KR20210076504A - 액정 캡슐 및 그 제조 방법 - Google Patents

액정 캡슐 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210076504A
KR20210076504A KR1020190167794A KR20190167794A KR20210076504A KR 20210076504 A KR20210076504 A KR 20210076504A KR 1020190167794 A KR1020190167794 A KR 1020190167794A KR 20190167794 A KR20190167794 A KR 20190167794A KR 20210076504 A KR20210076504 A KR 20210076504A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
capsule
polymerizable compound
crystal capsule
crystal composition
Prior art date
Application number
KR1020190167794A
Other languages
English (en)
Inventor
김경진
이은우
에이지 오카베
사야카 다나카
히토시 도바타
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
제이엔씨 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사, 제이엔씨 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020190167794A priority Critical patent/KR20210076504A/ko
Publication of KR20210076504A publication Critical patent/KR20210076504A/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C09K19/542—Macromolecular compounds
    • C09K19/544—Macromolecular compounds as dispersing or encapsulating medium around the liquid crystal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/10—Encapsulated ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • C08L101/02—Compositions of unspecified macromolecular compounds characterised by the presence of specified groups, e.g. terminal or pendant functional groups
    • C08L101/06—Compositions of unspecified macromolecular compounds characterised by the presence of specified groups, e.g. terminal or pendant functional groups containing oxygen atoms
    • C08L101/08—Carboxyl groups
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

본 발명은, 중합성 화합물이 혼합된 액정 조성물을, 캡슐 벽으로 덮은, 평균 입자경이 10nm~380nm인 액정 캡슐을 제공한다.

Description

액정 캡슐 및 그 제조 방법 {Liquid Crystal Capsule And Method Of Fabricating The Same}
본 발명은, 본 발명은 액정 캡슐 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 광학적으로 등방성을 나타내도록 입경이 가시광 파장 영역의 하한보다 작은 액정 캡슐에 있어서, 액정 조성물에 중합성 화합물을 혼합하여 액정 캡슐을 제조하고, 캡슐 내 중합성 화합물을 UV 또는 열 등으로 중합함으로써 얻어지는, 저전압에서 큰 광학 변화를 나타내는 액정 캡슐 및그 제조 방법에 관한 것이다.
캡슐의 중공 부분에 액정 조성물이 내포된 구조를 가진 액정 캡슐은, 액정 표시 소자로서 이용되고 있으며, 특히 플렉서블 디스플레이에서의 이용이 기대되고 있다. (예를 들면, 특허문헌1, 특허문헌2, 특허문헌3 및 비특허문헌1)
구체적으로는 액정 캡슐과 바인더를 포함한 혼합물을, 바코터(bar coater) 등을 이용해서 빗살형(횡전계) 기판에 도포하여 편측 기판으로만 구동되는 액정 표시 소자가 알려져 있다. 이러한 액정 표시 소자는 커 효과(kerr effect)를 이용하여 구동시키는 것이다.
이러한 편측 기판으로만 구동되는 액정 표시 소자에 액정 캡슐을 사용할 경우, 필요한 광학 변화를 달성하기 위해 인가되는 전압이 너무 높으면 소비 전력이 높아지거나 또는 범용 드라이버 IC를 사용하지 못함에 따른 비용 증가 등의 문제가 있다.
본 명세서에 있어서, 액정 캡슐을 제작하는 공정에서 에멀션을 조제하기 위해 사용되는 계면활성제를 '유화제'로 기재한다.
1. 일본특허공개 평8-67878 2. 일본특허공개 2010-211182 3. 한국특허공개 2014-53077
1. Optics EXPRESS Vol. 21, No. 13 P15719-15727 (1 July 2013)
본 발명은, 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광학적 등방성을 나타내도록 입경이 가시광 파장 영역의 하한보다 작은 액정 캡슐에 있어서, 저전압에서 큰 광학 변화를 나타내는 액정 캡슐 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은, 액정 조성물 (1개 또는 2개 이상의 액정 화합물로 구성된 조성물)에 중합성 화합물을 혼합하여 액정 캡슐을 제조하고, 캡슐 내 중합성 화합물을 UV 또는 열 등으로 중합함으로써, 저전압에서 큰 광학 변화를 나타내는 액정 캡슐 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 중합성 화합물이 혼합된 액정 조성물을, 캡슐 벽으로 덮은, 평균 입자경이 10nm~380nm인 액정 캡슐을 제공한다.
