KR102039973B1 - Liquid crystal cell - Google Patents

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Abstract

본 출원은, 액정셀 및 그 용도에 관한 것이다. 예시적인 액정셀은 낮은 구동 전압 및 온도만으로도 헤이즈 모드와 투과 모드, 또는 비헤이즈 모드와 투과 모드 사이를 스위칭하는 쌍안정 모드를 구현할 수 있다. 이러한 액정셀은, 스마트 윈도우, 윈도우 보호막, 플렉서블 디스플레이 소자, 3D 영상 표시용 액티브 리타더(active retarder) 또는 시야각 조절 필름 등과 같은 다양한 광변조 장치에 적용될 수 있다.The present application relates to a liquid crystal cell and its use. The exemplary liquid crystal cell may implement a bistable mode for switching between a haze mode and a transmissive mode or a non-haze mode and a transmissive mode with only a low driving voltage and temperature. The liquid crystal cell may be applied to various light modulation devices such as a smart window, a window protective film, a flexible display device, an active retarder for viewing 3D images, or a viewing angle control film.

Description

액정셀{LIQUID CRYSTAL CELL}Liquid Crystal Cell {LIQUID CRYSTAL CELL}

본 출원은, 액정셀 및 그 용도에 관한 것이다.The present application relates to a liquid crystal cell and its use.

액정 모드는 안정 상태에 따라서 단안정(monostable) 모드와 쌍안정(bistable) 모드로 분류될 수 있다. 단안정 모드는 액정의 상태 중 적어도 어느 한 상태를 유지하기 위하여 외부 에너지의 인가가 계속 요구되는 모드이며, 쌍안정 모드는 상태 변화 시에만 외부 에너지가 요구되는 모드이다.The liquid crystal mode may be classified into a monostable mode and a bistable mode according to a stable state. The monostable mode is a mode in which application of external energy is continuously required to maintain at least one of the states of the liquid crystal, and the bistable mode is a mode in which external energy is required only when the state changes.

특허문헌 1에는 헤이즈 모드와 비헤이즈 모드의 사이를 스위칭할 수 있는 쌍안정 모드 액정셀이 개시되어 있다. Patent Literature 1 discloses a bistable mode liquid crystal cell capable of switching between a haze mode and a haze mode.

미국 공개특허공보 제2006-0091538호United States Patent Application Publication No. 2006-0091538

본 출원은, 액정셀 및 그 용도를 제공한다.The present application provides a liquid crystal cell and its use.

액정셀은 대향 배치된 2개의 기판; 상기 2개의 기판 사이에 배치되고, 액정 화합물을 포함하는 액정층; 상기 액정층에 전압을 인가하는 전극부; 및 상기 액정층에 열을 인가하는 발열부를 포함하고, 상기 전극부 및 발열부 중 적어도 하나는 상기 액정층의 일부 면에 선택적으로 전압 또는 열을 인가하도록 패턴화된다.The liquid crystal cell includes two substrates arranged oppositely; A liquid crystal layer disposed between the two substrates and including a liquid crystal compound; An electrode unit applying a voltage to the liquid crystal layer; And a heat generating unit for applying heat to the liquid crystal layer, wherein at least one of the electrode unit and the heat generating unit is patterned to selectively apply voltage or heat to some surfaces of the liquid crystal layer.

액정층은 상기 대향 배치된 2개의 기판의 사이에 존재할 수 있다. 액정층은 또한, 액정 화합물을 포함할 수 있다. 액정 화합물은 스멕틱 액정상을 나타내는 액정화합물 (이하, 스멕틱 액정 화합물로 호칭한다)일 수 있다. 본 명세서에서 스멕틱 액정상은, 액정 화합물의 방향자(director)가 소정 방향으로 정렬하는 동시에 상기 액정 화합물이 층 또는 평면을 형성하면서 배열되는 특성을 가지는 액정상을 의미할 수 있다. 이러한 액정셀은 낮은 구동 전압 및 구동 온도로도 투과 모드와 헤이즈 모드 및 투과 모드와 비헤이즈 모드의 사이를 스위칭할 수 있는 쌍안정 모드를 구현할 수 있다.  The liquid crystal layer may be present between the two oppositely disposed substrates. The liquid crystal layer may also contain a liquid crystal compound. The liquid crystal compound may be a liquid crystal compound (hereinafter referred to as a smectic liquid crystal compound) that exhibits a smectic liquid crystal phase. In the present specification, the smectic liquid crystal phase may refer to a liquid crystal phase having characteristics in which a director of the liquid crystal compound is aligned in a predetermined direction and the liquid crystal compound is arranged while forming a layer or a plane. Such a liquid crystal cell may implement a bistable mode capable of switching between transmission mode, haze mode, transmission mode, and haze mode even at a low driving voltage and driving temperature.

