WO2024181779A1 - 액정 조성물 - Google Patents

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WO2024181779A1
WO2024181779A1 PCT/KR2024/002536 KR2024002536W WO2024181779A1 WO 2024181779 A1 WO2024181779 A1 WO 2024181779A1 KR 2024002536 W KR2024002536 W KR 2024002536W WO 2024181779 A1 WO2024181779 A1 WO 2024181779A1
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liquid crystal
substrate
layer
less
crystal cell
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PCT/KR2024/002536
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김진홍
오동현
이범진
유정선
김정운
김민준
문찬식
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주식회사 엘지화학
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Publication date
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    • B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
    • B60J3/00—Antiglare equipment associated with windows or windscreens; Sun visors for vehicles
    • B60J3/04—Antiglare equipment associated with windows or windscreens; Sun visors for vehicles adjustable in transparency
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    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/02—Liquid crystal materials characterised by optical, electrical or physical properties of the components, in general
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/58—Dopants or charge transfer agents
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    • C09K19/60—Pleochroic dyes
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    • G02F1/01—Devices 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 
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    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
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    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1347—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells

Definitions

  • Patent Document 1 European Patent Publication No. 0022311 discloses a variable transmittance device using a so-called GH cell (Guest host cell) that applies a liquid crystal host material and a dichroic dye guest.
  • GH cell Guard host cell
  • the present invention relates to a liquid crystal composition which can provide a liquid crystal cell and/or a variable transmittance device having excellent see-through performance and improved clarity in a dark state, as well as excellent durability.
  • the present application relates to a liquid crystal composition.
  • the liquid crystal composition may include a liquid crystal substance and a dichroic dye.
  • the liquid crystal substance may satisfy the following Equation 1.
  • Equation 1 Tni is the clearing point of the liquid crystal material, and ⁇ n is the refractive index anisotropy of the liquid crystal material.
  • a liquid crystal cell and/or a variable transmittance device having excellent transparency performance in a dark state as well as excellent durability can be provided.
  • the transparency performance may refer to the degree to which an object appears clear when observed through a liquid crystal cell or variable transmittance device including the liquid crystal composition.
  • the durability may refer to the fact that the liquid crystal material maintains a nematic phase even at a high temperature and acts as a liquid crystal. In particular, the durability may be a characteristic required when the liquid crystal cell and/or variable transmittance device including the liquid crystal composition is used in a high temperature environment (e.g., summer or a high temperature area).
  • the liquid crystal composition can be usefully used in a liquid crystal cell and/or variable transmittance device for a vehicle.
  • the above equation 1 specifies a value obtained by dividing Tni of a liquid crystal material by ( ⁇ n) ⁇ 2 of the liquid crystal material, and the above Tni / ( ⁇ n) ⁇ 2 value can be specifically 12,500 or more, 13,000 or more, 13,500 or more, 14,000 or more, 14,500 or more, 15,000 or more, 15,500 or more, 16,000 or more, 16,500 or more, 17,000 or more, 17,500 or more, 18,000 or more, 18,5000 or more, 19,000 or more, or 19,500 or more.
  • the upper limit of the Tni / ( ⁇ n) ⁇ 2 value of the above formula 1 can be, for example, 25,000 or less, 24,000 or less, 23,000 or less, 22,000 or less, 21,000 or less, 20,000 or less, 19,000 or less, 18000 or less, 17,000 or less, or 16,000 or less.
  • the property is a property measured at room temperature unless otherwise specified.
  • room temperature refers to a natural temperature that is not heated or de-heated, and is typically a temperature within a range of about 10°C to 30°C, or about 23°C or about 25°C.
  • the unit of temperature is °C.
  • the measurement pressure affects the result, the property is a property measured at atmospheric pressure unless otherwise specified.
  • atmospheric pressure refers to a natural pressure that is not pressurized or de-pressurized, and typically refers to about 1 atm as atmospheric pressure.
  • the above liquid crystal material may be a liquid crystal material exhibiting a nematic phase.
  • the nematic phase may refer to a liquid crystal phase in which rod-shaped liquid crystal molecules are arranged parallel to the long axis direction of the liquid crystal molecules, although there is no regularity in the position.
  • the Tni of the liquid crystal material may refer to the temperature at which the liquid crystal material undergoes a phase transition from the nematic phase to the isotropic phase.
  • the clearing point (Tni) of the liquid crystal material may be 85°C or higher.
  • the clearing point (Tni) of the liquid crystal material may specifically be 90°C or higher, 95°C or higher, 100°C or higher, 105°C or higher, or 110°C or higher.
  • the upper limit of the clearing point (Tni) of the liquid crystal material may be, for example, 125°C or lower, 120°C or lower, 115°C or lower, 110°C or lower, 105°C or lower, 100°C or lower, 95°C or lower, or 90°C or lower.
  • the term "refractive index anisotropy” may mean the difference (ne-no) between an extraordinary refractive index (ne) and an ordinary refractive index (no) of a liquid crystal material.
  • the refractive index anisotropy may be a value measured for light having a wavelength of about 550 nm.
  • the refractive index anisotropy of the liquid crystal material may be 0.089 or less.
  • the refractive index anisotropy of the liquid crystal material may be 0.085 or less, 0.08 or less, 0.075 or less, 0.07 or less, or 0.068 or less.
  • the refractive index anisotropy of the liquid crystal material is within the above range, not only is the transparency performance excellent in a dark state excellent, but also can exhibit excellent durability and can be advantageous in lowering the driving voltage.
  • the lower limit of the refractive index anisotropy of the liquid crystal material can be, for example, 0.04 or more, 0.045 or more, 0.05 or more, 0.05 or more, 0.06 or more, 0.065 or more, 0.07 or more, or 0.075 or more.
  • the liquid crystal material may include a liquid crystal compound.
  • the liquid crystal material may include the same liquid crystal compound or may include two or more kinds of liquid crystal compounds of different kinds.
  • the kind of the liquid crystal compound may be appropriately selected in consideration of the purpose of the present application.
  • the liquid crystal compound may be a non-reactive liquid crystal compound.
  • the non-reactive liquid crystal compound may mean a liquid crystal compound that does not have a polymerizable group or a curable group.
  • the polymerizable group or the curable group may include, but is not limited to, an acryloyl group, an acryloyloxy group, a methacryloyl group, a methacryloyloxy group, a carboxyl group, a hydroxy group, a vinyl group, or an epoxy group, and may include a known functional group known as a polymerizable group or a curable group.
  • the liquid crystal composition and/or the liquid crystal material may not include a reactive liquid crystal compound.
  • the liquid crystal material can have positive or negative dielectric anisotropy.
  • the absolute value of the dielectric anisotropy of the liquid crystal material can be appropriately selected in consideration of the purpose of the present application.
  • the term “dielectric anisotropy ( ⁇ )” can mean the difference ( ⁇ - ⁇ ) between the horizontal dielectric constant ( ⁇ ) and the vertical dielectric constant ( ⁇ ) of the liquid crystal material.
  • the term horizontal dielectric constant ( ⁇ ) means a dielectric constant value measured along the direction of an electric field when a voltage is applied such that the direction of the electric field due to the director of the liquid crystal material (liquid crystal compound) and the applied voltage are substantially horizontal
  • the term vertical dielectric constant ( ⁇ ) means a dielectric constant value measured along the direction of an electric field when a voltage is applied such that the direction of the electric field due to the director of the liquid crystal material (liquid crystal compound) and the applied voltage are substantially perpendicular.
  • the dielectric anisotropy of the liquid crystal material (liquid crystal compound) can be in the range of 5 to 25.
  • a dichroic dye can control the light transmittance variable characteristic of a liquid crystal composition and/or a liquid crystal layer.
  • the term “dye” can mean a material capable of intensively absorbing and/or modifying light within at least a part or the entire range within a visible light range, for example, a wavelength range from 400 nm to 700 nm
  • the term “dichroic dye” can mean a material capable of anisotropic absorption of light within at least a part or the entire range of a visible light range.
  • dichroic dye a known dye known to have a property of being able to be aligned according to the alignment state of a liquid crystal substance, for example, by the so-called guest-host effect, can be selected and used.
  • dichroic dyes include azo dyes, anthraquinone dyes, methine dyes, azomethine dyes, merocyanine dyes, naphthoquinone dyes, tetrazine dyes, phenylene dyes, quterylene dyes, benzothiadiazole dyes, diketopyrrolopyrrole dyes, squaraine dyes, or pyromethene dyes, but the dyes applicable in the present application are not limited thereto.
  • the dichroic dye may be a dye having a dichroic ratio, that is, a value of the absorption of light polarized parallel to the major axis of the dichroic dye divided by the absorption of light polarized parallel to the direction perpendicular to the major axis, of 5 or more, 6 or more, or 7 or more.
  • the dye may satisfy the dichroic ratio at at least some wavelengths or any one wavelength within a wavelength range of a visible light region, for example, within a wavelength range of about 380 nm to 700 nm or within a wavelength range of 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 14 or less.
  • the content of the dichroic dye in the liquid crystal composition and/or the liquid crystal layer may be appropriately selected in consideration of the purpose of the present application.
  • the content of the dichroic dye in the liquid crystal composition and/or the liquid crystal layer may be 0.2 wt% or more.
  • the content of the dichroic dye may be specifically 0.5 wt% or more, 1 wt% or more, 2 wt% or more, or 3 wt% or more.
  • the upper limit of the content of the dichroic dye may be, for example, 10 wt% or less, 9 wt% or less, 8 wt% or less, 6 wt% or less, or 5 wt% or less.
  • the content of the dichroic dye is too low, it may be difficult to express the desired transmittance variable characteristic, and if the content of the dichroic dye is too high, there is a concern of precipitation. Therefore, it may be advantageous for the content of the dichroic dye to be within the above range.
  • the liquid crystal composition may further include a chiral agent.
  • the chiral agent can enable the liquid crystal layer to implement a twisted alignment state.
  • any agent that can induce a desired rotation (twisting) without damaging liquid crystal properties, for example, nematic regularity may be used without particular limitation.
  • the chiral agent for inducing rotation in the liquid crystal compound needs to include at least chirality in its molecular structure.
  • the chiral agent examples include a compound having one or more asymmetric carbons, a compound having an asymmetric point on a heteroatom such as a chiral amine or chiral sulfoxide, or a compound having an axially asymmetric, optically active site having an axial agent such as cumulene or binaphthol.
  • the chiral agent may be, for example, a low-molecular-weight compound having a molecular weight of 1,500 or less.
  • a commercially available chiral nematic liquid crystal such as the chiral dopant liquid crystal S-811 commercially available from Merck or LC756 from BASF, can be used.
  • the application ratio of the chiral agent is selected so as to achieve the desired d/p ratio in the liquid crystal layer.
  • the content (weight %) of the chiral agent can be calculated by the formula of 100/HTP (Helix Twisting power) ⁇ pitch (p) (nm).
  • the HTP represents the strength of the twisting of the chiral agent.
  • the content of the chiral agent can be determined by considering the desired pitch with reference to the above method.
  • the content of the chiral agent can be in the range of 0.5 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the liquid crystal material.
  • the content of the chiral agent can be in the range of 1 to 7 parts by weight or 1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the liquid crystal material.
  • the present application also relates to a use of the liquid crystal composition.
  • the present application relates to a liquid crystal cell comprising the liquid crystal composition.
  • the liquid crystal cell may comprise a first substrate, a liquid crystal layer, and a second substrate.
  • the liquid crystal layer may be present between the first substrate and the second substrate.
  • the liquid crystal layer may comprise the liquid crystal composition.
  • Fig. 1 illustrates an example of a liquid crystal cell of the present application.
  • a first substrate may include a first substrate layer (10a) and an adhesive layer (10c).
  • a second substrate may include a second substrate layer (20a) and a spacer (20c).
  • a liquid crystal layer (30) filled with the liquid crystal compound may be present in the space between the first substrate and the second substrate.
  • inorganic films such as a glass film, a crystalline or amorphous silicon film, a quartz or ITO (Indium Tin Oxide) film, or a polymer film can be used, for example, and in terms of implementing a flexible element, a polymer film can be used.
  • the first substrate layer and the second substrate layer may each be a polymer film.
  • TAC triacetyl cellulose
  • 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) or amorphous fluorine resin, etc.
  • the first substrate layer and the second substrate layer may include
  • the first substrate layer and the second substrate layer may each have a thickness in a range of about 10 ⁇ m to about 1,000 ⁇ m.
  • the first substrate layer and the second substrate layer may each have a thickness of about 20 ⁇ m or more, 40 ⁇ m or more, 60 ⁇ m or more, 80 ⁇ m or more, 100 ⁇ m or more, 120 ⁇ m or more, 140 ⁇ m or more, 160 ⁇ m or more, or about 180 ⁇ m or more, and may each be about 900 ⁇ m or less, 800 ⁇ m or less, 700 ⁇ m or less, 600 ⁇ m or less, 500 ⁇ m or less, or about 400 ⁇ m or less.
  • the above adhesive layer may be present on the inner surface of the first substrate layer.
  • the “inner surface” of a configuration included in a liquid crystal cell may mean a surface facing the liquid crystal layer.
  • the adhesive layer can be optically transparent.
  • the adhesive layer can have an average transmittance for visible light in the range of, for example, 380 nm to 780 nm of about 80% or greater, 85% or greater, 90% or greater, or 95% or greater.
  • the adhesive layer can be a liquid crystal alignment adhesive layer.
  • the adhesive layer can be, for example, a vertical alignment adhesive layer or a horizontal alignment adhesive layer.
  • vertical alignment adhesive can mean an adhesive that provides vertical alignment force to adjacent liquid crystal compounds and has adhesive force capable of bonding a first substrate and a second substrate at the same time.
  • horizontal alignment adhesive can mean an adhesive that provides horizontal alignment force to adjacent liquid crystal compounds and has adhesive force capable of bonding a first substrate and a second substrate at the same time.
  • the pretilt angle of the adjacent liquid crystal compound with respect to the vertical alignment adhesive can be in a range of 80 to 90 degrees, 85 to 90 degrees, about 87 to 90 degrees, or about 90 degrees.
  • the pretilt angle of the adjacent liquid crystal compound with respect to the horizontally oriented adhesive can be in the range of 0 to 10 degrees, 0 to 5 degrees, 0 to 3 degrees, or about 0 degrees.
  • the pretilt angle may mean an angle formed by a director of a liquid crystal compound with respect to a plane that is horizontal to a liquid crystal alignment adhesive or alignment film when no voltage is applied.
  • the director of the liquid crystal compound may mean an optical axis or a slow axis of a liquid crystal layer.
  • the director of the liquid crystal compound may mean an axis parallel to the major axis direction of a rod shape when the liquid crystal compound is in a rod shape, or may mean an axis parallel to the normal direction of a discic plane when the liquid crystal compound is in a discic shape.
