KR20120036588A - 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법 - Google Patents

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Abstract

이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법이 개시된다. 개시된 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법은, 제1 기판 상에 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계와, 이 폴리머 분산액 액정층의 상면에 액정 및 이색성 염료가 혼합된 용액을 마련하는 단계와, 이 혼합 용액으로부터 액정 및 이색성 염료가 폴리머 분산형 액정층 내로 확산됨으로써 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계와, 상기 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정층의 상면에 제2 기판을 부착하는 단계;를 포함한다.

Description

이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법{Method of forming polyer dispersed liquid crystal film having dichroic dye}
폴리머 분산형 액정 필름의 형성 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름의 형성 방법에 관한 것이다.
폴리머 분산형 액정(PDLC; polymer dispersed liquid crystal) 디스플레이 장치는 폴리머와 액정이 균일하게 혼합된 폴리머 분산형 액정에 전기장을 인가함으로써 폴리머와 액정의 굴절률을 변화시켜 빛을 산란 또는 투과시키는 디스플레이 장치이다. 이러한 폴리머 분산형 액정 디스플레이 장치는 배향막 및 편광판을 사용하지 않고 전기장에 의해서만 빛을 개폐시킬 수 있다는 장점이 있다. 한편, 상기 폴리머 분산형 액정에 이색성 염료(dichroic dye)를 혼합시키면, 보다 향상된 콘트라스트(contrast)를 가지는 디스플레이 장치를 구현할 수 있다. 상기 이색성 염료가 액정과 혼합된 경우에 이색성 염료는 액정의 움직임과 같이 배열되는 경향이 있다. 따라서, 이색성 염료가 전술한 폴리머 분산형 액정에 혼합되게 되면, 이색성 염료가 액정의 움직임에 영향을 받아 정렬되거나 또는 랜덤(random)하게 분포됨으로써 광학적 변화가 일어나게 된다.
일반적으로, 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름은 두 기판 사이에 액정, 광중합성 물질 및 이색성 염료를 혼합한 용액을 주입한 다음, 이 혼합 용액을 자외선을 이용하여 경화시킴으로써 형성된다. 여기서, 상기 광중합성 물질은 광중합 반응에 의해 폴리머가 되는 물질을 의미하는 것으로, 모노머(monomer)나 올리고머(oligomer) 등이 될 수 있다. 상기한 자외선 경화과정을 통하여 폴리머 내에 액정이 균일하게 분산되고, 이색성 염료는 폴리머와 액정 내에 균일하게 존재하게 된다. 그러나, 이러한 방법에 의해서 형성된 폴리머 분산형 액정 필름을 포함하는 디스플레이 장치에서는 폴리머 내에 존재하는 이색성 염료가 광학적 특성에 나쁜 영향을 미칠 수 있다. 즉, 폴리머 내에 존재하는 이색성 염료는 자외선에 의한 경화 과정에 의해 움직일 수 없게 되고, 이러한 움직일 수 없는 이색성 염료는 광학적 이방성을 가지지 못하여 디스플레이 장치의 시인성에 나쁜 영향을 미치게 된다. 또한, 자외선 경화 공정시 폴리머 내에 존재하는 이색성 염료가 자외선을 계속해서 흡수하게 되므로 자외선 경화 특성도 나쁘게 만들 수 있다.
이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름의 형성 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 있어서,
제1 기판 상에 액정 및 폴리머를 포함하는 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계;
상기 폴리머 분산액 액정층의 상면에 액정 및 이색성 염료(dichroic dye)가 혼합된 용액을 마련하는 단계;
상기 혼합 용액으로부터 상기 액정 및 이색성 염료가 상기 폴리머 분산형 액정층 내로 확산됨으로써 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계; 및
상기 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정층의 상면에 제2 기판을 부착하는 단계;를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법이 제공된다.
