KR20000028334A - 아크릴아미드 공중합체에 의해 안정화된 고분자 액정 에멀젼,액정 복합필름 및 그것의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 친수성 단량체, 특히, 아크릴 아미드에 소수성 단량체를 일부 공중합하여 소수성기를 도입하므로써, 액정의 표면에 이들 소수성기들이 흡착되게 하여, 액정의 분산성을 향상시키고 분산된 액정을 안정화시킨 액정 에멀젼 및, 이러한 액정 에멀젼을 사용하여 만든 우수한 전기 광학적 특성을 갖는 고분자 액정 복합필름인 NCAP 필름 및 그것의 제조방법에 관한 것이다.

Description

아크릴아미드 공중합체에 의해 안정화된 고분자 액정 에멀젼, 액정 복합필름 및 그것의 제조방법
본 발명은 고분자에 일부 소수성을 부여하여, 액정의 분산을 좋게 하고 분산된 액정을 안정화시킨 고분자 액정 에멀젼 및, 그것을 사용한 NCAP(Nematic Curvilinear Aligned Phase:고기능성 네마틱 곡선형 배향 상) 필름 및 그것의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 친수성 단량, 특히, 아크릴 아미드에 소수성 단량체를 공중합하여 소수성을 도입하므로써, 액정의 표면에 이들 소수성기들이 흡착되어 액정의 분산성을 향상시킨 고분자 액정 복합필름인 NCAP 필름 및 그것의 제조방법에 관한 것이다.
날로 발전하는 정보화 시대를 맞이하여 각종의 정보를 전달하는 매체로서 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD)는 음극선관(Cathod Ray Tube: CRT)와 함께 가장 광범위하게 사용되고 있는 장치들중의 하나이다. 그러나, 현재 많이 쓰이고 있는 TN(Twisted Nematic)이나 STN(Super Twisted Nematic) 모드를 이용한 LCD의 경우에는 분산된 액정의 크기 조절과 안정성의 향상을 위해 분산제의 사용이 필수적이다. 따라서, LCD에 사용되는 새로운 고분자 매트릭스의 개발이 절실히 요구되어 왔다.
이러한 고분자 분산 액정 복합체(Polymer Dispersed Liquid Crystal: PDLC) 필름의 개발은 전기 광학적 특성을 나타내는 고분자 신소재 분야 중 액정을 이용한 액정 표시소자 분야에서 필요성이 요구되어 연구가 시작되었고, 또한 몇몇 제조방법들이 소개되었다. PDLC 복합필름을 제조할 때는 저분자 네마틱 액정이 고분자 매트릭스에 고루 분산되도록 하는 상분리 과정을 거쳐야 한다. 이때 사용하는 상분리 방법은 중합유도 상분리(polymerization induced phase separation)법, 열유도 상분리(thermally induced phase separation)법 및 용매유도 상분리(solvent induced phase separation)법 등 통상 3가지로 나누어진다. 본 발명에서는 상분리 방법은 아니지만 PDLC 필름이 갖는 액정 분산 고분자 복합막이 생성되도록 하는 NCAP법을 사용한다. NCAP법은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 네마틱 액정 캡슐이 수용성 고분자 용액에 분산된 에멀젼 상태로 한 후 전도성 투명판 위에 성형한 다음, 이 에멀젼을 건조하여 PDLC 필름을 형성한 후 다시 다른 전도성 투명판을 라미네이트하여 PDLC 셔터(shutter)를 제조하는 방법이다. 이때 액정 드럽렛(droplet)들은 서로 연결되거나 일정한 크기로 분포되어 있지 않으며, 높은 콘트라스트 비(contracst ratio)를 나타내는 것이 장점이다.
