KR100334711B1 - Multi Stability Chiral Nematic Display - Google Patents

Multi Stability Chiral Nematic Display Download PDF

Info

Publication number
KR100334711B1
KR100334711B1 KR1019950701570A KR19950701570A KR100334711B1 KR 100334711 B1 KR100334711 B1 KR 100334711B1 KR 1019950701570 A KR1019950701570 A KR 1019950701570A KR 19950701570 A KR19950701570 A KR 19950701570A KR 100334711 B1 KR100334711 B1 KR 100334711B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
voltage pulse
light scattering
planar structure
focus
Prior art date
Application number
KR1019950701570A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR950704444A (en
Inventor
존 웨스트
등게 양
Original Assignee
켄트 스테이트 유니버시티
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from PCT/US1992/009367 external-priority patent/WO1993023496A1/en
Priority claimed from US08/057,662 external-priority patent/US5453863A/en
Application filed by 켄트 스테이트 유니버시티 filed Critical 켄트 스테이트 유니버시티
Priority claimed from PCT/US1993/009999 external-priority patent/WO1994010260A1/en
Publication of KR950704444A publication Critical patent/KR950704444A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100334711B1 publication Critical patent/KR100334711B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/52Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

본 발명은 무중합체 키랄 네마틱 액정 광 변조물질을 포함하는 광 변조 반사셀에 관한 것이다. 이 셀은 양성 유전 비동방성을 갖는 네마틱 액정과 원추초점 및 트위스트된 평면구조를 형성하는데 효과적인 양의 키랄물질을 포함한다. 키랄물질은 가시스펙트럼에서 광을 반사시키는데 효과적인 핏치길이를 갖는데 원추초점 및 트위스트된 평면구조는 전장의 부재하에서도 안정하며 액정 물질은 전장의 인가시에 구조가 변할 수 있다.The present invention relates to a light modulation reflective cell comprising a non-polymeric chiral nematic liquid crystal light modulation material. The cell contains a nematic liquid crystal with positive dielectric anisotropy and an amount of chiral material effective to form a conical focus and twisted planar structure. The chiral material has an effective pitch length for reflecting light in the visible spectrum. The cone focus and twisted planar structure are stable even in the absence of the electric field, and the liquid crystal material may change in structure upon application of the electric field.

Description

다안정성 키랄 네마틱 디스플레이Multistable Chiral Nematic Display

본 출원은 내셔날 사이언스 화운데이션(National Science Foundation)에 의해 수여된 협력 계약번호 제DMR 89-20147호 하에서 일부가 정부의 보조로 이루어졌다. 정부는 본 발명에서 일정한 권리를 갖는다.This application was made, in part, with the auspices of the Government under co-operation agreement No. DMR 89-20147, awarded by the National Science Foundation. The government has certain rights in this invention.

발명의 배경Background of the Invention

관련출원Related application

본 출원은 여기에 참고로 도입된, 1991. 5. 2.자 출원된 미합중국 특허출원 제 07/694,840호, 1992. 5. 18.자 출원된 미합중국 특허출원 제07/885,154호 및 미합중국 특허출원 제07/969,093호의 일부 계속출원이다.This application is incorporated by reference herein in US Patent Application Nos. 07 / 694,840, filed May 2, 1991, and US Patent Application Nos. 07 / 885,154, filed May 18, 1992, and US Patent Application No. Part of the ongoing application for 07 / 969,093.

본 발명은 일반적으로 액정 광 변조장치, 보다 상세하게는 다양한 전장조건하에서 다양한 광학적 상태를 나타내며, 전장-ON 또는 전장-OFF 상태에서 모든 시각에서 광학적 다안정성 및 무흐림(haze-free) 광투광성을 포함하는 독특한 조합특성을 갖는 것을 특징으로하는 신규의 무중합체 액정 디스플레이 셀 및 물질에 관한 것이다.The present invention generally exhibits a variety of optical states in liquid crystal light modulators, more particularly under various field conditions, and optical multi-stable and haze-free light transmission at all times in full-on or full-off states. A novel non-polymeric liquid crystal display cell and material characterized by having unique combinatorial properties, including.

다양한 전기 광학장치용의 전기적 스위치가 가능한 액정 필름은 액정 및 중합체의 다양한 형태 및 농도를 사용하여 제조되어 왔다. 그러한 방법중 하나는 액정을 플라스틱 또는 유리시트의 미소공극속으로 흡수시키는 것이다. 또다른 방법으로는 폴리비닐 알콜과 같은 수용성 중합체 용액내 또는 라텍스 에멀젼내의 네마틱 액정의 수성 에멀젼으로부터 물을 증발시키는 것을 포함한다.Electrically switchable liquid crystal films for various electro-optical devices have been produced using various forms and concentrations of liquid crystals and polymers. One such method is the absorption of liquid crystal into the micropores of a plastic or glass sheet. Another method involves evaporating water from an aqueous emulsion of nematic liquid crystals in a water soluble polymer solution such as polyvinyl alcohol or in a latex emulsion.

기계적 포획방법 및 에멀젼화 공정보다 우수한 잇점을 제공하는 다른 방법으로는 중합체상에 분산된 액정상을 형성하도록 적당한 합성수지를 함유하는 균질용액으로부터 액정을 상분리하는 것을 포함한다. 그 일부가 PLDC라고 칭해지는 이러한 형태의 필름은 많은 부분의 디스플레이 및 스위치 가능한 코팅으로부터 영사용 디스플레이 및 고선명 텔레비젼까지 다양한 용도에서 유용한 것으로 나타났다.Other methods that provide advantages over mechanical capture and emulsification processes include phase separation of the liquid crystals from homogeneous solutions containing suitable synthetic resins to form liquid crystal phases dispersed in the polymer phase. Films of this type, some of which are called PLDC, have been shown to be useful in a variety of applications, from large portions of displays and switchable coatings to films for displays and high definition televisions.

상기 모든 물질 및 방법은 고가의 시제 및 출발물질이 많이 요구되는 단점이 있다. 이러한 시스템들과 관련된 많은 흡수, 에멀젼화 및 중합 공정은 제조시 비용 및 복잡성을 매우 증가시킨다. 또한, 많은 양의 중합체가 사용될때는 기본적으로 액정의 유효 굴절율과 중합체의 굴절율 간의 불일치로 인하여 불투명한 외관이 충분한 경사각으로 나타날때까지 증가된 경사시작에서 "흐림(haze)"이라는 결정적인 단점이 나타나기 시작한다.All the above materials and methods have the disadvantage of requiring a lot of expensive reagents and starting materials. Many of the absorption, emulsification and polymerization processes associated with these systems add significantly to the cost and complexity of manufacturing. In addition, when a large amount of polymer is used, a decisive disadvantage of "haze" begins to appear at increased inclination until an opaque appearance appears at a sufficient inclination angle due to a mismatch between the effective refractive index of the liquid crystal and the refractive index of the polymer. do.

선행 출원에서는 우수한 색 반사 디스플레이가 키랄네마틱 액정 및 중합체를 사용하여 제조될 수 있다는 것이 발견되었다. 이 디스플레이들은 다 안정성 색 반사 상태를 나타내고 중합체의 양이 낮을때는 무흐림 상태를 나타내는 잇점이 있었다. 그러나, 이러한 많은 잇점에도 불구하고 이 디스플레이들은 중합체의 사용이 요구되고 따라서 이와 관련된 단점을 갖는다.In prior applications it has been found that good color reflective displays can be produced using chiral nematic liquid crystals and polymers. These displays have the advantage of exhibiting multi-stable color reflection and blurring when the amount of polymer is low. However, despite these many advantages, these displays require the use of a polymer and therefore have disadvantages associated therewith.

놀랍게도, 무중합체 다안정성 색 반사셀이 반사도의 다양한 정도로 특징되는 다안정성 광학적 상태를 갖는 안정한 색 반사 및 광 산란 상태를 나타내도록 제조될 수 있다는 것이 발견되었다. 전장 어드레싱 펄스의 전압에 따라 그 물질은 이들 다수의 광학적 상태 사이에서 스위치될 수 있는데 이들 모두는 인가된 전장의 부존재하에서도 안정하다.Surprisingly, it has been found that polymer-free multistable color reflecting cells can be made to exhibit stable color reflection and light scattering states with multistable optical states characterized by varying degrees of reflectivity. Depending on the voltage of the electric field addressing pulses, the material can be switched between these many optical states, all of which are stable even in the absence of an applied electric field.

발명의 개시Disclosure of the Invention

본 발명의 중요한 특징은 색 반사 디스플레이 셀이 중합체 없이 제조될 수 있어서 인가된 전장의 부존재하에서도 안정한 다수의 광학적으로 다양한 상태를 나타내도록 한다는 것이다. 이 디스플레이는 전장에 의해 한 상태에서 다른 상태로 유도될 수 있다. 전장 펄스의 크기 및 형상에 따라 물질의 광학적 상태가 그러한 상태의 연속체를 따라 소정크기의 유색광을 반사하여 안정한 "grey scale"를 제공하는 새로운 안정한 상태로 변할 수 있다. 놀랍게도, 이 물질들은 중합체 및 이에 따른 비용 및 제조의 복잡성 없이도 제조될 수 있다.An important feature of the present invention is that color reflective display cells can be made without polymers to exhibit a number of optically diverse states that are stable even in the absence of an applied electric field. This display can be led from one state to another by the battlefield. Depending on the size and shape of the electric field pulse, the optical state of the material may change into a new stable state that reflects a certain amount of colored light along the continuum of that state to provide a stable "grey scale". Surprisingly, these materials can be produced without the polymer and hence the cost and complexity of manufacture.

