(57)【要約】  本発明は、吸収型偏光子及びその製造方法に関するものであって、より詳しくは第１のブロックと第２のブロックに分けて整列されたブロック共重合体内に、光を吸収する元素、前記元素の酸化物、または前記元素の化合物を含むナノ粒子が選択的に含有されたナノ複合体層を含むことにより、高温多湿な環境に長時間露出した場合でも耐久性に優れ、延伸工程で製造された吸収型偏光子と同等以上の偏光度及び透過率を示すことができる吸収型偏光子と、上記吸収型偏光子を低コストで容易に製造することができる製造方法に関する。【選択図】図１
2015512064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を吸収する元素、前記元素の酸化物、または前記元素の化合物を含むナノ粒子が、第１のブロックと第２のブロックに分けて整列されたブロック共重合体内に選択的に含有されたナノ複合体層を含む吸収型偏光子。
【請求項２】
前記ナノ粒子は、第１のブロックまたは第２のブロックに親和性を有するようにナノ粒子の表面が処理されたものである、請求項１に記載の吸収型偏光子。
【請求項３】
前記ナノ粒子は、平均直径が１乃至１００ｎｍである、請求項２に記載の吸収型偏光子。
【請求項４】
前記光を吸収する元素、前記元素の酸化物、または前記元素の化合物は、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃｄ、Ｗ、Ａｌ、Ｐｂ、Ｇａ、Ｓｉ、Ａｓ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、ＣｒＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＰｂＳ、ＦｅＳ２、ＺｎＳ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ及びＣｄＳｅからなる群から選ばれた少なくとも１種である、請求項３に記載の吸収型偏光子。
【請求項５】
前記ナノ粒子は、ブロック共重合体１００重量部に対して０.０１乃至３０重量部範囲で含有する、請求項１に記載の吸収型偏光子。
【請求項６】
前記ブロック共重合体としては、ポリ（スチレン−ブロック−メチルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−４−ビニルピリジン）、ポリ（スチレン−ブロック−２−ビニルピリジン）、ポリ（メチルメタクリレート−ブロック−トリフルオロエチルメタクリレート）、ポリ（メタクリレート−ブロック−２−ピラニルオキシエチルメタクリレート）、ポリ（ｎ−ブチルアクリレート−ブロック−ジメチルシラン−コ−ジフェニルシラン）、ポリ（ｔ−ブチルアクリレート−ブロック−４−ビニルピリジン）、ポリ（ｔ−ブチルメタクリレート−ブロック−２−ビニルピリジン）、ポリ（２−エチルヘキシルアクリレート−ブロック−４−ビニルピリジン）、ポリ（２−ヒドロキシルエチルアクリレート−ブロック−ネオペンチルアクリレート）、ポリ（２−ヒドロキシルエチルアクリレート−ブロック−ｎ−ブチルメタクリレート）、ポリ（２−ヒドロキシルエチルメタクリレート−ブロック−ネオペンチルメタクリレート）、ポリ（２−ヒドロキシルエチルメタクリレート−ブロック−ｔ−ブチルメタクリレート）、ポリ（ブタジエン（１，２）−ブロック−ｔ−ブチルアクリレート）、ポリ（ブタジエン（１，４）−ブロック−ｔ−ブチルアクリレート）、ポリ（ブタジエン（１，２）−ブロック−ｉ−ブチルメタクリレート）、ポリ（ブタジエン（１，２）−ブロック−メチルメタクリレート）、ポリ（ブタジエン（１，４）−ブロック−メチルメタクリレート）、ポリ（ブタジエン（１，２）−ブロック−ｓ−ブチルメタクリレート）、ポリ（ブタジエン（１，２）−ブロック−ｔ−ブチルメタクリレート）、ポリ（ブタジエン（１，４）−ブロック−ジメチルシラン）、ポリ（ブタジエン（１，４）−ブロック−ε−カプロラクトン）、ポリ（ブタジエン（１，２）−ブロック−ラクチド）、ポリ（ブタジエン（１，４）−ブロック−ラクチド）、ポリ（ブタジエン（１，４）−ブロック−４−ビニルピリジン）、ポリ（イソプロペン（１，２）−ブロック−４−ビニルピリジン）、ポリ（イソプロペン（１，４）−ブロック−４−ビニルピリジン）、ポリ（イソプロペン（１，４）−ブロック−２−ビニルピリジン）、ポリ（イソプロペン（１，４）−ブロック−メチルメタクリレート（シンジオタクチック））、ポリ（イソブチレン−ブロック−ジメチルシラン）、ポリ（イソブチレン−ブロック−メチルメタクリレート）、ポリ（イソブチレン−ブロック−ｔ−ブチルメタクリレート）、ポリ（イソプロペン−ブロック−ε−カプロラクトン）、ポリ（イソプロ−ブロック−４−ビニルピリジン）、ポリ（スチレン−ブロック−４−ビピリジルメチルアクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−シクロヘキシルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−ディスパースレッド１−アクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−エチルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−ラクチド）、ポリ（スチレン−ブロック−メチルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−ｎ−ブチルアクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−ｎ−ブチルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−ｎ−プロピルメタクリレート��、ポリ（スチレン−ブロック−ナイロン６）、ポリ（スチレン−ブロック−ｔ−ブチルアクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−ｔ−ブチルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−ε−カプロラクトン）、ポリ（スチレン−ブロック−２−コレステリルオキシカルボニルオキシエチルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−２−ヒドロキシエチルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−２−ヒドロキシプロピルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−２−ビニルピリジン）、ポリ（スチレン−ブロック−４−ヒドロキシルスチレン）、ポリ（スチレン−ブロック−４−メトキシスチレン）、ポリ（スチレン−ブロック−４−ビニルピリジン）、ポリ（α−メチルスチレン−ブロック−４−ビニルピリジン）、ポリ（４−アミノメチルスチレン−ブロック−スチレン）、ポリ（４−メトキシスチレン−ブロック−エチルメタクリレート）、ポリ（４−メトキシスチレン−ブロック−ｔ−ブチルアクリレート）、ポリ（ｐ−クロロメチルスチレン−ブロック−ｔ−ブチルアクリレート）、ポリ（２−ビニルナフタレン−ブロック−メチルメタクリレート）、ポリ（２−ビニルナフタレン−ブロック−ｎ−ブチルアクリレート）、ポリ（２−ビニルナフタレン−ブロック−ｔ−ブチルアクリレート）、ポリ（２−ビニルピリジン−ブロック−メチルメタクリレート）、ポリ（４−ビニルピリジン−ブロック−メチルメタクリレート）、ポリ（２−ビニルピリジン−ブロック−ｔ−ブチルメタクリレート）、ポリ（２−ビニルピリジン−ブロック−メチルアクリル酸）、ポリ（２−ビニルピリジン−ブロック−ε−カプロラクトン）、ポリ（２−ビニルピリジン−ブロック−ジメチルシロキサン）、ポリ（ジメチルシロキサン−ブロック−ｎ−ブチルアクリレート）、ポリ（ジメチルシロキサン−ブロック−ｔ−ブチルアクリレート）、ポリ（ジメチルシロキサン−ブロック−ヒドロキシエチルアクリレート）、ポリ（ジメチルシロキサン−ブロック−メチルメタクリレート）、ポリ（ジメチルシロキサン−ブロック−ｔ−ブチルメタクリレート）、ポリ（ジメチルシロキサン−ブロック−１−エトキシエチルメタクリレート）、ポリ（ジメチルシロキサン−ブロック−６−（４'−シアノビフェニル−４−イルオキシ）ヘキシルメタクリレート）、ポリ（ジメチルシロキサン−ブロック−ε−カプロラクトン）、ポリ（ジメチルシロキサン−ブロック−ラクチド）、ポリ（２−ビニルピリジン−ブロック−無水アジピン酸）、ポリ（エチレン−ブロック−メチルメタクリレート） 及びポリ（エチレン−ブロック−４−ビニルピリジン）からなる群から選ばれた少なくとも１種である、請求項１に記載の吸収型偏光子。
【請求項７】
前記ナノ複合体層は、光を吸収する元素、前記元素の酸化物、または前記元素の化合物を含むナノ粒子が含有されたブロックの単一径が５乃至２００ｎｍのシリンダー、またはラメラ構造である、請求項１に記載の吸収型偏光子。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のうちいずれか一項に記載の吸収型偏光子を含む偏光板。
【請求項９】
請求項８に記載の偏光板を含む表示装置。
【請求項１０】
基材フィルム上に、第１のブロックと第２のブロックが結合されたブロック共重合体１００重量部と、光を吸収する元素、前記元素の酸化物、または前記元素の化合物０.０１乃至３０重量部とが含有された溶液をコーティングする段階を含む、吸収型偏光子の製造方法。
【請求項１１】
第１のブロックと第２のブロックとが結合されたブロック共重合体１００重量部と、光を吸収する元素、前記元素の酸化物、または前記元素の化合物を含むナノ粒子０.０１乃至３０重量部とが含有された溶液を押出する段階を含む吸収型偏光子の製造方法。
【請求項１２】
前記コーティング段階または押出段階の後に、電場または磁場を印加して、光を吸収する元素、前記元素の酸化物、または前記元素の化合物を含むナノ粒子を配向する段階をさらに含む、請求項１０または請求項１１に記載の吸収型偏光子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温多湿な環境に長時間露出した場合でも耐久性に優れた吸収型偏光子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