액정 화합물로는, 스멕틱상을 나타낼 수 있는 액정 화합물이라면 특별한 제한 없이 선택하여 사용할 수 있다. 이러한 스멕틱 액정 화합물은 배향 방식에 따라 다시 스멕틱 A 상 내지 H상 액정 화합물로 분류될 수 있고, 종류에 제한 없이 선택하여 사용할 수 있다. 스멕틱 액정 화합물로는, 예를 들어, 스멕틱 A상을 나타낼 수 있는 액정 화합물을 사용할 수 있다(이하, 스멕틱 A 액정 화합물로 호칭한다). 본 명세서에서 스멕틱 A상은 스멕틱 액정상 중에서 정렬된 액정 화합물의 방향자가 스멕틱 층 또는 평면과 수직을 이루는 액정상을 의미할 수 있다. 스멕틱 액정 화합물로는, 스멕틱 A 액정 화합물 이외에, 전술한 다른 종류의 스멕틱 액정 화합물도 사용할 수 있고, 필요한 경우 후술하는 바와 같이 적절한 배향막과 함께 사용될 수도 있다. As the liquid crystal compound, any liquid crystal compound capable of exhibiting a smectic phase can be selected and used without particular limitation. Such smectic liquid crystal compounds may be further classified into smectic A phase to H phase liquid crystal compounds according to the alignment method, and may be selected and used without limitation. As the smectic liquid crystal compound, for example, a liquid crystal compound capable of exhibiting a smectic A phase can be used (hereinafter, referred to as a smectic A liquid crystal compound). In the present specification, the smectic A phase may refer to a liquid crystal phase in which the directors of the liquid crystal compounds aligned in the smectic liquid crystal phase are perpendicular to the smectic layer or the plane. As the smectic liquid crystal compound, in addition to the smectic A liquid crystal compound, other kinds of smectic liquid crystal compounds described above may also be used, and if necessary, may be used together with an appropriate alignment film as described later.

스멕틱 액정 화합물로는, 예를 들어 하기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물을 사용할 수 있다. As a smectic liquid crystal compound, the liquid crystal compound represented by following General formula (1) can be used, for example.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112016004782349-pat00001
Figure 112016004782349-pat00001

화학식 1에서 A는 단일 결합, -COO- 또는 -OCO-이고, R1 내지 R10은, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알콕시카보닐기, 시아노기, 니트로기 또는 화학식 2의 치환기이다.In Formula 1, A is a single bond, -COO- or -OCO-, and R 1 to R 10 are each independently hydrogen, halogen, alkyl group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group, cyano group, nitro group or substituent of formula 2 to be.

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112016004782349-pat00002
Figure 112016004782349-pat00002

화학식 2에서 B는 단일 결합, -COO- 또는 -OCO-이고, R11 내지 R15는, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알콕시카보닐기, 시아노기 또는 니트로기이다.In Formula 2, B is a single bond, -COO- or -OCO-, and R 11 to R 15 are each independently hydrogen, halogen, alkyl group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group, cyano group or nitro group.

화학식 2에서 B의 좌측의 「-」는, B가 화학식 1의 벤젠에 직접 연결되어 있음을 의미할 수 있다."-" On the left side of B in Formula 2 may mean that B is directly connected to benzene of Formula 1.

화학식 1 및 2에서 용어 「단일 결합」은, A 또는 B로 표시되는 부분에 별도의 원자가 존재하지 않는 경우를 의미한다. 예를 들어, 화학식 2에서 A가 단일 결합인 경우, A의 양측의 벤젠이 직접 연결되어 비페닐(biphenyl) 구조를 형성할 수 있다.In the formulas (1) and (2), the term "single bond" means a case where no separate atom is present in the moiety represented by A or B. For example, in Formula 2, when A is a single bond, benzene on both sides of A may be directly connected to form a biphenyl structure.

화학식 1 및 2에서 할로겐으로는, 예를 들면, 염소, 브롬 또는 요오드 등이 예시될 수 있다.As the halogen in the formula (1) and (2), for example, chlorine, bromine or iodine and the like can be exemplified.

본 출원에서 용어 「알킬기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 예를 들면, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기를 의미하거나, 또는, 예를 들면, 탄소수 3 내지 20, 탄소수 3 내지 16 또는 탄소수 4 내지 12의 시클로알킬기를 의미할 수 있다. 상기 알킬기는 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환될 수 있다.In the present application, the term "alkyl group", unless otherwise specified, for example, a straight or branched chain alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms or 1 to 4 carbon atoms. It may mean, or may mean, for example, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, 3 to 16 carbon atoms, or 4 to 12 carbon atoms. The alkyl group may be optionally substituted by one or more substituents.

본 출원에서 용어 「알콕시기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 예를 들면, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기를 의미할 수 있다. 상기 알콕시기는, 직쇄, 분지쇄 또는 고리형일 수 있다. 또한, 상기 알콕시기는 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환될 수 있다.In the present application, the term "alkoxy group", unless otherwise specified, may mean, for example, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms. Can be. The alkoxy group may be linear, branched or cyclic. In addition, the alkoxy group may be optionally substituted by one or more substituents.

본 명세서에서 특정 관능기에 치환되어 있을 수 있는 치환기로는, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 에폭시기, 옥소기, 옥세타닐기, 티올기, 시아노기, 카복실기, 아릴기 또는 규소를 포함하는 치환기 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Substituents which may be substituted with a specific functional group in the present specification include alkyl, alkoxy, alkenyl, epoxy, oxo, oxetanyl, thiol, cyano, carboxyl, aryl or silicon substituents. This may be illustrated, but is not limited thereto.

