KR930703416A - 자외선 중합가능 매트릭스 및 가변 광학적 투과를 갖는 중합체 분산 액체 결정 디바이스 및 그 제조방법 - Google Patents

자외선 중합가능 매트릭스 및 가변 광학적 투과를 갖는 중합체 분산 액체 결정 디바이스 및 그 제조방법

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윌리엄 에이. 허프만
로렌스 알. 길버트
조오지 에프. 베슬리
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게리 리 그리스월드
미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어리닝 컴패니
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Abstract

중합체 분산 액체 결정 디바이스는 자외선 방사선 중합가능 물질의 반응생성물을 포함하는 매트릭스내에 분산된 다수의 복굴절의, 기능적 네마틱 액체 결정 물질 비말을 포함한다. 이 디바이스는 디바이스를 가로질러 인자되는 전장 크기의 함수로서 입사광을 거울과 같이 투과한다. 거울광으로서 디바이스에 의해 투과되는 총 입사광의 제1백분율에 대응하는 제1인가 전압 및 거울광으로서 디바이스에 의해 투과되는 통 입사광의 제2백분율에 대응하는 제2인가전압사이의 차는 15볼트 이상이다. 결과적으로, 본 발명에 따른 중합체 분산 액체 결정 디바이스는 균일한 광학적 투과를 갖는 가변 그레이스케일을 디스플레이한다. 일반적으로 PDLC 디바이스를 제조하기 위한 방법도 또한 기술되었다.

Description

자외선 중합가능 매트릭스 및 가변 광학적 투과를 갖는 중합체 분산 액체 결정 디바이스 및 그 제조방법
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 본 발명에 따른 PDLC 디바이스의 부분적 단면 개략도이다. 제2도는 본 발명에 따른 PDLC 디바이스 및 현재 알려진 PDLC 디바이스에 대한 % 투과 대 인가 전압의 도표이다. 제3도는 본 발명에 따라 PDLC 디바이스를 생산하는 방법을 도시하는 개략도이다. 제4도는 본 발명에 따라 형성된 PDLC 디바이스의 현미경 사진 (3000×확대)이다. 제5도는 본 발명에 따라 형성된 PDLC 디바이스의 현미경 사진 (2500×확대)이다.

Claims (30)

