KR20230174180A - 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막 및 그 제조 방법 - Google Patents

액정/고분자 복합 전자 제어 조광막 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR20230174180A
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Abstract

본 명세서는 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막을 제공한다. 해당 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막은 액정 재료, 중합체 매트릭스 및 2층 도전성 기판을 포함한다. 중합체 매트릭스는 2층 도전성 기판 사이에 끼워지고, 중합체 매트릭스는 다공성 미세 구조를 가진다. 액정 재료는 중합체 매트릭스 내에 분산되어 액정 방울을 형성하고, 액정 방울은 수직 배향 고분자 네트워크를 갖는다. 해당 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막은 독특한 복합 미세 구조를 가지며, 이러한 복합 미세 구조에서, 다공성 미세 구조의 중합체 매트릭스는 필름에 우수한 역학적 가공 성능을 부여하고, 또한, 액정 방울의 수직 배향 고분자 네트워크는 액정 분자의 배향 난이도를 더욱 감소시켜 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 구동 전압을 낮추는 데 유리하며 대면적 가공 및 생산에 적합하다.

Description

액정/고분자 복합 전자 제어 조광막 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL/POLYMER COMPOSITE ELECTRICALLY CONTROLLED DIMMING FILMS AND PREPARATION METHOD THEREOF}
본 명세서는 2022년 6월 20일에 제출된 중국 특허 출원 제202210696701.8호의 우선권 및 2022년 7월 7일에 제출된 국제 특허 출원 제PCT/CN2022/104274호의 우선권을 주장하는 바, 이들의 모든 내용이 인용을 통해 본 명세서에 통합된다.
본 명세서는 광학 필름 분야에 관한것으로, 구체적으로 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정의 실제 적용 분야에는 표시 화면과 광학 필름의 두 종류의 주요 영역이 있다. 그 중 광학 필름을 제조하는 과정에서, 롤투롤의 규모화 가공을 구현하기 위해, 일반적으로 액정과 고분자 재료를 결부하여 복합 재료 필름을 제조함으로써, 해당 필름이 액정의 우수한 외부 응답성과 고분자의 우수한 역학적 성능을 겸비할 수 있도록 한다. 현재 전기장으로 구동되는 전자 제어 조광막은 크게 두 종류가 있는 바, 하나는 고분자 분산 액정(Polymer Dispersed Liquid Crystal, PDLC로 약칭) 필름이고, 다른 하나는 고분자 안정형 액정(Polymer Stabilized Liquid Crystal, PSLC로 약칭) 필름이다.
PDLC 필름에서, 액정은 방울 형태로 고분자 매트릭스 내에 분산된다. 이러한 종류의 필름은 수년 동안 조광막 형태로 시장화되었으며, 미국, 일본 및 중국에는 생산 및 판매하는 회사가 있다. 필름은 제조 후 일반적으로 광산란 상태를 나타내는 바, 이는 고분자 매트릭스와 무배향 액정의 굴절률 불일치 및 액정 분자 자체의 굴절률 불일치로 인한 것이다. 필름에 적절한 크기의 전기장을 인가하면 이때 필름은 빛이 투과된 상태, 즉 투명한 상태를 나타내는 바, 이는 전기장의 작용 하에 액정 분자가 수직 배향을 형성하고 액정 마이크로 영역이 투명하며 동시에 액정 분자의 장축 방향에서 관찰하면 액정 분자와 고분자 매트릭스의 굴절률도 일치하기 때문이다. 이러한 필름의 제조 방법은 대부분 비액정성 중합성 단량체와 액정을 혼합하여 균일한 혼합물 용액을 얻은 후, 혼합물 용액을 2층 ITO 도전성 플라스틱 필름에 끼우며, 이어서 자외선 조사 또는 가열에 의해 광 또는 열중합 단량체의 중합을 유발하여 제조하고, 중합이 완료된후 고분자 매트릭스와 액정의 미세 상분리 구조를 형성하며, 구체적으로 액정은 방울의 형태로 고분자 매트릭스 내에 분산되며, 고분자 매트릭스는 다공성 고분자 미세 구조를 갖는다(도 1에 도시). 현재 PDLC 필름은 건축과 자동차 도어 및 창문, 건축 칸막이, 지능형 엿보기 방지, 프로젝션 스크린 및 터치 스크린 등과 같은 많은 분야에서 광범위한 적용 전망을 갖고 있다.
PDLC 시스템은 일반적으로 높은 고분자 매트릭스 함량을 가지는 바, 적어도 10 %를 초과하고, 일부는 심지어 40 %를 초과하며, 이러한 비율의 특성은 PDLC 필름의 두 개의 기판 사이에 높은 박리 강도를 갖도록 할 수도 있으며, 필름의 롤투롤 연속 가공을 구현할 수 있다. 그러나 고분자 매트릭스 경계는 액정 분자에 대한 강력한 구속 작용이 있기 때문에 PDLC는 구동 전압이 높은 바 상업용 PDLC 필름은 구동 전압이 일반적으로 60 볼트 이상이며, 이는 표시 등 분야에서의 PDLC 필름의 추가 적용을 제한한다.
고분자 안정형 액정 필름 재료는 액정 분자의 특정 배향 상태를 안정화시키는 필름 재료이거나 액정 분자를 특정 배향으로 형성하는 경향이 있는 필름 재료일 수 있으며, 일반적으로 액정성 중합성 단량체와 액정을 혼합하고, 자외선 조사 또는 가열 등 방식을 통해 액정성 광중합 단량체 중합을 유발하여 중합 전 액정 분자의 배향 방향과 동일한 배열 방식의 고분자 네트워크를 형성함으로써, 중합 전 액정 분자의 특정 배향 상태를 안정화시키거나 액정 분자를 특정 배향으로 형성하는 경향이 있을 수 있다. 예를 들어, 액정성 중합성 단량체와 콜레스텔릭 액정을 혼합하여 평면 배향 처리 후 중합하고, 중합 후 평면 배향 고분자 네트워크의 PSLC 필름을 얻을 수 있다. 액정성 중합성 단량체와 네마틱 액정을 혼합하여 수직 배향 처리 후 중합하고, 중합 후 수직 배향 고분자 네트워크(도 2에 도시)의 PSLC 필름을 얻을 수 있다.
PSLC 필름은 구동 전압이 낮은 바, 일반적으로 수 볼트의 전압 하에서 구동될 수 있다. 따라서, PSLC 필름은 일부 기능 액정성 소자 분야에서 널리 사용된다. 그러나 PSLC 필름에서, 고분자 네트워크는 함량이 낮은 바 일반적으로 10 % 이하이며, PSLC 필름의 두 개의 기판 사이의 박리 강도가 낮아 면적이 큰 플렉시블 기판에서 이러한 필름을 제조하기 어려워 PSLC 필름의 적용 범위가 제한된다. 일부 PSLC 재료는 고분자 네트워크 함량이 매우 높을 수 있지만 이러한 고분자 네트워크 함량이 높은 재료는 기능적으로 단일화되는 현상이 발생할 수 있으며, 예를 들어 전기장 등 방식에 의한 구동이 불가능하며, 이에 의해 적용이 제한된다.
따라서, 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막 및 그 제조 방법을 제공하여 조광막이 PDLC 필름의 역학적 가공 성능을 겸비하도록 하고 PSLC 필름의 낮은 구동 전압을 갖도록 할 필요가 있다.
본 명세서의 실시예의 일 양태는 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막을 제공한다. 해당 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막은 액정 재료, 중합체 매트릭스 및 2층 도전성 기판을 포함한다. 중합체 매트릭스는 2층 도전성 기판 사이에 끼워지고, 중합체 매트릭스는 다공성 미세 구조를 갖는다. 액정 재료는 중합체 매트릭스 내에 분산되어 액정 방울을 형성하고, 액정 방울은 수직 배향 고분자 네트워크를 갖는다.
일부 실시예에 있어서, 중합체 매트릭스는 제1 중합성 단량체로부터 광중합을 통해 제조되고, 제1 중합성 단량체는 자유라디칼 광중합 단량체 또는 양이온 광중합 단량체이며, 고분자 네트워크는 제2 중합성 단량체로부터 열중합을 통해 제조되고, 제2 중합성 단량체는 액정 재료 분자를 따라 전기장 방향으로 배향 배열될 수 있으며, 제2 중합성 단량체는 막대형 열중합 단량체이거나 막대형 열중합 단량체와 열중합 단량체의 조합이다.
일부 실시예에 있어서, 중합체 매트릭스는 제1 중합성 단량체로부터 광중합을 통해 제조되고, 제1 중합성 단량체는 자유라디칼 광중합 단량체 또는 양이온 광중합 단량체이며, 고분자 네트워크는 제2 중합성 단량체로부터 광중합을 통해 제조되고, 제2 중합성 단량체는 액정 재료 분자를 따라 전기장 방향으로 배향 배열될 수 있으며, 제2 중합성 단량체는, 막대형 자유라디칼 광중합 단량체, 막대형 양이온 광중합 단량체, 자유라디칼 광중합 단량체와 막대형 자유라디칼 광중합 단량체의 조합, 자유라디칼 광중합 단량체와 막대형 양이온 광중합 단량체의 조합, 양이온 광중합 단량체와 막대형 자유라디칼 광중합 단량체의 조합 또는 양이온 광중합 단량체와 막대형 양이온 광중합 단량체의 조합 중의 하나이다.