偏光子とは、自然光のような非偏光の光の中から特定の振動方向をもつ直線偏光を取り出す光学素子を意味する。
【０００３】
従来は、高い透過率及び偏光度を共に満たす、ヨウ素で染色されたポリビニルアルコールフィルム系吸収型偏光子が広く使用されてきた。しかし、上記ポリビニルアルコールフィルム系吸収型偏光子は、ヨウ素の昇華性が高く、かつ耐久性が低く、フィルムの延伸方法で製造されるため、工程コストが高い短所がある。
【０００４】
また、画像表示装置の高性能化、大型化及び薄膜化の要求に応じて、偏光子の光学特性も高性能化及び多様化が求められており、このような要件に合致することができる偏光子及びそれを製造する様々な方法が提案されている。
【０００５】
例えば、熱可塑性樹脂に二色性染料を含有して押出する方法が提案された。しかし、これは二色性染料の整列が効果的ではないため、偏光特性が低い短所がある。
【０００６】
また、二色性染料と線状ナノ構造を持つ共重合体を混合した溶液をコーティングして二色性染料を整列する方法が提案された［韓国公開特許２０１０−００９０９２１号］。しかし、コーティングだけでは面内に二色性染料の配向均一性確保が難しいため、偏光特性が低い短所がある。また、上記偏光子は、高温多湿な環境に長時間露出した場合、耐久性が確保されないため、偏光特性を維持することができない短所がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、高温多湿な環境に長時間露出した場合でも耐久性に優れて偏光度及び透過率などの偏光特性を維持することができる吸収型偏光子を提供しようとする。
【０００８】
また、本発明はナノ粒子の面内均一性が確保されて、従来の延伸工程で製造された吸収型偏光子と同等以上の偏光度及び透過率を有する吸収型偏光子の製造方法を提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、特定のブロック共重合体と、光を吸収する元素、前記元素の酸化物、または前記元素の化合物を含むナノ粒子とを混合し、上記ブロック共重合体の自己組織化（ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｙ）を用いると、別途の延伸工程を行わずに偏光特性及び耐久性に優れた吸収型偏光子が得られることが分かった。
【００１０】
よって、本発明の一形態は、光を吸収する元素、前記元素の酸化物、または前記元素の化合物を含むナノ粒子が、第１のブロックと第２のブロックに分けて整列されたブロック共重合体内に選択的に含有されたナノ複合体層を含む吸収型偏光子を提供する。
【００１１】
上記ナノ粒子は、第１のブロックまたは第２のブロックに親和性を有するようにナノ粒子の表面が処理されたものであることができる。
【００１２】
上記ナノ粒子は、平均直径が１乃至１００ｎｍであることができる。
【００１３】
上記光を吸収する元素、前記元素の酸化物、または前記元素の化合物としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃｄ、Ｗ、Ａｌ、Ｐｂ、Ｇａ、Ｓｉ、Ａｓ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、ＣｒＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＰｂＳ、ＦｅＳ２、ＺｎＳ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ及びＣｄＳｅからなる群から選ばれた少なくとも１種であることができる。
【００１４】
上記ナノ粒子は、ブロック共重合体１００重量部に対して０.０１乃至３０重量部範囲で含むことができる。
【００１５】
上記ブロック共重合体としては、ポリ（スチレン−ブロック−メチルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−４−ビニルピリジン）、ポリ（スチレン−ブロック−２−ビニルピリジン）、ポリ（メチルメタクリレート−ブロック−トリフルオロエチルメタクリレート）、ポリ（メタクリレート−ブロック−２−ピラニルオキシエチルメタクリレート）、ポリ（ｎ−ブチルアクリレート−ブロック−ジメチルシラン−コ−ジフェニルシラン）、ポリ（ｔ−ブチルアクリレート−ブロック−４−ビニルピリジン）、ポリ（ｔ−ブチルメタクリレート−ブロック−２−ビニルピリジン）、ポリ（２−エチルヘキシルアクリレート−ブロック−４−ビニルピリジン）、ポリ（２−ヒドロキシルエチルアクリレート−ブロック−ネオペンチルアクリレート）、ポリ（２−ヒドロキシルエチルアクリレート−ブロック−ｎ−ブチルメタクリレート）、ポリ（２−ヒドロキシルエチルメタクリレート−ブロック−ネオペンチルメタクリレート）、ポリ（２−ヒドロキシルエチルメタクリレート−ブロック−ｔ−ブチルメタクリレート）、ポリ（ブタジエン（１，２）−ブロック−ｔ−ブチルアクリレート）、ポリ（ブタジエン（１，４）−ブロック−ｔ−ブチルアクリレート）、ポリ（ブタジエン（１，２）−ブロック−ｉ−ブチルメタクリレート）、ポリ（ブタジエン（１，２）−ブロック−メチルメタクリレート）、ポリ（ブタジエン（１，４）−ブロック−メチルメタクリレート）