KR20210130927A - 스마트 표시 소자 및 이를 포함하는 광학 필름 - Google Patents

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KR20210130927A
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Abstract

본 발명은 광학적 셀; 상기 광학적 셀 내부에 형성된 고분자 매트릭스; 및 상기 고분자 매트릭스에 분산된 하기 구조식 1로 표시되는 액정 화합물과, 하기 구조식 2로 표시되는 상전이 온도 조절용 첨가제가 혼합된 액정 혼합물;을 포함하는 스마트 표시 소자에 관한 것이다. 이에 의하여, 광학 셀 내부에 고분자 매트릭스를 구축하고 고분자 매트릭스 내에 상전이 온도를 조절하는 첨가제, 빛의 산란도를 높일 수 있는 카이랄 도펀트와 겔레이터를 액정 화합물과 함께 분산시킴으로써 다양한 상전이 온도의 구현으로 겨울철 도로의 결빙구간을 나타내는 블랙아이스 표시용 광학 필름이나 소정의 온도에서 빛의 차폐를 조절하는 스마트 윈도우, 온도에 따라 빛의 투과 및 산란을 조절하는 센서형 부착필름 등으로 활용할 수 있다.
[구조식 1]
Figure pat00108

[구조식 2]
Figure pat00109

Description

스마트 표시 소자 및 이를 포함하는 광학 필름{SMART DISPLAY DEVICE AND OPTICAL FILM COMPRISING THE SAME}
본 발명은 스마트 표시 소자 및 이를 포함하는 광학 필름에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 온도에 따라 변화하는 상의 굴절율 차이를 이용하여 물질의 상전이에 따라 투과 및 산란이 조절되는 스마트 표시 소자 및 이를 포함하는 광학 필름에 관한 것이다.
스마트 윈도우 광학 필름은 주변 환경 또는 인공적인 환경 변화에 감응하여 빛의 산란 및 반사를 능동적 혹은 수동적으로 조절할 수 있는 광학 필름이다. 특히, 액정기반의 스마트 윈도우 광학 필름은 광학 셀에 전기장을 인가하여 투과 및 산란을 가역적으로 조절할 수 있고, 이를 기반으로 실내 온도 조절, 사생활 보호와 같은 기능을 담당할 수 있다. 대표적인 예로, 액정을 고분자 매트릭스 안에 일정한 크기의 미세 구멍 안에 분산시켜서, 산란을 일으키고, 전기장 인가를 통해 배열시켜서 빛을 투과시키는 PDLC (Polymer-Dispersed Liquid Crystal)모드가 존재한다.
PDLC는 투명 전도성 고분자 필름 또는 기판 2장 사이에 단량체 매트릭스와 액정의 혼합 주입하는 방식으로 제작한다. 주입된 혼합물에 자외선을 노광하여 단량체를 고분자화 시키면서 수백 나노 크기의 액정 방울을 형성하고 고분자 매트릭스 안에 가둬 불규칙적으로 분산시킨 수십 마이크로 두께의 광학 필름을 제작할 수 있다. 전기를 인가하면, 액정이 전기장에 나란히 배열하며, 빛을 투과시키고 전기장을 제거하면 액정과 매트릭스 계면에서의 굴절률 차이로 강한 산란이 일어나면서 빛을 차단할 수 있다. 하지만 액정과 고분자 매트릭스 계면 사이의 강한 고정에너지 (anchoring energy)로 인하여 고분자의 함량이 40%를 초과하게 되면 구동 가능한 문턱 전압으로 100 V이상의 고전압이 요구되고, 재현성이 떨어지며, 대면적의 필름을 제작하기 어려워진다.
또 다른 대표적인 액정 광학 필름으로, 콜레스테릭 액정상의 나선 구조의 길이 (helical pitch)에 따른 선택적 반사를 이용하고, 다양한 파장대 혹은 특정 염료를 첨가하여, 원하는 파장대의 빛만 반사하는 PSCT (Polymer Stabilized Cholesteric Texture)가 존재한다. 콜레스테릭 상은 상의 회전축 방향에 따라 입사광의 선택적인 반사를 할 수 있다는 점을 이용한 광학 필름으로, 고분자 중합을 통해 상을 안정화 시키고 특정 조건에서 쌍안정성(Bistability)를 갖는 성질을 이용하여 빛의 산란, 투과, 선택적 색반사 등을 구현할 수 있는 광학 필름이다. 하지만 콜레스테릭상을 초기 배열하기 위하여 기판에 수평배향막을 코팅하고 러빙하는 과정을 거쳐야 하며, 시야각에 따른 나선 구조의 길이 변화로 인해 좁은 시야각을 갖는 문제가 발생한다. 이외에도, 대면적화와 추가 공정시 액정 혼합물이 셀 밖으로 빠져나오는 다양한 문제점이 존재한다.
따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 과거 연구에서는 액정 분산매에 액정의 겔화를 유도할 수 있는 겔레이터를 첨가하여 계면 사이의 고정에너지(anchoring energy)를 감소시키는 연구가 진행되었다. 하지만 해당 연구에서는 액정과 겔레이터, 그리고 단량체 사이의 분자 상호작용을 충분히 고려한 분자모델을 구성해야 하기 때문에 많은 변수를 고려해야 하는 문제점이 발생한다. 또한, 겔레이터를 통해 형성된 네트워크는 온도변화에 따라 네트워크의 안정성이 감소하는 문제점이 있다.
한국공개특허공보 제10-2019-0045889호 한국공개특허공보 제10-2017-0065324호
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로 광학 셀 내부에 고분자 매트릭스를 구축하고 고분자 매트릭스 내에 상전이 온도를 조절하는 첨가제, 빛의 산란도를 높일 수 있는 카이랄 도펀트와 겔레이터를 액정 화합물과 함께 분산시킴으로써 다양한 상전이 온도의 구현으로 겨울철 도로의 결빙구간을 나타내는 블랙아이스 표시용 광학 필름이나 소정의 온도에서 빛의 차폐를 조절하는 스마트 윈도우, 온도에 따라 빛의 투과 및 산란을 조절하는 센서형 부착필름 등으로 활용할 수 있고, 종래의 전기장 또는 자기장을 가하여 수동적인 빛의 차폐가 아니라 능동적으로 빛의 차폐를 제어할 수 있는 스마트 표시 소자 및 이를 포함하는 광학 필름을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 분산물질 혼합, 주입 및 광중합의 세 단계로 간소화된 광학 필름의 제조방법을 개발하여, 액정 화합물, 상전이 온도를 조절하는 첨가제, 빛의 산란도를 높일 수 있는 카이랄 도펀트와 겔레이터 종류 및 비율을 조절하여 다양한 온도 범위에서 능동적으로 감응하도록 할 수 있고, 특히 상전이 온도를 0℃ 이거나 약간 높게 설정하여 겨울철 노면의 블랙아이스를 표시하는 장치에 적용할 수 있는 광학 필름의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면,
