KR101475556B1 - 내구성 및 배향성이 우수한 편광자, 편광판 및 편광자 제조 방법 - Google Patents

내구성 및 배향성이 우수한 편광자, 편광판 및 편광자 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내구성 및 배향성이 우수한 편광자, 편광판 및 편광자 제조 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 폴리비닐알코올계 필름에 요오드가 흡착 배향된 편광자에 있어서, 상기 요오드의 적어도 일부는 요오드가 탄소나노튜브 내에 삽입된 요오드-탄소나노튜브 복합체인 편광자, 및 폴리비닐알코올계 필름을 제공하는 단계, 상기 폴리비닐알코올계 필름을 요오드를 포함하는 수용액에 침지하여 염색 처리하는 단계, 및 요오드가 흡착된 폴리비닐알코올계 필름을 연신하는 단계를 포함하며, 상기 요오드의 적어도 일부는 요오드가 탄소나노튜브 내에 삽입된 요오드-탄소나노튜브 복합체인 편광자의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 요오드 이온 또는 분자를 탄소나노튜브 내에 삽입 배열한 요오드-탄소나노튜브 복합체를 이용하여 광학 물성 및 내구성이 우수한 편광자 및 이를 포함하는 편광판을 제조할 수 있다.

Description

내구성 및 배향성이 우수한 편광자, 편광판 및 편광자 제조 방법 {Polarizing element and polarizing plate having improved durability and alignment, and preparing method of the polarizing element}
본 발명은 내구성 및 배향성이 우수한 편광자, 편광판 및 편광자의 제조 방법에 관한 것으로, 요오드를 탄소나노튜브 내에 삽입하여 요오드-탄소나노튜브 복합체로서 배향하여 광학 물성 및 내구성이 우수한 편광자 및 이를 포함하는 편광판을 제공하는 것이다.
편광판은 통상 이색성 요오드 또는 이색성 염료 등을 사용하여 염색하고, 가교한 후, 일축 연신 등의 방법으로 배향한 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol, 이하 'PVA'라 함)계 수지로 이루어진 편광자의 일면 또는 양면에 다양한 보호 필름을 접착제 등을 이용하여 합지하여 제조되는 것으로 알려져 있다. 또한, 필요에 의해 다양한 광학 특성을 갖는 위상차 필름이나 광학 보상필름 등을 접착제 또는 접착층을 이용하여 적층할 수 있으며, 그 결과물을 액정셀이나 유기발광(EL) 표시장치 등의 화상 표시 장치에 부착한다.
편광판은 액정표시장치, 유기발광(EL) 표시장치, PDP(플라즈마 디스플레이 패널) 등의 화상표시장치에 사용되는 것으로 색상 재현성이 우수한 화상을 제공하기 위해 높은 투과율 및 편광도를 겸비할 것이 요구된다.
최근 편광판을 사용하는 화상표시장치는 텔레비젼, 모니터, 자동차 계기판, 컴퓨터, 노트북, PDA, 전화기, TV, 오디오/비디오 기기, 각종 사무용, 공업용 기계들의 표시판에 사용되고 있다. 이와 같이 화상표시장치의 사용 영역이 확대됨에 따라 고온, 고습 등 가혹한 조건에서 장시간 사용하게 되는 경우가 많아졌다. 따라서, 이러한 가혹한 환경에서 편광판 본래의 기능을 잘 발휘할 수 있도록 우수한 내구성이 요구된다.
종래 편광판의 내구성은 폴리비닐알코올계 필름 자체를 개질하거나 또는 승화성 있는 요오드계 편광자 대신 비승화성 이색성 염료를 사용하는 방법으로 개선하여 왔다. 그러나, 종래 폴리비닐알코올계(이하, 'PVA'라함) 필름 자체를 개질하는 방법에서는 요오드 또는 이색성 염료가 고분자 매트릭스에 충분히 흡착되지 않아 편광도가 낮아지거나 매트릭스의 개질로 인하여 투과도가 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 특히, 비승화성 염료를 이용하는 방법은 PVA 필름 연신 시 배향조절이 어려워 충분한 편광도를 얻을 수 없는 문제가 있다.
한편, 다양한 탄소나노튜브가 열 및 전기 전도도, 강도 등의 물리적 성질이 우수하다는 것이 밝혀졌으며, 이에 따라 전도성 소재 및 고강도를 요구하는 다양한 소재 분야에 활용될 수 있다. 탄소나노튜브는 흑연판(graphite sheet)이 나노 크기의 직경을 유지하면서 둥글게 말려 튜브의 형태를 하고 있으며 튜브의 직경이 나노 크기인 것으로, 둥글게 말려진 나노튜브의 벽의 수에 따라서 단일벽 탄소 나노튜브(single-well carbon nanotube, SWNT), 이중벽 탄소 나노튜브(double-well carbon nanotube, DWNT)와 다중벽 탄소 나노튜브(multi-well carbon nanotube, MWNT)로 구분할 수 있다.
그러나 탄소나노튜브 자체의 성상이 미세한 분말 상태이므로 단일한 탄소 나노튜브만으로는 탄소 나노튜브의 다양한 특성을 구현하기 어렵기 때문에 다른 소재와 함께 복합체를 형성하여 그 활용성을 높이는 연구가 다양하게 진행되고 있다.
이에 본 발명의 한 측면은 요오드-탄소나노튜브 복합체를 이용하여 내구성 및 배향성이 우수한 편광자를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 측면은 요오드-탄소나노튜브 복합체를 이용하여 내구성 및 배향성이 우수한 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 측면은 상기와 같이 내구성 및 배향성이 우수한 편광자를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 견지에 의하면, 폴리비닐알코올계 필름에 요오드가 흡착 배향된 편광자에 있어서, 상기 요오드의 적어도 일부는 요오드가 탄소나노튜브 내에 삽입된 요오드-탄소나노튜브 복합체인 편광자가 제공된다.
상기 요오드-탄소나노튜브 복합체는 전체 요오드의 0.1 내지 30 중량%인 것이 바람직하다.
상기 폴리비닐알코올계 필름은 편광자 전체 무게를 기준으로 1.0 내지 6.0 중량%의 붕산을 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
상기 폴리비닐알코올계 필름은 붕산과 가교 망상 구조를 형성하는 것이 바람직하다.
상기 탄소나노튜브의 직경은 0.4 내지 3.0 nm인 것이 바람직하다.
