KR101521961B1 - 액정필름 조성물, 이를 포함하는 보안 스크린 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정필름 조성물 및 이를 포함하는 보안 스크린에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전압의 인가 유무에 따라 광산란성의 변화에 의해 시야각이 변하는 보안 스크린, 이에 포함되는 액정 필름 조성물 및 상기 보안 스크린 제조방법에 관한 것이다.

Description

액정필름 조성물, 이를 포함하는 보안 스크린 및 그 제조방법{Composition of liquid crystal, security screen comprising the same, and manufacturing method thereof}
본 발명은 액정필름 조성물 및 이를 포함하는 보안 스크린에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전압의 인가 유무에 따라 광산란성의 변화에 의해 시야각이 변하는 보안 스크린, 이에 포함되는 액정 필름 조성물 및 상기 보안 스크린 제조방법에 관한 것이다.
최근 정보화 사회가 도래함에 따라, 다양한 정보를 사용자에게 제공하는 전달매체로서 영상표시장치의 중요성이 날로 강조되고 있는 추세에 있다. 그 중에서 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 소형화 및 경량화 되면서 성능이 더욱 향상된 액정 표시(liquid crystal display, LCD) 패널을 구비한 표시 장치가 대표적인 표시 장치로 자리 잡고 있다.
액정 표시 패널을 구비한 표시 장치는 소형화, 경량화 및 저전력 소비화 등의 이점을 가지고 있어서 기존의 브라운관(cathode ray tube, CRT)의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로서 점차 주목 받아왔다. 현재는 표시 장치를 필요로 하는 핸드폰, PDA(personal digital assistant), 및 PMP(portable multimedia player) 등과 같은 소형 제품뿐만 아니라 중대형 제품인 모니터 및 TV 등에도 장착되어 사용되는 등 표시 장치가 필요한 거의 모든 정보 처리 기기에 장착되어 사용되고 있다.
또한, 최근 노트북 PC, PDA, 화상전화, 태블릿 PC 등과 같이 휴대용 디스플레이의 증가에 따라, 개인의 사생활의 보호가 주요한 이슈로 등장하고 있다. 즉, 광시야각에 따라 패널에 표시되는 정보가 주변에 있는 제3자에게 노출될 가능성이 있어서 이에 대한 보호장치가 요구된다. 이에 따라, 광시야각 이외에 사용자의 필요에 따라 협시야각을 구현해야 할 필요성이 제기되고 있다.
하지만, 종래 협시야각을 구현하는 방법은 필름 형태의 보호기를 사용자의 스크린에 부착하는 것이다. 그러나 종래 기술은 협시야각에서 원래의 광시야각으로 변화시키기 위해서는 상기 필름 형태의 보호기를 탈착해야하는 문제점이 있었다. 더불어, 상기 탈착을 여러 번 반복할 경우, 상기 필름 형태의 보호기와 스크린의 부착면에 이물질이 부착되어 상기 보호기를 재사용하기 힘든 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 협시야각에서 원래의 광시야각으로 손쉽게 변화시킬 수 있으며, 종래 필름 형태의 보호기와 같은 탈부착이 필요없이 반영구적으로 사용 가능한 보안 스크린을 제공하려는데 목적이 있다.
본 발명은 자외선 경화성 고분자; 및 액정(liquid crystal); 을 포함하고, 상기 자외선 경화성 고분자 100 중량부에 대하여 100 ~ 400 중량부의 액정을 포함하는 액정필름 조성물을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 자외선 경화성 고분자는 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate), 폴리에스터 아크릴레이트(Polyester acrylate), 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-ethylhexyl acrylate), 1,6-핵산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate), 트리-메티롤프로판 트리-아크릴레이트(tri-methylolpropane tri-acrylate), 디페닐 (2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드(diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl)phoshpine oxide) 및 2-하이드록시-2-메틸프로피온페논(2-hydroxy-2-methylpropiophenone)으로 이루어진 군 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 액정은 네마틱 액정일 수 있다.
