KR102365992B1 - 고분자 네트워크가 형성된 액정셀을 포함하는 광셔터 장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

고분자 네트워크가 형성된 액정셀을 포함하는 광셔터 장치 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광셔터 장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 주파수에 따라 액정의 구동방식이 변하는 이중 주파수 액정셀을 포함하는 광셔터 장치와 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 액정셀은 중합 전에 투명 상태의 액정 조성물에 전압 및 고주파수를 인가해 모노 도메인 상으로 만든 후 중합을 수행하여, 균일도 및 투과도가 개선된 것을 특징으로 한다.

Description

고분자 네트워크가 형성된 액정셀을 포함하는 광셔터 장치 및 이의 제조방법 {Light shutter film comprising liquid crystal cell with polymer network and method of manufacturing the same}
본 발명은 고분자 네트워크가 형성된 액정셀을 포함하는 광셔터 장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
콜레스테릭 액정(CLC)와 그 합성물에서 제어된 CLC의 피치를 갖는 나선형 구조는 전기적으로 전환 가능한 스마트 윈도우, 광셔터 필름, 광학 필터, 동적 회절 격자, 가변 반사기 및 쌍안정 콜레스테릭 반사 디스플레이와 같은 전기 광학 장치에서 사용되기에 유망한 것으로 기대되었다. CLC 상은 본질적으로 디렉터의 1차원 회전으로 형성된 나선형 구조와 관련된 Bragg 광학과 관련된 선택적 반사를 나타낸다. 여기서 반사된 빛의 파장은 Bragg 파장에 의해 결정된다.
CLC상은 카이랄 중심을 갖는 성분 분자를 갖는 액정에서 관찰되며, CLC의 피치는 카이랄 성분의 나선형 꼬임력(HTP)뿐만 아니라 양에 의해 조절된다. CLC의 텍스처가 초점 원뿔 텍스처로 전환되면 Bragg 반사가 사라지고 CLC는 나선형 축이 무작위로 분포되어 입사광을 산란시킨다.
CLC 복합 시스템에서 소량의 모노머가 CLC에 분산되고 액정상에서 중합되어 이방성 폴리머 네트워크를 형성한다. 중합 후, 콜레스테릭 텍스처는 폴리머 네트워크에 의해 안정화되는 것으로, 이는 폴리머 안정화 콜레스테릭 텍스처 (PSCT) 로 알려져 있다. 폴리머 네트워크는 LC에 대한 정렬 효과를 가지며, 이는 LC를 평행하게 유지하는 경향이 있다. 콜레스테릭 피치, 중합 조건 및 중합체 네트워크의 구조에 따라, PSCT는 보통 일반 및 역모드 광셔터에서 작동하였다. 모노머가 CLC의 호 메오트로픽(H) 상태에서 중합되면, 형성된 폴리머 네트워크는 셀 기판에 수직이고, 이는 일반적으로 산란 포컬코닉 (FC) 텍스처를 안정화시키고, PSCT 노멀 모드 광 셔터가 얻어진다. 플래너(P) 텍스처에서, 모든 나선형 축은 기판 표면에 수직인 방향으로 배열된다. 피치 길이가 가시광의 파장보다 훨씬 크거나 작으면, 셀은 투명할 것이다.
