KR101346089B1

KR101346089B1 - 광 필터

Info

Publication number: KR101346089B1
Application number: KR1020087025404A
Authority: KR
Inventors: 타쓰야 쇼지; 료 코니시; 시게루 야오
Original assignee: 우베 고산 가부시키가이샤
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2013-12-31
Also published as: US8035777B2; EP2009471A1; EP2009471A4; JPWO2007119592A1; JP5146313B2; KR20090007332A; CN101454698A; EP2009471B1; WO2007119592A1; US20090310067A1; CN101454698B

Abstract

구정 구조를 갖는 결정성 고분자를 포함하는 광 필터, 특히 결정성 고분자의 단일 입자 그 자체가 구정 구조를 갖는 다공질 입자를 함유하는 광 필터가 개시된다. 이 광 필터는 직선편광을 자연편광에 가까운 비편광으로 고효율로 변환할 수 있다.

광필터, 편광, 다공질 입자

Description

광 필터{Optical Filter}

본 발명은 편광된 광을 비편광으로 변환하는 광 필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액정TV, 컴퓨터나 휴대전화 액정 디스플레이 등의 액정 표시 장치에 장착함으로서 이들로부터 발출되는 직선편광을 자연광에 가까운 비편광으로 고효율로 변환할 수 있는 광 필터에 관한 것이다.

최근 액정 표시 장치는 박형, 경량, 고화질의 특징을 가지고 있으며, CRT에 대항할 수 있는 표시장치가 되었고, 멀티컬러, 고정밀의 액정 디스플레이 등이 시장에 유통되고 있다. 또한, 대화면화의 요구와 하이비젼기술의 개발에 따라, 액정 프로젝터에 의한 확대 투영 영상 표시 장치가 보급되고 있다. 이러한 액정 표시 장치의 구동원리로서는, TFT방식, MIM방식, STN방식, TN방식 등이 있지만, 이들 어느 방식에서도, 한쌍의 편광판을 사용하여 표시광을 직선편광으로 발출하고 있어, 관찰자에게 도달하는 광은 직선편광이 되고 있다.

그런데, 액정 디스플레이를 장시간 사용함으로써 발생하는 안정(眼精)피로를 경감하는 방법으로서, 편광 필터 또는 편광 안경을 사용하는 경우가 있다. 이 편광 필터나 편광 안경은 편광자의 투과축과 직각방향인 편광 성분으로부터의 입사광을 차단하여, 편광자의 투과축과 평행방향인 편광 성분으로부터의 입사광만을 받 아들이는 것을 목적으로 하고 있다. 그러나, 상기와 같이, 휴대전화나 개인용 컴퓨터의 액정화면으로부터 발출되는 광은 직선편광이기 때문에, 편광 필터나 편광 안경의 각도가 기울어지면 광량이 현저히 감소하여 심한 경우에는 화면이 보이지 않거나, 좌우가 달라보여 매우 불편하였다.

이것을 회피하기 위해서는, 파장에 대하여 1 / 4파장판을 사용함으로서, 직선편광을 타원편광으로 변환하는 것을 생각할 수 있지만, 디스플레이로부터 발출되는 광파장은 다양하기 때문에 상기 원리는 적응이 불가능하였다. 또한 편광 필터가 아닌, 기판상에 0.1 ~ 0.15mm폭의 특수 금속 라인을 그물코 형상으로 코팅함으로서, 광을 투과하는 비코팅부(약 0.02mm×0.02mm의 극세구멍)를 구성함에 따라 입사광의 파장에 간섭과 회절현상을 일으키는 운막현상을 이용하는 방법이 있다. 그러나 이 기술에는 세밀한 가공기술이 필요하였다. 마찬가지로, 고분자미립자를 분산시킨 필터도, 입자의 산란효과에 의해 직선편광을 약간 비편광화하는 능력이 있으나, 박막으로 하면 거의 효과가 없음이 알려져 있다.

또한 비결정질구조를 가진 고분자에 의해서 직선편광을 비편광으로 변환하는 것이 제안되고 있지만 (특허문헌 1 참조), 실제로는 비결정질구조에서는 직선편광을 비편광으로 변환하는 능력은 낮고, 구정(球晶)구조인 결정의 집합체로 함으로서, 처음으로 효율적으로 직선편광을 비편광으로 변환할 수 있음을 알았다. 또한, 수정판을 사용한 편향해소판을 사용한 광 필터도 제안되고 있지만 (특허문헌 2 참조), 액정표면에 장착하는 것은 실용적이지 않다.

한편, 구정 구조의 고분자로 된 배향막을 사용한 액정 표시 장치가 제안되고 있지만 (특허 문헌 3 참조), 이것은, 시야각을 넓히는 것을 목적으로 하여 편광판과 액정층 사이에 배치된 것으로, 본 발명의 광 필터와는 목적이 다르다. 또한 구정 구조를 가지는 고분자막을 광 필터로서 사용하여, 직선편광을 비편광으로 변환하는 시험을 해 본 경우, 필름 제작시에 가해지는 뒤틀림이 성형 후 필름에 잔류하고, 굴절률 이방성을 발현하여, 직선편광을 균일하게 자연광과 마찬가지로 비편광으로 변환할 수 있는 광 필터는 얻을 수 없었다.