또한, 본 발명은 제1 투명전극; 상기 제1 투명전극의 일면에 적층된 액정필름; 및 상기 제1 투명전극이 적층된 액정필름의 타면에 적층된 제2 투명전극; 을 포함하고, 상기 액정필름은 자외선 경화성 고분자 및 액정(liquid crystal)을 포함하는 보안 스크린을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 제1 투명전극과 제2 투명전극 사이에 복수 개의 자외선 경화성 고분자 격막을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 복수 개의 자외선 경화성 고분자 격막 간의 평균 거리는 20 ~ 100 ㎛이고, 상기 복수 개의 자외선 경화성 고분자 격막 각각의 평균 두께는 10 ~ 50 ㎛일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 자외선 경화성 고분자는 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate), 폴리에스터 아크릴레이트(Polyester acrylate), 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-ethylhexyl acrylate), 1,6-핵산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate), 트리-메티롤프로판 트리-아크릴레이트(tri-methylolpropane tri-acrylate), 디페닐 (2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드(diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl)phoshpine oxide) 및 2-하이드록시-2-메틸프로피온페논(2-hydroxy-2-methylpropiophenone)으로 이루어진 군 중 2종 이상이 공중합된 것일 수 있다.
나아가, 본 발명은 자외선 경화성 고분자 및 액정(liquid crystal)을 혼합하여 액정필름 조성물을 제조하는 단계; 제1 투명전극과 제2 투명전극을 10 ~ 50 ㎛ 간격을 갖도록 합착하는 단계; 상기 액정 필름 조성물을 제1 투명전극과 제2 투명전극 사이에 주입하는 단계; 및 액정 필름 조성물을 주입한 투명전극에 자외선을 조사 및 공중합하여 액정필름 형태를 제조하는 단계; 를 포함하는 보안 스크린 제조방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 제1 투명전극과 제2 투명전극을 합착하는 단계는, 제1 투명전극의 일면에 자외선 경화성 고분자를 적층하는 단계; 패턴 평균 거리가 20 ~ 100 ㎛가 되도록 상기 자외선 경화성 고분자의 표면에 패턴을 형성하는 단계; 및 패턴이 형성된 자외선 경화성 고분자의 일면에 제2 투명전극을 적층하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 자외선 파장은 300 ~ 400 ㎚일 수 있다.
본 발명의 보안 스크린은 협시야각에서 원래의 광시야각으로 손쉽게 변화시킬 수 있으며, 종래 필름 형태의 보호기와 같은 탈부착이 필요없이 반영구적으로 사용 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 보안 스크린의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 자외선 경화성 고분자 격막을 포함하는 보안 스크린의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 보안 스크린의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 실시예 3에서 자외선 경화성 고분자 격막을 포함하는 보안 스크린 제조 흐름도이다.
도 5는 실험예 1에서 측정한 디스플레이 장치 1의 전압 인가 유무에 따른 휘도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6은 실험예 1에서 측정한 디스플레이 장치 2의 전압 인가 유무에 따른 휘도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 7은 실험예 1에서 측정한 디스플레이 장치 2의 전압 인가 유무에 따른 광투과율의 변화를 나타낸 결과이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이, 최근 노트북 PC, PDA, 화상전화, 태블릿 PC 등과 같이 휴대용 디스플레이의 증가에 따라, 개인의 사생활의 보호가 주요한 이슈로 등장하고 있다. 이에 따라, 광시야각 이외에 사용자의 필요에 따라 협시야각을 구현해야 할 필요성이 제기되고 있다. 하지만, 종래 협시야각을 구현하는 방법은 필름 형태의 보호기를 사용자의 스크린에 부착하는 것으로서, 필름을 부착하여 수득한 협시야각에서 원래의 광시야각으로 변화시키기 위해서는 상기 필름 형태의 보호기를 탈착해야하는 문제점이 있었다. 더불어, 상술한 바와 같은 탈부착을 여러 번 반복할 경우, 상기 필름 형태의 보호기와 스크린의 부착면에 이물질이 부착되어 보호기를 재사용하기 힘든 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 자외선 경화성 고분자; 및 액정(liquid crystal); 을 포함하고, 상기 자외선 경화성 고분자 100 중량부에 대하여 100 ~ 400 중량부의 액정을 포함하는 액정필름 조성물 및 이를 포함하는 보안 스크린을 제공함으로서, 협시야각에서 원래의 광시야각으로 손쉽게 변화시킬 수 있으며, 종래 필름 형태의 보호기와 같은 탈부착이 필요없이 반영구적으로 사용 가능한 보안 스크린을 제공할 수 있다.