상기 탄소나노튜브의 길이는 1 nm 내지 2 mm인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 견지에 의하면, 상기 편광자의 적어도 일면에 편광자 보호필름을 합지하여 제조된 편광판이 제공된다.
본 발명의 또 다른 견지에 의하면, 폴리비닐알코올계 필름을 제공하는 단계, 상기 폴리비닐알코올계 필름을 요오드를 포함하는 수용액에 침지하여 염색 처리하는 단계, 및 요오드가 흡착된 폴리비닐알코올계 필름을 연신하는 단계를 포함하며, 상기 요오드의 적어도 일부는 요오드가 탄소나노튜브 내에 삽입된 요오드-탄소나노튜브 복합체인 편광자의 제조 방법이 제공된다.
상기 요오드-탄소나노튜브 복합체는 전체 요오드의 0.1 내지 30 중량%인 것이 바람직하다.
상기 연신하는 단계 전에 상기 폴리비닐알콜(PVA)필름을 붕산 수용액에 의해 가교하는 가교단계를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
상기 탄소나노튜브의 직경은 0.4 내지 3.0 nm인 것이 바람직하다.
상기 탄소나노튜브의 길이는 1 nm 내지 2 mm 인 것이 바람직하다.
상기 요오드-탄소나노튜브 복합체는 진공에서 탄소나노튜브와 과량의 요오드를 25 내지 200 ℃의 온도에서 4 내지 30 시간 동안 처리하여 제조하는 것이 바람직하다.
상기 요오드-탄소나노튜브 복합체는 요오드 농도가 2 내지 10 중량%인 용액에 탄소나노튜브를 요오드 질량의 0.1 내지 30 중량%의 양으로 첨가하여 교반과 함께 20 내지 70℃의 온도에서 4 내지 24 시간 동안 가열하거나 또는 초음파처리 하여 제조하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 요오드를 탄소나노튜브 내에 삽입 배열한 요오드-탄소나노튜브 복합체를 이용하여 광학 물성 및 내구성이 우수한 편광자 및 이를 포함하는 편광판을 제조할 수 있다.
본 발명은 내구성 및 배향성이 우수한 편광자에 관한 것으로, 폴리비닐알코올계 필름에 요오드가 흡착 배향된 편광자에 있어서, 상기 요오드의 적어도 일부는 요오드 이온 또는 분자가 탄소나노튜브 내에 삽입된 요오드-탄소나노튜브 복합체인 편광자에 관한 것이다.
본 발명에서 사용되는 상기 요오드-탄소나노튜브 복합체에 있어서, 상기 탄소 나노 튜브에 삽입된 요오드는 탄소 튜브 내에서 원자 사슬(atomic chains)을 이루어 배열되어 있는 형태를 갖는다. 즉, 이렇게 요오드가 탄소 나노 튜브 안에서 사슬 형태로 배열이 되어 있기 때문에 편광자의 배향성이 향상되는 것이다.
상기 탄소나노튜브로는 단일벽 나노튜브(single wall carbon nano tube; SWCNT) 또는 다중벽 나노튜브(multi wall carbon nano tube; MWCNT)를 사용할 수 있으나, 요오드는 전형적으로 단일벽 나노튜브의 p-타입(p-type) 도펀트(dopant)이고, 단일벽 나노튜브 내로 양전하를 이동시키는 효과적이다. 따라서, 요오드는 단일벽 나노튜브 내에서 보다 효과적으로 안정화되므로, 단일벽 나노튜브를 사용하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 탄소나노튜브는, 평균 직경이 0.4 내지 3.0 nm인 것이 바람직하며, 길이는 1nm 내지 2 mm의 것이 바람직하다. 요오드의 지름이 약 0.3nm 정도이므로 탄소나노 튜브의 평균 직경이 0.4nm 미만인 경우에는 요오드가 탄소 나노튜브 내로 들어가는 것이 용이하지 않으며, 평균 직경이 3.0 nm 를 초과하는 경우에는 탄소 나노 튜브 내에서 I3 - 또는 I5 - 형태로 존재하는 요오드 사슬이 2개 이상 존재하고, 그 결과 음전하 반발(negative charge repulsion)에 의해 탄소 나노튜브 자체가 휘어져서 배향성이 떨어지는 문제가 있다.
한편, 상기 탄소나노튜브의 길이가 1nm 미만인 경우에는 탄소나노튜브 내에 형성되는 요오드 사슬(iodine chain)의 길이가 짧아져서 충분한 배향성을 나타내지 못하는 문제가 있고, 2mm 를 초과하는 경우에는 분산성이 떨어지는 문제가 있다.
상기 요오드-탄소나노튜브 복합체는 전체 요오드의 0.1 내지 30 중량%의 함량으로 포함되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1 중량% 내지 10 중량%의 함량으로 포함된다. 요오드-탄소나노튜브 복합체의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우에는 충분한 배향성 향상 효과를 기대하기 어려우며, 요오드-탄소나노튜브 복합체의 함량이 30 중량%를 초과하는 경우에는 다량의 요오드가 요오드-탄소나노튜브 복합체를 이루고 있게 되어 일반적인 편광판 색상 조절 방법으로 색상을 조절할 수 없기 때문에 편광판 광학 물성을 맞추기 힘들고, 제조 원가가 상승하므로 비경제적이다.
일반적으로 편광판의 색상은 폴리비닐알코올(PVA)에 염착된 요오드 이온종의 분포에 따라 상이해진다. PVA 필름에 염색된 요오드 이온종은 Iδ-, I3 -, I2, I- 등 다양한 이온종의 형태로 존재하게 되며, Iδ-가 많이 존재할수록 푸른색(bluish) 색상을 띠며, I2, I- 등이 많이 존재할수록 붉은색(reddish) 또는 황색(yellowish) 색상을 띠게 된다.
일반적으로 연신된 PVA-BA-Ix 복합체는 푸른색 색상을 띠기 때문에, 연신 공정 중 혹은 연신 공정 후에 PVA-BA-Ix 복합체에 I-를 공급하여 하기 식 1의 정반응을 유도하여 중성 흑색(black) 색상으로 조절하게 된다. 하기 식 1의 정반응을 촉진할 수 있는 방법은 I-의 공급량을 늘리거나, 열을 가해주는 방법이 있다. 그러나 하기 식1의 정반응이 심해지면, 대부분의 요오드 이온종이 I3 -, I2, I-로 존재하게 되므로, 편광 특성이 취약해지고 편광자 색상이 매우 붉어지기 때문에, 편광판의 색상 조절에 있어서 적당량의 I- 공급과 열처리가 필요하다.
