KR20200127728A - 액정 표시 셀 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 출원은 액정 표시 셀에 관한 것이다. 본 출원의 액정 표시 셀은 투과율 가변이 가능하고, 액정 셀을 구성하는 상부 및 하부 기판 사이의 접착력이 향상되어 액정 셀이 파손되는 것을 효과적으로 방지할 수 있어 구조적 안정성을 개선할 수 있다. 본 출원은 또한, 상기와 같은 액정 표시 셀을 제조하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 출원은 투과도 조절이 가능한 액정 표시 셀에 관한 것이다.
액정 표시 셀은 전압의 인가와 같은 외부 신호를 통해 액정의 배향을 스위칭 시켜 광의 투과도를 조절할 수 있어서, 투과율 가변 소자로 사용될 수 있다. 이러한 액정 표시 셀은, 각종 정보 장치의 디스플레이 장치는 물론, OLED(Organic Light Emitting Diode)용 차광판 또는 차량용 및 스마트 윈도우 등의 다양한 차광 제품에도 적용될 수 있다.
이러한 액정 표시 셀은 일반적으로 상부 기재층, 상기 상부 기재층에 대향 배치되는 하부 기재층 및 상기 상부 기재층과 하부 기재층 사이에 위치하는 액정층을 포함하며, 상부 기재층 및 하부 기재층으로 유리 기판을 이용하였다. 유리 기판을 이용하는 경우, 액정 표시 셀은 휘어질 염려가 없고 견고하게 제작 할 수 있으나, 유연성이 떨어져서 플렉시블(flexcible)한 액정 표시 셀을 구현하는데 한계가 있었다. 한편, 기재층으로 유리 기판 대신 플라스틱 기판을 사용하는 경우 유연성은 높은 반면 유리 기판에 비하여 구조적 안정성이 떨어져서 액정 표시 셀이 쉽게 파손되는 문제가 발생하였다.
본 출원은 투과율 가변이 가능하고, 액정 셀을 구성하는 상부 및 하부 기판 사이의 접착력이 향상되어 액정 셀이 파손되는 것을 효과적으로 방지할 수 있어 구조적 안정성이 개선된 액정 표시 셀을 제공하는 것이다.
본 출원은 또한, 상기와 같은 액정 표시 셀의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 명세서에서 언급하는 물성 중에서 측정 온도가 그 결과에 영향을 미치는 경우에는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 해당 물성은 상온에서 측정한 물성이다. 용어 상온은 가온되거나 감온되지 않은 자연 그대로의 온도로서 통상 약 10°C 내지 30°C의 범위 내의 한 온도 또는 약 23°C 또는 약 25°C 정도이다. 또한, 본 명세서에서 특별히 달리 언급하지 않는 한, 온도의 단위는 ℃이다.
본 명세서에서 언급하는 물성 중에서 측정 압력이 그 결과에 영향을 미치는 경우에는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 해당 물성은 상압에서 측정한 물성이다. 용어 상압은 가압되거나 감압되지 않은 자연 그대로의 온도로서 통상 약 1 기압 정도를 상압으로 지칭한다.
본 출원은 액정 표시 셀에 관한 것이다. 도 1은 본 출원의 액정 표시 셀을 보여주는 예시적인 단면도이다. 본 출원에 따른 액정 표시 셀(1)은 제 1 기재층(11a)을 포함하는 제 1 적층체(10a); 상기 제 1 적층체와 대향 배치되며 제 2 기재층(11b)을 포함하는 제 2 적층체(10b); 상기 제 1 및 제 2 적층체 사이에 위치하는 액정층(20); 및 상기 제 1 및 제 2 기재층의 외주면과 직접 접촉하고 제 1 및 제 2 적층체의 간격을 유지하는 실런트를(30)를 포함한다.
본 출원에서 제 1 기재층 및 제 2 기재층의 표현이 기재층의 선후 내지는 상하 관계를 규정하는 것은 아니다. 또한, 제 1 적층체 및 제 2 적층체의 표현이 적층체의 선후 내지는 상하 관계를 규정하는 것은 아니다.
상기 제 1 및 제 2 기재층의 외주면이란, 실런트와 대응되는 위치에 존재하는 기재층을 의미할 수 있다.
한편, 제 1 기재층의 외주면 및 제 2 기재층의 외주면이 실런트와 직접 접촉한다는 의미는 제 1 기재층과 실런트 사이 또는 제 2 기재층과 실런트 사이에 기재층 및 실런트 이외의 요소가 존재하지 않고 접촉하는 경우를 의미할 수 있다. 또한, 제 1 기재층과 실런트 사이 또는 제 2 기재층과 실런트 사이에 기재층 및 실런트 이외의 요소, 예를 들면 후술하는 도전층 및/또는 배향막이 일부 잔존하는 경우를 포함할 수 있다. 상기 일부 잔존이라 함은 기재층과 실런트가 접촉하는 면적 중에서 기재층 및 실런트 이외의 요소, 예를 들면 후술하는 도전층 및/또는 배향막이 차지하는 면적비가 5% 이하의 범위로 포함되는 경우를 의미할 수 있다. 다른 예로 약 4% 이하, 3% 이하, 2% 이하, 1% 이하, 0.05% 이하 또는 약 0.01% 이하를 의미할 수 있다.
상기 기재층 및 실런트 이외의 요소가 차지하는 면적은, 제 1 기재층과 실런트가 접촉하는 면적 또는 제 2 기재층과 실런트가 접촉하는 면적을 S1라고 하고 그 중에서 기재층 및 실런트 이외의 요소가 차지하는 면적을 S2라고 할 때, (S2/S1)*100의 수식으로 계산될 수 있다.