일반적으로, 당해물질에 인가된 충분히 낮은 전장펄스는 외관에서 하얗게 보이는 광산란 상태를 가져온다. 이 상태에서 일부의 액정분자들은 어떤 표면효과, 탄성력 및 전장 사이의 경쟁의 결과로서 원추 초점구조를 갖는다. 충분히 높은 전장펄스, 즉, 액정 디렉터를 등방성적으로 정렬시키기에 충분히 높은 전장의 인가후에 당해물질은 키랄네마틱 액정의 핏치길이에 따라 녹색, 적색, 청색 또는 어떤 미리 선택된 색으로 보이게 될 수 있는 광반사상태로 전이된다. 광산란 및 광반사상태는 제로 전장하에서도 안정을 유지한다. 당해물질을 반사상태에서 산란상태로 또는 그 반대로 스위치되도록 전장을 당해물질에 가하므로서 반사 및 산란 상태에 의해 나타난 것 사이의 반사의 다양한 정도로 특징되는 안정한 grey scale 상태를 얻는다. 키랄 네마틱 액정이 평면 유색 광 반사구조이고 중간정도의 전장펄스가 인가될 때는 평면구조인 물질의 양 및 유색광의 반사도 강도가 감소된다. 마찬가지로, 당해물질이 원추초점구조이고 증간정도의 전장펄스가 인가될 때는 평면구조인 물질의 양은 셀로부터의 반사강도와 같이 증가된다. 전장이 제거될때는 당해물질은 안정하고 구조가 변하기 시작했음에도 불구하고 불확실하게 광의 광도를 반사시키도록 설정된 구조를 유지한다.In general, sufficiently low electric field pulses applied to the material result in a light scattering state that appears white in appearance. In this state, some liquid crystal molecules have a conical focal structure as a result of competition between some surface effect, elastic force and electric field. After application of a sufficiently high electric field pulse, i.e., an electric field high enough to isotropically align the liquid crystal director, the material may appear green, red, blue or any preselected color depending on the pitch length of the chiral nematic liquid crystal. Transition to reflection Light scattering and light reflection states remain stable under zero electric field. The electric field is applied to the material so that the material is switched from the reflected state to the scattered state, or vice versa, thereby obtaining a stable gray scale state characterized by varying degrees of reflection between that represented by the reflected and scattered state. When the chiral nematic liquid crystal has a planar colored light reflecting structure and a medium electric field pulse is applied, the amount of planar material and the reflectance intensity of the colored light are reduced. Likewise, when the material is conical-focused and an electric field pulse with an additional degree is applied, the amount of material having a planar structure increases with the reflection strength from the cell. When the electric field is removed, the material remains stable and maintains a structure set to reflect light intensity indefinitely, even though the structure has begun to change.

액정 디렉터를 등방성적으로 정렬시키기에 충분히 높은 전장이 유지되면, 당해물질은 전장이 제거될때까지 투명하다. 전장을 신속히 제거하면 당해물질은 광반사 상태로 전이하고 전장을 서서히 제거하면 당해물질은 광 산란상태로 전이한다. 각 경우에서 전장 펄스는 AC펄스가 바람직하고 바람직하게는 구형 AC펄스인데 이는 DC 펄스가 이온 전도를 야기하여 셀의 수명을 단축시키는 경향이 있기 때문이다.If the electric field is maintained high enough to isotropically align the liquid crystal director, the substance is transparent until the electric field is removed. If the field is removed quickly, the substance transfers to the light reflection state, and if the field is slowly removed, the substance transfers to the light scattering state. In each case, the electric field pulse is preferably an AC pulse, preferably a spherical AC pulse, since the DC pulse tends to cause ion conduction and shorten the life of the cell.

이론에 의해 뒷받침되지는 않지만 전압이 인가될 때는 일부분의 당해물질은 불투명한 상태로되는 반면에 전장은 온상태인 것으로 믿어진다. 불투명한 상태를 나타내는 당해물질의 그 부분들은 전장의 제거시에 원추초점형 광산란상태로 전이되는 경향이 있다. 전장에 의해 영향을 받지 않는 당해물질 부분들, 즉 불투명상태로 되지 않는 부분들은 평면의 광 반사구조를 유지한다. 셀로부터 반사되는 광의 양은 평면 반사구조인 물질의 양에 좌우된다. 전장의 전압이 증가될 때는 당해물질의 더 많은 부분들이 불투명상태로되는 반면에 전장이 인가되고 이어서 전장이 제거될 때는 원추초점구조로 전이된다. 셀로부터의 반사는 평면반사구조에 있는 물질의 양에 비례하기 때문에 셀로부터의 반사가 전장크기의 증가결과로서 grey scale를 따라 감소하는데 이는 보다 많은 양의 물질이 불투명상태로 되어 원추초점구조로 스위치되기 때문이다. 당해물질에 좌우되는 특정의 초기전압에서 당해물질 전부는 전장 제거시에 원추초점구조로 스위치되고 셀의 반사도가 최소에 또는 그것에 가깝게 있을 경우에는 광산란상태로 특징된다. 전압이 제거될때 예상되는 구조는 안정하고 불확실하게 산란을 유지한다. 전압이 액정을 트위스트 시키지 않고 액정 디렉터를 등방성적으로 정렬시키기에 충분히 높은 점까지 더 증가될 때에 당해물질은 투명하고 전압이 제거될때까지 투명성을 유지한다. 당해물질은 등방성적인 구조로부터 전장의 제거시에 안정한 색 반사 평면구조로 전이되는 경향이 있다.Although not supported by theory, it is believed that when a voltage is applied, some of the material is in an opaque state while the electric field is in the on state. Those parts of the material that exhibit an opaque state tend to transition to conical light scattering when the field is removed. Parts of the material that are not affected by the electric field, that is, parts which do not become opaque, maintain a planar light reflecting structure. The amount of light reflected from the cell depends on the amount of material that is a planar reflector. As the voltage of the electric field increases, more parts of the material become opaque, while the electric field is applied and then transferred to the conical focus structure when the electric field is removed. Because the reflection from the cell is proportional to the amount of material in the planar reflection structure, the reflection from the cell decreases along the gray scale as a result of the increase in the overall size, which results in a larger amount of material being opaque and switching to the conical focus structure. Because it becomes. At certain initial voltages dependent on the material, all of the material is characterized by a light scattering state when the field is switched to a conical focus structure and the cell reflectivity is at or near its minimum. When the voltage is removed, the expected structure remains stable and uncertain. When the voltage is further increased to a point high enough to isotropically align the liquid crystal director without twisting the liquid crystal, the material is transparent and remains transparent until the voltage is removed. The substance tends to transition from an isotropic structure to a stable color reflecting planar structure upon removal of the electric field.

당해물질이 광 산란 원추초점구조에 있고 저 전압 펄스가 인가되었을 때는 당해물질의 구조가 변하기 시작하고 다시 안정한 grey scale 반사도가 얻어진다. 당해물질은 산란 원추초점구조에서 시작하기 때문에 grey scale 반사도는 몇개의 샘플에서 초기에 감소될 수 있는 것으로 관찰되었음에도 불구하고 당해물질 전부가 광 산란 원추초점구조에 있을 때에 나타나는 것으로부터 반사도의 증가로 특징된다. 반사도의 증가는 인가된 전장의 결과로서 등방성적으로 정렬될 수 있는 당해물질의 비율에 기여하는 것으로 믿어진다. 등방성적으로 정렬된 부분들은 전장의 제거시에 안정한 평면 광 반사구조로 전이되는 반면에 나머지 부분들은 전장의 결과로서 불투명한 상태를 나타내고 전장의 제거시에는 안정한 평면 컬러반사구조로 다시 전이된다. 전압을 모든 액정이 등방성적으로 정렬되는 시점까지 전압을 보다 더증가시킬 때는 당해물질이 투명하게 보이고 전장의 제거시에 안정한 평면 컬러반사 구조로 전이된다.When the material is in the light scattering cone focus structure and a low voltage pulse is applied, the structure of the material begins to change and a stable gray scale reflectivity is obtained. Since the substance starts in the scattering cone focus, gray scale reflectivity can be initially reduced in several samples, but is characterized by an increase in reflectivity from what appears when all of the substance is in the light scattering cone focus. do. The increase in reflectivity is believed to contribute to the proportion of the material that can be isotropically aligned as a result of the applied electric field. Isotropically aligned portions transition to a stable planar light reflection structure upon removal of the electric field, while the remaining portions exhibit an opaque state as a result of the electric field and transition back to a stable planar color reflection structure upon removal of the electric field. When the voltage is further increased to the point where all liquid crystals are isotropically aligned, the substance is transparent and transitions to a planar color reflection structure that is stable upon removal of the electric field.

인가된 전장의 결과로서 불투명한 상태로 되는 물질부분들은 전장의 제거시에 안정한 원추 초점구조로 전이되고 인가된 전장의 인가로 인하여 등방성적으로 정렬된 부분들은 전장의 제거시에 안정한 평면구조로 전이되는 것으로 믿어진다. 고전장이 등방성적으로 정렬된 액정으로부터 서서히 제거될 때는 당해물질이 산란 원추 초점상태로 들어가는데 이는 전장의 느린 제거가 전장의 제거후에 원추초점구조로 일정하게 전이되는 것으로 보이는 것으로부터 당해물질을 불투명한 상태로 되게하기 때문인 것으로 믿어진다. 고전장을 신속히 제거할때는 당해물질이 불투명한 상태로 되지 않고 따라서 평면반사구조로 전이된다. 어떤 경우에는 안정한 반사상태에서 안정한 산란상태로 또는 그 반대로 당해물질을 이동시키는데 필요한 것 이하의 다양한 크기의 전장펄스가 당해물질을 그 자체가 안정한 중간상태로 이동시키는 것처럼 보일 수 있다. 이러한 다안정 상태는 반사 및 산란상태에 의해 반사되는 것 사이의 강도의 유색광을 불확실하게 반사시킨다. 따라서, 전장 펄스의 크기에 따라, 당해물질은 중합체가 필요없이 안정한 grey scale 반사도를 나타낸다. 다양한 상태사이의 당해물질을 이동시키는데 필요한 전장의 크기는 물론 특정 액정의 종류 및 양과 셀의 두께에 좌우된다. 당해물질에 기계적 응력을 가하는 것 역시 당해물질을 광산란상태에서 광 반사상태로 이동시키는데 사용될 수 있다.Part of the material that becomes opaque as a result of the applied electric field is transferred to a stable conical focal structure upon removal of the electric field and isotropically aligned parts due to application of the applied electric field are transferred to a stable planar structure upon removal of the electric field. It is believed to be. When the high field is slowly removed from the isotropically aligned liquid crystals, the substance enters the scattering cone focus state, which causes the substance to be opaque from what appears to be a slow transition of the full length to the cone focus structure after removal of the full length. It is believed that this is because. When the high field is removed quickly, the substance does not become opaque and thus transfers into a planar reflection structure. In some cases, electric field pulses of various sizes below those necessary to move the material from a stable reflection state to a stable scattering state or vice versa may appear to move the material to its own stable intermediate state. This polystable state uncertainly reflects the colored light of intensity between being reflected by the reflected and scattered state. Thus, depending on the magnitude of the full length pulses, the material exhibits stable gray scale reflectivity without the need for polymers. The size of the electric field required to move the material between the various states, of course, depends on the type and amount of the particular liquid crystal and the thickness of the cell. Applying mechanical stress to the material can also be used to move the material from light scattering to light reflection.

