KR100646927B1 - 편광막의 염색방법 - Google Patents

Abstract

염색시간을 길게 하고 염색제의 농도를 낮추는 것에 의해, 생산 코스트를 낮추고 편광막의 품질을 향상시키는 편광막 염색방법을 제공한다.

편광기판(110)을 염색조(102)안에 넣어 염색을 행하며, 그 염색조(102)안에 넣는 염색제 농도는 800ppm보다 낮게 하고, 염색시간을 200초보다 길게 하여, 긴 염색시간과 낮은 염색제 농도에 의해 편광기판의 염색효과를 개선한다.

Description

편광막의 염색방법{A method for dyeing polarizers}

도 1은 종래기술의 편광막 염색장치를 나타내는 모식도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 편광막의 염색장치를 나타내는 모식도이다.

[주요 참조부호에 대한 간단한 설명]

102..염색조, 110..편광기판

112..요오드용액 202..롤러

본 발명은 편광막의 제조방법, 특히 편광막의 염색방법에 관한 것이다.

액정표시장치는 고화질, 소체적, 경량, 저전압구동, 저전력소모 및 넓은 응용범위 등의 장점을 가진다. 그래서, 중소형의 휴대용 텔레비젼, 휴대전화, 비디오카메라, 노트북형 컴퓨터, 데스크탑형 표시장치 및 프로젝션 텔레비젼 등의 대중 소비 전자제품 혹은 컴퓨터 제품에 폭넓게 이용되며, 차차 음극선관(cathode ray tube:CRT)을 대체하여 표시장치의 주류가 되었다.

액정표시장치에 있어서, 편광판은 액정패널의 주요 구성요소의 하나이다. 종 래기술에서는, 먼저 편광기판을 요오드로 염색하고, 연신 및 보정을 행하여, 편광막을 제작한 후에, 편광막과 보호막을 점착시켜 편광판을 제작하고 있었다. 편광기판은 예컨대 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol:PVA)분자로 이루어 지며, 이는 임의의 각도로 불규칙하게 분포하고 있다. 폴리비닐알코올분자는, 연신되는 작용력 쪽으로 서서히 방향을 바꾸는데, 이 때, 폴리비닐알코올분자 상에 부착되어 있는 요오드이온도 작용력 쪽으로 함께 방향을 바꾼다. 따라서, 편광막은 분자가 배열된 방향과 평행한 빛 만을 흡수하고, 분자가 배열된 방향과 수직인 빛 만을 투과시킬 수 있다.

도 1은 종래기술에 의한 편광막의 염색장치를 나타내는 모식도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 편광기판(110)은, 염색조(102)안에서 염색공정이 행해진다. 주로 사용되는 염색제는 요오드용액(112)으로, 요오드용액(112)안에 침지시켜, 편광기판(110)안으로 요오드이온을 스며들게 하여 확산시킨다. 또한, 편광판의 생산성에 대한 요구가 높아짐에 따라 편광판을 생산할 때의 권취속도, 즉 기계속도(미터/초)는, 차차 빨라지고 있다. 그러나, 기계속도가 빨라짐에 따라, 편광기판(110)을 요오드용액(112)안에 침지시키는 시간은 짧아져, 염색부족이 발생하는 경우도 있었다.

따라서, 종래기술에서는 통상, 염색조(102)의 사이즈를 크게 하거나 요오드용액(112)의 농도를 높이는 것에 의해, 바람직한 염색효과를 달성하고 있었다. 그러나, 대형사이즈의 염색조나 고농도의 염색제를 사용하면, 그 화학약품의 사용량은 상당히 많아져, 생산코스트가 커다란 부담이 되었다. 또한, 고농도의 염색제는 염색효과의 제어가 곤란하였기 때문에, 염색이 불균등해지는 문제가 쉽게 발생하여, 편광막의 품질이 저하되어, 광학기능에 영향을 미쳤다.

본 발명의 목적은, 염색시간을 길게 하여 염색제의 농도를 낮추는 것에 의해, 생산코스트를 낮추고, 편광막의 품질을 향상시키며, 특히 빠른 기계속도를 가지는 편광판의 제조공정에 적용되는 편광막의 염색방법을 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 편광막의 염색방법을 제공한다. 편광기판을 염색조 안에 넣고, 염색조 안에 넣는 염색제 농도를 800ppm보다 낮게 하고, 그 염색시간은 200초 보다도 길게 한다. 그리고, 이와 같은 긴 염색시간과 낮은 염색제 농도에 의해 편광기판의 염색효과를 개선한다.

또한, 본 발명은, 염색조안에 있는 롤러를 복수개로 하거나 염색조의 공간을 증대시키는 것에 의해, 염색조 안의 염색경로를 연장하여 염색시간을 길게 한다. 염색제는 요오드를 포함하며, 편광기판의 재료는 폴리비닐알코올이다.

본 발명이 제공하는 편광막의 염색방법은, 장시간의 염색과 저농도의 염색제에 의해 편광기판의 염색효과를 향상시킬 수 있다. 본 발명의 특징은, 염색을 행할 때에, 염색시간을 200초보다 길게 하고, 염색제의 농도를 800ppm보다 낮게 제어하여, 광학품질이 양호한 편광막을 얻을 수 있는데 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시 형태는, 염색조 안의 염색경로를 연장시켜 염색시간을 길게 한다. 도 2는, 본 발명의 바람직한 일 실시형태를 나타내는 모식도이 다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 이 바람직한 실시형태에서는, 염색조(102)안에 설치된 롤러(202)의 개수를 늘리고, 염색조(102)안의 염색경로를 연장시키는 것에 의해, 폴리비닐알코올(PVA)기판 등의 편광기판(110)을 요오드용액(112)안에 침지하는 염색시간을 길게 한다. 염색시간을 200초 이상으로 길게 하는 것에 의해, 사용하는 염색제 농도를 800ppm보다 낮출 수 있다.

