플렉서블 디스플레이에 적용이 가능한 에멀전 방식의 고분자 분산형 액정(PDLC) 연구를 수행하였다. 에멀전 방식을 이용한 제조에 있어 안정성이 좋아 널리 사용되며 고분자 분산형 액정에 적합한 폴리머 바인더로 PVA205를 선정하였고 PVA 필름의 굴절률과 단축 방향의 굴절률이 가장 가까운 액정을 선정하여 멤브레인 필터를 도입한 분산 방법으로 에멀전 방식의 PDLC를 제조하였다. 제조된 에멀전의 점도 특성을 이용하여 대면적의 기판에서도 코팅이 가능한 나이프 코팅 방법을 이용하였고, 상용화 된 투명 전극의 특성을 조사하여 2차 전극으로 AgNW를 적용하였으며 한 장의 기판에서도 구동이 가능한 PDLC 셀을 제작하였다.
에멀전 제조 시 일반적으로 알려진 stirring에 의한 액정 분산 방법이 아닌 멤브레인 필터를 도입한 액정 분산 방식을 이용하여 보다 균일한 액정 droplet을 포함하는 에멀전을 제조하였으며 각기 다른 pore size의 멤브레인 필터(0.2μm, 0.6μm 1.1μm)를 이용하여 액정 droplet size를 1.0μm, 1.9μm. 3.5μm로 형성하였다. 이렇게 형성된 에멀전을 단일 droplet, 2종이 혼합된 droplet, 3종이 혼합된 droplet의 PDLC 셀로 제작하여 전기 광학 특성을 분석하였다.
단일 droplet의 경우 형성된 droplet size가 커질수록 최대 투과율은 커지는 경향을 보였고 그 편차가 10% 이내에 조사되었다. 하지만 산란 특성에서는 액정 droplet size가 작을수록 산란 효과가 증가하여 최저 투과율은 눈에 띄게 감소하는 것이 조사되었고 그로 인해 CR이 증가하는 경향을 보였다.
각기 다른 size의 에멀전 2종을 혼합 하였을 시 투과 특성은 투과율이 높은 에멀전의 특성에 가깝게 나타나며, 산란 특성은 차광율이 높은 에멀전에 가깝게 나타나는 결론을 얻을 수 있었다. 제작 된 에멀전의 투과율 범위는 10% 이내이며 산란 특성의 범위는 34.5%로 산란 특성의 범위가 더 넓은데 이를 토대로 산란이 더 잘되는 에멀전을 제작한다면 투과율의 감소는 있더라도 그 폭이 크지 않을 것으로 예상되며 현재보다 더 좋은 산란 특성으로 인해 에멀전 PDLC의 특성은 더 좋아질 것으로 예상된다.
더불어 3종의 에멀전을 각각 비율을 달리하여 혼합한 전기 광학 특성에서는 1.0μm + 1.9μm + 3.5μm (1 : 1 : 1)를 기준으로 1.0μm + 1.9μm + 3.5μm (1 : 2 : 3)의 비율과 비교해보면 On 상태 시 투과 특성은 거의 차이를 보이지 않고 Off 상태의 산란 특성이 떨어지는 것을 확인 하였다. 이는 산란 특성이 떨어지는 3.5μm의 droplet이 상대적으로 많이 첨가되었기 때문에 산란 효과가 감소했기 때문이다. 반면에 1.0μm + 1.9μm + 3.5μm (3 : 2 : 1)의 비율을 살펴보면 3.5μm와 같은 비율로 1.0μm가 첨가 되었음에도 droplet size가 작은 1.0μm의 영향으로 1.0μm + 1.9μm + 3.5μm (1 : 2 :3)가 보여주는 전기 광학 특성과는 조금 더 큰 차이를 보인다.
투과율의 변화(ΔT) 와 명암 대비비 특성을 종합적으로 고려할 때 single, dual 및 triple droplet size 조합의 각 군에서 높은 특성을 보인 셀을 비교한 우열은 D2(1.0μm + 1.9μm) > S2(1.9μm) > T2(1.0μm + 1.9μm + 3.5μm)로 요약된다. 이 결과로 부터 ‘어떠한 droplet size의 범위 내에서 size의 분포가 가장 넓은 것보다는 한 가지 size에 집중 분포되어 있는 PDLC의 특성이 좋으며 그 보다도 두 가지 적절한 size에 분포되어 있는 것이 더 효과적이다’ 라는 결론을 얻었다.
또한 에멀전 PDLC의 반사형 모드로의 가능성을 조사하기 위해 각기 다른 구조의 반사형 모듈을 제작하고 그에 따른 전기 광학 특성 조사를 통한 성능 비교를 하였다.