KR20210106264A - A liquid cristal device that can switch between transparent and opaque state - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 투명 상태와 불투명 상태가 전환되는 액정 소자에 관한 것으로, 건축용 유리나 차량용 유리에 적용되고 투과도 가변 스마트 윈도우 및 광 셔터로 활용될 수 있으며, 불투명 시 프로젝션 스크린으로 사용될 수 있는 투명, 불투명 상태 전환이 가능한 액정 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal device in which a transparent state and an opaque state are switched. It can be applied to architectural glass or vehicle glass, can be used as a transmittance variable smart window and optical shutter, and can be used as a projection screen when it is opaque. It relates to a liquid crystal device capable of this.
근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(Display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 여러 가지 다양한 평판 표시 장치가 개발되고 각광받고 있다.In recent years, the display field for processing and displaying a large amount of information has been rapidly developed in accordance with the information age in which society is full-fledged, and various various flat panel display devices have been developed and spotlighted in response to this.
이 같은 평판 표시 장치의 구체적인 예로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display device, LCD), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Panel device, PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device, FED), 전기 발광 표시 장치(Electro Luminescence Display device, ELD), 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diodes, OLED) 등을 들 수 있는데, 이들 평판 표시 장치는 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 보여 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube, CRT)을 빠르게 대체하고 있다.Specific examples of such a flat panel display device include a liquid crystal display device (LCD), a plasma display panel device (PDP), a field emission display device (FED), and an electroluminescence display device. (Electro Luminescence Display device, ELD), Organic Light Emitting Diodes (OLED), etc. are mentioned. These flat panel display devices show excellent performance of thinness, light weight, and low power consumption. CRT) is rapidly being replaced.
한편, 최근에는 특성상 사용자가 평판 표시 장치를 투과해 반대편에 위치한 사물 또는 이미지를 볼 수 있는 투명 표시 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Meanwhile, recently, research on a transparent display device that allows a user to see an object or image located on the opposite side through the flat panel display device has been actively conducted due to its characteristics.
투명 표시 장치에는 투명, 불투명 상태가 전환되는 상태 전환 액정 소자 기술이 연구되고 있으며, 투명, 불투명 상태가 전환되는 액정 소자 기술로는 고분자 분산형 액정(Poly Dispersed Liquid Crystal, PDLC: 이하 "PDLC"라 칭함), 고분자 네트워크 액정(Poly Network Liquid Crystal, PNLC: 이하 "PNLC"라 칭함) 기술이 있다.For transparent display devices, a state conversion liquid crystal device technology that switches between transparent and opaque states is being researched. Poly Dispersed Liquid Crystal (PDLC: hereinafter referred to as “PDLC”) as a liquid crystal device technology that switches between transparent and opaque states. referred to), and polymer network liquid crystal (Poly Network Liquid Crystal, PNLC: hereinafter referred to as "PNLC") technology.
이러한 상태 전환 액정 소자는 고분자 네트워크 액정을 액정 층에 사용하고 액정에 의한 빛의 투과와 빛의 산란 강도를 제어하여 별도의 편광판이 필요 하지 않은 백색 표시를 행하는 특징을 가지고 있다.This state-converted liquid crystal device uses a polymer network liquid crystal for the liquid crystal layer and controls the light transmission and light scattering intensity by the liquid crystal to perform white display that does not require a separate polarizing plate.
한편, PDLC는 고분자 매트릭스 내에 액정 방울이 분산되어 있는 구조로, 액정의 단축 방향 굴절률이 고분자의 굴절률과 같도록 설계하면 전압 인가 시 액정이 전계 방향으로 정렬되어 투명 상태가 되며, 전압을 끄면 액정의 굴절률과 고분자의굴절률이 다르게 되어 액정 방울과 고분자의 경계면에서 난반사가 일어나 빛을 산란 시킴으로써 불투명한 상태가 된다. 이러한 PDLC는 스마트 윈도우 및 광 셔터로 많이 이용되고 있으며, 불투명한 상태보다 투명한 상태로 오래 지속 되기 때문에 투명한 상태를 유지하기 위해 전압을 인가하는 시간이 많아져 소비 전력이 큰 단점을 가지고 있다.On the other hand, PDLC is a structure in which liquid crystal droplets are dispersed in a polymer matrix. If the refractive index in the uniaxial direction of the liquid crystal is designed to be the same as that of the polymer, the liquid crystal is aligned in the electric field direction when a voltage is applied and becomes transparent. When the voltage is turned off, the refractive index of the liquid crystal The refractive indices of the polymer and the polymer are different, so that diffuse reflection occurs at the interface between the liquid crystal drop and the polymer and scatters the light, resulting in an opaque state. These PDLCs are widely used as smart windows and optical shutters, and since they last longer in a transparent state than in an opaque state, the time required to apply a voltage to maintain the transparent state increases, and thus, power consumption is large.