광학적 셀;
상기 광학적 셀 내부에 형성된 고분자 매트릭스; 및
상기 고분자 매트릭스에 분산된 하기 구조식 1로 표시되는 액정 화합물과, 하기 구조식 2로 표시되는 상전이 온도 조절용 첨가제가 혼합된 액정 혼합물;을 포함하는 스마트 표시 소자가 제공된다.
[구조식 1]
Figure pat00001
구조식 1에서,
M은 메조겐 코어이고,
P 및 Q는 각각 독립적으로 C1 내지 C30 직쇄형 알킬기, 시안기,
Figure pat00002
,
Figure pat00003
, 또는
Figure pat00004
이고,
j, k, 및 l은 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수인 반복단위수이고,
m 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수이다.
[구조식 2]
Figure pat00005
구조식 2에서,
M은 메조겐 코어이고,
R은 C1 내지 C30 직쇄형 알킬기이다.
바람직하게는 상기 구조식 1에서,
M은 봉상형 메조겐 또는 판상형 메조겐 코어이고,
P 및 Q는 각각 독립적으로 C1 내지 C10 직쇄형 알킬기, 시안기,
Figure pat00006
,
Figure pat00007
, 또는
Figure pat00008
이고,
j, k, 및 l은 각각 독립적으로 1 내지 10의 정수인 반복단위수이고,
m 및 n은 1 내지 10의 정수일 수 있다.
바람직하게는 상기 구조식 2에서
M은 봉상형 메조겐 또는 판상형 메조겐 코어이고,
R은 C1 내지 C10 직쇄형 알킬기일 수 있다.
상기 첨가제의 함량에 따라 상기 액정 혼합물의 상전이 온도가 조절될 수 있다.
상기 액정 혼합물은 카이랄 도펀트(chiral dopant)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 카이랄 도펀트는 카이랄 도펀트 S811, CB15, A131, ZLl-457, DBH1281, 및 d-2 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 액정 혼합물은 겔레이터(gelator)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 겔레이터는 하기 화학식 5 내지 7 중에서 선택된 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 5]
Figure pat00009
[화학식 6]
Figure pat00010
[화학식 7]
Figure pat00011
상기 봉상형 메조겐은 하기 화합물 1 내지 35 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00014
Figure pat00015
상기 판상형 메조겐은 하기 화합물 36 내지 61 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
Figure pat00016
Figure pat00017
Figure pat00018
Figure pat00019
가장 바람직하게는, 상기 구조식 1로 표시되는 액정 화합물은 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00020
[화학식 2]
Figure pat00021
상기 구조식 2로 표시되는 첨가제는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 3]
Figure pat00022
상기 첨가제는 상기 액정 혼합물의 총중량에서 10 내지 30wt% 함량으로 포함될 수 있다.
상기 액정 혼합물은 카이랄 도펀트를 추가로 포함하고, 상기 카이랄 도펀트는 상기 액정 혼합물과 카이랄 도펀트의 총중량에서 35 내지 45wt% 포함될 수 있다.
상기 카이랄 도펀트를 추가로 포함하는 액정 혼합물은 겔레이터를 추가로 포함하고, 상기 겔레이터는 상기 카이랄 도펀트를 추가로 포함하는 액정 혼합물과 겔레이터의 총중량에서 0.1 내지 2wt%로 포함될 수 있다.
상기 액정 혼합물의 상전이 온도가 0℃ 내지 4℃ 의 범위로 조절될 수 있다.
상기 고분자 매트릭스는 PETTA(pentaerythritol tetraacrylate), IBMA(isobornyl methacrylate) 및 THFFA(tetrahydrofurfuryl acrylate)를 포함하는 단량체의 중합체일 수 있다.
본 발명의 다른 하나의 측면에 따르면,
소정의 간격을 두고 면이 대향된 2개의 필름 기판;
상기 2개의 필름 기판의 대향된 면 사이에 형성된 고분자 매트릭스; 및
상기 고분자 매트릭스에 분산된 하기 구조식 1로 표시되는 액정 화합물과, 하기 구조식 2로 표시되는 상전이 온도 조절용 첨가제가 혼합된 액정 혼합물;을 포함하는 스마트 광학 필름이 제공된다.
[구조식 1]
Figure pat00023
구조식 1에서,
M은 메조겐 코어이고,
P 및 Q는 각각 독립적으로 C1 내지 C30 직쇄형 알킬기, 시안기,
Figure pat00024
,
Figure pat00025
, 또는
Figure pat00026
이고,
j, k, 및 l은 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수인 반복단위수이고,
m 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수이다.
[구조식 2]
Figure pat00027
구조식 2에서,
M은 메조겐 코어이고,
R은 C1 내지 C30 직쇄형 알킬기이다.
상기 2개의 투명 기판은 모두 투명 기판이거나, 또는 상기 2개의 기판 중 어느 하나는 투명 기판이고, 다른 하나는 소정의 색이나 패턴을 포함하는 기판일 수 있다.
