KR101274033B1 - 고속도의 전자광학 반응을 가지는 풀러린이 첨가된 네마틱액정 복합체 및 이를 가지는 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 네마틱 액정 구성 및 고속의 전자-광학적 반응속도를 가지는 풀러린을 포함하는 복합체의 발전에 기여하는 발명이다. 풀러린을 포함하는 복합체는 유기 공여체와 풀러린으로 구성된다. 유기 공여체는 최초 내부 공여체-수용체 반응에서 전자-광학적 분자를 대표한다. 본 발명은 상기에서 언급했던 구성에 기초한 액정 장치에 관한 것이다. 본 발명은 풀러린을 포함하는 복합체에 의해 감광된 네마틱 액정 구조를 얻도록 해준다. 이 액정 구조는 액정 표시 장치의 명암비를 잘 유지하면서, NLC 전자-광학 반응 시간 변수를 향상시킨다.

Description

고속도의 전자광학 반응을 가지는 풀러린이 첨가된 네마틱 액정 복합체 및 이를 가지는 액정 표시 장치{FULLERENE-DOPED NEMATIC LIQUID CRYSTAL COMPLEX WITH HIGH-SPEED ELECTROOPTIC RESPONSE AND LIQUID CRYSTAL DEVICE BASED ON IT}

도 1은 풀러린을 포함하는 전하 이동 착물의 영향 아래, 액정 분자의 재배향의 매커니즘을 보여주는 일반도이다.

도 2는 다른 유기 공여체를 가지는 복합체와 액정 시스템의 공급 전압 펄스의 진폭과 타임-온과의 종속 관계를 나타내는 그래프이다.

도 3은 풀러린 함유된 폴리이미드에서 유기 공여체-수용체 시스템의 광- 암 전도율을 나타낸 그래프이다.

도 4는 공여체-수용체 시스템: 폴리아닐린 - C60의 풀러린을 포함하는 구조에서의 스위칭 온 타임의 종속관계를 나타낸 그래프이다.

< 도면 부호의 간단한 설명>

a - LC 쌍극자를 배열하기 위해 풀러린 벽을 가지는 네마틱 LC 준결정상;

b - LC 준결정상에서 자기 배열 프로세스에 앞서 LC 분자의 재 배열에 영향을 주는 풀러린을 함유하는 복합체;

c - LC 준결정상에서 자기 배열 프로세스에 앞서 LC 분자의 재 배열에 영향을 주는 풀러린을 함유하는 복합체;

n - LC 디렉터의 주요 방향;

TEF - 유효 스위칭 타임;

D - 풀러린과 유기 분자의 합성을 생성하는 유기 분자의 공여체

(1, 1') - 폴리이미드(ployimide, PI)-C70

(2, 2') - 폴리아닐린(polyaniline, PANI)-C60

(3, 3') - 은 2 - 사이클로옥틸아민 - 5 - 니트로피리딘(2-cyclooctylamine-5-nitropyridine, COANP)-C70

1 - 타임-온

2 - 타임-오프

본 발명은 액정 표시 장치에 적용되는 액정 시스템에 관한 발명이다. 상세하게는 고속도의 전자-광학 반응을 가지는 풀러린이 첨가된 네마틱 액정 복합체 및 이러한 구성을 바탕으로 하는 액정 장치에 관한 발명이다.

액정층의 공간 광 변조기 (Sptial light modulators, SLM)가 지난 십년 동안 연구 개발되어 기술적인 향상을 보여왔다. 이 변조기가 액정 표시 장치에 적용될 수 있는 이유는 낮은 구동 전압과 같은 좋은 질적 특성이 있고, 높은 균일성 뿐 아니라, 계조, 해상도 및 속도와 같은 좋은 임계적 특성이 있기 때문이다. 많은 종류의 액정 광 변조기 (LC SLM) 중에서 확산 액정 (dispersed liquid crystals, DLCs) 에 관한 연구와 개발이 집중되고 있는데, 이것은 액정의 감광성 요소의 특성과 전자-광학적인 인자의 특성을 모두 가지기 때문이다. 또한, 액정은 자체 내의 부유 입자를 배향하는 경우와 분자 매트릭스로서 작동하는 경우에 외부의 전기적 또는 광학적 필드에 의해서 쉽게 조절된다. 입자들은 전압을 구동하는 데에 민감해지고, 결과적으로 액정 매트릭스 배향 속도가 변하게 된다.