PNLC는 전압이 인가되지 않을 때는 투명, 인가될 때에는 불투명한 상태가 되는 전기적 광학 특성을 가지고 있다. 이러한 PNLC는 PDLC보다 소비 전력이 낮은 장점을 가지고 있으나, 상대적으로 PDLC보다 산란 특성이 떨어지는 단점을 가지고 있다.PNLC has the electrical and optical properties of being transparent when no voltage is applied and opaque when voltage is applied. Such PNLC has an advantage of lower power consumption than PDLC, but has a disadvantage in that scattering characteristics are relatively lower than that of PDLC.
따라서, 상태 전환 액정 소자는 투명 상태에서의 투과율이 최대한 높고, 불 투명한 상태에서는 산란이 최대한 크며, 불투명 상태를 유지하기 위해 인가되는 전압이 낮을 것이 요구되고 있는 실정이다.Therefore, the state conversion liquid crystal device is required to have the highest transmittance in the transparent state, the maximum scattering in the non-transparent state, and the low voltage applied to maintain the opaque state.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상태 전환 액정 소자는 투명 상태에서의 투과율이 최대한 높고, 불투명한 상태에서는 산란이 최대한 크며, 불투명 상태를 유지하기 위해 인가되는 전압을 낮출 수 있는 상태 전환 액정 소자를 제공하는데 목적이 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art described above, the state conversion liquid crystal element has the highest transmittance in the transparent state, the maximum scattering in the opaque state, and the voltage applied to maintain the opaque state can be lowered. An object of the present invention is to provide a state-switched liquid crystal device.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 소자는 대향되어 가장자리가 합착된 제1 기판 및 제2 기판, 제1 기판 및 제2 기판 내부에 각각 형성된 제1 전극 및 제2 전극, 제1 전극 및 제2 전극 사이에 형성되고 고분자 분산형 액정 재료로 이루어진 액정층, 및 액정층과 합착하여 위치하고 수직으로 배향처리가된 수직 배향막을 포함하며, 수직 배향막과 대향되어 위치하고 액정층과 합착하며, 수평으로 배향 처리가 된 평 배향막을 포함하여 이루어진다.The liquid crystal device according to an embodiment of the present invention includes a first substrate and a second substrate having opposite edges, and a first electrode and a second electrode, a first electrode and a second electrode respectively formed inside the first substrate and the second substrate. It includes a liquid crystal layer formed between the electrodes and made of a polymer dispersed liquid crystal material, and a vertical alignment film positioned and vertically aligned with the liquid crystal layer, positioned opposite the vertical alignment layer and bonded to the liquid crystal layer, and horizontally aligned and a planar alignment film.
본 발명의 일 실시예에 따르면 수평 배향막은 동심원 구조로 액정 배향 처리가 될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 수평 배향막은 방사형 구조로 액정 배향 처리가 될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the horizontal alignment layer may be a liquid crystal alignment treatment in a concentric circle structure. In addition, according to an embodiment of the present invention, the horizontal alignment layer may be a liquid crystal alignment treatment in a radial structure.
본 발명의 일 실시예에 따르면 제1 기판은 투광성 유리 또는 유연성 고분자 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 제2 기판은 플라스틱 또는 유연성 고분자 재질로 이루어질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first substrate may be made of a light-transmitting glass or a flexible polymer material. In addition, according to an embodiment of the present invention, the second substrate may be made of plastic or a flexible polymer material.