상기 제1 기판 상에 상기 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계는, 서로 이격된 상기 제1 기판과 제3 기판 사이에 액정 및 광중합성 물질을 포함하는 용액을 주입하는 단계; 상기 용액에 자외선을 조사하여 상기 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계; 및 상기 제3 기판을 상기 폴리머 분산형 액정층의 상면으로부터 떼어내는 단계;를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제3 기판은 상기 폴리머 분산형 액정층으로부터 탈착이 용이한 이형성 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1 기판 상에 상기 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계는, 상기 제1 기판 상에 액정 및 광중합성 물질을 포함하는 용액을 마련하는 단계; 및 비활성 가스 분위기 하에서 상기 용액에 자외선을 조사함으로써 상기 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 액정 및 이색성 염료의 혼합 용액은 예를 들면 분사, 디핑(dipping) 또는 롤 코팅(roll coating) 방법에 의해 상기 폴리머 분산액 액정층의 상면에 마련될 수 있다.
상기 액정 및 이색성 염료의 확산 중에 상기 제1 기판의 온도가 상승될 수 있다.
상기 제1 및 제2 기판은 박막 트랜지스터(TFT) 또는 컬러 필터(color filter)를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 있어서,
제1 기판 상에 액정 및 폴리머를 포함하는 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계;
상기 폴리머 분산액 액정층의 상면에 액정, 광중합성 물질 및 이색성 염료(dichroic dye)가 혼합된 용액을 마련하는 단계;
상기 혼합 용액으로부터 상기 액정, 광중합성 물질 및 이색성 염료가 상기 폴리머 분산형 액정층 내로 확산됨으로써 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계; 및
상기 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정층의 상면에 제2 기판을 부착한 다음, 자외선을 조사하는 단계;를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법이 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 있어서,
이동하는 제1 기판 상에 제1 롤러를 이용하여 액정 및 광중합성 물질을 포함하는 용액을 도포하는 단계;
제2 롤러를 이용하여 상기 용액의 상면에 제3 기판을 마련하는 단계;
상기 용액에 자외선을 조사하여 액정 및 폴리머를 포함하는 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계;
제3 롤러를 이용하여 상기 폴리머 분산형 액정층의 상면으로부터 상기 제3 기판을 떼어내는 단계;
상기 폴리머 분산형 액정층의 상면에 액정 및 이색성 염료가 혼합된 용액을 마련하는 단계;
상기 혼합 용액으로부터 상기 액정, 광중합성 물질 및 이색성 염료가 상기 폴리머 분산형 액정층 내로 확산됨으로써 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계; 및
상기 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정층의 상면에 제2 기판을 부착하는 단계;를 포함하는 롤투롤(roll to roll) 공정을 이용한 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법이 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 있어서,
이동하는 제1 기판 상에 롤러를 이용하여 액정 및 광중합성 물질을 포함하는 용액을 도포하는 단계;
비활성 가스 분위기 하에서 상기 용액에 자외선을 조사하여 액정 및 폴리머를 포함하는 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계;
상기 폴리머 분산형 액정층의 상면에 액정 및 이색성 염료가 혼합된 용액을 마련하는 단계;
상기 혼합 용액으로부터 상기 액정, 광중합성 물질 및 이색성 염료가 상기 폴리머 분산형 액정층 내로 확산됨으로써 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계; 및
상기 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정층의 상면에 제2 기판을 부착하는 단계;를 포함하는 롤투롤 공정을 이용한 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법이 제공된다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 이색성 염료를 폴리머 분산형 액정층 내에 확산시킴으로써 폴리머 내에 이색성 염료가 존재하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 시인성이 향상된 폴리머 분산형 액정 표시장치를 구현할 수 있다. 또한, 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름을 롤투롤 공정을 이용하여 제작할 수 있다.
도 1 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 롤투롤 공정을 이용한 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 롤투롤 공정을 이용한 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다.
도 1 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 1을 참조하면, 제1 기판(110) 상에 폴리머 분산형 액정(PDLC; polyer dispersed liquid crystal)층(120')을 형성한다. 여기서, 상기 폴리머 분산형 액정층(120') 내에서는 폴리머(121)가 네트워크 형태로 형성되어 있으며, 이러한 폴리머에 의해 액정(122)이 구획되어 있다. 상기 제1 기판(110)은 투명 기판으로서 유리 기판 또는 유연한(flexible) 재질의 기판이 될 수 있다. 한편, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 상기 제1 기판(110) 상에는 박막 트랜지스터(TFT; thin film transistor) 또는 컬러 필터(color filter)가 더 마련될 수도 있다.
