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표제지

국문요약

목차

I. 서론 13

II. 실험 22

1. 재료 및 시약 22

2. 실험 방법 22

2.1. 기상 요오드 흡착 22

2.2. 용액 중 요오드 흡착 24

2.3. 분석 24

III. 결과 및 고찰 29

1. 연신비에 따른 PVA필름 구조 29

1.1. 연신비에 따른 WAXD 29

1.2. 연신비에 따른 복굴절률 33

1.3. 연신비에 따른 열적 특성 33

2. 요오드 기상흡착거동 37

3. 연신비 및 요오드 흡착 방법에 따른 편광필름 내부의 요오드 형태 47

4. 필름 연신비 및 요오드 흡착 방법에 따른 편광필름의 광학적 특성 54

4.1. 연신비 및 요오드 흡착 방법에 따른 편광필름의 투과율 54

4.2. 연신비 및 요오드 흡착 방법에 따른 편광필름의 편광도 56

IV. 결론 59

참고문헌 60

Abstract 63

List of Tables

Table 1. Effect of draw ratio of pure PVA film on crystallite size, interplaner spacing and degree of crystallinity 32

Table 2. Melting temperature (Tm) and heat of fusion (ΔH) of pure PVA film drawn to different draw ratios(이미지참조) 36

List of Figures

Figure 1. Components of a typical liquid crystal display. 14

Figure 2. Principle of liquid crystal display. 15

Figure 3. Multilayer structure of polarizer. 16

Figure 4. Helix model of poly(vinyl alcohol)-iodine complex. 18

Figure 5. Aggregate models of poly(vinyl alcohol)-iodine complex. 19

Figure 6. Schematic diagram of iodine vapor adsorption chamber. 23

Figure 7. The X-ray diffraction photographs of pure PVA film drawn to different draw ratios 31

Figure 8. Azimuthal scan of (110) (110) plane of pure PVA films drawn to different draw ratios. 34

Figure 9. Changes in the orientation index of pure PVA films drawn to different draw ratios. 34

Figure 10. Changes in the birefringence of pure PVA films drawn to different draw ratios. 35

Figure 11. The DSC thermograms of pure PVA films drawn to different draw ratios. 36

Figure 12. Comparison of the gravimetric and spectroscopic method of determining the iodine content of PVA films. 38

Figure 13. Effect of temperature on the iodine content of a pre-drawn PVA film (D.R.＝2) on adsorption of iodine vapor for 25 minutes. 39

Figure 14. Iodine vapor adsorption behavior of original PVA film at 100℃. 39

Figure 15. Cross section micrograph of PVA film after adsorbing iodine vapor at 100℃ for 20 minutes, exhibiting the uniform distribution of iodine across the cross section. 41

Figure 16. Effect of pre-drawing on the iodine vapor adsorption behavior of PVA film at 100℃. 42

Figure 17. Effect of birefringence on the iodine vapor adsorption behavior of PVA film at 100℃ for minutes. 42

Figure 18. Changes in the surface area of pure PVA films drawn to different draw ratios. 43

Figure 19. UV-visible spectra of PVA films after adsorbing iodine vapor for 30 minutes at 100℃. 43

Figure 20. Structure of triiodides (I3-).(이미지참조) 44

Figure 21. Iodine adsorption behavior of original and pre-drawn PVA films in I₂/KI solution at 30℃. 46

Figure 22. A typical UV-visible spectrum of a PVA film after vapor phase iodine adsorption and drawing in boric acid solution. 49

Figure 23. UV-visible spectra of original and pre-drawn PVA films after vapor phase iodine adsorption and drawing in boric acid solution to different draw ratios. Pre-draw ratio in air 50

Figure 24. Effect of pre-drawing in air before vapor phase iodine adsorption and the drawing in boric acid solution after adsorption on the absorbance ratio (A462/A594) of the polarizing film.(이미지참조) 51

Figure 25. UV-visible spectra of original and pre-drawn polarizing films after iodine adsorption in I₂/KI solution and drawing in boric acid solution to different draw ratios. Pre-draw ratio in water 52