상기 액정 혼합물은 카이랄 도펀트를 추가로 포함할 수 있다.
상기 액정 혼합물은 겔레이터를 추가로 포함할 수 있다.
상기 스마트 광학 필름은 노면의 블랙아이스 표시용일 수 있다.
본 발명의 다른 또 하나의 측면에 따르면,
(a) 고분자 매트릭스 제조를 위한 고분자 단량체, 하기 구조식 1로 표시되는 액정 화합물, 하기 구조식 2로 표시되는 상전이 온도 조절용 첨가제를 혼합하여 전구체 혼합물을 제조하는 단계;
(b) 소정의 간격으로 이격된 대향면을 갖는 2개의 필름 기판을 준비하고, 상기 전구체 혼합물을 상기 2개의 필름 기판 사이로 주입하는 단계; 및
(c) 상기 전구체 혼합물에 자외선을 조사하여 상기 고분자 단량체를 광중합하는 단계;를 포함하는 스마트 광학필름의 제조방법이 제공된다.
[구조식 1]
Figure pat00028
구조식 1에서,
M은 메조겐 코어이고,
P 및 Q는 각각 독립적으로 C1 내지 C30 직쇄형 알킬기, 시안기,
Figure pat00029
,
Figure pat00030
, 또는
Figure pat00031
이고,
j, k, 및 l은 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수인 반복단위수이고,
m 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수이다.
[구조식 2]
Figure pat00032
구조식 2에서,
M은 메조겐 코어이고,
R은 C1 내지 C30 직쇄형 알킬기이다.
상기 전구체 혼합물은 카이랄 도펀트를 추가로 포함할 수 있다.
상기 전구체 혼합물은 겔레이터를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 스마트 표시 소자 및 이를 포함하는 광학 필름은 광학 셀 내부에 고분자 매트릭스를 구축하고 고분자 매트릭스 내에 상전이 온도를 조절하는 상전이 온도를 조절하는 첨가제, 빛의 산란도를 높일 수 있는 카이랄 도펀트와 겔레이터를 액정 화합물과 함께 분산시킴으로써 다양한 상전이 온도의 구현으로 겨울철 도로의 결빙구간을 나타내는 블랙아이스 표시용 광학 필름이나 소정의 온도에서 빛의 차폐를 조절하는 스마트 윈도우, 온도에 따라 빛의 투과 및 산란을 조절하는 센서형 부착필름 등으로 활용할 수 있고, 종래의 전기장 또는 자기장을 가하여 수동적인 빛의 차폐가 아니라 능동적으로 빛의 차폐를 제어할 수 있다.
본 발명의 스마트 광학 필름의 제조방법은 분산물질 혼합, 주입 및 광중합의 세 단계로 간소화된 광학 필름의 제조방법을 개발하여, 대면적화에 매우 유리하고 액정 화합물, 상전이 온도를 조절하는 첨가제, 빛의 산란도를 높일 수 있는 카이랄 도펀트와 겔레이터의 종류 및 비율을 조절하여 다양한 온도 범위에서 능동적으로 감응하도록 할 수 있고, 특히 상전이 온도를 0℃ 이거나 약간 높게 설정하여 겨울철 노면의 블랙아이스를 표시하는 장치에 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 스마트 표시 소자의 구동원리를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 스마트 표시 소자의 액정 화합물에 첨가제 추가에 의한 상전이 온도 조절의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 스마트 표시 소자의 액정 화합물에 겔레이터 추가에 의한 산란도 향상에 대한 개략도이다.
도 4는 빛 투과시 색을 구현할 수 있는 스마트 표시 소자에 대한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 스마트 광학 필름의 제조방법을 나타낸 개략도이다.
도 6은 실험예 1의 카이랄 도펀트 함량에 따른 상전이 온도 변화 분석 결과이다.
도 7은 실험예 2의 첨가제 함량에 따른 상전이 온도 변화 분석 결과이다.
도 8은 실험예 3의 첨가제 및 카이랄 도펀트 함량에 따른 상전이 온도 변화 분석 결과이다.
도 9는 실험예 4의 겔레이터 추가에 따른 산란도 변화 분석 결과이다.
이하에서, 본 발명의 여러 측면 및 다양한 구현예에 대해 더욱 구체적으로 설명한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
그러나, 이하의 설명은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 스마트 표시 소자의 구동원리를 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명의 스마트 표시 소자의 액정 화합물에 첨가제 추가에 의한 상전이 온도 조절의 개략도이고, 도 3은 본 발명의 스마트 표시 소자의 액정 화합물에 겔레이터 추가에 따른 산란도 향상에 대한 개략도이고, 도 4는 빛 투과시 색을 구현할 수 있는 스마트 표시 소자에 대한 개략도이다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 스마트 표시 소자 및 스마트 광학 필름에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 본 발명의 스마트 표시 소자는 광학적 셀; 상기 광학적 셀 내부에 형성된 고분자 매트릭스; 및 상기 고분자 매트릭스에 분산된 하기 구조식 1로 표시되는 액정 화합물과, 하기 구조식 2로 표시되는 상전이 온도 조절용 첨가제가 혼합된 액정 혼합물;을 포함한다.
[구조식 1]
Figure pat00033
구조식 1에서,
M은 메조겐 코어이고,
P 및 Q는 각각 독립적으로 C1 내지 C30 직쇄형 알킬기, 시안기,
Figure pat00034
,
Figure pat00035
, 또는
Figure pat00036
이고,
j, k, 및 l은 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수인 반복단위수이고,
m 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수이다.
바람직하게는, 상기 구조식 1에서,
