용은 그라비어 코팅, 다이 코팅, 또는 딥핑과 같은 적합한 코팅법에 의해 수행된다. 기판은 바람직하게 TAC 필름 또는 임의의 다른 폴리머 필름이다.

액정-함유 광학 이방성층을 제조하기 위해서, 액정배향을 위한 임의 방법이 취해진다. 그 방법 중에서 액정 화합물이 배향층 상에 적용되고 그것에 의해 얼라인되는 방법이 있다. 배향층은 유기 화합물 (예를 들어, 폴리머) 의 러빙층, 무기 화합물의 비스듬히 증착된 층, 마이크로 홈을 가진 층, 및 유기화합물 (예를 들어, ω-트리코사노산, 디옥타데실메틸암모늄 클로라이드, 및 메틸 스테아레이트) 의 랭뮤어-블로제트 (Langmuir-Blodgett, LB) 멤브레인을 축적함으로써 형성된 층을 포함한다. 광조사로 배향 기능을 전개하는 배향층이 또한 포함된다. 더욱이, 액정분자가 연신된 필름에 적용되고 그것에 의해 배향되는 배향 기술 (JP-A-3-9325 참고) 또는 인가된 전기장 또는 자기장에서 액정분자가 배향되는 기술이 사용될 수 있다. 액정배향은 가능한 한 균일한 것이 바람직하고, 층 내의 액정분자는 배향상태로 고정된 것이 바람직하다.

셀룰로오즈 아실레이트 필름이 편광자의 보호필름으로 사용되는 본 발명의 편광판은 특별한 제약없이 일반적인 방법으로 생산된다. 예를 들어, 셀룰로오즈 아실레이트 필름이 알칼리로 처리되고, 완전히 비누화된 PVA의 수용액에 의해서 PVA 편광자의 일면 또는 양면에 부착된다. 셀룰로오즈 아실레이트 필름은 JP-A-6-94915 및 JP-A-6-118232에 기재된 바와 같이, 알칼리 처리 대신에 간단한 접착을 위해 처리될 수 있다. 처리된 보호필름의 표면과 편광자 사이에 적용할 수 있는 접착제는 PVA 및 폴리비닐 부티랄과 같은 PVA 접착제 그리고 부틸 아크릴레이트와 같은 비닐 라티스를 포함한다. 편광판은 편광자 및 그 양측면 상의 보호필름으로 구성된다. 편광자는 그 일측면이 이형가능한 보호시트로 더욱 보호되고 다른 측면이 별도의 시트로 더욱 보호되는 것이 가능하다. 이형가능한 보호 시트 및 별도의 시트 모두는 제품 운송 또는 검사 동안 편광자를 보호한다. 보호시트는 편광자의 뷰어 측면을 보호하기 위한 것인 반면, 별도의 시트는 편광자를 액정셀에 부착시키는 접착층을 커버하기 위한 것이다. 셀룰로오즈 아실레이트 보호 필름은 바람직하게 저속축이 편광자의 투과축과 일치되도록 하면서 편광자에 부착된다.

셀룰로오즈 아실레이트 필름의 저속축과 편광자의 흡수축 사이에 직각의 정 밀도 (편광자의 투과축에 수직한) 가 1°를 넘는다면, 직교 니콜 하에서 조립된 편광판은 직교 니콜하에서의 편광 성능이 저하되어 빛샘을 야기시킨다. 액정셀과 조합될 때, 그와 같은 편광판은 충분한 블랙 레밸 또는 콘트라스트를 제공하기 힘들 것이다. 그러므로, 편광자의 투과축으로부터의 셀룰로오즈 아실레이트 필름의 주요 굴절률 nx의 방향의 편차는 바람직하게 1° 이내이고, 더 바람직하게 0.5°이내이다.

필요에 따라, 프라이머층 또 백코팅층과 같은 기능층에 대한 향상된 접착성을 가지기 위해서 셀룰로오즈 아실레이트 필름이 표면 처리될 수 있다. 적합한 표면 처리는 글로우 방전 처리, UV 조사 처리, 코로나 처리, 염 처리, 및 알칼리 처리를 포함한다. 글로우 방전 처리는 10^-3~20Torr의 낮은 가스 압력하에서의 저온 플라즈마 처리 또는 대기압 하에서의 플라즈마 처리일 수 있다. 상기 조건 하에서 플라즈마를 형성하는 플라즈마 가스는 아르곤, 헬륨, 네온, 크립톤, 제논, 질소, 이산화탄소, 테트라플루오로메탄과 같은 플루오로카본, 및 그 혼합물을 포함한다. 가스를 형성하는 플라즈마는 Journal of Technical Disclosure, No. 2001-1745, pp. 30-32, 발명 및 기술혁신의 일본 협회, March, 2001 에 상세히 기재된다. 최근 주의를 끌고 있는 대기압 플라즈마 처리는 예를 들어, 10~1000keV 하에서 20~500kGy의 조사 에너지, 더 바람직하게 30~500keV 하에서 20~300kGy의 조사 에너지를 적용한다. 상술된 표면 처리 중에서, 셀룰로오즈 아실레이트 필름의 접착성을 향상시키는데 알칼리 처리 (즉, 비누화) 가 특히 효과 적이다.

알칼리 비누화 처리는 바람직하게 셀룰로오즈 아실레이트 필름을 비누화 용액 탱크에 직접 섞거나 또는 딥 코팅, 커튼 코팅, 압출 코팅, 바 코팅, 압출 슬라이드 코팅 등에 의해서 필름을 비누화 용액으로 코팅함으로써 수행된다. 비누화 용액의 제조에 사용되는 용매는, 표면 이상을 야기하지 않고 셀룰로오즈 아실레이트 필름 상에 만족스러운 젖음 특성을 가지고 필름 표면을 우수한 상태로 유지하기 위해서 선택되어야 한다. 이러한 관점에서, 알콜 용매, 특히 이소프로필 알콜이 바람직하다. 표면 활성제의 수용액은 또한 용매로써 작용할 수 있다. 비누화 용액의 알칼리는 선택된 용매에 녹기 쉬운 것으로 선택된다. 수산화 칼륨 또는 수산화 나트륨이 바람직하다. 비누화 용액의 pH는 바람직하게 10이상, 더 바람직하게 12이상이다. 알칼리 비누화는 바람직하게 실온에서 1초~5분 동안, 더 바람직하게 5초~5분 동안, 보다 더 바람직하게 20초~3분 동안 수행된다. 비누화 반응 이후, 셀룰로오즈 아실레이트 필름의 비누화된 표면은 바람직하게 물로 세정되거나 연속적으로 산 및 물로 세정된다.

본 발명의 편광판은 바람직하게 편광판의 다른 측면 상의 보호필름의 표면 상에 제공되는 하드코트층, 안티글레어층, 및 반사방지층으로부터 선택된 하나 이상의 기능층을 가진다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 액정 디스플레이에서 채용될 때, 액정셀에 대한 편광판의 반대 측면에 제공된 보호필름 (TAC 2) 상에 기능층을 제공하는 것이 바람직하다. 하나의 기능층은 조합된 기능을 가질 수 있다. 예를 들어, 안티글레어층은 반사방지층 또는 하드코트층처럼 조합된 기능 을 가질 수 있다.

뷰어 측면 보호필름 상에 기능층을 가지는 편광판의 바람직한 실시형태에서, 광산란 서브층 및 저굴절률 서브층으로 구성된 반사방지층 및 중간 굴절률 서브층, 고굴절률 서브층, 및 저굴절률 서브층 순서로 구성된 반사방지층이 뷰어 측면의 보호필름 상에 제공된다.

광산란 서브층은 바람직하게 분산된 매트 입자를 포함한다. 매트 입자가 없는 광산란 서브층의 부분은 바람직하게 1.50~2.00의 굴절률을 가지는 반면, 광 산란 서브층에 제공된 저굴절률 서브층은 1.20~1.49의 굴절률을 가진다. 광산란 서브층은 안티글레어 기능 및 하드 코트 기능 모두를 가진다. 광산란 서브층은 단일층 구조 또는 예를들어 2~4개로 분할된 층으로 구성되는 멀티층 구조를 가질 수 있다.

반사방지층은 바람직하게 다음의 표면 프로파일을 가지도록 설계된다: 0.08~0.40㎛의 Ra (중앙선 평균 표면 거칠기); Ra의 10배보다 많지 않은 Rs (10 포인트 높이 파라미터); 1~100㎛의 Sm (중앙선에서 프로파일 피크 사이의 중앙 공간); 0.5㎛ 이하의 가장 깊은 골 (valley) 로부터 측정된 피크 높이의 표준 편차; 0.2㎛ 이하의 Sm (중앙선에서 프로파일 피크 사이의 중앙 공간) 의 표준 편차; 그리고 0°~5° 기울기의 비율이 10% 이상이다. 상기 표면 프로파일 파라미터를 만족하는 반사방지층은 육안으로 관찰시 충분한 안티글레어 성능과 균일한 매트 외형을 달성한다. 반사된 광이 중간색 (neutral tint) 을 가지도록 하기 위해서, 반사방지층에서 반사된 광은, 표준 광원 C 하에서, 바람직하게 -2~2의 a* 값 및 -3~3의 b* 값을 가지고, 380~780nm의 파장 영역에서 최소 대 최대 굴절률비는 바람직하게 0.5~0.99이다. 또한, 화이트 디스플레이의 황색화를 감소시키기 위해서, 표준 광원 C 하에서, 전송된 광의 b* 값이 0~3인 것이 바람직하다. 더욱이, 평면 광원과 반사방지층 사이에 40㎛×120㎛의 격자가 배치될 때, 반사방지층은 그 표면 상에 20 이하의 표준편차의 밝기 분포를 가지는 것이 바람직하다. 이러한 밝기 분포로, 고선명도 패널에 적용된 편광판이 글레어를 감소시킨다.

반사방지층은 바람직하게 2.5% 이하의 정반사도, 90% 이상의 투과도, 및 70% 이하의 60°광택 (gloss) 을 가진다. 이러한 광학 특성으로, 외부광의 반사가 억제되고, 디스플레이 가시력이 향상된다. 정반사도는 더 바람직하게 1% 이하이고, 보다 더 바람직하게 0.5% 이하이다. 고선명도 LCD 패널에 적용될 때 문자의 비-글레어 및 선명도 (clarity) 를 달성하기 위해서, 반사방지층은 바람직하게 20~50%의 헤이즈를 가지고, 내부 헤이즈에 대한 총 헤이즈 비율이 0.3 대 1이고, 상부에 저굴절률 서브층이 없는 광산란 서브층의 헤이즈 및 광산란 서브층과 그 상부에 형성된 저굴절률 서브층 사이의 헤이즈 차가 15%이하이고, 0.5mm의 광학 콤 (comb) 폭에서 전송된 이미지 선명도가 20~50%이며, 그리고 수직방향으로부터 2°벗어난 입사광에 대한 수직 입사광의 전송비가 1.5~5.0인 것이 바람직하다.