상기 제1 기판(110) 상에 폴리머 분산형 액정층(120')을 형성하는 방법을 설명한다. 도 5 내지 도 7은 상기 제1 기판(110) 상에 폴리머 분산형 액정층(120')을 형성하는 방법의 일 예를 도시한 것이다. 도 5를 참조하면, 상기 제1 기판(110)에 이격되게 제3 기판(150)을 마련한다. 여기서, 상기 제3 기판(150)으로는 투명한 기판이 사용될 수 있다. 이어서, 상기 제1 기판(110)과 제3 기판(150) 사이에 액정과 광중합성 물질은 포함하는 용액(125)을 주입한다. 여기서, 상기 광중합성 물질은 광중합 반응에 의해 경화되어 폴리머가 되는 물질을 의미한다. 이러한 광중합성 물질로는 모노머(monomer)와 올리고머(oligomer) 중 적어도 하나가 이용될 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 제3 기판(150)을 통하여 상기 용액(125)에 자외선을 조사한다. 이러한 자외선 조사공정을 통하여 상기 용액(125) 내의 광중합성 물질은 경화되어 폴리머(121)로 변화되고, 이에 따라 제1 기판(110)과 제3 기판(150) 사이에는 액정(122)과 폴리머(121)를 포함하는 폴리머 분산형 액정층(120')이 형성된다. 이러한 폴리머 분산형 액정층(120') 내에서 상기 폴리머(121)는 네트워크 형태로 형성되며, 이러한 폴리머(121) 내에 액정(122)이 균일하게 분산되어 있다. 다음으로, 도 7을 참조하면, 상기 폴리머 분산형 액정층(120')의 상면으로부터 제3 기판(150)을 떼어낸다. 상기 제3 기판(150)은 폴리머 분산형 액정층(120')로부터 탈착이 용이하도록 이형성 재질로 이루어질 수 있다.
도 8 및 도 9는 상기 제1 기판(110) 상에 폴리머 분산형 액정층(120')을 형성하는 방법의 다른 예를 도시한 것이다. 도 8을 참조하면, 제1 기판(110) 상에 액정 및 광중합성 물질을 포함하는 용액(125)을 도포한다. 그리고, 도 9를 참조하면, 상기 제1 기판(110) 상에 도포된 액정 및 광중합성 물질을 포함하는 용액(125)에 자외선을 조사한다. 여기서, 상기 자외선 조사 공정은 비활성 가스(inert gas) 분위기 하에서 수행될 있다. 상기 비활성 가스로는 예를 들면, 질소 가스 또는 헬륨 가스 등이 사용될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 자외선 조사에 의해 상기 용액(125) 내의 광중합성 물질은 경화되어 폴리머(121)로 변화되고, 이에 따라 제1 기판(110) 상에는 액정(122)과 폴리머(121)를 포함하는 폴리머 분산형 액정층(120')이 형성된다. 이러한 폴리머 분산형 액정층(120') 내에서 상기 폴리머(121)는 네트워크 형태로 형성되며, 이러한 폴리머(121) 내에 액정(122)이 균일하게 분산되어 있다.
다음으로, 도 2를 참조하면, 제1 기판(110) 상에 형성된 폴리머 분산형 액정층(120')의 상면에 액정과 이색성 염료(dichroic dye)의 혼합 용액(130)을 마련한다. 상기 이색성 염료는 액정과 혼합되어 있는 경우에는 액정의 움직임과 같이 배열되는 특성을 가진다. 이러한 이색성 염료는 예를 들면, 블랙, 적색, 녹색, 청색, 옐로우, 마젠타, 시안 등의 색상을 가질 수 있으며, 이외에도 다양한 색상을 가질 수 있다. 이러한 혼합 용액(130)의 도포는 예를 들면, 잉크젯 분사 장치 등을 이용한 분사, 디핑(dipping) 또는 롤코팅(roll coating) 등의 방법에 의해 수행될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 이외에도 다양한 방법으로 상기 혼합 용액(130)을 폴리머 분산형 액정층(120')의 상면에 도포할 수 있다. 이와 같이, 폴리머 분산형 액정층(120')의 상면에 액정과 이색성 염료의 혼합 용액(130)이 도포된 상태에서 일정 시간이 경과하면 상기 혼합 용액(130) 내의 액정과 이색성 염료가 폴리머 분산형 액정층(120') 내부로 확산되게 된다. 도 2에서 점선으로 이루어진 화살표는 혼합 용액(130) 내의 액정과 이색성 염료가 폴리머 분산형 액정층(120') 내부로 확산되는 방향을 나타내고 있다. 한편, 이 과정에서 상기 제1 기판(110)에 열을 가하여 온도를 올리게 되면 상기 액정 및 이색성 염료의 확산 속도를 보다 증대시킬 수 있다.