본 발명의 액정 필름 조성물은 자외선 경화성 고분자; 및 액정(liquid crystal); 을 포함한다. 또한, 상기 액정필름 조성물은 자외선 경화성 고분자 100 중량부에 대하여 100 ~ 400 중량부의 액정을 포함한다.
만약, 자외선 경화성 고분자 100 중량부에 대하여 100 중량부 미만의 액정을 포함할 경우, 초기 산란도가 지나치게 낮아져 광산란성 필름으로서의 기능을 하지 못하는 문제가 발생할 수 있으며, 자외선 경화성 고분자 100 중량부에 대하여 400 중량부를 초과하는 액정을 포함할 경우, 구동전압이 높아지고 응답속도가 낮아지는 현상이 발생할 뿐만 아니라 액정의 과다한 사용으로 인한 제조비용이 상승하는 문제가 발생할 수 있다.
상기 자외선 경화성 고분자는 통상적으로 사용되는 자외선 조사에 의해 경화되는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate), 폴리에스터 아크릴레이트(Polyester acrylate), 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-ethylhexyl acrylate), 1,6-핵산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate), 트리-메티롤프로판 트리-아크릴레이트(tri-methylolpropane tri-acrylate), 디페닐 (2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드(diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl)phoshpine oxide) 및 2-하이드록시-2-메틸프로피온페논(2-hydroxy-2-methylpropiophenone)으로 이루어진 군 중 1종 이상을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 폴리에스터 아크릴레이트 100 중량부에 대하여 200 ~ 400 중량부의 우레탄 아크릴레이트, 500 ~ 650 중량부의 2-에틸헥실 아크릴레이트, 10 ~ 50 중량부의 1,6-핵산디올 디아크릴레이트, 5 ~ 20 중량부의 디페닐 (2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드 및 5 ~ 20 중량부의 2-하이드록시-2-메틸프로피온페논을 포함할 수 있다.
상기 우레탄 아크릴레이트는 통상적으로 사용되는 자외선 경화성 우레탄 아크릴레이트라면 특별히 제한하지 않으며, 바람직하게는 중량평균 분자량이 500 ~ 10,000 인 우레탄 아크릴레이트를 사용할 수 있다.
상기 폴리에스터 아크릴레이트는 통상적으로 액정필름에 사용되는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 중량평균 분자량이 500 ~ 5,000인 폴리에스터 아크릴레이트를 사용할 수 있다.
상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있는 것을 의미하며, 통상적으로 디스플레이 장치에 사용되는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 네마틱 액정을 사용할 수 있다.
또한, 도 1은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 제1 투명전극(130); 상기 제1 투명전극의 일면에 적층된 액정필름(120); 및 상기 제1 투명전극이 적층된 액정필름의 타면에 적층된 제2 투명전극(110); 을 포함하는 보안 스크린(100)의 단면도이다.
상기 제1 투명전극(130) 및 제2 투명전극(110)은 광 투과성 및 도전성을 갖는 전극을 의미하며, 통상적으로 액정표시 패널용에 사용되는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 산화 주석, 산화 인듐, 백금 및 금으로 이루어진 군 중 1종 이상의 금속을 증착 또는 상기 금속 박막을 투명 기판에 피복한 것을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 인듐-주석 산화물을 투명 기판에 증착한 것을 사용할 수 있다.
상기 투명 기판은 전도성이 없으며 광 투과성이 있는 기판으로, 통상적으로 디스플레이 장치의 투명 전극으로 사용되는 소재라면 특별히 제한하지 않는다. 예를 들면, 유리, PET, 석영 등을 사용할 수 있다.
나아가, 상기 액정필름(120)은 자외선 경화성 고분자 및 액정(liquid crystal)을 포함하고, 상기 자외선 경화성 고분자 100 중량부에 대하여 100 ~ 400 중량부의 액정을 포함한다.
만약, 자외선 경화성 고분자 100 중량부에 대하여 100 중량부 미만의 액정을 포함할 경우, 초기 산란도가 지나치게 낮아져 광산란성 필름으로서의 기능을 하지 못하는 문제가 발생할 수 있으며, 자외선 경화성 고분자 100 중량부에 대하여 400 중량부를 초과하는 액정을 포함할 경우, 구동전압이 높아지고 응답속도가 낮아지는 현상이 발생할 뿐만 아니라 액정의 과다한 사용으로 인한 제조비용이 상승하는 문제가 발생할 수 있다.
