WO2016159672A1 - Liquid crystal device - Google Patents

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WO2016159672A1
WO2016159672A1 PCT/KR2016/003306 KR2016003306W WO2016159672A1 WO 2016159672 A1 WO2016159672 A1 WO 2016159672A1 KR 2016003306 W KR2016003306 W KR 2016003306W WO 2016159672 A1 WO2016159672 A1 WO 2016159672A1
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liquid crystal
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voltage
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PCT/KR2016/003306
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임은정
민성준
유정선
김정운
김진홍
오동현
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주식회사 엘지화학
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    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering

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Abstract

The present application relates to a liquid crystal device and the like. The liquid crystal device of the present application can implement a transparent white state, a transparent black state, and a scattering state according to the frequency and/or the amount of voltage to be applied. The liquid crystal device, for example, can be applied to uses of a vehicle window, a smart window, a window protection film, a display device, a display shielding plate, a 3D image display active retarder, or a viewing angle-adjusting film, or the like.

Description

액정 소자Liquid crystal elements
본 출원은 2015년 3월 31일자 제출된 대한민국 특허출원 제10-2015-0045015호 및 2016년 3월 30일자 제출된 대한민국 특허출원 제10-2016-0038645호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 대한민국 특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다. This application claims the benefit of priority based on Korean Patent Application No. 10-2015-0045015, filed March 31, 2015 and Korean Patent Application No. 10-2016-0038645, filed March 30, 2016. All contents disclosed in the documents of the Korean patent application are included as part of the present specification.
본 출원은, 액정 소자 및 그 용도에 관한 것이다.The present application relates to a liquid crystal element and its use.
액정 소자는 전압의 인가와 같은 외부 신호를 통해 액정의 배향을 스위칭시켜 광의 투과도를 조절할 수 있어서, 투과율 가변 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 control the transmittance of light by switching the alignment of the liquid crystal through an external signal such as application of a voltage, and thus can be used as a variable transmittance device. The liquid crystal device may be applied to display devices of various information devices as well as various light blocking products such as light blocking plates for organic light emitting diodes (OLEDs) or automotive and smart windows.
액정 소자의 차광 또는 투광 기작은, 투명 화이트, 투명 블랙 또는 산란 상태 등으로 분류될 수 있고, 일반적인 액정소자는 투명 화이트 및 투명 블랙 상태의 사이를 스위칭하거나, 투명 화이트 및 산란 상태의 사이를 스위칭하는 이상(double state) 소자이다. 상기에서 투명 화이트 상태는, 광의 직진광 투과율이 높고, 헤이즈가 낮은 상태이고, 투명 블랙 상태는 광의 직진광 투과율은 낮고, 헤이즈도 낮은 상태이며, 산란 상태는 광의 직진광 투과율은 낮고, 헤이즈는 높은 상태를 의미할 수 있다. The light shielding or light-transmitting mechanism of the liquid crystal device may be classified into a transparent white, a transparent black or a scattering state, and the like, and a general liquid crystal device may switch between the transparent white and the transparent black states, or switch between the transparent white and the scattering states. It is a double state device. In the above, the transparent white state has a high linearity of light transmittance and a low haze, and the transparent black state has a low linearity of light transmittance and a low haze, and the scattering state has a low linearity light transmittance and a high haze. It can mean a state.
디스플레이 장치 등에 적용되는 액정소자는 통상 투명 화이트 및 투명 블랙 상태의 사이를 스위칭하고, 투명 화이트 및 산란 상태의 사이를 스위칭하는 소자로는, 예를 들면, 특허문헌 1 등에 기재된 바와 같은 소위 PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)가 있다.A liquid crystal element applied to a display device or the like is a device for switching between transparent white and transparent black states, and switching between transparent white and scattering states, for example, so-called PDLC (Polymer) as described in Patent Document 1 or the like. Dispersed Liquid Crystal).
<선행기술문헌><Preceding technical literature>
<특허문헌><Patent Documents>
특허문헌 1: 대한민국 공개특허공보 제2014-0077861호Patent Document 1: Republic of Korea Patent Publication No. 2014-0077861
본 출원은, 액정 소자 및 그 용도를 제공한다.The present application provides a liquid crystal device and its use.
본 출원은, 트리플상(triple state) 액정 소자에 대한 것이다. 본 출원에서 용어 트리플상 액정 소자는, 투명 화이트 상태, 투명 블랙 상태 및 산란 상태를 모두 구현할 수 있고, 상기 세 종류의 상태의 사이에서 상호 스위칭이 가능한 소자를 의미할 수 있다.The present application relates to a triple state liquid crystal device. In the present application, the term triple phase liquid crystal device may implement a transparent white state, a transparent black state, and a scattering state, and may refer to a device capable of mutual switching between the three types of states.
본 출원에서 용어 투명 화이트 상태는, 액정 소자 또는 액정층의 직진광 투과율이 25% 이상이고, 헤이즈가 5% 이하인 상태를 의미하고, 이는 제 1 상태로 호칭될 수 있다. 또한, 용어 투명 블랙 상태는, 직진광 투과율이 15% 이하이고, 헤이즈가 5% 이하인 상태를 의미할 수 있고, 이는 제 2 상태로 호칭될 수 있다. 용어 산란 상태는, 직진광 투과율이 10% 이하이고, 헤이즈가 80% 이상인 상태를 의미할 수 있고, 이는 제 3 상태로 호칭될 수 있다.In the present application, the term transparent white state means a state in which the linear light transmittance of the liquid crystal element or the liquid crystal layer is 25% or more and the haze is 5% or less, which may be referred to as a first state. In addition, the term transparent black state may mean a state in which the linear light transmittance is 15% or less and the haze is 5% or less, which may be referred to as a second state. The term scattering state may mean a state in which the linear light transmittance is 10% or less and the haze is 80% or more, which may be referred to as a third state.
상기에서 제 1 상태는 직진광 투과율이 40% 이상, 45% 이상, 50% 이상, 55% 이상, 60% 이상, 65% 이상, 70% 이상, 75% 이상, 80% 이상, 85% 이상 또는 90% 이상이고, 헤이즈가 3% 이하, 2.5% 이하, 2% 이하, 1.5% 이하 또는 1% 이하일 수 있으며, 제 2 상태는 직진광 투과율이 20% 이하, 15% 이하, 10% 이하 또는 5% 이하이고, 헤이즈가 3% 이하, 2.5% 이하, 2% 이하, 1.5% 이하 또는 1% 이하일 수 있으며, 제 3 상태는 직진광 투과율이 5% 이하이고, 헤이즈가 90% 이상 또는 95% 이상일 수 있다. In the first state, the linear light transmittance is 40% or more, 45% or more, 50% or more, 55% or more, 60% or more, 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or more 90% or more, haze of 3% or less, 2.5% or less, 2% or less, 1.5% or less, or 1% or less, and the second state has a linear light transmittance of 20% or less, 15% or less, 10% or less, or 5 % Or less, haze of 3% or less, 2.5% or less, 2% or less, 1.5% or less, or 1% or less, and in the third state, linear light transmittance is 5% or less, and haze is 90% or more or 95% or more. Can be.
본 출원에서 투과율, 직진광 투과율 및 헤이즈은 ASTM D1003 규격에 따라서 측정한 수치이다.In the present application, the transmittance, the linear light transmittance, and the haze are numerical values measured according to the ASTM D1003 standard.
본 출원의 액정 소자는 액정층을 포함한다. 용어 액정층은 적어도 액정 화합물을 포함하는 층을 의미할 수 있다. The liquid crystal device of the present application includes a liquid crystal layer. The term liquid crystal layer may mean a layer comprising at least a liquid crystal compound.
본 출원의 액정층은 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 상기 제 1 내지 제 3 상태를 모두 구현하면서, 상기 세 가지 상태 중 어느 한 상태에서 다른 상태로 스위칭이 가능한 것을 확인하였다. 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 liquid crystal layer of the present application may have a horizontal conductivity of 1.0 × 10 −4 μS / cm or more. When the liquid crystal layer is adjusted to show the horizontal conductivity in this range, the liquid crystal layer implements all of the first to third states according to the magnitude and frequency of the applied voltage, and changes from one of the three states to another. It was confirmed that switching was possible. The horizontal conductivity of the liquid crystal layer is, in another example, 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 , 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 Can be. In another example, 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 Or less than −3 μS / cm, 5.0 × 10 −3 μS / cm, 3.0 × 10 −3 μS / cm or less, or 2.5 × 10 −3 μS / cm or less.
본 출원에서 용어 수평 전도도는, 상기 액정층에 전압을 인가하면서 측정한 전도도로서, 상기 액정층의 광축과 상기 인가 전압에 의한 전기장의 방향이 실질적으로 수평하도록 전압을 인가한 상태에서 상기 전기장의 방향을 따라 측정한 값일 수 있다. 상기에서 인가되는 전압의 측정 주파수는 60 Hz이고, 측정 전압은 0.5V일 수 있다.In the present application, the term horizontal conductivity is conductivity measured while applying a voltage to the liquid crystal layer, and the direction of the electric field in a state where a voltage is applied so that the direction of the electric field due to the optical axis of the liquid crystal layer and the applied voltage is substantially horizontal. It may be measured according to. The measurement frequency of the voltage applied above is 60 Hz, the measurement voltage may be 0.5V.
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.Meanwhile, vertical conductivity, which will be described later, is a conductivity measured while applying a voltage to the liquid crystal layer, and the voltage of the electric field is applied in a state in which a voltage is applied so that the direction of the electric field due to the optical axis of the liquid crystal layer and the applied voltage is substantially perpendicular. It may be a value measured along the direction. The measurement frequency of the voltage applied above is 60 Hz, 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 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 a long axis direction in a state in which the liquid crystal compounds included in the liquid crystal layer are aligned. For example, when the liquid crystal compounds in the liquid crystal layer are vertically aligned in parallel with the thickness direction of the liquid crystal layer, the horizontal conductivity may be determined by applying a voltage to form an electric field along the thickness direction of the liquid crystal layer. It may be the conductivity measured along the thickness direction. Further, when the liquid crystal compound in the liquid crystal layer has a rod shape and the liquid crystal compounds are horizontally aligned in the liquid crystal layer, the vertical conductivity may be applied while applying a voltage to form an electric field in the thickness direction of the liquid crystal layer. 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, the vertical or horizontal conductivity in the present application, as described above, the measurement frequency of the voltage applied to the liquid crystal layer is 60 Hz, the voltage is 0.5V in each of the above methods Accordingly, the conductivity measured at room temperature may be a value converted to a numerical value represented by an area of 1 cm 2 (width: 1 cm, length: 1 cm) and having a thickness of 1 cm.