이러한 확산 과정이 완료되면 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 기판(110) 상에는 이색성 염료(123)를 포함하는 폴리머 분산형 액정층(120)이 형성된다. 이러한 폴리머 분산형 액정층(120) 내에는 액정(122), 이색성 염료(123) 및 폴리머(121)가 균일하게 분산되어 있다. 그리고, 상기 폴리머 분산형 액정층(120) 내에서 상기 이색성 염료(123)는 확산으로 인해 액정(122) 내에만 존재하게 된다. 즉, 상기 이색성 염료(123)는 네트워크 형태의 폴리머(121) 내에는 존재하지 않게 된다.
도 4를 참조하면, 상기 이색성 염료(123)를 포함하는 폴리머 분산형 액정층(120)의 상면에 제2 기판(140)을 부착한다. 여기서, 상기 제2 기판(140)은 제1 기판(110)과 마찬가지로 투명 기판으로서 유리 기판 또는 유연한(flexible) 재질의 기판이 될 수 있다. 한편, 상기 제2 기판(140) 상에는 박막 트랜지스터(TFT) 또는 컬러 필터가 더 마련될 수도 있다. 박막 트랜지스터나 컬러 필터를 포함하는 기판은 낮은 개구율로 인해 자외선 경화도를 떨어뜨리는 문제점이 있다. 따라서, 박막 트랜지스터나 컬러 필터를 포함하는 기판은 자외선 경화 공정시 자외선이 투과되는 기판으로 사용되지 않을 수 있다. 본 실시예에서, 상기 이색성 염료(123)를 포함하는 폴리머 분산형 액정층(120)을 포함하는 디스플레이 장치를 제작하는 경우에는 상기 제1 기판(110)으로 박막 트랜지스터를 포함하는 기판이 사용되고, 상기 제2 기판(140)으로는 컬러 필터를 포함하는 기판이 사용될 수 있다. 또한, 상기 제1 기판(110)으로 박막 트랜지스터를 포함하는 기판이 사용되고, 상기 제2 기판(140)으로는 컬러 필터를 포함하는 기판이 사용될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 액정(122) 및 폴리머(121)를 포함하는 폴리머 분산형 액정층(120') 내에 이색성 염료(123)를 확산시킴으로써 액정(122) 내부에만 이색성 염료(123)가 존재하는 폴리머 분산형 액정층(120)을 형성할 수 있다. 이에 따라 시인성을 향상시킬 수 있으며, 자외선 경화 특성도 향상시킬 수 있다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법을 설명하기 위한 도면들이다. 이하에서는 전술한 실시예와 다른 점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 10을 참조하면, 제1 기판(210) 상에 폴리머 분산형 액정층(220')을 형성한다. 상기 제1 기판(210)은 유리 기판 또는 유연한(flexible) 재질의 기판이 될 수 있으며, 이러한 제1 기판(210) 상에는 박막 트랜지스터 또는 컬러 필터가 더 마련될 수도 있다.
여기서, 상기 폴리머 분산형 액정층(220') 내에는 네트워크 형태의 폴리머(221)와, 이러한 폴리머(221)에 의해 액정(222)이 균일하게 구획되어 있다. 상기 제1 기판(210) 상에 폴리머 분산형 액정층(220')을 형성하는 방법은 전술한 바와 같이 도 5 내지 도 7에서 도시된 방법과, 도 8 및 도 9에 도시된 방법이 있다. 이에 대해서는 전술하였으므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 11을 참조하면, 상기 폴리머 분산형 액정층(220')의 상면에 액정, 이색성 염료 및 광중합성 물질의 혼합 용액(230)을 마련한다. 여기서, 상기 광중합성 물질은 광중합 반응에 의해 경화되어 폴리머가 되는 물질을 의미한다. 이러한 광중합성 물질로는 모노머(monomer)와 올리고머(oligomer) 중 적어도 하나가 이용될 수 있다. 이러한 혼합 용액(230)의 도포는 이러한 용액의 도포는 예를 들면, 잉크젯 분사 장치 등을 이용한 분사, 디핑 또는 롤코팅 등의 방법에 의해 수행될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 이외에도 다양한 방법으로 상기 혼합 용액(230)을 폴리머 분산형 액정층(220')의 상면에 도포할 수 있다.
