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KR102671470B1 - 무채색 원편광 필름 및 이를 포함하는 디스플레이용 반사방지필름 - Google Patents

무채색 원편광 필름 및 이를 포함하는 디스플레이용 반사방지필름 Download PDF

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KR102671470B1
KR102671470B1 KR1020210177797A KR20210177797A KR102671470B1 KR 102671470 B1 KR102671470 B1 KR 102671470B1 KR 1020210177797 A KR1020210177797 A KR 1020210177797A KR 20210177797 A KR20210177797 A KR 20210177797A KR 102671470 B1 KR102671470 B1 KR 102671470B1
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South Korea
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film
liquid crystal
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photo
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KR1020210177797A
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이만환
김상묵
김성호
Original Assignee
주식회사 클랩
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Publication date
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Abstract

본 발명은 무채색 원편광필름에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로 설명하면, 원편광 필름 내 위상차 필름 두께를 기존 보다 얇게 형성시키면서도 배향력 부족으로 인한 선상격자결함(disclination)을 방지 내지 최소화한 위상차 필름이 구비된 무채색 원편광 필름 및 이를 외부광에 대한 반사방지필름으로 적용한 디스플레이에 관한 것이다.

Description

무채색 원편광 필름 및 이를 포함하는 디스플레이용 반사방지필름{ACHROMATIC CIRCULAR POLARIZER FILM AND ANTIREFLECTION FILM FOR DISPLAY CONTAINING WITH THE SAME}
본 발명은 외부광 반사방지필름으로 적용될 수 있는 무채색 원편광 필름, 이에 적용되는 위상차 필름 및 상기 무채색 원편광 필름이 반사방지필름으로 적용한 디스플레이, 광학소자 등에 관한 것이다.
OLED(Organic Light Emitting Diodes), 마이크로 LED (Micro Light Emitting Diodes, 또는 미니 LED)와 같이 반사가 강한 표면에서 빛이 출사되는 디스플레이에서 외부광이 디스플레이 패널에 입사되는 경우 외부에서 입사한 광은 디스플레이 내부 반사에 의하여 디스플레이에서 출사되는 광신호가 약화되어 성능 저하가 발생되는 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 고급형 디스플레이는 도 1과 같은 기능의 원편광판을 적용하고 있다. 도 1에 제시된 구조에 의해서 외부에서 입사된 광은 원편광판에 의하여 좌원편광으로 바뀌어 입사되고, 반사판에서 반사되어 우원편광으로 편광방향이 변경된다. 우원편광된 빛은 다시 좌원편광판에 의하여 소멸된다. 이때 관측자는 외부광이 소멸되어 디스플레이나 광학소자에서 출사되는 광신호만 관측하게 된다. 즉, 외부광에 의한 광신호 간섭 등이 제거되어 디스플레이나 광학소자의 성능을 향상 시키게 된다.
일반적으로 반사방지 필름으로 적용되는 원편광 필름은 선편광자와 위상차 필름으로 구성되는데, 이때 사용하는 위상차 필름을 정분산 필름으로 형성하면 이상적인 QWP보다 장파장 및 단파장에서 위상차의 편차로 인한 색특성 저하가 발생하게 되고 또한 시야각에서 위상차 편차에 의한 빛샘 및 색특성 저하가 나타나게 되는 문제가 있다.
이러한, 기존 원편광 필름의 문제점을 해결하고자 위상차 필름으로서 역분산 필름을 적용했는데, 역분산 필름은 굴절율 이방성(Dn)이 작아서 역분산 필름의 두께가 3㎛ 이상으로 매우 두껍게 형성되어야 하는 단점이 있었다. 또한, 상대적으로 큰 두께의 역분산 필름은 러빙 배향시 또는 광배향시 큰 배향력이 요구되고, 배향력이 낮을 경우 결점(defect)의 일종인 선상격자결함(disclination)이 발생하여 디스플레이의 외부광 반사 성능을 떨어뜨리는 문제가 있다.
한국공개특허 제10-2014-0077580호 (공개일 2014.06.24.)
본 발명은 외부광 반사방지필름으로 적용되는 원편광필름 구성 중 역파장 분산 사분파장 필름의 두께를 낮추면서, 배향력 부족으로 인한 선상격자결함(disclination)을 방지 내지 최소화하기 위한 최적 광학 물성을 갖는 위상차 필름이 적용된 원편광필름 및 이를 구비한 디스플레이용 반사방지필름을 제공하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 무채색 원편광 필름은 위상차 필름 및 위상차 필름 상부에 편광자를 포함하며, 상기 위상차 필름은 사분파장 필름(이하 "QWP 필름"으로 칭한다)을 포함한다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 위상차 필름은 액정층 및 광배향층을 포함한다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 사분파장 필름은 역파장 분산 사분파장 필름(이하, "r-AQWP"로 칭한다) 또는 플랫파장 분산 사분파장 필름일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 무채색 원편광 필름은 상기 편광자와 상기 위상차 필름간 광축각도가 20° ~ 40°일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 무채색 원편광 필름은 편광자가 적층된 위상차 필름의 타면에 C 플레이트층을 더 포함하거나, 또는 편광자와 위상차 필름 사이에 C플레이트층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 무채색 원편광 필름은 상기 위상차 필름은 QWP 필름 하부 또는 상부에 반분파장 필름(이하, "HWP"로 칭한다)을 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 QWP 필름은 꼬임각 40° ~ 70°인 액정을 포함하는 사분파장 필름을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 QWP 필름은 하기 방정식 1 및 방정식 2의 광학 축상 위상차를 만족할 수 있다.
[방정식 1]
0.825 ≤ α ≤ 1.045
[방정식 2]
0.965 ≤ β ≤ 1.205
방정식 1 및 방정식 2에서, α는 R450/R550이며, β는 R650/R550이고, R450은 빛 파장 450 nm에서의 광학 축상 위상차, R550은 빛 파장 450 nm에서의 광학 축상 위상차, R650은 빛 파장 650 nm에서의 광학 축상 위상차를 의미한다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 QWP 필름은 파장 450 nm에서의 광학 축상 위상차(R550)는 120 ~ 150 nm일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 QWP 필름은 두께 2.5 ~ 3.8 ㎛ 일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 QWP 필름은 액정층 및 배향막을 포함하고, 상기 액정층은 중합성 액정 화합물 및 카이랄 도판트(chiral dorpant)를 포함하는 액정 수지로 형성된 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 중합성 액정 화합물은 하기 방정식 3의 굴절율을 가지는 역파장 액정 화합물 및 하기 방정식 4의 굴절율을 가지는 정파장 액정 화합물을 포함할 수 있다.
[방정식 3]
0.040 ≤ │Δn1│ ≤ 0.065
[방정식 4]
0.100 ≤ │Δn2│ ≤ 0.150
방정식 3 및 방정식 4에서, Δn1 및 Δn2 각각은 이상광 굴절율(ne)과 정상광 굴절율(no)의 차를 의미한다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 중합성 액정 화합물은 상기 역파장 액정 화합물 및 상기 정파장 액정 화합물을 1 : 0.05 ~ 0.55 중량비로 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 광배향막은 광배향 화합물을 포함하며, 상기 광배향 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 광배향제를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
화학식 1에 있어서, R1은 수소원자 또는 C1~C3의 알킬기이고, A는 -OR3-, -NHR3-또는 -SR3-이며, R3는 C2~C5의 직쇄형 알킬렌기이고, R2는 또는 이며, R4는 C1~C10의 직쇄형 알킬기, C3~C10의 분쇄형 알킬기, 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C2~C10의 직쇄형 헤테로 알킬기 또는 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C3~C10의 분쇄형 헤테로 알킬기이고, m은 중합체의 중량평균분자량 1,000 ~ 1,000,000을 만족하는 정수이며, n은 0 내지 20의 정수이고, *는 결합부위를 의미한다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 액정 광배향제 조성인 상기 중합체는 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 더 포함하는 공중합체일 수 있다.
[화학식 2]
화학식 2에 있어서, R1은 수소원자 또는 C1~C3의 알킬기이고, R5은 C1~C10의 직쇄형 알킬기, C3~C10의 분쇄형 알킬기, 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C2~C10의 직쇄형 헤테로 알킬기, 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C3~C10의 분쇄형 헤테로 알킬기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 페녹시기 또는 치환 또는 비치환된 N-페닐아미노기이며, L은 1 내지 20의 정수이다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 액정 광배향제는 상기 광배향 화합물 및 용매를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 액정 광배향제의 용매는 벤젠, 톨루엔, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 테트라하이드로퓨란(THF), PGMEA(Propylene glycol methyl ether acetate), 디클로로메탄 및 클로로포름 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 비극성 용매; 및 사이클로펜타논, 사이클로헥사논, 아세톤, 디메틸포름아마이드(DMF) 및 아세토니트릴 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 극성 용매; 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 QWP 필름의 액정층 내 카이랄 도판트를 사용하지 않은 경우, QWP 필름은 하기 방정식 5의 굴절율(refractive index)을 만족할 수 있다.
[방정식 5]
0.045 ≤ │Δn│ ≤ 0.080
방정식 4에서, Δn은 이상광 굴절율(ne)과 정상광 굴절율(no)의 차를 의미한다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 C플레이트층은 수직 배향 액정 폴리머 필름을 포함하고, 방정식 6의 굴절율을 만족할 수 있다.
[방정식 6]
nz > nx ≒ ny
방정식 6에서, nx는 지상축 방향 면내에서의 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고, ny는 면내의 지상축과 면내에서 직교하는 방향의 굴절율이며, nz는 두께 방향의 굴절율을 의미한다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 C 플레이트층은 하기 식 1에 따른 두께 방향 위상차(Rth)가 -120 ~ -30 nm일 수 있다.
[식 1]
Rth = {(nx+ny)/2 - nz}×d
식 1에서 nx는 지상축 방향 면내에서의 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고, ny는 면내의 지상축과 면내에서 직교하는 방향의 굴절율이며, nz는 두께 방향의 굴절율이고, d는 필름의 두께이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 무채색 원편광 필름에 적용되는 위상차 필름에 관한 것으로서, 두께 2.5 ~ 3.8 ㎛ 및 액정 꼬임각 40° ~ 70°을 만족하는 사분파장 필름을 포함하는 위상차 필름을 제공하고자 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 디스플레이용 반사방지필름으로서, 앞서 설명한 원편광 필름을 포함한다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 디스플레이는 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 디스플레이 또는 마이크로 LED(Light Emitting Diodes) 디스플레이일 수 있다.
본 발명의 원편광 필름은 특정 광배향막 도입 및 액정층 최적화를 통해 위상차 필름의 배향력 부족으로 인한 선상격자결함(disclination) 및 정면, 측면의 빛샘 현상을 방지 내지 최소화, 색균형을 개선할 수 있으면서도, 기존에 비해 상대적으로 얇은 두께의 위상차 필름이 적용된 원편광 필름을 제공할 수 있다. 이러한, 본 발명의 원편광 필름은 플렉서블성, 박편성이 요구되는 OLED 디스플레이, 마이크로 LED 디스플레이의 외부광 반사방지필름으로 적용하기 적합하다.
도 1은 편광자와 위상차필름으로 구성된 종래 원편광필름의 반사 방지 원리를 설명하는 개념도이다.
도 2a 내지 도2g 각각은 본 발명의 원편광 필름 구조의 개략도를 나타낸 것이다.
도 3은 실험예 1에서 실시한 비교예 1(A) 및 실시예 1(B)에서 제조한 역파장 분산 필름의 편광 현미경 측정 사진이다.
본 발명에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용하는 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, "~ 상에 또는 ~ 상부에" 또는 "~ 하부에" 의 표현은 방향성을 의미하는 것으로서, 상하부 구성이 직접 접촉하고 있거나 또는 간격을 두고 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 성분을 포함하고 있는 경우를 포함하며, 방향성을 의미하는 것이다.