포컬코닉 상태에서, 나선형 축은 무작위로 배열되고, 도메인 경계에서의 굴절률의 불연속적인 공간 변화로 인해 텍스처가 강한 광산란을 나타낸다. 폴리머 네트워크에서 플래너(planar)와 포컬코닉 상태 사이의 전계 구동 구조 변화의 효과는 PSCT 디스플레이의 작동 기반이 된다. 플래너 및 포컬코닉 구성 모두 외부 전기장이 없는 상태에서 안정적이다. 그러나, 상기 플래너 및 포컬코닉 사이의 가역변환은 콜레스테릭 나선이 양의 유전율 이방성(Δε> 0)을 갖는 LC 분자와 수직 전기장 사이의 유전 결합에 의해 완전히 풀리는 H 상태를 통해서만 달성될 수 있다. 결과적으로 기존 PSCT 광학 장치에는 높은 변환 전압이 필요하다. 일반적으로, P 상태에서 FC 상태로의 CLC 변환은 ac square wave의 펄스에 의해 유도된다. 임계값 이상의 고전압이 적용되면 CLC는 H 상태가 된다. 필드가 빠르게 꺼지면, 후속적으로 P 상태로의 전이가 달성될 수 있고, 그러나 고전압이 천천히 꺼지면 CLC의 H 상태가 FC 상태로 변경된다. 이 구동 방식에서 FC에서 P로의 전이는 중간 H 상태를 통해 이루어지며 H에서 P 로의 전이가 느리기 때문에 전이 시간이 매우 길다. 이러한 종래의 구동 방식은 간접 전이 경로를 사용하여 쌍안정 FC 상태에서 P 상태로 전환한다. 이렇게 콜레스테릭 디스플레이, 역모드 광셔터 및 기타 전기 광학 장치와 같은 다양한 LC 응용 분야에서 P 또는 광산란 FC 상태에서 다른 상태로 전환하는 것이 제안되었다. 최근에는 추가적인 전기장을 적용하여 두 가지 광학 상태를 유지할 수 있는 열 뿐만 아니라 전기적으로 전환 가능한 쌍안정 광셔터가 알려진 바 있다. Bao et al.은 전열 전환 가능 쌍안정 PSCT 광셔터를 제조하기 위해, 일반 모드 종래 PSCT의 히스테리시스 현상을 향상시키기 위해 더 높은 농도의 단량체를 이용하였다. Ma et al.은 전기적으로 전환 가능한 쌍안정 PSCT 광셔터를 달성하기 위해 이중 주파수 CLC를 추가로 사용했다. 그러나 빠른 전환 속도, 상당히 작은 히스테리시스 및 선택적 반사와 같은 탁월한 전기 광학 성능을 갖춘 역모드 PSCT가 쌍안정화 될 수 있는 방법은 여전히 해결되지 않고 있다. 셀기판에 수직인 충분히 큰 전계가 리버스 모드 PSCT에 인가되면, 폴리머 네트워크가 왜곡되고 안정한 P 텍스처에서 안정한 FC 텍스처로 전환하는 것은 투명한 P 텍스처로 복귀되기 어렵다. CLC의 H 상태를 통해 셔터를 불투명 상태에서 투명 상태로 전환하려면 매우 높은 전계가 필요하다.
두 안정 상태 사이에서 CLC 라이트 셔터를 전환하는 다른 대안은, 이중 주파수 네마틱 액정을 사용하는 것이다. 이들 DFLC 재료는 유전율 이방성 △ε(fco)=ε∥ (f) - ε⊥(f)이 주파수 의존적인 높은 유전 분산을 가지므로, △ε(fco)=0인 크로스 오버 주파수 fco에서의 부호 변화를 초래한다. 일부 DFLC 재료에서 fco는 1 kHz 미만에서 발생하고 일반적으로 fco는 1-100 kHz 범위에서 발생한다. DFLC 셀에서, 디렉터는 fco 위 또는 아래의 주파수에서 샘플에 전계를 인가함으로써 균일 또는 수직 배향 사이에서 구동될 수 있다. LC의 분자는 배향되는 경향이 있는 바람직한 방향(단위 벡터)을 갖는다. 전계가 LC에 적용되면 단위 벡터에 토크가 가해진다. 이방성의 부호, 즉 △ε>0 또는 △ε<0에 따라, 이 토크는 각각 필드 방향에 평행하거나 수직으로 향하게 한다.