본 발명의 일 실시예에 따르면 제1 기판 및 제2 기판 사이로 상기 액정 재료가 흐르지 않도록 하기 위한 씨일제를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a sealing agent for preventing the liquid crystal material from flowing between the first substrate and the second substrate may be further included.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 상태 전환 액정 소자는 투명 상태에서의 투과율이 최대한 높고, 불투명한 상태에서는 산란이 최대한 크며, 불투명 상태를 유지하기 위해 인가되는 전압을 낮출 수 있게 된다.According to an embodiment of the present invention, the state conversion liquid crystal device of the present invention has the highest transmittance in the transparent state, the maximum scattering in the opaque state, and the voltage applied to maintain the opaque state can be lowered.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명, 불투명 상태 전환 액정 소자를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2의 (a) 내지 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 대칭적으로 수평 배향된 액정 분자의 모식도를 나타낸 도면이다.
도 3의 (a) 내지 (b)은 본 발명에 따른 투명 불투명 상태 전환 액정 소자로 전압을 인가했을 때와 인가하지 않았을 때의 액정 소자의 단면 상태를 도시한 도면이다.
도 4의 (a) 내지 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따르면 액정과 폴리머를 수평 상태로 배향처리하여 전압을 인가했을 때와 인가하지 않았을 때의 모습을 나타낸 도면이다.
도 5의 (a) 내지 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따르면 액정과 폴리머를 수직 상태로 배향처리하여 전압을 인가했을 때와 인가하지 않았을 때의 모습을 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing a transparent and opaque state conversion liquid crystal device according to an embodiment of the present invention.
2 (a) to (b) are diagrams showing schematic diagrams of symmetrically horizontally aligned liquid crystal molecules according to an embodiment of the present invention.
3 (a) to (b) are views showing the cross-sectional state of the liquid crystal element when voltage is applied and when not applied to the transparent opaque state conversion liquid crystal element according to the present invention.
4 (a) to (b) are views showing the state when voltage is applied and when no voltage is applied by aligning the liquid crystal and the polymer in a horizontal state according to an embodiment of the present invention.
5 (a) to (b) are diagrams showing a state when a voltage is applied and when a voltage is not applied by aligning the liquid crystal and the polymer in a vertical state according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 출원의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 여러 층(또는 막) 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 상기층(또는 막) 및 영역들의 폭이나 두께를 다소 확대하여 나타내었다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 요소가 다른 요소 또는 기판 위에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 또는 기판 위에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 또한, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 출원의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그리고, 복수의 도면들 상의 동일 부호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present application will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the technology disclosed in the present application is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. However, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be thorough and complete and the spirit of the present application may be sufficiently conveyed to those skilled in the art. In the drawings, in order to clearly express the various layers (or films) and regions, the widths or thicknesses of the layers (or films) and regions are slightly enlarged. In the description of the drawings as a whole, it has been described from an observer's point of view, and when an element is referred to as being positioned on another element or substrate, this means that the element may be positioned directly on another element or substrate, or an additional element may be interposed between those elements. includes all meanings. In addition, those skilled in the art will be able to implement the idea of the present application in various other forms without departing from the technical spirit of the present application. And, like reference numerals on a plurality of drawings refer to substantially the same elements.