M은 봉상형 메조겐 또는 판상형 메조겐 코어이고,
P 및 Q는 각각 독립적으로 C1 내지 C10 직쇄형 알킬기, 시안기,
Figure pat00037
,
Figure pat00038
, 또는
Figure pat00039
이고,
j, k, 및 l은 각각 독립적으로 1 내지 10의 정수인 반복단위수이고,
m 및 n은 1 내지 10의 정수일 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 구조식 1에서,
M은 봉상형 메조겐이고,
P 및 Q는 각각 독립적으로 C1 내지 C10 직쇄형 알킬기, 또는 시안기이고,
m 및 n은 1 또는 2 일 수 있다.
[구조식 2]
Figure pat00040
구조식 2에서,
M은 메조겐 코어이고,
R은 C1 내지 C30 직쇄형 알킬기이다.
바람직하게는, 상기 구조식 2에서
M은 봉상형 메조겐 또는 판상형 메조겐 코어이고,
R은 C1 내지 C10 직쇄형 알킬기일 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 구조식 2에서,
M은 봉상형 메조겐이고,
R은 C1 내지 C10 직쇄형 알킬기일 수 있다.
상기 액정 혼합물 100중량부를 기준으로, 상기 고분자 매트릭스 30 내지 50중량부 포함될 수 있고, 더욱 바람직하게는 35 내지 45중량부 포함될 수 있다. 상기 고분자 매트릭스가 30중량부 미만인 경우에는 상기 액정 혼합물이 광학 셀 내에 균일하고 안정적으로 분산되기 어렵고, 50중량부를 초과하는 경우 액정 혼합물의 밀도가 낮아 빛의 투과 및 산란에 따른 시각적 표시가 불분명해질 수 있다.
상기 액정 화합물은 필요에 따라 다양한 상전이 온도를 갖는 것을 선택하여 사용할 수 있다. 여기에 첨가제를 혼합하여 상전이 온도를 낮출 수 있고, 카이랄 도펀트(chiral dopant)를 추가하여 상전이 온도를 낮추고 광산란을 높이며, 겔레이터를 추가하여 산란도를 극대화할 수 있다.
상기 액정 화합물은 필요에 따라 단일한 액정 화합물을 사용하거나, 또는 2종 이상의 공융 혼합물을 사용할 수 있다. 이때, 단일한 액정 화합물을 사용하는 경우 첨가제와 혼합시 상전이 온도를 낮추기에 더욱 용이하지만, 액정상을 나타내는 구간이 온도구간이 지나치게 짧아지기 때문에 0℃ 이하로 온도가 하강하면 광산란 효과가 나타나지 않을 수 있다. 따라서 노면의 블랙 아이스 표시용으로 사용시에는 0℃ 보다 조금 높은 온도에서부터 그 이하의 넓은 온도 구간에서도 광산란 효과를 나타내어야 하므로 2종 이상의 액정 화합물이 공융 혼합물을 사용하여 액정상의 온도 구간을 넓히는 것이 더욱 바람직하다.
한편, 액정 혼합물은 첨가제의 혼합에 따라 상전이 온도를 낮출 수 있으나 액정의 도메인이 매우 크게 형성되어 광산란 효과를 미미할 수 있으므로 카이랄 도펀트를 추가하는 것이 바람직하다. 카이랄 도펀트를 첨가하면 액정 혼합물이 포칼코닉 상을 형성하기 때문에 작은 도메인들로 인하여 네마틱 상에 비해 강한 광산란 효과를 나타낼 수 있다. 또한, 카이랄 도펀트는 첨가제와 마찬가지로 상전이 온도를 내리는 역할도 하지만 단독으로는 상전이 온도 하강이 충분치 않으므로 첨가제와 함께 사용하는 것이 바람직하다. 또한 첨가제와 도펀트를 함께 사용하면 고가인 카이랄 도펀트의 사용량을 줄일 수 있으므로 비용면에서도 효율적이다.
일례로 노면의 블랙아이스 표시용으로 스마트 표시 소자를 사용하는 경우 상전이 온도를 0℃ 보다 약간 높게 설정하여 0℃ 이하로 온도가 하강하면 액정 화합물이 도메인을 형성하여 빛의 산란이 이루어지고 이에 따라 운전자가 노면에 블랙아이스가 형성되었음을 인식할 수 있다.
상기 카이랄 도펀트는 카이랄 도펀트 S811, CB15, A131, ZLl-457, DBH1281 및 d-2 중에서 선택된 어느 하나일 수 있으나, 본 발명의 범위가 여기에 한정되지 않는다.
카이랄 도펀트들의 화학식은 아래와 같다.
[화학식_S811]
Figure pat00041
[화학식_CB15]
Figure pat00042
[화학식_A131]
Figure pat00043
[화학식_ZLl-457]
Figure pat00044
[화학식_d-2]
Figure pat00045
상기 봉상형 메조겐은 하기 화합물 1 내지 35 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
Figure pat00046
Figure pat00047
Figure pat00048
Figure pat00049
바람직하게는, 상기 화합물 1 내지 35는 하기 A로 표시되는 결합 위치를 가질 수 있다.
Figure pat00050
Figure pat00051
Figure pat00052
Figure pat00053
상기 판상형 메조겐은 하기 화합물 36 내지 61 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
Figure pat00054
Figure pat00055
Figure pat00056
Figure pat00057
바람직하게는, 상기 화합물 36 내지 61은 하기 A로 표시되는 결합 위치를 가질 수 있다.
Figure pat00058
Figure pat00059
Figure pat00060
Figure pat00061
Figure pat00062
Figure pat00063
Figure pat00064
Figure pat00065
본 발명의 스마트 표시 소자를 겨울철 노면의 블랙아이스 표시용으로 활용하기 위하여 상전이 온도를 0℃ 보다 조금 높게 설정할 필요가 있으며, 이와 같은 용도로 사용하는 경우 아래와 같은 조건을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 액정 혼합물의 상전이 온도는 0℃ 내지 4℃ 의 범위로 조절되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 상전이 온도가 노면에 블랙아이스가 형성되는 온도이거나 이보다 약간 높으므로 블랙 아이스 형성 직전이나 형성된 상태를 표시할 수 있다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 구조식 1로 표시되는 액정 화합물은 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00066
