(A+만점레포트)[화공생물공학단위조작실험2] 4.PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal)의 제조(예비)

소개

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목차

1. 실험 목표
2. 실험 원리
3. 시약 조사 & 실험 기구 및 방법 
4. 실험 시 주의사항 
Reference

본문내용

1. 실험 목표
현재 디스플레이 산업의 핵심 소재인 액정에 대해 알아보고 특히 액정 소자의 특징인 굴절률 이방성을 이용한 PDLC를 제작함으로써 액정의 구동원리를 이해한다. 또한 액정과 고분자의 상분리 시 사용되는 UV 경화성 고분자의 UV에 의한 고분자 중합과정을 살펴본다.

2. 실험 원리
2.1. PDLC
두 장의 투명전극이 코팅된 기판 사이에 고분자와 액정이 서로 분산되어 있는 형태의 총체적인 형태를 Polymer Dispersed Liquid Crystal (PDLC)라고 한다. 일반적으로 고분자 전구체인 여러 가지의 monomer와 oligomer 등을 액정과 균일하게 섞어서 경화 과정을 거치면, PDLC는 비정형의 polymer matrix에 무작위로 분산된 액정 droplet으로 구성된 매우 독특한 형태를 이룬다. Polymer matrix에 저분자량의 네마틱 액정(nematic liquid)이 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. 즉, 액정의 이방성과 고분자의 등방성을 이용하여 둘 사이의 굴절률 차이를 통한 빛의 분산을 이용, PDLC의 투과도를 조절하여 디스플레이 등으로 사용할 수 있게 하는 기술이다.

2.2. 복국절
굴절률(refractive index)은 투명한 매질로 빛이 진행할 때, 광속이 줄어드는 비율을 가리킨다. 진 공 중에서의 광속을 c라고 하면 굴절률이 n인 매질 내에서 빛의 속도는 c/n으로 줄어든다. 복굴절은 광학적으로 이방성인 매질 내에서 빛의 편광방향에 대한 굴절률이 다른 경우, 입사한 빛의 파장이 같더라도 굴절률이 달라 빛이 갈라지는 현상을 말한다.

참고자료

· 동국대학교 교수진, “화공생물공학 단위조작실험2”, 동국대학교, 2025, pp.37-42.
· 유창재 외 1인, “액정의 비등방 물성 및 광학 특성”, Korean Journal of Optics and Photonics. Vol.24. No.4, 2013, pp.159-164.