다안정 물질의 주요한 잇점은 그것이 고해상 플랫 판넬 스크린 제조시 요구되는 활성 매트릭스의 사용을 필요치 않게해 준다는 것이다. 스크린이 각 픽셀 부위의 활성요소 및 디스플레이 어드레싱용 멀티 플렉싱 체계 부재하에 제조되게 됨으로서 디스플레이 생산의 간소화, 생산량의 증대 및 디스플레이 가격의 감소가 구현된다. 당해물질에 중합체가 요구되지 않으므로해서 보다 큰 생산의 간소화 및 가격절감이 본 발명에 의해 이루어 진다. 본 발명의 다른 잇점은 광산란상태 및 광반사상태가 중합체 또는 기질의 정교한 표면조건이 요구되지 않으면서도 안정하다는 것이다. 본 발명의 당해물질로 제조된 디스플레이 장치는 디스플레이의 밝기를 제한하는 편광체판이 요구되지 않으며 컬러는 밝기를 감소시킬 수 있는 컬러필터가 없이도 당해물질 자체에 의해 도입될 수 있다.The main advantage of polystable materials is that it eliminates the need for the use of active matrices required for the manufacture of high resolution flat panel screens. The screen is manufactured in the absence of the active elements of each pixel area and the multiplexing scheme for display addressing, thereby simplifying display production, increasing production volume and reducing display price. Since no polymer is required in the material, larger production simplification and cost reduction are achieved by the present invention. Another advantage of the present invention is that the light scattering and light reflecting states are stable without requiring sophisticated surface conditions of the polymer or substrate. The display device made of the subject matter of the present invention does not require a polarizer plate to limit the brightness of the display and color can be introduced by the subject matter itself without a color filter capable of reducing the brightness.

상기 기술된 유익한 특성은 본 발명에서 무 중합체 키랄 네마틱 액정 광 변조물질을 포함하는 광변조반사셀을 제공하므로서 달성되는데 무중합체 키랄 네마틱 액정 광 변조물질은 양성 유전 비동방성을 갖는 네마틱 액정과 가시 스펙트럼에서 광을 반사시키는데 효과적인 핏치길이를 갖는 원추초점 및 트위스트된 평면구조를 형성하는데 효과적인 양의 키랄물질을 포함한다. 여기에서 원추초점 및 트위스트된 평면 구조는 전장의 부재하에서도 안정하고 액정물질은 전장의 인가시에 그 구조가 변할 수 있다.The above described advantageous properties are achieved in the present invention by providing an optical modulation reflector cell comprising a polymerless chiral nematic liquid crystal light modulating material, wherein the polymerless chiral nematic liquid crystal light modulating material comprises a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy. It contains an amount of chiral material effective to form a conical focal length and twisted planar structure having a pitch length effective for reflecting light in the visible spectrum. Here, the cone focus and the twisted planar structure are stable even in the absence of the electric field, and the liquid crystal material may change its structure upon application of the electric field.

어드레싱 수단은 당업계에 공지된 활성 매트릭스, 멀티플렉싱 회로, 전극 및 레이저와 같은 것이 될 수 있다. 이러한 결과로 신규한 물질은 중합체 및 이와 관련한 복잡한 제조공정이 요구되지 않으면서도 상이한 전장 상태하에서 상이한 광학상태 즉, 광투과, 광산란, 광반사 및 이러한 상태들 사이에 안정한 grey scale을 보여 줄 수 있게 된다.The addressing means can be such as active matrices, multiplexing circuits, electrodes and lasers known in the art. As a result, the new materials can show different optical states, ie, light transmission, light scattering, light reflection, and a stable gray scale between these states under different field conditions without the need for polymers and complex manufacturing processes associated with them. .

키랄 네마틱 액정은 바람직한 핏치길이를 창출하기에 충분한 양의 키랄물질과 양성유전 비동방성인 네마틱 액정의 혼합물이다. 적합한 네마틱 액정 및 키랄물질은 상업적으로 입수 가능한데 본 명세서를 고려할 경우 당업자에게 잘 알려진 것이다. 네마틱 액정과 키랄물질의 양을 사용된 특정 액정 및 키랄물질 뿐만 아니라 작업의 형태에 따라 다양해 진다.A chiral nematic liquid crystal is a mixture of a chiral material and a positive dielectric anisotropic nematic liquid crystal in an amount sufficient to produce the desired pitch length. Suitable nematic liquid crystals and chiral materials are commercially available and are well known to those skilled in the art in view of the present specification. The amount of nematic liquid crystals and chiral materials will vary depending on the type of work as well as the specific liquid crystals and chiral materials used.

물질에 의해 반사되는 광의 파장은 관계식 λ=nP, 여기에서 n은 평균 굴절율이고 p=피치길이이다 로 나타낼 수 있다. 350nm-850nm 사이의 파장은 가시스펙트럼이다. 따라서, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 최적의 피치를 얻기 위한 액정의 키랄 도핑의 일반적 원리, 예를들면, 호프만-라 롯슈, 리미티드(Hoffmann-La Roche Ltd)에 의해 반포된 매뉴얼인 샤트(Schadt)등의 How to Dope Liquid Crystal Mixtures in Order to Ensure Optimum Pitch and to compensate the Temperature Dependence(1990)에 포함된 물질의 굴절율에 근거하여 본 발명에 적절한 물질을 선택할 수 있을 것이다.The wavelength of the light reflected by the material can be represented by the relationship λ = nP, where n is the average refractive index and p = pitch length. The wavelength between 350 nm and 850 nm is visible spectrum. Thus, those of ordinary skill in the art are the manuals distributed by the general principles of chiral doping of liquid crystals, such as Hoffmann-La Roche Ltd, to obtain optimum pitches. A suitable material for the present invention may be selected based on the refractive index of the material included in How to Dope Liquid Crystal Mixtures in Order to Ensure Optimum Pitch and to compensate the Temperature Dependence (1990), such as Schadt et al.

바람직한 실시예에서 키랄 네마틱 액정의 핏치길이는 0.25 - 1.5 마이크론, 보다 바람직하게는 0.45 - 0.8 마이크론 범위이다. 전형적인 핏치길이는 청색에 대해서 0.27 마이크론, 녹색에 대해서 0.31 마이크론, 적색에 대해서 0.40 마이크론이다. 또한, 키랄 네마틱 액정은 네마틱 액정과 키랄물질의 총중량을 기준으로 약 20-60 중량 %, 보다 바람직하게는 20-40 중량%의 키랄물질을 함유한다. 그러나, 그 범위는 키랄물질 및 액정에 따라 달라질 수 있다. 네마틱 액정은 최소한 5, 바람직하게는 최소한 10의 양성 유전 비동방성을 갖는다. 중량은 사용된 특정 액정 및 키랄물질에 따라 달라질 수 있다.In a preferred embodiment the pitch length of the chiral nematic liquid crystal is in the range of 0.25-1.5 microns, more preferably 0.45-0.8 microns. Typical pitch lengths are 0.27 microns for blue, 0.31 microns for green and 0.40 microns for red. In addition, the chiral nematic liquid crystal contains about 20-60 wt%, more preferably 20-40 wt% of the chiral substance based on the total weight of the nematic liquid crystal and the chiral substance. However, the range may vary depending on the chiral material and the liquid crystal. Nematic liquid crystals have a positive dielectric anisotropy of at least 5, preferably at least 10. The weight may vary depending on the particular liquid crystal and chiral material used.

발명을 수행함에 있어서는 소정량의 네마틱 액정과 키랄물질을 함유하는 용액이 제조되어 최소한 하나가 투명한 셀 기판들 사이로 도입된다. 셀은 공지의 에폭시 또는 다른 물질로 모서리 둘레가 봉해진다. 셀은 모세관 현상과 같은 공지의 방법에 의해 채워질 수 있다. 바람직한 방법은 셀을 진공 충전시키는 것이다. 이것은 셀의 불일정성을 개선시키고 셀내의 거품을 제거시킨다. 전기적으로 어드레스 가능한 셀에 있어서 셀벽은 액정의 도입전에 인듐 주석 산화물과 같은 투명 전극으로 코팅된다.In carrying out the invention, a solution containing a predetermined amount of a nematic liquid crystal and a chiral material is prepared and introduced into at least one of the transparent cell substrates. The cell is sealed around the edge with a known epoxy or other material. The cell can be filled by known methods such as capillary action. The preferred method is to vacuum fill the cell. This improves cell irregularity and removes bubbles in the cell. In an electrically addressable cell, the cell walls are coated with a transparent electrode such as indium tin oxide prior to the introduction of the liquid crystal.

본 발명에 필수적이지는 않지만 어떤 경우에는 셀벽을 전극 이외에 세제 또는 화학물질과 같은 물질로 처리하여 콘트라스트의 다양화 또는 스위칭 특성을 얻을 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 처리는 액정의 불일정성에 영향을 미치고, 다양한 구조의 안정성을 변경시키며 어떤 표면 앵커링의 강도를 변경시키는데 사용 될 수 있다. 그러한 표면처리를 위하여 다양한 물질을 사용하는 것 이외에 반대쪽 기판의 처리는 다를 수 있다. 예를들면, 기판들이 다른 방향으로 마찰될 수 있는데 하나의 기판이 추가의 처리를 포함할 수 있는 반면에 다른 하나는 그렇지 않거나 반대편 기판이 다른 물질로 처리될 수 있다. 상기에 기술된 바와 같이 그러한 추가적인 처리는 셀 응답 특성을 변경시키는 효과를 가질 수 있다.Although not essential to the present invention, in some cases it is desirable to treat the cell walls with materials such as detergents or chemicals in addition to the electrodes so as to achieve varying contrast or switching characteristics. This treatment can be used to affect the inconsistency of the liquid crystal, to alter the stability of various structures and to change the strength of any surface anchoring. In addition to using various materials for such surface treatment, the treatment of the opposite substrate may be different. For example, the substrates may be rubbed in different directions where one substrate may include additional processing while the other may be otherwise or the opposite substrate may be treated with a different material. As described above, such additional processing may have the effect of changing the cell response characteristics.

임의적으로 셀의 특성을 변경시키기 위하여 키랄 네마틱 액정 혼합물에 다른 첨가제가 포함될 수 있다. 예를들면, 컬러는 액정물질 그 자체에 의해 도입되는 반면에 이색(plochroic) 염색제가 셀에 의해 반사된 색을 강렬하게 하거나 다양하게하도록 첨가될 수 있다. 마찬가지로 훈증된 실리카와 같은 첨가제가 다양한 콜레스테린성 구조의 안정성을 조정하도록 액정 혼합물에 용해될 수 있다.Optionally, other additives may be included in the chiral nematic liquid crystal mixture to alter the properties of the cell. For example, color can be introduced by the liquid crystal material itself, while a dichroic dye can be added to enhance or vary the color reflected by the cell. Additives such as fumed silica can likewise be dissolved in the liquid crystal mixture to adjust the stability of the various cholesteric structures.

