KR101964602B1 - 국지적으로 편광 해소 영역을 갖는 편광자 제조방법, 이를 이용하여 제조된 편광자, 편광판 및 화상표시장치 - Google Patents

국지적으로 편광 해소 영역을 갖는 편광자 제조방법, 이를 이용하여 제조된 편광자, 편광판 및 화상표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 편광자 제조방법에 있어서, 요오드 및 이색성 염료 중 적어도 하나 이상이 염착된 폴리비닐알코올계 편광자를 준비하는 단계; 상기 편광자의 일부 영역에 탈색 용액을 국지적으로 접촉시켜 편광 해소 영역을 형성하는 단계; 및 적어도 상기 편광 해소 영역을 산용액을 이용하여 산처리하는 단계를 포함하는 편광자 제조방법, 이를 이용하여 제조된 편광자 및 편광판에 관한 것이다.

Description

국지적으로 편광 해소 영역을 갖는 편광자 제조방법, 이를 이용하여 제조된 편광자, 편광판 및 화상표시장치{PREPARING METHOD FOR POLARIZER HAVING LOCALLY DEPOLARIZIED AREA, POLARIZER, POLARIZING PLATE AND IMAGE DISPLAY DEVICE MANUFACTURED BY USING THE SAME}
본 명세서는 2014년 03월 26일에 한국 특허청에 제출된 한국 특허출원 제10-2014-0035619호, 제10-2014-0035614 및 2014년 06월 30일에 한국 특허청에 제출된 한국 특허출원 제10-2014-0080491호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용은 전부 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 편광자 제조방법, 이를 이용하여 제조된 편광자 및 편광판에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 카메라 모듈 등의 부품 장착 및 발색에 적합하도록 국지적으로 편광 해소 영역을 갖는 편광자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)나 유기발광장치(Organic Light Emitting Diode)와 같은 화상표시장치에는, 밝고 색 재현성이 좋은 화상을 제공하기 위해서, 패널 기판의 양면 또는 일면에 편광자를 배치하는 것이 필요하다. 편광자는, 일반적으로 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol)계 폴리머 필름을 요오드 또는 이색성 염료로 염착한 후, 가교제를 이용하여 가교하고, 연신 등의 방법에 의해 배향시킴으로써 제조되고 있다.
한편, 최근 디스플레이 장치는 점점 더 슬림화되어 가고 있는 추세이며, 대화면을 구현하기 위해 화면이 디스플레이되지 않는 베젤(bezel)부 및 테두리 두께를 최소화하는 경향으로 발전하고 있다. 또한, 다양한 기능의 구현을 위해, 디스플레이 장치에 카메라 등과 같은 부품이 장착되고 있는 추세이며, 디자인적인 요소를 고려하여 제품 로고나 테두리 영역에 다양한 컬러를 부여하거나 탈색하는 시도들이 이루어지고 있다.
그런데 종래의 편광판의 경우, 편광판의 전 영역에 요오드 및/또는 이색성 염료로 염착되어 있어 편광판이 짙은 흑색을 나타내며, 그 결과 디스플레이 장치에 다양한 컬러를 부여하기 어렵고, 특히, 카메라와 같은 부품 위에 편광판이 위치할 경우, 편광판에서 광량의 50% 이상을 흡수하여 카메라 렌즈의 시인성이 저하되는 등의 문제점이 발생하였다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 펀칭 및 절삭 등의 방법으로 편광판의 일부에 구멍(천공)을 뚫어 카메라 렌즈를 덮는 부위의 편광판을 물리적으로 제거하는 방법이 상용화되어 왔다.
그러나, 상기와 같은 물리적 방법은 화상표시장치 외관을 저하시키며, 구멍을 뚫는 공정의 특성상 편광판을 손상시킬 수 있다. 한편, 편광판의 찢어짐과 같은 손상을 막기 위해서는 편광판의 천공 부위가 모서리에서 충분히 떨어진 영역에 형성되어야 하며, 그 결과 이러한 편광판을 적용할 경우, 화상표시장치의 베젤부가 상대적으로 넓어지게 되어 최근 화상표시장치의 좁은 베젤 (NARROW BEZEL) 디자인 추세에도 벗어나는 문제점이 있다. 또한, 상기와 같이 편광판의 천공 부위에 카메라 모듈을 장착할 경우, 카메라 렌즈가 외부로 노출되기 때문에 장시간 사용시 카메라 렌즈의 오염 및 손상이 발생하기 쉽다는 문제점도 있다.
따라서, 천공 없이 편광판의 편광 해소 영역을 형성함으로써 상기의 문제점을 극복하기 위하여, 편광자의 국지적 영역을 탈색하는 방법을 제공함과 동시에, 상기 편광 해소 영역이 고온 하에서 장시간 방치하여도 투과도가 하락하지 않도록 고내열성 편광자를 제조할 필요가 있다.
본 발명은 편광판의 일부 영역의 편광이 제거된 편광자 및 그 제조방법으로서, 종래와 같이 물리적으로 구멍을 뚫지 않고 편광 제거가 가능함과 동시에, 편광이 제거된 영역이 고내열 특성을 갖는 편광자를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 구현예에 다르면, 본 발명은 요오드 및 이색성 염료 중 적어도 하나 이상이 염착된 폴리비닐알코올계 편광자를 준비하는 단계; 상기 편광자의 일부 영역에 탈색 용액을 국지적으로 접촉시켜 편광 해소 영역을 형성하는 단계; 및 적어도 상기 편광 해소 영역을 산용액을 이용하여 산처리하는 단계를 포함하는 편광자 제조방법을 제공한다.
이때, 상기 탈색 용액은 수산화나트륨(NaOH), 황산화나트륨(NaSH), 아지드화나트륨(NaN3), 수산화칼륨(KOH), 황산화칼륨(KSH) 및 티오황산칼륨(KS2O3)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 탈색제를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 탈색 용액은 탈색제를 1 중량% 내지 30 중량%의 함량으로 포함하는 것이 바람직하며, pH가 11 내지 14인 것이 바람직하다.
한편, 상기 산 용액은 포름산 (formic acid), 아세트산(acetic acid), 프로피온산(propionic acid), 뷰티르산(butyric acid), 아디프산(adipic acid), 락트산(lactic acid), 시트르산(citric acid), 푸마르산(fumaric acid), 말산(malic acid), 염산(hydrochloric acid), 질산(nitric acid), 인산(phosphoric acid), 황산(sulfuric acid) 및 붕산(boric acid)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 산 용액은 pH가 1 내지 5인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 요오드 및 이색성 염료 중 적어도 하나 이상이 염착된 폴리비닐알코올계 편광자에 있어서,
상기 편광자는 국지적으로 400nm 내지 800nm 파장 대역에서의 단체 투과도가 80% 이상이고 편광도가 20% 이하인 편광 해소 영역; 및 단체 투과도가 45% 이하이고 편광도가 99% 이상인 편광 영역을 포함하고,
상기 편광 해소 영역과 상기 편광 영역의 경계의 폭은 5㎛ 이상 500㎛ 이하이며,
상기 편광 해소 영역과 상기 편광 영역의 경계의 단체 투과도가 45% 초과 80% 미만인 것인 편광자를 제공한다.