본 발명의 무채색 원편광 필름을 구조적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 무채색 원편광 필름(100)은 도 2a에 개략도로 나타낸 바와 같이, 디스플레이부(반사층, 1) 상부에 적용된다.
상기 무채색 원편광 필름은 위상차 필름(10) 및 위상차 필름 상부에 편광자(20)를 포함한다.
상기 위상차 필름은 사분파장 필름(이하 "QWP 필름"으로 칭한다)으로 구성될 수 있으며, 상기 QWP 필름은 역파장 분산 사분파장 필름(이하 "r-AQWP 필름"으로 칭한다) 또는 플랫 파장 사분파장 필름일 수 있다.
본 발명의 무채색 원편광 필름은 상기 편광자와 상기 위상차 필름간 광축각도가 20 ~ 40°, 바람직하게는 광축각도가 22° ~ 38°일 수 있다. 이때, 편광자와 위상차 필름간 광축각도가 20° 미만이면 색좌표상 블루 쉬프트(blue shift) 되는 문제가 있을 수 있고, 편광자와 위상차 필름간 광축각도가 40°를 초과하면 색좌표상 레드 쉬프트(red shift) 되어 색상 중립성이 무너지고, 화면 품위가 손상되는 문제가 있을 수 있으므로, 상기 범위 내의 광축각도를 만족하도록 편광자와 위상차 필름의 광학적 물성을 조합하는 것이 바람직하다.
본 발명의 무채색 원편광 필름의 위상차 필름은 도 2b에 개략도로 나타낸 바와 같이, QWP 필름(12) 단독으로 구성될 수 있으며, 도 2c에 개략도로 나타낸 바와 같이 QWP 필름 상부에 반분파장 필름(이하, "HWP 필름"로 칭한다, 14)가 적층된 위상차 필름일 수도 있다.
또한, 본 발명의 무채색 원편광 필름은 도 2d및 도 2f에 나타낸 바와 같이, 위상차 필름(QWP 필름 단독, 또는 QWP 필름 및 HWP 필름 2층 구조)의 하부에 C 플레이트층(30)이 형성된 구조일 수도 있으며, 도 2e 및 도 2g에 개략도로 나타낸 바와 같이, 편광자와 위상차 필름(QWP 필름 단독, 또는 QWP 필름 및 HWP 필름 2층 구조) 사이에 C 플레이트층(30)이 형성된 구조일 수도 있다.
앞서 설명한 본 발명의 무채색 원편광 필름을 구성하는 편광자, 위상차 필름, QWP 필름, HWP 필름 및 C 플레이트층 각각을 결합(또는 일체화)을 위해, 별도의 접착층(또는 점착층) 없이 직접 부착시키는 것이 가능하며, 도 2에 표현은 하지 않았으나, 필요에 따라서 적어도 어느 한 층 사이를 접착시(또는 점착시) 투명 접착제층(OCA, Optically Clear Adhesive) 또는 투명 점착제층을 개재할 수도 있다.
상기 투명 점착제층은 아크릴계 점착제를 사용할 수 있고, 상기 아크릴계 점착제는 알킬(메타)아크릴레이트의 모노머 유닛을 주골격으로 하는 아크릴계 폴리머를 베이스 폴리머를 포함한다. 아크릴계 폴리머의 주골격을 구성하는 알킬(메타)아크릴레이트의 알킬기의 평균 탄소수는 1∼12 정도, 바람직하게는 탄소수 1 ~ 9인 것을 사용할 수 있고, 알킬(메타)아크릴레이트의 구체예로는, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소노닐(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트 등이 있으며, 이들을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 아크릴계 폴리머는 점착성, 내열성 개선을 위해 모노머를 중합 또는 공중합시킨 중합체 또는 공중합체를 사용할 수도 있으며, 바람직한 일례를 들면, (메타)아크릴산 2-히드록시에틸, (메타)아크릴산 2-히드록시프로필, (메타)아크릴산 4-히드록시부틸, (메타)아크릴산6-히드록시헥실, (메타)아크릴산8-히드록시옥틸, (메타)아크릴산10-히드록시데실, (메타)아크릴산 12-히드록시라우릴이나 (4-히드록시메틸시클로헥실)-메틸아크릴레이트 등의 히드록실기 함유 모노머; (메타)아크릴산, 카르복시에틸(메타)아크릴레이트, 카르복시펜틸(메타)아크릴레이트, 이타콘산, 말레인산, 푸마르산, 크로톤산 등의 카르복실기 함유 모노머; 무수 말레인산, 무수 이타콘산 등의 산무수물기 함유 모노머; 아크릴산의 카프로락톤 부가물; 스티렌술폰산이나 알릴술폰산, 2-(메타)아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산, (메타)아크릴아미드프로판술폰산, 술포프로필(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴로일옥시나프탈렌술폰산 등의 술폰산기 함유 모노머; 2-히드록시에틸아크릴로일포스페이트 등의 인산기 함유 모노머; 말레이미드, N-시클로헥실말레이미드, N-페닐말레이미드; N-아크릴로일모르폴린; (메타)아크릴아미드, N,N-디메틸(메타)아크릴아미드, N,N-디에틸(메타)아크릴아미드, N-헥실(메타)아크릴아미드, N-메틸(메타)아크릴아미드, N-부틸(메타)아크릴아미드, N-부틸(메타)아크릴아미드나 N-메틸올(메타)아크릴아미드, N-메틸올프로판(메타)아크릴아미드 등의 (N-치환) 아미드계 모노머; (메타)아크릴산아미노에틸, (메타)아크릴산아미노프로필, (메타)아크릴산 N,N-디메틸아미노에틸, (메타)아크릴산 t-부틸아미노에틸, 3-(3-피리니딜)프로필(메타)아크릴레이트 등의 (메타)아크릴산알킬아미노알킬계 모노머; (메타)아크릴산메톡시에틸, (메타)아크릴산에톡시에틸 등의 (메타)아크릴산알콕시알킬계 모노머; 및 N-(메타)아크릴로일옥시메틸렌숙신이미드나 N-(메타)아크릴로일-6-옥시헥사메틸렌숙신이미드, N-(메타)아크릴로일-8-옥시옥타메틸렌숙신이미드, N-아크릴로일모르폴린 등의 숙신이미드계 모노머; 중에서 선택된 1종 이상의 모노머를 중합 또는 공중합시킨 중합체 또는 공중합체를 아크릴계 폴리머로 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 무채색 원편광 필름은 편광자 상부에 보호필름을 더 포함할 수도 있다.
또한, 편광자 및 위상차 필름으로 구성된 본 발명의 원편광 필름은 정면 반사도가 0.002400 이하일 수 있고, 바람직하게는 0.001700 ~ 0.002350, 더욱 바람직하게는 0.001700 ~ 0.002300일 수 있다. 그리고, 측면반사도(q=50, f=45 deg)는 0.012000 이하, 바람직하게는 0.004000 ~ 0.011500, 더욱 바람직하게는 0.005000 ~ 0.011000일 수 있다.
또한, 편광자, 위상차 필름 및 C플레이트층으로 구성된 본 발명의 원편광 필름은 정면 반사도가 0.002300 이하일 수 있고, 바람직하게는 0.001500 ~ 0.002300일 수 있다. 그리고, 측면반사도(q=50, f=45 deg)는 0.010000 이하, 바람직하게는 0.003000 ~ 0.009500, 더욱 바람직하게는 0.003500 ~ 0.008500일 수 있다.
본 발명의 무채색 원편광 필름을 구성하는 각 층(또는 필름)에 대해 더 자세하게 설명하면 다음과 같다.
[편광자]
본 발명에서 편광자는 흡수 이방성을 갖는 색소를 흡착시킨 연신 필름, 또는 흡수 이방성을 갖는 색소를 도포 배향한 막을 사용할 수 있으며, 당업계에서 상업적으로 구입할 수 있는 편광자를 사용할 수 있다.
[위상차 필름]
본 발명의 위상차 필름은 액정층 및 광배향층을 포함하며, 위상차 필름은, 두께 2.5 ~ 3.8 ㎛, 바람직하게는 두께 2.70 ~ 3.60㎛, 더욱 바람직하게는 두께 2.85 ~ 3.50㎛인 매우 얇은 두께의 QWP 필름을 적용할 수 있다.
이와 같이 얇은 두께의 QWP 필름을 위상차 필름으로 적용하기 위해서 상기 QWP 필름은 하기의 광학적 물성을 만족해야 반사방지필름으로서의 원편광 필름을 제조할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 상기 QWP 필름은 하기 방정식 1 및 방정식 2의 광학 축상 위상차를 만족한다.
[방정식 1]
0.825 ≤α≤ 1.045, 바람직하게는 0.900 ≤α≤0.995, 더욱 바람직하게는 0.915 ≤α≤0.990
[방정식 2]
0.965≤β≤1.205, 바람직하게는 0.970≤β≤1.150, 더욱 바람직하게는 0.975≤β≤1.050
상기 방정식 1 및 방정식 2에서, α는 R450/R550이며, β는 R650/R550이고, R450은 빛 파장 450 nm에서의 광학 축상 위상차, R550은 빛 파장 450 nm에서의 광학 축상 위상차, R650은 빛 파장 650 nm에서의 광학 축상 위상차를 의미한다.
그리고, 상기 QWP 필름은 α<β를 만족하는 역파장 분산 사분파장 필름일 수 있다.
또한, 상기 QWP 필름은 α≒β를 만족하는 플랫파장 분산 사분파장 필름일 수 있다.
또한, 상기 QWP 필름은 파장 550 nm에서의 광학 축상 위상차(R550)는 120 ~ 150 nm, 바람직하게는 125 ~ 145 nm, 더욱 바람직하게는 130 nm ~ 143 nm일 수 있다.
또한, 상기 QWP 필름은 꼬임각 40° ~ 70°, 바람직하게는 꼬임각 50° ~ 70°, 더욱 바람직하게는 꼬임각 56° ~ 68°인 액정을 포함한다. 여기서, 꼬임각은 편광자 필름 기준으로, 편광자 필름과 가까운 방향을 QWP필름의 상부, 편광자 필름과 먼 방향을 QWP필름의 하부라고 할 때, QWP 필름의 하부에서 상부 방향으로 액정이 비틀린 각을 의미한다. 즉, QWP 필름 하부 액정의 각 O°을 기준으로 상부 액정의 비틀린 각을 의미한다.
또한, 상기 QWP 필름의 액정층 내 카이랄 도판트를 사용하지 않은 경우, QWP 필름은 하기 방정식 5의 굴절율(refractive index)을 만족할 수 있다
[방정식 5]
0.045 ≤│Δn│≤ 0.080, 바람직하게는 0.048 ≤│Δn│≤ 0.075, 더욱 바람직하게는 0.050 ≤│Δn│≤ 0.070
상기 방정식 5에서, Δn은 이상광 굴절율(ne)과 정상광 굴절율(no)의 차를 의미한다.
앞서 설명한 두께 및 광학 특성을 만족시키기 위한 상기 QWP 필름은 중합성 액정 화합물 및 카이랄 도판트를 포함하는 액정 수지로 형성된 액정층 및 액정 배향을 위한 배향막층을 포함한다. 그리고, 상기 배향은 러빙 배향 또는 광 배향을 통해 수행할 수 있다.
액정 수지 내 상기 중합성 액정 화합물은 하기 방정식 3의 굴절율(refractive index)을 가지는 역파장 액정 화합물 및 하기 방정식 4의 굴절율을 가지는 정파장 액정 화합물을 포함한다.
[방정식 3]
0.040 ≤│Δn1│≤ 0.065, 바람직하게는 0.040 ≤│Δn1│≤ 0.060, 더욱 바람직하게는 0.040 ≤│Δn1│≤ 0.048
[방정식 4]
0.100 ≤│Δn2│≤ 0.150, 바람직하게는 0.110 ≤│Δn2│≤ 0.150, 더욱 바람직하게는 0.120 ≤│Δn2│≤ 0.140
상기 방정식 3 및 방정식 4에서, Δn1 및 Δn2 각각은 이상광 굴절율(ne)과 정상광 굴절율(no)의 차를 의미한다.
