KR102561949B1 - 고분자 분산형 박막액정 표시장치 - Google Patents
고분자 분산형 박막액정 표시장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102561949B1 KR102561949B1 KR1020210052784A KR20210052784A KR102561949B1 KR 102561949 B1 KR102561949 B1 KR 102561949B1 KR 1020210052784 A KR1020210052784 A KR 1020210052784A KR 20210052784 A KR20210052784 A KR 20210052784A KR 102561949 B1 KR102561949 B1 KR 102561949B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- silver nanowire
- overcoating layer
- display device
- pdlc
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1334—Constructional arrangements; Manufacturing methods based on polymer dispersed liquid crystals, e.g. microencapsulated liquid crystals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D4/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/20—Diluents or solvents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
- C09K19/54—Additives having no specific mesophase characterised by their chemical composition
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1343—Electrodes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
Abstract
본 발명은 고분자 분산형 박막액정(PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal) 표시장치에 관한 것으로, 본 발명에서는 표시장치의 구성을, <제 1 및 제 2 투명 지지기재>, <제 1 및 제 2 투명 지지기재 상에 배치된 제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극>, <제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극 사이에 배치되는 고분자 분산형 박막액정(PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal) 레이어>, <제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극 상에 배치되면서, 전도성 탄소체(나노 카본블랙, CNT, 그래핀, 전도성 카본, 폴리싸이오펜, 폴리피놀, 폴리에틸렌, 폴리티오펜, 풀러렌 등), 전도성 금속 산화물(ITO, ATO, AZO 등), 폴리아민계 카본 분산제 등으로 구성되는 나노 스케일의 오버 코팅층> 등으로 개선하고, 이를 통해, 표시장치 운영주체 측에서, 기존, 고분자 물질 오버 코팅층이 가지는 문제점(예컨대, PDLC 레이어 측 액정의 응답성을 저하시키는 문제점, 은나노와이어의 전기 저항 값을 높이는 문제점, 낮은 코팅 안정성을 가지는 문제점, 코팅 균일도를 저해하는 문제점 등)을 전혀 겪지 않으면서도, 전도성 탄소체(나노 카본블랙, CNT, 그래핀, 전도성 카본, 폴리싸이오펜, 폴리피놀, 폴리에틸렌, 폴리티오펜, 풀러렌 등), 전도성 금속 산화물(ITO, ATO, AZO 등) 등의 기능수행에 기반하여, 제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극의 내 마모성, 내 화학성, 내 열성, 저 반사성, 유연성 등을 획기적으로 개선시킬 수 있도록 지원할 수 있다.
Description
본 발명은 고분자 분산형 박막액정(PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal) 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시장치의 구성을, <제 1 및 제 2 투명 지지기재>, <제 1 및 제 2 투명 지지기재 상에 배치된 제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극>, <제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극 사이에 배치되는 고분자 분산형 박막액정(PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal) 레이어>, <제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극 상에 배치되면서, 전도성 탄소체(나노 카본블랙, CNT, 그래핀, 전도성 카본, 폴리싸이오펜, 폴리피놀, 폴리에틸렌, 폴리티오펜, 풀러렌 등), 전도성 금속 산화물(ITO, ATO, AZO 등), 폴리아민계 카본 분산제 등으로 구성되는 나노 스케일의 오버 코팅층> 등으로 개선하고, 이를 통해, 표시장치 운영주체 측에서, 기존, 고분자 물질 오버 코팅층이 가지는 문제점(예컨대, PDLC 레이어 측 액정의 응답성을 저하시키는 문제점, 은나노와이어의 전기 저항 값을 높이는 문제점, 낮은 코팅 안정성을 가지는 문제점, 코팅 균일도를 저해하는 문제점 등)을 전혀 겪지 않으면서도, 전도성 탄소체(나노 카본블랙, CNT, 그래핀, 전도성 카본, 폴리싸이오펜, 폴리피놀, 폴리에틸렌, 폴리티오펜, 풀러렌 등), 전도성 금속 산화물(ITO, ATO, AZO 등) 등의 기능수행에 기반하여, 제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극의 내 마모성, 내 화학성, 내 열성, 저 반사성, 유연성 등을 획기적으로 개선시킬 수 있도록 지원할 수 있는 PDLC 표시장치에 관한 것이다.
최근 전자기기/디스플레이 관련 기술이 급격한 발전을 이루면서, PDLC 표시장치 또한 빠른 발전을 거듭하고 있다.
예를 들어, 대한민국공개실용신안 제20-2013-3732호(명칭: 고분자 분산형 액정 필름의 평면구조)(2013.06.26.자 공개), 대한민국공개특허 제10-2016-49462호(명칭: 중성화된 전도성 고분자 은나노와이어 투명전극을 포함하는 고분자 분산형 액정 소자 및 이의 제조방법)(2016.05.09.자 공개), 대한민국공개특허 제10-2016-129936호(명칭: 고분자 분산형 액정을 갖는 표시 장치)(2016.11.10.자 공개), 대한민국공개특허 제10-2017-74509호(명칭: 고분자 분산형 액정 복합막용 프리폴리머 조성물, 그를 이용한 고분자 분산형 액정 복합막 및 액정 소자)(2017.06.30.자 공개), 대한민국공개특허 제10-2018-4685호(명칭: 실리콘계 아크릴레이트 광경화형 수지 및 우레탄계 아크릴레이트 광경화형 수지를 포함하는 고분자 분산형 액정 필름 및 이의 제조방법)(2018.01.12.자 공개) 등에는 이러한 종래의 기술에 따른 PDLC 표시장치의 일례가 좀더 상세하게 개시되어 있다.
한편, 이러한 종래의 체제 하에서, 도 1에 도시된 바와 같이, PDLC 표시장치(6)는 제 1 투명 지지기재(2)와, 제 1 투명 지지기재(2) 상에 형성된 제 1 은나노와이어 투명전극(4)과, 제 1 은나노와이어 투명전극(4) 상에 형성된 고분자 분산형 박막액정(PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal) 레이어(5)와, PDLC 레이어(5) 상에 형성된 제 2 은나노와이어 투명전극(3)과, 제 2 은나노와이어 투명전극(3) 상에 형성된 제 2 투명 지지기재(1)가 체계적으로 조합된 구성을 취하게 된다.
이러한 종래의 체제 하에서, 제 1 은나노와이어 투명전극(4) 및 제 2 은나노와이어 투명전극(2)으로 전기가 가해지면(즉, 전기적으로 ON 상태가 되면), PDLC 레이어(5)에 구비되어 있던 액정은 해당 전기 자극에 의해 그 배열이 변하게 되며, 그 결과, PDLC 표시장치(6) 측에서는 외부에서 유입되는 태양광을 통과시키는 기능을 수행할 수 있게 된다.
물론, 이 상황 하에서, 제 1 은나노와이어 투명전극(4) 및 제 2 은나노와이어 투명전극(2)으로 가해지던 전기가 차단되면(즉, 전기적으로 OFF 상태가 되면), PDLC 레이어(5)에 구비되어 있던 액정은 그 즉시 원래의 배열상태로 되돌아가게 되며, 그 결과, PDLC 표시장치(6) 측에서는 외부에서 유입되는 태양광을 차단시키는 기능을 수행할 수 있게 된다.
결국, 상술한 전기적 ON/OFF 상태 변화에 따른 액정의 배열변화에 따라, PDLC 표시장치(6) 측에서는 외부에서 유입되는 태양광의 투과율을 조절할 수 있는 일련의 스마트윈도우 기능을 정상적으로 수행할 수 있게 된다.