또한, 본 발명은 요오드 및 이색성 염료 중 적어도 하나 이상이 염착된 폴리비닐알코올계 편광자에 있어서, 상기 편광자는 국지적으로 400nm 내지 800nm 파장 대역에서의 단체 투과도가 80% 이상이고 편광도가 20% 이하인 편광 해소 영역 및 편광 영역을 포함하고, 100℃에서 100시간 동안 방치한 경우, 상기 편광 해소 영역의 단체 투과도의 변화율이 5% 이하인 편광자를 제공한다.
또한, 상기 편광 영역의 단체 투과도가 40% 내지 45% 이고, 편광도가 99% 이상인 것이 바람직하다.
이때, 편광 해소 영역은 요오드 및 이색성 염료 중 적어도 하나 이상의 함량이 0.1 중량% 내지 0.5 중량%이고, 상기 편광 영역은 요오드 및 이색성 염료 중 적어도 하나 이상의 함량이 1 중량% 내지 4 중량%인 것이 바람직하다.
또 다른 구현예에 따르면, 본 발명은 상기 편광자의 적어도 일면 상에 편광자 보호필름이 더 구비된 편광판을 제공한다.
또한, 본 발명은 표시 패널; 및 상기 표시 패널의 일면 또는 양면에 부착되어 있는 편광판을 포함하는 화상표시장치에 있어서, 상기 편광판은 국지적으로 400nm 내지 800nm 파장 대역에서의 단체 투과도가 80% 이상이고, 편광도가 20% 이하인 편광 해소 영역을 갖고, 100℃에서 100시간 동안 방치한 경우, 상기 편광 해소 영역의 단체 투과도의 변화율이 5% 이하인 화상표시장치를 제공한다.
또한, 상기 화상표시장치에 있어서, 상기 편광 해소 영역에 카메라 모듈이 위치할 수 있다.
본 발명은 폴리비닐알코올계 편광자의 일부 영역에 탈색 용액을 접촉시켜, 해당 영역의 편광을 해소시킴으로써 구멍이나 찢어짐과 같은 손상 없이 완전 투명에 가까운 편광 해소 영역을 형성할 수 있도록 하였다. 이와 같은 방법으로 제조된 본 발명의 편광자를 사용할 경우, 카메라 등의 부품 위에 편광판이 장착되어도 휘도 저하로 인한 문제점이 발생하지 않는다.
또한, 종래의 물리적 방법을 통해 천공을 형성하는 경우와 달리 카메라 렌즈가 외부로 노출되지 않으므로, 렌즈 손상 및 오염의 문제가 발생하지 않으며, 편광판 내부의 점착제가 천공부위로 누출 및 변색에 의한 시인성이 저하되는 문제점도 예방할 수 있다.
또한, 본 발명의 제조방법은 상기 편광 해소 영역을 형성시킨 후, 산 용액을 이용한 세척단계를 통하여 고온에서 오랜 시간 방치할 경우에도 편광 해소 영역의 투과도가 유지되는 우수한 내열성을 갖는 편광자를 제공할 수 있다.
도 1은 실시예 1에 의해 제조된 편광자의 영역별 단체 투과도의 변화를 측정한 그래프이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명자들은, 요오드 및 이색성 염료 중 적어도 하나 이상이 염착된 폴리비닐알코올계 편광자의 일부 영역에 탈색 용액을 선택적으로 접촉시킨 후, 산 용액을 이용하여 탈색제를 세척하는 경우, 고온에서 장시간 방치하여도 국지적으로 편광이 해소된 영역의 투과도가 다시 저하되지 않는 고내열 특성이 있음을 알아내고 본 발명을 완성하였다.
본 발명에 따른 편광자의 제조방법은 ⅰ) 요오드 및 이색성 염료 중 적어도 하나 이상이 염착된 폴리비닐알코올계 편광자를 준비하는 단계; ⅱ) 상기 편광자의 일부 영역에 탈색 용액을 국지적으로 접촉시켜 편광 해소 영역을 형성하는 단계; 및 ⅲ) 적어도 상기 편광 해소 영역을 산용액을 이용하여 산처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 제조방법의 각 단계를 보다 구체적으로 설명한다.
먼저, ⅰ) 요오드 및 이색성 염료 중 적어도 하나 이상이 염착된 폴리비닐알코올계 편광자를 준비하는 단계는, 당해 기술 분야에 잘 알려진 폴리비닐알코올계 편광자의 제조방법을 통해 수행되거나, 또는 시판되는 폴리비닐알코올계 편광자를 구입하는 방법에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 이로써 한정되는 것은 아니나, 상기 폴리비닐알코올계 편광자를 준비하는 단계는 폴리비닐알코올계(Polyvinyl alcohol) 폴리머 필름을 요오드 및/또는 이색성 염료로 염착하는 염착 단계, 상기 폴리비닐알코올계 필름과 염료를 가교시키는 가교 단계 및 상기 폴리비닐알코올계 필름을 연신하는 연신 단계를 통하여 수행될 수 있다.
먼저, 상기 염착 단계는 요오드 분자 및/또는 이색성 염료를 폴리비닐 알코올계 필름에 염착시키기 위한 것으로, 요오드 분자 및/또는 이색성 염료 분자는 편광자의 연신 방향으로 진동하는 빛은 흡수하고, 수직 방향으로 진동하는 빛은 통과시킴으로써, 특정한 진동 방향을 갖는 편광을 얻을 수 있도록 해줄 수 있다. 이때, 상기 염착은, 예를 들면, 폴리비닐알코올계 필름을 요오드 용액 및/또는 이색성 염료를 함유하는 용액이 담긴 처리욕에 함침시킴으로써 이루어질 수 있다.
이때, 상기 염착 단계의 용액에 사용되는 용매는 물이 일반적으로 사용되지만, 물과 상용성을 갖는 유기 용매가 적당량 첨가되어 있어도 된다. 한편, 요오드 및/또는 이색성 염료는 용매 100 중량부에 대해서, 0.06 중량부 내지 0.25 중량부로 사용될 수 있다. 왜냐하면, 상기 요오드 등의 이색성 물질이 상기 범위 내일 경우, 연신 이후에 제조된 편광자의 투과도가 40 % 내지 47 %의 범위를 만족할 수 있기 때문이다.