  1. 자외선 방사선 중합가능 물질의 반응 생성물을 포함하는 매트릭스내에 분산된 다수의 복굴절의, 네마틱 액체 결정 물질의 다수의 비말을 포함하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스에 있어서, 상기 디바이스는 상기 디바이스가 15볼트 이상의 △V를 나타내도록 상기 디바이스 전면에 걸쳐 인가되는 전장 크기의 함수로서 입사광을 거울같이 투과하고; △V는 거울광으로서 상기 디바이스에 의해 투과되는 총 입사광의 제1백분율에 대응하는 제1인가 전압 및, 거울광으로서 상기 디바이스에 의해 투과되는 총 입사광의 제2백분율에 대응하는 제2인가 전압사이의 차이며;거울광으로서 투과되는 총 입사광의 사기 제1백분율은 (a)0인가 볼트에서 거울광으로서 상기 디바이스에 의해 투과되는 총입사광의 백분율 및, (b) (i) 100인가 볼트에서 거울광으로서 상기 디바이스에 의해 투과되는 총 입사광의 백분율 및 (ii)0인가 볼트에서 거울광으로서 상기 디바이스에 의해 투과되는 총 입사광 백분율 사이의 차의 80%의 합이고, 거울광으로서 투과되는 총 입사광의 상기 제2백분율은 (c)0인가 볼트에서 거울광으로서 상기 디바이스에 의해 투과되는 총 입사광 백분율 및, (d)(i) 100인가 볼트에서 거울광으로서 상기 디바이스에 의해 투과되는 총 입사광의 백분율 및 (ii)0인가 볼트에서 거울광으로서 상기 디바이스에 의해 투과되는 총 입사광의 백분율 사이의 차의 20%의 합인 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 △V는 20볼트 이상인 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 △V는 20내지 30볼트 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스.
  4. 제1항에 있어서, 상기 액체 결정 물질을 복굴절 키랄성 네마틱형 액체 결정 물질, 키랄성 네막틱형 액체 결정 물질, 콜레스테릭형 액체 결정 물질 및 그것의 혼합물로 구성되는 족으로 부터 선택되는 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 상기 자외선 방사선 중합가능 물질은 알킬 아크릴레이트나 메타아크릴 레이트, 아크릴화 되거나 메타아크릴화된 폴리우레탄, 아크릴화되거나 메타아크릴화된 폴리에스테르, 아크릴화되거나 메타아크릴화된 폴리올, 아크릴화되거나 에타아크릴화된 폴리부타디엔, 아크릴화되거나 메타아크릴화된 에폭시 및 그것의 혼합물로 구성되는 족으로 부터 선택되는 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스.
  6. 제1항에 있어서, 상기 메트릭스는 (a) 모노알킬 화합물, 폴리알릴 화합물 및 그것의 혼합물로 구성되는 족으로 부터 선택된 알릴 화합물 및 (b)Z=글리세롤이나 펜타에리드리톨형의 3가 또는 4가 알코올의 CH0-3기함유핵인 다가 유기 부분, m=3 또는 4, 그리고 n=1 내지 5인, Z[OCO(CH2)nSH]m으로 구성되는 족으로 부터 선택되는 폴리티올의 반응 생성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스.
  7. 제1항에 있어서, 상기 메트릭스는 제1물질, 제2물질 및 선택적으로 제3물질의 반응 생성물을 포함하는데, 여기서 상기 제1물질은 (a) 히드록시 함유 단일 작용기 알릴 화합물, 히드록시기 함유 다작용기 알릴 화합물 및 그것의 혼합물 (b)단일 또는 다작용기 이소시안산염의 반응 생성물을 포함하고, 상기 제2물질은 Z=글리세롤이나 펜타에리드리톨형의 3가 또는 4가 알코올의 CH0-3기 함유 핵인 다가 유기 부분, m=3 또는 4, 그리고 n=1 내지 5인, Z[OCO(CH2)nSH]m으로 구성되는 족으로 부터 선택되는 폴리티올이고, 상기 선택적 제3물질을 상기 폴리티올과 반응하는 모노-, 디-, 또는 트리알릴 작용 화합물인 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스.
  8. 제1항에 있어서, 상기 메트릭스는 (a)단일작용기 아크릴레이트, 단일작용기 메타 아크릴레이트, 다작용기 아크릴레이트, 다작용기 메타아크릴레이트 및 그것의 혼합물로 구성되는 족으로 부터 선택되는 아크릴레이트 화합물 및 (b) Z=글리세롤이나 펜타에리드리톨 형의 3가 또는 4가 알코올의 CH0-3기 함유핵인 다가 유기 부분, m=3 또는 4, 그리고 n=1 내지 5인, Z[OCO(CH2)nSH]m으로 구성되는 족으로 부터 선택되는 폴리티올의 반응 생성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스.
  9. 제1항에 있어서, 상기 비말은 약 0.1μ으로 부터 약10μ까지 연장되는 직경 범위내에 존재하는 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스.
  10. 제9항에 있어서, 상기 비말은 약 0.1μ으로 부터 약5μ까지 연장되는 직경 범위내에 존재하는 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스.
  11. 제10항에 있어서, 상기 비말은 약 1μ으로 부터 약3μ까지 연장되는 직경 범위내에 존재하는 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스.
  12. 제1항에 있어서, 상기 액체 결정물질 대 상기 매트릭스의 중량비에 의한 비율은 40:60 내지 60:40 범위내인 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스.
  13. 제1항에 있어서, 상기 중합체 분산 액체 결정 디바이스는 상기 매트릭스내에 분산된 미세하게 분할된 실리카를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스.
  14. 제13항에 있어서, 상기 미세하게 분할된 실리카는 자외선 방사선 중합가능 물질의 중량에 기초한 약 0.1로 부터 5의 범위에 걸치는 중량 백분율 양내에 나타나는 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스.
  15. 제14항에 있어서, 상기 미세하게 분할된 실리카는 자외선 방사성 중합가능 물질의 중량에 기초한 약 0.5로 부터 2의 범위에 걸치는 중량백분율 양내에 나타나는 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스.