[특허문헌1] 특개평 2003-185821호 공보

[특허문헌2] 특개평 10-10522호 공보

[특허문헌3] 특개평 6-308496호 공보

본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 편광된 광을 자연광에 가까운 비편광으로 고효율로 변환할 수 있는 광 필터(편광 해소필터)를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 이하의 사항에 관한 것이다.

1.구정 구조를 갖는 결정성 고분자를 함유하는 것을 특징으로 하는 광 필터.

2.상기 1에 있어서,

결정성 고분자의 단일 입자 그 자체가 구정 구조를 갖는 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 광 필터.

3.상기 2에 있어서,

상기 입자를 유지하는 바인더 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 광 필터.

4.상기 3에 있어서,

상기 입자가 상기 바인더 수지중에 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 광 필터.

5.상기 3에 있어서,

상기 입자가 상기 바인더 수지와 함께 도막으로서 투명기판상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 필터.

6.상기 3에 있어서,

상기 입자가 상기 바인더 수지를 접착제로서 투명기판에 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 광 필터.

7.상기 2 내지 6 중 어느 하나에 있어서,

상기 입자의 수평균입자 직경이 1 ~ 30㎛인 것을 특징으로 하는 광 필터.

8.상기 2 내지 7 중 어느 하나에 있어서,

상기 입자가 BET비표면적 0.1 ~ 80㎡/g을 갖는 다공질 입자인 것을 특징으로 하는 광 필터.

9.상기 8에 있어서,

상기 입자의 평균세공 직경이 0.01 ~ 0.8㎛인 것을 특징으로 하는 광 필터.

10.상기 8 또는 9에 있어서,

상기 다공질 입자의 다공도 지수가 5 ~ 100인 것을 특징으로 하는 광 필터.

11.상기 2 내지 10 중 어느 하나에 있어서,

상기 입자의 DSC로 측정된 결정화도가 40%이상인 것을 특징으로 하는 광 필터.

12.상기 2 내지 11에 있어서,

상기 입자의 수평균입자 직경에 대한 체적평균입자 직경의 비가 1 ~ 2.5인 것을 특징으로 하는 광 필터.

13.상기 2 내지 12 중 어느 하나에 있어서,

상기 입자가 폴리아미드로 이루어진 것을 특징으로 하는 광 필터.

14.광원 장치, 배면 편광판, 액정셀 및 전면 편광판을 구비한 액정 표시 장치에 있어서,

상기 전면 편광판의 전면 또는 상기 배면 편광판의 배면과 상기 광원 장치 의 사이에, 상기 1 ~ 13 중 어느 하나에 기재된 광학 필터를 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

본 발명의 광 필터는, 편광된 광을 자연광에 가까운 비편광으로 고효율로 변환할 수 있다. 따라서, 액정TV, 컴퓨터나 휴대전화의 액정 디스플레이 등의 액정 표시 장치에 장착함으로서 이들로부터 발출되는 직선편광을 비편광으로 변환할 수 있기 때문에, 편광 필터나 편광 안경을 사용한 경우에서도 어두운 시야 해소가 가능하다. 또한 단독으로 광 필터를 사용한 경우에서도, 광을 부드럽게 분산 가능하기 때문에, 안정(眼精)피로를 경감할 수 있다.

또한, 광원 장치로부터 발출된 광성분은 편광 성분을 포함한 경우가 있기 때문에, 광원 장치와 배면 편광판의 사이에 장착함으로써 효과적으로 밝기를 끌어낼 수 있다.

도 1은 실시예 1에 사용된 다공질 입자의 주사형 전자 현미경 사진.

도 2는 실시예 1에 사용된 다공질 입자 단면의 주사형 전자 현미경 사진.

도 3은 실시예 1에 사용된 다공질 입자 단면의 투과형 전자 현미경 사진.

도 4는 비교예 1에 사용된 모든 구상 입자의 주사형 전자 현미경 사진.

도 5는 비교예 1에 사용된 모든 구상 입자 단면의 투과형 전자 현미경 사진.

도 6은 편광 해소능 평가에 사용된 편광 필름의 배향축을 직각으로 배치한 경우 투과율의 파장 의존성을 도시한 그래프.

도 7은 실시예 1 및 비교예 1에서 각각 제작된 광학 필터의 편광 해소능 평가의 결과 (실시예 2, 비교예 2)이며, 투과율의 파장 의존성을 도시한 그래프.

도 8은 실시예 4에서 제작한 광학 필터의 편광 해소능 평가 결과 (실시예 5)이며, 투과율의 파장 의존성을 도시한 그래프.

본 발명의 광 필터는, 구정 구조를 갖는 결정성 고분자를 포함하여 구성되어 있다. 구정 구조를 갖는 결정성 고분자 입자로 구성되어 있어도 좋으며, 구정 구조를 갖는 결정성 고분자로 이루어진 필름 형상이여도 좋다. 바람직하게는 결정성 고분자의 입자로서, 이 단일 입자 그 자체가 구정 구조를 갖고 있는 입자를 포 함한 구성이다. 상기 입자는 바람직하게는 수평균입자 직경 1 ~ 30㎛을 갖고, 더 바람직하게는 다공질 입자이며, BET비표면적인 0.1 ~ 80㎡g이다.