이때, PDLC 레이어(5)에 구비되어 있던 액정은 제 1 은나노와이어 투명전극(4) 및 제 2 은나노와이어 투명전극(2)을 통과한 전기가 PDLC 레이어(5)에 도달하거나, 해당 전기가 차단되어, PDLC 레이어(5)에서 전기가 사라지게 되면, 그 즉시, 자신의 배열상태를 빠르게 변화시키게 되는데, 이때, 액정의 반응속도(또는, 반응시간), 즉, 전기의 ON/OFF에 따라, 액정이 반응하는 속도(또는, 액정이 반응하는 시간)는 PDLC 표시장치(6)의 품질을 결정짓는데 있어서, 매우 중요한 인자로 작용하게 되며, 이에 따라서, 표시장치 운영주체 측에서는 액정의 반응속도(또는, 액정의 반응시간)를 향상시키는데 있어서, 많은 노력을 기울이고 있다.
최근, 폴더블 디스플레이 혹은 롤러블 디스플레이가 폭 넓게 출시되면서 유연한 디바이스 및 부품이 다양하게 요구되고 있다.
통상, 상기 제 1 은나노와이어 투명전극(4) 및 제 2 은나노와이어 투명전극(2)을 이루는 은나노와이어는 상기 이슈가 되는 유연성과 대면적의 전기적 특성 감소를 해결할 수 있다. 이러한 은나노와이어는 나노미터의 직경과 마이크로의 길이를 갖고 있으며, 이것을 네트워크 형태로 배치함으로써, 전극으로 활용이 가능하다. 상기 은나노와이어는 기존 ITO 전극과 비교하여 비슷하거나 더 높은 투과율 및 전기적 특성을 가지고 있고, 유연함을 구현할 수 있기 때문에, 최근, 투명전극 소재로써, 큰 각광을 받고 있다.
하지만, 상기 은나노와이어는 코팅 후 산소와의 빠른 결합으로 인해 불필요한 표면산화가 이루어짐으로써, 의도치 않은 면 저항 증가, 헤이즈 증가 및 투과도 감소 문제가 발생한다. 상기 문제를 해결하기 위하여, 종래 에서는 은나노와이어 코팅의 표면산화 방지를 위한 고분자 물질(예컨대, 아크릴 또는 이와 유사한 수지)로 이루어진 오버 코팅층을 은나노와이어의 표면에 배치하는 조치를 강구하고 있다.
그러나, 고분자 물질(예컨대, 아크릴 또는 이와 유사한 수지)로 이루어진 상기 오버 코팅층은 은나노와이어의 전기 저항 값을 높이고, 코팅 안정성 저하, 코팅 균일도를 저해하는 문제점을 가지고 있기 때문에, 별다른 조치 없이, 상기 종래의 오버 코팅층을 은나노와이어의 표면산화 방지용으로 상용화하는 데에는 큰 무리가 따를 수밖에 없게 된다.
특히, 제 1 은나노와이어 투명전극(4), 제 2 은나노와이어 투명전극(2) 등의 표면에 고분자 재질의 오버 코팅층이 추가 배치될 경우, 해당 오버 코팅층은 그 두께에 따라, 전기 반응이 느려지게 되는 원인으로 작용하게 되거나, 전기가 통과하는데 방해물로 작용하게 되며, 그 결과, PDLC 레이어(5)에 구비되어 있던 액정 측에서는 자신의 반응속도(또는, 반응시간)가 심각하게 느려지는 열악한 상황에 불가피하게 놓일 수밖에 없게 되고, 결국, 표시장치 운영주체 측에서는 PDLC 표시장치(6)의 품질이 대폭 저하되는 피해를 피할 수 없게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 표시장치의 구성을, <제 1 및 제 2 투명 지지기재>, <제 1 및 제 2 투명 지지기재 상에 배치된 제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극>, <제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극 사이에 배치되는 고분자 분산형 박막액정(PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal) 레이어>, <제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극 상에 배치되면서, 전도성 탄소체(나노 카본블랙, CNT, 그래핀, 전도성 카본, 폴리싸이오펜, 폴리피놀, 폴리에틸렌, 폴리티오펜, 풀러렌 등), 전도성 금속 산화물(ITO, ATO, AZO 등), 폴리아민계 카본 분산제 등으로 구성되는 나노 스케일의 오버 코팅층> 등으로 개선하고, 이를 통해, 표시장치 운영주체 측에서, 기존, 고분자 물질 오버 코팅층이 가지는 문제점(예컨대, PDLC 레이어 측 액정의 응답성을 저하시키는 문제점, 은나노와이어의 전기 저항 값을 높이는 문제점, 낮은 코팅 안정성을 가지는 문제점, 코팅 균일도를 저해하는 문제점 등)을 전혀 겪지 않으면서도, 전도성 탄소체(나노 카본블랙, CNT, 그래핀, 전도성 카본, 폴리싸이오펜, 폴리피놀, 폴리에틸렌, 폴리티오펜, 풀러렌 등), 전도성 금속 산화물(ITO, ATO, AZO 등) 등의 기능수행에 기반하여, 제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극의 내 마모성, 내 화학성, 내 열성, 저 반사성, 유연성 등을 획기적으로 개선시킬 수 있도록 지원하는데 있다.
본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 밑으로부터 제 1 투명 지지기재, 제 1 은나노와이어 투명전극, 제 1 오버 코팅층, 고분자 분산형 박막액정 레이어, 제 2 오버 코팅층, 제 2 은나노와이어 투명전극 및 제 2 투명 지지기재가 순차적으로 적층된 복수의 적층구조를 이루는 고분자 분산형 박막액정 표시장치로써, 제 1 투명 지지기재와; 상기 제 1 투명 지지기재 상에 형성된 제 1 은나노와이어 투명전극과; 상기 제 1 은나노와이어 투명전극 상에 형성된 제 1 오버 코팅층과; 상기 제 1 오버 코팅층 상에 형성된 고분자 분산형 박막액정(PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal) 레이어와; 상기 PDLC 레이어 상에 형성된 제 2 오버 코팅층과; 상기 제 2 오버 코팅층 상에 형성된 제 2 은나노와이어 투명전극과; 상기 제 2 은나노와이어 투명전극 상에 형성된 제 2 투명 지지기재를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 오버 코팅층은 UV 경화형 아크릴레이트; 전도성 금속 산화물; 전도성 탄소체를 포함하고, 상기 전도성 탄소체에는 에틸렌디아민(Ethylenediamine), 디에틸렌트리아민 (Diethylenetriamine), 트리에틸렌트리아민(Triethylenetetamine), 또는 테트라에틸렌펜타아민(Tetraethlenepentamine) 중의 어느 하나를 포함하는 폴리아민계 카본 분산제가 포함되는 것을 특징으로 하는 PDLC 표시장치를 개시한다.
또한, 본 발명의 다른 측면에서는 밑으로부터 제 1 투명 지지기재, 제 1 은나노와이어 투명전극, 오버 코팅층, 고분자 분산형 박막액정 레이어, 제 2 은나노와이어 투명전극 및 제 2 투명 지지기재가 순차적으로 적층된 복수의 적층구조를 이루는 고분자 분산형 박막액정 표시장치로써, 제 1 투명 지지기재와; 상기 제 1 투명 지지기재 상에 형성된 제 1 은나노와이어 투명전극과; 상기 제 1 은나노와이어 투명전극 상에 형성된 오버 코팅층과; 상기 오버 코팅층 상에 형성된 고분자 분산형 박막액정(PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal) 레이어와; 상기 PDLC 레이어 상에 형성된 제 2 은나노와이어 투명전극과; 상기 제 2 은나노와이어 투명전극 상에 형성된 제 2 투명 지지기재를 포함하며, 상기 오버 코팅층은 UV 경화형 아크릴레이트; 전도성 금속 산화물; 전도성 탄소체를 포함하고, 상기 전도성 탄소체에는 에틸렌디아민(Ethylenediamine), 디에틸렌트리아민 (Diethylenetriamine), 트리에틸렌트리아민(Triethylenetetamine), 또는 테트라에틸렌펜타아민(Tetraethlenepentamine) 중의 어느 하나를 포함하는 폴리아민계 카본 분산제가 포함되는 것을 특징으로 하는 PDLC 표시장치를 개시한다.
