KR102576512B1 - Polymer dispersed liquid crystal display and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명인 고분자 분산형 액정 디스플레이는 제1 기판, 상기 제1기판 상의 제1 전극, 상기 제1 전극 상의 제2 전극, 상기 제2 전극 상의 제2 기판, 및 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 개재된 액정층을 포함할 수 있다. 상기 액정층은 액정방울들이 분포된 제1 영역 및 제2 영역을 포함할 수 있다. 상기 제1 영역 내의 액정방울들의 평균 크기는 상기 제2 영역 내의 액정방울들의 평균 크기보다 클 수 있다.The polymer dispersed liquid crystal display according to the present invention includes a first substrate, a first electrode on the first substrate, a second electrode on the first electrode, a second substrate on the second electrode, and between the first electrode and the second electrode. It may include an interposed liquid crystal layer. The liquid crystal layer may include a first region and a second region where liquid crystal droplets are distributed. The average size of liquid crystal droplets in the first area may be larger than the average size of liquid crystal droplets in the second area.
Description
본 발명은 고분자 분산형 액정 디스플레이에 관한 것이다.The present invention relates to polymer dispersed liquid crystal displays.
현대 사회가 고도의 정보화 시대로 발전함에 따라서 디스플레이 산업의 중요성이 증대하고 있다. 최근에는 화면의 크기가 커지고 화면의 두께가 감소함에 따라서 액정표시장치(LCD), 디스플레이 패널(PDP), 유기전계발광디스플레이(OLED) 등과 같은 평판디스플레이(FPD)가 널리 사용되고 있다.As modern society develops into a highly advanced information age, the importance of the display industry is increasing. Recently, as screen sizes have increased and screen thickness has decreased, flat panel displays (FPDs) such as liquid crystal displays (LCDs), display panels (PDPs), and organic electroluminescent displays (OLEDs) have been widely used.
통상의 액정표시장치에서는 백라이트에서 나온 백색광이 2장의 편광판, 액정층을 통과하면서 변조되고 변조된 광이 컬러필터를 통과하면서 색상을 구현한다.In a typical liquid crystal display device, white light from the backlight is modulated as it passes through two polarizers and a liquid crystal layer, and the modulated light passes through a color filter to produce color.
이러한 액정표시장치는 저전압 구동이 가능하고 소비전력이 적다는 장점으로 인해 모바일 휴대기기, 노트북, 컴퓨터 모니터, TV 등에 폭넓게 사용되고 있으나, 고명암비 및 컬러 구현을 위해 편광판과 컬러필터를 사용하기 때문에 광 손실이 크고 고투명 디스플레이를 구현하기 어렵다.These liquid crystal displays are widely used in mobile portable devices, laptops, computer monitors, TVs, etc. due to the advantages of low voltage operation and low power consumption. However, because they use polarizers and color filters to achieve high contrast ratio and color, they suffer from light loss. It is difficult to implement such a large and highly transparent display.
본 발명의 일 기술적 과제는 구동전압을 인가하지 않은 상태에서는 불투명한 무늬를 가지고, 구동전압을 인가한 상태에서는 투명한 윈도우 상태인 고분자 분산형 디스플레이를 제공하는 것에 있다.One technical object of the present invention is to provide a polymer dispersed display that has an opaque pattern when no driving voltage is applied and has a transparent window state when a driving voltage is applied.
본 발명이 해결하고자 다른 과제는 상기 고분자 분산형 디스플레이 제조방법을 제공하는 것에 있다.Another problem that the present invention seeks to solve is to provide a method for manufacturing the polymer dispersed display.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
본 발명인 분산형 액정 디스플레이는 제1 기판, 상기 제1 기판 상의 제1 전극, 상기 제1 전극 상의 제2 전극, 상기 제2 전극 상의 제2 기판, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 개재된 액정층을 포함할 수 있고, 상기 액정층은 액정방울들이 분포된 제1 영역 및 제2 영역을 포함할 수 있고, 상기 제1 영역 내의 액정방울들의 평균 크기는 상기 제2 영역 내의 액정방울들의 평균 크기보다 클 수 있다.The dispersed liquid crystal display of the present invention includes a first substrate, a first electrode on the first substrate, a second electrode on the first electrode, a second substrate on the second electrode, and an intermediate electrode disposed between the first electrode and the second electrode. The liquid crystal layer may include a first region and a second region in which liquid crystal droplets are distributed, and the average size of the liquid crystal droplets in the first region is the average size of the liquid crystal droplets in the second region. May be larger than average size.
본 발명에 따른 고분자 분산형 디스플레이는 구동전압을 인가하지 않은 상태에서는 다양한 패턴의 광산란 효과를 가질 수 있다.The polymer dispersed display according to the present invention can have various patterns of light scattering effects when no driving voltage is applied.
도 1은 구동전압이 인가되지 않은 상태에서의 고분자 분산형 액정 디스플레이의 개념도이다.
도 2는 구동전압이 인가된 상태에서의 고분자 분산형 액정 디스플레이의 개념도이다.