[식 1]
I - + I 5 - → I 2 + I 3 - + I -
본 발명에 있어서 요오드-탄소나노튜브 복합체는 기존 편광판의 PVA 필름 내에 존재하던 요오드 이온종과 달리, 탄소나노튜브 안에서 배향되어 안정적인 요오드-탄소나노튜브 복합체를 이루기 때문에 외부에서 가해진 I-에 의해 상기 식과 같은 정반응이 쉽게 일어나지 못한다. 따라서, 안정적인 요오드-탄소나노튜브 복합체의 함량이 전체 요오드의 30 중량%를 초과하여 과하게 많을 경우 일반적인 편광판 색상 조절 방법으로 색상 조절이 어려워진다.
상기 요오드-탄소나노튜브 복합체는 상업적으로 이용되는 어떠한 요오드-탄소나노튜브 복합체를 입수하여 사용하거나 또는 직접 제조하여 사용할 수 있으며, 후자의 경우 요오드-탄소나노튜브 복합체의 제조 과정은 후술한다.
본 발명에 사용될 수 있는 상기 폴리비닐알콜(PVA)은 치환되지 않은 일반 폴리비닐알콜 뿐만 아니라 폴리비닐알콜의 히드록시기가 알킬기, 에테르기, 메타크릴레이트기, 아크릴레이트기, 에스테르기, 알릴기, 아세틸기, 아세탈기, 아민기 등의 관능기로 일부 치환된 변성 폴리비닐알콜일 수 있다.
한편, 상기 폴리비닐알코올계 필름은 편광자 전체 무게를 기준으로 1.0 내지 6.0 중량%의 붕산을 추가로 포함하는 것이 바람직하며, 편광 소자 전체 무게를 기준으로 6.0 중량%를 초과하여 붕소를 과량 사용하면 초기 직교 광학 물성이 취약해지는 부작용이 발생하며, 편광 소자 전체 무게를 기준으로 1.0 중량% 미만으로 붕소의 함량이 너무 적으면 초기 직교 특성뿐만 아니라 내열성도 취약해질 수 있다.
상기 폴리비닐알코올계 필름은 상기 붕산과 가교 망상 구조를 형성하는 것이 바람직하며, 붕산은 편광소자 재료인 폴리비닐알코올 수지(이하 'PVA'라 함)가 가교되도록 한다. 또한, 요오드가 I5 -, I3 -로 존재하는 폴리요오드가 PVA와 붕산의 가교 망상구조 사이에 삽입될 수 있다. 이와 같이, PVA-폴리 요오드-붕산의 가교 망상 구조가 형성될 때, 폴리 요오드의 배향성이 높아진다. 또한 가교제로 사용되는 붕산의 함량이 많아질수록 PVA-폴리요오드 사이의 망상구조가 더욱 견고해지고 연신 후, PVA 및 폴리요오드의 변형 그리고 폴리요오드의 분해(degradation) 및/또는 승화가 억제되어 내열성이 증대된다.
본 발명의 편광자는 폴리비닐알코올과 바람직하게는 붕산의 가교 망상 구조에 요오드 이온종 또는 분자가 삽입된 구조로 형성된다. 실질적인 편광 역할을 하는 요오드 이온종 또는 분자가 탄소나노튜브 안에 삽입되어 배열되면 편광자의 내구성을 비롯한 광학 물성 및 배향성이 향상된다.
즉, 상술한 바와 같이 상기 탄소 나노 튜브에 삽입된 요오드는 탄소 튜브 내에서 원자 사슬(atomic chains)을 이루어 배열되어 있는 형태를 가지며, 이와 같은 요오드-탄소나노튜브 복합체가 PVA에 삽입되면 붕산과 함께 복합체를 이루며, 연신되는 경우 요오드-탄소나노튜브도 PVA 연신 방향으로 동일하게 배향되어, 그 결과 일반적인 폴리요오드보다 우수한 배향성을 나타내며, 편광자의 배향성이 개선된다.
한편, 내구 특성 측면에서는 요오드가 탄소 나노 튜브 안에서 사슬을 이루며 안정화되어 있기 때문에, 외부 열에 의한 요오드 이온의 분해 및 승화가 억제되어 일반 편광판 대비 내열 후 색상 변화 및 편광도 감소가 적고 내구 특성이 우수하다.
본 발명에 의하면 상기 편광자의 적어도 일면에 편광자 보호필름을 합지하여 제조된 편광판이 제공된다. 본 발명에 사용될 수 있는 편광판 보호필름은 트리아세틸 셀룰로오스(TAC) 필름, 아크릴 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 폴리카보네이트(PC) 필름, 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 필름, 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름, 시클로올레핀 폴리머 필름 및 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 필름 등일 수 있으며, 다만 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 편광자와 편광판 보호필름을 부착시키는데 사용될 수 있는 접착제는, 아크릴 접착제, 폴리우레탄계 수지 용액과 폴리이소시아네이트 수지 용액을 혼합한 드라이 라미네이트용 접착제, 스티렌 부타디엔 고무계 접착제, 에폭시계 접착제, 폴리비닐알코올계 접착제, 폴리우레탄계 접착제, 폴리에스테르계 아이오노머(ionomer)형 우레탄 수지와 글리시딜옥시기를 갖는 화합물을 함유한 접착제, 열경화형 접착제 등이 알려져 있으며, 특히 폴리비닐알콜계 접착체가 널리 사용된다.
상기 접착제들을 사용하여 편광판 보호필름을 편광자에 문제 없이 부착하기 위해서는 편광판 보호필름에 대하여 접착력을 증대시켜 주기 위한 전처리가 선행되는 것이 바람직하며, 상기 전처리 공정은 예를 들어 일반적으로 소수성인 편광판 보호 필름을 KOH 혹은 NaOH 등의 알칼리 용액에 일정 시간 동안 침지시키고, 수세 공정을 수행하여 알칼리 처리된 상기 필름을 순수한 물로 세정한 다음, 편광판 보호 필름을 건조기 등 기타 건조 장치에 넣어 건조시키는 공정을 수행하여, 소수성의 필름 표면에 -OH 그룹을 도입하는 친수성으로 개질하기 위한 처리가 선행될 수 있다.