  • the thickness of the adhesive layer may be, for example, in the range of 3 ⁇ m to 15 ⁇ m. When the thickness of the adhesive layer is within the above range, it may be advantageous in minimizing defects such as pressing or crowding of the adhesive when used in the manufacture of a liquid crystal cell while securing the adhesion between the first substrate and the second substrate.
  • the adhesive layer various types of adhesives known in the industry as OCA (Optically Clear Adhesive) can be suitably used.
  • the adhesive may be different from the OCR (Optically Clear Resin) type adhesive, which is hardened after the objects to be attached are bonded, in that it is hardened before the objects to be attached are bonded.
  • OCA Optically Clear Adhesive
  • the adhesive for example, an acrylic, silicone, epoxy or urethane type adhesive can be applied.
  • the adhesive layer may include a cured product of an adhesive resin.
  • the adhesive layer may be a silicone-based adhesive layer.
  • the silicone-based adhesive layer may include a cured product of a curable silicone compound as the adhesive resin.
  • the type of the curable silicone compound is not particularly limited, and for example, a heat-curable silicone compound or an ultraviolet-curable silicone compound can be used.
  • the curable silicone compound can be referred to as an adhesive resin.
  • the curable silicone compound can be an addition curable silicone compound.
  • the addition-curable silicone compound may be exemplified by, but is not limited to, (1) organopolysiloxane containing two or more alkenyl groups in the molecule and (2) organopolysiloxane containing two or more silicon-bonded hydrogen atoms in the molecule.
  • Such silicone compounds can form a cured product by an addition reaction, for example, in the presence of a catalyst.
  • R 1 is a hydrocarbon group other than an alkenyl group, and specifically, an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, or a heptyl group; an aryl group such as a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, or a naphthyl group; an aralkyl group such as a benzyl group or a phenentyl group; a halogen-substituted alkyl group such as a chloromethyl group, a 3-chloropropyl group or a 3,3,3-trifluoropropyl group; and the like.
  • an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexy
  • R 2 in the above may be an alkenyl group, and specifically, may be a vinyl group, an allyl group, a butenyl group, a pentenyl group, a hexenyl group or a heptenyl group.
  • R 1 is a hydrocarbon group other than an alkenyl group, and specifically, an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, or a heptyl group; an aryl group such as a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, or a naphthyl group; an aralkyl group such as a benzyl group or a phenentyl group; It may be a halogen-substituted alkyl group, such as a chloromethyl group, a 3-chloropropyl group, or a 3,3,3-trifluoropropyl group.
  • an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hex
  • the surface energy of the adhesive layer may be 16 mN/m or less.
  • the lower limit of the surface energy may be, for example, 5 mN/m or more.
  • the surface energy of the adhesive layer may exceed 16 mN/m.
  • the upper limit of the surface energy may be, for example, 50 mN/m or less.
  • the surface energy can be measured using a drop shape analyzer (DSA100 product of KRUSS). Specifically, the process of dropping deionized water, which has a known surface tension, on the surface of the adhesive and obtaining the contact angle is repeated five times, and the average of the five contact angle values obtained is obtained.
  • diiodomethane which has a known surface tension
  • the contact angle is obtained, and the process of repeating the process is five times, and the average of the five contact angle values obtained is obtained.
  • the surface energy can be obtained by substituting the surface tension value (Strom value) of the solvent by the Owens-Wendt-Rabel-Kaelble method using the average value of the contact angles for the obtained deionized water and diiodomethane.
  • the first substrate and the second substrate of the liquid crystal cell may be attached by the adhesive force of the adhesive layer.
  • the adhesive layer of the first substrate and the spacer of the second substrate may be attached.
  • an area of the alignment film corresponding to the spacer may be attached to the adhesive layer of the first substrate.
  • the adhesive layer may have a storage modulus of 1 MPa or less.
  • the lower limit of the storage modulus of the adhesive layer may be, for example, 0.01 MPa or more.
  • the storage modulus of the adhesive layer may be 0.02 MPa or more, 0.04 MPa, 0.06 MPa, 0.08 MPa, or 0.1 MPa or more, and 0.8 MPa or less, 0.6 MPa or less, 0.4 MPa or less, or 0.2 MPa or less.
  • the storage modulus may be a value measured at a temperature of 25°C and a frequency of 6 rad/sec.
  • the spacer (20c) can maintain a gap between the first substrate and the second substrate.
  • a liquid crystal layer can exist in an area where the spacer does not exist between the first substrate and the second substrate.
  • the spacer may be a patterned spacer.
  • the spacer may have a partition wall shape. When the spacer has a partition wall shape, it may be more advantageous in terms of improving the clarity of the image to be viewed.
  • the partition wall may divide the space between the first substrate and the second substrate into two or more spaces. In an area where the spacer does not exist, another film or another layer existing underneath may be exposed. For example, the second electrode layer may be exposed in an area where the spacer does not exist.
  • the alignment film may cover the spacer and the second electrode layer exposed in the area where the spacer does not exist. In a liquid crystal cell in which the first substrate and the second substrate are bonded, the alignment film existing on the spacer of the second substrate and the adhesive layer of the upper substrate may be in contact with each other.
  • a liquid crystal material and the aforementioned additives such as a dichroic dye, a chiral agent, etc.
  • the shape of the cross-section of the space between the partition walls of the spacer is not particularly limited, and may be applied without limitation to have, for example, a polygonal shape such as a circle, an ellipse, or another polygonal shape.
  • the spacer may include a curable resin.
  • the type of the curable resin is not particularly limited, and for example, a thermosetting resin or a photocurable resin, such as an ultraviolet-curable resin, can be used.
  • thermosetting resin examples include, but are not limited to, a silicone resin, a silicon resin, a franc resin, a polyurethane resin, an epoxy resin, an amino resin, a phenol resin, a urea resin, a polyester resin, or a melamine resin.
  • ultraviolet-curable resin examples include, but are not limited to, an acrylic polymer, such as a polyester acrylate polymer, a polystyrene acrylate polymer, an epoxy acrylate polymer, a polyurethane acrylate polymer, or a polybutadiene acrylate polymer, a silicone acrylate polymer, or an alkyl acrylate polymer.
  • an acrylic polymer such as a polyester acrylate polymer, a polystyrene acrylate polymer, an epoxy acrylate polymer, a polyurethane acrylate polymer, or a polybutadiene acrylate polymer, a silicone acrylate polymer, or an alkyl acrylate polymer.
  • the spacer can be formed by a patterning process.
  • the spacer can be formed by a photolithography process.
  • the photolithography process can include a process of applying a curable resin composition on a substrate layer or an electrode layer and then irradiating ultraviolet rays through a pattern mask.
  • the pattern mask can be patterned into an ultraviolet-transmitting region and an ultraviolet-blocking region.
  • the photolithography process can further include a process of washing the curable resin composition irradiated with ultraviolet rays.
  • the region irradiated with ultraviolet rays is cured, and the region not irradiated with ultraviolet rays remains in a liquid state, so that it can be patterned into a partition shape by removing it through the washing process.
  • a release treatment may be performed on the pattern mask, or a release paper may be positioned between the layer of the resin composition and the pattern mask.
  • the width (line width), interval (pitch), thickness, and area of the spacer can be appropriately selected within a range that does not impair the purpose of the present application.
  • the width (line width) of the spacer can be in a range of 10 ⁇ m to 500 ⁇ m or in a range of 10 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the interval (pitch) of the spacer can be in a range of 10 ⁇ m to 1000 ⁇ m or in a range of 100 ⁇ m to 1000 ⁇ m.
  • the area of the spacer can be about 5% or more and 50% or less with respect to 100% of the total area of the second substrate layer.
  • the thickness of the spacer can be, for example, in a range of 1 ⁇ m to 30 ⁇ m or 3 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the first substrate may further include a first electrode layer (10b) between the first substrate layer (10a) and the adhesive layer (10c).
  • the second substrate may further include a second electrode layer (20b) between the second substrate layer (20a) and the spacer (20c).
  • the first electrode layer and the second electrode layer may perform a function of applying an external action, for example, an electric field, so that a material included in the liquid crystal layer transmits or blocks incident light.
  • the first electrode layer and/or the second electrode layer may include, but is not limited to, a conductive polymer, a conductive metal, a conductive nanowire, or a metal oxide such as ITO (Indium Tin Oxide).
  • the first electrode layer and the second electrode layer may each be formed by depositing, for example, the conductive polymer, the conductive metal, the conductive nanowire, or the metal oxide such as ITO (Indium Tin Oxide).
  • the second substrate may further include an alignment film (20d).
  • the spacer (20c) may be present between the second substrate layer (20a) and the alignment film (20d).
  • the second substrate includes the second electrode layer (20b)
  • the spacer (20c) may be present between the second electrode layer (20b) and the alignment film (20d).
  • the alignment film may be formed on the spacer. That is, the upper surface and/or the side surface of the spacer may be in contact with the alignment film.
  • the lower surface of the spacer may be in contact with the second electrode layer. Since the adhesive layer included in the first substrate may have liquid crystal alignment properties, the alignment film may not be included. That is, the alignment film may not be formed on the inner surface of the first electrode layer.
  • the alignment film and the liquid crystal layer may be in contact.
  • the alignment film may be a vertical alignment film or a horizontal alignment film.
  • horizontal alignment film may mean a layer including an alignment material that provides horizontal alignment force to a liquid crystal compound present in an adjacent liquid crystal layer.
  • vertical alignment film may mean a layer including an alignment material that provides vertical alignment force to a liquid crystal compound present in an adjacent liquid crystal layer.
  • the pretilt angle of the adjacent liquid crystal compound with respect to the vertical alignment film may be in a range of 80 to 90 degrees, 85 to 90 degrees, about 87 to 90 degrees, or about 90 degrees, and the pretilt angle of the adjacent liquid crystal compound with respect to the horizontal alignment film may be in a range of 0 to 10 degrees, 0 to 5 degrees, 0 to 3 degrees, or about 0 degrees.
  • the alignment film may not have an adhesive force that adheres the upper substrate and the lower substrate.
  • the alignment film may have a peeling force close to 0 with respect to the first substrate in the state of the liquid crystal cell of Fig. 1.
  • the alignment film may be a rubbing alignment film or a photo-alignment film.
  • the alignment direction of the alignment film may be the rubbing direction in the case of a rubbing alignment film, or the direction of the polarized light being irradiated in the case of a photo-alignment film.
  • This alignment direction can be confirmed by a detection method using an absorption-type linear polarizer. Specifically, the alignment direction can be confirmed by arranging an absorption-type linear polarizer on one side of the liquid crystal layer in a state where the liquid crystal compound included in the liquid crystal layer is horizontally aligned, and measuring the transmittance while rotating the polarizer 360 degrees.
  • the transmittance tends to be low when the absorption axis or the transmission axis and the alignment direction of the liquid crystal alignment film coincide, and the alignment direction can be confirmed through a simulation that reflects the refractive index anisotropy of the applied liquid crystal compound, etc.
  • a method for confirming the alignment direction according to the mode of the liquid crystal layer is known, and in the present application, the alignment direction of the alignment film can be confirmed by this known method.
  • a material known to exhibit alignment ability by rubbing alignment such as a polyimide compound, a polyvinyl alcohol compound, a polyamic acid compound, a polystyrene compound, a polyamide compound, and/or a polyoxyethylene compound, or a polyimide compound, a polyamic acid compound, a polynorbornene compound, a phenylmaleimide copolymer compound, a polyvinylcinnamate compound, a polyazobenzene compound, a polyethyleneimide compound, a polyvinylalcohol compound, a polyamide compound, a polyethylene compound, a polystylene compound, a polyphenylenephthalamide compound, It may include at least one selected from the group consisting of materials known to be capable of exhibiting orientation ability upon light irradiation, such as a polyester compound, a chloromethylated polyimide (CMPI) compound, a polyvinylcinnamate (PVI) compound, and/or a
  • a combination of a first substrate layer, a first electrode layer, and an adhesive layer may be referred to as a first substrate, and a combination of a second substrate layer, a second electrode layer, a spacer, and an alignment film may be referred to as a second substrate.
  • the first substrate may not include a separate alignment film other than the adhesive layer, and the lower substrate may include an alignment film.
  • the liquid crystal material within the liquid crystal layer can switch its alignment state by the application of an external action.
  • external action may refer to any external factor that may affect the behavior of the material included within the liquid crystal layer, such as an external voltage. Accordingly, a state without an external action may refer to a state without application of an external voltage, etc.
  • the liquid crystal layer including the liquid crystal material and the dichroic dye may be a GHLC layer (Guest host liquid crystal layer).
  • the "GHLC layer (Guest host liquid crystal layer)" may mean a functional layer in which the dichroic dye is arranged together with the arrangement of the liquid crystal material, and exhibits anisotropic light absorption characteristics with respect to the alignment direction of the dichroic dye and the direction perpendicular to the alignment direction, respectively.
  • the dichroic dye is a material in which the light absorption rate varies depending on the polarization direction.
  • the light absorption rate of the light polarized in the major axis direction is high, it may be called a p-type dye, and if the light absorption rate of the light polarized in the minor axis direction is high, it may be called an n-type dye.
  • a p-type dye when used, polarized light that vibrates in the major axis direction of the dye is absorbed, and polarized light that vibrates in the minor axis direction of the dye is less absorbed and can be transmitted.
  • the dichroic dye is a p-type dye.
  • the thickness of the liquid crystal layer is not particularly limited, and for example, the thickness of the liquid crystal layer may be about 0.01 ⁇ m or more, 0.05 ⁇ m or more, 0.1 ⁇ m or more, 0.5 ⁇ m or more, 1 ⁇ m or more, 1.5 ⁇ m or more, 2 ⁇ m or more, 2.5 ⁇ m or more, 3 ⁇ m or more, 3.5 ⁇ m or more, 4 ⁇ m or more, 4.5 ⁇ m or more, 5 ⁇ m or more, 5.5 ⁇ m or more, 6 ⁇ m or more, 6.5 ⁇ m or more, 7 ⁇ m or more, 7.5 ⁇ m or more, or 8 ⁇ m or more.
  • the upper limit of the thickness of the liquid crystal layer is not particularly limited, and generally may be about 30 ⁇ m or less, 25 ⁇ m or less, 20 ⁇ m or less, or 15 ⁇ m or less.
  • the alignment state of the liquid crystal layer can be switched depending on the voltage applied to the liquid crystal cell.
  • the liquid crystal layer when no voltage is applied to the liquid crystal cell, the liquid crystal layer can have a first alignment state, and when voltage is applied to the liquid crystal cell, the liquid crystal layer can have a second alignment state different from the first alignment state.
  • the first alignment state and the second alignment state may include, for example, a horizontal alignment state, a vertical alignment state, a twisted alignment state, an inclined alignment state, a hybrid alignment state, etc.
  • the 'horizontal alignment state' is a state in which the director of the liquid crystal material in the liquid crystal layer is arranged approximately parallel to the plane of the liquid crystal layer, and for example, the angle formed by the director with respect to the plane of the liquid crystal layer may be, for example, within a range of about -10 degrees to 10 degrees or -5 degrees to 5 degrees, or approximately 0 degrees.