일부 실시예에 있어서, 중합체 매트릭스는 제1 중합성 단량체로부터 열중합을 통해 제조되고, 제1 중합성 단량체는 열중합 단량체이며, 고분자 네트워크는 제2 중합성 단량체로부터 광중합을 통해 제조되고, 제2 중합성 단량체는 액정 재료 분자를 따라 전기장 방향으로 배향 배열될 수 있으며, 제2 중합성 단량체는, 막대형 자유라디칼 광중합 단량체, 막대형 양이온 광중합 단량체, 자유라디칼 광중합 단량체와 막대형 자유라디칼 광중합 단량체의 조합, 자유라디칼 광중합 단량체와 막대형 양이온 광중합 단량체의 조합, 양이온 광중합 단량체와 막대형 자유라디칼 광중합 단량체의 조합 또는 양이온 광중합 단량체와 막대형 양이온 광중합 단량체의 조합 중의 하나이다.
일부 실시예에 있어서, 중합체 매트릭스는 제1 중합성 단량체로부터 열중합을 통해 제조되고, 제1 중합성 단량체는 열중합 단량체이며, 고분자 네트워크는 제2 중합성 단량체로부터 열중합을 통해 제조되고, 제2 중합성 단량체는 액정 재료 분자를 따라 전기장 방향으로 배향 배열될 수 있으며, 제2 중합성 단량체는 막대형 열중합 단량체이거나 막대형 열중합 단량체와 열중합 단량체의 조합이다.
일부 실시예에 있어서, 자유라디칼 광중합 단량체는 자외선의 조사 하에서 자유라디칼 중합이 가능한 아크릴레이트 단량체 또는 알켄계 단량체 중의 한 종류 또는 여러 종류이고, 양이온 광중합 단량체는 자외선의 조사 하에서 양이온 중합이 가능한 알켄계 단량체, 비닐에테르 단량체 및 에폭시 단량체 중의 한 종류 또는 여러 종류이며, 막대형 자유라디칼 광중합 단량체는 자외선의 조사 하에서 자유라디칼 중합이 가능한 막대형 아크릴레이트 단량체 또는 막대형 알켄계 단량체 중의 한 종류 또는 여러 종류이고, 막대형 양이온 광중합 단량체는 자외선의 조사 하에서 양이온 중합이 가능한 막대형 에폭시 단량체, 막대형 비닐에테르 단량체 및 막대형 알켄계 단량체 중의 한 종류 또는 여러 종류이며, 열중합 단량체는 가열 조건 하에서 열중합이 가능한 에폭시 단량체와 티올 또는 아민계 단량체의 혼합물이거나, 아미노기, 수산기, 카르복실기 또는 메르캅토기 등 함유의 단량체와 이소시아네이트 단량체의 혼합물이고, 막대형 열중합 단량체는 가열 조건 하에서 열중합이 가능한 막대형 에폭시 단량체와 막대형 티올계 또는 막대형 아민계 단량체의 혼합물이거나, 아미노기, 수산기, 카르복실기 또는 메르캅토기 함유의 막대형 단량체와 막대형 이소시아네이트 단량체의 혼합물이다.
일부 실시예에 있어서, 액정 재료는 양의 유전 이방성을 갖는 콜레스텔릭(CHOLESTERIC) 액정 재료이거나, 네마틱(NEMATIC), 스멕틱(SMECTIC) 및 스멕틱-콜레스텔릭 상전이 특성을 갖는 액정 재료이다.
일부 실시예에 있어서, 액정 재료는 분자 구조 (1) 중의 한 종류 또는 여러 종류를 포함하며,
(1)
여기서, M, N는 탄소수 1 ~ 20의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 20의 알콕시기, 또는 탄소수 1 ~ 20의 실록산기, 시아노기, 에스테르기, 할로겐, 이소티오시안기 또는 니트로기이고,
A, B는 방향족 고리 또는 지환식 알킬기로서, 벤젠 고리, 6원 고리, 6원 복소 고리, 5원 고리, 5원 복소 고리, 디비페닐, 트리비페닐 및 나프탈렌 고리 중의 적어도 한 종류를 포함하며, A와 B는 공유결합 또는 연결기 Z로 연결되며,
A, B는 측기를 포함하거나 포함하지 않고, 상기 측기는 할로겐, 시아노기 또는 메틸기이며,
x, y는 각각 0 ~ 4이고,
Z는 에스테르기, 알케닐기, 알칸기, 질소 이중결합 또는 에테르 결합이다.
일부 실시예에 있어서, 중합체 매트릭스 중의 미세 기공 크기는 0.1 ~ 100 미크론이다.
일부 실시예에 있어서, 도전성 기판은 ITO, 은, 알루미늄 등 금속 화합물 함유의 도전성 필름 또는 유리 기판을 포함한다.
본 명세서의 실시예의 일 양태는 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 제조 방법을 제공한다. 해당 방법은, 액정 재료, 제1 중합성 단량체, 제2 중합성 단량체, 제1 개시제, 제2 개시제 및 스페이서 입자를 혼합하여 균일한 혼합물을 얻는 단계 1); 혼합물을 적층된 2층 도전성 기판 사이에 충진하여 필름으로 제조하고, 제1 반응을 통해 다공성 미세 구조의 중합체 매트릭스를 형성하며, 중합체 매트릭스 내에 상기 액정 재료를 액정 방울 형태로 분산시키는 단계 2); 액정 재료 분자와 제2 중합성 단량체 분자가 수직 배향 되도록 필름에 전기장을 인가하고, 제2 반응을 통해 액정 방울에 수직 배향 고분자 네트워크를 형성하여 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막을 제조하는 단계 3)를 포함한다.
일부 실시예에 있어서, 제1 반응은 제1 개시제가 제1 중합성 단량체의 광중합 반응을 유발하는 것을 포함하고, 제1 중합성 단량체는 자유라디칼 광중합 단량체 또는 양이온 광중합 단량체이며, 제2 반응은 제2 개시제가 제2 중합성 단량체의 열중합 반응을 유발하는 것을 포함하고, 제2 중합성 단량체는 액정 재료 분자를 따라 전기장 방향으로 배향 배열될 수 있으며, 제2 중합성 단량체는 막대형 열중합 단량체이거나 막대형 열중합 단량체와 열중합 단량체의 조합이다.
일부 실시예에 있어서, 제1 반응은 제1 개시제가 제1 중합성 단량체의 광중합 반응을 유발하는 것을 포함하고, 제1 중합성 단량체는 자유라디칼 광중합 단량체 또는 양이온 광중합 단량체이며, 제2 반응은 제2 개시제가 제2 중합성 단량체의 광중합 반응을 유발하는 것을 포함하고, 제2 중합성 단량체는 액정 재료 분자를 따라 전기장 방향으로 배향 배열될 수 있으며, 제2 중합성 단량체는, 막대형 자유라디칼 광중합 단량체, 막대형 양이온 광중합 단량체, 자유라디칼 광중합 단량체와 막대형 자유라디칼 광중합 단량체의 조합, 자유라디칼 광중합 단량체와 막대형 양이온 광중합 단량체의 조합, 양이온 광중합 단량체와 막대형 자유라디칼 광중합 단량체의 조합 또는 양이온 광중합 단량체와 막대형 양이온 광중합 단량체의 조합 중의 하나이다.
일부 실시예에 있어서, 제1 반응은 제1 개시제가 제1 중합성 단량체의 열중합 반응을 유발하는 것을 포함하고, 제1 중합성 단량체는 열중합 단량체이며, 제2 반응은 제2 개시제가 제2 중합성 단량체의 광중합 반응을 유발하는 것을 포함하고, 제2 중합성 단량체는 액정 재료 분자를 따라 전기장 방향으로 배향 배열될 수 있으며, 제2 중합성 단량체는, 막대형 자유라디칼 광중합 단량체, 막대형 양이온 광중합 단량체, 자유라디칼 광중합 단량체와 막대형 자유라디칼 광중합 단량체의 조합, 자유라디칼 광중합 단량체와 막대형 양이온 광중합 단량체의 조합, 양이온 광중합 단량체와 막대형 자유라디칼 광중합 단량체의 조합 또는 양이온 광중합 단량체와 막대형 양이온 광중합 단량체의 조합 중의 하나이다.
일부 실시예에 있어서, 제1 반응은 제1 개시제가 제1 중합성 단량체의 열중합 반응을 유발하는 것을 포함하고, 제1 중합성 단량체는 열중합 단량체이며, 제2 반응은 제2 개시제가 제2 중합성 단량체의 열중합 반응을 유발하는 것을 포함하고, 제2 중합성 단량체는 액정 재료 분자를 따라 전기장 방향으로 배향 배열될 수 있으며, 제2 중합성 단량체는 막대형 열중합 단량체이거나 막대형 열중합 단량체와 열중합 단량체의 조합이다.
일부 실시예에 있어서, 자유라디칼 광중합 단량체는 자외선의 조사 하에서 자유라디칼 중합이 가능한 아크릴레이트 단량체 또는 알켄계 단량체 중의 한 종류 또는 여러 종류이고, 양이온 광중합 단량체는 자외선의 조사 하에서 양이온 중합이 가능한 알켄계 단량체, 비닐에테르 단량체 및 에폭시 단량체 중의 한 종류 또는 여러 종류이며, 막대형 자유라디칼 광중합 단량체는 자외선의 조사 하에서 자유라디칼 중합이 가능한 막대형 아크릴레이트 단량체 또는 막대형 알켄계 단량체 중의 한 종류 또는 여러 종류이고, 막대형 양이온 광중합 단량체는 자외선의 조사 하에서 양이온 중합이 가능한 막대형 에폭시 단량체, 막대형 비닐에테르 단량체 및 막대형 알켄계 단량체 중의 한 종류 또는 여러 종류이며, 열중합 단량체는 가열 조건 하에서 열중합이 가능한 에폭시 단량체와 티올 또는 아민계 단량체의 혼합물이거나, 아미노기, 수산기, 카르복실기 또는 메르캅토기 등 함유의 단량체와 이소시아네이트 단량체의 혼합물이고, 막대형 열중합 단량체는 가열 조건 하에서 열중합이 가능한 막대형 에폭시 단량체와 막대형 티올계 또는 막대형 아민계 단량체의 혼합물이거나, 아미노기, 수산기, 카르복실기 또는 메르캅토기 함유의 막대형 단량체와 막대형 이소시아네이트 단량체의 혼합물이다.