나아가, 상기와 같은 편광판에는 다른 광학층 등의 광학 부재를 적층하여 사용할 수 있다. 상기 광학 부재를 특히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 반사판이나 반투과 반사판, 위상차판, 시야각 보상필름, 위도 향상 필름 등 액정 표시 장치 등의 형성에 사용될 수 있는 적절한 광학층의 1층 또는 2층 이상일 수 있다.
본 발명에 의하면, 폴리비닐알코올계 필름을 제공하는 단계, 상기 폴리비닐알코올계 필름을 요오드를 포함하는 수용액에 침지하여 염색 처리하는 단계, 및 요오드가 흡착된 폴리비닐알코올계 필름을 연신하는 단계를 포함하며, 상기 요오드의 적어도 일부는 요오드 이온 또는 분자가 탄소나노튜브 내에 삽입된 요오드-탄소나노튜브 복합체인 편광자의 제조 방법이 제공된다.
본 발명에 사용될 수 있는 폴리비닐알코올계 필름은 상술한 바와 같으며, 먼저 폴리 비닐 알코올계 필름을 요오드 수용액으로 염색한다. 상기 염색 단계는 이색성을 갖는 요오드를 폴리 비닐 알코올계 필름에 염착시키기 위한 것으로, 상기 요오드 분자는 편광판의 연신 방향으로 진동하는 빛은 흡수하고, 수직 방향으로 진동하는 빛은 투과시킴으로써, 특정한 진동 방향을 갖는 편광을 얻을 수 있도록 해준다.
일반적으로 염색은 폴리비닐알코올계 필름을 요오드 용액에 함침시킴으로써 이루어진다. 본 염색 단계에서 요오드 용액의 온도는 일반적으로 20℃ 내지 50℃이며, 함침 시간은 10 내지 300초 범위이다. 한편 상기 요오드 용액으로 요오드 수용액을 사용하는 경우, 요오드와 요오드 이온, 예를 들면 용해 보조제인 요오드화 칼륨 등을 함유하는 수용액을 사용할 수 있다. 이때 상기 요오드의 농도는 0.01~ 0.5중량% 정도, 요오드화 칼륨의 농도는 0.01 내지 10 중량 % 정도인 것이 바람직하다.
본 발명은 특히 상기 요오드의 적어도 일부를 요오드 이온 또는 분자가 탄소나노튜브 내에 삽입된 요오드-탄소나노튜브 복합체인 형태로 형성한다. 상기 요오드-탄소나노튜브 복합체는 상업적으로 입수하거나 또는 직접 제조하여 사용할 수 있으며, 편광자 제작 공정 외 별도 공정을 통해 탄소나노튜브 안에 요오드 이온 또는 분자를 삽입 배열할 수 있다. 즉, 본 특허에서, 요오드-탄소나노튜브 복합체는 별도의 단계에서 제조하여 이를 편광판 제조 단계 중 염색 단계를 통해 편광판에 부여할 수 있으며, 요오드-탄소나노튜브를 별도로 제조하는 방법은 하기 두 가지로 이루어질 수 있다.
첫 번째 방법으로 진공 용기 내에서 탄소나노튜브와 과량의 요오드를 25 내지 200 ℃의 온도에서 4 내지 30 시간 동안 처리하여 탄소나노튜브 내에 요오드 이온 또는 분자를 삽입 및 배향시킬 수 있으며, 이 경우 후속적으로 탄소 나노 튜브 표면에 남아 있는 과량의 요오드는 에탄올을 이용해 여러 번 세정하여 제거해주는 것이 바람직하다. 즉, 본 방법은 고체-기체 상으로 반응이 진행되는 것이다. 이 때 25℃의 온도 미만인 경우 요오드 이온 종이 탄소 나노 튜브 안에서 충분히 배향되지 않고, 배향성 및 내구성 개선 효과가 미미한 문제가 있으며, 200℃를 초과하는 온도에서 제작하는 경우 제작 공정이 어려워(harsh)진다.
또 다른 방법으로 고농도의 요오드 함량을 갖는 수용액 또는 염색 용액에 탄소나노튜브를 첨가하여 요오드-탄소나노튜브 복합체를 제조할 수 있다. 즉, 본 방법은 액체 상으로 반응이 진행되는 것이다. 한편, 염색 용액 중 요오드 용액의 농도가 낮으면 탄소나노튜브 농도 대비 요오드의 농도가 과량이 되도록 탄소나노튜브를 첨가하더라도 탄소나노튜브가 100% 요오드-탄소나노튜브 복합체를 형성하기 어려워진다. 일반적인 염색 용액 내 요오드의 농도는 0.01~0.5 중량%이므로, 따라서 액상에서 요오드-탄소나노튜브 복합체를 제조하기 위해서는 보다 고농도인 염색 용액을 사용하여 요오드-탄소나노튜브 복합체를 제조한 후 통상적인 염색 용액의 농도 수준으로 사용하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명에 사용되는 요오드 수용액 또는 염색 용액의 요오드 농도는 2 내지 10 중량%인 것이 바람직하고, 이 요오드 수용액에 탄소나노튜브를 전체 요오드 질량의 0.1 내지 30 중량%의 양으로 첨가하여 교반과 함께 20 내지 70℃의 온도로 4 내지 24 시간 동안 가열하거나 초음파처리 하여 요오드-탄소나노튜브 복합체를 제조할 수 있다.
상기 공정이 20℃미만의 온도에서 수행되는 경우에는 낮은 온도에 의해 요오드-탄소나노튜브 복합체가 적절히 형성되지 못하는 문제가 있으며, 70℃의 온도를 초과하는 경우 요오드가 승화되는 문제가 있으며, 가열 시간이 4 시간 미만인 경우에는 요오드-탄소나노튜브 복합체가 적절히 형성되지 못하는 문제가 있으며, 24시간을 초과하는 경우에는 이미 충분한 요오드-탄소나노튜브 복합체가 형성되었으므로 더 이상의 교반은 비경제적이다.
한편, 이 때 요오드 수용액 또는 염색 용액에 첨가되는 탄소나노튜브의 함량은 전체 요오드의 0.1 중량% 내지 30 중량%인 것이 바람직하며, 탄소나노튜브가 0.1 중량% 미만으로 첨가되는 경우에는 결국 편광자 내에서 요오드-탄소나노튜브 복합체의 함량이 미미하여 편광자의 배향성의 증대가 미미해지고, 30 중량%를 초과하여 첨가되는 경우에는 수용액 내 탄소나노튜브의 분산성이 취약해지는 문제가 있다. 또한, 이러한 조절에 의해 결과적으로 폴리비닐알코올계 필름에 요오드가 흡착 배향된 편광자에 있어서 요오드-탄소나노튜브 복합체의 양이 전체 요오드의 0.1 내지 30 중량%로 조절될 수 있다.
