KR101588529B1 - 쌍안정 액정 패널 - Google Patents

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Abstract

본 출원은, 쌍안정 액정 패널 및 그 용도에 관한 것이다. 예시적인 액정 패널은 쌍안정 모드가 효과적으로 구현되면서 다양한 모드간을 자유롭게 스위칭될 수 있다. 이러한 액정 패널은, 스마트 윈도우, 윈도우 보호막, 플렉서블 디스플레이 소자, 3D 영상 표시용 액티브 리타더(active retarder) 또는 시야각 조절 필름 등과 같은 다양한 광변조 장치에 적용될 수 있다.

Description

쌍안정 액정 패널{BISTABLE LIQUID CRYSTAL PANEL}
본 출원은, 쌍안정 액정 패널 및 그 용도에 관한 것이다.
쌍안정(bistable) 소자는 한 상태에서 다른 상태로 전이된 후에는 추가적인 소비 전력 없이도 그 상태를 유지할 수 있다. 이와 같이 쌍안정 소자에서는 상을 바꿀 때에만 전력을 가해주면 되기 때문에, 낮은 소비 전력이 요구되는 소자로서 연구되고 있다.
특허문헌 1: 한국공개특허공보 제2008-0112384호
본 출원은, 쌍안정 액정 패널 및 그 용도를 제공한다.
본 출원의 예시적인 액정 패널은 2개의 기판과 액정층을 포함할 수 있다. 도 1에 예시적으로 표시된 바와 같이 액정 패널에서 상기 2개의 기판(1011, 1012)은 서로 대향 배치되어 있고, 상기 액정층(102)은, 상기 대향 배치된 2개의 기판(1011, 1012)의 사이에 존재할 수 있다.
액정 패널은 쌍안정(bistable) 액정 패널일 수 있다. 본 출원에서 용어 쌍안정(bistable) 액정 패널은, 액정층의 상태를 한 상태에서 다른 상태로 스위칭한 후에는 외부 에너지의 인가가 없이도 상기 스위칭된 상태를 적어도 100 시간 이상, 150 시간 이상 또는 200 시간 이상 유지할 수 있는 액정 패널을 의미할 수 있다. 또한, 상기에서 용어 외부 에너지는, 액정층에 포함되어 있는 액정 화합물의 배향을 변경할 수 있는 모든 종류의 에너지를 의미하고, 대표적인 예로는 전압과 같은 전기 에너지가 예시될 수 있다.
액정 패널에서 액정층은 콜레스테릭 액정(이하, CLC라 칭할 수 있다.)을 포함할 수 있다. 도 2를 참조하면, CLC는, 액정 분자의 도파기(director)(도 2의 n)가 나선축(helical axis)(도 2의 X)을 따라 꼬이면서 층을 이루며 나선형 구조를 형성하도록 배향될 수 있다. 상기와 같은 배향 상태에서 액정 분자의 도파기가 360도 회전을 완성하기까지의 거리(도 2의 P)를 피치(pitch)라고 호칭할 수 있다.
액정 패널에 포함되는 CLC는 양의 유전율 이방성 또는 음의 유전율 이방성을 가질 수 있다. 본 명세서에서 유전율 이방성은 액정 화합물의 이상 유전율(ee, extraordinary dielectric anisotropy, 장축 방향의 유전율)과 정상 유전율(eo, ordinary dielectric anisotropy, 단축 방향의 유전율)의 차이를 의미할 수 있다. CLC의 유전율 이방성을 고려하여 후술하는 CLC의 정렬을 위해 적절한 방향의 전계, 예를 들면, 수직 및/또는 수평 전계가 인가될 수 있다. CLC의 유전율 이방성은, 구동 전압 특성을 고려하여 적정 범위로 설정될 수 있으며, 예를 들면, 7 내지 40의 범위 내일 수 있다.
CLC의 탄성 계수는 목적 물성, 예를 들면, 배향 상태의 상호 전환 특성 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 본 명세서에서 CLC의 탄성 계수는 CLC가 전압과 같은 외부의 작용에 의하여 균일한 분자 배열이 변화된 상태에서 원래의 배향 상태로 복원되는 힘의 세기를 계량화한 값을 의미할 수 있다. 하나의 예시에서, CLC의 탄성 계수는 5 내지 30의 범위 내일 수 있다. CLC의 탄성 계수를 상기와 같이 조절하면 안정적인 쌍안정 모드를 구현하는 것에 유리할 수 있다.
하나의 예시에서 콜레스테릭 액정은 네마틱 액정과 키랄제를 포함할 수 있다. 네마틱 액정에 키랄제를 첨가하면, 상기 언급한 나선형 구조의 배향을 유도할 수 있고, 이 때 키랄제의 종류와 첨가량의 조절을 통해 목적하는 피치를 달성할 수 있다. CLC의 피치(P)와 키랄제는 하기 수식 A의 관계를 만족한다.
[수식 A]
P = 1/(Pt×c)
수식 A에서 P는 CLC의 피치이고, Pt는 키랄제의 뒤틀림 세기(twisting power)이며, c는 키랄제의 몰농도이다. 수식 A에 따라 키랄제의 뒤틀림 세기 및/또는 함량을 조절하면, CLC의 피치를 조절할 수 있다.
본 출원에서 사용할 수 있는 CLC의 종류는, 후술하는 수식 1 및/또는 2를 만족할 수 있도록 선택되는 한 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, CLC가 네마틱 액정과 키랄제의 혼합물인 경우에 상기 네마틱 액정으로는 하기 화학식 1의 화합물이 사용될 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112014066124862-pat00001
화학식 1에서 A는 단일 결합, -COO- 또는 -OCO-이고, R1 내지 R10은, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알콕시카보닐기, 시아노기, 니트로기, -U-Q-P 또는 하기 화학식 2의 치환기이거나, R1 내지 R5 중 인접하는 2개의 치환기의 쌍 또는 R6 내지 R10 중 인접하는 2개의 치환기의 쌍은 서로 연결되어 벤젠 고리를 형성할 수 있다. 상기에서 U는 -O-, -COO- 또는 -OCO-이며, Q는 알킬렌기 또는 알킬리덴기이고, P는, 알케닐기, 에폭시기, 시아노기, 카복실기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기 등과 같은 중합성 관능기일 수 있다. 상기에서 R1 내지 R5 중 인접하는 2개의 치환기의 쌍 또는 R6 내지 R10 중 인접하는 2개의 치환기의 쌍이 서로 연결되어 형성되는 벤젠 고리에는 -U-Q-P가 적어도 하나 치환되어 있을 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112014066124862-pat00002
화학식 2에서 B는 단일 결합, -COO- 또는 -OCO-이고, R11 내지 R15는, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알콕시카보닐기, 시아노기, 니트로기 또는 -U-Q-P이거나, R11 내지 R15 중 인접하는 2개의 치환기는 서로 연결되어 벤젠 고리를 형성할 수 있다. 상기 벤젠 고리에는 필요하다면, -U-Q-P가 적어도 하나 치환되어 있을 수 있다. 상기에서 U는 -O-, -COO- 또는 -OCO-이며, Q는 알킬렌기 또는 알킬리덴기이고, P는, 알케닐기, 에폭시기, 시아노기, 카복실기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기와 같은 중합성 관능기일 수 있다.
