1. 서론 : 고분자/액정 복합막은 액정의 높은 분자운동성이 물질의확산에 기여하여 우수한 투과성을 나타낸다. 이 막은 3차원의 망상구조를 갖는 매트릭스 고분자내에 액정이 연속상으로 안정하게 분산된 상분리 구조를 가지고 있다. 이 복합막은 그러한 상분리 구조에 기인하여 자기지지형(self support LC) 복합막이라고도 한다. 복합막 중에 액정은 탄화수소가스에 대하여 높은 선택성을 나타내어 막속으로 흡착을 촉진하고 액정물질이 결정에서 액정으로 변화는 전이온도에서 투과계수가 100-200 증가한다고 보고하였다. (생략)
포스파티딜콜린이 다량 함유된 수첨레시틴을 이용한 실험에서 액정구조가 잘 형성됨을 알 수 있었다. 액정구조를 형성하는 물질로는 포스포리피드, 에탄올, 물로 이루어짐을 알 수 있었고 로즈마린산을 지표물질로 캡슐화하였다. 액정의 평균입자크기는 480 nm ~ $3{\mu}m$로 이는 액의 구성물질과 물리적인 힘에 따라 다양한 크기의 형태로 존재하였다. 리포좀과 비교했을 때 액정구조는 매우 높은 캡슐화 효율을 보였다. 수첨레시틴의 함량이 증가하면 많은 액정을 형성하였고, 수첨레시틴의 함량이 적으면 액정의 양도 적게 나타났다. 로즈마린산을 함유한 액정구조의 방출실험결과 리포좀으로 형성된 베지클보다 훨씬 적은 양이 방출됨을 알 수 있었다.
선형 방향족 폴리에스테르는 열방성 액정중합체의 대표적 예로 지금까지 그 구조-액정성 관계가 많이 연구되었다. 본 논문에서는 지난 4반세기 동안 본 연구진이 행한 연구결과를 중심으로 액정성 전방향족 폴리에스테르의 열적특성 및 액정성을 그 화학구조와 관련지어 논의한다. 특히 미세화학구조의 변경이 어떻게 액정성에 영향을 주는가에 논의의 초점을 두었다. 특히 선형구조에서 크게 벗어나는 복합형 액정성 폴리에스테르 및 액정성 고차가지구조 폴리에스테르도 조감하였다. 고차가지구조 고분자는 덴드리머와 관련하여 많은 관심을 끌고 있다. 이 고분자들의 합성법도 말미에 소개하고 있다.
수첨 인지질의 하나인 distearoylphosphatidylcholin (DSPC)을 주로 하면서 피부보습에 도움을 주는 용매인 glycerin (GLY)에 의해 팽윤되어 형성된 라멜라 액정상 구조에 피부장벽을 구성하는 지질 중 하나로서 ceramide 3 (CER3)이 함께 배향될 때 나타나는 함량 의존적 거동을 DSC, XRDs, PM 및 Cryo-SEM에 의해 고찰하였다. CER3은 매우 결정성이 높지만, DSPC와의 구조적인 유사성을 가지고 있어 DSPC 20.0 wt% 함량대비 7.0 wt%까지는 탈리 없이 배향되지만, 그 이상을 배향시킬 경우 CER3이 액정 내에서 탈리되어 자체로 GLY에 팽윤되어 또 다른 액정상을 형성하는 것을 XRD의 특성피크 발현과 DSC의 공융점 거동을 통해 확인할 수 있었다. 또한 CER3이 액정 내에 배향되면서 DSPC만으로 이루어진 액정에서 보이는 SPP패턴뿐만 아니라, 피부 각질층에서 주로 나타나는 LPP패턴도 SAXD분석을 통해 확인되어, CER3을 적용시 인간피부와 보다 흡사한 액정구조를 형성함을 확인하였다. Cryo-SEM을 이용하여 DSPC만으로 이루어진 액정과 여기에 CER3이 도입된 액정을 비교한 결과, CER3은 액정의 구조를 보다 두텁고, 견고하게 함을 알 수 있었다.