반사방지층 형성시 사용가능한 저굴절률 서브층은 바람직하게 1.20~1.49, 더 바람직하게 1.30~1.44의 굴절률을 가진다. 저굴절을 확보하기 위해서, 저굴절률 서브층은 바람직하게 하기 식을 만족한다:

(m/4)λ×0.7＜n1d1＜(m/4)λ×1.3

여기서, m은 양의 홀수이고; n1은 저굴절률 서브층의 굴절률이고; d1은 저굴절률 서브층의 두께 (nm) 이며, 그리고 λ는 500~550nm 범위의 파장이다.

저굴절률 서브층은 바람직하게 저굴절률 바인더로써 플루오로폴리머를 포함한다. 플루오로폴리머는 바람직하게 가열 또는 이온 조사의 적용으로 가교결합된 폴리머이고, 바람직하게 0.03~0.20의 동적 마찰계수, 90~120°의 물과의 접촉각, 70°이하의 순수 물방울 슬라이딩 각도를 가진다. 이미지 디스플레이의 반사방지층으로 적용되고 상용 가능한 접착 테이프 또는 라벨이 바람직하게 쉽게 스트립된다는 점을 고려하여, 상업적으로 이용가능하고 압력에 민감한 접착 테이프에 대한 저굴절률 서브층의 접착 강도는, 바람직하게 500gf 이하, 더 바람직하게 300gf 이하, 보다 더 바람직하게 100gf 이하이며, 이것은 인장 테스터로 측정된다. 스크래치 저항을 확보하기 위해서, 저굴절률 서브층은 바람직하게 0.3Gpa 이상, 더 바람직하게 0.5Gpa 이상의 표면 경도 (hardness) 를 가지며, 이것은 마이크로 경도계로 측정된다.

플루오로폴리머는 퍼플루오로알킬-함유 실란 화합물 (예를 들어, 헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라히드로데실)트리에톡시실란) 및 플루오로모노머 단위체와 가교결합력을 제공하는 모노머 유닛을 포함하는 불소-함유 코폴리머의 가수분해에 이어 탈수 응축에 의해 얻어진 것을 포함한다.

플루오로모노머의 예는 플루오로올레핀 (예를 들어, 플루오로에틸렌, 비닐리덴 플루오라이드, 테트라플루오로에틸렌, 퍼플루오로옥틸에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 및 퍼플루오로-2,2-디메틸-1,3-디옥솔)과, 부분적으로 또는 완전히 불소화된 알킬 에스테르 유도체인 (메타)아크릴산 ("(메타)아크릴산"은 아크릴산 및/또는 메타아크릴산을 나타냄, 이하 동일) (예를 들어, Osaka Organic Chemical Industry, Ltd.가 제조한 Viscoat 6FM과 Daikin Industries, Ltd.가 제조한 M-2000) 과, 그리고 부분적으로 또는 완전히 불소화된 비닐 에테르를 포함한다. 퍼플루오로올레핀이 바람직하다. 헥사플루오로프로필렌은 그 굴절률, 용해도, 투명도, 및 효용성이라는 점에서 특히 바람직하다.

가교결합력을 제공하기 위한 단위체는, 글리시딜 (메타)아크릴레이트 ("(메타)아크릴레이트"는 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트를 나타냄, 이하 동일) 과 글리시딜 비닐 에테르와 같은 자기-가교결합 기능성을 가지는 모노머로부터 유도된 것; (메타)아크릴산, 메티롤 (메타)아크릴레이트, 히드록시알킬 (메타)아크릴레이트, 알릴 아크릴레이트, 히드록시에틸 비닐 에테르, 히드록시부틸 비닐 에테르, 말레산, 및 크로톤산과 같이 카르복실기, 히드록실기, 아미노기 또는 술포기를 포함하는 모노머로부터 유도된 것; 및 폴리머 반응 (예를 들어, 아크릴산 클로라이드를 형성하기 위해서 아크릴로일기를 히드록실기에 혼합하는 것에 의함) 을 통해서 가교결합 기능기 (예를 들어, (메타)아크릴로일기) 를 상기에서 열거된 단위체에 혼합하여 생성된 것을 포함한다.

불소-함유 코폴리머는, 플루오로모노머 단위체 및 가교결합력을 제공하는 단위체 이외에, 용매 용해성 및 투명도를 향상시키기 위해서 불소-제거 모노머 단위체를 더 포함할 수 있다. 그와같은 추가 모노머는, 이에 한정되지 않지만, 올레핀 (예를 들어, 에틸렌, 프로필렌, 이소프렌, 비닐 클로라이드, 및 비닐리덴 클 로라이드), 아크릴 에스테르 (예를 들어, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 및 2-에틸헥실 아크릴레이트), 메타크릴 에스테르 (예를 들어, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 및 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트), 스티렌 유도체 (예를 들어, 스티렌, 디비닐벤젠, 비닐톨루엔, 및 α-메틸스티렌), 비닐 에테르 (예를 들어, 메틸 비닐 에테르, 에틸 비닐 에테르, 및 사이클로헥실 비닐 에테르), 비닐 에스테르 (예를 들어, 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 및 비닐 신나메이트), 아크릴아미드 (예를 들어, N-t-부틸아크릴아미드 및 N-사이클로헥실아크릴아미드), 메타크릴아미드, 및 아크릴로니트릴 유도체를 포함한다.

경화제가 JP-A-10-25388 및 JP-A-10-147739에 개시된 바와 같이, 상술된 폴리머에 적절히 첨가될 수 있다.

광산란 서브층은 표면 산란 및/또는 내부 산란과 스크래치 저항을 향상시키기 위한 하드코트 특성을 위해서 제공된다. 따라서, 광산란 서브층은 하드 코트 특성을 전개하기 위한 바인더, 광산란 특성을 전개하기 위한 매트 입자, 및 원한다면, 굴절률을 향상시키고, 가교결합시 수축을 방지하며, 그리고 강도를 증가시키기 위한 무기 필러를 포함한다. 광산란 서브층은 또한 안티글레어 층을 가지는 편광판을 제공하기 위해서 안티글레어 층으로서의 기능도 또한 수행한다.

광산란 서브층은 하드코트 특성을 확보하기 위해서, 바람직하게 1~10㎛, 더 바람직하게 1.2~6㎛의 두께를 가진다. 너무 작은 두께는 결과적으로 만족스럽지 못한 경도를 야기시킨다. 너무 두꺼운 층은 컬 및 취약성 (brittleness) 과 같은 나쁜 공정능력을 가지는 경향이 있다.

광산란 서브층의 바인더는 바람직하게 포화 탄화수소 주쇄 또는 폴리에테르 주쇄를 가지는 폴리머, 더 바람직하게, 포화 탄화수소 주쇄를 가지는 폴리머이다. 바인더 폴리머는 바람직하게 가교결합 구조를 가진다. 포화 탄화수소 주쇄를 가지는 바인더 폴리머는 바람직하게 에틸렌 불포화된 모노머의 폴리머이다. 포화 탄화수소 주쇄 및 가교결합 구조를 가지는 바인더 폴리머는 바람직하게 2 이상의 에틸렌-불포화기를 포함하는 모노머의 호모- 또는 코폴리머를 포함한다. 그와같은 모노머는 증가된 굴절률을 가지는 바인더 폴리머를 제공하기 위해서, 방향족 고리 또는 불소, 황 원자, 인원자 및 질소 원자를 제외한 할로겐 원자로부터 선택된 하나 이상의 원자를 가질 수 있다.

2 이상의 에틸렌 불포화기를 함유하는 모노머의 예는 에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 1,4-사이클로헥산 디아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 트리메티롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리메티롤에탄 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 1,2,3-사이클로헥산 테트라메타크릴레이트, 폴리우레탄 폴리아크릴레이트, 및 폴리에스테르 폴리아크릴레 이트와 같은 다가 알콜 및 (메타)아크릴산의 에스테르; 상기 에스테르의 에틸렌 산화-변형된 생성물; 1,4-디비닐벤젠, 2-아크릴로일에틸 4-비닐벤조에이트, 및 1,4- 디비닐사이클로헥사논과 같은 비닐벤젠 및 그 유도체; 비닐술폰 (예를 들어, 디비닐술폰), 아크릴아미드 (예를 들어, 메틸렌비사크릴아미드); 및 메타크릴아미드를 포함한다. 이들 모노머는 2 이상의 조합으로써 적용될 수 있다.

고굴절률을 제공하는 모노머는 비스(4-메타크릴로일티오페닐) 술파이드, 비닐나프탈렌, 비닐 페닐 술파이드, 및 4-메타크릴록시페닐-4'-메톡시페닐 티오에테르를 포함한다. 이들 모노머 또한 2 이상의 조합으로써 적용될 수 있다.

에틸렌 불포화기-함유 모노머의 중합은 라디칼 광개시제 또는 라디칼 열개시제의 존재하에서 이온 조사 또는 가열을 적용함으로써 수행될 수 있다. 따라서, 광산란 서브층은 보호필름에 에틸렌 불포화기-함유 모노머, 라디칼 광개시제 또는 열개시제, 매트 입자, 및 무기 필러를 포함하는 코팅 혼합물을 적용하고 방사-유도 또는 열-유도 중합에 의해 코팅층을 경화함으로써 형성된다. 공지된 라디칼 광개시제 및 라디칼 열개시제가 사용가능하다.

폴리에테르 주쇄를 가지는 폴리머는 바람직하게 다작용성 에폭시 화합물의 개환 중합물이다. 다작용성 에폭시 화합물의 개환 중합은 포토 산 발생기 (photo-acid generator) 또는 열 산 발생기 (heat acid generator) 의 존재하에서, 이온 조사 또는 가열을 적용함으로써 수행된다. 따라서, 광산란 서브층은 다작용성 에폭시 화합물, 광-산 발생기 또는 열 산 발생기, 매트 입자, 및 무기 필러의 코팅 혼합물을 보호필름에 적용하고 이온조사-유도 중합 또는 가열-유도 중합에 의해서 상기 코팅층을 경화함으로써 형성가능하다.