후술하는 실시예에서는 면적이 9cm2(가로: 3cm, 세로: 3cm)고, 두께가 15㎛인 액정층에 대하여 측정한 실측치를 면적이 1cm2(가로: 1cm, 세로: 1cm)고, 두께가 1 cm인 액정층이 나타낼 수치로 환산하였다.In the examples described later, the measured area of the liquid crystal layer having an area of 9 cm 2 (width: 3 cm, length: 3 cm), the thickness of 15 μm is 1 cm 2 (width: 1 cm, length: 1 cm), and the thickness is It converted into the numerical value which the liquid crystal layer which is 1 cm will display.
상기 환산에 적용된 수식은 하기 수식 1 내지 3과 같다.Formula applied to the conversion is the same as the following formula 1 to 3.
[수식 1][Equation 1]
C = 1 /ρ C = 1 / ρ
[수식 2][Formula 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 a horizontal or vertical conductivity, ρ is a specific resistance of the liquid crystal layer, CR is a measured value of horizontal or vertical conductivity, R is a resistance of the liquid crystal layer, D is the thickness of the liquid crystal layer, 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 3을 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 value (CR) of the conductivity measured for the liquid crystal layer having a predetermined thickness and area into Equation 2, the liquid crystal layer (R) and the Equation 3 are used. The specific resistance (ρ) of area: 1 cm 2 (= width: 1 cm, length: 1 cm) and thickness: 1 cm) can be obtained, and the resistivity can be substituted into Equation 1 to obtain vertical or horizontal conductivity.
본 명세서에서 액정층 또는 액정 화합물의 수평 배향은, 액정 화합물인 로드(rod) 형태인 경우, 액정층의 액정 화합물들이 실질적으로 수평 배향되어 있는 상태이고, 예를 들면, 하기 수식 A에 따른 면상 위상차(Rin)가 150 nm 내지 3,000 nm의 범위 내이고, 하기 수식 B에 따른 두께 방향 위상차(Rth)가 0 nm 내지 100 nm 또는 0 nm 내지 50 nm의 범위 내인 경우를 의미할 수 있고, 용어 액정층 또는 액정 화합물의 수직 배향은, 액정 화합물인 로드(rod) 형태인 경우, 액정층의 액정 화합물들이 실질적으로 수직 배향된 상태이고, 예를 들면, 상기 면상 위상차(Rin)가 0 nm 내지 100 nm 또는 0 nm 내지 50 nm의 범위 내이고, 상기 두께 방향 위상차(Rth)가 150 nm 내지 3000 nm의 범위 내인 경우를 의미할 수 있다.In the present specification, the horizontal alignment of the liquid crystal layer or the liquid crystal compound is a state in which the liquid crystal compounds of the liquid crystal layer are substantially horizontally aligned in the form of a rod, which is a liquid crystal compound. (Rin) is in the range of 150 nm to 3,000 nm, the thickness direction retardation (Rth) according to the following formula B may mean a case in the range of 0 nm to 100 nm or 0 nm to 50 nm, the term liquid crystal layer Alternatively, the vertical alignment of the liquid crystal compound is in the form of a rod, which is a liquid crystal compound, and the liquid crystal compounds of the liquid crystal layer are substantially vertically aligned, for example, the planar phase difference Rin is 0 nm to 100 nm or The thickness direction retardation (Rth) may be in the range of 0 nm to 50 nm, and in the range of 150 nm to 3000 nm.
[수식 A][Formula A]
Rin = d (nx - ny)Rin = d (nx-ny)
[수식 B][Formula B]
Rth = d (nz - ny)Rth = d (nz-ny)
수식 A 및 B에서 d는 액정층의 두께이고, nx는 액정층 평면에서 지상축 방향의 굴절률이며, ny는 상기 지상축에 수직하는 방향의 굴절률이고, nz는 두께 방향, 즉 상기 지상축과 그에 수직하는 방향 모두와 수직하는 방향의 굴절률이다. 본 명세서에서 용어 굴절률은 특별히 달리 규정하지 않는 한, 550 nm 파장의 광에 대한 굴절률일 수 있다.In Equations A and B, d is the thickness of the liquid crystal layer, nx is the refractive index in the slow axis direction in the liquid crystal layer plane, ny is the refractive index in the direction perpendicular to the slow axis, nz is the thickness direction, that is, the slow axis and It is the refractive index of the direction perpendicular to all the perpendicular directions. As used herein, the term refractive index may be a refractive index for light having a wavelength of 550 nm, unless otherwise specified.
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 1 cm인 액정층이 나타낼 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, in the present application, the conductivity is 1 cm 2 (width: 1 cm, length: 1 cm) and the thickness at room temperature measured under a measurement frequency of 60 Hz and a measurement voltage of 0.5 V, unless otherwise specified. Is a value converted into a numerical value represented by a 1 cm liquid crystal layer, and the conductivity may be measured according to a manufacturer's manual using a measuring instrument (LCR meter, manufactured by Aglient, Inc., E4980A). In the case where the measured temperature affects the numerical value among the physical properties described in the above, unless otherwise specified, the physical property is a numerical value measured at room temperature, where the term normal temperature is a natural temperature that is warmed or undecreased. It can mean any temperature in the range of about 10 ° C to 30 ° C, for example, about 23 ° C or about 25 ° C.
액정층의 전도도 자체를 조정하는 방식은 공지이며, 예를 들면, 후술하는 바와 같이 액정층에 적절한 첨가제, 예를 들어, 이온 불순물, 이온성 액체(ionic liquid), 염(Salt), 반응성 모노머, 개시제 또는 이방성 염료 등의 첨가제를 추가함으로써 전도도의 조절이 가능하다.The method of adjusting the conductivity itself of the liquid crystal layer is well known, and for example, additives suitable for the liquid crystal layer, for example, ionic impurities, ionic liquids, salts, reactive monomers, The conductivity can be controlled by adding additives such as initiators or anisotropic dyes.
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.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, or about 0.45 or more. , At least about 0.5, at least about 0.55, at least about 0.6, at least about 0.65 or at least about 0.7. 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. 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, or 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. Such conductivity (PC, VC) may also be adjustable by appropriate addition of the additives described above. When the ratio of the conductivity (VC / PC and / or PC / VC) is adjusted as described above, it may be advantageous in terms of driving efficiency of the liquid crystal device.
액정 소자는 초기 상태에서 상기 제 1 또는 제 2 상태일 수 있다. 본 출원에서 용어 초기 상태는, 전압과 같은 액정 화합물의 구동을 위한 외부 신호가 인가되어 있지 않은 상태를 의미할 수 있다.The liquid crystal device may be in the first or second state in an initial state. In the present application, the term initial state may refer to a state in which an external signal for driving a liquid crystal compound such as a voltage is not applied.
상기와 같은 초기 상태에서 소정 주파수의 전압의 인가를 통해 다른 상태(제 1 내지 제 3 상태 중 어느 한 상태)로 스위칭될 수 있고, 인가되는 전압의 크기 및/또는 주파수를 변경하거나, 인가 전압을 제거함으로써 다른 상태로 스위칭될 수 있다.In the initial state as described above, it may be switched to another state (any one of the first to third states) by applying a voltage of a predetermined frequency, and may change the magnitude and / or frequency of the applied voltage, or change the applied voltage. By removing it can be switched to another state.
상기 액정 소자에서 제 1 또는 2 상태의 구현을 위한 인가 주파수(F1) 및 인가 전압(V1)과 제 3 상태의 구현을 위한 인가 주파수(F2) 및 인가 전압(V2)이 하기 조건 1 및/또는 2를 만족할 수 있다.In the liquid crystal device, the application frequency F1 and the application voltage V1 for the implementation of the first or second state and the application frequency F2 and the application voltage V2 for the implementation of the third state are the following condition 1 and / or 2 can be satisfied.
[조건 1][Condition 1]
F1 > F2F1> F2
[조건 2][Condition 2]
V1 ≤ V2.V1 ≦ V2.
즉, 초기 상태가 제 1 상태인 경우 제 2 상태를 구현하기 위해 요구되는 인가 주파수(F1) 또는 초기 상태가 제 2 상태인 경우에 제 1 상태를 구현하기 위하여 요구되는 인가 주파수(F1)는, 상기 조건 1에 따라서 제 3 상태를 구현하기 위하여 요구되는 인가 주파수(F2)에 비하여 항상 크다. 하나의 예시에서 상기 인가 주파수의 비율(F1/F2)은 1을 초과하고, 예를 들면, 1.5 이상, 2 이상, 2.5 이상 또는 3 이상일 수 있다. 상기 비율(F1/F2)은 다른 예시에서 10 이하, 9 이하, 8 이하, 7 이하, 6 이하, 5 이하 또는 4.5 이하일 수 있다.That is, the applied frequency F1 required to implement the second state when the initial state is the first state, or the applied frequency F1 required to implement the first state when the initial state is the second state, It is always larger than the applied frequency F2 required to implement the third state according to condition 1 above. In one example, the ratio of the applied frequency (F1 / F2) is greater than 1, for example, may be 1.5 or more, 2 or more, 2.5 or more or 3 or more. In another example, the ratio F1 / F2 may be 10 or less, 9 or less, 8 or less, 7 or less, 6 or less, 5 or less, or 4.5 or less.
한편, 초기 상태가 제 1 상태인 경우 제 2 상태를 구현하기 위해 요구되는 인가 전압(V1) 또는 초기 상태가 제 2 상태인 경우에 제 1 상태를 구현하기 위하여 요구되는 인가 전압(V1)는, 상기 조건 2에 따라서 제 3 상태를 구현하기 위하여 요구되는 인가 전압(V2)에 비하여 작거나 같다. 하나의 예시에서 상기 인가 전압의 비율(V2/V1)은 1 이상, 2 이상, 3 이상, 4 이상, 5 이상 또는 5.5 이상일 수 있다. 상기 비율(V2/V1)은 다른 예시에서 20 이하, 15 이하 또는 10 이하일 수 있다.Meanwhile, when the initial state is the first state, the applied voltage V1 required to implement the second state or when the initial state is the second state, the applied voltage V1 required to implement the first state is: According to the condition 2, it is smaller than or equal to the applied voltage V2 required to implement the third state. In one example, the ratio of the applied voltage (V2 / V1) may be 1 or more, 2 or more, 3 or more, 4 or more, 5 or more or 5.5 or more. The ratio V2 / V1 may be 20 or less, 15 or less or 10 or less in another example.
초기 상태가 제 1 상태인 경우 제 2 상태를 구현하기 위해 요구되는 인가 주파수(F1) 또는 초기 상태가 제 2 상태인 경우에 제 1 상태를 구현하기 위하여 요구되는 인가 주파수(F1)는, 예를 들면, 90Hz 이상, 100 Hz 이상, 150 Hz 이상, 200 Hz 이상, 250 Hz 이상 또는 300 Hz 이상일 수 있다. 상기 인가 주파수(F1)는 다른 예시에서 600 Hz 이하, 500 Hz 이하 또는 400 Hz 이하일 수 있다. The applied frequency F1 required to implement the second state when the initial state is the first state, or the applied frequency F1 required to implement the first state when the initial state is the second state, is for example. For example, it may be 90 Hz or more, 100 Hz or more, 150 Hz or more, 200 Hz or more, 250 Hz or more, or 300 Hz or more. In another example, the applied frequency F1 may be 600 Hz or less, 500 Hz or less, or 400 Hz or less.