화학식 1 및 2에서 R1 내지 R15 중 어느 하나는 탄소수 5, 이상, 6 이상, 7 이상, 8 이상, 9 이상 또는 10 이상의 알킬기, 알콕시기 또는 알콕시카보닐기일 수 있다. 이러한 액정 화합물은, 예를 들어, 네마틱 상을 나타내는 온도보다 낮은 온도와 고화되는 온도의 사이에서 전형적인 층 형상으로 배열되면서 스멕틱 상을 나타낼 수 있다. 이러한 액정 화합물로의 예로, 4-시아노-4'-헵틸바이페닐, 4-시아노-4'-헵틸옥시바이페닐, 4-시아노-4'-옥틸바이페닐, 4-시아노-4'-옥틸옥시바이페닐, 4-시아노-4'-노닐바이페닐, 4-시아노-4'-노닐옥시바이페닐, 4-시아노-4'-데실바이페닐 또는 4-시아노-4'-데실옥시바이페닐 등이 예시될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 하나의 구체적인 예로서, 액정 화합물로는 HCCH사의 HJA1512000-000을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In Formulas 1 and 2, any one of R 1 to R 15 may be an alkyl group having 5, at least 6, at least 7, at least 8, at least 9, or at least 10 alkyl, alkoxy or alkoxycarbonyl. Such a liquid crystal compound can exhibit a smectic phase, for example, arranged in a typical layer shape between a temperature lower than a temperature representing a nematic phase and a temperature to be solidified. Examples of such liquid crystal compounds include 4-cyano-4'-heptylbiphenyl, 4-cyano-4'-heptyloxybiphenyl, 4-cyano-4'-octylbiphenyl, 4-cyano-4 '-Octyloxybiphenyl, 4-cyano-4'-nonylbiphenyl, 4-cyano-4'-nonyloxybiphenyl, 4-cyano-4'-decylbiphenyl or 4-cyano-4 '-Decyloxybiphenyl and the like can be exemplified, but is not limited thereto. As one specific example, HCJA's HJA1512000-000 may be used as the liquid crystal compound, but is not limited thereto.

스멕틱 액정 화합물은 불규칙하게 배열된 상태 및, 수직 정렬 상태 또는 수평 정렬 상태의 사이에서 상호 전환될 수 있다. 불규칙하게 배열된 상태는, 액정 화합물이 불규칙하게 배열된 상태를 의미할 수 있고, 수직 또는 수평 정렬 상태는 스멕틱 액정 화합물의 특성에 따라 액정층 내에서 층을 이루며 수직 또는 수평하게 정렬된 상태를 의미할 수 있다. The smectic liquid crystal compound may be switched between an irregularly arranged state and a vertically aligned state or a horizontally aligned state. The irregularly arranged state may mean a state in which the liquid crystal compounds are irregularly arranged, and the vertical or horizontal alignment state forms a layer in the liquid crystal layer according to the characteristics of the smectic liquid crystal compound and is aligned vertically or horizontally. Can mean.

본 명세서에서 「수직 정렬」은 액정 화합물의 광축이 액정층의 평면에 대하여 약 90도 내지 65도, 약 90도 내지 75도, 약 90도 내지 80도, 약 90도 내지 85도 또는 약 90도의 경사각을 가지는 경우를 의미할 수 있고, 「수평 정렬」은 액정 화합물의 광축이 액정층의 평면에 대하여 약 0 도 내지 25도, 약 0도 내지 15도, 약 0도 내지 10도, 약 0도 내지 5도 또는 약 0도의 경사각을 가지는 경우를 의미할 수 있다. 본 명세서에서 용어 「광축」은 액정 화합물이 막대 (rod) 모양인 경우 액정 화합물의 장축 방향의 축을 의미할 있고, 액정 화합물이 원판 (discotic) 모양인 경우 평면의 법선 방향의 축을 의미할 수 있다. As used herein, the term “vertical alignment” means that the optical axis of the liquid crystal compound is about 90 degrees to 65 degrees, about 90 degrees to 75 degrees, about 90 degrees to 80 degrees, about 90 degrees to 85 degrees, or about 90 degrees with respect to the plane of the liquid crystal layer. It may mean a case having an inclination angle, "horizontal alignment" means that the optical axis of the liquid crystal compound is about 0 to 25 degrees, about 0 to 15 degrees, about 0 to 10 degrees, about 0 degrees with respect to the plane of the liquid crystal layer It may mean a case having an inclination angle of about 5 degrees or about 0 degrees. As used herein, the term "optical axis" may mean an axis in the long axis direction of the liquid crystal compound when the liquid crystal compound is rod-shaped, and may mean an axis in the normal direction of the plane when the liquid crystal compound is a discotic shape.