[화학식 2]
Figure pat00067
바람직하게는, 상기 구조식 2로 표시되는 첨가제는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 3]
Figure pat00068
상기 첨가제는 상기 액정 혼합물의 총중량에서 10 내지 30wt% 함량으로 포함되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게 15 내지 25wt%, 더욱 더 바람직하게는 17 내지 22wt% 함량으로 포함될 수 있다.
바람직하게는, 상기 액정 혼합물은 카이랄 도펀트를 추가로 포함하고, 상기 카이랄 도펀트는 상기 액정 혼합물과 카이랄 도펀트의 총중량에서 35 내지 45wt% 포함되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 38 내지 42wt% 함량으로 포함될 수 있다.
카이랄 도펀트는 액정에 뒤틀림 구조를 생기게 하여 액정의 상전이 온도를 내리고 빛의 산란도를 높이는 역할을 할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 액정 혼합물은 카이랄 도펀트와 함께 겔레이터를 추가로 포함할 수 있다. 겔레에터를 추가로 포함시킴으로써 광산란 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 겔레이터는 상기 카이랄 도펀트를 추가로 포함하는 액정 혼합물과 겔레이터의 총중량에서 0.1 내지 2wt%로 포함되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1.5wt%, 더욱 더 바람직하게는 0.8 내지 1.2wt% 포함하는 것이 바람직하다. 0.1wt% 보다 적게 추가한 경우에는 산란도의 향상 효과가 거의 나타나지 않고, 2wt%를 초과하는 경우에는 겔레이터에 의해 형성된 네트워크가 온도 변화에 불안정한 문제가 발생할 수 있다.
상기 고분자 매트릭스는 광중합이 가능한 단량체에 의해 중합될 수 있는 투명한 소제의 고분자는 모두 적용될 수 있으며, PETTA(pentaerythritol tetraacrylate), IBMA(isobornyl methacrylate) 및 THFFA(tetrahydrofurfuryl acrylate)의 혼합 단량체를 사용할 수 있으나 본 발명의 범위가 여기에 한정되지 않는다.
선택된 1종 이상일 수 있으나 본 발명의 범위가 여기에 한정되지 않는다.
이하, 본 발명의 스마트 광학 필름에 대해 설명하도록 한다.
본 발명이 스마트 광학 필름은 소정의 간격을 두고 면이 대향된 2개의 필름 기판; 상기 2개의 필름 기판의 대향된 면 사이에 형성된 고분자 매트릭스; 및 상기 고분자 매트릭스에 분산된 하기 구조식 1로 표시되는 액정 화합물과, 상전이 온도 조절용인 하기 구조식 2로 표시되는 첨가제가 혼합된 액정 혼합물;을 포함한다.
[구조식 1]
Figure pat00069
구조식 1에서,
M은 메조겐 코어이고,
P 및 Q는 각각 독립적으로 C1 내지 C30 직쇄형 알킬기, 시안기,
Figure pat00070
,
Figure pat00071
, 또는
Figure pat00072
이고,
j, k, 및 l은 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수인 반복단위수이고,
m 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수이다.
[구조식 2]
Figure pat00073
구조식 2에서,
M은 메조겐 코어이고,
R은 C1 내지 C30 직쇄형 알킬기이다.
상기 2개의 투명 기판은 모두 투명 기판일 수 있다. 이 경우 액정 혼합물의 상전이 온도를 초과하는 경우에는 빛이 투과하여 투명하게 보이고, 상전이 온도 미만일 때는 빛이 산란하여 흰색으로 보일 수 있다.
또는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 2개의 기판 중 어느 하나는 투명 기판이고, 다른 하나는 소정의 색이나 패턴을 포함하는 기판일 수 있다. 이 경우 상기 투명 기판 측으로 빛이 조사되어 상기 스마트 표시 소자로 빛이 투과하는 경우 상기 소정의 색이나 패턴이 보이고, 빛이 산란하는 경우에는 흰색으로 보일 수 있다. 필름 기판의 하판에 다양한 색이나 패턴을 형성하여 산란시에는 배경이 보이지 않는 광학장치로 응용할 수 있다.
상기 고분자 매트릭스, 액정 화합물 및 첨가제 등과 관련된 설명은 앞서 설명한 스마트 표시 소자에서와 동일하므로 구체적인 내용은 그 부분을 참조하기로 한다.
도 5는 본 발명의 스마트 광학 필름의 제조방법을 나타낸 개략도이다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 스마트 광학 필름의 제조방법에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 고분자 매트릭스 제조를 위한 고분자 단량체, 상기 구조식 1로 표시되는 액정 화합물, 상기 구조식 2로 표시되는 상전이 온도 조절용 첨가제를 혼합하여 전구체 혼합물을 제조한다(단계 a).
바람직하게는, 상기 전구체 혼합물은 카이랄 도펀트(chiral dopant)를 추가로 포함시켜 콜레스테릭 액정 광학 필름을 구현할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 전구체 혼합물은 카이랄 도펀트와 함께 겔레이터를 추가로 포함하여 액정의 산란도를 향상시킬 수 있다.
상기 전구체 혼합물에 포함되는 구성요소들은 상술한 내용과 같으므로 구체적인 설명은 그 부분을 참조하기로 한다.
상기 고분자 단량체는 상술한 고분자 매트릭스를 구성하는 고분자를 합성하기 위한 고분자 단량체를 의미하며, 상기 단량체는 목적하는 고분자 화합물에 상응하는 단량체를 사용할 수 있다. 상기 고분자 화합물은 앞서 스마트 표시 소자의 설명에서 예시된 바와 동일하다.