속도는 액정 표시 장치에 있어서 대단히 중요한 특성이다. 왜냐하면 정보 처리의 전송을 빠르고 정확하게 하는 데에 영향을 미치기 때문이다. 전자-광학적인 응답속도를 빠르게 하기 위해서 다양한 방법이 적용된다. 공급 전압의 구조나 특성에 있어서 기하학적인 차원을 변화시키는 것은 별도로 하고, 네마틱 액정 (nematic LC)의 물리화학적 특성을 조절하는 방법이 이용된다. 보다 상세하게는, 감광성 물질 (예를들면, 염료)이 네마틱 액정으로 주입된다. 이에 의하여 화합물 흡수와 광 투과성이 증가된다. 이 경우에, 광굴절 효과가 발견되는데, 이것은 염료 [1]에 의해 감광된 액정 (LC)을 통해서 전달된 레이져빔을 효과적으로 변조할 수 있게 한다. 공지기술 [1]에 게재된 효과에 기초하여, 5 ms에 가까운 스위칭 타임이 기록되었다. DLCs의 결함은 불안정한 광과 정확하지 않은 속도에 있다. ( [1] Cipparrone, G.; Mazzulla, A.; Simoni, F. Orientational gratings in dye-doped polymer-dispersed liquid crystals induced by the photorefractive effect,Optics Letters, vol.23, no.19, pp. 1505-7 (1998).)

네마틱 액정의 전자 광학적인 반응의 타임-온 과 타임-오프 특성을 개선하기 위한 새로운 단계로써 네마틱 액정을 풀러린으로 감광하는 방법이 알려져 있다. 이 방법의 실험적인 등록은, 액정 쌍극자를 재배열시키는 모델의 시작 및 경계 조건의 영향이 발명자의 발명서류의 리스트에서 볼 수 있다. 예를 들면, [2-5] 이다. ( [2] N.V. Kamanina, L.N. Kaporskii, The effect of fullerenes on the dynamic characteristics of liquid crystal systems, Tech . Phys . Lett. v. 26, no. 10, pp. 864866 (2000); [3] N.V. Kamanina, N.A. Vasilenko,LC SLM based on fullerene doped polyimide, Nonlinear Optics, v. 25, pp. 207-212 (2000); [4] L.P. Rakcheeva, N.V. Kamanina,Prospects of the use of fullerenes for the orientation of liquid-crystalline compositions, Tech . Phys . Lett., v. 28, no.6, pp. 457-460 (2002); [5] N.V. Kamanina, Optical investigations of a C70-doped 2-cyclooctylamino-5-nitropyridineliquid crystal system,J. Optics A: Pure and Applied Optics, v. 4, no. 4, pp. 571574 (2002) )

시스템은 LC, 감광제 및 가소제, 세 개의 요소를 포함한다. 액정 쌍극자를 배향하는 매커니즘은 풀러린 및 풀러린을 포함하는 복합체와 관련되어 있다. 상기 매커니즘은 LC 분자를 배향하는데에 유용하게 쓰일 수 있고, 외부 작용, 특히 전자 필드 혹은 빛의 방사 하에서 쉽게 형성되고 조작될 수 있다.

