KR940004316B1 - 액정 베시클 및 이를 사용한 pdlc - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

액정 베시클 및 이를 사용한 PDLC

제1도는 베이클(vesicle)의 이중막 구조를 나타내는 도면.

제2도는 본 발명에 따라 액정이 베이클에 둘러싸인 액정 베이클을 나타내는 도면.

제3도는 통상적인 PDLC의 기본 구조를 나타내는 도면.

제4도는 통상적인 PDLC에서, 전장을 가하지 않았을 때의 빛의 산란현상을 나타낸는 도면.

제5도는 본 발명의 액정 베이클을 채용한 PDLC의 단면도.

제6도는 본 발명의 PDLC에서, 전장을 가하지 않았을 때의 액정 배열을 나타내는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 투명기판 2 : 투명전극

3, 3' : 액정 4 : 베이클

본 발명은 액정 베이클(vesicle) 및 이를 사용한 PDLC(polymer dispersed liqukd crystal)에 관한 것이다.

통상적으로, 액정표시소자(liquid crystal display device)에는 액정 물질이 한쌍의 유리 또는 플라스틱기판 사이에 봉해져 있고, 투명 전극이 구비되어 있다. 이 전극에 전압이 인가되면, 액정의 배향은 영향을 받게 되고 이는 소자와 부착된 편광판 또는 액정에 녹아 있는 2색성 염료에 의한 흡수광의 움직임을 변화시킨다.

상기한 소자의 제조와 동작에는 몇가지 어려움이 있는데, 소자의 표면에서 특정방식으로 액정과 나란히 배열되도록 공간적으로 배치되는 전극의 제조, 좁은 두 기판 사이로 액정물질 맥정물질을 주입해야 하는 문제, 소자 두깨의 균일성, 편광판의 설치등이 그것인데, 이는 소자의 제조를 어렵게 하고, 특히 대형화 및 대향 생산의 한계가 되고 있다.

이를 해결하기 위해 도입된 것이 PDLC로서 이는 고분자 물질내에 액정물질을 불연속 상태로 분산시켜 이루어진 것이다. 이는 제조가 용이하고 편광판을 필요로 하지 않으며 대형 소자의 제조를 가능케 할뿐만 아니라 비용면에서도 유리하다.

그런데 이 PDLC에서의 문제점은 분산되는 액정 방울이 크기 조절이 어렵고 고인가전압을 요한다는 것, 오프 상태에서도 광투과 현상이 나타난다는 것 등이다. 이중 광투과 현상에 대해 도면을 참조하여 상세히 알아보기로 한다.

제3도는 통상적인 PDLC의 기본 구조를 나타내는 도면으로서, 투명기판(1) 내부에 구비된 투명전극(2)의 내부에 주입된 액정물질(3)은 고분자 물질 내에 분산되어 있다. 제4도는 통상적인PDLC에서, 전장을 가하지 않았을 때의 빛의 산란 현상을 나타내는 도면으로서, 고분자만 있는 영역으로 빛이 통과하고 있다는 것을 알 수 있다.

본 발명의 목적은 상기 문제점을 감안하여 액정을 베시클 이중막으로 감싸줌으로써, PDLC등 여러 분야에 응용할 수 있도록 한 액정 베이클을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 액정 베이클을 도입함으로써 광산란율이 높아지고 오프시 광투과율이 낮아져 이에 따른 온-오프(on-off)의 콘트라스트 비가 향상된 PDLC를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 한 분자내에 소수성과 친수성을 동시에 갖는 양성 물질로부터 얻어지는 베이클의 내부에 액정물질이 주입된 액정 베이클을 제공한다.

본 발령의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 한 쌍의 투명기판과, 그 내면에 설치된 한 쌍의 투명전극과, 그 내부에 주입된, 고분자 물질내에 액정 방울이 불연속 상태로 분산된 광조절물질을 포함하여 이루어지는 PDLC에 있어서, 상기 액정 방울이 액정 베시클인 것을 특징으로 하는 PDLC를 제공한다.

식물이나 동물의 세포막을 구성하는 인지질(phospholipid)은 한 분자내에 물에 잘 녹은 친수성(hydrophilic)기와 물에 잘 녹지 않는 소수성(hydrophobic)기를 동시에 갖고 있다. 이와 같이 친수성기와 소수성기를 함께 갖는 분자들은 물과 같은 극성 용매에서, 용액을 만드는 방법에 따라 여러가지 형태를 나타낸다.

