KR20110111034A

KR20110111034A - 광변조 물체

Info

Publication number: KR20110111034A
Application number: KR1020100030412A
Authority: KR
Inventors: 지성대; 김규창; 조덕재; 김진수; 김도현; 양인영; 이현수
Original assignee: 웅진케미칼 주식회사
Priority date: 2010-04-02
Filing date: 2010-04-02
Publication date: 2011-10-10
Also published as: KR101198207B1

Abstract

본 발명은 광변조 물체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복굴절성 해도사의 사절을 방지하여 모우현상을 개선한 광변조 물체에 관한 것이다.
이를 통해 제조된 광변조 물체는 복굴절성 해도사(모노사)간에 얽힘이 발생하지 않으므로 섬유띠가 생기지 않아 시인성이 개선된다. 또한 복굴절성 해도사간에 별도의 합사공정을 거치지 않거나 합사하는 경우에도 굵은 섬유를 몇가닥만 합사하게 되므로 일부 섬유가 사절되는 현상이 나타나지 않아 모우현상의 발생을 차단할 수 있다.

Description

광변조 물체{Light modulated object}

본 발명은 광변조 물체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복굴절성 해도사의 사절을 방지하여 모우현상을 개선한 복굴절성 해도사를 포함하는 광변조 물체에 관한 것이다.

광변조 물체는 연속적인 매트릭스 내부에 분산된 혼재물(混在物,inclusion)로 구성되는 것으로 당해 기술 분야에 알려져 있으며, 광의 변조를 필요로하는 각종 광학기기, 액정디스플레이 등에 폭넓게 사용될 수 있다. 상기 혼재물의 특성을 조작하여 광변조 물체에 일정한 범위의 반사성과 투과성을 제공할 수 있다. 이러한 특징으로서는, 물체 내의 파장에 대한 혼재물의 크기, 혼재물의 형상과 배열, 혼재물의 용적 비율 및 물체의 3개의 직교축을 따라 연속적인 매트릭스(매트릭스)와의 굴절율 부정합도를 들 수 있다.

통상의 흡수 편광기는 중합체 매트릭스 내에 정렬된 광흡수성 요오드로 된 무기 봉형(棒型) 사슬을 그 혼재물 상으로 포함한다. 이와 같은 필름은 봉형 요오드 사슬에 대해 평행하게 정렬된 그것의 전기장 벡터에 따라 편광된 빛을 흡수하여, 봉에 수직하게 편광된 빛을 투과시키는 경향을 갖는다. 요오드 사슬은 가시광의 파장보다 작은 2종 이상의 디멘젼을 가지며, 광 파장의 세제곱당 사슬의 수가 크기 때문에, 상기 광변조 물체의 광학적 성질은 주로 경면과 같고 (specular), 광변조 물체를 통한 확산 투과 또는 광변조 물체 표면으로부터의 확산 반사는 매우 극소하다. 대부분의 다른 시판되는 광변조 물체와 마찬가지로, 이러한 광변조 물체는 편광의 선택적인 흡수 및 반사에 기초하는 것이다.

다양한 특성을 가진 무기 혼재물로 충진된 광변조 물체는 다른 광학 투과성과 반사성을 제공할 수 있다. 예를 들면, 가시 영역의 파장에 비해 큰 2 이상의 디멘젼을 가진 코팅된 운모 박편을 중합체 필름과 페인트 내로 혼입시켜서 금속성 광택을 부여한 예가 있다. 상기 박편을 필름 평면 내에 존재하도록 조작함으로써, 반사 양상에 대해 강한 방향 의존성을 제공할 수 있다.

이와 같은 효과를 사용하여 특정한 관찰 각도에 대해 반사성이 크고 다른 관찰 각도에서는 투과성인 안전 스크린을 제조할 수 있다. 입사광에 대한 정렬 상태에 따라 좌우되는 발색작용(선택적인 정반사)을 갖는 대형 박편을 필름 내로 혼입시켜 반사(tampering)의 증거를 제공할 수도 있다. 이러한 용도에 있어서는, 필름 내의 모든 박편이 서로에 대하여 유사하게 정렬될 필요가 있다.

하지만, 무기 혼재물로 충전된 중합체로 제조된 광학 필름은 여러 가지 단점을 갖는다. 통상적으로, 무기 입자와 중합체 매트릭스 사이의 접착은 불량하다. 따라서, 광변조 물체의 광학적 성질은 매트릭스를 교차하여 응력 또는 변형이 가해질 때 감소하게 되는데, 이는 매트릭스와 혼재물 간의 결합이 손상되고, 또한 강성 무기 혼재물이 파열될 수 있기 때문이다. 이외에도, 무기 혼재물을 정렬시키기 위해서는 처리 단계에 있어서 고려 사항이 추가로 필요하므로 제조 방법이 복잡해진다.

하지만 보다 근본적으로, 종래의 광변조 물체를 구성하는 매트릭스의 광학적 성질과 매트릭스내에 삽입되는 혼입물의 광학적 성질이 모두 광학적 등방성이므로 광변조의 효율이 떨어지는 문제가 있었다. 이에 매트릭스 내에 복굴절성 섬유를 배치시키는 경우 광원으로부터 입사되는 빛이 상기 복굴절성 섬유와 등방성 매트릭스간의 경계면인 복굴절성 계면에서 반사, 산란 및 굴절되어 광변조를 발생시켜 휘도를 향상시킬 수 있다. 하지만 일반적인 복굴절성 섬유를 사용하는 경우 생산비가 저렴하고 광변조 효율이 높아지는 장점이 있지만 여전히 목표로하는 휘도증진의 효과가 미미하여 상술한 통상의 혼입물을 첨가한 광변조 물체를 대신하여 산업현장에 적용되기 어려운 문제가 있었다.

이를 개선하기 위하여 광변조 물체의 내부에 복굴절성 해도사를 배치하여 광변조 효율을 향상시킨 기술이 개발되었다. 이를 통해 복굴절성 해도사의 내부에서 도부분과 해부분에서 복굴절 계면을 형성하여 광변조 효율을 향상시킬 수 있는 것이다.

이에 액정표시장치에 상기 복굴절성 계면을 가지는 복굴절성 섬유로서 복굴절성 해도사를 포함하는 광변조필름을 탑재하는 경우 상술한 문제를 극복시키는데 유리하다. 구체적으로 복굴절성 해도사를 사용하는 경우 통상의 복굴절성 섬유를 사용하는 경우보다 광변조 효율 및 휘도향상의 효과가 현저하게 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 해도사를 구성하는 부분 중 도부분은 이방성을 가지며, 상기 도부분을 구획하는 해부분은 등방성을 가지게 된다. 이 경우 해도사와 매트릭스와의 경계면 뿐만 아니라, 해도사의 내부를 구성하는 다수의 도부분과 해부분의 경계면 역시 복굴절성 계면을 가지게 되므로 매트릭스와 복굴절성 섬유사이의 경계면에서만 복굴절 계면이 발생되는 통상의 복굴절성 섬유에 비하여 광변조 효과가 현저하게 상승하게 되어 적층형 광변조필름을 대체하여 실제 산업현장에 적용될 수 있는 것이다. 따라서, 통상의 복굴절성 섬유를 사용하는 것에 비하여 복굴절성 해도사를 사용하는 것이 휘도강화의 효율이 우수하며, 상기 복굴절성 해도사도 내부에 도부분과 해부분의 광학적 성질이 상이하여 해도사 내부에서 복굴절 계면을 형성할 수 있는 것이 그렇지 않은 경우에 비하여 휘도강화 효율이 현저하게 향상될 수 있는 것이다.

한편, 광변조 효율을 극대화하기 위해서는 복굴절성 해도사 내부에 복굴절성 계면의 면적이 넓을수록 유리하며, 이를 위해 복굴절성 해도사 내부에 도부분의 개수가 많아야 한다. 그러나 종래의 해도사는 해도사 내부에 하나의 방사코어를 중심으로 도부분이 동심원 형상으로 배열되어 있으며 이러한 단면의 구조는 도부분의 개수가 적을 때는 이상이 없으나, 도부분의 개수가 많아지게 되면(약 300개 이상), 해도사의 중심에 형성된 방사코어에 인접한 도부분의 경우 밀집도가 커지게 되어, 방사과정에서 방사코어 주변에 위치하는 도부분간에 서로 뭉치는 현상(도접합 현상)이 발생하게 된다. 보다 구체적으로 도 1은 종래의 해도사의 단면(도부분 331도)으로서, 해도사의 내부에 하나의 방사코어(11)를 중심으로 도부분(12)이 동심원 형상으로 배열되어 있으며 전체 해도사의 단면적에서 도부분이 차지하는 단면적이 30 ~ 70%이다. 이러한 단면의 구조는 도부분의 개수가 적을 때는 이상이 없으나, 도부분의 개수가 많아지거나(약 300개 이상) 해도사의 단면적 중 도부분의 단면적의 비율이 높아지게 되면, 해도사의 중심에 형성된 방사코어(11)에 인접한 도부분의 경우 밀집도가 커지게 되어, 방사과정에서 방사코어 주변에 위치하는 도부분간에 서로 뭉치는 현상이 발생하게 된다. 다시 말해 해도사의 도부분의 개수가 많아질 수록 해도사의 중심부분의 도부분이 뭉쳐서 덩어리를 형성하게 되는 부작용(도접합 현상)이 있는 것이다.

따라서 통상의 해도사의 단면형상을 가지는 복굴절성 해도사는 도부분의 개수가 많아지면 도접합 현상으로 인해 복굴절 계면이 줄어들게 되어 광변조 효율이 크게 개선되지 못하는 문제가 있었다.