염색농도가 30~50℃이고, 염색시간이 200초보다 길며, 요오드농도가 800ppm보다는 낮을 때, 이 바람직한 일 실시형태에 의해 얻어지는 편광막의 단체투과율은 43%이상에 달하고, 이 편광막의 편광도도 99.90%이상에 달한다. 같은 염색온도에서, 염색시간이 약80초, 요오드농도가 1200ppm보다도 높은 편광막의 염색균등도는, 본 실시형태의 편광막의 염색균등도에 크게 미치지 못한다. 따라서, 이 실시형태는 염색시간을 길게 하는 것에 의해 화학약품의 사용량을 줄여, 생산코스트를 낮출 수 있는 것 뿐만 아니라, 종래기술에 있어서 발생하고 있던 염색이 불균등해지는 문제를 방지하는 것도 가능하다.

이하의 본 실시예에서는, 염색시간을 길게 하는 것에 의해 확실히 화학약품의 사용량을 줄일 수 있는 사실을 실험에 의해 설명한다. 상술의 바람직한 실시형태와 마찬가지로, 이 실험에서는 롤러(202)에 의해 염색경로를 연장하여, 편광기판(110)의 염색시간을 길게 한다. 여기에서 주의할 점은, 이 실험에서는 롤러(202)의 개수를 바꾸는 것에 의해 염색경로의 길이를 바꾸고, 얻어지는 편광막의 색상치(L)를 고정하는 것에 의해, 서로 다른 염색경로에 사용되는 염색제의 사용량을 관찰한다고 하는 것이다. 표 1은, 색상치가 고정된 상황에 있어서, 서로 다른 롤러의 개 수에 의해 구성된, 서로 다른 길이의 염색경로 및 염색시간, 그리고 이에 사용되는 염색제의 사용량을 나타낸다.

롤러수(개)	5	3	2	1
염색경로의 길이(mm)	210	140	130	80
염색시간(초)	225	150	140	80
요오드원액사용량(1)	3	3.6	3.6	4.9

여기에서 사용되는 염색제는 요오드용액이며, 표 1에서는 요오드원액의 사용량 비교에 편리하도록, 염색조(202)의 사이즈와 요오드용액(112)의 양은 고정되어 있다. 따라서, 요오드원액사용량의 변화는 요오드용액농도의 변화로 볼 수 있다. 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 방법은, 염색시간을 길게 하는 것에 의해 염색제의 사용량을 줄이면서도 같은 색상치를 얻는 것이 가능하다.

또한 상술한 실시형태에서는, 염색조 안에 있는 롤러의 개수를 증가시키고, 염색경로를 연장시켜, 염색시간을 길게 하는 방법이었으나, 다른 바람직한 실시형태에서는, 롤러의 면폭, 직경 또는 배치위치를 바꾸는 것에 의해, 염색조의 공간을 증대시키거나, 염색지연제를 더하는 등, 염색시간을 길게 하는 것이 가능한 그 외의 종래기술의 방법을 이용하는 것도 가능하다.

본 발명의 주 요지는, 염색시간을 길게 하고 염색제 농도를 낮게 하여 편광기판의 염색효과를 향상시키는 것에 있으며, 편광기판 및 염색제의 종류를 한정하는 것은 아니다. 또한, 염색시간을 길게 하는 것이 가능하며, 본 발명에 적용하는 것이 가능한 종래기술의 일체의 방법은, 본 발명이 개시하는 범위와 주 요지에 합치되는 것으로 한다.

본 발명에서는 바람직한 실시형태를 전술한 바와 같이 개시하였으나, 이것들은 결코 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 당해기술을 숙지한 사람이라면 누구라도, 본 발명의 주 요지와 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 각종 변경이나 수정을 가할 수 있다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 특허청구의 범위에서 지정한 내용을 기준으로 한다.

본 발명은, 염색공정의 염색시간을 길게 하고, 이에 사용되는 염색제 농도를 낮추는 것에 의해 저농도의 약제와 장시간의 염색에 의해 염색효과를 향상시켜, 종래기술에서 발생하고 있던 염색이 불균등해 지는 문제를 방지할 수 있다. 또한, 사용하는 염색제의 농도를 낮추어 화학약품의 사용량을 줄일 수 있어, 생산코스트가 낮아진다.

Claims (4)

1. 편광기판을 염색조 안에 넣어 염색을 행하는 편광막의 염색방법에 있어서,

   상기 염색조 안에 넣는 염색제의 농도를 10~800ppm으로 하고, 염색시간을 200~600초로 하여, 긴 상기 염색시간과 낮은 상기 염색제 농도에 의해 상기 편광기판의 염색효과를 개선하는 것을 특징으로 하는 편광막의 염색방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 편광기판의 염색경로를 연장하여 상기 염색시간을 길게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광막의 염색방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 염색경로를 연장하는 단계는,

   상기 염색조 안에 복수개의 롤러를 설치하여, 상기 편광기판의 상기 염색경로를 연장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광막의 염색방법.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 염색경로를 연장하는 단계는,

   상기 염색조 안의 공간을 증대시켜, 상기 편광기판의 상기 염색경로를 연장하는 단계를 포함하는 것을 특징을 하는 편광막의 염색방법.

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