액정 화합물은 양의 유전율 이방성 또는 음의 유전율 이방성을 가질 수 있다. 본 명세서에서 「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. 후술하는 바와 같이 액정 화합물이 가지는 유전율 이방성에 따라서 정렬을 위하여 수직 전압이 적절하게 인가될 수 있다. 액정 화합물의 유전율 이방성(△ε)은, 예를 들면, 3 내지 20 범위 내일 수 있다. 또한, 액정 화합물을 수직 유전율 (εㅗ)은 예를 들어, 1 내지 10의 범위 내일 수 있다. 본 명세서에서「수직 유전율 」은 액정 화합물을 포함하는 액정층의 광축과 인가 전압에 의한 전기장의 방향이 실질적으로 수직하도록 전압을 인가한 상태에서 상기 전기장의 방향을 따라 측정한 유전율 값을 의미한다. 하나의 예시에서, 전기장의 방향이 수직인 경우 수직 유전율은 액정 화합물이 수평으로 배향된 상태에서 측정된 유전율 값을 의미할 수 있다. 액정 화합물의 유전율 이방성 및 수직 유전율이 상기 범위를 만족하는 경우, 예를 들면, 낮은 구동 전압으로도 액정셀의 각 모드를 스위칭할 수 있다. 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한 액정 화합물의 유전율은 1 KHz 주파수 및 상온, 예를 들어 25℃에서의 유전율을 의미할 수 있다. The liquid crystal compound may have positive dielectric anisotropy or negative dielectric anisotropy. In the present specification, "dielectric constant anisotropy" may mean a difference between an abnormal dielectric constant (ε e , extraordinary dielectric anisotropy, dielectric constant in the major axis direction) and a normal dielectric constant (ε o , ordinary dielectric anisotropy, dielectric constant in the short axis direction) of the liquid crystal compound. As described later, a vertical voltage may be appropriately applied for alignment according to the dielectric anisotropy of the liquid crystal compound. The dielectric anisotropy (Δε) of the liquid crystal compound may be in the range of 3 to 20, for example. In addition, the vertical permittivity (ε ㅗ) of the liquid crystal compound may be, for example, in the range of 1 to 10. In the present specification, the "vertical dielectric constant" refers to a dielectric constant value measured along the direction of the electric field in a state where a voltage is applied such that the direction of the electric field due to the optical axis and the applied voltage of the liquid crystal layer including the liquid crystal compound is substantially perpendicular. In one example, when the direction of the electric field is vertical, the vertical dielectric constant may mean a dielectric constant value measured in a state in which the liquid crystal compound is horizontally oriented. When the dielectric anisotropy and the vertical dielectric constant of the liquid crystal compound satisfy the above range, for example, each mode of the liquid crystal cell may be switched even with a low driving voltage. Unless otherwise specified herein, the dielectric constant of the liquid crystal compound may mean a dielectric constant at 1 KHz frequency and room temperature, for example, 25 ° C.

액정 화합물의 탄성 계수는 목적 물성, 예를 들면, 불규칙하게 배열된 상태 및, 수직 또는 수평 정렬 상태의 상호 전환 특성 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 본 명세서에서 「액정 화합물의 탄성 계수」는 액정 화합물이 전압과 같은 외부의 작용에 의하여 균일한 분자 배열이 변화된 상태에서 탄성 복원력에 의해 원위치로 복원되는 힘의 세기를 계량화한 값을 의미할 수 있다. 하나의 예시에서, 액정 화합물의 탄성 계수는 5 내지 30의 범위 내일 수 있다. 액정 화합물의 탄성 계수가 상기 범위를 만족하는 경우, 예를 들면, 이온 화합물과의 상호 작용을 통해 안정적인 쌍안정 모드를 구현할 수 있다. The elastic modulus of the liquid crystal compound may be appropriately selected in consideration of the target physical properties, for example, the irregularly arranged state and the mutual switching characteristics of the vertical or horizontal alignment state. In the present specification, the "elastic coefficient of the liquid crystal compound" may mean a value obtained by quantifying the strength of the force of the liquid crystal compound restored to its original position by the elastic restoring force in a state where the uniform molecular arrangement is changed by an external action such as a voltage. . In one example, the elastic modulus of the liquid crystal compound may be in the range of 5 to 30. When the elastic modulus of the liquid crystal compound satisfies the above range, for example, a stable bistable mode may be realized through interaction with the ionic compound.

액정 화합물의 굴절률 이방성은 목적 물성, 예를 들어, 액정셀의 헤이즈 또는 투과도 특성 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 본 명세서에서 「굴절률 이방성」은 액정 화합물의 정상 굴절률(ordinary refractive index)과 이상 굴절률(extraordinary refractive index)의 차이를 의미할 수 있다. 하나의 예시에서, 액정 화합물의 굴절률 이방성은 0.1 내지 0.25 범위 내에 있을 수 있다. 액정 화합물의 정상 굴절률 및 이상 굴절률은 그 차이가 상기 범위를 만족하는 한 적절히 선택될 수 있고, 예를 들면, 액정 화합물의 정상 굴절률은 1.4 내지 1.6 범위 내일 수 있고, 이상 굴절률은 1.5 내지 1.8 범위 내일 수 있다. 액정 화합물의 굴절률 이방성이 상기 범위를 만족하는 경우, 예를 들면, 헤이즈 특성이 우수한 헤이즈 모드와 비헤이즈 모드의 사이를 스위칭할 수 있는 액정셀을 구현할 수 있다. 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한 액정 화합물의 굴절률은 589nm 및 상온, 예를 들어 25℃에서의 굴절률을 의미할 수 있다.The refractive index anisotropy of the liquid crystal compound may be appropriately selected in consideration of target properties, for example, haze or transmittance characteristics of the liquid crystal cell. As used herein, the term “refractive anisotropy” may mean a difference between an ordinary refractive index and an extraordinary refractive index of a liquid crystal compound. In one example, the refractive index anisotropy of the liquid crystal compound may be in the range of 0.1 to 0.25. The normal refractive index and the abnormal refractive index of the liquid crystal compound may be appropriately selected as long as the difference satisfies the above range, for example, the normal refractive index of the liquid crystal compound may be in the range of 1.4 to 1.6, and the abnormal refractive index is in the range of 1.5 to 1.8. Can be. When the refractive index anisotropy of the liquid crystal compound satisfies the above range, for example, a liquid crystal cell capable of switching between a haze mode and a haze mode having excellent haze characteristics may be implemented. Unless otherwise specified herein, the refractive index of the liquid crystal compound may mean a refractive index at 589 nm and at room temperature, for example, 25 ° C.