구정 구조는 단수 또는 복수의 코어로부터 고분자 피브릴이 삼차원등방 또는 방사상으로 성장하여 형성된 결정성 고분자 특유의 구조체이며, 「단일 입자 그 자체가 구정 구조」인 것은, 하나의 단독 입자의 중심 부근의 단수 또는 복수의 코어로부터 고분자 피브릴이 삼차원등방 또는 방사상으로 성장하여 형성된 구정 구조인 것을 의미한다.

입자의 결정화도는, 바람직하게는 40%이상이며, 그 정도까지 결정화가 가능한 고분자재료가 바람직하게 사용된다. 또한, 입자 제조방법으로서는 구정을 발달시키면서 미립자를 형성할 수 있는 방법이라면 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 고분자재료의 용액에서, 구정을 발달시키면서 입자를 석출시키는 방법 등을 들 수 있다. 이 용액으로부터의 석출방법에서는 다공질 입자를 성장시킬 수 있다.

이하, 다공질 입자를 제조하는 경우를 설명한다. 다공질 입자로서, 폴리아미드다공질 입자를 예를 들어 설명하지만, 여기에서 설명하는 입자 형상, 입자 직경, 비표면적, 세공 직경 등 입자의 물리적 형태를 표시하는 지표에 관해서는 폴리아미드 이외의 입자의 경우에도 적용된다.

다공질 입자를 구성하는 폴리아미드로서는, 공지의 다양한 것을 들 수 있다. 예컨대, 환상 아미드 개환중합, 혹은 디카르복실산과 디아민의 중축합으로 얻을 수 있다. 모노머로서는, ε-카프로락탐, ω-라우로락탐 등의 환상 아미드를 개환중합하여 얻어지는 결정성 폴리아미드, ε-아미노 카프론산, ε-아미노 도데칸산, ω- 아미노 운데칸산 등의 아미노산 중축합, 또는 옥살산, 아디핀산, 세바신산, 테레프탈산, 이소프탈산, 1, 4-시클로헥실디카르복실산 등의 디카르복실산 및 유도체와 에틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 1, 4-시클로헥실디아민, m-크실렌디아민, 펜타메틸렌디아민, 데카메틸렌디아민 등의 디아민을 중축합하여 얻는 것들이다.

상기 폴리아미드는, 단독 중합체 및 이러한 공중합체로 이루어진 폴리아미드 또는 그 유도체이다. 구체적으로는, 폴리아미드 6, 폴리아미드 66, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 610, 폴리아미드 66 / 6 T (T는 테레프탈산성분을 나타냄) 등이다. 또한 상기 폴리아미드의 혼합물이어도 좋다. 특히 바람직하게는, 폴리아미드 6, 폴리아미드 66이 바람직하다.

폴리아미드의 분자량은, 2,000 ~ 100,000이다. 바람직하게는 5,000 ~ 40,000이다.

폴리아미드 다공질 입자는, 구상, 대략 구상, 곡옥 (C형)형상, 혹은 덤벨 형상의 단체 혹은, 혼합물이지만, 이 70 중량%이상, 바람직하게는 80중량%이상, 더 바람직하게는 90중량%이상이 한 종류의 입자 형상으로 구성된 균일한 입자인 것이 요망된다. 70중량%보다 적으면, 분체재료로서의 유동성이 떨어지는 등 바람직하지않은 경우가 있다.

폴리아미드 다공질 입자는, 수평균입자 직경이 1 ㎛이상이며, 바람직하게는 30㎛이하이다. 수평균입자 직경이 1㎛보다 작으면 구정 구조를 형성하는 것이 곤란하여 적절하지 않다. 또한 수평균입자 직경이 30 ㎛보다 큰 경우에도 편광 해소를 발현하는 기구적으로는 문제는 없으나, 실질적으로, 박막 형성시에 표면을 평활화 하기 어려워지는 등의 성형 가공상의 불편함이 발생하기 쉽다.

폴리아미드 다공질 입자의 BET비표면적은, 0.1 ~ 80㎡/g이다. 비표면적이 0.1㎡/g 보다 작으면 투명 수지에 분산될 때의 접착성이 떨어질 경우가 있다. 또한 비표면적이 80㎡/g 보다 크게 되면 도막 형성시에 도액 취급성이 저하된다.

폴리아미드 다공질 입자의 평균세공 직경은, 0.01 ~ 0.8㎛인 것이 바람직하다. 평균세공 직경이 0.01㎛보다 작으면, 투명 수지에 분산될 때의 접착성이 떨어질 경우가 있다. 또한 평균세공 직경이 0.8㎛ 보다 큰 경우에는 취급하기 어렵다.

폴리아미드 다공질 입자의 다공도 지수(RI)는, 5 ~ 100이 바람직하다. 여기에서 다공도 지수(RI)라 함은, 같은 직경의 평활한 구상 입자의 비표면적에 대하여, 다공질의 구상 입자의 비표면적의 비로 표시한 것이라고 정의한다. 다음 식으로 나타낸다. 다공도 지수가 5보다 작으면, 투명 수지에 분산될 때의 접착성이 떨어질 경우가 있다. 다공도가 100보다 크면 취급하기 어려워진다

여기에서 RI;다공도 지수, S;다공입자의 비표면적 [㎡/㎏],

S₀;동일입자 직경의 원활한 구상 입자의 비표면적 [㎡/㎏]이다.

