KR101293786B1

KR101293786B1 - 편광자, 그 제조방법 및 이를 포함하는 편광판

Info

Publication number: KR101293786B1
Application number: KR1020090135676A
Authority: KR
Inventors: 배창석; 박한수; 오인석; 정해룡
Original assignee: 제일모직주식회사
Priority date: 2009-12-31
Filing date: 2009-12-31
Publication date: 2013-08-06
Also published as: CN102116889A; US9423542B2; TW201125727A; KR20110078782A; TWI469870B; CN102116889B; US20110163281A1

Abstract

본 발명의 편광자는 폴리비닐알코올계 수지 필름에 요오드가 흡착 배향되어 있으며, 하기 식에 의해 정의된 요오드 배향율이 20~30 % 이고, 편광자 내부 붕산 함유율이 10~20 %인 것을 특징으로 한다:

(상기에서, RI는 적외선 영역, 상세하게는 845.1nm, 903.3nm, 952.1nm, 1000.0nm. 1046.5nm, 1092.7nm에 대한 요오드의 면내 위상차 값이며, RPVA는 적외선 영역, 상세하게는 845.1nm, 903.3nm, 952.1nm, 1000.0nm. 1046.5nm, 1092.7nm에 대한 폴리비닐알코올계 수지의 면내 위상차 값임)

편광자, 편광판, 폴리비닐알코올, 요오드 배향율, 붕산 함유율

Description

편광자, 그 제조방법 및 이를 포함하는 편광판{POLARIZER, METHOD FOR PREPARING THEREOF AND POLARIZING PLATE PROVIDED WITH THE SAME}

본 발명은 편광자, 그 제조방법 및 이를 포함하는 편광판에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 요오드 배향율과 편광자 내부 붕산 함유량을 특정 범위로 하여 편광자의 편광도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 표시품위가 향상된 편광판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(flat panel display) 중 하나이다. 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층을 포함하는 액정 표시 패널을 포함하며, 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성함으로써 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.

한편, 액정 표시 패널의 외측에는 편광판이 구비되어 있다. 편광판은 백라 이트로부터 입사되는 빛 및 액정층을 통과한 빛 중 특정 방향의 빛을 선택적으로 투과함으로써 편광을 제어할 수 있다.

편광판은 빛을 특정 방향으로 편광시킬 수 있는 편광자(polarizer) 및 이를 지지 및 보호하기 위한 보호층을 포함한다. 이러한 편광자는 PVA 필름을 통상 2색성을 갖는 요오드로 염색한 후, 붕산이나 붕사 등으로 가교하여 제조된다.

LCD 패널용 편광판의 표시품위 향상을 위해서는 편광자의 편광도를 높게 하는 것이 요구되고 있다. 지금까지 개발된 편광자는 편광판의 투과율과 편광도에 중점을 두었을 뿐, 요오드 배향율이 편광도에 미치는 영향에 대해서는 아직까지 연구된 바 없다.

본 발명에서는 편광자의 연신방법 특히 편광자 내부 요오드 배향 상태와 편광자 내부의 붕산 함유 상태에 착안함으로써 편광도가 향상되고 표시품위를 향상시킬 수 있는 편광자 및 그 제조방법을 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 요오드 배향율이 특정 범위를 갖는 편광자 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 내부 붕산 함유율이 특정 범위를 갖는 편광자 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 편광도가 향상되고 표시품위를 향상시킬 수 있는 편광자 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 편광자를 구비한 편광판을 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 하나의 관점은 편광자에 관한 것이다. 상기 편광자는 폴리비닐알코올계 수지 필름에 요오드가 흡착 배향되어 있으며, 하기 식에 의해 정의된 요오드 배향율이 20~30 % 인 것을 특징으로 한다:

구체예에서는 상기 편광자는 내부 붕산 함유율이 10~20 %일 수 있다.

구체예에서는 상기 편광자는 휘도계를 사용하여 측정 위치별 휘도 편차로 표시 균일성을 구하는 방법으로 측정된 표시균일성이 0.03~0.1 범위일 수 있다.

본 발명의 다른 관점은 상기 편광자의 제조방법에 관한 것이다. 구체예에서는 폴리비닐알코올계 수지 필름을 요오드 함유 염색 용액에서 염색하고; 상기 염색된 필름을 1.0~1.5 배율에서 가교하고; 상기 가교된 필름을 붕산 1~3 % 농도로 포함하는 연신조에서 연신하는 단계로 이루어지고, 토탈 연신배율이 5.8~6.5배 범위인 것을 특징으로 한다.

구체예에서 상기 염색 용액은 온도가 20도~40도 범위일 수 있다.

구체예에서 상기 연신조는 온도가 40도~62도 범위일 수 있다.

본 발명의 또 다른 관점은 상기 편광자를 포함하는 편광판에 관한 것이다. 구체예에서는 상기 편광판은 상기 편광자의 적어도 일면에 보호필름이 형성된 것을 특징으로 한다. 구체예에서는 상기 보호필름은 40~60nm 의 면내 위상차 값(Ro)을 가질 수 있다.