、ポリ（ブタジエン（１，２）−ブロック−ｓ−ブチルメタクリレート）、ポリ（ブタジエン（１，２）−ブロック−ｔ−ブチルメタクリレート）、ポリ（ブタジエン（１，４）−ブロック−ジメチルシラン）、ポリ（ブタジエン（１，４）−ブロック−ε−カプロラクトン）、ポリ（ブタジエン（１，２）−ブロック−ラクチド）、ポリ（ブタジエン（１，４）−ブロック−ラクチド）、ポリ（ブタジエン（１，４）−ブロック−４−ビニルピリジン）、ポリ（イソプロペン（１，２）−ブロック−４−ビニルピリジン）、ポリ（イソプロペン（１，４）−ブロック−４−ビニルピリジン）、ポリ（イソプロペン（１，４）−ブロック−２−ビニルピリジン）、ポリ（イソプロペン（１，４）−ブロック−メチルメタクリレート（シンジオタクチック））、ポリ（イソブチレン−ブロック−ジメチルシラン）、ポリ（イソブチレン−ブロック−メチルメタクリレート）、ポリ（イソブチレン−ブロック−ｔ−ブチルメタクリレート）、ポリ（イソプロペン−ブロック−ε−カプロラクトン）、ポリ（イソプロ−ブロック−４−ビニルピリジン）、ポリ（スチレン−ブロック−４−ビピリジルメチルアクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−シクロヘキシルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−ディスパースレッド１−アクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−エチルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−ラクチド）、ポリ（スチレン−ブロック−メチルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−ｎ−ブチルアクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−ｎ−ブチルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−ｎ−プロピルメタクリレート��、ポリ（スチレン−ブロック−ナイロン６）、ポリ（スチレン−ブロック−ｔ−ブチルアクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−ｔ−ブチルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−ε−カプロラクトン）、ポリ（スチレン−ブロック−２−コレステリルオキシカルボニルオキシエチルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−２−ヒドロキシエチルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−２−ヒドロキシプロピルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−２−ビニルピリジン）、ポリ（スチレン−ブロック−４−ヒドロキシルスチレン）、ポリ（スチレン−ブロック−４−メトキシスチレン）、ポリ（スチレン−ブロック−４−ビニルピリジン）、ポリ（α−メチルスチレン−ブロック−４−ビニルピリジン）、ポリ（４−アミノメチルスチレン−ブロック−スチレン）、ポリ（４−メトキシスチレン−ブロック−エチルメタクリレート）、ポリ（４−メトキシスチレン−ブロック−ｔ−ブチルアクリレート）、ポリ（ｐ−クロロメチルスチレン−ブロック−ｔ−ブチルアクリレート）、ポリ（２−ビニルナフタレン−ブロック−メチルメタクリレート）、ポリ（２−ビニルナフタレン−ブロック−ｎ−ブチルアクリレート）、ポリ（２−ビニルナフタレン−ブロック−ｔ−ブチルアクリレート）、ポリ（２−ビニルピリジン−ブロック−メチルメタクリレート）、ポリ（４−ビニルピリジン−ブロック−メチルメタクリレート）、ポリ（２−ビニルピリジン−ブロック−ｔ−ブチルメタクリレート）、ポリ（２−ビニルピリジン−ブロック−メチルアクリル酸）、ポリ（２−ビニルピリジン−ブロック−ε−カプロラクトン）、ポリ（２−ビニルピリジン−ブロック−ジメチルシロキサン）、ポリ（ジメチルシロキサン−ブロック−ｎ−ブチルアクリレート）、ポリ（ジメチルシロキサン−ブロック−ｔ−ブチルアクリレート）、ポリ（ジメチルシロキサン−ブロック−ヒドロキシエチルアクリレート）、ポリ（ジメチルシロキサン−ブロック−メチルメタクリレート）、ポリ（ジメチルシロキサン−ブロック−ｔ−ブチルメタクリレート）、ポリ（ジメチルシロキサン−ブロック−１−エトキシエチルメタクリレート）、ポリ（ジメチルシロキサン−ブロック−６−（４'−シアノビフェニル−４−イルオキシ）ヘキシルメタクリレート）、ポリ（ジメチルシロキサン−ブロック−ε−カプロラクトン）、ポリ（ジメチルシロキサン−ブロック−ラクチド）、ポリ（２−ビニルピリジン−ブロック−無水アジピン酸）、ポリ（エチレン−ブロック−メチルメタクリレート） 及びポリ（エチレン−ブロック−４−ビニルピリジン）からなる群から選ばれた少なくとも１種であることができる。
【００１６】