  • the 'vertical alignment state' is a state in which the director of the liquid crystal material in the liquid crystal layer is arranged approximately perpendicular to the plane of the liquid crystal layer, and for example, the angle formed by the director with respect to the plane of the liquid crystal layer may be, for example, within a range of about 80 to 100 degrees or 85 to 95 degrees, or approximately about 90 degrees.
  • the 'twist alignment state' may mean a spiral structure in which the director of the liquid crystal material within the liquid crystal layer is twisted along an imaginary spiral axis and aligned to form layers.
  • the twist alignment state may be implemented in a vertical, horizontal, or inclined alignment state, that is, the vertical twist alignment mode is a state in which individual liquid crystal compounds are twisted along the spiral axis in a vertically aligned state to form layers, the horizontal twist alignment mode is a state in which individual liquid crystal compounds are twisted along the spiral axis in a horizontally aligned state to form layers, and the inclined twist alignment mode is a state in which individual liquid crystal compounds are twisted along the spiral axis in an inclined aligned state to form layers.
  • hybrid alignment state may mean an alignment state in which the tilt angle, which is the angle formed by the direction of the liquid crystal material within the liquid crystal layer with respect to the plane of the liquid crystal layer, gradually increases or decreases along the thickness direction of the liquid crystal layer.
  • the first alignment state may be a twist alignment state, i.e., the liquid crystal layer can be switched between the twist alignment and another alignment state by application of an external action.
  • the liquid crystal layer can switch between a twisted alignment state and a vertical alignment state. In one example, the liquid crystal layer can be in a twisted alignment state when no voltage is applied, and can be in a vertical alignment state when voltage is applied.
  • the ratio (d/p) of the thickness (d) and the pitch (p) of the liquid crystal layer can be 1 or more.
  • the upper limit of the ratio (d/p) can be, for example, 8 or less.
  • the ratio (d/p) can be specifically 2 or more, or 3 or more, and 7 or less, 6 or less, 5 or less, or 4 or less.
  • the ratio d/p when the ratio d/p is 0.5 or more and 1.0 or less, it can be called an STN (Super Twisted Nematic) mode, and when the ratio d/p exceeds 1.0, it can be called an HTN (Highly Twisted Nematic) driving mode.
  • STN Super Twisted Nematic
  • HTN Highly Twisted Nematic
  • the pitch (p) of the liquid crystal layer can be measured by a measurement method using a wedge cell, and specifically, it can be measured by the method described in Simple method for accurate measurements of the cholesteric pitch using a stripe-wedge Grandjean-Cano cell (Liquid Crystals, Vol. 35, No. 7, July 2008, 789-791) by D. Podolskyy et al.
  • the above ratio (d/p) can be achieved by introducing an appropriate amount of a chiral agent into the liquid crystal layer.
  • the driving mode of the liquid crystal cell can be appropriately selected as needed.
  • the driving mode of the liquid crystal cell includes, for example, ECB (Electrically controlled birefringence) mode, TN (Twisted Nematic) mode, STN (Super Twisted Nematic) mode, RTN (Reverse Twisted Nematic) mode, RSTN (Reverse Super Twisted Nematic) mode, HAN (Hybrid Aligned Nematic) mode, Twisted HAN (Twisted Hybrid Aligned Nematic) mode, Super twisted HAN (Super Twisted Hybrid Aligned Nematic) mode, IPS (In-Plane Switching) mode, and VA (vertical alignment) mode.
  • ECB Electrically controlled birefringence
  • TN Transmission Nematic
  • STN Super Twisted Nematic
  • RTN Reverse Twisted Nematic
  • RSTN Reverse Super Twisted Nematic
  • HAN Hybrid Aligned Nematic
  • Twisted HAN Twisted Hybrid Aligned Nematic
  • the above liquid crystal cell can exhibit excellent clarity even in a dark state.
  • the above liquid crystal cell can implement a dark state without voltage being applied.
  • the above liquid crystal cell can satisfy the following equation 2.
  • Equation 2 A is the MTF (Modulation Transfer Function) 50 value measured for the liquid crystal cell in a state where no voltage is applied, and B is the MTF (Modulation Transfer Function) 50 value measured in air.
  • the A/B ratio of the above formula 2 may be an indicator of the clarity of the liquid crystal cell relative to air.
  • the A/B ⁇ 100% value may be, for example, 82% or more, 84% or more, 86% or more, 88% or more, 90% or more, 92% or more, 94% or more, or 96% or more.
  • the A/B ratio (%) of the above formula 2 means that the clarity is better as the value is higher, so the upper limit thereof is not particularly limited, but may be, for example, 99% or less or 97% or less.
  • the MTF50 value (A) of the above liquid crystal cell can be 45 Cy/mm or more, 46 Cy/mm or more, 47 Cy/mm or more, 48 Cy/mm or more, 49 Cy/mm or more, 50 Cy/mm or more, 51 Cy/mm or more, or 52 Cy/mm or more, and can be less than 54.87 Cy/mm, less than 54 Cy/mm, or less than 53 Cy/mm.
  • the MTF 50 value in air can be 54.87 Cy/mm.
  • the present application relates to the use of the liquid crystal composition and/or the liquid crystal cell.
  • the liquid crystal composition and/or the liquid crystal cell can be used, for example, for the use of a variable transmittance device. That is, the present application relates to a variable transmittance device comprising the liquid crystal cell.
  • the variable transmittance device can vary the transmittance by switching the alignment state of the liquid crystal material and the dichroic dye.
  • a transmittance variable device may mean a device capable of switching between at least two different light states.
  • the different light states may mean states having at least different transmittances.
  • states that the transmittance variable device may implement may include a transmittance mode state and a blocking mode state.
  • the transmittance variable device of the present application may be a device capable of switching between at least the transmittance mode state and the blocking mode state.
  • the transmittance state may be a bright state, and the blocking state may be a dark state.
  • the transmittance of the variable transmittance device in the above-mentioned transparent mode state may be at least 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, or 80% or more.
  • the transmittance of the variable transmittance device in the above-mentioned blocking mode state may be 60% or less, 55% or less, 50% or less, 45% or less, 40% or less, 35% or less, 30% or less, 25% or less, 20% or less, 15% or less, 10% or less, or 5% or less.
  • the upper limit of the transmittance in the transmission mode state and the lower limit of the transmittance in the blocking mode state are not particularly limited, and in one example, the upper limit of the transmittance in the transmission mode state may be less than about 100%, and the lower limit of the transmittance in the blocking mode state may be greater than about 0%.
  • the difference between the transmittance in the transparent mode state and the transmittance in the blocking mode state may be 15% or more, 20% or more, 25% or more, 30% or more, 35% or more, or 40% or less, or 90% or less, 85% or less, 80% or less, 75% or less, 70% or less, 65% or less, 60% or less, 55% or less, 50% or less, or 45% or less.
  • the above transmittance may be, for example, straight-line light transmittance.
  • the straight-line light transmittance is a percentage of the ratio of light transmitted in the same direction as the incident direction with respect to light incident on the device. For example, if the device is in the form of a film or sheet, the percentage of light transmitted through the device in the direction parallel to the normal direction of the film or sheet surface among light incident in the direction parallel to the normal direction may be defined as the transmittance.
  • the above transmittance may be transmittance for any one wavelength within a visible light range, for example, within a range of about 400 to 700 nm or about 380 to 780 nm, transmittance for the entire visible light range, maximum or minimum transmittance among the transmittances for the entire visible light range, or an average value of transmittances within the visible light range. Further, in another example, the transmittance may be transmittance for light having a wavelength of about 550 nm.
  • variable transmittance device may further include an outer substrate.
  • the variable transmittance device may sequentially include a first outer substrate, the liquid crystal cell, and a second outer substrate.
  • the outer substrate may be advantageous in overcoming the physical limitations of the liquid crystal cell.
  • the first outer substrate and the second outer substrate may each independently be an inorganic substrate or a plastic substrate.
  • the inorganic substrate is not particularly limited, and a known inorganic substrate can be used.
  • a glass substrate having excellent light transmittance can be used as the inorganic substrate.
  • the glass substrate for example, a soda lime glass substrate, a general tempered glass substrate, a borosilicate glass substrate, or an alkali-free glass substrate can be used, but is not limited thereto.
  • a cellulose film such as TAC (triacetyl cellulose) or DAC (diacetyl cellulose); a COP (cyclo olefin copolymer) film such as a norbornene derivative;
  • An acrylic film such as PAR (Polyacrylate) or PMMA (poly(methyl methacrylate)); a polyolefin film such as PC (polycarbonate) film; a polyolefin film such as PE (polyethylene) or PP (polypropylene); a polyvinyl alcohol (PVA) film; a polyimide (PI) film; a sulfone-based film such as PSF (polysulfone) film, PPS (polyphenylsulfone) film or PES (polyethersulfone) film; a polyester-based film such as PEEK (polyetheretherketon) film; PEI (polyetherimide) film; a PEN (polyethylenenaph
  • the first outer substrate and the second outer substrate may each have a coating layer of gold; silver; or a silicon compound such as silicon dioxide or silicon monoxide, or a functional layer such as an antireflection layer, as needed.
  • the first outer substrate and the second outer substrate At least one of the outer substrates may be a glass substrate, and the other outer substrate may be a plastic substrate.
  • the first outer substrate and the second outer substrate may each be a glass substrate.
  • the area of the first outer substrate and/or the second outer substrate may be larger than the area of the first substrate layer and/or the second substrate layer.
  • the first outer substrate and the second outer substrate may be flat substrates or may be substrates having a curved shape.
  • the first outer substrate and the second outer substrate may be flat substrates at the same time, may have curved formation at the same time, or may be a flat substrate and the other may have a curved shape.
  • the curvature or curvature radius of each may be the same or different.
  • the curvature or curvature radius in the present specification can be measured by a method known in the industry, and can be measured using, for example, a non-contact device such as a 2D Profile Laser Sensor, a Chromatic confocal line sensor, or a 3D Measuring Confocal Microscopy.
  • a non-contact device such as a 2D Profile Laser Sensor, a Chromatic confocal line sensor, or a 3D Measuring Confocal Microscopy.
  • a method of measuring the curvature or curvature radius using such devices is known.
  • the thickness of the first outer substrate and the second outer substrate can each be about 0.3 mm or more. In other examples, the thickness can be about 0.5 mm or more, 1 mm or more, 1.5 mm or more, or about 2 mm or more, and can be about 10 mm or less, 9 mm or less, 8 mm or less, 7 mm or less, 6 mm or less, 5 mm or less, 4 mm or less, or about 3 mm or less.
  • the first outer substrate and the second outer substrate may be bonded to the liquid crystal cell, respectively, by an adhesive layer.
  • the adhesive layers may each be a thermoplastic polyurethane (TPU) adhesive layer, a polyamide adhesive layer, a polyester adhesive layer, an Ethylene Vinyl Acetate (EVA) adhesive layer, an acrylic adhesive layer, a silicone adhesive layer, or a polyolefin adhesive layer.
  • TPU thermoplastic polyurethane
  • EVA Ethylene Vinyl Acetate
  • An autoclave process may be performed to bond the first outer substrate and the second outer substrate to the liquid crystal cell.
  • the autoclave process may be performed by heating and/or pressurizing a laminate in which the first outer substrate and the second outer substrate are laminated on the liquid crystal cell by an adhesive layer.
  • the laminate may further include the optical member.
  • the conditions of the autoclave process are not particularly limited, and may be performed under an appropriate temperature and pressure, for example, depending on the type of the applied adhesive layer.
  • the temperature of a typical autoclave process is about 80° C. or higher, 90° C. or higher, or 100° C. or higher, and the pressure is 2 atm or higher, but is not limited thereto.
  • the upper limit of the process temperature may be about 200°C or less, 190°C or less, 180°C or less, or 170°C or less, and the upper limit of the process pressure may be about 10 atm or less, 9 atm or less, 8 atm or less, 7 atm or less, or 6 atm or less.
  • variable transmittance device can be applied to a device requiring variable transmittance characteristics.
  • the variable transmittance device can be a sunroof for a vehicle itself.
  • the present application relates to an automobile including a body having one or more openings formed therein; and the liquid crystal cell or variable transmittance device mounted in the openings.
  • the liquid crystal cell and/or variable transmittance device can be applied to a lens portion of sunglasses or eyewear, or to a smart window of a building, etc.
  • eyewear examples thereof include eyewear for Augmented Reality (AR) or Virtual Reality (VR).
  • the liquid crystal composition of the present application can provide a liquid crystal cell and a variable transmittance device having excellent see-through performance and improved clarity in a dark state, as well as excellent durability.
  • Figure 1 illustrates an example of a liquid crystal cell of the present application.
  • Figure 2 is an image that observes clarity.
  • Figure 3 is an image that observes whether a rainbow band occurs.
  • Measurement Example 1 Measurement of MTF (Modulation Transfer Function) 50
  • the MTF 50 value was measured as an indicator of sharpness.
  • MTF is a function of spatial frequency that expresses the luminance contrast sensitivity for a striped pattern subject whose luminance changes in a sinusoidal shape.
  • MTF 50 is an indicator of the sharpness of the image, which is the spatial frequency at which the luminance drops to 50% of the low-frequency value. A higher MTF 50 value means that the sharpness of the liquid crystal cell is better.
  • the MTF 50 value was measured using the SRF plus chart and Imatest software according to the Imatest manual. Specifically, the MTF 50 value can be obtained by placing the SRF plus chart under LED lighting and quantifying how sharp the image of the chart that passed through the liquid crystal cell appears.
  • the sharpness of the liquid crystal cell compared to air was measured as A/B x 100%, where A is the MTF 50 value of the liquid crystal cell and B is the MTF 50 value in air.
  • the MTF 50 value in air is the MTF 50 value in air without any objects including liquid crystal cells, and was 54.87 Cy/mm.
  • the total transmittance was measured for the liquid crystal cell in a state where no voltage was applied (dark state).
  • the total transmittance was measured using a haze meter (NDH5000SP, Secos Co., Ltd.) according to the ASTM D1003 standard.
  • the incident light is separated into diffuse light (DT, the sum of all diffused and emitted light) and straight light (PT, light emitted in the front direction excluding the diffused light) by the measurement target.
  • the diffused light and the straight light can be measured respectively by focusing them on a light-receiving element within the integrating sphere.
  • the total transmitted light can be defined as the sum (DT + PT) of the diffused light (DT) and the straight light (PT).
  • the total transmitted light refers to the total transmittance.
  • the total transmittance is an average value for light with a wavelength of 380 nm to 780 nm.
  • FIG. 2 shows the captured images (a: Example 1, b: Example 2, c: Example 3, d: Comparative Example 1, e: Comparative Example 2).
  • FIG. 3 shows the taken images (a: Example 1, b: Example 2, c: Example 3, d: Comparative Example 1, e: Comparative Example 2).