한편, 이색성 물질로서 요오드를 이용하는 경우에는, 염착 효율의 개선을 위해 요오드화 화합물 등의 보조제를 추가로 함유하는 것이 바람직하며, 상기 보조제는 용매 100 중량부에 대하여 0.3 중량부 내지 2.5 중량부의 비율로 사용될 수 있다. 이때, 상기 요오드화 화합물 등의 보조제를 첨가하는 이유는, 요오드의 경우, 물에 대한 용해도가 낮기 때문에 물에 대한 요오드의 용해도를 높이기 위해서이다. 한편, 상기 요오드와 요오드화 화합물의 배합 비율은 중량기준으로 1:5 내지 1:10 정도가 바람직하다.
이때, 본 발명에서 추가될 수 있는 요오드화 화합물의 구체적인 예로는, 요오드화 칼륨, 요오드화 리튬, 요오드화 나트륨, 요오드화 아연, 요오드화 알루미늄, 요오드화 납, 요오드화 구리, 요오드화 바륨, 요오드화 칼슘, 요오드화 주석, 요오드화 티탄 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
한편, 처리욕의 온도로는 25℃ 내지 40℃ 정도로 유지되는 것이 바람직하다. 처리욕의 온도가 25℃ 미만의 낮은 경우에는 염착 효율이 떨어질 수 있으며, 40℃를 초과하는 너무 높은 온도에서는 요오드의 승화가 많이 일어나 요오드의 사용량이 늘어날 수 있다.
이때, 폴리비닐알코올계 필름을 처리욕에 침지하는 시간은 30초 내지 120초 정도인 것이 바람직하다. 침지시간이 30초 미만일 경우 폴리비닐알코올계 필름에 염착이 균일하게 이루어지지 않을 수 있으며, 120초를 초과할 경우에는 염착이 포화(saturation)되어 더 이상의 침지할 필요가 없기 때문이다.
한편, 가교 단계는 요오드 및/또는 이색성 염료가 폴리비닐알코올 고분자 매트릭스에 흡착되도록 하기 위한 것으로, 폴리비닐알코올계 필름을 붕산 수용액 등이 담겨있는 가교욕에 침적시켜 수행하는 침적법이 일반적으로 사용되지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 폴리비닐알코올계 필름에 가교제를 포함하는 용액을 도포하거나 분사하는 도포법 또는 분무법에 의해 수행될 수도 있다.
이때, 상기 가교욕의 용액에 사용되는 용매는 물이 일반적으로 사용되지만, 물과 상용성을 갖는 유기 용매가 적당량 첨가되어 있을 수 있으며, 상기 가교제는 용매 100 중량부에 대해 0.5 중량부 내지 5.0 중량부로 첨가될 수 있다. 이때, 상기 가교제가 0.5 중량부 미만으로 함유될 경우, 폴리비닐알코올계 필름 내에서 가교가 부족하여 수중에서 폴리비닐알코올계 필름의 강도가 떨어질 수 있으며, 5.0 중량부를 초과할 경우, 과도한 가교가 형성되어 폴리비닐알코올계 필름의 연신성을 저하시킬 수 있다. 또한, 상기 가교제의 구체적인 예로는, 붕산, 붕사 등의 붕소 화합물, 글리옥살, 글루타르알데히드 등을 들 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.
한편, 상기 가교욕의 온도는 가교제의 양과 연신비에 따라 다르며, 이에 한정하는 것은 아니나, 일반적으로 45℃ 내지 60℃인 것이 바람직하다. 일반적으로 가교제의 양이 늘어나면 폴리비닐알코올계 필름 사슬의 유동성(mobility)을 향상시키기 위해 높은 온도조건으로 가교욕의 온도를 조절하며, 가교제의 양이 적으면 상대적으로 낮은 온도조건으로 가교욕의 온도를 조절한다. 그러나, 본 발명은 5배 이상의 연신이 이루어지는 과정이기 때문에 폴리비닐알코올계 필름의 연신성 향상을 위해 가교욕의 온도를 45℃ 이상으로 유지하여야 한다. 한편, 가교욕에 폴리비닐알코올계 필름을 침지시키는 시간은 30초 내지 120초 정도인 것이 바람직하다. 그 이유는, 침지시간이 30초 미만일 경우 폴리비닐알코올계 필름에 가교가 균일하게 이루어지지 않을 수 있으며, 120초를 초과할 경우에는 가교가 포화(saturation)되어 더 이상 침지할 필요가 없기 때문이다.
한편, 연신 단계에서 연신이란 폴리비닐알코올계 필름의 고분자 사슬을 일정한 방향으로 배향시키기 위한 것으로, 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.
이때, 연신 단계는 상기 폴리비닐알코올계 필름을 4배 내지 10배의 연신비로 연신하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 폴리비닐알코올계 필름에 편광성능을 부여하기 위해서는 폴리비닐알코올계 필름의 고분자 사슬을 배향시켜야 하는데, 4배 미만의 연신비에서는 사슬의 배향이 충분히 일어나지 않을 수 있고, 10배 초과의 연신비에서는 폴리비닐알코올계 필름 사슬이 절단될 수 있기 때문이다.
이때, 상기 연신은 45℃ 내지 60℃의 연신온도로 연신하는 것이 바람직하다. 상기 연신온도는 가교제의 함량에 따라 달라질 수 있는데, 45℃ 미만의 온도에서는 폴리비닐알코올계 필름 사슬의 유동성이 저하되어 연신 효율이 감소될 수 있으며, 60℃를 초과하는 경우, 폴리비닐알코올계 필름이 연화되어 강도가 약해질 수 있기 때문이다. 한편, 상기 연신 단계는 상기 염착단계 또는 가교단계와 동시에 또는 별도로 진행될 수도 있다.
한편, 연신 단계는 상기 염착 단계 또는 가교 단계와 동시에 또는 별도로 진행될 수 있다. 연신 단계가 염착 단계와 동시에 진행될 경우, 상기 연착단계는 요오드 용액 내에서 수행되는 것이 바람직하며, 가교 단계와 동시에 진행되는 경우라면 붕산 수용액 내에서 수행되는 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명은 상기와 같은 방법을 통해 폴리비닐알코올계 편광자가 준비되면, ⅱ) 상기 편광자의 일부 영역에 탈색 용액을 국지적으로 접촉시켜 편광 해소 영역을 형성하는 단계를 수행한다.
이때, 한편, 상기 탈색 용액은 필수적으로 요오드 및/또는 이색성 염료를 탈색시킬 수 있는 탈색제 및 용매를 포함한다. 상기 탈색제는, 편광자에 염착된 요오드 및/또는 이색성 염료를 탈색시킬 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면, 수산화나트륨(NaOH), 황산화나트륨(NaSH), 아지드화나트륨(NaN3), 수산화칼륨(KOH), 황산화칼륨(KSH) 및 티오황산칼륨(KS2O3)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 용매로는 증류수 등과 같은 물을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 용매는 추가적으로 알코올류 용매를 혼합하여 사용할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 부탄올, 이소프로필알코올 등을 혼합하여 사용할 수도 있다.