도 3은 고분자 분산형 액정 디스플레이의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 4 내지 도 6은 고분자 분산형 액정 디스플레이의 제조방법을 나타낸 개념도이다.
도 7a 내지 도7e는 고분자 분산형 액정 디스플레이의 실시예를 평면적 관점에서 나타낸 것이다.Figure 1 is a conceptual diagram of a polymer dispersed liquid crystal display in a state where no driving voltage is applied.
Figure 2 is a conceptual diagram of a polymer dispersed liquid crystal display in a state in which a driving voltage is applied.
Figure 3 is a flowchart showing a manufacturing method of a polymer dispersed liquid crystal display.
4 to 6 are conceptual diagrams showing a method of manufacturing a polymer dispersed liquid crystal display.
Figures 7a to 7e show an embodiment of a polymer dispersed liquid crystal display from a plan view.
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들의 설명을 통해 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기가 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성 요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다.In order to fully understand the configuration and effects of the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various forms and various changes can be made. However, the description of the present embodiments is provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to fully inform those skilled in the art of the present invention of the scope of the invention. In the attached drawings, the components are shown enlarged in size for convenience of explanation, and the proportions of each component may be exaggerated or reduced.
본 발명의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다. 이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예들을 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다. Unless otherwise defined, terms used in the embodiments of the present invention may be interpreted as meanings commonly known to those skilled in the art. Hereinafter, the present invention will be described in detail by explaining exemplary embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.
도 1은 구동전압이 인가되지 않은 상태에서의 고분자 분산형 액정 디스플레이의 개념도이다.Figure 1 is a conceptual diagram of a polymer dispersed liquid crystal display in a state where no driving voltage is applied.
도 1을 참조하면 서로 이격된 제1 기판(100) 및 제2 기판(200)이 제공될 수 있다. 제1 기판(100) 및 제2 기판(200)은 모두 투명한 재료를 포함할 수 있다. 일 예로 제1 기판(100) 및 제2 기판(200)은 유리 단일층, 투명 플라스틱 필름 등 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a
제1 기판(100)의 제2 기판(200)과 마주보는 일 면 상에 제1 전극(101)이 제공될 수 있다. 제2 기판(200)의 제1 기판(100)과 마주보는 일 면 상에 제2 전극(201)이 제공될 수 있다.The
제1 전극(101) 및 제2 전극(201)은 모두 투명한 전도성 재료를 포함할 수 있다. 일 예로 제1 전극(101) 및 제2 전극(201)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), 실버 나노와이어, 알루미늄, 탄소나노 튜브(CNT), 그래핀, PEDOT:Pss, 폴리 아닐린, 폴리티오펜 중 적어도 어느 하나를 포함하는 혼화물 형태를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 제1 전극(101) 및 제2 전극(201)은 ITO(indium tin oxide)일 수 있다.Both the
제1 전극(101) 및 제2 전극(201) 사이에 액정층(300)이 개재될 수 있다. 액정층(300)의 평균 두께(T1)는 2.5㎛ 내지 100㎛ 일 수 있다. 액정층(300)은 고분자(301) 및 복수개의 액정방울들(302,306)을 포함할 수 있다. A
고분자(301)는 자외선에 의해 경화되는 자외선 경화형 고분자를 포함할 수 있다. 자외선 경화형 고분자는 무정형, 세미결정성 모노머, 또는 올리고머 중 어느 하나일 수 있다.The