1 ms 이하의 스위칭 타임이 기록되어 왔다. LC 준결정상의 역동적인 특징에 대한 계면 조건의 영향, 배향막의 성질, 적용 전압의 관점이 연구되고 있다. 또한, NLC 전자-광학적인 응답의 스위칭 변수를 향상시키기 위한 새로운 방법이 새로운 LC 표시장치의 개발에 유용하게 쓰일 수 있다는 내용이 문서 [5]에 소개되어 있다. 전하-운반 복합체(NLC에 주입된 피리딘 그룹 분자-풀러린)에 기초한 매개체의 단위 부피의 강화 국지 분극성이 연구되어 왔다. 그렇지만, 부가적인 구성물로서의 가소재의 사용은 속도를 저하시킨다. 이것이 널리 알려진 상기의 방법의 결함이다.

그리고, 문서 [6, 7]에는 전하 운반 복합체 형성의 증거와 상기 프로세스의 영향이 피리딘 및 폴리이미드 분자의 흡수성, 비선형 동적 특성을 보여주고 있다. 또한, NLC의 속더에 전하 운반 복합체의 영향을 밝히기 위해 다른 유기 구조의 전하 운반 복합체에 관한 연구 및 작업들이 진보를 보여왔다. 이러한 진보는 문서 [8-10]에 리스트 되어 있다. 200-500 ms의 스위칭 타임이 registered 되어 있다. ( [6] N.V. Kamanina and A.I. Plekhanov, Mechanisms of optical limiting in fullerene-doped -conjugated organic structures demonstrated with polyimide and COANP molecules, Optics and Spectroscopy, v. 93, no. 3, pp. 408415 (2002); [7] N.V. Kamanina, E.F. Sheka, Optical limiters and diffraction elements based on a COANP-fullerene system: Nonlinear optical properties and quantum-chemical simulation, Optics and Spectroscopy, v. 96, no. 4, pp. 599-612 (2004); [8] N.V. Kamanina, D.A. Moskovskikh, I.Yu. Denisyuk, M.M. Mikhailova, S.V. Butyanov, V.G. Pogareva, A.V. Mezenov, Yu.A. Zubtsova, V.A. Shulev, and I.Yu. Sapurina The new internal orienting substituent effectsignificant acceleration of the rotational rate of the molecules of a liquid crystal when fullerene-containing complexes are introduced into it, Journal of Optical Technology, v. 71, no. 3, pp.187-191 (2004); [9] N.V. Kamanina, I.Y. Denisyuk, Switching of optical response in fullerene-doped liquid crystal compounds, Optics Communications, v. 235, nos. 4-6, pp. 361-364 (2004); [10] N.V. Kamanina, I.Yu. Denisyuk, M.M. Mikhailova, I.Yu. Sapurina,Study of the time parameters of fullerene-containing nematic liquid-crystal cells: a nematic-smectic transition stimulated by a complex-formation process, Journal of Optical Technology, v. 71, no. 5, pp. 327-329 (2004). )

유기 공여체와 풀러린 사이에 있는 전하 운반 복합체가 피리딘(pyridine), 폴리아닐린(polyaniline), 프탈로시아닌(phthalocyanine) 등의 동적 특성에 격렬하게 영향을 미친다는 것을 보여주고 있다. 새로운 복합체는 높은 쌍극자 모멘트를 가지고 있다. 따라서, 이것들은 화합물의 분극성을 증가시킨다. 이 효과는 네마틱 LC 구조의 제어를 빠른 속도로 할 수 있게 향상시킨다. 풀러린을 포함하는 복합체는 상기 효과를 일으키고, 시스템의 질서맺음 변수(order parameter)를 변화시킨다. 상기 질서맺음 변수(order parameter)의 변화는 NMR-공법을 이용하여 밝혀졌고, 문서 [11]에 보고되어 있다. 풀러린이 도핑된 LC 준결정상의 동적 및 물리적인 특징의 리뷰, 풀러린을 포함하는 복합체의 환경 하에서 NLC 속도가 증가하는 효과의 기본적인 요소들 밝히고 그 모델을 발전시키는 소개는 문서 [12]에 나타나 있다. ( [11] N. V. Kamanina, A. V. Komolkin, N. P. Yevlampieva Variation of the orientational order parameter in a nematic liquid crystalCOANPC70 composite structure, Tech . Phys . Lett . 31, No. 6, 478480 (2005); [12] N.V. Kamanina, Fullerene-dispersed liquid crystal structure: dynamic characteristics and self-organization processes,Physics - Uspekhi 48 (4), 419-427 (2005). )