필요한 경우 가교제, 물성 강화제, 상분리 촉진제 등을 추가로 포함할 수 있다.
다음으로, 소정의 간격으로 이격된 대향면을 갖는 2개의 필름 기판을 준비하고, 상기 전구체 혼합물을 상기 2개의 필름 기판 사이로 주입한다(단계 b).
상기 필름 기판은 앞서 본 발명의 스마트 광학 필름의 설명과 동일하므로 구체적인 내용은 그 부분을 참조하기로 한다.
이후, 상기 전구체 혼합물에 자외선을 조사하여 상기 고분자 단량체를 광중합한다(단계 c).
이에 따라 고분자 매트릭스가 기판 사이에 형성되고, 상기 고분자 매트릭스 내부에 상기 액정 화합물, 첨가제, 카이랄 도펀트 및 겔레이터가 혼합된 액정 혼합물이 균일하고 안정적으로 분산될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 들어 구체적으로 설명하도록 한다.
[실시예]
실시예 1: 액정 화합물 + 카이랄 도펀트
하기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물과 하기 화학식 4로 표시되는 카이랄 도펀트를 8:2의 중량비로 혼합하여 액정 혼합물을 준비하였다. 또한, 고분자 매트릭스 제조를 위하여 PETTA(pentaerythritol tetraacrylate):IBMA(isobornyl methacrylate): THFFA(tetrahydrofurfuryl acrylate)=8:46:46 중량비로 혼합된 단량체 혼합물을 준비하였다. 준비된 액정 혼합물과 단량체 혼합물을 8:2의 중량비로 혼합한 후 이를 셀 갭(cell gap) 20㎛로 형성된 광학 셀에 주입하고, 50 mW/cm2 의 세기로 약 30분간 자외선 조사하여 광중합하였다. 이에 따라, 고분자 매트릭스가 형성되고, 고분자 매트릭스에 액정 혼합물이 균일하고 안정적으로 분산된 스마트 표시 소자를 제조하였다.
[화학식 1]
Figure pat00074
[화학식 4]
Figure pat00075
실시예 2: 액정 화합물 + 카이랄 도펀트
액정 화합물과 카이랄 도펀트가 8:2의 중량비로 혼합된 액정 혼합물 대신에 7:3 중량비로 혼합된 액정 혼합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 스마트 표시 소자를 제조하였다.
실시예 3: 액정 화합물 + 카이랄 도펀트
액정 화합물과 카이랄 도펀트가 8:2의 중량비로 혼합된 액정 혼합물 대신에 6:4 중량비로 혼합된 액정 혼합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 스마트 표시 소자를 제조하였다.
실시예 4: 액정 화합물 + 첨가제
하기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물과 하기 화학식 2로 표시되는 액정 화합물이 1:1의 중량비로 혼합된 공융 혼합물(Eutectic Mixture)을 준비하고, 상기 공융 혼합물과 하기 화학식 3으로 표시되는 첨가제를 90:10의 중량비로 혼합한 액정 혼합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 스마트 표시 소자를 제조하였다.
[화학식 1]
Figure pat00076
[화학식 2]
Figure pat00077
[화학식 3]
Figure pat00078
실시예 5: 액정 화합물 + 첨가제
공융 혼합물과 첨가제를 90:10의 중량비 대신에 85:15의 중량비로 혼합된 액정 혼합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일하게 스마트 표시 소자를 제조하였다.
실시예 6: 액정 화합물 + 첨가제
공융 혼합물과 첨가제를 90:10의 중량비 대신에 80:20의 중량비로 혼합된 액정 혼합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일하게 스마트 표시 소자를 제조하였다.
실시예 7: 액정 화합물 + 첨가제
공융 혼합물과 첨가제를 90:10의 중량비 대신에 75:25의 중량비로 혼합된 액정 혼합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일하게 스마트 표시 소자를 제조하였다.
실시예 8: 액정 화합물 + 첨가제
공융 혼합물과 첨가제를 90:10의 중량비 대신에 70:30의 중량비로 혼합된 액정 혼합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일하게 스마트 표시 소자를 제조하였다.
실시예 9: 액정 화합물 + 첨가제 + 카이랄 도펀트
액정 혼합물에 상기 화학식 4로 표시되는 카이랄 도펀트를 8:2의 중량비로 추가하여 사용한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일하게 스마트 표시 소자를 제조하였다.
실시예 10: 액정 화합물 + 첨가제 + 카이랄 도펀트
액정 혼합물에 상기 화학식 4로 표시되는 카이랄 도펀트를 7:3의 중량비로 추가하여 사용한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일하게 스마트 표시 소자를 제조하였다.
실시예 11: 액정 화합물 + 첨가제 + 카이랄 도펀트
액정 혼합물에 상기 화학식 4로 표시되는 카이랄 도펀트를 6:4의 중량비로 추가한 액정 혼합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일하게 스마트 표시 소자를 제조하였다.
실시예 12: 액정 화합물 + 첨가제 + 카이랄 도펀트
셀의 갭이 20㎛이 아닌 10㎛인 광학 셀을 사용한 것을 제외하고는 실시예 11과 동일하게 스마트 표시 소자를 제조하였다.
실시예 13: 액정 화합물 + 첨가제 + 카이랄 도펀트 + 겔레이터
액정 혼합물에 하기 화학식 5로 표시되는 겔레이터를 99:1의 중량비로 추가하여 사용한 것을 제외하고는 실시예 12와 동일하게 스마트 표시 소자를 제조하였다.
[화학식 5]
Figure pat00079
비교예 1: 액정 화합물
카이랄 도펀트를 사용하지 않고 액정 화합물만을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 스마트 표시 소자를 제조하였다.