나아가, 본 발명의 또 다른 측면에서는 밑으로부터 제 1 투명 지지기재, 제 1 은나노와이어 투명전극, 고분자 분산형 박막액정 레이어, 오버 코팅층, 제 2 은나노와이어 투명전극 및 제 2 투명 지지기재가 순차적으로 적층된 복수의 적층구조를 이루는 고분자 분산형 박막액정 표시장치로써, 제 1 투명 지지기재와; 상기 제 1 투명 지지기재 상에 형성된 제 1 은나노와이어 투명전극과; 상기 제 1 은나노와이어 투명전극 상에 형성된 고분자 분산형 박막액정(PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal) 레이어와; 상기 PDLC 레이어 상에 형성된 오버 코팅층과; 상기 오버 코팅층 상에 형성된 제 2 은나노와이어 투명전극과; 상기 제 2 은나노와이어 투명전극 상에 형성된 제 2 투명 지지기재를 포함하며, 상기 오버 코팅층은 UV 경화형 아크릴레이트; 전도성 금속 산화물; 전도성 탄소체를 포함하고, 상기 전도성 탄소체에는 에틸렌디아민(Ethylenediamine), 디에틸렌트리아민 (Diethylenetriamine), 트리에틸렌트리아민(Triethylenetetamine), 또는 테트라에틸렌펜타아민(Tetraethlenepentamine) 중의 어느 하나를 포함하는 폴리아민계 카본 분산제가 포함되는 것을 특징으로 하는 PDLC 표시장치를 개시한다.
본 발명에서는 표시장치의 구성을, <제 1 및 제 2 투명 지지기재>, <제 1 및 제 2 투명 지지기재 상에 배치된 제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극>, <제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극 사이에 배치되는 고분자 분산형 박막액정(PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal) 레이어>, <제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극 상에 배치되면서, 전도성 탄소체(나노 카본블랙, CNT, 그래핀, 전도성 카본, 폴리싸이오펜, 폴리피놀, 폴리에틸렌, 폴리티오펜, 풀러렌 등), 전도성 금속 산화물(ITO, ATO, AZO 등), 폴리아민계 카본 분산제 등으로 구성되는 나노 스케일의 오버 코팅층> 등으로 개선하기 때문에, 본 발명의 구현환경 하에서, 표시장치 운영주체 측에서는, 기존, 고분자 물질 오버 코팅층이 가지는 문제점(예컨대, PDLC 레이어 측 액정의 응답성을 저하시키는 문제점, 은나노와이어의 전기 저항 값을 높이는 문제점, 낮은 코팅 안정성을 가지는 문제점, 코팅 균일도를 저해하는 문제점 등)을 전혀 겪지 않으면서도, 전도성 탄소체(나노 카본블랙, CNT, 그래핀, 전도성 카본, 폴리싸이오펜, 폴리피놀, 폴리에틸렌, 폴리티오펜, 풀러렌 등), 전도성 금속 산화물(ITO, ATO, AZO 등) 등의 기능수행에 기반하여, 제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극의 내 마모성, 내 화학성, 내 열성, 저 반사성, 유연성 등을 획기적으로 개선시킬 수 있게 된다.
도 1은 종래의 기술에 따른 PDLC 표시장치의 세부적인 구성을 개념적으로 도시한 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시에 따른 PDLC 표시장치의 세부적인 구성을 개념적으로 도시한 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 나노 카본블랙에 의해 제 1 오버 코팅층, 제 2 오버 코팅층 또는 오버 코팅층의 분자 네트워크가 단단하게 결합된 모습을 개념적으로 도시한 예시도.
도 4는 본 발명의 다른 실시에 따른 PDLC 표시장치의 세부적인 구성을 개념적으로 도시한 예시도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시에 따른 PDLC 표시장치의 세부적인 구성을 개념적으로 도시한 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시에 따른 PDLC 표시장치의 세부적인 구성을 개념적으로 도시한 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 나노 카본블랙에 의해 제 1 오버 코팅층, 제 2 오버 코팅층 또는 오버 코팅층의 분자 네트워크가 단단하게 결합된 모습을 개념적으로 도시한 예시도.
도 4는 본 발명의 다른 실시에 따른 PDLC 표시장치의 세부적인 구성을 개념적으로 도시한 예시도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시에 따른 PDLC 표시장치의 세부적인 구성을 개념적으로 도시한 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 PDLC 표시장치를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 PDLC 표시장치(10)는 플랙서블한 특징을 가지는 제 1 투명 지지기재(12), 상기 제 1 투명 지지기재(12) 상에 형성된 제 1 은나노와이어 투명전극(14), 상기 제 1 은나노와이어 투명전극(14) 상에 형성된 제 1 오버 코팅층(18), 상기 제 1 오버 코팅층(18) 상에 형성된 고분자 분산형 박막액정(PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal) 레이어와(15), 상기 PDLC 레이어(15) 상에 형성된 제 2 오버 코팅층(17), 상기 제 2 오버 코팅층(17) 상에 형성된 제 2 은나노와이어 투명전극(13), 상기 제 2 은나노와이어 투명전극(13) 상에 형성된 플랙서블한 특징을 가지는 제 2 투명 지지기재(11) 등이 체계적으로 조합된 구성을 가지게 된다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시에 따른 PDLC 표시장치(10a)(즉, 오버 코팅층이 상부에만 형성된 타입)는 플랙서블한 특징을 가지는 제 1 투명 지지기재(12), 상기 제 1 투명 지지기재(12) 상에 형성된 제 1 은나노와이어 투명전극(14), 상기 제 1 은나노와이어 투명전극(14) 상에 형성된 고분자 분산형 박막액정(PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal) 레이어와(15), 상기 PDLC 레이어(15) 상에 형성된 오버 코팅층(17), 오버 코팅층(17) 상에 형성된 제 2 은나노와이어 투명전극(13), 상기 제 2 은나노와이어 투명전극(13) 상에 형성된 플랙서블한 특징을 가지는 제 2 투명 지지기재(11) 등이 체계적으로 조합된 구성을 가지게 된다.
나아가, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시에 따른 PDLC 표시장치(10b)(즉, 오버 코팅층이 하부에만 형성된 타입)는 플랙서블한 특징을 가지는 제 1 투명 지지기재(12), 상기 제 1 투명 지지기재(12) 상에 형성된 제 1 은나노와이어 투명전극(14), 상기 제 1 은나노와이어 투명전극(14) 상에 형성된 오버 코팅층(18), 상기 오버 코팅층(18) 상에 형성된 고분자 분산형 박막액정(PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal) 레이어와(15), 상기 PDLC 레이어(15) 상에 형성된 제 2 은나노와이어 투명전극(13), 상기 제 2 은나노와이어 투명전극(13) 상에 형성된 플랙서블한 특징을 가지는 제 2 투명 지지기재(11) 등이 체계적으로 조합된 구성을 가지게 된다.
이 경우, 상기 제 1 투명 지지기재(12) 및 제 2 투명 지지기재(11)로는 예컨대, PET 필름, 아크릴 필름, 우레탄 필름, PO 필름, PI 필름, PP 필름 등이 선택될 수 있다.