우수한 화질특성을 나타내는 새로운 반투과형 액정모드를 개발했다. 단일 셀캡 구조에서 감마(Gamma) 보정없이 투과모드와 반사모드를 동시에 구동하기 위해 유기막을 이용하여 반사모드 영역의 액정 Cap을 두 가지로 분리하는 새로운 설계구조를 도입했다. 반사모드 영역의 액정 Cap을 순수한 액정 $Cap(C_{LC})$과 유기막 $Cap(C_{OL})$으로 분리함으로써 액정에 걸리는 실제 전압을 조절하게 되어 단일 셀캡 구조에서도 감마 보정없이 우수한 특성을 나타내는 반투과형 VA 액정모드를 개발하였다. 이러한 Cap-Divided 방식의 신규 VA 액정모드는 높은 콘트라스트, 광시야각 특성 및 공정 단순화의 장점이 있기 때문에 향후 반투과형 LCD에 적극적인 채용이 기대되어진다.
열방성 액정 고분자인 백트라와 폴리페닐렌 설파이드와의 블렌드를 주사전자현미경, 시차주사 열분석기, 그리고 모세관 레오미터를 이용하여 전 조성 범위에 대하여 연구하였다. 블렌드의 결정화와 용융에 관한연구결과로부터 두 고분자 사이에는 상호작용이 없음을 알수 있다. 이는 두 개의 상이 완전히 분리되기 때문이다. 폴리페닐렌설파이드를 많이 포함하고 있는 블렌드의 점도는 상당히 감소되었으며 이는 높은 전단속도에서 열방성 액정 고분자가 섬유구조를 갖기 때문이다. 열방성 액정고분자의 섬유구조는 열방성 액정 고분자가 섬유구 조를 갖기 때문이다. 열방성 액정 고분자의 섬유구조는 열방성 액정 고분자와 등방성상과의 점도비와 전단속도에 의해 영향을 받음을 알수 있다.
본 논문에서는 PVA(Patterned Vertical Alignment)액정 셀의 광투과율 향상을 위한 새로운 전극 구조를 제안하였다. 제안한 전극 구조의 액정 디렉터의 분포 및 광투과율 계산은 상용 시뮬레이터인 'TechWiz LCD'를 사용하였다. 광 시야각을 위한 전극구조에 의해 투과율 감소를 발생시키는 부분에 대해 연구하여 그 부분의 액정 디렉터 분포를 변화시킬 수 있는 구조를 제안하였다. 그리고 기존 PVA모드와 제안한 구조를 사용한 PVA모드의 광투과율을 계산하여 비교하였다. 그 결과로부터 제안한 PVA액정 셀의 광투과율이 높아짐을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 $C_{12-20}$ 알킬글루코사이드, $C_{14-22}$ 알코올 및 베헤닐알코올로 구성된 액정에멀젼을 제조하고 다양한 분석장비를 이용하여 구조분석을 실시하였다. 먼저 제조한 액정에멀젼을 편광현미경과 cryo-SEM을 이용하여 각각 액정에멀젼의 특징인 maltese cross 무늬와 다층 구조를 확인하였다. 또한, DSC를 이용하여 액정상 형성을 확인하였고, small angle x-ray scattering (SAXS) 분석을 통하여 약 $305{\AA}$의 층간 간격을 갖는 다층 라멜라 구조를 확인하였다. 한편, wide angle x-ray scattering (WAXS) 분석을 통해 제조된 액정에멀젼의 라멜라 구조를 이루고 있는 알킬 사슬 간 배열이 사방정계 구조로 되어 있음을 확인할 수 있었다. 액정에멀젼 구조 연구를 통해 얻어진 다양한 물성 정보는 향후 산업적으로 많이 이용될 것으로 기대된다.
정보전달 매체 중 시각을 통하여 우리에게 정보를 제공해 주는 디스플레이는 직관적으로 정보를 전달해 줌으로써 매우 중요한 정보전달 수단이라고 할 수 있으며 액정표시장치는 디스플레이 중에서 가장 많이 보급되어 있는 정보전달기기라고 할 수 있다. 본 논문에서는 액정디스플레이 제작을 위하여 필수적인 러빙 기반 액정 배향 공정을 대체할 수 있는 공정으로서 solvent assisted micromolding을 연구하였으며 가장 일반적인 액정 배향막인 polyimide에 나노구조를 형성함으로써 균일하게 액정 배향을 달성하고자 하였다. Polyimide 나노구조 형성 시 공정 온도에 따라 용매에 의한 고분자 용해효과와 몰드의 나노구조 안으로 polyimide 분자의 모세관 효과 사이의 상보적 상관관계가 존재하였으며 최적온도 도출을 통해 높은 단차를 갖는 나노구조를 형성할 수 있었다. 이러한 나노구조는 액정 분자를 균일하게 배향할 수 있었으며 일정한 선경사각을 형성할 수 있음을 증명하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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