그렇지만, 상기의 사항들이 나열된 문서에서 적절한 명암비를 유지하면서 높은 속도를 얻기 위해서는 상관관계(correlation)에 관한 문제가 아직 해결되지 않고 있다. 게다가, 감광제의 광학적인 농도의 범위, 광학적인 요소의 구성 및 공여체-수용체 분자를 택하는데 필요한 기본적인 요소들이 아직 발견되지 않고 있다.

2005년 3월 24일에 출원한 출원 번호 2005/0062927인 US 특허, 도전성 전극으로 코팅된 두 기판 사이에 게재된 액정 층을 가지는 LC 장치에 관한 발명에서 추론되었었다. 상기의 LC 층은 액정 물질으로 구성되었고, LC 분자 및 0.2 마이크론까지의 직경을 가지는 확산 입자를 포함하고 있다. 이 입자들을 감광제로 첨가하는 것은 안정된 투명 상태에서의 LC 층을 형성 시킬 수 있는 가능성을 유발하고, 그것은 LC 장치의 특성들, 특히 시야각, 명암비 및 스위칭 속도 등을 향상시킨다. 다양한 실시예 중의 하나로, US 특허 출원번호 2005/0062927에 게재된 얇은 확산 입자는 풀러린의 구성요소가 될 수 있다. 그렇지만, 상기의 특허 출원에서는 복합체가 유기 공여체와 풀러린으로 구성될 때에, 상기 풀러린을 포함하는 복합체의 사용은 언급되어 있지 않다. 한편, 감광제 요소의 농도의 범위가 큰 범위 안에 존재할 때에, 즉 중량비 1% 에서 20%의 범위에 있는 경우가 있다. 이때에는 LC 장치의 가격을 높일 뿐 아니라, NLC 구성의 명암비도 감소시키게 된다.

LC 표시장치의 속도를 향상시키기 위해서는 세마틱 강유전체(sematic ferroelectric)가 전통적으로 사용되어 왔다. 그렇지만, 좋은 배열을 가지는 세마틱 LC층의 문제가 발견되었다. 게다가, 현재까지는 세마틱 LC 구조는 비용이 많이 든다. 언급된 문제들이 강유전체 LCD의 산업적 적용 및 발전에는 저해가 되고 있 다.

본 발명의 목적은 개선된 특성을 가지며, 특히, 액정 표시 장치의 고속도 (스위칭 파라미터) 액정 물질 구성을 가지고, 상기에서 언급했던 요소들을 포함하는 액정 물질 구성을 낮은 가격에 제공하는 데에 있다.

네마틱 액정 분자를 포함하는 액정의 구성에서 유기 전자 광학 분자 공여체와 풀러린 사이에 있는 풀러린을 포함하는 복합체가 도입될 때에 상기의 목적이 이루어진다.

일반적으로 상기에서 언급되었던 풀러린을 포함하는 복합체는 단위체 또는 복합체의 유기 전자 광학 분자의 공여체 부분을 초기의 공여체-수용체 상호작용에 의해서 포함할 수 있다.

상기의 복합체는 모든 구성비의 중량과 비교해서 무게 중량 1% 이하의 양으로 액정 구성에 포함될 수 있다.

그러므로, 본 발명에 의하면, 네마틱 액정 혼합물의 분자를 가지는 액정 물질과 유기 전자 광학 공여체와 풀러린 사이에 있는 풀러린을 포함하는 복합체가 제안된다.