상기 기재층 및 실런트 이외의 요소가 차지하는 면적을 측정하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 공지의 방법으로 측정할 수 있다. 일예로 후술하는 액정 표시 셀의 제조방법에 따라 기재층의 외주면이 실런트와 직접 접촉하도록 처리한 후, 처리된 기재층의 외주면을 광학 현미경을 이용하여 촬영하여 기재층 및 실런트 이외의 요소가 차지하는 면적을 측정할 수 있다. 상기 촬영된 이미지를 Image J 프로그램을 이용하여 기재층 이외의 요소, 예를 들면 후술하는 도전층 및/또는 배향막이 잔존하는 면적비를 계산할 수 있다.
기재층과 실런트가 접촉하는 면적 중에서 기재층 및 실런트 이외의 요소가 차지하는 면적이 5% 이하의 범위로 포함되는 경우, 후술하는 제 1 적층체와 실런트의 접착력 또는 제 2 적층체와 실런트의 접착력을 만족하는데 보다 유리하다. 따라서 구조적 안정성을 개선한 액정 표시 셀을 제공할 수 있다.
본 출원의 액정 표시 셀에서 제 1 기재층(11a) 및 제 2 기재층(11b)은 특별히 제한되지 않으며 액정 표시 셀에 이용될 수 있는 공지의 기재층을 이용할 수 있다.
하나의 예로서, 상기 제 1 및 제 2 기재층(11a, 11b)은 각각 독립적으로 PEN(polyethylene-naphthalate) 필름, PI(polyimide) 필름, COP(cyclo-olefin polymer) 필름, TAC(tri-acetyl-cellulose) 필름, PC(polycarbonate) 필름 또는 PET(polyethyleneterephtalate) 필름 등이 이용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기와 같은 유형의 필름을 제 1 기재층 및 제 2 기재층으로 하여 제조된 액정 표시 셀은 구조적 안정성을 보다 향상시킬 수 있다.
하나의 예로서, 제 1 및 제 2 기재층 사이에 위치하는 액정층(20)은 소위 게스트 호스트 액정층으로서, 액정 화합물과 이색성 염료 게스트를 포함하는 액정층일 수 있다.
상기 액정층(20)은 소위 게스트 호스트 효과를 이용한 액정층으로서, 상기 액정 화합물(이하, 액정 호스트라 칭할 수 있다)의 배향 방향에 따라 상기 이색성 염료 게스트가 정렬되는 액정층이다.
상기 배향은 광축의 배향을 의미하며, 상기 광축은 예를 들어 액정 화합물이 막대(rod)형인 경우에는 그 장축 방향을 의미할 수 있고, 원반(discotic) 형태인 경우에는 상기 원반 평면의 법선 방향을 의미할 수 있다. 한편, 임의의 배향 상태에서 서로 광축 방향이 다른 복수의 액정 화합물들을 포함하는 경우에 광축은 평균 광축으로 정의될 수 있고, 이 경우 평균 광축은 상기 액정 화합물들의 광축의 백터합을 의미할 수 있다. 배향 방향은 후술하는 에너지의 인가에 의해 조절 될 수 있다.
액정층에 사용되는 액정 호스트의 종류는 특별히 제한되지 않고, 게스트 호스트 효과의 구현을 위해 적용되는 일반적인 종류의 액정 화합물이 사용될 수 있다.
예를 들면, 상기 액정 호스트로는 스멕틱 액정 화합물, 네마틱 액정 화합물 또는 콜레스테릭 액정 화합물이 사용될 수 있다. 일반적으로는 네마틱 액정 화합물이 사용될 수 있다. 용어 네마틱 액정 화합물은 액정 분자의 위치에 대한 규칙성은 없지만, 모두 분자축 방향으로 질서를 가지고 배열할 수 있는 액정 화합물을 의미하고, 이러한 액정 화합물은 막대(rod) 형태이거나 원반(discotic) 형태일 수 있다.
이러한 네마틱 액정 화합물은 예를 들면, 약 40℃ 이상, 50℃ 이상, 60℃ 이상, 70℃ 이상, 80℃ 이상, 90℃ 이상, 100℃ 이상 또는 약 110℃ 이상의 등명점(clearing point)를 가지거나, 상기 범위의 상전이점, 즉 네마틱상에서 등방상으로의 상전이점을 가지는 것이 선택될 수 있다. 일 예시에서 상기 등명점 또는 상전이점은 약 160℃ 이하, 150℃ 이하 또는 약 140℃ 이하일 수 있다.
상기 액정 화합물은 유전율 이방성이 음수 또는 양수일 수 있다. 상기 유전율 이방성의 절대값은 목적을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 예를 들면, 상기 유전율 이방성은 약 3 초과 또는 약 7 초과이거나, 약 -2 미만 또는 약 -3 미만일 수 있다.
액정 화합물은 또한 약 0.01 이상 또는 약 0.04 이상의 광학 이방성(△n)을 가질 수 있다. 액정 화합물의 광학 이방성은 다른 예시에서 약 0.3 이하 또는 약 0.27 이하일 수 있다.
게스트 호스트 액정층의 액정 호스트로 사용될 수 있는 액정 화합물은 본 기술 분야의 전문가들에게 공지되어 있으며, 그들로부터 자유롭게 선택될 수 있다.
액정층은 상기 액정 호스트와 함께 이색성 염료 게스트를 포함한다. 용어 염료는 가시광 영역, 예를 들면, 380 nm 내지 780 nm 파장 범위 내에서 적어도 일부 또는 전체 범위 내의 광을 집중적으로 흡수 및/또는 변형시킬 수 있는 물질을 의미할 수 있고, 용어 이색성 염료 게스트는 상기 가시광 영역의 적어도 일부 또는 전체 범위에서 광 흡수가 가능한 물질을 의미할 수 있다.