상기와 같이 고농도의 요오드 용액 내에서 요오드-탄소나노튜브 복합체의 합성이 완료되면, 수용액으로부터 요오드-탄소나노튜브 복합체를 분리하여 편광자 제조 공정 중 염색 단계에서 상기 요오드-탄소나노튜브 복합체를 일정한 농도로 첨가하거나, 또는 염색 단계에 염색 용액 내 적절한 요오드 농도인 0.01~0.5 중량%로 맞춰서 직접 염색 용액으로 사용할 수 있다.
폴리비닐알코올계 필름에 요오드가 흡착 배향된 편광자에 있어서, 포함되는 요오드-탄소나노튜브 복합체는 전체 요오드의 0.1 내지 30 중량% 포함되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1 중량% 내지 10 중량%의 함량으로 포함한다. 요오드-탄소나노튜브 복합체의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우에는 충분한 배향성의 향상 효과를 기대하기 어려우며, 요오드-탄소나노튜브 복합체의 함량이 30 중량%를 초과하는 경우에는 다량의 요오드가 요오드-탄소나노튜브 복합체를 이루고 있어 일반적인 편광판 색상 조절 방법으로 색상을 조절할 수 없어 편광판 광학 물성을 맞추기 힘들고, 제조 원가가 상승하므로 비경제적이다.
본 발명에 있어서 상기 탄소나노튜브는, 평균 직경이 0.4 내지 3.0 nm인 것이 바람직하며, 길이는 1 내지 2 nm의 것이 바람직하다. 요오드의 지름이 약 0.3nm 정도이므로 탄소나노 튜브의 평균 직경이 0.4nm 미만인 경우에는 요오드가 탄소 나노튜브 내로 들어가는 것이 용이하지 않으며, 평균 직경이 3.0 nm 를 초과하는 경우에는 탄소 나노 튜브 내에서 I3 - 또는 I5 - 형태로 존재하는 요오드 사슬이 2개 이상 존재하고, 그 결과 음전하 반발(negative charge repulsion)에 의해 탄소 나노튜브 자체가 휘어져서 배향성이 떨어지는 문제가 있다.
한편, 상기 탄소나노튜브의 길이가 1nm 미만인 경우에는 탄소나노튜브 내에 형성되는 요오드 사슬(iodine chain)의 길이가 짧아져서 충분한 배향성을 나타내지 못하는 문제가 있고, 2mm 를 초과하는 경우에는 분산성이 떨어지는 문제가 있다.
상기 염색 단계에 의해 요오드 및 요오드-탄소나노튜브 복합체가 폴리 비닐 알코올계 필름에 염착되면, 필요에 따라 붕산, 보레이트 등을 이용하여 상기 요오드 분자 또는 염료 분자를 폴리 비닐 알코올계 필름의 고분자 매트릭스 위에 흡착되도록 한다. 이는 요오드 분자가 고분자 매트릭스 위에 제대로 흡착되도록 하여 편광도를 향상시킬 수 있다.
가교 방법으로는 폴리비닐 알코올계 필름을 붕산 수용액 등에 침적시켜 수행하는 침적법이 일반적으로 사용되지만, 필름에 용액을 분사하는 도포법이나 분무법에 의해 수행될 수도 있다.
침적법을 이용하여 가교단계를 진행할 경우, 이에 사용되는 붕산 수용액의 붕산 농도는 2 내지 15 중량% 정도, 특히 3 내지 10중량 %인 것이 바람직하며, 붕산 수용액의 온도는 20℃ 이상, 특히 30 내지 85℃ 인 것이 바람직하다. 또한, 함침 시간은 일반적으로 100 내지 1200초, 특히 200 내지 500초인 것이 바람직하다.
한편, 상기 붕산 수용액에 요오드화 칼륨 등을 첨가함으로써, 상기 붕산 수용액에 요오드 이온이 포함되도록 할 수도 있다. 이와 같이 요오드 이온이 함유된 붕산 수용액을 사용할 경우, 적은 착색을 갖는 편광자, 즉 가시광의 모든 파장 영역에 대하여 대략적으로 일정한 흡광도를 제공하는 뉴트럴 그레이 편광자를 얻을 수 있다.
그 후 연신 단계를 수행하며, 연신이란 필름의 고분자들을 일정 방향으로 배향하기 위하여, 필름을 일축으로 잡아늘이는 것을 말한다. 연신 방법은 습식 연신법과 건식 연신법으로 구분할 수 있으며, 건식 연신법은 다시 롤간(inter-roll)연신 방법, 가열 롤(heating roll) 연신 방법, 압축 연신 방법, 텐터(tenter) 연신 방법 등으로, 습식 연신 방법은 텐터 연신 방법, 롤간 연신 방법 등으로 구분된다.
본 발명에서 연신 방법은 특별히 제한되지 않으며, 상기 습식 연신법과 건식 연신법을 모두 사용할 수 있으며, 필요한 경우 이들을 조합하여 사용할 수도 있다.
상기 연신 공정은 상기 염색 공정 또는 가교 공정과 동시에 또는 별도로 진행될 수 있다. 연신 공정이 염색 공정과 동시에 진행될 경우, 상기 연신 공정은 요오드 용액 내에서 수행되는 것이 바람직하며, 가교 공정과 동시에 진행되는 경우라면 붕산 수용액 내에서 수행되는 것이 바람직하다.
폴리비닐알코올계 필름의 염색, 가교, 연신 단계가 완료되면, 최종적으로 폴리비닐 알코올계 필름을 오븐에 넣고 건조시켜, 편광 소자를 획득할 수 있다.
상기와 같은 방법으로 제조되어 요오드의 적어도 일부는 요오드가 탄소나노튜브 내에 삽입된 요오드-탄소나노튜브 복합체인 편광자는 종래의 편광 소자와 달리 고온 조건 하에서도 투과도, 편광도, 색상의 변화율 등의 광학 물성의 변화가 적은 내구성이 우수하며, 배향성이 향상되는 특징을 갖게 된다.