S₀는, 다음 식에 따라 구할 수 있다.

즉, 관측된 수평균 구상 입자 직경 d_obs[m], 폴리아미드의 밀도 ρ[㎏/㎥]로 하면, 원활한 구(球)의 비표면적 S₀은 다음 식으로 나타낼 수 있다.

폴리아미드가 폴리아미드 6인 경우, 결정상의 밀도를 1230 ㎏/㎥, 비정상(非晶相)의 밀도를 1100㎏/㎥로 했다.

또한 폴리아미드 다공질 입자는 결정성이며, 융점이 110 ~ 320 ℃이다. 바람직하게는 140 ~ 280℃이다. 융점이 110℃ 보다 낮게 되면 열안정성이 낮아진다.

더욱이, 본 발명에서 사용되는 폴리아미드 다공질 입자는 DSC에서 측정된 결정화도가 40%이상인 것이 바람직하다. 폴리아미드의 결정화도는 X선 해석으로 구하는 방법, DSC측정법에 의해 구하는 방법, 밀도로부터 구하는 방법이 있으나, DSC측정법에 의해 구하는 방법이 가장 적합하다. 보통 용융물로부터 결정화시킨 폴리아미드의 결정화도는 높아봤자 고작 30%정도이다. 본 발명에서 사용되는 폴리아미드는 결정화도가 40%보다 높은 것이 바람직하다. 결정화도가 낮으면, 직선편광을 비편광으로 변환하는 능력이 떨어지기 때문에 바람직하지 않다.

폴리아미드의 결정화도는 R. Vieweg외, kunststoffe Ⅳ polyamide, 218 쪽, Carl Hanger Verlag, 1966년 기재에 따라, 폴리아미드 6의 융해열은 45cal/g 로 하여 산출했다. 결정화도는 다음 식으로 산출된다.

χ ; 결정화도 (%)

△H_obs ; 샘플 융해열 (cal / g)

△H_m; 폴리아미드 융해열 (cal / g)

본 발명의 폴리아미드 다공질 입자는 입자 직경분포에서, 수평균입자 직경(또는 수기준평균입자 직경)에 대한 체적평균입자 직경(또는 체적기준평균입자 직경)의 비가 1 ~ 2.5인 것이 바람직하다. 수평균입자 직경에 대한 체적평균입자 직경의 비(입도분포지수 PDI)가 2.5 보다 크면, 분체로서의 취급성이 나빠진다.

입자 직경분포지수는 다음 식으로 나타낸다.

수평균입자 직경:

체적평균입자 직경:

입자 직경분포지수:

여기에서 Xi; 각각의 입자 직경, n은 측정수이다.

폴리아미드 다공질 입자는 폴리아미드를 양용매에 용해한 후, 용액의 폴리아미드에 대한 용해도를 낮추어, 폴리아미드를 석출시킴으로서 제조할 수 있다.

바람직한 방법으로는 저온에서는 폴리아미드의 비용매이지만, 고온에서 폴리아미드를 용해하는 용매를 사용하여, 용매에 폴리아미드를 분산시킨 후, 용매의 폴리아미드에 대한 용해도를 온도를 높여 상승시킴으로서 용해시킨 다음, 용액의 온도를 하강시킴으로서 용매의 폴리아미드에 대한 용해도를 경감시킴으로서, 폴리아미드를 석출시키는 방법에 따라 제조할 수 있다.

저온에서는 폴리아미드의 비용매이지만, 고온에서 폴리아미드를 용해하는 용매의 예로서, 다가 알코올 및 이들 혼합물을 들 수 있다. 다가 알코올로는 에틸렌글리콜, 1, 2-프로판디올, 1, 3-프로판디올, 1, 4-부탄디올, 글리세린, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,5-펜탄디올, 헥실렌글리콜 등을 들 수 있다.

상기 용매 중에 용해 촉진을 위해 용해온도를 하강시키기 위한 무기염을 첨가해도 좋으며, 무기염으로는 염화칼슘, 염화리튬 등을 들 수 있다. 금속 이온이 폴리아미드의 수소 결합부에 작용하여 용해를 촉진하는 무기염이라면 상기의 예에 한정하지 않고 어떠한 것을 사용해도 좋다.

보다 바람직한 방법으로는, 실온 부근에서 폴리아미드를 용해시키는 양용매중에 폴리아미드를 용해시킨 폴리아미드 용액(A)에, 실온 부근에서 폴리아미드를 용해시킬 수 없는 비용매(B)를 혼합함으로서, 용매의 폴리아미드에 대한 용해도를 경감하는 방법을 사용하여 제조할 수 있다.

본 발명에서 폴리아미드의 실온 부근에 있어서의 양용매로서는, 페놀화합물 또는 포름산이 바람직하다. 페놀화합물로서는, 구체적으로는 페놀, 0-크레졸, m-크레졸, p-크레졸, 크레졸산, 클로로페놀 등이 바람직하다. 이러한 것들은, 실온, 또는 온도 30 ~ 90℃ 가열에 의해, 결정성 폴리아미드를 용해하는 또는 용해를 촉진하기 때문에 바람직하다. 특히 바람직한 것은 페놀이다. 페놀은 다른 용매보다도 독성이 적고, 작업상 안전하다. 또한, 얻어진 다공질 미립자로부터 쉽게 제거할 수 있기 때문에 바람직하다.