본 발명에서 사용하고 있는 NACP 방법은 간단하면서 경제적이기 때문에 실제 적용시 응용가능성이 크다. 이 방법은 네마틱 액정이 수용성 고분자 내에 중간체로서 분산되어 있는 경우로 분산된 액정 에멀젼의 크기와 안정성을 조절하는 분산기술에 기본을 두고 있다. 그러므로, 분산기술은 최종 완성된 필름의 특성에 있어서 매우 중요한 역할을 하게 된다. 수계 오일(oil-in-water) 시스템에서 비규칙성(nonordered) 저분자들의 분산 안정성을 증가시키기 위하여 일부 소수성 기를 갖는 수용성 공중합체를 적용하는 기술은 몇몇 연구자들에 의해 보고된 바 있지만, 수용성 고분자 용액에서의 액정의 에멀젼화는 많이 연구되어지지 않은 분야로서 이론적 측면이나 실용적 측면에서 흥미있는 분야이다.
종래에는 PDLC 필름의 제조에 있어서, 다량의 액정과 친수성 고분자 매트릭스 내에서 액정의 분산성을 향상시키기 위하여 필수적으로 분산제를 사용하였다. 즉, 일반적으로 수계 오일 시스템과는 달리 네마틱 액정의 분산은 액정의 규칙적인 구조와 상대적으로 높은 점도 때문에 액정의 분산 안정성을 높일 수 있는 분산제의 사용이 필수적이다.
그러나, 이러한 방법으로 제조된 PDLC 필름은 전기적 구동에 대한 응답 속도가 느리고 전기장을 제거한 후 액정이 원위치로 복원되는 시간이 오래 걸린다는 점과 액정의 사용량이 약 80 내지 85 중량% 정도이기 때문에 제조비용이 비싸다는 점이 단점이었다. 또한, 필수적으로 첨가된 분산제는 디스플레이어로서의 NCAP 필름의 물성을 떨어뜨리는 원인이 되었다
따라서, 본 발명에서는 NCAP법에 의해 PDLC 필름의 제조에 있어서, 매트릭스로 사용되는 수용성 고분자을 개질하여 분산제를 사용하지 않고도 액정의 분산성과 분산된 액정의 안정화를 향상시킨 고기능성 고분자 액정 복합필름인 NCAP 필름을 얻고자 하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 수용성 고분자의 액정 에멀젼에 의한 NCAP 필름의 제조방법을 도시한 개략도이고;
도 2는 본 발명에 따라 합성된 공중합체와 액정의 에멀젼 형성을 도시한 간략도이고;
도 3은 본 발명의 합체 시간을 측정하기 위한 장치를 도시한 간략도이고;
도 4는 공중합체(AAm-St)와 PAAm의 농도 변화에 따른 (6 중량%의 NaCl 용액내에서의) 환원 점도와의 관계를 도시한 도면이고;
도 5는 공중합체(AAm-MMA) 수용액에서 MMA의 함량 변화에 따른 액정 드럽렛의 라이프 타임에 대한 분포-시간의 관계를 도시한 도면이고;
도 6은 (0.7 중량%의) 공중합체 수용액에서 액정 드럽렛의 라이프 타임에 대한 분포-시간의 관계를 도시한 도면이고;
도 7은 공중합체 수용액과 액정 드럽렛의 경계에서 수용액의 농도-계면 장력의 변화를 도시한 도면이고;
도 8은 공중합체(AAm-St) 수용액에 분산되어 있는 액정(액정:공중합체=2:1)의 안정화에 대한 시간-침전 액정 드럽렛의 두께 변화를 도시한 도면이다.
도면의 주요 부분에 대한 설명
1: 고분자 용액
2: 공중합체에 의해 안정화되어 있는 수계 액정 에멀젼
3: NCAP계
10: 마이크로시린지(microsyringe) 20: 공중합체 용액
30: 작은 액정 드럽렛 40: 큰 액정 드럽렛
50: 물 배드(bath)
본 발명은 NCAP 필름의 매트릭스로 사용되는 고분자를 1 또는 2 이상의 소수성 단량체를 일부 포함하는 공중합체로 만들어 액정의 분산성을 향상시키고 분산된 액정의 안정을 도모한 고기능성 NCAP 필름용 액정 에멀젼에 관한 것이다.
NCAP 필름의 매트릭스로 사용되는 공중합체는 전체적으로 수용성을 갖는다. 공중합체를 구성하며 수용성을 부여하는 친수성 단량체로는 중합이 가능하며 극성 치환기를 갖는 화합물로서, 예를들어, 아크릴아미드, 아크릴로니트릴, 아크릴로일클로리드 등이 있으며, 그 중 아크릴아미드가 특히 바람직하다.