나아가, 종래의 광변조 물체에 배치되는 복굴절성 해도사는 도부분의 개수가 36 ~ 300개에 불과하므로 광변조 효율을 높여 실제 상업적으로 사용하기 위해서는 직경이 10 ~ 30㎛이고 도부분의 개수가 100 ~ 300개인 복굴절성 해도사 모노사가 7 ~ 144가닥 꼬여있는 형태를 사용하였다(40de/12fila ~ 500de/144fila). 그 결과 복굴절성 계면이 증가하여 광변조 효율은 향상되었지만 합사된 모노사간에 얽힘이 발생하게 되어 합사된 복굴절성 해도사를 광변조 물체에 배치하면 섬유띠가 발생하게 되었다. 또한 수십 수백가닥의 모노사를 합사하여 연신하는 경우 이 중 일부가닥의 섬유가 사절(끊어지는)이 발생하여 모우현상이 나타나게 되었다. 그 결과 사절이 발생한 부분에서는 섬유의 방향성이 바뀌게 되므로 역편광 효과가 나타나 광변조 효율을 저하시킬 뿐 아니라 광변조 물체를 액정 디스플레이에 사용하는 경우 결점으로 작용하게 되었다. 나아가, 모우가 발생하면 복굴절성 해도사의 제직 시(직물제조 시) 개구운동 불량으로 인해 위사의 진행에 방해를 받아 제직성이 불량하게 되는 문제가 제직 작업성을 저하시키는 문제가 발생하였다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 첫번째 과제는 복굴절성 해도사간에 얽힘을 방지하여 섬유띠가 발생하지 않는 광변조 물체를 제공하는 것이다.

본 발명의 두번째 과제는 복굴절성 해도사의 사절을 방지하여 모우현상이 발생하지 않는 광변조 물체를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 첫번째 과제를 달성하기 위하여, 매트릭스; 및 매트릭스 내부에 복굴절성 해도사를 포함하되 상기 복굴절성 해도사는 하기 관계식 1의 A 값이 500 이상인 광변조 물체를 제공한다.

[관계식 1]

A = 모노사의 도부분의 개수 / 하나의 합사를 형성하는 모노사의 개수

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 A값은 1000 이상일 수 있고, 바람직하게는 5000 이상일 수 있으며, 보다 바람직하게는 10000 이상일 수 있고, 보다 바람직하게는 20000 이상일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따르면, 상기 복굴절성 해도사는 모노사의 도부분의 개수가 1000개 이상일 수 있고, 바람직하게는 5000개 이상일 수 있으며, 보다 바람직하게는 10000개 이상일 수 있고, 가장 바람직하게는 20000개 이상일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따르면, 상기 복굴절성 해도사는 모노사의 도부분의 개수가 10000개 이상일 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 복굴절성 해도사는 모노사의 도부분의 개수가 20000개 이상일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 복굴절성 해도사의 모노사 직경은 30㎛ 이상일 수 있으며, 보다 바람직하게는 40 ~ 100㎛ 일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따르면, 상기 복굴절성 해도사는 15 ~ 500 데니어/1 ~ 6가닥일 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 복굴절성 해도사는 모노사 또는 2 ~ 6가닥이 합사된 것일 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 복굴절성 해도사는 직물의 형태로 제직되며, 상기 직물의 위사 또는 경사 중 어느 하나는 복굴절성 해도사이고 다른 하나는 섬유이며, 상기 복굴절성 해도사의 도부분의 용융개시온도가 상기 섬유의 용융온도보다 높을 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 복굴절성 해도사의 도부분과 해부분의 경계에 복굴절 계면이 형성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 섬유는 광학특성이 등방성 섬유일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따르면, 상기 섬유는 중합체 섬유, 천연섬유 및 무기섬유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 섬유일 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 복굴절성 해도사의 도부분의 용융개시온도가 해부분의 용융온도보다 높을 수 있으며, 보다 바람직하게는 복굴절성 해도사의 도부분의 용융개시온도가 해부분의의 용융온도보다 30℃ 이상 높을 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 복굴절성 해도사의 도부분의 용융개시온도가 상기섬유의 용융온도보다 30℃ 이상 높을 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 복굴절성 해도사의 해부분의 일부 또는 전부가 용융된 것일 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 섬유와 복굴절성 해도사의 해부분은 동일한 성분일 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 도부분의 광학특성은 복굴절성이고, 해부분의 광학특성은 등방성일 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 매트릭스와 복굴절성 해도사의 굴절율은 2개의 축 방향에 대한 굴절율의 차이가 0.05 이하이고, 나머지 1개의 축방향에 대한 굴절율의 차이가 0.1 이상일 수 있으며, 바람직하게는 상기 매트릭스의 x축 방향의 굴절율이 nX1, y축 방향의 굴절율이 nY1 및 z축 방향의 굴절율이 nZ1이고, 복굴절성 해도사의 굴절율이 nX2, nY2 및 nZ2일 때, 매트릭스와 복굴절성 해도사의 X, Y, Z축 굴절율 중 적어도 어느 하나가 일치할 수 있으며, 보다 바람직하게는 nX2 > nY2 = nZ2일 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 복굴절성 해도사의 해부분과 도부분의 굴절율은 2개의 축 방향에 대한 굴절율의 차이가 0.05 이하이고, 나머지 1개의 축방향에 대한 굴절율의 차이가 0.1 이상일 수 있으며, 바람직하게는 상기 복굴절성 해도사의 도부분의 길이방향인 x축 방향의 굴절율이 nX3, y축 방향의 굴절율이 nY3 및 z축 방향의 굴절율이 nZ3이고, 해부분의 x축 방향의 굴절율이 nX4, y축 방향의 굴절율이 nY4 및 z축 방향의 굴절율이 nZ4일 때, 매트릭스와 복굴절성 해도사의 X, Y, Z축 굴절율 중 적어도 어느 하나가 일치할 수 있으며, 보다 바람직하게는 상기 nX3와 nX4의 굴절율의 차이의 절대값이 0.1 이상일 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 복굴절성 해도사의 해부분의 굴절율과 상기 매트릭스의 굴절율이 일치할 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 직물은 복굴절성 해도사가 섬유보다 더 많이 표면에 노출되도록 비대칭조직으로 직조된 것일 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어에 대해 간략히 설명한다.

'섬유가 복굴절성을 가진다'는 의미는 방향에 따라 굴절률이 다른 섬유에 빛을 조사하는 경우 중합체에 입사한 빛이 방향이 다른 두 개의 빛으로 굴절된다는 것이다.

'등방성'이라 함은 빛이 물체를 통과할 때, 방향에 상관없이 굴절률이 일정한 것을 의미한다.

'이방성'이라 함은 빛의 방향에 따라 물체의 광학적 성질이 다른 것으로 이방성 물체는 복굴절성을 가지며 등방성에 대응된다.

'광변조'라 함은 조사된 빛이 반사, 굴절, 산란하거나 빛의 세기, 파동의 주기 또는 빛의 성질이 변화하는 것을 의미한다.

'모노사'라 함은 통상 여러가닥의 실을 꼬임을 주어 하나의 실처럼 만들어 사용하지 않고 단 한가닥의 실로 권취되어 사용하는 섬유의 형태를 의미하는 것으로서 방사구금에서 방사된 한가닥의 섬유를 의미한다.

'합사'라 함은 두 가닥 이상의 모노사가 마치 한 가닥의 실처럼 행동하도록 꼬임, 교락 등을 통하여 여러 가닥의 실을 동시에 권취하여 사용하는 섬유의 형태를 의미하며 방사 시 구금 상부 분배판의 서로 다른 모세관 혹은 도성분 공급부를 통과한 섬유를 토출전에 합한 것은 본 발명의 합사에 포함되지 않는다. 따라서 복굴절성 해도사의 내부에 도성분이 각각 극세섬유이며 상기 극세섬유들이 다른 노즐을 통과한 후 방사전에 하나의 복굴절성 해도사를 형성하는 것은 그 자체로 모노사에 해당한다.

'모우(毛羽)현상'이라 함은 상기의 합사를 구성하는 수 가닥의 섬유 중 일부가 절단되어 나타나는 결점을 의미한다.

'방사(紡絲)코어'라 함은 해도사를 길이방향으로 기준으로 절단시 그 단면에서 도부분이 해도사 내부의 일정한 지점을 중심(방사(紡絲) 시 중심)으로 그룹화되어 배열된 경우(구획된 경우) 그 일정한 지점을 의미하는 것이다.

'방사기준코어'란 복수개의 방사코어가 존재하며 하나의 방사코어를 중심으로 나머지 방사코어가 배열되는 경우 그 중심이 되는 방사코어를 의미하고, '방사주변코어'는 하나의 방사코어를 중심으로 배열되는 나머지 방사코어를 의미한다.

'도부분이 그룹화되어 배열된'이라 함은, 해도사 중 도부분이 하나의 방사코어를 중심으로 일정한 형상을 가지고 구획되어 정렬된 것을 의미하는 것으로, 예를 들어 해도사 내부에 방사코어가 2개인 경우 각각의 방사코어를 중심으로 해도사가 일정한 형상으로 정렬되므로 결국 해도사 내부에서 도부분은 2개의 군으로 구획되는 것이다.

'용융개시온도'란 한 폴리머의 용융이 시작되는 온도를 의미하고, '용융온도'란 용융이 가장 급격하게 일어나는 온도를 의미한다. 따라서 DSC로 어떤 폴리머의 용융온도를 관찰하였을 때, 용융에 따른 흡열 피크가 시작되는 점이 용융개시온도라고 한다면 흡열 피크의 꼭지점에 해당하는 온도가 용융온도가 된다.