폴리아미드 용액(A)에는, 응고점 강하제를 첨가하여도 좋다. 응고점 강하제로서는 폴리아미드 용액 중의 폴리아미드를 석출시키지 않는 범위라면, 폴리아미드의 비용매를 사용할 수 있다. 응고점 강하제의 예로는, 물, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, 2-메틸-1-프로판올, 2-메틸-2-프로판올, 1-펜탄올, 1-헥산올, 에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린 및 디글리세린을 들 수 있다.

상기 폴리아미드 용매 중에 용해 촉진을 위해 폴리아미드의 용해도 향상을 위해 무기염을 첨가하여도 좋으며, 무기염으로서는 염화칼슘, 염화리튬 등을 들 수 있다. 금속 이온이 폴리아미드의 수소 결합부에 작용하여 용해를 촉진하는 무기염이라면 상기의 예에 한정되지 않고 어떠한 것을 사용하여도 좋다.

폴리아미드 용액(A) 중의 폴리아미드 농도는 바람직하게는 0.1 ~ 30중량%의 범위, 더욱 바람직하게는 0.2 ~ 25중량%의 범위이다. 폴리아미드 용액 중에서 폴리아미드 비율이 30중량%를 넘으면, 용해되기 어렵거나, 균일한 용액이 되지 않는 경우가 있다. 또한, 용해하여도 용액의 점도가 높아지고, 취급하기 어려워지기 때문에 바람직하지 않다. 폴리아미드 비율이 0.1중량% 보다 낮아지면, 폴리머 농도가 낮고, 제품의 생산성이 낮아지기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명의 폴리아미드의 실온 부근에 있어서의 비용매(B)는 폴리아미드 용액(A)의 양용매와 최소한 부분적으로 상용하는 것이 바람직하다. 비용매(B)의 예로서는, 물 및 폴리아미드 불용성 유기용매로 이루어진 군에서 얻어진 화합물을 들 수 있다. 비용매(B)는 두종류 이상의 용매 혼합물이어도 좋다. 비용매(B)는 액온 25℃에서 폴리아미드 용액 중의 폴리아미드를 0.01중량% 이상 용해하지 않은 것이 바람직하다.

실온 부근에 있어서의 폴리아미드 불용성 유기용제 예로서는 에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜 등의 알킬렌글리콜을 들 수 있다.

실온 부근에 있어서의 폴리아미드 불용성 유기용매의 다른 예로서는 1가 및 3가 알코올을 들 수 있다. 1가 알코올은 탄소수 1 ~ 6의 1가 알코올인 것이 바람직하다. 직쇄이거나 또는 분기를 갖고 있어도 좋다. 1가 알코올의 예로서는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, 2-메틸-1-프로판올, 2-메틸-2-프로판올, 1-펜탄올, 1-헥산올, 에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜을 들 수 있다. 3가 알코올로는 글리세린을 들 수 있다. 또한 케톤으로서 아세톤을 들 수 있다.

폴리아미드가 폴리아미드 6인 경우에는, 비용매(B)는 물과 폴리아미드 불용성 용매(바람직하게는 1가 알코올)를 함유하는 혼합물인 것이 바람직하다. 폴리아미드가 폴리아미드 12인 경우에는, 비용매(B)에 알킬렌글리콜과 알킬렌글리콜 이외의 폴리아미드 불용성 유기용매(바람직하게는 3가 알코올)를 함유한 혼합물이다.

다공질 폴리아미드 미립자를 제조하기 위해서는, 용액(A)과 비용매(B)를 혼합하여 일시적으로 균일한 혼합용액을 형성하고, 그 후 가만히 두는 방법을 이용할 수 있으며, 이 조작에 의해 다공질 폴리아미드 입자가 석출된다. 다공질 폴리아미드 입자를 석출시킬때 혼합용액의 액온은 0℃ ~ 80℃의 범위가 바람직하며, 20℃ ~ 40℃ 범위가 특히 바람직하다.

폴리아미드 용액(A)과 폴리아미드 비용매(B)의 혼합용액에는 석출된 폴리아미드 입자의 응집을 방지할 목적으로 증점제를 첨가해 혼합용액의 점도를 높여도 좋다. 증점제의 예로는 수평균분자량 1000이상(특히 1100 ~ 5000범위)의 폴리알킬렌글리콜을 들 수 있다. 폴리알킬렌글리콜의 예로는 폴리에틸렌글리콜 및 폴리프로필렌글리콜을 들 수 있다. 증점제의 첨가방법으로는 폴리아미드 용액 및 비용매(B)를 혼합하는 것과 동시에 증점제를 첨가하는 방법, 또는 조정 직후의 혼합용액에 증점제를 첨가하는 방법 중 어느 방법이어도 좋다. 폴리알킬렌글리콜은 두종류 이 상을 병용할 수 있다.

폴리아미드 용액과 비용매의 첨가 순서는 용액의 균일성이 유지되면 특별히 제한은 없다.