  16. 제1항에 있어서, 그 내부에 분산된 액체 결정 비말을 갖는 상기 매트릭스는 필름을 제공하고, 상기 중합체 분산 액체 결정 디바이스는 제1기체 및 제2기체를 추가로 포함하는데, 상기 필름은 상기 제1 및 제2기체 사이에 배치되고, 상기 디바이스는 상기 제1기체 및 상기 필름 사이에 배치된 제1전극 및 상기 제2기체 및 상기 필름 사이에 배치된 제2전극을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 및 제2 전극 각각은 크롬, 인듐 산화물, 주석 산화물, 스테인레스강, 인듐 주석 산화물, 금, 은, 동, 알루미늄, 티타늄, 카드뮴 스타네이트(stanate) 및 그것의 혼합물 및 합금으로 구성되는 족으로 부터 선택되는 물질의 형태인 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스.
  18. 제1항에 있어서, 상기 중합체 분산 액체 결정 디바이스는 약 5μ내지 25μ범위내의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스.
  19. 제18항에 있어서, 상기 중합체 분산 액체 결정 디바이스는 약 10μ내지 25μ범위내의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스.
  20. 제19항에 있어서, 상기 중합체 분산 액체 결정 디바이스는 약 15μ내지 21μ범위내의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스.
  21. 제1항에 있어서, 상기 중합체 분산 액체 결정 디바이스는 어떠한 주어진 전장 크기에서도 사실상 균일한 반투명/투명 외양을 나타내는 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스.
  22. 제1항에 있어서, 그 내부에 분산된 액체 결정 비말을 갖는 상기 매트릭스는 필름을 제공하고, 상기 중합체 분산 액체 결정 디바이스는 제1기체 및 제2기체를 추가로 포함하는데, 상기 필름을 그들 사이에 배치되며, 더우기 상기 디바이스는 상기 제1 및 제2기체를 분리하는 기계적 스페이서가 없는 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스.
  23. 중합체 분산 액체 결정 디바이스 전면에 걸쳐 인가된 전장 크기의 함수로서 입사광을 거울같이 투과하고 더우기 가변 그레이 스케일을 제공하도록 선택적으로 조정될 상기 디바이스를 제조하는 방법에 있어서, a)복굴절 작용적인 네마틱 액체 결정 물질 및 자외선 방사선 중합가능 물질을 포함하는 용액을 제공하는 단계; 및 b) 상기 자외선 방사선 중합가능 물질이 매트릭스를 형성하도록 중합반응하고 다수의 상기 액체 결정 물질 비말이 상기 매트릭스 내에 분산되는 온도에서 잠시동안 상기 용액이 약 0.25mW/㎠ 내지 10mW/㎠ 범위내에 강도를 갖는 자외선 방사성 제1조사를 받도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스 제조방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 용액은 실리카를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스 제조방법.
  25. 제23항에 있어서, 상기 자외선 방사선에 조사되기 이전 및 조사되는 동안에, 상기 용액은 상기 액체 결정 물질 및 상기 자외선 방사선 중합가능 물질의 조기적 온도 유지 위상 분리를 방지하는데 충분한 온도에서 유지되는 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스 제조방법.
  26. 제23항에 있어서, 상기 액체 결정 물질은 상기 방사선의 제1조사를 받음과 동시에 상기 자외선 방사선 중합가능 물질로 부터 적어도 부분적으로 위상분리되고, 상기 중합체 분산 액체 결정 디바이스 제조 방법은 상기 적어도 부분적으로 위상 분리된 용액을 상기 제1조사 강도 보다 더 큰 강도를 갖는 방사선의 제2조사를 받도록 하는 단계를 추가로 포함하는 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스 제조방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 제1조사 시간은 약 30초 또는 그 이하인 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스 제조방법.
  28. 중합체 분산 액체 결정 디바이스를 제조하기 위한 방법에 있어서, (a)복굴절 작용적인 네마틱 액체 결정 물질 및 자외선 방사선 중합가능한 물질을 포함하는 용액을 제공하는 단계; 및 (b) 상기 자외선 방사선 중합가능 물질이 매트릭스를 형성하도록 중합 반응하고 상기 액체 결정 물질 비말이 상기 매트릭스 내에 분산되는 온도에서 잠시동안 상기 용액이 약 10mW/㎠ 보다 작은 강도를 갖는 자외선 방사선 및 연속 방출 스펙트럼에 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스 제조방법.
  29. 제28항에 있어서, 상기 자외선 방사선은 적어도 1개의 형광 램프에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스 제조방법.
  30. 제1항에 있어서, 중합체 분산 액체 결정 디바이스를 제조하는 방법은, a)복굴절 작용적인 네마틱 액체 결정 물질 및 자외선 방사선 중합가능 물질을 화합하여 균일 용액을 형성하는 단계; b) 상기 용액을 광학적 투명 기체상에 퇴적하는 단계; c)자외선 방사선 중합가능한 물질이 매트릭스를 형성하도록 중합반응하고 상기 액체 결정 물질 위상이 그로 부터 분리하여 상기 매트릭스 내에 분산된 다수의 비말을 형성할 때 까지 약 10mW/㎠ 보다 작은 강도를 갖는 자외선 방사선 에너지에 상기 용액을 조사하는 단계; 및 d)단계 (c)이전 및 그동안에 상기 용액을 상기 액체 결정 물질 및 상기 자외선 방사선 중합가능 물질의 조기적 온도 유지 위상 분리를 방지하는데 충분한 온도에서 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 중합체 분산 액체 결정 디바이스 제조방법.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
KR1019930702045A 1991-01-11 1992-01-10 자외선 중합가능 매트릭스 및 가변 광학적 투과를 갖는 중합체 분산 액체 결정 디바이스 및 그 제조방법 KR930703416A (ko)

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