이와 관련하여 직접적인 변환에 기반한 DFLC 재료를 사용하여 소형 CLC 반사 디스플레이의 전자 광학 특성에 대해서도 연구되었으나, 초기 평면 상태에 대해 균질 폴리이미드(PI) 배향막을 사용하여 접근 비용이 경쟁력이 없고, 장치에 대한 다양한 제조 공정 단계가 필요한 문제가 있었다. 또한, 어드레싱 방식은 동적 이미지를 디스플레이하기에 충분히 빠르지 않았으며 FC 및 P 텍스처로 어드레싱하기 위해 픽셀에 인가된 전압은 각각 66V 및 100V로 상당히 높다. 또한, 상업적인 응용을 위한 메모리 모드의 보존 시간, P 상태의 가시성 및 FC 상태의 불투명도 등이 만족스럽지 않았다. 또한 최근에는 평면 셀에서 균일한 폴리이미드 배향막과 함께 DFCLC를 사용하여 쌍안정 콜레스테릭 강도 변조기에 대해서도 알려졌지만, 작동 전압은 여전히 상대적으로 높고 FC 상태의 산란력은 충분하지 않았다.
대한민국 공개특허 제2005-0094011호
본 발명은 상기와 같은 종래 기술상의 필요성을 해결하기 위해 안출된 것으로, 고분자 네트워크가 형성된 이중 주파수 액정셀을 포함하는 광셔터 장치와 이의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 화소 전극이 형성된 하부 기판;
상기 하부 기판 상부의, 액정셀; 및
상기 액정셀 상부의, 공통 전극이 형성된 상부 기판을 포함하는, 광셔터 장치로서,
상기 액정셀은 이중 주파수 액정 단량체; 카이랄 도펀트; 및 반응성 단량체를 포함하는 이중 주파수 액정 조성물로 이루어지는 것이고,
상기 반응성 단량체가 중합되어 고분자 네트워크를 형성하는 것인, 광셔터 장치를 제공한다.
본 발명의 일구현예로, 상기 이중 주파수 액정 조성물은 전압 또는 외부압력 인가에 의해 모노 도메인 상으로 전환된 후 상기 반응성 단량체가 중합되어 고분자 네트워크를 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또다른 구현예로, 상기 반응성 단량체는 광중합, 열중합, 방사선 중합 및 기타 인자 등으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 중합 방법에 의해 고분자 네트워크 형성이 가능한 물질 또는 화합물을 포함한다.
본 발명의 또다른 구현예로, 상기 광셔터 장치는, 0.1 내지 1 kHz의 주파수로 전압을 인가하여 투명상(Planar)에서 포컬 코닉상(Focal conic)으로 전환되어 빛을 차광하고,
상기 광셔터 장치는, 10 내지 100 kHz의 주파수로 전압을 인가하여 포컬 코닉상(Focal conic)에서 투명상(Planar)으로 전환되어 빛을 투과하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 이중 주파수 액정 단량체; 카이랄 도펀트; 및 반응성 단량체를 포함하는 고분자 네트워크 액정용 조성물을 준비하는 단계(S1); 및
상기 조성물을 화소 전극이 형성된 하부 기판 및 공통전극이 형성된 상부 기판 사이에 넣고, 전압 또는 외부 압력을 인가하여 모노 도메인 상으로 전환하는 단계(S2); 및
상기 모노 도메인이 형성된 조성물에 자외선을 조사하여 노광하는 단계(S3)를 포함하는, 광셔터 장치를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일구현예로, 상기 S3 단계는 전압 또는 외부 압력이 인가되지 않은 상태 또는 전압 또는 외부 압력이 인가된 상태에서 수행되는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예로, 상기 S2 단계의 전압 또는 외부압력은 멀티도메인 플래너상이 모노도메인이 될 때까지 그 세기를 조정할 수 있다.
본 발명의 또다른 구현예로, 상기 반응성 단량체의 농도는 이중주파수 액정 대비 1 wt%~ 10 wt% 일 수 있다.