  • a liquid crystal composition was prepared by mixing 100 parts by weight of a liquid crystal material (ZKC-5115xx, JNC) having a refractive anisotropy ( ⁇ n) of 0.076, a clearing point (Tni) of 91.5 °C, and a Tni/( ⁇ n) ⁇ 2 value of approximately 15841.4, with 3 parts by weight of a dichroic dye (NKX-4010, Hayashibara) and 3.5 parts by weight of a chiral agent (S811, Merck).
  • a liquid crystal material ZKC-5115xx, JNC
  • ⁇ ni refractive anisotropy
  • Tni clearing point
  • S811, Merck a chiral agent
  • An adhesive composition was prepared by mixing an OCA type adhesive resin (KR3700, ShinEtsu) in a toluene solvent so that the solid concentration was 25 wt%.
  • the adhesive composition was bar-coated on a fluorine release film (FSC6, Nippa) and then heated at 140° C. for 5 minutes to form an adhesive layer with a final thickness of about 10 ⁇ m.
  • the adhesive layer was laminated on an ITO layer of a PET-ITO film to prepare a first substrate.
  • the PET-ITO film is a film in which an ITO (Indium Tin Oxide) layer is deposited with a thickness of about 30 nm on a high-stretch PET (polyethyleneterephtalate) film (OCF, SKC) and has a total thickness of about 145 ⁇ m.
  • the prepared first substrate has a structure in which high-stretch PET film/ITO layer/adhesive layer/release film are laminated in that order.
  • An acrylic resin composition (trade name: KAD-03, manufacturer: Minuta Tech) was coated on the ITO layer of the same PET-ITO film as used in the first substrate, and then patterned into a square shape by photolithography to form a spacer in the shape of a barrier rib.
  • the height of the barrier rib shape was 8 ⁇ m
  • the pitch (the distance between two opposing sides of the square) was 350 ⁇ m
  • the line width was 15 ⁇ m.
  • a horizontal alignment film SE-7492, Nissan
  • SE-7492 Nissan
  • the liquid crystal composition was coated on the alignment film of the second substrate. After peeling off the fluorine release film from the first substrate, the first substrate was bonded to the second substrate to manufacture a liquid crystal cell.
  • the liquid crystal cell is a highly twisted nematic liquid crystal cell having a cell gap (d) of 8 ⁇ m and a d/p of 3.
  • Example 1 The MTF 50 value of the liquid crystal cell of Example 1 was 52.84 Cy/mm, the clarity (relative to Air) was 96.29%, and the total transmittance (%) was 11.0%.
  • Example 1 has a very clear transparent image, and as shown in Fig. 3, it can be confirmed that no rainbow band occurs even under fluorescent lights.
  • a liquid crystal cell was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the liquid crystal material was changed to a liquid crystal material (HAE625484, HCCH) having a refractive anisotropy ( ⁇ n) of 0.067, a clearing point (Tni) of 86°C, and a Tni/( ⁇ n) ⁇ 2 value of approximately 19603.5.
  • the MTF 50 value of the liquid crystal cell of Example 2 was 51.36 Cy/mm, the clarity (relative to Air) was 93.59%, and the total transmittance (%) was 11.3%.
  • Fig. 2 it can be confirmed that Example 2 has a very clear transparent image, and as shown in Fig. 3, it can be confirmed that no rainbow band occurs even under fluorescent lights.
  • a liquid crystal cell was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the liquid crystal material was changed to a liquid crystal material (CSM9056, HCCH) having a refractive anisotropy ( ⁇ n) of 0.078, a clearing point (Tni) of 110°C, and a Tni/( ⁇ n) ⁇ 2 value of approximately 18080.2.
  • the MTF 50 value of the liquid crystal cell of Example 3 was 52.81 Cy/mm, the clarity (relative to Air) was 96.24%, and the total transmittance (%) was 11.5%.
  • Example 3 has a very clear transparent image, and as shown in Fig. 3, it can be confirmed that no rainbow band occurs even under fluorescent lights.
  • a liquid crystal cell was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the liquid crystal material was changed to a liquid crystal material (MDA-12-1121, Merck) having a refractive anisotropy ( ⁇ n) of 0.1349, a clearing point (Tni) of 114.5°C, and a Tni/( ⁇ n) ⁇ 2 value of about 6291.9.
  • the MTF 50 value of the liquid crystal cell of Comparative Example 1 was 14.37 Cy/mm, the clarity (vs. Air) was 26.18%, and the total transmittance (%) was 14.7%.
  • the transparent image of Comparative Example 1 is not clear, and as shown in FIG. 3, it can be confirmed that a rainbow band is also generated under a fluorescent light.
  • a liquid crystal cell was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the liquid crystal material was changed to a liquid crystal material (SLC127118, Slichem) having a refractive anisotropy ( ⁇ n) of 0.093, a clearing point (Tni) of 123°C, and a Tni/( ⁇ n) ⁇ 2 value of approximately 14221.3.
  • the MTF 50 value of the liquid crystal cell of Comparative Example 2 was 43.05 Cy/mm, the clarity (relative to Air) was 78.45%, and the total transmittance (%) was 12.5%.
  • Fig. 3 in Comparative Example 2, no rainbow band occurred under fluorescent light, but, as shown in Fig. 2, the transparent image was not clear.
  • 10a first substrate layer
  • 10b first electrode
  • 10c adhesive layer
  • 20a second substrate layer
  • 20b second electrode
  • 20c spacer
  • 20d alignment film
  • 30 liquid crystal layer

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Abstract

본 출원은 액정 조성물에 관한 것이다. 본 출원의 액정 조성물은 다크 상태(dark state)에서 투시(see through) 성능이 우수하고 선명도가 향상될 뿐만 아니라, 내구성이 우수한 액정셀 및 투과도 가변 디바이스를 제공할 수 있다.

Description

액정 조성물
본 출원은 액정 조성물에 관한 것이다. 본 출원은 2023년 2월 27일자 한국 특허 출원 제10-2023-0026100호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
액정 화합물 등을 사용하여　투과도를　가변시킬 수 있는 디바이스가 알려져 있다. 예를 들면, 특허문헌 1(유럽 공개특허 제0022311호)은, 액정 호스트 물질(Liquid Crystal Host material)과 이색성 염료 게스트(dichroic dye guest)를 적용한 소위 GH셀(Guest host cell)을 사용한　투과도　가변　디바이스가 알려져 있다. 특히, 차량에 적용되는 투과도 가변 디바이스의 경우, 다크 상태(dark state)에서 투시(see through)가 가능한 것이 시인성 측면에서 선호될 수 있다.
본 출원의 다크 상태(dark state)에서 투시(see through) 성능이 우수하고 선명도가 향상될 뿐만 아니라, 내구성이 우수한 액정셀 및/또는 투과도 가변 디바이스를 제공할 수 있는 액정 조성물에 관한 것이다.
본 출원은 액정 조성물에 관한 것이다. 상기 액정 조성물은 액정 물질 및 이색성 염료를 포함할 수 있다. 상기 액정 물질은 하기 수식 1을 만족할 수 있다.
[수식 1]
Tni / (△n)^2 ≥ 12345.7
수식 1에서 Tni는 액정 물질의 등명점(clearing point)이고, △n는 액정 물질의 굴절률 이방성이다.
상기 수식 1을 만족하는 액정 물질을 사용할 경우, 다크 상태에서 투시 성능이 우수할 뿐만 아니라, 내구성이 우수한 액정셀 및/또는 투과도 가변 디바이스를 제공할 수 있다. 상기 투시 성능은 상기 액정 조성물을 포함하는 액정셀 또는 투과도 가변 디바이스를 통하여 사물을 관찰하는 경우, 사물이 선명하게 보이는 정도를 의미할 수 있다. 상기 내구성은 높은 온도에서도 액정 물질이 네마틱 상(nematic phase)을 유지하면서 액정으로서 역할을 하는 것을 의미할 수 있다. 특히 온도가 높은 환경(예를 들어, 여름철이나 고온 지대)에서 상기 액정 조성물을 포함하는 액정셀 및/또는 투과도 가변 디바이스가 사용될 때 요구되는 특성이 상기 내구성일 수 있다. 온도가 높은 환경에서 액정 물질이 네마틱 상(nematic phase)을 유지하지 못하고 이소트로픽 상(isotropic phase)이 되면 액정으로서 역할을 할 수 없기 때문이다. 특히, 차량은 높은 온도의 환경에 노출될 가능성이 많으므로, 상기 액정 조성물은 차량용 액정셀 및/또는 투과도 가변 디바이스에 유용하게 사용될 수 있다.
상기 수식 1은 액정 물질의 Tni를 액정 물질의 (△n)^2로 나눈 값을 규정하며, 상기 Tni / (△n)^2 값은 구체적으로 12,500 이상, 13,000 이상, 13,500 이상, 14,000 이상, 14,500 이상, 15,000 이상, 15,500 이상, 16,000 이상, 16,500 이상, 17,000 이상, 17,500 이상, 18,000 이상, 18,5000 이상, 19,000 이상 또는 19,500 이상일 수 있다. 상기 수식 1의 Tni / (△n)^2 값의 상한은 예를 들어, 25,000 이하, 24,000 이하, 23,000 이하, 22,000 이하, 21,000 이하, 20,000 이하, 19,000 이하, 18000 이하, 17,000 이하 또는 16,000 이하일 수 있다.
본 명세서에서 언급하는 물성 중에서 측정 온도가 그 결과에 영향을 미치는 경우에는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 해당 물성은 상온에서 측정한 물성이다. 용어 상온은 가온되거나 감온되지 않은 자연 그대로의 온도로서 통상 약 10℃ 내지 30℃의 범위 내의 한 온도 또는 약 23℃ 또는 약 25℃ 정도이다. 또한, 본 명세서에서 특별히 달리 언급하지 않는 한, 온도의 단위는 ℃이다. 본 명세서에서 언급하는 물성 중에서 측정 압력이 그 결과에 영향을 미치는 경우에는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 해당 물성은 상압에서 측정한 물성이다. 용어 상압은 가압되거나 감압되지 않은 자연 그대로의 압력으로서 통상 약 1 기압 정도를 상압으로 지칭한다.
상기 액정 물질은 네마틱 상(nematic phase)을 나타내는 액정 물질일 수 있다. 네마틱 상은 막대 모양의 액정 분자가 위치에 대한 규칙성은 없으나 액정 분자의 장축 방향으로 평행하게 배열되어 있는 액정 상을 의미할 수 있다. 액정 물질의 Tni는 액정 물질이 네마틱상(nematic phase)에서 이소트로픽 상(isotropic phase)으로 상전이하는 온도를 의미할 수 있다.
하나의 예시에서, 액정 물질의 등명점(Tni)은 85℃ 이상일 수 있다. 상기 액정 물질의 등명점(Tni)은 구체적으로 90℃ 이상, 95℃ 이상, 100℃ 이상, 105℃ 이상 또는 110℃ 이상일 수 있다. 액정 물질의 등명점(Tni)이 상기 범위 내인 경우 차량용 내구성을 확보하면서, 다크 상태에서 우수한 투시 성능을 나타내는데 유리할 수 있다. 액정 물질의 등명점(Tni)의 상한은 예를 들어 125℃ 이하, 120℃ 이하, 115℃ 이하, 110℃ 이하, 105℃ 이하, 100℃ 이하, 95℃ 이하 또는 90℃ 이하일 수 있다.
본 명세서에서 용어 「굴절률 이방성」은 액정 물질의 이상 굴절률(ne, extraordinary refractive index)과 정상 굴절률(no, ordinary refractive index)의 차이(ne-no)를 의미할 수 있다. 상기 굴절률 이방성은 약 550 nm 파장의 광에 대해 측정된 값일 수 있다. 하나의 예시에서, 액정 물질의 굴절률 이방성은 0.089 이하일 수 있다. 상기 액정 물질의 굴절률 이방성은 구체적으로 0.085 이하, 0.08 이하, 0.075 이하, 0.07 이하, 0.068 이하일 수 있다. 액정 물질의 굴절률 이방성이 상기 범위 내인 경우 다크 상태에서 투시 성능이 우수할 뿐만 아니라, 우수한 내구성을 나타낼 수 있고, 구동 전압을 낮추는데도 유리할 수 있다. 액정 물질의 굴절률 이방성의 하한은 예를 들어 0.04 이상, 0.045 이상, 0.05 이상, 0.05 이상, 0.06 이상 0.065 이상, 0.07 이상 또는 0.075 이상일 수 있다.
액정 물질은 액정 화합물을 포함할 수 있다. 액정 물질은 동일한 액정 화합물을 포함하거나 또는 종류가 상이한 2종 이상의 액정 화합물을 포함할 수도 있다. 액정 화합물의 종류는 본 출원의 목적을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 하나의 예시에서, 액정 화합물은 비반응성 액정 화합물일 수 있다. 비반응성 액정 화합물은, 중합성기 또는 경화성기를 갖지 않는 액정 화합물을 의미할 수 있다. 중합성기 또는 경화성기로는 아크릴로일기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일기, 메타크릴로일옥시기, 카복실기, 히드록시기, 비닐기 또는 에폭시기 등이 예시될 수 있으나 이에 제한되지 않고, 중합성기 또는 경화성기로서 알려진 공지의 관능기가 포함될 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 액정 조성물 및/또는 액정 물질은 반응성 액정 화합물은 포함하지 않을 수 있다.
액정 물질은 유전율 이방성이 양수 또는 음수일 수 있다. 액정 물질의 유전율 이방성의 절대값은 본 출원의 목적을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 용어 「유전율 이방성(△ε)」은 액정 물질의 수평 유전율(ε∥)과 수직 유전율(ε⊥)의 차이(ε∥- ε⊥)를 의미할 수 있다. 본 명세서에서 용어 수평 유전율(ε∥)은 액정 물질(액정 화합물)의 방향자와 인가 전압에 의한 전기장의 방향이 실질적으로 수평하도록 전압을 인가한 상태에서 상기 전기장의 방향을 따라 측정한 유전율 값을 의미하고, 수직 유전율(ε⊥)은 액정 물질(액정 화합물)의 방향자와 인가 전압에 의한 전기장의 방향이 실질적으로 수직하도록 전압을 인가한 상태에서 상기 전기장의 방향을 따라 측정한 유전율 값을 의미한다. 액정 물질(액정 화합물)의 유전율 이방성은 5 내지 25 범위 내일 수 있다.
이색성 염료는 액정 조성물 및/또는 액정층의 광 투과도 가변 특성을 제어할 수 있다. 본 명세서에서 『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 『이색성 염료』는 가시광 영역의 적어도 일부 또는 전체 범위에서 광의 이방성 흡수가 가능한 물질을 의미할 수 있다.
