PDLC 실험 예비레포트

목차

1. 실험목적

2. 실험이론
1) PDLC의 원리
2) PDLC의 구조 및 구동원리
3) PDLC의 제조방법
4) 상분리법
5) PIPS
6) TIPS
7) SIPS
8) 유화법
9) PIPS방법의 장점 및 제조방법

본문내용

실험목적

액정과 고분자의 복합재로서 두 장의 투명전극이 코팅된 유리판 사이에 고분자와 액정이 서로 분산되어있는 형태의 PDLC의 원리를 이해하고 제조해본다.

실험이론

PDLC의 원리

PDLC란 액정 사이에 고분자를 분산시켜 고분자와 액정사이의 굴절률의 차를 이용하여 전기가 통할 시에는 고분자의 배열이 일정하게 되어 빛이 투과하게 되고 전기가 통하지 않는 상황에서는 고분자의 배열이 불규칙하여 빛이 산란되어 투명하지 않게 보이는 현상을 이용한 액정의 응용분야 중 하나이다. 일반적으로는 고분자 전구체인 여러 가지의 monomer와 oligomer등을 액정과 균일하게 섞어서 경화과정을 거치면 PDLC는 비정형의 polymer matrix에 무작위로 분산된 액정 droplet으로 구성된 매우 독특한 형태를 이룬다. Polymer matrix에 제분자량의 네마틱 액정이 분산되어 micron size의 방울들이 형성된 형태이다. 이 네마틱 방울들은 빛을 강하게 산란시켜 cell을 백탁상태로 만들게 되고 전압을 가했을 경우에는 액정방울의 굴절률이 polymer의 굴절률과 match 되어 방울들의 산란능력이 줄어들게 되고 cell은 투명한 상태로 만들어진다. PDLC는 고분자 matrix가 액정을 고정하므로 기존 LCD와 같은 배향의 과정이 필요하지 않다. 그리고 자체적은 광 산란과 전계인가를 통한 투과도의 변화는 편광판 역시 필요로 하지 않는다.

PDLC의 구조 및 구동원리

PDLC cell에서 액정은 아래의 그림과 같이 일반적으로 bipolar 구조를 가지며 이 PDLC cell을 두 개의 투명전극 사이에서 전기장이 만들어 지면 액정의 방향자가 전기장 방향으로 배향된다.
PDLC에 전기장이 걸리지 않은 상태에서는 고분자 매체와 액정 방울간의 굴절률이 다르기 때문에 입사관은 cell 안에서 산란하여 불투명이 되며, 전기가 걸리면 액정이 전기장의 방향으로 배열되어 매체와의 굴절률 차이가 작아지기 때문에 입사광의 산란이 억제되어 투명해진다.

참고 자료

- 김미진, "PDLC의 전기광학적 성질 분석", 전남대학교, 2011.
- Fried, Joel R, "고분자공학개론", 자유아카데미, 2006.