하기 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 기술하기 위한 것으로서 본 발명이 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
< 실시예 >
비교예 1
0.1 중량%의 요오드와 0.5 중량%의 요오드화 칼륨, 3 중량%의 붕산 수용액이 담긴 염착조에 폴리비닐 알코올 필름을 50℃에서 5분간 침지시켜 염색하였다(A 염색단계). 염색된 폴리비닐알코올 필름을 50℃의 5 중량%의 요오드화 칼륨이 함유된 3.5 중량%의 붕산 용액에 침지시킨 후, 5배 연신처리하였다(B. 가교 및 연신 단계). 상기 과정에 의해 얻어진 PVA 편광소자를 오븐에 넣고 80℃에서 5분간 건조시켰다. PVA 편광소자의 건조가 완료되면, 상기 편광소자의 양면에 후지사의 TAC 필름을 폴리비닐알코올 접착제로 접합시키고 80℃에서 5분간 건조하여 편광판을 제조하였다.
비교예 2
[요오드-탄소 나노 튜브 복합체의 제조]
직경 0.3nm, 길이 20nm 탄소나노튜브와 과량의 요오드 혼합물을 진공에서 150℃의 온도로 24 시간 동안 처리하여 요오드-탄소나노튜브 복합체를 제작하였다. 이후, 탄소나노튜브 표면에 남아 있는 과량의 요오드는 에탄올을 이용해 수회 세척하였다.
[편광소자 및 편광판 제작]
염색 단계에서 염색 용액 중 요오드 중량 대비 10 중량%의 요오드-탄소 나노튜브 복합체를 첨가하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 편광소자 및 편광판을 제조하였다.
비교예 3
[요오드-탄소 나노튜브 복합체의 제조]
요오드 수용액의 물에 대한 요오드 농도를 5 중량%로 하고, 용해 보조제인 염화칼륨의 물에 대한 농도를 25 중량%로 하여, 이러한 고농도의 요오드 수용액에 직경 3.5nm, 길이 20nm 탄소나노튜브를 전체 요오드의 10 중량% 첨가하여 교반과 함께 60℃의 온도로 24 시간 동안 가열하여 요오드-탄소나노튜브 혼합체를 제작하였다.
[편광소자 및 편광판 제작]
염색 단계의 염색 용액으로 사용하기 위해, 위 요오드-탄소나노튜브 혼합체가 포함된 고농도의 요오드 용액을 붕산 수용액으로 희석하여, 최종적으로 물에 대해 0.1 중량%의 요오드, 0.5 중량% 염화 칼륨, 3.0 중량%의 붕산 농도가 되도록 하였다.
염색 단계의 염색 용액의 구성 및 제조 방법이 상기와 같은 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 편광소자 및 편광판을 제조하였다.
비교예 4
[요오드-탄소 나노 튜브 복합체의 제조]
직경 1nm, 길이 0.8nm 탄소나노튜브와 과량의 요오드 혼합물을 진공에서 150℃의 온도로 24 시간 동안 처리하여 요오드-탄소나노튜브 복합체를 제작하였다. 이후, 탄소나노튜브 표면에 남아있는 과량의 요오드는 에탄올을 이용해 수회 세척하였다.
[편광소자 및 편광판 제작]
염색 단계에서 염색 용액 중 요오드 중량 대비 10 중량%의 요오드-탄소 나노튜브 복합체를 첨가하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 편광소자 및 편광판을 제조하였다.
비교예 5
[요오드-탄소 나노튜브 복합체의 제조]
직경 1nm, 길이 2.2mm 탄소나노튜브와 과량의 요오드 혼합물을 진공에서 150℃의 온도로 24 시간 동안 처리하여 요오드-탄소나노튜브 복합체를 제작하였다. 이후, 탄소나노튜브 표면에 남아있는 과량의 요오드는 에탄올을 이용해 수회 세척하였다.
[편광소자 및 편광판 제작]
염색 단계에서 염색 용액 중 요오드 중량 대비 10 중량%의 요오드-탄소 나노튜브 복합체를 첨가하였으나, 탄소나노튜브의 길이가 너무 길어서 염색 용액에 대한 분산이 되지 않고 침전이 되어 정상적인 편광소자를 제작하지 못했다.
비교예 6
[요오드-탄소 나노 튜브 복합체의 제조]
직경 1nm, 길이 20nm 탄소나노튜브와 과량의 요오드 혼합물을 진공에서 150℃의 온도로 24 시간 동안 처리하여 요오드-탄소나노튜브 복합체를 제작하였다. 이후, 탄소나노튜브 표면에 남아있는 과량의 요오드는 에탄올을 이용해 수회 세척하였다.
[편광소자 및 편광판 제작]
염색 단계에서 염색 용액 중 요오드 중량 대비 0.08 중량%의 요오드-탄소 나노튜브 복합체를 첨가하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 편광소자 및 편광판을 제조하였다.
비교예 7
[요오드-탄소 나노 튜브 복합체의 제조]
직경 1nm, 길이 20nm 탄소나노튜브와 과량의 요오드 혼합물을 진공에서 150℃의 온도로 24 시간 동안 처리하여 요오드-탄소나노튜브 복합체를 제작하였다. 이후, 탄소 나노튜브 표면에 남아있는 과량의 요오드는 에탄올을 이용해 수회 세척하였다.
[편광소자 및 편광판 제작]
염색 단계에서 염색 용액 중 요오드 중량 대비 33 중량%의 요오드-탄소 나노튜브 복합체를 첨가하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 편광소자 및 편광판을 제조하였다.
실시예 1
[요오드-탄소 나노 튜브 복합체의 제조]
직경 1nm, 길이 20nm 탄소나노튜브와 과량의 요오드 혼합물을 진공에서 150℃의 온도로 24 시간 동안 처리하여 요오드-탄소나노튜브 복합체를 제작하였다. 이후, 탄소 나노튜브 표면에 남아있는 과량의 요오드는 에탄올을 이용해 수회 세척하였다.
[편광소자 및 편광판 제작]
염색 단계에서 염색 용액 중 요오드 중량 대비 0.2 중량%의 요오드-탄소 나노튜브 복합체를 첨가하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 편광소자 및 편광판을 제조하였다.
실시예 2
[요오드-탄소 나노 튜브 복합체의 제조]
물 100g에 요오드 5g, 염화칼륨 25g을 넣은 고농도의 요오드 수용액에 직경 1nm, 길이 20nm 탄소나노튜브를 전체 요오드를 기준으로 1 중량%의 양으로 첨가하여 교반과 함께 60℃의 온도로 24 시간 동안 가열하여 요오드-탄소나노튜브 복합체를 제작하였다.