또한, 제 3 상태를 구현하기 위하여 요구되는 인가 주파수(F2)는 110 Hz 이하, 100 Hz 이하, 90 Hz 이하, 80 Hz 이하, 70 Hz 이하, 60 Hz 이하, 50 Hz 이하 또는 40 Hz 이하일 수 있다. 상기 인가 주파수(F2)는 다른 예시에서 10 Hz 이상 또는 20 Hz 이상일 수 있다.In addition, the applied frequency F2 required to implement the third state may be 110 Hz or less, 100 Hz or less, 90 Hz or less, 80 Hz or less, 70 Hz or less, 60 Hz or less, 50 Hz or less, or 40 Hz or less. . In another example, the applied frequency F2 may be 10 Hz or more or 20 Hz or more.
초기 상태가 제 1 상태인 경우 제 2 상태를 구현하기 위해 요구되는 인가 전압(V1) 또는 초기 상태가 제 2 상태인 경우에 제 1 상태를 구현하기 위하여 요구되는 인가 전압(V1)은, 예를 들면, 50V 이하, 45V 이하, 40V 이하, 35V 이하, 30V 이하, 25V 이하, 20V 이하 또는 15V 이하일 수 있다. 상기 인가 전압(V1)은 다른 예시에서 5V 이상일 수 있다. The applied voltage V1 required to implement the second state when the initial state is the first state or the applied voltage V1 required to implement the first state when the initial state is the second state is, for example. For example, 50V or less, 45V or less, 40V or less, 35V or less, 30V or less, 25V or less, 20V or less, or 15V or less. The applied voltage V1 may be 5V or more in another example.
또한, 제 3 상태를 구현하기 위하여 요구되는 인가 전압(V2)은 50V 이상 또는 65V 이상일 수 있다. 상기 인가 전압(V2)은 다른 예시에서 200V 이하, 150V 이하, 100V 이하, 80V 이하 또는 70V 이하일 수 있다.In addition, the applied voltage V2 required to implement the third state may be 50V or more or 65V or more. In another example, the applied voltage V2 may be 200 V or less, 150 V or less, 100 V or less, 80 V or less, or 70 V or less.
상기 인가 주파수(F1 및/또는 F2) 및/또는 인가 전압(V1 및/또는 V2)은, 상기 조건 1 및/또는 2를 만족하는 범위 내에서 예를 들면, 상기 액정층의 전도도의 변화에 따라서 조절될 수 있다.The applied frequency F1 and / or F2 and / or the applied voltage V1 and / or V2 are, for example, in accordance with a change in conductivity of the liquid crystal layer within a range satisfying the condition 1 and / or 2. Can be adjusted.
하나의 예시에서 상기 트리플상 액정 소자는, 하기 수식 A를 만족할 수 있다.In one example, the triple phase liquid crystal device may satisfy Equation A below.
[수식 A][Formula A]
20 ≤ H1/H220 ≤ H1 / H2
수식 A에서 H1은 30 Hz의 주파수 및 60 V의 전압이 인가된 상태에서의 상기 트리플상 액정 소자의 헤이즈이고, H2는 전압 미인가 상태 또는 100 Hz의 주파수 및 10 V의 전압이 인가된 상태에서의 상기 트리플상 액정 소자의 헤이즈이다.In Equation A, H1 is the haze of the triple-phase liquid crystal device at a frequency of 30 Hz and a voltage of 60 V, and H2 is a voltage unapplied state or at a frequency of 100 Hz and a voltage of 10 V. It is the haze of the said triple phase liquid crystal element.
상기 수식 A에서 H1/H2는 상기 제 3 상태에서 발현되는 상기 액정 소자의 헤이즈(H1)와 상기 제 1 또는 제 2 상태에서 발현되는 상기 액정 소자의 헤이즈(H2)의 비율일 수 있다. 본 출원에서는 액정층의 전도도를 상기 범위로 조절함으로써 상기 수식 A와 같은 범위의 헤이즈 차이를 구현할 수 있다. 상기 수식 A에서 H1/H2는, 다른 예시에서 25 이상, 30 이상, 35 이상, 40 이상, 45 이상, 50 이상, 55 이상, 60 이상, 65 이상, 70 이상, 75 이상, 80 이상, 85 이상 또는 90 이상일 수 있다. 수식 A에서 H1/H2는 다른 예시에서 100 이하 또는 98 이하 또는 96 이하일 수 있다.In Formula A, H1 / H2 may be a ratio of haze (H1) of the liquid crystal device expressed in the third state and haze (H2) of the liquid crystal device expressed in the first or second state. In the present application, by adjusting the conductivity of the liquid crystal layer to the above range it is possible to implement a haze difference of the same range as the formula (A). In Formula A, H1 / H2 is, in another example, 25 or more, 30 or more, 35 or more, 40 or more, 45 or more, 50 or more, 55 or more, 60 or more, 65 or more, 70 or more, 75 or more, 80 or more, 85 or more Or 90 or more. In Formula A, H1 / H2 may be 100 or less or 98 or 96 or less in another example.
하나의 예시에서 상기 액정 소자는 하기 수식 B를 만족할 수 있다.In one example, the liquid crystal device may satisfy Equation B below.
[수식 B][Formula B]
5 ≤ T1/T25 ≤ T1 / T2
수식 B에서 T1은 전압 미인가 상태 또는 100 Hz의 주파수 및 10 V의 전압이 인가된 상태에서의 상기 트리플상 액정 소자의 직진광 투과율이고, T2는 30 Hz의 주파수 및 60 V의 전압이 인가된 상태에서의 상기 트리플상 액정 소자의 헤이즈이다.In Equation B, T1 is a linear light transmittance of the triple phase liquid crystal device in a state where no voltage is applied or a frequency of 100 Hz and a voltage of 10 V is applied, and T2 is a state where a frequency of 30 Hz and a voltage of 60 V are applied. The haze of the triple-phase liquid crystal device in.
상기 수식 B에서 T1은 상기 제 1 상태에서의 직진광 투과도일 수 있고, T2는 상기 제 2 또는 제 3 상태에서의 직진광 투과도일 수 있다. 본 출원에서는 액정층의 전도도를 상기 범위로 조절함으로써 상기 수식 B와 같은 범위의 직진광 투과도의 차이를 구현할 수 있다. 상기 수식 B에서 T1/T2는, 다른 예시에서 10 이상, 15 이상, 20 이상, 25 이상, 30 이상, 35 이상, 40 이상, 45 이상, 50 이상, 55 이상, 60 이상, 65 이상, 70 이상, 75 이상, 80 이상, 85 이상 또는 90 이상일 수 있다. 수식 B에서 T1/T2는 다른 예시에서 100 이하 또는 98 이하 또는 96 이하일 수 있다.In Formula B, T1 may be a straight light transmittance in the first state, and T2 may be a straight light transmittance in the second or third state. In the present application, by adjusting the conductivity of the liquid crystal layer in the above range, it is possible to implement a difference in the linear light transmittance in the same range as the formula (B). In Formula B, T1 / T2 is, in another example, 10 or more, 15 or more, 20 or more, 25 or more, 30 or more, 35 or more, 40 or more, 45 or more, 50 or more, 55 or more, 60 or more, 65 or more, 70 or more , 75 or more, 80 or more, 85 or more, or 90 or more. In another example, T1 / T2 may be 100 or less or 98 or 96 or less in another example.
액정 소자의 액정층은, 액정 화합물을 적어도 포함할 수 있다. 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.The liquid crystal layer of the liquid crystal element may contain at least a liquid crystal compound. As a liquid crystal compound, a suitable kind can be selected according to a use without a restriction | limiting in particular. 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 having no polymerizable group. Examples of the polymerizable group include acryloyl group, acryloyloxy group, methacryloyl group, methacryloyloxy group, carboxyl group, hydroxy group, vinyl group, epoxy group, etc., but are not limited thereto. Known functional groups known as may be included.
액정층에 포함되는 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. The liquid crystal compound included in the liquid crystal layer may have positive dielectric anisotropy or negative dielectric anisotropy. In the present application, the term "dielectric anisotropy" may mean a difference between an abnormal dielectric constant (ε e, extraordinary dielectric anisotropy, dielectric constant in the major axis direction) and the normal dielectric constant (ε o, 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, for example, within a range of within ± 40, within ± 30, within ± 10, within ± 7, within ± 5, or within ± 3. When the dielectric anisotropy of the liquid crystal compound is adjusted to the above range, it may be advantageous in terms of driving efficiency of the liquid crystal device.
액정층 내에 존재하는 액정 화합물의 굴절률 이방성은 목적 물성, 예를 들어, 액정 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 0.3이하의 범위 내에 있을 수 있다. 액정 화합물의 굴절률 이방성이 상기 범위를 만족하는 경우, 예를 들면, 헤이즈 특성이 우수한 통상 투과 모드 소자를 구현할 수 있다. The refractive index anisotropy of the liquid crystal compound present in the liquid crystal layer may be appropriately selected in consideration of target properties, for example, haze characteristics of the liquid crystal element. 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 in the range of, for example, 0.1 or more, 0.12 or more, or 0.15 or more to 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, a normal transmission mode device having excellent haze characteristics may be implemented.
액정층은, 전도도의 조절을 위한 적절한 첨가제를 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 예를 들어, 이온 불순물, 이온성 액체(ionic liquid), 염(Salt), 반응성 모노머, 개시제 또는 이방성 염료 등을 예시할 수 있다. 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 liquid crystal layer may include appropriate additives for controlling conductivity. Examples of the additives include ionic impurities, ionic liquids, salts, reactive monomers, initiators, or anisotropic dyes. The components that can control the conductivity of the liquid crystal layer are well known. For example, the ionic impurities include TEMPO (2,2,6,6-Tetramethylpiperidine-1-Oxyl Free radical), and the ionic liquid. BMIN-BF4 ([1-butyl-3-methylimideazolium] BF4) and the like, and salts include CTAB (Cetrimonium bromide), CTAI (Cetrimonium Iodide) or CTAI3 (Cetrimonium triiodide). Reactive mesogen, which has a good mesogenic functional group, can be used, and as an initiator, for example, TPO (2,4,6-Trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphineoxide) can be used. As the anisotropic dye, for example, an azo-based dye, for example, BASF X12 and the like may be used, but 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 the 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 in order to form a liquid crystal layer having excellent physical properties while effectively securing the above-described conductivity while having excellent solubility with respect to the liquid crystal and reducing dispersion characteristics. Reactive mesogens. The term reactive mesogen may refer to a liquid crystal compound having at least one polymerizable functional group. For example, when the reactive mesogen is mixed with the non-reactive liquid crystal compound as a conductivity modifier, the physical properties of the liquid crystal layer can be stably maintained while effectively achieving the aforementioned conductivity. The reactive mesogen may exist in an unreacted state in the liquid crystal layer, that is, in a state in which polymerization is not performed, and at least a part may be polymerized if necessary.