모노머 혼합물은 2 이상의 에틸렌 불포화기를 가지는 모노머를 대신하여 또 는 이에 부가하여 가교결합 기능기를 가지는 모노머를 포함할 수 있고, 그로써 가교 결합 기능기의 반응에 의해 바인더 폴리머에 가교 결합 구조를 도입한다.

가교결합 기능기의 예는 이소시안네이트기, 에폭시기, 아지리딘기, 옥사졸린기, 알데하이드기, 카르보닐기, 히드라진기, 카르복실기, 메티롤기, 및 활성 메틸렌기를 포함한다. 또한, 가교결합 구조를 도입할 수 있는 모노머에 비닐 술폰산, 산 무수화물, 시아노아크릴레이트 유도체, 멜라민, 에테르화된 메티롤, 에스테르, 우레탄, 및 테트라메톡시실란과 같은 금속 알콕사이드가 포함된다. 블록 이소시안네이트기와 같이, 가교결합력을 전개하기 위해 분해하는 기능기가 또한 유용하다. 즉, 여기에 언급된 가교결합 기능기는 반응-준비된 것뿐만 아니라 가교결합할 준비가 되도록 분해하는 기를 포함한다. 가교결합 기능기와 같은 것을 포함하는 바인더 폴리머는 코팅 혼합물이 도포된 후 가열될 때 가교결합 구조를 형성한다.

안티글레어 특성을 부여하기 위한 광산란 서브층에 사용되는 매트 입자는 필러 입자보다 크고, 보통 1~10㎛, 바람직하게 1.5~70㎛의 평균 입자 크기를 가진다. 매트 입자는 무기 화합물 입자와 레진 입자를 포함한다.

매트 입자의 예는 실리카 및 티타늄 디옥사이드와 같은 무기 화합물의 입자와, 아크릴 레진, 가교결합된 아크릴 레진, 폴리스티렌, 가교결합된 폴리스티렌, 멜라민 레진, 및 벤조구아나민 레진과 같은 레진 입자를 포함한다. 그중 바람직한 것은 가교결합된 스티렌, 가교결합된 아크릴 레진, 가교결합된 아크릴 스티렌 레진, 및 실리카의 입자들이다. 매트 입자의 형상은 구형이거나 또는 불규칙할 수 있다.

입자 크기가 다른 2종류 이상의 매트 입자는 조합하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 큰 입자는 비-글레어에 기여하고, 작은 입자는 다른 광학 특성에 기여할 수 있다.

매트 입자가 단일-분산 입자 크기 분포를 가지는 것이 바람직하다. 즉, 매트 입자는 가능한 한 입자 지름이 서로 유사한 것이 바람직하다. 중간 입자 크기보다 20% 이상 큰 입자는 큰 입자로 간주되며, 모든 입자 중에서 그와 같이 큰 입자의 비율은 바람직하게 1% 이하, 더 바람직하게 0.1% 이하, 보다 더 바람직하게 0.1% 이하이다. 작은 크기 분포를 가진 매트 입자는, 일반적인 방법으로 합성된 바와같이 입자를 분류함으로써 제조된다. 많아진 분류 횟수 및/또는 높아진 분류도는 크기 분포를 더 좁히고 그 결과 보다 바람직해진다.

매트 입자는 광 산란 서브층에서 바람직하게 10~1000mg/㎡, 더 바람직하게 100~700mg/㎡의 양으로 사용된다.

매트 입자의 입자 크기 분포는 코울터 카운터 (Coulter counter)로 측정된다. 측정된 분포는 숫자 분포로 변환된다.

광 산란 서브층의 굴절률을 증가시키기 위해서, 광 산란 서브층은 바람직하게 무기 필러로써, 0.2㎛ 이하, 더 바람직하게 0.1㎛ 이하, 보다 더 바람직하게 0.06㎛ 이하의 중간 입자 크기를 가지는 티타늄, 지르코늄, 알루미늄, 인듐, 아연, 틴 및 안티몬 중 하나 이상의 금속 산화물을 포함한다.

고굴절률을 가지는 매트 입자가 사용되는 곳에서, 광 산란 서브층의 굴절률 을 반대로 감소시키는데 도움이 되는 필러로써 실리콘 산화물을 사용하는 것이 바람직한 처리이고, 그것에 의해 매트 입자로부터 굴절률 차이가 증가된다. 상술된 무기 필러의 입자 크기에 대한 선호도는 실리콘 산화물 입자에 적용한다.

광 산란 서브층에 유용한 무기 필러의 예는 TiO₂, ZrO₂, Al₂O₃, In₂O₃, ZnO, SnO₂, Sb₂O₃, ITO, 및 SiO₂를 포함한다. TiO₂ 및 ZrO₂는 굴절률을 증가시키는데 바람직하다. 무기 필러는 바인더 종과 반응하는 기능기를 도입하기 위해서 실란 커플링제 또는 티탄 커플링제로 표면 처리될 수 있다.

무기 필러의 양은 광 산란 서브층의 총 중량을 기준으로, 바람직하게 10~90% 첨가되고, 더 바람직하게 20~80% 첨가되고, 보다 더 바람직하게 30~75% 첨가된다. 열거된 입자 크기의 필러는 광 파장에 비교될 만큼 충분히 작고, 그 결과 광산란을 일으키지 않는다. 바인더 폴리머에서의 그와 같은 필러의 분산계는 광학 단일 성분처럼 작용한다.

광 산란 서브층에서 바인더와 무기 필러 혼합물의 벌크 굴절률은 바람직하게 1.50~2.00이고, 더 바람직하게 1.51~1.80이며, 그것은 바인더와 무기 필러의 종류와 비율을 적절히 선택하는 것에 의해 달성될 수 있다. 선택은 간단히 실험적으로 정해진다.

광 산란 서브층을 형성하기 위한 코팅 혼합물은 코팅 요철, 건조 요철 및 점 결점을 방지하고 그것에 의해 막 균일성을 확보하기 위해서 불소-함유 표면 활성제 및/또는 실리콘 표면 활성제를 포함할 수 있다. 불소-함유 표면 활성제는 감소 된 첨가량으로 특히 코팅 요철, 건조 요철, 점 결점 및 유사한 코팅 결점을 감소시키는 성능에 바람직하다. 표면 활성제의 사용에 의해서, 코팅 결점이 줄어들고, 그것은 고속 코팅을 가능케 하여 결국 생산성을 향상시킨다.

전술한 바와 같이, 반사방지층은 하나 이상의 중간 굴절률 서브층, 고굴절률 서브층, 및 저굴절률 서브층으로 구성되는 구조를 가질 수 있다. 중간 굴절률 서브층은 보호필름에 가장 근접하고, 저굴절률 서브층은 최외곽에 있다.

그러한 층 구조를 가지는 반사방지층은 다음 관계식을 만족시키도록 디자인된다: 고굴절률 서브층의 굴절률>중간 굴절률 서브층의 굴절률>보호필름의 굴절률>저굴절률 서브층의 굴절률. 하드코트 서브층은 보호필름과 중간 굴절률 서브층 사이에 제공될 수 있다. 반면에, 하드코트 서브층은 중간 굴절률 서브층과 고굴절률 서브층 사이에 제공될 수 있다. 본 발명에서 적용가능한 반사방지층 구조는 예를 들어, JP-A-8-122504, JP-A-8-110401, JP-A-10-300902, JP-A-2002-243906, 및 JP-A-2002-111706에 기재된다.

각 서브층은 추가 기능을 가질 수 있다. 예를 들어, 저굴절률 서브층은 얼룩방지 특성이 주어질 수 있고, 또는 고굴절률 서브층은 정전기 방지 특성이 주어질 수 있다. 상세하게, JP-A-10-206603 및 JP-A-2002-243906을 참조할 수 있다.

반사방지층은 바람직하게 5% 이하, 더 바람직하게 3% 이하의 헤이즈를 가지고, 그리고 바람직하게 H 이상, 더 바람직하게 2H 이상, 보다 더 바람직하게 3H 이상의 펜슬 경도를 가지며, JIS K5400에 의해 측정된다.

중간 굴절률 서브층 및 고굴절률 서브층은 각각 고굴절률 및 100nm 이하의 중앙 입자 크기를 가지는 하나 이상의 무기 화합물 입자와 매트릭스로서 바인더를 함유하는 경화된 필름이다.

고굴절률을 가진 무기 화합물은 Ti, Zn, Sb, Sn, Zr, Ce, Ta, La In 등의 산화물 또는 복합 산화물과 같은, 1.65 이상의 굴절률을 가지는 것, 바람직하게 1.9 이상의 굴절률을 가지는 것을 포함한다.

그와같은 고굴절 미립자는, 예를 들어, 실란 커플링제 (JP-A-11-295503, JP-A-11-153703, 및 JP-A-2000-9908 참조), 음이온 화합물 또는 유기금속 커플링제 (JP-A-2001-310432 참조)와 같은 표면 처리제로, 입자의 표면 처리하는 것에 의해 얻을 수 있고; 중심부로써 고굴절률 입자를 가지는 중심부/껍데기 구조를 형성하는 것 (JP-A-2001-166104 참조) 에 의해 얻을 수 있으며; 또는 특정 분산제를 사용하는 것 (JP-A-11-153703, 미국 특허 제 6,210,858호, 및 JP-A-2002-277609 참조) 에 의해 얻을 수 있다.

매트릭스-형성 바인더는 공지된 열가소성 레진 및 공지된 경화 레진을 포함한다. 바인더는 바람직하게 2 이상의 라디칼 중합가능기 및/또는 양이온 중합가능기를 가지는 다작용성 화합물을 함유하는 구성물과, 가수분해성기를 가지는 유기금속 화합물 또는 그것의 부분 응축 생성물을 함유하는 구성물과, 그리고 이들 구성물의 혼합물을 포함한다. 이들 화합물의 예는 JP-A-2000-47004, JP-A-2000-315242, JP-A-2001-31871, 및 JP-A-2001-296401에 기재된다.

가수분해에 연이은 금속 알콕사이드의 응축에 의해 제조된 콜로이달 금속 산 화물 및 금속 알콕사이드를 함유하는 구성물로부터 얻어진 경화된 필름이 또한 바람직한 매트릭스이다. 상기 필름은 예를 들어, JP-A-2001-293818에 기재된다.

고굴절률 서브층은 바람직하게 1.70~2.20의 굴절률을 가지고, 바람직하게 5nm~10㎛, 더 바람직하게 10nm~1㎛의 두께를 가진다.