본 발명에서는 제조된 폴리아미드 다공질 미립자는 데칸테이션, 여과 또는 원심분리 등의 방법으로 고액분리시킬 수 있다.

본 발명에서는 제조된 폴리아미드 다공질 미립자는 폴리아미드 용액(A)의 양용매와 40℃이상의 온도에서 상용하는 폴리아미드 비용매를 40℃이상의 온도에서 접촉시킴으로서, (A)의 양용매를 폴리아미드 다공질 미립자로부터 추출 제거할 수 있다.

폴리아미드 용액(A)의 양용매를 추출 제거하는데 사용되는 폴리아미드 비용매의 예로서 지방족 알코올, 지방족 또는 방향족 케톤, 지방족 또는 방향족 탄화수소 및 물로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 들 수 있다. 상기 비용매는 두종류 이상 혼합물이어도 좋으며, 액온이 40℃에서 폴리아미드를 0.01중량% 이상 용해하지 않는 것이 바람직하다.

지방족 알코올로는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올 및 2-프로판올 등 탄소원자수가 1 ~ 3인 1가의 지방족 알코올을 들 수 있다.

지방족 케톤의 예로는 아세톤, 및 메틸에틸케톤을 들 수 있다. 방향족 케톤의 예로는 아세토페논, 프로피오페논 및 부티로페논을 들 수 있다.

방향족 탄화수소의 예로서는 톨루엔 및 크실렌을 들 수 있다. 지방족 탄화수소의 예로는 헵탄, 헥산, 옥탄 및 n-데칸을 들 수 있다.

본 발명의 광 필터는 결정성 고분자의 구정을 가지고 있으며, 통상, 광 필터의 적어도 일부의 층이 결정성 고분자의 구정을 함유하는 것이다. 구정 구조를 형성하고 있는 결정성 고분자 필름이어도 좋지만, 바람직하게는 상기 구정 구조를 형성하고 있는 입자를 함유하는 것이다. 광 필터는, 더욱 바람직하게는 전술한 바와 같은 입자와 입자를 유지하기 위한 바인더 수지를 갖는다. 광 필터의 대표적인 태양으로서는, (a)투명성 수지를 바인더 수지로서 사용하여, 입자를 투명성 수지 중에 분산시킨 것을 판 모양 또는 필름 모양으로 형성한 태양, (b)입자를 바인더 수지와 함께 도막으로서 기판상에 형성한 태양, (c)입자를 기판에 바인더 수지를 접착제로서 접착한 태양 등을 들 수 있다.

상기 (a)의 태양에서 입자를 분산시키는 투명성 수지로서는 메타크릴수지, 폴리스틸렌수지, 폴리카보네이트수지, 폴리에스테르수지, 환상을 함유하는 폴리올레핀수지 등을 들 수 있다. 광 확산시키는 경우에는, 투명성 수지는 (다공질)입자와 굴절률이 다른 재료인 것이 바람직하며, 광 산란을 억제할 경우에는 (다공질)입자와 동종의 재료 또는 굴절률이 근사한 재료인 것이 바람직하다.

입자의 배합 비율은 투명성 수지와 입자의 합계에 대하여 0.1 ~ 60중량%가 바람직하다.

또한 상기(b) 태양의 입자를 함유하는 도막을 투명성 기판상에 형성할 경우에는 입자를 투명성 수지(투명성 도료)에 혼합 분산하고, 투명성 기판의 표면에 스프레이법, 디핑법, 커튼플로우법, 롤코터법, 인쇄법 등의 수단을 사용하여 도포하고, 자외선 조사 또는 가열로 경화시키는 방법이 사용된다. 투명성 도료에 사용되 는 바인더로는 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 우레탄계 수지 등을 들 수 있다.

투명성 기판으로는 메타크릴수지, 폴리스틸렌수지, 폴리카보네이트수지, 폴

리에스테르수지, 환상을 함유하는 폴리올레핀수지 등의 투명성 수지판을 사용할 수 있는 이외에, 유리판과 같은 무기질 투명판의 채용도 가능하다.

광 필터를 형성하는데 상기(c)의 태양과 같이 입자를 직접 투명성 기판에 바인더 수지(공지의 접착제 등)로 접착하여도 좋다.

본 발명의 광 필터는 그 상태로 액정 표시 화면상에 장착하여 사용하여도 좋다. 본 발명의 필터는 실시 형태에 따라, 표면 후가공을 필요로 하지 않고 반사 방지 및/또는 방현 등의 작용이 발휘되는 경우가 있다.

또는, 광학 필터의 외측 표면에 투명기재를 보호막으로서 접합하여도 좋다.