[편광소자 및 편광판 제작]
염색단계의 염색 용액으로 사용하기 위해, 상기 요오드-탄소나노튜브 혼합체가 포함된 고농도의 요오드 용액을 붕산 수용액으로 희석하여, 최종적으로 물에 대해 0.1 중량%의 요오드, 0.5 중량% 염화칼륨, 3.0 중량%의 붕산 농도가 되도록 보정하였다.
염색 단계의 염색 용액의 구성 및 제조방법이 상기와 같은 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 편광소자 및 편광판을 제조하였다.
실시예 3
[요오드-탄소 나노 튜브 복합체의 제조]
직경 1nm, 길이 20nm 탄소나노튜브와 과량의 요오드 혼합물을 진공에서 150℃의 온도로 24 시간 동안 처리하여 요오드-탄소나노튜브 복합체를 제작한다. 이후, 탄소 나노튜브 표면에 남아있는 과량의 요오드는 에탄올을 이용해 수회 세척하였다.
[편광소자 및 편광판 제작]
염색 단계에서 염색 용액 중 요오드 중량 대비 10 중량%의 요오드-탄소 나노튜브 복합체를 첨가하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 편광소자 및 편광판을 제조하였다.
실시예 4
[요오드-탄소 나노 튜브 복합체의 제조]
물 100g에 요오드 5g, 염화칼륨 25g을 넣은 고농도의 요오드 수용액에 직경 1nm, 길이 20nm 탄소 나노튜브를 전체 요오드의 25 중량%로 첨가하여 교반과 함께 60℃의 온도로 24 시간 가열하여 요오드-탄소나노튜브 복합체를 제작하였다.
[편광소자 및 편광판 제작]
염색단계의 염색 용액으로 사용하기 위해, 위 요오드-탄소나노튜브 혼합체가 포함된 고농도의 요오드 용액을 붕산 수용액으로 희석하여, 최종 물에 대해 0.1 중량%의 요오드, 0.5 중량% 염화칼륨, 3.0 중량%의 붕산 농도가 되도록 보정하였다.
염색 단계의 염색 용액의 구성 및 제조방법이 상기와 같은 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 편광소자 및 편광판을 제조하였다.
실시예 5
[요오드-탄소 나노 튜브 복합체의 제조]
직경 1.5nm, 길이 20nm 탄소나노튜브와 과량의 요오드 혼합물을 진공에서 150℃의 온도로 24 시간 동안 처리하여 요오드-탄소나노튜브 복합체를 제작하였다. 이후, 탄소나노튜브 표면에 남아 있는 과량의 요오드는 에탄올을 이용해 수회 세척하였다.
[편광소자 및 편광판 제작]
염색단계에서 염색용액 중 요오드 중량 대비 10 중량%의 요오드-탄소 나노튜브 복합체를 첨가하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 편광소자 및 편광판을 제조하였다.
실시예 6
[요오드-탄소 나노 튜브 복합체의 제조]
직경 2nm, 길이 20nm 탄소나노튜브와 과량의 요오드 혼합물을 진공에서 150℃의 온도로 24 시간 동안 처리하여 요오드-탄소나노튜브 복합체를 제작하였다. 이후, 탄소나노튜브 표면에 남아 있는 과량의 요오드는 에탄올을 이용해 수회 세척하였다.
[편광소자 및 편광판 제작]
염색단계에서 염색용액 중 요오드 중량 대비 10 중량%의 요오드-탄소 나노튜브 복합체를 첨가하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 편광소자 및 편광판을 제조하였다.
실시예 7
[요오드-탄소 나노 튜브 복합체의 제조]
직경 1nm, 길이 100nm 탄소나노튜브와 과량의 요오드 혼합물을 진공에서 150℃의 온도로 24 시간 동안 처리하여 요오드-탄소나노튜브 복합체를 제작하였다. 이후, 탄소나노튜브 표면에 남아 있는 과량의 요오드는 에탄올을 이용해 수회 세척하였다.
[편광소자 및 편광판 제작]
염색단계에서 염색용액 중 요오드 중량 대비 10 중량%의 요오드-탄소 나노튜브 복합체를 첨가하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 편광소자 및 편광판을 제조하였다.
실시예 8
[요오드-탄소 나노 튜브 복합체의 제조]
직경 1nm, 길이 1mm 탄소나노튜브와 과량의 요오드 혼합물을 진공에서 150℃의 온도로 24 시간 동안 처리하여 요오드-탄소나노튜브 복합체를 제작하였다. 이후, 탄소나노튜브 표면에 남아 있는 과량의 요오드는 에탄올을 이용해 수회 세척하였다.
[편광소자 및 편광판 제작]
염색단계에서 염색용액 중 요오드 중량 대비 10 중량%의 요오드-탄소 나노튜브 복합체를 첨가하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 편광소자 및 편광판을 제조하였다.
실시예 9
[요오드-탄소 나노 튜브 복합체의 제조]
직경 1nm, 길이 20mm 탄소나노튜브와 과량의 요오드 혼합물을 진공에서 150℃의 온도로 24 시간 동안 처리하여 요오드-탄소나노튜브 복합체를 제작한다. 이후, 탄소나노튜브 표면에 남아 있는 과량의 요오드는 에탄올을 이용해 수회 세척하였다.
[편광소자 및 편광판 제작]
염색단계에서 염색용액 중 요오드 중량 대비 10 중량%의 요오드-탄소 나노튜브 복합체를 첨가하고 붕산의 농도를 0으로 조절하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 편광소자 및 편광판을 제조하였다.
CAN 직경(nm) CNT 길이(nm) (요오드-CNT 복합체 중량/요오드 중량)*100% 특이사항
비교예 1 0 0 0
비교예 2 0.3 20 10
비교예 3 3.5 20 10
비교예 4 1 0.8 10
비교예 5 1 2.2 10 분산성 취약
비교예 6 1 20 0.08
비교예 7 1 20 33
실시예 1 1 20 0.20
실시예 2 1 20 1
실시예 3 1 20 10
실시예 4 1 20 25
실시예 5 1.5 20 10
실시예 6 2 20 10
실시예 7 1 100 10
실시예 8 1 1 10
실시예 9 1 20 10
시험예: 광학물성 측정
상기 비교예 1 내지 7 및 실시예 1 내지 9의 방법으로 제조된 편광판을 50mmⅩ50mm 크기로 절단하고 이를 아크릴 점착제로 유리에 접합시켜 시편을 준비하였다. 그 후, 각 편광판의 초기 광학 물성, 즉 단체 투과도(Ts), 직교 투과도(Tc), 단체 색상(L, a, b)을 측정하였다.