비교예 2: 액정 화합물
첨가제를 사용하지 않고 액정 화합물의 공융 혼합물만을 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일하게 스마트 표시 소자를 제조하였다.
아래의 표 1에 실시예 1 내지 12의 스마트 표시 소자의 구성을 정리하였다.
구분 액정화합물
(A)		 첨가제
(B)		 카이랄도펀트
(C)		 겔레이터
(D)		 A:B:C:D 중량비 셀갭(㎛)
실시예 1 단일 화합물 사용안함 사용 사용안함 80:0:20:0 20
실시예 2 단일 화합물 사용안함 사용 사용안함 70:0:30:0 20
실시예 3 단일 화합물 사용안함 사용 사용안함 60:0:40:0 20
실시예 4 공융 혼합물 사용 사용안함 사용안함 90:10:0:0 20
실시예 5 공융 혼합물 사용 사용안함 사용안함 85:15:0:0 20
실시예 6 공융 혼합물 사용 사용안함 사용안함 80:20:0:0 20
실시예 7 공융 혼합물 사용 사용안함 사용안함 75:25:0:0 20
실시예 8 공융 혼합물 사용 사용안함 사용안함 70:30:0:0 20
실시예 9 공융 혼합물 사용 사용 사용안함 A+B:C:D=80:20:0
A:B=80:20		 20
실시예 10 공융 혼합물 사용 사용 사용안함 A+B:C:D=70:30:0
A:B=80:20		 20
실시예 11 공융 혼합물 사용 사용 사용안함 A+B:C:D=60:40:0A:B=80:20 20
실시예 12 공융 혼합물 사용 사용 사용안함 A+B:C=60:40A+B+C:D=99:1
A:B=80:20		 10
실시예 13 공융 혼합물 사용 사용 사용 A+B:C=60:40A+B+C:D=99:1
A:B=80:20		 10
비교예 1 공융 혼합물 사용안함 사용안함 사용안함 100:0:0:0 20
비교예 2 단일 화합물 사용안함 사용안함 사용안함 100:0:0:0 20
[실험예]
실험예 1: 카이랄 도펀트 함량에 따른 상전이 온도 변화 분석
카이랄 도펀트 함량에 따른 상전이 온도 변화를 분석하기 위하여 실시예 1 내지 3, 및 비교예 1의 스마트 표시 소자에 대하여 Differential Scanning Calorimetry(DSC) 를 이용하여, 온도 변화에 따른 엔탈피 값의 변화를 측정함으로써 상전이 온도를 관찰하고 그 결과를 도 6에 나타내었다. 도 6의 (a)는 상전이 온도 측정 그래프이고, (b)는 실시예 3의 스마트 표시 소자의 온도에 따른 사진이다.
이에 따르면, 상전이 온도가 36℃인 상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물에 상기 화학식 3으로 표시되는 카이랄 도펀트(chiral dopant)를 혼합하면 10℃까지 순차적으로 상전이 온도를 낮출 수 있음을 확인하였다. 그러나 카이랄 도펀트만으로는 상전이 온도를 0℃에 가깝게 내리기 어렵다.
실험예 2: 첨가제 함량에 따른 상전이 온도 변화 분석
첨가제 함량에 따른 상전이 온도 변화를 분석하기 위하여 실시예 4 내지 8, 및 비교예 2의 스마트 표시 소자에 대하여 실험예 1과 동일한 방법으로 상전이 온도를 관찰하고 그 결과를 도 7에 나타내었다. 도 7의 (a)는 상전이 온도 측정 그래프이고, (b)는 실시예 11의 스마트 표시 소자의 온도 변화에 따른 사진이다.
이에 따르면, 상기 화학식 1의 액정 화합물과 화합물 2의 액정 화합물의 공융 혼합물을 포함하고 첨가제를 포함하지 않는 비교예 2의 스마트 표시 소자의 상전이 온도가 약 40℃이고, 첨가제 함량을 점차 증가시켜 상전이 온도를 점차 낮출 수 있음을 확인하였다.
다만, 첨가제를 25wt% 이상 추가한 실시예 7과 실시예 8에서는 상전이에 따른 변화가 불분명하여 지는 경향이 있으므로 첨가제를 20wt% 포함하는 실시예 6의 스마트 표시 소자를 선택하고 여기에 카이랄 도펀트를 추가함으로써 상전이 변화를 더욱 낮추는 방법을 사용하는 것이 바람직하다.
첨가제를 25wt% 이상 추가할 경우 네마틱 액정상을 나타내는 구간이 매우 짧아져서, 원하는 상전이 온도에서 조금만 벗어나도 광산란이나 상이 크게 변하는 문제가 발생할 수 있다.
실험예 3: 첨가제 및 카이랄 도펀트 함량에 따른 상전이 온도 변화 분석
액정 혼합물의 첨가제 및 카이랄 도펀트 함량에 따른 상전이 온도 변화를 분석하기 위하여, 실시예 6, 및 실시예 9 내지 실시예 11의 스마트 표시 소자에 대하여 실험예 1과 동일한 방법으로 상전이 온도 변화를 측정하여 그 결과를 도 8에 나타내었다.
이에 따르면, 실시예 6의 스마트 표시 소자는 2종의 액정 화합물의 공융 혼합물에 첨가제를 8:2 중량비로 추가함으로써 약 40℃의 상전이 온도를 20℃ 가량 낮출 수 있었으며, 여기에 추가로 카이랄 도펀트를 추가하여 실시예 11의 경우 상전이 온도가 2 내지 4℃로 낮아진 것을 확인할 수 있다.
따라서, 겨울철 노면상 블랙아이스 표시용으로 사용이 가능하도록 0℃에 가까운 상전이 온도로 조절되고, 광산란이 효과적으로 이루어져 식별력이 높은 표시 장치를 제조하기 위해서는 첨가제와 카이랄 도펀트를 적절한 함량비로 혼합하여 사용하는 것이 효과적임을 알 수 있었다.
실험예 4: 겔레이터 추가에 따른 산란도 변화 분석
액정 혼합물에 겔레이터(gelator)를 추가하는 경우 스마트 표시 소자의 액정 산란도를 비교하기 위하여 실시예 12와 실시예 13의 스마트 표시 소자에 대하여 상온과 0℃에서 불투명 정도를 관찰한 사진을 도 9에 나타내었다. 도 9의 (a)는 실시예 12의 스마트 표시 소자의 사진이고, (b)는 실시예 13의 스마트 표시 소자의 사진이다. 이에 따르면 겔레이터를 추가한 실시예 13의 스마트 표시 소자가 0℃에서 산란도가 높아 육안으로도 확연히 불투명도가 높아진 것을 확인할 수 있었다. 즉, 블랙아이스 표시용 장치로 활용하기 위하여 겔레이터를 소량 액정 혼합물에 첨가함으로써 액정의 산란도를 높여 육안 식별력을 현저히 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