사용되는 투명기재로는, 투명이라면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 폴리카보네이트수지, 메타아크릴수지, PET수지, 폴리스틸렌수지, 환상을 함유하는 폴리올레핀수지 또는 투명유리 등을 들 수 있다. 또한, 이러한 투명기재 외측 표면에 반사 방지처리 및/또는 방현 처리 및/또는 하드 코트처리를 수행하는 것이 바람직하다. 더욱이 투명기재에 고분자막을 입혀 붙이는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 공지의 방법을 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 광학 필터를 장착하는 액정 표시 장치로는 광원 장치, 배면 편광판, 액정셀, 전면 편광판을 기본 구성으로 하는 것이다. 그리고, 액정셀 기구에 따라 여러 가지 방식이 있지만, 적어도 광원 장치, 편광판, 액정셀, 편광판 순으로 이들 4개의 구성요소를 구비하고, 나아가 필요에 따라서 광학 보상판이나 컬러필터 등과 같은 구성요소를 이들 4개의 구성요소 사이나 앞뒤에 구비하여도 좋다. 또한, 어느 구성요소도 주지관용의 것이어도 좋으며, 특별히 한정되지 않는다. 또한 이들 구성에 있어서 편광판이 두군데 있기 때문에 본 명세서에서는 이들을 구별하기 위해 광원 장치와 액정셀 사이의 것을 배면 편광판, 또한 액정셀 보다 표시의 전면에 있는 것을 전면 편광판이라 하고 있다.

본 발명의 광 필터는, 전면 편광판의 전면에 더 배치될 수 있다. 또한 액정 표시 장치에는 그 방식에 따라서는 액정셀 보다 전면에 광학 보상판이나 컬러 필터 등을 배치하고 있다. 컬러 필터를 사용할 경우에는, 광학 필터는 이 컬러 필터보다 전측에 배치될 수 있다. 광학 보상판을 사용할 경우에는, 광학 필터는 이 광학 보상판의 전측 또는 후측의 어느 쪽에 배치되어 있어도 좋다.

또한, 본 발명의 광 필터는 광원 장치와 배면 편광판 사이에 배치될 수 있다. 액정 표시 장치에는 그 방식에 따라서는 액정셀보다 배면에 확산 필름 등을 배치하고 있다. 확산 필름 등을 사용할 경우에는 광학 필터는 이 확산 필름의 전면 또는 후측 어느 쪽에 배치되어 있어도 좋다.

[실시예]

이하, 실시 예에 대하여 설명 하지만, 본 발명은 이것들의 예에 한정되는 것은 아니다.

또한, 다공질 입자 물성(입자 직경, 비표면적, 평균미세구멍 직경, 결정화도 등)의 측정은 다음과 같이 수행했다.

(평균입자 직경, 입도분포지수)

건조시킨 폴리아미드 입자를 주사형 전자현미경으로 촬영하여, 입자 100개의 직경을 계측하여 평균을 구하고, 수평균입자 직경을 산출했다. 또한 체적평균입자 직경 및 입자 직경분포지수를 앞서 전술한 계산식으로부터 구했다.

(세공 직경분포)

수은 포로시미터로 측정했다. 측정범위는 0.0034 ~ 400㎛로 측정했다. 평균세공 직경을 구했다.

(비표면적·다공도 지수)

폴리아미드 입자의 비표면적은 질소흡착에 의한 BET법으로, 3점 측정에 의해 수행했다. 상기 값으로부터 전술한 식에 따라서 다공도 지수를 구했다.

(결정화도)

폴리아미드의 결정화도는 DSC(시차주사열량계)로 측정했다. 전술한 방법으로 수행했다.

(편광 해소능의 평가)

폴리아미드 다공질 미립자분산시료의 편광 해소능 평가에는 자스코(JASCO)제품 자외선·가시분광광도계 V-570을 사용하여, 검출부에는 적분구를 설치하고, 검출부 입구에는 편광 필름을 2장, 상호 편광축이 직각이 되도록 설치한 후, 시료의 광학 필터를 2장의 편광 필름 사이에 삽입하고, 350 ~ 800nm까지의 파장범위에서의 투과율에 의해 평가했다. 시료의 광학 필터가 없을 때의 블랭크의 투과율 특성을 도 6에 도시했다.

(다공질 입자의 제조)

페놀과 메탄올을 질량비 9 : 1의 비율로 함유하는 용액에, 폴리아미드 6(분자량 13,000)을 첨가하여 용해시켜 폴리아미드 6 농도 5질량%의 폴리아미드 6 용액을 제조했다. 상기 나일론 용액에 메탄올과 물을 7 : 0.5의 혼합비로 혼합한 혼합액을 첨가했다. 온도는 실온에서 수행했다. 24시간 가만히 두어 석출 종료시켰다. 그 후 원심분리로 폴리머를 단리 후, 50℃의 메탄올을 미립자의 100배의 양을 재면서 원심분리탈수를 수행하여, 입자의 세정을 수행했다.

얻어진 폴리머입자를 주사형 전자현미경으로 관찰한 결과, 수평균입자 직경10.01㎛, 체적평균입자 직경 13.76㎛의 비교적 균일한 구형의 다공질 입자였다. 또한 평균세공 직경 0.05681㎛, PDI 1.36, 비표면적 21.4㎡/g, 다공도 지수(RI) 42.1, 폴리머입자의 결정화도 56%였다. 상기 다공질 입자는 도 1, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 중심의 단일 또는 복수의 핵으로부터 삼차원적 방사 모양으로 나일론피브릴이 성장하고, 단일 입자 그 자체가 구정 구조를 갖고 있음을 알았다.