上記ナノ複合体層は、光を吸収する元素、前記元素の酸化物、または前記元素の化合物を含むナノ粒子が含有されたブロックの単一径が５乃至２００ｎｍのシリンダー、またはラメラ構造であることができる。
【００１７】
また、本発明の他の形態は、上記吸収型偏光子を含む偏光板を提供する。
【００１８】
さらに、本発明の他の形態は、上記偏光板を含む表示装置を提供する。
【００１９】
また、本発明の他の形態は、基材フィルム上に、第１のブロックと第２のブロックが結合されたブロック共重合体１００重量部と、光を吸収する元素、前記元素の酸化物、または前記元素の化合物０.０１乃至３０重量部とが含有された溶液をコーティングする段階を含む、吸収型偏光子の製造方法を提供する。
【００２０】
さらに、本発明の他の形態は、第１のブロックと第２のブロックとが結合されたブロック共重合体１００重量部と、光を吸収する元素、前記元素の酸化物、または前記元素の化合物を含むナノ粒子０.０１乃至３０重量部とが含有された溶液を押出する段階を含む吸収型偏光子の製造方法を提供する。
【００２１】
上記コーティング段階または押出段階の後に、電場または磁場を印加して、光を吸収する元素、前記元素の酸化物、または前記元素の化合物を含むナノ粒子を配向する段階をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、高温多湿な環境に長時間露出した場合でも耐久性に優れて、偏光度及び透過率などの偏光特性を維持することができる吸収型偏光子を提供することができる。
【００２３】
また、本発明は、吸収型偏光子またはこれを含む画像表示装置が、熱帯地方、海に隣接する地域、赤道近傍など、高温多湿な地域を通って運ばれるか、そのような地域で使われる場合に有用に活用できる。
【００２４】
さらに、本発明は、ナノ金属粒子の面内均一性が確保されて、従来の延伸工程で製造された吸収型偏光子と同等以上の偏光度及び透過率を示すことができる。
【００２５】
また、本発明は、大面積の吸収型偏光子を低費用で容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明により製造された一例の吸収型偏光子表面のＴＥＭ写真である。
【図２】本発明により製造された一例の吸収型偏光子の構造を簡単に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明は、高温多湿な環境に長時間露出した場合でも耐久性に優れ、偏光度及び透過率に優れた吸収型偏光子及びその製造方法に関する。
【００２８】
以下、本発明を詳しく説明する。
【００２９】
本発明の吸収型偏光子は、光を吸収する元素、前記元素の酸化物、または前記元素の化合物を含むナノ粒子が、第１のブロックと第２のブロックに分けて整列されたブロック共重合体内に選択的に含有されたナノ複合体層を含む。
【００３０】
本発明のブロック共重合体は、第１のブロックと第２のブロックが結合されて線状構造を形成し、ナノ粒子がブロック共重合体の第１のブロックまたは第２のブロックの線状構造上に選択的に位置する。
【００３１】
上記ブロック共重合体は、自己組織化により相分離されて、第１のブロックと第２のブロックに分けて整列され、第１のブロックまたは第２のブロックに位置したナノ粒子も共に整列される。
【００３２】
上記ブロック共重合体としては、ポリ（スチレン−ブロック−メチルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−４−ビニルピリジン）、ポリ（スチレン−ブロック−２−ビニルピリジン）、ポリ（メチルメタクリレート−ブロック−トリフルオロエチルメタクリレート）、ポリ（メタクリレート−ブロック−２−ピラニルオキシエチルメタクリレート）、ポリ（ｎ−ブチルアクリレート−ブロック−ジメチルシラン−コ−ジフェニルシラン）、ポリ（ｔ−ブチルアクリレート−ブロック−４−ビニルピリジン）、ポリ（ｔ−ブチルメタクリレート−ブロック−２−ビニルピリジン）、ポリ（２−エチルヘキシルアクリレート−ブロック−４−ビニルピリジン）、ポリ（２−ヒドロキシルエチルアクリレート−ブロック−ネオペンチルアクリレート）、ポリ（２−ヒドロキシルエチルアクリレート−ブロック−ｎ−ブチルメタクリレート）、ポリ（２−ヒドロキシルエチルメタクリレート−ブロック−ネオペンチルメタクリレート）、ポリ（２−ヒドロキシルエチルメタクリレート−ブロック−ｔ−ブチルメタクリレート）、ポリ（ブタジエン（１，２）−ブロック−ｔ−ブチルアクリレート）、ポリ（ブタジエン（１，４）−ブロック−ｔ−ブチルアクリレート）、ポリ（ブタジエン（１，２）−ブロック−ｉ−ブチルメタクリレート）、ポリ（ブタジエン（１，２）−ブロック−メチルメタクリレート）、ポリ（ブタジエン（１，４）−ブロック−メチルメタクリレート）、ポリ（ブタジエン（１，２）−ブロック−ｓ−ブチルメタクリレート）、ポリ（ブタジエン（１，２）−ブロック−ｔ−ブチルメタクリレート）、ポリ（ブタジエン（１，４）−ブロック−ジメチルシラン）、ポリ（ブタジエン（１，４）−ブロック−ε−カプロラクトン）、ポリ（ブタジエン（１，２）−ブロック−ラクチド）、ポリ（ブタジエン（１，４）−ブロック−ラクチド）、ポリ（ブタジエン（１，４）−ブロック−４−ビニルピリジン）、ポリ（イソプロペン（１，２）−ブロック−４−ビニルピリジン）、ポリ（イソプロペン（１，４）−ブロック−４−ビニルピリジン）、ポリ（イソプロペン（１，４）−ブロック−２−ビニルピリジン）、ポリ（イソプロペン（１，４）−ブロック−メチルメタクリレート（シンジオタクチック））、ポリ（イソブチレン−ブロック−ジメチルシラン）、ポリ（イソブチレン−ブロック−メチルメタクリレート）、ポリ（イソブチレン−ブロック−ｔ−ブチルメタクリレート）、ポリ（イソプロペン−ブロック−ε−カプロラクトン）、ポリ（イソプロ−ブロック−４−ビニルピリジン）、ポリ（スチレン−ブロック−４−ビピリジルメチルアクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−シクロヘキシルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−ディスパースレッド１−アクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−エチルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−ラクチド）、ポリ（スチレン−ブロック−メチルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−ｎ−ブチルアクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−ｎ−ブチルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−ｎ−プロピルメタクリレート��、ポリ（スチレン−ブロック−ナイロン６）、ポリ（スチレン−ブロック−ｔ−ブチルアクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−ｔ−ブチルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−ε−カプロラクトン）、ポリ（スチレン−ブロック−２−コレステリルオキシカルボニルオキシエチルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−２−ヒドロキシエチルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−２−ヒドロキシプロピルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ブロック−２−ビニルピリジン）、ポリ（スチレン−ブロック−４−ヒドロキシルスチレン）、ポリ（スチレン−ブロック−４−メトキシスチレン）、ポリ（スチレン−ブロック−４−ビニルピリジン）、ポリ（α−メチルスチレン−ブロック−４−ビニルピリジン）、ポリ（４−アミノメチルスチレン−ブロック−スチレン）、ポリ（４−メトキシスチレン−ブロック−エチルメタクリレート）、ポリ（４−メトキシスチレン−ブロック−ｔ−ブチルアクリレート）、ポリ（ｐ−クロロメチルスチレン−ブロック−ｔ−ブチルアクリレート）、ポリ（２−ビニルナフタレン−ブロック−メチルメタクリレート）、ポリ（２−ビニルナフタレン−ブロック−ｎ−ブチルアクリレート）、ポリ（２−ビニルナフタレン−ブロック−ｔ−ブチルアクリレート）、ポリ（２−ビニルピリジン−ブロック−メチルメタクリレート）、ポリ（４−ビニルピリジン−ブロック−メチルメタクリレート）、ポリ（２−ビニルピリジン−ブロック−ｔ−ブチルメタクリレート）、ポリ（２−ビニルピリジン−ブロック−メチルアクリル酸）、ポリ（２−ビニルピリジン−ブロック−ε−カプロラクトン）、ポリ（２−ビニルピリジン−ブロック−ジメチルシロキサン）、ポリ（ジメチルシロキサン−ブロック−ｎ−ブチルアクリレート）、ポリ（ジメチルシロキサン−ブロック−ｔ−ブチルアクリレート）、ポリ（ジメチルシロキサン−ブロック−ヒドロキシエチルアクリレート）、ポリ（ジメチルシロキサン−ブロック−メチルメタクリレート）、ポリ（ジメチルシロキサン−ブロック−ｔ−ブチルメタクリレート）、ポリ（ジメチルシロキサン−ブロック−１−エトキシエチルメタクリレート）、ポリ（ジメチルシロキサン−ブロック−６−（４'−シアノビフェニル−４−イルオキシ）ヘキシルメタクリレート）、ポリ（ジメチルシロキサン−ブロック−ε−カプロラクトン）、ポリ（ジメチルシロキサン−ブロック−ラクチド）、ポリ（２−ビニルピリジン−ブロック−無水アジピン酸）、ポリ（エチレン−ブロック−メチルメタクリレート） 及びポリ（エチレン−ブロック−４−ビニルピリジン）からなる群から選ばれた少なくとも１種を使用することができる。
【００３３】
本発明において、第１のブロック及び第２のブロックのそれぞれは、同一の高分子の繰り返し単位からなるブロックだけではなく、似た特性を持つ高分子の繰り返し単位からなるブロックを含む。すなわち、本発明のブロック共重合体は、二重、三重及び／または多重ブロック共重合体を含むことができ、これらが特定の特性により二つに分けられて整列されることができるものであれば、特に限定しない。
【００３４】
例えば、第１のブロックと第２のブロックは、それぞれ相対的に親水性ブロックと疎水性ブロックに特性を分けて整列することができ、ナノ粒子は親水性ブロックまたは疎水性ブロックに位置することができる。