Figure 26. Effect of pre-drawing in water before iodine adsorption in I₂/KI solution and the drawing in boric acid solution after adsorption on the absorbance ratio (A462/A594) of polarizing films.(이미지참조) 53

Figure 27. Effect of total draw ratio on single transmittance of polarizing film prepared from original and pre-drawn PVA films by vapor phase iodine adsorption. 55

Figure 28. Effect of total draw ratio on single transmittance of polarizing film prepared from original and pre-drawn PVA films by iodine adsorption in I₂/KI solution. 55

Figure 29. Effect of draw ratio in boric acid solution on the degree of polarization of polarizing films prepared from original and pre-drawn PVA films by vapor phase iodine adsorption. 57

Figure 30. Effect of total draw ratio on the degree of polarization of polarizing film prepared from original and pre-drawn PVA films by vapor phase iodine adsorption. 58

Figure 31. Effect of total draw ratio on the degree of polarization of polarizing film prepared from original and pre-drawn PVA films by iodine adsorption in I₂/KI solution. 58

초록보기

 편광필름은 일반적으로 Poly(vinyl alcohol) (PVA)필름에 요오드를 흡착시켜 제조한다. 현재 생산되고 있는 편광필름은 I₂/KI 용액을 이용하여 요오드를 PVA필름에 흡착시킨 후 편광특성을 부여시켜 사용되어 왔다. 그러나 I₂/KI 용액을 사용하는 공정에서는 I₂/KI 용액을 만드는 과정에서 과량의 KI가 요구되고, 실시간으로 I₂/KI 용액의 농도를 일정하게 유지하는데 어려움이 있다. I₂/KI 용액을 사용하지 않고 요오드 기체를 사용해서 편광필름을 만들게 되면, KI를 사용하지 않고, 요오드 사용량을 줄이며, 요오드 흡착을 컨트롤 할 수 있으므로 경제적으로 유리해질 수 있을 것으로 생각된다. 따라서 본 연구에서는 I₂/KI 용액을 사용하지 않고 요오드의 승화성을 이용하여 편광필름을 만들 수 있는 가능성에 대해 알아보았다. 그 가능성을 알아보기 위해 먼저 PVA 필름에 요오드 기체가 흡착이 가능한지 확인하고, 연신비에 따른 PVA필름 구조를 알아봄으로써 배향도가 요오드 흡착거동에 미치는지 영향을 알아보았다. 또한 PVA필름의 연신비에 따른 필름 내부의 요오드 형태와 편광필름의 광학적 특성을 알아보고, 요오드 용액을 사용하여 만든 편광필름과 비교 해 봄으로서 요오드 기체를 이용한 편광필름의 제조 가능성을 알아보았다.

WAXD와 편광현미경 분석을 통해 연신비에 따른 PVA필름의 구조를 확인한 결과, 결정의 크기나 결정면간 거리는 큰 변화가 없었지만, 결정화도와 배향도는 연신비가 증가할수록 증가하는 것을 확인하였다. 편광필름에 요구되는 요오드 흡착량은 약 2~4 wt%로 100℃에서 20분 기상흡착시켜 얻을 수 있었으며, 필름의 연신비가 증가할수록 요오드 흡착량이 증가하는 경향을 보였다. UV-visble spectrum 분석을 통해 편광필름 내부 요오드의 형태와 편광필름의 광학적 특성을 확인한 결과, 요오드 기상흡착 후 붕산용액에서 연신시킨 필름에서 PVA-iodine complex의 형태에 기인한 피크가 나타났고, 필름의 연신비가 증가함에 따라 I3- 형태는 증가하는 경향을 보이는 반면, I5- 형태는 감소하는 경향을 보였다. 편광필름의 광학적 특성 중 투과율은 필름의 연신비에 따라 30~50%인 것으로 나타났고, 편광도는 3배 이상의 총연신비에서 99% 이상의 편광도가 나타났다. 따라서 공정조건을 적절히 조절한다면 충분히 LCD용 편광필름을 제조할 수 있는 가능성이 있다.

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