본 발명의 관계식 1을 만족하는 복굴절성 해도사를 포함하는 광변조 물체는 복굴절성 해도사(모노사)간에 얽힘이 발생하지 않으므로 섬유띠가 생기지 않아 시인성이 개선된다. 또한 복굴절성 해도사간에 별도의 합사공정을 거치지 않고 모노사의 형태로 사용하거나 합사하는 경우에도 굵은 섬유를 몇가닥만 합사하게 되므로 방사 또는 연신공정에서 일부 섬유가 사절되는 현상이 나타나지 않아 모우현상의 발생을 차단할 수 있다. 이를 통해 역편광 효과가 발생하지 않으므로 광변조 효율을 유지할 수 있을 뿐 아니라 광변조 물체에 결점이 발생하지 않으므로 광변조 물체의 외관 특성이 비약적으로 개선될 수 있을 수 있다. 또한 제직 공정 중 개구운동 불량으로 위사의 진행을 방해하여 제직성이 불량하여 지는 현상이 발생하지 않으므로 제직작업성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 복굴절성 해도사의 단면사진이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 해도사 제조용 방사구금의 주입부의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 해도사 제조용 방사구금의 구금상부분배판의 단면도이다.
도 4는 종래의 해도사 제조용 방사구금의 하부구금판의 단면도이다.
도 5는 종래의 복굴절성 해도사의 단면사진이다.
도 6은 종래의 복굴절성 해도사를 포함하는 직물의 SEM(25배) 사진이다.
도 7은 종래의 복굴절성 해도사를 포함하는 직물의 SEM(40배) 사진이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 해도사 제조용 방사구금의 하부구금판의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복굴절성 해도사의 단면사진이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복굴절성 해도사를 포함하는 직물의 SEM(30배) 사진이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복굴절성 해도사를 포함하는 직물의 SEM(30배) 사진이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 해도사 제조용 방사구금의 구금상부분배판의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 해도사 제조용 방사구금의 하부구금판의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복굴절성 해도사의 단면 SEM 사진이다.
도 15는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 복굴절성 해도사를 포함하는 직물의 SEM 사진이다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

상술한 바와 같이 종래의 광변조 물체에 배치되는 복굴절성 해도사는 도부분의 개수가 100 ~ 300개인 경우 도접합 현상(도 1)이 발생하였다. 또한 도부분의 개수가 작으므로 광변조 효율을 높여 실제 상업적으로 사용하기 위해서는 직경이 10 ~ 30㎛이고 도부분의 개수가 36 ~ 300개인 복굴절성 해도사(모노사) 7 ~ 144개를 합사하여 사용하였다. 그 결과 복굴절성 계면이 증가하여 광변조 효율은 향상되었지만 수십개의 섬유가 합사되므로 모노사간에 얽힘(꼬임)이 발생하게 되어 합사된 복굴절성 해도사를 광변조 물체에 배치하면 섬유띠가 발생하게 되었다. 또한 수십 수백가닥의 모노사를 합사하여 연신하는 경우 이 중 일부가닥의 섬유가 사절(끊어지는)이 발생하여 모우현상이 나타나게 되었다. 그 결과 사절이 발생한 부분에서는 섬유의 방향성이 바뀌게 되므로 역편광 효과가 나타나 광변조 효율을 저하시킬 뿐 아니라 광변조 물체를 디스플레이용 시트에 사용하는 경우 결점으로 작용하게 되었다. 나아가, 모우가 발생하면 복굴절성 해도사의 제직 시(직물제조 시) 제직기의 바듸와 종광(Radius Heald)의 통과 시 사절된 섬유가 걸리게 되어 제직 작업성을 저하시키는 문제가 발생하였다.

이에 본 발명자들은 한국특허출원 제2009-12138호의 해도사 제조용 방사구금을 개시하였다. 구체적으로 도 2는 방사구금의 단면도로서 도성분 및 해성분 폴리머를 주입할 수 있는 폴리머 주입부(20)를 포함한다. 도 3은 방사구금에 포함되는 구금상부분배판(30)을 도시한 것으로서 다수의 복굴절성 해도사를 방사하기 위하여 폴리머 주입부(31)가 복수개로 형성된다. 상기 구금상부분배판(30)에 형성된 폴리머 주입부(31)마다 개별적으로 이에 대응하는 토출구(41, 42, 43)가 형성되도록(폴리머 주입구의 개수와 토출구의 개수가 일치하도록) 하부구금판을 제조하여(도 4)하여 이를 통해 복굴절성 해도사 내부에 도부분의 개수가 1016개인 복굴절성 해도사(모노사, 도 5)를 제조하였다. 즉 도 2와 같이 하나의 폴리머 주입부에서는 하나의 그룹형 해도사(도 5)가 제조되고, 도 3과 같이 폴리머 주입부를 복수개로 형성하면 복수개의 그룹형 해도사가 제조된다. 다시 말해 도 3의 구금상부분배판은 상기 도 2의 폴리머 주입부가 직렬 또는 병렬로 2 ~ 20개가 배치될 수 있으며 예를 들어 도 2의 폴리머 주입부가 12개가 모여 구금상부분배판(도 3)을 형성한다면 상기 구금상부분배판에 형성된 각각의 폴리머 주입부에 대응하는 12개의 개별 토출구(41, 42, 43)를 갖는 하부구금판(도 4)을 제조하고 이를 결합하여 전체 방사구금을 제작하는 것이다. 이를 통해 도 5의 복굴절성 해도사(모노사의 도부분의 개수 1016개, 모노사의 직경 19㎛) 12가닥을 방사할 수 있게 되어 결국 하나의 방사구금을 통해 모노사 12가닥을 방사할 수 있는 것이다.

그러나, 도 5의 1016도의 복굴절성 해도사(모노사)의 경우에도 모노사(직경 : 19 ㎛) 그 자체로는 광변조 효율이 낮으므로 실제로는 40 de(데니어)/12 fila(가닥), 80/24(de/fila)로 합사하고 이를 위사 또는 경사로 하여 직물로 제직하여 광변조 물체 내부에 배치하게 된다. 구체적으로 도 6 및 도 7은 상기 도 5의 복굴절성 해도사(모노사)를 합사하고 이를 위사 또는 경사로 하여 제직된 직물(60)로서, 상기 직물(60)은 경사로서 복굴절성 해도사(61) 가닥(모노사)을 80/24(de/fila)로 합사하고 위사로서 등방성 섬유(62)를 합사하여 직물을 제직한 것이다. 그 결과 광변조 효율은 개선되었지만 모노사의 직경이 작고 합사되는 가닥수가 많아지게 되어 일부 모노사에서 사절(도 6의 A, B, C)이 나타나 결국 모우현상이 발생하여 광변조 물체에 결점으로 나타나게 되었다.

이에, 본 발명에서는 본 발명은 상기 첫번째 과제를 달성하기 위하여, 매트릭스; 및 매트릭스 내부에 복굴절성 해도사를 포함하되 상기 복굴절성 해도사는 하기 관계식 1의 A 값이 500 이상인 광변조 물체를 개시하여 상술한 문제를 해결하였다. 이를 통해 모노사간의 얽힘 및 사절이 발생하지 않으므로 모우현상이 일어나지 않는다. 그 결과 광변조 물체에 결점이 나타나지 않을 뿐 아니라 역편광 현상이 나타나지 않으므로 휘도가 균일하게 유지될 수 있다.

[관계식 1]

다시 말해, 종래의 복굴절성 해도사가 도부분의 개수가 300개인 경우 50가닥을 합사하여 사용하거나, 또는 도부분의 개수가 1016개인 경우 12가닥을 합사하여 사용하였는데 이를 상기 관계식 1에 대입하면 각각 A값이 6, 84.7이 되어 500에 훨씬 못미친다. 또한 도부분의 개수가 127개인 경우 48가닥을 합사하여 사용하거나, 또는 도부분의 개수가 297개인 경우 8가닥을 합사하여 사용하였는데 이를 상기 관계식 1에 대입하면 각각 A값이 2.6 , 37.1이 되어 500에 훨씬 못 미친다.

이에 반하여 상술한 바와 같이 12192도(1가닥), 6096도(2가닥), 25040도(1가닥), 5008도(5가닥)를 복굴절성 해도사로 사용하는 경우 각각 A값이 12192, 3048, 25040, 1001.6이므로 500을 훨씬 넘어서게 된다. 이 때 여러가닥을 합사하는 것보다는 모노사 형태로 사용하는 것이 섬유 얽힘 및 섬유사절로 인한 모우현상이 발생할 가능성이 현저하게 낮아지게 되므로, 보다 바람직하게는 A 값이 1000이상, 10000 이상 또는 20000 이상인 복굴절성 해도사를 사용하는 것이 유리하며 가장 바람직하게는 도부분의 개수가 10000 또는 20000개 이상의 복굴절성 해도사를 모노사 또는 2가닥 정도 합사하여 사용하는 것이 섬유얽힘 및 모우현상 방지에 가장 효과적이다.

나아가, 복굴절성 해도사가 동일한 개수의 도성분을 갖는 모노사들이 합사되지 않고, 다양한 개수의 도성분을 갖는 모노사들이 합사된 경우라면(예를 들어 도부분의 개수가 297개인 모노사 8개와 도부분의 개수가 127개인 모노사 48개인 경우) 그 평균값을 모노사의 도부분의 개수로 정의할 수 있다

한편, 모우현상을 방지하기 위하여 단순히 도부분의 개수가 1016도인 복굴절성 해도사를 1 ~ 2가닥만을 사용한다면 A값의 범위를 만족할 수 있겠지만 복굴절 계면의 면적이 현저하게 줄어 광변조 효율이 급격하게 저하되므로 바람직하게 않다. 따라서, 본 발명의 한 측면에 따르면, 상기 복굴절성 해도사는 합사된 전체 가닥의 도부분의 개수의 합이 10000개 이상일 수 있다. 또한 복굴절성 해도사의 모노사의 도부분의 개수가 5000개 이상일 수 있으며, 보다 바람직하게는 상기 복굴절성 해도사는 모노사의 도부분의 개수가 10000개 이상일 수 있으며, 가장 바람직하게는 도부분의 개수가 20000개 이상일 수 있다.

본 발명의 한 측면에 따르면 상기 복굴절성 해도사의 모노사의 직경이 30㎛ 이상일 수 있다. 만일 모노사의 직경이 30㎛ 미만인 경우에는 모노섬유간에 얽힘현상 및 일부 섬유가 합사 및 연신공정에서 사절되는 문제가 발생할 수 있다(실시예 및 비교예 참조). 바람직하게는 상기 복굴절성 해도사의 모노사 직경은 40 ~ 100㎛ 일 수 있다. 또한 본 발명의 한 측면에 따르면, 합사된 해도사는 15 ~ 500 데니어/1 ~ 6 가닥일 수 있으며 보다 바람직하게는 20~ 60 데니어/1~4가닥 일 수 있다. 만일 복굴절성 해도사가 20 데니어 미만이면 고분자 원료의 팩 내 체류시간이 길어져 열분해가 발생할 수 있고 강력이 낮아 방사성이 저하될 우려가 있고 60 데니어를 초과하면 방사이후 고화가 불량하여 방사기의 롤상의 섬유의 유동이 심해져 방사성 저하가 발생할 수 있다. 또한 합사되는 가닥수가 7개를 초과하면 방사 또는 연신공정에서 사절이 발생할 수 있다.

상술한 바와 같이 도 2 및 도 3은 한국특허출원 제2009-12138호에 개시된 해도사 제조용 방사구금의 주입부 및 상기 주입부를 복수개 포함하는 구금상부분배판으로서 상술한 바와 같이 도 4의 하부구금판과 결합하여 도 5의 도부분의 개수가 1016개인 복굴절성 해도사를 방사하게 되며, 이와 관련된 한국특허출원 제2009-12138호는 본 발명의 참조로서 삽입된다.

그런데 도 3의 구금상부분배판에 대하여 도 4의 하부구금판을 사용하는 것이 아니라 도 8과 같이 12개의 개별토출구를 하나로 모아 하나의 토출구만 형성하는 하부구금판을 통해 복굴절성 해도사를 방사하는 경우 도 9와 같이 도부분의 개수가 12192개이고 직경이 66㎛인 복굴절성 해도사(모노사)를 제조할 수 있으며, 이와 관련된 해도사 제조용 방사구금으로서 한국특허출원 제2010-0028219호는 본 발명에 참조로서 삽입되나 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적에 부합하는 것이면 다양한 형태의 방사구금을 통해 해도사를 제조할 수 있다.

구체적으로 도 8은 본 발명의 한 특징에 따른 해도사 제조용 방사구금의 하부구금판의 단면도로서 유로(820, 821)는 구금상부분배판에 형성된 각각의 폴리머 주입부를 통해 투입된 폴리머들이 하나의 토출구(810)를 향해 흐를 수 있도록 형성되며 방사구금의 배치에 따라 개수 및 형태가 다양하게 설계될 수 있다. 토출구(810)는 상기 유로(820, 821)를 통해 모인 폴리머들이 최종적으로 토출되며 폴리머 주입부의 개수보다 토출구(820, 821)의 개수가 작을 수 있으며, 가장 바람직하게는 토출구(810)가 1개 형성될 수 있다. 도 9는 이를 통해 방사된 해도사로서 도부분의 개수가 12192개이고 직경이 40 ~ 100㎛인 해도사(모노사)를 제조할 수 있게 된다. 상기 도 9의 해도사는 그 중심부분에 도부분이 밀집되지 않은 이격된 공간을 가지므로 도접합 현상이 발생하지 않는다.

한편, 본 발명의 방사구금은 통상의 해도사 제조용 방사구금과 마찬가지로 실제 해도사가 토출되는 부분인 하부구금판의 직경이 구금상부분배판에 비하여 좁아지게 되어 전체적으로 방사구금의 횡단면이 깔때기 형상을 가질 수 있다. 이 때

본 발명의 구금상부분배판의 단면의 형상은 원형일 수 있으나 목적하는 해도사의 형상에 따라 구금상부분배판의 다양한 형상으로 변형하여 설계하는 것이 가능하며, 단면의 형상이 원형인 경우 구금상부분배판의 단면의 직경은 목적하는 해도사의 직경에 따라 달라질 수 있으나 바람직하게는 70 ~ 250㎜일 수 있다. 또한 구금상부분배판의 두께는 10 ~ 30㎜ 일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 하부구금판의 직경은 통상적으로 구금상부분배판의 직경과 동일하거나 작을 수 있고 토출구의 직경은 0.2 ~ 1.0 ㎜ 일 수 있으며 유로의 길이는 40 ~ 120 ㎜일 수 있고, 유로의 너비는 4 ~ 10 ㎜일 수 있으나 이에 한정되지 않으며 목적하는 해도사의 스펙에 따라 다양하게 설계가 가능하다.

도 10 및 도 11은 도 9의 복굴절성 해도사를 합사하지 않고 모노사 자체로서 이를 경사(101)로 사용하고 등방성 섬유를 위사(102)로 하여 직조된 직물(100)의 광학현미경 사진이다. 이를 통해 본 발명의 모노사의 직경범위를 만족하는 복굴절성 해도사는 이를 만족하지 않는 복굴절성 해도사와는 달리 모노사의 사절 및 모우현상이 나타나지 않는 것을 확인할 수 있다.

한편, 상술한 도 9의 복굴절성 해도사(모노사)는 예시일 뿐이고, 실제로는 다양한 구성 및 도부분의 개수를 갖는 구금상부판과 구금하부판에 포함된 토출구의 수 및 직경을 적절하게 조합하여 다양한 크기 및 굵기의 복굴절성 해도사를 제작할 수 있다. 다시 말해, 모노사의 도부분의 개수가 1200개이고 개별토출구가 8개인 방사구금에서 토출구를 하나로 제작하는 경우 도부분의 개수가 9600개인 복굴절성 해도사(모노사)를 제작할 수도 있다.

한편, 도 3의 구금상부 분배판 및 도 8의 하부구금판을 사용하여 복굴절성 해도사를 방사하는 경우 도부분의 개수가 20000개 이상인 해도사의 경우 도 3과 같이 방사코어를 중심으로한 동심원 형태로 핀을 배열하는 경우 핀의 밀도가 높아 제작이 어려워질 수 있다. 이에 본 발명의 일측면에 따르면도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 해도사 제조용 방사구금을 제작하여 상술한 문제점을 해결을 모색하였으며, 이와 관련된 한국특허출원 제2010-0027670호는 본 발명의 참조로서 삽입되나 이는 예시에 해당하며 본 발명의 목적에 부합하는 것이면 다양한 형태의 방사구금이 설계되어 사용될 수 있다.

구체적으로 도 12는 본 발명의 일측면에 따른 해도사 제조용 방사구금의 구금상부분배판(120)의 단면도로서 중심에 형성되며 도접합을 방지하는 코어부(121), 상기 코어부(121)를 중심으로 방사상으로 형성되며 복수개의 도성분공급로(122)가 내부에 형성된 복수개의 도성분공급부(123, 124) 및 상기 도성분공급부(123, 124)의 외주를 따라 형성되며 복수개의 해성분공급로를 포함하는 복수개의 해성분공급부(125)를 포함한다. 상기 도성분 공급부(122)의 내부에는 복수개의 도성분 공급로(124)가 포함된다. 하나의 도성분 공급부(121)의 내부에 대략 800 ~ 1400개의 도성분 공급로(124)가 형성될 수 있으므로, 하나의 도성분 공급부(121)의 내부에 1252개의 도성분 공급로(124)가 형성된 경우 도성분 공급부(121)의 개수가 20개라면 방사된 복굴절성 해도사의 도부분의 개수는 대략적으로 25000개가 되는 것이다.

나아가, 상기 피자형 해도사 제조용 방사구금의 구금상부분배판은 하나의 도성분 공급부(121)를 해성분 공급부(123)로 에워싸고, 방사구금의 코어부(122)에 도성분 공급부를 형성하지 않을 수 있다. 이를 통해 복굴절성 해도사의 해성분이 도성분의 내부로 잘 침투할 수 있을 뿐 아니라 통상의 해도사 제조용 방사구금에서 도성분이 밀집되는 부분인 중앙부가 비워져 있으므로 도성분의 개수가 많은 경우 발생하는 도접합 현상이 나타나지 않게된다.

한편, 해도사를 제조하고 도접합을 방지할 수 있는 정도라면 하나의 해성분공급부에 포함된 해성분공급로의 개수는 제한이 없으며 제조하려는 해도사의 스펙에 따라 다양하게 설계할 수 있지만, 바람직하게는 하나의 해성분공급부에 포함된 해성분공급로의 개수는 3 ~25개일 수 있으며, 전체 해성분공급로의 개수는 60 ~ 2500개일 수 있다. 또한 코어부(121)의 외주를 따라 연속적으로 형성되는 해성분공급부(126)에 형성된 해성분공급로의 개수는 20 ~ 500개일 수 있다.