【００３５】
光を吸収する元素、前記元素の酸化物、または前記元素の化合物を含むナノ粒子は、光を吸収することができるものであれば特に限定しないが、具体的に、上記光を吸収する元素、前記元素の酸化物、または前記元素の化合物としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃｄ、Ｗ、Ａｌ、Ｐｂ、Ｇａ、Ｓｉ、Ａｓ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、ＣｒＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＰｂＳ、ＦｅＳ２、ＺｎＳ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ及びＣｄＳｅからなる群から選ばれた少なくとも１種が使用されることができる。
【００３６】
また、ナノ粒子は、第１のブロックまたは第２のブロックに親和性を有するようにナノ粒子の表面を処理する。ナノ粒子の表面処理方法は、当分野において公知されており、当業者が容易に実施することができるので、詳細な説明は略する。一例として、ナノ粒子の表面が疎水性または親水性官能基を持つように改質する方法が使われることができる。
【００３７】
上記ナノ粒子は、平均直径が１乃至１００ｎｍのものを使用し、平均直径が１ｎｍ未満であれば光を十分に吸収することができないため、偏光を形成することができず、１００ｎｍを超過すればブロック共重合体が形成するブロック内で選択的に分散することが難しくなる短所がある。
【００３８】
このようなナノ粒子は、ブロック共重合体１００重量部に対して０.０１乃至３０重量部範囲で含む。含量が０.０１重量部未満であれば光吸収率が十分ではなく、３０重量部超過であればフィルムが不透明になって光を十分に透過させることができない問題が発生する。
【００３９】
上記ブロック共重合体とナノ粒子が含有されたナノ複合体層は、２種の高分子ブロックの構成比（重量比）の適宜調節により多様なナノ構造、例えば、球（ｓｐｈｅｒｅｓ）、シリンダー（ｃｙｌｉｎｄｅｒｓ）、ジャイロイド（ｇｙｒｏｉｄ）及びラメラ（ｌａｍｅｌｌａｅ）形態の構造が形成される。一例として、ラメラ構造は、２種の高分子ブロックの構成比（重量比）が５０:５０である。
【００４０】
本発明のナノ複合体層は、厚さ方向の光吸収効率及び均一性の側面を考えるとシリンダー構造が望ましい。シリンダー構造は光を吸収する元素、前記元素の酸化物、または前記元素の化合物のナノ粒子が含有されたブロックの単一径が５乃至２００ｎｍであるものが望ましい。
【００４１】
また、上記ラメラ構造の第１のブロックと第２のブロックの厚さ及び高さなどは各ブロック成分の分子量により制御されることができる。
【００４２】
本発明による吸収型偏光子は、基材フィルム上に、第１のブロックと第２のブロックが結合されたブロック共重合体と、光を吸収する元素、前記元素の酸化物、または前記元素の化合物を含むナノ粒子が含有された溶液をコーティングする段階を含んで製造される。このとき、コーティングにより溶液は剪断流れが生じて、各ブロックは溶液の流れ方向または上記溶液の流れ方向に対して直角方向に配列することになる。上記第１のブロックと第２のブロックのうちいずれか一つのブロックに選択的にナノ粒子が共に配列されて、異方性の光吸収特性を有することになる。
【００４３】
コーティングは通常の方法により行い、好ましくはスピンコーティング、バーコーティング、コンマコーティング、スロットダイコーティング及びスクリーンプリンティングなどの方法を使用することができる。上記コーティングにより形成されたコーティング層の厚さは、目的とする偏光子の偏光度及び／または透過率に応じて適宜調節することができ、好ましくは２０乃至１０,０００ｎｍであるものがよい。
【００４４】
また、本発明のブロック共重合体は、コーティング後の熱処理を通じても、自己組織化により多様な構造を形成することができるので、コーティング後、必要時に熱処理過程を行う。
【００４５】
ブロック共重合体の自己組織化のための熱処理条件は、ブロック共重合体に流動性を持たせるガラス遷移温度以上で、かつブロック共重合体が熱分解されない温度以下の範囲に設定する。一例として、ポリ（スチレン−ｂ−メチルメタクリレート）は、１００℃以上で自己組織化は可能であるが、低温では自己組織化を完成するために長時間がかかることになる。したがって、酸素を排除した約２５０℃の高真空雰囲気で熱処理ができ、この場合、分子の流動流れが円滑であるため、短い時間に規則的な自己組織化を完成することができる。
【００４６】
また、本発明による吸収型偏光子は、第１のブロックと第２のブロックとが結合されたブロック共重合体と、光を吸収する元素、前記元素の酸化物、または前記元素の化合物を含むナノ粒子が含有された溶融体を押出する段階を含んで製造される。このとき、押出により流れが生じてナノ粒子が配列される。
【００４７】
押出は通常の方法により行い、好ましくは単軸押出機（Ｓｉｎｇｌｅ Ｓｃｒｅｗ Ｅｘｔｒｕｄｅｒ）、２軸押出機（Ｔｗｉｎ Ｓｃｒｅｗ Ｅｘｔｒｕｄｅｒ）、カレンダリング及び上記方法が複合化された方法などが使用されることができる。