본 발명은 최대의 참고강도를 반사하는 컬러 반사상태 및 최소 참고 강도를 나타내는 광산란 상태를 스위치할 수 있는 무 중합체 키랄 네마틱 액정물질을 어드레스하는 방법임을 특징으로 한다. 그 방법은 최대와 최소 사이의 안정한 색 반사도를 이루는데 충분한 다양한 크기의 전압 펄스를 인가하여 당해물질로부터 안정한 grey scale 반사도를 생성시키는 것을 포함한다.The present invention is characterized by a method of addressing a polymer-free chiral nematic liquid crystal material capable of switching between a color reflection state reflecting a maximum reference intensity and a light scattering state exhibiting a minimum reference intensity. The method involves applying voltage pulses of various magnitudes sufficient to achieve stable color reflectivity between maximum and minimum to produce stable gray scale reflectivity from the material.

바람직하게는 그 방법은 키랄 네마틱 물질 부분이 제1광학상태를, 키랄 네마틱 물질의 나머지 부분이 제1광학상태와 다른 제2광학상태를 나타내도록 충분한 기간 및 전압의 AC펄스를 당해물질에 가하는 것을 특징으로 한다. 바람직한 실시예에서 당해물질 부분의 제1광학상태는 평면구조를 나타내고, 나머지 부분의 제2광학상태는 원추초점구조를 나타내는데 반사의 강도는 평면 반사구조에 있는 물질의 양에 비례한다.Preferably the method comprises applying an AC pulse of sufficient duration and voltage to the material such that the portion of the chiral nematic material exhibits a first optical state and the remainder of the chiral nematic material exhibits a second optical state different from the first optical state. It is characterized by the addition. In a preferred embodiment the first optical state of the part of the material exhibits a planar structure and the second optical state of the remaining part represents a conical focus structure with the intensity of reflection being proportional to the amount of material in the planar reflecting structure.

하기 바람직한 실시예의 상세한 설명 및 첨부된 도면을 통하여 본 발명의 여러가지 부가 특성 및 잇점을 알 수 있고 아울러 본원을 보다 더 명확히 이해할 수 있을 것이다.Through the following detailed description of the preferred embodiment and the accompanying drawings, it is understood that various additional features and advantages of the present invention may be understood and the present application may be more clearly understood.

제1도는 본 발명의 액정물질이 주입되어 있는 광변조 셀의 선단면도를 도시한 것이다.1 is a cross-sectional view of a light modulation cell into which a liquid crystal material of the present invention is injected.

제2도는 액정이 등방성적으로 정렬되어 광학적으로 맑은 상태가된 당해 신규물질의 확대 부분 선 단면도를 도시한 것이다.2 shows an enlarged partial cross-sectional view of the novel material in which the liquid crystals are isotropically aligned to give an optically clear state.

제3도는 광 산란 상태에 있는 당해물질의 확대 부분 선단면도를 도시한 것이다.3 shows an enlarged partial cross-sectional view of the substance in light scattering state.

제4도는 액정이 트위스트된 평면구조를 갖을 때의 당해물질의 확대 부분 선 단면도이다.4 is an enlarged partial cross-sectional view of the material when the liquid crystal has a twisted planar structure.

제5도는 평면구조로부터 시작하여 30 - 140볼트 그리고 원추초점 구조로 부터 시작하여 140-180 볼트 사이의 전압 범위에서 grey scale 반사를 입증하는 다양한 전압의 AC 펄스에 대한 셀의 전기 광학적 반응의 플롯이다.5 is a plot of the cell's electro-optic response to AC pulses of various voltages demonstrating gray scale reflections in the voltage range from 30 to 140 volts starting from the planar structure and from 140 to 180 volts starting from the confocal structure. .

바람직한 실시예의 설명Description of the Preferred Embodiments

제1도에서 도식화된 셀은 말단 주변이 봉인되고, 스페이서(12)로 분리된 유리판(10, 11)으로 구성된다. 도시된 바와 같이, 유리판(10, 11)은 투명전극(13)을 형성하는 인듐-주석 산화물(ITO) 등으로 피복된다. 참고번호(14)는 액정 디렉터에 영향을 미치거나 셀의 콘트라스트, 반사 또는 스위칭 특성을 변경시키도록 전극에 부착 될 수 있는 임의적 표면 피복물을 나타낸다. 반대편 피복물(14)은 동일물질 또는 다른 물질일 수 있는데 다른 방향으로 마찰될 수 있거나 피복물(14)의 하나 또는 둘다 함께 제거될 수 있다.The cell depicted in FIG. 1 consists of glass plates 10, 11 sealed around the ends and separated by spacers 12. As shown, the glass plates 10 and 11 are covered with indium tin oxide (ITO) or the like forming the transparent electrode 13. Reference numeral 14 denotes an optional surface coating that can be attached to the electrode to affect the liquid crystal director or to change the contrast, reflection or switching characteristics of the cell. The opposite coating 14 may be the same or different material and may rub in different directions or one or both of the coatings 14 may be removed together.

제1도의 셀은 본 발명의 무중합체 액정물질로 채워진다. 액정 광 변조 물질은 양성 유전비동방성인 네마틱 액정과 키랄물질을 갖는 키랄 네마틱 액정(16)으로 이루어진다. 셀을 상이한 광학적 상태로 전환시켜주기 위해 전극(13)에는 AC전압소스(17)가 연결된다.The cell of FIG. 1 is filled with the non-polymeric liquid crystal material of the present invention. The liquid crystal light modulation material is composed of a nematic liquid crystal that is positive dielectric anisotropy and a chiral nematic liquid crystal 16 having a chiral material. An AC voltage source 17 is connected to the electrode 13 to switch the cell to a different optical state.

제1도에 도시된 셀형태는 본 발명의 무중합체 액정 물질의 기능과 특정 실시예를 설명하기 위한 것에 지나지 않으며 또한 당해 신규물질은 여러가지 방법으로 어드레스될 수 있고 다른 어떤 형태의 셀에 주입될 수도 있음을 유의해야 한다. 예컨데, 외부적으로 활성화된 전극에 의해 어드레스되는 것 대신에 당해물질은 당업계에서 공지된 활성 매트릭스, 멀티플렉싱 계통 또는 기타 형태의 회로를 사용한 어드레스 방법이 사용될 수 있다. 마찬가지로, 셀은 임의적인 표면처리층(14) 없이 제조될 수 있다.The cell form shown in FIG. 1 is merely illustrative of the function and specific embodiments of the non-polymeric liquid crystal material of the present invention, and the novel material may be addressed in various ways and may be injected into any other type of cell. It should be noted. For example, instead of being addressed by an externally activated electrode, the substance may be addressed using an active matrix, multiplexing strain, or other form of circuit known in the art. Likewise, the cell can be manufactured without the optional surfacing layer 14.

마찰된 또는 마찰되지 않은 ITO 또는 다른 적절한 전극 이외에 임의적인 표면처리층이 셀의 특성을 변경시키기 위하여 사용될 때에는 다양한 물질들이 사용될 수 있다. 적절한 물질로는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 마찰되지 않은 폴리이미드, 폴리이소부틸메타크릴레이트, 폴리-n-부틸메타크릴레이트, 폴리비닐포르말 (PVF) 및 폴리카보네이트를 포함한다. 두판들은 동일하거나 다른 것일 수 있으며 마찰되거나 마찰되지 않거나 아니면 구조화된 것일 수 있다. 마찬가지로, 반대표면은 다른 방향으로 마찰되거나 다른 방법으로 구조화된 것일 수 있다. 가장 우수한 결과는 어떤 추가적인 표면처리없이 마찰된 ITO를 사용하였을때 얻어졌다.Various materials may be used when any surface treatment layer other than rubbed or non-frictionated ITO or other suitable electrode is used to change the properties of the cell. Suitable materials include polymethyl methacrylate (PMMA), non-frictional polyimide, polyisobutyl methacrylate, poly-n-butyl methacrylate, polyvinyl formal (PVF) and polycarbonate. The head plates may be the same or different and may be rubbing or non-rubbing or structured. Likewise, the opposite surface may be rubbed in different directions or structured in other ways. The best results were obtained when using rubbed ITO without any additional surface treatment.

액정물질은 양성 유전 비동방성인 네마틱 액정 및 키랄물질, 예를들면 콜레스테린성 액정을 포함하지만 어떤 중합체도 포함하지 않는다. 적절한 네마틱 액정으로는 적절한 양성 유전 비동방성을 갖는 공지의 어떤 시아노비페닐이 충분하지만 이. 머크(E. Merck)사에서 제조된, 예를들면 E7, E48, E31 및 E80을 포함한다. 적절한 키랄제로는 예를들면 역시 이.머크사에서 제조된 CB15, CE2 및 TM74A를 포함한다. 본 발명에 사용하기 적합한 다른 네마틱 액정 및 키랄물질은 본 명세서를 고려할때 당업자에게 잘 알려져 있을 것이다. 키랄 네마틱 액정 혼합물에 첨가될 수 있는 다른 임의적인 성분으로는, 예를들면 다양한 구조의 안정성을 조정하기 위한 훈증된 실리카 및 컬러를 조정하기 위한 염색제를 포함한다.Liquid crystal materials include nematic liquid crystals and chiral materials such as cholesteric liquid crystals that are positive dielectric anisotropic but do not contain any polymers. Suitable nematic liquid crystals are sufficient as any known cyanobiphenyl having adequate positive dielectric anisotropy. Examples include E7, E48, E31 and E80, manufactured by E. Merck. Suitable chiral agents include, for example, CB15, CE2 and TM74A, also manufactured by E. Merck. Other nematic liquid crystals and chiral materials suitable for use in the present invention will be well known to those skilled in the art upon consideration of the present specification. Other optional components that may be added to the chiral nematic liquid crystal mixture include, for example, fumed silica to adjust the stability of the various structures and colorants to adjust the color.

제1도의 셀을 제조하는 바람직한 방법에서는 키랄 네마틱 액정 및 어떤 필요한 염색제 또는 첨가제 등을 함께 용해시킨 용액을 제조한 후 그 용액을 여기에 임의적인 피복층(14)을 갖는 것으로 도시된 유리판(10,11) 사이에 주입시킨다. 이것은 모세관 충전, 보다 바람직하게는 진공충전과 같은 당업자에게 공지된 방법에 의해 수행될 수 있다. 용액이 유리판들 사이에 주입되었을때 셀은 공지된 바와 같이 그 단부가 봉인된다.In the preferred method of manufacturing the cell of FIG. 1, a solution is prepared in which a chiral nematic liquid crystal and any necessary dye or additives are dissolved together, and then the solution is shown here having an optional coating layer 14 thereon. 11) Inject between. This can be done by methods known to those skilled in the art, such as capillary filling, more preferably vacuum filling. When the solution is injected between the glass plates the cell is sealed at its end, as is known.

안정한 평면 원추초점 및 grey scale 상태사이로 스위치될 수 있는, 본 발명에 따라 제조된 무 중합체 디스플레이는 하기의 제한지 않는 실시예에서 상세히 설명된다.Polymer-free displays made in accordance with the present invention, which can be switched between stable planar cone focus and gray scale states, are described in detail in the following non-limiting examples.