투명, 불투명 상태 전환 액정 소자Transparent and opaque state transition liquid crystal element
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명, 불투명 상태 전환 액정 소자를 개략적으로 나타내는 도면이다. 1 is a view schematically showing a transparent and opaque state conversion liquid crystal device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명, 불투명 상태 전환이 가능한 액정 소자는 제1 기판(110), 제1 전극(130), 수직 배향막(150), 액정층(170), 수평 배향막(160), 제2 전극(140) 및 제2 기판(120)을 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 1 , a liquid crystal device capable of switching between transparent and opaque states according to an embodiment of the present invention includes a
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이에는 전기적 신호를 공급하는 제1 전극(130) 및 제2 전극(140)이 위치하고, 두 전극 사이에는 액정층(170)이 구비되어 전기적 신호에 따라 그 액정의 배열이 바뀌도록 이루어져 있다. 또한, 제1 전극(130) 및 제2 전극(140) 사이에는 액정층(170)의 초기 배열을 결정하기 위한 수직 배향막(150) 및 수평 배향막(160)을 더 포함하여 이루어진다.First, the
한편, 제1 기판(110)은 투광성 유리 또는 유연성 고분자 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 유연성 고분자는 폴리이미드, 폴리에스테르설폰, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리스타이렌 등일 수 있다. 또한, 제1 기판(110)은 실시하기에 따라 1000 um 내지 7000 um 두께의 유리 기판 또는 50 um 내지 1000um 두께의 유연성 고분자 기판일 수 있다. 제1 기판(110)은 외부로부터 입사되는 광과 반사층으로부터 반사된 광을 투과시키는 역할을 수행한다.Meanwhile, the
또한, 제2 기판(120)은 플라스틱 또는 유연성 고분자 재질로 이루어질 수 있다. 여기서 유연성 고분자 재질은 제1 기판(110)과 마찬가지로 폴리이미드, 폴리에스테르설폰, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리스타이렌 등일 수 있다.In addition, the
씨일제(180)는 제1 기판(110) 또는 제2 기판(120)의 가장자리에 접착제 역할을 하는 것으로 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)을 대향 합착시킬 수 있는 역할을 수행한다.The
제1 전극(130) 및 제2 전극(140)은 투명한 전도성 물질로 이루어지며, 반사된 광을 투과시키는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 제1 전극(130) 및 제2 전극(140)은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO) 또는 인듐 아연 산화물 (indium zinc oxide, IZO) 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 실시하기에 따라 제1 전극(130) 및 제2 전극(140)은 10 내지 200 nm의 두께로 형성될 수 있으며, 투명한 전도성 물질을 증착한 후, 포토식각기술을 이용하여 패터닝함으로써 형성될 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 액정층(170)은 고분자 액정 재료로 이루어 지는데, 액정 재료로 사용되는 고분자는 폴리스타이렌(Poly Styrene), 폴레에틸렌(Poly Ethylene), 폴리우레탄(Poly Urethane), 폴리염화비닐(Poly chloride Vinyl), 폴리메틸메타아크릴레이트(Poly Methyl Methane Acrylate), 폴리카보네이트 에폭시수지(Poly Carbonate Epoxy Resin), 폴리비닐아크릴레이트(Poly Vinyl Acrylate) 등의 투명한 고분자는 대부분 사용한다다. 또한, 전기장 방향으로 액정이 정렬되는데 수직방향으로 배향처리가된 수직 배향막(150)과 수평 방향으로 배향 처리가된 수평 배향막(160)에 의해 투명 및 불투명한 상태가 전환될 수 있다. 또한, 고분자를 발포시켜 속이 비어 있는 폴리머 볼을 제작할 수 있는데 고분자를 발표시키는 방법에는 기계적인 교반을 이용하는 방법, 반응 생성가스를 이용하는 방법, 발포제를 사용하는 방법, 스프레이에 의한 방법 등이 있다. The
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 배향막(150)은 액정층(170)과 합착하여 위치하고 액정을 제1 기판(110) 또는 제2 기판(120)에 대하여 수직하게 배치시키는 성질을 갖는 것으로서, 이와 같은 성질을 갖는 재료라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 대표적으로는 폴리이미드(polyimide), 레시틴(lecithin) 또는 SiOx 등이 사용될 수 있다.On the other hand, the
수평 배향막(160)은 액정을 제1 기판(110) 또는 제2 기판(120)에 대하여 수평하게 배치시키는 성질을 갖는 것으로서, 이와 같은 성질을 갖는 재료라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 대표적으로는 폴리이미드(polyimide), 폴리스티렌(polystyrene), 나일론(nylon) 또는 광 배향제 등이 사용될 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 수직 배향막(150) 및 수평 배향막(160)의 경우 액정과 접하도록 배치되고, 수직 배향막(150)이 제1 기판(110)과 인접하게 위치할 수 있고 제2 기판과도 인접하게 위치할 수 있다. 또한, 수평 배향막(160)은 제1 기판(110)과 인접하게 위치할 수 있고, 제2 기판(120)과도 인접하게 위치할 수 있다. 다시 말해, 수직 배향막(150)이 상판에 위치할 수도 있으며, 하판에 위치할 수 있고, 수평 배향막(160)이 상판에 위치할 수도 있고 하판에 위치할 수도 있다. 