광학물성은 N&K 분석기(analyzer)(N&K Technology Inc.)로 측정하였으며, 단체 색상 L, a, b는 편광판 한 장으로 측정하였고, 직교 투과도(Tc)는 한 장의 편광판을 연신된 방향으로, 나머지 한장을 연신 방향의 직교 방향으로 재단하고, 재단된 편광판 두 장을 흡수축이 90°가 되도록 서로 직교시킨 후 투과도를 측정하였다. 초기 광학 물성을 하기 <표 2>에 나타내었다.
Tc/ Tc.비교예 1는 비교예 1의 방법으로 제작한 편광판의 직교 투과도를 Tc , 비교예 1= 1.0으로 두고, 비교예 2 내지 7과 실시예 1 내지 9의 방법으로 제조된 편광판의 직교투과도 비를 측정한 값이다. 여기서, 직교 투과도(Tc)는 각 편광판의 직교 투과도를 나타내고, Tc비교예 1은 비교예 1의 직교 투과도를 나타낸다. 실시예와 비교예의 직교 투과도(Tc)는 동일한 단체 투과도(Ts.) 값에서 측정한다. 동일한 단체 투과도에서 직교 투과도가 낮다는 것은 빛을 흡수하는 성분의 배향성이 향상됨을 의미한다.
그 후, 편광판을 80℃의 오븐에 500 시간 동안 방치한 후 상기 광학 물성을 다시 측정하여 내열 전/후의 광학 물성을 비교하여 하기 표 <2>에 나타내었다.
초기 직교 물성 내열 전후 변화량
Tc/ Tc 비교예 1 △ Lab 상대 변화율 Tc 상대 변화율(%)
비교예 1 1.00 1.00 1.00
비교예 2 1.31 1.05 1.11
비교예 3 1.45 1.39 1.48
비교예 4 1.20 1.34 1.39
비교예 5 - - -
비교예 6 1.13 1.02 1.50
비교예 7 1.72 2.00 1.86
실시예 1 0.90 0.88 0.94
실시예 2 0.78 0.85 0.89
실시예 3 0.65 0.74 0.66
실시예 4 0.85 0.81 0.78
실시예 5 0.75 0.82 0.72
실시예 6 0.89 0.90 0.91
실시예 7 0.68 0.58 0.67
실시예 8 0.79 0.85 0.78
실시예 9 0.70 0.69 0.75
내열 후 변화량은 다음과 같이 계산하였다.
△Lab=[(L500-L0)2+(a500-a0)2 + (b500-b0)2]0.5
(식 중, L, a, b는 단체 상태의 색상 값으로, L, a, b는 Hunter Lab Color Space의 색상 L값, a 값, b 값이다. 이는 N&K 분석기를 사용하여 한정의 편광판 시편으로 측정하였다. L0, a0 및 b0은 편광판 초기 단체 상태의 색상 값이며, L500, a500 및 b500은 80℃의 오븐에서 500 시간 방치한 후에 측정한 단체 상태의 색상 값이다.)
Tc(%)=100*(Tc500-Tc0)/ Tc0
(식 중 Tc0는 각 편광판의 초기 직교 투과도이며, Tc500은 80℃의 오븐에서 500 시간 방치한 후에 측정한 직교 투과도이다.)
△L*ab 상대 변화율=실시예 △L*ab/ 비교예 1△L*ab
Tc 상대 변화율 = 실시예 Tc(%)/비교예 1 Tc(%)

Claims (14)

  1. 폴리비닐알코올계 필름에 요오드가 흡착 배향된 편광자에 있어서, 상기 요오드의 적어도 일부는 요오드가 탄소나노튜브 내에 삽입된 요오드-탄소나노튜브 복합체이고, 상기 요오드-탄소나노튜브 복합체는 전체 요오드의 0.1 내지 30 중량%인 편광자.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 폴리비닐알코올계 필름은 편광자 전체 무게를 기준으로 1.0 내지 6.0 중량%의 붕산을 추가로 포함하는 편광자.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 폴리비닐알코올계 필름은 붕산과 가교 망상 구조를 형성하는 편광자.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 탄소나노튜브의 직경은 0.4 내지 3.0 nm인 편광자.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 탄소나노튜브의 길이는 1nm 내지 2 mm인 편광자.
  7. 제1항 및 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항의 편광자의 적어도 일면에 편광자 보호필름을 합지하여 제조된 편광판.
  8. 폴리비닐알코올계 필름을 제공하는 단계,
    상기 폴리비닐알코올계 필름을 요오드를 포함하는 수용액에 침지하여 염색 처리하는 단계, 및
    요오드가 흡착된 폴리비닐알코올계 필름을 연신하는 단계를 포함하며,
    상기 요오드의 적어도 일부는 요오드가 탄소나노튜브 내에 삽입된 요오드-탄소나노튜브 복합체이고, 상기 요오드-탄소나노튜브 복합체는 전체 요오드의 0.1 내지 30 중량%인 편광자의 제조 방법.
  9. 삭제
  10. 제 8항에 있어서, 상기 연신하는 단계 전에 상기 폴리비닐알콜(PVA)필름을 붕산 수용액에 의해 가교하는 가교단계를 추가로 포함하는 편광자의 제조방법.
  11. 제 8항에 있어서, 상기 탄소나노튜브의 직경은 0.4 내지 3.0 nm인 편광자의 제조 방법.
  12. 제 8항에 있어서, 상기 탄소나노튜브의 길이는 1nm 내지 2 mm인 편광자의 제조 방법.
  13. 제 8항에 있어서, 상기 요오드-탄소나노튜브 복합체는 진공에서 탄소나노튜브와 과량의 요오드를 25 ℃ 내지 200 ℃의 온도에서 4 내지30 시간 동안 처리하여 제조하는 편광자의 제조 방법.
  14. 제 8항에 있어서, 상기 요오드-탄소나노튜브 복합체는 요오드 농도가 2 내지 10 중량%인 용액에 탄소나노튜브를 요오드 질량의 0.1 내지 30 중량%의 양으로 첨가하여 교반과 함께 20 내지 70℃의 온도에서 4 내지 24 시간 동안 가열하거나 또는 초음파처리 하여 제조하는 편광자의 제조 방법.
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