한편, 상기 탈색 용액 내의 탈색제의 함량(농도)은 탈색 과정에서의 접촉 시간에 따라 달리할 수 있으나, 바람직하게는 전체 탈색 용액의 중량에 대해 1 중량% 내지 30 중량% 정도, 더욱 바람직하게는 5 중량% 내지 15 중량% 정도로 포함하는 것이 바람직하다. 탈색제의 함량이 1 중량% 미만일 경우, 탈색이 이루어지지 않거나, 수십분 이상의 시간이 걸려 탈색이 진행되어, 실질적으로 적용이 힘들며, 30 중량% 초과일 경우, 탈색제가 편광자로의 확산이 쉽게 이루어지지 않아 탈색 효율의 증가량이 미미하여 경제성이 떨어진다.
또한, 상기 탈색 용액은 pH가 11 내지 14 정도일 수 있으며, 13 내지 14 정도인 것이 더욱 바람직하다. 본 발명의 탈색제는 강염기 화합물로서, 폴리비닐알코올 사이에 가교결합을 형성하고 있는 붕산을 파괴할 정도의 강염기성을 띄고 있어야 하며, pH가 상기 범위를 만족하는 경우에 탈색이 잘 일어날 수 있다. 예를 들어, 요오드를 분해(탈색)하여 투명하게 만드는(iodine clock reaction) 용액으로서 티오황산나트륨은(pH 7), 일반적인 요오드 화합물 수용액에서는 탈색을 일으킬 수 있지만, 실제 편광자(PVA)에서는 장시간 접촉하여도(10시간) 탈색이 일어나지 않는다. 즉, 이는 요오드를 분해하기 이전에 강염기로 붕산의 가교결합의 파괴해야 함을 말해준다.
한편, 본 발명에 있어서, 상기 탈색 용액을 접촉시켜 편광을 해소하는 단계는, 인쇄 장치 등을 이용하여 수행될 수 있으며, 이때, 상기 인쇄 장치는, 이로써 제한되는 것은 아니나, 디스펜서 또는 잉크젯을 이용하여 원하는 국지적 부위 혹은 원하는 모양의 패턴으로 탈색제를 도포하는 비접촉식 인쇄법 혹은 그라비아 프린팅과 같은 접촉 방식 인쇄법에 의해 수행될 수 있다.
보다 구체적으로, 연속 공정 수행 용이성을 고려할 때, 잉크젯 마킹법 또는 그라비아 인쇄법 등에 의해 인쇄를 수행하는 장치인 것이 바람직하다. 이때, 상기 잉크젯 마킹법은 잉크젯 노즐을 통해 피인쇄대상물(PVA 편광자)에 잉크 액적을 적하시키는 방식으로 수행되는 인쇄법을 말하며, 그라비아 인쇄법은 인쇄하고자 하는 형상이 음각된 인쇄 롤에 잉크를 충진하고, 닥터 블레이드 등을 통해 상기 음각부 이외의 영역의 잉크를 제거함으로써 음각부에만 잉크를 남겨둔 다음, 상기 음각부에 충진된 잉크를 전사롤을 이용하여 피인쇄대상물(PVA 편광자)에 전사하는 방식으로 수행되는 인쇄법을 말한다.
한편, 상기 탈색 용액은 점도가 1cP 내지 2000cP 정도, 바람직하게는, 5cP 내지 2000cP 정도일 수 있다. 탈색 용액의 점도가 상기 수치 범위를 만족할 경우, 인쇄 공정이 원활하게 수행될 수 있으며, 연속 공정 라인에서 편광 부재의 이동에 따라 인쇄된 탈색 용액에 확산되거나 흘러내리는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 원하는 영역에 원하는 모양으로 탈색 영역을 형성할 수 있기 때문이다. 한편, 상기 탈색 용액의 점도는 사용되는 인쇄 장치, 편광자의 표면 특성 등에 따라 적절하게 변경될 수 있다. 예를 들면, 그라비아 인쇄법을 사용하는 경우, 탈색 용액의 점도는 1cP 내지 2000cP 정도, 바람직하게는, 5cP 내지 200cP 정도일 수 있으며, 잉크젯 인쇄법을 사용하는 경우, 탈색 용액의 점도는 1cP 내지 55cP 정도, 바람직하게는 5cP 내지 20cP 정도일 수 있다.
한편, 탈색 용액의 점도가 상기 범위를 만족하기 위해서, 증점제를 추가로 첨가하는 방법을 이용하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 증점제는 탈색 용액의 점도를 향상시켜, 용액의 확산을 억제하고, 원하는 크기 및 위치에 편광 해소 영역을 형성할 수 있도록 도와준다. 빠르게 이동하는 편광자에 점도가 높은 용액을 도포하게 되면, 도포 시 생기는 액체와 편광자의 상대속도 차이가 줄어들어 원하지 않는 부위로 용액이 확산되는 것을 방지하고, 도포 후 세척 전까지 탈색이 이루어지는 시간 동안 도포된 용액의 유동이 줄어들어, 원하는 위치 또는 크기의 편광 해소 영역을 형성할 수 있다.
상기 증점제는 반응성이 낮고, 용액의 점도를 높일 수 있는 것이라면, 제한되지 않으나, 예를 들면, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리비닐아세토아세테이트계 수지, 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알코올계 수지, 부텐디올비닐알코올계, 폴리아크릴아마이드계 및 폴리에틸렌글라이콜계로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
한편, 상기 증점제는 상기 탈색 용액의 전체 중량에 대하여 0.5 중량% 내지 30 중량% 정도, 바람직하게는 2.5 중량% 내지 15 중량% 정도로 포함될 수 있다. 증점제의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우, 점도가 너무 높아져 세척이 효과적으로 이루어지지 않으며, 증점제의 함량이 너무 낮을 경우, 점도가 낮아 액체의 확산 및 유동에 의해 원하는 모양, 크기의 탈색영역을 구현하기 힘들다.
또한, 상기 편광 해소 영역은 다양한 형상을 가질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니며, 뿐만 아니라, 편광 해소 영역은 전체 편광판 상에 어느 위치에 형성되어도 무방하다. 다만, 예를 들면 상기 편광 해소 영역이 카메라 모듈 위에 형성되는 경우, 면적이 0.01cm2 내지 5cm2 정도인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 상기 편광 해소 단계를 통해 편광이 해소되는 매카니즘을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 요오드 및/또는 이색성 염료가 염착된 폴리비닐알코올의 복합체는 파장대가 400nm 내지 800nm와 같은 가시광선 범위의 빛을 흡수할 수 있는 것으로 알려져 있다. 이때, 탈색 용액을 상기 편광자에 접촉시키면, 상기 편광자에 존재하는 가시광선 파장대의 빛을 흡수하는 요오드 혹은 이색성 염료가 분해되어, 편광자를 탈색시켜 투과도를 높이고 편광도를 낮추게 된다. 예를 들어, 상기 편광 해소 영역은, 400nm 내지 800nm 파장 대역에서의 단체 투과도가 80% 이상일 수 있고, 편광도는 20% 이하일 수 있다.