실시예 1Example 1

37.5wt%의 E48(EM사의 네마틱 액정) 및 62.5wt%의 TM74A(EM사의 키랄 첨가제)를 함유하는 키랄 네마틱 액정 혼합물을 제조하였다. ITO로 피복된 두개의 기판으로 1평방인치의 셀을 형성했다. 두 기판의 ITO 피복층을 서로 평행하게 문질렀다. 하나의 기판상에 10㎛ 유리 스페이서를 스프레이하고 두번째 기판들 가운데에 넣어 단부들중 2개가 첫번째 기판과 중첩되어 셀이 클램프와 함께 홀딩되도록 하였다. 5분 에폭시(Devcon)를 사용하여 두개의 중첩되지 않는 모서리를 봉인하였다.A chiral nematic liquid crystal mixture was prepared containing 37.5 wt% E48 (nematic liquid crystal from EM) and 62.5 wt% TM74A (chiral additive from EM). Two substrates coated with ITO formed one square inch of cell. The ITO coating layers of the two substrates were rubbed parallel to each other. A 10 μm glass spacer was sprayed onto one substrate and placed in the middle of the second substrates so that two of the ends overlap the first substrate so that the cell is held with the clamp. Five non-overlapping edges were sealed using 5 minute epoxy (Devcon).

셀을 수직으로 고정시키고 키랄 네마틱 액정의 방울을 셀의 상부개구 단부를 따라 위치시켰다. 셀을 약15분이상 모세관현상을 이용하여 자연스럽게 채웠다. 채워졌을때 잔류의 액정 혼합물을 단부 및 5분 에폭시로 봉인된 상부 단부로부터 제거하였다.The cell was fixed vertically and a drop of chiral nematic liquid crystal was placed along the top opening end of the cell. The cells were naturally filled using capillary action for at least 15 minutes. When filled, the remaining liquid crystal mixture was removed from the end and top end sealed with 5 minute epoxy.

셀은 초기에 정면 반사상태였다. 약115볼트 및 1KHz의 100ms 저전압 펄스로 셀을 원추초점 산란상태로 스위치시켰다. 약180볼트 및 1KHz의 100ms 고전압 펄스로 셀을 평면 반사상태로 다시 스위치시켰다. 평면 및 원추초점상태 모두 전장의 부재하에서 안정하였으며 셀은 산란및 반사상태 사이에서 다안정 grey 반사상태를 나타냈다.The cell was initially in frontal reflection. The cells were switched to cone focus scattering with a 100 ms low voltage pulse of about 115 volts and 1 kHz. The cell was switched back to a planar reflection with a pulse of about 180 volts and 100 ms high voltage of 1 KHz. Both planar and cone focus were stable in the absence of the electric field, and the cell exhibited a multistable gray reflection between scattering and reflection.

실시예 2Example 2

0.6 : 1 비율의 E48 및 TM74A의 혼합물을 상기 실시예1과 다르게 10㎛ 공간진 ITO 피폭 유리판들 사이에 주입시켰다. 기판을 마찰되지 않은 폴리이미드층으로 추가적으로 피복시켰다. 셀은 초기에 셀을 통과하는 HeNe빔중 약30%만 투과시켰다. 10ms, 155볼트, 1KHz AC펄스로 셀을 녹색광을 반사하는 평면구조로 스위치시켰다. 반사상태에서 셀로부터의 투과도는 약65%였다. 같은 시간 및 파장의 95볼트 펄스로 셀을 원추초점 산란상태로 다시 스위치시켰다. 셀은 10ms이하에서 스위치되었다.A mixture of 0.6: 1 ratio of E48 and TM74A was injected between 10 μm spaced ITO exposed glass plates, unlike Example 1 above. The substrate was further coated with a non-frictionized polyimide layer. The cell initially transmitted only about 30% of the HeNe beam passing through the cell. The cells were switched to a planar structure reflecting green light with 10 ms, 155 volts, and 1 KHz AC pulses. The transmission from the cell in the reflected state was about 65%. The cells were switched back to cone focus scattering with 95 volt pulses of the same time and wavelength. The cell was switched under 10ms.

실시예 3Example 3

셀을 상기 실시예에서와 같이 0.15 : 0.15 : 0.7의 중량비의 CB15, CE2(EM사의 키랄물질) 및 E48의 혼합물로 제조하였다. 이 셀에서 구동전압을 약 반에서 끊었는데 이는 혼합물의 유전 비동방성이 TM74A를 사용했을 때 보다 더 높았기 때문이었다. 이 물질의 전기 광학적 반응은 실시예1과 유사했다.The cell was prepared as a mixture of CB15, CE2 (chiral material of EM) and E48 in a weight ratio of 0.15: 0.15: 0.7 as in the above example. In this cell, the driving voltage was cut in half because the dielectric anisotropy of the mixture was higher than with TM74A. The electro-optic response of this material was similar to that of Example 1.

표1은 상기 실시예들에 따라 제조된 물질의 다수의 추가적인 실시예를 도시한 것이다. 이들 셀에서는 키랄 물질의 농도 및 네마틱 액정의 형태 및 농도를 다양화했다. 각각의 경우에서 키랄물질은 CE2와 CB15의 50 : 50 혼합물이었다. 각 셀은 기판상에 단지 표면처리로서 마찰되지 않은 ITO전극을 사용하였다. 표 I에 있는 물질들은 모두 가시스펙트럼에서 다안정성, 즉 안정한 반사, 산란 및 grey scale 상태를 나타냈다.Table 1 shows a number of additional examples of materials made according to the above embodiments. In these cells, the concentration of chiral material and the form and concentration of nematic liquid crystals were varied. In each case the chiral material was a 50:50 mixture of CE2 and CB15. Each cell used an unfrictionated ITO electrode only as a surface treatment on the substrate. The materials in Table I all exhibited polystability in the visible spectrum, ie stable reflection, scattering and gray scale states.

표 II는 다양한 표면처리 물질 및 셀 두께에서 다안정성을 나타내는, 상기 실시예들에 따라 제조된 물질의 실시예를 도시한 것이다. 각 경우에서 네마틱 액정은 네마틱 액정과 키랄물질의 총중량을 기준으로 60wt%의 E31(EM사)이었다. 각 경우에서 키랄물질은 키랄물질과 네마틱 액정의 총중량을 기준으로 40wt%의 CE2 와 CB15(EM사)의 50 : 50 혼합물이었다. 각 셀은 녹색 반사상태를 나타냈다. 반사 및 산란상태는 전장의 부재하에서 안정하였으며 셀은 그 상태들 사이에서 안정한 greyscale을 나타냈다. 실시예 17 및 18에서 반대편 기판상의 PVF 피복물은 각각 서로에 대하여 평행하게 수직으로 마찰되었다. 마찬가지로, 실시예22 및 23에서 반대편 기판상의 피복물은 각각 서로에 대하여 평행하게 수직으로 마찰되었다. 실시예21 및 24의 피복층은 단순히 마찰되지 않은 ITO 전극이었으며 실시예25의 경우에 반대편 기판상의 ITO 피복층은 서로에 대하여 평행하게 마찰되었다. 실시예 13-15에서 i-부틸 및 n-부틸은 n-부틸 및 i-부틸 메타크릴레이트를 나타낸다. 이 실시예들에서 간격은 상기 실시예들에서와 같이 유리범위에 의해 조정되었다.Table II shows examples of materials prepared according to the above embodiments, showing multistable in various surface treatment materials and cell thicknesses. In each case, the nematic liquid crystal was 60 wt% of E31 (EM) based on the total weight of the nematic liquid crystal and chiral material. In each case, the chiral material was a 50:50 mixture of 40 wt% CE2 and CB15 (EM) based on the total weight of the chiral material and nematic liquid crystal. Each cell represented a green reflection. The reflection and scattering states were stable in the absence of the electric field, and the cell showed a stable greyscale between the states. In Examples 17 and 18 the PVF coatings on the opposite substrates were rubbed vertically and parallel to each other, respectively. Likewise, the coatings on the opposing substrates in Examples 22 and 23 were each rubbed vertically parallel to each other. The coating layers of Examples 21 and 24 were simply non-frictionated ITO electrodes and in the case of Example 25 the ITO coating layers on the opposite substrate were rubbed parallel to each other. I-butyl and n-butyl in Examples 13-15 represent n-butyl and i-butyl methacrylate. In these embodiments the spacing was adjusted by the glass range as in the above embodiments.

표 III은 다양한 표면처리 및 셀 두께를 갖는, 실시예 1과 같이 얻어진 다안정성 물질의 추가적인 실시예를 제공한다는 점에서 표 II와 동일하다. 그러나, 표 III의 물질들은 키랄물질과 네마틱 액정의 총중량을 기준으로 60wt%의 TM74A키랄물질을 포함하고 있다. 네마틱 액정은 40wt%로 존재하는 E48이었다. 이 셀들은 평면 광 반사구조에서 녹색광을 반사했으며 상기 실시예들에서와 같이 다안정성을 나타냈다.Table III is identical to Table II in that it provides additional examples of the polystable materials obtained as in Example 1, having various surface treatments and cell thicknesses. However, the materials in Table III contain 60 wt% of TM74A chiral material based on the total weight of the chiral material and nematic liquid crystal. The nematic liquid crystal was E48 present at 40wt%. These cells reflected green light in the planar light reflecting structure and exhibited multistable as in the above embodiments.

본 발명의 무중합체 다안정 컬러 디스플레이 셀은 반사상태와 산란상태에 의해 반사된 강도사이에 선택된 강도의 광을 불확실하게 반사시키는 물질의 능력으로특징되는 안정한 grey scale현상을 나타내는데 반사상태는 물질전체가 평면구조를 나타날때이고 산란상태는 물질전체가 원추초점구조를 나타낼 때이다. 이러한 발명의 목적을 위하여 반사상태는 유색 광을 주어진 물질의 최대강도로 반사하는데 반사된 광의 컬러는 키랄 물질의 핏치길이에 의해 결정된다. 적절한 역가 전압의 전장펄스는 최소한 일부의 물질이라도 광학적 상태로 변화시키고 반사도의 강도를 감소시킨다. AC펄스가 충분히 높지만 액정을 등방성적으로 정렬시키는 것보다 낮으면 물질의 광학적 상태는 주어진 물질의 최소강도로 광을 반사시키는 산란상태로 완전히 변하게 된다. 주어진 물질에 있어서 그 물질의 반사도의 최대강도를 한정하는 것으로 간주될 수 있는 반사상태와 반사도의 최소강도를 한정하는 것으로 간주될 수 있는 산란상태 사이에서 반사도의 강도는 grey scale에 따른 범위인데 이는 단순히 반사 및 산란상태에 의해 나타낸 것 사이에 있는 강도값의 연속이다. 반사상태에서 산란상태로 또는 역으로 물질을 변환시키는 것 사이의 AC 펄스 전압으로 물질에 펄스를 가하므로서 당업자가 이러한 grey scale 범위에서 반사도의 강도를 얻는다.The polymer-free multistable color display cell of the present invention exhibits a stable gray scale phenomenon characterized by the ability of a material to reflect light of a selected intensity indefinitely between the reflected state and the intensity reflected by the scattering state. When the planar structure appears, the scattering state is when the entire material exhibits a conical focusing structure. For the purpose of this invention the reflection state reflects colored light to the maximum intensity of a given material, the color of the reflected light being determined by the pitch length of the chiral material. An electric field pulse with an appropriate potency voltage changes at least some material into an optical state and reduces the intensity of reflectivity. If the AC pulse is high enough but lower than isotropically aligning the liquid crystal, the optical state of the material is completely changed to a scattering state that reflects light at the minimum intensity of a given material. For a given material, the intensity of the reflectivity is in the gray scale range between the reflection state, which can be considered to limit the maximum intensity of the material's reflectivity, and the scattering state, which can be considered to limit the minimum intensity of the reflection. It is a sequence of intensity values between those represented by the reflection and scattering states. The skilled person will obtain the intensity of reflectivity in this gray scale range by applying a pulse to the material with an AC pulse voltage between converting the material from the reflected state to the scattered state or vice versa.