게다가, 본 발명에 의하면, 전극이 코팅되어있는 두개의 기판과 그 기판 사이에 상기의 액정 물질과 풀러린을 포함하는 복합체를 포함하는 액정 물질 조합이 게재된 액정 장치가 제안된다.

본 발명에 따르면, 기본적인 기술 효과는 풀러린에 의해 감광된 네마틱 액정의 전자 광학적인 반응의 스위칭 변수가 백여배 까지 개선되는 결과를 얻을 수 있다.

본 발명에 의해 얻을 수 있는 다른 참고사항으로는 유기 전자 광학 공여체의 광범위한 적용이 가는하다는 데에 있다. 왜냐하면, 유기 공여체의 특성이 유기 공여체와 풀러린 분자 사이에서 전하 이동 착물(charge transfer complex) 안에서 더 제거되어질 수 있기 때문이다.

게다가 풀러린을 포함하는 복합체가 사용될 때에 상기의 효과를 얻기 위해서는 무게 중량 비 0.1에서 1%와 같은 아주 작은 양을 포함시키고도 상기의 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에서 실현할 수 있는 또 다른 참고사항으로는 액정 표시장치의 고속 지수와 관련하여, 스메틱 액정 물질에 비해 매우 싼 가격의 네마틱 액정 혼합체(예를 들어, 상업적으로 이용되는 혼합체)가 적용될 수 있다는 점이다.

본 발명에 따른 구성은 액정 물질과 풀러린을 함유하는 복합체를 포함하는 액정 물질로 구성되어 있다. 상기 풀러린을 함휴하는 복합체는 유기 전자 광학 공여체와 풀러린을 포함한다.

본 발명에 적용된 네마틱 액정 물질은 특별히 제한되어 있는 것은 아니고 액정 표시 장치로써 전통적으로 사용되어 왔던 하나 또는 그 이상의 네마틱 액정이 될 수 있다.

적합한 네마틱 액정은 시아노비페닐 (cyanobiphenyl) 그룹으로부터 양성의 광학 및 유전체 비등방성을 가지는 네마틱 액정이 될 수 있다. 자세하게는, 네마틱 액정 물질 및 5CB (E.MERCK) 또는 E7 (BDH)과 같은 혼합체 및 ZhK-1282, Zhk-1289와 같은 러시아 네마틱 액정 조합체가 사용될 수 있다.

본 발명에 의하면, 풀러린 복합체는 적은 양의 구성물을 포함하고 유기 전자 광학 공여체과 풀러린으로 구성된다.

풀러린은 풀러린 C60, C70 및 최상의 풀러린으로 사용될 수 있고, 바람직하게 C70과 같은 비등방성 풀러린이 사용될 수 있다.

유기 공여체는 최초 공여체-수용체 상호작용에서 유기 전자-광학적 분자들을 나타낸다. 바람직하게는, 유기 분자의 수용체 파트의 전자 친화 에너지가 풀러린의 그것보다 낮아야 한다.

단위체 또는 중합체의 유기 분자들은 유기 공여체가 될 수 있다. 본 발명에 따르면, 유기 공여체는, 예를 들어, 피리딘(pyridine), 폴리아닐린(polyaniline), 프탈로시아닌(phthalocyanine), 폴리이미드(polyimide), 프로리놀(prolinol) 등과 같은 물질들이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명에 따르면, 최적의 공여체는 피리딘(pyridine), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리이미드(polyimide)가 될 수 있다.

본 발명에 따르면, 유기 전자-광학적 공여체와 풀러린은 전하 운반과 함께 풀러린을 포함하는 복합체를 형성한다. 이 복합체는 물에 의한 용해로 얻을 수도 있고, 분산에 의한 건식 혼합체로부터 얻을 수도 있다.

본 발명에 따르면, 얻어진 복합체는 NLC 물질에 (LC 준결정상에) 본 발명과 관계된 구성을 밝혀내면서 적용되어야 한다.