본 명세서의 "단체 투과도"는 편광판의 흡수축의 투과도와 투과축의 투과도의 평균값으로 나타내어진다. 또한, 본 명세서의 "단체 투과도" 및 "편광도"는 JASCO사의 V-7100 모델을 이용하여 측정된 값이다.
예를 들면, 요오드가 염착된 폴리비닐알코올계 편광자의 일부 영역에 탈색제인 수산화칼륨(KOH)을 포함하는 수용액을 접촉시키는 경우, 하기 화학식 1 및 화학식 2와 같이 일련의 과정으로 요오드가 분해하게 된다. 한편, 요오드가 염착된 폴리비닐알코올계 편광자 제조 시 붕산 가교과정을 거친 경우, 화학식 3에 기재된 바와 같이 수산화칼륨은 붕산을 직접 분해하여, 폴리비닐알코올과 붕산의 수소결합을 통한 가교 효과를 제거하게 된다.
[화학식 1]
12KOH + 6I2 → 2KIO3 + 10KI + 6H2O
[화학식 2]
IO3 - + I5 - +6H+ → 3I2 + 3H2O
I3 - → I- + I2
[화학식 3]
B(OH)3 + 3KOH → K3BO3 + 3H2O
즉, 가시광선 영역의 빛을 흡수하는 I5 -(620nm) I3 -(340nm), I2(460nm)와 같은 요오드 및 요오드 이온 착물을 분해하여, I-(300nm이하) 또는 염을 생성하게 되어, 가시광선 영역의 빛을 대부분 투과하게 된다. 이로 인해 편광자의 가시광선 영역인 400 내지 800nm 정도의 영역에서 편광 기능이 해소됨으로써 전반적으로 투과도가 높아져서 편광자는 투명하게 된다. 다시 말해서, 편광판에서 편광을 만들기 위하여 가시광선을 흡수하는 배열된 요오드 복합체를 가시광선을 흡수하지 않는 단분자 형태로 분해하여 편광기능을 해소할 수 있다.
상기와 같이 편광 해소 단계가 완료되면, ⅲ) 적어도 상기 편광 해소 영역을 산용액을 이용하여 상기 편광자를 산처리한다. 상기 산처리하는 단계에서, 잔류하는 탈색 용액이 적절히 산처리되지 않을 경우, 잔류하는 탈색 용액이 편광자 상에서 확산 또는 잔류하게 되어, 원하지 않는 크기 및 모양으로 편광 해소 영역이 형성될 수 있으며 미세한 크기의 편광 해소 영역의 형성이 곤란할 수 있다.
상기 산처리하는 단계는 디스펜서 또는 잉크젯을 이용하여 원하는 국지적 부위 혹은 원하는 모양의 패턴으로 산용액을 도포하는 비접촉식 인쇄법 혹은 그라비아 프린팅과 같은 접촉 방식 인쇄법에 의해 수행될 수 있다. 또한, 상기 산처리하는 단계는 산용액을 포함하는 처리욕을 이용하여 상기 평광자를 침지하는 방법에 의하여 수행될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 편광자 제조방법은 탈색 용액을 이용하여 국지적인 편광 해소 영역을 형성한 다음, 산용액으로 편광자를 산처리함으로써, 상기에서 살펴본 바와 같이 탈색제에 의해 형성된 요오드 화합물 및 염 등이 씻겨져 나가게 되고, 편광 해소 영역의 요오드 및 요오드 이온 착물의 함량이 최소화 된다. 따라서, 편광 해소 영역의 잔류 요오드 및 요오드 이온 착물의 빛의 흡수가 줄어들어 더욱 투명하게 하는 효과를 가져온다.
이때, 상기 세척은 상기와 같은 산 용액 이외에도 용매 및 알코올 등을 이용하여 편광자를 세척할 수도 있으나, 이에 의해서는 일부 소량의 탈색제가 세척되지 않고 잔존할 수 있다. 이 경우, 형성된 편광 해소 영역은 편광자는 고온에서 오랜 시간 방치할 경우, 편광이 해소된 영역의 투과도가 점차 하락할 수 있다.
구체적으로, 상기 탈색제는 주로 염기성의 물질이 사용되는데, 이러한 염기성의 탈색제가 소량 잔류하면, 고온에서 장시간 방치할 경우 폴리비닐알코올과 반응하여, 하기 화학식 4와 같이 폴리비닐알코올의 변형을 일으킨다. 특히, 폴리비닐알코올계 필름에 이중 결합을 생성하게 되면서 누르스름(yellowish)한 색을 나타내게 되어 투과도를 저하시킬 수 있게 된다.
[화학식 4]
Figure 112016106162221-pat00001
반면에, 본 발명에서와 같이 편광 해소 영역을 형성한 이후, 산을 이용하여 세척하는 경우, 염기성의 잔류된 탈색제가 단순히 씻겨 내려가는 것뿐만 아니라, 탈색제가 산 용액과 중화반응하며 제거된다. 따라서, 세척 후 남아있는 탈색제는 세척 과정에서 함께 잔존하는 산에 의한 중화반응으로 염기성을 완전히 잃게 되어, 고온에서 장시간 방치되더라도, 더 이상 폴리비닐알코올계 필름과의 반응으로 인한 변성 문제를 야기하지 않는다.
이때, 상기 산 용액은, 용액상에서 H+ 이온을 내놓는 물질이면 특별히 제한되지 않으며, 유기산 또는 무기산이어도 무관하다. 예를 들면, 이로써 한정되는 것은 아니나, 포름산 (formic acid), 아세트산(acetic acid), 프로피온산(propionic acid), 뷰티르산(butyric acid), 아디프산(adipic acid), 락트산(lactic acid), 시트르산(citric acid), 푸마르산(fumaric acid), 말산(malic acid), 글루타르산(glutaric acid), 숙신산(succinic acid), 염산(hydrochloric acid), 질산(nitric acid), 인산(phosphoric acid), 황산(sulfuric acid) 및 붕산(boric acid)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 산 용액은 가교 반응을 할 수 있는 가교제가 포함된 용액일 수도 있다.
또한, 상기 산 용액은 pH가 1 내지 5 정도이며, 1.2 내지 4.5 정도인 것이 바람직하다. 산 용액의 pH가 상기 범위를 만족하는 경우, 염기성의 잔류된 탈색제와 충분한 중화반응이 일어날 수 있어, 세척 효과가 우수하다.
한편, 상기 세척하는 단계는 산 용액의 농도에 따라 달라질 수 있으나, 편광자를 1초 내지 180초 동안, 바람직하게는 3초 내지 60초 동안 산 용액에 침지시키거나, 탈색용액과 접촉되어 탈색된 국지적 부위에 디스펜서 또는 잉크젯으로 도포시켜주는 방법이 있다.