일부 실시예에 있어서, 액정 재료, 제1 중합성 단량체 및 제2 중합성 단량체의 중량부 비율은, 액정 재료가 10.0 ~ 95.0 중량부이고, 제1 중합성 단량체가5.0 ~ 80.0 중량부이며, 제2 중합성 단량체가 0.1 ~ 40.0 중량부이다.
본 명세서는 예시적인 실시예의 형태로 더 설명되며, 이러한 예시적인 실시예는 도면을 통해 상세하게 설명될 것이다, 이러한 실시예는 제한적이지 않으며, 이러한 실시예에서 동일한 번호는 동일한 구조를 나타내며, 여기서:
도 1은 기존 기술의 PDLC의 다공성 고분자 매트릭스의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 2는 기존 기술의 PSLC의 수직 배향 고분자 네트워크의 주사 전자 현미경 사진이다.
도 3은 본 명세서의 일부 실시예에 따른 광중합에 의한 중합체 매트릭스의 제조 및 열중합에 의한 고분자 네트워크의 제조의 모식도이다.
도 4는 본 명세서의 일부 실시예에 따른 아크릴레이트 단량체의 구조식으로, 각각 메타크릴산 히드록시프로필(HPMA), 라우릴 메타크릴레이트(LMA), 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(PEGDA600), 비스페놀A 에톡시화물 디메타크릴레이트(Bis-EMA15)를 포함한다.
도 5는 본 명세서의 일부 실시예에 따른 에폭시 단량체 및 티올 단량체의 구조식으로, 각각 N,N’-비스(2,3-에폭시 프로폭시)아닐린(NDGA), 폴리프로필렌글리콜 디글리시딜에테르(PGDE), 비스페놀A 에폭시 수지(E44), 티올 단량체(Capure3800)를 포함한다.
도 6은 본 명세서의 일부 실시예에 따른 막대형 에폭시 단량체의 구조식: 2-메틸-1,4-벤젠비스(4-(4-(에폭시-2-일)부톡시)안식향산에스테르)으로, E4M로 약칭한다.
도 7은 본 명세서의 일부 실시예에 따른 막대형 티올 단량체의 구조식: 2-메틸-1,4-벤젠비스(4-(4-메르캅토부톡시)벤조산)으로, S4M로 약칭한다.
도 8은 본 명세서의 일부 실시예에 따른 광개시제(651), 열개시제(DMP-30), 양이온 개시제(UV6976)의 분자의 구조식이다.
도 9는 본 명세서의 일부 실시예에 따른 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 전기-광도 그래프이다.
도 10은 본 명세서의 일부 실시예에 따른 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 다공성 중합체 매트릭스 및 수직 배향 고분자 네트워크의 미세 구조를 겸비한 전자 현미경 사진이다.
도 11은 본 명세서의 일부 실시예에 따른 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 다공성 중합체 매트릭스 및 배향 고분자 네트워크의 미세 구조를 겸비한 전자 현미경 사진이다.
도 12는 본 명세서의 일부 실시예에 따른 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 다공성 중합체 매트릭스 및 수직 배향 고분자 네트워크의 미세 구조를 겸비한 전자 현미경 사진이다.
도 13은 본 명세서의 다른 일부 실시예에 따른 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 전기-광도 그래프이다.
도 14는 본 명세서의 일부 비교예에 따른 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 다공성 중합체 매트릭스 및 수직 배향 고분자 네트워크의 미세 구조를 겸비한 전자 현미경 사진이다.
본 명세서의 실시예의 기술적 해결 수단을 보다 명확하게 설명하기 위해, 아래에서는 실시예의 설명에 필요한 도면을 간단히 소개한다. 아래의 설명 중의 도면이 본 명세서의 일부 예 또는 실시예일 뿐이며, 당업자가 창조적인 노력 없이 이러한 도면을 토대로 본 명세서를 다른 유사한 장면에 적용할 수 있다는 것은 자명하다. 이러한 예시적인 실시예는 관련 분야의 기술자가 본 명세서에 설명된 기술적 해결 수단을 더 잘 이해하고 구현할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 어떠한 방식으로 본 명세서의 범위를 제한하는 것이 아니라는 것은 이해해야 할 바이다. 언어 환경에서 명백하거나 달리 명시되지 않는 한, 도면 중의 동일한 부호는 동일한 구조 또는 작동을 나타낸다.
본 명세서의 일부 실시예는 2층 적층된 도전성 기판을 포함하는 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막을 제공하며, 해당 도전성 기판은 ITO, 은, 알루미늄 등 금속 화합물 함유의 도전성 필름 또는 유리 기판을 포함할 수 있고, 2층의 해당 도전성 기판 사이에는 다공성 미세 구조의 중합체 매트릭스가 끼워져 있으며, 다공성 미세 구조의 기공 크기는 0.1 ~ 100 미크론이고, 중합체 매트릭스의 미세 기공 공극에는 액정 방울 형태로 액정 재료가 분산되어 있으며, 해당 액정 재료가 분산되어 있는 액정 방울에는 수직 배향을 갖는 고분자 네트워크가 형성되어 있다. 수직 배향은 도전성 기판에 수직인 배향을 가리킨다.
본 명세서의 일부 실시예에 있어서, 제1 단계는 제1 반응을 나타내는 데 사용될 수 있고, 제1 반응은 제1 개시제가 제1 중합성 단량체의 광중합 반응 또는 열중합 반응을 유발하는 것을 포함하며, 제2 단계는 제2 반응을 나타내는 데 사용될 수 있고, 제2 반응은 제2 개시제가 제2 중합성 단량체의 광중합 반응 또는 열중합 반응을 유발하는 것을 포함한다. 전술한 표현 방식은 두 처리의 선후 관계를 제한하지 않는다.
중합체 매트릭스는 제1 중합성 단량체로부터 제1 단계의 광중합 또는 열중합을 통해 제조되고, 고분자 네트워크는 제2 중합성 단량체로부터 제2 단계의 광중합 또는 열중합을 통해 제조되며, 제2 중합성 단량체는 액정 재료 분자를 따라 전기장 방향으로 배향 배열될 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 제1 단계에서 광중합을 통해 중합체 매트릭스를 제조할 때, 제1 중합성 단량체는 자유라디칼 광중합 단량체 또는 양이온 광중합 단량체이다.
일부 실시예에 있어서, 제1 단계에서 열중합을 통해 중합체 매트릭스를 제조할 때, 제1 중합성 단량체는 열중합 단량체이다.
일부 실시예에 있어서, 제2 중합성 단량체는 막대형 단량체를 포함할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 막대형 단량체의 기하학적 형상은 막대형이며, 즉 가로와 세로에 따라 크기가 다르며, 막대형 단량체 분자의 종횡비는 1.1 ~ 10이고, 막대형 단량체 분자는 일정한 강성을 가지며, 일반적으로 단량체 분자의 중앙에 강성 구조가 있으며, 단량체 분자의 말단에는 쉽게 분극되는 그룹 또는 유연한 사슬이 포함되어 있다. 일부 실시예에 있어서, 강성 구조는 이중 결합, 삼중 결합 또는 벤젠 고리에 의해 형성된 공액 시스템일 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 강성 구조는 6원 고리, 6원 복소 고리, 5원 고리, 5원 복소 고리, 비페닐, 트리비페닐, 나프탈렌 고리 또는 안트라센 고리를 포함할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 강성 구조는 6원 고리, 6원 복소 고리, 5원 고리, 5원 복소 고리, 비페닐, 트리비페닐, 나프탈렌 고리 또는 안트라센 고리 등 중의 적어도 두 종류가 공유결합 또는 연결기 연결을 통해 형성된 큰 종횡비 구조를 포함할 수 있고, 연결기는 디메틸기, 에스테르기, 비닐기, 아세틸렌기, 아조 또는 시프 염기 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 막대형 단량체는 측기 그룹을 더 가질 수 있고, 시아노기, 메톡시기, 불소 또는 염소를 포함할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 막대형 단량체 분자 양측의 유연한 사슬(또는 유연한 꼬리 사슬이라고 칭함)은 홀수 또는 짝수 탄소수의 탄소 사슬일 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 막대형 단량체는 막대형 자유라디칼 광중합 단량체, 막대형 양이온 광중합 단량체 또는 막대형 열중합 단량체를 포함할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 제2 단계에서 광중합을 통해 고분자 네트워크를 제조할 때, 제2 중합성 단량체는, 막대형 자유라디칼 광중합 단량체, 막대형 양이온 광중합 단량체, 자유라디칼 광중합 단량체와 막대형 자유라디칼 광중합 단량체의 조합, 자유라디칼 광중합 단량체와 막대형 양이온 광중합 단량체의 조합, 양이온 광중합 단량체와 막대형 자유라디칼 광중합 단량체의 조합 또는 양이온 광중합 단량체와 막대형 양이온 광중합 단량체의 조합 중의 하나일 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 제2 단계에서 열중합을 통해 고분자 네트워크를 제조할 때, 제2 중합성 단량체는 막대형 열중합 단량체이거나 막대형 열중합 단량체와 열중합 단량체의 조합이다.
일부 실시예에 있어서, 자유라디칼 광중합 단량체는 아크릴레이트 단량체 및 알켄계 단량체 중의 한 종류 또는 여러 종류이고, 자외선의 조사 하에서 자유라디칼 중합을 수행할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 양이온 광중합 단량체는 비닐에테르 단량체, 에폭시 단량체 및 알켄계 단량체 중의 한 종류 또는 여러 종류이고, 자외선의 조사 하에서 양이온 중합을 수행할 수 있다.