중간 굴절률 서브층의 굴절률은 저굴절률 서브층의 굴절률 (이하, 열거됨) 과 고굴절률 서브층은 굴절률 사이에 있도록 조절된다. 중간 굴절률 서브층은 바람직하게 1.50~1.70의 굴절률을 가지고, 바람직하게 5nm~10㎛, 더 바람직하게 10nm~1㎛의 두께를 가진다.

고굴절률 서브층 상에 형성된 저굴절률 서브층은 바람직하게 1.20~1.55, 더 바람직하게 1.30~1.50의 굴절률을 가진다.

저굴절률 서브층은 바람직하게 스크래치-저항 및 얼룩방지의 외곽 서브층으로 디자인된다. 표면에 대해 슬립 (slip) 특성을 부여하는 것은 스크래지 저항을 크게 향상시키는데 효과적인 방법이고, 그것은 실리콘 화합물 또는 불소-함유 화합물을 이용한 공지된 박막 기술을 적용함으로써 달성될 수 있다.

불소-함유 화합물은 바람직하게 가교결합 기능기 또는 중합가능 기능기를 함유하고 35~80중량%의 불소 함량을 가지는 것을 포함한다. 불소-함유 화합물의 예는 JP-A-9-222503, 단락 [0018]-[0026]와, JP-A-11-38202, 단락 [0019]-[0003]과, JP-A-2001-40284, 단락 [0027]-[0028]과, 그리고 JP-A-2000-284102에 제공된다. 불소-함유 화합물은 바람직하게 1.35~1.50, 더 바람직하게 1.36~1.47이다.

실리콘 화합물은 필름에 가교결합 구조를 형성하기 위해서 폴리머 체인 내에 경화성 기능기 또는 중합가능 기능기를 바람직하게 함유하는 폴리실록산 화합물이다. 예는 양 말단에 살란올기를 가지는 반응성 실리콘 (Chisso Corp.로부터 이용가능한 실라플레인 (Silaplane)) 과 폴리실록산을 포함한다 (JP-A-11-258403 참조).

불소-함유 폴리머 또는 실리콘을 포함하는 저굴절률 서브층은, 고굴절률 서브층 등에 가교결합성기 또는 중합가능기, 중합 개시제, 감광제 (sensitizer) 등을 포함하는 불소-함유 화합물 또는 폴리실록산 화합물로 구성되는 코팅 혼합물을 바람직하게 도포하고 그리고 코팅과 동시에 또는 코팅 이후 상기 코팅층에 광 또는 열을 적용함으로써 형성된다.

촉매 존재하에서 실란 커플링제와 같은 유기금속 화합물 및 특정 불화탄화수소기를 포함하는 실란 커플링제 사이에 응축 경화 반응에 의해 형성되고 졸-겔로 굳어진 필름이 또한 바람직하다. 후자의 실란 커플링제 예는 폴리플루오로알킬-함유 실란 화합물 또는 그것의 부분 가수분해-응축 생성물, 특히 JP-A-58-142958, JP-A-58-147483, JP-A-58-147484, JP-A-9-157582, 및 JP-A-11-106704에 기재된 화합물; 그리고 JP-A-2000-117902, JP-A-2001-48590, 및 JP-A-2002-53804에 기재된 화합물과 같은, 퍼플루오로알킬 에테르기 (즉, 불소-함유 긴 체인) 를 가지는 실리 화합물을 포함한다.

상술된 성분 이외에, 저굴절률 서브층은 필러, 실란 커플링제, 슬립제 및 표면 활성제와 같은 다른 첨가제를 함유할 수 있다. 유용한 필러의 예는 실리콘 디옥사이드 (실리카) 및 불소-함유 화합물 (예를 들어, 마그네슘 불화물, 칼슘 불 화물, 및 바륨 불화물)과 같은 저굴절률 및 1~150nm의 평균 주요 입자 크기를 가지는 무기 화합물의 입자와 JP-A-11-3820, 단락 [0020]-[0038]에 기재된 미세 유기 입자를 포함한다.

외곽층 다음에 저굴절률 서브층이 제공된 경우, 저굴절률 서브층은 진공 증발, 스퍼터링, 이온 플레이팅 또는 플라즈마-보조 CVD와 같은 기상 처리에 의해 형성될 수 있다. 그럼에도 불구하고 경제적 측면에서 습식 코팅 방법이 바람직하다.

저굴절률 서브층은 바람직하게 30~200nm, 더 바람직하게 50~150nm, 보다 더 바람직하게 60~120nm의 두께를 가진다.

하드코트층은, 보호필름에 물리적 강도를 제공하기 위해서, 반사방지층을 가지는 보호필름 상에 제공된다. 그것은 바람직하게 투명 기판과 고굴절률 서브층 사이에 제공된다. 하드코트층은 바람직하게 광-경화 또는 열-경화 화합물의 가교결합 또는 중합에 의해 형성된다. 경화 화합물의 경화 기능기는 바람직하게 광중합가능성 기능기이다. 가수분해성 기능기 또는 유기 알콕시실릴 화합물을 포함하는 유기금속 화합물이 또한 바람직하다. 유용한 화합물은 고굴절률 서브층에 관하여 열거된 것과 동일하다.

하드코트층을 형성하기 위한 유용한 혼합물의 예는 JP-A-2002-144913, JP-A-2000-9908, 및 WO00/46617에 제공된다.

고굴절률 서브층은 하드코트층으로서의 역할을 할 수 있다. 이 경우, 고굴절률 서브층에 관하여 기재된 기술을 이용하여 정밀하게 미립자를 분산시킴으로 써 하드코트층을 형성하는 것이 바람직하다.

하드코트층은, 안티글레어 기능을 가지는 안티글레어층으로서 역할하기 위해서 0.2~10㎛의 평균입자 크기를 가지는 입자를 함유할 수 있다.

하드코트층의 두께는 목적에 따라서 적절히 디자인될 수 있다. 하드코트층의 두께는 바람직하게 0.2~10㎛, 더 바람직하게 0.5~7㎛의 범위이다.

하드코트층은 바람직하게 H 이상, 더 바람직하게 2H 이상, 보다 더 바람직하게 3H 이상의 펜슬 경도를 가지고, 이것은 JIS K5400으로 측정된다. 더욱이, 하드코트층은 바람직하게 JIS K5400에서 구체화된 테버 마모 테스트에서 가능한 한 작은 테버식 마모 (taber wear) 를 가진다.

반사방지층 이외에, 본 발명의 편광판은 포워드 산란층, 프라이머층, 정전기 방지층, 하부코팅층, 보호시트 등을 가질 수 있다.

정전기 방지층이 제공되는 곳에, 10^-8 (Ωcm^-3) 이하의 부피 저항으로 표현되는 전기 전도성을 부여하는 것이 바람직하다. 비록 흡습성 물질 (hygroscopic substance), 수용성 무기 염, 어떤 표면 활성제, 양이온 폴리머, 음이온 폴리머, 콜로이달 실리카 등을 이용하여 부피 저항이 10^-8 (Ωcm^-3) 이하로 감소되더라도, 이로써 생성된 층의 부피 저항은 온도 및 습도에 따라 심하게 달라지며, 그 결과, 저습도 조건하에서 충분한 전도성을 확보할 수 없게 된다. 따라서, 금속 산화물을 정전기 방지층 재료로 사용하는 것이 타당하다. 채색된 금속 산화물은 그것이 전체 필름을 채색시키기 때문에 바람직하지 않다. Zn, Ti, Sn, Al, In, Si, Mg, Ba, Bo, W 및 V 중에서 하나 이상으로 주로 구성된 채색되지 않은 금속 산화물을 사용하는 것이 권할만하다. 적합한 금속 산화물의 예는 ZnO, TiO₂, SnO₂, Al₂O₃, In₂O₃, SiO₂, MgO, BaO, MoO₃, WO₃, V₂O₅, 및 그 복합 산화물을 포함한다. 특히, ZnO, TiO₂, 및 SnO₂가 바람직하다. 금속 산화물은 헤테로 원자로 도핑될 수 있다. 헤테로 원자로 도핑된 효과적인 금속 산화물은 Al 또는 In으로 도핑된 ZnO와, Sb, Nb 또는 할로겐 원자로 도핑된 SnO₂와, Nb 또는 Ta로 도핑된 TiO₂를 포함한다. JP-B-59-6235에 기재된 바와 같이, 그곳에 부착된 상기 금속 산화물을 가지는 미립자 또는 섬유 결정질 금속 (예를 들어, 티타늄 산화물) 이 또한 유용하다. 물리적 특성과 다른, 부피 저항 및 표면 저항이 쉽게 비교되지 않지만, 정전기 방지층이 약 10^-10 (Ω/square) 이하, 바람직하게 10^-8 (Ω/square) 이하의 표면 저항을 가질 때, 10^-8 (Ωcm^-3) 이하의 부피 저항이 확보될 것이다. 정전기 방지층의 표면 저항은 정전기 방지층이 최외곽에 있는 동안 측정되어야 한다. 즉, 정전기 방지층의 표면 저항 측정은 적층 구조를 형성하는 과정에서 수행된다.

본 발명에 따른 LCD는 본 발명에 따른 편광판을 사용하는 LCD (제 1 실시형태) 와, 뷰어 측면에 하나 그리고 백라이트 측면에 다른 하나로써 본 발명에 따른 2개의 편광판을 가지는 VA 모드, OCB 모드 또는 TN 모드 LCD (제 2 실시형태) 와, 백라이트 측면에 본 발명에 따른 하나의 편광판을 가지는 VA 모드 LCD (제3 실시형 태) 를 포함한다.

본 발명의 편광판은 LCD에 적용되는 이롭다. 본 발명의 편광판은 광범위한 LCD 디스플레이 모드에 적용할 수 있다. 제안된 LCD 디스플레이 모드는 TN (twisted nematic), IPS (in-plane swtiching), FLC (ferroelectric liquid crystal), AFLC (anti-ferroelectric liquid crystal), OCB (optically compensatory bend), STN (supper twisted nematic), VA (vertically aligned), 및 HAN (hybrid aligned nematic)을 포함한다. 이 모드 중에서, VA 모드 및 OCB 모드가 본 발명의 편광판을 적용하는데 바람직하다.

VA 모드 액정셀에서, 전압 무인가시, 막대형 액정분자는 실질적으로 수직으로 배열된다. VA 모드 액정셀은 (1) 전압 무인가시 막대형 액정분자가 실질적으로 수직으로 배열되고 전압인가시 실질적으로 수평으로 배열되는, 좁은 의미에서의 VA 모드 액정셀 (JP-A-2-176625 참조), (2) 시야각을 확보하기 위해서 VA모드가 멀티도메인으로 변형된, MVA 모드 액정셀 (SID97, Digest of tech. Papers, 28(1997), p. 845에 기재됨), (3) 전압 무인가시 막대형 액정분자가 실질적으로 수직으로 배열되고 전압 인가시 실질적으로 트위스트된 멀티-도메인 배향으로 배열된, n-ASM 모드 또는 CPA 모드의 액정셀 (Nippon Ekisho Toronkai, Digest of tech. Papers (1998), pp. 58-59에 기재됨), 및 (4) SURVIVAL 모드의 액정셀 (LCD international 98에 개시됨) 을 포함한다.