상기 공중합체를 구성하며 소수성을 갖는 액정에 흡착할 수 있는 고분자 구조를 부여하는 단량체로는 중합이 가능하며 극성 치환기를 갖지 않는 화합물인 이른바 소수성 단량체들이다. 소수성 단량체의 대표적인 예로는 스티렌, 메틸 메타크릴레이트, 비닐아세테이트, 아크릴레이트, 메타크릴레이트 등이 있으며, 그 중 스티렌, 메틸 메타크릴레이트 및 비닐아세테이트가 특히 바람직하다.
소수성 단량체의 함량은 공중합체 전체를 기준으로 10 내지 25중량%인 것이 바람직하다. 소수성 단량체의 함량이 10중량% 이하인 경우에는 액정/고분자 수용액 내에서 액정의 분산성이 매우 낮게 나타나고 분산된 액정의 안정성을 가늠할 수 있는 합체 시간(coalescence time: 액정의 드럽렛들이 서로 합체되는 시간)이 짧게 나타나게 된다. 반면에 소수성 단량체의 함량이 25중량% 이상인 경우에는 공중합체들의 소수성 부분이 작은 액정 드럽렛(droplet)들의 표면에 흡착되는 경향이 커져 상용성은 증가되지만, 수용액 상태에서 물에 대한 용해도가 감소하게 되므로 액정의 분산성이 또한 감소하게 되어 NCAP 필름의 매트릭스로서 적합하지 않다.
본 발명에 사용되는 공중합체의 종류는 랜덤 공합체(random copolymer), 교호 공중합체(alternative copolymer), 블록 공중합체(block copolymer), 그래프트 공중합체(graft copolymer) 등 통상적인 공중합체의 종류가 일반적으로 사용가능하다. 일반적으로 공중합체를 합성함에 있어서, 특별한 과정없이 가장 손쉽게 합성할 수 있는 것이 랜덤 공중합체이다. 반면에, 교호, 블록 및 그래프트 공중합체의 경우는 단량체의 종류에 따라 그에 적합한 촉매 및 반응 메카니즘을 고려하여야 한다. 그러므로 PDLC 필름의 제조시 보편적으로 랜덤 공중합체를 많이 사용하고 있다. 한편, 블록 공중합체는 합성하는 방법이 랜덤 공중합체와 비교하여 상대적으로 까다로우나 소수성기들간에 회합되는 현상이 잘 나타나 소수성 단량체 고유의 성질을 나타낼 수 있다. 따라서, 본 발명의 경우 랜덤 공중합체와 블록 공중합체가 특히 바람직하다.
종래에 많이 사용되던 폴리아크릴아미드은 하기와 같다.
본 발명의 공중합체의 몇가지 예를 들면 하기와 같다.
상기에서, AAm는 아크릴아미드를, St는 스티렌을, MMA은 메틸 메타크릴레이트를, VAc는 비닐아세테이트를 각각 의미한다.
본 발명에 사용되는 네마틱 액정으로는 아조메틴 화합물계, 아조 화합물계, 아조키시 화합물계, 에스테르 화합물계, 비페닐 화합물계 등의 액정이 있으며, 그 중 아조메틴계 화합물과 아조 화합물계가 특히 바람직하다.
두 액상사이의 분산 안정성을 검토하기 위한 방법으로 수계 오일 시스템에서 적용되고 있는 수용성 고분자에 의한 입체 안정성을 적용하였다. 이것은 도 2에 도시된 바와 같이 분산된 액정의 표면에 수용성 고분자의 소수성 기가 흡착되어 결과적으로 두 액상사이에 계면을 형성함으로써 계면장력이 감소하게 된다. 따라서, 두 액상(즉, 물과 액정상)의 경계에서 분산된 액정에 고분자 사슬의 소수성기가 선택적으로 흡착됨으로서 안정화된다. 이러한 고분자의 물리적 흡착은 액정 에멀젼을 충분히 안정화시킬 수 있으며, 입체적으로 안정화된 액정의 내부에는 그 어떤 고분자 사슬도 존재하지 않게 된다.