재료 시스템에 따라 자외선의 바람직한 조사 강도와 조사 시간은 다르다.
일부 실시예에 있어서, 광중합의 자외선 강도는 0.01 ~ 100 mw/cm2를 포함할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 광중합의 자외선 강도는 0.1 ~ 90 mw/cm2를 포함할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 광중합의 자외선 강도는 1 ~ 200 mw/cm2를 포함할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 광중합의 자외선 강도는 5 ~ 70 mw/cm2를 포함할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 광중합의 자외선 강도는 10 ~ 60 mw/cm2를 포함할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 광중합의 자외선 강도는 20 ~ 50 mw/cm2를 포함할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 광중합의 자외선 강도는 30 ~ 40 mw/cm2를 포함할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 광중합의 자외선 조사 시간은 0.1 ~ 60 min을 포함할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 광중합의 자외선 조사 시간은 1 ~ 50 min을 포함할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 광중합의 자외선 조사 시간은 10 ~ 40 min을 포함할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 광중합의 자외선 조사 시간은 20 ~ 30 min을 포함할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 광중합의 자외선 강도는 5.0 mw/cm2일 수 있고, 조사 시간은 10 min이다.
일부 실시예에 있어서, 열중합 단량체는 가열 조건 하에서 열중합이 가능한 에폭시 단량체와 티올 또는 아민계 단량체의 혼합물, 또는 아미노기, 수산기, 카르복실기 또는 메르캅토기 등 함유의 단량체와 이소시아네이트 단량체의 혼합물이다.
일부 실시예에 있어서, 막대형 자유라디칼 광중합 단량체는 막대형 아크릴레이트 단량체 및 막대형 알켄계 단량체 중의 한 종류 또는 여러 종류이고, 자외선의 조사 하에서 자유라디칼 중합을 수행할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 막대형 양이온 광중합 단량체는 막대형 에폭시 단량체, 막대형 비닐에테르 단량체 및 막대형 비닐기 단량체 중의 한 종류 또는 여러 종류이고, 자외선의 조사 하에서 양이온 중합을 수행할 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 막대형 열중합 단량체는 막대형 에폭시 단량체, 막대형 티올 단량체의 혼합물, 또는아미노기, 수산기, 카르복실기 또는 메르캅토기 함유의 막대형 단량체와 막대형 이소시아네이트 단량체의 혼합물이고, 가열 조건 하에서 열중합을 수행할 수 있다.
본 명세서의 일부 실시예에 있어서, 막대형 자유라디칼 광중합 단량체로서 하기 구조식 중의 한 종류 또는 여러 종류를 선택할 수 있으며,
여기서, m, n는 1 ~ 20이고, x, y는 1 ~ 2이며, E, Q는 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 또는 알켄계 작용기이다.
본 명세서의 일부 실시예에 있어서, 막대형 양이온 광중합 단량체로서 하기 구조식 중의 한 종류 또는 여러 종류를 선택할 수 있으며,
여기서, m, n는 1 ~ 20이고, x, y는 1 ~ 2이며, E, Q는 비닐에테르 또는 에폭시 작용기이다.
본 명세서의 일부 실시예에 있어서, 막대형 열중합 단량체로서의 막대형 에폭시 및 막대형 티올 단량체는 하기 구조식 중의 한 종류 또는 여러 종류를 선택할 수 있으며,
여기서, m, n는 1 ~ 20이고, x, y는 1 ~ 2이다.
일부 실시예에 있어서, 액정 재료는 양의 유전 이방성을 갖는 레스텔릭 액정 재료이거나, 네마틱, 스멕틱 및 스멕틱-콜레스텔릭 상전이 특성을 갖는 액정 재료이다. 네마틱 액정 재료는 영생화칭(永生華淸)액정 재료 유한회사의 SLC-1717, SLC-7011, TEB30A 등, 독일 머크 액정 재료 회사의 E7, E44, E48, ZLI-1275 등과 같은 시장에서 판매되는 액정 재료를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 전술한 재료와 키랄 화합물?? 혼합하여 콜레스텔릭 액정 재료를 얻을 수 있으며, 그 중 키랄 화합물은 콜레스테롤 노나노에이트, CB15, C15, S811, R811, S1011, R1011 등 중의 한 종류 또는 여러 종류를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
일부 실시예에 있어서, 액정 재료는 분자 구조 (1) 중의 한 종류 또는 여러 종류를 포함할 수 있으며,
(1)
여기서, M, N는 탄소수 1 ~ 20의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 20의 알콕시기, 또는 탄소수 1 ~ 20의 실록산기, 시아노기, 에스테르기, 할로겐, 이소티오시안기 또는 니트로기이고,
A, B는 방향족 고리 또는 지환식 알킬기로서, 벤젠 고리, 6원 고리, 6원 복소 고리, 5원 고리, 5원 복소 고리, 디비페닐, 트리비페닐 및 나프탈렌 고리 중의 적어도 한 종류를 포함하고, A와 B는 공유결합 또는 연결기 Z로 연결되며,
A, B는 측기를 포함하거나 포함하지 않고, 측기는 할로겐, 시아노기 또는 메틸기이며,
x, y는 각각 0 ~ 4이고,
Z는 에스테르기, 알케닐기, 알칸기, 질소 이중결합 또는 에테르 결합이다.
본 명세서의 일부 실시예는 또한 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 제조 방법을 제공하는 바, 해당 방법은, 액정 재료, 제1 중합성 단량체, 제2 중합성 단량체, 제1 개시제, 제2 개시제 및 스페이서 입자를 혼합하여 균일한 혼합물을 얻는 단계 1); 혼합물을 적층된 2층 도전성 기판 사이에 충진하여 필름으로 제조하고, 제1 반응을 통해 다공성 미세 구조의 중합체 매트릭스를 형성하며, 중합체 매트릭스 내에 상기 액정 재료를 액정 방울 형태로 분산시키는 단계 2); 액정 재료 분자와 제2 중합성 단량체 분자가 수직 배향 되도록 필름에 전기장을 인가하고, 제2 반응을 통해 액정 방울에 수직 배향 고분자 네트워크를 형성하여 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막을 제조하는 단계 3)를 포함한다.
제1 반응은 중합체 매트릭스를 제조하기 위한 반응이다. 일부 실시예에 있어서, 제1 반응은 제1 개시제가 제1 중합성 단량체의 광중합 반응 또는 열중합 반응을 유발하는 것을 포함한다.
제2 반응은 고분자 네트워크를 제조하기 위한 반응이다. 일부 실시예에 있어서, 제2 반응은 제2 개시제가 제2 중합성 단량체의 광중합 반응 또는 열중합 반응을 유발하는 것을 포함한다
본 명세서의 일부 실시예는 제1 반응과 제2 반응에 의해 형성되는 2단계 중합 방법(즉 제1 단계와 제2 단계에 의해 형성되는 2단계 중합 방법)을 제안하여 PDLC 필름의 우수한 역학적 가공 성능과 PSLC 필름의 낮은 구동 전압을 겸비한 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막을 구축하며, 이의 특징은 2단계 중합 방법을 사용하고 중합체 매트릭스 내에 수직 배향의 고분자 네트워크의 미시적 형태를 형성한 것이다. 그 중, 미세 구조를 갖는 중합체 매트릭스는 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 우수한 역학적 가공 성능을 보장하며, 또한 기공에 존재하는 수직 배향 고분자 네트워크는 전기장 작용 하에서의 액정 분자의 배향 난이도를 감소시켜 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 구동 전압을 감소시킨다. 이해해야 할 점은, 제1 반응은 중합체 매트릭스를 제조하기 위한 것인 바 즉 제1 단계에서 중합체 매트릭스를 제조하며, 제2 반응은 고분자 네트워크를 제조하기 위한 것인 바 즉 제2 단계에서 고분자 네트워크를 제조한다.
본 명세서의 일부 실시예와 관련된 2단계 중합 방법은 각각 광-광 2단계 중합, 광-열 2단계 중합, 열-광 2단계 중합 및 열-열 2단계 중합을 포함하는 네 종류의 경로를 포함할 수 있다.
광-광 2단계 중합은 제1 단계에서 광중합에 의해 중합체 매트릭스를 제조하고 제2 단계에서 광중합에 의해 고분자 네트워크를 제조하는 것을 가리킨다. 일부 실시예에 있어서, 광-광 2단계 중합을 사용할 때, 제1 중합성 단량체는 자유라디칼 광중합 단량체 또는 양이온 광중합 단량체이고, 제2 중합성 단량체는, 막대형 자유라디칼 광중합 단량체, 막대형 양이온 광중합 단량체, 자유라디칼 광중합 단량체와 막대형 자유라디칼 광중합 단량체의 조합, 자유라디칼 광중합 단량체와 막대형 양이온 광중합 단량체의 조합, 양이온 광중합 단량체와 막대형 자유라디칼 광중합 단량체의 조합 또는 양이온 광중합 단량체와 막대형 양이온 광중합 단량체의 조합 중의 하나이다.
광-열 2단계 중합은 제1 단계에서 광중합에 의해 중합체 매트릭스를 제조하고 제2 단계에서 열중합에 의해 고분자 네트워크를 제조하는 것을 가리킨다. 일부 실시예에 있어서, 광-열 2단계 중합을 사용할 때, 제1 중합성 단량체는 자유라디칼 광중합 단량체 또는 양이온 광중합 단량체이고, 제2 중합성 단량체는 막대형 열중합 단량체이거나 막대형 열중합 단량체와 열중합 단량체의 조합이다.