이색성 염료로는 예를 들면, 소위 게스트 호스트 효과에 의해 액정 물질의 정렬 상태에 따라 정렬될 수 있는 특성을 가지는 것으로 알려진 공지의 염료를 선택하여 사용할 수 있다. 이러한 이색성 염료의 예로는 아조 염료, 안트라퀴논 염료, 메틴 염료, 아조메틴 염료, 메로시아닌 염료, 나프토퀴논 염료, 테트라진 염료, 페닐렌 염료, 퀴터릴렌 염료, 벤조티아다이아졸 염료, 다이케토피롤로피롤 염료, 스쿠아레인 염료 또는 파이로메텐 염료 등이 있으나, 본 출원에서 적용 가능한 염료가 상기에 제한되는 것은 아니다.
이색성 염료는 이색비(dichroic ratio), 즉 이색성 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.
액정 조성물 및/또는 액정층에서 이색성 염료의 함량은 본 출원의 목적을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어, 액정 조성물 및/또는 액정층에서 이색성 염료의 함량은 0.2 중량% 이상일 수 있다. 상기 이색성 염료의 함량은 구체적으로 0.5 중량% 이상, 1 중량% 이상, 2 중량% 이상 또는 3 중량 이상일 수 있다. 상기 이색성 염료의 함량의 상한은 예를 들어 10 중량% 이하, 9 중량% 이하, 8 중량% 이하, 6 중량% 이하 또는 5 중량% 이하일 수 있다. 이색성 염료의 함량이 지나치게 적은 경우 목적하는 투과도 가변 특성을 발현하기 어려울 수 있고 이색성 염료의 함량이 지나치게 많은 경우 석출의 우려가 있다. 따라서, 이색성 염료의 함량은 상기 범위 내인 것이 유리할 수 있다.
액정 조성물은 키랄제를 더 포함할 수 있다. 상기 키랄제는 액정층이 트위스트 배향 상태를 구현할 수 있도록 할 수 있다. 키랄제(chiral agent 혹은 chiral dopant)로는, 액정성, 예를 들면, 네마틱 규칙성을 손상시키지 않고, 목적하는 회전(twisting)을 유도할 수 있는 것이라면, 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있다. 액정 화합물에 회전을 유도하기 위한 키랄제는 분자 구조 중에 키랄리티(chirality)를 적어도 포함할 필요가 있다. 키랄제로는, 예를 들면, 1개 또는 2개 이상의 비대칭 탄소(asymmetric carbon)를 가지는 화합물, 키랄 아민 또는 키랄 술폭시드 등의 헤테로원자 상에 비대칭점(asymmetric point)이 있는 화합물 또는 크물렌(cumulene) 또는 비나프톨(binaphthol) 등의 축부제를 가지는 광학 활성인 부위(axially asymmetric, optically active site)를 가지는 화합물이 예시될 수 있다. 키랄제는 예를 들면 분자량이 1,500 이하인 저분자 화합물일 수 있다. 키랄제로는, 시판되는 키랄 네마틱 액정, 예를 들면, Merck사에서 시판되는 키랄 도판트 액정 S-811 또는 BASF사의 LC756 등을 사용할 수도 있다.
키랄제의 적용 비율은, 액정층에 목적하는 d/p 비율을 달성할 수 있도록 선택된다. 일반적으로 키랄제의 함량(중량%)은 100/ HTP (Helixcal Twisting power) × 피치(p)(nm)의 수식으로 계산될 수 있다. 상기 HTP는 키랄제의 꼬임의 세기를 나타낸다. 상기 방식을 참조하여 목적하는 피치를 고려하여 키랄제의 함량이 결정될 수 있다. 하나의 예시에서, 키랄제의 함량은 액정 물질 100 중량부 대하여 0.5 내지 10 중량부 범위 내일 수 있다. 상기 키랄제의 함량은 구체적으로 액정 물질 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 7 중량부 또는 1 내지 5 중량부 범위 내일 수 있다.
본 출원은 또한, 상기 액정 조성물의 용도에 관한 것이다. 본 출원은 상기 액정 조성물을 포함하는 액정셀에 관한 것이다. 상기 액정셀은 제 1 기판, 액정층 및 제 2 기판을 포함할 수 있다. 액정층은 상기 제 1 기판과 제 2 기판의 사이에 존재할 수 있다. 상기 액정층은 상기 액정 조성물을 포함할 수 있다.
도 1은 본 출원의 액정셀을 예시적으로 나타낸다. 제 1 기판은 제 1 기재층(10a) 및 점착제층(10c)을 포함할 수 있다. 제 2 기판은 제 2 기재층(20a) 및 스페이서(20c)를 포함할 수 있다. 제 1 기판과 제 2 기판의 사이의 공간에는 상기 액정 화합물이 채워진 액정층(30)이 있을 수 있다.
제 1 기재층 및 제 2 기재층으로는 예를 들면, 유리 필름, 결정성 또는 비결정성 실리콘 필름, 석영 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 필름 등의 무기계 필름이나 폴리머 필름 등을 사용할 수 있고, 플렉서블 소자 구현 측면에서 폴리머 필름을 사용할 수 있다.
하나의 예시에서, 제 1 기재층 및 제 2 기재층은 각각 폴리머 필름일 수 있다. 폴리머 필름으로는, 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 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 제 1 기재층 및 제 2 기재층에는 필요에 따라서 금, 은, 이산화 규소 또는 일산화 규소 등의 규소 화합물의 코팅층이나, 반사 방지층 등의 코팅층이 존재할 수도 있다.
제 1 기재층 및 제 2 기재층은 두께가 각각 약 10 ㎛ 내지 약 1,000 ㎛ 범위 내일 수 있다. 다른 예로, 상기 제 1 기재층 및 제 2 기재층은 두께가 각각 약 20 ㎛ 이상, 40 ㎛ 이상, 60 ㎛ 이상, 80 ㎛ 이상, 100 ㎛ 이상, 120 ㎛ 이상, 140 ㎛ 이상, 160 ㎛ 이상 또는 약 180 ㎛ 이상일 수 있으며, 약 900 ㎛ 이하, 800 ㎛ 이하, 700 ㎛ 이하, 600 ㎛ 이하, 500 ㎛ 이하 또는 약 400 ㎛ 이하일 수 있다. 제 1 기재층 및 제 2 기재층의 두께가 상기 범위를 만족하는 경우, 액정셀을 외곽 기판과 합착하여 투과도 가변 디바이스를 제조할 때, 주름 등의 외관 불량을 감소시킬 수 있다.
상기 점착제층은 제 1 기재층의 내측면에 존재할 수 있다. 본 명세서에서, 액정셀에 포함되는 구성의 “내측면”은 액정층을 향하는 면을 의미할 수 있다.
점착제층은 광학적으로 투명할 수 있다. 상기 점착제층은 가시광 영역, 예를 들어, 380 nm 내지 780 nm 파장에 대한 평균 투과도가 약 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상 또는 95% 이상일 수 있다.
하나의 예시에서, 점착제층은 액정 배향성 점착제층일 수 있다. 점착제층은, 예를 들어, 수직 배향성 점착제층이거나 또는 수평 배향성 점착제층일 수 있다. 본 명세서에서 『수직 배향성 점착제』는 인접하는 액정 화합물에 대해 수직 배향력을 부여함과 동시에 제 1 기판과 제 2 기판을 접착시킬 수 있는 부착력을 갖는 점착제를 의미할 수 있다. 본 명세서에서 『수평 배향성 점착제』는 인접하는 액정 화합물에 대해 수평 배향력을 부여함과 동시에 제 1 기판과 제 2 기판을 접착시킬 수 있는 부착력을 가지고 있는 점착제를 의미할 수 있다. 수직 배향성 점착제에 대한 인접하는 액정 화합물의 프리틸트 각은 80도 내지 90도, 85도 내지 90도, 약 87도 내지 90도 범위 내이거나, 또는 약 90도일 수 있다. 수평 배향성 점착제에 대한 인접하는 액정 화합물의 프리틸트 각은 0도 내지 10도, 0도 내지 5도, 0도 내지 3도 범위 내이거나, 또는 약 0도일 수 있다.
본 명세서에서 프리틸트 각도는 전압이 인가되지 않은 상태에서 액정 화합물의 방향자가 액정 배향성 점착제 또는 배향막과 수평한 면에 대하여 이루는 각도를 의미할 수 있다. 본 명세서에서 액정 화합물의 방향자는 액정층의 광축(Optical axis) 또는 지상축(Slow axis)을 의미할 수 있다. 또는 액정 화합물의 방향자는 액정 화합물이 막대(rod) 모양인 경우 막대 모양의 장축 방향과 평행한 축을 의미할 수 있고, 액정 화합물이 원판(discotic) 모양인 경우 원판 평면의 법선 방향과 평행한 축을 의미할 수 있다.
점착제층의 두께는 예를 들어 3㎛ 내지 15㎛ 범위 내일 수 있다. 점착제층의 두께가 상기 범위 내인 경우 제 1 기판과 제 2 기판의 부착력을 확보하면서 액정셀의 제조에 사용될 때, 점착제의 눌림이나 몰림 등의 불량을 최소화하는데 유리할 수 있다.
점착제층으로는 업계에서 소위 OCA(Optically Clear Adhesive)로 공지된 다양한 유형의 점착제를 적절히 사용할 수 있다. 상기 점착제는 부착 대상이 합착되기 전에 경화된다는 점에서 부착 대상이 합착된 후에 경화되는 OCR(Optically Clear Resin) 유형의 접착제와 다를 수 있다. 상기 점착제로는 예를 들면, 아크릴계, 실리콘계, 에폭시계 또는 우레탄계의 점착제가 적용될 수 있다.
점착제층은 점착성 수지의 경화물을 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 점착제층은 실리콘계 점착제층일 수 있다. 실리콘계 점착제층은 점착성 수지로서 경화성 실리콘 화합물의 경화물을 포함할 수 있다.
경화성 실리콘 화합물의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 가열 경화성 실리콘 화합물 또는 자외선 경화형 실리콘 화합물을 사용할 수 있다. 상기 경화성 실리콘 화합물은 점착성 수지로 호칭될 수 있다.
하나의 예시에서, 경화성 실리콘 화합물은 부가 경화형 실리콘 화합물일 수 있다.
구체적으로, 상기 부가 경화형 실리콘 화합물은 (1) 분자 중에 2개 이상의 알케닐기를 함유하는 오르가노폴리실록산 및 (2) 분자 중에 2개 이상의 규소결합 수소원자를 함유하는 오르가노폴리실록산 등이 예시될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기와 같은 실리콘 화합물은, 예를 들면, 촉매의 존재 하에서, 부가 반응에 의하여 경화물을 형성할 수 있다.
본 출원에서 사용할 수 있는 상기 (1) 오르가노폴리실록산의 보다 구체적인 예로는, 분자쇄 양말단 트리메틸실록산기 봉쇄 디메틸실록산-메틸비닐실록산 공중합체, 분자쇄 양말단 트리메틸실록산기 봉쇄 메틸비닐폴리실록산, 분자쇄 양말단 트리메틸실록산기 봉쇄 디메틸실록산-메틸비닐실록산-메틸페닐실록산 공중합체, 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록산기 봉쇄 디메틸폴리실록산, 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록산기 봉쇄 메틸비닐폴리실록산, 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록산기 봉쇄 디메틸실록산-메틸비닐실록산 공중합체, 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록산기 봉쇄 디메틸실록산-메틸비닐실록산-메틸페닐실록산 공중합체, R1 2SiO1/2로 표시되는 실록산 단위와 R1 2R2SiO1/2로 표시되는 실록산 단위와 SiO4/2로 표시되는 실록산 단위를 포함하는 오르가노폴리실록산 공중합체, R1 2R2SiO1/2로 표시되는 실록산 단위와 SiO4/2로 표시되는 실록산 단위를 포함하는 오르가노폴리실록산 공중합체, R1R2SiO2/2로 표시되는 실록산 단위와 R1SiO3/2로 표시되는 실록산 단위 또는 R2SiO3/2로 표시되는 실록산 단위를 포함하는 오르가노폴리실록산 공중합체 및 상기 중 2 이상의 혼합물을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기에서, R1은 알케닐기 외의 탄화수소기로서, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기 또는 헵틸기 등의 알킬기; 페닐기, 톨릴기, 크실릴기 또는 나프틸기 등의 아릴기; 벤질기 또는 페넨틸기 등의 아랄킬기; 클로로메틸기, 3-클로로프로필기 또는 3,3,3-트리플루오로프로필기 등의 할로겐 치환 알킬기 등일 수 있다. 또한, 상기에서 R2는 알케닐기로서, 구체적으로는 비닐기, 알릴기, 부테닐기, 펜테닐기, 헥세닐기 또는 헵테닐기 등일 수 있다.
본 출원에서 사용할 수 있는 상기 (2) 오르가노폴리실록산의 보다 구체적인 예로는, 분자쇄 양말단 트리메틸실록산기 봉쇄 메틸하이드로젠폴리실록산, 분자쇄 양말단 트리메틸실록산기 봉쇄 디메틸실록산-메틸하이드로젠 공중합체, 분자쇄 양말단 트리메틸실록산기 봉쇄 디메틸실록산-메틸하이드로젠실록산-메틸페닐실록산 공중합체, 분자쇄 양말단 디메틸하이드로젠실록산기 봉쇄 디메틸폴리실록산, 분자쇄 양말단 디메틸하이드로젠실록산기 봉쇄 디메틸실록산-메틸페닐실록산 공중합체, 분자쇄 양말단 디메틸하이드로젠실록산기 봉쇄 메틸페닐폴리실록산, R1 3SiO1/2로 표시되는 실록산 단위와 R1 2HSiO1/2로 표시되는 실록산 단위와 SiO4/2로 표시되는 실록산 단위를 포함하는 오르가노폴리실록산 공중합체, R1 2HSiO1/2로 표시되는 실록산 단위와 SiO4/2로 표시되는 실록산 단위를 포함하는 오르가노폴리실록산 공중합체, R1HSiO2/2로 표시되는 실록산 단위와 R1SiO3/2로 표시되는 실록산 단위 또는 HSiO3/2로 표시되는 실록산 단위를 포함하는 오르가노폴리실록산 공중합체 및 상기 중 2 이상의 혼합물을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기에서, R1은 알케닐기 외의 탄화수소기로서, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기 또는 헵틸기 등의 알킬기; 페닐기, 톨릴기, 크실릴기 또는 나프틸기 등의 아릴기; 벤질기 또는 페넨틸기 등의 아랄킬기; 클로로메틸기, 3-클로로프로필기 또는 3,3,3-트리플루오로프로필기 등의 할로겐 치환 알킬기 등일 수 있다.