액정 화합물을 상전이 온도는 본 출원의 목적을 손상시키지 않는 범위 내에서 적절히 선택될 수 있다. 후술하는 바와 같이 본 출원의 쌍안정 액정셀은 스메틱 A상이 네마틱 상 또는 이소트로픽 상으로 상전이 하는데 필요한 온도까지 액정층을 가열하는 것을 통하여 투과 모드에서 비헤이즈 모드 또는 헤이즈 모드로 스위칭할 수 있다. 액정 화합물의 스메틱 A상이 네마틱 상 또는 이소트로픽 상으로 상전이 하는 온도는 예를 들어, 약 30℃ 내지 100℃ 범위 내일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The phase transition temperature of the liquid crystal compound may be appropriately selected within a range that does not impair the purpose of the present application. As described below, the bistable liquid crystal cell of the present application can switch from the transmission mode to the haze mode or the haze mode through heating the liquid crystal layer to a temperature necessary for the phase A phase transition to the nematic phase or the isotropic phase. . The temperature at which the smear A phase of the liquid crystal compound is phase shifted to the nematic phase or the isotropic phase may be, for example, in a range of about 30 ° C. to 100 ° C., but is not limited thereto.

액정셀은, 액정층 내에 이방성 염료를 추가로 포함할 수 있다. 이방성 염료는, 예를 들면, 액정셀의 투과도 가변 특성을 향상시킬 수 있다. 본 명세서에서 용어 「염료」는, 가시광 영역, 예를 들면, 400 nm 내지 700 nm 파장 범위 내에서 적어도 일부 또는 전체 범위 내의 광을 집중적으로 흡수 및/또는 변형시킬 수 있는 물질을 의미할 수 있고, 용어 「이방성 염료」는 상기 가시광 영역의 적어도 일부 또는 전체 범위에서 광의 이방성 흡수가 가능한 물질을 의미할 수 있다. The liquid crystal cell may further include an anisotropic dye in the liquid crystal layer. The anisotropic dye can improve the transmittance variable characteristic of a liquid crystal cell, 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 the entire range within the visible light region, for example, in the 400 nm to 700 nm wavelength range, 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, 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 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, 액정셀의 목적하는 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, 3 중량% 이하, 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. 액정층 내의 이방성 염료의 비율이 상기 범위를 만족하는 경우, 예를 들면, 이방성 염료를 포함하지 않는 경우에 비하여 액정셀의 투과도 가변 특성을 약 10% 이상 향상시킬 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 desired transmittance variable characteristics of the liquid crystal cell. 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, 3 wt% or less, 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. When the ratio of the anisotropic dye in the liquid crystal layer satisfies the above range, for example, the transmittance variable characteristic of the liquid crystal cell can be improved by about 10% or more compared with the case where no anisotropic dye is included.

액정셀은, 전술한 바와 같이, 이방성 염료를 포함하는 경우 우수한 투과도 가변 특성을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 액정셀은 투과도가 50 %이상, 55 %이상, 60 %이상, 65 %이상, 70%이상, 75 %이상, 80 %이상, 85 %이상, 90 %이상 또는 95 %이상인 투과 모드와, 투과도가 40% 이하, 35% 이하, 30% 이하, 25% 이하, 20% 이하, 15% 이하, 10% 이하 또는 5% 이하인 블랙 모드의 사이를 스위칭할 수 있도록 구현될 수 있다. 액정셀이 투과 모드와 블랙 모드의 사이를 스위칭할 수 있도록 구현되는 경우, 액정 화합물은, 예를 들어, 투과 모드에서 정렬된 상태로 존재할 수 있고, 블랙 모드에서는 불규칙하게 배열된 상태로 존재할 수 있다. 이러한 우수한 투과도 가변 특성은, 예를 들면, 액정셀에 이방성 염료를 추가로 포함하고, 적절한 주파수의 전압을 인가하여 액정 화합물의 정렬 상태를 조절함으로써 달성될 수 있다. 또한, 상기 투과도 범위는, 액정층 내의 이방성 염료의 비율, 이방성 염료의 흡수 파장 또는 흡광 계수 등을 적절히 선택함으로써, 조절될 수 있다. As described above, the liquid crystal cell may exhibit excellent transmittance variable properties when the anisotropic dye is included. For example, a liquid crystal cell has a transmittance of at least 50%, at least 55%, at least 60%, at least 65%, at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 85%, at least 90%, or at least 95%. And, the transmittance may be implemented to be able to switch between the 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. When the liquid crystal cell is implemented to be able to switch between the transmission mode and the black mode, the liquid crystal compound may exist, for example, in an aligned state in the transmission mode, and may be present in an irregularly arranged state in the black mode. . Such excellent transmittance variable characteristics can be achieved, for example, by further including an anisotropic dye in the liquid crystal cell and adjusting the alignment state of the liquid crystal compound by applying a voltage of an appropriate frequency. In addition, the transmittance range may be adjusted by appropriately selecting the ratio of the anisotropic dye in the liquid crystal layer, the absorption wavelength of the anisotropic dye, or the absorption coefficient.

액정셀은, 액정층 내에 폴리머 네트워크를 추가로 포함할 수 있다. 폴리머 네트워크는, 예를 들면, 액정셀의 헤이즈 또는 투과도 특성을 조절하기 위하여 추가로 포함될 수 있다. 폴리머 네트워크는 또한, 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 있다. 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 cell may further include a polymer network in the liquid crystal layer. The polymer network may be further included, for example, to adjust haze or transmittance characteristics of the liquid crystal cell. The polymer network may also 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. Alternatively, the liquid crystal layer may be included in the liquid crystal layer in a structure in which a liquid crystal region including a liquid crystal compound is dispersed in a polymer network, 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, 액정셀의 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 cell. 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%.