바람직하게는 자외선 경화형 고분자는 우레탄 아크릴레이트 올리고머 (분자량, 1000 ~ 4000), 2(2-에톡시에톡시) 에틸 아크릴레이트(2(2-ethoxyethoxy) ethyl acrylate, EOEOEA), 아이소보닐 아크릴레이트 (Isobornyl acrylate, IOBA), 트리에티로프로판 트라이아크릴레이트 (Triethylopropane triacrylate, TMPTA), 트라이프로필렌 글라이콜 다이아크릴레이트 (Tri(propylene glycol) Diacrylate, TPGDA), 펜타리스리톨 트라이아크릴레이트 (Penthaerithritol Triacrylate, PETA), 하이드록시에틸 아크릴레이트(hydroxyethyl acrylate, HEA), 트라이메티롤프로판 에톡시레이트 트라이아크릴레이트 (Trimethylolpropane Ethoxylate Triacrylate, TMPEOTA), 2-펜녹시에틸 아크릴레이트(2-phenoxyethyl acrylate, 2-PEA), 메틸메스아크릴레이트 (Methyl methacrylate, MMA), 메스아크릴레이트 (Methacrylate, MA), 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트(tetrahydrofurfuryl acrylate), 트라이프로필렌 글라이콜 글리세로레이트 다이아크릴레이트 (Tri(propylene glycol) Glycerolate Diacrylate, TPGDA), 비닐 아크릴레이트 (Vinylacrylate, VA), 에틸렌 글라이콜 다이메서아크릴레이트 (Ethylene glycol dimethacrylate, EGDA, 에폭시 아크릴레이트 모노머 혹은 올리고머 (Epoxy acrylate monomer or oligomer), 헥산다이올 다이아크릴레이트 (1,6-hexandiol diacrylate, HAD), 2-하이드록시에틸 메스아크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate, 2-HEMA), 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-ethylheyxyl acrylate), 에틸렌 글라이콜 다이아크릴레이트 (ethylene glycol diacrylate), 트리메틸로프로판 다이아릴 이서(Trimethylolpropane dially ether), 우레탄 다이아크릴레이트 (urethane diacrylate), 및 2-페녹시에틸 아크릴레이트 (2-phenoxyethyl acrylate), 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트 (Tetrahydrofurfuryl acrylate) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Preferably, the ultraviolet curable polymer is urethane acrylate oligomer (molecular weight, 1000 to 4000), 2(2-ethoxyethoxy) ethyl acrylate (EOEOEA), isobornyl acrylate ( Isobornyl acrylate, IOBA), Triethylopropane triacrylate (TMPTA), Tri(propylene glycol) Diacrylate, TPGDA), Penthaerithritol Triacrylate, PETA), hydroxyethyl acrylate (HEA), Trimethylolpropane Ethoxylate Triacrylate (TMPEOTA), 2-phenoxyethyl acrylate (2-PEA) , Methyl methacrylate (MMA), Methacrylate (MA), tetrahydrofurfuryl acrylate, tripropylene glycol glycerolate diacrylate (Tri(propylene glycol) Glycerolate) Diacrylate, TPGDA), Vinylacrylate (VA), Ethylene glycol dimethacrylate (EGDA), Epoxy acrylate monomer or oligomer (Epoxy acrylate monomer or oligomer), Hexanediol diacrylate ( 1,6-hexandiol diacrylate (HAD), 2-hydroxyethyl methacrylate (2-HEMA), 2-ethylheyxyl acrylate, ethylene glycol diacrylate ( ethylene glycol diacrylate, Trimethylolpropane dially ether, urethane diacrylate, and 2-phenoxyethyl acrylate, Tetrahydrofurfuryl acrylate ) may include at least one of the following.
액정방울들(302,306) 각각은 구(sphere) 형상을 가질 수 있다. 액정방울들(302, 306)은 고분자(301) 100 중량에 대하여 80 내지 120의 중량의 중량비를 가질 수 있다.Each of the
액정방울들(302,306) 내에 복수개의 액정들이 제공될 수 있다. 액정은 가늘고 긴 막대 형상을 가질 수 있다. 액정의 유동점성(flow viscosity)(mm-2/s)는 20 내지 100, 굴절률 이방성은 0.15 내지 0.30, 유전율 이방성(1.0kHz)은 +2.0 내지 +40.0일 수 있다.A plurality of liquid crystals may be provided within the
액정층(300)은 복수개의 제1 영역들(P1) 및 복수개의 제2 영역들(P2)을 포함할 수 있다. 제1 영역들(P1) 내에 복수개의 액정방울들(302)이 분포될 수 있고, 제2 영역들(P2) 내에 복수개의 액정방울들(306)이 분포될 수 있다. The
제1 영역(P1) 내의 액정방울들(302)의 평균 크기는 제2 영역(P2) 내의 액정방울들(306)의 평균 크기보다 클 수 있다. 제1 영역(P1) 내에 분포된 액정방울들(302)의 단위 부피당 개수는 제2 영역(P2) 내에 분포된 액정방울들(306)의 단위 부피당 개수보다 적을 수 있다. 따라서 제1 영역(P1)이 제2 영역(P2)보다 투명도가 크고, 탁도는 감소할 수 있다.The average size of the
제1 전극(101) 및 제2 전극(201)에 구동전압을 가해줄 수 있는 전원(400)이 제공될 수 있다. 제1 전극(101) 및 제2 전극(201)에 구동전압이 가해지지 않은 상태, 즉 개회로(open circuit)(400a) 상태에서는 제1 전극(101) 및 제2 전극(201) 사이에 전기장이 발생되지 않을 수 있다. 이 경우 액정방울들(302,306) 내의 각각의 액정은 일정한 방향성이 없이 배치될 수 있다.A