열-광 2단계 중합은 제1 단계에서 열중합에 의해 중합체 매트릭스를 제조하고 제2 단계에서 광중합에 의해 고분자 네트워크를 제조하는 것을 가리킨다. 일부 실시예에 있어서, 열-광 2단계 중합을 사용할 때, 제1 중합성 단량체는 열중합 단량체이고, 제2 중합성 단량체는, 막대형 자유라디칼 광중합 단량체, 막대형 양이온 광중합 단량체, 자유라디칼 광중합 단량체와 막대형 자유라디칼 광중합 단량체의 조합, 자유라디칼 광중합 단량체와 막대형 양이온 광중합 단량체의 조합, 양이온 광중합 단량체와 막대형 자유라디칼 광중합 단량체의 조합 또는 양이온 광중합 단량체와 막대형 양이온 광중합 단량체의 조합 중의 하나이다.
열-열 2단계 중합은 제1 단계에서 열중합에 의해 중합체 매트릭스를 제조하고 제2 단계에서 열중합에 의해 고분자 네트워크를 제조하는 것을 가리킨다. 일부 실시예에 있어서, 열-열 2단계 중합을 사용할 때, 제1 중합성 단량체는 열중합 단량체이고, 제2 중합성 단량체는 막대형 열중합 단량체, 또는 막대형 열중합 단량체와 열중합 단량체의 조합이다.
전술한 네 종류의 제조 경로에서, 광-열 2단계 중합에 의해 복합 재료 필름을 제조하는 기술 경로는 도 3에 도시된 바와 같다. 또한, 광-광 2단계 중합, 열-광 2단계 중합 및 열-열 2단계 중합에 의해 복합 재료 필름을 제조하는 기술 경로도의 원리는 도 3과 유사하며, 여기서는 일일이 예시하지 않는다.
일부 실시예에 있어서, 단계 1)에서 혼합물을 제조하는 데 사용되는 액정 재료, 제1 중합성 단량체 및 제2 중합성 단량체의 원료의 중량부 비율은, 액정 재료가 10.0 ~ 95.0 중량부이고, 제1 중합성 단량체가 5.0 ~ 80.0 중량부이며, 제2 중합성 단량체가 0.1 ~ 40.0 중량부이다.
수직 배향 고분자 네트워크는 다공성 미세 구조의 기공 크기에 의해 제한되므로, 액정 재료, 제1 중합성 단량체 및 제2 중합성 단량체 중 각 재료의 종류 또는 비율을 변경하여 중합체 매트릭스 내의 미세 기공 크기를 조정할 수 있으며, 나아가 수직 배향을 형성하는 고분자 네트워크의 함량과 밀도의 조정을 구현하며, 이리하여 상이한 구동 전압 및 전기 광학적 성능을 갖는 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막을 제조할 수 있어 상이한 사용 수요를 충족시킬 수 있다.
실제 적용에서, 미세 구조를 갖는 중합체 매트릭스의 기공 크기는 0.1 ~ 1미크론, 1 ~ 10 미크론, 10 ~ 20 미크론, 20 ~ 40 미크론, 40 ~ 60 미크론, 60 ~ 80 미크론, 80 ~ 100 미크론과 같은 다양한 범위의 값을 선택할 수 있으며, 상응한 수직 배향 고분자 네트워크도 이러한 기공 내에 제한된다. 일부 실시예에 있어서, 미세 구조를 갖는 중합체 매트릭스의 기공 크기는 10 미크론 미만인 것이 바람직하다.
본 명세서의 일부 실시예에 의해 제공되는 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막에서, 액정 재료는 액정 방울의 형태로 중합체 매트릭스 내에 분산되며, 즉 중합체 매트릭스는 복수의 미세 기공의 미세 구조를 갖는다. 액정 방울이 위치한 미세 영역에는 고분자 네트워크이 있으며, 이러한 미세 구조를 기반으로 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막이 PDLC 필름의 장점을 갖도록 하며, 즉 우수한 박리 강도 및 대면적 우연 가공의 장점을 가지는 동시에 PSLC 필름의 장점도 가지며 즉 우수한 전기-광학적 성능을 갖는다.
당업자가 본 명세서의 일부 기술적 해결 수단을 더 잘 이해할 수 있도록 하기 위해, 이하에서는 구체적인 실시예를 통해 본 명세서의 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막을 제조하는 기술적 해결 수단을 더 상세히 설명한다.
다음의 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1에서는 모두 콜레스텔릭의 액정 재료로서 상용화 액정 SLC1717과 키랄 화합물 S811의 혼합물이 선택되었으며 비율은 94 : 6이다. 또한, 다음의 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1는 모두 실온 환경 하에서 실시되었으며, 사용된 중합성 단량체(제1 중합성 단량체와 제2 중합성 단량체), 개시제(제1 개시제와 제2 개시제)의 약칭 및 구조식은 도 4 ~ 8을 참조한다.
실시예 1
실시예 1에서는 광-열 2단계 중합을 사용한다. 선택된 액정 재료, 제1 중합성 단량체, 제2 중합성 단량체, 제1 개시제, 제2 개시제 및 스페이서 입자의 명칭과 비율은 표 1에 나타낸 바와 같으며, 혼합물의 총 질량은 15 g이다. 표 1의 재료를 실온에서 교반하여 등방성 액체를 형성하고, 균일하게 혼합하며, 산화인듐주석이 도금된 두 개의 ITO 도전성 플라스틱 필름 사이에 끼우고, ITO 도전성 플라스틱 필름의 크기는 0.4*0.4 m²이며, 롤러로 고르게 눌러 필름을 형성한다. 이 필름을 실온에서 365 nm 파장의 자외선으로 조사하는 바, 자외선 강도가 5.0 mw/cm2이고, 조사 시간이 10 min이며, 제1차 중합(광중합)을 수행한다. 이어서 필름에 100 V 전압을 인가한 후 70 °C 오븐에 5 h 방치하여 제2차 중합(열중합)을 수행하여 본 명세서의 본 실시예의 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막을 얻는다.
액정 종합 시험기에 의해 실시예 1에서 제조한 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막을 측정하여 전기-광도 그래프를 얻는 바, 도 9의 솔리드 정삼각형 그래프에 도시된 바와 같다. 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막을 시클로헥산에 침지하여 액정 재료를 제거하고 건조하여 얻은 주사 전자 현미경 사진은 도 10에 도시된 바와 같다.
도 9에서, 횡좌표는 전압값이고, 종좌표는 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 투과율이다. 도 9의 솔리드 정삼각형 그래프가 나타내는 것은 실시예 1에서 얻은 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 전기-광도 그래프이며, 실시예 1에 대응하는 전기-광도 그래프의 구동 전압은 약 25 V이고, 전압이 100 V일 때 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 투과율은 94 %이다. 실시예 1에서 얻은 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막은 낮은 구동 전압을 갖는다.
도 10에서 알 수 있다시피, 실시예 1에서 광-열 2단계 중합으로 얻은 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막은 다공성 미세 구조의 기공에 수직 배향 고분자 네트워크를 구축할 수 있으며, 고분자 네트워크는 수직 배향 효과가 우수하고 폴러머 메쉬 내에 대량 존재한다.
실시예 1의 원료별 배합표
원료 유형 명칭 비율(%)
액정 재료 액정 재료 LC 58.5
제1 중합성 단량체 아크릴레이트 단량체 1 HPMA 16.8
아크릴레이트 단량체 2 LMA 11.2
아크릴레이트 단량체 3 PEGDA600 4.2
아크릴레이트 단량체 4 Bis-EMA15 2.8
제1 개시제 광개시제 651 0.3
제2 개시제 열개시제 DMP-30 0.2
제2 중합성 단량체 막대형 에폭시 단량체 E4M 3.0
막대형 티올 단량체 S4M 3.0
스페이서 입자 유리 마이크로비즈 20μm 유리 마이크로비즈 0.2
실시예 2
실시예 2에서는 광-광 2단계 중합을 사용한다. 선택된 액정 재료, 제1 중합성 단량체, 제2 중합성 단량체, 제1 개시제, 제2 개시제 및 스페이서 입자의 명칭과 비율은 표 2에 나타낸 바와 같으며, 혼합물의 총 질량은 15 g이다. 표 2의 원료를 실온(25 °C)에서 교반하여 등방성 액체를 형성하고, 균일하게 혼합하며, 산화인듐주석이 도금된 두 개의 ITO 도전성 플라스틱 필름 사이에 끼우고, ITO 도전성 플라스틱 필름의 크기는 0.4*0.4 m²이며, 롤러로 고르게 눌러 필름을 형성한다. 이 필름을 실온(25 °C)에서 365 nm 파장의 자외선으로 조사하는 바, 자외선 강도가 5.0 mw/cm2이고, 조사 시간이 3 ~ 5 min이며, 제1차 중합(광중합)을 수행한다. 이어서 필름에 100 V 전압을 인가한 후 25 °C 조건 하에서 254 nm 파장의 자외선으로 조사하는 바, 자외선 강도가 5.0 mw/cm2이고, 조사 시간이 30 min이며, 제2차 중합(광중합)을 수행하여 본 명세서의 본 실시예의 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막을 얻는다.
액정 종합 시험기에 의해 실시예 2에서 제조한 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막을 측정하여 전기-광도 그래프를 얻는 바, 도 9의 솔리드 원형 그래프에 도시된 바와 같다. 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막 중의 액정 재료를 침지에 의해 제거하고 건조하여 얻은 주사 전자 현미경 사진은 도 11에 도시된 바와 같다.