이하 예시적인 쌍안정 셀의 구체적인 구조를 설명한다.The detailed structure of an exemplary bistable cell is described below.

발열부Fever

발열부는 도전성 물질을 가지는 발열 전극을 포함할 수 있다. 이러한 발열 전극은 도전물질을 포함하여 전류가 흐르도록 할 수 있으며, 전류가 흐를 시 저항열에 의해 열이 발생되도록 할 수 있다. 이러한 발열 전극은 Al, Ag, Mg, Cr, Ti, Ni, Au, Ta, Cu, Ca, Co, Fe, Mo, W, Pt, Yb 또는 이들을 포함하는 금속, 이들의 합금 또는 이들의 산화물로 형성된 것일 수 있다. 또는, 발열 전극은 ITO, ZnO, SnO2, TiO2, AZO, GZO 또는 WO3 등을 포함하는 투광성 물질로 형성된 것일 수도 있다. 물론 발열부가 포함하는 발열 전극용 물질로 이에 한정되는 것은 아니며, 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리페닐렌 또는 PEDOT 등과 같은 전도성 고분자 물질 역시 발열 전극 형성에 사용될 수 있다.The heat generating unit may include a heat generating electrode having a conductive material. The heating electrode may include a conductive material to allow a current to flow, and may generate heat by resistance heat when the current flows. Such heating electrodes are formed of Al, Ag, Mg, Cr, Ti, Ni, Au, Ta, Cu, Ca, Co, Fe, Mo, W, Pt, Yb or metals containing them, alloys thereof or oxides thereof. It may be. Alternatively, the heating electrode may be formed of a light transmitting material including ITO, ZnO, SnO 2 , TiO 2 , AZO, GZO, WO 3 , or the like. Of course, the material for the heating electrode including the heating unit is not limited thereto, and a conductive polymer material such as polyacetylene, polypyrrole, polyaniline, polyphenylene, or PEDOT may also be used to form the heating electrode.

하나의 예시에서, 발열부의 발열 전극은 배선과 같이 폭보다 길이가 긴 형상을 가질 수도 있고, 유기발광 디스플레이 장치의 디스플레이영역에 있어서 일체로 형성되는 대향전극과 같이 통전극과 같은 형상을 가질 수도 있다.In one example, the heating electrode of the heat generating unit may have a shape longer than the width, such as a wiring, or may have the same shape as the through electrode, such as a counter electrode formed integrally in the display area of the organic light emitting display device. .

도 1을 참고하면, 발열부(140)는 금속재질의 지그재그 패턴으로 형성된 투명발열전극(141, 142)일 수 있다. 상기 패턴의 형상은 지그재그패턴으로 한정되지 않으며 메시패턴(Mesh Pattern) 또는 임의의 패턴을 형성할 수 있다. 이때, 발열 전극을 투명하게 하기 위하여 투명발열전극의 선폭은 7μm이하로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 1, the heat generating unit 140 may be transparent heat generating electrodes 141 and 142 formed in a zigzag pattern of a metal material. The shape of the pattern is not limited to a zigzag pattern and may form a mesh pattern or an arbitrary pattern. In this case, in order to make the heating electrode transparent, the line width of the transparent heating electrode may be formed to 7 μm or less.

발열부(140)는 투명발열전극(141, 142)의 가장자리에 전기적으로 연결되는 터미널 전극(143)을 포함한다. 여기서, 터미널 전극(143)은 투명발열전극(141, 142)과 동일한 성분을 이용하여 일체로 형성할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이 불과한 것이고, 터미널 전극(143)은 스크린 인쇄법(Screen Printing), 그라비아 인쇄법(Gravure Printing) 또는 잉크젯 인쇄법(Inkjet Printing) 등을 이용하여 투명발열전극(141, 142)과 별도로 인쇄할 수 있다. 이때, 터미널 전극(143)의 재료로는 전기 전도도가 뛰어난 은 페이스트(Ag paste) 또는 유기은으로 조성된 물질을 사용할 수 있다. 한편, 도면상 터미널 전극(143)은 투명발열전극(141, 142)의 양단에 연결되었지만 이는 예시적인 것으로, 투명발열전극(141, 142)의 일단에만 연결될 수 있음은 물론이다.The heat generating unit 140 includes a terminal electrode 143 electrically connected to edges of the transparent heat generating electrodes 141 and 142. Here, the terminal electrode 143 may be integrally formed using the same components as the transparent heat generating electrodes 141 and 142. However, this is only an example, and the terminal electrode 143 may be formed using the screen printing method, the gravure printing method, the inkjet printing method, or the like, using the transparent heating electrodes 141 and 142. Can be printed separately. In this case, the material of the terminal electrode 143 may be a silver paste or a material composed of organic silver having excellent electrical conductivity. Meanwhile, in the drawing, the terminal electrode 143 is connected to both ends of the transparent heating electrodes 141 and 142, but this is merely an example, and may be connected to only one end of the transparent heating electrodes 141 and 142.