상기 자외선 경화성 고분자는 통상적으로 사용되는 자외선 조사에 의해 경화되는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate), 폴리에스터 아크릴레이트(Polyester acrylate), 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-ethylhexyl acrylate), 1,6-핵산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate), 트리-메티롤프로판 트리-아크릴레이트(tri-methylolpropane tri-acrylate), 디페닐 (2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드(diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl)phoshpine oxide) 및 2-하이드록시-2-메틸프로피온페논(2-hydroxy-2-methylpropiophenone)으로 이루어진 군 중 2종 이상이 공중합된 것일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 폴리에스터 아크릴레이트 100 중량부에 대하여 200 ~ 400 중량부의 우레탄 아크릴레이트, 500 ~ 650 중량부의 2-에틸헥실 아크릴레이트, 10 ~ 50 중량부의 1,6-핵산디올 디아크릴레이트, 5 ~ 20 중량부의 디페닐 (2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드 및 5 ~ 20 중량부의 2-하이드록시-2-메틸프로피온페논이 공중합된 것일 수 있다.
상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있는 것을 의미하며, 통상적으로 디스플레이 장치에 사용되는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 네마틱 액정을 사용할 수 있다.
상기 액정필름(120)의 두께는 통상적으로 디스플레이 장치에 적용되는 액정필름의 두께라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 액정필름의 평균 두께는 10 ~ 50 ㎛일 수 있다.
만약, 액정필름의 평균 두께가 10 ㎛ 미만일 경우, 광산란성이 저하되어 광시야각으로의 스위칭이 어려워지는 문제가 발생할 수 있으며, 액정필름의 평균 두께가 50 ㎛를 초과할 경우, 구동 전압이 높아지고 제조 비용이 상승하는 문제가 발생할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 투명전극 및 액정필름만 포함하는 보안 스크린의 경우, 상기 보안 스크린에 전압을 인가할 경우 보안 스크린을 설치하지 않은 스크린과 같은 광시야각을 보여 추가의 필름 형태의 보호기가 없이는 협시야각을 제공하기 어려운 문제점이 있을 수 있다.
따라서, 본 발명의 바람직한 다른 일구현예에서는 도 2와 같이 제1 투명전극(240); 상기 제1 투명전극의 일면에 적층된 액정필름(220); 복수 개의 자외선 경화성 고분자 격막(230); 및 상기 제1 투명전극이 적층된 액정필름의 타면에 적층된 제2 투명전극(210); 을 포함하는 보안 스크린(200)을 제공하여 추가의 필름 형태의 보호기 없이 협시야각을 제공할 수 있는 보안 스크린을 제공할 수 있다.
상기 자외선 경화성 고분자 격막(230)은 통상적으로 사용되는 자외선 조사에 의해 경화되는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate), 폴리에스터 아크릴레이트(Polyester acrylate), 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-ethylhexyl acrylate), 1,6-핵산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate), 트리-메티롤프로판 트리-아크릴레이트(tri-methylolpropane tri-acrylate), 디페닐 (2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드(diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl)phoshpine oxide) 및 2-하이드록시-2-메틸프로피온페논(2-hydroxy-2-methylpropiophenone)으로 이루어진 군 중 2종 이상이 공중합된 것일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 폴리에스터 아크릴레이트 100 중량부에 대하여 200 ~ 400 중량부의 우레탄 아크릴레이트, 500 ~ 650 중량부의 2-에틸헥실 아크릴레이트, 10 ~ 50 중량부의 1,6-핵산디올 디아크릴레이트, 5 ~ 20 중량부의 디페닐 (2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드 및 5 ~ 20 중량부의 2-하이드록시-2-메틸프로피온페논이 공중합된 것일 수 있다.
또한, 자외선 경화성 고분자 격막의 평균 두께(d)는 10 ~ 50 ㎛일 수 있다.
상기 자외선 경화성 고분자 격막 사이의 평균 거리(d')는 디스플레이 장치로부터 입사되는 빛에 의한 격막과 액정필름 사이의 굴절률 차이에 의한 간섭 현상이 나타나지 않는 정도라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 자외선 경화성 고분자 격막의 평균 두께(d)의 2 ~ 10배 일 수 있다.