그리고, 상기 중합성 액정 화합물은 상기 역파장 액정 및 상기 정파장 액정을 1 : 0.05 ~ 0.55 중량비로 포함할 수 있고, 바람직하게는 1 : 0.10 ~ 0.45 중량비로, 더욱 바람직하게는 1 : 0.15 ~ 0.35 중량비로 포함할 수 있다. 이때, 정파장 액정 중량비가 0.05 중량비 미만이면 QWP 필름 내 액정 배향력이 부족 및 편광자 등과의 광학적 물성을 맞추지 못해서 선상격자결함(disclination)이 발생할 수 있고, 정파장 액정 중량비가 0.35 중량비를 초과하면 QWP 필름의 광학 축상 위상차(상기 α, β)값이 상기 방정식 1 및/또는 방정식 2를 만족하지 못할 수 있으므로, 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
중합성 액정 화합물 중 상기 역파장 액정은 상기 방정식 3의 굴절율을 만족하는 역파장 액정 화합물을 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 역파장 액정 화합물로는 상업적으로 구입할 수 있는 네마틱 액정 화합물 및 디스코틱 액정 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
역파장 액정 화합물로서, 상기 네마틱 액정 화합물은 2-(C1~C5의 알킬)-1,4-페닐렌비스(4-(((4-(아크릴로일옥시)(C1~C5의 알콕시)카르보닐)옥시)벤조에이트 ((2-(C1~C5 alkyl)-1,4-phenylene bis(4-(((4-(acryloyl oxy)(C1~C5 alkoxy)carbonyl)oxy)benzoate); 1개 이상의 관능기를 가지는 중합체 2종 이상이 공중합된 공중합체; 및/또는 폴리사이클릭 구조의 디술폰산계 화합물;를 포함할 수 있다.
상기1개 이상의 관능기를 가지는 중합체는 폴리(2,2'-디술포-4,4'-벤지딘 테레프탈아미드, 폴리(2,2'-디술포-4,4'-벤지딘 술포테레프탈아미드, 폴리(파라-페닐렌 술포테레프탈아미드), 폴리(2-술포-1,4-페닐렌 술포테레프탈아미드), 폴리(2,2'-디술포-4,4'-벤지딘 나프탈렌-2,6-디카르복스아미드, 폴리(디술포비페닐렌-1,2-에틸렌-2,2'-디술포비페닐렌), 폴리(2,2'-디술포비페닐렌-디옥시테레프탈로일), 폴리((2,2'-디술포비페닐-2-술포디옥시테레프탈로일), 폴리(술포페닐렌-1,2-에틸렌-2,2'-디술포비페닐렌), 폴리(2-술포페닐렌,1,2-에틸렌-2'-술포페닐렌), 폴리(2,2'-디술포비페닐-2-술포-1,4-디옥시메틸페닐렌), 폴리(디술포-쿼터페닐에틸렌), 폴리(디술포-터페닐에틸렌), 폴리(술포-비페닐에틸렌), 폴리(디술포-비페닐에틸렌), 폴리(4,9-디술포벤조[1,2-d;5,4-d']비스옥사졸-1,7-에틸렌), 폴리(벤조[1,2-d;5,4-d']비스옥사졸-1,7-[1,1'-에탄-1,2-디일-2,2'-디술포디벤젠]), 폴리(4,9-디술포벤조[1,2-d;5,4-d']비스옥사졸-1,7-[1,1'-에탄-1,2-디일-2,2'-디술포디벤젠]), 폴리(벤조[1,2-d;4,5-d']비스티아졸-1,7-[1,1'-에탄-1,2-디일-2,2'-디술포디벤젠]), 폴리(4,9-디술포벤조[1,2-d;4,5-d']비스티아졸-1,7--[1,1'-에탄-1,2-디일-2,2'-디술포디벤젠]), 폴리(4,4'-디메틸렌-1-술포비페닐)-(4,4'-디옥시-1,1'-디술포비페닐)에테르) 및 폴리(4,4'-디메틸렌-1,1'-술포비페닐)-(4,4'-디옥시-1,1'-디술포비페닐)에테르) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 관능기는 -N=N-, , , , , 또는 일 수 있으며, R, R1, R2, R3, R4, R5는 독립적으로, 수소원자, C1~C5의 알킬기, -SO3H, -PO3H2, -(CH2)mOH (이때, m은 1 ~ 5이다) 또는 -NH2이다.
상기 폴리사이클릭 구조의 디술폰산계 화합물은 4,4'-(5,5-디옥시디벤조[b,d]티엔-3,7-디일)디벤젠술폰산, 디나프토[2,3-b:2',3'-d]푸란 디술폰산, 12H-벤젠[b]페녹사진 디술폰산, 디벤조[b,i]옥산트렌 디술폰산, 벤조[b]나프토[2',3':5,6]디옥시노[2,3-i]옥산트렌 디술폰산, 디벤조[b,d]크리센-7,14-디온 디술폰산 및/또는 7-(4-술포페닐)디벤조[b,d]티오펜-3-술폰산-5,5-디옥시드를 포함하며, 상기 디술폰산계 화합물은 -Cl, -Br, -NO2, -F, -CF3, -CN, -OH, -OCH3, -OC2H5, -OCOCH3, -OCN, -SCN 및 -NHCOCH3 중에서 선택된 1종 이상의 치환기를 1개 이상 포함할 수 있다.
역파장 액정 화합물로서, 상기 디스코틱 액정 화합물은 음의 굴절률 이방성 (1 축성)을 갖는 것으로, 예를 들어, 벤젠 유도체, 시클로헥산 유도체, 아자크라운계 매크로사이클 또는 페닐아세틸렌계 매크로사이클을 분자 중심의 모핵으로 하여, 직쇄의 알킬기나 알콕시기, 치환 벤조일옥시기 등이 그 직쇄로서 방사상으로 치환된 구조를 가지는 액정 화합물을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 디스코틱 액정 화합물은 열, 광 등에 의해 경화 반응하는 중합성 불포화기(예를 들어, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 비닐기, 알릴기 등을 들 수 있다)를 갖는 것을 사용할 수 있다.
중합성 액정 화합물 중 상기 정파장 액정 화합물은 상기 방정식 4의 굴절율을 만족하는 정파장 액정을 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 정파장 액정 화합물로는 상업적으로 구입할 수 있는 네마틱 액정 화합물 및 디스코틱 액정 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
정파장 액정으로서, 일례를 들면, 하기 화학식 1 및/또는 화학식 2로 표시되는 정파장 액정 화합물 등이 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, R1은 -CH2CH2O(C=O)CHCH2, -CH2CH2CH2O(C=O)CHCH2, -CH2CH2CH2CH2O(C=O)CHCH2, 은 -CH2CH2CH2O(C=O)CHCH2CH3, -CH2CH2 CH2CH2O(C=O)CHCH2CH3이며, X는 할로겐 원소이고, n은 0 내지 2이다.
[화학식 2]
화학식 2의 X는 -C(=O)O- 또는 -OC(=O)-이고, R1 내지 R6 각각은 독립적으로 수소원자, 할로겐원자, 알콕시카보닐기, 시아노기 또는 니트로기일 수 있다.
상기 r-AQWP 필름 상기 액정층 형성에 사용되는 상기 액정 수지는 r-AQWP의 광학적 물성에 큰 영향을 주지 않는 범위 내에서, 상기 중합성 액정 화합물 외에 중합성 모노머, 중합개시제, 틸트 제어제, 레벨링제, 액정 배향제, 적외선 흡수 색소, 및/또는 용제 등을 더 포함할 수 있다. 이 외에도 상기 액정 수지는 틱소제, 겔화제, 항산화제, 자외선 흡수제 등의 기타 첨가제를 더 포함할 수도 있다.
<카이랄 도판트>
카이랄 도판트는 액정층 내 액정 화합물이 액정 상태가 되었을 때, 나선 비틀림을 유발하거나 또는 나선 비틀림을 증강시키는 역할을 하는 것으로서, 당업계에서 사용하는 공지된 카이랄 도판트를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 상기 액정 화합물과 중합 가능한 카이랄 화합물, 감광성 카이랄 화합물 등을 사용할 수 있다.
상기 중합 가능한 카이랄 화합물의 일례를 들면, 미국 공개특허번호 US2003-0026922호, 미국 등록특허번호 US6217792호 등에 공지된 카이랄 화합물을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 사용할 수 있다.
[화학식 3]
화학식 3의 A는 -OC(=O)-, -C(=S)-O-, 또는 이며, 바람직하게는 또는 이다. 그리고, 화학식 3의 n은 1 ~ 4이고, 바람직하게는 n은 2 ~ 3이다. 또한, 화학식 3의 B는 C2~C8의 직쇄형 알킬렌기, 바람직하게는 C3~C5의 직쇄형 알킬렌기이다.
상기 중합 가능한 카이랄 화합물을 구체적인 일례를 들면, 상업적으로 시판되고 있는 BASF 사의 paliocolor LC 759 등이 있다.
또한, 상기 감광성(photosensitive) 카이랄 화합물은 흡수하는 빛의 파장 및 세기에 따라 나선 회전 능력(helical twisting power)이 변하는 성질을 갖으며, 하나 이상의 카이럴 센터(chiral center)를 갖는 분자 구조를 갖고, 빛의 조사에 의해 광 이성화 반응을 하여 광 이성질체를 형성하는 성질을 가지는 것을 사용할 수 있다. 바람직한 일례를 들면, 2-벤질리덴-p-멘타논(2-benzylidene-p-menthanone)계 화합물을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 사용할 수 있다.
[화학식 4]
화학식 4의 R1은 C1~C5의 직쇄형 알킬기, C3~C5의 분쇄형 알킬기, -COOH, -NH2 또는 C1~C5의 알콕시기이고, R2는 -CN, -NO2, 페닐기 또는 알콕시페닐기이다.
액정 수지 조성으로서, 카이랄 화합물 사용시 이의 사용량은 액정 수지의 중합성 액정 화합물 100 중량부에 대하여, 0.20 ~ 1.60 중량부, 바람직하게는 0.30 ~ 1.35 중량부, 바람직하게는 0.50 ~ 1.32 중량부를 사용하는 것이 좋다. 이때, 카이랄 화합물 사용량이 0.20 중량부 미만이거나, 1.60 중량부를 초과하여 사용하면 액정층 내 액정의 비틀림이 미비하거나 과도하여 원하는 꼬임각을 형성시키지 못할 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
<중합성 모노머>
중합성 모노머는 분산성 향상을 통한 위상차 필름의 파장 분산 특성 조절, 고온습열 내구성 증대를 위한 첨가성분으로서, 중합성 액정 화합물과 공중합할 수 있는 임의의 단량체로서, 4-(2-메타크릴로일옥시에틸옥시)벤조산-4'-메톡시페닐, 4-(6-메타크릴로일옥시헥실옥시)벤조산바이페닐, 4-(2-아크릴로일옥시에틸옥시)벤조산-4'-사이아노바이페닐, 4-(2-메타크릴로일옥시에틸옥시)벤조산-4'-사이아노바이페닐, 4-(2-메타크릴로일옥시에틸옥시)벤조산-3',4'-다이플루오로페닐, 4-(2-메타크릴로일옥시에틸옥시)벤조산나프틸, 4-아크릴로일옥시-4'-데실바이페닐, 4-아크릴로일옥시-4'-사이아노바이페닐, 4-(2-아크릴로일옥시에틸옥시)-4'-사이아노바이페닐, 4-(2-메타크릴로일옥시에틸옥시)-4'-메톡시바이페닐, 4-(2-메타크릴로일옥시에틸옥시)-4'-(4"-플루오로벤질옥시)-바이페닐, 4-아크릴로일옥시-4'-프로필사이클로헥실페닐, 4-메타크릴로일-4'-뷰틸바이사이클로헥실, 4-아크릴로일-4'-아밀톨란, 4-아크릴로일-4'-(3,4-다이플루오로페닐)바이사이클로헥실, 4-(2-아크릴로일옥시에틸)벤조산(4-아밀페닐) 및 4-(2-아크릴로일옥시에틸)벤조산(4-(4'-프로필사이클로헥실)페닐) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
액정 수지 조성으로서, 중합성 모노머 사용시 이의 사용량은 액정 수지의 중합성 액정 화합물 100 중량부에 대하여, 0.50 ~ 10.00 중량부, 바람직하게는 1.00 ~ 8.00 중량부, 바람직하게는 3.0 ~ 7.0 중량부를 사용하는 것이 좋다.