여기서, 터미널 전극(143)은 투명발열전극(141, 142)의 가장자리에 전기적으로 연결되어, 투명발열전극(141, 142)으로 전기를 공급한다. 이때, 터미널 전극(143)은 직사각형의 일자형 바(bar)형태로 한 쌍으로 형성되어 투명발열전극(141, 142)의 양측에 위치될 수 있지만, 터미널 전극(143)의 형태 및 위치가 여기에 반드시 한정되는 것은 아니다. 또한, 터미널 전극(143)은 전원공급수단 및 스위치를 포함하는 전원 제어부(V1, V2)를 통해 전기를 공급받을 수 있다.Here, the terminal electrode 143 is electrically connected to the edges of the transparent heat generating electrodes 141 and 142 to supply electricity to the transparent heat generating electrodes 141 and 142. In this case, the terminal electrodes 143 may be formed in a pair of rectangular straight bars to be located at both sides of the transparent heating electrodes 141 and 142, but the shape and position of the terminal electrodes 143 may be It is not necessarily limited. In addition, the terminal electrode 143 may receive electricity through power control units V1 and V2 including power supply means and switches.

여기서, 투명발열전극(141, 142)은 상기 액정층의 일부 면에 선택적으로 열을 인가하도록 패턴화된 형태로 기판에 다수로 형성될 수 있다. 이때, 투명발열전극(141, 142)이 일정높이 간격으로 이격되어 다수의 열 또는 행으로 패터닝될 수 있으나, 그 패터닝 형태가 다수의 열 또는 행으로 반드시 한정되는 것은 아니다. 하나의 구체 예에서 투명발열전극은 제 1 전원 제어부(V1)와 연결된 다수의 제 1 투명발열전극(141)과 제 2 전원 제어부(V2)와 연결된 다수의 제 2 투명발열전극(142)으로 구분되어 패턴화 될 수 있다.Here, a plurality of transparent heating electrodes 141 and 142 may be formed on the substrate in a patterned form to selectively apply heat to some surfaces of the liquid crystal layer. In this case, the transparent heating electrodes 141 and 142 may be spaced at a predetermined height to be patterned in a plurality of columns or rows, but the patterning form is not necessarily limited to a plurality of columns or rows. In one embodiment, the transparent heat generating electrode is divided into a plurality of first transparent heat generating electrodes 141 connected to the first power control unit V1 and a plurality of second transparent heat generating electrodes 142 connected to the second power control unit V2. Can be patterned.

또한, 터미널 전극(143)이 상기 다수로 패터닝된 투명발열전극(141, 142)의 가장자리 양측에 각각 연결되도록 다수의 연결단자(144)가 연장형성된다. 이로 인해, 터미널 전극(143)이 전원 제어부(V1, V2)를 통해 공급받는 전기를 다수의 연결단자(144)를 통해 다수의 투명발열전극(141, 142)으로 각각 전달할 수 있다.In addition, a plurality of connection terminals 144 are extended so that the terminal electrodes 143 are connected to both sides of edges of the plurality of patterned transparent heating electrodes 141 and 142, respectively. Accordingly, the terminal electrode 143 may transfer electricity supplied through the power control units V1 and V2 to the plurality of transparent heating electrodes 141 and 142 through the plurality of connection terminals 144, respectively.

투명발열전극(141, 142)의 형성은 예를 들어 포토 레지스트(photo resist), 은염 처리 또는 롤투롤(roll to roll) 방법으로 형성될 수 있지만 본 발명의 투명발열전극(141, 142) 형성방법이 여기에 반드시 한정되는 것은 아니다.The transparent heating electrodes 141 and 142 may be formed by, for example, a photo resist, silver salt treatment, or a roll to roll method, but the method of forming the transparent heating electrodes 141 and 142 of the present invention. This is not necessarily limited to this.

여기서, 포토 레지스트 방법으로 투명발열전극을 형성시키는 방법은, 먼저 금속박을 기판에 적층시키고, 드라이 필름(Dry Film)을 금속박의 상부에 적층시킨다. 그리고, 자외선을 조사하여 드라이 필름을 노광시키면, 드라이 필름은 선택적으로 경화된다. 또한, 드라이 필름을 선택적으로 경화시켰으므로, 드라이 필름 중 경화되지 않은 부분을 탄산나트륨(Na2CO3) 또는 탄산칼륨(K2CO3)등의 현상액으로 용해시켜 제거할 수 있다. 아울러, 드라이 필름을 선택적으로 제거함으로써 개구부가 형성되도록 패터닝할 수 있다. 이에 따라, 드라이 필름의 개구부를 통해서 노출된 금속박을 선택적으로 에칭하여 패터닝함으로써 금속재질의 메시패턴 투명발열전극을 형성할 수 있다. Here, in the method of forming the transparent heat generating electrode by the photoresist method, first, the metal foil is laminated on the substrate, and a dry film is laminated on the metal foil. And when a dry film is exposed by irradiating an ultraviolet-ray, a dry film is hardened selectively. Further, it is possible to remove, so brought selectively curing a dry film, sodium carbonate, a non-cured portions of the dry film (Na 2 CO 3) or by dissolving with a developing solution such as potassium carbonate (K 2 CO 3). In addition, by selectively removing the dry film can be patterned to form an opening. Accordingly, by selectively etching and patterning the metal foil exposed through the opening of the dry film, a mesh pattern transparent heating electrode made of a metal material may be formed.