개회로(400a) 상태에서 입사광(R1, R2)이 제2 기판(200) 상으로 입사될 수 있다. 입사광(R1, R2)은 액정방울들(302, 306) 내의 액정과 부딪혀서 반사될 수 있다. 제1 영역(P1)이 제2 영역(P2)보다 투명도는 크고, 탁도는 낮기 때문에 제1 영역(P1)으로 입사하는 입사광(R1)이 제2 영역(P2)으로 입사하는 입사광(R2)보다 반사 또는 산란이 덜 일어날 수 있다. 따라서 제1 영역(P1) 및 제2 영역(P2)은 서로 반사도가 다르고 육안으로 관찰시 서로 구별될 수 있다. 제1 영역(P1) 및 제2 영역(P2)의 입사광의 투과율은 0.01 ~ 10%일 수 있다.In the
액정층(300)은 자외선 경화제(미개시) 및 분산제(미개시)를 더 포함할 수 있다. 자외선 경화제 (미개시)는 고분자 100 중량에 대하여 0.5 내지 10의 중량의 중량비를 가질 수 있다. 자외선 경화제(미개시)는 1-하이드록시-사이크로헥실-펜틸-키톤(1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, Irgacure 907), 2-메틸-1[4-(메틸티오)페닐]-2-모포리노프로판-1-원(2-Methyl-1[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropane-1-one, Irgacure 184C), 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-원(1-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propane-1-one, Darocur 1173), 이라가큐어 184(Irgacure 184C) 50 wt%와 벤조페논 (Benzophenone) 50 wt%가 혼합된 개시제 (Irgacure 500), 이라가큐어 184가 20 wt%와 이라가큐어 1173이 80 wt% 혼합된 개시제 (Irgacure 1000), 2-하이드록시-1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로파논(2-Hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-methyl-1propanone, Irgacure 2959), 메틸벤조일포메이트(Methylbenzoylformate, Darocur MBF), 알파, 알파-다이메톡시-알파-페닐아세토페논(Alpha, alpha-dimethoxy-alpha-phenylacetophenone, Irgacure 651), 2-벤질-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모포리닐) 페닐]-1-부타논 (2-Benzyl-2-(dimethylamino)-1-[4-(morpholinyl) phenyl]-1-butanone, Irgacure 369), 이라가큐어 369가 30 wt%와 이라가큐어 651이 70 wt% 혼합된 개시제 (Irgacure 1300), 다이페닐 (2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀 옥사이드 (Diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl)-phosphine oxide, Darocur TPO), 다로큐어 TPO 50 wt%와 다로큐어 1173이 50 wt% 혼합된 개시제 (Darocur 4265), 포스핀 옥사이드, 페닐 비스(2,4,6,-트리메틸 벤조일)(Phosphine oxide, phenyl bis(2,4,6-trimethyl benzoyl, Irgacure 819), 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-원 (2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propane-1-one) (Darocur 1173), 이라가큐어 819가 5 wt%와 다로큐어 1173이 95 wt% 혼합된 개시제 (Irgacure 2005), 이라가큐어 819가 10 wt%와 다로큐어 1173이 90 wt% 혼합된 개시제 (Irgacure 2010), 이라가큐어 819가 20 wt%와 다로큐어 1173이 80 wt% 혼합된 개시제 (Irgacure 2020), 비스 (에타5-2,4,-사이크로페타디엔-1-일) 비스[2,6-다이프루오르-3-(1H-피롤-1-일)페닐] 티타늄 (Bis(.eta.5-2,4-cyclopentadien-1-yl) bis[2,6-difluoro-3-(1H-pyrrol-1-yl)phenyl]titanium, Irgacure 784), 벤조페논이 함유된 혼합 개시제(HSP 188), 1-hydroxy-cyclohexylphenyl-ketone(CPA), 및 2,4,6,-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀옥사이드(2,4,6,-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphineoxide) (Darocur TPO) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The
고분자 분산형 액정 디스플레이(1000)는 자외선 차단층(미개시)을 더 포함할 수 있다. 자외선 차단층(미개시)는 제1 기판(100)과 제1 전극(101) 사이, 제1 기판(100) 하면, 제2 기판(200)과 제2 전극(201) 사이, 제2 기판(200) 상면 중 적어도 어느 하나의 위치에 제공될 수 있다. 자외선 차단층(미개시)은 고분자, 무기물, 세라믹 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 자외선 차단층(미개시)에 의해 10 nm 내지 400nm 파장의 자외선은 50% 내지 99.9%로 차단될 수 있다.The polymer dispersed
고분자 분산형 액정 디스플레이(1000)는 적외선 반사막(미개시)을 더 포함할 수 있다. 적외선 반사막(미개시)은 제1 기판(100)과 제1 전극(101) 사이, 제1 기판(100) 하면, 제2 기판(200)과 제2 전극(201) 사이, 제2 기판(200) 상면 중 적어도 어느 하나의 위치에 제공될 수 있다. 적외선 반사막(미개시)에 의해 고분자 분산형 액정 디스플레이(1000)의 단열 효과가 증가할 수 있다.The polymer dispersed
도 2는 구동전압이 인가된 상태에서의 고분자 분산형 액정 디스플레이의 개념도이다. 설명의 간소화를 위해, 도 1과의 차이점을 주로 설명한다. Figure 2 is a conceptual diagram of a polymer dispersed liquid crystal display in a state in which a driving voltage is applied. For simplicity of explanation, differences from FIG. 1 are mainly explained.