<중합개시제>
중합 개시제는 라디칼 중합 개시제로서, 열 라디칼 개시제 및/또는 광 라디칼 개시제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 광 라디칼 개시제를 사용할 수 있다. 광 라디칼 개시제로는 아세토페논계 화합물, 바이이미다졸계 화합물, 트라이아진계 화합물, O-아실옥심계 화합물, 오늄염계 화합물, 벤조인계 화합물, 벤조페논계 화합물, α-다이케톤계 화합물, 다핵 퀴논계 화합물, 다이아조계 화합물 및 이미도설포네이트계 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 아세토페논계 화합물은 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 2-메틸-1-[4-(메틸싸이오)페닐]-2-모폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-다이메틸아미노-1-(4-모폴리노페닐)뷰탄-1-온, 1-하이드록시사이클로헥실·페닐케톤, 2,2-다이메톡시-1,2-다이페닐에탄-1-온, 1,2-옥테인다이온, 및 2-벤질-2-다이메틸아미노-4'-모폴리노뷰티로페논 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 바이이미다졸계 화합물은 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-[0436] 테트라키스(4-에톡시카보닐페닐)-1,2'-바이이미다졸, 2,2'-비스(2-브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카보닐페닐)-1,2'-바이이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-바이이미다졸, 2,2'-비스(2,4-다이클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-바이이미다졸, 2,2'-비스(2,4,6-트라이클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-바이이미다졸, 2,2'-비스(2-브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-바이이미다졸, 2,2'-비스(2,4-다이브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-바이이미다졸 및 2,2'-비스(2,4,6-트라이브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-바이이미다졸 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
광 라디칼 개시제로서, 시판되는 BASF사의 Irgacure907, Irgacure 184, Irgacure 369, Irgacure 651, Irgacure 819, Irgacure907, Irgacure OXE02 등을 사용할 수도 있고, ADEKA사의 아데카옵토머 N1919를 사용할 수도 있다.
액정 수지 조성으로서, 중합 개시제 사용시 이의 사용량은 액정 수지의 중합성 액정 화합물 100 중량부에 대하여, 0.05 ~ 4.00 중량부, 바람직하게는 0.1 ~ 2.0 중량부, 바람직하게는 0.2 ~ 1.0 중량부를 사용하는 것이 좋다.
<레벨링제>
상기 레벨링제는 액정 화합물의 액정층 내 분산성을 향상시키면서, 위상차 필름 표면의 레벨링성을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 불소계 계면활성제 및/또는 실리콘계 계면활성제를 사용할 수 있다. 그리고, 불소계 계면활성제로는 펜타에리트리톨계 계면활성제 또는 디펜타에티트리톨계 계면활성제를 사용할 수 있다. 상기 펜타에리트리톨계 계면활성제의 일례를 들면, 하기 화학식 5로 표시되는 화합물이 있으며, 이에 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
[화학식 5]
화학식 5에 있어서, R1은 메틸렌기, 에틸렌기 또는 프로필렌기이며, R2 내지 R4 각각은 독립적으로, -CnF2n+1, -CnF2nH, -CF2O(C2F4)OCF3, 또는 이다.
액정 수지 조성으로서, 레벨링제 사용시 이의 사용량은 액정 수지의 중합성 액정 화합물 100 중량부에 대하여, 0.5 ~ 10.00 중량부, 바람직하게는 0.8 ~ 7.5 중량부, 바람직하게는 1.0 ~ 5.0 중량부를 사용하는 것이 좋다.
<액정 배향제>
상기 액정 배향제는 광 배향성기를 가지는 중합체로서, 상기 광 배향성기는 아조벤젠 함유기, 신남산 구조 함유기, 칼콘 함유기, 벤조페논 함유기, 및/또는 쿠마린 함유기를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 중합체는 폴리오르가노실록산, 스티렌-말레이미드계 공중합체, 아크릴계 중합체, 폴리암산, 폴리이미드 및 폴리암산 에스테르 중에서 선택된 1종 이상의 중합체를 포함할 수 있다.
액정 수지 조성으로서, 액정 배향제 사용시 이의 사용량은 액정 수지의 중합성 액정 화합물 100 중량부에 대하여, 2.00 ~ 10.00 중량부, 바람직하게는 2.00 ~ 7.00 중량부, 바람직하게는 2.0 ~ 5.0 중량부를 사용하는 것이 좋다.
<적외선 흡수 색소>
상기 적외선 흡수 색소는 파장 680 ~ 900m의 광을 흡수하는 색소이면 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 바람직하게는 적외선 흡수 색소는 분자의 장축 방향의 흡광도와 단축 방향의 흡광도가 서로 다른 성질을 갖는 이색성 색소를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한, 적외선 흡수 색소의 일례로는 다이케토피롤로피롤계 색소, 다이임모늄계 색소, 프탈로사이아닌계 색소, 나프탈로사이아닌계 색소, 아조계 색소, 폴리메타인계 색소, 안트라퀴논계 색소, 피릴륨계 색소, 스쿠아릴륨계 색소, 트라이페닐메테인계 색소, 사이아닌계 색소, 및 아미늄계 색소 등이 있다.
액정 수지 조성으로서, 적외선 흡수 색소 사용시 이의 사용량은 액정 수지의 중합성 액정 화합물 100 중량부에 대하여, 1.00 ~ 15.00 중량부, 바람직하게는 1.50 ~ 10.00 중량부, 바람직하게는 2.0 ~ 5.0 중량부를 사용하는 것이 좋다.
<틸트 제어제>
상기 틸트 제어제는 액정성 화합물의 틸트각을 저감시키거나 증대시켜서 틸트각을 제어하는 역할을 하는 것으로서, 하기 화학식 6로 표시되는 화합물 및 화학식 7로 표시되는 중합체 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
[화학식 6]
화학식 6의 R1 및 R2는 독립적으로, 수소원자, -(OCH2)nC6F13, -(OCH2CH2)nC6F13, -(OCH2CH2CH2)nC6F13 또는 -(OCH2CH2CH2CH2)nC6F13이며, n은 1 ~ 3의 정수이다.
[화학식 7]
화학식 7의 R1 및 R8은 독립적으로 수소원자, -OH, -COOH 또는 -SO3H이며, R2, R4 및 R6은 독립적으로 수소원자, C1 ~ C3의 알킬기 또는 -COOH이고, R3, R5 및 R7은 독립적으로 -COOH, -COOCH2(CF2)nH, -COOCH2CH2(CF2)nH 또는 -COOCH2CH2OH이며, n은 3 ~ 10의 정수이고, x는 40 ~ 100의 정수이고, y는 10 ~ 30의 정수이며, z는 2 ~ 10의 정수이다.
액정 수지 조성으로서, 틸트 제어제 사용시 이의 사용량은 액정 수지의 중합성 액정 화합물 100 중량부에 대하여, 0.001 ~ 2.00 중량부, 바람직하게는 0.01 ~ 1.80 중량부, 바람직하게는 0.1 ~ 1.5 중량부를 사용하는 것이 좋다.
<용제>
상기 용제는 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르, 테트라하이드로푸란, 메틸에틸케톤, 사이클로펜탄온, 사이클로헥산온, 아세트산 에틸, 아세트산 n-부틸, 아세트산 이소부틸, 아세트산 t-부틸, 아세토아세트산 에틸, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, N-메틸-2-피롤리돈, N-에틸-2-피롤리돈, γ-부티로락톤, 1,2-디메틸-2-이미다졸리디논, N,N-디메틸포름아미드 중에서 선택된 단종 또는 2종 이상을 포함할 수 있다. 그리고, 용제의 사용량은 상기 중합성 액정 화합물 100 중량부에 대하여, 50 ~ 150 중량부, 바람직하게는 50 ~ 120 중량부, 더욱 바람직하게는 80 ~ 120 중량부를 사용하는 것이 좋다. 이때, 용제 사용량이 50 중량부 미만이면 액정 수지의 점도가 너무 높아서 코팅 작업성이 너무 떨어지고, 150 중량부를 사용하는 것을 오히려 액정 수지 점도가 너무 낮아서 액정 배향성이 악영향을 줄 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
<광배향막(광배향층)>
상기 광배향막(광배향층)은 액정 광배향제(또는 배향막용 수지)를 지지체 상에 도포, 건조 및 러빙 처리하여 제조한 것을 사용할 수 있다.
상기 도포는 커튼 코팅, 압출 코팅, 롤 코팅, 스핀 코팅, 딥 코팅, 바 코팅, 스프레이 코팅, 슬라이드 코팅, 인쇄 코팅, 그라비어 코팅, 다이 코팅, 캡 코팅 또는 디핑 코팅 등의 당업계에서 일반적으로 알려진 코팅법으로 도포를 수행할 수 있으며, 박막, 필름, 시트 등의 형태를 가지는 액정 광배향막을 제조할 수 있다.
그리고, 상기 액정 광배향제를 액정필름의 일면에 직접 코팅시켜서 박막을 형성시키거나, 액정 광배향제를 필름, 시트화시킨 후, 액정 필름과 결합시켜서 위상차 필름 등과 같은 광학필름을 제조할 수 있다.
그리고, 상기 액정 광배향제는 폴리이미드, 폴리바이닐알코올, 폴리에스터, 폴리알릴레이트, 폴리아마이드이미드 및 폴리에터이미드 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 광배향 화합물을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체; 및 화학식 1로 표시되는 반복단위 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 공중합체; 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 광배향 화합물은, 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 각각 준비하는 1단계; 및 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 화합물을 중합반응을 수행하여 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체, 또는 하기 화학식 1 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 공중합체를 제조하는 2단계;를 포함하는 공정을 수행하는 제조할 수 있다.
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
[화학식 4]
화학식 1 및/또는 화학식 3에 있어서, R1은 수소원자 또는 C1~C3의 알킬기이고, 바람직하게는 R1은 C1~C3의 알킬기이고, 더욱 바람직하게는 R1은 C1~C2의 알킬기이다.
또한, 화학식 1 및/또는 화학식 3의 상기 A는 -OR3-, -NHR3-또는 -SR3-이며, 바람직하게는 -OR3- 또는 -SR3-이며, 더욱 바람직하게는 -OR3-이다. ƒZ고, 상기 R3는 C2~C5의 직쇄형 알킬렌기이고, 바람직하게는 C2~C5의 직쇄형 알킬렌기이며, 더욱 바람직하게는 에틸렌기이다.
또한, 화학식 1 및/또는 화학식 3의 상기 R2는 또는 이다. 또한, 상기 R4는 C1~C10의 직쇄형 알킬기, C3~C10의 분쇄형 알킬기, 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C2~C10의 직쇄형 헤테로 알킬기 또는 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C3~C10의 분쇄형 헤테로 알킬기이고, 바람직하게는 R4는 C1~C5의 직쇄형 알킬기, C4~C10의 분쇄형 알킬기, 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C2~C5의 직쇄형 헤테로 알킬기 또는 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C4~C10의 분쇄형 헤테로 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 R4는 C1~C5의 직쇄형 알킬기 또는 C4~C10의 분쇄형 알킬기이다.