본 발명의 목적을 이루기 위해서 및 요구되는 기술적인 효과를 이루기 위해서, 풀러린을 포함하는 복합체가 적은 양으로, 즉 중량비 0.1에서 1%로 구성되어지는 것이 적절하다. 본 발명과 관련하여 바람직하게는, 유기 전자-광학적 공여체가 단위체 유기 전자-광학적 분자의 일부인 경우, 풀러린의 함량은 중량비 0.5에서 1 %까지의 범위 안에 있어야 한다. 유기 전자-광학적 공여체가 중합체 유기 전자-광학적 분자의 일부인 경우, 풀러린의 함량은 중량비 0.1에서 0.5 %까지의 범위 안에 있어야 한다.

본 발명에서 농도의 범위는 즉, 중량비 0.1에서 1%은 공개된 문서 [13]에서 보여지는 수치인 감광제의 중량비 1에서 20%의 범위에 비해 본질적으로 작은 값을 가지고 있음을 언급할 필요가 있다.

게다가, 상기 언급된 범위보다 더 높게 농도를 증가하면 본질적인 속도의 향상을 더 일어나지 않는다고 본 발명의 고안자가 입증했다.

네마틱 LC 준결정상에 풀러린을 포함하는 복합체를 포함시키는 것은 풀러린을 포함하는 복합체와 전하 전달의 첨가로 인해 형성된 NLC 고속도 스위칭을 밝히기 위해서 필요하다. 상기 편입된 복합체는 NLC의 자기 정렬(self-arrangement)을 유발시키며, 강하된 쌍극자 모멘트 및 새로 강화된 분극성을 생성한다.

결과적으로, 상기 복합체는 전기적 혹은 광학적 작용 하에서 NLC 구조의 간단한 제어를 유발한다. 또한, 최대 복굴절 상태로부터 최소 복굴절 상태로까지의 LC 쌍극자의 재배열이 고속으로 이루어진다.

상기에서 언급된 이론적 설명에 의한 본 발명의 양적 제한은 예외로 하고, 저자는 화학적인 관점에서 풀러린의 함유가 중립 풀러린 분자로부터 이온-라디칼 형태로의 변형을 일으킬 수 있다는 것을 알았다; 물리학적인 관점에서는 쌍극자 모멘트 및 계의 편극률이 크게 바뀔 수 있다. 이러한 사실들은 높은 NLC 스위칭과 함께 전자기 및 광학 필드 하에서 새로운 구성의 쉬운 작동을 할 수 있음을 예견할 수 있다.

유기 공여체와 풀러린 사이에 있는 복합체는 높은 쌍극자 모멘트를 가지고 있다고 말한 바와 같이, 그것은 새로운 NLV 구성체의 국지적인 분극성 및 거시적인 분극성 모두를 증가시킨다. 또한, 편입된 유기 구성체의 분자 질량 및 셀 두께는 무시될 수 있다. LC 화합물의 자기 배열(self-arrangement)을 포함하고 질서맺음 변수(order parameter)가 증가하는 새로운 복합체는 네트웍을 형성한다. 상기 네트웍은 비등방성 LC 분자의 고속의 재배열 및 결과적인 고속의 광학 반응을 밝히는데 유용할 수 있다. 풀러린을 포함하는 복합체 주입을 통한 LC 분자의 재배열을 나타내는 일반도 및 매커니즘은 도 1에서 볼 수 있다.

예를 들면, 10-50 um의 두께를 가지는 전형적인 네마틱 액정에서 전자-광학적 반응의 타임 온은 40-100 ms의 시간의 범위안에 있다. 또한, 삼성이 제시하는 3-4 um의 두께를 가지는 네마틱 LC 물질에서 스위칭 타임의 범위가 4-8ms안에 있다는 것은 인터넷을 통해 알 수도 있다. 본 발명에 따르면, 풀러린이 도핑된 구조에서 자기 배열(self arrangement) 후에, 전자-광학적 반응의 타임-온은 100-300 ms 로 두 order of magnitude registered될 수 있다. NLC 와 다른 유기 공여체를 위한 공급 전압 펄스의 진폭에 대한 타임-온의 종속 관계가 도 2에 나타나 있다. 따라서, NLC 스위칭 타임이 본 발명에 따라서 세마틱 액정의 속도와 비교되어 나타나고 있는 것을 볼 수 있을 것이다.