Claims (17)

  1. 광학적 셀;
    상기 광학적 셀 내부에 형성된 고분자 매트릭스; 및
    상기 고분자 매트릭스에 분산된 하기 구조식 1로 표시되는 액정 화합물과, 하기 구조식 2로 표시되는 상전이 온도 조절용 첨가제가 혼합된 액정 혼합물;을 포함하는 스마트 표시 소자.
    [구조식 1]
    Figure pat00080

    구조식 1에서,
    M은 메조겐 코어이고,
    P 및 Q는 각각 독립적으로 C1 내지 C30 직쇄형 알킬기, 시안기,
    Figure pat00081
    ,
    Figure pat00082
    , 또는
    Figure pat00083
    이고,
    j, k, 및 l은 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수인 반복단위수이고,
    m 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수이다.
    [구조식 2]
    Figure pat00084

    구조식 2에서,
    M은 메조겐 코어이고,
    R은 C1 내지 C30 직쇄형 알킬기이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구조식 1에서,
    M은 봉상형 메조겐 또는 판상형 메조겐 코어이고,
    P 및 Q는 각각 독립적으로 C1 내지 C10 직쇄형 알킬기, 시안기,
    Figure pat00085
    ,
    Figure pat00086
    , 또는
    Figure pat00087
    이고,
    j, k, 및 l은 각각 독립적으로 1 내지 10의 정수인 반복단위수이고,
    m 및 n은 1 내지 10의 정수인 것을 특징으로 하는 스마트 표시 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구조식 2에서
    M은 봉상형 메조겐 또는 판상형 메조겐 코어이고,
    R은 C1 내지 C10 직쇄형 알킬기인 것을 특징으로 하는 스마트 표시 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 첨가제의 함량에 따라 상기 액정 혼합물의 상전이 온도가 조절되는 것을 특징으로 하는 스마트 표시 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 액정 혼합물은 카이랄 도펀트(chiral dopant)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 표시 소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 액정 혼합물은 겔레이터(gelator)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 표시 소자.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 겔레이터는 하기 화학식 5 내지 7 중에서 선택된 어느 하나로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 스마트 표시 소자.
    [화학식 5]
    Figure pat00088

    [화학식 6]
    Figure pat00089

    [화학식 7]
    Figure pat00090
  8. 제2항에 있어서,
    상기 봉상형 메조겐은 하기 화합물 1 내지 35 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 스마트 표시 소자.
    Figure pat00091

    Figure pat00092

    Figure pat00093

    Figure pat00094
  9. 제2항에 있어서,
    상기 판상형 메조겐은 하기 화합물 36 내지 61 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 스마트 표시 소자.
    Figure pat00095

    Figure pat00096

    Figure pat00097

    Figure pat00098
  10. 제1항에 있어서,
    상기 구조식 1로 표시되는 액정 화합물은 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 스마트 표시 소자.
    [화학식 1]
    Figure pat00099

    [화학식 2]
    Figure pat00100
  11. 제1항에 있어서,
    상기 구조식 2로 표시되는 첨가제는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 스마트 표시 소자.
    [화학식 3]
    Figure pat00101
  12. 제11항에 있어서,
    상기 액정 혼합물은 카이랄 도펀트를 추가로 포함하고,
    상기 카이랄 도펀트는 상기 액정 혼합물과 카이랄 도펀트의 총중량에서 35 내지 45wt% 포함되는 것을 특징으로 하는 스마트 표시 소자.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 카이랄 도펀트를 추가로 포함하는 액정 혼합물은 겔레이터를 추가로 포함하고,
    상기 겔레이터는 상기 카이랄 도펀트를 추가로 포함하는 액정 혼합물과 겔레이터의 총중량에서 0.1 내지 2wt%로 포함되는 것을 특징으로 하는 스마트 표시 소자.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 액정 혼합물의 상전이 온도가 0
    Figure pat00102
    내지 4℃ 의 범위로 조절되는 것을 특징으로 하는 스마트 광학 필름.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 매트릭스는 PETTA(pentaerythritol tetraacrylate), IBMA(isobornyl methacrylate) 및 THFFA(tetrahydrofurfuryl acrylate)를 포함하는 단량체의 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 표시 소자.
  16. 소정의 간격을 두고 면이 대향된 2개의 필름 기판;
    상기 2개의 필름 기판의 대향된 면 사이에 형성된 고분자 매트릭스; 및
    상기 고분자 매트릭스에 분산된 하기 구조식 1로 표시되는 액정 화합물과, 하기 구조식 2로 표시되는 상전이 온도 조절용 첨가제가 혼합된 액정 혼합물;을 포함하는 스마트 광학 필름.
    [구조식 1]
    Figure pat00103

    구조식 1에서,
    M은 메조겐 코어이고,
    P 및 Q는 각각 독립적으로 C1 내지 C30 직쇄형 알킬기, 시안기,
    Figure pat00104
    ,
    Figure pat00105
    , 또는
    Figure pat00106
    이고,
    j, k, 및 l은 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수인 반복단위수이고,
    m 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수이다.
    [구조식 2]
    Figure pat00107

    구조식 2에서,
    M은 메조겐 코어이고,
    R은 C1 내지 C30 직쇄형 알킬기이다.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 스마트 광학 필름은 노면의 블랙아이스 표시용인 것을 특징으로 하는 스마트 광학 필름.
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