또한, 화학식 1 및/또는 화학식 3의 상기 n은 0 내지 20의 정수이고, 바람직하게는 0 내지 10의 정수이고, 더욱 바람직하게는 n은 0 내지 5의 정수이다.
또한, 화학식 1의 상기 m은 중합체의 중량평균분자량 1,000 ~ 1,000,000 g/mol을 만족하는 정수이며, 바람직하게는 중합체의 중량평균분자량 5,000 ~ 500,000 g/mol을 만족하는 정수이며, 더욱 바람직하게는 중합체의 중량평균분자량 50,000 ~ 250,000 g/mol을 만족하는 정수이다.
그리고, 화학식 1의 *는 중합체 내 반복단위의 결합부위를 의미한다.
그리고, 화학식 2 및/또는 화학식 4의 R1은 C1~C3의 알킬기이고, 바람직하게는 R1은 C1~C3의 알킬기이고, 더욱 바람직하게는 R1은 C1~C2의 알킬기이다.
또한, 화학식 2 및/또는 화학식 4의 R5은 C1~C5의 직쇄형 알킬기, C4~C10의 분쇄형 알킬기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 페녹시기 또는 치환 또는 비치환된 N-페닐아미노기이며, 바람직하게는 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 페녹시기 또는 치환 또는 비치환된 N-페닐아미노기이다.
그리고, 화학식 2의 L은 1 내지 20의 정수이고, 바람직하게는 L은 1 내지 10의 정수이며, 더욱 바람직하게는 L은 1 내지 8의 정수이다.
본 발명의 광배향 화합물이 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체에 대한 바람직한 일례를 들면 하기 표 1 ~ 표 3의 화학식 1-1 ~ 화학식 1- 28과 같다.
화학식 1-1 1-2 1-3 1-4
R1 -CH3 -CH3 -CH3 -CH3
A - -OR3- -OR3- -OR3-
R3 - -CH2CH2- -CH2CH2- -CH2CH2-
R2
R4 -CH3
m 4 ~ 3448 3 ~ 2994 3 ~ 2645 3 ~ 2369
n 0 1 2 3
화학식 1-5 1-6 1-7 1-8
R1 -CH3 -CH3 -CH3 -CH3
A - -OR3- -OR3- -OR3-
R3 - -CH2CH2- -CH2CH2- -CH2CH2-
R2
R4 -CH2CH2CH(CH3)2
m 3 ~ 2890 3 ~ 2564 3 ~ 2304 3 ~ 2092
n 0 1 2 3
화학식 1-9 1-10 1-11 1-12
R1 -CH3 -CH3 -CH3 -CH3
A - -OR3- -OR3- -OR3-
R3 - -CH2CH2- -CH2CH2- -CH2CH2-
R2
R4 -CH2CH(CH2CH3)CH2CH2CH2CH3
m 3 ~ 2958 3 ~ 2314 3 ~ 2100 2 ~1923
n 0 1 2 3
화학식 1-13 1-14 1-15 1-16
R1 -CH3 -CH3 -CH3 -CH3
A - -OR3- -OR3- -OR3-
R3 - -CH2CH2- -CH2CH2- -CH2CH2-
R2
R4 -CH3
m 4 ~ 3448 3 ~ 2994 3 ~ 2645 3 ~ 2369
n 0 1 2 3
화학식 1-17 1-18 1-19 1-20
R1 -CH3 -CH3 -CH3 -CH3
A - -OR3- -OR3- -OR3-
R3 - -CH2CH2- -CH2CH2- -CH2CH2-
R2
R4 -CH2CH2CH(CH3)2
m 3 ~ 2890 3 ~ 2564 3 ~ 2304 3 ~ 2092
n 0 1 2 3
화학식 1-21 1-22 1-23 1-24
R1 -CH3 -CH3 -CH3 -CH3
A - -OR3- -OR3- -OR3-
R3 - -CH2CH2- -CH2CH2- -CH2CH2-
R2
R4 -CH2CH(CH2CH3)CH2CH2CH2CH3
m 3 ~ 2958 3 ~ 2314 3 ~ 2100 2 ~1923
n 0 1 2 3
화학식 1-25 1-26 1-27 1-28
R1 -CH3 -CH3 -CH3 -CH3
A -SR3- -SR3- -NHR3- -NHR3-
R3 -CH2CH2- -CH2CH2- -CH2CH2- -CH2CH2-
R2
R4 -CH3
m 3 ~ 2857 3 ~ 2439 4 ~ 3003 3 ~ 2659
n 1 2 1 2
앞서 설명한 본 발명의 광배향성 화합물은 액정필름의 액정을 광배향시키기 위한 광배향제로 사용할 수 있으며, 이는 배향제 조성 또는 감광성 소재로 사용할 수 있다.
본 발명의 액정 광배향제는 상기 광배향성 화합물; 및 용매;를 포함할 수 있다.
상기 용매는, 플라스틱 소재의 기재를 녹이거나 영향을 주지 않는 용매로서, 상기 광배향성 화합물의 용해도 10 mg/mL 이상, 바람직하게는 20 mg/mL이상을, 더욱 바람직하게는 22 ~ 110 mg/mL를 만족하는 것을 사용할 수 있다. 이때, 상기 용해도는 실온(25℃)에서 1 mL의 용매에 녹을 수 있는 최대 용질의 양을 측정한 것이다.
이러한 용해도를 만족시키는 용매의 구체적인 예로서, 상기 용매는 비극성 용매; 및 극성 용매; 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 비극성 용매는 벤젠, 톨루엔, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 테트라하이드로퓨란(THF), PGMEA(Propylene glycol methyl ether acetate), 디클로로메탄 및 클로로포름 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 테트라하이드로퓨란(THF) 및 PGMEA 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 부틸아세테이트, 테트라하이드로퓨란(THF) 및 PGMEA 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 극성 용매는 사이클로펜타논, 사이클로헥사논, 아세톤, 디메틸포름아마이드(DMF) 및 아세토니트릴 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 아세톤, 디메틸포름아마이드(DMF), 아세토니트릴 및 디메틸설폭사이드(DMSO) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 광배향제의 종류, 코팅액이 적용되는 지지체 특성, 제조 조건 등을 고려하여 상기 비극성 용매 및/또는 극성 용매 중 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 바람직한 일구현예를 들면, 톨루엔과 사이클로헥사논, 톨루엔과 PGMEA, 부틸아세테이트와 사이클로헥사논, 부틸아세테이트와 PGMEA 등을 적절하게 혼합하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 톨루엔과 사이클로헥사논을 1 ~ 4:1부피비로, 톨루엔과 PGMEA을 1 ~ 4:1부피비로, 부틸아세테이트와 사이클로헥사논을 1 ~ 4:1부피비로, 부틸아세테이트와 PGMEA을 1 ~ 4:1부피비로 혼합하여 사용할 수 있다.
그리고, 배향막의 두께는 0.001 ~ 2.00 μm, 바람직하게는 0.001 ~ 1.00 μm일 수 있다.
그리고, 상기 지지체는 공지의 지지체를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 배향막 형성 후, 배향막으로부터 박리가 가능한 소재로 제조한 것을 사용하는 것이 좋다. 일례를 들면, 상기 지지체는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 노르보르넨계 폴리머 등의 폴리올레핀 수지; 고리형 올레핀계 수지; 폴리비닐알코올 수지; 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지; 폴리메타크릴산에스테르 수지; 폴리아크릴산 에스테르 수지; 트리아세틸셀룰로오스 수지, 디아세틸셀룰로오스 수지 및 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 등의 셀룰로오스에스테르 수지; 폴리에틸렌나프탈레이트; 폴리카보네이트 수지; 폴리술폰 수지; 폴리에테르술폰 수지; 폴리에테르케톤 수지; 폴리페닐렌술파이드 수지; 및 폴리페닐렌옥사이드 수지; 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 수지로 제조한 것을 사용할 수 있다.
그리고, 지지체의 표면은 실리콘 처리와 같은 이형 처리가 실시된 것일 수 있다.
<HWP 필름>
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 위상차 필름은 HWP 필름을 더 포함할 수 있다.
HWP 필름은 편광자와 r-AQWP 사이에 존재하도록 r-AQWP 필름 상부에 형성시켜서 도입할 수 있다.
그리고, HWP 필름은 연신 필름을 사용할 수 있으며, 또는 중합성 액정 화합물을 포함하는 액정 수지로 형성된 액정층 및 액정 배향을 위한 배향막층을 포함하는 액정 폴리머 필름을 사용할 수도 있다. 그리고, 상기 배향은 러빙 배향 또는 광 배향을 통해 수행할 수 있다.
<C 플레이트층>
본 발명에 사용되는 C플레이트층은 액정 폴리머 필름이거나, 위상차 필름 또는 편광자에 액정 폴리머를 코팅시켜서 형성시킬 수도 있다.
그리고, C 플레이트층이 액정 폴리머 필름인 경우, 연신 필름이거나 또는 액정 폴리머로 구성된 액정층 및 액정을 배향시키기 위한 배향막층이 적층된 필름일 수 있다. 그리고, 상기 배향은 러빙 배향 또는 광 배향을 통해 수행할 수 있다.
상기 C 플레이트층을 구성하는 액정 폴리머 필름은 방정식 6의 굴절율을 만족하는 수직 배향된 액정 폴리머 필름일 수 있다.
[방정식 6]
nz > nx ≒ ny
방정식 6에서, nx는 지상축 방향 면내에서의 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고, ny는 면내의 지상축과 면내에서 직교하는 방향의 굴절율이며, nz는 두께 방향의 굴절율을 의미한다.
그리고, 상기 C 플레이트층은 하기 식 1에 따른 두께 방향 위상차(Rth)가 -120~ -30 nm, 바람직하게는 -90 ~ -60nm일 수 있으며, C 플레이트층이 적용된 원편광 필름(반사방지필름)을 적용하고자 하는 대형 TV 디스플레이, 모바일 디스플레이, 롤러블 디스플레이 등에 따라 조절하여 적용할 수 있다.
[식 1]
Rth = {(nx+ny)/2 - nz}×d
식 1에서 nx는 지상축 방향 면내에서의 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고, ny는 면내의 지상축과 면내에서 직교하는 방향의 굴절율이며, nz는 두께 방향의 굴절율이고, d는 필름의 두께이다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
[실시예]
준비예 1 : 광배향 화합물의 제조
하기 화학식 1-2로 표시되는 반복단위를 가지는 중합체를 하기 반응식 1과 같은 반응을 통해서 다음과 같이 제조하였다.
[반응식 1]
(1) A 화합물의 제조
4-메톡시계피산 40 g (220 mmol), 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol) 240 g (2.2 mol), 디메틸아미노피리딘(DMAP) 68 g (560 mmol)을 아세토니트릴 400 mL에 용해시키고, 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카보디이미드(EDCI) 56 g (290 mmol)을 적가하였다.
다음으로, 25℃에서18시간 동안 교반한 후, 감압 하에 아세토니트릴을 증류 제거하고 600 mL의 아세트산에틸에 용해시켰다. 상기 용액을 1M HCl 수용액 200 mL로 3회 씻어 잔류하는 DMAP을 제거하고, 포화 NaHCO3 수용액 300 mL로 3회 씻어 소량의 4-메톡시계피산을 제거하였다.
다음으로, 감압 하에 아세트산에틸을 증류 제거하여 반응식 1의 A 화합물 53 g (200 mmol)을 얻었다.
(2) B 화합물의 제조
상기 A 화합물 17 g (65 mmol), 메타크릴산 7.3 g (85 mmol), DMAP 1.6 g (13 mmol)을 디클로로메탄 120 mL에 용해시키고, 60 mL의 디클로로메탄 중의 24 g (120 mmol)의 N,N'-디사이클로헥실카보디이미드(DCC)를 서서히 적가하였다.