화학식 1 및 2에서 인접하는 2개의 치환기는 서로 연결되어 벤젠 고리를 형성한다는 것은, 인접하는 2개의 치환기가 서로 연결되어 전체적으로 나프탈렌 골격을 형성하는 것을 의미할 수 있다.
화학식 2에서 B의 좌측의 부호
Figure 112014066124862-pat00003
는, B가 화학식 1의 벤젠에 직접 연결되어 있음을 의미할 수 있다.
화학식 1 및 2에서 용어 단일 결합은, A 또는 B로 표시되는 부분에 별도의 원자가 존재하지 않는 경우를 의미한다. 예를 들어, 화학식 1에서 A가 단일 결합인 경우, A의 양측의 벤젠이 직접 연결되어 비페닐(biphenyl) 구조를 형성할 수 있다.
화학식 1 및 2에서 할로겐으로는, 불소, 염소, 브롬 또는 요오드 등이 예시될 수 있다.
본 명세서에서 용어 알킬기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기 또는 탄소수 3 내지 20, 탄소수 3 내지 16 또는 탄소수 4 내지 12의 시클로알킬기를 의미할 수 있다. 상기 알킬기는 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환될 수 있다.
본 명세서에서 용어 알콕시기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기를 의미할 수 있다. 상기 알콕시기는, 직쇄, 분지쇄 또는 고리형일 수 있다. 또한, 상기 알콕시기는 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환될 수 있다.
본 명세서에서 용어 알킬렌기 또는 알킬리덴기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 4 내지 10 또는 탄소수 6 내지 9의 알킬렌기 또는 알킬리덴기를 의미할 수 있다. 상기 알킬렌기 또는 알킬리덴기는, 직쇄, 분지쇄 또는 고리형일 수 있다. 또한, 상기 알킬렌기 또는 알킬리덴기는 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환될 수 있다.
본 명세서에서 알케닐기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 2 내지 20, 탄소수 2 내지 16, 탄소수 2 내지 12, 탄소수 2 내지 8 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐기를 의미할 수 있다. 상기 알케닐기는, 직쇄, 분지쇄 또는 고리형일 수 있다. 또한, 상기 알케닐기는 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환될 수 있다.
하나의 예시에서 화학식 1 및 2에서 P는 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기일 수 있다.
화학식 1 및 2에서 -U-Q-P 또는 화학식 2의 잔기가 존재하는 경우 상기 -U-Q-P 또는 화학식 2의 잔기는, 예를 들면, R1, R8 또는 R13의 위치에 존재할 수 있고, 예를 들면, 상기는 1개 또는 2개가 존재할 수 있다. 화학식 1의 화합물 또는 화학식 2의 잔기에서 -U-Q-P 또는 화학식 2의 잔기 이외의 치환기는 예를 들면, 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 4의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 4 내지 12의 시클로알킬기, 시아노기, 탄소수 1 내지 4의 알콕시기 또는 니트로기일 수 있다. 다른 예시에서 상기 -U-Q-P 또는 화학식 2의 잔기 이외의 치환기는 염소, 탄소수 1 내지 4의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 4 내지 12의 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 4의 알콕시기 또는 시아노기일 수 있다.
본 명세서에서 특정 화합물 또는 관능기에 치환되어 있을 수 있는 치환기로는, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 에폭시기, 옥소기, 옥세타닐기, 머캅토기, 시아노기, 카복실기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기 또는 아릴기 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
CLC에 포함될 수 있는 키랄제(chiral agent)로는, 액정 화합물의 액정성, 예를 들면, 네마틱 규칙성을 손상시키지 않고, 목적하는 나선 피치를 유발할 수 있는 것이라면, 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있다. 나선 피치를 유발하기 위한 키랄제는 분자 구조 중에 키랄리티(chirality)를 적어도 포함할 필요가 있다. 키랄제로는, 예를 들면, 1개 또는 2개 이상의 비대칭 탄소(asymmetric carbon)를 가지는 화합물, 키랄 아민 또는 키랄 술폭시드 등의 헤테로원자 상에 비대칭점(asymmetric point)이 있는 화합물 또는 크물렌(cumulene) 또는 비나프톨(binaphthol) 등의 축부제를 가지는 광학 활성인 부위(axially asymmetric, optically active site)를 가지는 화합물이 예시될 수 있다. 키랄제는 예를 들면 분자량이 1,500 이하인 저분자 화합물일 수 있다. 예를 들면, 키랄제로는, 시판되는 키랄 네마틱 액정, 예를 들면, Merck사에서 시판되는 키랄 도판트 액정 S-811 또는 BASF사의 LC756 등을 사용할 수도 있다.
CLC에서 키랄제의 비율은 특별히 제한되지 않고, 상기 수식 A에 따라서 목적하는 피치가 달성될 수 있는 범위에서 포함될 수 있다.
액정 패널에서 CLC의 나선축의 배치는 다양할 수 있고, 각각의 나선축의 배치간 스위칭될 수도 있다. 액정 패널에서 존재할 수 있는 나선축의 배치를 도 3을 참조하여 예시적으로 설명하면, 하기와 같다.