액정/고분자 수용액에서 고분자에 대한 액정의 농도는 50 내지 70 중량%이다. 액정의 농도가 50 중량% 미만인 경우에는, 전기 광학적 특성인 최대 투광도(Tmax)와 최소 투광도(Tmin)가 액정의 농도가 감소함에 따라 증가하는 바, 최대 투광도에 비해 최소 투광도가 상대적으로 많이 증가하면 Tmax/Tmin으로 계산되는 콘트라스트가 낮아지게 된다. 또한, 액정의 농도가 70 중량%를 초과하는 경우에는 최소 투광도가 가장 낮은 값을 나타내는 반면에 최대 투광도도 동시에 감소하여 표시장치로서 사용되는 NCPA 필름의 용도에 적합한 전기 광학적 특성을 발휘하지 못하게 된다.
본 발명은 또한 상기 액정 에멀젼을 이용하여 만든 고기능성 NCAP 필름에 관한 것이다.
상기 액정 에멀젼을 NCAP 필름으로 제작하면 다른 액정 표시소재와 비교할 때 액정의 안정성 향상으로 인한 액정 고유의 특성을 발휘한다. 이러한 NCAP 필름의 장점으로는 편광판의 사용이 없고 투과광량이 다른 편광판 사용 소재보다 커서 휘도가 좋으며, 액정의 배향을 유도해야 하는 까다로운 과정이 없기 때문에 제조과정이 비교적 간단하여 있어 대형판으로도 제조가 가능하다. 또한 생산 가격이 다른 소재에 비해 저렴하며 그 밖에 고분자 매트릭스에 액정이 분산된 상태로 유연성이 있기 때문에 재료 그 자체의 우수한 안정성이 장점이다.
본 발명은 또한 상기 고기능성 NCAP 필름의 제조방법에 관한 것이다.
친수성 단량체에 1 또는 2 이상의 소수성 단량체를 혼합하여 중합시켜 공중합체를 합성하고, 이를 세척 및 건조시킨 후 물에 용해시킨 다음, 여기에 액정을 혼합하여 분산시켜 액정/고분자 수용액을 얻고, 이를 유리 기판 사이에 넣은 후 물을 제거하여 NCAP 필름을 얻는다. 사용된 원료를 본 발명에서 특정한 것을 제외하면 통상적인 NCAP 필름의 제조방법으로 제조할 수 있다.
본 발명의 내용은 다음의 실시예에서 더욱 상세히 설명되어지지만, 본 발명의 범위가 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
알드리히(Aldrich)사의 아크릴아미드(acrylamide: AAm)와 일본 준세이 케미칼(Junsei Chemical)사의 스티렌(styrene: St)을 사용하여 100㎖ 3구 플라스틱에 환류장치와 교반장치를 설치한 다음, 비수용성인 St의 함량을 14 중량%로 맞추어 수용성인 AAm과 20 중량%의 디옥산(dioxane) 용액 중에서 용액 중합시켜 공중합체(AAm-St)를 합성하였다. 중합반응의 개시제로는 AIBN을 3 중량%로 사용하였고, 질소분위기에서 온도를 70℃로 유지하면서 30분 동안 반응시켰다. 합성된 공중합체는 아세톤으로 여러번 세척한 후 진공상태에서 건조시켜 공중합체 2.18g을 얻었다.
이 공중합체의 구조 및 물리적 특성을 조사하고, 저분자 량의 네마틱 액정 혼합물인 E-7(BL-001, 머크사)을 혼합하여 NCAP 필름을 제조할 때 공중합체에서의 액정의 안정성을 연구하였다. NCAP 필름의 제조방법은 도 1에 나타낸 바와 같이 상기에서 일정한 농도로 조정된 액정/고분자 수용액을 분산시킨 뒤 거품이 어느 정도 제거된 후에 인디움-틴-옥시드(Indium-tin-oxide: ITO) 글라스 위에 스페이서(spacer)를 이용하여 두께 약 10㎛ 정도의 액상 필름을 형성시킨 뒤 약 60℃의 건조기에서 충분히 건조하여 NCAP 필름을 만든 다음 또다른 ITO 글라스 판을 겹쳐 NCAP 셀을 제조하였다. 새롭게 합성된 공중합체 각각의 조성비, 점도와 콘택트 각(contact angle) 값을 표 1에 나타내었다.