이색성 염료 게스트로는, 예를 들면 액정 호스트의 배향 상태에 따라 정렬될 수 있는 특성을 가지는 것으로 알려진 공지의 염료를 선택하여 사용할 수 있다. 일 구체예로 이색성 염료 게스트로는 아조 염료 또는 안트라퀴논 염료 등을 사용할 수 있고, 넓은 파장 범위에서의 광 흡수를 달성하기 위해서 액정층은 1종 또는 2종 이상의 염료를 포함할 수도 있다.
이색성 염료 게스트의 이색비(dichroic ratio)는 이색성 염료 게스트의 사용 목적을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 이색성 염료 게스트는 이색비가 약 5 이상 내지 약 20 이하일 수 있다. 용어 이색비는, 예를 들어, p형 염료인 경우, 염료의 장축 방향에 평행한 편광의 흡수를 상기 장축 방향에 수직하는 방향에 평행한 편광의 흡수로 나눈 값을 의미할 수 있다. 이색성 염료 게스트는 가시광 영역의 파장 범위 내, 예를 들면, 약 380 nm 내지 약 780 nm, 또는 약 400 nm 내지 약 700 nm의 파장 범위 내에서 적어도 어느 한 파장, 일부 범위의 파장 또는 전 범위의 파장에서 상기 이색비를 가질 수 있다.
액정층 내에서의 이색성 염료 게스트의 함량은 이색성 염료 게스트의 사용 목적을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어, 액정 호스트와 이색성 염료 게스트의 합계 중량을 기준으로 상기 이색성 염료 게스트의 함량은 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량% 범위 내에서 선택될 수 있다. 이색성 염료 게스트의 비율은 후술하는 액정 표시 셀의 투과율과 액정 호스트에 대한 이색성 염료 게스트의 용해도 등을 고려하여 변경할 수 있다.
액정층은 상기 액정 호스트와 이색성 염료 게스트를 기본적으로 포함하고, 필요한 경우에 다른 임의의 첨가제를 공지의 형태에 따라 추가로 포함할 수 있다. 첨가제의 예로는 키랄 도펀트 또는 안정화제 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
하나의 예로서, 제 1 및 제 2 기재층의 외주면과 직접 접촉하고 제 1 및 제 2 적층체의 간격을 유지하는 실런트(30)는 특별히 제한되지 않으나, 실런트는 예를 들어 아크릴레이트기를 하나 이상 포함하는 화합물, 에폭시기를 하나 이상 포함하는 화합물 및 아크릴레이트와 에폭시기를 각각 하나 이상 포함하는 화합물 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기와 같은 실런트는 제 1 및 제 2 기재층 사이에 일정한 간격을 유지시킬 수 있을 정도로 견고성을 가지며, 또한 제 1 및 제 2 적층체를 충분한 접착력을 가지고 부착 시킬 수 있다.
하나의 예로서, 상기 제 1 및 제 2 적층체는 액정층을 향하는 면 상에 위치하는 도전층 또는 배향막을 포함할 수 있다. 일예로 기재층을 포함하는 적층체는 액정층을 향하는 면상에 도전층이 위치할 수 있다. 따라서 적층체는 기재층/도전층의 구조를 가질 수 있다. 다른예로 기재층을 포함하는 적층체는 액정층을 향하는 면상에 도전층 및 배향막이 순차적으로 위치할 수 있다. 따라서 적층체는 기재층/도전층/배향막의 구조를 가질 수 있다.
도 2는 액정층을 향하는 적층체의 면상에 도전층 및 배향막이 순차적으로 위치하는 액정 표시 셀(1)을 보여주는 예시적인 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 출원에 따른 예시적인 액정 표시 셀(1)은 제 1 기재층(11a)을 포함하는 제 1 적층체(10a); 상기 제 1 적층체와 대향 배치되며 제 2 기재층(11b)을 포함하는 제 2 적층체(10b); 상기 제 1 및 제 2 적층체 사이에 위치하는 액정층(20); 및 상기 제 1 및 제 2 기재층의 외주면과 접촉하고 제 1 및 제 2 적층체의 간격을 유지하는 실런트를(30)를 포함하고, 액정층(20)을 향하는 제 1 및 제 2 적층체(10a, 10b)의 면상에는 도전층(12) 및 배향막(13)이 순차적으로 위치할 수 있다.
상기 도전층(12)은 액정층에 전압을 인가하기 위한 구성으로 특별히 제한 없이 공지의 도전층이 적용될 수 있다. 도전층으로는 예를 들면, 도전성 고분자, 도전성 금속, 도전성 나노와이어, ITO(Indium Tin Oxide) 등의 금속 산화물, 탄소나노튜브 또는 그래핀 등이 적용될 수 있다. 본 출원에서 적용될 수 있는 도전층의 예는 상기에 제한되지 않으며, 이 분야에서 액정 표시 셀에 적용될 수 있는 것으로 알려진 모든 종류의 도전층이 사용될 수 있다.
상기 도전층(12) 상에 위치하는 배향막(13)은 액정층에 포함되는 전술한 액정 호스트의 배향을 제어하기 위한 구성이고, 특별한 제한 없이 공지의 배향막을 적용할 수 있다. 업계에서 공지된 배향막으로는, 러빙 배향막이나 광배향막 등이 있고, 본 출원에서 사용될 수 있는 배향막은 상기 공지의 배향막이고, 이는 특별히 제한되지 않는다.
광축의 배향을 달성하기 위해서 상기 배향막의 배향 방향이 제어될 수 있다. 예를 들면, 대향 배치되어 있는 제 1 기재층 및 제 2 기재층의 각 면에 형성된 2개의 배향막의 배향 방향은 서로 약 -10도 내지 약 10도의 범위 내의 각도, 약 -7도 내지 약 7도의 범위 내의 각도, 약 -5도 내지 약 5도의 범위 내의 각도 또는 약 -3도 내지 약 3도의 범위 내의 각도를 이루거나 서로 대략 평행할 수 있다. 다른 예시에서 상기 2개의 배향막의 배향 방향은 약 80도 내지 약 100도의 범위 내의 각도, 약 83도 내지 약 97도의 범위 내의 각도, 약 85도 내지 약 95도의 범위 내의 각도 또는 약 87도 내지 약 92도의 범위 내의 각도를 이루거나 서로 대략 수직일 수 있다.