다음으로, 25℃에서 2시간 동안 교반한 후, 석출된 침전물을 여과 제거하고 감압 하에 디클로로메탄을 증류 제거하였다.
다음으로, 잔류물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(헥세인/아세트산에틸=5/1)로 정제하여 16 g (48 mmol)의 반응식 1의 B 화합물을 백색 분말로서 얻었다.
(3) 화학식 1-2로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체의 제조
B 화합물 11 g (33 mmol)과 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 85 mg (0.52 mmol)을 20 mL의 DMF에 용해시킨 후, 15분 동안 아르곤으로 플러슁(fluxing)하였다.
다음으로, 70℃에서 4시간 동안 교반한 후, 실온에서 상기 용액을 메탄올 500 mL에 적가하였다. 석출된 침전물을 여과 분리한 후, 20 mL의 디클로로메탄에 용해시키고 다시 메탄올 500 mL에 적가하여 침전시켰다. 이 과정을 3회 반복하고 여과 및 건조시켜 9.4 g의 화학식 1-2로 표시되는 반복단위 포함하는 중합체인 광배향 화합물(백색 분말, 중량평균분자량 190,000 g/mol)을 제조하였다.
준비예 2
하기 화학식 1-5로 표시되는 반복단위를 가지는 중합체를 하기 반응식 2와 같은 반응을 통해서 다음과 같이 제조하였다.
[반응식 2]
(1) C 화합물의 제조
4-하이드록시계피산 40 g (240 mmol)을 에탄올 400 mL에 용해시키고, NaOH 수용액(20 g, 140 mL)을 서서히 적가한 후 95 oC에서 30분 동안 교반하였다.
다음으로, 이소아밀브로마이드 46 mL를 서서히 적가한 후 95 oC에서 추가로 3일 동안 교반하였다. 5N HCl 수용액을 첨가하여 산성화 시킨 후, 석출된 침전물을 여과 분리하였다. 잔류하는 소량의 불순물을 헵테인으로 씻어내어 54 g (230 mmol)의 반응식 2의 C 화합물을 백색 분말로서 얻었다.
(2) D 화합물의 제조
상기 백색 분말 형태의 A화합물 30 g (130 mmol), 2-하이드록시에틸메타크릴레이트 22 g (170 mmol), 4-디메틸아미노피리딘(DMAP) 1.6 g (13 mmol)을 테트라하이드로푸란(THF) 200 mL에 용해시키고, 100 mL의 THF 중의 34 g (170 mmol)의 N,N'-디사이클로헥실카보디이미드(DCC)를 서서히 적가하였다.
다음으로, 25℃에서 5시간 동안 교반한 후, 석출된 침전물을 여과 제거하고 감압 하에 THF를 증류 제거하였다.
다음으로, 잔류물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(헥세인/아세트산에틸=45/1)로 정제하여 31 g (89 mmol)의 반응식 1의 B 화합물을 백색 분말로서 얻었다.
(3) 화학식 1-5로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체의 제조
앞서 제조한 B 화합물 21 g (61 mmol)과 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 160 mg (1.0 mmol)을 42 mL의 디메틸포름아미드(DMF)에 용해시킨 후, 15분 동안 아르곤으로 플러슁(fluxing)하였다.
다음으로, 70℃에서 6시간 동안 교반한 후, 실온(약25℃)에서 상기 용액을 메탄올 800 mL에 적가하였다. 석출된 침전물을 여과 분리한 후, 40 mL의 디클로로메탄에 용해시키고 다시 메탄올 800 mL에 적가하여 침전시켰다. 이 과정을 3회 반복하고 여과 및 건조시켜 19 g의 화학식 1-5로 표시되는 반복단위 포함하는 중합체인 광배향제(백색 분말, 중량평균분자량 83,000 g/mol)을 제조하였다.
준비예 3
하기 화학식 1-9로 표시되는 반복단위를 가지는 중합체를 하기 반응식 3과 같은 반응을 통해서 다음과 같이 제조하였다.
[반응식 3]
(1) E 화합물의 제조
4-하이드록시계피산 60 g (370 mmol)을 에탄올 600 mL에 용해시키고, NaOH 수용액(30 g, 200 mL)을 서서히 적가한 후 95 oC에서 30분 동안 교반하였다.
다음으로, 2-에틸헥실브로마이드 105 mL를 서서히 적가한 후 95 oC에서 추가로 3일 동안 교반하였다. 5N HCl 수용액을 첨가하여 산성화 시킨 후, 석출된 침전물을 여과 분리하였다. 잔류하는 소량의 불순물을 헵테인으로 씻어내어 94 g (340 mmol)의 반응식 3의 E 화합물을 백색 분말로서 얻었다.
(2) F 화합물의 제조
상기 백색 분말 형태의 E화합물 50 g (180 mmol), 2-하이드록시에틸메타크릴레이트 30 g (230 mmol), 4-디메틸아미노피리딘(DMAP) 2.2 g (18 mmol)을 테트라하이드로푸란(THF) 350 mL에 용해시키고, 150 mL의 THF 중의 47 g (230 mmol)의 N,N'-디사이클로헥실카보디이미드(DCC)를 서서히 적가하였다.
다음으로, 25℃에서 5시간 동안 교반한 후, 석출된 침전물을 여과 제거하고 감압 하에 THF를 증류 제거하였다.
다음으로, 잔류물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(헥세인/아세트산에틸=50/1)로 정제하여 51 g (130 mmol)의 반응식 3의 F 화합물을 백색 분말로서 얻었다.
(3) 화학식 1-9로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체의 제조
앞서 제조한 F 화합물 16 g (41 mmol)과 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 100 mg (0.61 mmol)을 30 mL의 디메틸포름아미드(DMF)에 용해시킨 후, 15분 동안 아르곤으로 플러슁(fluxing)하였다.
다음으로, 70℃에서 6시간 동안 교반한 후, 실온(약25℃)에서 상기 용액을 메탄올 600 mL에 적가하였다. 석출된 침전물을 여과 분리한 후, 30 mL의 디클로로메탄에 용해시키고 다시 메탄올 600 mL에 적가하여 침전시켰다. 이 과정을 3회 반복하고 여과 및 건조시켜 14 g의 화학식 1-9로 표시되는 반복단위 포함하는 중합체인 광배향 화합물(백색 분말, 중량평균분자량 95,000 g/mol)을 제조하였다.
준비예 4
하기 화학식 1-15로 표시되는 반복단위를 가지는 중합체를 하기 반응식 4와 같은 반응을 통해서 다음과 같이 제조하였다.
[반응식 4]
(1) G 화합물의 제조
메틸 4-하이드록시신나메이트 60 g (340 mmol)을 디메틸포름아미드(DMF) 100 mL에 용해시키고, K2CO3 190 g (1.4 mol)과 KI 28 g (170 mmol)을 적가한 후 80 oC에서 10분 동안 교반하였다.
다음으로, 트리에틸렌 글리콜 모노클로로히드린(triethylene glycol monochlorohydrin) 100 g (610 mmol)을 서서히 적가한 후 80 oC에서 추가로 24시간 동안 교반하였다.
다음으로, 상기 염들을 여과 제거하고 감압 하에 농축시킨 후, 실온에서 상기 용액을 증류수 900 mL에 적가하였다. 석출된 침전물을 증류수로 씻어내어 반응식 4의 G 화합물 91 g (290 mmol)을 얻었다.
(2) H 화합물의 제조
상기 G화합물 35 g (110 mmol), 메타크릴산 13 g (150 mmol), 4-디메틸아미노피리딘(DMAP) 2.8 g (23 mmol)을 디클로로메탄 200 mL에 용해시키고, 120 mL의 디클로로메탄 중의 41 g (200 mmol)의 N,N'-디사이클로헥실카보디이미드(DCC)를 서서히 적가하였다.
다음으로, 25℃에서 4시간 동안 교반한 후, 석출된 침전물을 여과 제거하고 감압 하에 디클로로메탄을 증류 제거하였다.
다음으로, 잔류물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(헥세인/아세트산에틸=10/1)로 정제하여 반응식 4의 H 화합물 33 g (87 mmol)을 얻었다.
(3) 화학식 1-15로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체의 제조
앞서 제조한 H 화합물 35 g (92 mmol)과 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 230 mg (1.4 mmol)을 70 mL의 DMF에 용해시킨 후, 15분 동안 아르곤으로 플러슁(fluxing)하였다.
다음으로, 70℃에서 4시간 동안 교반한 후, 실온에서 상기 용액을 메탄올 1.2 L에 적가하였다. 석출된 침전물을 여과 분리한 후, 60 mL의 디클로로메탄에 용해시키고 다시 메탄올 1.2 L에 적가하여 침전시켰다. 이 과정을 3회 반복하고 여과 및 건조시켜 30 g의 화학식 1-15로 표시되는 반복단위 포함하는 중합체인 광배향 화합물(백색 분말, 중량평균분자량 110,000 g/mol)을 제조하였다.
준비예 5
하기 화학식 1-23으로 표시되는 반복단위를 가지는 중합체를 하기 반응식 5와 같은 반응을 통해서 다음과 같이 제조하였다.
[반응식 5]
(1) I 화합물의 제조
2-에틸헥실-4-하이드록시신나메이트 45 g (160 mmol)을 디메틸포름아미드(DMF) 80 mL에 용해시키고, K2CO3 95 g (690 mmol)과 KI 15 g (90 mmol)을 적가한 후 80 oC에서 20분 동안 교반하였다.
다음으로, 트리에틸렌 글리콜 모노클로로히드린(triethylene glycol monochlorohydrin) 54 g (320 mmol)을 서서히 적가한 후 80 oC에서 추가로 24시간 동안 교반하였다.
다음으로, 상기 염들을 여과 제거하고 감압 하에 농축시킨 후, 실온에서 상기 용액을 증류수 750 mL에 적가하였다. 석출된 침전물을 증류수로 씻어내어 반응식 5의 I 화합물 53 g (130 mmol)을 얻었다.
(2) J 화합물의 제조
상기 I화합물 25 g (61 mmol), 메타크릴산 6.8 g (80 mmol), 4-디메틸아미노피리딘(DMAP) 1.5 g (12 mmol)을 디클로로메탄 150 mL에 용해시키고, 60 mL의 디클로로메탄 중의 23 g (110 mmol)의 N,N'-디사이클로헥실카보디이미드(DCC)를 서서히 적가하였다.
다음으로, 25℃에서 4시간 동안 교반한 후, 석출된 침전물을 여과 제거하고 감압 하에 디클로로메탄을 증류 제거하였다.
다음으로, 잔류물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(헥세인/아세트산에틸=15/1)로 정제하여 반응식 5의 J 화합물 20 g (42 mmol)을 얻었다.
(3) 화학식 1-23으로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체의 제조
앞서 제조한 J 화합물 18 g (38 mmol)과 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 94 mg (0.57 mmol)을 40 mL의 DMF에 용해시킨 후, 15분 동안 아르곤으로 플러싱(fluxing)하였다.
다음으로, 70℃에서 4시간 동안 교반한 후, 실온에서 상기 용액을 메탄올 800 mL에 적가하였다. 석출된 침전물을 여과 분리한 후, 40 mL의 디클로로메탄에 용해시키고 다시 메탄올 800 mL에 적가하여 침전시켰다. 이 과정을 3회 반복하고 여과 및 건조시켜 16 g (33 mmol)의 화학식 1-23으로 표시되는 반복단위 포함하는 중합체인 광배향 화합물(백색 분말, 중량평균분자량 75,000 g/mol)을 제조하였다.
실험예 1 : 광배향 화합물의 용매에 대한 용해도 측정
상기 준비예 1 ~ 5에서 제조한 광배향 화합물의 용매에 대한 용해도(mg/mL)를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
용매에 용해도 측정은 25℃ 하에서 1 mL의 용매에 녹을 수 있는 최대 용질(광배향 화합물)의 양(mg)을 측정한 것이다.