실시예 2
알드리히사의 AAm과 일본 준세이 케미칼사의 St를 사용하여 100㎖ 3구 플라스크에 환류장치와 교반장치를 설치한 다음, 비수용성인 St의 함량을 20 중량%로 맞추어 실시예 1과 같은 방법으로 공중합체(AAm-St) 0.75g을 얻었다.
이 공중합체의 구조 및 물리적 특성을 조사하고, 저분자 량의 네마틱 액정 혼합물인 E-7(BL-001, 머크사)을 혼합하여 NCAP 필름을 제조할 때 공중합체에서의 액정의 안정성을 연구하였다. NCAP 필름의 제조방법은 실시예 1과 같다. 새롭게 합성된 공중합체 각각의 조성비, 점도 및 콘택트 각의 값을 표 1에 나타내었다.
실시예 3
알드리히사의 AAm과 일본 준세이 케미칼사의 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate: MMA)를 사용하여 100㎖ 3구 플라스크에 환류장치와 교반장치를 설치한 다음, 비수용성인 MMA의 함량을 15 중량%로 맞추고, 중합반응의 개시제로서 AIBN을 1 중량%로 사용하여 실시예 1과 같은 방법으로 공중합체(AAm-MMA) 3.24g을 얻었다.
이 공중합체의 구조 및 물리적 특성을 조사하고, 저분자 량의 네마틱 액정 혼합물인 BL-036(머크사)을 혼합하여 NCAP 필름을 제조할 때 공중합체에서의 액정의 안정성을 연구하였다. NCAP 필름의 제조방법은 실시예 1과 같다. 새롭게 합성된 공중합체 각각의 조성비, 점도 및 콘택트 각의 값을 표 1에 나타내었다.
실시예 4
알드리히사의 AAm과 일본 준세이 케미칼사의 MMA를 사용하여 100㎖ 3구 플라스크에 환류장치와 교반장치를 설치한 다음, 비수용성인 MMA의 함량을 19 중량%로 맞추어 실시예 3과 같은 방법으로 공중합체(AAm-MMA) 3.83g을 얻었다.
이 공중합체의 구조 및 물리적 특성을 조사하고, 저분자량의 네마틱 액정 혼합물인 BL-036(머크사)을 혼합하여 NCAP 필름을 제조할 때 공중합체에서의 액정의 안정성을 연구하였다. NCAP 필름의 제조방법은 실시예 1과 같다. 새롭게 합성된 공중합체 각각의 조성비, 점도 및 콘택트 각의 값을 표 1에 나타내었다.
실시예 5
알드리히사의 AAm과 일본 준세이 케미칼사의 MMA를 사용하여 100㎖ 3구 플라스크에 환류장치와 교반장치를 설치한 다음, 비수용성인 MMA의 함량을 22 중량%로 맞추어 실시예 3과 같은 방법으로 공중합체(AAm-MMA) 2.8g을 얻었다.
이 공중합체의 구조 및 물리적 특성을 조사하고, 저분자 량의 네마틱 액정 혼합물인 BL-036(머크사)을 혼합하여 NCAP 필름을 제조할 때 공중합체에서의 액정의 안정성을 연구하였다. NCAP 필름의 제조방법은 실시예 1과 같다. 새롭게 합성된 공중합체 각각의 조성비, 점도 및 콘택트 각의 값을 표 1에 나타내었다.
실시예 6
알드리히사의 AAm과 일본 준세이 케미칼사의 메틸 비닐아세테이트(vinylacetate: VAc)를 사용하여 100㎖ 3구 플라스크에 환류장치와 교반장치를 설치한 다음, 비수용성인 MMA의 함량을 20 중량%로 맞추고, 중합반응의 개시제로서 AIBN을 2 중량%로 사용하여 실시예 1과 같은 방법으로 공중합체(AAm-MMA) 4.97g을 얻었다.