그리고, 상기 중합성 화합물은, 식 (M)으로 표현되는 화합물 그룹으로부터 선택된 적어도 1개의 화합물 일 수 있다.
P-R (M)
(식 (M)에 있어서, P는 중합성기이며, R은 탄소수가 1 내지 20인 알킬로, 이 알킬 중 인접하지 않은 -CH２-는, -O-、-S-가 서로 직접 결합하지 않도록 하여 -O-, -S-, -NH-, -NRａ-, -SiRａRｂ-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C-로 치환해도 되고, 이 알킬기 중 임의의 수소는 할로겐, -OH, -OCRａRｂRｃ, -OSiRａRｂRｃ로 치환해도 되며, Rａ, Rｂ 또는 Rｃ는, 각각 서로 독립적이고 수소(H) 또는 탄소(C) 수가 1 내지 12인 알킬이다.)
또한, 상기 중합성 화합물은 아크릴레이트기 또는 메타크릴레이트기를 가질 수 있다.
그리고, 상기 중합성 화합물은 불소 치환기 또는 실리콘 치환기를 가질 수 있다.
또한, 상기 중합성 화합물이 혼합된 액정 조성물을 내포한 액정 캡슐에, 자외선을 조사하거나 또는 가열함으로써 상기 중합성 화합물을 중합 할 수 있다.
그리고, 상기 중합성 화합물의 함유량은, 액정 조성물-중합성 화합물 혼합물의 전체량에 대해서, 0.1~30wt% 일 수 있다.
한편, 본 발명은, 중합성 화합물이 혼합된 액정 조성물을, 캡슐 벽으로 덮은, 평균 입자경이 10nm~380nm인 액정 캡슐의 제조 방법을 제공한다.
다른 한편, 본 발명은, 액정 조성물, 중합성 화합물 및 유화제를 포함하는 혼합물을 형성하는 단계와, 상기 혼합물로부터 나노 에멀션을 형성하는 단계와, 상기 나노 에멀션을 가열하면서 캡슐 벽 용 모노머를 투입하여 액정 캡슐 수분산액을 형성하는 단계와, 상기 액정 캡슐 수분산액을 바인더 수용액에 분산시켜 코팅액을 형성하는 단계와, 상기 코팅액을 기판에 도포하여 기능성막을 형성하는 단계와, 상기 기능성막에 자외선 또는 열을 가하는 단계를 포함하는 액정 캡슐의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은, 광학적 등방성을 나타내도록, 입경이 가시광 파장 영역의 하한(약 380nm)보다 작은 액정 캡슐에 있어서, 액정 조성물에 중합성 화합물을 혼합하여 액정 캡슐을 제조하고, 캡슐 내 중합성 화합물을 UV 또는 열 등으로 중합함으로써, 저전압에서 큰 광학 변화를 나타내는 액정 캡슐을 얻을 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 액정 캡슐의 특성을 측정하기 위하여 사용한 빗살형 전극 기판을 도시한 도면이다.
도 2는, 본 발명의 실시예에 따른 액정 캡슐의 특성을 측정하기 위하여 사용한 광학계를 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정 캡슐 및 그 제조 방법을 설명한다.
본 발명은, 예를 들면 이하의 양태의 발명을 포함한다.
액정 조성물에 중합성 화합물을 혼합하여 액정 캡슐을 제조하고, 캡슐 내 중합성 화합물을 UV 또는 열 등으로 중합함으로써, 저전압에서 큰 광학 변화를 나타내는 액정 캡슐 및 그 제조 방법을 제공한다.
1. 액정 캡슐
본 발명의 액정 캡슐은, 액정 화합물을 함유하는 액정 조성물, 액정 조성물에 혼합되는 중합성 화합물, 액정 캡슐을 형성하기 위해 사용되는 유화제 및 캡슐 벽을 포함한다.