도 2를 살펴보면, 최초 전하 전달을 하는 감광 구성요소에 기초한 복합체를 가지는 LC 시스템을 위한 공급 전압 펄스의 진폭에 대한 타임-온의 관계가 나타나 있다.

도 2에서, 각각 (1, 1')은 폴리이미드(ployimide, PI)-C70, (2, 2')는 폴리아닐린(polyaniline, PANI)-C60 및 (3, 3')은 2-사이클로옥틸아민-5-니트로피리딘(2-cyclooctylamine-5-nitropyridine, COANP)-C70의 그래프를 나타내고 있다.

본 발명에 따른 LC 장치를 얻기 위해서 NLC 물질은 전하 전달용 풀러린을 포함하는 복합체에 의해 감광 되어야 하고, 그후 얻은 구성은 투명 도전 접촉에 의해 코팅된 두개의 유리 기판 사이에 형성되어야 한다. 사각형 펄스 공급 전압은 감광된 LC 셀을 구동하기 위하여 사용되어야 한다. 가시 영역 레이져 혹은 백색 다이오드 빔이 풀러린을 포함하는 네마틱 LC 셀의 일시적 및 변형 특성을 조사하는 데에 사용될 수도 있다.

본 발명을 실현시키기 위한 증거가 게시됨과 함께 좀 더 구체적인 시스템이 더 보여질 것이다.

본 발명에 따르면, 10-15um의 두께를 가지는 네마틱 LC 셀은 진폭 10-60V, 진동 주파수 0.5-1500Hz, 파장넓이 1-90ms의 직사각형 펄스 공급 전압을 사용하는 시스템에 사용되어 왔다. 630 nm 의 빛의 파장을 갖는 CW He-Ne-레이져 또는 백색 다이오드의 방사가 일시적 및 변형된 성질을 연구하는데 사용된다. 풀러린을 포함하는 LC 셀의 다른 전자-광학 공여체-수용체 복합체들과의 전자-광학 반응의 타임-온 파라미터가 도 2에 나타나 있다.

폴리이미드-C70(polyimide-C70)을 기초로 하는 풀러린을 포함하는 복합체 시스템을 가지는 본 발명에 따르면, 전도성이 측정되어왔다. 폴리이미드-C70(polyimide-C70)를 기초로 하는 풀러린을 포함하는 유기 공여체-수용체 시스템의 광- 및 암 전도도 사이의 관계의 종속성에 대한 내용이 도 3에 나타나 있다. 풀러린 함량의 포화 수준은 중량비 0.5%에 가깝다. 광 전도성안에서의 변화의 종속성은 공여체-수용체 상호작용의 증거로 볼 수가 있다. 전하 전달 복합체가 스위칭 구조의 특성에 영향을 끼친다는 것은 당업자들은 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 포화가 이루어지고 난후 스위칭 특성을 개선하기 위해서 LC 준결정상 내에서의 풀러린의 함유량을 증가시킬 필요는 없다.

본 발명의 폴리아닐린-C60(polyaniline-C60)공여체-수용체 구조에 기초한 시스템에 대한, 일시적인 특성의 종속관계 및 풀러린 함유체 또는 풀러린을 포함하는 복합체 increasing 명암비가 얻어지고 있다. 데이터는 표 1에 나타나 있다.

이 표의 데이터에 따르면, 감광제의 중량비 0.5 % 수준으로 첨가되었을 때에 허용할 수 있는 일시적인 명암비 파라미터들이 밝혀질 수 있다. 상기 언급했던 농도의 범위를 증가시킨 후에 명암비가 급격히 떨어질 수 있다. 그러므로, 풀러린을 포함하는 복합체의 함량을 증가시키고, 지시 농도는 시스템의 스위칭 파라미터와 명암비 사이에 최적화된 절충점에 있게 된다.