이때, 상기 PDLC 레이어(15)는 바람직하게, 50㎛~200㎛의 두께를 가지게 된다.
이 상황 하에서, 본 발명에서는 은나노와이어를 다양한 분산체에 분산하거나, 은나노와이어 단독으로 코팅하여, 상기 제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극(14,13)을 형성함과 아울러, 그 표면에, 오버코팅 용액을 코팅하여, 제 1 오버 코팅층(18), 제 2 오버 코팅층(17), 오버 코팅층(17,18) 등을 형성하게 된다.
여기서, 본 발명의 제 1 오버 코팅층(18), 제 2 오버 코팅층(17), 오버 코팅층(17,18) 등은 <UV 경화형 아크릴레이트>, <전도성 금속 산화물(17a,18a)>, <전도성 탄소체(17b,18b)> 등이 체계적으로 조합된 구성을 취하게 된다.
이 경우, 상기 전도성 금속 산화물(17a,18a)로는 ITO(Indium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), 또는 AZO(Antimony Zinc Oxide) 중의 어느 하나가 선택될 수 있으며, 상기 전도성 탄소체(17b,18b)로는 나노 카본블랙, CNT(Carbon Nano-Tube), 그래핀, 전도성 카본, 폴리싸이오펜, 폴리피놀, 폴리에틸렌, 폴리티오펜 또는 풀러렌 중의 어느 하나가 선택될 수 있다.
이때, 본 발명이 신뢰성 있게 적용/실시되려면, 제 1 오버 코팅층(18), 제 2 오버 코팅층(17), 오버 코팅층(17,18) 등을 구성하는 <UV 경화형 아크릴레이트>, <전도성 금속 산화물(ITO, ATO, AZO 등)(17a,18a)> 등과 모두 친화적이면서도, 전도성 탄소체(나노 카본블랙, CNT, 그래핀, 전도성 카본, 폴리싸이오펜, 폴리피놀, 폴리에틸렌, 폴리티오펜, 풀러렌 등)(17b,18)를 적절하게 분산시킬 수 있는 최적의 분산제가 선택/제공되어야 한다(참고로, 만약, 최적의 분산제가 선택/제공되지 아니하면, 전도성 금속 산화물(ITO, ATO, AZO 등)(17a,18a)과의 혼합 시, 전도성 탄소체(17b,18b)의 카본이 부적절하게 석출되거나, 충분하게 분산되지 아니하는 심각한 문제점이 발생할 수 있게 된다).
이러한 민감한 상황 하에서, 본 발명에서는 상기 전도성 탄소체(나노 카본블랙, CNT, 그래핀, 전도성 카본, 폴리싸이오펜, 폴리피놀, 폴리에틸렌, 폴리티오펜, 풀러렌 등)(17b,18b) 내에, 에틸렌디아민(Ethylenediamine), 디에틸렌트리아민(Diethylenetriamine), 트리에틸렌트리아민(Triethylenetetamine), 또는 테트라에틸렌펜타아민(Tetraethlenepentamine) 중의 어느 하나를 포함하는 폴리아민계 카본 분산제를 추가로 포함시키는 조치를 강구하게 된다.
물론, 상기 폴리아민계 카본 분산제는 전도성 탄소체(나노 카본블랙, CNT, 그래핀, 전도성 카본, 폴리싸이오펜, 폴리피놀, 폴리에틸렌, 폴리티오펜, 풀러렌 등)(17b,18b) 측 카본입자와 친화성을 가지는 동시에, UV 경화형 아크릴레이트, 전도성 금속 산화물(ITO, ATO, AZO 등)(17a,18a) 등과 같은 고분자와도 높은 친화성을 가지게 때문에, 상기 폴리아민계 카본 분산제가 본 발명에 적용되는 경우, 표시장치 운영주체 측에서는 예를 들어, 전도성 탄소체(17b,18b)의 카본이 부적절하게 석출되거나, 충분히 분산되지 아니하는 심각한 문제점을 전혀 겪지 아니하면서, <전도성 금속 산화물(ITO, ATO, AZO 등)(17a,18a)>의 채용에 따른 각종 이점, <전도성 탄소체(나노 카본블랙, CNT, 그래핀, 전도성 카본, 폴리싸이오펜, 폴리피놀, 폴리에틸렌, 폴리티오펜, 풀러렌 등)(17b,18b)>의 채용에 따른 각종 이점 등을 동시에 폭 넓게 향유할 수 있게 된다.
본 발명의 체제 하에서, <전도성 탄소체(나노 카본블랙, CNT, 그래핀, 전도성 카본, 폴리싸이오펜, 폴리피놀, 폴리에틸렌, 폴리티오펜, 풀러렌 등)(17b,18b)> 측에서는 타이어의 탄소 역할과 동일한 역할을 수행함과 아울러, 고분자 네트워크를 대폭 강화시켜주는 일련의 크로스링크(Crosslink) 강화 역할도 함께 수행함으로써, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 오버 코팅층(18), 제 2 오버 코팅층(17), 오버 코팅층(17,18) 등의 분자 네트워크 결합력을 대폭 증대시키는 역할을 수행하게 된다(물론, 이처럼 분자 네트워크 결합력이 대폭 증대되면, 물리적 특성이 향상됨으로써, 밴딩할 때, 크랙이 덜 발생하고, 경도가 높아지게 된다).
또한, 본 발명의 체제 하에서, <전도성 탄소체(나노 카본블랙, CNT, 그래핀, 전도성 카본, 폴리싸이오펜, 폴리피놀, 폴리에틸렌, 폴리티오펜, 풀러렌 등)(17b,18b)> 측에서는 금속, 즉, 제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극(14,13)의 반사율을 대폭 감소시키는 역할도 수행하게 된다.
또한, 본 발명의 체제 하에서, <전도성 금속 산화물(ITO, ATO, AZO 등)(17a,18a)> 측에서는 제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극(14,13)이 나타내는 특유의 노란빛을 완화시키는 역할을 수행하게 된다.
또한, 본 발명의 체제 하에서, <전도성 금속 산화물(ITO, ATO, AZO 등)(17a,18a)> 측에서는 열 차단/방지 특성을 폭 넓게 발휘함으로써, 제 1 오버 코팅층(18), 제 2 오버 코팅층(17), 오버 코팅층(17,18) 등이 주변의 열 충격에 보다 신뢰성 있게 견딜 수 있도록 지원하는 역할을 수행하게 된다.
또한, 본 발명의 체제 하에서, <전도성 탄소체(나노 카본블랙, CNT, 그래핀, 전도성 카본, 폴리싸이오펜, 폴리피놀, 폴리에틸렌, 폴리티오펜, 풀러렌 등)(17b,18b)>, <전도성 금속 산화물(ITO, ATO, AZO 등)(17a,18a)> 측에서는 일종의 연결체 역할을 수행함으로써, 제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극(14,13) 측에서, 주변의 물리적 충격(예를 들어, 굽힘 충격 등)에도 끊어지지 않고 견딜 수 있도록 지원하는 역할을 수행하게 된다.