점착제층이 수직 배향성 점착제층인 경우 점착제층의 표면 에너지는 16 mN/m 이하일 수 있다. 상기 표면 에너지의 하한은 예를 들어 5 mN/m 이상일 수 있다. 점착제층이 수평 배향성 점착제층인 경우 점착제층의 표면 에너지는 16 mN/m 초과일 수 있다. 상기 표면 에너지의 상한은 예를 들어 50 mN/m 이하일 수 있다. 표면 에너지는 물방울형 분석기(Drop Shape Analyzer, KRUSS사의 DSA100제품)를 사용하여 측정할 수 있다. 구체적으로 점착제의 표면에 표면 장력(surface tension)이 공지되어 있는 탈이온화수를 떨어뜨리고 그 접촉각을 구하는 과정을 5회 반복하여, 얻어진 5개의 접촉각 수치의 평균치를 구하고, 동일하게, 표면 장력이 공지되어 있는 디요오드메탄(diiodomethane)을 떨어뜨리고 그 접촉각을 구하는 과정을 5회 반복하여, 얻어진 5개의 접촉각 수치의 평균치를 구한다. 그 후, 구해진 탈이온화수와 디요오드메탄에 대한 접촉각의 평균치를 이용하여 Owens-Wendt-Rabel-Kaelble 방법에 의해 용매의 표면 장력에 관한 수치(Strom 값)를 대입하여 표면 에너지를 구할 수 있다. 샘플의 표면 에너지(γsurface)는 무극성 분자간의 분산힘과 극성 분자간의 상호 작용힘이 고려되어(γsurface= γdispersion + γpolar)계산될 수 있는데, 상기 표면 에너지 γsurfac에서 polar term(γpolar)의 비율을 그 표면의 극성도(polarity)로 정의할 수 있다.
액정셀의 제 1 기판과 제 2 기판은 점착제층의 점착력에 의해 부착되어 있을 수 있다. 하나의 예시에서, 제 1 기판의 점착제층과 제 2 기판의 스페이서가 부착되어 있을 수 있다. 하나의 예시에서, 제 2 기판의 스페이서 상에 배향막이 형성되어 있는 경우, 배향막의 스페이서에 대응하는 영역이 제 1 기판의 점착제층과 부착되어 있을 수 있다.
점착제층은 저장 탄성률(storage modulus)이 1 MPa 이하일 수 있다. 점착제층의 저장 탄성률의 하한은 예를 들어, 0.01 MPa 이상일 수 있다. 상기 점착제층의 저장 탄성률는 구체적으로, 0.02 MPa 이상, 0.04 MPa, 0.06 MPa, 0.08 MPa 또는 0.1 MPa 이상일 수 있고, 0.8 MPa 이하, 0.6 MPa 이하, 0.4 MPa 이하 또는 0.2 MPa 이하일 수 있다. 상기 저장 탄성률은 25℃ 온도 및 6 rad/sec 주파수에서 측정된 값일 수 있다.
스페이서(20c)는 제 1 기판과 제 2 기판의 사이의 간격을 유지할 수 있다. 제 1 기판과 제 2 기판의 사이에 스페이서가 존재하지 않는 영역에 액정층이 존재할 수 있다.
스페이서는 패턴화된 스페이서일 수 있다. 스페이서는 격벽(partition wall) 형상을 가질 수 있다. 스페이가 격벽 형상을 갖는 경우, 투시되는 이미지의 선명도를 향상시킨다는 측면에서 더욱 유리할 수 있다. 상기 격벽은 제 1 기판과 제 2 기판 사이의 공간을 2개 이상의 공간으로 구획할 수 있다. 스페이서가 존재하지 않는 영역에는 하부에 존재하는 다른 필름이나 다른 층이 노출되어 있을 수 있다. 예를 들어, 스페이서가 존재하지 않는 영역에는 제 2 전극층이 노출되어 있을 수 있다. 배향막은 스페이서 및 스페이서가 존재하지 않는 영역에 노출된 제 2 전극층을 덮고 있을 수 있다. 제 1 기판과 제 2 기판이 합착된 액정셀에 있어서, 제 2 기판의 스페이서 상부에 존재하는 배향막과 상부 기판의 점착제층이 서로 접하고 있을 수 있다.
제 1 기판과 제 2 기판 사이의 스페이서가 존재하지 않는 영역에는 액정 물질 및 전술한 첨가제, 예를 들어 이색성 염료, 키랄제 등이 존재할 수 있다. 스페이서의 격벽 사이의 공간의 단면의 형상은, 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 원, 타원 그 밖의 다각형 형상 다면을 가지도록 제한없이 적용될 수 있다.
스페이서는 경화성 수지를 포함할 수 있다. 경화성 수지의 종류는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 열 경화성 수지 또는 광 경화성 수지, 예를 들어 자외선 경화성 수지를 사용할 수 있다. 열 경화성 수지로는, 예를 들어 실리콘 수지, 규소 수지, 프란 수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 아미노 수지, 페놀 수지, 요소 수지, 폴리에스테르 수지 또는 멜라민 수지 등을 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 자외선 경화성 수지로는 대표적으로 아크릴 중합체, 예를 들어, 폴리에스테르 아크릴레이트 중합체, 폴리스티렌 아크릴레이트 중합체, 에폭시 아크릴레이트 중합체, 폴리우레탄 아크릴레이트 중합체 또는 폴리부타디엔 아크릴레이트 중합체, 실리콘 아크릴레이트 중합체 또는 알킬 아크릴레이트 중합체 등을 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
스페이서는 패터닝 공정에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 스페이서는 포토리소그래피 공정에 의해 형성될 수 있다. 포토리소그래피 공정은 경화성 수지 조성물을 기재층 또는 전극층 상에 도포한 후 패턴 마스크를 매개로 자외선을 조사하는 공정을 포함할 수 있다. 패턴 마스크는 자외선 투과 영역과 자외선 차단 영역으로 패터닝되어 있을 수 있다. 포토리소그래피 공정은 자외선이 조사된 경화성 수지 조성물을 워싱(washing) 하는 공정을 더 포함할 수 있다. 자외선이 조사된 영역은 경화되고, 자외선이 조사되지 않은 영역은 액상으로 남아 있으므로 워싱 공정을 통하여 제거함으로써, 격벽 형상으로 패터닝할 수 있다. 포토리소그래피 공정에 있어서, 자외선 조사 후, 수지 조성물과 패턴 마스크를 용이하게 분리하기 위하여 패턴 마스크에 이형 처리를 수행하거나 또는 이형지를 수지 조성물의 층과 패턴 마스크 사이에 위치시킬 수도 있다.
스페이서의 너비(선폭), 간격(피치), 두께, 면적은 본 출원의 목적을 손상시키지 않는 범위 내에서 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어, 스페이서의 너비(선폭)는 10㎛ 내지 500㎛ 범위 또는 10㎛ 내지 50㎛ 범위 내일 수 있다. 스페이서의 간격(피치)은 10㎛ 내지 1000㎛ 범위 또는 100㎛ 내지 1000㎛ 범위 내일 수 있다. 스페이서의 면적은 제 2 기재층의 전체 면적 100%에 대하여, 약 5% 이상일 수 있고, 50% 이하일 수 있다. 스페이서의 면적이 상기 범위 내인 경우, 상부 기판과 하부 기판의 부착력을 적절히 확보하면서 우수한 전기 광학 특성을 확보하는데 유리할 수 있다. 스페이서의 두께는 예를 들어, 1㎛ 내지 30㎛ 또는 3㎛ 내지 20㎛ 범위일 수 있다.
제 1 기판은 제 1 기재층(10a)과 점착제층(10c)의 사이에 제 1 전극층(10b)을 더 포함할 수 있다. 제 2 기판은 제 2 기재층(20a)과 스페이서(20c)의 사이에 제 2 전극층(20b)을 더 포함할 수 있다. 제 1 전극층과 제 2 전극층은 액정층 내에 포함되어 있는 물질이 입사하는 광을 투과 또는 차단시키도록, 외부 작용, 예를 들어, 전계의 인가를 부여하는 역할을 수행할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 제 1 전극층 및/또는 제 2 전극층은 전도성 고분자, 전도성 금속, 전도성 나노 와이어 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 금속 산화물 등을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 제 1 전극층 및 제 2 전극층은 각각, 예를 들면 상기 전도성 고분자, 전도성 금속, 전도성 나노 와이어 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 금속 산화물을 증착하여 형성한 것일 수 있다.
제 2 기판은 배향막(20d)을 더 포함할 수 있다. 스페이서(20c)는 제 2 기재층(20a)과 배향막(20d)의 사이에 존재할 수 있다. 제 2 기판이 제 2 전극층(20b)을 포함하는 경우, 스페이서(20c)는 제 2 전극층(20b)과 배향막(20d)의 사이에 존재할 수 있다. 배향막은 스페이서 상에 형성될 수 있다. 즉, 스페이서의 상면부 및/또는 측면부는 배향막과 접할 수 있다. 스페이서의 하부면은 제 2 전극층에 접할 수 있다. 제 1 기판에 포함되는 점착제층은 액정 배향성을 가질 수 있기 때문에, 배향막을 포함하지 않을 수 있다. 즉, 제 1 전극층의 내측면에는 배향막이 형성되어 있지 않을 수 있다.
배향막과 액정층은 접하고 있을 수 있다. 배향막은 수직 배향막 또는 수평 배향막일 수 있다. 본 명세서에서 『수평 배향막』은 인접하는 액정층 내에 존재하는 액정 화합물에 대한 수평 배향력을 부여하는 배향성 물질을 포함하는 층을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 『수직 배향막』은 인접하는 액정층 내에 존재하는 액정 화합물에 대한 수직 배향력을 부여하는 배향성 물질을 포함하는 층을 의미할 수 있다. 수직 배향막에 대한 인접하는 액정 화합물의 프리틸트 각은 80도 내지 90도, 85도 내지 90도, 약 87도 내지 90도 범위 내이거나, 또는 약 90도일 수 있고, 수평 배향막에 대한 인접하는 액정 화합물의 프리틸트 각은 0도 내지 10도, 0도 내지 5도, 0도 내지 3도 범위 내이거나, 또는 약 0도일 수 있다. 배향막은 점착제층과 달리 상부 기판과 하부 기판을 접착시키는 접착력을 갖지 않을 수 있다. 하나의 예시에서, 배향막은 도 1의 액정셀의 상태에서 제 1 기판에 대한 박리력이 0에 가까울 수 있다.
배향막은 러빙 배향막 또는 광배향막일 수 있다. 배향막의 배향 방향은 러빙 배향막의 경우는 러빙 방향, 광 배향막인 경우는 조사되는 편광의 방향일 수 있다. 이러한 배향 방향은, 흡수형 선형 편광자를 사용한 검출 방식으로 확인할 수 있다. 구체적으로 액정층에 포함되는 액정 화합물을 수평 배향시킨 상태에서 상기 액정층의 일면에 흡수형 선형 편광자를 배치하고, 상기 편광자를 360도 회전시키면서 투과율을 측정함으로써 배향 방향을 확인할 수 있다. 상기 상태에서 액정층 또는 흡수형 선형 편광자 측으로 광을 조사하면서 다른 측에서 휘도(투과율)를 측정하는 경우, 상기 흡수축 또는 투과축과 액정 배향막의 배향 방향이 일치하는 경우에 투과율이 낮게 되는 경향을 보이는데, 적용된 액정 화합물의 굴절률 이방성 등을 반영한 모사(simulation)를 통해 배향 방향을 확인할 수 있다. 액정층의 모드에 따라서 배향 방향을 확인하는 방식은 공지이며, 본 출원에서는 이러한 공지의 방식으로 배향막의 배향 방향을 확인할 수 있다.
배향막으로는 폴리이미드(polyimide) 화합물, 폴리비닐알코올(poly(vinyl alcohol)) 화합물, 폴리아믹산(poly(amic acid)) 화합물, 폴리스티렌(polystylene) 화합물, 폴리아미드(polyamide) 화합물 및/또는 폴리옥시에틸렌(polyoxyethylene) 화합물 등과 같이 러빙 배향에 의해 배향능을 나타내는 것으로 공지된 물질이나, 폴리이미드(polyimide) 화합물, 폴리아믹산(polyamic acid) 화합물, 폴리노르보넨(polynorbornene) 화합물, 페닐말레이미드 공중합체(phenylmaleimide copolymer) 화합물, 폴리비닐신나메이트(polyvinylcinamate) 화합물, 폴리아조벤젠(polyazobenzene) 화합물, 폴리에틸렌이민(polyethyleneimide) 화합물, 폴리비닐알콜(polyvinylalcohol) 화합물, 폴리아미드(polyimide) 화합물, 폴리에틸렌(polyethylene) 화합물, 폴리스타일렌(polystylene) 화합물, 폴리페닐렌프탈아미드(polyphenylenephthalamide) 화합물, 폴리에스테르(polyester) 화합물, CMPI(chloromethylated polyimide) 화합물, PVCI(polyvinylcinnamate) 화합물 및/또는 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate) 화합물 등과 같이 광조사에 의해 배향능을 나타낼 수 있는 것으로 공지된 물질로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
본 명세서에서, 제 1 기재층, 제 1 전극층 및 점착제층의 조합을 제 1 기판으로 호칭할 수 있고, 제 2 기재층, 제 2 전극층, 스페이서 및 배향막의 조합을 제 2 기판으로 호칭할 수 있다. 액정셀에서 제 1 기판은 점착제층 이외의 별도의 배향막은 포함하지 않고, 하부 기판은 배향막을 포함할 수 있다.
액정층 내의 액정 물질은 외부 작용의 인가에 의해 배향 상태를 스위칭 할 수 있다. 본 명세서에서 용어 『외부 작용』이란, 액정층 내 포함되는 물질의 거동에 영향을 줄 수 있는 외부에 모든 요인, 예를 들면 외부 전압 등을 의미할 수 있다. 따라서, 외부 작용이 없는 상태란, 외부 전압 등의 인가가 없는 상태를 의미할 수 있다.
액정 물질 및 이색성 염료를 포함하는 액정층은 GHLC층(Guest host liquid crystal layer)일 수 있다. 본 명세서에서 『GHLC층(Guest host liquid crystal layer)』은, 액정 물질의 배열에 따라 이색성 염료가 함께 배열되어, 이색성 염료의 정렬 방향과 상기 정렬 방향의 수직한 방향에 대하여 각각 비등방성 광 흡수 특성을 나타내는 기능성 층을 의미할 수 있다. 예를 들어, 이색성 염료는 빛의 흡수율이 편광 방향에 따라서 달라지는 물질로서, 장축 방향으로 편광된 빛의 흡수율이 크면 p형 염료로 호칭하고 단축 방향으로 편광된 빛의 흡수율이 크면 n형 염료라고 호칭할 수 있다. 하나의 예시에서, p형 염료가 사용되는 경우, 염료의 장축 방향으로 진동하는 편광은 흡수되고 염료의 단축 방향으로 진동하는 편광은 흡수가 적어 투과시킬 수 있다. 이하 특별한 언급이 없는 한 이색성 염료는 p형 염료인 것으로 가정한다.