이와 같이, 폴리머 분산형 액정층(220')의 상면에 액정, 이색성 염료 및 광중합성 물질의 혼합 용액(230)이 도포된 상태에서 일정 시간이 경과하면 상기 혼합 용액(230) 내의 액정, 이색성 염료 및 광중합성 물질은 폴리머 분산형 액정층(220') 내부로 확산되게 된다. 도 11에서 점선으로 이루어진 화살표는 혼합 용액(230) 내의 액정, 이색성 염료 및 광중합성 물질이 폴리머 분산형 액정층(220') 내부로 확산되는 방향을 나타내고 있다. 이러한 확산 과정에 의해 상기 이색성 염료(223)는 액정(222) 내부에 존재하게 된다. 한편, 이 과정에서 상기 제1 기판(210)에 열을 가하여 온도를 올리게 되면 상기 액정, 이색성 염료 및 광중합성 물질의 확산 속도를 보다 증대시킬 수 있다.
도 12를 참조하면, 상기 액정, 이색성 염료 및 광중합성 물질의 확산이 완료되면 이색성 염료(223)를 포함하는 폴리머 분산형 액정층(220)이 형성된다. 여기서, 상기 이색성 염료(223)는 확산으로 인해 액정(222) 내에만 존재하게 되며, 폴리머(221) 내에는 존재하지 않게 된다. 이어서, 상기 이색성 염료(223)를 포함하는 폴리머 분산형 액정층(220)의 상면에 제2 기판(240)을 부착한 다음, 자외선을 조사한다. 여기서, 상기 제2 기판(240)은 제1 기판(210)과 마찬가지로 투명 기판으로서 유리 기판 또는 유연한 재질의 기판이 될 수 있다. 그리고, 이러한 제2 기판(240) 상에는 박막 트랜지스터 또는 컬러 필터가 더 마련될 수도 있다. 상기 자외선 조사 공정에 의해 상기 제2 기판(240)과 상기 폴리머 분산형 액정층(220) 사이에 존재하는 광중합성 물질이 경화됨으로써 상기 제2 기판(240)은 폴리머 분산형 액정층(220)의 상면에 보다 견고하게 부착될 수 있다. 그리고, 상기 자외선 조사 공정에 의해 상기 이색성 염료(223)를 포함하는 폴리머 분산형 액정층(220) 내에 존재하는 광중합성 물질이 경화됨으로써 추가적인 폴리머(221a)가 네크워크 형태로 형성될 수 있다.
이하에서는 롤투롤(roll to roll) 공정을 이용하여 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름을 형성하는 방법을 설명하기로 한다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 롤투롤 공정을 이용한 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면, 이동하는 제1 기판(310) 상에 제1 롤러(361)를 이용하여 액정 및 광중합성 물질을 포함하는 용액(325)을 도포한다((a)단계). 상기 제1 기판(310)은 투명 기판으로서 유리 기판 또는 유연한 재질의 기판이 될 수 있다. 한편, 상기 제1 기판(310) 상에는 박막 트랜지스터 또는 컬러 필터가 더 마련될 수도 있다. 상기 제1 기판(310)의 이동은 제4 롤러(364)의 회전에 의해 수행될 수 있다. 그리고, 상기 용액(325)의 도포는 상기 제1 롤러(361)의 외주면 상에 코팅된 상기 용액(325)이 제1 롤러(361)가 회전하면서 상기 제1 기판(310)의 상면에 전사됨으로써 수행될 수 있다. 이어서, 제2 롤러(362)를 이용하여 상기 제1 기판(310) 상에 도포된 용액(325)의 상면에 제3 기판(350)을 부착시킨다((b)단계). 상기 제2 롤러(362)의 외주면에 감긴 상기 제3 기판(350)은 제2 롤러(362)의 회전에 의해 상기 용액(325)의 상면에 부착된다. 여기서, 상기 제3 기판(350)은 투명한 유연성 재질의 기판으로서, 탈착이 용이하도록 이형성 재질로 이루어질 수 있다.