본 발명의 가장 큰 특징은 Homeotropic 단계 없이 투명 및 불투명 상 전환이 가능한 이중 주파수 액정셀을 포함하는 광셔터 장치를 제공하는 것으로, 플래너 상태에서 전압 및 고주파수 또는 외부압력을 인가하여 defect를 없앤 Mono-domain 상을 만들고 그 상태에서 경화를 하여 균일도 및 투과도를 개선한 것이다. 본 발명은 또한 액정셀에 반응성 단량체를 포함하여 경화시 고분자 네트워크 형성을 통해 쌍안정성이 강화되고 셀갭을 유지하므로, 롤-투-롤 공정에서도 용이하게 응용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1의 고분자 네트워크 구조가 형성된 셀 내부를 도식화하여 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 1의 경화 전 액정셀의 광셔터 동작 원리를 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 1의 경화 전 액정셀의 주파수 및 전압 인가에 따른 투과율 확인 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 실시예 1의 투명 상태에서 경화 전후의 셀 구조를 도식화하여 나타낸 것이다.
도 5는 실시예 1의 경화 후 액정셀의 광셔터 동작 원리를 나타낸 것이다.
도 6은 실시예 1의 경화 후 액정셀의 주파수 및 전압 인가에 따른 투과율 확인 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 실시예 1의 경화 전 액정셀에 전압 및 압력을 인가하여 모노-도메인 플래너 상으로 전환되는 것을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 8은 실시예 1의 경화 전 액정 셀에 전압 및 압력을 인가한 후 모노-도메인 플래너 상이 24시간 후에도 유지되는 것을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 9는 모노 도메인을 형성한 후 전압인가하지 않는 상태로 경화하는 실시예 2의 제조 방법을 도식화하여 나타낸 것이다.
도 10은 실시예 2에서 모노 도메인이 형성된 후 경화된 액정셀의 플래너 상태를 나타낸 것이다.
도 11은 실시예 2의 경화 후 액정셀의 광셔터 동작 원리를 나타낸 것이다.
도 12는 실시예 2의 경화 후 액정셀의 주파수 및 전압 인가에 따른 투과율 확인 결과를 확인한 그래프를 나타낸 것이다.
도 13은 모노 도메인을 형성한 후 전압인가한 상태로 경화하는 실시예 3의 제조 방법을 도식화하여 나타낸 것이다.
도 14은 실시예 3의 경화 후 액정셀의 광셔터 동작 원리를 나타낸 것이다.
도 15는 실시예 3의 경화 후 액정셀의 주파수 및 전압 인가에 따른 투과율 확인 결과를 확인한 그래프를 나타낸 것이다.
도 16은 실시예 1 내지 3의 경화 후 투명상태 및 불투명 상태에서의 균일도 및 투과도를 확인한 결과를 나타낸 것이다.
본 발명의 가장 큰 특징은 Homeotropic 단계 없이 투명 및 불투명 상 전환이 가능한 이중 주파수 액정셀을 포함하는 광셔터 장치를 제공하는 것으로, 플래너 상태에서 전압 및 고주파수 또는 외부압력을 인가하여 defect를 없앤 Mono-domain 상을 만들고 그 상태에서 경화를 하여 균일도 및 투과도를 개선한 것이다. 본 발명은 또한 액정셀에 반응성 단량체를 포함하여 경화시 고분자 네트워크 형성을 통해 쌍안정성이 강화되고 셀갭을 유지하므로, 롤-투-롤 공정에서도 용이하게 응용될 수 있다.
본 발명자들은 배향막 등을 활용하는 수직배향(Homeotropic) 단계 없이 투명 및 불투명 상 전환이 가능한 광셔터 장치용 액정셀에 대하여 연구하던 중, 주파수에 따라 액정의 구동방식이 변하는 이중 주파수 액정(Dual Frequency Liquid Crystal, DFLC), 카이랄 도펀트 및 반응성 메조겐을 포함하는 조성물에 경화 전에 전압 및 고주파수 인가를 통해 결함이 제거되어 투명 상태가 개선된 액정 조성물을 경화하여 액정셀을 제조할 경우, 균일도 및 투과도가 우수한 것을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
이에 본 발명은 화소 전극(121)이 형성된 하부 기판(100);
상기 하부 기판(100) 상부의, 액정셀(300); 및
상기 액정셀(300) 상부의, 공통 전극(221)이 형성된 상부 기판(200)을 포함하는, 광셔터 장치로서,
상기 액정셀은 이중 주파수 액정 단량체; 카이랄 도펀트; 및 반응성 단량체를 포함하는 이중 주파수 액정 조성물로 이루어지는 것이고, 상기 반응성 단량체가 중합되어 고분자 네트워크를 형성하는 것인, 광셔터 장치를 제공한다.