액정층의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 액정층의 두께는, 약 0.01㎛ 이상, 0.05㎛ 이상, 0.1㎛ 이상, 0.5㎛이상, 1㎛ 이상, 1.5㎛ 이상, 2㎛ 이상, 2.5㎛ 이상, 3㎛ 이상, 3.5㎛ 이상, 4㎛ 이상, 4.5㎛ 이상, 5㎛ 이상, 5.5㎛ 이상, 6㎛ 이상, 6.5㎛ 이상, 7㎛이상, 7.5㎛ 이상 또는 8㎛ 이상일 수 있다. 상기 액정층의 두께의 상한은 특별히 제한되는 것은 아니며, 일반적으로 약 30㎛ 이하, 25㎛ 이하, 20㎛ 이하 또는 15㎛ 이하일 수 있다.
액정셀에 인가되는 전압에 따라 액정층의 배향 상태는 스위칭될 수 있다. 하나의 예시에서, 액정셀에 전압이 인가되지 않은 상태에서 액정층은 제 1 배향 상태를 가질 수 있고, 액정셀에 전압이 인가된 상태에서 액정층은 제 1 배향 상태와 다른 제 2 배향 상태를 가질 수 있다. 상기 제 1 배향 상태 및 제 2 배향 상태로는 각각 수평 배향 상태, 수직 배향 상태, 트위스트 배향 상태, 경사 배향 상태, 하이브리드 배향 상태 등을 예시할 수 있다.
본 명세서에서 『수평 배향 상태』는 액정층 내의 액정 물질의 방향자가 상기 액정층의 평면에 대하여 대략 평행하게 배열된 상태이고, 예를 들면, 상기 액정층의 평면에 대하여 상기 방향자가 이루는 각도는, 예를 들어, 약 -10도 내지 10도 또는 -5도 내지 5도의 범위 내이거나, 대략 약 0도를 이룰 수 있다.
본 명세서에서 『수직 배향 상태』는 액정층 내의 액정 물질의 방향자가 액정층의 평면에 대하여 대략 수직하게 배열된 상태이고, 예를 들면, 액정층의 평면에 대하여 상기 방향자가 이루는 각도는, 예를 들어, 약 80도 내지 100도 또는 85도 내지 95도의 범위 내이거나, 대략 약 90도를 이룰 수 있다.
본 명세서에서 『트위스트 배향 상태』는 액정층 내에서 액정 물질의 방향자가 가상의 나선축을 따라서 꼬이면서 층을 이루며 배향한 나선형의 구조를 의미할 수 있다. 상기 트위스트 배향 상태는, 수직, 수평 또는 경사 배향 상태에서 구현될 수 있는데, 즉, 수직 트위스트 배향 모드는 개개의 액정 화합물이 수직 배향된 상태로 나선축을 따라 꼬이면서 층을 이루는 상태이고, 수평 트위스트 배향 모드는 개개의 액정 화합물이 수평 배향된 상태로 나선축을 따라 꼬이면서 층을 이루는 상태이며, 경사 트위스트 배향 모드는 개개의 액정 화합물이 경사 배향된 상태로 나선축을 따라 꼬이면서 층을 이루는 상태이다.
본 명세서에서 『하이브리드 배향 상태』는 액정층 내의 액정 물질의 방향자가 액정층 평면에 대해 이루는 각도인 틸트각이 액정층의 두께 방향을 따라 점진적으로 증가하거나 또는 감소하는 배향 상태를 의미할 수 있다.
하나의 예시에서, 제 1 배향 상태는 트위스트 배향 상태일 수 있다. 즉, 액정층은 외부 작용의 인가를 통해 트위스트 배향 및 상기 트위스트 배향과 다른 배향 상태의 사이를 스위칭할 수 있다.
하나의 예시에서, 액정층은 트위스트 배향 상태와 수직 배향 상태의 사이를 스위칭할 수 있다. 하나의 예시에서, 액정층은 전압이 인가되지 않은 상태에서 트위스트 배향 상태일 수 있고, 전압이 인가된 상태에서 수직 배향 상태일 수 있다.
트위스트 배향 상태에서 액정층의 두께(d)와 피치(p)의 비율(d/p)은 1 이상일 수 있다. 상기 비율(d/p)의 상한은 예를 들어 8 이하일 수 있다. 상기 비율(d/p)은 구체적으로 2 이상 또는 3 이상일 수 있고, 7 이하, 6 이하, 5 이하 또는 4 이하일 수 있다. 액정층의 두께(d)와 피치(p)의 비율(d/p)이 상기 범위 내인 경우 투과도 디바이스는 우수한 광 투과도 가변 특성을 나타내면서, 다크 상태에서도 우수한 투시 성능을 나타낼 수 있고, 우수한 내구성 및 낮은 구동 전압을 나타낸다는 측면에서 유리할 수 있다. 통상적으로 상기 비율 d/p가 0.5 이상이고, 1.0 이하인 경우, STN(Super Twisted Nematic) 모드로 호칭할 수 있고, 상기 비율 d/p가 1.0을 초과하는 경우, HTN(Highly Twisted Nematic) 구동 모드로 호칭할 수 있다.
액정층의 피치(p)는 Wedge cell을 이용한 계측 방법으로 측정할 수 있고, 구체적으로는 D. Podolskyy 등의 Simple method for accurate measurements of the cholesteric pitch using a stripe-wedge Grandjean-Cano cell (Liquid Crystals, Vol. 35, No. 7, July 2008, 789-791)에 기재된 방식으로 측정할 수 있다.상기 비율(d/p)은, 액정층 내에 키랄제를 적정량 도입함으로써 달성할 수 있다.
액정셀의 구동 모드는 필요에 따라 적절히 선택될 수 있다. 액정셀의 구동 모드로는 예를 들어, ECB(Electrically controlled birefringence) 모드, TN(Twisted Nematic) 모드, STN(Super Twisted Nematic) 모드, RTN(Reverse Twisted Nematic) 모드, RSTN(Reverse Super Twisted Nematic) 모드, HAN(Hybrid Aligned Nematic) 모드, Twisted HAN(Twisted Hybrid Aligned Nematic) 모드, Super twisted HAN(Super Twisted Hybrid Aligned Nematic) 모드, IPS(In-Plane Switching) 모드, VA(vertical alignment) 모드 등이 있다. 목적하는 액정셀의 구동 모드에 따라, 액정의 종류, 배향막의 종류, 첨가제의 종류 등이 적절히 선택될 수 있다.
상기 액정셀은 다크 상태에서도 우수한 선명도를 나타낼 수 있다. 상기 액정셀은 전압이 인가되지 않은 상태에서 다크 상태를 구현할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 액정셀은 하기 수식 2를 만족할 수 있다.
[수식 2]
A/B × 100% ≥ 80%
수식 2에서 A는 전압이 인가되지 않은 상태의 액정셀에 대해 측정된 MTF(Modulation Transfer Function) 50 값이며, B는 공기 중에서 측정된 MTF(Modulation Transfer Function) 50 값이다.
상기 수식 2의 A/B 비율은 공기 대비 액정셀의 선명도를 나타내는 지표일 수 있다. 상기 A/B × 100% 값은 예를 들어 82% 이상, 84% 이상 86% 이상, 88% 이상, 90% 이상, 92% 이상, 94% 이상 또는 96% 이상일 수 있다. 상기 수식 2의 A/B 비율(%)은 그 값이 높을수록 선명도가 우수한 것을 의미하므로 그 상한은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 99% 이하 또는 97% 이하일 수 있다. 상기 액정셀의 MTF50 값(A)는 45 Cy/mm 이상, 46 Cy/mm 이상, 47 Cy/mm 이상, 48 Cy/mm 이상, 49 Cy/mm 이상,50 Cy/mm 이상, 51 Cy/mm 이상 또는 52 Cy/mm 이상일 수 있고, 54.87 Cy/mm 미만, 54 Cy/mm 이하 또는 53 Cy/mm 이하일 수 있다. 상기 공기 중의 MTF 50 값은 54.87 Cy/mm 일 수 있다.
본 출원은 상기 액정 조성물 및/또는 액정셀의 용도에 관한 것이다. 상기 액정 조성물 및/또는 액정셀은 예를 들어 투과도 가변 디바이스의 용도로 사용될 수 있다. 즉, 본 출원은 상기 액정셀을 포함하는 투과도 가변 디바이스에 관한 것이다. 상기 투과도 가변 디바이스는 상기 액정 물질과 이색성 염료의 배향 상태의 스위칭을 통해 투과도를 가변할 수 있다.
본 명세서에서 투과도　가변　디바이스는 적어도 2개 이상의 다른 광의 상태의 사이를 스위칭할 수 있는 디바이스를 의미할 수 있다. 상기에서 다른 광의 상태는, 적어도　투과도가 다른 상태를 의미할 수 있다. 상기　투과도　가변　디바이스가 구현할 수 있는 상태의 예로는, 투과 모드 상태 및 차단 모드 상태가 예시될 수 있다. 일 예시에서 본 출원의　투과도　가변　디바이스는 적어도 상기 투과 모드 상태 및 차단 모드 상태의 사이를 스위칭할 수 있는 디바이스일 수 있다. 상기 투과 상태는 명 상태(bright state)일 수 있고, 상기 차단 상태는 암 상태(dark state)일 수도 있다.
상기 투과 모드 상태에서의　투과도　가변　디바이스의　투과도가 적어도 20% 이상, 25% 이상, 30% 이상, 35% 이상, 40% 이상, 45% 이상, 50% 이상, 55% 이상, 60% 이상, 65% 이상, 70% 이상, 75% 이상 또는 80% 이상 정도일 수 있다. 또한, 상기 차단 모드 상태에서　투과도　가변　디바이스의　투과도는 60% 이하, 55% 이하, 50% 이하, 45% 이하, 40% 이하, 35% 이하, 30% 이하, 25% 이하, 20% 이하, 15% 이하, 10% 이하 또는 5% 이하일 수 있다. 투과 모드에서　투과도는 높을수록 유리하며, 차단 모드에서는　투과도가 낮을수록 유리하기 때문에, 상기 투과 모드 상태의　투과도의 상한과 차단 모드 상태의　투과도의 하한은 특별히 제한되지 않고, 일 예시에서 상기 투과 모드 상태의　투과도의 상한은 약 100% 미만이고, 차단 모드 상태에서의　투과도의 하한은 약 0% 초과일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 투과 모드 상태와 차단 모드 상태의 사이를 스위칭할 수 있는　투과도　가변　디바이스에서 상기 투과 모드 상태에서의　투과도와 차단 모드 상태에서의　투과도의 차이(투과 모드의 투과도 - 차단 모드의 투과도)는, 15% 이상, 20% 이상, 25% 이상, 30% 이상, 35% 이상 또는 40% 이상일 수 있거나, 90% 이하, 85% 이하, 80% 이하, 75% 이하, 70% 이하, 65% 이하, 60% 이하, 55% 이하, 50% 이하 또는 45% 이하일 수 있다.
상기　투과도는, 예를 들면, 직진광　투과도일 수 있다. 직진광　투과도는, 상기 디바이스로 입사한 광에 대한 상기 입사 방향과 동일 방향으로 투과된 광의 비율의 백분율이다. 예를 들어, 상기 디바이스가 필름 또는 시트 형태라면, 상기 필름 또는 시트 표면의 법선 방향과 나란한 방향으로 입사한 광 중에서 역시 상기 법선 방향과 나란한 방향으로 상기 디바이스를 투과한 광의 백분율을 상기　투과도로 정의할 수 있다.
상기　투과도는, 각각 가시광 영역, 예를 들면, 약 400 내지 700 nm 또는 약 380 내지 780 nm 범위 내의 어느 한 파장에 대한　투과도이거나, 상기 가시광 영역 전체에 대한　투과도이거나, 상기 가시광 영역 전체에 대한　투과도　중에서 최대 또는 최소　투과도이거나, 상기 가시광 영역 내의　투과도의 평균치일 수 있다. 또한, 다른 예시에서 상기　투과도는 약 550 nm 파장의 광에 대한　투과도일 수 있다.
상기 투과도 가변 디바이스는 외곽 기판을 더 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 투과도 가변 디바이스는 제 1 외곽 기판, 상기 액정셀 및 제 2 외곽 기판을 순차로 포함할 수 있다. 외곽 기판을 통해 액정셀의 물성적 한계를 극복하는데 유리할 수 있다.
제 1 외곽 기판 및 제 2 외곽 기판은 각각 독립적으로 무기 기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 무기 기판으로는 특별히 제한되지 않고 공지의 무기 기판을 이용할 수 있다. 일예로 무기 기판으로는 광투과성이 우수한 유리 기판을 이용할 수 있다. 상기 유리 기판으로는 예로서, 소다라임 유리 기판, 일반 강화 유리 기판, 붕규산 유리 기판 또는 무알칼리 유리 기판 등이 사용될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 폴리머 기판으로는 TAC(triacetyl cellulose) 또는 DAC(diacetyl cellulose) 등과 같은 셀룰로오스 필름; 노르보르넨 유도체 등의 COP(cyclo olefin copolymer) 필름; PAR(Polyacrylate) 또는 PMMA(poly(methyl methacrylate) 등의 아크릴 필름; PC(polycarbonate) 필름; PE(polyethylene) 또는 PP(polypropylene) 등의 폴리올레핀 필름; PVA(polyvinyl alcohol) 필름; PI(polyimide) 필름; PSF(polysulfone) 필름, PPS(polyphenylsulfone) 필름 또는 PES(polyethersulfone) 필름 등의 설폰계 필름; PEEK(polyetheretherketon) 필름; PEI(polyetherimide) 필름; PEN(polyethylenenaphthatlate) 필름 또는 PET(polyethyleneterephtalate) 필름 등의 폴리에스테르계 필름; 또는 불소 수지 필름 등이 사용될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 제 1 외곽 기판 및 제 2 외곽 기판에는 각각 필요에 따라서 금; 은; 또는 이산화 규소 또는 일산화 규소 등의 규소 화합물의 코팅층이나, 반사 방지층 등의 기능층이 존재할 수도 있다. 하나의 예시에서, 상기 제 1 외곽 기판 및 제 2 외곽 기판 중 적어도 하나는 유리 기판일 수 있고, 다른 하나의 외곽 기판이거나 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 하나의 예시에서, 제 1 외곽 기판과 제 2 외곽 기판은 각각 유리 기판일 수 이다.
상기 제 1 외곽 기판 및/또는 제 2 외곽 기판의 면적은 상기 제 1 기재층 및/또는 제 2 기재층의 면적보다 넓을 수 있다. 제 1 외곽 기판 및 제 2 외곽 기판은 평평(flat)한 기판이거나 혹은 곡면 형상을 가지는 기판일 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 외곽 기판 및 제 2 외곽 기판은 동시에 평편한 기판이거나, 동시에 곡면 형성을 가지거나, 혹은 어느 하나는 평편한 기판이고 다른 하나는 곡면 형상의 기판일 수 있다. 또한, 상기에서 동시에 곡면 형상을 가지는 경우에는 각각의 곡률 또는 곡률 반경은 동일하거나 상이할 수 있다. 본 명세서에서 곡률 또는 곡률 반경은 업계에서 공지된 방식으로 측정할 수 있으며, 예를 들면, 2D Profile Laser Sensor (레이저 센서), Chromatic confocal line sensor (공초점 센서) 또는 3D Measuring Confocal Microscopy 등의 비접촉식 장비를 이용하여 측정할 수 있다. 이러한 장비를 사용하여 곡률 또는 곡률 반경을 측정하는 방식은 공지이다.