또한, 수직 배향막(150) 및 수평 배향막(160)의 위치는 특별히 제한되는 것은 아니나 한쪽은 수직 배향막(150) 다른 한쪽은 수평 배향막(160)으로 형성하는 것이 바람직하다.In the case of the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 방향으로 배향된 액정 분자의 모식도를 나타낸 도면이다. 도 2의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 방향의 동심원 구조인 액정 배향 처리가된 액정셀을 나타낸 도면이며, 도 2의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 방향의 방사형 구조인 액정 배향 처리가된 액정셀을 나타낸 도면이다.2 is a view showing a schematic diagram of liquid crystal molecules aligned in a horizontal direction according to an embodiment of the present invention. Figure 2 (a) is a view showing a liquid crystal alignment treatment that is a concentric structure in the horizontal direction according to an embodiment of the present invention, Figure 2 (b) is a horizontal direction according to an embodiment of the present invention It is a view showing a liquid crystal cell with a liquid crystal alignment treatment, which is a radial structure of
도 2의 (a)를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 배향막(160)은 복수개의 폴리머 볼이 분산되어 동심원 형태로 제작될 수 있다. 또한, 도 2의 (b)를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 배향막(160)은 복수개의 폴리머 볼이 분산되어 방사상 형태로 제작 될 수 있다. 이러한 형태는 평면 내에서 대칭으로 하여 액정 도메인 내에 액정 분자가 눕는 방향이 보다 랜덤하게 됨으로써 산란 효과를 증대시키는 효과를 가지고 있다. 또한, 이러한 방법은 구동 전압을 저감시키는 효과를 가지고 있는데 수직 배향 액정셀의 경우보다 상판과 하판이 한쪽은 수직 다른 한쪽은 수평 방향으로 배향되어 있어서 전압 인가 시 수평 배향된 액정이 다른 액정들을 수평으로 회전시키는 상호 작용이 있기 때문이다.Referring to FIG. 2A , the
한편, 액정 분자를 동심원 또는 방사상 모양의 형태로 배향시키는 방법은 광배향법으로 구현이 가능하다. 여기서, 광배향법은 편광 UV에 의해 고분자 사실이 일정한 방향으로 정렬되는 광배향막을 사용하는 방법으로 평광 UV를 조사하면 위치 별로 액정 분자의 배향 방향을 원하는 대로 제어할 수 있게 된다. 또한, 수직 배향막(150) 또는 수평 배향막(160)은 러빙 처리를 거친 후 사용될 수 있으며, 이를 통해 액정의 배향을 조절할 수 있다. 다만, 러빙 처리를 반드시 거쳐야 하는 것은 아니며, 광배향, 나노 그루브 패터닝(nano groove patterning) 등과 같은 다른 배향 방법을 이용할 수도 있다.On the other hand, a method of aligning liquid crystal molecules in a concentric circle or a radial shape can be implemented by a photo-alignment method. Here, the photo-alignment method is a method of using a photo-alignment film in which polymer facts are aligned in a certain direction by polarized UV, and when polarized UV is irradiated, the alignment direction of liquid crystal molecules can be controlled as desired for each position. In addition, the
도 3의 (a) 내지 (b)은 본 발명에 따른 투명 불투명 상태 전환 액정 소자로 전압을 인가했을 때와 인가하지 않았을 때의 액정 소자의 단면 상태를 도시한 도면이다. 3 (a) to (b) is a view showing a cross-sectional state of the liquid crystal element when the voltage is applied and not applied to the transparent opaque state conversion liquid crystal element according to the present invention.
도 3의 (a)는 본 발명에 따른 투명 불투명 상태 전환 액정 소자에 전압을 인가하지 않았을 경우 액정의 상태를 도시한 도면이다.Figure 3 (a) is a view showing the state of the liquid crystal when no voltage is applied to the transparent opaque state conversion liquid crystal device according to the present invention.
도 3의 (a)를 참고하면, 전압을 인가하지 않았을 때 액정은 수직하거나 수평한 상태로 배향되도록 액정셀의 배향 처리를 한다. 이때, 고분자 네트워크가 액정 분자의 회전에 영향을 미치므로, 최대한 산란을 극대화하기 위해 평균 배열 상태를 최대한 랜덤하게 하는 것이 바람직하다.Referring to (a) of FIG. 3 , when no voltage is applied, the liquid crystal cell is aligned so that the liquid crystal is aligned in a vertical or horizontal state. At this time, since the polymer network affects the rotation of liquid crystal molecules, it is preferable to make the average arrangement state as random as possible in order to maximize scattering.