이론상 정확하지는 않지만 당해물질이 평면구조로 시작할때 grey scale에 따른 반사도의 강도는 펄스전압에 거의 직선모양의 비율이라는 것이 관찰되었다. 펄스전압을 다양화함으로서 주어진 색의 반사도의 강도가 비례적으로 다양화될 수 있다. 전장이 제거될 때는 당해물질이 그 강도를 불확실하게 반사시킨다. 이러한 grey scale 전압 범위내의 펄스는 일부의 물질을 반사상태의 평면구조 특성에서 산란상태의 원추초점 특성으로 변환시킨다. grey scale에 따른 반사도의 강도는 평면구조에서 원추초점 구조로 또는 역으로 스위치된 키랄물질의 양에 비례하고 차례로 AC 펄스 전압에 비례한다.While not accurate in theory, it has been observed that when the material starts in a planar structure, the intensity of reflectivity along the gray scale is almost a linear ratio to the pulse voltage. By varying the pulse voltage, the intensity of the reflectivity of a given color can be proportionally varied. When the field is removed, the material reflects its strength indefinitely. Pulses within this gray scale voltage range convert some of the material from the reflective planar to the scattered cone focus. The intensity of reflectivity along the gray scale is proportional to the amount of chiral material switched from planar to conical or vice versa, which in turn is proportional to the AC pulse voltage.

제4도는 광 반사 상태에서의 본 발명의 무중합체 다안정성 물질을 개념적으로 설명한 것이다. 이같은 상태에서는 키랄 액정 분자(40)가 셀벽에 평행한 트위스트된 평면구조로 배향된다. 트위스트된 평면 구조로 인하여 당해물질은 광을 반사시키는데 광의 컬러는 특정 핏치길이에 따라 달라진다. 이러한 안정한 반사상태에서는 당해물질이 grey scale 강도가 관찰되는 것이하로 최대 참고강도를 구성하는 최대 반사도를 나타낸다. 액정의 평면구조는 중합체 부재하에서도 안정하다. 제3도에서 개념적으로 설명된 바와 같이 다안정성 컬러 디스플레이 물질은 광 산란 상태에 있다. 이러한 안정한 산란상태에서는 당해물질이 반사의 최소강도(즉, 최대 산란)를 나타내는데 이는 grey scale 강도가 관찰되는 것 이상으로 반사도의 최소 참고 강도를 한정한다.4 conceptually illustrates the nonpolymeric polystable material of the present invention in a light reflective state. In this state, the chiral liquid crystal molecules 40 are oriented in a twisted planar structure parallel to the cell wall. Due to the twisted planar structure the material reflects light and the color of the light depends on the specific pitch length. In this stable reflection state, the gray scale intensity of the material is observed, indicating the maximum reflectance that constitutes the maximum reference strength. The planar structure of the liquid crystal is stable even in the absence of a polymer. As conceptually illustrated in FIG. 3, the multistable color display material is in a light scattering state. In this stable scattering state, the material exhibits a minimum intensity of reflection (i.e. maximum scattering), which limits the minimum reference intensity of the reflectance beyond that of gray scale intensities observed.

제4도의 광 반사 상태 및 제3도의 광 산란 상태 뿐만 아니라 그들 사이의 grey scale 상태 모두는 전장 부재하에서도 안정하다. 당해물질이 제4도의 광 반사 상태에 놓인 상태에서 저전장 펄스가 인가되면 당해물질은 제3도의 광 산란 상태로 전이되며 제로 전장하에서도 그대로 광 산란 상태로 존재한다. 당해 다안정 물질이 제3도의 광 산란 상태에 농인 상태에서 키랄 분자를 트위스트되지 않게 하는데 충분한 고전장 펄스가 인가되면 당해 액정분자들은 마지막 펄스에서 제4도의 광 반사상태로 전이되어 그같은 상태를 계속 유지한다. 광학상태들 사이로 당해물질을 전이시키는 데 필요한 셀 두께 마이크론 당 전압은 물질의 조성에 따라 좌우되지만필요한 전압의 결정은 본 명세서를 고려할때 당업자에게 잘 알려져 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.Both the light reflection state of FIG. 4 and the light scattering state of FIG. 3, as well as the gray scale state therebetween, are stable even in the absence of the electric field. When the low electric field pulse is applied while the substance is in the light reflection state of FIG. 4, the substance is transferred to the light scattering state of FIG. 3 and remains in the light scattering state even under zero electric field. When a high-tension pulse is applied to prevent the polystable material from twisting chiral molecules in a state where it is concentrated in the light scattering state of FIG. 3, the liquid crystal molecules are transferred to the light reflecting state of FIG. 4 at the last pulse to maintain such a state. do. The voltage per cell thickness micron required to transfer the material between the optical states depends on the composition of the material, but it will be understood that the determination of the required voltage is well known to those skilled in the art upon consideration of the present specification.

액정분자의 비트위스트 상태유지에 필요한 고전장이 유지되는 경우 액정 디렉터들은 등방성적으로 정렬하여 당해물질이 투명한 상태를 보여주게 된다. 전장이 서서히 제거되는 경우에는 액정의 배향이 제3도의 광 산란 상태로 전이케되는데 이는 느린 제거가 당해물질의 않은 부분이 불투명한 상태로 되게 하기 때문이다. 전장이 신속히 제거되는 경우에는 당해배향이 제4도의 광 반사 상태로 전이하게될 것이다. 제4도의 반사상태와 제5도의 산란상태 사이에 반사된 반사도의 강도는 안정한 grey scale 반사도들이다. 물론, 반사 및 산란상태의 강도값은 물질의 조성에 따라 다양할 수 있지만 grey scale은 그들 사이의 강도범위에 의해 한정된다.When the high field necessary to maintain the bit-twist state of the liquid crystal molecules is maintained, the liquid crystal directors are isotropically aligned to show a transparent state of the material. When the electric field is slowly removed, the orientation of the liquid crystal is shifted to the light scattering state of FIG. 3 since the slow removal causes the non-part of the material to become opaque. If the electric field is quickly removed, the orientation will transition to the light reflecting state of FIG. The intensity of the reflectance reflected between the reflection state of FIG. 4 and the scattering state of FIG. 5 is stable gray scale reflectivity. Of course, the intensity values of the reflected and scattered states can vary depending on the composition of the material, but the gray scale is limited by the intensity range between them.

제4도의 반사상태에서 제3도의 산란상태로 물질을 변형시키는 것 이하의 전압에서는 제로전장에서 그 자체가 안정한 grey scale 상태가 얻어진다. grer scale 상태에 있는 물질로 부터의 반사는 안정한데 이는 물질의 일부가 제4도의 평면 반사구조에, 그리고 물질의 일부가 제3도의 원추초점 산란구조에 있기 때문인데 이들 모두 전장의 부재하에서 안정하다.At voltages below the deformation of the material from the reflected state of FIG. 4 to the scattered state of FIG. 3, a gray scale state of its own at zero electric field is obtained. Reflections from the material in the grer scale are stable because part of the material is in the planar reflection structure of FIG. 4 and part of the material is in the confocal scattering structure of FIG. 3, all of which are stable in the absence of the electric field. .

따라서, 예를 들면 당해물질이 제4도의 반사상태에 있고 액정 전부를 제3도에 참고번호 50으로 도시된 원추초점구조로 전이시키는데 불충분한 즉, 당해물질을 산란 상태로 완전히 전이시키는데 불충분한 전압을 갖는 전장펄스가 인가되면 당해물질은 평면반사구조로 남아있는 물질의 양에 비례한 강도의 유색광을 반사시킨다. 따라서, 반사도는 키랄 네마틱 액정 전부가 평면 반사구조일때는 당해물질에서 반사된 것 보다 더 낮지만 원추초점 산란구조로 완전히 스위치되었을때에는 더 높다. 전장 펄스 전압이 증가하면 그 이상의 키랄 물질이 평면 반사구조에서 산란원추초점구조로 스위치되고 반사도는 당해물질의 전부 또는 대부분이 산란상태로 전이되고 완전히 스위치되어 불투명상태로 되는 시점으로 펄스전압이 증가될때까지 감소한다. 펄스전압이 그때까지 더 증가하면 반사강도는 펄스의 크기가 키랄분자의 비트위스트상태를 유지하는데 충분할때까지 다시 증가하기 시작하므로써 키랄분자가 펄스가 신속히 제거되고 당해물질이 제4도의 광 반사 상태로 될때에 평면 광 반사구조로 다시 전이되도록 한다. 당해물질이 제5도의 원추초점 산란상태에 있을 경우 인가된 전장펄스는 키랄물질을 비트위스트 상태로 유지하는데 충분한 크기에 도달할때까지 셀의 반사도에 있어서 무시할만한 효과를 가지므로서 전장이 제거될때 상기 기술된 바와 같이 제4도의 광 반사 상태로 전이하게 된다. 당해물질이 원추초점구조에서 출발할 때의 grey scale은 일부의 분자들이 비트위스트되어 전장인가의 결과로서 등방성적으로 정렬할때의 결과처럼 보인다. 이러한 분자부분들은 전장 제거시에 평면 반사 구조로 전이된다.Thus, for example, the voltage is insufficient to transfer the entire liquid crystal to the conical focus structure shown at 50 in Fig. 3 and the liquid crystal is in the reflection state of Fig. 4, that is, the voltage is insufficient to completely transfer the material into the scattering state. When the electric field pulse having is applied, the material reflects colored light of intensity proportional to the amount of material remaining in the plane reflection structure. Thus, the reflectivity is lower when all of the chiral nematic liquid crystals are planar reflective structures than when they are reflected off the material but higher when fully switched to the confocal scattering structure. When the electric field pulse voltage increases, the chiral material is switched from the planar reflection structure to the scattering cone focus structure, and the reflectivity increases when the pulse voltage increases to the point where all or most of the material is transferred to the scattering state and completely switched to the opaque state. Decreases. If the pulse voltage increases further by then, the reflection intensity begins to increase again until the magnitude of the pulse is sufficient to maintain the bit-twist state of the chiral molecule, so that the chiral molecule is rapidly removed and the material is brought into the light reflection state of FIG. And then transition back to the planar light reflecting structure. When the material is in cone focus scattering in FIG. 5, the applied electric field pulse has a negligible effect on the reflectivity of the cell until it reaches a size sufficient to keep the chiral material in a bit-twisted state. As described above, the transition to the light reflection state of FIG. 4 occurs. The gray scale when the substance starts in the conical focus structure appears to be the result of isotropic alignment of some molecules as a result of bit-twisting the full length. These molecular moieties transition to planar reflecting structures upon removal of the electric field.