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.Reactive mesogens that can be used in the present application include polymerization of 1 to 6, 1 to 5, 1 to 4 or 1 to 3 aromatic ring structures or mesogen cores containing aliphatic ring structures. Reactive mesogens to which functional groups are linked can be used. In the case where the aromatic or aliphatic ring structure is two or more, the two or more ring structures may be directly connected to each other or connected by a linker to form a mesogen core. As said linker, C1-C10, C1-C8 or C1-C6 alkylene group, ester group (-C (= O) -O- or -OC (= O)-), an ether group, carbon number Alkenylene group having 2 to 10, 2 to 8 carbon atoms or 2 to 6 carbon atoms, oxyalkyrene group having 1 to 10 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms or 1 to 6 carbon atoms (-O-alkylene group-, -alkylene group-O- Or alkylene group-O-alkylene group-) and the like can be exemplified. As the aromatic ring structure in the above, there may be exemplified an aromatic ring structure having 6 to 20 carbon atoms, 6 to 16 carbon atoms or 6 to 12 carbon atoms, 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, for example, 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. Such a polymerizable group may be linked to the mesogen core. The polymerizable group may be directly connected to the mesogen core or connected by an appropriate spacer, and the same kind 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 and the like can 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, and 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 ionic liquid or salt described above. Such ionic compounds are widely known as additives for controlling conductivity of the liquid crystal layer, but the present inventors have confirmed that such compounds have poor solubility in the liquid crystal compound and thus deteriorate the physical properties of the liquid crystal layer. Therefore, the ratio of the ionic compound in the liquid crystal layer may be 2 wt% or less, 1.5 wt% or less, 1 wt% or less, or about 0.7 wt% or less. Since the said ionic compound is an arbitrary component, the minimum of the said ratio is 0 weight%.
액정층은 이방성 염료를 추가로 포함할 수 있다. 이방성 염료는, 예를 들면, 액정 소자의 차광율을 개선하여 투과도 가변에 기여할 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 liquid crystal layer may further include an anisotropic dye. The anisotropic dye can contribute to the transmittance variable by improving the light shielding rate of a liquid crystal element, for example. As used herein, the term “dye” may mean a material capable of intensively absorbing and / or modifying light in at least part or entire range within a visible light region, for example, in a wavelength range of 400 nm to 700 nm, The term "anisotropic dye" may refer to a material capable of anisotropic absorption of light in at least 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 the anisotropic dye, for example, a black dye can be used. Such dyes are known, for example, but not limited to azo dyes, anthraquinone dyes, and the like.
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 polarization parallel to the long axis direction of the anisotropic dye by the absorption of polarization parallel to the direction perpendicular to the long axis direction. Can be used. The dye may satisfy the dichroic ratio at at least some of the wavelengths or at any one within the wavelength range of the visible region, for example, in the 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, about 20 or less, 18 or less, 16 or less, or about 14 or less.
이방성 염료의 액정층 내의 비율은 목적 물성, 예를 들면, 투과도 가변 특성에 따라 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어, 이방성 염료는 0.01 중량% 이상, 0.1 중량% 이상, 0.2 중량% 이상, 0.3 중량% 이상, 0.4 중량% 이상, 0.5 중량% 이상, 0.6 중량% 이상, 0.7 중량% 이상, 0.8 중량% 이상, 0.9 중량% 이상, 또는 1.0 중량% 이상의 비율로 액정층 내에 포함될 수 있다. 이방성 염료의 액정층 내의 비율의 상한은, 예를 들면, 2 중량% 이하, 1.9 중량% 이하, 1.8 중량% 이하, 1.7 중량% 이하, 1.6 중량% 이하, 1.5 중량% 이하, 1.4 중량% 이하, 1.3 중량% 이하, 1.2 중량% 이하 또는 1.1 중량% 이하일 수 있다.The ratio in the liquid crystal layer of the anisotropic dye may be appropriately selected according to the desired physical properties, for example, the variable transmittance. For example, the anisotropic dye may be 0.01% by weight, 0.1% by weight, 0.2% by weight, 0.3% by weight, 0.4% by weight, 0.5% by weight, 0.6% by weight, 0.7% by weight, 0.8% by weight. Or more, 0.9 wt% or more, or 1.0 wt% or more, and may be included in the liquid crystal layer. The upper limit of the ratio in the liquid crystal layer of the anisotropic dye is, for example, 2 wt% or less, 1.9 wt% or less, 1.8 wt% or less, 1.7 wt% or less, 1.6 wt% or less, 1.5 wt% or less, 1.4 wt% or less, 1.3 wt% or less, 1.2 wt% or less, or 1.1 wt% or less.
액정층은 폴리머 네트워크를 추가로 포함할 수 있다. 폴리머 네트워크는, 예를 들어 액정층 내부에 갭(gap)을 유지해주는 스페이서(Spacer) 역할을 할 수 있다. 폴리머 네트워크는, 액정 화합물과는 상 분리된 상태로 존재할 수 있다. 액정층 내의 폴리머 네트워크는, 예를 들면, 폴리머 네트워크가 연속상의 액정 화합물 중에 분포되어 있는 구조, 소위 PNLC(Polymer Network Liquid Crystal) 구조로 액정층 내에 포함될 수 있고, 또는, 폴리머 네트워크 내에 액정 화합물을 포함하는 액정 영역이 분산되어 있는 상태로 존재하는 구조, 소위 PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal) 구조로 액정층 내에 포함될 수 있다. The liquid crystal layer may further comprise a polymer network. The polymer network may serve as a spacer, for example, to maintain a gap in the liquid crystal layer. The polymer network may exist in phase separation from the liquid crystal compound. The polymer network in the liquid crystal layer may be included in the liquid crystal layer, for example, in a structure in which the polymer network is distributed in a continuous liquid crystal compound, a so-called polymer network liquid crystal (PNLC) structure, or include a liquid crystal compound in the polymer network. The liquid crystal region may be included in the liquid crystal layer in a structure in which the liquid crystal region is dispersed, a so-called Polymer Dispersed Liquid Crystal (PDLC) structure.
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 may be, for example, a network of precursors comprising a polymerizable compound. Thus, the polymer network may comprise a polymerizable compound in a polymerized state. As the polymerizable compound, a non-liquid crystalline compound which does not exhibit liquid crystallinity may be used. As the polymerizable compound, a compound having at least one polymerizable functional group known to be able to form a polymer network of so-called PDLC or PNLC devices, or a non-polymerizable compound having no polymerizable functional group if necessary can be used. Examples of the polymerizable compound which 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 properties, for example, haze or transmittance characteristics of the liquid crystal element. The polymer network may be included in the liquid crystal layer at a ratio of, for example, 40 wt% or less, 38 wt% or less, 36 wt% or less, 34 wt% or less, 32 wt% or less, or 30 wt% or less. The lower limit of the ratio in the liquid crystal layer of the polymer network is not particularly limited, but for example, at least 0.1% by weight, 1% by weight, at least 2% by weight, at least 3% by weight, at least 4% by weight, at least 5% by weight, and 6% by weight. Or at least 7 wt%, at least 8 wt%, at least 9 wt% or at least 10 wt%.
본 출원의 액정 소자는, 예를 들면, 2개의 기판을 추가로 포함하고, 액정층이 상기 기판의 사이에 존재할 수 있다. 도 1에 예시적으로 나타낸 바와 같이 액정 소자에서 상기 2개의 기판(1011, 1012)은 서로 대향 배치되어 있고, 상기 액정층(102)은 상기 대향 배치된 2개의 기판(1011, 1012) 사이에 존재할 수 있다.The liquid crystal device of the present application may further include, for example, two substrates, and a liquid crystal layer may be present between the substrates. As illustrated in FIG. 1, in the liquid crystal device, the two substrates 1011 and 1012 are disposed to face each other, and the liquid crystal layer 102 exists between the two substrates 1011 and 1012 disposed to face each other. Can be.
상기 기판으로는, 특별한 제한 없이 공지의 소재를 사용할 수 있다. 예를 들면, 유리 필름, 결정성 또는 비결정성 실리콘 필름, 석영 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 필름 등의 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. As the substrate, known materials can be used without particular limitation. For example, inorganic films, plastic films, etc., such as a glass film, a crystalline or amorphous silicon film, a quartz, or an Indium Tin Oxide (ITO) film, can 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. Examples of the plastic substrate include triacetyl cellulose (TAC); COP (cyclo olefin copolymer) such as norbornene derivatives; Poly (methyl methacrylate); PC (polycarbonate); PE (polyethylene); PP (polypropylene); PVA (polyvinyl alcohol); DAC (diacetyl cellulose); Pac (Polyacrylate); PES (poly ether sulfone); PEEK (polyetheretherketon Substrates including polyphenylsulfone (PPS), polyetherimide (PEI); polyethylenemaphthatlate (PEN); polyethyleneterephtalate (PET); polyimide (PI); polysulfone (PSF); polyarylate (PAR) or amorphous fluorine resin The substrate may have 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.
상기 기판은 액정 배향성을 가지는 기판일 수 있다. 본 출원에서 용어 「액정 배향성을 가지는 기판」은 인접하는 액정 화합물의 배향에 영향을 미칠 수 있는, 예를 들어 인접하는 액정 화합물을 소정 방향으로 정렬시킬 수 있는 배향능이 부여된 기판을 의미할 수 있다. 액정층은 액정 배향성을 가지는 2개의 기판 사이에 존재함으로써 초기 상태에서 적절한 배향 상태를 유지할 수 있다. 액정 소자에서 대향 배치된 2개의 기판은 예를 들어 수직 배향성 또는 수평 배향성을 가지는 기판일 수 있다. 본 출원에서 용어 「수직 배향성 또는 수평 배향성을 가지는 기판」은 인접하는 액정 화합물을 수직 방향 또는 수평 방향으로 배향시킬 수 있는 배향성을 가지는 기판을 의미할 수 있다. The substrate may be a substrate having liquid crystal alignment. In the present application, the term “substrate having liquid crystal alignment” may refer to a substrate provided with an alignment capability that may affect, for example, alignment of adjacent liquid crystal compounds in a predetermined direction. . The liquid crystal layer can be maintained between the two substrates having the liquid crystal alignment property, so that the proper alignment state can be maintained in the initial state. The two substrates arranged opposite in the liquid crystal element may be, for example, substrates having vertical alignment or horizontal alignment. In the present application, the term "substrate having vertical alignment or horizontal alignment" may mean a substrate having an alignment capable of orienting adjacent liquid crystal compounds in a vertical direction or a horizontal direction.