한편, 도 3의 (b)는 본 발명에 따른 투명 불투명 상태 전환 액정 소자에 전압을 인가했을 경우 액정의 상태를 도시한 도면이다. On the other hand, Figure 3 (b) is a view showing the state of the liquid crystal when a voltage is applied to the transparent opaque state conversion liquid crystal device according to the present invention.
도 3의 (b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 불투명 상태 전환 액정 소자에 전압을 인가하게 되면 수평 배향된 액정이 다른 액정들에 의해 회전할 수 있게 된다. 또한, 수직 배향된 액정이 다른 액정들에 의해 회전할 수 있게 된다.Referring to FIG. 3B , when a voltage is applied to the transparent opaque state conversion liquid crystal device according to an embodiment of the present invention, the horizontally aligned liquid crystal can be rotated by other liquid crystals. Also, the vertically aligned liquid crystal can be rotated by other liquid crystals.
한편, 액정의 액체 결정에서 형성된 고분자 네트워크는 비등방성이고 액체 결정의 방향에 영향을 미칠 수 있다. 또한, 액정을 섬유질의 방향으로 정렬하려고 하는 특징을 가지고 있다.On the other hand, the polymer network formed in the liquid crystal of the liquid crystal is anisotropic and may affect the orientation of the liquid crystal. In addition, it has the characteristic of trying to align the liquid crystal in the direction of the fibers.
도 4의 (a) 내지 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따르면 액정과 폴리머를 수평 상태로 배향처리하여 전압을 인가했을 때와 인가하지 않았을 때의 모습을 나타낸 도면이다.4 (a) to (b) are diagrams showing a state when a voltage is applied and when a voltage is not applied by aligning the liquid crystal and the polymer in a horizontal state according to an embodiment of the present invention.
도 4의 (a)는 셀 전체에 전압을 인가하지 않았을 경우 액정 및 폴리머 네트워크 구조를 나타낸 것이다. 도 4의 (a)를 참고하면, 셀 전체에 적용되는 전압이 없을 경우 액정 및 폴리머 네트워크는 x방향으로 균일하게 정렬된다. 빛이 물질을 통과할 때 액정 및 폴리머 영역에서 동일한 굴절률과 마주치게 되며, 산란 없이 물질을 통과하게 된다.Figure 4 (a) shows the structure of the liquid crystal and polymer network when no voltage is applied to the entire cell. Referring to (a) of FIG. 4 , when there is no voltage applied to the entire cell, the liquid crystal and the polymer network are uniformly aligned in the x direction. When light passes through the material, it encounters the same refractive index in the liquid crystal and polymer regions, and passes through the material without scattering.
도 4의 (b)는 셀 전체에 전압을 인가했을 경우 액정 및 폴리머 네트워크 구조를 나타낸 것이다. 도 4의 (b)를 참고하면, 전압을 인가하게 되면, 전지를 가로질러 인가되는 전압으로 인해 액정이 정렬되며, 폴리머 네트워크는 액정을 x방향으로 유지하려고 하는 특징을 가지고 있다.Figure 4 (b) shows the structure of the liquid crystal and polymer network when a voltage is applied to the entire cell. Referring to (b) of FIG. 4 , when a voltage is applied, the liquid crystal is aligned due to the voltage applied across the battery, and the polymer network has a characteristic of trying to maintain the liquid crystal in the x direction.
도 5의 (a) 내지 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따르면 액정과 폴리머를 수직 상태로 배향처리하여 전압을 인가했을 때와 인가하지 않았을 때의 모습을 나타낸 도면이다.5 (a) to (b) are views showing the state when the voltage is applied and when no voltage is applied by aligning the liquid crystal and the polymer in a vertical state according to an embodiment of the present invention.