예를 들면, CLC는 도 3의 A에 나타난 바와 같이 액정 분자의 도파기, 예를 들면, 액정 분자의 장축의 나선축(HA)이 상기 액정층의 두께 방향(21)에 대하여 평행하게 되도록 배향되어 있을 수 있다. 도 3에서 상기 두께 방향(21)과 수직한 방향(22)은, 예를 들면, 액정층 또는 기판의 면 방향과 평행한 방향일 수 있다. 본 명세서에서 상기와 같이 나선축이 액정층의 두께 방향(21)과 평행한 상태로 배향되어 있는 경우는 플래너(planar) 배향으로 호칭될 수 있다. 다른 예시에서 액정 분자의 도파기의 나선축은 액정층과 평행하지 않은 방향으로 배향할 수 있다. 예를 들면, 도 3의 B에 나타난 바와 같이, 나선축(HA)은 액정층의 두께 방향(21)과 수직한 방향으로 배향하거나, 도 3의 C에 나타난 바와 같이, 나선축(HA)이 액정층의 두께 방향(21)과 수직 및 평행한 방향 이외의 방향을 이루면서 배향이 이루어질 수 있다. 본 명세서에서는 상기와 같이 나선축이 두께 방향과 수직한 상태로 배향되어 있는 경우를 호메오트로픽(homeotropic) 배향이라 호칭하고, 나선축이 CLC층의 두께 방향과 수직 및 평행한 방향 이외의 방향으로 배향되어 있는 경우를 포컬 코틱(focal conic) 배향이라고 호칭할 수 있다. 본 명세서에서 사용하는 수직, 수평, 직교 또는 평행 등의 용어는, 각각 목적하는 효과를 손상시키지 않는 범위에서의 실질적인 수직, 수평, 직교 또는 평행을 의미하는 것으로, 예를 들면, 제조 오차(error) 또는 편차(variation) 등을 감안한 오차를 포함하는 것이다. 예를 들면, 상기 각각의 경우는, 약 ±15도 이내의 오차, 약 ±10도 이내의 오차 또는 약 ±5도 이내의 오차를 포함할 수 있다.
상기와 같은 각 CLC의 배향 상태 또는 그들간의 전환은, 예를 들면, 배향막의 종류를 조절하는 방식과 같이 액정층이 형성되는 기판 표면의 특성을 조절하거나, 전압과 같은 외부 에너지의 인가 방식을 조절하여 수행할 수 있다.
액정 패널은 하기 수식 1을 만족하거나, 혹은 하기 수식 2를 만족할 수 있다. 이하, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 하기 수식 1을 만족하는 액정 패널을 제 1 액정 패널이라고 하고, 하기 수식 2를 만족하는 액정 패널을 제 2 액정 패널이라고 할 수 있다.
[수식 1]
1.0≤(△n×d)/p≤27
[수식 2]
0.1≤d/p≤2.5
수식 1 및 2에서 △n은, 액정층에 포함되는 액정 화합물, 예를 들면, 상기 CLC의 굴절률 이방성이고, d는 대향 배치된 2개의 기판 사이의 간격(단위: ㎛)이며, p는 콜레스테릭 액정의 피치(단위: ㎛)이다.
액정 패널은 상기 수식 1 및/또는 2를 만족하도록 형성함으로써, 목적하는 쌍안정 특성을 효과적으로 확보할 수 있다.
수식 1에서 「(△n×d)/p」은, 다른 예시에서 1 내지 25, 1 내지 23, 1 내지 21, 1 내지 19, 1 내지 17, 1 내지 15, 1 내지 13, 1 내지 11 또는 1 내지 10 의 범위 내 일 수 있다. 이러한 범위 내에서 보다 적합한 성능의 쌍안정 액정 패널을 구현할 수 있다.
수식 1을 만족하는 제 1 액정 패널은, 예를 들면 투명 모드와 산란 모드의 사이를 스위칭할 수 있는 액정 패널일 수 있다. 예를 들어, 제 1 액정 패널은, 플래너 배향 또는 호메오트로픽 배향된 CLC를 포함하는 제 1 모드와 포컬 코닉 배향된 CLC를 포함하는 제 2 모드의 사이를 스위칭할 수 있도록 형성되어 있을 수 있다. 경우에 따라서 제 1 액정 패널은, 플래너 배향된 CLC를 포함하는 제 1 모드, 호메오트로픽 배향된 CLC를 포함하는 제 2 모드 및 포컬 코닉 배향된 CLC를 포함하는 제 3 모드의 사이를 스위칭할 수 있도록 형성되어 있을 수 있다. 상기에서 플래너 배향 또는 호메오트로픽 배향된 CLC를 포함하는 모드에서는 상기 투명 모드가 구현되고, 포컬 코닉 배향된 CLC를 포함하는 모드에서는 산란 모드가 구현될 수 있다. 상기에서 투명 모드는, 투과율이 적어도 30% 이상 또는 50% 이상인 모드를 의미할 수 있다. 투명 모드에서 헤이즈는, 10% 이하 또는 5% 이하일 수 있다. 상기에서 산란 모드는, 헤이즈가 70% 이상 또는 80% 이상인 모드를 의미할 수 있다. 산란 모드에서 투과율은 60% 이하 또는 70% 이하일 수 있다. 상기 투과율과 헤이즈는, 예를 들면, 헤이즈미터(hazemeter, NDH-5000SP)를 사용하여 제조사의 매뉴얼에 따라 평가할 수 있다. 예를 들면, 헤이즈는 상기 헤이즈미터를 사용하여 다음의 방식으로 평가할 수 있다. 광을 측정 대상을 투과시켜 적분구 내로 입사시킨다. 이 과정에서 광은 측정 대상에 의하여 확산광(DT)과 평행광(PT)으로 분리되는데, 이 광들은 적분구 내에서 반사되어 수광 소자에 집광되고, 집광되는 광을 통해 상기 헤이즈의 측정이 가능하다. 즉, 상기 과정에 의한 전 투과광(TT)는 상기 확산광(DT)과 평행광(PT)의 총합(DT+PT)이고, 헤이즈는 상기 전체 투과광에 대한 확산광의 백분율(Haze(%) = 100×DT/TT)로 규정될 수 있다.
수식 1에서 굴절률 이방성은 액정 화합물의 이상 굴절률(ne)과 정상 굴절률(no)의 차이(ne-no)를 의미하고, 상기에서 각 굴절률은 예를 들면 약 550 nm 파장의 광에 대하여 측정한 굴절률일 수 있다. 수식 1에서 굴절률 이방성은 약 0.2 이상, 약 0.25 이상, 약 0.3 이상 또는 약 0.35 이상일 수 있다. 수식 1에서 굴절률 이방성은 또한 약 0.9 이하, 약 0.85 이하, 약 0.8 이하, 약 0.75 이하, 약 0.7 이하, 약 0.65 이하, 약 0.6 이하, 약 0.55 이하 또는 약 0.5 이하일 수 있다. 수식 1에서 굴절률 이방성을 상기 범위로 조절하여, 제 1 액정 패널에서 액정 화합물의 배향 상태에 따라서 높은 헤이즈를 유도하여 투명 모드와 산란 모드의 사이를 스위칭할 수 있는 쌍안정 액정 패널을 구현할 수 있다.
수식 1에서 d는 대향 배치된 기판 사이의 간격이고, 상기에서 간격은 대향 배치된 기판의 마주보는 각 표면간의 최단 거리를 의미한다. 상기 간격(d)은, 예를 들면, 7 ㎛ 이상, 8 ㎛ 이상, 10 ㎛ 이상, 12 ㎛ 이상, 15 ㎛ 이상 또는 20 ㎛ 이상일 수 있다. 상기 간격(d)은 다른 예시에서 60 ㎛ 이하, 50 ㎛ 이하, 45 ㎛ 이하, 40 ㎛ 이하, 35 ㎛ 이하, 30 ㎛ 이하, 25 ㎛ 이하 또는 20 ㎛ 이하일 수 있다. 수식 1에서 상기 간격(d)을 상기 범위로 조절하여, 제 1 액정 패널에서 액정 화합물의 배향 상태에 따라서 높은 헤이즈를 유도하여 투명 모드와 산란 모드의 사이를 스위칭할 수 있는 쌍안정 액정 패널을 구현할 수 있다.
수식 1에서 p는 액정층 내의 CLC의 피치이다. 상기 피치(p)는, 예를 들면, 0.3 내지 2 ㎛의 범위 내일 수 있다. 수식 1에서 상기 피치(d)를 상기 범위로 조절하여, 제 1 액정 패널에서 액정 화합물의 배향 상태에 따라서 높은 헤이즈를 유도하여 투명 모드와 산란 모드의 사이를 스위칭할 수 있는 쌍안정 액정 패널을 구현할 수 있다.
제 1 액정 패널에서 CLC의 배향 상태, 즉 플래너 배향, 호메오트로픽 배향 및 포컬 코닉 배향 상태간을 스위칭시키는 방식은 특별히 제한되지 않고, 공지의 방식을 적용할 수 있다. 예를 들어, 플래너 배향된 상태의 구현을 위해서는 액정층에 수평 방향으로 전계를 형성하면 되고, 호메오트로픽 배향 상태의 구현을 위해서는 액정층에 수직 방향으로 전계를 형성하면 된다. 또한, 포컬 코닉 배향된 상태의 구현을 위해서는, 예를 들면, 액정층에 수직 또는 수평 방향의 전계를 전압을 단계적으로 변경하여 가면서 인가하는 방식을 사용할 수 있다. 예를 들어, 수평 배향된 CLC에 수직 방향으로 전계를 인가하되, 단계적으로 인가되는 전압의 크기를 줄이면서 전계를 인가하면 포컬 코닉 배향된 상태를 구현할 수 있다. 그렇지만, 상기 방식은 본 출원에서 적용할 수 있는 예시적인 방식이며, 상기 기술한 방식 외에도 액정 화합물, 예를 들면, CLC의 배향 상태의 조정에 가능한 것으로 공지된 다양한 방식이 제한 없이 사용될 수 있다.
본 출원에서 제 2 액정 패널은 수식 2를 만족할 수 있다. 수식 2에서 「d/p」는, 다른 예시에서 0.3 이상, 0.5 이상 또는 0.7 이상일 수 있다. 또한, 상기 「d/p」는, 다른 예시에서 2.0 이하, 1.8 이하, 1.6 이하, 1.4 이하, 1.2 이하 또는 1.1 이하일 수 있다. 이러한 범위 내에서 보다 적합한 성능의 쌍안정 액정 패널을 구현할 수 있다.
수식 2을 만족하는 제 2 액정 패널은, 예를 들면 CLC가 호메오트로픽 배향되어 있는 제 1 모드와 플래너 배향된 CLC를 포함하는 제 2 모드의 사이를 스위칭할 수 있도록 형성되어 있을 수 있다. 제 2 모드에서는 적어도 일부의 CLC가 플래너 배향되어 있는 한, 다른 배향, 예를 들면, 호메오트로픽 배향 또는 포컬 코닉 배향되어 있는 CLC가 액정층에 존재할 수 있다. 제 2 모드에서 존재하는 플래너, 호메오트로픽 또는 포컬 코닉 배향된 CLC의 비율은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 후술하는 투과율과 헤이즈가 달성될 수 있는 범위에서 존재할 수 있다. 제 2 액정 패널에서 액정층은, 예를 들면, 후술하는 이방성 색소와 함께 상기 제 1 모드에서는 백색 모드(white mode)가 구현되고, 제 2 모드에서는 칼라 모드(color mode)가 구현될 수 있다. 하나의 예시에서 제 2 액정 패널은, 제 1 모드인 경우에 투과율이 50% 이상, 55% 이상, 60% 이상 또는 65% 이상일 수 있다. 상기 투과율은 다른 예시에서 약 95% 이하일 수 있다. 제 1 모드에서의 헤이즈는 또한 약 5% 이하, 4% 이하, 3% 이하, 2% 이하 또는 1% 이하일 수 있다. 또한, 제 2 액정 패널은 제 2 모드에서의 투과율이 50% 이하, 50% 미만 또는 약 48% 이하일 수 있다. 상기 투과율은 다른 예시에서 약 10% 이상일 수 있다. 제 2 모드에서의 헤이즈는 또한 약 5% 이하, 4% 이하, 3% 이하 또는 2% 이하일 수 있다. 제 2 모드에서 상기 헤이즈는 또한 약 1% 이상일 수 있다.
제 2 액정 패널에서 사용되는 CLC는 제 1 액정 패널에서와 같은 범위의 굴절률 이방성을 가질 수 있고, 필요한 경우에는 제 1 액정 패널에서와는 다른 굴절률 이방성을 가질 수 있다. 제 1 액정 패널에서와는 다른 범위의 굴절률 이방성이 필요한 경우에 상기 CLC의 굴절률 이방성은, 예를 들면, 약 0.07 내지 0.3의 범위 내일 수 있다.
수식 2에서 d는 대향 배치된 기판 사이의 간격이고, 상기에서 간격은 대향 배치된 기판의 마주보는 각 표면간의 최단 거리를 의미한다. 상기 간격(d)은, 예를 들면, 5 ㎛ 이상 또는 7 ㎛ 이상일 수 있다. 또한, 다른 예시에서 상기 간격(d)은, 20 ㎛ 이하, 15 ㎛ 이하 또는 약 13 ㎛ 이하일 수 있다. 수식 2에서 상기 간격(d)을 상기 범위로 조절하여, 제 2 액정 패널의 쌍안정 특성이 보다 효율적으로 규정될 수 있다.
수식 2에서 p는 액정층 내의 CLC의 피치이다. 상기 피치(p)는, 예를 들면, 예를 들면, 5 ㎛ 이상 또는 7 ㎛ 이상일 수 있다. 또한, 다른 예시에서 상기 간격(d)은, 20 ㎛ 이하, 15 ㎛ 이하 또는 약 13 ㎛ 이하일 수 있다. 수식 2에서 피치(d)를 상기와 같이 조절하여, 제 2 액정 패널의 쌍안정 특성을 보다 효과적으로 구현할 수 있다.
제 2 액정 패널에서 상기 제 1 및 제 2 모드간을 스위칭시키는 방식은 특별히 제한되지 않고, 공지의 방식을 적용할 수 있다. 예를 들어, 제 1 모드에서 제 2 모드로 스위칭하기 위해서는 호메오트로픽 배향된 CLC를 포함하는 액정층에 수평 방향으로 전계를 인가하는 방식을 사용할 수 있고, 제 2 모드에서 제 1 모드로 스위칭하기 위해서는 액정층에 수직 방향으로 전계를 인가하는 방식을 사용할 수 있다. 이를 위해 액정 패널에서 후술하는 바와 같이 형성될 수 있는 전극층은 액정층에 수직 전계와 수평 전계를 모두 인가할 수 있도록 형성될 수 있다. 이에 따라 필요에 따라 수직 또는 수평 전계를 인가함으로써 모드를 스위칭할 수 있다.
또한, 하나의 예시에서 이중 주파수(dual frequency) 특성의 CLC를 사용하여 모드를 스위칭할 수 있다. 본 출원에서 용어 CLC의 이중 주파수 특성은, 가해지는 전계의 주파수에 따라서 CLC의 유전율 이방성의 부호가 변화하는 특성을 의미할 수 있다. 상기 이중 주파수 특성의 CLC는, 고주파수, 예를 들면, 약 20 kHz 이상의 주파수에서는 양의 유전율 이방성을 보이고, 저주파수, 예를 들면, 약 100 Hz 이하의 주파수에서는 음의 유전율 이방성을 보이는 CLC일 수 있다. 이러한 CLC를 사용하게 되면, 전술한 수직 또는 수평 전계 중 어느 하나의 전계만이 인가될 수 있도록 전극층을 형성하여도 인가 전계의 주파수의 변경 등을 통해 모드간의 스위칭이 가능하도록 할 수 있다. 액정 화합물의 분야에서는 이러한 특성의 CLC가 잘 알려져 있으며, 본 출원에서는 상기와 같은 공지의 CLC 중 적절한 종류가 선택되어 사용될 수 있다.
액정 패널에서 액정층은 필요한 경우에 이방성 염료를 추가로 포함할 수 있다. 이방성 염료의 사용을 통해 액정 패널의 투과도 가변 특성을 포함한 다양한 특성의 개선이 가능할 수 있다. 예를 들어, 제 1 액정 패널에서 적정량의 이방성 염료를 사용하면, 순색 구현 특성을 개선하고, 시야각에 따른 반사광 파장의 시프트(shift)를 조절하며, 광택감이 있는 칼라의 구현이 가능할 수 있다. 또한, 제 2 액정 패널에서의 이방성 염료는 액정 패널이 백색 모드와 칼라 모드간을 스위칭할 수 있도록 할 수 있다. 본 명세서에서 용어 「염료」는, 가시광 영역, 예를 들면, 400 nm 내지 700 nm 파장 범위 내에서 적어도 일부 또는 전체 범위 내의 광을 집중적으로 흡수 및/또는 변형시킬 수 있는 물질을 의미할 수 있고, 용어 이방성 염료는 상기 가시광 영역의 적어도 일부 또는 전체 범위에서 광의 이방성 흡수가 가능한 물질을 의미할 수 있다.
이방성 염료로는, 예를 들면, CLC와 같은 액정 화합물의 정렬 상태에 따라 정렬될 수 있는 특성을 가지는 것으로 알려진 공지의 염료를 선택하여 사용할 수 있다. 이러한 염료로는, 예를 들면, 아조 염료 또는 안트라퀴논 염료 등으로 공지되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이방성 염료는, 이색비(dichroic ratio), 즉 이방성 염료의 장축 방향에 평행한 편광의 흡수를 상기 장축 방향에 수직하는 방향에 평행한 편광의 흡수로 나눈 값이 5 이상, 6 이상 또는 7 이상인 염료를 사용할 수 있다. 상기 염료는 가시광 영역의 파장 범위 내, 예를 들면, 약 380 nm 내지 700 nm 또는 약 400 nm 내지 700 nm의 파장 범위 내에서 적어도 일부의 파장 또는 어느 한 파장에서 상기 이색비를 만족할 수 있다. 이색비의 상한은, 예를 들면 20 이하, 18 이하, 16 이하 또는 14 이하 정도일 수 있다.
이방성 염료의 액정층 내의 비율은 목적 물성에 따라 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어, 이방성 염료는 0.01 중량% 이상, 0.1 중량% 이상, 0.2 중량% 이상, 0.3 중량% 이상, 0.4 중량% 이상, 0.5 중량% 이상, 0.6 중량% 이상, 0.7 중량% 이상, 0.8 중량% 이상, 0.9 중량% 이상, 또는 1.0 중량% 이상의 비율로 액정층 내에 포함될 수 있다. 이방성 염료의 액정층 내의 비율의 상한은, 예를 들면, 2 중량% 이하, 1.9 중량% 이하, 1.8 중량% 이하, 1.7 중량% 이하, 1.6 중량% 이하, 1.5 중량% 이하, 1.4 중량% 이하, 1.3 중량% 이하, 1.2 중량% 이하 또는 1.1 중량% 이하일 수 있다.
액정 패널의 액정층은, 필요한 경우에 폴리머 네트워크를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 경우에 액정 패널은, 예를 들면, 소위 PDLC(polymer dispersed liquid crystal) 또는 PNLC(polymer network liquid crystal) 형태의 소자로 구현될 수 있다. 폴리머 네트워크는, CLC와 같은 액정 화합물과는 상 분리된 상태(phase separated state)로 존재할 수 있다. 액정층이 폴리머 네트워크를 추가로 포함하는 경우에, 액정층은, 예를 들면, 상기 폴리머 네트워크가 연속상인 CLC 중에 분포되어 있는 구조를 가지거나, 혹은 폴리머 네트워크 내에 CLC를 포함하는 액정 영역이 분산되어 있는 구조를 가질 수도 있다.
폴리머 네트워크는, 예를 들면 중합성 화합물을 포함하는 전구 물질의 네트워크일 수 있다. 따라서, 폴리머 네트워크는 중합된 상태로 중합성 화합물을 포함할 수 있다. 중합성 화합물로는, 액정성을 나타내지 않는 비액정성 화합물이 사용될 수 있다. 중합성 화합물로는, 소위 PDLC 또는 PNLC 소자의 폴리머 네트워크를 형성할 수 있는 것으로 알려진 하나 이상의 중합성 관능기를 가지는 화합물 또는 필요한 경우 중합성 관능기가 없는 비중합성 화합물을 사용할 수 있다. 전구 물질에 포함될 수 있는 중합성 화합물로 아크릴레이트 화합물 등이 예시할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
폴리머 네트워크의 액정층 내의 비율은, 목적 물성, 예를 들면, 액정 패널의 헤이즈 또는 투과도 특성 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 폴리머 네트워크는, 예를 들어, 40 중량% 이하, 38 중량% 이하, 36 중량% 이하, 34 중량% 이하, 32 중량%이하 또는 30 중량% 이하의 비율로 액정층 내에 포함될 수 있다. 폴리머 네트워크의 액정층 내의 비율의 하한은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, 0.1 중량% 이상, 1 중량%, 2 중량% 이상, 3 중량% 이상, 4 중량% 이상, 5 중량% 이상, 6 중량% 이상, 7 중량% 이상, 8 중량% 이상, 9 중량% 이상 또는 10 중량% 이상일 수 있다.
액정 패널에 포함되는 기판으로는, 특별한 제한 없이 공지의 소재를 사용할 수 있다. 예를 들면, 유리 필름, 결정성 또는 비결정성 실리콘 필름, 석영 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 필름 등의 무기계 필름이나 플라스틱 필름 등을 사용할 수 있다. 기판으로는, 광학적으로 등방성인 기판이나, 위상차층과 같이 광학적으로 이방성인 기판 또는 편광판이나 컬러 필터 기판 등을 사용할 수 있다.
플라스틱 기판으로는, TAC(triacetyl cellulose); 노르보르넨 유도체 등의 COP(cyclo olefin copolymer); PMMA(poly(methyl methacrylate); PC(polycarbonate); PE(polyethylene); PP(polypropylene); PVA(polyvinyl alcohol); DAC(diacetyl cellulose); Pac(Polyacrylate); PES(poly ether sulfone); PEEK(polyetheretherketon); PPS(polyphenylsulfone), PEI(polyetherimide); PEN(polyethylenemaphthatlate); PET(polyethyleneterephtalate); PI(polyimide); PSF(polysulfone); PAR(polyarylate) 또는 비정질 불소 수지 등을 포함하는 기판을 사용할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 기판에는, 필요에 따라서 금, 은, 이산화 규소 또는 일산화 규소 등의 규소 화합물의 코팅층이나, 반사 방지층 등의 코팅층이 존재할 수도 있다.
액정 패널은, 배향막을 추가로 포함할 수 있다. 배향막은 액정층과 인접하게 배치될 수 있다. 본 명세서에서 배향막이 액정층과 인접하게 배치되어 있다는 것은, 배향막이 액정층의 액정 화합물의 배향에 영향을 미칠 수 있도록 배치되어 있음을 의미할 수 있다. 예를 들어, 배향막은, 대향하는 2개의 기판의 액정층측의 면에 존재할 수 있다.
배향막의 종류는, 특별히 제한되지 않고, 목적하는 CLC의 배향 상태를 고려하여 선택할 수 있다. 예를 들어, 전술한 제 1 액정 패널에서 최초에 플래너 배향된 CLC를 구현하고자 하는 경우에는 상기 배향막으로서 공지의 수평 배향막을 사용할 수 있다. 또한, 전술한 제 2 액정 패널에서 최초에 호메오트로픽 배향된 CLC를 구현하고자 하는 경우에는, 상기 배향막으로는 공지의 수직 배향막을 사용할 수 있다. 상기 수직 또는 수평 배향막으로는, 인접하는 CLC에 대하여 수직 또는 수평 배향능을 나타내는 것으로 알려진 배향막이라면 특별한 제한없이 선택하여 사용할 수 있다.
액정 패널은, 전극층을 추가로 포함할 수 있다. 전극층은 액정층과 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 전극층은, 대향하는 2개의 기판의 액정층측의 면에 존재할 수 있다. 전극층은 CLC의 정렬 상태를 조절할 수 있도록 액정층에 수직 또는 수평 전계를 인가할 수 있도록 형성되거나, 혹은 수직 및 수평 전계를 필요에 따라 모두 인가할 수 있도록 형성되어 있을 수 있다. 전극층의 형성에 사용될 수 있는 소재의 종류는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 전도성 고분자, 전도성 금속, 전도성 나노와이어 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 금속 산화물 등과 같은 공지의 소재가 사용될 수 있다. 필요하다면, 상기 전극은 적절하게 패턴화되어 형성됨으로써, 액정 패널이 분할 구동되거나, 또는 전면 구동되도록 할 수도 있다.
본 출원은 또한, 액정 패널의 용도에 관한 것이다. 본 출원의 예시적인 액정 패널은, 다양한 광변조 장치에 유용하게 사용될 수 있다. 광변조 장치로는, 스마트 윈도우, 윈도우 보호막, 플렉서블 디스플레이 소자, 3D 영상 표시용 액티브 리타더(active retarder) 또는 시야각 조절 필름 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기와 같은 광 변조 장치를 구성하는 방식은 특별히 제한되지 않고, 상기 액정 패널이 사용되는 한 통상적인 방식이 적용될 수 있다.
예시적인 액정 패널은 쌍안정 모드가 효과적으로 구현되면서 다양한 모드간을 자유롭게 스위칭될 수 있다. 이러한 액정 패널은, 스마트 윈도우, 윈도우 보호막, 플렉서블 디스플레이 소자, 3D 영상 표시용 액티브 리타더(active retarder) 또는 시야각 조절 필름 등과 같은 다양한 광변조 장치에 적용될 수 있다.
도 1은, 예시적인 액정 패널의 단면 형태를 보여주는 모식도이다.
도 2 및 3은 CLC의 배향을 설명하기 위한 모식도이다.
도 4 내지 6은, 실시예 1의 액정 패널에서의 각 모드에서의 상태를 보여주는 사진이다.
도 7은, 본 출원의 제 1 액정 패널의 굴절률 이방성 및 기판의 간격과 헤이즈와의 관련성을 보여주는 도면이다.
이하 실시예 및 비교예를 통하여 상기 액정 패널 등을 구체적으로 설명하지만, 상기 액정 패널 등의 범위가 하기 제시된 내용에 의해 제한되는 것은 아니다.
1. 투과도 및 헤이즈의 측정
실시예 및 비교예에서 제조된 액정 패널에 대하여 헤이즈미터, NDH-5000SP를 이용하여, ASTM 방식으로 투과도 및 헤이즈를 측정하였다.
실시예 1.
각각의 표면에 수직 전계의 인가가 가능하도록 형성된 ITO(Indium Tin Oxide) 전극층과 공지의 수평 배향막이 순차 형성되어 있는 2장의 유리 기판을 상기 배향막이 서로 대향하고, 간격이 13 ㎛ 정도가 되도록 이격 배치시킨 후에 상기 이격 배치된 2장의 유리 기판의 사이에 CLC를 주입하고, 에지(edge)를 실링하여 액정 패널을 제작하였다. 상기에서 주입되는 CLC는 약 1㎛ 정도의 피치를 이루면서 배향될 수 있는 굴절률 이방성이 약 0.255 정도인 것이었다(CLC 조성물: 제조사: HCCH, 상품명: HPC21600). 제작된 액정 패널에서 초기에 CLC는 플래너 배향되어 있는 것으로 예측되었다. 도 4는 상기와 같이 제작된 초기 액정 패널의 광변도 특성을 보여주는 도면이다. 제작된 액정 패널에 전계를 인가하여 액정층의 광변조 특성을 조절하였다. 액정 패널에 주파수가 약 60 Hz인 약 20 V의 전압을 인가하다가, 단계적으로 상기 전압의 크기를 줄이면서 인가하여 최종적으로 포컬 코닉 CLC 배향이 달성되도록 하였다. 도 5는 상기와 같은 전압 인가 과정에서 호메오트로픽 배향된 CLC를 포함하는 액정층의 광변조 특성을 보여주는 사진이며, 도 6은, 포컬 코닉 배향된 CLC를 포함하는 액정층의 광변조 특성을 보여주는 도면이다. 또한, 상기 과정에서 호메오트로픽 배향된 CLC를 포함하는 액정층에 외부 전원을 제거하거나, 포컬 코닉 배향된 CLC를 포함하는 액정층에 외부 전원을 제거하여도 그 상태가 안정적으로 유지되는 것을 확인하였다. 포컬 코닉 배향된 CLC를 포함하는 상태에서 60 Hz의 주파수의 50 V의 전압을 수평 방향으로 인가하였을 때에 최초 상태, 즉 플래너 배향된 CLC를 포함하는 상태로 전환되고, 그 상태가 외부 전원을 제거하여도 안정적으로 유지되는 것을 확인하였다.
시험예 1.
실시예 1과 동일한 방식으로 액정 패널을 제조하되, 그 패널의 기판 간격(13 ㎛) 및 CLC의 피치는 동일하게 유지하고, CLC의 굴절률 이방성만을 변경하여 가면서, 상기 액정 패널의 포컬 코닉 배향 상태에서의 헤이즈를 평가하여 도 7에 나타내었다. 이와는 별도로 상기 패널의 기판 간격을 20 ㎛로 변경한 것 외에는 상기와 동일하게 CLC의 굴절률 이방성을 변경해가면서 헤이즈를 평가하고 그 결과를 도 7에 나타내었다. 도 7의 그래프에서 x축은 CLC의 굴절률 이방성을 나타내고, y는 각 액정 패널의 포컬 코닉 배향 상태에서의 헤이즈를 나타낸다. 도면을 통해 기판의 간격과 CLC의 굴절률 이방성을 조절함으로써 액정 패널의 헤이즈를 조절할 수 있음을 확인할 수 있다.
실시예 2.
각각의 표면에 수직 전계 및 수평 전계의 인가가 가능하도록 형성된 ITO(Indium Tin Oxide) 전극층과 공지의 수직 배향막이 순차 형성되어 있는 2장의 유리 기판을 상기 배향막이 서로 대향하고, 간격이 9 ㎛ 정도가 되도록 이격 배치시킨 후에 상기 이격 배치된 2장의 유리 기판의 사이에 CLC 및 이방성 염료의 혼합물을 주입하고, 에지(edge)를 실링하여 액정 패널을 제작하였다. 상기에서 주입되는 CLC는 약 10 ㎛ 정도의 피치를 이루면서 배향될 수 있는 굴절률 이방성이 약 0.09 내지 0.1 정도인 것이었다(CLC 조성물: 제조사: Chisso, 상품명: ZGS8213). 또한, 함께 주입되는 이방성 염료로는 이색성 비가 7 내지 10 정도인 흑색 염료를 사용하였으며(이색성 염료: 제조사: BASF, 상품명: X12), 그 비율은 CLC 및 이방성 염료의 혼합물을 기준으로 약 1 중량% 정도가 되도록 하였다. 제작된 액정 패널에서 초기에 CLC는 호메오트로픽 배향 상태였고, 투과율은 약 67%이며, 헤이즈는 약 0.7% 였다(제 1 모드). 상기 액정 패널에 수평 전계를 인가하였으며, 구체적으로는 주파수가 약 60 Hz 정도인 40 V의 전원을 수평 방향으로 약 1초 미만 동안 인가하다가 제거하였다. 전원 인가 후에 액정 패널의 투과율은 약 45.72%였으며, 헤이즈는 약 1.6%였다(제 2 모드). 외부 전원을 제거하여도 상기 제 2 모드는 안정적으로 유지되었다. 제 2 모드 상태의 액정층에 주파수가 약 60 Hz 정도인 20 V의 전원을 수직 방향으로 약 1초 미만 동안 인가하다가 제거하여 액정 패널의 모드가 제 1 모드 상태로 안정적으로 복귀하는 것을 확인하였다.
실시예 3.
각각의 표면에 수직 전계의 인가가 가능하도록 형성된 ITO(Indium Tin Oxide) 전극층과 공지의 수직 배향막이 순차 형성되어 있는 2장의 유리 기판을 상기 배향막이 서로 대향하고, 간격이 9 ㎛ 정도가 되도록 이격 배치시킨 후에 상기 이격 배치된 2장의 유리 기판의 사이에 CLC 및 이방성 염료의 혼합물을 주입하고, 에지(edge)를 실링하여 액정 패널을 제작하였다. 상기에서 주입되는 CLC는 이중 주파수 특성을 가지는 것으로 약 10 ㎛ 정도의 피치를 이루면서 배향될 수 있는 굴절률 이방성이 약 0.11 내지 0.12 정도인 것이었다(CLC 조성물: 제조사: Merk, 상품명: MLC2048). 또한, 함께 주입되는 이방성 염료로는 이색성 비가 7 내지 10 정도인 흑색 염료를 사용하였으며(이색성 염료: 제조사: BASF, 상품명: X12), 그 비율은 CLC 및 이방성 염료의 혼합물을 기준으로 약 1 중량% 정도가 되도록 하였다. 제작된 액정 패널에서 초기에 CLC는 호메오트로픽 배향 상태였고, 투과율은 약 67.3%이며, 헤이즈는 약 0.5% 였다(제 1 모드). 상기 액정 패널에 주파수가 약 100 kHz 정도인 30 V의 전원을 수직 방향으로 약 1초 미만 동안 인가하다가 제거하였다. 전원 인가 후에 액정 패널의 투과율은 약 44.6%였으며, 헤이즈는 약 1.2%였다(제 2 모드). 외부 전원을 제거하여도 상기 제 2 모드는 안정적으로 유지되었다. 제 2 모드 상태의 액정층에 주파수가 약 60 Hz 정도인 30V의 전원을 수직 방향으로 약 1초 미만 동안 인가하다가 제거하여 액정 패널의 모드가 제 1 모드 상태로 안정적으로 복귀하는 것을 확인하였다.
1011, 1012: 기판
102: 액정층
n: CLC 도파기의 방향
X, HA: CLC 나선축의 방향
p: CLC 피치
21: 액정층의 두께 방향
22: 액정층의 평면 방향

Claims (18)

  1. 대향 배치된 2개의 기판; 및 상기 2개의 기판의 사이에 존재하고, 콜레스테릭 액정을 포함하는 액정층을 가지는 쌍안정 액정 패널이고,
    상기 쌍안정 액정 패널은 상기 콜레스테릭 액정이 플래너 또는 호메오트로픽 배향되어 있는 제 1 모드와 상기 콜레스테릭 액정이 포컬 코닉 배향되어 있는 제 2 모드의 사이를 스위칭 하며, 상기 스위칭된 제 1 모드 및 제 2 모드를 유지하도록 형성되고, 하기 수식 1을 만족하는 제 1 액정 패널이거나, 또는
    상기 쌍안정 액정 패널은 상기 콜레스테릭 액정이 호메오트로픽 배향되어 있는 제 1 모드와 상기 콜레스테릭 액정이 플래너 배향되어 있는 제 2 모드의 사이를 스위칭하며, 상기 스위칭된 제 1 모드 및 제 2 모드를 유지하도록 형성되고, 하기 수식 2를 만족하는 제 2 액정 패널인 쌍안정 액정 패널:
    [수식 1]
    1.0 ≤ (△n×d)/p≤ 27
    [수식 2]
    0.1 ≤ d/p ≤ 2.5
    수식 1 및 2에서 △n은, 콜레스테릭 액정의 굴절률 이방성이고, d는 대향 배치된 2개의 기판 사이의 간격(단위: ㎛)이며, p는 콜레스테릭 액정의 피치(단위: ㎛)이다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 수식 1에서 콜레스테릭 액정의 굴절률 이방성이 0.2 이상인 쌍안정 액정 패널.
  5. 제 1 항에 있어서, 수식 1에서 대향 배치된 2개의 기판 사이의 간격(d)이 10 ㎛ 이상인 쌍안정 액정 패널.
  6. 제 1 항에 있어서, 수식 1에서 콜레스테릭 액정의 피치(P)가 0.3 ㎛ 내지 2 ㎛의 범위 내에 있는 쌍안정 액정 패널.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 제 2 액정 패널의 제 1 모드에서의 투과율이 50% 이상이고, 헤이즈가 5% 이하인 쌍안정 액정 패널.
  9. 제 1 항에 있어서, 제 2 액정 패널의 제 2 모드에서의 투과율이 50% 미만이고, 헤이즈가 5% 이하인 쌍안정 액정 패널.
  10. 제 1 항에 있어서, 수식 2에서 대향 배치된 2개의 기판 사이의 간격(d)이 5 ㎛ 이상인 쌍안정 액정 패널.
  11. 제 1 항에 있어서, 수식 2에서 콜레스테릭 액정의 피치(P)가 5 ㎛ 이상인 쌍안정 액정 패널.
  12. 제 1 항에 있어서, 콜레스테릭 액정은 이중 주파수 특성을 가지는 쌍안정 액정 패널.
  13. 제 1 항에 있어서, 액정층은 이방성 염료를 추가로 포함하는 쌍안정 액정 패널.
  14. 제 1 항에 있어서, 액정층은 폴리머 네트워크를 추가로 포함하는 쌍안정 액정 패널.
  15. 제 1 항에 있어서, 기판과 액정층의 사이에 배향막을 추가로 포함하는 쌍안정 액정 패널.
  16. 제 1 항에 있어서, 기판과 액정층의 사이에 전극층을 추가로 포함하는 쌍안정 액정 패널.
  17. 제 1 항의 액정 패널을 포함하는 광변조 장치.
  18. 제 1 항의 액정 패널을 포함하는 스마트 윈도우.
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