【００４８】
上記押出時の温度は上記コーティング時の熱処理条件と同様に行う。
【００４９】
また、本発明は上記コーティング段階または押出段階後に、電場または磁場を印加して光を吸収する元素、前記元素の酸化物、または前記元素の化合物を含むナノ粒子を配向する段階をさらに含むことができる。
【００５０】
電場または磁場の印加は、ナノ粒子の分極性及び磁性を形成してナノ粒子の配向性及び配列の均一性などを向上させることができる。
【００５１】
上記電場または磁場の印加条件は、適用されるナノ粒子の種類により適宜調節することができる。一例として、Ｆｅ２Ｏ３は外部磁場が形成されている環境でコーティングまたは押出工程を行うことが好ましい。
【００５２】
本発明は、上記吸収型偏光子を含む偏光板及び表示装置を形成することができる。上記偏光板及び表示装置は、当分野において一般的に使用される構成であって、特に限定しない。
【００５３】
以下に、本発明の理解のために望ましい実施例を提示するが、下記の実施例は本発明を例示するものに過ぎず、本発明の範疇及び技術思想の範囲内で多様な変更及び修正が可能であることは当業者にとって明白であり、そのような変形及び修正は、当然、本発明の特許請求の範囲に属するものである。
【００５４】
実施例１
各分子量が５２,０００ｋｇ／ｍｏｌであるポリスチレン第１のブロックとポリメチルメタクリレート第２のブロックとを含み、第１のブロックと第２のブロックの混合比が２５:７５モル比であるブロック共重合体（ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡ）１００重量部と、平均直径が１０ｎｍであり、ポリスチレン第１のブロックに親和性を有するように表面にハイドロカーボン官能基が形成された Ｆｅ２Ｏ３ナノ粒子１重量部、及びトルエン９０重量部が混合された溶液を製造した。
【００５５】
透明基材フィルム（富士フィルム株式会社、ＴＤ６０ＵＬ）の一面に上記溶液をスピンコーティングして、１５０℃の高真空雰囲気で４８時間熱処理してＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡの自己組織化を誘導することにより、シリンダー構造の第１のブロックと第２のブロックに分けて整列された吸収型偏光子を製造した（図２）。
【００５６】
図１は、製造された吸収型偏光子のＴＥＭ写真を示したものであって、銅金属ナノ粒子が整列されていることを確認することができる。
【００５７】
実施例２
上記実施例１と同様に実施するが、熱処理後１５０℃の高真空雰囲気で２００ｋＡ／ｍの磁場を印加して吸収型偏光子を製造した。
【００５８】
実施例３
上記実施例１と同様に実施するが、上記ブロック共重合体（ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡ）とＦｅ２Ｏ３ナノ粒子が混合された樹脂を１５０℃の条件で押出して吸収型偏光子を製造した。
【００５９】
実施例４
上記実施例３と同様に実施するが、押出後２００ｋＡ／ｍの磁場を印加して吸収型偏光子を製造した。
【００６０】
比較例１
厚さ７５μｍのポリビニルアルコールフィルムを５倍の総延伸倍率で延伸し、ヨウ素を吸着して偏光性能を付与した後、乾燥することにより、ヨウ素が吸着配向された吸収型偏光子を製造した。
【００６１】
比較例２
上記実施例１と同様に実施するが、ナノ粒子の代りに二色性染料を使って吸収型偏光子を製造した。
【００６２】
実験例
上記実施例及び比較例で製造された偏光子の物性を下記の方法で測定し、その結果を下表１に示した。
【００６３】
１．偏光度及び透過率
製造された偏光子を４ｃｍ×４ｃｍの大きさで切った後、紫外可視分光光度計（Ｖ−７１００、ＪＡＳＣＯ社製造）を用いて測定した。偏光度は下記数学式１として定義される。
【００６４】
＜数学式１＞
偏光度（Ｐ）＝［（Ｔ１−Ｔ２）／（Ｔ１＋Ｔ２）］１／２
【００６５】
（式中、Ｔ１は一対の偏光子を吸収軸が平行になる状態に配置したとき得られる平行透過率であり、Ｔ２は一対の偏光子を吸収軸が直交する状態に配置したとき得られる直交透過率である。）
また、上記偏光子を７０℃、相対湿度９５％ＲＨの高温多湿な条件に放置した後、上記と同様な条件で偏光度及び透過率を測定した。
【００６６】
２．偏光度の標準偏差（ナノ粒子の面内均一性確認）
製造された偏光子内にランダムで１５ポイントを４ｃｍ×４ｃｍの大きさでサンプリングして、偏光度を測定し、その結果値の分散度を標準偏差として計算した。
【００６７】
【表１】
2015512064.tif 000003
【００６８】
上記の表１のように、本発明による実施例１乃至４の吸収型偏光子は耐久性に優れ、偏光度及び透過率などの偏光特性の維持が可能であり、従来と同等以上に偏光度の面内偏差が維持されることからみて、ナノ粒子の面内均一性が確保されることを確認することができた。
【図１】
2015512064.tif 000004
【図２】
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【国際調査報告】
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