VA 모드 LCD는 액정셀을 가지는 것 (VA 모드 셀) 과, TAC1, 편광자 및 TAC2로 각각 구성된 2개의 편광판을 포함하는데, 도 2에 도시된 바와 같이, 1개의 편광 판은 뷰어 측면에 배치되고 다른 하나는 백라이트 측면에 배치된다. 액정셀은 2개의 전극 사이에 액정을 유지한다.

OCB 모드 액정셀에서, 막대형 액정분자는 셀의 일측에 있는 분자와 다른측에 있는 분자가 실질적으로 반대 방향 (대칭적으로) 으로 배열되도록 하기 위해서 밴드 상태로 배열된다. OCB 모드 액정셀은 미국 특허 제 4,583,825호 및 제 5,410,422호에 개시된다. 막대형 액정분자의 배열이 셀의 양측에서 대칭적이기 때문에, 밴드-배열 셀은 자기 보상 기능을 가진다. 이것은 밴드 배열 모드가 "광학 보상 밴드" 모드로 불리는 이유다. 밴드 배열 모드 LCD는 향상된 반응 시간의 이점을 가진다.

본 발명에 의한 투과형 LCD의 또다른 실시형태에서, 특정 셀룰로오즈 아실레이트 필름은 액정셀과 편광자 사이에 제공된 보호필름으로 적용된다. 셀룰로오즈 아실레이트 필름은 오직 하나의 편광판의 보호필름 (셀과 편광자 사이에 배치된 셀룰로오즈 아실레이트 필름) 으로 또는 2개 모두의 편광판의 보호필름 (각 편광판의 셀과 편광자 사이에 배치된 셀룰로오즈 아실레이트 필름) 으로 적용가능하다. 편광판은 바람직하게 본 발명에서 구체적화된 특정 셀룰로오즈 아실레이트 필름 (즉, TAC1) 이 VA 모드 액정셀에 접촉하도록 액정셀에 부착된다. 특정 셀룰로오즈 아실레이트 필름이 편광판 중 하나의 보호필름 (셀과 편광자 사이에 배치됨) 으로 사용될 때, 그 편광판이 뷰어 측면에 배치되느냐 또는 백라이트 측면에 배치되느냐 하는 것은 기능적으로 차이가 없다. 액정셀 측면 상에 특정 셀룰로오즈 아실레이트 필름을 가지는 편광판이 셀의 뷰어 측면에 배치될 때, 그 편광판이 외 부 측면 (뷰어 측면) 에 형성된 기능층을 가져야 하며, 그것은 생산 수율을 감소시킬 수 있다. 이런 견지에서, 특정 셀룰로오즈 아실레이트 필름을 가지는 편광판은 바람직하게 액정셀의 백라이트 측면에 적용된다.

LCD의 제 2 실시형태에서, 본 발명의 편광판은 액정셀의 양측면에 적용된다. LCD의 제 3 실시형태에서, 본 발명의 편광판은 액정셀의 백라이트 측면에만 적용된다.

보호필름 (TAC2) 은 본 발명에서 구체화된 특정 셀룰로오즈 아실레이트 필름이거나 또는 종래기술에서 채용된 셀룰로오즈 아실레이트 필름일 수 있다. TAC2로 사용가능한 셀룰로오즈 아실레이트 필름은, 이에 한정되지 않지만, 모두 Konica Opto Corp.로부터 이용가능한 KC4UX2M (두께: 40㎛), KC5UX (두께: 60㎛) 및 KC80UXSFD (두께: 80㎛); 그리고 둘다 Fuji Photo Film Co., Ltd.로부터 이용가능한 TD80U (두께: 80㎛) 및 TF80U (두께: 80㎛)를 포함한다.

실시예

실시예를 참고로 본 발명을 더 상세히 설명할 것이나, 본 발명이 여기에 제한되는 것으로 해석되지 않음이 명백하다. 기재되지 않더라도, 모든 파트, 퍼센트, 및 비율은 중량에 의한 것이다.

1. 셀룰로오즈 아실레이트 필름 (필름 번호 1~19) 의 제조

1-1. 셀룰로오즈 아실레이트의 합성

표 1에 나타낸 각 치환도에서 하기 표 1에 나타낸 아실기를 가지는 셀룰로오 즈 아실레이트는 40℃에서 촉매인 황산 7.8 파트 존재하에서 카르복실산을 가진 셀룰로오즈 100파트를 아실레이션화함으로써 제조된다. 결과로써 생성된 셀룰로오즈 아실레이트에서 아실기의 종류와 아실기에 의한 치환도는 상응하는 카르복실산의 종류와 양의 선택에 의해서 결정된다. 아실레이션 이후, 반응계는 40℃에서 에이징된 다음 저분자 성분을 제거하기 위해서 아세톤으로 세척된다. 표 1에서, CTA는 셀룰로오즈 트리아세테이트 (아실기: 아세틸); CTB는 셀룰로오즈 아세테이트 부티레이트 (아실기: 아세틸 + 부티릴): 및 CAP는 셀룰로오즈 아세테이트 프로피오네이트 (아실기: 아세틸 + 프로피오닐) 를 나타낸다.

디클로로메탄/메탄올 혼합 용매 (87/13) 에, 표 1에 나타낸 바와 같이, 셀룰로오즈 아실레이트, 가소제 (트리페닐 포스페이트 (TPP) 및 비페닐디페닐 포스페이트 (BDP)), 및 다른 첨가제 (하기에 표시된 UV 흡수제 1 및 2와 리타데이션 증진제 1 및 2로부터 선택됨) 가 부어지고, 15%의 셀룰로오즈 아실레이트 농도를 가지는 용액을 제조하기 위해서 가열하는 동안 교반된다. 동시에, 매트제로서 AEROSIL R972 (Nippon Aerosil Co., LTD. 제조) 의 0.05파트가 혼합물에 부어지고 가열하에서 교반된다. 표 1에서, 가소제 시스템 및 첨가제의 양(%)은 셀룰로오즈 아실레이트의 중량에 기초한다.

UV 흡수제 1 (표 1에서 UV-1으로 축약됨):

UV 흡수제 2 (표 1에서 UV-2로 축약됨):

리타데이션 증진제 1 (표 1에서 RD-1으로 축약됨):

리타데이션 증진제 2 (표 1에서 RD-2로 축약됨):

1-2. 캐스팅

그 결과 제조된 도프는 밴드 캐스팅 장비의 사용에 의해서 밴드 상에 캐스팅된다. 25~35%의 잔여 용매 함량을 가진 반건조된 캐스팅 필름은 밴드로부터 박리되고 약 (Tg-10)~(Tg+10)℃의 온도에서 10~30.5%의 연신비 (표 1참조) 로 텐터에 의해 횡방향으로 연신된다.

셀룰로오즈 아실레이트 필름의 Tg는 동적 점탄성 측정 장비 (ITK Co., Ltd. 로부터 제조된 Vibron DVA-225) 로, 20mm의 그립 사이의 샘플 길이에서, 30℃에서 200℃까지 2℃/분의 가열비로, 및 1Hz의 주기에서 측정된다. 저장 탄성률은 직선 좌표 상에 로그 세로축과 온도 (℃)로 플롯된다. 고체 영역에서 유리 전이 영역으로의 상전이에서 관찰된 저장 탄성률의 급격한 감소를 보이는 라인 1 (고체 영역) 및 라인 2 (유리 전이 영역) 가 도시된다. 라인 1 및 라인 2의 교차점은 저장 탄성률이 급격히 감소하기 시작하는 온도와 필름이 부드러워지기 시작하는 온도 즉, 필름이 유리전이영역으로 변화기 시작하는 온도를 나타낸다. 이 온도를 유리 전이 온도 Tg (동적 점탄성)라 한다. 실시예에서 제조된 모든 셀룰로오즈 아실레이트 필름의 Tg는 상술된 방법으로 측정된 것으로, 110~160℃의 범위에 있다.

2시간 동안 25℃ 및 60%RH로 설정한 후, 생성된 셀룰로오즈 아실레이트 필름 (보상필름) 1~19의 각각을 590nm, 25℃ 및 60%RH에서 Oji Scientific Instruments로부터 이용가능한 위상차 측정 시스템 KOBRA 21ADHE로 리타데이션 값 (Re 및 Rth) 을 측정한다. 얻어진 결과는 표 3에 표시된다.

실시예 1에서 제조된 모든 셀룰로오즈 아실레이트 필름은 0.1~0.9의 헤이즈를 가졌고, 48시간 동안 80℃ 및 90%RH일 때 0~3%질량 변화를 보였고, 그리고 50×10^-13㎠/dyne 이하의 광탄성 계수를 가졌다. 셀룰로오즈 아실레이트 필름에 사용된 매트제는 1.0㎛ 이하의 평균 이차 입자 크기를 가졌다.

2. 광학 이방성층을 가진 보호필름의 제조 (필름 번호 20~23)

2-1. 광학 이방성층을 가진 보호필름 (필름 번호 20 및 21)

필름 번호 1~19와 동일한 방법으로 제조된 셀룰로오즈 아실레이트 필름 (표 1에 표시된 필름번호 20 및 21 각각) 은 하기의 구성을 가지는 비누화 용액의 5.2㎖/㎡로 코팅되고, 10초 동안 60℃에서 건조된다. 필름 표면은 10초 동안 움직이는 물로 세정되고, 25℃에서 블로우닝 공기에 의해 건조된다.

비누화 용액의 구성:

이소프로필 알콜 818 파트

물 167 파트

프로필렌 글리콜 187 파트

칼륨 수산화물 68 파트

표면 활성제 (n-C₁₆H₃₃O(C₂H₄O)₁₀H) 12 파트

하기의 포뮬레이션을 가지는 코팅 혼합물은 셀룰로오즈 아실레이트 필름 20 또는 21의 비누화된 표면에 24㎖/㎡의 코팅 속도로 #14 와이어 바 코터를 이용하여 도포되고, 60℃의 뜨거운 공기로 60초 동안 건조된 다음 90℃에서 150초 동안 건조되어 배향층을 형성하였다. 상기 배향층은 셀룰로오즈 아세테이트 필름 20 또는 21 의 연신 방향으로부터 45°의 방향 (실질적으로 저속축과 일치함) 으로 러빙되었다.