특히, 본 발명의 체제 하에서, <전도성 탄소체(나노 카본블랙, CNT, 그래핀, 전도성 카본, 폴리싸이오펜, 폴리피놀, 폴리에틸렌, 폴리티오펜, 풀러렌 등)(17b,18b)>, <전도성 금속 산화물(ITO, ATO, AZO 등)(17a,18a)> 측에서는, 은나노와이어가 이루는 네트워크의 빈 곳을 채워주는 역할(즉, 전기의 이동 루트를 추가적으로 생성/제공하는 역할)을 수행함으로써, 표시장치의 구동 국면에서, '제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극(14,13)의 나노와이어가 제공하는 전기의 이동경로' 이의에, 또 다른 '전기의 추가적인 이동경로'를 폭 넓게 제공하기 때문에(다시 말해, 표시장치의 구동 국면에서, 전기의 이동 루트를 대폭 확대/확장시키는데 기여하기 때문에), 본 발명의 구현환경 하에서, PDLC 레이어(15)에 구비된 액정 측에서는 제 1 오버 코팅층(18), 제 2 오버 코팅층(17), 오버 코팅층(17,18) 등이 추가 형성되어 있다하더라도, 이에 포함된 <전도성 탄소체(17b,18b)>, <전도성 금속 산화물(17a,18a)> 등에 의해 추가 확장된 전기 유통 루트를 통해 전기를 신속하게 수급할 수 있게 되며, 결국, 별다른 영향 없이, 빠른 반응속도(또는, 빠른 반응시간)를 정상적으로 유지할 수 있게 된다.
결국, 본 발명의 구현환경 하에서, 제 1 오버 코팅층(18), 제 2 오버 코팅층(17), 오버 코팅층(17,18) 측에서는 PDLC 레이어 측 액정의 응답성을 저하시키는 문제점, 은나노와이어의 전기 저항 값을 높이는 문제점, 코팅 안정성이 저하되는 문제점, 코팅 균일도를 저해하는 문제점 등을 전혀 일으키지 아니하면서도, 제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극(14,13)의 내 마모성, 내 화학성, 내 열성, 저 반사성, 유연성 등을 획기적으로 개선시킬 수 있게 된다.
이때, 상기 제 1 오버 코팅층(18), 제 2 오버 코팅층(17), 오버 코팅층(17,18) 등은 액상의 오버코팅 용액 상태에서, 롤투롤 공정(Roll-to-Roll process)에 의해 코팅되는 절차를 겪게 된다.
여기서, 상기 오버코팅 용액은 <용제(예컨대, 메틸에틸케톤(MEK: Methyl Ethyl Ketone) 및 톨루엔이 혼합된 용액)에, 전도성 탄소체(나노 카본블랙, CNT, 그래핀, 전도성 카본, 폴리싸이오펜, 폴리피놀, 폴리에틸렌, 폴리티오펜, 풀러렌 등)(17b,18b)와 폴리아민계 카본 분산제를 섞은 후, 분산시켜, 전도성 탄소체 용액을 분산하는 절차>, <분산된 상기 전도성 탄소체 용액에, 용제(예컨대, 이소프로필알콜(IPA: IsoPropyl Alcohol))에 분산되어 있는 전도성 금속 산화물(ITO, ATO, AZO 등)(17a,18a) 및 UV 경화형 아크릴레이트를 섞고, 일련의 분산방식(예컨대, 초음파 이용 방식, 스티어링 이용 방식, 분산기(수퍼링 밀, 연속식 밀, HS 밀, 초고압 분산기, 나노분쇄 분산기, 고점도 믹서, 건/습식 비드 밀, 분쇄 분산기) 이용 방식), 용제에 녹이는 방식 등)으로 분산시키는 절차> 등에 의해 제조되는 특징을 가지게 된다.
이때, 상기 <분산된 상기 전도성 탄소체 용액에, 용제(예컨대, 이소프로필알콜(IPA: IsoPropyl Alcohol))에 분산되어 있는 전도성 금속 산화물(ITO, ATO, AZO 등)(17a,18a) 및 UV 경화형 아크릴레이트를 섞는 절차>가 진행되는 경우, 본 발명에서는 실란커플링제를 추가 첨가하는 절차를 진행하게 된다.
여기서, 상기 용제로는 에탄올, 이소프로필알콜(IPA: IsoPropyl Alcohol), 메틸에틸케톤(MEK: Methyl Ethyl Ketone), 톨루엔, DI water, 또는 메탄올이 선택될 수 있다.
한편, 본 발명의 제 1 오버 코팅층(18), 제 2 오버 코팅층(17), 오버 코팅층(17,18) 등을 구성하는 상기 UV 경화형 아크릴레이트는 상기 제 1 오버 코팅층(18), 제 2 오버 코팅층(17), 오버 코팅층(17,18) 등 내에서, 1wt%~10wt%의 함유량을 가지며, 상기 전도성 금속 산화물(ITO, ATO, AZO 등)(17a,18a)은 상기 제 1 오버 코팅층(18), 제 2 오버 코팅층(17), 오버 코팅층(17,18) 등 내에서, 1wt%~10wt%의 함유량을 가지고, 상기 전도성 탄소체(나노 카본블랙, CNT, 그래핀, 전도성 카본, 폴리싸이오펜, 폴리피놀, 폴리에틸렌, 폴리티오펜, 풀러렌 등)(17b,18b)는 상기 제 1 오버 코팅층(18), 제 2 오버 코팅층(17), 오버 코팅층(17,18) 등 내에서, 1wt%~50wt%의 함유량을 가지며, 상기 폴리아민계 카본 분산제는 상기 제 1 오버 코팅층(18), 제 2 오버 코팅층(17), 오버 코팅층(17,18) 등 내에서, 1wt%~10wt%의 함유량을 가지는 특징을 유지하게 된다.
한편, 본 발명의 체제 하에서, 제 1 오버 코팅층(18), 제 2 오버 코팅층(17), 오버 코팅층(17,18) 등 내에는 [Si(OR1)2X, R1: 알킬기, X: 에폭시기, 아미노기, 아릴기, 또는 메타아크릴기]로 이루어진 실란커플링제가 더 포함된다.
이때, 상기 실란커플링제는, 제 1 오버 코팅층(18), 제 2 오버 코팅층(17), 오버 코팅층(17,18) 등의 유연성을 획기적으로 향상시켜주는 역할을 수행하게 된다.
이 경우, 상기 실란커플링제는 비닐계, 에폭시계, 아민계, 아미노계, 아릴기, 부틸기, 옥틸기, 또는 아크릴계로 구성된 그룹으로부터 선택된 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 특징을 가지게 된다.
이때, 상기 실란커플링제는 전체 제 1 오버 코팅층(18), 제 2 오버 코팅층(17), 오버 코팅층(17,18) 등 내에서, 1%~50%의 함유량을 가지게 된다.
한편, 본 발명의 체제 하에서, 상기 본 발명의 제 1 오버 코팅층(18), 제 2 오버 코팅층(17), 오버 코팅층(17,18) 등은 바람직하게, 10nm~1000nm의 나노 단위 두께(즉, 나노 스케일의 두께)를 가지게 된다.
이때, 제 1 오버 코팅층(18), 제 2 오버 코팅층(17), 오버 코팅층(17,18) 등이 10nm 미만의 두께를 가지게 될 경우, 오버코팅 고유의 기능을 상실하는 문제점(예를 들어, 투명전극(14,13)의 표면 산화를 차단하지 못하게 되는 문제점 등)이 발생할 수 있게 되며, 제 1 오버 코팅층(18), 제 2 오버 코팅층(17), 오버 코팅층(17,18) 등이 1000nm를 초과하는 두께를 가지게 될 경우, 그 두께가 너무 두꺼워져, 절연 특성이 강한 고분자의 함량이 커지기 때문에, 예를 들어, 은나노와이어 투명전극(14,13)의 면 저항이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있게 된다.
한편, 도 2, 도 4, 도 5 등에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 및 제 2 투명 지지기재(12,11), 그리고, 제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극(14,13)의 계면에는 상기 제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극(14,13)의 부착력을 향상시키기 위한 하드코팅 층(16)이 추가로 형성된다(도면에서는, 편의 상, 제 2 은나노와이어 투명전극과 제 2 투명 지지기재(11)의 계면에 하드코팅 층(16)이 형성된 경우를 도시함).