액정 배향성을 가지는 기판으로는, 예를 들어 배향막이 형성된 기판을 사용할 수 있다. 이에 따라 액정 소자는 상기 액정층과 인접하는 배향막을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 배향막(201, 202)은 도 2 에 나타낸 바와 같이, 대향하는 2개의 기판(1011, 1012)의 액정층(102) 측면에 존재할 수 있다. 배향막으로는, 예를 들어 러빙 배향막과 같이 접촉식 배향막 또는 광배향막 화합물을 포함하여 직선 편광의 조사 등과 같은 비접촉식 방식에 의해 배향 특성을 나타낼 수 있는 것으로 공지된 배향막을 사용할 수 있다. As a board | substrate which has liquid crystal alignability, the board | substrate with which the alignment film was formed can be used, for example. Accordingly, the liquid crystal device may further include an alignment layer adjacent to the liquid crystal layer. For example, the alignment layers 201 and 202 may be present on the side of the liquid crystal layer 102 of the two opposing substrates 1011 and 1012, as shown in FIG. 2. As the alignment film, for example, an alignment film known to be capable of exhibiting orientation characteristics by a non-contact method such as irradiation of linearly polarized light including a contact alignment film or a photoalignment film compound, such as a rubbing alignment film, can be used.
배향이 유도된 기판의 다른 예로는, 액정 배향성을 직접 부여한 기판을 사용할 수 있다. 예를 들어, 수직 배향능이 부여된 기판으로서 친수성 표면을 가진 기판을 사용할 수 있다. 친수성 표면을 가진 기판은, 예를 들면, 물에 대한 젖음각(wetting angle)이 0도 내지 50도, 0도 내지 40도, 0도 내지 30도, 0도 내지 20도 또는 0도 내지 10도이거나, 10도 내지 50도, 20도 내지 50도, 30도 내지 50도 정도일 수 있다. 상기에서 기판의 물에 대한 젖음각을 측정하는 방식은 특별히 제한되지 않고, 이 분야에서 공지되어 있는 젖음각의 측정 방식을 사용할 수 있으며, 예를 들면, KRUSS사제의 DSA100 기기를 사용하여, 제조사의 매뉴얼에 따라 측정할 수 있다. 기판에 친수성 표면을 가지도록 하기 위해서는 예를 들어 기판의 면에 친수화 처리를 수행하거나 또는 친수성 관능기를 포함하는 기판을 사용할 수 있다. 친수화 처리로는, 코로나 처리, 플라즈마 처리 또는 알칼리 처리 등이 예시될 수 있다.As another example of the board | substrate with which the orientation was guide | induced, the board | substrate which directly provided liquid crystal alignability can be used. For example, a substrate having a hydrophilic surface can be used as the substrate imparted with the vertical alignment capability. Substrates with hydrophilic surfaces, for example, have a wetting angle of water of 0 degrees to 50 degrees, 0 degrees to 40 degrees, 0 degrees to 30 degrees, 0 degrees to 20 degrees, or 0 degrees to 10 degrees. Or, it may be about 10 to 50 degrees, 20 to 50 degrees, 30 to 50 degrees. The method of measuring the wet angle with respect to the water of the substrate in the above is not particularly limited, it is possible to use a known wet angle measuring method in this field, for example, using a DSA100 device manufactured by KRUSS, Can be measured according to the manual. In order to have a hydrophilic surface in a board | substrate, the surface of a board | substrate may be hydrophilized, for example, or the board | substrate containing a hydrophilic functional group can be used. As the hydrophilization treatment, corona treatment, plasma treatment or alkali treatment can be exemplified.
액정 소자는, 전극층, 예를 들면, 액정층과 인접하는 전극층을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 전극층(301, 302)은 도 3 에 나타낸 바와 같이, 대향하는 2개의 기판(1011, 1012)의 액정층(102) 측면에 존재할 수 있다. 기판의 액정층 측면에 배향막이 존재하는 경우에는, 기판, 전극층 및 배향막이 순차로 존재할 수 있다. 이러한 전극층은 액정층 내의 액정 화합물의 정렬 상태를 전환할 수 있도록 액정층에 인가할 수 있다. 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 liquid crystal element may further include an electrode layer, for example, an electrode layer adjacent to the liquid crystal layer. For example, electrode layers 301 and 302 may be present on the side of liquid crystal layer 102 of two opposing substrates 1011 and 1012, as shown in FIG. When the alignment film is present on the side of the liquid crystal layer of the substrate, the substrate, the electrode layer and the alignment film may be present in sequence. The electrode layer may be applied to the liquid crystal layer so as to switch the alignment state of the liquid crystal compound in the liquid crystal layer. For example, the electrode layer may be formed by depositing a conductive polymer, a conductive metal, a conductive nanowire, or a metal oxide such as indium tin oxide (ITO). The electrode layer may be formed to have transparency. In this field, various materials and forming methods capable of 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.
액정층은 필요한 경우에 액정층의 일측 또는 양측에 배치된 편광층을 추가로 포함할 수 있다. 편광층은, 액정 화합물의 배향 상태에 따라서 액정 소자의 광투과율을 조절하는 역할을 할 수 있다. 편광층으로는 특별한 제한 없이 공지의 소재를 사용할 수 있으며, 예를 들면, PVA(poly(vinyl alcohol))계 편광층, LLC(Lyotropic Liquid Crystal)이나 RM(Reactive Mesogen)과 이방성 색소의 배향층과 같은 액정층을 적용할 수도 있다. 편광층이 액정층의 양측에 배치되는 경우에 그 편광층들의 광투과축의 관계는 특별히 제한되지 않고, 목적하는 모드에 따라서 조절될 수 있다. The liquid crystal layer may further include a polarization layer disposed on one side or both sides of the liquid crystal layer if necessary. The polarizing layer may play a role of adjusting the light transmittance of the liquid crystal element according to the alignment state of the liquid crystal compound. As the polarizing layer, a known material may be used without particular limitation, and for example, an alignment layer of a poly (vinyl alcohol) based polarizing layer, a lyotropic liquid crystal (LLC) or a reactive mesogen (RM), and an anisotropic dye may be used. The same liquid crystal layer can also be applied. When the polarizing layers are disposed on both sides of the liquid crystal layer, the relationship between the light transmission axes of the polarizing layers is not particularly limited and may be adjusted according to the desired mode.
액정 소자는 전술한 구성 외에도 필요한 경우 공지의 임의의 구성을 추가로 포함할 수 있다.The liquid crystal device may further include any of the known structures, if necessary, in addition to the above configurations.
상기와 같은 액정 소자는, 인가 주파수 및/또는 인가 전압에 따라서 전술한 제 1 내지 제 3 상태 중에서 어느 한 상태를 구현할 수 있고, 상기 주파수 및/또는 전압의 변화 또는 제거 등에 의하여 다른 상태로 스위칭될 수 있다. The liquid crystal device as described above may implement any one of the above-described first to third states according to an applied frequency and / or an applied voltage, and may be switched to another state by changing or removing the frequency and / or voltage. Can be.
각 상태에서 액정 화합물의 배향 상태는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 편광층이나 액정층 내의 이방성 염료의 존재 여부 등에 따라 적절한 배향이 선택될 수 있다.The orientation state of the liquid crystal compound in each state is not particularly limited, and an appropriate orientation may be selected depending on, for example, the presence or absence of an anisotropic dye in the polarizing layer or the liquid crystal layer.
하나의 예시에서 액정층은 상기 제 1 상태에서 수직 배향 상태일 수 있다. 수직 배향 상태는 내부의 액정 화합물들이 실질적으로 수직 배향되어 있는 상태로서 전술한 면상 및 두께 방향 위상차(Rin, Rth)를 가지는 상태일 수 있다. In one example, the liquid crystal layer may be in a vertical alignment state in the first state. The vertical alignment state may be a state in which the liquid crystal compounds therein are substantially vertically aligned and have the aforementioned planar and thickness direction retardations Rin and Rth.
액정층은, 상기 제 2 상태에서 액정층은 수평 배향, 수직 배향, 트위스트 배향 또는 하이브리드 배향 상태일 수 있다. 상기에서 수평 배향 상태는 내부의 액정 화합물들이 실질적으로 수평 배향되어 있는 상태로서 전술한 면상 및 두께 방향 위상차(Rin, Rth)를 가지는 상태일 수 있고, 트위스트 배향 상태는, 수평 배향되어 있는 액정 화합물들이 가상의 나선축을 따라 일정한 각도로 회전하고 있는 상태를 의미하고, 하이브리드 배향 상태는 상기 수평, 수직 및 트위스트 배향 상태와 스플레이 배향 상태 중에서 2종 이상의 배향이 혼재되어 있는 경우를 의미할 수 있다.In the second state, the liquid crystal layer may be in a horizontal alignment, vertical alignment, twist alignment, or hybrid alignment state. The horizontal alignment state may be a state in which the liquid crystal compounds therein are substantially horizontally aligned, and may have the aforementioned planar and thickness direction retardations (Rin and Rth), and the twisted alignment state may include the horizontally aligned liquid crystal compounds. It may mean a state that is rotated at a predetermined angle along the imaginary spiral axis, the hybrid alignment state may mean a case where two or more kinds of orientations are mixed among the horizontal, vertical and twist alignment state and the splay alignment state.
액정층은, 상기 제 3 상태에서 전기 수력학적 불안정 상태(EHDI, electrohydrodynamic instability)일 수 있다. 상기 상태에서 액정 화합물은 일정한 규칙성이 없이 랜덤 배향되어 있을 수 있고, 이에 따라 높은 헤이즈가 유도될 수 있다.The liquid crystal layer may be in an electrohydrodynamic instability (EHDI) state in the third state. In this state, the liquid crystal compound may be randomly oriented without constant regularity, and thus high haze may be induced.
구현 가능한 액정 소자의 상태로는, 초기 상태에서 상기 제 1 상태이고, 인가되는 전압의 크기 및/또는 주파수에 따라서 제 2 상태 및/또는 제 3 상태로 스위칭되는 소자가 예시될 수 있다.As a state of the liquid crystal device which can be implemented, an element which is the first state in the initial state and which is switched to the second state and / or the third state according to the magnitude and / or frequency of the applied voltage may be exemplified.
이러한 소자에서 제 1 상태에서 액정층은 수직 배향 상태일 수 있고, 제 2 상태에서는 수평 배향 상태이며, 제 3 상태에서는 상기 EHDI 상태일 수 있다. 이러한 소자는 예를 들면, 수직 배향막을 사용하여 액정 배향력을 부여하면서, 상기 액정 화합물로 음의 유전율 이방성의 액정 화합물을 사용하여 구현할 수 있다. 이러한 상태에서 액정층의 양측에는 필요한 경우에 편광층이 존재할 수 있다.In such a device, the liquid crystal layer may be in a vertical alignment state in a first state, in a horizontal alignment state in a second state, and in the EHDI state in a third state. Such a device may be implemented using, for example, a liquid crystal compound having negative dielectric anisotropy as the liquid crystal compound while imparting liquid crystal alignment force using a vertical alignment layer. In this state, polarization layers may exist on both sides of the liquid crystal layer if necessary.