나아가, 도 3은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 보안 스크린의 제조방법을 나타내는 흐름도로서 이를 중심으로 본 발명의 보안 스크린 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 자외선 경화성 고분자 및 액정(liquid crystal)을 혼합하여 액정필름 조성물을 제조한다(S1).
본 발명의 액정필름 조성물은 자외선 경화성 고분자 및 액정(liquid crystal)을 포함하는 것이라면 그 혼합비를 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 자외선 경화성 고분자 100 중량부에 대하여 100 ~ 400 중량부의 액정을 포함할 수 있다.
만약, 자외선 경화성 고분자 100 중량부에 대하여 100 중량부 미만의 액정을 포함할 경우, 초기 산란도가 지나치게 낮아져 광산란성 필름으로서의 기능을 하지 못하는 문제가 발생할 수 있으며, 자외선 경화성 고분자 100 중량부에 대하여 400 중량부를 초과하는 액정을 포함할 경우, 구동전압이 높아지고 응답속도가 낮아지는 현상이 발생할 뿐만 아니라 액정의 과다한 사용으로 인한 제조비용이 상승하는 문제가 발생할 수 있다.
상기 자외선 경화성 고분자는 통상적으로 사용되는 자외선 조사에 의해 경화되는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate), 폴리에스터 아크릴레이트(Polyester acrylate), 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-ethylhexyl acrylate), 1,6-핵산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate), 트리-메티롤프로판 트리-아크릴레이트(tri-methylolpropane tri-acrylate), 디페닐 (2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드(diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl)phoshpine oxide) 및 2-하이드록시-2-메틸프로피온페논(2-hydroxy-2-methylpropiophenone)으로 이루어진 군 중 1종 이상을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 폴리에스터 아크릴레이트 100 중량부에 대하여 200 ~ 400 중량부의 우레탄 아크릴레이트, 500 ~ 650 중량부의 2-에틸헥실 아크릴레이트, 10 ~ 50 중량부의 1,6-핵산디올 디아크릴레이트, 5 ~ 20 중량부의 디페닐 (2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드 및 5 ~ 20 중량부의 2-하이드록시-2-메틸프로피온페논을 포함할 수 있다.
더불어, 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있는 것을 의미하며, 통상적으로 디스플레이 장치에 사용되는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 네마틱 액정을 사용할 수 있다.
다음, 제1 투명전극과 제2 투명전극을 10 ~ 50 ㎛ 간격을 갖도록 합착하는 단계를 설명한다(S2).
상기 제1 투명전극 및 제2 투명전극은 광 투과성 및 도전성을 갖는 전극을 의미하며, 통상적으로 액정표시 패널용에 사용되는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 산화 주석, 산화 인듐, 백금 및 금으로 이루어진 군 중 1종 이상의 금속을 증착 또는 상기 금속 박막을 투명 기판에 피복한 것을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 인듐-주석 산화물을 투명 기판에 증착한 것을 사용할 수 있다.
상기 투명 기판은 전도성이 없으며 광 투과성이 있는 기판으로, 통상적으로 디스플레이 장치의 투명 전극으로 사용되는 소재라면 특별히 제한하지 않는다. 예를 들면, 유리, PET, 석영 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 제1 투명전극과 제2 투명전극 사이의 간격(L)은 10 ~ 50 ㎛일 수 있다.
만약, 상기 투명전극 사이의 간격이 10 ㎛ 미만일 경우, 광산란성이 저하되어 광시야각으로의 스위칭이 어려워지는 문제가 발생할 수 있으며, 상기 투명전극 사이의 간격이 50 ㎛를 초과할 경우, 구동 전압이 높아지고 제조 비용이 상승하는 문제가 발생할 수 있다.
다음으로, 상기 액정 필름 조성물을 제1 투명전극과 제2 투명전극 사이에 주입한다(S3).
상기 주입은 통상적으로 디스플레이 장치의 제조에 사용되는 방법이라면 특별히 제한하지 않는다. 예를 들면, 스핀코팅(spin coating), 모세관 주입(capillary injection) 등과 같은 방법을 사용할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 투명전극 및 액정필름만 포함하는 보안 스크린의 경우, 상기 보안 스크린에 전압을 인가할 경우 보안 스크린을 설치하지 않은 스크린과 같은 광시야각을 보여 추가의 필름 형태의 보호기가 없이는 협시야각을 제공하기 어려운 문제가 있을 수 있다.
