화학공학소재연구정보센터
Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.9, No.4, 579-584, August, 1998
UV경화형 고분자/액정 복합체의 제조 조건에 따른 전기광학적 특성
Effects of Fabrication Conditions on Electro-optic Properties of UV-Cured Polymer/Liquid Crystal Composite Films
초록
자외선 경화 반옹에 의해 만들어지는 고분자/액정 복합막에서 자외선 광 개시제의 농도, 복합막의 두께 및 중합에 의한 상분리 시의 온도, 전기장의 영향 등 제조 외부 조건에 따른 복합막의 전기 광학적 특성의 변화에 대하여 조사를 하였다. 광개시계나 다관능성 단량체의 농도증가에 따라 고분자 매트릭스의 가교밀도가 증가하고 상대적으로 더 작은 액정상이 형성되며 그에 따라 액정과 고분자의 계면 면적이 넓어져 복합막의 구동전압이 증가하는 것이 관찰되었다. 분자량이 서로 다른 두 종류의 diacrylate 형의 을리고머를 사용하여 만든 복합막에 있어서는 분자량이 큰 PTDA-1000을 사용한 경우 복합막의 초기 투명도는 더 을라가지만 일정한 구동전압 이상에서 투명도의 포화 상태가 일어나는 데 반하여 분자량이 적은 PTDA-250을 사용한 경우에는 필름의 초기 투명도가 훨씬 더 낮아지는 대신 60V 이상의 전압에서도 투명도의 포화 상태가 일어나지 않는 것이 관찰되었다. 중합에 의한 상분리시 온도가 높아질수록 복합막의 초기 투명도는 높아지는 것이 관찰되었으며 이것은 액정/UV 경화 흔합물의 온도가 높아짐에 따라 점도가 낮아지고 용해도는 증가하여서 상대적으로 큰 액정상들이 복합막 내에 생기기 때문인 것으로 생각되었다. 한편 복합막의 두께가 얇을수록 구동전압은 비례적으로 낮아졌으며 중합에 의한 상분리 시에 인가되는 외부전기장의 효과는 전장이 초기 투과도 뿐 아니라 구동전압이나 옹답시간에도 영향을 미치는 것이 관찰되었다.
Polymer dispersed liquid crystal(PDLC) composite films were made by polymerization induced phase separation method using UV-curing to investigate the effect of fabrication conditions, such as photoinitiator concentration, film thickness, polymerization temperature, and electric field during polymerization, etc., on the electro-optic properties. As the amount of photoinitiator increased, the driving voltage of PDLC device increased due to the increase of small-size liquid crystal phases. This was considered as the results from the increased interfacial area between liquid crystal (LU) and polymer matrix, since LC molecules at the interfacial regions were relatively difficult to response for theapplied electric field. When the higher molecular weight oligomer (PTDA-1000) was used as matrix, the initial transmittance was observed to be relatively higher than that for the lower molecular weight oligomer (PTDA-250). Saturation transmittance for PTDA-1000 was observed at relatively lower voltage than that for PTDA-250, of which transmittance was not saturated even at 60 V. As polymerization temperature increased, the initial transmittance of resulting PDLC film increased due to the larger LC droplets formation and the more matched refractive index between LC and matrix than those cases for the lower polymerization temperature. Though driving voltage decreased for the thinner film, it was considered that optimum thickness of the film should be maintained to get some practical contrast, which is the ratio of off- and on-state transmittance. Furthermore, electro-optic properties such as initial transmittance, driving voltage, and response time were observed to be considerably affected by application of external field during polymerization
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