구분
(용해도 mg/ml, 25℃)		 준비예 1 준비예 2 준비예 3 준비예 4 준비예 5
비극성
용매		 벤젠 86 >100 >100 >100 >100
톨루엔 92 >100 >100 >100 >100
에틸아세테이트 67 82 91 84 94
부틸아세테이트 24 36 30 46 42
테트라하이드로퓨란 >100 75 88 96 95
PGMEA 45 32 25 40 36
디클로로메탄 74 87 80 >100 >100
클로로포름 >100 92 >100 85 >100
극성
용매		 사이클로
펜타논		 39 42 56 60 44
사이클로
헥사논		 35 45 62 52 56
아세톤 >100 >100 >100 >100 >100
DMF >100 >100 >100 >100 >100
DMSO 6.4 5.3 2.8 4.3 3.2
상기 표 4을 살펴보면, DMSO는 준비예 1 ~ 5의 화합물 모두가 용해도가 너무 낮은 결과를 보였다.
그리고, 비극성 용매 중 부틸아세테이트와 PGMEA(Propylene glycol methyl ether acetate), 극성용매 중 사이클로펜타논, 사이클로헥사논이 다른 용매들과 비교하여 다소 낮은 용해도를 보였으나, 이들 모두 20 mg/mL이상의 상업적으로 허용 가능 용해도 이상의 우수한 용해도를 가짐을 확인할 수 있었다.
실험예 2 : 광배향 화합물의 용매에 대한 용해도 측정
용해도가 다소 낮았던 용매를 용해도가 높은 용매와 혼합하여 혼합 용매를 제조한 후, 이에 대한 광배향 화합물의 용해도를 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 측정하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
혼합용매1은 톨루엔 및 사이클로헥사논를 3:1 부피비로, 혼합용매2는 톨루엔 및 PGMEA를 3:1 부피비로, 혼합용매3은 톨루엔 및 PGMEA를 3:1 부피비로, 혼합용매 4는 부틸아세테이트 및 PGMEA를 3:1 부피비로 혼합한 용매이다.
구분
(용해도 mg/ml, 25℃)		 준비예 1 준비예 2 준비예 3 준비예 4 준비예 5
혼합용매1(톨루엔:사이클로헥사논=3:1) 64 80 52 72 85
혼합용매2(톨루엔:PGMEA=3:1) 60 74 54 64 85
혼합용매3(부틸아세테이트:사이클로헥사논
=3:1)		 32 40 36 38 43
혼합용매4(부틸아세테이트: PGMEA=3:1) 26 35 29 35 36
상기 표 5의 용해도 측정 결과를 표 1과 비교해보면, 부틸아세테이트 또는 PGMEA 단독 용매 보다 혼합 사용으로 인해 광배향 화합물의 용해도가 전반적으로 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
상기 실험예 1 ~ 2를 통해서, 액정 광배향막 제조시, 액정 광배향막 코팅액에 사용되는 광배향제의 종류, 코팅액이 적용되는 지지체 특성, 제조 조건 등을 고려하여 적절한 용매를 적용하여 액정 광배향막을 제조할 수 있음을 확인할 수 있었다.
실시예 1 : 위상차 필름(r-AQWP 필름)의 제조
(1) 액정 광배향막 제조
상기 준비예 1의 광배향 화합물 3중량% 및 혼합용매 93 중량%를 혼합 및 교반하여 액정 광배향막용 코팅액을 제조하였다. 상기 혼합용매는 톨루엔과 PGMEA를 3 : 1 부피비로 혼합하여 제조한 것을 사용하였다.
다음으로, 상기 액정 광배향막용 코팅액을 두께 60㎛의 TAC(triacetyl-cellulose) 필름 기판에 스핀코터를 이용하여 도포 후 90℃에서 2분간 건조하여, 두께 약 0.3㎛의 액정 광배향막을 제조하였다.
(2) 액정 수지 제조
2-(C1의 알킬)-1,4-페닐렌비스(4-(((4-(아크릴로일옥시)(C4의 알콕시)카르보닐)옥시)벤조에이트 및 벤조[b]나프토[2',3':5,6]디옥시노[2,3-i]옥산트렌 디술폰산을 1:0.5 중량비로 포함하는 역파장 액정 화합물을 준비하였다. 상기 역파장 액정 화합물은 하기 방정식 3-1의 굴절율(Δn1)을 만족한다.
그리고, 하기 화학식 1-1로 표시되는 정파장 액정 화합물을 준비하였다. 상기 정파장 액정 화합물은 하기 방정식 4-1의 굴절율(Δn2)을 만족한다.
[화학식 1-1]
상기 화학식 1-1에서, R1은 -CH2CH2CH2CH2O(C=O)CHCH2이고, n은 0이다.
[방정식 3-1]
0.042 ≤ │Δn│ ≤ 0.048
[방정식 4-1]
0.125 ≤ │Δn2│ ≤ 0.135
다음으로, 상기 역파장 액정 화합물 및 정파장 액정 화합물을 1:0.2 중량비가 되도록 중합성 액정 화합물을 준비하였다.
상기 중합성 액정 화합물 100 중량부에 대하여, 중합성 카이랄 도판트(BASF사의 paliocolor LC 759) 1.1 중량부, 중합성 모노머인 4-(2-메타크릴로일옥시에틸옥시)-4'-(4"-플루오로벤질옥시)-바이페닐 3.8 중량부, 광 라디칼 개시제인 Irgacure 907(BASF사) 0.32 중량부, 레벨링제로서 4.0 중량부, 액정 배향제인 쿠마린 함유기를 가지는 폴리암산 에스테르 중합체 2.2 중량부, 틸트 제어제인 하기 화학식 6-1으로 표시되는 화합물 0.64 중량부 및 용제로서 프로필렌글리콜모노메틸에테르 및 N-메틸-2-피롤리돈을 혼합한 혼합용매 87 중량부를 혼합하여 액정 수지를 제조하였다.
[화학식 6-1]
화학식 6-1의 R1 및 R2는 -(OCH2CH2CH2)nC6F13이며, n은 2이다.
[화학식 5-1]
화학식 5-1에서, R1은 메틸렌기이고, R2, R3, R4 각각은 -CF2O(C2F4)OCF3이다.
(2) 필름 형성
두께 60㎛의 셀룰로오스에스테르 지지체(기재) 상부에 두께 0.3㎛의 배향막층이 형성된 배향막을 준비하였다.
상기 배향막에 앞서 제조한 액정 수지를 바 코팅시켜 도포한 후, 약 120℃에서 60초간 건조시킨 후, 질소 분위기 하에서 고압 수은 램프로 자외선 조사(파장 365 nm, 광 세기: 500mJ/cm2)하여 경화된 액정층을 형성시켜서, r-AQWP 필름(위상차 필름)을 제조하였다.
상기 위상차 필름은 지지체를 제외한 배향막 및 액정층의 총 두께는 3.10㎛였다.
실시예 2 ~ 실시예 6
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 수지 및 위상차 필름을 제조하되, 하기 표 1과 같이 액정 수지 내 역파장 액정 화합물 및 정파장 액정 화합물 중량비를 달리하여 액정 수지를 제조한 후, 이를 이용하여 위상차 필름을 제조하여, 실시예 2 ~ 5를 각각 실시하였다.
실시예 7 ~ 실시예 10
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 광배향막, 액정 수지 및 위상차 필름을 제조하되, 하기 표 6과 같이 액정 광배항제 내 광배향 화합물의 종류를 달리하여 액정 광배향막을 제조한 후, 이를 이용하여 위상차 필름을 제조하여, 실시예 6 ~ 9를 각각 실시하였다.
비교예 1
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 수지 및 위상차 필름을 제조하되, 액정 수지 내 액정 화합물로서, 역파장 액정 화합물만을 사용하고, 카이랄 도판트를 사용하지 않고 액정 수지를 제조한 후, 상기 액정 수지를 이용하여 3.44㎛ 두께의 위상차 필름을 제조하였다.
비교예 2
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 수지 및 위상차 필름을 제조하되, 하기 표 1과 같이 액정 수지 내 역파장 액정 화합물 및 정파장 액정 화합물 중량비를 달리하여 액정 수지를 제조한 후, 이를 이용하여 2.12㎛ 두께의 위상차 필름을 제조하였다.
비교예 3
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 수지 및 위상차 필름을 제조하되, 카이랄 도판트를 2 중량부 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법, 조성으로 액정 수지를 제조한 후, 이를 이용하여 위상차 필름을 제조하였다.
구분 액정 수지 내
역파장 액정 및 정파장 액정 화합물 중량비		 카이랄 도판트 사용량 액정 광배향막제의
광배향 화합물
실시예 1 1 : 0.25 1.1 중량부 준비예 1
실시예 2 1 : 0.11 1.1 중량부 준비예 1
실시예 3 1 : 0.18 1.1 중량부 준비예 1
실시예 4 1 : 0.43 1.1 중량부 준비예 1
실시예 5 1 : 0.53 1.1 중량부 준비예 1
실시예 6 1 : 0.25 1.3 중량부 준비예 1
실시예 7 1 : 0.18 1.1 중량부 준비예 2
실시예 8 1 : 0.43 1.1 중량부 준비예 3
실시예 9 1 : 0.53 1.1 중량부 준비예 4
실시예 10 1 : 0.25 1.1 중량부 준비예 5
비교예 1 1:0 0 준비예 1
비교예 2 1 : 0.77 1.1 중량부 준비예 1
비교예 3 1 : 0.25 2.0 중량부 준비예 1
실험예 1 : 위상차 필름의 광학적 물성 측정
상기 실시예 1 ~ 10 및 비교예 1 ~ 3에서 제조한 위상차 필름의 광학 축상 위상차, 굴절율(Δn = 이상광 굴절율(ne)과 정상광 굴절율(no)의 차)을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 하기 표 2의 두께 감소율은 비교예 1 위상차 필름 두께를 기준으로 계산하여 나타낸 것이다.
구분 광학 축상 위상차 굴절율
(Δn)		 두께 감소율
(두께)		 꼬임각
α β
비교예 1 0.841 1.029 0.04 0%(3.44㎛) 10°이하
실시예 1 0.978 0.991 - 10.47%(3.08㎛) 58~62°
실시예 2 0.936 1.018 - 4.94%(3.27㎛) 60~64°
실시예 3 0.955 1.002 - 5.82%(3.24㎛) 59~63°
실시예 4 0.988 0.989 - 17.73%(2.83㎛) 56~60°
실시예 5 0.992 0.982 - 23.55%(2.63㎛) 55~59°
실시예 6 0.977 0.990 - 6.98%(3.20㎛) 66~67°
실시예 7 0.974 0.995 - 9.88%(3.10㎛) 58~62°
실시예 8 0.972 0.988 - 16.28%(2.88㎛) 57~61°
실시예 9 0.971 0.986 - 18.90%(2.79㎛) 56~60°
실시예 10 0.968 0.984 - 20.93%(2.72㎛) 56~60°
비교예 2 1.105 0.921 - 38.37%(2.12㎛) 54~58°
비교예 3 0.958 1.004 - 9.88%(3.10㎛) 104~108°
α는 R450/R550이며, β는 R650/R550 이고, R450은 빛 파장 450 nm에서의 광학 축상 위상차, R550은 빛 파장 450 nm에서의 광학 축상 위상차,
R650은 빛 파장 650 nm에서의 광학 축상 위상차이다.
상기 표 7의 광학적 물성 측정 결과를 살펴보면, 실시예 1 ~ 10의 위상차 필름은 역파장 분산성 내지 플랫 분산성 특성을 보임을 확인할 수 있다.
이에 반해, 비교예 2는 필름 두께는 얇으나, 정파장 분산성 특성을 가지는 문제가 있었다.