한편, 본 발명에 사용되는 도성분 공급로 및 해성분 공급로의 직경은 제조된해도사의 조성에 따라 다양하게 설계될 수 있으나 바람직하게는 도성분공급로의 직경은 0.1 ~ 0.3㎜이고, 해성분 공급로의 직경은 0.2 ~ 2.0㎜일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

또한 본 발명의 구금상부분배판의 단면의 형상은 원형일 수 있으나 목적하는 해도사의 형상에 따라 구금상부분배판의 다양한 형상으로 변형하여 설계하는 것이 가능하며, 단면의 형상이 원형인 경우 구금상부분배판의 단면의 직경은 목적하는 해도사의 직경에 따라 달라질 수 있으나 바람직하게는 70 ~ 250㎜일 수 있다. 또한 구금상부분배판의 두께는 10 ~ 30㎜ 일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

도 13은 본 발명의 한 특징에 따른 하부구금판으로서 도 12의 구금상부분배판과 결합하여 사용될 수 있으며 구체적으로 상기 도성분 공급부(121) 및 해성분 공급부(123)에서 공급된 폴리머가 유로(131)를 따라 토출구(132)에 모인 후 방사될 수 있다. 하부구금판의 토출구의 직경은 0.2~ 1.0㎜ 일 수 있으며 유로의 길이는 40 ~ 120 ㎜일 수 있고, 유로의 너비는 3 ~ 10 ㎜일 수 있다. 하부구금판의 너비는 상기 구금상부분배판의 너비보다 작거나 같을 수 있으며, 길이는 3 ~ 30㎜일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

나아가 본 발명의 구금상부분배판 이외에 도성분과 해성분의 분배 및 혼합을 원활하게 하기 위하여 별도의 분배판을 상기 구금상부분배판의 상부 및/또는 하부에 적절한 숫자로 구비하여 방사구금을 형성하는 것도 가능하다.

도 14는 상기 도 12의 구금상부분배판 및 도 13의 하부구금판을 포함하는 방사구금을 통해 제조된 복굴절성 해도사(도성분 개수 : 25040개, 직경 : 66.5㎛)의 모노사로서 도성분의 개수가 20000개를 넘어가는 경우에도 도접합 현상이 발생하지 않는다.

도 15는 상술한 도 14의 복굴절성 해도사(모노사)를 경사로 하고 등방성 섬유를 위사로하여 제직된 직물로서 경사로 사용된 복굴절성 해도사에서 모우현상 및 사절이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다.

한편, 상술한 복굴절성 해도사 제조용 방사구금은 구금상부분배판 및 구금하부판에 각각 특징이 있으며 이를 결합하는 구성 및 기타구성은 통상의 해도사 제조용 방사구금의 구성이 적용될 수 있다. 나아가, 상술한 복굴절성 해도사 제조용 방사구금 및 이를 이용한 복굴절성 해도사의 제조방법은 본 발명의 관계식 1을 만족하기 위한 예시이며 실제 다양한 방법으로 본 발명의 관계식 1을 만족하는 복굴절성 해도사를 제조할 수 있을 것이다.

결국, 복굴절성 해도사가 상술한 관계식 1을 만족하는 경우에는 이를 포함하는 광변조 물체는 복굴절성 해도사(모노사)간에 얽힘이 발생하지 않으므로 섬유띠가 생기지 않아 외관품질이 개선된다. 또한 복굴절성 해도사간에 별도의 합사공정을 거치지 않고 모노사의 형태로 사용하거나 합사하는 경우에도 굵은 섬유를 몇가닥만 합사하게 되므로 방사 또는 연신공정에서 일부 섬유가 사절되는 현상이 나타나지 않아 모우현상의 발생을 차단할 수 있다. 이를 통해 역편광 효과가 발생하지 않으므로 광변조 효율을 유지할 수 있을 뿐 아니라 광변조 물체에 결점이 발생하지 않으므로 광변조 물체의 외관품질이 비약적으로 개선될 수 있을 뿐 있다. 또한 제직 공정 중 개구운동 불량으로 위사의 진행을 방해하여 제직성이 불량하여 지는 현상이 발생하지 않으므로 제직작업성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 복굴절성 해도사를 그 자체로 광변조물체 내부에 포함시키는 경우 합지공정 등에서 복굴절성 해도사가 쉽게 이동하게 되므로(헝클어지게 되므로) 이를 적절하게 배치시키기 어렵다. 따라서, 상기 복굴절성 해도사를 포함하는 직물을 제직하고 상기 직물을 매트릭스사이에 놓고 합지하게 되면 복굴절성 해도사가 고정되어 이를 적절하게 배치시킬 수 있게 된다. 그러나, 광변조물체내에 복굴절성 해도사를 섬유 자체가 아닌 직물의 형태로 삽입하게 되면 이를 액정디스플레이에 포함시켜 사용하는 경우 직물을 구성하는 섬유를 투명한 재질로 사용한다 하더라도 외부에서 빛을 조사하는 경우(액정디스플레이의 광원에서 빛이 광변조물체를 통과하는 경우) 내부의 직물(섬유)이 외부로 비쳐보이는 현상이 나타나 이를 상용화하는데 큰 장애가 되었다.

이에 본 발명에서는 상기 복굴절성 해도사는 직물로 제직되며, 상기 직물의 위사 또는 경사 중 어느 하나는 복굴절성 해도사이고 다른 하나는 섬유이며, 상기 복굴절성 해도사의 도부분의 용융개시온도가 상기 섬유의 용융온도보다 높은 광변조물체를 제공하여 상술한 문제를 해결하였다.

먼저, 본 발명의 광변조물체에 포함되는 직물을 도 10을 참조하여 설명한다. 도 10은 본 발명에 사용될 수 있는 직물의 사진으로서 먼저, 상기 직물(100)은 위사(102)와 경사(101)로 이루어질 수 있는데, 이 중 위사(102) 또는 경사(101) 중 어느 하나가 복굴절성 해도사이고, 다른 하나는 섬유이다. 다시 말해, 복굴절성 해도사를 위사(102)로 사용하는 경우, 상기 섬유는 경사(101)가 되고 복굴절성 해도사를 경사(101)로 사용하는 경우 상기 섬유는 위사(102)가 된다. 직물을 구성하는 위사 및 경사는 목적에 따라 빛이 투과될 수 있도록 투명한 재질이거나 반투명한 재질일 수 있다.

한편, 상기 복굴절성 해도사의 도부분의 용융개시온도는 상기 섬유의 용융온도보다 높다. 이를 통해 상기 직물을 매트릭스사이에 놓고 열 및/또는 압력을 가하여 합지공정을 수행 시 섬유의 용융온도와 도부분의 용융개시온도 사이의 온도에서 합지공정을 진행한다면 상기 도부분은 용융개시온도에 도달하지 않았으므로 용융되지 않으나, 상기 섬유의 용융온도보다 높은 온도에서 합지공정이 수행되므로 섬유는 일부 또는 전부 용융된다. 그 결과 위사 또는 경사로 제직된 섬유가 합지공정에서 용융되고 매트릭스의 일부분이 됨으로써 최종 광변조물체의 내부에는 복굴절성 해도사만 남게 된다. 따라서 직물을 포함할 때 발생하는 섬유보임현상이 현저하게 개선될 수 있는 것이며 용융된 섬유가 접착제의 역할을 수행할 수 있으므로 별도의 접착제가 없이도 직물과 매트릭스를 접착할 수 있는 것이다. 따라서, 복굴절성 해도사의 도부분의 용융개시온도는 섬유의 용융온도보다 높으면 족하나, 바람직하게는 복굴절성 해도사의 도부분의 용융개시온도는 섬유의 용융온도보다 30℃ 이상 높을 수 있으며, 보다 바람직하게는 50℃ 이상 높을 수 있다.

한편, 상기 복굴절성 해도사의 도부분의 용융개시온도가 해부분의 용융온도보다 높을 수 있으며, 보다 바람직하게는 복굴절성 해도사의 도부분의 용융개시온도가 해부분의 용융온도보다 30℃ 이상 높을 수 있다. 그 결과 복굴절성 해도사의 해부분이 일부 또는 전부 용융될 수 있다. 결국, 상기 섬유 및/또는 해부분이 일부 또는 전부가 용융될 수 있으므로 섬유보임현상을 개선할 수 있을 뿐 아니라 별도의 접착제가 없이도 상기 직물과 매트릭스를 접착할 수 있다. 한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 복굴절성 해도사의 도부분의 용융개시온도는 130 ~ 430℃일 수 있고, 상기 등방성 섬유의 용융온도는 100 ~ 400℃일 수 있으며, 상기 복굴절성 해도사의 해부분의 용융온도는 100 ~ 400℃일 수 있고 상기 합지온도는 100 ~ 420℃일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

결국 본 발명에 따른 직물을 포함하는 광변조물체는 직물의 위사 또는 경사를 형성하는 등방성 섬유의 용융온도가 다른 위사 또는 경사를 형성하는 복굴절성 해도사의 용융개시온도보다 낮으므로 등방성 섬유의 용융개시온도와 복굴절성 해도사의 용융온도 사이의 온도에서 합지공정이 수행되는 경우 등방성 섬유의 일부 또는 전부가 용융되므로 광변조물체의 섬유보임 현상을 해결할 수 있다. 나아가, 복굴절성 해도사의 해부분의 용융온도가 도부분의 용융개시온도보다 낮으므로 그 사이의 온도에서 합지공정이 수행되는 경우 해부분의 일부 또는 전부가 용융되어 그 사이의 온도에서 합지공정이 수행되는 경우 해부분의 일부 또는 전부가 용융되어 시트와 직물을 라미네이팅하는데 별도의 접착제 없이 하나의 층으로 만들 수 있는 효과를 가진다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 직물은 복굴절성 해도사가 상기 섬유보다 표면에 더 많이 노출되도록 비대칭조직으로 직조될 수 있다. 직물의 표면이란 직물의 양면 중 어느 일면을 의미한다. 비대칭조직이란 경사와 위사의 교차점이 적고, 경사 또는 위사 중 어느 하나가 길게 연속하여 표면에 부상하는 직물의 조직을 의미한다. 교차점이라는 용어는 경사와 위사가 위아래의 위치를 바꾸며 엇갈리는 위치를 의미한다. 이러한 비대칭조직의 직물은 광변조물체에 직물의 무늬(경사와 위사의 교차점의 흔적)가 남는 것을 최소화할 수 있다. 상기 직물과 매트릭스는 진공 핫프레스 라미네이팅과 같은 다양한 방법에 의하여 결합될 수 있는데, 이러한 방법들은 일반적으로 광변조물체에 직물의 무늬를 남길 수 있다. 즉, 진공 핫프레스 라미네이션를 예로 들어 설명하면, 진공 핫프레스 라미네이션 공정 후에 비복굴절성 원사는 용융되어 실의 형태를 잃는 것이 바람직한데, 이때 핫프레스에 의한 압력에 의하여 위사와 경사의 교차점에서의 복굴절성 해도형 원사의 형태에 변화가 생겨 결과적으로 광변조물체에 교차점의 무늬가 남는 것이다.교차점의 무늬는 액정표시장치 화면에 모아레 현상을 일으킬 수 있지만 복굴절성 해도사가 상기 섬유보다 표면에 더 많이 노출되도록 비대칭조직으로 직조되는 경우 이러한 문제를 해결할 수 있다.