제 1 외곽 기판 및 제 2 외곽 기판의 두께는 각각 약 0.3 mm 이상일 수 있다. 다른 예시에서 상기 두께는 약 0.5 mm 이상, 1 mm 이상, 1.5 mm 이상 또는 약 2 mm 이상일 수 있고, 약 10 mm 이하, 9 mm 이하, 8 mm 이하, 7 mm 이하, 6 mm 이하, 5 mm 이하, 4 mm 이하 또는 약 3 mm 이하일 수도 있다.
상기 제 1 외곽 기판 및 제 2 외곽 기판은 각각 접착제층에 의해 액정셀에 합착되어 있을 수 있다. 상기 접착제층은 각각 열가소성 폴리우레탄(TPU; Thermoplastic Polyurethane) 접착제층, 폴리아마이드 접착제층, 폴리에스테르 접착제층, EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 접착제층, 아크릴 접착제층, 실리콘 접착제층 또는 폴리올레핀 접착제층일 수 있다.
상기 액정셀에 제 1 외곽 기판과 제 2 외곽 기판을 합착하기 위해 오토클레이브(Autoclave) 공정이 수행될 수 있다. 상기 오토클레이브 공정은 액정셀에 제 1 외곽 기판과 제 2 외곽 기판을 접착제층에 의해 적층한 적층체를 가열하거나 및/또는 가압함으로써 수행될 수 있다. 투과도 가변 디바이스가 다른 광학 부재를 더 포함하는 경우 상기 적층체는 상기 광학 부재를 더 포함할 수 있다. 상기 오토클레이브 공정의 조건은 특별히 제한이 없고, 예를 들면, 적용된 접착제층의 종류에 따라 적절한 온도 및 압력 하에서 수행할 수 있다. 통상의 오토클레이브 공정의 온도는 약 80℃ 이상, 90℃ 이상 또는 100℃ 이상이며, 압력은 2 기압 이상이나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 공정 온도의 상한은 약 200℃ 이하, 190℃ 이하, 180℃ 이하 또는 170℃ 이하 정도일 수 있고, 공정 압력의 상한은 약 10 기압 이하, 9 기압 이하, 8 기압 이하, 7 기압 이하 또는 6 기압 이하 정도일 수 있다.
상기 액정셀 및/또는 투과도 가변 디바이스는 투과도 가변 특성이 필요한 장치에 적용될 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 투과도 가변 디바이스는 그 자체로 차량용 선루프일 수 있다. 예를 들어, 본 출원은 하나 이상의 개구부가 형성되어 있는 차체; 및 상기 개구부에 장착된 상기 액정셀 또는 상기 투과도 가변 디바이스를 포함하는 자동차에 관한 것이다. 또는, 상기 액정셀 및/또는 투과도 가변 디바이스는 선글라스나 아이웨어의 렌즈부에 적용되거나 또는 건물의 스마트 윈도우 등에도 적용될 수 있다. 상기 아이웨어로는 AR(Augmented Reality) 또는 VR(Virtual Reality)용 아이웨어(eyewear) 등을 예시할 수 있다.
본 출원의 액정 조성물은 다크 상태(dark state)에서 투시(see through) 성능이 우수하고 선명도가 향상될 뿐만 아니라, 내구성이 우수한 액정셀 및 투과도 가변 디바이스를 제공할 수 있다.
도 1은 본 출원의 액정셀을 예시적으로 나타낸다.
도 2는 선명도를 관찰한 이미지이다.
도 3은 무지개 띠 발생 여부를 관찰한 이미지이다.
이하, 본 출원에 따른 실시예를 통하여 본 출원을 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
측정예 1. MTF(Modulation Transfer Function) 50의 측정
전압이 인가되지 않은 상태(다크 상태)의 액정셀에 대하여, 선명도(Sharpness)의 지표로서 MTF 50 값을 측정하였다. MTF는 휘도가 정현파 형태로 변화하는 줄무늬 패턴의 피사체에 대한 휘도 대비 감도를 공간주파수의 함수로 표현한 것이다. MTF 50은 이미지의 선명도의 표시자로서 휘도가 저주파수 값의 50%로 떨어지는 공간 주파수이며, MTF50 수치가 높을 수록 액정셀의 선명도가 우수한 것을 의미한다. MTF 50 값은 SRF plus 차트와 Imatest 소프트웨어를 이용하여 Imatest사의 메뉴얼에 따라 측정하였다. 구체적으로 LED 조명 아래 SRF plus 차트를 놓고 액정셀을 통과한 상기 차트의 이미지가 얼마나 선명하게 보이는지를 수치 화함으로써 MTF 50 값을 얻을 수 있다. 액정셀의 Air 대비 선명도는 A/B x 100%로 측정하였으며, 상기 A는 액정셀의 MTF 50 값이며, 상기 B는 공기 중의 MTF 50 값이다. 공기 중의 MTF 50 값은 액정 셀을 포함한 어떠한 물체도 없는 공기 중의 MTF 50 값으로서, 54.87 Cy/mm이었다.
측정예 2. 전체 투과율(T.T; total transmittance)의 측정
전압이 인가되지 않은 상태(다크 상태)의 액정셀에 대하여, 전체 투과율을 측정하였다. 상기 전체 투과율은 헤이즈미터(NDH5000SP, 세코스社)를 이용하여, ASTM D1003규격에 따라 측정하였다.
구체적으로, 적분구 내의 측정 대상에 380nm 내지 780nm 파장의 광을 입사시키면, 입사된 광은 측정 대상에 의하여 확산광(DT, 확산되어 출광된 모든 광의 합)과 직진광(PT, 확산광을 배제한 정면 방향의 출광)으로 분리된다. 상기 확산광과 직진광을 적분구 내에서 수광 소자에 집광시켜 각각 측정할 수 있다. 상기 과정에 의해서　전체 투과광(TT)은 상기 확산광(DT)과 직진광(PT)의 총합(DT+PT)으로 규정될 수 있다. 상기　전체 투과광이　전체 투과율을 의미한다. 상기 전체 투과율은 380 nm 내지 780 nm 파장의 광에 대한 평균 값이다.
평가예 1. 사물의 시인성 평가
사물(아세톤 보틀)과 카메라의 사이에 액정셀을 두고, 카메라로 이미지를 촬영하여 육안으로 이미지의 선명도를 평가하였다. 사물과 액정셀의 간격은 15 cm였다. 도 2는 상기 촬영된 이미지를 나타낸다(a: 실시예 1, b: 실시예 2, c: 실시예 3, d: 비교예 1, e: 비교예 2).
평가예 2. 무지개 띠 발생 여부 평가
형광등의 아래에 액정셀을 배치하고, 액정셀의 아래에 카메라를 배치한 후, 형광등의 불빛이 액정셀을 통과하여 어떻게 보이는지를 카메라를 통해 촬영함으로써, 무지개 띠의 발생 여부를 관찰하였다. 도 3은 상기 촬영된 이미지를 나타낸다(a: 실시예 1, b: 실시예 2, c: 실시예 3, d: 비교예 1, e: 비교예 2).
실시예 1
굴절률 이방성(△n)이 0.076 이고, 등명점(Tni)이 91.5 ℃이며, Tni/(△n)^2 값이 약 15841.4 인 액정 물질(ZKC-5115xx,JNC사) 100 중량부에 이색성 염료(NKX-4010, Hayashibara) 3 중량부 및 카이랄제(S811, Merck) 3.5 중량부를 혼합하여 액정 조성물을 제조하였다.
OCA 타입의 점착성 수지(KR3700, ShinEtsu社)를 고형분의 농도가 25 wt%가 되도록 톨루엔 용매에 혼합하여 점착제 조성물을 제조하였다. 불소 이형 필름(FSC6, Nippa社) 상에 상기 점착제 조성물을 바코팅으로 코팅한 후 140℃ 온도에서 5분 동안 가열함으로써 최종 두께 약 10㎛의 점착제층을 형성하였다. 상기 점착제층을 PET-ITO 필름의 ITO층 상에 합지하여 제 1 기판을 제조하였다. 상기 PET-ITO 필름은 고연신 PET(polyethyleneterephtalate) 필름(OCF, SKC社) 상에 ITO(Indium Tin Oxide) 층이 약 30 nm 두께로 증착된 필름으로서 총 두께는 약 145㎛이다. 상기 제조된 제 1 기판은 고연신 PET 필름/ITO 층/점착제의 층/이형 필름의 순으로 적층된 구조를 갖는다.
제 1 기판에서 사용한 것과 동일한 PET-ITO 필름의 ITO 층 상에 아크릴계 수지 조성물(상품명: KAD-03, 제조사: 미뉴타텍)을 코팅한 후, 포토리소그래피 방식으로 사각형 형상으로 패터닝함으로써 격벽 형상의 스페이서를 형성하였다. 격벽 형상의 높이는 8㎛이고, 피치(사각형의 마주보는 2면의 간격)는 350㎛이며, 선폭은 15㎛이다. 이어서, 스페이서 상에 수평 배향막(SE-7492, Nissan社)을 약 300 nm로 코팅한 후 러빙 포로 러빙 처리하여 제 2 기판을 제조하였다.
제 2 기판의 배향막 상에 상기 액정 조성물을 코팅하였다. 제 1 기판에서 불소 이형 필름을 박리한 후, 제 1 기판을 제 2 기판에 합착하여 액정셀을 제조하였다. 상기 액정셀은 셀갭(d)이 8㎛이고, d/p가 3인 Highly twisted nematic 액정 셀이다.
실시예 1의 액정셀의 MTF 50 수치는 52.84 Cy/mm였고, 선명도(Air대비)는 96.29%였으며, 전체 투과도(%)는 11.0%이었다. 또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1은 투시 이미지가 매우 선명하며, 도 3에 나타낸 바와 같이, 형광등 아래에서도 무지개 띠가 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다.
실시예 2
액정 물질을, 굴절률 이방성(△n)이 0.067이고, 등명점(Tni)이 86℃이며, Tni/(△n)^2 값이 약 19603.5인 액정 물질(HAE625484,HCCH사)로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 액정셀을 제조하였다. 실시예 2의 액정셀의 MTF 50 수치는 51.36 Cy/mm였고, 선명도(Air대비)는 93.59%였으며, 전체 투과도(%)는 11.3%이었다. 또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 2는 투시 이미지가 매우 선명하며, 도 3에 나타낸 바와 같이, 형광등 아래에서도 무지개 띠가 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다.
실시예 3
액정 물질을, 굴절률 이방성(△n)이 0.078이고, 등명점(Tni)이 110℃이며, Tni/(△n)^2 값이 약 18080.2인 액정 물질(CSM9056,HCCH사)로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 액정셀을 제조하였다. 실시예 3의 액정셀의 MTF 50 수치는 52.81 Cy/mm였고, 선명도(Air대비)는 96.24%였으며, 전체 투과도(%)는 11.5%이었다. 또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 3은 투시 이미지가 매우 선명하며, 도 3에 나타낸 바와 같이, 형광등 아래에서도 무지개 띠가 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다.
비교예 1
액정 물질을, 굴절률 이방성(△n)이 0.1349이고, 등명점(Tni)이 114.5℃이며, Tni/(△n)^2 값이 약 6291.9인 액정 물질(MDA-12-1121, Merck사)로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 액정셀을 제조하였다. 비교예 1의 액정셀의 MTF 50 수치는 14.37 Cy/mm였고, 선명도(Air대비)는 26.18%였으며, 전체 투과도(%)는 14.7%이었다. 또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 비교예 1은 투시 이미지가 선명하지 못하며, 도 3에 나타낸 바와 같이, 형광등 아래에서 무지개 띠도 발생하는 것을 확인할 수 있다.
비교예 2
액정 물질을, 굴절률 이방성(△n)이 0.093이고, 등명점(Tni)이 123℃이며, Tni/(△n)^2 값이 약 14221.3인 액정 물질(SLC127118, Slichem사)로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 액정셀을 제조하였다. 비교예 2의 액정셀의 MTF 50 수치는 43.05 Cy/mm였고, 선명도(Air대비)는 78.45%였으며, 전체 투과도(%)는 12.5%이었다. 또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 비교예 2는 형광등 아래에서 무지개 띠는 발생하지 않았으나, 도 2에 나타낸 바와 같이, 투시 이미지가 선명하지 못하였다.
[부호의 설명]
10a: 제 1 기재층, 10b: 제 1 전극, 10c: 점착제층, 20a: 제 2 기재층, 20b: 제 2 전극, 20c: 스페이서, 20d: 배향막, 30: 액정층

Claims (12)

  1. 수식 1을 만족하는 액정 물질 및 이색성 염료를 포함하는 액정 조성물:
    [수식 1]
    Tni / (△n)^2 ≥ 12345.7
    수식 1에서 Tni는 액정 물질의 등명점(clearing point)이고, △n는 액정 물질의 굴절률 이방성이다.
  2. 제 1 항에 있어서, 키랄제를 더 포함하는 액정 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 액정 물질의 등명점은 85℃ 이상인 액정 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 액정 물질의 굴절률 이방성은 0.089 이하인 액정 조성물.
  5. 제 1 기판, 액정층 및 제 2 기판을 포함하고,
    상기 액정층은 제 1 항의 액정 조성물을 포함하는 액정셀.
  6. 제 5 항에 있어서, 액정층은 전압이 인가되지 않은 상태에서 트위스트 배향 상태로 존재하는 액정셀.
  7. 제 6 항에 있어서, 트위스트 배향 상태에서 액정층의 두께(d)와 피치(p)의 비율(d/p)은 1 이상인 액정셀.
  8. 제 5 항에 있어서, 제 1 기판은 제 1 기재층 및 점착제층을 포함하고, 제 2 기판은 제 2 기재층 및 스페이서를 포함하는 액정셀.
  9. 제 8 항에 있어서, 제 1 기판은 제 1 기재층과 점착제층의 사이에 제 1 전극층을 더 포함하고, 제 2 기판은 제 2 기재층과 스페이서의 사이에 제 2 전극층을 더 포함하는 액정셀.
  10. 제 5 항에 있어서, 제 1 기판은 배향막을 포함하지 않고, 제 2 기판은 배향막을 더 포함하는 액정셀.
  11. 제 5 항에 있어서, 상기 액정셀은 수식 2를 만족하는 액정셀:
    [수식 2]
    A/B × 100% ≥ 80%
    수식 2에서 A는 전압이 인가되지 않은 상태의 액정셀에 대해 측정된 MTF(Modulation Transfer Function) 50 값이며, B는 공기 중에서 측정된 MTF(Modulation Transfer Function) 50 값이다.
  12. 하나 이상의 개구부가 형성되어 있는 차체; 및 상기 개구부에 장착된 제 5 항의 액정셀을 포함하는 자동차.
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