따라서, 본 발명의 바람직한 다른 일구현예에서는 제1 투명전극과 제2 투명전극을 합착하는 단계를 제1 투명전극의 일면에 자외선 경화성 고분자를 적층하는 단계; 패턴 평균 거리가 20 ~ 100 ㎛가 되도록 상기 자외선 경화성 고분자의 표면에 패턴을 형성하는 단계; 및 패턴이 형성된 자외선 경화성 고분자의 일면에 제2 투명전극을 적층하는 단계; 를 포함하여 수행하는 보안 스크린 제조방법을 제공할 수 있다.
먼저, 제1 투명전극의 일면에 자외선 경화성 고분자를 적층하는 단계를 설명한다.
상기 자외선 경화성 고분자를 적층하는 방법은 통상적으로 디스플레이 장치의 제조에 사용되는 방법이라면 특별히 제한하지 않는다. 예를 들면, 스핀코팅(spin coating), 모세관 주입(capillary injection) 등과 같은 방법을 사용할 수 있다.
적층한 자외선 경화성 고분자의 평균 두께는 통상적으로 디스플레이 장치에서 코팅되는 코팅층의 두께라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 10 ~ 50 ㎛일 수 있다.
다음, 패턴 평균 거리가 20 ~ 100 ㎛가 되도록 상기 자외선 경화성 고분자의 표면에 패턴을 형성하는 단계를 설명한다.
상기 자외선 경화성 고분자의 패턴 평균 거리는 디스플레이 장치로부터 입사되는 빛에 의한 격막과 액정필름 사이의 굴절률 차이에 의한 간섭 현상이 나타나지 않는 정도라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 20 ~ 100 ㎛일 수 있다.
상기 표면에 패턴을 형성하는 방법은 통상적으로 고분자의 표면에 패턴을 형성하기 위해 사용되는 방법이라면 특별히 제한하지 않는다. 예를 들면, 폴리다이메틸실록세인(polydimethylsiloxane) 몰드(stamp)를 이용하여 패턴을 형성할 수 있다.
다음, 액정 필름 조성물을 주입한 투명전극에 자외선을 조사 및 공중합하여 액정필름 형태를 제조하는 단계를 설명한다(S4).
상기 자외선은 통상적으로 자외선 경화성 고분자의 중합을 유발하기 위하여 사용되는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 300 ~ 400 ㎚의 파장을 갖는 자외선을 사용할 수 있다.
또한, 상기 자외선을 조사하는 시간은 통상적으로 자외선 경화성 고분자의 중합에 소요되는 시간이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 1 ~ 10분일 수 있다.
나아가, 상기 자외선의 강도는 통상적으로 자외선 경화성 고분자의 중합을 유발하기 위하여 사용되는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 0.5 ~ 2 ㎽/㎠일 수 있다.
이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 예시일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
실시예 1. 액정필름 조성물 제조
본 발명의 액정필름 조성물을 제조하기 위해, 자외선 경화성 고분자로 Merck사의 PN393를 이용하여 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-ethylhexyl acrylate, EHA), 1,6-핵산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate, HDDA), 다로쿨 4265(Darocur 4265, 디페닐 (2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드(diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl)phoshpine oxide), 2-하이드록시-2-메틸프로피온페논(2-hydroxy-2-methylpropiophenone)), 우레탄 아크릴레이트(Sigma Aldrich, 제품명:755885) 및 폴리에스터 아크릴레이트(Ebecryl 1810, SK Chemical 제품)을 하기 표 1의 조성으로 혼합하여 사용하였다.
성분 EHA UA Ebecryl 1810 HDDA Darocur 4265
함량(kg) 57 30 10 2 1
또한, 상기 자외선 경화성 고분자 100 kg 중 20 kg을 네마틱 액정인 Merck사의 E7 80 kg과 혼합하여 액정필름 조성물을 제조하였다.
실시예 2. 보안 스크린 제조
실시예 1에서 제조한 액정필름 조성물 및 투명전극을 포함하는 보안 스크린을 제작하였다.