다음으로, 상기 제3 기판(350)을 통하여 상기 액정 및 광중합성 물질을 포함하는 용액(325)에 자외선을 조사한다((c)단계). 이러한 자외선 조사공정을 통하여 상기 용액(325) 내의 광중합성 물질은 경화되어 폴리머로 변화되고, 이에 따라 제1 기판(310)과 제3 기판(350) 사이에는 액정과 폴리머를 포함하는 폴리머 분산형 액정층(320')이 형성된다. 그리고, 제3 롤러(363)를 이용하여 상기 폴리머 분산형 액정층(320')의 상면으로부터 제3 기판(350)을 떼어낸다((d) 단계). 상기 제3 기판(350)은 제3 롤러(363)의 회전에 의해 상기 폴리머 분산형 액정층(320')의 상면으로부터 떼어져 상기 제3 롤러(363)의 외주면에 감기게 된다.
이어서, 상기 폴리머 분산형 액정층(320')의 상면에 액정과 이색성 염료의 혼합 용액(330)을 도포한다((e)단계). 이러한 혼합 용액(330)은 예를 들면, 잉크젯 분사 장치(370)에 의해 상기 혼합 용액(330)을 폴리머 분산형 액정층(320')의 상면에 분사함으로써 도포될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 혼합 용액(330)의 도포는 디핑 또는 롤코팅 등의 방법에 의해 수행될 수 있으며, 이외에도 다양한 도포 방법이 사용될 수 있다.
다음으로, 폴리머 분산형 액정층(320')의 상면에 액정과 이색성 염료의 혼합 용액(330)이 도포된 상태에서 일정 시간이 경과하면 상기 혼합 용액(330) 내의 액정과 이색성 염료가 폴리머 분산형 액정층(320') 내부로 확산되어 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정층(320)이 형성된다((f)단계). 이러한 폴리머 분산형 액정층(320) 내에는 액정, 이색성 염료 및 폴리머가 균일하게 분산되어 있으며, 상기 이색성 염료는 확산으로 인해 액정 내에만 존재하게 된다. 한편, 이러한 확산 과정에서 상기 제1 기판(310)에 열을 가하여 온도를 올리게 되면 상기 액정 및 이색성 염료의 확산 속도를 보다 증대시킬 수 있다.
마지막으로, 상기 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정층(320)의 상면에 제2 기판(340)을 부착하게 되면 폴리머 분산형 액정 필름이 완성된다((g)단계). 여기서, 상기 제2 기판(340)의 부착은 예를 들면 라미네이션(lamination) 방법에 의해 수행될 수 있다. 상기 제2 기판(340)은 제1 기판(310)과 마찬가지로 투명 기판으로서 박막 트랜지스터(TFT) 또는 컬러 필터를 포함할 수 있다. 이상과 같이, 본 실시예에서는 롤투롤 공정을 이용함으로써 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름을 보다 간단한 공정으로 제작할 수 있고, 또한 대량 생산이 가능해진다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 롤투롤 공정을 이용한 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14를 참조하면, 이동하는 제1 기판(410) 상에 제1 롤러(461)를 이용하여 액정 및 광중합성 물질을 포함하는 용액(425)을 도포한다((a)단계). 상기 제1 기판(410)은 투명 기판으로서 유리 기판 또는 유연한 재질의 기판이 될 수 있다. 한편, 상기 제1 기판(410) 상에는 박막 트랜지스터 또는 컬러 필터가 더 마련될 수도 있다. 상기 제1 기판(410)의 이동은 제2 롤러(462)의 회전에 의해 수행될 수 있다. 그리고, 상기 용액(425)의 도포는 상기 제1 롤러(461)의 외주면 상에 코팅된 상기 용액(425)이 제1 롤러(461)가 회전하면서 제1 기판(410)의 상면에 전사됨으로써 수행될 수 있다. 이어서, 비활성 가스 분위기의 챔버(480) 내에서 상기 액정 및 광중합성 물질을 포함하는 용액(425)에 자외선을 조사한다((b)단계). 여기서, 상기 비활성 가스로는 예를 들면, 질소 가스 또는 헬륨 가스 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 자외선 조사공정을 통하여 상기 용액(425) 내의 광중합성 물질은 경화되어 폴리머로 변화되고, 이러한 제1 기판(410)의 상면에는 액정과 폴리머를 포함하는 폴리머 분산형 액정층(420')이 형성된다.