상기 화소전극(121)과 공통 전극(221)은 서로 연결되어 있으며, 상기 화소전극 및 공통전극에 전압을 인가하여 액정셀의 상을 전환할 수 있다. 상기 전압은 교류전압(400)일 수 있다.
또한, 본 발명은 이중 주파수 액정 단량체; 카이랄 도펀트; 및 반응성 단량체를 포함하는 고분자 네트워크 액정용 조성물을 준비하는 단계(S1); 및
상기 조성물을 화소 전극이 형성된 하부 기판 및 공통전극이 형성된 상부 기판 사이에 넣고, 전압 또는 외부 압력을 인가하여 모노 도메인 상으로 전환하는 단계(S2); 및
상기 모노-도메인이 형성된 조성물에 자외선을 조사하여 노광하는 단계(S3)를 포함하는, 광셔터 장치를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 액정셀은, 이중 주파수 액정 단량체; 카이랄 도펀트; 및 반응성 단량체를 포함하는 이중 주파수 액정 조성물에서, 반응성 단량체가 중합되어 형성된 것으로, 상기 액정 단량체, 카이랄 도펀트, 반응성 단량체의 종류는, 본 발명의 기술 분야에서 사용할 수 있는 재료라면 종류에 제한되지 않고 사용이 가능하다.
상기 반응성 단량체는 광중합, 열중합, 방사선중합 및 기타인자에 의해 중합하여 고분자 네트워크를 형성하는 물질 또는 화합물로서, RM257(4-(3-Acryloyloxypropyloxy)-benzoesure 2-methyl-1,4-phenylester), PN393(tetra-functional polyester acrylate(10wt%), 2-ethylhexyl acrylate(87wt%), tri-methylolpropane tri-acrylate(2wt%), diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phoshpine oxide and 2-hydroxy-2-methylpropiophenone(1wt%)) 및 NOA65(tri-functional thiol and tetrafunctional urethane allyl ether)등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 상기 이중 주파수 액정 조성물은 전압 또는 압력 인가에 의해 모노-도메인 상으로 전환된 후 경화되는 것이다. 상기 전압 또는 외부압력은 멀티도메인 플래너상이 모노도메인이 될 때까지 그 세기를 조정할 수 있다. 예시로서 60~80V의 전압 또는 10~40MPa의 압력이 가하여 수행될 수 있다.
본 발명에서 모노 도메인 상이란, 멀티도메인 플래너상이 외부 전압 또는 압력에 의해 액정 분자가 특정결함 없이 한쪽방향으로 정렬되어 상이 하나로 보이는 상태를 의미하는 것이다.
본 발명에서 광셔터 장치는, 0.1 내지 1 kHz의 주파수로 전압을 0~72V로 인가하여 투명상(Planar)에서 포컬 코닉상(Focal conic)으로 전환되어 빛을 차광하고, 상기 광셔터 장치는, 10 내지 100 kHz의 주파수로 전압을 0~72V로 인가하여 포컬 코닉상(Focal conic)에서 투명상(Planar)으로 전환되어 빛을 투과하는 것이다.
본 발명의 제조 방법에서, S3 단계는 전압이 인가되지 않은 상태 또는 전압이 인가된 상태에서 수행되는 것일 수 있다. 본 발명은 액정 단량체가 정렬되어 있는 모노-도메인 상으로 전환된 상태에서 경화를 수행하여 폴리머 네트워크를 형성하여 액정셀을 제조한다.
상기 액정셀의 경화는 자외선 조사에 의해 수행될 수 있고, 반응성 단량체가 전체 조성물 100 중량%에 대하여 1 내지 10 중량%로 포함될 때, 예시로서 10mw/cm2 내지 30mw/cm2의 세기로 노광하여 경화가 수행될 수 있다.