이와 같은 배향 방향에 따라서 액정층의 광축의 방향이 결정되기 때문에, 상기 배향 방향은 액정층의 광축의 방향을 확인하여 알 수 있다. 액정층의 광축이 어떤 방향으로 형성되어 있는 것인지를 확인하는 방식은 공지이다. 예를 들면, 액정층의 광축의 방향은 광축 방향을 알고 있는 다른 편광판을 이용하여 측정할 수 있으며, 이는 공지의 측정 기기, 예를 들면, Jasco사의 P-2000 등의 polarimeter를 사용하여 측정할 수 있다.
하나의 예로서, 상기 적층체의 제 1 및 제 2 기재층 상에 형성되는 하드 코팅층(도 2의 14 참고)을 포함할 수 있다. 하드 코팅층으로는 특별히 제한되지 않으며 액정 표시 셀에 적용될 수 있는 공지의 하드 코팅층을 이용할 수 있다.
기재층 상에 하드 코팅층이 형성되는 경우 표면 경도 향상 및 계면 에너지 변화로 도전층을 적층하는데 보다 용이할 수 있다.
한편, 본 출원에서 용어 '기재층'은 기재층만을 의미하거나 하드 코팅층이 형성된 기재층을 의미할 수 있다.
하나의 예로서, 본 출원에 따른 액정 표시 셀은 적어도 2개 이상의 광축의 배향 상태, 예를 들면, 제 1 및 제 2 배향 상태의 사이를 스위칭할 수 있다. 상기와 같은 액정 표시 셀에서 배향 상태는 에너지의 인가, 예를 들면 전압의 인가에 의해 변경할 수 있다. 즉 상기 액정 표시 셀은 전압의 인가가 없는 상태에서 상기 제 1 및 제 2 배향 상태 중에서 어느 한 배향 상태를 가지고 있다가 전압이 인가되면 다른 배향 상태로 스위칭 될 수 있다. 한편, 액정 표시 셀의 배향 상태에 따라 투과율이 조절 될 수 있다. 일예로 제 1 또는 제 2 배향 상태 중 어느 한 배향 상태에서 차단 모드가 구현되고, 다른 배향 상태에서 투과 모드가 구현될 수 있다.
상기 투과 모드는 액정 표시 셀이 상대적으로 높은 투과율을 나타내는 상태이고, 차단 모드는 액정 표시 셀이 상대적으로 낮은 투과율을 나타내는 상태이다.
일 예시에서 상기 액정 표시 셀은 상기 투과 모드에서의 투과율이 약 10% 이상, 15% 이상, 약 20% 이상, 25% 이상, 30% 이상, 35% 이상, 40% 이상, 45% 이상 또는 약 50% 이상일 수 있다. 또한, 상기 액정 표시 셀은 상기 차단 모드에서의 투과율이 약 10% 미만, 8% 미만 또는 약 6% 미만일 수 있다.
상기 투과 모드에서의 투과율은 수치가 높을수록 유리하고, 차단 모드에서의 투과율은 낮을수록 유리하기 때문에 각각의 상한과 하한은 특별히 제한되지 않는다. 일 예시에서 상기 투과 모드에서의 투과율의 상한은 약 100%, 95%, 90%, 85%, 80%, 75%, 70%, 65% 또는 약 60%일 수 있다. 상기 차단 모드에서의 투과율의 하한은 약 0%, 1%, 2%, 3%, 4% 또는 약 5%일 수 있다.
상기 투과율은 직진광 투과율일 수 있다. 용어 직진광 투과율은 소정 방향으로 액정 표시 셀을 입사한 광 대비 상기 입사 방향과 동일한 방향으로 상기 액정 표시 셀을 투과한 광(직진광)의 비율일 수 있다. 일 예시에서 상기 투과율은 상기 액정 표시 셀의 표면 법선과 평행한 방향으로 입사한 광에 대하여 측정한 결과(법선광 투과율)일 수 있다.
본 출원의 액정 표시 셀에서 투과율이 조절되는 광은, UV-A 영역의 자외선, 가시광 또는 근적외선일 수 있다. 일반적으로 사용되는 정의에 따르면, UV-A 영역의 자외선은 320 nm 내지 380 nm의 범위 내의 파장을 가지는 방사선을 의미하는 것으로 사용되고, 가시광은 380 nm 내지 780 nm의 범위 내의 파장을 가지는 방사선을 의미하는 것으로 사용되며, 근적외선은 780 nm 내지 2000 nm의 범위 내의 파장을 가지는 방사선을 의미하는 것으로 사용된다.
필요한 경우에 액정 표시 셀은 상기 투과 모드 및 차단 모드 외에 다른 모드도 구현할 수 있도록 설계될 수 있다. 예를 들면, 상기 투과 모드 및 차단 모드의 투과율 사이에서 임의의 투과율을 나타낼 수 있는 제 3의 모드도 구현될 수 있도록 설계될 수 있다.
하나의 예로서, 본 출원에 따른 액정 표시 셀은 제 1 적층체와 실런트의 접착력 또는 제 2 적층체와 실런트의 접착력이 1.5 N/cm 이상의 범위를 가질 수 있다. 다른 예로 약 1.6 N/cm 이상 또는 약 1.7 N/cm 이상일 수 있으며, 약 20 N/cm 이하, 18 N/cm 이하, 16 N/cm 이하, 14 N/cm 이하, 12 N/cm 이하, 10 N/cm 이하, 8 N/cm 이하, 또는 약 6 N/cm 이하일 수 있다.