NLC와 폴리아닐린-C60(polyaniline-C60) 복합체에 기초한 네마틱 LC 셀의 스위칭 매개변수 및 명암비

구조	풀러린 함유량, 중량비 %	타임-온, ms	타임-오프, ms	명암비, a.u.
NLC+ 폴리아닐린-C60(polyaniline-C60)	0.1	250	420	87
	0.5	200	380	79
	1	170	300	59

풀러린 함유량과 스위칭 파라미터의 종속성은 NLC와 폴리아닐린-C60(polyaniline-C60) 복합체에 기초한 시스템으로부터 밝혀질 수 있다. 데이타는 도 4에 도시되었다.

도 4는 폴리아닐린(polyaniline-C60) 감광 구성체에 기초한 복합체를 가지는 LC 시스템에서, 타임-온(1) 및 타임-오프(2)와 풀러린 함유와의 관계를 나타낸 그래프이다.

도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 풀러린의 함유량을 중량비 0.5 %까지 증가하는 경우에 본질적인 스위칭 파라미터에는 변화가 없다. 또한, 이 함유 수준을 초과하는 때부터 명암비는 급격하게 감소한다. 표 1의 데이터는 이러한 증거를 확인시켜준다.

본 발명에서 청구하는 쉽게 컨트롤 할 수 있는 풀러린을 포함하는 LC 시스템에 기인하여, 이 시스템의 산업적인 이용이 가능하다. 전기 및 광 필드 제어의 표준적인 방법이 사용되어 왔다. 전통적인 네마틱 LC 물질 및 구성은 별 문제로 하고, 5CB (E.Merck) or E7(BDH) 들이 이용되어 왔다. 네마틱 액정은 필수적으로 세 마틱 액정의 구성보다 낮은 가격의 조합인 것을 말해둘 필요가 있다. 또한, 네마틱 구성은 세마틱 구성모다 더 적은 구성요소를 포함한다. 끝으로, 네마틱 구성은 레이져 빔 및 백색 다이오드의 광역 스펙트럼 방사 모두 하에 작동한다. 또한, 감광제의 사이즈 및 셀의 두께도 더 작은 크기로 제작되어진다.

Claims (8)

1. 액정층이 네마틱 액정 물질과, 유기 공여체 부와 중량비 1% 이하의 풀러린 함유 복합체를 포함하는 액정
2. 제 1항에 있어서, 상기 풀러린 함유 복합체는 최초 공여체-수용체 상호작용을 가진 단일체의 공여체 부 또는 중합체의 공여체 부의 유기 분자들을 포함하는 액정
3. 제 1항에 있어서, 상기 유기 공여체 부는 단일체 유기 전자-광학 분자를 포함하고, 상기 풀러린의 함량은 중량비 0.5-1%의 범위에 있는 액정
4. 제 1항에 있어서, 상기 유기 공여체 부는 중합체 유기-전자 광학 분자를 포함하고, 상기 풀러린의 함량은 중량비 0.1-0.5%의 범위에 있는 액정
5. 제 1항에 있어서, 상기 풀러린 함유 복합체의 풀러린의 전자 친화도 에너지가 유기 분자의 수용체 부의 전자 친화도 에너지보다 큰 것을 특징으로하는 액정
6. 제 1항에 있어서, 상기 풀러린 함유 복합체의 풀러린의 전자 친화도 에너지가 2.65 eV인 것을 특징으로하는 액정
7. 제 1항에 있어서, 상기 액정 물질은 양의 광학적으로 양이고 유전 이방성을 가지는 액정을 포함하는 액정
8. 전극들과 액정을 포함하는 두개의 기판을 포함하고, 상기의 제 1 내지 7항 중 어느 한 항의 액정을 포함하고 있는 액정장치

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