배향층용 코팅 혼합물의 포물레이션:

변형된 폴리비닐 알콜 (1) 20 파트

물 360 파트

메탄올 120 파트

글루타르알데하이드 (가교결합제) 1.0 파트

변형된 폴리비닐 알콜 (1):

배향층은 광학 이방성층을 형성하기 위해 다음의 포물레이션을 가지는 혼합물의 6.2㎖/㎡로 #3.6 와이어 바 코터를 가지고 25℃에서 코팅된다.

광학 이방성층의 코팅 혼합물의 포물레이션:

디스코틱 액정 화합물 식:

91 파트

에틸렌 산화물-변형된 트리메티롤프로판 트리아크릴레이트 (Osaka Organic Chemistry Industry, Ltd.로부터 제조된 V#36) 9 파트

셀룰로오즈 아세테이트 부티레이트 (Eastman Chemical Co.로부터 제조된 CAB531-1) 1.5 파트

광중합 개시제 (Ciba Geigy, Ltd.로부터 제조된 Irgacure 807)

3 파트

감광제 (Nippon Kayaku Co., Ltd.로부터 제조된 Kayacure DETX)

1 파트

시트릭 혼합 에스테르 식:

R: H 또는 C₂H₅ 1.0 파트

메틸 에틸 케톤 214.2 파트

코팅된 필름은 금속 프레임 상에 유지되고, 디스코틱 액정분자를 배열하기 위해서 140℃의 자동온도조절장치 (thermostat) 에서 2분간 가열된다. 다음 필름은 디스코틱 액정분자를 중합하기 위해서 120W/㎝ 고압 수은 램프로부터의 UV 광으로 90℃에서 1분간 조사되고, 이어 광학 이방성층을 가진 보호필름 (필름 번호 20 및 21) 을 얻기 위해서 실온에서 서서히 냉각된다.

[표 1-계속]

2-2. 광학 이방성층을 가진 보호필름 (필름 번호 22)

하기에 둘다 표시된 네마틱 액정 화합물 및 카이랄제는 290~310nm에서 선택적인 반사도를 나타내기 위해서 혼합되고, 콜레스테릭 액정 용액을 제조하기 위해서 광중합 개시제가 첨가되었다. 상기 용액은 1.9㎛의 두께, 2nm의 Re, 및 132nm의 Rth를 가지는 리타데이션층 B를 형성하기 위한 가교결합을 유도하기 위해서 이축으로 연신된 PET 필름에 도포되고, 3분 동안 80℃에서 가열되며, UV 광으로 조사되었다. 리타데이션층 B는 15㎛ 두께의 아크릴 접착층을 통해 상용가능한 셀룰로오즈 아실레이트 필름 (TAC TD80U, 후지 포토 필름 Co., Ltd. 제조) 에 부착되었다. 이축 연신된 PET 필름은 2nm의 Re 및 182nm의 R소를 가지는 적층 리타더 (retarder) (필름 번호 22) 를 제공하기 위해서 스트립되었다.

네마틱 액정 화합물:

카이랄제:

2-3. 광학 이방성층을 가진 보호필름 (필름 번호 23)

2,2'-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플루오로프로판 및 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노비페닐로부터 합성된 폴리이미드를 사이클로헥사논에 용해하여 15% 용액을 제조한다. 폴리이미드 용액은 80㎛ 두께의 TAC 베이스 필름 (TAC TD80U, 후지 포토 필름 제조) 에 도포되고 120℃에서 10분 동안 건조되어, TAC 베이스 필름 및 5㎛ 두께의 비액정 폴리머 필름으로 구성되는 적층물을 얻는다. 적층물은 텐터를 사용하여 횡방향으로 1.05배 연신되어 총 73㎛ 두께를 가지고 광학 이방성층으로 적층된 보호필름 (필름 번호 23) 을 얻는다. 이로써 형성된 필름은 광학 보상층으로서의 연신된 TAC 필름과 광학보상층으로서의 연신된 비액정 폴리머층의 적층막이다.

3. 반사방지 기능을 가지는 보호필름의 제조 (필름 번호 24 및 25)

3-1. 반사방지 기능을 가지는 보호필름 (필름 번호 24)

(a) 광산란 서브층용 코팅 혼합물의 제조

50g 중량의 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트/펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트 혼합물 (PETA, Nippon Kayaku 제조) 이 38.5g의 톨루엔에 희석된다. 2g의 중합 개시제 (Irgacure 184, Ciba Specialty Chemicals 제조) 가 상기 용액에 첨가되고 교반으로 용해된다. 상기 용액을 UV-경화하여 얻어진 코팅 필름은 1.51의 굴절률을 가졌다.

별도로, 3.5㎛의 평균 입자 크기를 가지는 가교결합된 폴리스티렌 입자 (SX-350, Soken Chemical & Engineering Co., Ltd. 제조; 굴절률: 1.60) 가 폴리트론 (Polytron) 분산 장치에서 10000rpm으로 20분 동안 되고 톨루엔에 분산되어 30% 분산액-1을 제조한다. 3.5㎛의 평균 입자 크기를 가지는 가교결합된 아크릴 스티렌 입자 (Soken Chemical & Engineering 제조; 굴절률: 1.55) 의 30% 톨루엔 분산액-2이 동시에 제조된다.

상기에서 제조된 모노머 용액을 1.7g의 분산액-1 및 13.3g의 분산액-2에 첨가했다. 마지막으로, 0.75g의 불소-함유 표면 개질제 (FP-1) 및 10g의 실란 커플링제 (KBM-5103, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제조) 를 첨가했다. 혼합물을 30㎛의 개구부 크기를 가지는 폴리프로필렌 필터를 통해 여과하여 광산란 서브층의 코팅 혼합물을 제조한다.

(b) 저굴절률 서브층용 코팅 혼합물의 제조

교반기 및 순환 응축기가 설비된 반응기에 120 파트의 메틸 에틸 케톤, 100파트의 아크릴로일록시프로필트리메톡시실란 (KBM5103, Shin-Etsu Chemical 제조), 및 3 파트의 디이소프로폭시(에틸 아세토아세테이토)알루미늄을 붓고 혼합했다. 상기 혼합물에 30파트의 이온교환수를 첨가한 다음, 혼합물이 60℃에서 4시간 동안 반응하게 한 이후, 실온으로 냉각하여, 졸 용액-a를 얻었다. 중량 평균 분자량은 1600이었고, 올리고머 및 폴리머 성분의 100%는 1,000~20,000의 분자량을 가졌다. 가스 크로마토그래피 분석은 개시 아크릴로일록시프로필트리메톡시실란의 잔여물을 나타내지 않았다.

1.42 굴절률을 가지는 13g의 열 가교결합성 플루오로폴리머 (JN-7228, JSR Corp. 제조; 고형량: 6%), 1.3g의 실리카 졸 (다른 크기의 MEK-ST, Nissan Chemical Industries, Ltd.; 평균 입자: 45nm; 고형량: 30%), 0.6g의 졸 용액-a, 5g의 메틸 에틸 케톤, 및 0.6g의 사이클로헥사논의 혼합물이 교반되고 1㎛의 개구부 크기를 가지는 폴리프로필렌 필터를 통해 여과되어 저굴절률 서브층용 코팅 혼합물을 제조한다.

(c) 반사방지층을 가진 보호필름의 제조

80㎛ 두께의 트리아세틸 셀룰로오즈 필름 (TAC TD80U, 후지 포토 필름 제조) 을 풀고 180 라인 및 40㎛ 깊이의 그라비아 패턴을 가지는 50mm 직경의 마이크로 그라비아 롤과 닥터 블레이트를 사용하여 30rpm 그라이비아 회전 속도 및 30m/분의 필름 진행 속도로 기능층 (광산란 서브층) 용 코팅 혼합물로 코팅하고, 150초 동안 60℃에서 건조하고, 상기 코팅층을 경화하기 위해서 질소로 퍼지된 대기에서 160W/㎝ 공기-냉각 금속 할라이드 램프 (Eye Graphics Co., Ltd. 제조) 를 사용하여 400mW/㎠의 전력 밀도 및 250㎖/㎠의 도즈로 UV 광으로 조사하여, 6㎛ 두께의 광산란 서브층을 형성했다. 상기 광산란 서브층을 가진 필름은 롤에 일단 감겨진다.

광산란 서브층을 가진 필름을 풀었다. 저굴절률 서브층용 코팅 혼합물을, 180 라인 및 40㎛ 깊이의 그라비아 패턴을 가지는 50mm 직경의 마이크로 그라비아 롤과 닥터 블레이트를 사용하여 30rpm 그라이비아 회전 속도 및 15m/분의 필름 진행 속도로 필름의 광산란 서브층 측면에 도포하고, 150초 동안 120℃에서 건조한 후 8분 동안 140℃에서 건조하고, 질소로 퍼지된 대기에서 240W/㎝ 공기-냉각 금속 할라이드 램프 (Eye Graphics Co., Ltd. 제조) 를 사용하여 400mW/㎠의 전력 밀도 및 900㎖/㎠의 도즈로 UV 광으로 조사하여, 100㎛ 두께의 저굴절률 서브층을 형성했다. 상기 필름은 롤에 감겨져 반사방지 기능을 가지는 보호필름을 제조한다 (필름 번호 24).

3-2. 반사방지 기능을 가지는 보호필름 (필름 번호 25)

(a) 하드 코트 서브층용 코팅 혼합물의 제조

750.0 파트의 트리메티롤프로판 트리아세테이트 (TMPTA, Nippon Kayaku Co., Ltd. 제조) 에, 3000의 중량 평균 분자량을 가지는 270.0 파트의 폴리글리시딜 메타크릴레이트, 730.0g의 메틸 에틸 케톤, 500.0g의 사이클로헥사논, 및 50.0g의 광중합 개시제 (Irgacure 184, Ciba Geigy 제조, 일본) 을 첨가하고 교반했다. 혼합물을 0.4㎛의 개구부 크기를 가지는 폴리프로필렌 필터를 통해 여과하여 하드 코트 서브층용 코팅 혼합물을 제조한다.

(b) 티타늄 디옥사이드 분산액의 제조

코발트를 함유하고 알루미늄 수산화물 및 지르코튬 수산화물 (MPT-129, Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd. 제조) 로 표면 처리된 257.1g의 티타늄 디옥사이드 입자에, 하기에 표시된 38.6g의 분산제 및 704.3g의 사이클로헥사논을 첨가하고, 상기 혼합물을 디노밀 (Dynomill) 에 분산시켜, 70nm의 중량 평균 입자 크기를 가지는 티타늄 디옥사이드 분산액을 제조했다.