구현 가능한 액정 소자의 다른 상태로는, 초기 상태에서 상기 제 2 상태이고, 인가되는 전압의 크기 및/또는 주파수에 따라서 제 1 상태 및/또는 제 3 상태로 스위칭되는 소자가 예시될 수 있다.As another state of the liquid crystal device that can be implemented, an element which is the second state in the initial state and which is switched to the first state and / or the third state according to the magnitude and / or frequency of the applied voltage may be exemplified.
이러한 소자에서 초기 상태에서 액정층은 수평 배향 또는 트위스트 배향 상태이거나, 스플레이 배향과 같은 하이브리드 배향 상태일 수 있고, 제 1 상태에서는 수직 배향 상태이며, 제 3 상태에서는 상기 EHDI 상태일 수 있다. 이러한 소자는 예를 들면, 수평 배향막과 양의 유전율 이방성의 액정을 사용하여 구현하거나, 액정층의 양측에 서로 배향 방향이 상이한 2종의 배향막과 양의 유전율 이방성의 액정을 사용하여 구현하거나, 수평 및 수직 배향막을 액정층의 양측에 적용하고, 액정 화합물로서 양의 유전율 이방성의 액정 화합물을 사용하여 구현할 수 있다. 이러한 상태에서 액정층의 양측에는 필요한 경우에 편광층이 존재할 수 있다.In such an element, the liquid crystal layer in the initial state may be in a horizontal alignment or twisted alignment state, or may be in a hybrid alignment state such as a splay alignment, in a first state, in a vertical alignment state, and in a third state, in an EHDI state. Such an element may be implemented using, for example, a horizontal alignment layer and a liquid crystal of positive dielectric anisotropy, or may be implemented using two kinds of alignment layers and positive dielectric anisotropy liquid crystals having different alignment directions on both sides of the liquid crystal layer, or horizontally. And a vertical alignment layer may be applied to both sides of the liquid crystal layer, and a positive dielectric anisotropy liquid crystal compound may be used as the liquid crystal compound. In this state, polarization layers may exist on both sides of the liquid crystal layer if necessary.
상기 각 구조의 액정 소자의 구현 방법은 특별히 제한되지 않고, 액정층의 전도도 등을 제어하는 공정을 제어하면, 일반적인 액정 소자의 제조 방법을 적용하여 구현할 수 있다.The implementation method of the liquid crystal elements of the above structures is not particularly limited, and if the process of controlling the conductivity of the liquid crystal layer is controlled, it may be implemented by applying a general method of manufacturing a liquid crystal element.
본 출원은 또한 액정층을 포함하는 액정 소자의 제조 방법에 대한 것일 수 있다. 상기 액정 소자의 제조 방법은 전술한 액정 소자의 제조 방법일 수 있다.The present application may also be directed to a method of manufacturing a liquid crystal device comprising a liquid crystal layer. The method of manufacturing the liquid crystal device may be the method of manufacturing the liquid crystal device described above.
따라서, 상기 제조 방법은, 상기 액정층의 수평 전도도가 1.0 × 10-4 μS/cm 이상이 되도록 조절하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 과정에 의하여 상기 액정 소자는 전술한 제 1 내지 제 3 상태의 사이에서 스위칭될 수 있도록 구성될 수 있다.Therefore, the manufacturing method may include adjusting the horizontal conductivity of the liquid crystal layer to be 1.0 × 10 −4 μS / cm or more. By the above process, the liquid crystal device may be configured to be switched between the first to third states described above.
상기에서 액정층의 전도도를 조절하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 사용되는 재료인 액정 화합물 및/또는 이방성 염료의 종류를 적절하게 선택하거나, 전술한 염 성분 등을 첨가하는 방식을 적용할 수 있다.The method of controlling the conductivity of the liquid crystal layer is not particularly limited. For example, a method of appropriately selecting the kind of the liquid crystal compound and / or the anisotropic dye used as the material to be used or adding the above-described salt component may be applied. Can be.
상기 액정 소자의 제조 방법에서 다른 내용, 예를 들면, 제 1 내지 제 3 상태의 정의나 구동을 위한 인가 주파수(F1, F2) 및/또는 전압(V1, V2)의 조건 등은 전술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.Other details in the manufacturing method of the liquid crystal device, for example, the conditions of the applied frequency (F1, F2) and / or the voltage (V1, V2) for the definition or driving of the first to third state is as described above. The same may apply.
본 출원은 또한 액정층을 포함하는 액정 소자의 구동 방법에 대한 것일 수 있다. 상기 액정 소자의 구동 방법은 전술한 액정 소자의 구동 방법일 수 있다.The present application may also be directed to a method of driving a liquid crystal device comprising a liquid crystal layer. The driving method of the liquid crystal device may be the driving method of the liquid crystal device described above.
따라서, 상기 제조 방법은, 수평 전도도가 1.0 × 10-4 μS/cm 이상인 액정층에 전압을 인가하는 단계를 포함하되, 상기 인가 전압의 주파수 또는 크기를 제어하여 상기 액정 소자가 전술한 제 1 내지 제 3 상태 중 어느 한 상태를 구현하도록 하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 상기 제 1 내지 제 3 상태 중에서 어느 한 상태에서 다른 상태로 스위칭되도록 상기 인가 전압의 주파수 또는 크기를 제어하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. Therefore, the manufacturing method may include applying a voltage to the liquid crystal layer having a horizontal conductivity of 1.0 × 10 −4 μS / cm or more, and controlling the frequency or magnitude of the applied voltage so that the liquid crystal device includes the first to the first to the same. And implementing any one of the third states. In addition, the method may further comprise controlling the frequency or magnitude of the applied voltage to switch from one of the first to third states to another.
상기 방법에서 액정 소자의 구동을 위하여 인가되는 주파수 및/또는 전압의 크기를 제어하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 상기 언급된 조건에 따라서 수행될 수 있다.The method of controlling the magnitude of the frequency and / or voltage applied for driving the liquid crystal element in the above method is not particularly limited and may be performed according to the above-mentioned conditions.
본 출원은 또한, 액정 소자의 용도에 대한 것이고, 예를 들면, 상기 액정 소자를 포함하는 광변조 장치에 대한 것이다. 이러한 광변조 장치는 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 liquid crystal element, for example, to an optical modulation device including the liquid crystal element. Such an optical modulation device can be applied to various applications, for example, such as a vehicle window, a smart window, a window shield, a display device, a light shielding plate for a display, an active retarder for displaying a 3D image, or a viewing angle adjusting film. Can be applied to
본 출원은, 액정 소자 등에 대한 것이다. 본 출원의 액정 소자는 인가되는 전압의 주파수 및/또는 크기에 따라서 투명 화이트 상태, 투명 블랙 상태 및 산란 상태를 구현할 수 있다. 상기 액정 소자는, 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 relates to a liquid crystal device and the like. The liquid crystal device of the present application may implement a transparent white state, a transparent black state and a scattering state according to the frequency and / or magnitude of the applied voltage. The liquid crystal device may be applied to applications such as, for example, a vehicle window, a smart window, a window protective film, a display device, a display light shielding plate, an active retarder for displaying 3D images, a viewing angle adjusting film, and the like.
도 1 내지 3은 액정 소자를 예시적으로 나타낸다.1 to 3 exemplarily illustrate liquid crystal elements.
도 4 내지 31은 시험예에서 전체 투과율과 헤이즈를 측정한 결과를 보여주는 도면이다.4 to 31 is a view showing the results of measuring the total transmittance and haze in the test example.
<부호의 설명><Description of the code>
1011, 1012: 대향 배치된 2개의 기판1011 and 1012 two substrates arranged oppositely
102: 액정층102: liquid crystal layer
201, 202: 배향막201 and 202: alignment film
301, 302: 전극층301 and 302: electrode layer
이하 실시예 및 비교예를 통하여 상기 내용을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 제시된 내용에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the above contents will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the scope of the present application is not limited by the contents given below.
1. 전도도 평가 1. Conductivity evaluation
실시예 및 비교예에서 제조된 액정 소자에 대하여, LCR Meter(E4980A, Agilent社)를 이용하여, 측정 주파수가 60 Hz이고, 측정 전압 크기가 0.5V인 조건에서 상온에서 전도도를 측정하였다. 수평 전도도는 수직 배향된 액정층에 대하여 수직 전압, 즉 두께 방향으로 전압을 인가하여 측정하였고, 필요한 경우에 수직 전도도는 수평 배향된 액정층에 대하여 역시 상기 수직 전압을 인가하여 측정하였다. 각 액정 소자의 액정층을 면적이 9cm2(가로: 3cm, 세로: 3cm)이고, 두께가 15 ㎛가 되도록 제작하여 측정하였다.For the liquid crystal devices prepared in Examples and Comparative Examples, the conductivity was measured at room temperature under the condition that the measurement frequency is 60 Hz and the measurement voltage magnitude is 0.5V using an LCR meter (E4980A, Agilent). The horizontal conductivity was measured by applying a vertical voltage to the vertically aligned liquid crystal layer, that is, a voltage in the thickness direction, and when necessary, the vertical conductivity was measured by applying the vertical voltage to the horizontally aligned liquid crystal layer. The liquid crystal layer of each liquid crystal element was produced and measured so that area might be 9 cm <2> (width: 3 cm, length: 3 cm), and thickness might be 15 micrometers.
2. 헤이즈 및 투과율 평가2. Haze and transmittance evaluation
실시예 및 비교예에서 제조된 액정 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. The haze and transmittance were measured according to ASTM D1003 standard using the haze meter and NDH-5000SP about the liquid crystal element manufactured by the Example and the comparative example. That is, the light is transmitted through the object to be measured and is incident into the integrating sphere. In this process, the light is diffused (DT, which means the sum of all the light emitted and diffused) and the straight light (PT, front of the diffuse light). Direction of the light emitted from the light beam, which is focused on the light receiving element in the integrating sphere, and the haze can be measured through the light. That is, the total transmitted light TT by the above process is the sum of the diffused light DT and the straight light PT (DT + PT), and the haze is the percentage of diffused light with respect to the total transmitted light (Haze (%) = 100XDT). / TT). In addition, in the following test example, the total transmittance means the total transmitted light (TT), and the straight transmittance means the straight light (PT).
제조예 1.Preparation Example 1.