<실시예 1>

메타크릴산 메틸모노머 99.46중량부에 라디컬중합개시제로서 2-2'-아조비스(이소부틸로니트릴)(AIBN) 0.34중량부, 연쇄이동제로서 1-도데칸티올(n-라우릴메르캅탄)(n-LM) 0.20중량부를 첨가한 후, 상기 폴리아미드 다공질 입자 1.5중량부를 첨가, 교반하고, 열중합함으로서, 폴리아미드 다공질 입자가 균일하게 분산된 두께 약 0.5 mm의 판상의 광 필터를 제작했다.

<실시예 2>

실시예 1의 방법에 의해 얻어진 광 필터의 편광 해소능 평가 결과를 도 7에 도시했다.

<실시예 3>

실시예 1에 의해 얻어진 광 필터가 직선편광을 자연광과 같은 비편광으로 고효율로 변환하는 것을 확인하기 위하여 이하의 작업을 수행했다.

액정 디스플레이상에 편광 필름을 놓고, 액정 디스플레이의 편광축과 편광 필름의 광축이 합치된 경우는 밝은 시야가 되고, 밝은 시야일 때의 광축으로부터 오른쪽 또는 왼쪽 90도 기울어지게 함으로서 완전히 어두운 시야가 되는 것을 확인했다.

다음으로 액정 디스플레이와 편광 필름 사이에, 상기 판상의 시료를 삽입한 결과, 편광 필름을 밝은 시야일 때의 광축으로부터 오른쪽 또는 왼쪽으로 90도 기울어진 상태에서도 액정 디스플레이상의 화상을 뚜렷이 볼 수 있어, 어두운 시야가 해소되는 것을 확인하였고, 본 발명의 광학 필터에 의해 직선편광을 비편광으로 고효율로 변환할 수 있음을 알았다.

<실시예 4>

시판되는 아크릴계 바인더용액(아크릴다인C)에 IPA를 사용하여 배로 희석한 후, 바인더용액 중의 바인더성분에 대하여 10중량부에 상당하는 상기 폴리아미드 다공질 미립자를 분산시킨 후, 폴리카보네이트 기판상에 제막하여, 두께 45㎛정도의 폴리카보네이트 기판을 포함한 광 필터를 제조했다.

<실시예 5>

실시예 4의 방법에 의해 얻어진 광 필터의 편광 해소능 평가결과를 도 8에 도시했다.

<비교예 1>

공지된 제조 방법으로 얻은 폴리아미드 12의 모든 구상 입자를 사용한 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 시료를 제조했다. 모든 구상 입자의 주사형 전자 현미경사진 및 투과형 전자 현미경사진을 각각 도 4 및 도 5에 도시했다.

<비교예 2>

실시예 2와 마찬가지로, 비교예 1에서 제조된 광 필터의 편광 해소능 평가결과를 도 7에 도시했다.

<비교예 3>

실시예 3과 마찬가지로 액정 디스플레이와 편광 필름 사이에, 비교예 1의 광학 필터를 삽입한 결과, 편광 필름을 밝은 시야일 때의 광축으로부터 오른쪽 또는 왼쪽으로 90도 기울이면 완전히 어두운 시야가 되어, 어두운 시야의 개선이 이루어지지 않았다. 모든 구상 입자에서는 결정화도가 낮고 또한 양호한 구정이 생성되어 있지 않기 때문에 직선편광을 비편광으로 변환할 수 없음을 알았다.

Claims

광을 투과시켜 편광을 해소시키는 광필터에 있어서, 상기 광필터는 결정성 고분자로 이루어진 입자들을 포함하고, 각각의 단일 입자는 구정 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 광필터.
청구항 1에 있어서,

상기 입자를 유지하는 바인더 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 광 필터.
청구항 2에 있어서,

상기 입자가, 상기 바인더 수지 안에 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 광 필터.
청구항 2에 있어서,

상기 입자가, 상기 바인더 수지와 함께 도막으로서 투명기판상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 필터.
청구항 2에 있어서,

상기 입자가, 상기 바인더 수지를 접착제로서 투명기판에 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 광 필터.
청구항 1에 있어서,

상기 입자의 수평균입자 직경이, 1 ~ 30㎛인 것을 특징으로 하는 광 필터.
청구항 1에 있어서,

상기 입자가 BET비표면적 0.1 ~ 80㎡/g을 갖는 다공질 입자인 것을 특징으로 하는 광 필터.
청구항 7에 있어서,

상기 입자의 평균세공 직경이, 0.01 ~ 0.8㎛인 것을 특징으로 하는 광 필터.
청구항 7에 있어서,

상기 다공질 입자의 다공도 지수가 5 ~ 100인 것을 특징으로 하는 광 필터.
청구항 1에 있어서,

상기 입자의 DSC로 측정된 결정화도가 40%이상인 것을 특징으로 하는 광 필터.
청구항 1에 있어서,

상기 입자의 수평균입자 직경에 대한 체적평균입자 직경의 비가 1 ~ 2.5인 것을 특징으로 하는 광 필터.
청구항 1에 있어서,

상기 입자가 폴리아미드로 이루어진 것을 특징으로 하는 광 필터.
광원 장치, 배면 편광판, 액정셀 및 전면 편광판을 구비한 액정 표시 장치에 있어서,

상기 전면 편광판의 전면 또는 상기 배면 편광판의 배면과 상기 광원 장치의 사이에 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 기재된 광학 필터를 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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