상기 설명된 바와 같은 셀의 반응을 제6도에 도시하였는데 이것은 실시예1에서 제조된 당해물질의 다양한 펄스전압에 대한 반응을 도시한 것이다.The reaction of the cell as described above is shown in FIG. 6, which illustrates the response of the material of Example 1 to various pulse voltages.

다양한 전압의 AC 펄스에 반응하는 셀의 반사도를 측정하였다. 측정에는 10밀리초(ms)폭의 1KHz AC펄스가 사용되었다. 이러한 물질에 있어서 약180V이상의 인가된 펄스는 펄스전에 산란상태 또는 반사상태에 있었는지에 관계없이 셀을 반사상태로 스위치시켰다. 최대반사, 즉 최소투과도가 여기에서 관찰되었다. 당해물질은펄스전에 원추초점 구조의 평면에 있었는지에 관계없이 130-140V 범위의 전압이 인가될때 최대산란을 나타냈다.The reflectivity of the cells in response to AC pulses of various voltages was measured. A 10 millisecond (ms) wide 1 KHz AC pulse was used for the measurement. For these materials, an applied pulse of about 180 V or higher switched the cell to reflection, regardless of whether it was in scattering or reflection before the pulse. Maximum reflection, or minimum transmission, was observed here. The material exhibited maximum scattering when a voltage in the range 130-140 V was applied, regardless of whether it was in the plane of the cone focus structure prior to the pulse.

다양한 전압의 펄스에 반응하는 셀의 grey scale반응을 제6도에 도시하였다. 펄스전압을 다양화하여 셀로부터의 반사(투과율%)를 측정하였다. 곡선 A는 물질이 각 펄스전 반사상태에 있을때의 셀의 반응이다. 곡선 A상에 플롯된 각각의 펄스전에 당해물질에 고 AC펄스를 가하여 물질이 펄스전에 완전히 반사상태에 있도록 하였다. 펄스전압이 약30V이하일 경우에는 셀의 반사에 영향을 미치지 않는다. 펄스전압이 약40-110V 사이일 경우에는 셀의 반사도가 펄스전압의 증가로 인하여 거의 직선으로 감소한다. grey scale반사도가 이 전압범위에서 관찰된다. 각 경우에서 펄스후 반사가 계속되는 물질은 제거되었다. 펄스전압이 약120-130V로 증가될 경우에 당해물질이 산란상태에 있었으며 거의 최대 산란을 나타냈다. 펄스의 크기가 약 150-160V로 더 증가될 경우에 셀의 반사도는 원래의 값, 즉 반사상태의 값인 180V 이상에 도달할때까지 증가하였다.The gray scale response of the cell to the various voltage pulses is shown in FIG. The pulse voltage was varied to measure the reflection (transmittance%) from the cell. Curve A is the cell's response when the material is in the reflection state before each pulse. High AC pulses were applied to the material prior to each pulse plotted on curve A to ensure that the material was fully reflected before the pulse. If the pulse voltage is about 30V or less, it does not affect the cell reflection. When the pulse voltage is between about 40-110V, the reflectivity of the cell decreases almost linearly due to the increase in the pulse voltage. Gray scale reflectivity is observed in this voltage range. In each case the material with continued reflection after the pulse was removed. When the pulse voltage was increased to about 120-130V, the material was in a scattering state and showed almost maximum scattering. As the size of the pulse was further increased to about 150-160V, the cell's reflectivity increased until it reached the original value of 180V or more.

곡선 B는 당해물질이 처음에 AC펄스전에 원추초점 산란상태에 있었을때의 셀의 반응을 도시한 것이다. AC펄스가 약30V이하일 경우에는 셀의 반사에 영향을 미치지 않는다. 약50-150V 사이에서 산란이 실제적으로 약간 증가하고 최대 산란이 셀에서 관찰되었다. 160V이상에서 투과가 빠르게 증가되고 셀이 180V이상의 최고 투과율에 접근하는 반사상태로 스위치된다.Curve B depicts the cell's response when the material was initially in cone focus scattering before AC pulses. If the AC pulse is about 30V or less, it does not affect the cell reflection. Between about 50-150 V scattering actually increased slightly and maximum scattering was observed in the cells. Above 160V, the transmission increases rapidly and the cell switches to the reflective state approaching the highest transmittance above 180V.

전압에 대한 grey scale의 선형관계는 당해물질이 평면구조에서 시작될때 훨씬 더 확실하게 되고 grey scale이 보다 점진적이라는 것을 알 수 있다. 따라서,grey scale현상의 실제적인 적용은 평면구조로부터 출발하는 물질을 사용한다.The linear relationship of the gray scale to the voltage is much more certain when the material starts in a planar structure and the gray scale is more progressive. Thus, the practical application of gray scale phenomena uses materials starting from a planar structure.

본 발명은 상기에서 상세히 기술된 명세서를 고려할때 당업자가 많은 변형을 할 수 있음이 명백하다. 따라서, 본 발명은 청구된 청구범위 안에서 다른 방식으로의 실행도 가능함에 유의하여야 한다.It will be apparent to those skilled in the art that many modifications can be made in light of the above detailed description. It is, therefore, to be understood that the invention is capable of other embodiments within the scope of the claims.

Claims (10)