다음, 본 발명에 사용될 수 있는 매트릭스를 설명한다. 매트릭스에 사용되는 물질에는 목적하는 범위의 광파장을 투과하는 열가소성 및 열경화성 중합체가 포함되며 광의 투과가 용이한 투명 또는 반투명한 재질일 수 있다. 바람직하게는 적합한 매트릭스는 비결정질 또는 반결정질일 수 있으며, 단일중합체, 공중합체 또는 이의 블렌드를 포함할 수 있다. 구체적으로 폴리(카르보네이트) (PC); 신디오탁틱 및 이소탁틱폴리(스티렌) (PS); 알킬 스티렌; 폴리(메틸메타크릴레이트) (PMMA) 및 PMMA 공중합체를 비롯한 알킬, 방향족 및 지방족 고리 함유 (메트)아크릴레이트; 에톡시화 및 프로폭시화 (메트)아크릴레이트; 다관능성 (메트)아크릴레이트; 아크릴화 에폭시; 에폭시; 및 다른 에틸렌계 불포화 물질; 환형 올레핀 및 환형 올레핀 공중합체; 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 (ABS); 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체 (SAN); 에폭시; 폴리(비닐시클로헥산); PMMA/폴리(비닐플루오라이드) 블렌드; 폴리(페닐렌 옥사이드) 합금; 스티렌 블록 공중합체; 폴리이미드; 폴리술폰; 폴리(비닐 클로라이드); 폴리(디메틸실록산) (PDMS); 폴리우레탄; 불포화 폴리에스테르; 폴리에틸렌; 폴리(프로필렌) (PP); 폴리(알칸 테레프탈레이트), 예컨대 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (PET); 폴리(알칸 나프탈레이트), 예컨대 폴리(에틸렌 나프탈레이트) (PEN); 폴리아미드; 이오노머; 비닐 아세테이트/폴리에틸렌 공중합체; 셀룰로오스 아세테이트; 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트; 플루오로중합체; 폴리(스티렌)-폴리(에틸렌) 공중합체; 폴리올레핀 PET 및 PEN를 비롯한 PET 및 PEN 공중합체; 및 폴리(카르보네이트)/지방족 PET 블렌드를 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌나프탈레이트 공중합물 (co-PEN) 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET),폴리카보네이트(PC), 폴리카보네이트(PC) 얼로이, 폴리스타이렌(PS),내열폴리스타이렌(PS),폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA),폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT),폴리프로필렌(PP),폴리에틸렌(PE),아크릴로니트릴부타디엔스티렌(ABS),폴리우레탄(PU),폴리이미드(PI),폴리비닐클로라이드(PVC),스타이렌아크릴로니트릴혼합(SAN),에틸렌초산비닐(EVA),폴리아미드(PA),폴리아세탈(POM),페놀,에폭시(EP), 요소.멜라닌(UF.MF),불포화포리에스테르(UP),실리콘(SI),엘라스토머,사이크로올레핀폴리머(COP,일본 ZEON사,JSR사)를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 복굴절성 해도사의 해부분과 동일한 성분을 사용할 수 있다. 나아가 상기 매트릭스는 상술한 물성을 손상하지 않는 한, 산화방지제, 광안정제, 열안정제, 활제, 분산제, 자외선흡수제, 백색안료, 형광증백제 등의 첨가제를 함유하고 있어도 좋으며, 상기 매트릭스는 광학적으로 등방성일 수 있다.

한편 매트릭스는 여러가지 물성을 고려하여 매트릭스의 구성성분 및 그 광학적 성질을 상기 해부분 및/또는 섬유의 구성성분 및 그 광학적 성질과 동일하게 구성할 수 있다. 이 경우 합지공정에서 매트릭스의 일부 또는 전부가 용융될 수 있어 별도의 접착제를 사용하지 않고서도 복굴절성 해도사와 매트릭스의 접착력을 향상시킬 수 있다. 이 경우 상기 매트릭스는 3단의 층을 가질 수 있으며 구체적으로 상기 3단의 층은 폴리머를 공압출하여 스킨층(B층)/코어층(A층)/스킨층(B층)의 적층구조로 구성될 수 있다. 직물에 대응하고 시트의 외부에 해당하는 스킨층은 복굴절성 해도사와의 접착성을 향상시키기 위하여 용융온도가 해부분 및/또는 섬유와 동일할 수 있으며, 코어층은 램프의 발열에 의한 시트의 변형을 방지하기 위하여 용융온도가 해부분 및/또는 섬유보다 높은 물질이 사용될 수 있다.

다음, 본 발명의 직물의 위사 또는 경사로 사용될 수 있는 섬유를 설명한다. 상기 섬유는 복굴절성 해도사와 직조되어 직물을 형성할 수 있으면서 상술한 온도조건을 만족하는 것이면 종류의 제한없이 사용할 수 있으나, 바람직하게는 복굴절성 해도사와 수직으로 직조되는 점을 고려하여 상기 섬유는 광학적으로 등방성 섬유인 것이 좋다. 왜냐하면 상기 섬유 역시 복굴절성을 갖는 경우 복굴절성 해도사를 통해 변조된 광이 상기 섬유를 통과하지 못하는 경우가 발생할 수 있기 때문이다. 한편 상기 섬유는 중합체 섬유, 천연섬유, 무기섬유(유리섬유 등)를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 복굴절성 해도사의 해부분의 성분과 동일한 재질의 섬유를 사용할 수 있다. 나아가, 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 복굴절성 해도사의 해부분의 굴절율과 상기 매트릭스의 굴절율이 일치할 수 있다.

다음, 본 발명의 직물의 위사 또는 경사로 사용되는 복굴절성 해도사를 설명한다. 본 발명에 사용될 수 있는 복굴절성 해도사는 광변조 효율을 극대화시키기 위하여 상기 도부분과 해부분의 광학특성이 상이할 수 있으며, 보다 바람직하게는, 상기 도부분은 이방성이고 해부분은 등방성일 수 있다.

구체적으로, 광학적 등방성인 해부분과 이방성을 가지는 도부분을 포함하는 해도사 있어서 공간상의 X,Y 및 Z축에 따른 굴절률의 실질적인 일치 또는 불일치의 크기는 그 축에 따라 편광된 광선의 산란 정도에 영향을 미친다. 일반적으로, 산란능은 굴절률 불일치의 제곱에 비례하여 변화한다. 따라서, 특정 축에 따른 굴절률의 불일치의 정도가 더 클수록, 그 축에 따라 편광된 광선이 더 강하게 산란된다. 반대로, 특정 축에 따른 불일치가 작은 경우, 그 축에 따라 편광된 광선은 더 적은 정도로 산란된다. 어떤 축에 따라 해부분의 굴절률이 도부분의 굴절률과 실질적으로 일치되는 경우, 이러한 축에 평행한 전기장으로 편광된 입사광은 해도사의 부분의 크기, 모양 및 밀도와 상관없이 산란되지 않고 해도사를 통해 통과할 것이다. 또한, 그 축에 따른 굴절률이 실질적으로 일치되는 경우, 광선은 실질적으로 산란되지 않고 물체를 통해 통과한다. 보다 구체적으로, 도 13은 본 발명의 복굴절성 해도사로 투과되는 광의 경로를 나타내는 단면도이다. 이 경우 P파(실선)는 외부와 복굴절성 해도사의 경계면 및 복굴절성 해도사 내부의 도부분과 해부분의 경계면의 복굴절성 계면에 영향을 받지 않고 투과되나, S파(점선)는 매트릭스와 복굴절성 해도사의 경계면 및/또는 복굴절성 해도사 내부의 도부분과 해부분의 경계면의 복굴절성 계면에 영향을 받아 광의 변조가 일어난다.

상술한 복굴절 계면에서의 광변조 현상은 매트릭스와 복굴절성 해도사의 경계면 및 복굴절성 해도사의 내부에서 도부분과 해부분의 경계면에서 주로 발생한다. 구체적으로 상기 매트릭스의 광학적 성질이 등방성인 경우에는 통상의 복굴절성 섬유와 마찬가지로 매트릭스와 복굴절성 해도사의 경계면에서 광변조가 발생한다. 보다 구체적으로, 상기 매트릭스와 복굴절성 해도사의 굴절율은 2개의 축 방향에 대한 굴절율의 차이가 0.05 이하이고, 나머지 1개의 축방향에 대한 굴절율의 차이가 0.1 이상일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 매트릭스의 x축 방향의 굴절율이 nX1, y축 방향의 굴절율이 nY1 및 z축 방향의 굴절율이 nZ1이고, 복굴절성 해도사의 굴절율이 nX2, nY2 및 nZ2일 때, 매트릭스와 복굴절성 해도사의 X, Y, Z축 굴절율 중 적어도 어느 하나가 일치할 수 있으며, 상기 복굴절성 해도사의 굴절율은 nX2 > nY2 = nZ2일 수 있다.