분산제:

(c) 중간 굴절률 서브층용 코팅 혼합물의 제조

상기에서 제조된 88.9g의 티타늄 디옥사이드 분산액에, 58.4g의 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트/디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 혼합물 (DPHA, Nippon Kayaku 제조), 3.1g의 광중합 개시제 (Irgacure 907, Ciba-Geigy Japan Ltd. 제조), 1.1g의 감광제 (Kayacure DETX, Nippon Kayaku 제조), 482.4g의 메틸 에틸 케톤, 및 1869.8g의 사이클로헥사논을 첨가했다. 혼합물을 완전히 교반하고 0.4㎛의 개구부 크기를 가지는 폴리프로필렌 필터를 통해 여과하여 중간 굴절률 서브층의 코팅 혼합물을 제조했다.

(d) 고굴절률 서브층용 코팅 혼합물의 제조

상기에서 제조된 586.8g의 티타늄 디옥사이드 분산액에, 47.9g의 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트/디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 혼합물 (DPHA, Nippon Kayaku 제조), 4.0g의 광중합 개시제 (Irgacure 907, Ciba-Geigy Japan Ltd. 제조), 1.3g의 감광제 (Kayacure DETX, Nippon Kayaku 제조), 455.8g의 메틸 에틸 케톤, 및 1427.8g의 사이클로사이클로을 첨가했다. 혼합물을 교반하고 0.4㎛의 개구부 크기를 가지는 폴리프로필렌 필터를 통해 여과하여, 고굴절률 서브층의 코팅 혼합물을 제조했다.

(e) 저굴절률 서브층용 코팅 혼합물의 제조

하기에 표시된 코폴리머 (P-1) 을 7% 농도로 메틸 이소부틸 케톤에 녹이고, 말단에 메타크릴레이트 기를 가지는 실리콘 레진 (X-22-164C, Shin-Etsu Chemical 제조) 및 광 라디칼 발생기 (Irgacure 907) 를 상기 용액의 고형량을 기준으로 각각 3% 및 5%의 양만큼 용액에 첨가하여, 저굴절률 서브층용 코팅 혼합물을 제조했다.

코폴리머 (P-1):

(공중합비 : 몰당)

(f) 반사방지층을 가진 투명 보호필름의 제조

80㎛ 두께의 트리아세틸 셀룰로오즈 필름 (TAC TD80U, 후지 포토 필름 제조) 을 그라비아 코터를 이용하여 하드코트 서브층용 코팅 혼합물로 코팅했다. 코팅층을 100℃에서 건조하고, 질소로 대기를 퍼지하면서 160W/㎝ 공기-냉각 금속 할라이드 램프 (Eye Graphics 제조) 를 사용하여 400mW/㎠의 전력 밀도 및 300J/㎠의 도즈로 UV 광을 조사하여, 산소 농도를 1.0 vol% 이하로 조절했다. 이로써 코팅층을 경화하여 8㎛ 두께의 하드 코트 서브층을 형성했다.

하드코트 서브층 상에 3개의 코팅부 (coating stations) 를 가진 그라비아 코터를 사용하여 중간 굴절률 서브층용 코팅 혼합물, 고굴절률 서브층용 코팅 혼합물, 및 저굴절률 서브층용 코팅 혼합물을 연속적으로 도포했다.

중간 굴절률 서브층 건조 조건은 100℃ 및 2분이었다. UV 조사는 대기를 ㅍ퍼지하면서 180W/㎠ 공기-냉각 금속 할라이드 램프 (Eye Graphics 제조) 를 사용하여 400mW/㎠의 전력 밀도 및 400J/㎠의 도즈로 수행되어, 산소 농도를 1.0 vol% 이하로 조절했다. 이로써 형성된 중간 굴절률 서브층은 1.630의 굴절률 및 67nm의 두께를 가졌다.

고굴절률 서브층 및 저굴절률 서브층에 대한 건조 조건은 90℃에서 1분간에 이어, 100℃에서 1분간이다. 고굴절률 서브층 및 저굴절률 서브층 모두의 형성을 위한 UV 조사는 대기를 퍼지하면서 240W/㎠ 공기-냉각 금속 할라이드 램프 (Eye Graphics 제조) 를 사용하여 600mW/㎠의 전력 밀도 및 600mJ/㎠의 도즈로 수행되어, 산소 농도를 1.0 vol% 이하로 조절했다. 경화 이후, 고굴절률 서브층은 1.905의 굴절률 및 107nm의 두께를 가지고, 저굴절률 서브층은 1.440의 굴절률 및 85nm의 두께를 가졌다. 이로써 반사방지층을 가진 투명 보호필름 (필름 번호 25) 이 얻어진다.

실시예 1

1. 편광판 1의 제조

2400의 중합도를 가지는 75㎛ 두께의 PVA 필름이 40초 동안 30℃ 물에서 스웰링된다. 스웰링된 PVA 필름이 60초 동안 30℃의 0.06% 요오드 및 6% 칼륨 요오드화물을 함유하는 수용액에 담지된 다음, 60초 동안 40℃의 4% 붕산 및 3% 칼륨 요오드화물을 함유하는 수용액에 담지된다. PVA 필름이 담지되는 동안, 그것은 장축으로 5.2 겹 연신된다. 연신 바로 직전, PVA 필름의 물 함량은 52%였다. 다음 장축으로 연신된 PVA 필름을 텐터를 사용하여 횡방향으로 1.1겹 연신했다. 그 결과, 마지막 길이는 원래 길이의 5배였다. 편광자 (편광자 1로 지칭됨) 를 얻기 위해서 4분 동안 50℃에서 연신된 필름을 건조했다.

필름 1 (미리 준비된 셀룰로오즈 아실레이트 필름) 및 상용 가능한 트리아세틸 셀룰로오즈 필름 (TAC TD80U, 후지 포토 필름 제조) 각각을, 비누화를 위해 1.5mol/ℓ의 수산화 나트륨 수용액에 담지하고, 수산화 나트륨을 제거하기 위해서 물로 완전히 헹궈낸다. 다음 필름을 1분간 35℃의 0.005mol/ℓ 묽은 황산 수용액에 담지하고, 묽은 황산 수용액을 완전히 제거하기 위해서 물에 담지하며, 120℃에서 잘 건조했다.

편광자 1은 폴리비닐 알콜 접착제를 통해서 비누화된 셀룰로오즈 아실레이트 필름 1과 비누화된 TD80U 필름 사이에 샌드위치되고 70℃에서 30분 동안 가열되었다. 1200mm 의 유효 폭 및 50m의 길이를 가지는 롤 형태의 편광판 1을 생산하기 위해서 절단기를 이용하여 모서리로부터 3센티미터가 트림 (trim) 되었다.

39㎝의 폭과 65㎝의 길이의 시트를 상기 편광판 1의 적절한 부분으로 절단하고, 근 적외 위상차 측정 시스템 KOBRA-WX100/IR (Oji Scientific Instruments 제조) 을 이용하여 1㎝ 간격으로 면내 위상차 Rpva를 측정했다. 절단된 시트 (편광판 1) 중 하나는 973.0nm의 최대 Rpva 및 945.0nm의 최소 Rpva를 가졌고, 3.0%의 편차가 있었다. 다른 절단된 시트 모두의 최대-최소 Rpva 편차는 3.0% 이하의 범위에 있었다. 절단된 모든 시트에서, 1㎝ 간격으로 측정된 Rpva에서의 최대 편차는 6nm/㎝였다 (표 3 참고).

2. 편광판 2~23 및 편광판 27~30의 제조

편광판 2~23 및 편광판 27~30은, 표 3에 표시된 바와 같이, 미리 제조된 보호필름 (필름 번호 2~25) 과 상용 가능한 셀룰로오즈 아실레이트 필름의 조합을 제외하고, 편광판 1과 동일한 방법으로 제조되었다. 편광자를 제조하기 위해 적용되는 PVA 필름의 필름 두께 및 중합도, 편광자를 제조하기 위한 조건 등은 표 2에 표시된다.

상기 편광판 각각에 대한 39㎝의 폭과 65㎝의 길이로 절단된 복수의 시트를 편광판 1과 동일한 방법으로 실험했다. 표 3은 최대 Rpva, 최소 Rpva, 최대와 최소 사이의 편차, 동일한 편광판으로부터 절단된 모든 시트의 가장 큰 최대-최소 편차를 보였던 절단된 시트의 센티미터당 Rpva의 최대 편차를 나타낸다.

편광판에 적용되는 상용가능한 셀룰로오즈 아실레이트 필름은, 후지 포토 필름에서 제조된, TAC TF80U 및 TAC TD80U와, Konica Opto Corp.에서 제조된 KC80UVSFD였다.

모든 편광자 및 2개의 보호필름은 롤 형태로 제공되고,서로 장축 방향으로 평행하게 연속적인 방법으로 함께 적층되고 연합된다. 액정셀 측면 상에 편광자의 보호필름으로써 적용되는 셀룰로오즈 아실레이트 필름 1~19는 편광자의 투과축과 평행한 저속축을 가졌다. 투명 기판의 저속축 및 편광자의 투과축이 서로 평행한 것과 같은 방법으로, 광학 이방성층을 가지는 보호필름 20~23은 투명한 기판 면 상의 편광자 일측면에 폴리비닐 알콜로 부착된다.

3. 편광판 31의 제조

편광판은 상용가능한 셀룰로오즈 아실레이트 필름 TD80U (후지 포토 필름 제조) 를 편광자 (표 3에 표시된 편광판 번호 31 참고) 의 양측에 적용하는 것을 제외하고는, 상술된 동일한 방법으로 제조된다. 25㎛ 두께의 아크릴 접착층이 편광판의 일측면에 도포되고, 거기에 후술될 90㎛ 두께의 연신된 필름이 부착되어 편광판 31을 얻었다. 연신된 필름은 100㎛ 두께의 노보넨 레진 필름 (ARTON, JSR Corp. 제조) 을 텐터를 사용하여 횡방향으로 연신함으로써 제조되고, 그리고 위상 측정 시스템 KOBRA 21ADH (Oji Scientific Instruments 제조) 로 측정된 굴절률로부터 계산된 95nm의 Re 및 50nm의 Rth를 가졌다.

아크릴 접착제는 편광판 31의 셀-대면 측에 도포되고, 별개의 필름이 상기 접착제에 부착되었다. 보호시트는 반대측면에 부착되었다.