이 경우, 상기 하드코팅 층(16)을 형성하는 조성물은 아크릴관능기, 메타아크릴관능기 또는 다양한 관능기를 가지는 올리고머(Oligomer), 모노머(Momomoer) 또는 올리고머와 모노머의 혼합물, 그리고 필요에 따라 다양한 복합 무기재를 사용하며, 점도와 유동성을 조절하기 위하여 용제와, 경화를 일으키기 위한 광개시제, 그리고 산화반응을 방해하기 위한 산화방지제, 중합방지제, 그리고 uv에 안정적인 특성을 보이기 위하여 uv 차단제와 흡수제 그리고, 표면의 조도의 안정성을 위하여 소량의 레벨링제를 사용하여 만들게 된다.
이때, 상기 하드코팅 층(16)은 바람직하게, 2㎛~5㎛의 두께를 가지게 된다.
여기서, 상기 하드코팅 층(16)은 상황에 따라, 제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극(14,13)과의 결합력을 향상시키기 위한 에어로 실리카를 추가 구성성분으로 가지게 되며, 이 경우, 상기 에어로 실리카는 1%~10%의 함유량을 가지는 고형분으로 상기 하드코팅 층(16)의 구성성분을 이루게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 표시장치의 구성을, <제 1 및 제 2 투명 지지기재>, <제 1 및 제 2 투명 지지기재 상에 배치된 제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극>, <제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극 사이에 배치되는 고분자 분산형 박막액정(PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal) 레이어>, <제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극 상에 배치되면서, 전도성 탄소체(나노 카본블랙, CNT, 그래핀, 전도성 카본, 폴리싸이오펜, 폴리피놀, 폴리에틸렌, 폴리티오펜, 풀러렌 등), 전도성 금속 산화물(ITO, ATO, AZO 등), 폴리아민계 카본 분산제 등으로 구성되는 나노 스케일의 오버 코팅층> 등으로 개선하기 때문에, 본 발명의 구현환경 하에서, 표시장치 운영주체 측에서는, 기존, 고분자 물질 오버 코팅층이 가지는 문제점(예컨대, PDLC 레이어 측 액정의 응답성을 저하시키는 문제점, 은나노와이어의 전기 저항 값을 높이는 문제점, 낮은 코팅 안정성을 가지는 문제점, 코팅 균일도를 저해하는 문제점 등)을 전혀 겪지 않으면서도, 전도성 탄소체(나노 카본블랙, CNT, 그래핀, 전도성 카본, 폴리싸이오펜, 폴리피놀, 폴리에틸렌, 폴리티오펜, 풀러렌 등), 전도성 금속 산화물(ITO, ATO, AZO 등) 등의 기능수행에 기반하여, 제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극의 내 마모성, 내 화학성, 내 열성, 저 반사성, 유연성 등을 획기적으로 개선시킬 수 있게 된다.
이하, 상술한 본 발명에 따른 PDLC 표시장치(10)의 구체적인 실시 형태를 상세히 살펴보면 다음과 같다.
<실시예>
도 2에 도시된 바와 같이, PDLC 표시장치를 제 1 은나노와이어 투명전극(14) 및 제 2 은나노와이어 투명전극(13)의 모두에 제 1 및 제 2 오버 코팅층(18,17)이 형성되는 형태로 구현하였다. 이 경우, 제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극(14,13)의 두께는 20~40nm로 하였고, PDLC 레이어(15)의 두께는 100㎛로 하였으며, 각 오버 코팅층(18,17)의 두께는 10nm~20nm로 하였다.
이때, 제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극(14,13)을 구성하는 은나노 와이어는, 초미세 구조를 갖는 은 나노와이어를 제조하기 위하여, 일반적인 방법인 이온성 액체와, 은염(Ag salt)이 용해된 수용액을 수열합성기에 투입하고, 온도와 압력을 변화시키면서, 은나노와이어를 제조하였다(물론, 시중에 일반적으로 판매하는 은나노 와이어를 사용하여도 무방하다).
또한, 만들어진 은나노와이어의 표면을 보호하고, 기능을 향샹시키기 위하여, 탄소체와 금속산화물의 결합을 통해 나노 플랙서블용 오버코팅액을 은나노 와이어의 표면에 슬롯다이를 이용하여 코팅하고, 이를 통해, 제 1 및 제 2 오버코팅층(18,17)을 제조하였다. 이때, 코팅절차는 수은등으로 UV 경화를 실시하였다.
이때, 나노 플랙서블용 오버 코팅액을 제조하기 위하여, 먼저, 메틸에틸케톤(MEK: Methyl Ethyl Ketone) 및 톨루엔이 1:1 비율로 혼합된 용액에, 나노 카본블랙과 실록산, 디에틸렌트리아민을 섞은 후(이 경우, MEK+톨루엔: 나노 카본블랙: 실록산: 디에틸렌트리아민=97.7: 1: 0.3: 1), 초음파 방식으로 30분 또는 스티어링 방식으로 1시간 이상 분산시켜, 전도성 탄소체 용액을 분산하였다.
이렇게 하여, 전도성 탄소체 용액을 분산한 후, 이 전도성 탄소체 용액에, 이소프로필알콜(IPA: IsoPropyl Alcohol)에 분산되어 있는 ATO(Antimony Tin Oxide) 및 UV 경화형 아크릴레이트(에탄올에 분산, 1% 고형분), 그리고, 실란커플링제를 섞고(이 경우, ATO; 나노 카본블랙: UV 경화형 아크릴레이트: 실란커플링제=0.5: 1; 97.5: 1), 초음파 방식으로 30분 또는 스티어링 방식으로 1시간 이상 분산시켜, 오버코팅 용액을 제조하였다.
<비교예>
도 2에 도시된 바와 같은 구조를 채용하되, 제 1 은나노와이어 투명전극(14) 및 제 2 은나노와이어 투명전극(13)의 표면에, 고분자 물질(아크릴)로 이루어진 오버코팅 층을 형성하였다.
상기와 같이 제조된 각 표시장치들은 아래의 표1에 제시된 바와 같은 결과를 나타내었다.
| 항목 | 실시예 | 비교예 |
| Rise time (On state) |
6ms | 9ms |
| Fall time (Off state) |
29ms | 38ms |
| UV 테스트 | 황변없음/동작가능 | 황변/동작불가 |
| 항온항습(160hr) | 동작가능 | 동작불가 |
| 열 충격 테스트 | 동작가능 | 동작반응느림(일부 동작불가) |
참고로, 상기 표1에서, 각 테스트 조건은 아래와 같다.
(1) UV 테스트: 200mJ/㎠ 기준으로 1분 조사 및 1분 오프를 1 사이클로 하여 50 사이클 테스트, (2) 항온항습 테스트: 85도 85% 습도 조건 하에, 160hr 진행, (3) 열충격 테스트: -40도 2시간~85도 2시간/1 cycle, 20 cycle 진행
상기 실험 테이터에서와 같이, 본 발명에 따른 오버코팅을 지닌 PDLC 표시장치가 상기 비교예와 비교하여, 훨씬 빠른 액정 반응시간(반응속도)을 가짐을 알 수 있었다.
또한, 상기 실험 데이터(UV 테스트)에서와 같이, 본 발명에 따른 오버코팅을 지닌 PDLC 표시장치가 상기 비교예와 비교하여, 황변 현상을 일으키지 않는 우수한 품질을 가짐을 알 수 있었다.
또한, 상기 실험 데이터(항온항습 테스트, 열 충격 테스트)에서와 같이, 본 발명에 따른 오버코팅을 지닌 PDLC 표시장치가 상기 비교예와 비교하여, 동작이 가능한 우수한 품질을 가짐을 알 수 있었다.