본 발명의 편광자 제조방법은 순수로 세정하는 단계를 필수적으로 포함하지 않아도 되는 장점이 있다. 본 발명의 편광자 제조방법에 의하여 제조되는 편광자는 순수로 처리하지 않더라도, 잔류하는 산용액에 의하여 탈색 영역의 크기, 투과도 및 색상의 변화에 영향을 미치지 않으므로, 순수 세정 단계가 반드시 필요한 것은 아니다. 그러므로, 본 발명의 편광자 제조방법은 순수로 처리하는 공정을 제외함에 따른 공정 효율 증가 및 공정 비용을 낮출 수 있는 장점을 가지고 있다.
다음으로, 본 발명의 편광자 제조방법을 이용하여 제조된 편광자에 관해 설명하기로 한다.
본 명세서의 편광자는 전술한 편광자의 제조방법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 일 구현예는 요오드 및 이색성 염료 중 적어도 하나 이상이 염착된 폴리비닐알코올계 편광자에 있어서, 상기 편광자는 국지적으로 400nm 내지 800nm 파장 대역에서의 단체 투과도가 80% 이상이고 편광도가 20% 이하인 편광 해소 영역; 및 단체 투과도가 45% 이하이고 편광도가 99% 이상인 편광 영역을 포함하고, 상기 편광 해소 영역과 상기 편광 영역의 경계의 폭은 5㎛ 이상 500㎛ 이하이며, 상기 편광 해소 영역과 상기 편광 영역의 경계의 단체 투과도가 45% 초과 80% 미만인 것인 편광자를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 편광자에 있어서, 상기 상기 편광 해소 영역과 상기 편광 영역의 경계의 폭은 5㎛ 이상 200㎛ 이하, 또는 5㎛ 이상 100㎛ 이하, 또는 5㎛ 이상 50㎛ 이하일 수 있다.
상기 편광 해소 영역과 상기 편광 영역의 경계는 상기 편광 해소 영역과 상기 편광 영역 사이에 위치하는 편광자의 영역을 의미할 수 있다. 상기 편광 해소 영역과 상기 편광 영역의 경계는 상기 편광 해소 영역과 상기 편광 영역에 각각 접하는 영역을 의미할 수 있다. 또한, 상기 편광 해소 영역과 상기 편광 영역의 경계는 상기 편광 해소 영역의 단체 투과도와 상기 편광 영역의 단체 투과도 사이의 값을 가지는 영역일 수 있다.
상기 편광 해소 영역과 상기 편광 영역의 경계의 폭은 상기 편광 해소 영역의 단체 투과도 값을 가지는 일 영역으로부터 상기 편광 영역의 단체 투과도 값을 가지는 일 영역까지의 최단 거리를 의미할 수 있으며, 상기 편광 해소 영역과 상기 편광 영역의 경계의 폭이 좁을수록 원하는 국지적 부위에 효율적으로 편광 해소 영역을 형성한 것을 의미할 수 있다.
본 명세서의 편광 영역은 상기 편광자에 있어서, 상기 편광 해소 영역을 제외한 영역일 수 있다.
상기 편광자는 본 발명의 제조방법에 의해 제조될 수 있다.
한편, 보다 구체적으로 상기 편광 영역의 단체 투과도는 40% 내지 45%인 것이 바람직하며, 42% 내지 45%인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 일 구현예에는 또한, 편광자의 적어도 일면 상에 편광자 보호필름이 더 구비된 편광판을 제공한다.
한편, 본 발명의 일 구현예에 따른 편광자는, 요오드 및 이색성 염료 중 적어도 하나 이상이 염착된 폴리비닐알코올계 편광자에 있어서, 상기 편광자는 국지적으로 400nm 내지 800nm 파장 대역에서의 단체 투과도가 80% 이상이고 편광도가 20% 이하인 편광 해소 영역 및 편광 영역을 포함하고, 100에서 100시간 동안 방치한 경우, 상기 편광 해소 영역의 단체 투과도의 변화율이 5% 이하인 것을 특징으로 한다.
상기 편광자는 본 발명의 제조방법에 의해 제조될 수 있다.
이때, 상기 편광자의 편광 해소 영역은, 상기에서 살펴본 바와 같이, 요오드 및/또는 이색성 염료가 염착된 폴리비닐알코올계 편광자의 일부 영역에 탈색 용액을 선택적으로 접촉시키는 과정을 거쳐 형성된 영역을 말한다.
이때, 상기 제조방법에 의해 형성된 편광 해소 영역은, 가시광선 영역인 400nm 내지 800nm정도, 바람직하게는 450nm 에서 750nm 정도의 파장 대역에서의 단체 투과도가 80% 이상이고, 90% 또는 92% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한 상기 편광 해소 영역은 편광도가 20% 이하이고, 5% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 상기 편광 해소 영역의 단체 투과도가 높고 편광도가 낮을수록 시인성이 향상되어, 상기 영역에 위치하게 될 카메라 렌즈의 성능 및 화질을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 편광 영역은 단체 투과도가 40% 내지 45% 인 것이 바람직하며, 42% 내지 45% 인 것이 더욱 바람직하다. 나아가, 상기 편광 영역은 편광도가 99% 이상인 것이 바람직하다. 이는 편광 해소 영역을 제외한 나머지 영역은, 본래의 편광자 기능을 함으로써, 상기 범위와 같은 우수한 광학 물성을 나타내야 하기 때문이다.
한편, 상기 편광 해소 영역은 요오드 및 이색성 염료 중 적어도 하나 이상의 함량이 0.1 중량% 내지 0.5 중량% 정도이고, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 0.35 중량% 정도이다. 이는 상기에서 살펴본 바와 같이, 탈색제와 요오드간의 반응에 의해 편광자 상에 복합체 형태로 존재하던 요오드가 씻겨나가게 되어, 요오드 또는 이색성 염료의 함량이 크게 줄어들기 때문이다. 이와 대비하여, 상기 편광 영역은 요오드 및 이색성 염료 중 적어도 하나 이상의 함량이 1 중량% 내지 4 중량% 정도이고, 바람직하게는 2 중량% 내지 4 중량% 이다.
이때, 상기 요오드 또는 이색성 염료의 함량은 광 X 선 분석 장치 (리가쿠 전기 공업(주) 제조, 상품명 「ZSX Primus II」) 를 사용하여 측정하였다. 이때, 상기 요오드 및/또는 이색성 염료의 함량은 광 X 선 분석 장치 (리가쿠 전기 공업(주) 제조, 상품명 「ZSX Primus II」) 를 사용하여 측정하였다. 본 발명에서는 크기가 40mm?40mm이고, 두께가 12㎛인 편광자 시트 형태의 시료를 이용하여, 19.2mm3 부피 당 평균 중량%를 측정하였다.