비교예 1

편광판 24~26의 제조:

편광판 24~26은, 염료 이전에 스웰링 단계가 이행되지 않는 것과 PVA 필름이 이축으로 연신되는 것이 아니라 고정되지 않은 폭으로 일축으로 연신되는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 제조되었다. 보호필름의 콤비네이션은 표 3에 표시된다.

[표 2-계속]

[표 2-계속]

[표 3-계속]

[표 3-계속]

굴절률 측정:

편광판의 기능층 측면의 5° 입사각에서의 분광 반사도를, 450~650nm의 파장 영역에서 통합 구-평균 (sphere-average) 반사도를 얻기 위해서 설비된 분광 광도계 (JASCO Corp. 제조) 를 가지고 380~780nm의 파장 영역에서 측정하였다. 반사방지층을 가지는 투명 보호필름인, 필름 27을 가지는 편광자 7 및 13은 0.4%의 평균 반사도를 가지는 반면, 반사방지층을 가지는 투명 보호필름인, 필름 26을 가지는 편광자 4 및 12는 2.3%의 평균 반사도를 가진다. 측정 이전에, 반사방지층을 가지는 투명 보호 필름 상의 보호 시트는 스트립되었다.

실시예 2

VA 모드의 LCD-TV (LC-30AD1, Sharp Corp. 제조) 는 뷰잉 측면 및 백라이트 측면 상의 편광판은 스트립되었고, 대신에 표 4에 표시된 콤비네이션에 따라서 실시예 1에서 제조된 편광판 및 시야각 보상 필름이 없는 상용가능한 편광판 (HLC2-5618, Sanritzu Corp. 제조) 으로부터 선택된 편광판이 제공되었다. 뷰잉 측면 상의 편광판은 그 흡수축이 LCD 패널의 수평 방향에 평행하도록 배치되었고, 백라이트 측면 상이 편광판은 그 흡수축이 패널의 수직 방향과 일치하도록 배치되었다. 편광판은 액정셀과 마주보는 접착제 측면에 부착되었다.

박리가능한 보호시트가 스트립된 후, LCD-TV의 시야각 (블랙 디스플레이에서 경사 반전 (gradient reversal) 없이 10 이상의 콘트라스트 비를 제공하는 각도) 이 콘트라스트 미터 (EZContrast 160D, ELDIM 제조) 를 가지고 블랙 (L1) 에서 화이트 (L8) 디스플레이까지 8 스케일로 측정되었다. LCD-TV는 테스트된 임의의 편광판으로 만족스러운 시야각 특성을 나타내었다.

실시예 1의 편광판을 사용하여 상술된 바와 같이 조립된 LCD-TV (스크린 크기: 30 인치 (약 39㎝×65㎝)) 가 백라이트 광으로 스크린 이미지 균일성에 대해 평가되었고, 다음과 같이 등급이 매겨졌다. 얻어진 결과는 표 4에 표시된다.

스크린 이미지 균일성의 등급:

AA: 매우 우수.

A: 약한 줄무늬 얼룩이 보다 가깝게 보임.

B: 줄무늬 얼룩이 관찰됨.

C: 줄무늬 얼룩이 명백히 관찰됨.

비교예 2

비교예 1에서 제조된 편광판 24~26 각각은 실시예 2와 동일한 방법으로 VA 모드 LCD 패널에 부착되었고, 시야각 특성 및 스크린 이미지 균일성이 실시예 2와 동일한 방법으로 평가되었다. 얻어진 결과는 표 4에 표시된다. 임의의 비교 편광판은 시야각 보상 성능 및 스크린 이미지 균일성 측면에서 본 발명에 의한 편광판보다 열등하였고, 스크린 부분이 어두워져 좋지 않았다.

실시예 3

폴리이미드 필름이, 배향층으로서 러빙된 ITO 전극을 가지는 한쌍의 유리 기판 상에 형성되었다. 2개의 유기 기판은 상기 배향층이 서로 마주보고, 2개의 배향층이 서로 평행하도록 합착되었고, 그것에 의해 5.7㎛의 셀 갭을 가지는 셀을 형성하였다. 셀은, 밴드 배향의 30 인치 (약 39㎝×65㎝) 액정셀을 형성하기 위해서, 0.1396의 △n을 가지는 액정 화합물 (ZLI1132, Merck Ltd. 제조) 로 채워졌다.

실시예 1에서 제조된 한쌍의 편광판 27 또는 한쌍의 편광판 28은, 광학 이방성층이 셀 기판과 마주보고, 그리고 셀의 러빙 방향과 마주보는 광학 이방성층의 러빙 방향이 서로 평행하면서 반대가 되도록 액정셀의 양면에 부착되었다.

백라이트가 켜질 때, 상기 LCD를 관찰하였다. 본 발명에 의한 편광판을 사용하는 LCD는 시야각과 함께 콘트라스트 및 색상에서 작은 변화를 보였음이 증명되었다.

나아가, 동일한 LCD 패널은 다음의 등급 시스템에 따라 이미지 균일성이 평가되었다. 그 결과는 표 5에 표시된다.

스크린 이미지 균일성의 등급:

AA: 매우 우수.

A: 약한 줄무늬 얼룩이 보다 가깝게 보임.

B: 줄무늬 얼룩이 관찰됨.

C: 줄무늬 얼룩이 명백히 관찰됨.

비교예 3

비교예 1에서 제조된 편광판 24~26 각각은 실시예 3과 동일한 방법으로 액정셀 상에 배치되었다. 박리가능한 보호시트가 스트립된 후, LCD-TV의 시야각 (블랙 디스플레이에서 경사 반전없이 10 이상의 콘트라스트 비를 제공하는 각도) 이 콘트라스트 미터 (EZContrast 160D, ELDIM 제조) 를 가지고 블랙 (L1) 에서 화이트 (L8) 디스플레이까지 8 스케일로 측정되었다. 모든 비교 편광판은 시야각 보상 성능 및 스크린 이미지 균일성 측면에서 본 발명에 의한 편광판보다 열등하였고, 스크린 부분이 어두워져 좋지 않았다.

이 출원은, 2004년 9월 22일에 출원된 일본 특허 출원 JP 2004-276108에 기초하고, 그 전체 내용은 상세히 설명한 것처럼 참조로서 통합된다.

Claims (16)

1. 폴리비닐 알콜을 포함하는 편광자와 상기 편광자의 일측면 이상에 구비된 보호필름을 가지는 편광판으로서,

   상기 편광자는 39㎝의 폭과 65㎝의 길이를 가지는 임의의 영역에서, 그 면내 위상차 Rpva의 최대치과 최소치 사이에서 5.0% 이하의 편차를 가지는, 편광판.
2. 제 1 항에 있어서,

   1㎝ 떨어진 임의의 두 지점 간의 상기 면내 위상차 Rpva의 편차는 10nm 이하인, 편광판.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 편광자는, 폴리비닐 알콜 필름을 스웰링 (swelling) 하는 단계와 상기 스웰링된 폴리비닐 알콜을 연신하는 단계를 포함하는 공정에 의해 제조되고,

   상기 연신하는 단계는 이축으로 연신하는 단계인, 편광판.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 편광자의 일측면 상에 구비된 보호필름은 전면 리타데이션 값 (front retardation value) Re(590) 및 두께 방향 리타데이션 값 Rth(590)을 가지며, 모두 590nm 파장에서, 각각 하기 식 (1) 및 식 (2):

   20nm≤Re(590)≤200nm (1)

   70nm≤Rth(590)≤400nm (2)

   를 만족하는, 편광판.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 편광자의 일측면 상에 구비된 상기 보호 필름은 0.1~0.8의 Rth(590)에 대한 Re(590)의 비율을 가지는, 편광판.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 편광자의 일측면 상에 구비된 상기 보호필름은, 주요 폴리머 성분으로서, 셀룰로오즈의 히드록실기를 치환하는 3개 이상의 탄소 원자를 함유하는 아실기 및 아세틸기를 가지는 셀룰로오즈 혼합 지방산 에스테르를 함유하는 셀룰로오즈 아실레이트 필름이고,

   상기 셀룰로오즈 혼합 지방산 에스테르는 하기 식 (3) 및 식 (4):

   2.0≤A+B≤3.0 (3)

   0＜B (4)

   를 만족하며,

   여기서 A는 아세틸기에 의한 치환도이고; B는 3개 이상의 탄소 원자를 가지는 아실기에 의한 치환도인, 편광판.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 3개 이상의 탄소 원자를 가지는 아실기는 부타노일기인, 편광판.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 3개 이상의 탄소 원자를 가지는 아실기는 프로피오닐기인, 편광판.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 편광자의 일측면 상에 구비된 보호필름은 2개 이상의 탄소 원자를 포함하는 아실기를 가지는 셀룰로오즈 아실레이트 필름이고, 하기 식 (5) 및 식 (6):

   2.0≤DS2+DS3+DS6≤3.0 (5)

   DS6/(DS2+DS3+DS6)≥0.315 (6)

   을 만족하며,

   여기서 DS2, DS3, 및 DS6은 각각, 상기 아실기에 의해 셀룰로오즈를 구성하는 글루코스 단위체의 2-위치, 3-위치 및 6-위치에서의 히드록실기의 치환도를 나타내는, 편광판.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 아실기는 아세틸기인, 편광판.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 편광자의 일측면 상에 구비된 상기 보호필름은 가소제, 자외선 흡수제, 이형제, 염료 및 매트제 (matting agent) 중 하나 이상을 포함하는, 편광판.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 편광자의 일측면 상에 구비된 상기 보호필름은 막대 형상 화합물 및 디스코틱 화합물 (discotic compound) 중에서 선택된 하나 이상의 리타데이션 증진제를 포함하는, 편광판.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 편광자의 일측면 상에 구비된 상기 보호필름은 폴리머 필름과 광학 이방성층을 포함하는, 편광판.
14. 제 1 항에 있어서,

    상기 편광자의 타측면 상에 배치된 보호필름 상에 하드코트층, 안티글레어층 (antiglare layer), 및 반사방지층 중에서 하나 이상을 더 포함하는, 편광판.
15. 제 1 항에 있어서,

    상기 편광자의 일측면 상에 구비된 상기 보호필름에 접착제를 통해 부착된 위상차 필름을 더 포함하는, 편광판.
16. 액정셀과 편광판을 포함하며,

    상기 편광판은 제 1 항에 기재된 편광판으로, 상기 편광의 일측면 상의 상기 보호필름이 상기 액정셀과 마주하는, 액정 디스플레이.

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