이 공중합체의 구조 및 물리적 특성을 조사하고, 저분자 량의 네마틱 액정 혼합물인 BL-038(머크사)을 혼합하여 NCAP 필름을 제조할 때 공중합체에서의 액정의 안정성을 연구하였다. NCAP 필름의 제조방법은 실시예 1과 같다. 새롭게 합성된 공중합체 각각의 조성비, 점도 및 콘택트 각의 값을 표 1에 나타내었다.
실시예 7
알드리히사의 AAm과 일본 준세이 케미칼사의 VAc를 사용하여 100㎖ 3구 플라스크에 환류장치와 교반장치를 설치한 다음, 비수용성인 MMA의 함량을 25 중량%로 맞추어 실시예 6과 같은 방법으로 공중합체(AAm-VAc) 3.34g을 얻었다.
이 공중합체의 구조 및 물리적 특성을 조사하고, 저분자 량의 네마틱 액정 혼합물인 BL-038(머크사)을 혼합하여 NCAP 필름을 제조할 때 공중합체에서의 액정의 안정성을 연구하였다. NCAP 필름의 제조방법은 실시예 1과 같다. 새롭게 합성된 공중합체 각각의 조성비, 점도 및 콘택트 각의 값을 표 1에 나타내었다.
상기 실시예들에서 합성된 각각의 공중합체 및 액정 에멀젼의 안정성 측정 방법은 다음과 같으며, 그 결과를 표 1과 도 4 내지 도 8에 도시하였다.
점도의 측정
본 발명에서 합성된 AAm-St, AAm-MMA 및 AAm-VAc 공중합체들의 점도를 다음과 같은 두가지 조건으로 측정하였다.
1. 오스트발트(Ostwalt) 점도계
합성된 공중합체의 물성을 측정하기 위하여, 공중합체들을 증류수에 녹여 0.2 중량% 용액으로 만들어 30℃ 항온조에서 고정시킨 오스트발트 점도계에 8㎖ 정도를 채우고 점도계 중 한 가지에 고무관을 연결하고 압력을 주어 용액을 표시선까지 올라가게 한 후 용액이 내려오는 시간을 측정하였다.
2. 우베로흐드(Ubbelohde) 점도계
아크릴아미드 호모공중합체(acrylamide homopolymer: PAAm)과 공중합체(AAm-St)를 6 중량%의 NaCl 용액과 혼합하여, 30℃ 항온조에 고정시킨 우베로흐드 점도계에서 고분자 농도에 따른 점도의 변화를 측정하였다.
합체 시간(Coalescence time)의 측정
아크릴아미드 공중합체들의 수용성 용액내에서 에멀젼을 형성할 때, 액정의 라이프타임(lifetime)이 매우 중요한 역할을 한다. 따라서, 이러한 특성을 조사하기 위하여, 합성한 공중합체를 25℃ 항온조에서 0.7 중량%의 수용액으로 만든 다음, 도 3에 나타낸 장치를 이용하여 액정 한 방울이 하단에 위치한 액정 층에 흡착되는 시간을 측정하였다.
접촉각(Contact angle)의 측정
합성한 공중합체들을 1.2 중량%의 수용액으로 만든 다음, OHP 필름 위에 도포시켜 건조시켰다. 이 필름 위에 액정 한 방울을 떨어뜨려 접촉각을 고니오미터(Goniometer: 램-하트[Rame-Hart]사)를 사용하여 측정하였다.
계면장력의 측정
합성한 공중합체를 0.1 내지 0.7 중량%의 수용액으로 만들어 마이크로 니들을 사용하여 액정 방울(무게와 부피를 측정함)을 각각 수용액에 떨어뜨려 고니오미터를 사용하여 계면장력을 측정하였다.