이하 본 발명의 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1. 반응성 메조겐을 이용한 고분자 네트워크 액정셀 제조
1. 액정 조성물 준비
본 발명의 실시예에서는 쌍안정성 광셔터용 고분자 네트워크 액정층을 제조하기 위하여, 하기 표 1에 기재된 구성에 따라 액정용 조성물을 준비하였다.
구분 물품명 함량(wt%)
액정 단량체 MDA-00-3969 93
카이랄 도펀트 R1011 4
반응성 단량체 RM257 3
합계 100
상기 표 1에서 사용하는 액정단량체는 HCCH사의 DP002-122 (fco=60kHz), HEF967100-100 (fco=4kHz), DP002-026 (fco=20kHz), HEF951800-100 (fco=17kHz), DP002-016 (fco=60kHz)등이 사용될 수 있다.
2. 액정 조성물의 고분자 네트워크 형성
준비된 조성물을 화소전극이 형성된 하부 기판 및 공통전극이 형성된 상부 기판 사이에 넣었다. 조성물의 경화 후 장치의 형태는 도 1과 같다. 도 2와 같이 경화 전 투명(planar) 상태에서 1kHz로 전압(0~36V)을 인가하고 50kHz로 전압(0~36V)을 인가할 때 투과율을 확인하여 도 3에 나타내었다. 상기 결 과로부터 1kHz와 50kHz에서 전압에 따라 투명불투명 상태를 나타내는 것을 확인할 수 있다.
이후, 도 4와 같이 자외선 조사기로 자외선을 30mw/cm2 세기로 조사하여 경화를 수행하여 고분자 네트워크를 형성하였다. 고분자 네트워크가 형성된 액정에 도 5에 나타낸 것과 같이 1kHz로 전압(0~36V)을 인가하고 50kHz로 전압(0~36V)을 인가할 때 투과율을 확인하여 도 6에 나타내었다.
도 6에서 확인할 수 있는 것과 같이, 전압인가에 의해 투명(P)상태에서 불투명(FC)상태로 변환(switching)이 가능한 것을 알 수 있다.
이와 관련하여, 경화 전에 전압 및 압력을 인가하여 보았다. 도 7에서는 초기 Planar 상태의 액정과 전압 및 압력 인가에 따라 Mono-domain Planar 상태가 형성된 액정을 나타낸 것이다. 도 8에 나타낸 것과 같이 24시간 후에도 Planar 상태가 유지되는 것을 알 수 있다. 따라서 하기 실시예 2에서는 경화 전에 전압 및 압력을 인가하여 모노 도메인 플래너 상태로 변환한 후 경화해보고자 하였다.
실시예 2. 모노 도메인 형성 후 전압이 인가되지 않은 상태에서 경화한 고분자 네트워크 액정 셀 제조
실시예 1과 동일한 조성물을 이용하여 액정 셀을 제조하되, 조성물을 화소전극이 형성된 하부 기판 및 공통전극이 형성된 상부 기판 사이에 넣고, 수직 전기장(66V)을 걸어주어 도 9와 같이 모노 도메인을 형성해주었다. 이후 전압이 인가되지 않는 상태에서 UV 노광을 통해 액정 셀을 경화하였다(도 10).
도 11과 같이 같이 투명(planar) 상태에서 1kHz로 전압(0~72V)을 인가하고 50kHz로 전압(0~72V)을 인가할 때 투과율을 확인하여 도 12에 나타내었다. 도 12에 나타낸 것과 같이, 도 6과 비교하여 초기상태의 투과율이 향상된 것과 1kHz와 50kHz에서 각각 투명도와 불투명도의 성능이 향상된 것을 확인할 수 있다.
실시예 3. 모노 도메인 형성 후 전압이 인가된 상태에서 경화한 고분자 네트워크 액정 셀 제조
실시예 2와 동일하게 액정 셀을 제조하되, 도 13과 같이 전압 및 압력을 인가하여 모노 도메인이 형성된 상태에서 UV 노광을 수행하여 경화하여 주었다(도 14).