도 9의 솔리드 원형 그래프가 나타내는 것은 실시예 2에서 얻은 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 전기-광도 그래프이며, 실시예 2에 대응하는 전기-광도 그래프의 구동 전압은 약 25 V이고, 전압이 100 V일 때 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 투과율은 90 %이다. 실시예 2에서 얻은 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막은 낮은 구동 전압을 갖지만, 동일한 전압 하에서 이의 투과율은 실시예 1에서 얻은 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 투과율보다 낮으며, 실시예 1의 광-열중합이 실시예 2의 광-광중합에 비해 얻어진 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 전기 광학적 성능이 더욱 우수함을 알 수 있다.
도 11에서 알 수 있다시피, 실시예 2에서 광-광 2단계 중합으로 얻은 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막은 다공성 미세 구조의 기공에 수직 배향 고분자 네트워크를 구축할 수 있다.
실시예 2의 원료별 배합표
원료 유형 명칭 비율(%)
액정 재료 액정 재료 LC 59.5
제1 중합성 단량체 아크릴레이트 단량체 1 HPMA 16.8
아크릴레이트 단량체 2 LMA 11.2
아크릴레이트 단량체 3 PEGDA600 4.2
아크릴레이트 단량체 4 Bis-EMA15 2.8
제1 개시제 자유라디칼 개시제 651 0.3
제2 개시제 양이온 개시제 UV6976 0.2
제2 중합성 단량체 막대형 에폭시 단량체 E4M 5.0
스페이서 입자 유리 마이크로비즈 20μm 유리 마이크로비즈 0.2
실시예 3
실시예 3에서는 열-열 2단계 중합을 사용한다. 선택된 액정 재료, 제1 중합성 단량체, 제2 중합성 단량체, 개시제 및 스페이서 입자의 명칭과 비율은 표 3에 나타낸 바와 같으며, 혼합물의 총 질량은 15 g이다. 표 3의 원료를 실온(25 °C)에서 교반하여 등방성 액체를 형성하고, 균일하게 혼합하며, 이어서 산화인듐주석이 도금된 두 개의 ITO 도전성 플라스틱 필름 사이에 끼우고, ITO 도전성 플라스틱 필름의 크기는 0.4*0.4 m²이며, 롤러로 고르게 눌러 필름을 형성한다. 이 필름을 50 °C 오븐에 1 h 방치하여 제1차 중합(열중합)을 수행한다. 이어서 필름에 100 V전압을 인가하고 80 °C 오븐에 3 h 방치하여 제2차 중합(열중합)을 수행하여 본 명세서의 본 실시예의 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막을 얻는다.
액정 종합 시험기에 의해 실시예 3에서 제조한 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막을 측정하여 전기-광도 그래프를 얻는 바, 도 9의 솔리드 역삼각형 그래프에 도시된 바와 같다. 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막 중의 액정 재료를 침지에 의해 제거하고 건조하여 얻은 주사 전자 현미경 사진은 도 12에 도시된 바와 같다.
도 9의 솔리드 역삼각형 그래프에 도시된 바와 같이, 실시예 3에서 얻은 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막에 대응하는 전기-광도 그래프의 구동 전압은 약 21 V이고, 전압이 100 V일 때 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 투과율은 97 %이다. 실시예 3에서 얻은 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막은 낮은 구동 전압을 가지며, 이의 구동 전압은 실시예 1와 실시예 2에서 얻은 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 구동 전압보다 낮으며, 실시예 3의 열-열중합으로 얻은 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 전기 광학적 성능이 우수함을 알 수 있다. 그러나 실제 생산 공정에서 광중합의 단계는 열중합의 단계보다 조작이 더 편리하고 간단하며, 종합적으로 고려하면 실시예 1의 광-열중합이 실시예 3의 열-열중합보다 실제 산업 생산에 더 적합함을 알 수 있다.
도 12에서 알 수 있다시피, 실시예 3에서 열-열 2단계 중합으로 얻은 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막은 다공성 미세 구조의 기공에 수직 배향 고분자 네트워크를 구축할 수 있다.
실시예 3의 원료별 배합표
원료 유형 명칭 비율(%)
액정 재료 액정 재료 LC 35.8
제1 중합성 단량체 에폭시 단량체 1 NDGA 4.1
에폭시 단량체 2 PGDE 12.3
에폭시 단량체 3 E44 4.1
티올 단량체 4 Capcure3800 39.0
개시제 열개시제 DMP-30 1.0
제2 중합성 단량체 막대형 에폭시 단량체 E4M 2.0
막대형 티올 단량체 S4M 2.0
스페이서 입자 유리 마이크로비즈 20μm 유리 마이크로비즈 0.2
설명해야 할 점은, 본 실시예 3의 제조 경로는 열-열 2단계 중합이며, 2단계 열로 유발한 중합에 사용되는 제1 개시제와 제2 개시제는 동일 종류의 개시제이다.
비교예 1
선택된 액정 재료, 아크릴레이트 단량체, 개시제 및 유리 마이크로비즈의 명칭과 비율은 표 4에 나타낸 바와 같으며, 혼합물의 총 질량은 35 g이다. 표의 샘플을 실온(25 °C)에서 교반하여 등방성 액체를 ?O성하고, 균일하게 혼합하며, 산화인듐주석(ITO)이 도금된 두 개의 ITO 도전성 플라스틱 필름 사이에 끼우며, ITO 도전성 플라스틱 필름의 크기는 1*1 m²이며, 롤러로 고르게 눌러 필름을 형성한다. 이 필름을 실온(25 °C)에서 365 nm 파장의 자외선으로 조사하는 바, 자외선 강도가 5.0 mW/cm2이고, 조사 시간이 10 min이며, 복합 재료 필름을 얻는다.
비교예 1의 원료별 배합표
유형 명칭 비율(%)
액정 LC 64.7
아크릴레이트 단량체 HPMA 16.8
아크릴레이트 단량체 2 LMA 11.2
아크릴레이트 단량체 3 PEGDA600 4.2
아크릴레이트 단량체 4 Bis-EMA15 2.8
개시제 651 0.3
유리 마이크로비즈 20μm 유리 마이크로비즈 0.2
액정 종합 시험기에 의해 비교예 1에서 제조한 복합 재료 필름의 전기-광도 그래프를 얻는 바, 도 9의 솔리드 정사각형 그래프에 도시된 바와 같다.
도 9의 정사각형 그래프가 나타내는 것은 비교예 1에서 얻은 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 전기-광도 그래프이며, 비교예 1에 대응하는 전기-광도 그래프의 구동 전압은 약 27 V이고, 전압이 100 V일 때 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 투과율은 75 %이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 실시예 1, 2 및 3과 비교예 1의 비교로부터 알 수 있다시피, 실시예 1, 2 및 3의 구동 전압은 비교예 1의 구동 전압보다 현저히 작으며, 본 명세서의 일부 실시예의 재료가 복합 전자 제어 조광막의 구동 전압을 더 잘 감소시키는 효과가 있음을 알 수 있다.
비교예 2
비교예 2에서는 광-열 2단계 중합을 사용한다. 선택된 액정 재료, 제1 중합성 단량체, 제2 중합성 단량체, 제1 개시제, 제2 개시제 및 스페이서 입자의 명칭과 비율은 표 1에 나타낸 바와 같으며, 혼합물의 총 질량은 15 g이다. 표 1의 재료를 실온에서 교반하여 등방성 액체를 형성하고, 균일하게 혼합하며, 산화인듐주석이 도금된 두 개의 ITO 도전성 플라스틱 필름 사이에 끼우며, ITO 도전성 플라스틱 필름의 크기는 0.4*0.4 m²이며, 롤러로 고르게 눌러 필름을 형성한다. 이 필름을 실온에서 365 nm 파장의 자외선으로 조사하는 바, 자외선 강도가 5.0 mw/cm2이고, 조사 시간이 10 min이며, 제1차 중합(광중합)을 수행한다. 이어서 필름에 100 V 전압을 인가한 후 70 °C 오븐에 5 h 방치하여 제2차 중합(열중합)을 수행하여 본 명세서의 본 실시예의 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막을 얻는다.
액정 종합 시험기에 의해 비교예 2에서 제조한 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막을 측정하여 전기-광도 그래프를 얻는 바, 도 13의 솔리드 정사각형 그래프에 도시된 바와 같다. 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막을 시클로헥산에 침지하여 액정 재료를 제거하고 건조하여 얻은 주사 전자 현미경 사진은 도 14에 도시된 바와 같다.
비교예 2의 원료별 배합표
원료 유형 명칭 비율(%)
액정 재료 액정 재료 LC 58.5
제1 중합성 단량체 아크릴레이트 단량체 1 HPMA 16.8
아크릴레이트 단량체 2 LMA 11.2
아크릴레이트 단량체 3 PEGDA600 4.2
아크릴레이트 단량체 4 Bis-EMA15 2.8
제1 개시제 광개시제 651 0.3
제2 개시제 열개시제 DMP-30 0.2
제2 중합성 단량체 막대형 에폭시 단량체 E4M 3.0
비막대형 티올 단량체 Capcure3800 3.0
스페이서 입자 유리 마이크로비즈 20μm 유리 마이크로비즈 0.2
도 13에서, 횡좌표는 전압값이고, 종좌표는 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 투과율이다. 도 13의 솔리드 정사각형 그래프에 도시된 바와 같이, 실시예 1에 대응하는 전기-광도 그래프의 구동 전압은 약 25 V이고, 전압이 100 V일 때 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 투과율은 94 %이다. 도 13의 솔리드 원형 그래프에 도시된 바와 같이, 비교예 2에 대응하는 전기-광도 그래프의 구동 전압은 약 43 V이고, 전압이 100 V일 때 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 투과율은 80 %이다.