본 출원에서 접착력은 ASTM D903의 규격에 따라 측정할 수 있으며, 구체적으로 유리 기판에, 폭이 약 10 mm 이고 두께가 약 10 μm 내지 20 μm 가 되도록 실런트를 도포하고, 상기 도포된 실런트 상에 제 1 적층체 또는 제 2 적층체의 외주면이 위치하도록 배치하고, 실런트와 적층체를 접촉시켜 접착시킨 후, 접착력 측정기를 이용하여 100 mm/min의 박리속도 및 90도의 박리각도에서 상기 제 1 또는 제 2 적층체를 박리함으로써 접착력을 측정할 수 있다.
제 1 적층체와 실런트의 접착력 또는 제 2 적층체와 실런트의 접착력이 상기 범위를 만족하는 액정 표시 셀은 액정 셀의 구조적 안정성을 향상 시킬 수 있다. 즉, 제 1 적층체와 실런트 또는 제 2 적층체와 실런트의 접착력이 향상되어 액정 셀 또는 상기 액정 셀을 포함하는 디스플레이 장치를 구부리거나 접는 경우에도 액정 셀을 구성하는 요소간의 접착이 떨어져서 액정 셀이 파손되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 출원은 또한, 액정 표시 셀의 제조 방법에 관한 것이다. 따라서 이하의 기술에서 액정 표시 셀의 구조나 설계, 그 부품 등에 대한 구체적인 사항은 상기 기술한 내용에 따른다.
본 출원에 따른 액정 표시 셀의 제조 방법은 제 1 기재층을 포함하는 제 1 적층체; 상기 제 1 적층체와 대향 배치되며 제 2 기재층을 포함하는 제 2 적층체; 상기 제 1 및 제 2 적층체 사이에 위치하는 액정층; 및 상기 제 1 및 제 2 기재층의 외주면과 직접 접촉하고 제 1 및 제 2 적층체의 간격을 유지하는 실런트를 포함하는 액정 표시 셀의 제조 방법으로서, 상기 제 1 및 제 2 기재층의 외주면이 상기 실런트와 직접 접촉되도록 처리하는 단계를 포함한다.
하나의 예로서, 상기 제 1 기재층의 외주면 및 제 2 기재층의 외주면이 실런트와 직접 접촉하도록 처리하는 단계에서 직접 접촉되도록 처리한다는 의미는 제 1 기재층의 외주면과 실런트 사이 또는 제 2 기재층의 외주면과 실런트 사이에 기재층 및 실런트 이외의 요소가 존재하지 않고 접촉하는 경우를 의미할 수 있다. 또한, 제 1 기재층과 실런트 사이 또는 제 2 기재층과 실런트 사이에 기재층 및 실런트 이외의 요소, 예를 들면 도전층 및/또는 배향막이 일부 잔존하는 경우를 포함할 수 있다. 상기 일부 잔존이라 함은 기재층과 실런트가 접촉하는 면적 중에서 기재층 및 실런트 이외의 요소가 차지하는 면적이 5% 이하의 범위로 포함되는 경우를 포함할 수 있다. 다른 예로 약 4% 이하, 3% 이하, 2% 이하, 1% 이하, 0.05% 이하 또는 약 0.01% 이하를 의미할 수 있다.
상기 기재층과 실런트가 접촉하는 면적 중에서 기재층 및 실런트 이외의 요소가 차지하는 면적은, 제 1 기재층과 실런트가 접촉하는 면적 또는 제 2 기재층과 실런트가 접촉하는 면적을 S1라고 하고, 그 중에서 기재층 및 실런트 이외의 요소가 차지하는 면적을 S2라고 할 때, (S2/S1)*100의 수식으로 계산될 수 있다.
상기 기재층 및 실런트 이외의 요소가 차지하는 면적을 측정하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 공지의 방법으로 측정할 수 있다. 일예로 전술한 광학 현미경 및 Image J 프로그램을 이용하여 기재층 이외의 요소, 예를 들면 도전층 및/또는 배향막이 잔존하는 면적비를 계산할 수 있다.
하나의 예로서, 제 1 기재층의 외주면과 실런트 또는 제 2 기재층의 외주면과 실런트가 직접 접촉하도록 처리하는 방법은 일예로, 실런트와 접촉되는 위치에 존재하는 적층체는 기재층만이 존재하도록 적층함으로써 달성할 수 있다. 구체적으로 적층체를 구성하는 다른 요소를 기재층상에 적층하되 실런트와 접촉되는 기재층의 외주면에는 기재층 이외의 다른 요소가 적층되지 않도록 처리하여 기재층과 실런트가 직접 접촉하도록 할 수 있다. 다른예로, 실런트와 접촉되는 위치에 존재하는 적층체의 구성요소 중 기재층만 남기고 모두 제거함으로써 달성할 수 있다. 구체적으로 레이저 등과 같은 제거 수단을 이용하여 적층체의 외주면에 존재하는 기재층 이외의 다른 구성요소를 제거하여 기재층과 실런트가 직접 접촉하도록 할 수 있다.
한편, 상기 용어 '기재층'은 전술한 바와 같이 기재층만을 의미하거나 하드 코팅층이 형성된 기재층을 의미할 수 있다.
하나의 예로서, 상기 제 1 적층체 및 제 2 적층체는 각각 기재층 상에 위치하는 도전층 및 상기 도전층 상에 위치하는 배향막을 포함할 수 있다. 상기와 같은 적층 구조를 가지는 경우에 있어서, 제 1 적층체의 제 1 기재층의 외주면 및 제 2 기재층의 외주면이 실런트와 직접 접촉되도록 처리하는 방법은 일예로 기재층 상에 도전층 및 배향막을 적층하되 실런트와 접촉되는 기재층의 외주면에는 도전층 및 배향막이 적층되지 않도록 증착함으로써 기재층과 실런트가 직접 접촉하도록 할 수 있다. 다른 예로 레이저 등과 같은 제거 수단을 이용하여 적층체의 외주면에 존재하는 도전층 및 배향막을 제거하여 기재층과 실런트가 직접 접촉하도록 할 수 있다.
하나의 예로서, 상기 제 1 및 제 2 기재층의 외주면이 실런트와 직접 접촉하도록 처리하는 단계는 33 μm 내지 42 μm의 해칭(hatching) 간격 및 30 Hz 이상의 진동수(frequency)를 가지는 레이저로 제 1 적층체 및 제 2 적층체의 외주면을 스크라이빙(scribing)하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 해칭(hatching) 간격은 다른예로 약 32 μm 이상 또는 약 33 μm 이상일 수 있으며, 약 43 μm 이하 또는 약 42 μm 이하일 수 있다.
상기 진동수는 다른예로 약 35 Hz 이상, 40 Hz 이상, 45 Hz 이상 또는 약 50 Hz 이상일 수 있으며, 약 100 Hz 이하, 90 Hz 이하, 80 Hz 이하 또는 약 70 Hz 이하일 수 있다.
상기와 같은 범위의 해칭(hatching) 간격 및 진동수를 가지는 레이저를 이용하여 제 1 및 제 2 적층체의 외주면을 스크라이빙(scribing)하는 경우, 기재층과 실런트가 접촉하는 면적 중에서 도전층 및 배향막이 잔존하는 면적이 5% 이하를 만족하는데 보다 유리하다. 따라서 제 1 적층체와 실런트 및 제 2 적층체와 실런트의 접착력이 보다 향상될 수 있다. 그러므로 유연하면서도 구조적 안정성이 향상된 액정 표시 셀을 제공하는데 유리하다.
하나의 예로서, 제 1 및 제 2 기재층의 외주면이 상기 실런트와 직접 접촉하도록 처리하는 단계는 하기 일반식 1을 만족할 수 있다.
[일반식 1]
0.2 ≤ H = Hi / Hf
상기 일반식 1에서, H는 헤이즈 변화율로서 Hi는 기재층 자체의 헤이즈 값이고, Hf는 기재층의 외주면이 실런트와 직접 접촉하도록 처리한 후에 측정한 기재층의 헤이즈 값이다.
상기 일반식 1에서, H 는 약 0.22 이상, 0.24 이상, 0.26 이상 또는 약 0.28 이상일 수 있으며, 약 0.8 이하, 0.7 이하 또는 약 0.6 이하일 수 있다.
한편, 기재층의 헤이즈 측정은 특별히 제한되지 않으며 공지의 방법으로 측정할 수 있다. 일예로 JIS 7136 규격으로 Murakami社의 HM-150 장비를 이용하여 측정할 수 있다.
헤이즈 변화율이 일반식 1을 만족하는 경우, 제 1 적층체와 실런트 및 제 2 적층체와 실런트의 접착력이 보다 향상될 수 있다. 그러므로 유연하면서도 구조적 안정성이 향상된 액정 표시 셀을 제공하는데 유리하다.
본 출원은 투과율 가변이 가능하고, 액정 셀을 구성하는 상부 및 하부 기판 사이의 접착력이 향상되어 액정 셀이 파손되는 것을 효과적으로 방지할 수 있어 구조적 안정성이 개선된 액정 표시 셀을 제공할 수 있다.
본 출원은 또한, 상기와 같은 구조적 안정성이 개선된 액정 표시 셀의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 출원의 액정 표시 셀을 보여주는 예시적인 단면도이다.
도 2는 액정층을 향하는 기재층의 면상에 도전층 및 배향막이 순차적으로 위치하는 액정 표시 셀을 보여주는 예시적인 단면도이다.
도 2는 액정층을 향하는 기재층의 면상에 도전층 및 배향막이 순차적으로 위치하는 액정 표시 셀을 보여주는 예시적인 단면도이다.
이하 실시예를 통하여 본 출원을 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
헤이즈
변화율
실시예 및 비교예의 액정 표시셀에 사용된 기재층의 헤이즈 변화율을 측정하였다.
기재층의 헤이즈 변화율은 하기 일반식 1에 따라 계산하였다.
[일반식 1]
H = Hi / Hf
상기 일반식 1에서, H는 헤이즈 변화율로서 Hi는 기재층 자체의 헤이즈 값이고, Hf는 기재층의 외주면이 실런트와 직접 접촉하도록 처리한 후에 측정한 기재층의 헤이즈 값이다.
한편, 기재층의 헤이즈 측정은 JIS 7136 규격으로 Murakami社의 HM-150 장비를 이용하여 측정하였다.
접착력
ASTM D903에 따라 유리 기판에, 폭이 약 10 mm 이고 두께가 약 10 μm 내지 20 μm 가 되도록 실런트를 도포하고, 상기 도포된 실런트 상에 실시예 및 비교예에서 제조된 적층체의 외주면이 위치하도록 배치하고, 실런트와 적층체를 접촉시켜 접착시킨 후, 접착력 측정기(Stable Micro Systems사, TA-XT plus)를 이용하여 100 mm/min의 박리속도 및 90도의 박리각도에서 상기 적층체를 박리함으로써 접착력을 측정하였다.
실시예
1
제 1 및 제 2 기재층으로 각각 길이가 15cm*5cm이고 두께가 약 80 ㎛ 인 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET) 필름을 사용하였다. 상기 제 1 기재층 및 제 2 기재층 상에 각각 하드 코팅층을 1 um 내지 3 um 정도의 두께가 되도록 증착하였다.
그 후, 상기 증착된 하드 코팅층 상에 ITO(indium-tin-oxide)를 100 nm 두께로 증착하여 도전층을 형성하였고, 상기 형성된 도전층 상에 수평 배향막(SE-7492, Nissan chemical 社)을 약 60 nm 내지 약 100 nm 두께로 코팅 및 경화하여 배향막을 형성하였다. 상기와 같은 방법으로 제 1 적층체 및 제 2 적층체를 제조하였다.