또한, 비교예 1의 경우, 역파장 분산성이 높으나, 도 3의 A(실시예 1) 및 B(비교예 1)에 실시예 1과 비교예 1에서 제조한 필름의 편광 현미경 이미지(200배)를 나타내었는데, 이를 살펴보면, 비교예 1의 경우, 배향 결점인 선상격자결함(disclination)이 발생했음을 확인할 수 있다. 이에 반해, 실시예 1의 필름은 이러한 결점이 없음을 확인할 수 있었다.
또한, 카이랄 도판트를 과량 사용한 비교예 3의 경우, 꼬임각이 70° 초과하여 매우 높은 문제가 있었다.
제조예 1 : 원편광 필름의 제조
200㎛ 두께의 연신된 편광자(제조사:LG화학) 상부에 투명 접착 필름(OCA, Optically Clear Adhesive)를 도포 및 접착제층 형성시킨 후, 접착제층 상부에 상기 실시예 1에서 제조한 위상차 필름을 적층 및 건조시켜서 원편광자를 제조하였다.
제조예 2
상기 제조예 1의 원편광 필름에서 위상차 필름 하부에 0.9㎛ 두께의 C 플레이트(제조사:주식회사 클랩)를 적층시켜서 원편광자를 제조하였다.
상기 C플레이트는 하기 방정식 6의 굴절율을 만족하며, 두께 방향 위상차(Rth)가 -80 ~ -83 nm이다.
[방정식 6]
nz > nx ≒ ny
방정식 6에서, nx는 지상축 방향 면내에서의 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고, ny는 면내의 지상축과 면내에서 직교하는 방향의 굴절율이며, nz는 두께 방향의 굴절율을 의미한다.
제조예 3 ~ 7
상기 제조예 1과 동일한 방법으로 원편광필름을 제조하되, 하기 표 8과 같이 위상차 필름을 실시예 1 대신 실시예 2 내지 실시예 6의 위상차 필름을 사용하여 제조예 3 ~ 7을 각각 실시하였다.
비교제조예 1
200㎛ 두께의 연신된 편광자(제조사:LG화학) 상부에 투명 접착 필름(OCA, Optically Clear Adhesive)를 도포 및 접착제층 형성시킨 후, 접착제층 상부에 상기 비교예 3에서 제조한 위상차 필름을 적층 및 건조시켜서 원편광자를 제조하였다.
실험예 2 : 원편광 필름의 광학적 물성 측정 2
제조예 1 ~ 2 및 비교제조예 1의 원편광 필름의 빛샘 특성에 대한 시뮬레이션 측정(color contour)을 수행하였으며, 시뮬레이션 측정 데이터인 정면반사도, 측면반사도에 대한 시뮬레이셔 데이터 및 두께 방향 위상차(Rth)를 하기 표 8에 나타내었다.
또한, 제조예 1~7 및 비교제조예 1의 위상차 필름과 편광자의 광축각도를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 8에 나타내었다.
구분 위상차
필름		 원편광 필름
반사도		 위상차필름과
편광자의
광축각도
정면 측면
(측정기준:
q=50, f=45 deg)
제조예 1 실시예 1 0.002218 0.010084 25°(±0.2°)
제조예 2 실시예 1 0.000223 0.006015 -
제조예 3 실시예 2 0.002000 0.007696 -
제조예 4 실시에 3 0.002124 0.008762 -
제조예 5 실시예 4 0.002306 0.011083 -
제조예 6 실시예 5 0.002364 0.011544 -
제조예 7 실시예 6 0.002281 0.009082 22°(±0.2°)
비교제조예 1 비교예 3 0.002473 0.012091 45°(±0.2°)
상기 표 8의 물성 측정 결과를 살펴보면, 제조예 1~7에서 제조한 원편광 필름의 정면 반사도가 0.002400 이하, 측면 반사도가 0.012000 이하로 매우 우수한 반사방지를 가짐을 확인할 수 있었다. 또한, C 플레이트를 형성한 제조예 2가 제조예 1 보다 정면 및 측면 모두 낮은 반사도 측정 결과를 보였으며, 이를 통해서, C 플레이트 형성시 반사방지 효과 증대가 있음을 확인할 수 있었다.
그리고, 제조예 1 ~ 7을 살펴보면, 위상차 필름 내 정파장 액정 사용량이 증가할수록 측면 반사도가 값이 높아져서 반사방지 효과가 감소하는 경향을 보였다.
또한, 카이랄 도판트를 사용하지 않은 위상차 필름으로 제조한 비교제조예 1은 제조예 1 ~ 2과 비교할 때, 위상차 필름 자체 두께는 얇지만, 반사방지 효과가 상대적으로 떨어지는 결과를 보였으며, 광축각도 값이 높은 경향을 보였다.
상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확히 설명하기 위한 것일뿐이며, 본 발명의 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해 되어서는 안되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
1 : 반사층(디스플레이부) 10 : 위상차 필름
12 : QWP 필름 (r-AQWP 필름 또는 플랫분산 필름) 14 : HWP 필름
20 : 편광자 30: C 플레이트층
100 : 무채색 원편광 필름

Claims (15)

  1. 액정층 및 광배향층을 포함하는 위상차 필름 및 위상차 필름 상부에 편광자를 포함하며,
    상기 광배향층은 광배향 화합물 및 용매를 포함하는 액정 광배향제를 포함하고,
    상기 광배향 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체를 포함하며,
    상기 위상차 필름은 꼬임각 40° ~ 70°인 액정을 포함하는 사분파장 필름을 포함하고,
    상기 사분파장 필름은 역파장 분산 필름 또는 플랫파장 분산 필름을 포함하며,
    상기 사분파장 필름은 하기 방정식 1 및 방정식 2의 광학 축상 위상차를 만족하는 것을 특징으로 하는 무채색 원편광 필름;
    [화학식 1]

    화학식 1에 있어서, R1은 수소원자 또는 C1~C3의 알킬기이고, A는 -OR3-, -NHR3-또는 -SR3-이며, R3는 C2~C5의 직쇄형 알킬렌기이고, R2는 또는 이며, R4는 C1~C10의 직쇄형 알킬기, C3~C10의 분쇄형 알킬기, 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C2~C10의 직쇄형 헤테로 알킬기 또는 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C3~C10의 분쇄형 헤테로 알킬기이고, m은 중합체의 중량평균분자량 1,000 ~ 1,000,000을 만족하는 정수이며, n은 0 내지 20의 정수이고, *는 결합부위를 의미하며,
    [방정식 1]
    0.825 ≤ α ≤ 1.045
    [방정식 2]
    0.965 ≤ β ≤ 1.205
    방정식 1 및 방정식 2에서, α는 R450/R550이며, β는 R650/R550이고, R450은 빛 파장 450 nm에서의 광학 축상 위상차, R550은 빛 파장 450 nm에서의 광학 축상 위상차, R650은 빛 파장 650 nm에서의 광학 축상 위상차를 의미한다.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중합체는 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 더 포함하는 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 광배향제를 포함하는 것을 특징으로 하는 무채색 원편광 필름;
    [화학식 2]

    화학식 2에 있어서, R1은 수소원자 또는 C1~C3의 알킬기이고, R5은 C1~C10의 직쇄형 알킬기, C3~C10의 분쇄형 알킬기, 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C2~C10의 직쇄형 헤테로 알킬기, 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C3~C10의 분쇄형 헤테로 알킬기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 페녹시기 또는 치환 또는 비치환된 N-페닐아미노기이며, L은 1 내지 20의 정수이다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 용매는 벤젠, 톨루엔, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 테트라하이드로퓨란(THF), PGMEA(Propylene glycol methyl ether acetate), 디클로로메탄 및 클로로포름 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 비극성 용매; 및
    사이클로펜타논, 사이클로헥사논, 아세톤, 디메틸포름아마이드(DMF) 및 아세토니트릴 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 극성 용매; 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 무채색 원편광 필름.
  5. 제1항에 있어서, R550은 120 ~ 150 nm인 것을 특징으로 하는 무채색 원편광 필름.
  6. 제1항에 있어서, 상기 편광자와 상기 위상차 필름간 광축각도는 20° ~ 40°이고,
    상기 사분파장 필름은 두께 2.5 ~ 3.8 ㎛인 것을 특징으로 하는 무채색 원편광 필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 액정층은 중합성 액정 화합물 및 카이랄 도판트를 포함하는 액정 수지로 형성되며,
    상기 중합성 액정 화합물은 하기 방정식 3의 굴절율을 가지는 역파장 액정 화합물 및 하기 방정식 4의 굴절율을 가지는 정파장 액정 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 무채색 원편광 필름;
    [방정식 3]
    0.040 ≤ │Δn1│ ≤ 0.065
    [방정식 4]
    0.100 ≤ │Δn2│ ≤ 0.150
    방정식 3 및 방정식 4에서, Δn1 및 Δn2 각각은 이상광 굴절율(ne)과 정상광 굴절율(no)의 차를 의미한다.
  8. 제7항에 있어서, 상기 중합성 액정 화합물은 상기 역파장 액정 화합물 및 상기 정파장 액정 화합물을 1 : 0.05 ~ 0.55 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 무채색 원편광 필름.
  9. 제1항에 있어서, 편광자가 적층된 위상차 필름의 타면에 C 플레이트층을 더 포함하거나, 또는 편광자와 위상차 필름 사이에 C플레이트층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무채색 원편광 필름.
  10. 제1항에 있어서, 상기 위상차 필름은 사분파장 필름의 하부 또는 상부에 반분파장 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무채색 원편광 필름.
  11. 제9항에 있어서, 상기 C플레이트층은 수직 배향 액정 폴리머 필름을 포함하고, 방정식 6의 굴절율을 만족하는 것을 특징으로 하는 무채색 원편광 필름;
    [방정식 6]
    nz > nx ≒ ny
    방정식 6에서, nx는 지상축 방향 면내에서의 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고, ny는 면내의 지상축과 면내에서 직교하는 방향의 굴절율이며, nz는 두께 방향의 굴절율을 의미한다.
  12. 제9항에 있어서, 상기 C 플레이트층은 하기 식 1에 따른 두께 방향 위상차(Rth)가 -120 ~ -30 nm인 것을 특징으로 하는 무채색 원편광 필름;
    [식 1]
    Rth = {(nx+ny)/2 - nz}×d
    식 1에서 nx는 지상축 방향 면내에서의 굴절율이 최대가 되는 방향의 굴절율이고, ny는 면내의 지상축과 면내에서 직교하는 방향의 굴절율이며, nz는 두께 방향의 굴절율이고, d는 필름의 두께이다.
  13. 두께 2.50 ~ 3.80 ㎛ 및 액정 꼬임각 40° ~ 70°을 만족하는 사분파장 필름을 포함하며,
    상기 사분파장 필름은 액정층 및 광배향층을 포함하며,
    상기 사분파장 필름은 역파장 분산 필름 또는 플랫파장 분산 필름이며,
    상기 광배향층은 광배향 화합물 및 용매를 포함하는 액정 광배향제를 포함하고,
    상기 광배향 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 무채색 원편광 필름용 위상차 필름;
    [화학식 1]

    화학식 1에 있어서, R1은 수소원자 또는 C1~C3의 알킬기이고, A는 -OR3-, -NHR3-또는 -SR3-이며, R3는 C2~C5의 직쇄형 알킬렌기이고, R2는 또는 이며, R4는 C1~C10의 직쇄형 알킬기, C3~C10의 분쇄형 알킬기, 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C2~C10의 직쇄형 헤테로 알킬기 또는 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C3~C10의 분쇄형 헤테로 알킬기이고, m은 중합체의 중량평균분자량 1,000 ~ 1,000,000을 만족하는 정수이며, n은 0 내지 20의 정수이고, *는 결합부위를 의미한다.
  14. 제1항 및 제3항 내지 제12항 중에서 선택된 어느 한 항의 원편광 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 반사방지필름.
  15. 제14항에 있어서, 상기 디스플레이는 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 디스플레이 또는 마이크로 LED(Light Emitting Diodes) 디스플레이인 것을 특징으로 하는 디스플레이용 반사방지필름.
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