실시예 1과 비교예 2를 비교 분석한 결과, 도 13에서 알 수 있다시피, 실시예 1에서 얻은 복합 전자 제어 조광막의 구동 전압은 비교예 2에서 얻은 복합 전자 제어 조광막의 구동 전압보다 현저히 작다. 따라서, 비교예 2에서 제2 중합성 단량체로서 막대형 단량체(즉 막대형 에폭시 단량체와 비막대형 티올 단량체를 사용)만을 부분적으로 사용하는 것에 비해, 실시예 1에서 제2 중합성 단량체로서 모두 막대형 단량체(즉 막대형 에폭시 단량체와 막대형 티올 단량체)를 사용하는 것이 복합 전자 제어 조광막의 구동 전압을 낮추는 데 더 나은 효과가 있다.
실시예 2에 대응하는 도 14와 실시예 1에 대응하는 도 10의 비교에서 알 수 있다시피, 비교예 2에서 제2 중합성 단량체로서 막대형 에폭시 단량체와 비막대형 티올 단량체를 사용하여 얻은 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막은 대량의 수직 배향 고분자 네트워크를 잘 구축하지 못하며, 광-열중합 반응에서 제2 중합성 단량체로서 막대형 에폭시 단량체와 막대형 티올 단량체(즉 모든 제2 중합성 단량체가 모두 막대형 단량체를 사용)을 사용하면 좋은 배향과 많은 수의 수직 고분자 네트워크를 형성할 수 있으며, 수직 고분자 네트워크는 복합 전자 제어 조광막을 구동 전압이 낮고 전기 광학 성능이 더 우수하도록 할 수 있다는 것을 설명한다.
위에서 알 수 있다시피, 비교예 2에서는 제2 단계 중합시 막대형 에폭시 단량체와 비막대형 티올 단량체를 사용하고, 수직 배향을 형성하는 고분자 네트워크의 저장량이 적으며, 액정 분자 배향에 대한 도움이 감소하여 구동 전압을 잘 낮출 수 없고 구동 전압이 실시예 1의 구동 전압보다 높아진다. 실시예 1에서는 제2 단계 중합시 막대형 에폭시 단량체와 막대형 티올 단량체의 조합을 사용하고, 이러한 두 종류의 단량체는 제1 단계 자외선 광중합시 반응이 유발되지 않으며, 제2 단계 가열 중합시 충분히 반응하여 배향이 양호하고 많은 수의 수직 고분자 네트워크를 형성할 수 있다. 이러한 수직 고분자 네트워크는 조광막의 전기장 인가 과정에서 액정 분자가 전기장 방향으로 배향 배열될 때 받는 고분자 집단 고정력을 감소시켜 구동 전압을 낮출 수 있도록 도와, 실시예 1에서 얻은 복합 전자 제어 조광막이 양호한 전기 광학 성능을 갖도록 한다.
기존의 액정/고분자 복합 조광막 제조 기술은 때때로 자외선 광중합 또는 열중합과 같은 별도의 1단계 중합으로 제조된다. 1단계 방법으로 PDLC 다공성 중합체 매트릭스를 구축하면, 한편으로는 액정 분자의 배향에 더 큰 고정력을 가지므로 필름의 광학 상태 변환에 필요한 구동 전압을 증가시켜 실제 사용에 도움이 되지 않는다. 다른 한편으로는, 별도의 1단계 방법에 비해 제조 공정과 조정 수단이 상대적으로 단일하여 복합 조광막의 미시적 형태의 조정에 도움이 되지 않는다.
본 명세서의 일부 실시예의 액정/고분자 복합 조광막의 제조 방법은 2단계 중합 방법을 사용하는 바, 먼저 제1 단계 중합 반응 통해 기존 기술의 PDLC와 유사한 다공성 미세 구조의 중합체 매트릭스를 구축한 후, 제2 단계 중합 반응 통해 다공성 미세 구조의 기공에 수직 배향 고분자 네트워크를 구축하여 독특한 복합 미세 구조를 구현한다. 한편으로 이러한 복합 미세 구조는 액정 분자에 대한 중합체 매트릭스의 배향시 고정력을 효과적으로 감소시켜 필름의 구동 전압을 감소시키는 효과를 발휘할 수 있다. 다른 한편으로는 2단계 중합 방법 제조 과정과 조정 수단이 더 풍부하여 중합 조건과 중합 과정을 변경하여 필름의 복합 미세 구조를 보다 상세하고 효과적으로 조정할 수 있다.
또한, 본 명세서의 일부 실시예의 액정/고분자 복합 조광막의 2단계 중합 방법 중의 제1 단계 중합 반응과 제2 단계 중합 반응은 각각 상이한 폴리머 단량체 재료 시스템을 사용할 수 있으며, 예를 들어 광-열 2단계 중합시, 전자(前者)의 제1 중합성 단량체는 자유라디칼 광중합 단량체 또는 양이온 광중합 단량체이고, 후자(後者)의 제2 중합성 단량체는 막대형 열중합 단량체이다. 따라서 제1 단계 광중합 과정에서 제2 중합성 단량체는 반응에 참여하지 않으므로 제1 단계와 제2 단계 중합 반응이 분리될 수 있다. 이를 바탕으로, 제1 단계 중합 조건(자외선 강도, 조사 시간 등)을 제어하여 제1 중합성 단량체가 충분히 반응하고 시스템에 소분자 단량체가 남아 필름의 각 성능을 파괴하지 않으며, 동시에 제2 중합성 단량체도 제1 단계 중합 반응에 참여하지 않으며, 제1 단계 중합 후 구성된 다공성 중합체 매트릭스가 막대형 또는 액정성 단량체 분자를 갖지 않도록 보장하며, 즉 액정 분자는 더 낮은 고정력을 갖고 구동 전압을 낮추는 데 더 나은 효과가 있다.
위에서는 기본 개념에 대해 설명하였으며, 믈론 상술한 발명의 개시는 당업자에거 예시적인 것일 뿐, 본 명세서를 제한하지 않는다. 여기서는 명확히 설명되어 있지 않지만, 당업자는 본 명세서에 대해 다양한 보정, 개선 및 수정을 수행할 수 있다. 이러한 종류의 보정, 개선 및 수정은 본 명세서에서 건의되었으므로, 이러한 종류의 보정, 개선 및 수정은 여전히 본 명세서의 예시적인 실시예의 요지와 범위 내에 속한다.

Claims (17)

  1. 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막에 있어서,
    액정 재료, 중합체 매트릭스 및 2층 도전성 기판을 포함하며,
    상기 중합체 매트릭스는 상기 2층 도전성 기판 사이에 끼워지고, 상기 중합체 매트릭스는 다공성 미세 구조를 가지며,
    상기 액정 재료는 상기 중합체 매트릭스 내에 분산되어 액정 방울을 형성하고, 상기 액정 방울은 수직 배향 고분자 네트워크를 갖는 것을 특징으로 하는 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중합체 매트릭스는 제1 중합성 단량체로부터 광중합을 통해 제조되고, 상기 제1 중합성 단량체는 자유라디칼 광중합 단량체 또는 양이온 광중합 단량체이며,
    상기 고분자 네트워크는 제2 중합성 단량체로부터 열중합을 통해 제조되고, 상기 제2 중합성 단량체는 액정 재료 분자를 따라 전기장 방향으로 배향 배열될 수 있으며, 상기 제2 중합성 단량체는 막대형 열중합 단량체이거나 막대형 열중합 단량체와 열중합 단량체의 조합인 것을 특징으로 하는 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중합체 매트릭스는 제1 중합성 단량체로부터 광중합을 통해 제조되고, 상기 제1 중합성 단량체는 자유라디칼 광중합 단량체 또는 양이온 광중합 단량체이며,
    상기 고분자 네트워크는 제2 중합성 단량체로부터 광중합을 통해 제조되고, 상기 제2 중합성 단량체는 액정 재료 분자를 따라 전기장 방향으로 배향 배열될 수 있으며, 상기 제2 중합성 단량체는, 막대형 자유라디칼 광중합 단량체, 막대형 양이온 광중합 단량체, 자유라디칼 광중합 단량체와 막대형 자유라디칼 광중합 단량체의 조합, 자유라디칼 광중합 단량체와 막대형 양이온 광중합 단량체의 조합, 양이온 광중합 단량체와 막대형 자유라디칼 광중합 단량체의 조합 또는 양이온 광중합 단량체와 막대형 양이온 광중합 단량체의 조합 중의 하나인 것을 특징으로 하는 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 중합체 매트릭스는 제1 중합성 단량체로부터 열중합을 통해 제조되고, 상기 제1 중합성 단량체는 열중합 단량체이며,
    상기 고분자 네트워크는 제2 중합성 단량체로부터 광중합을 통해 제조되고, 상기 제2 중합성 단량체는 액정 재료 분자를 따라 전기장 방향으로 배향 배열될 수 있으며, 상기 제2 중합성 단량체는, 막대형 자유라디칼 광중합 단량체, 막대형 양이온 광중합 단량체, 자유라디칼 광중합 단량체와 막대형 자유라디칼 광중합 단량체의 조합, 자유라디칼 광중합 단량체와 막대형 양이온 광중합 단량체의 조합, 양이온 광중합 단량체와 막대형 자유라디칼 광중합 단량체의 조합 또는 양이온 광중합 단량체와 막대형 양이온 광중합 단량체의 조합 중의 하나인 것을 특징으로 하는 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중합체 매트릭스는 제1 중합성 단량체로부터 열중합을 통해 제조되고, 상기 제1 중합성 단량체는 열중합 단량체이며,
    상기 고분자 네트워크는 제2 중합성 단량체로부터 열중합을 통해 제조되고, 상기 제2 중합성 단량체는 액정 재료 분자를 따라 전기장 방향으로 배향 배열될 수 있으며, 상기 제2 중합성 단량체는 막대형 열중합 단량체이거나 막대형 열중합 단량체와 열중합 단량체의 조합인 것을 특징으로 하는 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자유라디칼 광중합 단량체는 자외선의 조사 하에서 자유라디칼 중합이 가능한 아크릴레이트 단량체 또는 알켄계 단량체 중의 한 종류 또는 여러 종류이고,
    상기 양이온 광중합 단량체는 자외선의 조사 하에서 양이온 중합이 가능한 알켄계 단량체, 비닐에테르 단량체 및 에폭시 단량체 중의 한 종류 또는 여러 종류이며,