그 후, 제 1 및 제 2 적층체의 외주면(폭: 약 5 mm)을 해칭(hatching) 간격이 약 36 μm 이고, 진동수(frequency)가 약 30 Hz으로 하여 1064nm IR 레이저(IPG photonics, YLPN-0.7-2X200-20-SM)를 20W 출력으로 조사하였다.
상기 제조된 제 2 적층체에 형성된 배향막의 외주면에 실런트(Delo사, FB4175)를 폭이 5 mm가 되도록 도포하고, 상기 실런트의 내부 영역에 액정층의 형성재료(16-1235, Merck사제)를 주입하고, 제 1 적층체를 제 2 적층체와 180 도 각도로 대향 배치하도록 위치시킨 후 합지하여 액정 표시 셀을 제조하였다.
제조된 액정 표시 셀의 면적은 15 cm×5 cm이고, 셀 갭은 8 ㎛이다.
실시예
2
실시예 1과 동일한 방법으로 제 1 및 제 2 적층체를 제조하였다.
그 후, 제 1 및 제 2 적층체의 외주면(폭: 약 5 mm)을 해칭(hatching) 간격이 약 36 μm 이고, 진동수(frequency)가 약 40 Hz으로 하여 1064nm IR 레이저(IPG photonics, YLPN-0.7-2X200-20-SM)를 20W 출력으로 조사하였다.
그 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 표시 셀을 제조하였다.
실시예
3
실시예 1과 동일한 방법으로 제 1 및 제 2 적층체를 제조하였다.
그 후, 제 1 및 제 2 적층체의 외주면(폭: 약 5 mm)을 해칭(hatching) 간격이 약 36 μm 이고, 진동수(frequency)가 약 50 Hz으로 하여 1064nm IR 레이저(IPG photonics, YLPN-0.7-2X200-20-SM)를 20W 출력으로 조사하였다.
그 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 표시 셀을 제조하였다.
실시예
4
실시예 1과 동일한 방법으로 제 1 및 제 2 적층체를 제조하였다.
그 후, 제 1 및 제 2 적층체의 외주면(폭: 약 5 mm)을 해칭(hatching) 간격이 약 42 μm 이고, 진동수(frequency)가 약 40 Hz으로 하여 1064nm IR 레이저(IPG photonics, YLPN-0.7-2X200-20-SM)를 20W 출력으로 조사하였다.
그 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 표시 셀을 제조하였다.
실시예
5
실시예 1과 동일한 방법으로 제 1 및 제 2 적층체를 제조하였다.
그 후, 제 1 및 제 2 적층체의 외주면(폭: 약 5 mm)을 해칭(hatching) 간격이 약 39 μm 이고, 진동수(frequency)가 약 40 Hz으로 하여 1064nm IR laser(IPG photonics, YLPN-0.7-2X200-20-SM)를 20W 출력으로 조사하였다.
그 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 표시 셀을 제조하였다.
실시예
6
실시예 1과 동일한 방법으로 제 1 및 제 2 적층체를 제조하였다.
그 후, 제 1 및 제 2 적층체의 외주면(폭: 약 5 mm)을 해칭(hatching) 간격이 약 33 μm 이고, 진동수(frequency)가 약 40 Hz으로 하여 1064nm IR 레이저(IPG photonics, YLPN-0.7-2X200-20-SM)를 20W 출력으로 조사하였다.
그 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 표시 셀을 제조하였다.
비교예
1
제 1 및 제 2 기재층으로 각각 길이가 15cm*5cm이고 두께가 약 80 ㎛ 인 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET) 필름을 사용하였다. 상기 제 1 기재층 및 제 2 기재층 상에 각각 하드 코팅층을 1 um 내지 3 um 정도의 두께가 되도록 증착하였다.
그 후, 상기 증착된 하드 코팅층 상에 ITO(indium-tin-oxide)를 100 nm 두께로 증착하여 도전층을 형성하였고, 상기 형성된 도전층 상에 수평 배향막(SE-7492, Nissan chemical 社)을 약 60 nm 내지 약 100 nm 두께로 코팅 및 경화하여 배향막을 형성하였다. 상기와 같은 방법으로 제 1 적층체 및 제 2 적층체를 제조하였다.
상기 제조된 제 2 적층체에 형성된 배향막의 외주면에 실런트(Delo사, FB4175)를 폭이 5 mm가 되도록 도포하고, 상기 실런트의 내부 영역에 액정층의 형성재료(16-1235, Merck사제)를 주입하고, 제 1 적층체를 합지하여 액정 표시 셀을 제조하였다.
제조된 액정 표시 셀의 면적은 15 cm×5 cm이고, 셀 갭은 8 ㎛이다.
비교예
2
실시예 1과 동일한 방법으로 제 1 및 제 2 적층체를 제조하였다.
그 후, 제 1 및 제 2 적층체의 외주면(폭: 약 5 mm)을 해칭(hatching) 간격이 약 36 μm 이고, 진동수(frequency)가 약 20 Hz으로 하여 1064nm IR 레이저(IPG photonics, YLPN-0.7-2X200-20-SM)를 20W 출력으로 조사하였다.