상기 편광 해소 영역은 상기에서 설명한 바와 같이, 편광자를 탈색 용액과 접촉시키는 단계를 거침으로써 형성된다. 이때, 상기 편광 해소 영역의 요오드 또는 이색성 염료의 함량은 그 외의 영역과 비교하여 현저하게 감소하게 되고, 이로 인해, 투과도가 크게 향상된다.
한편, 본 발명에 따른 편광자는, 100℃에서 100시간 동안 방치한 경우, 상기 편광 해소 영역의 단체 투과도의 변화율이 5% 이하인 것을 특징으로 하며, 상기 변화율은 3% 이하인 것이 바람직하며, 1% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 마찬가지로, 본 발명에 따른 편광자는, 100℃에서 100시간 동안 방치한 경우, 상기 편광 해소 영역의 교차 투과도의 변화율이 10% 이하인 것을 특징으로 한다.
일반적으로 물 또는 알코올을 이용하여 세척하는 단계를 거치는 경우, 상기 조건에서 15% 이상의 단체 투과도 하락을 보이는 것과 비교할 때, 본 발명의 편광자는 내열특성이 매우 우수하다. 뿐만 아니라, 상기 편광자의 편광도의 변화 또한 거의 없다.
본 발명은 상기 편광 해소 영역을 포함하는 편광자의 적어도 일면 상에 편광자 보호필름이 더 구비된 편광판을 제공한다. 구체적으로, 본 발명은 상기 편광 해소 영역을 포함하는 편광자의 일면 또는 양면에 편광자 보호필름을 합지시킨 편광판을 제공한다.
본 발명의 편광판의 경우, 편광자의 일부 영역에서만 편광이 해소되어, 단체 투과도가 높고 편광도가 낮으며, 종래의 펀칭 및 절삭 등의 물리적 편광 제거 방법과 달리 편광판에 물리적 손상이 없는 편광 해소 영역을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 보호필름은 편광자를 보호하기 위해 편광자의 양 측면에 부착하는 투명필름을 말하는 것으로, 트리아세틸셀룰로오즈(TriAcethyl Cellulose; TAC)와 같은 아세테이트계, 아크릴계, 폴리에스테르계, 폴리에테르술폰계, 폴리카보네이트계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 아크릴계 수지 필름 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
이때, 상기 보호필름은 접착제를 이용하여 합지될 수 있으며, 접착제로는 이에 한정하는 것은 아니나, 예를 들면, 폴리비닐알코올계 접착제와 같은 수계 접착제, 우레탄계 접착제 등과 같은 열경화성 접착제, 에폭시계 접착제 등과 같은 광 양이온 경화형 접착제, 아크릴계 접착제 등과 같은 광 라디칼 경화형 접착제들과 같이 당해 기술 분야에 잘 알려져 있는 접착제를 이용하여 수행될 수 있다.
또한, 상기 편광판에는 보호필름 이외에도 추가적인 기능 향상을 위해, 광 시야각 보상판이나 휘도 향상 필름과 같은 기능성 필름이 부가적으로 포함될 수도 있다.
한편, 상기와 같은 본 발명의 편광자를 포함하는 편광판은 표시 패널의 일면 또는 양면에 부착되어 화상표시장치에 유용하게 적용될 수 있다. 상기 표시 패널은 액정 패널, 플라즈마 패널 및 유기발광 패널일 수 있으며, 이에 따라, 상기 화상표시장치는 액정표시장치(LCD, liquid crystal display), 플라즈마 표시장치(PDP, plasma display pannel) 및 유기전계발광 표시장치(OLED, organic light emitting diode) 일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 화상표시장치는 액정 패널 및 이 액정 패널의 양면에 각각 구비된 편광판들을 포함하는 액정표시장치일 수 있으며, 이때, 상기 편광판 중 적어도 하나가 본 발명에 따른 편광자를 포함하는 편광판일 수 있다. 즉, 상기 편광판은 국지적으로 400nm 내지 800nm 파장 대역에서의 단체 투과도가 80% 이상인 편광 해소 영역을 갖고, 100℃에서 100시간 동안 방치한 경우, 상기 편광 해소 영역의 단체 투과도의 변화율이 5% 이하인 요오드 및/또는 이색성 염료가 염착된 폴리비닐알코올계 편광자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 액정표시장치에 포함되는 액정 패널의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 그 종류에 제한되지 않고, TN(twisted nematic)형, STN(super twisted nematic)형, F(ferroelectic)형 또는 PD(polymer dispersed)형과 같은 수동 행렬 방식의 패널; 2단자형(two terminal) 또는 3단자형(three terminal)과 같은 능동행렬 방식의 패널; 횡전계형(IPS; In Plane Switching) 패널 및 수직배향형(VA; Vertical Alignment) 패널 등의 공지의 패널이 모두 적용될 수 있다. 또한, 액정표시장치를 구성하는 기타 구성, 예를 들면, 상부 및 하부 기판(ex. 컬러 필터 기판 또는 어레이 기판) 등의 종류 역시 특별히 제한되지 않고, 이 분야에 공지되어 있는 구성이 제한 없이 채용될 수 있다.
한편, 본 발명의 화상표시장치는 이에 한정하는 것은 아니나, 카메라 모듈 등의 기타 부품을 포함하며, 상기 카메라 모듈 등의 기타 부품은 상기 편광 해소 영역에 위치할 수 있다. 가시광선 영역의 투과도가 향상되고 편광도가 해소된 편광 해소 영역에 카메라 모듈을 위치시킴으로써, 카메라 렌즈부의 시인성을 증대시키는 효과를 가져 올 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
제조예 1 - 편광자의 제조
폴리비닐알코올계 필름(일본합성社 M3000 grade 30㎛)을 25 순수 용액에서 팽윤 공정을 15초간 거친 후, 0.2wt% 농도 및 25℃의 요오드 용액에서 60초간 염착 공정을 진행하였다. 이후, 붕산 1wt%, 45℃ 용액에서 30초가 세정 공정을 거친 후 붕산 2.5wt%, 52℃의 용액에서 6배 연신 공정을 진행하였다. 연신 이후 5wt% 의 KI 용액에서 보색 공정을 거친 후 60℃ 오븐에서 5분간의 건조시킴으로써 두께 12㎛의 편광자를 제조하였다.
실시예 1
상기 제조예에 의해, 제조된 편광자에 탈색 용액(탈색제: KOH 15%)을 디스펜서를 이용하여 3cm2 의 영역에 도포하여 편광 해소 영역을 형성하였다. 이후 35초 경과 후, 산 용액으로서 아세트산(대정화금(주), 10 중량%, pH 2.4)을 이용하여 상기 편광 해소 영역을 산처리하여, 편광 해소 영역을 포함하는 편광자를 제조하였다.
실시예 2
산 용액으로서 아디프산(대정화금(주), 2.4 중량%, pH 2.8)을 이용하여 세척한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광 해소 영역을 포함하는 편광자를 제조하였다.