이러한 본 발명은 특정 분야에 국한되지 아니하며, 표시장치의 품질향상이 필요한 여러 분야에서, 전반적으로 유용한 효과를 발휘한다.
그리고, 앞에서, 본 발명의 특정한 실시 예가 설명되고 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.
이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구의 범위 안에 속한다 해야 할 것이다.
6,10: PDLC 표시장치
12,11: 제 1 및 제 2 투명 지지기재
14,13: 제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극
15: PDLC 레이어
16: 하드코팅 층
18,17: 제 1 오버 코팅층, 제 2 오버 코팅층, 오버 코팅층
17a,18a: 전도성 금속 산화물
17b,18b: 전도성 탄소체
12,11: 제 1 및 제 2 투명 지지기재
14,13: 제 1 및 제 2 은나노와이어 투명전극
15: PDLC 레이어
16: 하드코팅 층
18,17: 제 1 오버 코팅층, 제 2 오버 코팅층, 오버 코팅층
17a,18a: 전도성 금속 산화물
17b,18b: 전도성 탄소체
Claims (20)
- 밑으로부터 제 1 투명 지지기재, 제 1 은나노와이어 투명전극, 제 1 오버 코팅층, 고분자 분산형 박막액정 레이어, 제 2 오버 코팅층, 제 2 은나노와이어 투명전극 및 제 2 투명 지지기재가 순차적으로 적층된 복수의 적층구조를 이루는 고분자 분산형 박막액정 표시장치로써,
제 1 투명 지지기재와;
상기 제 1 투명 지지기재 상에 형성된 제 1 은나노와이어 투명전극과;
상기 제 1 은나노와이어 투명전극 상에 형성된 제 1 오버 코팅층과;
상기 제 1 오버 코팅층 상에 형성된 고분자 분산형 박막액정(PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal) 레이어와;
상기 PDLC 레이어 상에 형성된 제 2 오버 코팅층과;
상기 제 2 오버 코팅층 상에 형성된 제 2 은나노와이어 투명전극과;
상기 제 2 은나노와이어 투명전극 상에 형성된 제 2 투명 지지기재를 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 오버 코팅층은
UV 경화형 아크릴레이트;
전도성 금속 산화물;
전도성 탄소체를 포함하고,
상기 전도성 탄소체에는 에틸렌디아민(Ethylenediamine), 디에틸렌트리아민 (Diethylenetriamine), 트리에틸렌트리아민(Triethylenetetamine), 또는 테트라에틸렌펜타아민(Tetraethlenepentamine) 중의 어느 하나를 포함하는 폴리아민계 카본 분산제가 포함되는 것을 특징으로 하는 PDLC 표시장치. - 밑으로부터 제 1 투명 지지기재, 제 1 은나노와이어 투명전극, 오버 코팅층, 고분자 분산형 박막액정 레이어, 제 2 은나노와이어 투명전극 및 제 2 투명 지지기재가 순차적으로 적층된 복수의 적층구조를 이루는 고분자 분산형 박막액정 표시장치로써,
제 1 투명 지지기재와;
상기 제 1 투명 지지기재 상에 형성된 제 1 은나노와이어 투명전극과;
상기 제 1 은나노와이어 투명전극 상에 형성된 오버 코팅층과;
상기 오버 코팅층 상에 형성된 고분자 분산형 박막액정(PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal) 레이어와;
상기 PDLC 레이어 상에 형성된 제 2 은나노와이어 투명전극과;
상기 제 2 은나노와이어 투명전극 상에 형성된 제 2 투명 지지기재를 포함하며,
상기 오버 코팅층은
UV 경화형 아크릴레이트;
전도성 금속 산화물;
전도성 탄소체를 포함하고,
상기 전도성 탄소체에는 에틸렌디아민(Ethylenediamine), 디에틸렌트리아민 (Diethylenetriamine), 트리에틸렌트리아민(Triethylenetetamine), 또는 테트라에틸렌펜타아민(Tetraethlenepentamine) 중의 어느 하나를 포함하는 폴리아민계 카본 분산제가 포함되는 것을 특징으로 하는 PDLC 표시장치. - 밑으로부터 제 1 투명 지지기재, 제 1 은나노와이어 투명전극, 고분자 분산형 박막액정 레이어, 오버 코팅층, 제 2 은나노와이어 투명전극 및 제 2 투명 지지기재가 순차적으로 적층된 복수의 적층구조를 이루는 고분자 분산형 박막액정 표시장치로써,
제 1 투명 지지기재와;
상기 제 1 투명 지지기재 상에 형성된 제 1 은나노와이어 투명전극과;
상기 제 1 은나노와이어 투명전극 상에 형성된 고분자 분산형 박막액정(PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal) 레이어와;
상기 PDLC 레이어 상에 형성된 오버 코팅층과;
상기 오버 코팅층 상에 형성된 제 2 은나노와이어 투명전극과;
상기 제 2 은나노와이어 투명전극 상에 형성된 제 2 투명 지지기재를 포함하며,
상기 오버 코팅층은
UV 경화형 아크릴레이트;
전도성 금속 산화물;
전도성 탄소체를 포함하고,
상기 전도성 탄소체에는 에틸렌디아민(Ethylenediamine), 디에틸렌트리아민 (Diethylenetriamine), 트리에틸렌트리아민(Triethylenetetamine), 또는 테트라에틸렌펜타아민(Tetraethlenepentamine) 중의 어느 하나를 포함하는 폴리아민계 카본 분산제가 포함되는 것을 특징으로 하는 PDLC 표시장치. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전도성 탄소체는 나노 카본블랙, CNT(Carbon Nano-Tube), 그래핀, 전도성 카본, 폴리싸이오펜, 폴리피놀, 폴리에틸렌, 폴리티오펜 또는 풀러렌 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 PDLC 표시장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전도성 금속 산화물은 ITO(Indium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), 또는 AZO(Antimony Zinc Oxide) 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 PDLC 표시장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 오버 코팅층, 제 2 오버 코팅층, 또는 오버 코팅층은 액상의 오버코팅 용액 상태에서, 롤투롤 공정(Roll-to-Roll process)에 의해 코팅되며, 오버코팅 용액은 용제에 전도성 탄소체 및 폴리아민계 카본 분산제를 섞고, 분산시켜, 전도성 탄소체 용액을 분산한 후, 분산된 상기 전도성 탄소체 용액에, 용제에 분산되어 있는 전도성 금속 산화물 및 UV 경화형 아크릴레이트계 수지를 섞고, 분산시키는 절차에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 PDLC 표시장치.
- 제 6 항에 있어서, 분산된 상기 전도성 탄소체 용액에, 용제에 분산되어 있는 전도성 금속 산화물 및 UV 경화형 아크릴레이트계 수지를 섞을 때, 실란커플링제가 추가 첨가되는 것을 특징으로 하는 PDLC 표시장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 용제는 에탄올, 이소프로필알콜(IPA: IsoPropyl Alcohol), 메틸에틸케톤(MEK: Methyl Ethyl Ketone), 톨루엔, DI water, 또는 메탄올을 포함하는 것을 특징으로 하는 PDLC 표시장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 UV 경화형 아크릴레이트는 상기 제 1 오버 코팅층, 제 2 오버 코팅층 또는 오버 코팅층 내에서, 1wt%~10wt%의 함유량을 가지며, 상기 전도성 금속 산화물은 상기 제 1 오버 코팅층, 제 2 오버 코팅층 또는 오버 코팅층 내에서, 1wt%~10wt%의 함유량을 가지고, 상기 전도성 탄소체는 상기 제 1 오버 코팅층, 제 2 오버 코팅층 또는 오버 코팅층 내에서, 1wt%~50wt%의 함유량을 가지며, 상기 폴리아민계 카본 분산제는 상기 제 1 오버 코팅층, 제 2 오버 코팅층 또는 오버 코팅층 내에서, 1wt%~10wt%의 함유량을 가지는 것을 특징으로 하는 PDLC 표시장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 오버 코팅층, 제 2 오버 코팅층 또는 오버 코팅층은 10nm~1000nm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 PDLC 표시장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 오버 코팅층, 제 2 오버 코팅층 또는 오버 코팅층은 [Si(OR1)2X, R1: 알킬기, X: 에폭시기, 아미노기, 아릴기, 또는 메타아크릴기]로 이루어진 실란커플링제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PDLC 표시장치.