그 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 표시 셀을 제조하였다.
| 헤이즈 변화율 (H = Hi / Hf) |
접착력 (N/cm) |
|
| 실시예 1 | 0.29 | 2 |
| 실시예 2 | 0.50 | 2.4 |
| 실시예 3 | 0.50 | 3 |
| 실시예 4 | 0.40 | 1.8 |
| 실시예 5 | 0.43 | 2.2 |
| 실시예 6 | 0.46 | 3.8 |
| 비교예 1 | - | 0.9 |
| 비교예 2 | 0.15 | 1.2 |
| *H는 기재층의 헤이즈 변화율로서 Hi는 기재층 자체의 헤이즈 값이고 Hf는 기재층의 외주면이 실런트와 직접 접촉하도록 처리한 후에 측정한 기재층의 헤이즈 값이다. | ||
1: 액정 표시 셀
10a: 제 1 적층체
10b: 제 2 적층체
11a: 제 1 기재층
11b: 제 2 기재층
12: 도전층
13: 배향막
14: 하드 코팅층
20: 액정층
30: 실런트
10a: 제 1 적층체
10b: 제 2 적층체
11a: 제 1 기재층
11b: 제 2 기재층
12: 도전층
13: 배향막
14: 하드 코팅층
20: 액정층
30: 실런트
Claims (11)
- 제 1 기재층을 포함하는 제 1 적층체;
상기 제 1 적층체와 대향 배치되며 제 2 기재층을 포함하는 제 2 적층체;
상기 제 1 및 제 2 적층체 사이에 위치하는 액정층; 및
상기 제 1 및 제 2 기재층의 외주면과 직접 접촉하고 제 1 및 제 2 적층체의 간격을 유지하는 실런트를 포함하는 액정 표시 셀. - 제 1 항에 있어서, 제 1 및 제 2 적층체는 액정층을 향하는 면 상에 위치하는 도전층 또는 배향막을 포함하는 액정 표시 셀.
- 제 1 항에 있어서, 상기 적층체의 제 1 및 제 2 기재층 상에 형성되는 하드 코팅층을 포함하는 액정 표시 셀.
- 제 1 항에 있어서, 상기 적층체의 제 1 및 제 2 기재층은 각각 독립적으로 PEN(polyethylene-naphthalate) 필름, PI(polyimide) 필름, COP(cyclo-olefin polymer) 필름, TAC(tri-acetyl-cellulose), PET(polyethyleneterephtalate) 필름 또는 PC(polycarbonate) 필름인 액정 표시 셀.
- 제 1 항에 있어서, 실런트는 아크릴레이트기를 하나 이상 포함하는 화합물, 에폭시기를 하나 이상 포함하는 화합물 및 아크릴레이트와 에폭시기를 하나 각각 하나 이상 포함하는 화합물 중 적어도 하나 이상을 포함하는 액정 표시 셀.
- 제 1 항에 있어서, 제 1 및 제 2 배향 상태를 스위칭 할 수 있는 액정 표시 셀.
- 제 1 항에 있어서, 제 1 적층체와 실런트 또는 제 2 적층체와 실런트의 접착력이 1.5 N/cm 이상의 범위를 가지는 액정 표시 셀.
- 제 1 기재층을 포함하는 제 1 적층체; 상기 제 1 적층체와 대향 배치되며 제 2 기재층을 포함하는 제 2 적층체; 상기 제 1 및 제 2 적층체 사이에 위치하는 액정층; 및 상기 제 1 및 제 2 기재층의 외주면과 직접 접촉하고 제 1 및 제 2 적층체의 간격을 유지하는 실런트를 포함하는 액정 표시 셀의 제조 방법으로서,
상기 제 1 및 제 2 기재층의 외주면이 상기 실런트와 직접 접촉되도록 처리하는 단계를 포함하는 액정 표시 셀의 제조 방법. - 제 8 항에 있어서, 제 1 적층체 및 제 2 적층체는 각각 기재층 상에 위치하는 도전층 및 상기 도전층 상에 위치하는 배향막을 포함하는 액정 표시 셀의 제조 방법.
- 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 기재층의 외주면이 상기 실런트와 직접 접촉하도록 처리하는 단계는 31 μm 내지 44 μm의 해칭(hatching) 간격 및 30 Hz 이상의 진동수(frequency)를 가지는 레이저로 제 1 적층체 및 제 2 적층체의 외주면을 스크라이빙(scribing)하는 단계를 포함하는 액정 표시 셀의 제조 방법.
- 제 10 항에 있어서, 제 1 및 제 2 기재층의 외주면이 상기 실런트와 직접 접촉하도록 처리하는 단계는 하기 일반식 1을 만족하는 액정 표시 셀의 제조 방법:
[일반식 1]
0.2 ≤ H = Hi / Hf
상기 일반식 1에서, H는 헤이즈 변화율로서 Hi는 기재층 자체의 헤이즈 값이고, Hf는 기재층의 외주면이 실런트와 직접 접촉하도록 처리한 후에 측정한 기재층의 헤이즈 값이다.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190052428A KR20200127728A (ko) | 2019-05-03 | 2019-05-03 | 액정 표시 셀 및 그 제조 방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020190052428A KR20200127728A (ko) | 2019-05-03 | 2019-05-03 | 액정 표시 셀 및 그 제조 방법 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200127728A true KR20200127728A (ko) | 2020-11-11 |
Family
ID=73451515
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| KR1020190052428A KR20200127728A (ko) | 2019-05-03 | 2019-05-03 | 액정 표시 셀 및 그 제조 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| KR (1) | KR20200127728A (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023128431A1 (ko) * | 2021-12-30 | 2023-07-06 | 동우 화인켐 주식회사 | 광학 적층체 및 이의 제조방법과, 이를 포함하는 스마트 윈도우, 이를 적용한 자동차 및 건물용 창호 |
| WO2023182708A1 (ko) * | 2022-03-24 | 2023-09-28 | 동우 화인켐 주식회사 | 투과율 가변 광학 적층체 및 이의 제조방법과, 이를 포함하는 스마트 윈도우 |
| WO2023239100A1 (ko) * | 2022-06-07 | 2023-12-14 | 동우 화인켐 주식회사 | 광학 적층체 및 이의 제조방법과, 이를 포함하는 스마트 윈도우 |
-
2019
- 2019-05-03 KR KR1020190052428A patent/KR20200127728A/ko not_active Application Discontinuation
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