도 2를 참조하면 제1 전극(101), 제2 전극(201), 및 전원(400)이 전기적으로 연결되어 폐회로(closed circuit)(400b)가 형성될 수 있다. 폐회로(400b) 상태에서는 제1 전극(101) 및 제2 전극(201) 사이에 전기장이 발생될 수 있다. 전기장의 방향은 제1 전극(101) 및 제2 전극(201)에 수직한 방향일 수 있다. 액정방울들(302, 306)내의 액정들은 전기장에 평행한 방향으로 정렬될 수 있다. 즉 액정의 장축은 전기장의 방향과 평행할 수 있다.Referring to FIG. 2, the
액정들이 정렬된 상태에서 입사광(R)이 제2 기판(200) 상으로 입사될 수 있다. 도 1과 비교할 때 제1 영역(P1) 및 제2 영역(P2)으로 입사되는 입사광(R)은 액정에서 반사가 적게 일어나고, 액정층(300)을 거쳐서 제1 기판(100)을 투과할 수 있다. 따라서 폐회로(400b) 상태에서 고분자 분산형 액정 디스플레이(1000)는 전체적으로 투명 상태를 유지할 수 있다. 입사광(R)의 투과율은 75% ~ 95% 정도일 수 있다.In a state in which the liquid crystals are aligned, incident light R may be incident on the
도 3은 고분자 분산형 액정 디스플레이의 제조 방법을 도시한 순서도이다. 도 4 내지 도 6은 고분자 분산형 액정 디스플레이의 제조방법을 나타낸 개념도이다. Figure 3 is a flowchart showing a manufacturing method of a polymer dispersed liquid crystal display. 4 to 6 are conceptual diagrams showing a method of manufacturing a polymer dispersed liquid crystal display.
도 4를 참조하면 액정재료층(303)이 제1 전극(101) 및 제2 전극(201) 사이에 삽입될 수 있다. 액정재료층(303)의 삽입 방법으로서 스핀 코팅, 바코팅, 스크린 인쇄 등의 코팅 방법, 모세관 주입(capillary injection), 적하방식(one drop filling) 등 중 어느 하나의 방법이 적용될 수 있다. Referring to FIG. 4, a liquid
액정재료층(303)은 중합형 고분자 전구체(304) 및 복수개의 액정방울들(305)을 포함할 수 있다. 액정재료층(303) 내에서 중합형 고분자 전구체(304)와 액정방울들(305)은 상(phase)이 구분되지 않을 수 있다. 따라서 액정방울들(305) 내의 액정과 중합형 고분자 전구체(304)의 구별이 어려울 수 있다.The liquid
도 3 및 도 4를 참조하면, 액정재료층(303) 상에 적어도 하나의 개구를 포함하는 마스크(500)가 제공될 수 있다(S100). 단수 또는 복수의 개구는 후술할 액정층(300)의 제1 영역(P1)을 정의할 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4 , a
이어서 마스크(500) 상에 빛(600)을 조사할 수 있다(S200). 빛(600)은 자외선 파장의 빛일 수 있다. 단수 또는 복수의 개구를 통과한 빛(600)이 중합형 고분자 전구체(304)와 반응할 수 있다. 중합형 고분자 전구체(304)는 자외선에 의해 고분자로 경화되는 특성이 있고, 경화 개시제(미개시)가 경화를 촉진시킬 수 있다. 자외선 파장은 250 ~ 400 nm 일 수 있고, 고분자로 경화될 때 50 ~ 1000 mJ의 에너지가 가해질 수 있다.Subsequently, light 600 may be radiated onto the mask 500 (S200).
도 3 및 도 5를 참조하면 마스크(500)가 제거될 수 있다(S300). 고분자(301)는 액정방울들(302)과 상 분리가 일어나고, 액정방울들(302) 내의 액정과 구별될 수 있다. 고분자(301)가 형성된 액정층(300) 영역이 제1 영역(P1)일 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 5 , the
이어서 액정재료층(303)을 열원(700)을 이용하여 열처리할 수 있다(S400). 열처리는 가열 처리 또는 냉각 처리를 포함할 수 있다. 열 처리시 온도 조건은 -40도에서 100도일 수 있고, 바람직하게는 -20도에서 80도일 수 있다. Next, the liquid
가열 처리 시 액정재료층(303)의 온도가 상승할 수 있고 액정재료층(303) 내의 중합형 고분자 전구체(304) 및 액정의 분산성이 증가할 수 있다. 이어서 액정재료층(303)에 빛(600)을 조사할 수 있다(S500). 미반응으로 남아있던 중합형 고분자 전구체(304)가 고분자(301)가 되는 반응이 일어날 수 있다. 이 과정에서 고분자(301)는 액정방울들(306)과 상 분리가 일어나고 액정방울들(306) 내의 액정과 구별될 수 있다. During heat treatment, the temperature of the liquid
도 6을 참조하면 온도가 더 높은 상태에서 형성된 액정방울들(306)을 포함하는 액정층(300)영역이 제2 영역(P2)이 될 수 있다. 제2 영역(P2)의 액정방울들(306)의 평균 크기가, 상대적으로 온도가 더 낮은 상태에서 형성된 제1 영역(P1)의 액정방울들(302)의 평균 크기보다 작을 수 있다. 또한 제2 영역(P2)의 액정방울들(306)의 단위 부피당 개수가 제1 영역(P1)의 액정방울들(302)의 단위 부피당 개수보다 클 수 있다. 이는 가열 처리시, 액정재료층(303)의 온도가 상승됨에 따라, 액정이 분산된 상태에서 고분자(301)와 액정방울들(306)의 상 분리가 이루어졌기 때문이다.Referring to FIG. 6, an area of the
본 발명은 제1 영역(P1) 및 제2 영역(P2)을 제조하는 방법을 예로 도시하였으나, 제3 영역, 제4 영역, 제5 영역 등을 더 포함할 수 있다. 일 예로 제1 영역, 제2 영역에 추가로 제3 영역을 형성하는 경우의 제조방법은 아래와 같다.Although the present invention illustrates a method of manufacturing the first area P1 and the second area P2 as an example, it may further include a third area, a fourth area, a fifth area, etc. As an example, the manufacturing method for forming a third region in addition to the first region and the second region is as follows.
액정재료 층 상에 적어도 하나의 개구를 포함하는 제1 마스크를 제공하고, 제1 마스크 상에 빛을 조사함으로서 액정층인 제 1영역을 형성할 수 있다. 이어서 제1 마스크를 제거하고, 액정재료층에 제1 열처리를 할 수 있다. 다시 액정 재료층 상에 적어도 하나의 개구를 포함하는 제2 마스크를 제공할 수 있다. 제2 마스크의 개구는 제1 마스크의 폐구 영역의 적어도 일부에 대응될 수 있다. 제2 마스크 상에 빛을 조사함으로서 액정층인 제2 영역을 형성할 수 있다. 이어서 제2 마스크를 제거하고 액정재료층에 제2 열처리를 할 수 있다. 미반응된 액정재료층에 빛을 조사함으로서 액정층인 제3 영역이 형성될 수 있다.A first region that is a liquid crystal layer can be formed by providing a first mask including at least one opening on the liquid crystal material layer and irradiating light onto the first mask. Subsequently, the first mask may be removed, and a first heat treatment may be performed on the liquid crystal material layer. Again, a second mask can be provided including at least one opening on the liquid crystal material layer. The opening of the second mask may correspond to at least a portion of the closed area of the first mask. By irradiating light on the second mask, a second region, which is a liquid crystal layer, can be formed. Subsequently, the second mask may be removed and the liquid crystal material layer may be subjected to a second heat treatment. By irradiating light to the unreacted liquid crystal material layer, a third region, which is a liquid crystal layer, can be formed.
빛을 조사할 때 온도는 2-5회 정도 구분하는 것이 가능하며, 이 경우 제2 영역 내지 제5 영역까지 형성할 수 있다,When irradiating light, the temperature can be differentiated about 2-5 times, and in this case, the second to fifth regions can be formed.
도 7a 내지 도 7e는 고분자 분산형 액정 디스플레이의 실시예를 평면적 관점에서 나타낸 것이다. Figures 7a to 7e show an embodiment of a polymer dispersed liquid crystal display from a plan view.
도 7a 내지 도 7e를 참조하면 제1 영역(P1), 제2 영역(P2), 제3 영역(P3)의 반사도가 다름에 따라 구동전압이 가해지지 않은 상태에서 다양한 무늬를 만들 수 있다. Referring to FIGS. 7A to 7E , as the reflectivity of the first region (P1), second region (P2), and third region (P3) is different, various patterns can be created without a driving voltage being applied.
본 발명은 구동 전압을 인가하지 않은 상태에서는 다양한 반사 무늬를 띤 채 내부가 보이지 않게 해 공간을 구분하거나, 사생활을 보호하게 할 수 있을 뿐만 아니라 영상투사기를 동작하면 색상이 있는 스크린으로 활용이 가능할 수 있다. 구동 전압을 인가하면 투명 상태로 변화해 윈도우 상태를 제공할 수 있다.The present invention not only divides space or protects privacy by making the inside invisible with various reflective patterns when no driving voltage is applied, but can also be used as a colored screen when the image projector is operated. there is. When a driving voltage is applied, it changes to a transparent state and can provide a window state.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Above, embodiments of the present invention have been described with reference to the attached drawings, but those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical idea or essential features. You will understand that it exists. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive.