본 발명은 요오드 배향율과 내부 붕산 함유율을 특정 범위로 하여 편광도가 향상되고 표시품위를 향상시킬 수 있는 편광자 및 그 제조방법을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.

본 발명의 편광자는 폴리비닐알코올계 수지 필름에 요오드가 흡착 배향되어 있으며, 하기 식에 의해 정의된 요오드 배향율이 20~30 %, 바람직하게는 24~28 % 인 것을 특징으로 한다:

요오드 배향율이 20% 미만일 경우, 표시균일성이 저하될 수 있다.

구체예에서는 상기 편광자는 내부 붕산 함유율이 10~20 %, 바람직하게는 13~17 %이다. 내부 붕산 함유율이 10 %미만일 경우, 연신과정에서 연신이 안되고 끊어질 수 있으며, 20 %를 초과할 경우, 표시균일성이 나빠질 수 있다.

본 발명의 다른 관점은 상기 편광자의 제조방법에 관한 것이다. 구체예에서는 폴리비닐알코올계 수지 필름을 요오드 함유 염색 용액에서 염색하고; 상기 염색된 필름을 1.0~1.5 배율에서 가교하고; 상기 가교된 필름을 붕산 1~3 % 농도로 포함하는 연신조에서 연신하는 단계로 이루어진다.

구체예에서는 상기 폴리비닐알코올계 수지 필름을 요오드로 염색하기 전, 팽윤 공정을 실시할 수 있다. 상기 팽윤공정은 팽윤조에서 22~28℃의 온도에서 수행하고, 필름 표면의 이물을 제거하거나 염색이 잘 되도록 거치는 공정이다. 상기 팽윤조는 물 또는 염화물, 붕산, 무기산, 유기 용매, 등이 있으며, 팽윤조의 제조 및 선택은 본 발명이 속하는 분야의 통상이 지식을 가진 자에 의해 용이하게 수행될 수 있다.

상기 팽윤을 거친 폴리비닐알코올계 수지 필름은 요오드와 요오드화칼륨을 포함하는 염색 용액에서 염색된다. 요오드 염색조는 물 100 중량부에 대하여 요오드 0.05~0.2 중량부, 요오드화칼륨 0.5~2.5 중량부를 포함한다. 상기 범위에서 본 발명이 목적으로 하는 요오드 배향율을 얻을 수 있다.

상기 요오드 염색은 20~40℃의 온도에서 2~4 분 동안 수행한다.

상기 염색된 폴리비닐알코올계 수지 필름은 연신 공정을 거친다. 상기 연신은 통상의 방법으로 수행할 수 있으나, 본 발명에서는 2.5~4.0 연신배율에서 연신하도록 한다. 구체예에서는 붕산 1~3 % 농도, 바람직하게는 2~2.7 %로 포함하는 연신조에서 연신할 수 있다. 상기 연신조는 온도가 40도~62도 범위일 수 있다.

또한 상기 요오드 염색공정 이후 뿐만 아니라, 염색공정 및 가교공정에서도 연신을 행할 수 있다. 그러나 토탈 연신배율이 5.8~6.5배 이다. 상기 가교 공정은 붕산을 포함하는 가교조에서 수행한다. 이때 가교조의 붕산 농도를 1~5%, 바람직하게는 2.5~4 중량%, 더욱 바람직하게는 2.8~3.5 %로 하는 것이 바람직하다. 상기 범위 내에서 본 발명이 목적으로 하는 붕산함유율을 얻을 수 있다.

삭제

구체예에서 상기 가교조는 온도가 30~50℃ 범위이며, 1~2 분 동안 수행한다.

상기 가교된 필름은 다시 2.5~4.0배 연신배율에서 연신하는 과정을 거친다.

본 발명에서는 토탈 연신배율을 5.8~6.5배 범위로 하는데, 상기 범위로 할 경우 본 발명에서 목적으로 하는 요오드 배향율과 붕산 함유량을 얻을 수 있기 때문이다.

상기와 같이 제조된 본 발명의 편광자는 두께가 0.5∼400㎛, 바람직하게는 5∼200㎛의 범위를 갖는다.

본 발명의 또 다른 관점은 상기 편광자를 포함하는 편광판에 관한 것이다. 구체예에서는 상기 편광판은 상기 편광자의 적어도 일면에 보호필름이 형성된 것을 특징으로 한다. 상기 보호필름은 위상차 필름, 휘도향상필름, 반사필름, 반투과 반사필름, 확산필름, 광학보상필름 등의 기능을 가질 수 있으며, 이러한 필름이 보호 필름 상에 더 적층될 수 있다. 구체예에서는 상기 보호필름은 40~60nm 의 면내 위상차 값(Ro)을 가질 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.