ITO(Indium Tin Oxide) 투명 전극층과 수직 배향막이 순차 형성되어 있는 2개의 PC(polycarbonate) 필름을 상기 수직 배향막이 서로 대향하고, 간격(cell gap)이 약 15 ㎛ 정도가 되도록 이격 배치시킨 후에 상기 이격 배치된 2장의 PC 필름의 사이에 액정 조성물을 주입하고, 에지(edge)를 실링하여 면적 9cm2 및 간격(Cell gap) 15 ㎛의 액정 소자를 제작하였다. 상기 액정 조성물은, 액정 화합물로서 굴절률 이방성이 0.25이고, 유전율 이방성이 -4.0인 액정 화합물(제조사: HCCH, 상품명: HNG726200-100), 이방성 염료(제조사: BASF, 상품명:X12) 및 전도도 조절을 위한 첨가제(제조사: HCCH, 상품명: HCM-021)을 87:10:3의 중량 비율(HNG726200-100:X12:HCM-021)로 포함하는 것을 사용하였다. 상기와 같이 제조된 액정층의 수평 전도도의 실측값은 약 7.9 × 10-6 S였고, 이를 상기 수식 1 내지 3을 사용하여 면적이 1cm2이고, 두께가 1cm인 액정층이 나타낼 수치로 환산한 결과는 1.3 × 10-3 μS/cm였다.After the spaces are arranged so that the vertical alignment layers face each other and have a cell gap of about 15 μm, two PC (polycarbonate) films in which an indium tin oxide (ITO) transparent electrode layer and a vertical alignment layer are sequentially formed are spaced apart from each other. The liquid crystal composition was inject | poured between the two PC films arrange | positioned, the edge was sealed, and the liquid crystal element of area 9cm <2> and Cell gap 15micrometer was produced. The liquid crystal composition is a liquid crystal compound having a refractive index anisotropy of 0.25 and a dielectric anisotropy of -4.0 (manufacturer: HCCH, trade name: HNG726200-100), anisotropic dye (manufacturer: BASF, trade name: X12) and for controlling conductivity An additive (manufacturer: HCCH, trade name: HCM-021) was used in a weight ratio of 87: 10: 3 (HNG726200-100: X12: HCM-021). The measured value of the horizontal conductivity of the liquid crystal layer manufactured as described above was about 7.9 × 10 −6 S, which was converted into a numerical value to be represented by a liquid crystal layer having an area of 1 cm 2 and a thickness of 1 cm using Equations 1 to 3. The result was 1.3 × 10 −3 μS / cm.
시험예 1.Test Example 1.
제조예 1에서 제조된 액정 소자에 대하여 구동 주파수를 변경하여 가면서 전체 투과율과 헤이즈를 평가하고, 그 결과를 도 4 내지 17에 정리하였다. 도 4 내지 10은 순차적으로 각각 30Hz, 60Hz, 100Hz, 300Hz, 500Hz, 700Hz 및 1000Hz에서 측정한 전체 투과율이고, 도 11 내지 17은 순차적으로 각각 30Hz, 60Hz, 100Hz, 300Hz, 500Hz, 700Hz 및 1000Hz에서 측정한 헤이즈이다. 도면에서 확인되는 바와 같이 제조예 1의 액정 소자의 경우, 약 300 Hz 이상과 40V 미만의 조건에서 제 1 및 제 2 상태의 구현이 가능하고, 30 Hz 이상, 300 Hz 미만의 인가 전압 60V의 조건에서 EHDI 구동에 의한 투과율과 헤이즈가 포화되는 것을 확인할 수 있다.The total transmittance and the haze were evaluated while changing the driving frequency of the liquid crystal device manufactured in Production Example 1, and the results are summarized in FIGS. 4 to 17. 4 to 10 are sequentially the total transmittance measured at 30Hz, 60Hz, 100Hz, 300Hz, 500Hz, 700Hz and 1000Hz, respectively, Figures 11 to 17 are sequentially at 30Hz, 60Hz, 100Hz, 300Hz, 500Hz, 700Hz and 1000Hz Measured haze. As shown in the drawing, in the case of the liquid crystal device of Preparation Example 1, the first and second states can be implemented under conditions of about 300 Hz or more and less than 40 V, and conditions of an applied voltage of 60 V or more and less than 300 Hz or less than 300 Hz. It can be seen that the transmittance and haze by the EHDI drive are saturated.
이와 같은 소자에서 적절한 제 1 상태(액정 화합물이 수직 배향된 상태), 제 2 상태(액정 화합물이 수평 배향된 상태) 및 제 3 상태(EHDI 상태)를 나타내는 조건을 하기 표 1에 정리하여 기재하였다.In such a device, the conditions showing the appropriate first state (the state in which the liquid crystal compound is vertically oriented), the second state (the state in which the liquid crystal compound is horizontally aligned), and the third state (the EHDI state) are summarized in Table 1 below. .
전압(V)Voltage (V) 주파수(Hz)Frequency (Hz) 전체투과율(%)Total transmittance (%) 직진광투과율(%)Straight light transmittance (%) 헤이즈(%)Haze (%)
제1상태 First state 00 00 29.529.5 29.029.0 0.90.9
제2상태Second state 1010 300300 14.714.7 14.514.5 1.21.2
제3상태 Third state 6060 100100 1.61.6 0.20.2 92.092.0
제조예 2.Preparation Example 2.
액정 조성물로서, 액정 화합물로서 굴절률 이방성이 0.25이고, 유전율 이방성이 -4.0인 액정 화합물(제조사: HCCH, 상품명: HNG726200-100), 이방성 염료(제조사: BASF, 상품명: X12) 및 전도도 조절을 위한 첨가제(제조사: HCCH, 상품명: HCM-021)을 89:10:1의 중량 비율(HNG726200-100:X12:HCM-021)로 포함하는 것을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일하게 소자를 제작하였다. 상기 소자의 액정층의 수평 전도도의 실측값은 약 1.0 × 10-5 S였고, 이를 상기 수식 1 내지 3을 사용하여 면적이 1cm2이고, 두께가 1cm인 액정층이 나타낼 수치로 환산한 결과는 1.7 × 10-3 μS/cm였다.As a liquid crystal composition, a liquid crystal compound having a refractive index anisotropy of 0.25 and a dielectric anisotropy of -4.0 as a liquid crystal compound (manufacturer: HCCH, trade name: HNG726200-100), an anisotropic dye (manufacturer: BASF, trade name: X12), and an additive for controlling conductivity A device was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that (Manufacturer: HCCH, Trade Name: HCM-021) was used in a weight ratio of 89: 10: 1 (HNG726200-100: X12: HCM-021). . The measured value of the horizontal conductivity of the liquid crystal layer of the device was about 1.0 × 10 -5 S, which was converted into a numerical value that would be represented by a liquid crystal layer having an area of 1 cm 2 and a thickness of 1 cm using Equations 1 to 3 above. 1.7 × 10 −3 μS / cm.
시험예 2.Test Example 2.
제조예 1에서 제조된 액정 소자에 대하여 구동 주파수를 변경하여 가면서 전체 투과율과 헤이즈를 평가하고, 그 결과를 도 18 내지 31에 정리하였다. 도 18 내지 24는 순차적으로 각각 30Hz, 60Hz, 100Hz, 300Hz, 500Hz, 700Hz 및 1000Hz에서 측정한 전체 투과율이고, 도 25 내지 31은 순차적으로 각각 30Hz, 60Hz, 100Hz, 300Hz, 500Hz, 700Hz 및 1000Hz에서 측정한 헤이즈이다. 도면에서 확인되는 바와 같이 제조예 2의 액정 소자의 경우, 약 100 Hz 이상과 20V 미만의 조건에서 제 1 및 제 2 상태의 구현이 가능하고, 30 Hz 이상, 100 Hz 이하의 인가 전압 60V 이하의 조건에서 EHDI 구동에 의한 투과율과 헤이즈가 포화되는 것을 확인할 수 있다.The total transmittance and the haze were evaluated while changing the driving frequency of the liquid crystal device manufactured in Production Example 1, and the results are summarized in FIGS. 18 to 31. 18 to 24 are the total transmittance measured sequentially at 30 Hz, 60 Hz, 100 Hz, 300 Hz, 500 Hz, 700 Hz and 1000 Hz, respectively, and FIGS. 25 to 31 are sequentially at 30 Hz, 60 Hz, 100 Hz, 300 Hz, 500 Hz, 700 Hz and 1000 Hz, respectively. Measured haze. As shown in the drawing, in the liquid crystal device of Preparation Example 2, the first and second states can be implemented under conditions of about 100 Hz or more and less than 20 V, and an applied voltage of 60 V or less of 30 Hz or more and 100 Hz or less It can be seen that the transmittance and haze due to the EHDI drive are saturated under the conditions.
이와 같은 소자에서 적절한 제 1 상태(액정 화합물이 수직 배향된 상태), 제 2 상태(액정 화합물이 수평 배향된 상태) 및 제 3 상태(EHDI 상태)를 나타내는 조건을 하기 표 2에 정리하여 기재하였다.The conditions showing the appropriate first state (the state in which the liquid crystal compound is vertically aligned), the second state (the state in which the liquid crystal compound is horizontally aligned), and the third state (the EHDI state) in such a device are summarized in Table 2 below. .
전압(V)Voltage (V) 주파수(Hz)Frequency (Hz) 전체투과율(%)Total transmittance (%) 직진광투과율(%)Straight light transmittance (%) 헤이즈(%)Haze (%)
제1상태 First state 00 00 58.558.5 57.557.5 1One
제2상태Second state 1010 100100 29.929.9 29.829.8 1.81.8
제3상태 Third state 6060 3030 15.015.0 0.70.7 95.695.6

Claims (19)

  1. 수평 전도도가 1.0 × 10-4 μS/cm 이상인 액정층을 포함하며,A liquid crystal layer having a horizontal conductivity of at least 1.0 × 10 −4 μS / cm,
    하기 제 1 내지 제 3 상태의 사이에서 스위칭되는 트리플상 액정 소자(상기 수평 전도도는, 상기 액정층의 광축과 전기장의 방향이 수평하도록 전압을 인가한 상태에서 상기 전기장의 방향을 따라 측정한 값이며, 상기에서 측정 주파수는 60 Hz이고, 측정 전압은 0.5V이며, 상기 전도도는, 면적이 1cm2이고, 두께가 1cm인 액정층으로의 환산 수치이다.):Triple phase liquid crystal element switched between the following first to third states (the horizontal conductivity is a value measured along the direction of the electric field in a state where a voltage is applied so that the direction of the optical axis and the electric field of the liquid crystal layer is horizontal) In this case, the measurement frequency is 60 Hz, the measurement voltage is 0.5V, and the conductivity is converted into a liquid crystal layer having an area of 1 cm 2 and a thickness of 1 cm.
    제 1 상태: 직진광 투과율이 25% 이상, 헤이즈가 5% 이하인 상태;First state: a state in which the linear light transmittance is 25% or more and the haze is 5% or less;
    제 2 상태: 직진광 투과율이 15% 이하, 헤이즈가 5% 이하인 상태;Second state: a state in which the linear light transmittance is 15% or less and the haze is 5% or less;
    제 3 상태: 직진광 투과율이 10% 이하, 헤이즈가 80% 이상인 상태.Third state: a state in which the linear light transmittance is 10% or less and the haze is 80% or more.