100: 제1 기판 101: 제1 전극
200: 제2 기판 201: 제2 전극
300: 액정층 301: 고분자
302, 305, 306: 액정방울
400: 전원 400a, 400b: 개회로, 폐회로
P1, P2: 제1 영역, 제2 영역
R1, R2: 입사광 500: 마스크
600: 자외선 303: 액정 재료층
304: 고분자 전구체 700: 열원100: first substrate 101: first electrode
200: second substrate 201: second electrode
300: Liquid crystal layer 301: Polymer
302, 305, 306: Liquid crystal droplets
400:
P1, P2: first area, second area
R1, R2: Incident light 500: Mask
600: UV ray 303: Liquid crystal material layer
304: polymer precursor 700: heat source
Claims (10)
상기 제1 기판 상의 제1 전극;
상기 제1 전극 상의 제2 전극;
상기 제2 전극 상의 제2 기판; 및
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 개재된 액정층을 포함하고,
상기 액정층은 고분자 층 및 상기 고분자 층 내에 액정방울들이 분포된 제1 영역 및 제2 영역을 포함하며,
상기 제1 영역 내의 액정방울들의 평균 크기는 상기 제2 영역 내의 액정방울들의 평균 크기보다 크고,
상기 제1 기판과 상기 제1 전극 사이, 상기 제1 기판의 하면 상, 상기 제2 기판과 상기 제2 전극 사이, 및 상기 제2 기판 상면 상 중에서 적어도 어느 하나의 위치에 각각 제공되는 자외선 차단막 및 적외선 반사막을 더 포함하고,
상기 자외선 차단막은 고분자, 무기물 및 세라믹 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 각각은 평면적 관점에서, 상기 제1 영역으로부터 상기 제2 영역을 향하여 연속적으로 연장되어, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 각각은 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 모두와 수직으로 중첩되고,
상기 액정층의 두께는 2.5㎛ 내지 100㎛이고,
상기 액정방울들은 상기 고분자 층 100 중량에 대하여 80 내지 120의 중량비를 가지며,
상기 액정층은 자외선 경화제 및 분산제를 더 포함하고,
상기 자외선 경화제는 상기 고분자 층 100 중량에 대하여 0.5 내지 10의 중량의 중량비를 가지고,
상기 자외선 경화제는 1-하이드록시-사이크로헥실-펜틸-키톤(1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, Irgacure 907), 2-메틸-1[4-(메틸티오)페닐]-2-모포리노프로판-1-원(2-Methyl-1[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropane-1-one, Irgacure 184C), 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-원(1-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propane-1-one, Darocur 1173), 이라가큐어 184(Irgacure 184C) 50 wt%와 벤조페논 (Benzophenone) 50 wt%가 혼합된 개시제 (Irgacure 500), 이라가큐어 184가 20 wt%와 이라가큐어 1173이 80 wt% 혼합된 개시제 (Irgacure 1000), 2-하이드록시-1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로파논(2-Hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-methyl-1propanone, Irgacure 2959), 메틸벤조일포메이트(Methylbenzoylformate, Darocur MBF), 알파, 알파-다이메톡시-알파-페닐아세토페논(Alpha, alpha-dimethoxy-alpha-phenylacetophenone, Irgacure 651), 2-벤질-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모포리닐) 페닐]-1-부타논 (2-Benzyl-2-(dimethylamino)-1-[4-(morpholinyl) phenyl]-1-butanone, Irgacure 369), 이라가큐어 369가 30 wt%와 이라가큐어 651이 70 wt% 혼합된 개시제 (Irgacure 1300), 다이페닐 (2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀 옥사이드 (Diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl)-phosphine oxide, Darocur TPO), 다로큐어 TPO 50 wt%와 다로큐어 1173이 50 wt% 혼합된 개시제 (Darocur 4265), 포스핀 옥사이드, 페닐 비스(2,4,6,-트리메틸 벤조일)(Phosphine oxide, phenyl bis(2,4,6-trimethyl benzoyl, Irgacure 819), 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-원 (2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propane-1-one) (Darocur 1173), 이라가큐어 819가 5 wt%와 다로큐어 1173이 95 wt% 혼합된 개시제 (Irgacure 2005), 이라가큐어 819가 10 wt%와 다로큐어 1173이 90 wt% 혼합된 개시제 (Irgacure 2010), 이라가큐어 819가 20 wt%와 다로큐어 1173이 80 wt% 혼합된 개시제 (Irgacure 2020), 비스 (에타5-2,4,-사이크로페타디엔-1-일) 비스[2,6-다이프루오르-3-(1H-피롤-1-일)페닐] 티타늄 (Bis(.eta.5-2,4-cyclopentadien-1-yl) bis[2,6-difluoro-3-(1H-pyrrol-1-yl)phenyl]titanium, Irgacure 784), 벤조페논이 함유된 혼합 개시제(HSP 188), 1-hydroxy-cyclohexylphenyl-ketone(CPA), 및 2,4,6,-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀옥사이드(2,4,6,-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphineoxide) (Darocur TPO) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 고분자 분산형 액정 디스플레이.first substrate;
a first electrode on the first substrate;
a second electrode on the first electrode;
a second substrate on the second electrode; and
Comprising a liquid crystal layer interposed between the first electrode and the second electrode,
The liquid crystal layer includes a polymer layer and a first region and a second region where liquid crystal droplets are distributed within the polymer layer,
The average size of the liquid crystal droplets in the first area is larger than the average size of the liquid crystal droplets in the second area,
An ultraviolet blocking film provided at least one of the following: between the first substrate and the first electrode, on the lower surface of the first substrate, between the second substrate and the second electrode, and on the upper surface of the second substrate, and Further comprising an infrared reflective film,
The ultraviolet ray blocking film includes at least one of polymer, inorganic material, and ceramic,
Each of the first electrode and the second electrode extends continuously from the first area toward the second area in plan view, so that each of the first electrode and the second electrode extends from the first area and the second electrode. Vertically overlaps both of the second regions,