액정 에멀젼의 침전층(sedimented layer)의 두께 측정
합성한 공중합체를 0.7 중량%와 15 중량%의 수용액으로 만든 다음, 7㎖를 바이알에 넣고 1.4 중량%의 액정을 혼합하여 1분 동안 쉐이킹 머신으로 에멀젼시켰다. 이것을 25℃ 항온조에 넣고 고정시킨 다음, 카세토미터(Catheto meter; 개르트너 사이언티픽[Gaertner scientific]사, 시카고)로 크리밍(creaming) 상태에서 시간에 따라 침전층의 두께를 측정하였다.
공중합체 조성비 (중량%) 접촉각(。) H2O 수착H2Og/100g 점도
m1(AAm) m2
실시예 1 86 14(St) 18.6 1.18
실시예 2 80 20(St) 9.1 0.91
실시예 3 85 15(MMA) 20.8 1.32
실시예 4 81 19(MMA) 17.8 1.25
실시예 5 78 22(MMA) 17.1 1.30
실시예 6 80 20(VAc) 19.1 1.53
실시예 7 75 25(VAc) 14.6 1.32
폴리스티렌 0 100 8.0 0.048
폴리메틸메타크릴레이트 0 100 10.2 1.180
폴리비닐아세테이트 0 100 11.1 2.200
* 각각의 측정값은 실시예에 따른 평균값을 나타내었다.
본 발명에서 새로이 합성된 고분자 매트릭스는 NCAP 필름을 제조할 때 꼭 필요한 조건인 액정 에멀젼이 유지되는 성질이 탁월하며, 특히, 공중합체의 농도를 적절히 조절함에 따라 분산되는 액정 에멀젼의 크기를 조절할 수 있기 때문에 NCAP 필름을 제조하는 데 있어서, 고분자 매트릭스로서 좋은 재료가 된다. 또한, 분산제를 사용하지 않아도 액정이 고분자 매트릭스상에 용이하게 분산되고, 결과적으로 제작 공정이 단순화되고 전기 광학적 특성이 우수하며, NCAP법에 의해 액정 기판을 만들 경우 대형판의 제조도 가능하다.

Claims (9)

  1. 친수성 단량체와 1 또는 2 이상의 소수성 단량체를 중합하여 만든 전체적으로 수용성인 공중합체 및 액정을 포함하는 것을 특징으로 하는 NCAP 필름용 액정 에멀젼.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 친수성 단량체가 아크릴 아미드 또는 그것의 유도체이고, 소수성 단량체가 스티렌, 메틸 메타크릴레이트 및 비닐 아세테이트로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 액정 에멀젼.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 액정이 아조메틴 화합물계 또는 아조 화합물계 네마틱 액정인 것을 특징으로 하는 액정 에멀젼.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 공중합체에서 소수성 단량체의 함량이 14 중량% 내지 25 중량%인 액정 에멀젼.
  5. 제 1항에 따른 액정 에멀젼으로 만들어진 NCAP 필름.
  6. 친수성 단량체 및 1 또는 2 이상의 소수성 단량체를 혼합하여 중합시켜 전체적으로 수용성인 공중합체를 합성하고, 이를 세척 및 건조시킨 후 물에 용해시킨 다음, 여기에 액정을 분산시켜 액정/고분자 수용액을 얻고, 이를 유리 기판 사이에 넣은 후 물을 제거하는 것을 특징으로 하는 NCAP 필름의 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 친수성 단량체가 아크릴 아미드 또는 그것의 유도체이고, 소수성 단량체가 스티렌, 메틸 메타크릴레이트 및 비닐 아세테이트로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 액정 에멀젼.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 액정이 아조메틴 화합물계 또는 아조 화합물계 네마틱 액정인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 공중합체에서 소수성 단량체의 함량이 14 중량% 내지 25 중량%인 것을 특징으로 하는 제조방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110358339A (zh) * 2018-04-09 2019-10-22 捷恩智株式会社 含有液晶胶囊的涂布液及其功能性膜

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001077255A2 (en) * 2000-04-05 2001-10-18 California Institute Of Technology Polymers for control of orientation and stability of liquid crystals
US6680215B2 (en) * 2001-10-18 2004-01-20 Northwestern University Liquid crystal-templated conducting organic polymers
US7817333B2 (en) * 2007-02-06 2010-10-19 Photon Dynamics, Inc. Modulator with improved sensitivity and life time
JP2010531468A (ja) * 2007-06-25 2010-09-24 ヴライト イノヴェーションズ リミテッド 高分子分散液晶構造
WO2009061840A1 (en) * 2007-11-05 2009-05-14 Complete Genomics, Inc. Methods and oligonucleotide designs for insertion of multiple adaptors employing selective methylation
BE1018074A3 (fr) * 2008-03-31 2010-04-06 Mactac Europ Sa Structure adhesive a cristaux liquides.