본 실시예에서 사용한 투명전극은 인듐-주석 산화물을 스피터링 방법으로 2.5 ㎝ × 1.5 ㎝ × 0.3 ㎝ (가로 × 세로 × 두께) 크기의 유리에 증착하여 사용하였다.
상기 투명전극 2개를 20 ㎛ 간격을 두고 UV 접착제를 이용하여 합착한 후, 실시예 1에서 제조한 액정필름 조성물을 투명전극 사이에 모세관 주입법으로 주입하였다. 이후 25 ℃에서 365 ㎚의 파장을 발생시키는 자외선 램프(울트라룸, UV크로스링커)를 이용하여 3분 동안 1.0 ㎽/㎠의 강도로 자외선을 조사하여 보안 스크린을 제조하였다.
실시예 3. 자외선 경화성 고분자 격막을 포함하는 보안 스크린 제조
투명전극 사이에 복수 개의 자외선 경화성 고분자 격막을 포함하는 보안 스크린을 제조하였다. 본 실시예의 흐름도를 도면 4에 나타냈다.
도 4에서 확인되는 바와 같이, 상기 실시예 2에서 사용한 투명전극과 동일한 투명전극 1개의 일면에 스핀코터(동아무역, Spin Coater ACE-200)를 사용하여 30초 동안 500 rpm으로 처리하여 실시예 1에서 제조한 자외선 경화성 고분자를 20 ㎛의 두께로 코팅하였다. 이후 2 ㎝ × 1 ㎝ (가로 × 세로)의 폴리디메틸실록산 몰드(polydimethylsiloxane stamp; PDMS stamp)를 사용하여 상기 자외선 경화성 고분자에 패턴을 형성하여 자외선 경화성 고분자 격막을 형성하였다. 이후 모세관 주입법으로 실시예 1에서 제조한 액정필름 조성물을 상기 자외선 경화성 고분자 격막 사이에 주입하고 실시예 2에서 사용한 투명전극과 동일한 투명전극 1개를 적층하였다. 이후 실시예 2에서 사용한 것과 동일한 방법 및 동일한 자외선 램프를 사용하여 보안 스크린을 제조하였다.
실험예 1. 각도 변화에 따른 휘도 측정
백라이트유닛(Back Light Unit; BLU, 삼성 LCD 모니터)에 종래 필름형태의 보안기인 프라이버시 필름(3M, PF319W)을 부착한 후 실시예 2에서 제조한 보안 스크린을 상기 보안기 상부에 부착하여 디스플레이 장치 1을 제조하였다.
또한, 백라이트유닛(Back Light Unit; BLU, 삼성 LCD 모니터)에 실시예 3에서 제조한 보안 스크린을 직접 부착하여 디스플레이 장치 2를 제조하였다.
이후 상기 디스플레이 장치 1 및 2의 각도 변화 및 투명전극의 전류 흐름의 유무에 따른 휘도를 측정하기 위해, 분광기(코니카 미놀타, CS-1000)를 이용하여 상기 디스플레이 장치들의 수직 방향을 중심으로 각도를 변화시켜가며 휘도를 측정하였다. 측정한 결과 중 디스플레이 장치 1은 도면 5에, 디스플레이 장치 2는 도면 6에 나타냈다.
도 5는 투명전극에 전압을 인가하지 않은 상태(보안 스크린 off)에서는 정면에서부터 10°간격으로 기울이면서 디스플레이 장치 1을 통과한 빛으로부터의 휘도를 측정함으로써 시야각의 변화를 확인한 결과이다. 투명전극에 전압을 인가하지 않은 상태에서 디스플레이 장치 1은 빛의 산란상태(scattering state)를 유지하기 때문에 기존의 협시야각을 제공하는 필름형태의 보안기에서부터 오는 빛을 분산시키므로 광시야각을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
그러나, 투명전극에 전압을 인가한 상태(보안 스크린 on)에서는 상술한 바와 동일한 방법으로 시야각의 변화를 확인하면, 액정이 Electric field(E-field)에 의하여 한 방향으로 정렬하게 되어 투명 상태(transparent state)가 되기 때문에 필름형태의 보안기의 협시야각이 유지되는 것을 확인할 수 있었다.