The thickness of the liquid crystal layer is 2.5㎛ to 100㎛,
The liquid crystal droplets have a weight ratio of 80 to 120 based on 100 weight of the polymer layer,
The liquid crystal layer further includes an ultraviolet curing agent and a dispersant,
The ultraviolet curing agent has a weight ratio of 0.5 to 10 based on 100 weight of the polymer layer,
The ultraviolet curing agent is 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (Irgacure 907), 2-methyl-1[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholino Propane-1-one (2-Methyl-1[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropane-1-one, Irgacure 184C), 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propane-1-one (1-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propane-1-one, Darocur 1173), initiator (Irgacure 500) mixed with 50 wt% of Irgacure 184C and 50 wt% of benzophenone ), an initiator containing 20 wt% of Irgacure 184 and 80 wt% of Irgacure 1173 (Irgacure 1000), 2-hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2- Methyl-1-propanone (2-Hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-methyl-1propanone, Irgacure 2959), Methylbenzoylformate (Darocur MBF), alpha, alpha-di Methoxy-alpha-phenylacetophenone (Alpha, alpha-dimethoxy-alpha-phenylacetophenone, Irgacure 651), 2-benzyl-2-(dimethylamino)-1-[4-(4-morpholinyl) phenyl]-1- Butanone (2-Benzyl-2-(dimethylamino)-1-[4-(morpholinyl) phenyl]-1-butanone, Irgacure 369), 30 wt% of Irgacure 369 and 70 wt% of Irgacure 651 mixed Initiator (Irgacure 1300), Diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl)-phosphine oxide, Darocur TPO), Darocur TPO 50 wt% Initiator mixed with 50 wt% of Cure 1173 (Darocur 4265), phosphine oxide, phenyl bis(2,4,6-trimethyl benzoyl, Irgacure 819) , 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propane-1-one (Darocur 1173), Iragacure 819 5 wt % and Darocure 1173 mixed at 95 wt% (Irgacure 2005), Iragacure 819 mixed at 10 wt% and Darocure 1173 at 90 wt% (Irgacure 2010), Irgacure 819 mixed at 20 wt% Darocure 1173 mixed with 80 wt% initiator (Irgacure 2020), bis (eta5-2,4,-cyclopetadien-1-yl) bis[2,6-difluoro-3-(1H- pyrrol-1-yl)phenyl] titanium (Bis(.eta.5-2,4-cyclopentadien-1-yl) bis[2,6-difluoro-3-(1H-pyrrol-1-yl)phenyl]titanium, Irgacure 784), mixed initiator containing benzophenone (HSP 188), 1-hydroxy-cyclohexylphenyl-ketone (CPA), and 2,4,6,-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide (2,4,6) A polymer dispersed liquid crystal display containing at least one of ,-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphineoxide) (Darocur TPO).
상기 액정방울들의 각각은 복수개의 액정들을 포함하고,
상기 액정들의 각각은 20 내지 100의 유동 점성(flow viscosity)(mm-2/s)을 가지고, 0.15 내지 0.30의 굴절률 이방성을 가지고, 및 2.0 내지 40.0의 유전율 이방성을 가지는 고분자 분산형 액정 디스플레이.
According to paragraph 1,
Each of the liquid crystal droplets includes a plurality of liquid crystals,
Each of the liquid crystals has a flow viscosity (mm-2/s) of 20 to 100, a refractive index anisotropy of 0.15 to 0.30, and a dielectric anisotropy of 2.0 to 40.0.
상기 제1 영역 내에 분포된 액정방울들의 단위 부피당 개수는 상기 제2 영역 내에 분포된 액정 방울들의 단위 부피당 개수보다 적은 고분자 분산형 액정 디스플레이.
According to paragraph 1,
A polymer dispersed liquid crystal display wherein the number of liquid crystal droplets distributed in the first area per unit volume is less than the number per unit volume of liquid crystal droplets distributed in the second area.
상기 제1 영역 및 상기 제2 영역의 입사광에 대한 반사도는 서로 다른 고분자 분산형 액정 디스플레이.
According to paragraph 1,
A polymer dispersed liquid crystal display wherein the first region and the second region have different reflectivities for incident light.
상기 제1 영역은 상기 제2 영역보다 투명도가 크고, 탁도가 작은 고분자 분산형 액정 디스플레이.
According to paragraph 1,
A polymer dispersed liquid crystal display in which the first region has greater transparency and less haze than the second region.
상기 액정방울들의 각각은 복수개의 액정들을 포함하고,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 연결되는 전원을 더 포함하고,
상기 전원에 의해서 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전기장이 발생하고,
개회로(open circuit) 상태에서 상기 액정들은 일정한 방향성 없이 배열되고,
폐회로(closed circuit) 상태에서 상기 액정들의 각각의 장축은 제1 전극 및 제2 전극과 평행한 고분자 분산형 액정 디스플레이.
According to paragraph 1,
Each of the liquid crystal droplets includes a plurality of liquid crystals,
Further comprising a power source connected to the first electrode and the second electrode,
An electric field is generated in the first electrode and the second electrode by the power supply,
In an open circuit state, the liquid crystals are arranged without a certain direction,
A polymer dispersed liquid crystal display in which the long axes of each of the liquid crystals are parallel to the first electrode and the second electrode in a closed circuit state.
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Legal Events
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