다음으로, 상기 폴리머 분산형 액정층(420')의 상면에 액정과 이색성 염료의 혼합 용액(430)을 도포한다((c)단계). 이러한 혼합 용액(430)은 예를 들면, 잉크젯 분사 장치(470)에 의해 상기 혼합 용액(430)을 폴리머 분산형 액정층(420')의 상면에 분사함으로써 도포될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 혼합 용액(430)의 도포는 디핑 또는 롤코팅 등의 방법에 의해 수행될 수 있으며, 이외에도 다양한 도포 방법이 사용될 수 있다. 이어서, 폴리머 분산형 액정층(420')의 상면에 액정과 이색성 염료의 혼합 용액(430)이 도포된 상태에서 일정 시간이 경과하면 상기 혼합 용액(430) 내의 액정과 이색성 염료가 폴리머 분산형 액정층(420') 내부로 확산되어 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정층(420)이 형성된다((d)단계). 이러한 폴리머 분산형 액정층(420) 내에는 액정, 이색성 염료 및 폴리머가 균일하게 분산되어 있으며, 상기 이색성 염료는 확산으로 인해 액정 내에만 존재하게 된다. 한편, 이러한 확산 과정에서 상기 제1 기판(410)에 열을 가하여 온도를 올리게 되면 상기 액정 및 이색성 염료의 확산 속도를 보다 증대시킬 수 있다.
마지막으로, 상기 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정층(420)의 상면에 제2 기판(440)을 부착하게 되면 폴리머 분산형 액정 필름이 완성된다((e)단계). 여기서, 상기 제2 기판(440)은 제1 기판(410)과 마찬가지로 투명 기판으로서 박막 트랜지스터(TFT) 또는 컬러 필터를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 전술한 실시예에서의 제3 기판(도 13의 350)을 부착하고, 이를 떼어내는 공정을 생략할 수 있으므로 보다 간단한 공정으로 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름을 제작할 수 있게 된다.
이상에서 본 발명의 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
110,210,310,410... 제1 기판
120',220',320',420'... 폴리머 분산 액정층
120,220,320,420... 이색성 염료를 포함하는 폴리머
121,221... 폴리머 122,222... 액정
123,223... 이색성 염료
130,330,430... 액정과 이색성 염료의 혼합 용액
140,240,340,440... 제2 기판
150,350... 제3 기판
230... 액정, 이색성 염료 및 광중합성 물질의 혼합 용액
361,461... 제1 롤러 362,462... 제2 롤러
363... 제3 롤러 364... 제4 롤러
370,470... 잉크젯 분사장치 480...챔버

Claims (20)

  1. 제1 기판 상에 액정 및 폴리머를 포함하는 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계;
    상기 폴리머 분산액 액정층의 상면에 액정 및 이색성 염료(dichroic dye)가 혼합된 용액을 마련하는 단계;
    상기 혼합 용액으로부터 상기 액정 및 이색성 염료가 상기 폴리머 분산형 액정층 내로 확산됨으로써 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계; 및
    상기 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정층의 상면에 제2 기판을 부착하는 단계;를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 기판 상에 상기 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계는,
    서로 이격된 상기 제1 기판과 제3 기판 사이에 액정 및 광중합성 물질을 포함하는 용액을 주입하는 단계;
    상기 용액에 자외선을 조사하여 상기 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계; 및
    상기 제3 기판을 상기 폴리머 분산형 액정층의 상면으로부터 떼어내는 단계;를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제3 기판은 상기 폴리머 분산형 액정층으로부터 탈착이 용이한 이형성 재질로 이루어진 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 기판 상에 상기 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계는,
    상기 제1 기판 상에 액정 및 광중합성 물질을 포함하는 용액을 마련하는 단계; 및
    비활성 가스 분위기 하에서 상기 용액에 자외선을 조사함으로써 상기 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계;를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정 및 이색성 염료의 혼합 용액은 분사, 디핑(dipping) 또는 롤 코팅(roll coating) 방법에 의해 상기 폴리머 분산액 액정층의 상면에 마련되는 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정 및 이색성 염료의 확산 중에 상기 제1 기판의 온도를 상승시키는 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기판은 박막 트랜지스터(TFT) 또는 컬러 필터(color filter)를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법.