한편, 본 발명에서는 상기 복굴절성 해도사 중 도부분과 해부분의 광학적 상질이 상이한 것이 복굴절 계면을 생성하는데 유리하다. 구체적으로, 상기 도부분은 이방성이고 상기 해부분이 등방성일 때 도부분과 해부분의 경계면에 복굴절 계면이 형성될 수 있으며, 보다 바람직하게는 굴절율은 2개의 축 방향에 대한 굴절율의 차이가 0.05 이하이고 나머지 1개의 축방향에 대한 굴절율의 차이가 0.1 이상인 것이 바람직하다. 이럴 경우 P파는 해도사의 복굴절성 계면을 통과하나 S파는 광변조를 일으킬 수 있는 것이다. 이를 보다 상세히 설명하면, 상기 복굴절성 해도사의 도부분의 길이방향인 x축 방향의 굴절율이 nX3, y축 방향의 굴절율이 nY3 및 z축 방향의 굴절율이 nZ3이고, 해부분의 x축 방향의 굴절율이 nX4, y축 방향의 굴절율이 nY4 및 z축 방향의 굴절율이 nZ4일 때, 매트릭스와 복굴절성 해도사의 X, Y, Z축 굴절율 중 적어도 어느 하나가 일치할 수 있고, 상기 nX3와 nX4의 굴절율의 차이의 절대값이 0.1 이상일 수 있다. 가장 바람직하게는 상기 해도사의 해부분과 도부분의 길이방향에 대한 굴절율의 차이는 0.1 이상이고, 나머지 2개의 축방향에 대한 해부분과 도부분의 굴절율이 실질적으로 일치되는 경우 광변조 효율이 극대화될 수 있다. 한편, 상기 매트릭스와 복굴절성 해도사 중 해부분의 굴절율이 일치하는 경우 광변조 효율을 증가시키는데 유리하다.

그러므로, 상기 복굴절성 해도사의 도부분과 해부분은 2개의 축방향에 대한 굴절율은 실질적으로 일치하나 하나의 축방향에 대한 굴절율의 차이가 큰 물질을 선택하는 것이 광변조 효율을 개선하는데 효과적이다.

본 발명에 사용될 수 있는, 상기 복굴절성 해도사의 해부분 및/또는 도부분은 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 코폴리에틸렌나프탈레이트(co-PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET),폴리카보네이트(PC), 폴리카보네이트(PC) 얼로이, 폴리스타이렌(PS), 내열폴리스타이렌(PS), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌(ABS), 폴리우레탄(PU),폴리이미드(PI),폴리비닐클로라이드(PVC), 스타이렌아크릴로니트릴혼합(SAN),에틸렌초산비닐(EVA), 폴리아미드(PA), 폴리아세탈(POM), 페놀, 에폭시(EP), 요소(UF), 멜라닌(MF), 불포화포리에스테르(UP), 실리콘(SI), 엘라스토머 및 사이크로올레핀폴리머 중 어느 하나 이상일 수 있다. 바람직하게는 상기 도부분과 해부분은 2개의 축방향에 대한 굴절율은 실질적으로 일치하나 하나의 축방향에 대한 굴절율의 차이가 큰 물질을 선택하는 것이 광변조 효율을 개선하는데 효과적이다. 하지만, 가장 바람직하게는 복굴절성 해도사(31)로서 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)를 도부분으로 사용하고, 코폴리에틸렌나프탈레이트와 폴리카보네이트 얼로이(alloy)를 단독 또는 혼합하여 해부분으로 사용하는 경우 통상의 물질로 제3조된 복굴절성 해도사에 비하여 휘도가 비약적으로 향상된다. 특히 상기 해부분으로서 폴리카보네이트 얼로이(alloy)를 사용하는 경우 가장 우수한 광변조 물성을 가지는 복굴절성 해도사를 제조할 수 있다. 이 경우 상기 폴리카보네이트 얼로이(alloy)는 바람직하게는 폴리카보네이트와 변성 글리콜 폴리시클로헥실렌 디메틸렌테레프탈레이트(poly cyclohexylene dimethylene terephthalate, PCTG)로 이루어질 수 있으며, 보다 바람직하게는 폴리카보네이트와 변성 글리콜 폴리시클로헥실렌 디메틸렌테레프탈레이트(PCTG)가 15 : 85 ~ 85 : 15의 중량비로 이루어진 폴리카보네이트 얼로이를 사용하는 것이 휘도증진에 효과적이다. 만일 폴리카보네이트가 15% 미만으로 첨가되면 방사성 확보에 필요한 폴리머의 점도가 높아져 통상의 방사기를 사용할 수 없는 문제가 있고, 85%를 초과하면 유리전이 온도가 높아져 노즐 토출이후, 방사장력이 높아져 방사성 확보가 어려운 문제가 있다.

가장 바람직하게는 폴리카보네이트와 변성 글리콜 폴리시클로헥실렌 디메틸렌테레프탈레이트(PCTG)가 4 : 6 ~ 6 : 4의 중량비로 이루어지는 것이 휘도증진에 가장 우수한 효과를 나타낸다. 나아가, 상기 도부분과 해부분은 2개의 축방향에 대한 굴절율은 실질적으로 일치하나 하나의 축방향에 대한 굴절율의 차이가 큰 물질을 선택하는 것이 광변조 효율을 개선하는데 효과적이다.

한편, 등방성 재료를 복굴절성으로 변화시키는 방법은 통상적으로 알려진 것이며 예를 들어 적절한 온도 조건 하에서 연신시키는 경우, 중합체 분자들은 배향되어 재료는 복굴절성으로 될 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 본 발명의 광변조물체는 그 표면에 구조화된 표면층을 가질 수 있으며 보다 상세하게는, 상기 구조화된 표면층은 빛이 출사되는 면에 형성될 수 있다. 상기 구조화된 표면층은 프리즘 형상, 렌티큘러 형상 또는 볼록렌즈 형상일 수 있다. 구체적으로 광변조물체상의 광이 출사되는 면이 볼록렌즈 형상을 띄는 곡면형 표면을 가질 수 있다. 상기 곡면형 표면은 표면을 통해 투과된 광을 집속(focusing) 또는 발산(defocusing)될 수 있다. 또한 광출사면에 프리즘 패턴을 가질 수 있다.

다음 본 발명의 광변조물체를 제조하는 방법을 설명한다. 먼저 상술한 구성을 가지는 직물을 제직한 뒤, 매트릭스와 매트릭스사이에 상기 직물을 위치시킨 후 이를 합지할 수 있다. 이 때, 합지공정은 롤투롤, 핫프레스 등에서 수행될 수 있으나, 바람직하게는 진공핫프레스에서 수행되는 것이 기포의 발생을 막아 접착력 및 휘도를 향상시키는데 효과적이다. 이 경우 가압 및 가열 단계의 진공도는 5~500torr이고, 인가 압력은 1.0~100kgf/cm²이며 공정시간은 1~30분인 것이 바람직하다. 합지온도는 상술한 바와 같이 복굴절성 해도사의 도부분의 용융개시온도와 섬유 및/또는 해부분의 용융온도의 사이의 온도에서 적절하게 선택하여 적용할 수 있다. 한편, 상기 진공도가 5torr 미만인 때에는 공정효율이 떨어질 염려가 있고, 500torr를 초과하는 때에는 기포제거가 불충분할 염려가 있다. 또한 상기 인가 압력이 1.0kgf/cm² 미만인 때에는필름의 접착력이 충분하지 않을 수 있고 100kgf/cm²을 초과하는 때에는 압력이 과도하여 직물의 조직이 흐트러져 섬유의 배열이 무너질 수 있다. 공정시간이 1분 미만이면 기포의 제거 및 접착력이 불충분할 수 있고, 30분을 초과하는 때에는 공정 효율면에서 바람직하지 않다.

이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의하여 상세히 설명한다. 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

폴리카보네이트와 변성 글리콜 폴리시클로헥실렌 디메틸렌테레프탈레이트(PCTG)가 5 : 5로 혼합된 등방성 PC 얼로이를 해성분으로 하고(nx=1.57, ny=1.57, nz=1.57, 용융온도 : 145℃), 이방성 PEN (nx=1.88, ny=1.57, nz=1.57, 용융개시온도 : 262℃)으로 도부분으로 구성하였다. 도 3에 대응하는 12개의 도성분 공급부가 포함된 구금상부분배판과 도 8의 하나의 토출구를 갖는 하부구금판을 포함하는 방사구금에 상기 도성분과 해성분을 공급하여 도 9의 단면을 갖는 복굴절성 해도사(모노사, 도성분 개수 : 12192개, 직경 : 66㎛)를 제조하였다.

제조된 복굴절성 해도사(모노사)를 경사로 하고(40de/1fila) 상기 해성분과 동일한 성분인 등방성 PC 얼로이 섬유(용융온도 : 145℃)를 60/24로 제조하고 이를 위사로 하여 직물로 제직하였다. 그 뒤 상기 직물을 2개의 등방성 PC 얼로이 시트[스킨/코어/스킨 3층구조, 코어층(용융온도 : 149℃, 150㎛, 폴리카보네이트), 스킨층(용융온도 : 145℃, 30㎛, 폴리카보네이트 얼로이(해성분과 동일)] 사이에 배치시킨 후 진공 핫프레스기(MEIKI사 제조)를 이용하여 20torr의 진공상태에서, 150℃(합지온도)의 온도 및 15kgf/cm²의 압력으로 20분간 가열/가압하여 두께가 400㎛인 광변조물체를 제조하였다.

도 10은 실시예 1을 통해 제조된 직물의 표면에 대한 SEM 사진이다. 상기 사진을 통해 경사로 사용된 복굴절성 해도사에서 사절이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다.