키랄 네마틱 액정 광 변조물질이 사이에 배치된 셀벽구조(10,11)를 갖는 광변조 셀, 및 상기 셀에 전압펄스를 제공하도록 배치된 어드레스를 위한 수단 (13,17)을 포함하는 광변조 무중합체 반사장치에 있어서,An optical modulation cell having a cell wall structure (10, 11) having a chiral nematic liquid crystal light modulation material interposed therebetween, and means (13, 17) for an address arranged to provide a voltage pulse to the cell In the non-polymeric reflector, 상기 키랄 네마틱 액정 광 변조물질(16)이 무중합체이며 그리고 양성 유전 비동방성 및 가시스펙트럼에서 광을 반사시키는데 유효한 핏치 길이를 가지며, 상기 물질이 상기 셀벽 구조사이에서 광산란 원추초점과 광반사 트위스트된 평면구조를 형성하고;The chiral nematic liquid crystal light modulating material 16 is non-polymeric and has a pitch length effective for reflecting light in positive dielectric anisotropy and visible spectra, wherein the material is light scattering cone focus and light reflection twisted between the cell wall structures. Forming a planar structure; 상기 어드레스를 위한 수단(13,17)이 상기 물질(16)의 적어도 일부분이 광산란 원추초점구조(30)에서 광반사 트위스트된 평면구조(40)로 변환되기에 유효한 충분한 기간과 진폭의 제 1 전압 펄스, 및 상기 물질(16)의 적어도 일부가 광반사 트위스트된 평면구조에서 광산란 원추초점구조(30)로 변환하는데 유효한 크기의 제 2 전압 펄스를 선택적으로 설정하기에 적합하고; 그리고A first voltage of sufficient duration and amplitude that is effective for the means 13, 17 for the address to be converted from at least a portion of the material 16 to the light reflective twisted planar structure 40. Pulses, and at least a portion of the material (16) is suitable for selectively setting a second voltage pulse of a magnitude effective to convert from the light reflection twisted planar structure to the light scattering cone focus structure (30); And 상기 광반사 트위스트된 평면구조와 상기 광산란 원추초점구조가 인가된 전장의 부재하에서도 안정한 것;Stable in the absence of an electric field to which the light reflection twisted planar structure and the light scattering cone focus structure are applied; 을 특징으로 하는 장치.Device characterized in that. 제 1 항에 있어서, 제 1 구동전압펄스가 상기 물질을 등방성적으로 정렬시켜, 상기 제 1 구동전압펄스의 갑작스런 제거시 상기 물질이 안정한 광반사 트위스트된 평면구조를 나타나게 하며;2. The method of claim 1, wherein a first drive voltage pulse isotropically aligns the material such that the material exhibits a stable light reflection twisted planar structure upon abrupt removal of the first drive voltage pulse; 상기 제 1 구동전압펄스 보다 더 작은, 제 2 구동전압펄스가 제거 될 때 상기 물질이 안정한 광산란 원추초점구조로 나타나게 하며 ; 및Causing the material to appear as a stable light scattering cone focus structure when the second drive voltage pulse, which is smaller than the first drive voltage pulse, is removed; And 상기 제 1 구동전압펄스 보다 더 작으나 상기 제 2 구동전압펄스보다는 더 큰, 제 3 구동전압펄스가 제거될 때 상기 물질의 일부가 안정한 광반사 트위스트된 평면구조로 나타나게 하며 그리고 상기 물질의 나머지가 안정한 광산란 원추초점구조로 나타나게 하는;When the third drive voltage pulse, which is smaller than the first drive voltage pulse but larger than the second drive voltage pulse, is removed, a portion of the material appears to be a stable light reflection twisted planar structure and the rest of the material is stable. Appearing as a light scattering cone focus structure; 것을 특징으로 하는 장치.Device characterized in that. 제 1 항에 있어서, 상기 어드레스 수단(13,17)은 상기 물질의 비율이 광산란 원추초점(30) 및 광반사 트위스트된 평면(40)구조로 변화되도록 전압 펄스를 제공하여, 반사된 광의 강도가 선택적으로 조절될 수 있도록 하기에 적합한 것을 특징으로 하는 장치.The method of claim 1, wherein the address means (13, 17) provides a voltage pulse so that the proportion of the material is changed to the light scattering cone focus 30 and the light reflection twisted plane 40 structure, so that the intensity of the reflected light Device adapted to be selectively controlled. 제 1 항에 있어서, 상기 물질을 어드레스하기 위한 수단(13, 17)이 적어도 상기 물질의 일부를 상기 광산란 원추초점구조에서 광반사 트위스트된 평면구조로 변환하는데 유효한 제 1 주기 및 진폭의 전압 펄스, 및 상기 물질의 적어도 일부를 광반사 트위스트된 평면구조에서 광산란 원추초점구조로 변환하는데 유효한 제 2 주기 및 진폭의 전압 펄스를 선택적으로 설정하기에 적합한 것을 특징으로 하는 장치.2. A voltage pulse of a first period and amplitude according to claim 1, wherein the means for addressing the material (13, 17) is effective for converting at least a portion of the material from the light scattering cone focus structure to a light reflection twisted planar structure, And selectively setting a voltage pulse of a second period and amplitude effective for converting at least a portion of the material from a light reflection twisted planar structure to a light scattering cone focus structure. 제 1 항에 있어서, 상기 물질을 어드레스하기 위한 수단(13,17)이 적어도 상기 물질의 일부를 상기 광산란 원추초점구조에서 광반사 트위스트된 평면구조로 변환하는데 유효한 충분한 주기 및 진폭의 제 1 전압 펄스, 및 상기 물질의 적어도 일부를 광반사 트위스트된 평면구조에서 광산란 원추초점구조로 변환하는데 유효한 충분한 주기 및 진폭의 제 2 전압 펄스를 선택적으로 설정하기에 적합한 것을 특징으로 하는 장치.2. The first voltage pulse as claimed in claim 1, wherein the means for addressing the material (13, 17) is sufficient to convert at least a portion of the material from the light scattering cone focus structure to the light reflection twisted planar structure. And selectively setting a second voltage pulse of sufficient period and amplitude to be effective for converting at least a portion of the material from the light reflection twisted planar structure to the light scattering cone focusing structure. 키랄 네마틱 액정 광 변조 물질(16)이 사이에 배치된 셀벽구조(10,11)를 포함하고, 광 변조 셀에 전압 펄스를 선택적으로 제공하도록 배치된 어드레스 수단 (13,17)을 포함하는 광변조 장치를 어드레스하기 위한 방법에 있어서,A light comprising cell wall structures 10 and 11 with a chiral nematic liquid crystal light modulation material 16 interposed therebetween and address means 13 and 17 arranged to selectively provide a voltage pulse to the light modulation cell A method for addressing a modulation device, the method comprising: 중합체가 없으며 양성 유전 비동방성 및 가시스펙트럼에서 광을 반사시키는데 유효한 핏치길이를 갖는 상기 물질을 광산란 원추초점 및 광반사 트위스트된 평면구조를 형성하는 셀벽 구조사이에 제공하는 단계 ; 및Providing the material between the cell wall structure forming a light scattering cone focus and a light reflecting twisted planar structure, the polymer being free of positive dielectric anisotropy and having a pitch length effective for reflecting light in the visible spectrum; And 상기 물질의 적어도 일부를 광산란 원추초점구조에서 광반사 트위스트된 평면구조로 변환하는데 효과적이며, 상기 물질의 적어도 일부를 광반사 트위스트된 평면구조에서 광산란 원추초점구조로 변환하는데 유효한 충분한 주기 및 진폭의 제 1 전압펄스 및 상기 물질의 적어도 일부를 광반사 트위스트된 평면구조에서 광산란 원추초점 구조로 변환하는데 유효한 충분한 주기와 진폭의 제 2전압펄스를, 상기 어드레스 수단으로 선택적으로 설정하는 단계;A sufficient period and amplitude effective to convert at least a portion of the material from a light scattering conical focus to a light reflective twisted planar structure, and a sufficient period and amplitude effective to convert at least a portion of the material from a light reflective twisted planar to a light scattering conical focus structure. Selectively setting, by the address means, a second voltage pulse having a sufficient period and amplitude effective to convert one voltage pulse and at least a portion of the material from a light reflection twisted planar structure to a light scattering cone focus structure; 를 포함하며, 상기 광반사 트위스트된 평면구조 및 상기 광산란 원추초점구조가 인가된 전장부재하에서도 안정된 것을 특징으로 하는 방법.And wherein the light reflection twisted planar structure and the light scattering cone focusing structure are stable even under the applied electric field member. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 제 1 구동전압펄스의 갑작스런 제거시 상기 물질이 안정한 광반사 트위스트된 평면구조를 나타내도록, 상기 물질을 등방성적으로 정렬시키기 위해 상기 어드레스 수단으로 제 1 구동전압펄스를 선택적으로 인가하는 단계;Selectively applying a first drive voltage pulse to the addressing means to isotropically align the material such that upon sudden removal of the first drive voltage pulse the material exhibits a stable light reflection twisted planar structure; 제 2 구동 전압펄스의 제거시, 상기 물질이 안정한 광산란 원추초점구조를 나타내도록 상기 어드레스 수단으로 상기 제 1 구동전압펄스 보다 작은 제 2 구동전압펄스를 선택적으로 인가하는 단계 ; 및Upon removal of the second drive voltage pulse, selectively applying a second drive voltage pulse smaller than the first drive voltage pulse to the address means such that the material exhibits a stable light scattering cone focus structure; And 제 3 구동 전압펄스의 제거시, 상기 물질의 일부가 안정한 광반사 트위스트된 평면구조를 나타내게 하며, 그리고 상기 물질의 나머지가 안정한 광산란 원추초점구조를 나타내도록 상기 제 1 구동전압펄스보다 작고 상기 제 2 구동전압펄스보다는 더 큰 제 3 구동전자펄스를, 상기 어드레스 수단으로, 선택적으로 인가하는 단계 ;Upon removal of the third drive voltage pulse, a portion of the material exhibits a stable light reflection twisted planar structure, and the remainder of the material is less than the first drive voltage pulse so as to exhibit a stable light scattering cone focus structure. Selectively applying, to said address means, a third drive electron pulse larger than a drive voltage pulse; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Method comprising a. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 광산란 원추초점 및 광반사 트위스트된 평면구조에서 상기 물질의 비율을 변화시켜 반사된 광의 강도가 선택적으로 조절될 수 있도록, 상기 어드레스 수단으로전압펄스를 선택적으로 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Selectively applying a voltage pulse to the address means such that the intensity of the reflected light can be selectively adjusted by varying the proportion of the material in the light scattering cone focus and the light reflection twisted planar structure. . 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 물질의 적어도 일부를 광산란 원추초점구조에서 광반사 트위스트된 평면구조로 변환시키기 데 유효한 제 1 크기의 전압펄스 및 상기 물질의 적어도 일부를 광반사 트위스트된 평면구조에서 광산란 원추초점구조로 변환시키는데 유효한 크기의 전압펄스를, 상기 어드레스 수단으로, 선택적으로 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.A voltage pulse of a first magnitude effective to convert at least a portion of the material from a light scattering conical focus structure to a light reflection twisted planar structure and at least a portion of the material effective to convert a light reflecting twisted structure into a light scattering cone focus structure Selectively applying a voltage pulse of magnitude to said address means. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 물질의 적어도 일부를 광산란 원추초점구조에서 광반사 트위스트된 평면구조로 변환시키는 데 유효한 충분한 주기 및 진폭의 제 1 전압펄스 및 상기 물질의 적어도 일부를 광반사 트위스트된 평면구조에서 광산란 원추초점구조로 변환시키는 데 유효한 충분한 주기 및 진폭의 제 2 전압펄스를, 어드레스 수단으로, 선택적으로 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.A first voltage pulse of sufficient period and amplitude effective to convert at least a portion of the material from the light scattering cone focus structure to the light reflection twisted planar structure and at least a portion of the material from the light reflection twisted plane structure to the light scattering cone focus structure. And selectively applying, to addressing means, a second voltage pulse of sufficient period and amplitude effective to convert.
KR1019950701570A 1992-10-30 1993-10-19 Multi Stability Chiral Nematic Display KR100334711B1 (en)

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/969093 1992-10-30
PCT/US1992/009367 WO1993023496A1 (en) 1992-05-18 1992-10-30 Liquid crystalline light modulating device & material
US07/969,093 US5437811A (en) 1991-05-02 1992-10-30 Liquid crystalline light modulating device and material
USPCT/US92/09367 1992-10-30
US08/057662 1993-05-04
US08/057,662 1993-05-04
US08/057,662 US5453863A (en) 1991-05-02 1993-05-04 Multistable chiral nematic displays
PCT/US1993/009999 WO1994010260A1 (en) 1992-10-30 1993-10-19 Multistable chiral nematic displays

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR950704444A KR950704444A (en) 1995-11-20
KR100334711B1 true KR100334711B1 (en) 2002-10-31

Family

ID=66646951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019950701570A KR100334711B1 (en) 1992-10-30 1993-10-19 Multi Stability Chiral Nematic Display

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100334711B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
KR950704444A (en) 1995-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5453863A (en) Multistable chiral nematic displays
JP3551381B2 (en) Liquid crystal light modulation devices and materials
JP3330940B2 (en) Liquid crystal light modulation devices and liquid crystal materials
US5695682A (en) Liquid crystalline light modulating device and material
US5691795A (en) Polymer stabilized liquid crystalline light modulating device and material
US5847798A (en) Polymer stabilized black-white cholesteric reflective display
US5305126A (en) Polymer-dispersed liquid crystal material with in-situ polymerized liquid crystal polymer grains dispersed in a layer of liquid crystal material sealed between substrates and field electrodes
US5223959A (en) Red, blue and green serial encapsulated liquid crystal display and driving method
JP2005521101A (en) Liquid crystal device, method for manufacturing liquid crystal device, method for controlling liquid crystal device
US6025895A (en) Liquid crystal display with mutually oriented and dispersed birefringent polymer and liquid crystal and random oriented twist alignment
KR20000070734A (en) Polymer dispersion type liquid crystal display panel and its manufacturing method
JP3055697B2 (en) Multi-stable chiral nematic display
JP2006195112A (en) Liquid crystal element, and dimmer element and liquid crystal display device using the same
KR100334711B1 (en) Multi Stability Chiral Nematic Display
CN1057615C (en) Multistable chiral nematic displays
JP3708983B2 (en) Liquid crystal-containing / polymer microcapsule and liquid crystal electro-optical element
JP2001083496A (en) Production of polymer network type cholesteric liquid crystal device
KR100258535B1 (en) Ferroelectric liquid crystal display device
JPH11160691A (en) Liquid crystal display element
KR100403787B1 (en) Polymer dispersed liquid crystal for embodying higher luminance and contrast ratio
KR20020093795A (en) Liquid crystal optical shutter
KR100224699B1 (en) Lcd device
JPH06265860A (en) Liquid crystal display element
JPS6210628A (en) Liquid crystal electrooptic device
KR19980029978A (en) Liquid crystal display device and liquid crystal layer forming method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130313

Year of fee payment: 12

EXPY Expiration of term