도 5의 (a) 내지 (b)를 참조하면, 액정과 폴리머를 수직 상태로 정렬시키고 전기장이 적용될 때 액정 분자는 음의 유전성 무등방성 때문에 필드 방향에서 멀리 기울어 진다. 도 5의 (b)와 같이, 액정 분자가 기울면 어떤 영역에서는 x방향으로 기울어어 지지만 다른 영역에서는 y방향으로 기울어 진다. 따라서, x방향과 y방향으로 편광된 빛은 산란될 수 있다.Referring to (a) to (b) of FIG. 5 , when liquid crystal and polymer are aligned in a vertical state and an electric field is applied, the liquid crystal molecules are tilted away from the field direction due to negative dielectric anisotropy. As shown in (b) of FIG. 5 , when the liquid crystal molecules are tilted, they are tilted in the x-direction in some regions, but in the y-direction in other regions. Accordingly, light polarized in the x-direction and the y-direction may be scattered.
이와 같이, 중합체 네트워크는 기존 액정 장치의 구동 전압와 응답 시간의 성능을 향상시키는 효과를 가져올 수 있으며, 구동 전압을 저감시키는 효과를 가져올 수 있게 된다. In this way, the polymer network can bring about the effect of improving the performance of the driving voltage and response time of the existing liquid crystal device, and can bring about the effect of reducing the driving voltage.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. You will understand that it can be Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.
10: 액정소자
110: 제1 기판
120: 제2 기판
130: 제1 전극
140: 제2 전극
150: 수직 배향막
160: 수평 배향막
170: 액정층
180: 씨일제10: liquid crystal element
110: first substrate
120: second substrate
130: first electrode
140: second electrode
150: vertical alignment layer
160: horizontal alignment layer
170: liquid crystal layer
180: seal
Claims (6)
대향되어 가장자리가 합착된 제1 기판 및 제2 기판,
상기 제1 기판 및 제2 기판 내부에 각각 형성된 제1 전극 및 제2 전극,
상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 형성되고 고분자 분산형 액정 재료로 이루어진 액정층, 및
상기 액정층과 합착하여 위치하고 수직으로 배향처리가된 수직 배향막을 포함하며,
상기 수직 배향막과 대향되어 위치하고 액정층과 합착하며, 수평으로 배향 처리가 된 수평 배향막을 포함하여 이루어진, 투명 불투명 상태 전환 액정 소자.In the liquid crystal device,
A first substrate and a second substrate having opposite edges bonded to each other;
first and second electrodes respectively formed in the first and second substrates;
A liquid crystal layer formed between the first electrode and the second electrode and made of a polymer dispersed liquid crystal material, and
It includes a vertical alignment film positioned by bonding with the liquid crystal layer and subjected to vertical alignment treatment,
A transparent opaque state conversion liquid crystal device, which is positioned opposite to the vertical alignment layer and adheres to the liquid crystal layer, and includes a horizontal alignment layer that is horizontally aligned.
상기 수평 배향막은 동심원 구조로 액정 배향 처리가 된 투명 불투명 상태 전환 액정 소자. According to claim 1,
The horizontal alignment layer is a transparent opaque state conversion liquid crystal device in which the liquid crystal alignment process is performed in a concentric circle structure.
상기 수평 배향막은 방사형 구조로 액정 배향 처리가 된 투명 불투명 상태 전환 액정 소자. According to claim 1,
The horizontal alignment layer is a transparent opaque state conversion liquid crystal device in which liquid crystal alignment treatment is performed in a radial structure.
상기 제1 기판은 투광성 유리 또는 유연성 고분자 재질로 이루어지는 투명 불투명 상태 전환 액정 소자. According to claim 1,
The first substrate is a transparent opaque state conversion liquid crystal device made of a translucent glass or a flexible polymer material.
상기 제2 기판은 플라스틱 또는 유연성 고분자 재질로 이루어지는 투명 불투명 상태 전환 액정 소자.According to claim 1,
The second substrate is a transparent opaque state conversion liquid crystal device made of a plastic or flexible polymer material.
상기 제1 기판 및 제2 기판 사이로 상기 액정 재료가 흐르지 않도록 하기 위한 씨일제를 더 포함하는 투명 불투명 상태 전환 액정 소자.According to claim 1,
Transparent opaque state conversion liquid crystal device further comprising a sealing agent for preventing the liquid crystal material from flowing between the first substrate and the second substrate.
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