도 14과 같이 같이 투명(planar) 상태에서 1kHz로 전압(0~72V)을 인가하고 50kHz로 전압(0~72V)을 인가할 때 투과율을 확인하여 도 15에 나타내었다. 도 15에 나타낸 것과 같이, 도 12와 유사한 성능을 보이는 것을 확인할 수 있다.
상기 실시예 1 내지 3의 결과에 의한 균일도 및 투과도 개선 효과를 확인하여 도 16에 나타내었다. 그 결과 본 발명과 같이 경화 전에 전압 및 압력을 인가하여 모노 도메인을 형성해준 후 경화하여 제조된 액정셀에서 투명 모드에서 불투명 모드로 전환되는 효과가 더 우수함을 확인할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.
100:하부기판 111:제1기판 121:화소전극
200:상부기판 211:제2기판 221:공통전극
300:액정층 311:반응성메조겐/고분자네트워크
321:광개시제 400:교류전압 500:UV램프

Claims (9)

  1. 화소 전극이 형성된 하부 기판;
    상기 하부 기판 상부의, 액정셀; 및
    상기 액정셀 상부의, 공통 전극이 형성된 상부 기판을 포함하는, 광셔터 장치로서,
    상기 액정셀은 Homeotropic 단계 없이 투명 및 불투명 상 전환이 가능한 것이고, 이중 주파수 액정 단량체; 카이랄 도펀트; 및 반응성 단량체를 포함하는 이중 주파수 액정 조성물로 이루어지는 것이며,
    상기 이중 주파수 액정 조성물은 전압 또는 압력 인가에 의해 모노-도메인 상으로 전환된 후 상기 반응성 단량체가 중합되어 고분자 네트워크를 형성하는 것이고,
    상기 광셔터 장치는, 0.1 내지 1kHz의 주파수로 전압을 인가하여 투명상(Planar)에서 포컬 코닉상(Focal conic)으로 전환되어 빛을 차광하고,
    상기 광셔터 장치는, 10 내지 100 kHz의 주파수로 전압을 인가하여 포컬 코닉상(Focal conic)에서 투명상(Planar)으로 전환되어 빛을 투과하는 것인, 광셔터 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반응성 단량체는 광중합, 열중합 및 방사선중합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 중합 방법에 의해 고분자 네트워크를 형성하는 단량체인 것인, 광셔터 장치.
  4. 삭제
  5. 이중 주파수 액정 단량체; 카이랄 도펀트; 및 반응성 단량체를 포함하는 고분자 네트워크 액정용 조성물을 준비하는 단계(S1); 및
    상기 조성물을 화소 전극이 형성된 하부 기판 및 공통전극이 형성된 상부 기판 사이에 넣고, 전압 또는 압력을 인가하여 모노-도메인 상으로 전환하는 단계(S2); 및
    상기 모노-도메인이 형성된 조성물에 자외선 조사에 의해 경화를 수행하여 폴리머 네트워크를 형성하여 액정셀을 제조하는 단계(S3)를 포함하는, 광셔터 장치를 제조하는 방법으로서,
    상기 광셔터 장치는, 0.1 내지 1 kHz의 주파수로 전압을 인가하여 투명상(Planar)에서 포컬 코닉상(Focal conic)으로 전환되어 빛을 차광하고,
    상기 광셔터 장치는, 10 내지 100 kHz의 주파수로 전압을 인가하여 포컬 코닉상(Focal conic)에서 투명상(Planar)으로 전환되어 빛을 투과하는 것인, 광셔터 장치를 제조하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 S3 단계는 전압 또는 압력이 인가되지 않은 상태 또는 전압 또는 압력이 인가된 상태에서 수행되는 것인, 광셔터 장치를 제조하는 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 S2 단계의 전압 또는 압력은 멀티도메인 플래너 상이 모노도메인이 될 때까지 인가되는 것인, 광셔터 장치를 제조하는 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 반응성 단량체는 광중합, 열중합 및 방사선중합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 중합 방법에 의해 고분자 네트워크를 형성하는 단량체인 것인, 광셔터 장치를 제조하는 방법.
  9. 삭제
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