액정 조성물 및 유화제를 혼합하여 얻어진 혼합 재료로부터 나노 에멀션을 조제하는 공정에서, 중합성 화합물과 액정 조성물은 유화제에 내포된다.
그 후 캡슐 벽은 유화제의 외측을 둘러싸듯이 배치된다. 중합성 화합물은 UV 또는 열 등에 의해 중합되면 액정 조성물에 대부분 용해되지 않기 때문에 액정 조성물의 외측에 배치되는 것이 바람직하다.
구체적으로는 캡슐 벽은 폐곡면상이며, 캡슐 벽의 내측에는 유화제의 친수기가 배치되고, 중합성 화합물이 혼합된 액정 조성물의 외측에는 유화제의 소수기가 배치된다.
폐곡면상의 구체적인 예로는 구면, 타원 구면 등을 들 수 있다.
캡슐 벽의 조성은 특별히 한정되지 않는다.
액정 조성물은 1개 또는 2개 이상의 액정 화합물을 포함하는 재료이다.
또한 중합성 화합물 및 유화제는 1개의 화합물이어도 되고, 복수의 화합물로 이루어져도 된다.
액정 캡슐의 평균 입자경은 10~380nm가 바람직하다.
표시 품위라는 관점에서 액정 캡슐의 평균 입자경은 30~250nm가 보다 바람직하고, 30~200nm가 더욱 바람직하다.
또한, 본 명세서에서 "평균 입자경"은 25℃에서 광산란법으로 50회 측정한 입자경의 개수 기준의 평균값이다.
일반적으로, 얻어진 액정 캡슐은 물에 분산된 상태이지만, 바인더 재료 등을 첨가한 용액 상태로 사용된다.
또한 바인더 재료는 1개 또는 2개 이상이어도 된다. 바인더 재료로는, PVA(폴리비닐알코올) 등의 수용성 화합물을 사용할 수 있다.
또한 물에 분산된 염화 비닐계, 초산 비닐계, 아크릴계, 실리콘계, 불소계, 우레탄계 및 이들의 복합계 에멀션을 사용할 수도 있다.
1-1 액정 조성물에 혼합되는 중합성 화합물
본 발명의 액정 조성물에 혼합되는 중합성 화합물은, 액정 캡슐의 형성을 저해하지 않는 것을 전제로, 물에 난용성이며, UV 또는 열 등으로 중합된 폴리머는, 액정 조성물에 난용성이 되어 액정 조성물과 유화제 사이 또는 액정 조성물과 캡슐 벽 사이에 존재하는 것이 바람직하다.
중합성 화합물이 물에 용해되면 중합성 화합물이 수상(water phase)에 누설되어, 액정 캡슐 내에 존재시킬 수 없게 되므로 바람직하지 않다.
UV 또는 열 등으로 중합된 폴리머가 액정 조성물에 용해되면 액정 조성물의 전기 광학 특성이 변할 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않다.
상기 폴리머는 액정 조성물에 용해되지 않거나 용해되어도 액정 조성물의 전기 광학 특성을 거의 변화시키지 않는 것이 바람직하다.
또한 본 명세서에서는 액정 조성물에 중합성 화합물을 혼합한 것을 '액정 조성물-중합성 화합물 혼합물'이라고 기재한다.
UV 또는 열 등으로 중합된 폴리머는, 저전압에서 큰 광학 변화를 얻을 목적으로, 유화제 또는 캡슐 벽으로부터 액정 조성물에 대한 앵커링의 영향을 약화시키기 위해, 상기 폴리머의 액정 조성물에 대한 앵커링이 약한 것이 바람직하고, 유화제 또는 캡슐 벽으로부터 액정 조성물에 대한 앵커링을 저해하여 약화시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 바람직하게 사용할 수 있는 중합성 화합물로는, 아크릴레이트기 또는 메타크릴레이트기를 갖는 중합성 화합물이 바람직하다.