베시클은 이러한 양성(소수성과 친수성 모드를 갖는) 분자로 부터 얻어지는 구형의 집합체로서, 내부의 극성 용매층과 이를 둘러싸고 있는 단일 또는 여러층의 지질 이중층막으로 이루어져 있다.

제1도는 베이클의 이중막 구조를 나타내는 도면으로서, 동그라미 부분이 친수성기이고 꼬리 부분이 소수성기이다.

이러한 베시클은 한 줄, 두 줄 또는 세 줄의 소수성 알킬 사슬과 암모늄염, 탄산기, 황산기, 수산기, 인산기 등의 양쪽 이온으로 이루어지는 친수성 부분을 포함하게 되는데, 막의 안정성을 높이기 위해 비닐기, 메틸 메타크릴레이트기(MMA), 디아세틸렌기, 이소시아노기(-NCO), 스티랜기(C₆H₅-CH=CH₂)등의 중합 가능한 관능기를 도입하여 중합을 통한 모델막을 얻고 있다. 이는 먼저 예컨대, CHODAMA(cholesteroyl oxycarbonyl-methyl-2-(metacroyloxy)ethyl dimethyl ammonium chloride)를 수용액중에서 초음파(sonication)를 통해 단위체 베이클을 형성시킨 다음 AIBN(2,2-Azobisisobutyronitrile) 또는 과황산칼륨(K₂S₂O₈) 을 첨가한 후 자외선을 주사하는 것으로 수행된다.

액정 베이클은 단위체 베이클의 형성 이전에 액정을 최대한 녹인 톨루엔이나 클로로포름을 용매로 사용하여 초음파를 가하여 베이클 내에 액정을 도입함으로써 얻어진다. 바람직하게는 액정 베이클의 안정화를 위하여 액정이 도입된 상태에서 중합 개시제를 첨가하여 자외선을 주사함으로 베이클을 중합시킨다.

제2도는 상기한 방법에 따라 제조되어 액정(3)이 베이클(4)에 둘러싸인 액정 베이클을 나타내는 도면이다.

이와 같이 제조된 액정 베시클을 액정물질이 베시클의 이중막 구조에 의해 감싸여진 형태로서, PDLC, 투사형 디스플레이, 대형 플렉시블 디스플레이 등 여러 분야에 응용할 수 있다.

제5도는 본 발명의 액정 베시클을 채용한 PDLC의 단면도이고, 제6도는 본 발명의 PDLC에서, 전장을 가하지 않았을 때의 액정 배열을 나타내는 도면이다.

제6도에서, 베시클 내에 있는 액정물질(3)은 통상의 PDLC 내에 있는 액정물질과 동일한 방식으로 동작한다. 즉, 전기장을 가하지 않았을 때는 액정물질이 분자와의 표면 장력에 의하여 구의 표면을 따라 배향하므로 광산란 현상이 나타나게 되는 것이다. 베이클(4) 외부에 있는 액정(4')은 베이클이 없다면 무작위로 배열하겠지만 베이클이 존재하게 되면 이의 영향으로 구를 따라 곡면으로 배향하기 때문데 마찬가지로 광산란 효과가 나타나게 된다. 전기장을 가해주게 되면 4,4' 모두 전기장의 영향을 받아 늘어서게 되므로 광은 투과되고, 결과적으로 온-오프시 콘트라스트비가 상승되는 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다

Claims (4)

1. 한 분자내에 소수성과 친수성을 동시에 갖는 양성 물질로부터 얻어지는 베이클의 내부에 액정물질이 주입된 액정 베시클.
2. 제1항에 있어서, 상기 베시클이 안정한 중합체 형태인 것을 특징으로 하는 액정 베시클.
3. 한 쌍의 투명 기판과, 그 내면에 설치된 한 쌍의 투명전극과, 그 내부에 주입된, 고분자 물질내에 액정 방울이 불연속 상태로 분산된 광조절 묵질을 포함하여 이루어지는 PDLC에 있어서, 상기 액정 반응이 액정 베시클인 것을 특징으로 하는 PDLC.
4. 제3항에 있어서, 상기 베시클이 안정한 중합체 형태인 것을 특징으로 하는 PDLC.