<실시예 2>

폴리카보네이트와 변성 글리콜 폴리시클로헥실렌 디메틸렌테레프탈레이트(PCTG)가 5 : 5로 혼합된 등방성 PC 얼로이를 해성분으로 하고(nx=1.57, ny=1.57, nz=1.57, 용융온도 : 145℃), 이방성 PEN (nx=1.88, ny=1.57, nz=1.57, 용융개시온도 : 262℃)으로 도부분으로 구성하였다. 도 14와 같은 단면의 복굴절성 해도사를 얻기 위하여 도 12에 대응하는 구금상부분배판 (토출구12개)와 도 13의 구금하부판(토출구 1개)을 포함하는 방사구금에 상기 조성을 투입하여 도 14의 복굴절성 해도사(모노사, 도성분 개수 : 25040개, 직경 : 66.5㎛)를 제조하였다. 이 때 방사속도 2500MPM의 POY(부분배향사) 85/1을 제조하고 이를 140도의 온도 조건에서 2.1배 연신을 수행하여 FY 40/1을 제조하였다.

제조된 복굴절성 해도사(모노사)를 경사로 하고(40de/1fila) 상기 해성분과 동일한 성분인 등방성 PC 얼로이 섬유(용융온도 : 145℃)를 위사(POY 60/24)로 하여 휘도강화필름용 직물로 제직하였다. 그 뒤 실시예 1과 동일한 조건에서 합지공정을 수행하여 두께가 400㎛인 광변조물체를 제조하였다.

도 15는 실시예 2를 통해 제조된 직물의 표면에 대한 SEM 사진이다. 상기 사진을 통해 경사로 사용된 복굴절성 해도사에서 사절 및 모우현상이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다.

<비교예 1>

폴리카보네이트와 변성 글리콜 폴리시클로헥실렌 디메틸렌테레프탈레이트(PCTG)가 5 : 5로 혼합된 등방성 PC 얼로이를 해성분으로 하고(nx=1.57, ny=1.57, nz=1.57, 용융온도 : 145℃), 이방성 PEN (nx=1.88, ny=1.57, nz=1.57, 용융개시온도 : 262℃)으로 도부분으로 구성하였다.

도 5와 같은 단면의 복굴절성 해도사를 얻기 위하여 도 3에 대응하는 구금상부분배판 및 도 4의 하부구금판을 포함하는 방사구금에 상기 조성을 투입하여 도 5의 단면을 갖는 복굴절성 해도사(모노사, 도성분 개수 : 1016개, 직경 : 19㎛)를 제조하였다. 방사속도 2500MPM, 방사온도 290도로 하여 POY(부분배향사) 85de/12fila를 제조한 후, 140도에서 2.1배 연신하여 FY 40de/12fila를 제조하였다. 제조된 해도사 FY 40/12 두 가닥을 합사(80de/24fila)한 후 이를 경사로 하고 상기 해성분과 동일한 성분인 등방성 PC 얼로이 섬유(용융온도 : 145℃)를 위사로 하여 직물을 제직하였다. 그 뒤 실시예 1과 동일한 조건에서 합지공정을 수행하여 두께가 400㎛인 광변조물체를 제조하였다.

도 6은 비교예 1을 통해 제조된 직물의 표면에 대한 SEM 사진이다. 상기 사진을 통해 경사로 사용된 복굴절성 해도사간에 얽힘 및 사절(A, B, C)이 발생한 것을 확인할 수 있다.

본 발명의 광변조 물체는 광변조 성능이 우수하고 결점이 발생하지 않아 광의 변조가 요구되는 분야에서 폭넓게 사용가능하다. 구체적으로 카메라, 현미경 등과 같은 광학기기, 자동차 외장재, 및 휴대폰, LCD, LED 등 고휘도가 요구되는 액정표시장치, 프로젝션 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 전계방출디스플레이 및 전계발광디스플레이 등 평판디스플레이 기술에 널리 사용될 수 있다.

이상에서 본 발명은 매트릭스된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술적 사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

20 : 폴리머 주입부, 40, 41, 42 : 토출구

Claims

매트릭스; 및
매트릭스 내부에 광변조를 발생시키기 위하여 복굴절성 해도사를 포함하되 상기 복굴절성 해도사는 하기 관계식 1의 A 값이 500 이상인 것을 특징으로 하는 광변조 물체.
[관계식 1]
A = 모노사의 도부분의 개수 / 하나의 합사를 형성하는 모노사의 개수
제1항에 있어서,
상기 A 값이 1000 이상인 것을 특징으로 하는 광변조 물체.
제1항에 있어서,
상기 A 값이 10000 이상인 것을 특징으로 하는 광변조 물체.
제1항에 있어서,
상기 A 값이 20000 이상인 것을 특징으로 하는 광변조 물체.
제1항에 있어서,
상기 복굴절성 해도사는 모노사의 도부분의 개수가 5000개 이상인 것을 특징으로 하는 광변조 물체.
제1항에 있어서,
상기 복굴절성 해도사는 모노사의 도부분의 개수가 10000개 이상인 것을 특징으로 하는 광변조 물체.
제1항에 있어서,
상기 복굴절성 해도사는 모노사의 도부분의 개수가 20000개 이상인 것을 특징으로 하는 광변조 물체.
제1항에 있어서,
상기 복굴절성 해도사의 모노사 직경은 30㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 광변조 물체.
제1항에 있어서,
상기 복굴절성 해도사의 모노사 직경은 40 ~ 100㎛ 인 것을 특징으로 하는 광변조 물체.
제1항에 있어서,
상기 복굴절성 해도사는 15 ~ 500 데니어/1 ~ 6가닥인 것을 특징으로 하는 광변조 물체.
제1항에 있어서,
상기 복굴절성 해도사는 모노사 또는 2 ~ 6가닥이 합사된 것을 특징으로 광변조 물체.
제1항에 있어서,
상기 복굴절성 해도사는 직물의 형태로 제직되며, 상기 직물의 위사 또는 경사 중 어느 하나는 복굴절성 해도사이고 다른 하나는 섬유이며, 상기 복굴절성 해도사의 도부분의 용융개시온도가 상기 섬유의 용융온도보다 높은 것을 특징으로 하는 광변조 물체.
제1항에 있어서,
상기 복굴절성 해도사의 도부분과 해부분의 경계에 복굴절 계면이 형성되는 것을 특징으로 하는 광변조 물체.
제12항에 있어서,
상기 섬유는 광학특성이 등방성 섬유인 것을 특징으로 하는 광변조물체.
제12항에 있어서,
상기 섬유는 중합체 섬유, 천연섬유 및 무기섬유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 섬유인 것을 특징으로 하는 광변조물체.
제12항에 있어서, 상기 복굴절성 해도사의 도부분의 용융개시온도가 해부분의 용융온도보다 높은 것을 특징으로 하는 광변조물체.
제12항에 있어서, 상기 복굴절성 해도사의 도부분의 용융개시온도가 상기 섬유의 용융온도보다 30℃ 이상 높은 것을 특징으로 하는 광변조물체.
제12항에 있어서, 상기 복굴절성 해도사의 도부분의 용융개시온도가 해부분의 의 용융온도보다 30℃ 이상 높은 것을 특징으로 하는 광변조물체.
제12항에 있어서,
상기 섬유는 일부 또는 전부가 용융된 것을 특징으로 하는 광변조물체.
제12항에 있어서,
상기 복굴절성 해도사의 해부분의 일부 또는 전부가 용융된 것을 특징으로 하는 광변조물체.
제12항에 있어서,
상기 섬유와 복굴절성 해도사의 해부분은 동일한 성분임을 특징으로 광변조물체.
제12항에 있어서, 상기 도부분의 광학특성은 복굴절성이고, 해부분의 광학특성은 등방성인 것을 특징으로 하는 광변조물체.
제1항에 있어서, 상기 매트릭스와 복굴절성 해도사의 굴절율은 2개의 축 방향에 대한 굴절율의 차이가 0.05 이하이고, 나머지 1개의 축방향에 대한 굴절율의 차이가 0.1 이상인 것을 특징으로 하는 상기 광변조물체.
제1항에 있어서, 상기 매트릭스의 x축 방향의 굴절율이 nX1, y축 방향의 굴절율이 nY1 및 z축 방향의 굴절율이 nZ1이고, 복굴절성 해도사의 굴절율이 nX2, nY2 및 nZ2일 때, 매트릭스와 복굴절성 해도사의 X, Y, Z축 굴절율 중 적어도 어느 하나가 일치하는 것을 특징으로 하는 광변조물체.
제24항에 있어서, 상기 복굴절성 해도사의 굴절율은 nX2 > nY2 = nZ2인 것을 특징으로 하는 상기 광변조물체.
제1항에 있어서, 상기 복굴절성 해도사의 해부분과 도부분의 굴절율은 2개의 축 방향에 대한 굴절율의 차이가 0.05 이하이고, 나머지 1개의 축방향에 대한 굴절율의 차이가 0.1 이상인 것을 특징으로 하는 광변조물체.
제26항에 있어서, 상기 복굴절성 해도사의 도부분의 길이방향인 x축 방향의 굴절율이 nX3, y축 방향의 굴절율이 nY3 및 z축 방향의 굴절율이 nZ3이고, 해부분의 x축 방향의 굴절율이 nX4, y축 방향의 굴절율이 nY4 및 z축 방향의 굴절율이 nZ4일 때, 매트릭스와 복굴절성 해도사의 X, Y, Z축 굴절율 중 적어도 어느 하나가 일치하는 것을 특징으로 하는 광변조물체.
제27항에 있어서, 상기 nX3와 nX4의 굴절율의 차이의 절대값이 0.1 이상인 것을 특징으로 하는 광변조물체.
제1항에 있어서, 상기 복굴절성 해도사의 해부분의 굴절율과 상기 매트릭스의 굴절율이 일치하는 것을 특징으로 하는 광변조물체.
제12항에 있어서, 상기 직물은 복굴절성 해도사가 섬유보다 더 많이 표면에 노출되도록 비대칭조직으로 직조된 것을 특징으로 하는 광변조물체.