    상기 막대형 자유라디칼 광중합 단량체는 자외선의 조사 하에서 자유라디칼 중합이 가능한 막대형 아크릴레이트 단량체 또는 막대형 알켄계 단량체 중의 한 종류 또는 여러 종류이고,
    상기 막대형 양이온 광중합 단량체는 자외선의 조사 하에서 양이온 중합이 가능한 막대형 에폭시 단량체, 막대형 비닐에테르 단량체 및 막대형 알켄계 단량체 중의 한 종류 또는 여러 종류이며,
    상기 열중합 단량체는 가열 조건 하에서 열중합이 가능한 에폭시 단량체와 티올 또는 아민계 단량체의 혼합물이거나, 아미노기, 수산기, 카르복실기 또는 메르캅토기 등 함유의 단량체와 이소시아네이트 단량체의 혼합물이고,
    상기 막대형 열중합 단량체는 가열 조건 하에서 열중합이 가능한 막대형 에폭시 단량체와 막대형 티올계 또는 막대형 아민계 단량체의 혼합물이거나, 아미노기, 수산기, 카르복실기 또는 메르캅토기 함유의 막대형 단량체와 막대형 이소시아네이트 단량체의 혼합물인 것을 특징으로 하는 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 액정 재료는 양의 유전 이방성을 갖는 콜레스텔릭 액정 재료이거나, 네마틱, 스멕틱 및 스멕틱-콜레스텔릭 상전이 특성을 갖는 액정 재료인 것을 특징으로 하는 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 액정 재료는 분자 구조 (1) 중의 한 종류 또는 여러 종류를 포함하며,
    (1)
    여기서, M, N는 탄소수 1 ~ 20의 알킬기, 또는 탄소수 1 ~ 20의 알콕시기, 또는 탄소수 1 ~ 20의 실록산기, 시아노기, 에스테르기, 할로겐, 이소티오시안기 또는 니트로기이고,
    A, B는 방향족 고리 또는 지환식 알킬기로, 벤젠 고리, 6원 고리, 6원 복소 고리, 5원 고리, 5원 복소 고리, 디비페닐, 트리비페닐 및 나프탈렌 고리 중의 적어도 한 종류를 포함하고, A와 B는 공유결합 또는 연결기 Z로 연결되며,
    A, B는 측기를 포함하거나 포함하지 않고, 상기 측기는 할로겐, 시아노기 또는 메틸기이며,
    x, y는 각각 0 ~ 4이고,
    Z는 에스테르기, 알케닐기, 알칸기, 질소 이중결합 또는 에테르 결합인 것을 특징으로 하는 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 중합체 매트릭스 중의 미세 기공 크기는 0.1 ~ 100 미크론인 것을 특징으로 하는 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 기판은 ITO, 은, 알루미늄 등 금속 화합물 함유의 도전성 필름 또는 유리 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막.
  11. 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 제조 방법에 있어서,
    1）액정 재료, 제1 중합성 단량체, 제2 중합성 단량체, 제1 개시제, 제2 개시제 및 스페이서 입자를 혼합하여 균일한 혼합물을 얻는 단계;
    2）상기 혼합물을 적층된 2층 도전성 기판 사이에 충진하여 필름으로 제조하고, 제1 반응을 통해 다공성 미세 구조의 중합체 매트릭스를 형성하며, 상기 중합체 매트릭스 내에 상기 액정 재료를 액정 방울 형태로 분산시키는 단계;
    3）상기 액정 재료 분자와 상기 제2 중합성 단량체 분자가 수직 배향 되도록 필름에 전기장을 인가하고, 제2 반응을 통해 액정 방울에 수직 배향 고분자 네트워크를 형성하여 상기 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 반응은 상기 제1 개시제가 상기 제1 중합성 단량체의 광중합 반응을 유발하는 것을 포함하고, 상기 제1 중합성 단량체는 자유라디칼 광중합 단량체 또는 양이온 광중합 단량체이며,
    상기 제2 반응은 상기 제2 개시제가 상기 제2 중합성 단량체의 열중합 반응을 유발하는 것을 포함하고, 상기 제2 중합성 단량체는 상기 액정 재료 분자를 따라 전기장 방향으로 배향 배열될 수 있으며, 상기 제2 중합성 단량체는 막대형 열중합 단량체이거나 막대형 열중합 단량체와 열중합 단량체의 조합인 것을 특징으로 하는 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 반응은 상기 제1 개시제가 상기 제1 중합성 단량체의 광중합 반응을 유발하는 것을 포함하고, 상기 제1 중합성 단량체는 자유라디칼 광중합 단량체 또는 양이온 광중합 단량체이며,
    상기 제2 반응은 상기 제2 개시제가 상기 제2 중합성 단량체의 광중합 반응을 유발하는 것을 포함하고, 상기 제2 중합성 단량체는 상기 액정 재료 분자를 따라 전기장 방향으로 배향 배열될 수 있으며, 상기 제2 중합성 단량체는, 막대형 자유라디칼 광중합 단량체, 막대형 양이온 광중합 단량체, 자유라디칼 광중합 단량체와 막대형 자유라디칼 광중합 단량체의 조합, 자유라디칼 광중합 단량체와 막대형 양이온 광중합 단량체의 조합, 양이온 광중합 단량체와 막대형 자유라디칼 광중합 단량체의 조합 또는 양이온 광중합 단량체와 막대형 양이온 광중합 단량체의 조합 중의 하나인 것을 특징으로 하는 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 반응은 상기 제1 개시제가 상기 제1 중합성 단량체의 열중합 반응을 유발하는 것을 포함하고, 상기 제1 중합성 단량체는 열중합 단량체이며,
    상기 제2 반응은 상기 제2 개시제가 상기 제2 중합성 단량체의 광중합 반응을 유발하는 것을 포함하고, 상기 제2 중합성 단량체는 상기 액정 재료 분자를 따라 전기장 방향으로 배향 배열될 수 있으며, 상기 제2 중합성 단량체는, 막대형 자유라디칼 광중합 단량체, 막대형 양이온 광중합 단량체, 자유라디칼 광중합 단량체와 막대형 자유라디칼 광중합 단량체의 조합, 자유라디칼 광중합 단량체와 막대형 양이온 광중합 단량체의 조합, 양이온 광중합 단량체와 막대형 자유라디칼 광중합 단량체의 조합 또는 양이온 광중합 단량체와 막대형 양이온 광중합 단량체의 조합 중의 하나인 것을 특징으로 하는 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 제조 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제1 반응은 상기 제1 개시제가 상기 제1 중합성 단량체의 열중합 반응을 유발하는 것을 포함하고, 상기 제1 중합성 단량체는 열중합 단량체이며,
    상기 제2 반응은 상기 제2 개시제가 상기 제2 중합성 단량체의 열중합 반응을 유발하는 것을 포함하고, 상기 제2 중합성 단량체는 상기 액정 재료 분자를 따라 전기장 방향으로 배향 배열될 수 있으며, 상기 제2 중합성 단량체는 막대형 열중합 단량체이거나 막대형 열중합 단량체와 열중합 단량체의 조합인 것을 특징으로 하는 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 제조 방법.
  16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자유라디칼 광중합 단량체는 자외선의 조사 하에서 자유라디칼 중합이 가능한 아크릴레이트 단량체 또는 알켄계 단량체 중의 한 종류 또는 여러 종류이고,
    상기 양이온 광중합 단량체는 자외선의 조사 하에서 양이온 중합이 가능한 알켄계 단량체, 비닐에테르 단량체 및 에폭시 단량체 중의 한 종류 또는 여러 종류이며,
    상기 막대형 자유라디칼 광중합 단량체는 자외선의 조사 하에서 자유라디칼 중합이 가능한 막대형 아크릴레이트 단량체 또는 막대형 알켄계 단량체 중의 한 종류 또는 여러 종류이고,
    상기 막대형 양이온 광중합 단량체는 자외선의 조사 하에서 양이온 중합이 가능한 막대형 에폭시 단량체, 막대형 비닐에테르 단량체 및 막대형 알켄계 단량체 중의 한 종류 또는 여러 종류이며,
    상기 열중합 단량체는 가열 조건 하에서 열중합이 가능한 에폭시 단량체와 티올 또는 아민계 단량체의 혼합물이거나, 아미노기, 수산기, 카르복실기 또는 메르캅토기 등 함유의 단량체와 이소시아네이트 단량체의 혼합물이고,
    상기 막대형 열중합 단량체는 가열 조건 하에서 열중합이 가능한 막대형 에폭시 단량체와 막대형 티올계 또는 막대형 아민계 단량체의 혼합물이거나, 아미노기, 수산기, 카르복실기 또는 메르캅토기 함유의 막대형 단량체와 막대형 이소시아네이트 단량체의 혼합물인 것을 특징으로 하는 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 제조 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 액정 재료, 상기 제1 중합성 단량체 및 상기 제2 중합성 단량체의 원료의 중량부 비율은, 상기 액정 재료가 10.0 ~ 95.0 중량부이고, 상기 제1 중합성 단량체가 5.0 ~ 80.0 중량부이며, 상기 제2 중합성 단량체가 0.1 ~ 40.0 중량부인 것을 특징으로 하는 액정/고분자 복합 전자 제어 조광막의 제조 방법.
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