도 6에서 확인되는 바와 같이, 투명전극에 전압을 인가하지 않은 상태(보안 스크린 off)에서 실시예 3의 보안 스크린은 액정필름 조성물이 존재하는 영역은 불투명한 상태를 유지하며, 자외선 경화성 고분자 격막이 존재하는 영역은 BLU의 빛이 그대로 투과하기 때문에 종래 필름형태의 보안기와 유사한 협시야각을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
반면, 투명전극에 전압을 인가한 상태(보안 스크린 on)에서는 액정이 E-field에 의하여 한 방향으로 정렬하게 되어 투명한 상태가 되고, 따라서 BLU의 빛이 산란하지 않고 모두 투과하는 광시야각의 특성을 보이는 것을 확인할 수 있었다.
이와 같이, 실시예 3에서 제조한 보안 스크린은 종래 보안기를 사용하지 않고도 시야각을 변화시키는 효과를 수득할 수 있어, 보안 스크린으로서 높은 활용도를 확인할 수 있었다.
나아가, 상기 디스플레이 장치 2의 투명전극에 220 V의 전압을 인가한 상태(on)와 인가하지 않은 상태(off)의 광투과율의 변화를 도면 7에 나타냈다.
도 7에서 확인되는 바와 같이, 실시예 3에서 제조한 보안 스크린은 투명전극의 전압 인가 유무만으로 광투과율을 조절할 수 있으며, 이로 인한 보안 기능이 가능함을 확인할 수 있었다.
상기 실시예 및 실험예를 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 액정필름 조성물을 포함하는 보안 스크린은 시야각(협시야각과 광시야각)을 손쉽게 변화시킬 수 있으며, 종래 필름 형태의 보호기와 같은 탈부착이 필요없이 반영구적으로 사용 가능한 보안 스크린을 제공할 수 있다.

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 투명전극; 상기 제1 투명전극의 일면에 적층된 액정필름; 및 상기 제1 투명전극이 적층된 액정필름의 타면에 적층된 제2 투명전극;을 포함하고,
    상기 액정필름은 복수 개의 자외선 경화성 고분자 격막; 및 자외선 경화성 고분자와 액정(liquid crystal)을 혼합한 액정필름 조성물을 경화시킨 필름;을 포함하는 것을 특징으로 하는 보안 스크린.
  6. 제5항에 있어서, 상기 자외선 경화성 고분자 격막 간의 평균 거리는 20 ~ 100 ㎛이고, 상기 자외선 경화성 고분자 격막 각각의 평균 두께는 10 ~ 50 ㎛인 것을 특징으로 하는 보안 스크린.
  7. 제5항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자외선 경화성 고분자는 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate), 폴리에스터 아크릴레이트(Polyester acrylate), 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-ethylhexyl acrylate), 1,6-핵산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate), 트리-메티롤프로판 트리-아크릴레이트(tri-methylolpropane tri-acrylate), 디페닐 (2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드(diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl)phoshpine oxide) 및 2-하이드록시-2-메틸프로피온페논(2-hydroxy-2-methylpropiophenone)으로 이루어진 군 중 2종 이상이 공중합된 것을 특징으로 하는 보안 스크린.
  8. 자외선 경화성 고분자 및 액정(liquid crystal)을 혼합하여 액정필름 조성물을 제조하는 단계;
    제1 투명전극과 제2 투명전극을 10 ~ 50 ㎛ 간격을 갖도록 합착하는 단계;
    상기 액정 필름 조성물을 제1 투명전극과 제2 투명전극 사이에 주입하는 단계; 및
    액정 필름 조성물을 주입한 투명전극에 자외선을 조사 및 공중합하여 액정필름 형태를 제조하는 단계;를 포함하며, 상기 합착하는 단계는
    제1 투명전극의 일면에 자외선 경화성 고분자를 적층하는 단계;
    패턴 평균 거리가 20 ~ 100 ㎛가 되도록 상기 자외선 경화성 고분자의 표면에 패턴을 형성시켜서 자외선 경화성 고분자 격막을 형성시키는 단계; 및
    패턴이 형성된 자외선 경화성 고분자 격막의 일면에 제2 투명전극을 적층하는 단계;를 포함하는 보안 스크린 제조방법.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서, 상기 자외선 파장은 300 ~ 400 ㎚인 것을 특징으로 하는 보안 스크린 제조방법.
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