실시예 3
산 용액으로서 붕산(대양이앤씨(주), 5.7 중량%, pH 4)을 이용하여 세척한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광 해소 영역을 포함하는 편광자를 제조하였다.
실시예 4
산 용액으로서 락트산(대정화금(주), 10 중량%, pH 1.9)을 이용하여 세척한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광 해소 영역을 포함하는 편광자를 제조하였다.
비교예 1
상기 편광 해소 영역을 산용액을 이용하여 산처리하는 단계를 수행하지 않은 것을 제외하고는 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광 해소 영역을 포함하는 편광자를 제조하였다.
비교예 2
산 용액 대신 에탄올(대정화금(주), 99%, pH 5.9)을 이용하여 세척한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광 해소 영역을 포함하는 편광자를 제조하였다.
비교예 3
산 용액 대신 에탄올(대정화금(주), 10%, pH 6.5)을 이용하여 세척한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광 해소 영역을 포함하는 편광자를 제조하였다.
실험예 1 - 편광자의 내열성 평가
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3에 의해 제조된 편광자를 40㎜×40㎜의 크기로 잘라, 이 시편을 측정 홀더에 고정시킨 후 자외가시광선분광계(V-7100, JASCO사 제조)를 이용하여 탈색제를 이용하여 편광 해소 영역의 초기 광학물성, 즉, 초기 단체 투과도, 초기 교차 투과도, 및 초기 편광도를 측정하였다. 상기 값은 각각 92.44%, 85.4456%, 0.1249% 였다.
한편, 상기 초기 광학물성을 측정한 다음, 각 시편을 100℃ 오븐에서 100시간 동안 보관한 후, 상기와 같은 방법으로 단체 투과도, 교차 투과도, 및 편광도를 측정하였고, 초기 광학 물성과 비교하여 변화율을 측정하였다. 이때, 상기 편광자의 광학물성은 550nm에서 측정한 값으로 [표 1]에 표시하였다.
구분 세척용액 방치 후 광학물성 투과도 변화율
종류 pH 단체
투과도		 직교
투과도		 편광도
 단체
투과도		 직교
투과도
실시예 1 아세트산 2.4 91.84 84.3406 0.3171 0.649 1.293
실시예 2 아디프산 2.8 92.35 85.2879 0.1939 0.097 0.185
실시예 3 붕산 4 92.25 85.1017 0.1953 0.206 0.402
실시예 4 락트산 1.9 91.58 83.8675 0.1501 0.930 1.847
비교예 1 세척단계 X 76.21 57.1928 14.8492 17.557 33.065
비교예 2 에탄올 5.9 76.30 57.3149 15.0125 17.460 32.922
비교예 3 에탄올 6.5 76.32 57.3312 15.0211 17.438 32.903
상기 표 1의 실시예 1 내지 4와 비교예 1 및 3을 비교해 보면, 탈색제에 의해 편광 해소 영역을 형성한 후, 산 용액을 이용하여 세척한 경우, 고온에서 오랜 시간 방치한 경우에도 단체 투과도 및 교차 투과도 모두 변화가 거의 없었으나, 세척 단계를 수행하지 않거나 알코올 용액을 이용하여 세척한 경우 15% 이상의 변화율을 확인할 수 있었다. 뿐만 아니라, 상기 편광 해소 영역의 편광도 또한 1% 이하에서 10% 이상으로 크게 상승함을 확인할 수 있었다.
실험예 2 - 편광 해소 영역과 편광 영역의 폭 측정
상기 실시예 1에 의해 제조된 편광자의 영역별 단체 투과도를 측정하여 하기 도 1의 그래프로 나타내었다.
도 1의 그래프를 보면, 실시예 1 에 의해 제조된 편광자의 단체 투과도가 45% 초과 90% 미만인 영역, 즉 편광 해소 영역과 편광 영역의 폭이 50㎛ 이하이며, 이는 결과적으로 목적하는 곳에 효율적으로 편광 해소 영역을 형성하였음을 의미한다.
이상에서 본 명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims (14)

  1. 요오드 및 이색성 염료 중 적어도 하나 이상이 염착된 폴리비닐알코올계 편광자를 준비하는 단계;
    상기 편광자의 일부 영역에 디스펜서, 잉크젯 마킹법 또는 그라비아 인쇄법을 통해 탈색 용액을 국지적으로 접촉시켜 편광 해소 영역을 형성하는 단계; 및
    적어도 상기 편광 해소 영역을 산용액을 이용하여 산처리하는 단계를 포함하고,
    상기 탈색 용액은 수산화나트륨(NaOH), 황산화나트륨(NaSH), 아지드화나트륨(NaN3), 수산화칼륨(KOH), 황산화칼륨(KSH) 및 티오황산칼륨(KS2O3)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 탈색제를 포함하고, 상기 탈색 용액은 pH가 11 내지 14이며,
    상기 편광 해소 영역의 면적은 0.01cm2 내지 5cm2 이고,
    상기 편광 해소 영역은 400nm 내지 800nm 파장 대역에서의 단체 투과도가 90% 이상 100% 미만이고, 편광도가 0% 초과 20% 이하인 것인 편광자 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탈색 용액은 탈색제를 1 중량% 내지 30 중량%의 함량으로 포함하는 편광자 제조방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 산 용액은 포름산 (formic acid), 아세트산(acetic acid), 프로피온산(propionic acid), 뷰티르산(butyric acid), 아디프산(adipic acid), 락트산(lactic acid), 시트르산(citric acid), 푸마르산(fumaric acid), 말산(malic acid), 글루타르산(glutaric acid), 숙신산(succinic acid), 염산(hydrochloric acid), 질산(nitric acid), 인산(phosphoric acid), 황산(sulfuric acid) 및 붕산(boric acid)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인 편광자 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 산 용액은 pH가 1 내지 5인 편광자 제조방법.
  7. 요오드 및 이색성 염료 중 적어도 하나 이상이 염착된 폴리비닐알코올계 편광자에 있어서,
    상기 편광자는 국지적으로 400nm 내지 800nm 파장 대역에서의 단체 투과도가 90% 이상이고 편광도가 20% 이하인 편광 해소 영역; 및 단체 투과도가 45% 이하이고 편광도가 99% 이상인 편광 영역을 포함하고,
    상기 편광 해소 영역과 상기 편광 영역의 경계의 폭은 5㎛ 이상 50㎛ 이하이며,
    상기 편광 해소 영역과 상기 편광 영역의 경계의 단체 투과도가 45% 초과 90% 미만이고,
    상기 편광 해소 영역의 면적은 0.01cm2 내지 5cm2 이며,
    상기 편광 해소 영역은 카메라 모듈이 위치하는 영역인 것인 편광자.
  8. 청구항 7에 따른 편광자의 적어도 일면 상에 편광자 보호필름이 더 구비된 편광판.
  9. 삭제
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