저전압에서 큰 광학 변화를 얻을 목적으로, 유화제 또는 캡슐 벽으로부터 액정 조성물에 대한 앵커링의 영향을 약화시키기 위해 불소 치환기 또는 실리콘 치환기를 갖는 중합성 화합물이 바람직하다.
구체적으로는 Octadecyl Acrylate, Ethylene Glycol Dimethacrylate, 3-(Trimethoxysilyl) propyl Methacrylate가 바람직하다.
중합성 화합물의 함유량은, 액정 조성물의 전체 중량에 대해서, 0.1 ~ 30 중량부가 바람직하고, 0.5 ~ 20 중량부가 더욱 바람직하다.
1-2. 유화제
본 발명의 액정 캡슐의 제조 방법에서 사용되는 유화제는, 유화 능력을 갖고 있으면 특별히 한정되지 않지만, 액정 조성물과 캡슐 벽의 표면에 모두 친화적인 것이 바람직하다.
액정 조성물 및 캡슐 벽 표면에 모두 친화적인 유화제로는, 소수성과 친수성을 공유하는 화합물로, 예를 들면, 글리세린, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 모노에틸에테르, 부탄디올, 프로필렌글리콜, 프로피온산 펜타디올 등을 들 수 있다.
유화제의 함유량은, 액정 조성물 100 중량부에 대해서 1 ~ 50 중량부인 것이 바람직하고, 5 ~ 40 중량부가 더욱 바람직하다.
1-3. 캡슐 벽
본 발명의 액정 캡슐의 제조 방법에서 사용되는 모노머 및 프리폴리머는, 액정 캡슐의 캡슐 벽의 재료가 된다.
즉, 모노머 및 프리폴리머가 액정 조성물을 감싸도록 중합되어 폐곡면상의 캡슐 벽을 형성한다.
본 발명의 모노머 및 프리폴리머는 중합기를 가지고 있다면 특별히 한정되지 않는다.
본 발명의 액정 캡슐의 제조 방법에서 캡슐 벽에 사용되는 모노머 혹은 프리폴리머로서, 예를 들면, 젤라틴, 아미드 수지, 우레탄 수지, 실리콘 수지, 페놀 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 멜라민·페놀 수지, 폴리에스테르 수지, 디알릴프탈레이트 수지 또는 에폭시 수지 등을 들 수 있다.
캡슐 벽의 함유량은, 액정 조성물 100 중량부에 대해서 1~60 중량부인 것이 바람직하고, 5~45 중량부가 더욱 바람직하다.
1-4. 액정 조성물
액정 조성물은, 네마틱상을 갖는 조성물로서 사용 가능하고, 광학 활성 화합물을 첨가함으로써 광학 활성인 조성물로서 사용이 가능하다.
혼합 재료에 사용되는 액정 조성물에 포함되는 액정 화합물은, 중합성 화합물(모노머)과의 상용성이 좋고, 물에 난용성이면 특별히 한정되지 않는다.
또한 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물은, 예를 들어, 네마틱 액정, 스메틱 액정, 콜레스테릭 액정, 키랄 네마틱 액정 등을 들 수 있다.
이들 중에서도 네마틱 액정이 바람직하다.
본 발명의 액정 캡슐에 있어서의 액정 조성물의 함유량은, 액정 캡슐의 전체량에 대해서 50~90wt%가 바람직하고, 55~80wt%가 더욱 바람직하다.
상기 내포량의 범위라면 충분한 액정 성능이 얻어지는 한편 캡슐 벽의 상대 두께가 충분해져서 파괴되기 어려운 것이 된다.
실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 본 발명은 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 액정 캡슐의 특성을 측정하기 위하여 사용한 빗살형 전극 기판을 도시한 도면이다.
도 2는, 본 발명의 실시예에 따른 액정 캡슐의 특성을 측정하기 위하여 사용한 광학계를 도시한 도면이다.
캡슐의 평균 입자경(25℃에서 측정; 단위: nm)
캡슐 슬러리를 초순수(Ultra pure water)로, 적절한 농도로 희석한 샘플을 조제하고, Nikkiso 제품인 동적 광산란식 입도 분석계 (Nanotrac UPA)를 이용하여 50회 측정한 입자경의 개수 기준 평균값으로부터 캡슐의 평균 입자경을 결정했다.