실시예

실시예 1

두께 75㎛ 의 폴리비닐알코올 필름 (제품명VF-PE, 중합도 2400)을 27 ℃ 의 물에, 4 분간 침지하여 필름을 충분히 팽윤시켰다. 다음에, 요오드 0.08 중량부, 요오드화칼륨 0.2 중량부 물 100 중량부를 포함하는 수용액에 침지하면서 1 축 연신하였다. 이후, 붕산 3 중량부 및 물 100 중량부을 포함하는 온도 35 ℃ 의 가교조에 침지하여, 가교처리하면서 연신 배율이 1.2 배가 될 때까지 1 축 연신하였다. 이후 붕산 2.5 중량부 및 물 100 중량부을 포함하는 온도 55 ℃ 의 연신조에서 연신 배율이 3.5 배가 될 때까지 1 축 연신하였다. 이어서 17 ℃ 의 물에 5 초간 세정하고. 붕산 1 중량부 및 요오드화 칼륨 5 중량부 및 물 100중량부의 보색조에 침지시킨 후 온도 50 ℃ 에서 2 분간 건조시켜 편광자를 얻었다. 제 조된 편광자에 대하여 KOBRA-IR 기기를 사용하여 845.1nm, 903.3nm, 952.1nm, 1000.0nm. 1046.5nm, 1092.nm에서 요오드와 폴리비닐알코올계 수지의 면내 위상차 값을 각각 구하고 그로부터 요오드 배향율을 구하였다. 또한 적정법을 통해 붕산 함유량을 구하고, 휘도계를 사용하여 측정 위치별 휘도 편차로 표시균일성을 평가하였다.

실시예 2

연신조에서 연신배율을 3.0배가 될 때까지 연신한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.

실시예 3

연신조의 붕산농도가 2.8중량부로 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.

실시예 4

연신조의 붕산농도가 2.8 중량부인 조건에서 연신배율을 3.0배가 될 때까지 연신한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.

비교실시예 1

연신조의 붕산농도가 3.5중량부로 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일 하게 수행하였다.

비교실시예 2

연신조의 붕산농도가 3.5 중량부인 조건에서 연신배율을 3.0배가 될 때까지 연신한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.

상기 실시예 1~4 및 비교실시예 1~2의 측정 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

	요오드 배향도	붕산 함유량	표시균일성
실시예1	24.5%	17.3%	0.0517
실시예2	23.9%	17.7%	0.0768
실시예3	24.3%	17.9%	0.0933
실시예4	23.2%	17.6%	0.0852
비교예1	17.1%	21.3%	0.2701
비교예2	17.5%	22.1%	0.3365

이상 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

Claims

폴리비닐알코올계 수지 필름에 요오드가 흡착 배향되어 있으며, 하기 식에 의해 정의된 요오드 배향율이 20~30 %이며, 내부 붕산 함유율이 10~20 %인 것을 특징으로 하는 편광자:

(상기에서, RI는 845.1nm, 903.3nm, 952.1nm, 1000.0nm. 1046.5nm, 1092.7nm에 대한 요오드의 면내 위상차 값이며, RPVA는 845.1nm, 903.3nm, 952.1nm, 1000.0nm. 1046.5nm, 1092.7nm에 대한 폴리비닐알코올계 수지의 면내 위상차 값임)
삭제
제1항에 있어서, 상기 편광자는 위치별 휘도 편차로 측정된 표시균일성이 0.03~0.1 범위인 것을 특징으로 하는 편광자.
폴리비닐알코올계 수지 필름을 요오드 함유 염색 용액에서 염색하고;

상기 염색된 필름을 1.0~1.5 배율에서 가교하고; 그리고

상기 가교된 필름을 붕산 1~3 % 농도로 포함하는 연신조에서 연신하는 단계로 이루어지고,

토탈 연신배율이 5.8~6.5배 범위이고, 상기 연신조는 온도가 40~62℃이며,

하기 식에 의해 정의된 요오드 배향율이 20~30 %이며, 내부 붕산 함유율이 10~20 %인 것을 특징으로 하는 편광자의 제조방법:

(상기에서, RI는 845.1nm, 903.3nm, 952.1nm, 1000.0nm. 1046.5nm, 1092.7nm에 대한 요오드의 면내 위상차 값이며, RPVA는 845.1nm, 903.3nm, 952.1nm, 1000.0nm. 1046.5nm, 1092.7nm에 대한 폴리비닐알코올계 수지의 면내 위상차 값임)
제4항에 있어서, 상기 염색 용액은 온도가 20~40℃ 범위인 것을 특징으로 하는 편광자의 제조방법.
삭제
제1항 및 제3항 중 어느 한 항의 편광자를 포함하는 편광판.
제7항에 있어서, 상기 편광판은 상기 편광자의 적어도 일면에 보호필름이 형성된 것을 특징으로 하는 편광판.
제8항에 있어서, 상기 보호필름은 50~60 의 면내 위상차 값(Ro)을 갖는 것을 특징으로 하는 편광판.