  8. 제1 기판 상에 액정 및 폴리머를 포함하는 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계;
    상기 폴리머 분산액 액정층의 상면에 액정, 광중합성 물질 및 이색성 염료(dichroic dye)가 혼합된 용액을 마련하는 단계;
    상기 혼합 용액으로부터 상기 액정, 광중합성 물질 및 이색성 염료가 상기 폴리머 분산형 액정층 내로 확산됨으로써 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계; 및
    상기 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정층의 상면에 제2 기판을 부착한 다음, 자외선을 조사하는 단계;를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 기판 상에 상기 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계는,
    서로 이격된 상기 제1 기판과 제3 기판 사이에 액정 및 광중합성 물질을 포함하는 용액을 주입하는 단계;
    상기 용액에 자외선을 조사하여 상기 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계; 및
    상기 제3 기판을 상기 폴리머 분산형 액정층의 상면으로부터 떼어내는 단계;를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 기판 상에 상기 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계는,
    상기 제1 기판 상에 액정 및 광중합성 물질을 포함하는 용액을 마련하는 단계; 및
    비활성 가스 분위기 하에서 상기 용액에 자외선을 조사함으로써 상기 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계;를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 액정 및 이색성 염료의 확산 중에 상기 제1 기판의 온도를 상승시키는 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기판은 박막 트랜지스터(TFT) 또는 컬러 필터를 포함하는 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법.
  13. 이동하는 제1 기판 상에 제1 롤러를 이용하여 액정 및 광중합성 물질을 포함하는 용액을 도포하는 단계;
    제2 롤러를 이용하여 상기 용액의 상면에 제3 기판을 마련하는 단계;
    상기 용액에 자외선을 조사하여 액정 및 폴리머를 포함하는 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계;
    제3 롤러를 이용하여 상기 폴리머 분산형 액정층의 상면으로부터 상기 제3 기판을 떼어내는 단계;
    상기 폴리머 분산형 액정층의 상면에 액정 및 이색성 염료가 혼합된 용액을 마련하는 단계;
    상기 혼합 용액으로부터 상기 액정, 광중합성 물질 및 이색성 염료가 상기 폴리머 분산형 액정층 내로 확산됨으로써 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계; 및
    상기 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정층의 상면에 제2 기판을 부착하는 단계;를 포함하는 롤투롤(roll to roll) 공정을 이용한 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제3 기판은 상기 폴리머 분산형 액정층으로부터 탈착이 용이한 이형성 재질로 이루어진 롤투롤 공정을 이용한 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 액정 및 이색성 염료의 혼합 용액은 분사, 디핑 또는 롤 코팅 방법에 의해 상기 폴리머 분산액 액정층의 상면에 마련되는 롤투롤 공정을 이용한 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 액정 및 이색성 염료의 확산 중에 상기 제1 기판의 온도를 상승시키는 롤투롤 공정을 이용한 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기판은 박막 트랜지스터(TFT) 또는 컬러 필터를 포함하는 롤투롤 공정을 이용한 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법.
  18. 이동하는 제1 기판 상에 롤러를 이용하여 액정 및 광중합성 물질을 포함하는 용액을 도포하는 단계;
    비활성 가스 분위기 하에서 상기 용액에 자외선을 조사하여 액정 및 폴리머를 포함하는 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계;
    상기 폴리머 분산형 액정층의 상면에 액정 및 이색성 염료가 혼합된 용액을 마련하는 단계;
    상기 혼합 용액으로부터 상기 액정, 광중합성 물질 및 이색성 염료가 상기 폴리머 분산형 액정층 내로 확산됨으로써 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정층을 형성하는 단계; 및
    상기 이색성 염료를 포함하는 폴리머 분산형 액정층의 상면에 제2 기판을 부착하는 단계;를 포함하는 롤투롤 공정을 이용한 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 비활성 가스는 질소 가스 또는 헬륨 가스를 포함하는 롤투롤 공정을 이용한 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 액정 및 이색성 염료의 확산 중에 상기 제1 기판의 온도를 상승시키는 롤투롤 공정을 이용한 폴리머 분산형 액정 필름의 형성방법.
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