막 두께 (25℃에서 측정; 단위: μm)
기능성막을 형성한 빗살 전극을 갖는 유리 기판의 일부로부터 기능성막을 깎아 내고, 그 단차를, 미세 형상 측정 장치(KLA TENCOR(주) 제품 Alpha-Step IQ)를 이용하여 측정하고 막 두께를 결정했다.
투과율 설정(25℃에서 측정; 단위: %)
광학계는, 도 2에 도시한 것과 같이, 편광 현미경(Nikon 제품 ECLIPSE LV100POL)에 부속된 LED 광원(3)(KAV 제품 B180-5600K) Polarizer(4), Analyzer(6), 빗살 전극을 갖는 유리 기판(5) 및 광 측정기(7)로 구성하고, 유리 기판(5)은, 도 1에 도시한 빗살형 전극의 선 방향이 각각의 편광판에 대해서 45가 되도록, 또한 광원(3)의 입사 각도가 수직이 되도록 셋팅 했다.
투과광은, 광 측정기(7)(YOKOGAWA 제품 3298F)를 사용하여 측정하고, 직교 니콜로 측정한 투과광을 투과율 0%, 평행 니콜로 측정한 투과광을 투과율 100 %로 설정했다.
V90의 측정(25℃에서 측정; 단위 V)
기능성막을 형성한 도 1에 도시한 빗살 전극을 갖는 유리 기판에, 임의 파형 발생기 (Agilemt 제품 33220A) 및 바이폴라 전원(NF 제품 HSA4051)에 의해 전압(구형파 (60Hz))을 0V부터 150V까지 인가했다.
이 때 소자에 수직 방향에서 빛을 조사하고 소자를 투과한 광량을 측정했다.
이 광량이 최대가 되었을 때를 100%, 광량이 최소인 때를 0%로 가정했을 때, 광량이 90%가 될 때의 전압을 V90으로 결정했다.
[비교예 1]
액정 조성물과 유화제를 스테인레스 비커에 투입하고, 교반기를 사용하여 액정 조성물을 내포하는 나노 크기의 에멀션(나노 에멀션)을 얻었다.
그 후, 이 나노 에멀션을 캡슐 벽이 중합되는 온도까지 가열하고, 교반기를 사용하여 교반하면서 캡슐 벽이 될 모노머를 투입하여 액정 캡슐 수분산액을 얻었다.
이 액정 캡슐 수분산액을, 초순수로 적절한 농도로 희석하고, Nikkiso 제품인 동적 산란식 입도 분석계(Nanotrac UPA)로 관찰한 결과, 평균 입자경이 약 127nm인 액정 조성물을 내포하는 액정 캡슐이 확인되었다.
액정 캡슐 수분산액이 광경화성 바인더 수용액(또는 수분산액)에 균일하게 분산되도록 마그네틱 교반기 등으로 교반하면서 혼합하여 코팅액을 제조했다.
코팅액을, 바 코터를 이용하여 도 1의 빗살 전극을 갖는 유리 기판에 코팅했다.
그런 다음 코팅된 유리 기판을 핫플레이트로 가열하여 수분을 제거했다. 더욱이 UV를 조사함으로써 광경화성 바인더의 중합 반응을 수행하여, 빗살 전극을 갖는 유리 기판에 기능성막을 형성했다.
[실시예]
액정 조성물에 미리 Octadecyl Acrylate를 혼합한 액정 조성물-중합성 화합물 혼합물과 유화제를 스테인레스 비커에 투입하고, 교반기를 사용하여 액정 조성물을 내포하는 나노 크기의 에멀션(나노 에멀션)을 얻었다.
그 후, 이 나노 에멀션을, 캡슐 벽이 될 모노머가 중합되는 온도까지 가열하고, 교반기를 사용하여 교반하면서 캡슐 벽이 될 모노머를 투입하여 액정 캡슐 수분산액을 얻었다.