- 제 11 항에 있어서, 상기 실란커플링제는 상기 제 1 오버 코팅층, 제 2 오버 코팅층 또는 오버 코팅층 내에서, 1wt%~50wt%의 함유량을 가지는 것을 특징으로 하는 PDLC 표시장치.
- 제 11 항에 있어서, 상기 실란커플링제는 비닐계, 에폭시계, 아민계, 아미노계, 아릴기, 부틸기, 옥틸기, 또는 아크릴계로 구성된 그룹으로부터 선택된 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 PDLC 표시장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 PDLC 레이어는 50㎛~200㎛의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 PDLC 표시장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 투명 지지기재 및 제 1 은나노와이어 투명전극의 계면 또는 제 2 투명 지지기재 및 제 2 은나노와이어 투명전극의 계면에는 상기 제 1 은나노와이어 투명전극 또는 제 2 은나노와이어 투명전극의 부착력을 향상시키기 위한 하드코팅 층이 추가 형성되는 것을 특징으로 하는 PDLC 표시장치.
- 제 15 항에 있어서, 상기 하드코팅 층은 관능기를 가지는 올리고머(Oligomer), 모노머(Momomoer), 복합 무기재, 점도와 유동성을 조절하기 위한 용제, 중합반을을 일으키기 위한 광개시제, 산화반응을 방해하기 위한 산화방지제, 중합금지제, uv차단제, 흡수제, 또는, 레벨링제를 포함하는 하드코팅 액의 코팅절차 및 경화절차에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 PDLC 표시장치.
- 제 15 항에 있어서, 상기 하드코팅 층은 2㎛~5㎛의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 PDLC 표시장치.
- 제 15 항에 있어서, 상기 하드코팅 층은 1.4~1.52의 굴절률을 가지는 것을 특징으로 하는 PDLC 표시장치.
- 제 15 항에 있어서, 상기 하드코팅 층은 에어로 실리카를 추가 구성성분으로 가지는 것을 특징으로 하는 PDLC 표시장치.
- 제 19 항에 있어서, 상기 에어로 실리카는 1%~10%의 함유량을 가지는 고형분으로 상기 하드코팅 층의 구성성분을 이루는 것을 특징으로 하는 PDLC 표시장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210052784A KR102561949B1 (ko) | 2021-04-23 | 2021-04-23 | 고분자 분산형 박막액정 표시장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210052784A KR102561949B1 (ko) | 2021-04-23 | 2021-04-23 | 고분자 분산형 박막액정 표시장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220146028A KR20220146028A (ko) | 2022-11-01 |
| KR102561949B1 true KR102561949B1 (ko) | 2023-08-02 |
Family
ID=84042259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210052784A KR102561949B1 (ko) | 2021-04-23 | 2021-04-23 | 고분자 분산형 박막액정 표시장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102561949B1 (ko) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130003732U (ko) | 2011-12-14 | 2013-06-26 | 폴리트론 테크놀로지스 인크 | 고분자 분산형 액정 필름의 평면구조 |
| KR101723184B1 (ko) | 2014-10-27 | 2017-04-04 | 주식회사 엘지화학 | 중성화된 전도성 고분자 투명전극을 포함하는 고분자 분산형 액정 소자 및 이의 제조방법 |
| KR102294757B1 (ko) | 2015-04-30 | 2021-08-30 | 엘지디스플레이 주식회사 | 고분자 분산형 액정을 갖는 표시 장치 |
| KR20170074509A (ko) | 2015-12-22 | 2017-06-30 | 도레이첨단소재 주식회사 | 고분자 분산형 액정 복합막용 프리폴리머 조성물, 그를 이용한 고분자 분산형 액정 복합막 및 액정 소자 |
| KR102002173B1 (ko) | 2017-11-29 | 2019-07-23 | 주식회사 스위스 | 실리콘계 아크릴레이트 광경화형 수지 및 우레탄계 아크릴레이트 광경화형 수지를 포함하는 고분자 분산형 액정 필름 및 이의 제조방법 |
| KR102178886B1 (ko) * | 2019-02-26 | 2020-11-17 | 재단법인 구미전자정보기술원 | 고분자 분산형 박막액정 표시장치 |
| KR102283873B1 (ko) * | 2019-07-08 | 2021-08-02 | 주식회사 디케이티 | 투명전극 디바이스 |
-
2021
- 2021-04-23 KR KR1020210052784A patent/KR102561949B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220146028A (ko) | 2022-11-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9824789B2 (en) | Method for producing nanowire-polymer composite electrodes | |
| JP6480407B2 (ja) | 電子的に切り替え可能なプライバシー装置 | |
| JP4943091B2 (ja) | 透明導電性フィルム、タッチパネル用電極板およびタッチパネル | |
| EP2154598B1 (en) | Transparent conductive polycarbonate film coated with carbon nanotubes and touch panel using the same | |
| KR101479811B1 (ko) | 투명 전극 필름 제조용 기재 필름 | |
| KR101737156B1 (ko) | 투명 도전체 및 이를 포함하는 장치 | |
| TWI556269B (zh) | 透明導體、製備其的方法以及包括其的光學顯示器 | |
| WO2005106897A1 (ja) | 透明導電性積層体およびタッチパネル | |
| TWI614660B (zh) | 透明導電性薄膜及具有其之觸控面板以及顯示裝置 | |
| JP2016126954A (ja) | 導電性フィルム及び導電性フィルムの製造方法 | |
| KR101420541B1 (ko) | 전도성 고분자 조성물 및 이를 이용한 전도성 필름 | |
| CN105051832A (zh) | 透明导电薄膜 | |
| KR102283873B1 (ko) | 투명전극 디바이스 | |
| KR102561949B1 (ko) | 고분자 분산형 박막액정 표시장치 | |
| KR20160032302A (ko) | 플렉서블 투명전극용 다층시트 및 그 제조방법 | |
| KR101859777B1 (ko) | 은 나노와이어 시인성이 개선된 광학 필름 | |
| KR100662179B1 (ko) | 유기-무기 하이브리드 하드 코팅 조성물 및 이를 이용한기재의 코팅 방법 | |
| US10824042B1 (en) | Electro-optic display and composite materials having low thermal sensitivity for use therein | |
| TWI755081B (zh) | 電光顯示器及使用於其之具有低熱敏感度之複合材料 | |
| JP2008233371A (ja) | 反射防止フィルム | |
| KR20170116911A (ko) | 투명 도전체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 | |
| JP2010176357A (ja) | 透明導電性フィルム及びタッチパネル | |
| KR102230663B1 (ko) | 투명전극 디바이스 | |
| JP2014153784A (ja) | 導電性シートおよびそれを用いたタッチパネル | |
| KR100960858B1 (ko) | 일액형 탄소나노튜브 바인더 혼합액을 이용한 투명전도성필름의 제조방법 및 이에 의한 투명전도성 필름 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |