KR102253499B1 - Light modulation element - Google Patents

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Abstract

본 출원은 광변조 소자에 관한 것이다. 본 출원의 광변조 소자는 다크 컬러에서 헤이즈 상태와 투명 상태 사이의 스위칭이 가능하며, 투과율 가변 범위를 높게 유지한 상태에서 차단 상태에서 투과율을 감소시킬 수 있다. 이러한 광변조 소자는 차량용 윈도우, 스마트 윈도우, 윈도우 보호막, 디스플레이 장치, 디스플레이용 차광판, 3D 영상 표시용 액티브 리타더(active retarder) 또는 시야각 조절 필름 등과 같은 용도에 적용될 수 있다.The present application relates to an optical modulation device. The optical modulation device of the present application may switch between a haze state and a transparent state in a dark color, and may reduce transmittance in a blocking state while maintaining a high transmittance variable range. Such an optical modulation device may be applied to a vehicle window, a smart window, a window protective film, a display device, a light shielding plate for a display, an active retarder for a 3D image display, or a viewing angle adjustment film.

Description

광변조 소자{Light modulation element}Light modulation element

본 출원은 광변조 소자에 관한 것이다. The present application relates to an optical modulation device.

액정 소자는 전압의 인가와 같은 외부 에너지를 통해 액정의 배향을 스위칭시켜 광의 투과도 내지 헤이즈를 조절할 수 있어서, 광변조 소자로 사용될 수 있다. 이러한 액정 소자는, 각종 정보 장치의 디스플레이 장치는 물론 OLED(Organic Light Emitting Diode)용 차광판 또는 차량용 및 스마트 윈도우 등의 다양한 차광 제품에도 적용될 수 있다.The liquid crystal device can be used as a light modulating device because it can control the transmittance or haze of light by switching the alignment of the liquid crystal through external energy such as application of a voltage. Such a liquid crystal element can be applied not only to display devices of various information devices, but also to various light shielding products such as light shielding plates for organic light emitting diodes (OLEDs), vehicles, and smart windows.

액정 소자의 차광 및 투광 기작은 전체 투과율(색감)에 따른 화이트 상태와 다크 상태, 헤이즈에 따른 투명 상태와 헤이즈 상태로 분류할 수 있다. 특허문헌 1 등에 기재된 바와 같은 소위 PDLC셀(Polymer dispersed liquid crystal cell) 또는 PILC셀(Pixel isolated liquid crystal cell), PNLC셀(Polymer network liquid crystal cell), DS 액정셀(Dynamic scattering liquid crystal cell) 등은 화이트 상태에서, 투명 상태와 헤이즈 상태를 가변할 수 있는 헤이즈 가변 소자이다. The light-shielding and light-transmitting mechanisms of the liquid crystal device can be classified into a white state and a dark state according to the total transmittance (color), and a transparent state and a haze state according to the haze. So-called PDLC cell (Polymer dispersed liquid crystal cell) or PILC cell (Pixel isolated liquid crystal cell), PNLC cell (Polymer network liquid crystal cell), DS liquid crystal cell (Dynamic scattering liquid crystal cell) as described in Patent Document 1, etc. In the white state, it is a haze variable element capable of varying the transparent state and the haze state.

그러나 상기 헤이즈 가변 소자는 다크 컬러는 구현하지 못하고, 차단 상태에서 광 투과율이 높은 한계가 있다. 상기 헤이즈 가변 소자에 이방성 염료를 적용하는 경우 염료의 흡광을 활용하여 다크 컬러 구현이 가능하며 차단 상태에서 투과율을 감소시킬 수 있다. 그러나 액정에 대한 염료의 용해도 문제로 인해 첨가할 수 있는 염료의 함량은 매우 소량이다. 염료가 많이 첨가되면, 용해도가 떨어져서, 시간이 경과함에 따라 염료의 석출이 발생되어 얼룩으로 인지될 수 있다. 따라서, 이방성 염료를 적용하는 것으로 인한 차단 상태의 투과율 감소에는 한계가 있다. However, the haze variable element does not implement a dark color, and has a high light transmittance in a blocked state. When the anisotropic dye is applied to the haze variable element, a dark color can be realized by utilizing the absorption of the dye, and transmittance can be reduced in a blocked state. However, the amount of dye that can be added is very small due to the problem of the solubility of the dye in the liquid crystal. When a large amount of dye is added, the solubility decreases, and precipitation of the dye occurs over time, which may be recognized as a stain. Therefore, there is a limit to the reduction in transmittance in the blocked state due to the application of the anisotropic dye.

대안으로, 상기 헤이즈 가변 소자에 투과율이 낮은 컬러 시트(color sheet)를 합지하면 차단 상태의 투과율을 감소시킬 수 있다. 그러나 투과 상태의 투과율도 함께 감소하는 문제와 함께, 투과율 가변 범위도 좁아지는 문제가 발생한다. Alternatively, if a color sheet having a low transmittance is laminated to the haze variable element, the transmittance in the blocked state may be reduced. However, there arises a problem that the transmittance in the transmittance state also decreases and the variable range of transmittance is narrowed.

대한민국 공개특허공보 제2014-0077861호Republic of Korea Patent Publication No. 2014-0077861

본 출원은 다크 컬러에서 헤이즈 상태와 투명 상태 사이의 스위칭이 가능하며, 투과율 가변 범위를 유지한 상태에서 차단 상태에서 투과율을 감소시킬 수 있는 광변조 소자를 제공한다. The present application provides an optical modulation device capable of switching between a haze state and a transparent state in a dark color, and reducing transmittance in a blocked state while maintaining a variable transmittance range.

본 출원은 광변조 소자에 관한 것이다. 상기 광변조 소자는 광변조층을 포함할 수 있다. 본 출원에서 용어 광변조 소자 내지 광변조층은 외부 에너지의 인가에 따라, 예를 들어, 인가 유무에 따라, 광을 차단 또는 투과할 수 있는 기능을 갖는 소자 내지 층을 의미할 수 있다. The present application relates to an optical modulation device. The optical modulation device may include an optical modulation layer. In the present application, the term light modulation device or light modulation layer may refer to a device or layer having a function of blocking or transmitting light according to the application of external energy, for example, whether or not it is applied.

상기 광변조 소자는 외부 에너지 인가에 따라, 차단 상태와 투과 상태의 사이를 스위칭할 수 있다. 상기 차단 상태는 전체 투과율이 상대적으로 낮은 상태(이하, 다크 상태로 호칭할 수 있다.) 및/또는 헤이즈가 상대적으로 높은 상태(이하, 헤이즈 상태로 호칭할 수 있다.)를 의미할 수 있다. 상기 투과 상태는 전체 투과율이 상대적으로 높은 상태(이하, 화이트 상태로 호칭할 수 있다.) 및/또는 헤이즈가 상대적으로 낮은 상태(이하, 투명 상태로 호칭할 수 있다.)를 의미할 수 있다.The optical modulation device may switch between a blocking state and a transmissive state according to the application of external energy. The blocking state may mean a state in which the total transmittance is relatively low (hereinafter, it may be referred to as a dark state) and/or a state in which the haze is relatively high (hereinafter, it may be referred to as a haze state). The transmission state may mean a state in which the total transmittance is relatively high (hereinafter, it may be referred to as a white state) and/or a state in which the haze is relatively low (hereinafter, it may be referred to as a transparent state).

상기 광변조 소자는 제 1 광변조층과 제 2 광변조층을 포함할 수 있다. 상기 제 1 광변조층과 제 2 광변조층은 각각 액정 화합물을 포함할 수 있다. 상기 제 1 광변조층과 제 2 광변조층은 서로 중첩되어 포함되어 있을 수 있다. 이에 따라서 상기 제 1 광변조층을 투과한 광은 제 2 광변조층으로 입사될 수 있고, 반대로 제 2 광변조층을 투과한 광도 제 1 광변조층으로 입사될 수 있다. 도 1은, 상기와 같이 서로 중첩되어 있는 제 1 광변조층(100) 및 제 2 광변조층(200)의 상태를 모식적으로 나타낸 도면이다. 이러한 구조는 본 명세서에서 더블셀(double cell) 구조로 호칭될 수 있다.The optical modulation device may include a first optical modulation layer and a second optical modulation layer. Each of the first light modulation layer and the second light modulation layer may include a liquid crystal compound. The first light modulation layer and the second light modulation layer may be included to overlap each other. Accordingly, light transmitted through the first light modulation layer may be incident on the second light modulation layer, and conversely, light transmitted through the second light modulation layer may be incident on the first light modulation layer. 1 is a diagram schematically showing states of a first optical modulation layer 100 and a second optical modulation layer 200 overlapping each other as described above. This structure may be referred to as a double cell structure in this specification.

상기 제 1 광변조층은 헤이즈 가변층일 수 있고, 상기 제 2 광변조층은 투과율 가변층일 수 있다. 본 출원에서 헤이즈 가변층은 외부 에너지 인가에 따라 헤이즈가 상이한 제 1 상태와 제 2 상태의 사이에서 스위칭될 수 있고, 제 1 상태와 제 2 상태의 헤이즈의 차이가 10% 이상, 20% 이상, 30% 이상, 40% 이상, 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상 또는 90% 이상인 층을 의미할 수 있다. 이하, 헤이즈가 더 높은 상태를 제 1 상태로 호칭하고, 헤이즈가 더 낮은 상태를 제 2 상태로 호칭한다. The first light modulation layer may be a haze variable layer, and the second light modulation layer may be a transmittance variable layer. In the present application, the haze variable layer may be switched between a first state and a second state having different haze according to the application of external energy, and the difference between the haze of the first state and the second state is 10% or more, 20% or more, It may mean a layer of 30% or more, 40% or more, 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, or 90% or more. Hereinafter, a state with a higher haze is referred to as a first state, and a state with a lower haze is referred to as a second state.

상기 제 2 광변조층은 투과율 가변층일 수 있다. 본 출원에서 투과도 가변층은 외부 에너지 인가에 따라 전체 투과율이 상이한 제 3 상태와 제 4 상태 사이에서 스위칭될 수 있고, 제 3 상태와 제 4 상태의 전체 투과율 차이가 20% 이상, 25% 이상, 30% 이상 또는 35% 이상인 층을 의미할 수 있다. 이하, 전체 투과율이 더 높은 상태를 제 3 상태로 호칭하고, 전체 투과율이 더 낮은 상태를 제 4 상태로 호칭한다.The second light modulation layer may be a transmittance variable layer. In the present application, the transmittance variable layer may be switched between a third state and a fourth state in which the total transmittance is different according to the application of external energy, and the difference in the total transmittance between the third state and the fourth state is 20% or more, 25% or more, It may mean a layer of 30% or more or 35% or more. Hereinafter, a state in which the total transmittance is higher is referred to as a third state, and a state in which the total transmittance is lower is referred to as a fourth state.

상기 제 1 광변조층은 다크 컬러에서, 헤이즈를 가변할 수 있다. 하나의 예시에서, 제 1 광변조층의 헤이즈가 높은 제 1 상태에서의 전체 투과율은 40% 이하일 수 있다. 또한, 제 1 광변조층의 헤이즈가 낮은 제 2 상태에서의 전체 투과율은 50% 이상일 수 있다. 제 1 광변조층의 제 1 상태에서의 전체 투과율의 하한은 예를 들어 10% 이상일 수 있다. 제 1 광변조층의 제 2 상태에서의 전체 투과율의 상한은 예를 들어 80% 이하일 수 있다.The first light modulation layer may have a variable haze in a dark color. In one example, the total transmittance of the first light modulation layer in the first state in which the haze is high may be 40% or less. In addition, the total transmittance of the first light modulation layer in the second state in which the haze is low may be 50% or more. The lower limit of the total transmittance of the first light modulation layer in the first state may be, for example, 10% or more. The upper limit of the total transmittance of the first light modulation layer in the second state may be, for example, 80% or less.

상기 제 2 광변조층은 투명 상태에서, 전체 투과율을 가변할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 광변조층은 제 3 상태와 제 4 상태에서 각각 헤이즈가 5% 이하일 수 있다. In the transparent state of the second light modulation layer, the total transmittance may be varied. For example, the second light modulation layer may have a haze of 5% or less in the third state and the fourth state, respectively.

본 출원에서는, 이러한 전기광학 특성을 갖는 제 1 광변조층과 제 2 광변조층을 중첩 배치함으로써, 다크 컬러에서 헤이즈 상태와 투명 상태 사이의 스위칭이 가능하며, 투과율 가변 범위를 유지한 상태에서 차단 상태에서 투과율을 감소시킬 수 있는 광변조 소자를 제공할 수 있다. 이하, 본 출원의 광변조 소자에 대해 구체적으로 설명한다.In the present application, switching between the haze state and the transparent state in dark color is possible by overlapping the first light modulation layer and the second light modulation layer having such electro-optical characteristics, and blocking while maintaining the variable transmittance range. It is possible to provide an optical modulation device capable of reducing the transmittance in the state. Hereinafter, the optical modulation device of the present application will be described in detail.

상기 제 1 광변조층과 제 2 광변조층은 각각 액정 화합물을 포함하는 액정층일 수 있다. 상기와 같은 전기 광학 특성을 나타내도록 하기 위해, 제 1 광변조층과 제 2 광변조층은 각각 적절한 물질을 더 포함할 수 있다.Each of the first light modulation layer and the second light modulation layer may be a liquid crystal layer including a liquid crystal compound. In order to exhibit the electro-optical properties as described above, each of the first light modulation layer and the second light modulation layer may further include an appropriate material.

제 1 광변조층은 액정 화합물과 이방성 염료를 포함할 수 있다. The first light modulation layer may include a liquid crystal compound and an anisotropic dye.

상기 액정 화합물로는, 특별한 제한 없이 용도에 따라 적합한 종류를 선택할 수 있다. 하나의 예시에서 액정 화합물로는 네마틱 액정 화합물을 사용할 수 있다. 상기 액정 화합물은, 비반응성 액정 화합물일 수 있다. 용어 비반응성 액정 화합물은, 중합성기를 가지지 않는 액정 화합물을 의미할 수 있다. 상기에서 중합성기로는, 아크릴로일기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일기, 메타크릴로일옥시기, 카복실기, 히드록시기, 비닐기, 에폭시기 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 중합성기로서 알려진 공지의 관능기가 포함될 수 있다.As the liquid crystal compound, a suitable type may be selected according to the use without any particular limitation. In one example, a nematic liquid crystal compound may be used as the liquid crystal compound. The liquid crystal compound may be a non-reactive liquid crystal compound. The term non-reactive liquid crystal compound may mean a liquid crystal compound that does not have a polymerizable group. In the above, the polymerizable group may include an acryloyl group, an acryloyloxy group, a methacryloyl group, a methacryloyloxy group, a carboxyl group, a hydroxy group, a vinyl group, an epoxy group, etc., but is not limited thereto, and a polymerizable group Known functional groups known as may be included.

상기 액정 화합물은 양의 유전율 이방성 또는 음의 유전율 이방성을 가질 수 있다. 본 출원에서 용어「유전율 이방성」은 액정 화합물의 이상 유전율(εe, extraordinary dielectric anisotropy, 장축 방향의 유전율)과 정상 유전율(εo, ordinary dielectric anisotropy, 단축 방향의 유전율)의 차이를 의미할 수 있다. 액정 화합물의 유전율 이방성은 예를 들어 ±40 이내, ±30 이내, ±10 이내, ±7 이내, ±5 이내 또는 ±3 이내의 범위 내일 수 있다. 액정 화합물의 유전율 이방성을 상기 범위로 조절하면 액정 소자의 구동 효율 측면에서 유리할 수 있다. 액정 화합물은 유전율 이방성은 목적하는 구동 모드에 따라 적절히 선택될 수 있다.The liquid crystal compound may have positive dielectric anisotropy or negative dielectric anisotropy. In the present application, the term ``dielectric anisotropy'' may mean the difference between the abnormal dielectric constant (εe, extraordinary dielectric anisotropy, dielectric constant in the long axis direction) and the normal dielectric constant (εo, ordinary dielectric anisotropy, dielectric constant in the short axis direction) of the liquid crystal compound. The dielectric anisotropy of the liquid crystal compound may be within ±40, within ±30, within ±10, within ±7, within ±5, or within ±3. If the dielectric anisotropy of the liquid crystal compound is adjusted within the above range, it may be advantageous in terms of driving efficiency of a liquid crystal device. The liquid crystal compound may have a dielectric anisotropy and may be appropriately selected according to a desired driving mode.

상기 액정 화합물의 굴절률 이방성은 목적 물성, 예를 들어, 광변조 소자의 헤이즈 특성을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 용어 「굴절률 이방성」은 액정 화합물의 이상 굴절률(extraordinary refractive index)과 정상 굴절률(ordinary refractive index)의 차이를 의미할 수 있다. 액정 화합물의 굴절률 이방성은 예를 들어 0.1 이상, 0.12 이상 또는 0.15 이상 내지 0.23 이하 0.25 이하 또는 0.3 이하의 범위 내에 있을 수 있다. 액정 화합물의 굴절률 이방성이 상기 범위를 만족하는 경우, 예를 들면, 헤이즈 특성이 우수한 광변조 소자를 구현할 수 있다.The refractive index anisotropy of the liquid crystal compound may be appropriately selected in consideration of target physical properties, for example, haze characteristics of a light modulation device. The term "refractive index anisotropy" may mean a difference between an extraordinary refractive index and a normal refractive index of a liquid crystal compound. The refractive index anisotropy of the liquid crystal compound may be, for example, within a range of 0.1 or more, 0.12 or more, or 0.15 or more and 0.23 or less, 0.25 or less, or 0.3 or less. When the refractive index anisotropy of the liquid crystal compound satisfies the above range, for example, an optical modulation device having excellent haze characteristics may be implemented.

이방성 염료는, 예를 들면, 광변조층의 전체 투과율을 제어할 수 있다. 제 1 광변조층은 이방성 염료를 포함함으로써 다크 컬러에서 헤이즈 상태와 투명 상태의 스위칭이 가능할 수 있다. 본 출원에서 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 염료」는 상기 가시광 영역의 적어도 일부 또는 전체 범위에서 광의 이방성 흡수가 가능한 물질을 의미할 수 있다. The anisotropic dye can control the total transmittance of the light modulation layer, for example. Since the first light modulation layer includes an anisotropic dye, it is possible to switch between a haze state and a transparent state in a dark color. In the present application, the term "dye" may mean a material capable of intensively absorbing and/or modifying light in at least a part or the entire range in a visible light region, for example, in a wavelength range of 400 nm to 700 nm, The term "anisotropic dye" may mean a material capable of anisotropic absorption of light in at least a part or the entire range of the visible light region.

이방성 염료로는, 예를 들면, 소위 호스트 게스트(host guest) 효과에 의해 액정 화합물의 정렬 상태에 따라 정렬될 수 있는 특성을 가지는 것으로 알려진 공지의 염료를 선택하여 사용할 수 있다. 이방성 염료로는, 예를 들면, 흑색 염료(black dye)를 사용할 수 있다. 이러한 염료로는, 예를 들면, 아조 염료 또는 안트라퀴논 염료 등으로 공지되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. As the anisotropic dye, for example, a known dye known to have a property that can be aligned according to the alignment state of the liquid crystal compound by a so-called host guest effect can be selected and used. As an anisotropic dye, a black dye can be used, for example. Such dyes are known as, for example, azo dyes or anthraquinone dyes, but are not limited thereto.

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. 상기 이색비의 상한은, 예를 들면 20 이하, 18 이하, 16 이하 또는 14 이하 정도일 수 있다. Anisotropic dyes are dyes having a dichroic ratio, that is, a value obtained by dividing the absorption of polarized light parallel to the direction of the long axis of the anisotropic dye by the absorption of polarized light parallel to the direction perpendicular to the direction of the long axis of 5 or more, 6 or more, or 7 or more. Can be used. The dye may satisfy the dichroic ratio in at least some wavelengths or in any one wavelength within a wavelength range of a visible light region, for example, in a wavelength range of about 380 nm to 700 nm or about 400 nm to 700 nm. The upper limit of the dichroic ratio may be, for example, 20 or less, 18 or less, 16 or less, or about 14 or less.

이방성 염료의 제 1 광변조층 내의 비율은 목적하는 투과율 가변 특성에 따라 적절히 선택될 수 있다. 이방성 염료의 함량의 함량이 높아질수록 전체 투과율을 낮출 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, 5 중량% 이하, 4 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2.5 중량% 이하 2 중량% 이하 또는 1.5 중량% 이하의 비율로 있다. 액정층 내에서 이방성 염료의 적절한 용해도를 확보하기 위해, 이방성 염료의 함량은 상기 범위 내로 조절될 수 있다. The ratio of the anisotropic dye in the first light modulation layer may be appropriately selected according to the desired transmittance variable property. As the content of the anisotropic dye increases, the total transmittance may be lowered. For example, anisotropic dyes are 0.01% by weight or more, 0.1% by weight or more, 0.2% by weight or more, 0.3% by weight or more, 0.4% by weight or more, 0.5% by weight or more, 0.6% by weight or more, 0.7% by weight or more, 0.8% by weight It may be included in the liquid crystal layer in a ratio of above, 0.9% by weight or more, or 1.0% by weight or more. The upper limit of the proportion of the anisotropic dye in the liquid crystal layer is, for example, 5% by weight or less, 4% by weight or less, 3% by weight or less, 2.5% by weight or less, 2% by weight or less, or 1.5% by weight or less. In order to ensure an appropriate solubility of the anisotropic dye in the liquid crystal layer, the content of the anisotropic dye may be adjusted within the above range.

상기 제 1 광변조층의 헤이즈가 높은 제 1 상태에서 상기 액정 화합물은 랜덤 배향 상태로 존재할 수 있다. 본 출원에서 랜덤 배향 상태는 불규칙적인 배향 상태를 의미할 수 있다. 한편, 상기 제 1 광변조층의 헤이즈가 낮은 제 2 상태에서 상기 액정 화합물은 수직 배향 상태로 존재할 수 있다.In a first state in which the haze of the first light modulation layer is high, the liquid crystal compound may exist in a random alignment state. In the present application, the random orientation state may mean an irregular orientation state. Meanwhile, in a second state in which the haze of the first light modulation layer is low, the liquid crystal compound may exist in a vertical alignment state.

본 출원에서 수직 배향 상태는 액정 화합물의 광축이 액정층과 수평한 면에 대하여 이루는 각도가 약 70도 내지 90도, 75도 내지 90도, 80도 내지 90도 또는 85도 내지 90도인 상태를 의미할 수 있다. 본 출원에서 수평 배향 상태는 액정 화합물의 광축이 액정층과 수평한 면에 대하여 이루는 각도가 약 0도 내지 20도, 0도 내지 15도, 0도 내지 10도 또는 0도 내지 5인 상태를 의미할 수 있다. In the present application, the vertical alignment state means a state in which the angle formed by the optical axis of the liquid crystal compound with respect to the liquid crystal layer and the horizontal plane is about 70 degrees to 90 degrees, 75 degrees to 90 degrees, 80 degrees to 90 degrees, or 85 degrees to 90 degrees. can do. In the present application, the horizontal alignment state means a state in which the angle formed by the optical axis of the liquid crystal compound with respect to the liquid crystal layer and the horizontal plane is about 0 degrees to 20 degrees, 0 degrees to 15 degrees, 0 degrees to 10 degrees, or 0 degrees to 5 degrees. can do.

상기 제 1 광변조층의 액정층은 헤이즈 가변 특성을 나타낼 수 있도록 폴리머 네트워크를 더 포함할 수 있다. 상기 폴리머 네트워크는 상기 액정 화합물과는 상 분리된 상태로 존재할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 폴리머 네트워크는 연속상의 액정 화합물 중에 분포되어 있을 수 있다. 이러한 구조의 액정셀을, 소위 PNLC셀(Polymer Network Liquid Crystal cell)로 호칭할 수 있다. 다른 하나의 예시에서, 상기 폴리머 네트워크는, 폴리머 네트워크 내에 액정 화합물을 포함하는 액정 영역이 분산되어 있는 상태로 존재할 수 있다. 이러한 구조의 액정셀을, 소위 PDLC셀(Polymer Dispersed Liquid Crystal cell)로 호칭할 수 있다. 다른 하나의 예시에서, 상기 폴리머 네트워가 격벽을 형성하고 있고, 액정 화합물은 상기 폴리머 네트워크 격벽에 의해 고립된 상태로 존재할 수 있다. 이러한 구조의 액정셀을 PILC셀(Pixel isolated liquid crystal cell)로 호칭할 수 있다. The liquid crystal layer of the first light modulation layer may further include a polymer network to exhibit a haze variable characteristic. The polymer network may exist in a phase-separated state from the liquid crystal compound. In one example, the polymer network may be distributed in a continuous liquid crystal compound. A liquid crystal cell having such a structure may be referred to as a so-called PNLC cell (Polymer Network Liquid Crystal cell). In another example, the polymer network may exist in a state in which a liquid crystal region including a liquid crystal compound is dispersed in the polymer network. A liquid crystal cell having such a structure may be referred to as a so-called PDLC cell (Polymer Dispersed Liquid Crystal cell). In another example, the polymer network may form a partition wall, and the liquid crystal compound may exist in an isolated state by the polymer network partition wall. A liquid crystal cell having such a structure may be referred to as a PILC cell (Pixel isolated liquid crystal cell).

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. The polymer network can be, for example, a network of precursors comprising polymerizable compounds. Thus, the polymer network may contain a polymerizable compound in a polymerized state. As the polymerizable compound, a non-liquid crystalline compound that does not exhibit liquid crystal properties can be used. As the polymerizable compound, a compound having one or more polymerizable functional groups known to be capable of forming a polymer network of a so-called PDLC or PNLC device, or, if necessary, a non-polymerizable compound having no polymerizable functional group may be used. Examples of the polymerizable compound that may be included in the precursor may include an acrylate compound, but are not limited thereto.

폴리머 네트워크의 액정층 내의 비율은, 목적 물성, 예를 들면, 액정 소자의 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.The ratio in the liquid crystal layer of the polymer network may be appropriately selected in consideration of target physical properties, for example, haze or transmittance characteristics of a liquid crystal element. The polymer network may be included in the liquid crystal layer in a ratio of, for example, 40% by weight or less, 38% by weight or less, 36% by weight or less, 34% by weight or less, 32% by weight or less, or 30% by weight or less. The lower limit of the ratio in the liquid crystal layer of the polymer network is not particularly limited, but, for example, 0.1% by weight or more, 1% by weight, 2% by weight or more, 3% by weight or more, 4% by weight or more, 5% by weight or more, 6% by weight % Or more, 7% by weight or more, 8% by weight or more, 9% by weight or more, or 10% by weight or more.

폴리머 네트워크를 이용한 헤이즈 가변 특성의 조절은 공지이다. 예를 들어, 폴리머 네트워크를 포함하는 액정층은 액정 화합물과 폴리머 네트워크의 굴절률의 관계로 인해 헤이즈를 유발할 수 있다. 폴리머 네트워크를 포함하는 액정층은 외부 에너지 인가에 따라 일축 배향 상태와 랜덤 배향 상태의 사이를 스위칭할 수 있다. 상기 일축 배향 상태는 예를 들어 수직 배향 상태일 수 있다. 액정 화합물이 수직 배향 상태로 존재하는 경우, 폴리머 네트워크와의 굴절률 차이를 작게 하여 산란이 유발되지 않도록 함으로써, 헤이즈가 낮은 상태를 구현할 수 있다. 액정 화합물이 랜덤 배향 상태로 존재하는 경우, 폴리머 네트워크와의 소정의 굴절률 차이를 갖도록 하여 산란이 발생하도록 함으로써, 헤이즈가 높은 상태를 구현할 수 있다. Control of haze variable properties using polymer networks is known. For example, a liquid crystal layer including a polymer network may induce haze due to a relationship between the liquid crystal compound and the refractive index of the polymer network. The liquid crystal layer including the polymer network may switch between a uniaxial alignment state and a random alignment state according to the application of external energy. The uniaxial orientation state may be, for example, a vertical orientation state. When the liquid crystal compound is present in a vertically aligned state, the difference in refractive index with the polymer network is reduced so that scattering is not caused, thereby implementing a state of low haze. When the liquid crystal compound is present in a randomly aligned state, it is possible to achieve a high haze state by allowing scattering to occur by having a predetermined refractive index difference with the polymer network.

하나의 예시에서, 폴리머 네트워크를 포함하는 액정층은, 외부 에너지가 인가되지 않은 상태에서 액정 화합물이 랜덤 배향 상태로 존재하고, 외부 에너지가 인가된 상태에서 액정 화합물은 수직 배향된 상태로 존재할 수 있다. 이때, 양의 유전율 이방성을 갖는 액정 화합물을 사용할 수 있다. 이러한 가변 특성을 갖는 소자를 전술한 PDLC셀, PNLC셀 또는 PILC셀로 호칭할 수 있다.In one example, in a liquid crystal layer including a polymer network, a liquid crystal compound may exist in a randomly aligned state when external energy is not applied, and a liquid crystal compound may exist in a vertically aligned state when external energy is applied. . In this case, a liquid crystal compound having positive dielectric anisotropy may be used. A device having such a variable characteristic may be referred to as a PDLC cell, a PNLC cell, or a PILC cell described above.

다른 하나의 예시에서, 폴리머 네트워크를 포함하는 액정층은, 외부 에너지가 인가되지 않은 상태에서 액정 화합물이 수직 배향 상태로 존재하고, 외부 에너지가 인가된 상태에서 액정 화합물은 랜덤 배향된 상태로 존재할 수 있다. 이때, 음의 유전율 이방성을 갖는 액정 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 상기 액정층의 양면에는 각각 수직 배향막이 형성되어 있을 수 있다. 이러한 가변 특성을 갖는 소자를 reverse PDLC셀, reverse PNLC셀 또는 reverse PILC 셀로 호칭할 수 있다.In another example, in the liquid crystal layer including the polymer network, the liquid crystal compound is in a vertically aligned state when external energy is not applied, and the liquid crystal compound is in a randomly aligned state when external energy is applied. have. In this case, a liquid crystal compound having negative dielectric anisotropy may be used. In addition, vertical alignment layers may be formed on both surfaces of the liquid crystal layer. A device having such a variable characteristic may be referred to as a reverse PDLC cell, a reverse PNLC cell, or a reverse PILC cell.

상기 폴리머 전구 물질은 용매, 상기 중합성 액정 화합물의 중합을 유도할 수 있는 라디칼 또는 양이온 개시제, 염기성 물질, 네트워크를 형성할 수 있는 기타 반응성 화합물 또는 계면 활성제 등의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.The polymer precursor may further include additives such as a solvent, a radical or cationic initiator capable of inducing polymerization of the polymerizable liquid crystal compound, a basic material, other reactive compounds capable of forming a network, or a surfactant.

상기 제 1 광변조층의 액정층은 헤이즈 가변 특성을 나타낼 수 있도록 전도도 조절제와 같은 첨가제를 더 포함할 수 있다. 액정층이 소정 범위 이상의 전도도를 갖게 되는 경우, 액정층에 전계를 인가하는 경우 전류의 흐름에 의해 난류(Turbulent Flow)를 발생시켜 액정 화합물의 불규칙적인 배열 상태에 의해 산란 광을 생성할 수 있다. 이러한 방식의 액정셀은 DS 액정셀(Dynamic scattering liquid crystal cell)로 호칭할 수 있다. The liquid crystal layer of the first light modulation layer may further include an additive such as a conductivity modifier to exhibit a haze variable characteristic. When the liquid crystal layer has a conductivity of more than a predetermined range, when an electric field is applied to the liquid crystal layer, turbulent flow is generated by the flow of current, thereby generating scattered light due to an irregular arrangement of the liquid crystal compound. This type of liquid crystal cell may be referred to as a DS liquid crystal cell (Dynamic scattering liquid crystal cell).

액정층의 전도도 자체를 조정하는 방식은 공지이며, 예를 들면, 액정층에 적절한 첨가제, 예를 들어, 전도도 조절제를 첨가함으로써 전도도의 조절이 가능하다. 상기 전도도 조절제는 이온 불순물, 이온성 액체(ionic liquid), 염(Salt), 반응성 모노머 및 개시제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. A method of adjusting the conductivity itself of the liquid crystal layer is known, and for example, the conductivity can be adjusted by adding an appropriate additive, for example, a conductivity modifier, to the liquid crystal layer. The conductivity modifier may include at least one selected from the group consisting of ionic impurities, ionic liquids, salts, reactive monomers, and initiators.

액정층의 전도도를 조절할 수 있는 상기 성분들은 공지이며, 예를 들면, 상기 이온 불순물로는 TEMPO(2,2,6,6-Tetramethylpiperidine-1-Oxyl Free radical) 등이 있고, 이온성 액체로는 BMIN-BF4([1-butyl-3-methylimideazolium]BF4) 등이 있으며, 염으로는, CTAB(Cetrimonium bromide), CTAI(Cetrimonium Iodide) 또는 CTAI3(Cetrimonium triiodide) 등이 있고, 반응성 모노머로는 액정과 혼합성이 좋은 메소겐(mesogen) 작용기를 가가지는 반응성 메소겐(Reactive mesogen) 등을 사용할 수 있으며, 개시제로는 예를 들어 TPO(2,4,6-Trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphineoxide) 등을 사용할 수 있고, 이방성 염료로는 예를 들어 아조(azo) 계열의 염료, 예를 들어 BASF사의 X12 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 액정 층 내에서 상기 화합물의 비율은 목적하는 전도도와 액정 화합물의 배향성 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다.The components capable of controlling the conductivity of the liquid crystal layer are known, for example, TEMPO (2,2,6,6-Tetramethylpiperidine-1-Oxyl Free radical) is the ionic impurity, and the ionic liquid is BMIN-BF4 ([1-butyl-3-methylimideazolium]BF4), etc., and salts include CTAB (Cetrimonium bromide), CTAI (Cetrimonium Iodide) or CTAI3 (Cetrimonium triiodide), and the reactive monomers include liquid crystal and Reactive mesogen having a mesogen functional group with good mixability can be used, and as an initiator, for example, TPO (2,4,6-Trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphineoxide) can be used. And, as the anisotropic dye, for example, an azo-based dye, for example, BASF's X12, etc. may be used, but the present invention is not limited thereto. The ratio of the compound in the liquid crystal layer may be appropriately selected in consideration of the desired conductivity and orientation of the liquid crystal compound.

하나의 예시에서 상기 액정층은, 전술한 전도도를 효과적으로 확보하면서도 액정에 대한 용해도(solubility)가 우수하고, 분산 특성의 차이를 줄이면서 우수한 물성의 액정층을 형성하기 위하여 상기 전도도 조절을 위한 첨가제로서 반응성 메소겐을 포함할 수 있다. 용어 반응성 메소겐은 중합성 관능기를 하나 이상 가지는 액정 화합물을 의미할 수 있다. 예를 들면, 상기 비반응성 액정 화합물에 전도도 조절제로서 반응성 메소겐을 혼합하게 되면, 전술한 전도도를 효과적으로 달성하면서 액정층의 물성도 안정적으로 유지할 수 있다. 반응성 메소겐은, 상기 액정층 내에서 비반응된 상태, 즉 중합이 이루어지지 않은 상태로 존재할 수 있으며, 필요한 경우에는 적어도 일부는 중합되어 있을 수도 있다.In one example, the liquid crystal layer is an additive for controlling the conductivity to form a liquid crystal layer having excellent physical properties while effectively securing the above-described conductivity, excellent solubility in liquid crystal, and reducing a difference in dispersion characteristics. It may contain reactive mesogens. The term reactive mesogen may mean a liquid crystal compound having one or more polymerizable functional groups. For example, when a reactive mesogen is mixed with the non-reactive liquid crystal compound as a conductivity modifier, the above-described conductivity can be effectively achieved and the physical properties of the liquid crystal layer can be stably maintained. The reactive mesogen may exist in the liquid crystal layer in an unreacted state, that is, in a state in which polymerization is not performed, and if necessary, at least part of the reactive mesogen may be polymerized.

본 출원에서 사용할 수 있는 반응성 메소겐으로는, 1개 내지 6개, 1개 내지 5개, 1개 내지 4개 또는 1개 내지 3개의 방향족 고리 구조 또는 지방족 고리 구조를 포함하는 메소겐 코어에 중합성 관능기가 연결되어 있는 반응성 메소겐을 사용할 수 있다. 상기에서 방향족 또는 지방족 고리 구조가 2개 이상인 경우에 상기 2개 이상의 고리 구조는 서로 직접 연결되거나, 혹은 링커에 의해 연결되어 메소겐 코어를 구성할 수 있다. 상기에서 링커로는, 탄소수 1 내지 10, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기, 에스테르기(-C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)-), 에테르기, 탄소수 2 내지 10, 탄소수 2 내지 8 또는 탄소수 2 내지 6의 알케닐렌기, 탄소수 1 내지 10, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 6의 옥시알키렌기(-O-알킬렌기-, -알킬렌기-O- 또는 알킬렌기-O-알킬렌기-) 등이 예시될 수 있다. 상기에서 방향족 고리 구조로는, 탄소수 6 내지 20, 탄소수 6 내지 16 또는 탄소수 6 내지 12의 방향족 고리 구조를 예시할 수 있고, 예를 들면, 벤젠 구조일 수 있다. 또한, 상기에서 지방족 고리 구조로는, 탄소수 6 내지 20, 탄소수 6 내지 16 또는 탄소수 6 내지 12의 지방족 고리 구조를 예시할 수 있고, 예를 들면, 사이클로헥산 구조일 수 있다. 한편 상기 반응성 메소겐은, 1개 내지 10개, 1개 내지 8개, 1개 내지 6개, 1개 내지 4개 또는 1개 또는 2개의 중합성기를 포함할 수 있다. 이러한 중합성기는 상기 메소겐 코어에 연결되어 있을 수 있다. 이 중합성기는 직접 상기 메소겐 코어에 연결되어 있거나, 혹은 적절한 스페이서에 의해 연결되어 있을 수 있는데, 상기에서 스페이서로는 상기 링커와 동일한 종류가 예시될 수 있다. 또한, 상기 중합성 관능기로는, 아크릴로일기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일기, 메타크릴로일옥시기, 카복실기, 히드록시기, 비닐기, 에폭시기 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.As a reactive mesogen that can be used in the present application, polymerization on a mesogen core including 1 to 6, 1 to 5, 1 to 4, or 1 to 3 aromatic ring structures or aliphatic ring structures Reactive mesogens to which a sexual functional group is connected can be used. In the case where there are two or more aromatic or aliphatic ring structures in the above, the two or more ring structures may be directly linked to each other or linked by a linker to constitute a mesogenic core. In the above, as the linker, an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 6 carbon atoms, an ester group (-C(=O)-O- or -OC(=O)-), an ether group, a carbon number 2 to 10, C 2 to C 8 or C 2 to C 6 alkenylene group, C 1 to C 10, C 1 to C 8 or C 1 to C 6 oxyalkyrene group (-O-alkylene group-, -alkylene group-O- Or an alkylene group-O-alkylene group-), etc. can be illustrated. In the above, the aromatic ring structure may be an aromatic ring structure having 6 to 20 carbon atoms, 6 to 16 carbon atoms, or 6 to 12 carbon atoms, and may be, for example, a benzene structure. In addition, as the aliphatic ring structure in the above, an aliphatic ring structure having 6 to 20 carbon atoms, 6 to 16 carbon atoms, or 6 to 12 carbon atoms may be exemplified, and for example, may be a cyclohexane structure. Meanwhile, the reactive mesogen may include 1 to 10, 1 to 8, 1 to 6, 1 to 4, or 1 or 2 polymerizable groups. This polymerizable group may be connected to the mesogenic core. This polymerizable group may be directly connected to the mesogen core, or may be connected by an appropriate spacer. In the above, the same type as the linker may be exemplified as the spacer. In addition, as the polymerizable functional group, acryloyl group, acryloyloxy group, methacryloyl group, methacryloyloxy group, carboxyl group, hydroxy group, vinyl group, epoxy group, etc. may be exemplified, but is not limited thereto. .

본 출원에서 반응성 메소겐의 액정층 내에서의 비율은 상기 전도도를 달성할 수 있는 범위 내에서 조절될 수 있다. 예를 들면, 상기 반응성 메소겐은, 상기 비반응성 액정 화합물 100 중량부 대비 1 내지 30 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 5 중량부 이상일 수 있고, 25 중량부 이하, 20 중량부 이하 또는 15 중량부 이하일 수 있다.In the present application, the ratio of the reactive mesogen in the liquid crystal layer may be adjusted within a range capable of achieving the conductivity. For example, the reactive mesogen may be included in a ratio of 1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the non-reactive liquid crystal compound. In another example, the ratio may be 5 parts by weight or more, 25 parts by weight or less, 20 parts by weight or less, or 15 parts by weight or less.

액정층은 이온성 화합물, 예를 들면, 전술한 이온성 액체나 염 등을 가급적 포함하지 않을 수 있다. 이러한 이온성 화합물은, 액정층의 전도도를 조절하기 위한 첨가제로서 널리 알려져 있는 것이나, 본 발명자들은 이러한 화합물은, 액정 화합물에 대한 용해도가 좋지 않아서 액정층의 물성을 악화시키는 것을 확인하였다. 따라서, 상기 액정층 내에서의 이온성 화합물의 비율은 2 중량% 이하, 1.5 중량% 이하, 1 중량% 이하 또는 약 0.7 중량% 이하일 수 있다. 상기 이온성 화합물은, 임의 성분이기 때문에 상기 비율의 하한은 0 중량%이다.The liquid crystal layer may not contain an ionic compound, for example, the aforementioned ionic liquid or salt. Such an ionic compound is widely known as an additive for controlling the conductivity of a liquid crystal layer, but the present inventors confirmed that such a compound deteriorates the physical properties of the liquid crystal layer due to poor solubility in the liquid crystal compound. Accordingly, the proportion of the ionic compound in the liquid crystal layer may be 2% by weight or less, 1.5% by weight or less, 1% by weight or less, or about 0.7% by weight or less. Since the ionic compound is an optional component, the lower limit of the ratio is 0% by weight.

상기 전도도 조절제를 포함하는 액정층은 외부 에너지 인가에 따라 일축 배향 상태와 랜덤 배향 상태의 사이를 스위칭할 수 있다. 상기 일축 배향 상태는 예를 들어, 수직 배향 상태일 수 있다. The liquid crystal layer including the conductivity modifier may switch between a uniaxial alignment state and a random alignment state according to the application of external energy. The uniaxial orientation state may be, for example, a vertical orientation state.

동적 산란을 유발하기 위한 액정층의 전도도는 예를 들어 수평 전도도(Conductivity)가 1.0 × 10-4 μS/cm 이상일 수 있다. 이러한 범위의 수평 전도도를 나타내도록 액정층을 조절하면, 인가되는 전압의 크기 및 주파수에 따라서 액정층이 투명 상태와 헤이즈 상태의 사이의 스위칭이 가능하다. 상기 액정층의 수평 전도도는, 다른 예시에서 2.0 × 10-4 μS/cm 이상, 3.0 × 10-4 μS/cm 이상, 4.0 × 10-4 μS/cm 이상, 5.0 × 10-4 μS/cm 이상, 6.0 × 10-4 μS/cm 이상, 7.0 × 10-4 μS/cm 이상, 8.0 × 10-4 μS/cm 이상, 9.0 × 10-4 μS/cm 이상 또는 1.0 × 10-3 μS/cm 이상일 수 있다. 상기 수평 전도도는 다른 예시에서 5.0 × 10-2 μS/cm 이하, 3.0 × 10-2 μS/cm 이하, 1.0 × 10-2 μS/cm 이하, 9.0 × 10-3 μS/cm 이하, 7.0 × 10-3 μS/cm 이하, 5.0 × 10-3 μS/cm 이하, 3.0 × 10-3 μS/cm 이하 또는 2.5 × 10-3 μS/cm 이하일 수 있다.The conductivity of the liquid crystal layer for inducing dynamic scattering may be, for example, a horizontal conductivity of 1.0 × 10 -4 μS/cm or more. When the liquid crystal layer is adjusted to exhibit such a range of horizontal conductivity, the liquid crystal layer can be switched between a transparent state and a haze state according to the magnitude and frequency of the applied voltage. The horizontal conductivity of the liquid crystal layer is 2.0 × 10 -4 μS/cm or more, 3.0 × 10 -4 μS/cm or more, 4.0 × 10 -4 μS/cm or more, 5.0 × 10 -4 μS/cm or more in other examples. , 6.0 × 10 -4 μS/cm or more, 7.0 × 10 -4 μS/cm or more, 8.0 × 10 -4 μS/cm or more, 9.0 × 10 -4 μS/cm or more, or 1.0 × 10 -3 μS/cm or more I can. In other examples, the horizontal conductivity is 5.0 × 10 -2 μS/cm or less, 3.0 × 10 -2 μS/cm or less, 1.0 × 10 -2 μS/cm or less, 9.0 × 10 -3 μS/cm or less, 7.0 × 10 It may be -3 μS/cm or less, 5.0 × 10 -3 μS/cm or less, 3.0 × 10 -3 μS/cm or less, or 2.5 × 10 -3 μS/cm or less.

한편, 후술하는 수직 전도도는, 역시 상기 액정층에 전압을 인가하면서 측정한 전도도로서, 상기 액정층의 광축과 상기 인가 전압에 의한 전기장의 방향이 실질적으로 수직하도록 전압을 인가한 상태에서 상기 전기장의 방향을 따라 측정한 값일 수 있다. 상기에서 인가되는 전압의 측정 주파수는 60 Hz이고, 측정 전압은 0.5V일 수 있다.On the other hand, the vertical conductivity to be described later is also the conductivity measured while applying a voltage to the liquid crystal layer, and the voltage is applied so that the optical axis of the liquid crystal layer and the direction of the electric field by the applied voltage are substantially vertical. It may be a value measured along the direction. The measurement frequency of the voltage applied above may be 60 Hz, and the measurement voltage may be 0.5V.

액정층의 광축은 액정 화합물의 종류에 따라서 결정될 수 있다. 예를 들어, 액정 화합물이 로드(rod) 형상이라면, 액정층의 광축은 상기 액정층에 포함되는 액정 화합물들이 배향된 상태에서 그 장축 방향을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 액정층 내의 액정 화합물들이 상기 액정층의 두께 방향과 평행하게 수직 배향되어 있는 상태라면, 상기 수평 전도도는 상기 액정층의 두께 방향을 따라서 전기장이 형성되도록 전압을 인가한 상태에서 상기 두께 방향을 따라서 측정한 전도도일 수 있다. 또한, 액정층 내의 액정 화합물이 로드(rod) 형상이고, 상기 액정 화합물들이 액정층 내에서 수평 배향된 상태라면, 상기 수직 전도도는, 상기 액정층에 두께 방향으로 전기장이 형성되도록 전압을 인가하면서 상기 두께 방향으로 측정한 전도도일 수 있다.The optical axis of the liquid crystal layer may be determined according to the type of the liquid crystal compound. For example, if the liquid crystal compound is in a rod shape, the optical axis of the liquid crystal layer may mean the direction of the long axis in a state in which the liquid crystal compounds included in the liquid crystal layer are aligned. For example, if the liquid crystal compounds in the liquid crystal layer are vertically aligned parallel to the thickness direction of the liquid crystal layer, the horizontal conductivity is in the state in which a voltage is applied so that an electric field is formed along the thickness direction of the liquid crystal layer. It may be the conductivity measured along the thickness direction. In addition, if the liquid crystal compound in the liquid crystal layer is in a rod shape and the liquid crystal compounds are horizontally aligned in the liquid crystal layer, the vertical conductivity is determined by applying a voltage so that an electric field is formed in the liquid crystal layer in the thickness direction. It may be the conductivity measured in the thickness direction.

한편, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 본 출원에서 상기 수직 또는 수평 전도도는 전술한 바와 같이 액정층에 대하여 인가되는 전압의 측정 주파수를 60 Hz로 하고, 전압은 0.5V로 한 상태에서 상기 각 방법에 따라 상온에서 측정한 전도도를 면적이 1cm2(가로: 1cm, 세로: 1cm)고, 두께가 1 cm인 액정층이 나타내는 수치로 환산한 값일 수 있다.On the other hand, unless otherwise specified, in the present application, the vertical or horizontal conductivity is determined by the above-described methods while the measurement frequency of the voltage applied to the liquid crystal layer is 60 Hz and the voltage is 0.5 V, as described above. Accordingly, the conductivity measured at room temperature may be a value converted into a value indicated by a liquid crystal layer having an area of 1 cm 2 (width: 1 cm, length: 1 cm) and a thickness of 1 cm.

상기 환산에 적용된 수식은 하기 수식 1 내지 3과 같다.Formulas applied to the conversion are as shown in Formulas 1 to 3 below.

[수식 1][Equation 1]

C = 1 /ρ C = 1 /ρ

[수식 2][Equation 2]

R = 1/CRR = 1/CR

[수식 3][Equation 3]

R = ρ × D/AR = ρ × D/A

수식 1 내지 3에서 C는 수평 또는 수직 전도도이고, ρ는 액정층의 비저항이며, CR은 는 수평 또는 수직 전도도의 실측값이고, R은 액정층의 저항이며, D는 액정층의 두께이고, A는 액정층의 면적이다.In Equations 1 to 3, C is the horizontal or vertical conductivity, ρ is the specific resistance of the liquid crystal layer, CR is the measured value of the horizontal or vertical conductivity, R is the resistance of the liquid crystal layer, D is the thickness of the liquid crystal layer, and A Is the area of the liquid crystal layer.

예를 들면, 일정 두께 및 면적을 가지는 액정층에 대하여 측정한 전도도의 실측값(CR)을 수식 2에 대입하여 저항(R)을 구한 후에 상기 저항(R) 및 수식 8을 사용하여 액정층(면적: 1cm2(=가로: 1cm, 세로: 1cm), 두께: 1 cm)의 비저항(ρ)을 구하고, 그 비저항을 수식 1에 대입하여 수직 또는 수평 전도도를 구할 수 있다.For example, after calculating the resistance (R) by substituting the measured conductivity (CR) of the measured conductivity for a liquid crystal layer having a certain thickness and area into Equation 2, the liquid crystal layer ( The specific resistance (ρ) of area: 1 cm 2 (= width: 1 cm, length: 1 cm), thickness: 1 cm) is obtained, and the specific resistance is substituted into Equation 1 to obtain vertical or horizontal conductivity.

또한, 상기한 바와 같이 본 출원에서 전도도는 특별히 달리 규정하지 않는 한, 측정 주파수 60 Hz 및 측정 전압 0.5V 조건에서 측정한 상온에서의 전도도를 1cm2(가로: 1cm, 세로: 1cm)고, 두께가 1cm인 액정층이 나타내는 수치로 환산한 값이고, 상기에서 전도도는 측정 기기(LCR meter, Aglient社(제), E4980A]를 사용하여 제조사의 매뉴얼에 따라 측정할 수 있다. 한편, 본 명세서에서 기재하는 물성 중에서 측정 온도가 그 수치에 영향을 주는 경우, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 해당 물성은 상온에서 측정한 수치이다. 상기에서 용어 상온은, 가온되거나, 감온되지 않은 자연 그대로의 온도로서, 약 10℃ 내지 30℃의 범위 내의 어느 한 온도, 예를 들면, 약 23℃ 또는 약 25℃ 정도의 온도를 의미할 수 있다. In addition, as described above, the conductivity in the present application is 1 cm 2 (width: 1 cm, length: 1 cm), and the conductivity at room temperature measured under the conditions of a measurement frequency of 60 Hz and a measurement voltage of 0.5 V, unless otherwise specified otherwise, Is a value converted into a numerical value indicated by a liquid crystal layer of 1 cm, in which the conductivity can be measured according to the manufacturer's manual using a measuring device (LCR meter, Aglient (manufactured by Aglient), E4980A). In the case where the measured temperature affects the numerical value among the physical properties described, the corresponding physical property is a value measured at room temperature, unless otherwise specified. Any one temperature within the range of about 10°C to 30°C, for example, may mean a temperature of about 23°C or about 25°C.

상기에서 액정층의 수직 전도도(VC) 및 액정층의 수평 전도도(PC)의 비율(PC/VC)은 약 0.2 이상, 약 0.25 이상, 약 0.3 이상, 약 0.35 이상, 약 0.4 이상, 약 0.45 이상, 약 0.5 이상, 약 0.55 이상, 약 0.6 이상, 약 0.65 이상 또는 약 0.7 이상일 수 있다. 또한, 상기 비율(PC/VC)은 약 2.5 이하, 약 2.0 이하, 약 1.5 이하 또는 약 1.0 이하일 수 있다. 상기에서 액정층의 수평 전도도(PC) 및 액정층의 수직 전도도(VC)의 비율(VC/PC)이 약 2.0 이하, 약 1.9 이하, 약 1.8 이하, 약 1.7 이하, 약 1.6 이하, 약 1.5 이하, 약 1.4 이하, 약 1.3 이하, 약 1.2 이하, 약 1.1 이하 또는 약 1.0 이하일 수 있다. 또한, 상기 비율(VC/PC)은 약 0.5 이상, 약 0.3 이상, 약 0.2 이상 또는 약 0.1 이상일 수 있다. 상기와 같은 전도도(PC, VC)도 전술한 첨가제의 적절한 첨가에 의해 조절이 가능할 수 있다. 전도도의 비율(VC/PC 및/또는 PC/VC)을 상기와 같이 조절하면, 액정 소자의 구동 효율 측면에서 유리할 수 있다.In the above, the ratio (PC/VC) of the vertical conductivity (VC) of the liquid crystal layer and the horizontal conductivity (PC) of the liquid crystal layer is about 0.2 or more, about 0.25 or more, about 0.3 or more, about 0.35 or more, about 0.4 or more, about 0.45 or more , About 0.5 or more, about 0.55 or more, about 0.6 or more, about 0.65 or more, or about 0.7 or more. In addition, the ratio (PC/VC) may be about 2.5 or less, about 2.0 or less, about 1.5 or less, or about 1.0 or less. In the above, the ratio (VC/PC) of the horizontal conductivity (PC) of the liquid crystal layer and the vertical conductivity (VC) of the liquid crystal layer is about 2.0 or less, about 1.9 or less, about 1.8 or less, about 1.7 or less, about 1.6 or less, about 1.5 or less , About 1.4 or less, about 1.3 or less, about 1.2 or less, about 1.1 or less, or about 1.0 or less. In addition, the ratio (VC/PC) may be about 0.5 or more, about 0.3 or more, about 0.2 or more, or about 0.1 or more. Conductivity (PC, VC) as described above may also be adjustable by appropriate addition of the above-described additives. If the conductivity ratio (VC/PC and/or PC/VC) is adjusted as described above, it may be advantageous in terms of driving efficiency of a liquid crystal device.

제 2 광변조층은 액정 화합물과 이방성 염료를 포함할 수 있다. 상기 제 2 광변조층의 액정 화합물과 이방성 염료로는, 상기 제 1 광변조층에서 기술한 액정 화합물과 이방성 염료를 동일하게 적용될 수 있다. 상기 제 2 광변조층은 투명 상태에서 투과율 가변 특성을 나타내기 위한 층으로서, 헤이즈 가변 특성을 나타내기 위한 폴리머 네트워크나, 전도도 조절제를 더 포함하지 않는다는 점에서, 제 1 광변조층과 조성의 차이가 있다. 다만, 제 2 광변조층은 투과율을 가변하기 위해 이방성 염료를 포함할 수 있다. The second light modulation layer may include a liquid crystal compound and an anisotropic dye. As the liquid crystal compound and anisotropic dye of the second light modulation layer, the liquid crystal compound and anisotropic dye described in the first light modulation layer may be applied in the same manner. The second light modulation layer is a layer for exhibiting variable transmittance characteristics in a transparent state, and in that it does not further include a polymer network for exhibiting haze variable characteristics or a conductivity modifier, the difference in composition from the first light modulation layer There is. However, the second light modulation layer may include an anisotropic dye to change transmittance.

상기 제 2 광변조층은 GHLC층으로 호칭될 수 있고, GHLC층을 포함하는 액정셀을 GHLC셀로 호칭할 수 있다. 본 명세서에서 용어 「GHLC셀」은, 액정의 배열에 따라 이방성 염료가 함께 배열되어, 이방성 염료의 정렬 방향과 상기 정렬 방향의 수직한 방향에 대하여 각각 비등방성 광 흡수 특성을 나타내는 기능성 층을 의미할 수 있다. 예를 들어, 이방성 염료는 빛의 흡수율이 편광 방향에 따라서 달라지는 물질로서, 장축 방향으로 편광된 빛의 흡수율이 크면 p형 염료로 호칭하고 단축 방향으로 편광된 빛의 흡수율이 크면 n형 염료라고 호칭할 수 있다. 하나의 예시에서, p형 염료가 사용되는 경우, 염료의 장축 방향으로 진동하는 편광은 흡수되고 염료의 단축 방향으로 진동하는 편광은 흡수가 적어 투과시킬 수 있다. 이하 특별한 언급이 없는 한 이방성 염료는 p형 염료인 것으로 가정한다.The second light modulation layer may be referred to as a GHLC layer, and a liquid crystal cell including a GHLC layer may be referred to as a GHLC cell. In the present specification, the term ``GHLC cell'' means a functional layer in which anisotropic dyes are arranged together according to the arrangement of liquid crystals, and each exhibits anisotropic light absorption characteristics with respect to the alignment direction of the anisotropic dye and the direction perpendicular to the alignment direction. I can. For example, anisotropic dyes are materials whose absorption rate of light varies depending on the polarization direction.If the absorption rate of light polarized in the long axis direction is large, it is called a p-type dye, and when the absorption rate of light polarized in the minor axis direction is large, it is called n-type dye. can do. In one example, when a p-type dye is used, polarized light vibrating in the long axis direction of the dye is absorbed, and polarized light vibrating in the short axis direction of the dye is less absorbed and thus can be transmitted. Unless otherwise specified, the anisotropic dye is assumed to be a p-type dye.

GHLC셀은 능동형 편광자(Active Polarizer)로 기능할 수 있다. 본 명세서에서 용어 「능동형 편광자(Active Polarizer)」는 외부 작용 인가에 따라 비등방성 광흡수를 조절할 수 있는 기능성 소자를 의미할 수 있다. 예를 들어 GHLC셀은 액정 및 이방성 염료의 배열을 조절함으로써 상기 이방성 염료의 배열 방향과 평행한 방향의 편광 및 수직한 방향의 편광에 대한 비등방성 광 흡수를 조절할 수 있다. 액정 및 이방성 염료의 배열은 자기장 또는 전기장과 같은 외부 작용의 인가에 의하여 조절될 수 있으므로, GHLC층은 외부 작용 인가에 따라 비등방성 광 흡수를 조절할 수 있다.The GHLC cell can function as an active polarizer. In the present specification, the term "active polarizer" may mean a functional device capable of controlling anisotropic light absorption according to application of an external action. For example, the GHLC cell may control the absorption of anisotropic light with respect to polarization in a direction parallel to the alignment direction of the anisotropic dye and polarization in a vertical direction by adjusting the alignment of the liquid crystal and the anisotropic dye. Since the arrangement of the liquid crystal and the anisotropic dye can be controlled by application of an external action such as a magnetic or electric field, the GHLC layer can control anisotropic light absorption according to the application of an external action.

상기 GHLC층의 두께는, 약 0.01㎛ 이상, 0.05㎛ 이상, 0.1㎛ 이상, 0.5㎛ 이상, 1㎛ 이상, 1.5㎛ 이상, 2㎛ 이상, 2.5㎛ 이상, 3㎛ 이상, 3.5㎛ 이상, 4㎛ 이상, 4.5㎛ 이상, ㎛m 이상, 5.5㎛ 이상, 6㎛ 이상, 6.5㎛ 이상, 7㎛ 이상, 7.5㎛ 이상, 8㎛ 이상, 8.5㎛ 이상, 9㎛ 이상 또는 9.5㎛ 이상일 수 있다. 이와 같이 두께를 제어함으로써, 투과 상태에서의 투과율과 차단 상태에서의 투과율의 차이가 큰 필름, 즉 콘트라스트 비율이 큰 광변조 소자를 구현할 수 있다. 상기 두께는 두꺼울수록 높은 콘트라스트 비율의 구현이 가능하여 특별히 제한되는 것은 아니지만, 일반적으로 약 30 ㎛이하, 25 ㎛ 이하, 20 ㎛ 이하 또는 15㎛ 이하일 수 있다.The thickness of the GHLC layer is about 0.01 µm or more, 0.05 µm or more, 0.1 µm or more, 0.5 µm or more, 1 µm or more, 1.5 µm or more, 2 µm or more, 2.5 µm or more, 3 µm or more, 3.5 µm or more, 4 µm It may be greater than or equal to 4.5µm, greater than or equal to µm, greater than or equal to 5.5µm, greater than or equal to 6µm, greater than or equal to 6.5µm, greater than or equal to 7µm, greater than or equal to 7.5µm, greater than or equal to 8µm, greater than or equal to 8.5µm, greater than or equal to 9µm, or greater than or equal to 9.5µm. By controlling the thickness as described above, a film having a large difference between the transmittance in the transmission state and the transmittance in the blocking state, that is, a light modulation device having a large contrast ratio can be implemented. The thicker the thickness is, the higher the contrast ratio can be, and is not particularly limited, but may generally be about 30 µm or less, 25 µm or less, 20 µm or less, or 15 µm or less.

상기 GHLC층의 이방성 염료의 함량은 목적하는 투과율 가변 특성을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. GHLC층의 이방성 염료의 함량이 높아질수록 전체 투과율을 낮출 수 있다. 예를 들어, 상기 GHLC층의 이방성 염료의 함량은 0.01 중량% 내지 5 중량% 범위내일 수 있고, 구체적으로, 0.1 중량% 이상, 0.5 중량% 이상 또는 1 중량% 이상일 수 있고, 5 중량% 이하 또는 3 중량% 이하일 수 있다. GHLC층의 이방성 염료의 함량이 상기 범위 내인 경우 호스트 액정 내에서 이방성 염료의 적절한 용해도를 확보하면서, 목적하는 투과율 범위를 조절할 수 있다. The content of the anisotropic dye in the GHLC layer may be appropriately selected in consideration of a desired transmittance variable characteristic. As the content of the anisotropic dye in the GHLC layer increases, the total transmittance may be lowered. For example, the content of the anisotropic dye in the GHLC layer may be in the range of 0.01% by weight to 5% by weight, specifically, 0.1% by weight or more, 0.5% by weight or more, or 1% by weight or more, and 5% by weight or less or It may be up to 3% by weight. When the content of the anisotropic dye in the GHLC layer is within the above range, the desired transmittance range can be adjusted while securing an appropriate solubility of the anisotropic dye in the host liquid crystal.

상기 GHLC층에 포함되는 액정으로는 전압 인가에 따라 배열 상태를 스위칭할 수 있는 액정을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 상기 액정으로는 예를 들어 네마틱 액정 화합물을 사용할 수 있다. 본 명세서에서 네마틱 액정 화합물은 막대 모양의 액정 분자가 위치에 대한 규칙성은 없으나 액정 분자의 장축 방향으로 평행하게 배열되어 있는 액정을 의미할 수 있다.As the liquid crystal included in the GHLC layer, a liquid crystal capable of switching the arrangement state according to the application of voltage may be appropriately selected and used. As the liquid crystal, for example, a nematic liquid crystal compound may be used. In the present specification, the nematic liquid crystal compound may refer to a liquid crystal in which rod-shaped liquid crystal molecules are arranged in parallel in the long axis direction of the liquid crystal molecules, although there is no regularity of positions.

상기 GHLC층에 포함되는 이방성 염료로는, 상기 제 1 광변조층에서 기술한 이방성 염료에 대한 내용이 동일하게 적용될 수 있다. 상기 GHLC 층은 GHLC셀의 구동 모드에 따라 다른 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 트위스트 배향 상태가 필요한 경우 상기 네마틱 액정 화합물에 키랄제를 더 포함할 수도 있다. As the anisotropic dye included in the GHLC layer, the same description of the anisotropic dye described in the first light modulation layer may be applied. The GHLC layer may further include other additives according to the driving mode of the GHLC cell. For example, when a twist alignment state is required, a chiral agent may be further included in the nematic liquid crystal compound.

상기 제 2 광변조층의 전체 투과율이 높은 제 3 상태에서, 상기 액정 화합물과 이방성 염료는 수직 배향된 상태로 존재할 수 있다. 한편, 상기 제 2 광변조층의 전체 투과율이 낮은 제 4 상태에서, 상기 액정 화합물과 이방성 염료는 수평 배향 상태 또는 트위스트 배향된 상태로 존재할 수 있다.In a third state in which the total transmittance of the second light modulation layer is high, the liquid crystal compound and the anisotropic dye may exist in a vertically aligned state. Meanwhile, in a fourth state in which the total transmittance of the second light modulation layer is low, the liquid crystal compound and the anisotropic dye may exist in a horizontal alignment state or a twist alignment state.

본 출원에서 트위스트 배향 상태는 액정층 내에서 액정 분자들의 광축이 가상의 나선축을 따라서 꼬이면서 층을 이루며 배향한 나선형의 구조를 가질 수 있다. 상기 나선축은 액정층의 두께 방향과 평행하도록 형성되어 있을 수 있다. 본 명세서에서 액정층의 두께 방향은, 상기 액정층의 최하부와 최상부를 최단거리로 연결하는 가상의 선과 평행한 방향을 의미할 수 있다. 하나의 예시에서 상기 액정층의 두께 방향은 액정층의 면과 수직한 방향으로 형성된 가상의 선과 평행한 방향일 수 있다. 본 출원에서 비틀림 각도는 트위스트 배향 액정층에서 가장 하부에 존재하는 액정 분자의 광축과 가장 상부에 존재하는 액정 분자의 광축이 이루는 각도를 의미한다. 상기 비틀림 각도가 0도 초과 내지 90도 이하인 경우 TN 모드로 호칭할 수 있고, 90도 초과인 경우 STN 모드로 호칭할 수 있다.In the present application, the twist alignment state may have a helical structure in which optical axes of liquid crystal molecules are twisted along an imaginary spiral axis in the liquid crystal layer to form a layer and are aligned. The spiral axis may be formed to be parallel to the thickness direction of the liquid crystal layer. In the present specification, the thickness direction of the liquid crystal layer may mean a direction parallel to an imaginary line connecting the lowermost part and the uppermost part of the liquid crystal layer with the shortest distance. In one example, the thickness direction of the liquid crystal layer may be a direction parallel to an imaginary line formed in a direction perpendicular to the surface of the liquid crystal layer. In the present application, the twist angle refers to an angle formed by the optical axis of the liquid crystal molecules present at the bottom and the optical axis of the liquid crystal molecules present at the top in the twist alignment liquid crystal layer. When the twist angle is greater than 0 degrees and less than 90 degrees, it may be referred to as a TN mode, and if it exceeds 90 degrees, it may be referred to as an STN mode.

제 2 광변조층의 구동 모드는, 외부 에너지 인가에 따라, 수직 배향 상태와 수평 배향 상태 내지 트위스트 배향 상태의 사이에서 스위칭될 수 있는 범위 내에서 적절히 선택될 수 있다. The driving mode of the second optical modulation layer may be appropriately selected within a range that can be switched between a vertical alignment state, a horizontal alignment state, and a twist alignment state according to the application of external energy.

하나의 예시에서, 상기 제 2 광변조층은 초기 상태, 외부 에너지가 인가되지 않은 상태에서, 수직 배향 상태를 나타낼 수 있고, 외부 에너지가 인가된 상태에서 수평 배향 상태를 나타낼 수 있다. 이러한 구동 모드를 VA 모드로 호칭할 수 있다. VA 모드로 구동하기 위해서는, 제 2 광변조층의 양면에 수직 배향막이 배치될 수 있고, 음의 유전율 이방성을 갖는 액정 화합물을 사용할 수 있다. In one example, the second light modulation layer may exhibit an initial state, a vertical orientation state when external energy is not applied, and a horizontal orientation state when external energy is applied. This driving mode may be referred to as a VA mode. In order to drive in the VA mode, vertical alignment layers may be disposed on both surfaces of the second light modulation layer, and a liquid crystal compound having negative dielectric anisotropy may be used.

하나의 예시에서, 상기 제 2 광변조층은 초기 상태, 외부 에너지가 인가되지 않은 상태에서, 수직 배향 상태를 나타낼 수 있고, 외부 에너지가 인가된 상태에서 트위스트 배향 상태를 나타낼 수 있다. 이러한 구동 모드를 reverse TN 모드 reverse STN 모드로 호칭할 수 있다. reverse TN 또는 reverse STN 모드로 구동하기 위해서는, 제 2 광변조층의 양면에 수직 배향막이 배치될 수 있고, 음의 유전율 이방성을 갖는 액정 화합물을 사용할 수 있으며, 액정층은 키랄제를 더 포함할 수 있다.In one example, the second light modulation layer may exhibit an initial state, a vertical orientation state when external energy is not applied, and a twist orientation state when external energy is applied. This driving mode can be referred to as reverse TN mode and reverse STN mode. In order to drive in reverse TN or reverse STN mode, vertical alignment layers may be disposed on both sides of the second light modulation layer, a liquid crystal compound having negative dielectric anisotropy may be used, and the liquid crystal layer may further contain a chiral agent. have.

하나의 예시에서, 상기 제 2 광변조층은 초기 상태, 외부 에너지가 인가되지 않은 상태에서, 수평 배향 상태를 나타낼 수 있고, 외부 에너지가 인가된 상태에서 수직 상태를 나타낼 수 있다. 이러한 구동 모드를 ECB 모드로 호칭할 수 있다. ECB 모드로 구동하기 위해서는, 제 2 광변조층의 양면에 수평 배향막이 배치될 수 있고, 양의 유전율 이방성을 갖는 액정 화합물을 사용할 수 있다. In one example, the second light modulation layer may exhibit an initial state, a horizontal orientation state when external energy is not applied, and a vertical state when external energy is applied. This driving mode may be referred to as an ECB mode. In order to drive in the ECB mode, horizontal alignment layers may be disposed on both surfaces of the second light modulation layer, and a liquid crystal compound having positive dielectric anisotropy may be used.

하나의 예시에서, 상기 제 2 광변조층은 초기 상태, 외부 에너지가 인가되지 않은 상태에서, 트위스트 배향 상태를 나타낼 수 있고, 외부 에너지가 인가된 상태에서 수직 배향 상태를 나타낼 수 있다. 이러한 구동 모드를 TN 모드 STN 모드로 호칭할 수 있다. TN 또는 STN 모드로 구동하기 위해서는, 제 2 광변조층의 양면에 수평 배향막이 배치될 수 있고, 양의 유전율 이방성을 갖는 액정 화합물을 사용할 수 있으며, 액정층은 키랄제를 더 포함할 수 있다.In one example, the second optical modulation layer may exhibit an initial state, a state in which external energy is not applied, a twist orientation state, and a vertical orientation state when external energy is applied. This driving mode may be referred to as a TN mode or STN mode. In order to drive in the TN or STN mode, horizontal alignment layers may be disposed on both surfaces of the second light modulation layer, a liquid crystal compound having positive dielectric anisotropy may be used, and the liquid crystal layer may further include a chiral agent.

본 출원에서 광변조 소자는, 제 1 광변조층과 제 2 광변조층에 각각 외부 에너지 인가에 따라, 배향 상태를 스위칭함으로써, 차단 모드와 투과 모드의 사이를 스위칭할 수 있다. In the present application, the optical modulation device may switch between the blocking mode and the transmission mode by switching the orientation state according to the application of external energy to the first and second optical modulation layers, respectively.

상기 제 1 광변조층이 헤이즈가 높은 제 1 상태로 존재하는 경우, 제 2 광변조층이 전체 투과율이 낮은 제 4 상태로 존재하며, 상기 광변조 소자는 차단 상태를 구현할 수 있다. When the first light modulation layer is in a first state with high haze, the second light modulation layer is in a fourth state with low total transmittance, and the light modulation device may implement a blocking state.

한편, 제 1 광변조층이 헤이즈가 낮은 제 2 상태로 존재하는 경우, 제 2 광변조층이 전체 투과율이 높은 제 3 상태로 존재하며, 상기 광변조 소자는 투과 상태를 구현할 수 있다. Meanwhile, when the first light modulation layer is in a second state with low haze, the second light modulation layer is in a third state with high total transmittance, and the light modulation device may implement a transmission state.

상기 광변조 소자는, 차단 상태와 투과 상태의 투과율 가변 범위를 높게 유지하면서, 차단 상태의 투과율을 낮출 수 있다. 광변조 소자는, 예를 들어, 차단 상태에서 헤이즈가 약 70% 이상일 수 있다. 광변조 소자는, 예를 들어, 투과 상태에서 헤이즈가 약 10% 이하일 수 있다. 광변조 소자의 차단 상태와 투과 상태의 전체 투과율은 각각 제 1 광변조층 내지 제 2 광변조층의 셀 갭과 이방성 염료의 함량과 같은 변수에 영향을 받을 수 있다 있다. 하나의 예시에서, 광변조 소자의 차단 상태의 전체 투과율은 1% 내지 30% 범위 내일 수 있고, 투과 상태에서의 전체 투과율은 20% 내지 70% 범위 내일 수 있다. 이때, 광변조 소자의 차단 상태와 투과 상태의 전체 투과율의 차이는 10% 이상, 20% 이상, 30% 이상 40% 이상, 50% 이상 또는 60% 이상일 수 있다.The optical modulation device may lower the transmittance of the blocked state while maintaining a high variable range of transmittances in the blocked state and the transmissive state. The light modulation device may have a haze of about 70% or more in a blocked state, for example. The light modulation device may have a haze of about 10% or less in a transmission state, for example. The total transmittance of the blocking state and the transmission state of the optical modulation device may be affected by variables such as the cell gap of the first to second optical modulation layers and the content of the anisotropic dye, respectively. In one example, the total transmittance of the optical modulation device in the blocked state may be in the range of 1% to 30%, and the total transmittance in the transmissive state may be in the range of 20% to 70%. In this case, the difference between the total transmittance of the blocking state and the transmission state of the optical modulation device may be 10% or more, 20% or more, 30% or more, 40% or more, 50% or more, or 60% or more.

상기 광변조 소자는, 전극층을 더 포함할 수 있다. 전극층은 액정층 내의 액정 화합물의 정렬 상태를 전환할 수 있도록 액정층에 전계를 인가할 수 있다. 상기 광변조 소자는 예를 들어, 순차로 배치된 제 1 전극층, 제 2 전극층, 제 3 전극층 및 제 4 전극층을 더 포함할 수 있다. 도 2 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 제 1 광변조층(100)은 제 1 전극층(201)과 제 2 전극층(202) 사이에 배치되고, 제 2 광변조층(200)은 제 3 전극층(203)과 제 4 전극층(204) 사이에 배치될 수 있다.The optical modulation device may further include an electrode layer. The electrode layer may apply an electric field to the liquid crystal layer so as to switch the alignment state of the liquid crystal compound in the liquid crystal layer. The optical modulation device may further include, for example, a first electrode layer, a second electrode layer, a third electrode layer, and a fourth electrode layer that are sequentially disposed. 2 to 3, the first light modulation layer 100 is disposed between the first electrode layer 201 and the second electrode layer 202, and the second light modulation layer 200 is a third electrode layer ( It may be disposed between 203 and the fourth electrode layer 204.

전극층은, 예를 들면, 전도성 고분자, 전도성 금속, 전도성 나노와이어 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 금속 산화물 등을 증착하여 형성할 수 있다. 전극층은, 투명성을 가지도록 형성될 수 있다. 이 분야에서는, 투명 전극층을 형성할 수 있는 다양한 소재 및 형성 방법이 공지되어 있고, 이러한 방법은 모두 적용될 수 있다. 필요한 경우에, 기판의 표면에 형성되는 전극층은, 적절하게 패턴화되어 있을 수도 있다.The electrode layer may be formed by depositing, for example, a conductive polymer, a conductive metal, a conductive nanowire, or a metal oxide such as ITO (Indium Tin Oxide). The electrode layer may be formed to have transparency. In this field, various materials and methods for forming a transparent electrode layer are known, and all of these methods can be applied. If necessary, the electrode layer formed on the surface of the substrate may be appropriately patterned.

상기 광변조 소자는, 기재층을 더 포함할 수 있다. 상기 전극층은 기재층의 일면에 형성되어 있을 수 있다. 상기 기재층으로는, 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 무기 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. The optical modulation device may further include a base layer. The electrode layer may be formed on one surface of the base layer. As the base layer, a known material may be used without particular limitation. For example, an inorganic film such as a glass film, a crystalline or amorphous silicon film, a quartz or indium tin oxide (ITO) film, or a plastic film may be used. As the substrate, an optically isotropic substrate, an optically anisotropic substrate such as a retardation layer, a polarizing plate, a color filter substrate, or the like can be used.

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.As a plastic substrate, TAC (triacetyl cellulose); COP (cycloolefin copolymer) such as norbornene derivatives; 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) or amorphous fluorine resin, etc. The substrate may be provided with a coating layer of a silicon compound such as gold, silver, silicon dioxide, or silicon monoxide, or a coating layer such as an antireflection layer, if necessary.

하나의 예시에서, 상기 광변조 소자는 순차로 배치된 제 1 기재층, 제 2 기재층, 제 3 기재층 및 제 4 기재층을 더 포함할 수 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 제 1 광변조층(100)은 제 1 기재층(301)과 제 2 기재층(302) 사이에 배치되고, 제 2 광변조층(200)은 제 3 기재층(303)과 제 4 기재층(304) 사이에 배치될 수 있다. 제 1 전극층(201)은 제 1 기재층(301)의 제 1 광변조층(100) 측면에 배치되고, 제 2 전극층(202)은 제 3 기재층(302)의 제 1 광변조층(100) 측면에 배치되고, 제 3 전극층(203)은 제 2 기재층(303)의 제 2 광변조층(200) 측면에 배치되고, 제 4 전극층(204)은 제 4 기재층(304)의 제 2 광변조층(200) 측면에 배치될 수 있다. In one example, the optical modulation device may further include a first base layer, a second base layer, a third base layer, and a fourth base layer that are sequentially disposed. As shown in FIG. 2, the first light modulation layer 100 is disposed between the first base layer 301 and the second base layer 302, and the second light modulation layer 200 is a third base layer ( It may be disposed between 303 and the fourth base layer 304. The first electrode layer 201 is disposed on the side of the first light modulation layer 100 of the first base layer 301, and the second electrode layer 202 is the first light modulation layer 100 of the third base layer 302. ) Is disposed on the side, the third electrode layer 203 is disposed on the side of the second light modulation layer 200 of the second base layer 303, and the fourth electrode layer 204 is the third electrode layer 204 of the fourth base layer 304. 2 It may be disposed on the side of the light modulation layer 200.

이러한 구조는 제 1 광변조층과 제 2 광변조층이 각각 별개의 액정셀 구조로 존재하는 것을 의미한다. 제 1 기재층(301), 제 1 전극층(201), 제 1 광변조층(100), 제 2 전극층(202) 및 제 2 기재층(302)를 포함하는 것을 제 1 액정셀로 호칭할 수 있다. 제 3 기재층(303), 제 3 전극층(203), 제 2 광변조층(200), 제 4 전극층(204) 및 제 4 기재층(304)를 포함하는 것을 제 2 액정셀로 호칭할 수 있다.This structure means that the first light modulation layer and the second light modulation layer exist as separate liquid crystal cell structures, respectively. What includes the first base layer 301, the first electrode layer 201, the first light modulation layer 100, the second electrode layer 202 and the second base layer 302 may be referred to as a first liquid crystal cell. have. What includes the third base layer 303, the third electrode layer 203, the second light modulation layer 200, the fourth electrode layer 204 and the fourth base layer 304 may be referred to as a second liquid crystal cell. have.

상기 제 1 액정셀과 제 2 액정셀은 접착제 또는 점착제를 매개로 부착되어 있을 수 있다. 구체적으로, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제 2 기재층(302)과 제 3 기재층(303)은 액정층 반대 측면에서 점착제 또는 접착제(500)를 매개로 부착되어 있을 수 있다. 상기 접착제 또는 점착제로는 광학 소자를 부착하는 데 사용되는 공지의 투명 접착제를 사용할 수 있고, 예를 들어, OCA(Optically clear adhesive) 또는 OCR(Optically clear adhesive)를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 점착제 또는 접착제로는 아크릴계, 실리콘계, 에폭시계 점착제 또는 접착제를 사용할 수 있으나, 이제 제한되는 것은 아니다. The first liquid crystal cell and the second liquid crystal cell may be attached through an adhesive or an adhesive. Specifically, as shown in FIG. 2, the second base layer 302 and the third base layer 303 may be attached through an adhesive or an adhesive 500 on opposite sides of the liquid crystal layer. As the adhesive or pressure-sensitive adhesive, a known transparent adhesive used to attach an optical element may be used, for example, OCA (Optically clear adhesive) or OCR (Optically clear adhesive) may be used, but is not limited thereto. . As the pressure-sensitive adhesive or adhesive, an acrylic, silicone-based, epoxy-based pressure-sensitive adhesive or adhesive may be used, but is not limited thereto.

다른 하나의 예시에서, 상기 광변조 소자는 순차로 배치된 제 1 기재층, 제 2 기재층 및 제 3 기재층을 더 포함할 수 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 제 1 광변조층(100)은 제 1 기재층(301)과 제 2 기재층(302) 사이에 배치되고, 제 2 광변조층(200)은 제 2 기재층(302)과 제 3 기재층(303) 사이에 배치될 수 있다. 제 1 전극층(201)은 제 1 기재층(301)의 제 1 광변조층(100) 측면에 배치되고, 제 2 전극층(202)은 제 2 기재층(302)의 제 1 광변조층(100) 측면에 배치되고, 제 3 전극층(203)은 제 2 기재층(302)의 제 2 광변조층(200) 측면에 배치되고, 제 4 전극층(204)은 제 3 기재층(303)의 제 2 광변조층(200) 측면에 배치될 수 있다. In another example, the optical modulation device may further include a first base layer, a second base layer, and a third base layer that are sequentially disposed. 3, the first light modulation layer 100 is disposed between the first base layer 301 and the second base layer 302, the second light modulation layer 200 is a second base layer ( It may be disposed between 302 and the third base layer 303. The first electrode layer 201 is disposed on the side of the first light modulation layer 100 of the first base layer 301, and the second electrode layer 202 is the first light modulation layer 100 of the second base layer 302. ) Disposed on the side, the third electrode layer 203 is disposed on the side of the second light modulation layer 200 of the second base layer 302, and the fourth electrode layer 204 is the third base layer 303 of the third base layer 303. 2 It may be disposed on the side of the light modulation layer 200.

본 출원은 또한, 상기 광변조 소자의 용도에 관한 것이다. 상기 광변조 소자는 광변조 기능이 요구되는 다양한 용도에 적용될 수 있으며, 예를 들면, 차량용 윈도우, 스마트 윈도우, 윈도우 보호막, 디스플레이 장치, 디스플레이용 차광판, 3D 영상 표시용 액티브 리타더(active retarder) 또는 시야각 조절 필름 등과 같은 용도에 적용될 수 있다.The present application also relates to the use of the optical modulation device. The optical modulation device may be applied to various applications requiring an optical modulation function, for example, a vehicle window, a smart window, a window protective film, a display device, a light shielding plate for a display, an active retarder for displaying a 3D image, or It can be applied to applications such as viewing angle adjustment film.

본 출원은 광변조 소자에 관한 것이다. 본 출원의 광변조 소자는 다크 컬러에서 헤이즈 상태와 투명 상태 사이의 스위칭이 가능하며, 투과율 가변 범위를 유지한 상태에서 차단 상태에서 투과율을 감소시킬 수 있다. 이러한 광변조 소자는 차량용 윈도우, 스마트 윈도우, 윈도우 보호막, 디스플레이 장치, 디스플레이용 차광판, 3D 영상 표시용 액티브 리타더(active retarder) 또는 시야각 조절 필름 등과 같은 용도에 적용될 수 있다.The present application relates to an optical modulation device. The optical modulation device of the present application may switch between a haze state and a transparent state in a dark color, and may reduce transmittance in a blocking state while maintaining a variable transmittance range. Such an optical modulation device may be applied to a vehicle window, a smart window, a window protective film, a display device, a light shielding plate for a display, an active retarder for a 3D image display, or a viewing angle adjustment film.

도 1은 본 출원의 광변조 소자를 예시적으로 나타낸다.
도 2는 본 출원의 광변조 소자를 예시적으로 나타낸다.
도 3은 본 출원의 광변조 소자를 예시적으로 나타낸다.
도 4는 시험예에서 전체 투과율과 헤이즈를 측정한 결과를 보여주는 도면이다.1 shows an optical modulation device of the present application by way of example.
2 shows an optical modulation device of the present application by way of example.
3 shows an example of the optical modulation device of the present application.
4 is a diagram showing a result of measuring total transmittance and haze in a test example.

1. One. 헤이즈Haze 및 투과율 측정 And transmittance measurement

액정셀 내지 광변조 소자에 대하여 헤이즈미터, NDH-5000SP를 이용하여, ASTM D1003 규격에 따라 헤이즈 및 투과율을 측정하였다. 즉, 광을 측정 대상을 투과시켜 적분구 내로 입사시키며, 이 과정에서 광은 측정 대상에 의하여 확산광(DT, 확산되어 출광된 모든 광의 합을 의미)과 직진광(PT, 확산광을 배제한 정면 방향의 출광을 의미)으로 분리되는데, 이 광들은 적분구 내에서 수광 소자에 집광되고, 집광되는 광을 통해 상기 헤이즈의 측정이 가능하다. 즉, 상기 과정에 의한 전체 투과광(TT)은 상기 확산광(DT)과 직진광(PT)의 총합(DT+PT)이고, 헤이즈는 상기 전체 투과광에 대한 확산광의 백분율(Haze(%)=100XDT/TT)로 규정될 수 있다. 또한, 하기 시험예에서 전체 투과율은 상기 전체 투과광(TT)을 의미하고, 직진 투과율은 상기 직진광(PT)를 의미한다.Haze and transmittance were measured according to ASTM D1003 standard using a haze meter, NDH-5000SP, for the liquid crystal cell or the light modulation device. In other words, the light is transmitted through the object to be measured to enter the integrating sphere, and in this process, the light is diffused by the object to be measured (DT, meaning the sum of all the diffused light) and straight light (PT, the front side excluding diffused light). (Meaning the outgoing light in the direction), the light is condensed by the light receiving element in the integrating sphere, and the haze can be measured through the condensed light. That is, the total transmitted light (TT) by the above process is the sum (DT+PT) of the diffused light (DT) and the straight light (PT), and the haze is the percentage of the diffused light to the total transmitted light (Haze (%) = 100XDT /TT). In addition, in the following test examples, the total transmittance refers to the total transmitted light (TT), and the straight transmittance refers to the straight light (PT).

제조예Manufacturing example 1. Dye-D/S Cell 1.Dye-D/S Cell

PC(polycarbonate polymer) 필름 상에 ITO(Indium Tin Oxide)층이 형성된 필름 기재(Tejin사 제품)을 준비하였다. 상기 필름 기재의 ITO층 면에 수직 배향막(SE-5661, Nissan사 제품)을 바코팅으로 코팅 후 120℃ 온도에서 1시간 동안 소성하여, 300nm 두께의 배향막을 형성함으로써 제 1 기판을 준비하였다. A film substrate (manufactured by Tejin) on which an ITO (Indium Tin Oxide) layer was formed on a PC (polycarbonate polymer) film was prepared. A first substrate was prepared by coating a vertical alignment layer (SE-5661, manufactured by Nissan) on the surface of the ITO layer of the film substrate by bar coating, followed by firing at a temperature of 120° C. for 1 hour to form an alignment layer having a thickness of 300 nm.

제 1 기판과 동일한 필름의 ITO층 상에 높이가 10μm이고, 직경이 15μm인 컬럼 스페이서를 250μm 간격으로 배치하였다. 다음으로 제 1 기판과 동일한 방법으로 수직 배향막을 형성함으로써 제 2 기판을 준비하였다. Column spacers having a height of 10 μm and a diameter of 15 μm were disposed on the ITO layer of the same film as the first substrate at 250 μm intervals. Next, a second substrate was prepared by forming a vertical alignment layer in the same manner as the first substrate.

액정 조성물은 굴절률 이방성이 0.153이고, 유전율 이방성이 -5.0인 호스트 액정((MAT-13-1422, Merck社), 이방성 염료(X12, BASF社) 및 반응성 메소겐((HCM009, HCCH社)을 호스트 액정:이방성 염료:반응성 메소겐= 90:2.6:10의 중량 비율로 혼합한 것을 사용하였다.The liquid crystal composition hosts a host liquid crystal with a refractive index anisotropy of 0.153 and a dielectric anisotropy of -5.0 (MAT-13-1422, Merck), anisotropic dye (X12, BASF) and reactive mesogen ((HCM009, HCCH) Liquid crystal: anisotropic dye: reactive mesogen = 90: 2.6: 10 mixed in a weight ratio was used.

제 2 기판의 배향막 표면 위 테두리에 실란트를 실 디스펜서(seal dispenser)로 그렸다. 제 2 기판의 배향막 상에 상기 액정 조성물을 도포한 후, 제 1 기판을 라미네이션하여 액정셀을 제조하였다.A sealant was drawn on the rim on the surface of the alignment layer of the second substrate with a seal dispenser. After the liquid crystal composition was applied on the alignment layer of the second substrate, the first substrate was laminated to prepare a liquid crystal cell.

제조예Manufacturing example 2. 2. GHLC셀GHLC cell

PC(polycarbonate polymer) 필름 상에 ITO(Indium Tin Oxide)층이 형성된 필름 기재(Tejin사 제품)을 준비하였다. 상기 필름 기재의 ITO층 면에 수직 배향막(SE-5661, Nissan사 제품)을 바코팅으로 코팅 후 120℃ 온도에서 1시간 동안 소성하여, 300nm 두께의 배향막을 얻었다. 상기 배향막을 러빙포를 이용하여 일 방향으로 러빙 처리하여 제 1 기판을 준비하였다. A film substrate (manufactured by Tejin) in which an ITO (Indium Tin Oxide) layer was formed on a PC (polycarbonate polymer) film was prepared. A vertical alignment layer (SE-5661, manufactured by Nissan) was coated on the surface of the ITO layer of the film substrate by bar coating, and then baked at 120° C. for 1 hour to obtain an alignment layer having a thickness of 300 nm. A first substrate was prepared by rubbing the alignment layer in one direction using a rubbing cloth.

제 1 기판과 동일한 필름의 ITO층 상에 높이가 10μm이고, 직경이 15μm인 컬럼 스페이서를 250μm 간격으로 배치하였다. 다음으로, 제 1 기판과 동일하게 수직 배향막을 형성한 후 러빙포를 이용하여 일 방향으로 러빙 처리하여 제 2 기판을 준비하였다. Column spacers having a height of 10 μm and a diameter of 15 μm were disposed on the ITO layer of the same film as the first substrate at 250 μm intervals. Next, after forming a vertical alignment layer in the same manner as the first substrate, a second substrate was prepared by rubbing in one direction using a rubbing cloth.

GHLC 조성물로는 굴절률 이방성(△n)이 0.13이고, 음의 유전율 이방성을 갖는 액정(MAT-16-568, Merck) 및 이방성 염료(Merck)를 포함하는 조성물에 키랄 도펀트(S811, Merck사)를 0.8 wt%를 더 첨가한 것을 사용하였다.As a GHLC composition, a chiral dopant (S811, Merck) was added to a composition comprising a liquid crystal (MAT-16-568, Merck) and anisotropic dye (Merck) having a refractive index anisotropy (Δn) of 0.13 and negative dielectric anisotropy. What added 0.8 wt% more was used.

제 2 기판의 배향막 표면 위 테두리에 실란트를 실 디스펜서(seal dispenser)로 그렸다. 제 2 기판의 배향막 상에 상기 액정 조성물을 도포한 후, 제 1 기판을 라미네이션하여 액정셀을 제조하였다. 이때, 제 1 기판의 배향막의 러빙 방향과 제 2 기판의 배향막의 러빙 방향은 역평행(anti parallel)하도록 라미네이션하였다. 제조된 액정셀은, 360도 reverse STN 모드 액정셀이다.A sealant was drawn on the rim on the surface of the alignment layer of the second substrate with a seal dispenser. After the liquid crystal composition was applied on the alignment layer of the second substrate, the first substrate was laminated to prepare a liquid crystal cell. At this time, the rubbing direction of the alignment layer of the first substrate and the rubbing direction of the alignment layer of the second substrate were laminated to be anti-parallel. The manufactured liquid crystal cell is a 360 degree reverse STN mode liquid crystal cell.

실시예Example 1 One

제조예 1의 액정셀과 제조예 2의 액정셀을 OCA(LGC, V310) 접착제를 매개로 부착하여 광변조 소자를 제조하였다.A light modulation device was manufactured by attaching the liquid crystal cell of Preparation Example 1 and the liquid crystal cell of Preparation Example 2 through an OCA (LGC, V310) adhesive as a medium.

비교예Comparative example 1 One

제조예 1에 있어서, 액정 조성물에 이방성 염료를 2.6wt%로 첨가하여 함량을 증가시킨 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 액정셀을 제조하였다.In Preparation Example 1, a liquid crystal cell was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that an anisotropic dye was added to the liquid crystal composition in an amount of 2.6 wt% to increase the content.

비교예Comparative example 2 2

비교에 1의 액정셀과 단체 투과율이 43%인 편광자를 OCA(LGC, V310) 접착제를 매개로 부착하여 광변조 소자를 제조하였다. 상기 편광자는 요오드가 염착된 PVA계 연신 필름(LGC사 제품)이다.In comparison, a light modulation device was manufactured by attaching the liquid crystal cell of 1 and a polarizer having a single transmittance of 43% through an OCA (LGC, V310) adhesive. The polarizer is a PVA-based stretched film (manufactured by LGC) in which iodine is dyed.

시험예Test example 1. 전기광학 특성 1. Electro-optical characteristics

제조예 1 내지 2, 실시예 1, 비교예 1 및 2에 대하여, 전압 인가 유무에 따라 투과 상태(화이트 또는 투명)와 차단 상태(다크 또는 헤이즈)를 구현한 후, 헤이즈 가변 액정셀 측으로 광을 입사시켜 전체 투과율과 헤이즈를 측정하고, 전체 투과율과 헤이즈를 측정하고, 그 결과를 도 4 및 표 1 내지 2에 나타내었다. 제조예 1의 Dye-D/S 액정셀의 투과 상태는 전압이 인가되지 않은 상태이고, 차단 상태는 60V 전압이 인가된 상태이다. 제조예 2의 GHLC셀의 투과 상태는 전압이 인가되지 않은 상태이고, 차단 상태는 15V 전압이 인가된 상태이다. 실시예 1의 광변조 소자의 투과 상태는 제조예 1의 Dye D/S 액정셀과 제조예 2의 GHLC셀에 모두 전압이 인가되지 않은 상태이고, 차단 상태는 제조예 1의 Dye D/S 액정셀에 60V 전압이 인가된 상태이며, 제조예 2의 GHLC셀에 15V 전압이 인가된 상태이다. 비교예 1과 비교예 2의 투과 상태는 Dye-D/S 액정셀에 전압이 인가되지 않은 상태이고, 차단 상태는 60V 전압이 인가된 상태이다. 시험결과, 실시예 1은 비교예 1과 비교하여 차단 상태의 투과율이 더 낮으면서 유사한 투과율 가변 범위를 나타냈다. 또한, 실시에 1은 비교예 2와 비교하여, 차단 상태에서 유사한 투과율을 보이면서 가변 범위는 증가했다. For Preparation Examples 1 to 2, Examples 1, and Comparative Examples 1 and 2, after implementing a transmission state (white or transparent) and a blocking state (dark or haze) depending on whether or not voltage is applied, light is directed toward the variable haze liquid crystal cell. The incident was made to measure the total transmittance and haze, and the total transmittance and haze were measured, and the results are shown in Fig. 4 and Tables 1 to 2. The transmission state of the Dye-D/S liquid crystal cell of Preparation Example 1 is a state in which no voltage is applied, and in the blocking state, a 60V voltage is applied. The transmission state of the GHLC cell of Preparation Example 2 is a state in which no voltage is applied, and the cut-off state is a state in which a 15V voltage is applied. The transmission state of the light modulation device of Example 1 was a state in which no voltage was applied to both the Dye D/S liquid crystal cell of Preparation Example 1 and the GHLC cell of Preparation Example 2, and the blocking state was the Dye D/S liquid crystal of Preparation Example 1. A voltage of 60V was applied to the cell, and a voltage of 15V was applied to the GHLC cell of Preparation Example 2. The transmission state of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 is a state in which no voltage is applied to the Dye-D/S liquid crystal cell, and the blocking state is a state in which a voltage of 60V is applied. As a result of the test, Example 1 exhibited a similar variable range of transmittance while having a lower transmittance in the blocked state compared to Comparative Example 1. In addition, compared to Comparative Example 2, Example 1 exhibited similar transmittance in the blocked state, while increasing the variable range.

전체 투과율(%)Total transmittance (%) 제조예 1
(D/S)Manufacturing Example 1
(D/S) 제조예 2Manufacturing Example 2 실시예 1Example 1 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 투과Transmission 72.872.8 56.556.5 41.041.0 52.952.9 22.722.7 차단block 34.034.0 17.717.7 6.26.2 13.413.4 5.85.8 △T△T 38.838.8 38.838.8 34.834.8 39.539.5 17.017.0

헤이즈(%)Haze (%) 제조예 1Manufacturing Example 1 제조예 2Manufacturing Example 2 실시예 1Example 1 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 투과Transmission 1.01.0 0.60.6 1.51.5 1.21.2 1.71.7 차단block 95.495.4 1.21.2 93.993.9 86.086.0 85.885.8 △H△H 94.494.4 0.60.6 92.492.4 84.884.8 84.184.1

100: 제 1 광변조층, 200: 제 2 광변조층, 301: 제 1 전극층, 302: 제 2 전극층, 303: 제 3 전극층, 304: 제 4 전극층, 401: 제 1 기재층, 402: 제 2 기재층, 403: 제 3 기재층, 404: 제 4 기재층, 500: 점착제 또는 접착제100: first light modulation layer, 200: second light modulation layer, 301: first electrode layer, 302: second electrode layer, 303: third electrode layer, 304: fourth electrode layer, 401: first base layer, 402: second 2 base layer, 403: third base layer, 404: fourth base layer, 500: pressure-sensitive adhesive or adhesive

Claims (17)

외부 에너지 인가에 따라, 헤이즈가 상이한 제 1 상태와 제 2 상태의 사이에서 스위칭되고, 상기 제 1 상태는 제 2 상태에 비해 헤이즈가 더 높고, 제 1 상태의 전체 투과율은 40% 이하이며, 제 1 상태와 제 2 상태의 헤이즈의 차이는 50% 이상인 제 1 광변조층 및 외부 에너지 인가에 따라, 전체 투과율이 상이한 제 3 상태와 제 4 상태의 사이에서 스위칭되고, 상기 제 3 상태는 제 4 상태에 비해 전체 투과율이 더 높고, 상기 제 3 상태와 제 4 상태의 전체 투과율의 차이는 20% 이상인 제 2 광변조층을 포함하고, 상기 제 1 광변조층과 제 2 광변조층은 서로 중첩하여 배치되며, 상기 제 1 광변조층은 액정 화합물과 이방성 염료를 포함하고, 상기 제 2 광변조층은 전도도 조절제를 포함하지 않는 광변조 소자.According to the application of external energy, the haze is switched between the first state and the second state with different haze, the first state has a higher haze than the second state, the total transmittance of the first state is 40% or less, and the first state The difference between the haze of the first state and the second state is switched between the third state and the fourth state in which the total transmittance is different according to the application of external energy and the first light modulation layer having 50% or more, and the third state is a fourth state. The total transmittance is higher than that of the state, and the difference between the total transmittance of the third state and the fourth state includes a second optical modulation layer of 20% or more, and the first optical modulation layer and the second optical modulation layer overlap each other. And the first light modulation layer includes a liquid crystal compound and an anisotropic dye, and the second light modulation layer does not contain a conductivity modifier. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 광변조층은 폴리머 네트워크를 더 포함하며, 상기 액정 화합물과 폴리머 네트워크는 상 분리된 상태로 존재하는 광변조 소자. The optical modulation device of claim 1, wherein the first optical modulation layer further comprises a polymer network, and the liquid crystal compound and the polymer network are phase-separated. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 광변조층은 전도도 조절제를 더 포함하고, 상기 전도도 조절제는 이온 불순물, 이온성 액체(ionic liquid), 염(Salt), 반응성 모노머 및 개시제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 광변조 소자. The method of claim 1, wherein the first light modulation layer further comprises a conductivity modifier, and the conductivity modifier is selected from the group consisting of ionic impurities, ionic liquids, salts, reactive monomers, and initiators. Optical modulation device including one or more. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 광변조층의 헤이즈가 높은 제 1 상태에서 상기 액정 화합물은 랜덤 배향 상태로 존재하는 광변조 소자.The optical modulation device of claim 1, wherein in a first state in which the haze of the first light modulation layer is high, the liquid crystal compound is in a random alignment state. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 광변조층의 헤이즈가 낮은 제 2 상태에서 상기 액정 화합물은 수직 배향 상태로 존재하는 광변조 소자.The optical modulation device of claim 1, wherein the liquid crystal compound is in a vertical alignment state in a second state in which the haze of the first light modulation layer is low. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 광변조층는 제 3 상태와 제 4 상태에서 각각 헤이즈가 5% 이하인 광변조 소자The optical modulation device of claim 1, wherein the second optical modulation layer has a haze of 5% or less in the third state and the fourth state, respectively. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 광변조층은 액정 화합물과 이방성 염료를 포함하는 광변조 소자. The optical modulation device of claim 1, wherein the second optical modulation layer comprises a liquid crystal compound and an anisotropic dye. 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 광변조층의 전체 투과율이 높은 제 3 상태에서, 상기 액정 화합물과 이방성 염료는 수직 배향된 상태로 존재하는 광변조 소자.The optical modulation device of claim 8, wherein in a third state in which the total transmittance of the second optical modulation layer is high, the liquid crystal compound and the anisotropic dye are vertically aligned. 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 광변조층의 전체 투과율이 낮은 제 4 상태에서, 상기 액정 화합물과 이방성 염료는 수평 배향 상태 또는 트위스트 배향된 상태로 존재하는 광변조 소자.9. The optical modulation device of claim 8, wherein in a fourth state in which the total transmittance of the second light modulation layer is low, the liquid crystal compound and the anisotropic dye are present in a horizontal alignment state or a twist alignment state. 제 1 항에 있어서, 상기 광변조 소자는 차단 상태와 투과 상태의 사이를 스위칭하며, 차단 상태와 투과 상태의 전체 투과율의 차이는 20% 이상인 광변조 소자.The optical modulation device of claim 1, wherein the optical modulation device switches between a blocking state and a transmission state, and a difference between the total transmittance of the blocking state and the transmission state is 20% or more. 제 1 항에 있어서, 제 1 광변조층이 헤이즈가 높은 제 1 상태로 존재하는 경우, 제 2 광변조층이 전체 투과율이 낮은 제 4 상태로 존재하며, 상기 광변조 소자는 차단 상태를 구현하며 존재하는 광변조 소자.The method of claim 1, wherein when the first light modulation layer is in a first state with high haze, the second light modulation layer is in a fourth state with low total transmittance, and the light modulation device implements a blocking state. Optical modulation devices present. 제 1 항에 있어서, 제 1 광변조층이 헤이즈가 낮은 제 2 상태로 존재하는 경우, 제 2 광변조층이 전체 투과율이 높은 제 3 상태로 존재하며, 상기 광변조 소자는 투과 상태를 구현하는 광변조 소자.The method of claim 1, wherein when the first light modulation layer is in a second state with low haze, the second light modulation layer is in a third state with high total transmittance, and the light modulation device implements a transmission state. Light modulation element. 제 1 항에 있어서, 순차로 배치된 제 1 전극층, 제 2 전극층, 제 3 전극층 및 제 4 전극층을 더 포함하고, 제 1 광변조층은 제 1 전극층과 제 2 전극층 사이에 배치되고, 제 2 광변조층은 제 3 전극층과 제 4 전극층 사이에 배치되는 광변조 소자.The method of claim 1, further comprising a first electrode layer, a second electrode layer, a third electrode layer, and a fourth electrode layer that are sequentially disposed, wherein the first light modulation layer is disposed between the first electrode layer and the second electrode layer, and the second The optical modulation layer is an optical modulation device disposed between the third electrode layer and the fourth electrode layer. 제 14 항에 있어서, 순차로 배치된 제 1 기재층, 제 2 기재층, 제 3 기재층 및 제 4 기재층을 더 포함하고, 제 1 광변조층은 제 1 기재층과 제 2 기재층 사이에 배치되고, 제 2 광변조층은 제 3 기재층과 제 4 기재층 사이에 배치되는 광변조 소자.The method of claim 14, further comprising a first base layer, a second base layer, a third base layer, and a fourth base layer that are sequentially disposed, wherein the first light modulation layer is between the first base layer and the second base layer. And the second light modulation layer is disposed between the third base layer and the fourth base layer. 제 15 항에 있어서, 상기 제 2 기재층과 제 3 기재층은 액정층 반대 측면에서 점착제 또는 접착제를 매개로 부착되어 있는 광변조 소자. The optical modulation device according to claim 15, wherein the second base layer and the third base layer are attached on opposite sides of the liquid crystal layer through a pressure-sensitive adhesive or an adhesive. 제 14 항에 있어서, 순차로 배치된 제 1 기재층, 제 2 기재층 및 제 3 기재층을 더 포함하고, 제 1 전극층은 제 1 기재층의 제 1 광변조층 측면에 배치되고, 제 2 전극층은 제 2 기재층의 제 1 광변조층 측면에 배치되고, 제 3 전극층은 제 2 기재층의 제 2 광변조층 측면에 배치되고, 제 4 전극층은 제 3 기재층의 제 2 광변조층 측면에 배치되는 광변조 소자. The method of claim 14, further comprising a first base layer, a second base layer, and a third base layer that are sequentially disposed, wherein the first electrode layer is disposed on a side of the first light modulation layer of the first base layer, and the second The electrode layer is disposed on the side of the first light modulation layer of the second base layer, the third electrode layer is disposed on the side of the second light modulation layer of the second base layer, and the fourth electrode layer is the second light modulation layer of the third base layer. Optical modulation element disposed on the side.
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