이 액정 캡슐 수분산액을 초순수로 적절한 농도로 희석하고, Nikkiso 제품인 동적 산란식 입도 분석계(Nanotrac UPA)로 관찰한 결과, 평균 입자경이 약 137nm인 액정 캡슐이 확인되었다.
액정 캡슐 수분산액이 광경화성 바인더 수용액(또는 수분산액)에 균일하게 분산되도록 마그네틱 교반기 등으로 교반하면서 혼합하여 코팅액을 제조했다.
코팅액을, 바 코터를 이용하여 도 1의 빗살 전극을 갖는 유리 기판에 코팅했다.
그런 다음, 코팅된 유리 기판을 핫플레이트로 가열하여 수분을 제거했다.
더욱이 UV를 조사함으로써 광경화성 바인더와 액정 캡슐 중의 중합성 화합물의 중합 반응을 수행하여, 빗살 전극을 갖는 유리 기판에 기능성막을 형성했다.
표 1에 비교예 1 및 실시예에서 형성한 기능성막의 평가 결과를 나타낸다.
표1 기능성막의 평가 결과
Figure pat00001
액정 조성물에 중합성 화합물을 혼합해도 광학적으로 등방성을 나타내도록 입경이 가시광의 파장 영역의 하한보다 작은 액정 캡슐을 제조할 수 있으며, 캡슐 내의 중합성 화합물을 UV 또는 열 등으로 중합함으로써 저전압에서 큰 광학 변화를 나타내는 액정 캡슐이 얻어지고, 이 액정 캡슐을 포함하는 기능성막이 저전압에서 큰 광학 변화를 나타내는 결과가 얻어졌다.
이 액정 캡슐은 광학적 등방성을 나타내고, 광학적 등방성을 나타내는 액정층으로 구동되는 액정 표시 소자에 이용될 수 있다.
더욱이 IPS 또는 FFS 모드의 소자에 사용할 수 있다.
그 소자는 양호한 광학 특성을 가진다.
1: 전극 1 2: 전극 2
3: 광원 4: 편광자(편광판)(polarizer)
5: 빗살형 전극셀 6: 검광자(편광판)(analyzer)
7: 수광기(photodetector)

Claims (8)

  1. 중합성 화합물이 혼합된 액정 조성물을, 캡슐 벽으로 덮은, 평균 입자경이 10nm~380nm인 액정 캡슐.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 중합성 화합물은, 식 (M)으로 표현되는 화합물 그룹으로부터 선택된 적어도 1개의 화합물인 액정 캡슐.
    P-R (M)
    (식 (M)에 있어서, P는 중합성기이며, R은 탄소수가 1 내지 20인 알킬로, 이 알킬 중 인접하지 않은 -CH２-는, -O-、-S-가 서로 직접 결합하지 않도록 하여 -O-, -S-, -NH-, -NRａ-, -SiRａRｂ-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C-로 치환해도 되고, 이 알킬기 중 임의의 수소는 할로겐, -OH, -OCRａRｂRｃ, -OSiRａRｂRｃ로 치환해도 되며, Rａ, Rｂ 또는 Rｃ는, 각각 서로 독립적이고 수소(H) 또는 탄소(C) 수가 1 내지 12인 알킬이다.)
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 중합성 화합물은 아크릴레이트기 또는 메타크릴레이트기를 가지는 액정 캡슐.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 중합성 화합물은 불소 치환기 또는 실리콘 치환기를 가지는 액정 캡슐.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 중합성 화합물이 혼합된 액정 조성물을 내포한 액정 캡슐에, 자외선을 조사하거나 또는 가열함으로써 상기 중합성 화합물을 중합하는 것을 특징으로 하는 액정 캡슐.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 중합성 화합물의 함유량은, 액정 조성물-중합성 화합물 혼합물의 전체량에 대해서, 0.1~30wt%인 액정 캡슐.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 액정 캡슐의 제조 방법.