CN102348779B (zh) * 2009-01-30 2015-07-29 加州理工学院 铁电液晶(flc)聚合物
TWI401263B (zh) * 2009-12-31 2013-07-11 Far Eastern New Century Corp 增進聚矽氧水膠潤濕性之共聚物、包含其之聚矽氧水膠組成物及由此製得之眼用物件
US8834742B2 (en) 2010-07-30 2014-09-16 California Institute Of Technology Polymer-doped vertically-aligned nematic liquid crystals
US8801964B2 (en) 2010-12-22 2014-08-12 Photon Dynamics, Inc. Encapsulated polymer network liquid crystal material, device and applications
US20120252972A1 (en) * 2011-03-30 2012-10-04 Basf Se Aqueous multistage polymer dispersion, process for its preparation, and use thereof as binder for coating substrates
US10383680B2 (en) * 2012-08-31 2019-08-20 Nico Corporation Bi-polar surgical instrument
CN103013534B (zh) * 2012-11-30 2014-09-24 京东方科技集团股份有限公司 聚合物分散液晶及其制备方法和应用
JP6811553B2 (ja) * 2015-06-18 2021-01-13 フォトン・ダイナミクス・インコーポレーテッド Tft検査のための高解像度・高速スイッチング電気光学変調器
EP3369474A1 (en) * 2017-03-01 2018-09-05 Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH Isoporous block copolymer membranes in flat sheet geometry

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4435047A (en) * 1981-09-16 1984-03-06 Manchester R & D Partnership Encapsulated liquid crystal and method
EP0180592B1 (en) * 1984-03-19 1995-08-02 Kent State University Light modulating material comprising a liquid crystal dispersion in a synthetic resin matrix
US5958290A (en) * 1989-10-02 1999-09-28 Merck Patent Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Electrooptical liquid crystal system
US5843332A (en) * 1991-10-21 1998-12-01 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Polymer dispersion-type liquid crystal optical device and method for producing the same
US5479278A (en) * 1991-10-21 1995-12-26 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Method of making a polymer dispersed liquid crystal by electrodeposition
KR950700560A (ko) * 1992-03-10 1995-01-16 허버트지, 버카드. 캡슐형 액정구조체, 이를 포함하는 장치, 및 제조방법(encapsulated liquid crystal structures, apparatus containing the same, and methods therefor)
US5270843A (en) * 1992-08-31 1993-12-14 Jiansheng Wang Directly formed polymer dispersed liquid crystal light shutter displays
IT1264903B1 (it) * 1993-06-30 1996-10-17 Sniaricerche S C P A Cristalli liquidi metallo-organici in una matrice polimerica
DE69609760D1 (de) * 1995-04-24 2000-09-21 Asahi Glass Co Ltd Optisches Flüssigkristallelement, Verfahren zu dessen Herstellung und Flüssigkristallprojektionsanzeigevorrichtung
JPH0940959A (ja) * 1995-05-19 1997-02-10 Dainippon Printing Co Ltd 記録表示媒体用スメクチック液晶組成物、記録表示媒体及びその使用方法
US5835174A (en) * 1995-10-12 1998-11-10 Rohm And Haas Company Droplets and particles containing liquid crystal and films and apparatus containing the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110358339A (zh) * 2018-04-09 2019-10-22 捷恩智株式会社 含有液晶胶囊的涂布液及其功能性膜

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Publication number Publication date
KR100321392B1 (ko) 2002-08-21
US6270691B2 (en) 2001-08-07
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US20010001480A1 (en) 2001-05-24

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