  2. 제 1 항에 있어서, 액정층의 수평 전도도가 5.0 × 10-2 μS/cm 이하인 트리플상 액정 소자.The triple phase liquid crystal device according to claim 1, wherein the horizontal conductivity of the liquid crystal layer is 5.0 × 10 −2 μS / cm or less.
  3. 제 1 항에 있어서, 액정층의 수평 전도도가 3.0 × 10-2 μS/cm 이하인 트리플상 액정 소자.The triple phase liquid crystal device according to claim 1, wherein the horizontal conductivity of the liquid crystal layer is 3.0 × 10 −2 μS / cm or less.
  4. 제 1 항에 있어서, 액정층의 수직 전도도(VC) 및 액정층의 수평 전도도(PC)의 비율(PC/VC)이 0.2 이상인 트리플상 액정 소자.The triple phase liquid crystal device according to claim 1, wherein a ratio (PC / VC) of the vertical conductivity (VC) of the liquid crystal layer and the horizontal conductivity (PC) of the liquid crystal layer is 0.2 or more.
  5. 제 1 항에 있어서, 액정층의 수평 전도도(PC) 및 액정층의 수직 전도도(VC)의 비율(VC/PC)이 2.0 이하인 트리플상 액정 소자.The triple phase liquid crystal device according to claim 1, wherein 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 2.0 or less.
  6. 제 1 항에 있어서, 하기 수식 A를 만족하는 트리플상 액정 소자:The triple phase liquid crystal device of claim 1, wherein the triple phase liquid crystal device satisfies the following formula A:
    [수식 A][Formula A]
    20 ≤ H1/H220 ≤ H1 / H2
    수식 A에서 H1은 30 Hz의 주파수 및 60 V의 전압이 인가된 상태에서의 상기 트리플상 액정 소자의 헤이즈이고, H2는 전압 미인가 상태 또는 100 Hz의 주파수 및 10 V의 전압이 인가된 상태에서의 상기 트리플상 액정 소자의 헤이즈이다.In Equation A, H1 is the haze of the triple-phase liquid crystal device at a frequency of 30 Hz and a voltage of 60 V, and H2 is a voltage unapplied state or at a frequency of 100 Hz and a voltage of 10 V. It is the haze of the said triple phase liquid crystal element.
  7. 제 1 항에 있어서, 하기 수식 B를 만족하는 트리플상 액정 소자:The triple phase liquid crystal device of claim 1, wherein the triple phase liquid crystal device satisfies the following formula B:
    [수식 B][Formula B]
    5 ≤ T1/T25 ≤ T1 / T2
    수식 B에서 T1은 전압 미인가 상태 또는 100 Hz의 주파수 및 10 V의 전압이 인가된 상태에서의 상기 트리플상 액정 소자의 직진광 투과율이고, T2는 30 Hz의 주파수 및 60 V의 전압이 인가된 상태에서의 상기 트리플상 액정 소자의 헤이즈이다.In Equation B, T1 is a linear light transmittance of the triple phase liquid crystal device in a state where no voltage is applied or a frequency of 100 Hz and a voltage of 10 V is applied, and T2 is a state where a frequency of 30 Hz and a voltage of 60 V are applied. The haze of the triple-phase liquid crystal device in.
  8. 제 1 항에 있어서, 액정층은 비반응성 액정 화합물 및 반응성 메소겐을 포함하는 트리플상 액정 소자.The triple phase liquid crystal device of claim 1, wherein the liquid crystal layer comprises a non-reactive liquid crystal compound and a reactive mesogen.
  9. 제 8 항에 있어서, 액정층은 비반응성 액정 화합물 100 중량부 대비 1 내지 30 중량부의 반응성 액정 화합물을 포함하는 트리플상 액정 소자.The triple phase liquid crystal device of claim 8, wherein the liquid crystal layer comprises 1 to 30 parts by weight of a reactive liquid crystal compound relative to 100 parts by weight of the non-reactive liquid crystal compound.
  10. 제 8 항에 있어서, 액정층은 이온성 화합물을 2 중량% 이하의 비율로 추가로 포함하는 트리플상 액정 소자.9. The triple phase liquid crystal device according to claim 8, wherein the liquid crystal layer further comprises an ionic compound in a ratio of 2% by weight or less.
  11. 제 1 항에 있어서, 제 1 상태에서 액정층은 수직 배향 상태인 트리플상 액정 소자.The triple phase liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer in the first state is in a vertical alignment state.
  12. 제 1 항에 있어서, 제 2 상태에서 액정층은 수평 배향, 수직 배향, 트위스트 배향 또는 하이브리드 배향 상태인 트리플상 액정 소자.The triple phase liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer in the second state is in a horizontal alignment, a vertical alignment, a twist alignment, or a hybrid alignment state.
  13. 제 1 항에 있어서, 제 3 상태에서 액정층은 전기 수력학적 불안정 상태인 트리플상 액정 소자.The triple phase liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer in the third state is in an electrohydraulic instability state.
  14. 액정층을 포함하는 트리플상 액정 소자의 제조 방법이고,It is a manufacturing method of the triple phase liquid crystal element containing a liquid crystal layer,
    상기 액정층의 수평 전도도를 1.0 × 10-4 μS/cm 이상으로 조절하여, 상기 트리플상 액정 소자가 하기 제 1 내지 제 3 상태의 사이에서 스위칭될 수 있도록 하는 단계를 포함하는 트리플상 액정 소자의 제조 방법(상기 수평 전도도는, 상기 액정층의 광축과 전기장의 방향이 수평하도록 전압을 인가한 상태에서 상기 전기장의 방향을 따라 측정한 값이며, 상기에서 측정 주파수는 60 Hz이고, 측정 전압은 0.5V이며, 상기 전도도는, 면적이 1cm2이고, 두께가 1 cm인 액정층으로의 환산 수치이다.):Adjusting the horizontal conductivity of the liquid crystal layer to 1.0 × 10 −4 μS / cm or more so that the triple phase liquid crystal device can be switched between the following first to third states; Manufacturing method (The said horizontal conductivity is the value measured along the direction of the said electric field in the state which applied the voltage so that the direction of the optical axis and the electric field of the said liquid crystal layer may be horizontal, where a measurement frequency is 60 Hz and a measurement voltage is 0.5. V, and the conductivity is converted into a liquid crystal layer having an area of 1 cm 2 and a thickness of 1 cm.
    제 1 상태: 직진광 투과율이 25% 이상, 헤이즈가 5% 이하인 상태;First state: a state in which the linear light transmittance is 25% or more and the haze is 5% or less;
    제 2 상태: 직진광 투과율이 15% 이상, 헤이즈가 5% 이하인 상태;Second state: a state in which the linear light transmittance is 15% or more and the haze is 5% or less;
    제 3 상태: 직진광 투과율이 10% 이하, 헤이즈가 80% 이상인 상태.Third state: a state in which the linear light transmittance is 10% or less and the haze is 80% or more.
  15. 제 14 항에 있어서, 제 2 상태의 구현을 위한 인가 주파수(F1) 및 인가 전압(V1)과 제 3 상태의 구현을 위한 인가 주파수(F2) 및 인가 전압(V2)이 하기 조건 1 및 2를 만족하도록 액정층을 형성하는 트리플상 액정 소자의 제조 방법:15. The method according to claim 14, wherein the applied frequency F1 and the applied voltage V1 for the implementation of the second state and the applied frequency F2 and the applied voltage V2 for the implementation of the third state are equal to the following conditions 1 and 2. Method for producing a triple-phase liquid crystal device for forming a liquid crystal layer to satisfy:
    [조건 1][Condition 1]
    F1 > F2F1> F2
    [조건 2][Condition 2]
    V1 ≤ V2.V1 ≦ V2.
  16. 수평 전도도가 1.0 × 10-4 μS/cm 이상인 액정층을 포함하는 트리플상 액정 소자의 구동 방법이고,It is a drive method of a triple phase liquid crystal element containing a liquid crystal layer whose horizontal conductivity is 1.0x10 <-4> S / cm or more,
    인가 전압의 주파수 또는 크기를 조절하여 상기 액정 소자가 하기 제 1 내지 제 3 상태 중에서 어느 한 상태를 구현하도록 하는 단계를 포함하는 액정 소자의 구동 방법(상기 수평 전도도는, 상기 액정층의 광축과 전기장의 방향이 수평하도록 전압을 인가한 상태에서 상기 전기장의 방향을 따라 측정한 값이며, 상기에서 측정 주파수는 60 Hz이고, 측정 전압은 0.5V이며, 상기 전도도는, 면적이 1cm2이고, 두께가 1 cm인 액정층으로의 환산 수치이다.):A method of driving a liquid crystal device comprising the step of adjusting the frequency or magnitude of the applied voltage to the liquid crystal device to implement any one of the following first to third states (the horizontal conductivity is the optical axis and the electric field of the liquid crystal layer Measured along the direction of the electric field with a voltage applied so that the direction of is horizontal, wherein the measured frequency is 60 Hz, the measured voltage is 0.5V, and the conductivity is 1 cm 2 in area, It is the conversion value into the liquid crystal layer which is 1 cm.):
    제 1 상태: 직진광 투과율이 25% 이상, 헤이즈가 5% 이하인 상태;First state: a state in which the linear light transmittance is 25% or more and the haze is 5% or less;
    제 2 상태: 직진광 투과율이 15% 이상, 헤이즈가 5% 이하인 상태;Second state: a state in which the linear light transmittance is 15% or more and the haze is 5% or less;
    제 3 상태: 직진광 투과율이 10% 이하, 헤이즈가 80% 이상인 상태.Third state: a state in which the linear light transmittance is 10% or less and the haze is 80% or more.
  17. 제 16 항에 있어서, 제 1 내지 제 3 상태 중에서 어느 한 상태에서 제 1 내지 제 3 상태 중 다른 상태로 스위칭되도록 인가 전압의 주파수 또는 크기를 제어하는 단계를 추가로 포함하는 액정 소자의 구동 방법.17. The method of claim 16, further comprising controlling the frequency or magnitude of the applied voltage to switch from one of the first to third states to another of the first to third states.
  18. 제 16 항에 있어서, 제 2 상태의 구현을 위한 인가 주파수(F1) 및 인가 전압(V1)과 제 3 상태의 구현을 위한 인가 주파수(F2) 및 인가 전압(V2)이 하기 조건 1 및 2를 만족하도록 인가 전압의 주파수 또는 크기를 제어하는 액정 소자의 구동 방법:17. The method of claim 16, wherein the applied frequency F1 and the applied voltage V1 for the implementation of the second state and the applied frequency F2 and the applied voltage V2 for the implementation of the third state are equal to A method of driving a liquid crystal element for controlling the frequency or magnitude of an applied voltage to satisfy:
    [조건 1][Condition 1]
    F1 > F2F1> F2
    [조건 2][Condition 2]
    V1 ≤ V2.V1 ≦ V2.
  19. 제 1 항의 트리플상 액정 소자를 포함하는 광변조 장치.An optical modulation device comprising the triple phase liquid crystal device of claim 1.
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