  8. 액정 조성물, 중합성 화합물 및 유화제를 포함하는 혼합물을 형성하는 단계와;
    상기 혼합물로부터 나노 에멀션을 형성하는 단계와;
    상기 나노 에멀션을 가열하면서 캡슐 벽 용 모노머를 투입하여 액정 캡슐 수분산액을 형성하는 단계와;
    상기 액정 캡슐 수분산액을 바인더 수용액에 분산시켜 코팅액을 형성하는 단계와;
    상기 코팅액을 기판에 도포하여 기능성막을 형성하는 단계와;
    상기 기능성막에 자외선 또는 열을 가하는 단계
    를 포함하는 액정 캡슐의 제조 방법.
KR1020190167794A 2019-12-16 2019-12-16 액정 캡슐 및 그 제조 방법 KR20210076504A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190167794A KR20210076504A (ko) 2019-12-16 2019-12-16 액정 캡슐 및 그 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190167794A KR20210076504A (ko) 2019-12-16 2019-12-16 액정 캡슐 및 그 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210076504A true KR20210076504A (ko) 2021-06-24

Family

ID=76607123

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190167794A KR20210076504A (ko) 2019-12-16 2019-12-16 액정 캡슐 및 그 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210076504A (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0867878A (ja) 1994-06-24 1996-03-12 Dainippon Printing Co Ltd 含液晶／高分子マイクロカプセル及び液晶電気光学素子
JP2010211182A (ja) 2009-02-16 2010-09-24 Kobe Univ 液晶カプセルおよびその製造方法
KR20140053077A (ko) 2011-10-28 2014-05-07 이미지랩(주) 나노 액정층을 구비하는 횡전계 방식 액정표시소자

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0867878A (ja) 1994-06-24 1996-03-12 Dainippon Printing Co Ltd 含液晶／高分子マイクロカプセル及び液晶電気光学素子
JP2010211182A (ja) 2009-02-16 2010-09-24 Kobe Univ 液晶カプセルおよびその製造方法
KR20140053077A (ko) 2011-10-28 2014-05-07 이미지랩(주) 나노 액정층을 구비하는 횡전계 방식 액정표시소자

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Optics EXPRESS Vol. 21, No. 13 P15719-15727 (1 July 2013)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4510023B2 (ja) 表示素子および表示装置
Zhang et al. Temperature‐responsive photonic devices based on cholesteric liquid crystals
JP4215834B2 (ja) 液体ドメインを含有する粒子および液滴
JP4260752B2 (ja) 表示素子および表示装置
Rajaram et al. Effect of polymerization temperature on the morphology and electrooptic properties of polymer-stabilized liquid crystals
Higashiguchi et al. Direct observation of polymer-stabilized blue phase I structure with confocal laser scanning microscope
JPH05119302A (ja) 高分子分散型液晶表示素子及びその製造方法
JP2004310134A (ja) カプセル化液晶構造の膜の製造法
Sun et al. Preparation and thermo-optical characteristics of a smart polymer-stabilized liquid crystal thin film based on smectic A–chiral nematic phase transition
CN109072081A (zh) 包含液晶介质的用于纳米包封的组合物及纳米胶囊
CN109863226A (zh) 包含液晶介质的纳米胶囊
CN108504363A (zh) 一种低驱动电压聚合物分散液晶薄膜
US10031364B2 (en) Polymer-dispersed blue-phase liquid crystal films
US20100315568A1 (en) Liquid crystal devices and methods providing fast switching mode
Ouskova et al. Ultra-fast solid state electro-optical modulator based on liquid crystal polymer and liquid crystal composites
TW200931100A (en) Phase compensation film
KR20120010127A (ko) 액정 표시 소자 및 그의 제조 방법
JP3477678B2 (ja) コロイダル液晶複合材料を用いる表示デバイスおよび電気−光学デバイス
Babakhanova et al. The techniques of surface alignment of liquid crystals
TWI614331B (zh) 二色性染料摻雜的各向同性手性液晶
Braun et al. Surface grafted crosslinker in polymer network liquid crystals
Yang Polymer-stabilized liquid crystal displays
KR20210076504A (ko) 액정 캡슐 및 그 제조 방법
JPH09243984A (ja) 液晶素子
Myoung et al. Electrooptical properties and microstructure of polymer-dispersed liquid crystal doped with various reinforcing materials