또한, 은염 처리 방법으로 투명발열전극을 형성시키는 방법은, 은염(銀鹽) 에멀젼(emulsion)을 기판에 도포시키고, 은염 에멀젼에 선택적으로 노광을 주면 금속은이 선택적으로 남아 패턴이 형성됨에 따라, 금속재질의 메시패턴 투명발열전극이 형성된다. 이때, 은염은 예를 들어 염화은(Silverchloride, AgCl)으로 이루어질 수 있다.In addition, in the method of forming a transparent heating electrode by the silver salt treatment method, a silver salt emulsion is applied to a substrate, and when the silver salt emulsion is selectively exposed to light, the metal remains selectively to form a pattern. A metal pattern transparent heat generating electrode is formed. In this case, the silver salt may be made of silver chloride (AgCl), for example.

아울러, 롤투롤(roll to roll) 방법으로 투명발열전극을 형성시키는 방법은, 은(Ag) 나노 잉크를 스크린 인쇄 등으로 기판에 메시형태로 패턴 인쇄(DPT: Direct Printing Technology)하여 금속재질의 메시패턴 투명발열전극을 형성한다.In addition, a method of forming a transparent heating electrode by a roll-to-roll method includes pattern printing (DPT: Direct Printing Technology) of silver (Ag) nano ink on a substrate by screen printing or the like. A patterned transparent heating electrode is formed.

기판Board

기판으로는, 특별한 제한 없이 공지의 소재를 사용할 수 있다. 예를 들면, 유리 필름, 결정성 또는 비결정성 실리콘 필름, 석영 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 필름 등의 무기계 필름이나 플라스틱 필름 등을 사용할 수 있다. 기판으로는, 광학적으로 등방성인 기판이나, 위상차층과 같이 광학적으로 이방성인 기판 또는 편광판이나 컬러 필터 기판 등을 사용할 수 있다. As the substrate, a known material 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.

전극부Electrode part

액정셀의 전극부는 하나 이상의 전극층을 포함할 수 있고, 전극층은 액정층과 인접하게 배치될 수 있다. 이러한 전극층은 액정층 내의 액정 화합물의 정렬 상태를 전환할 수 있도록 액정층에 수직 또는 수평 전압을 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. The electrode part of the liquid crystal cell may include one or more electrode layers, and the electrode layer may be disposed adjacent to the liquid crystal layer. The electrode layer may apply a vertical or horizontal voltage 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.

도 2 및 도 3을 참고하면, 상기 전극부(120, 220)는 상기 액정층의 일부 면에 선택적으로 수직 전압 또는 수평 전압을 인가하도록 적절하게 패턴화되어 있을 수도 있다. 하나의 구체 예에서 상기 전극부(120, 220)는 제 1 전원 제어부(미도시)와 연결된 다수의 제 1 전극(121, 221)과 제 2 전원 제어부(미도시)와 연결된 다수의 제 2 전극(122, 222)으로 구분되어 패턴화 될 수 있다.2 and 3, the electrode parts 120 and 220 may be appropriately patterned to selectively apply a vertical voltage or a horizontal voltage to some surfaces of the liquid crystal layer. In one embodiment, the electrode parts 120 and 220 are a plurality of first electrodes 121 and 221 connected to a first power control unit (not shown) and a plurality of second electrodes connected to a second power control unit (not shown). (122, 222) and can be patterned.

상기 전극부의 패턴 모양은 특별히 제한되지 않으며, 상기 투명발연전극과 같은 열 또는 행 형상, 도 2에 도시된 바와 같은 격자 형상, 도 3에 도시된 바와 같은 메시 형상의 패턴화될 수 있다.The pattern shape of the electrode part is not particularly limited, and may be patterned in a column or row shape such as the transparent fumed electrode, a lattice shape as shown in FIG. 2, and a mesh shape as shown in FIG. 3.

액정셀Liquid crystal cell

제 1 실시형태에 따른 쌍안정 액성셀이 도 4에 도시되어 있다. 도 1을 참고하면, 쌍안정 액정셀(10)에서, 발열부는 액정층(130)의 일부 면에 선택적으로 열을 인가하도록 패턴화된 발열 전극(141, 142)이고, 전극부(120)와 상기 발열 전극(141, 142)이 대향 배치되어, 상기 액정층(130)에 수직 전압을 인가한다. 쌍안정 액정셀(10)은 상기 액정층(130)에 인접하게 배치되는 수평 배향막(미도시)을 추가로 포함할 수 있다.A bistable liquid cell according to the first embodiment is shown in FIG. 4. Referring to FIG. 1, in the bistable liquid crystal cell 10, the heat generating unit may be heat generating electrodes 141 and 142 patterned to selectively apply heat to a portion of the liquid crystal layer 130, and the electrode unit 120 may be connected with the electrode unit 120. The heating electrodes 141 and 142 are disposed to face each other, and applies a vertical voltage to the liquid crystal layer 130. The bistable liquid crystal cell 10 may further include a horizontal alignment layer (not shown) disposed adjacent to the liquid crystal layer 130.

도면에서 발열 전극(141, 142)이 하부 기판(111) 상에 형성되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 액정셀(10)에 포함된 액정화합물의 상전이를 일으킬 수 있을 정도의 열을 가할 수 있는 한, 그 위치는 제한되지 않는다. 예를 들어, 발열 전극(141, 142)은 상부 기판(112) 아래에 위치하거나, 하부 기판(111) 아래에도 위치할 수 있다. 상부 기판(112) 및 하부기판(111) 각각에 패턴화되어 형성될 수도 있고, 이는 하기에 설명하는 다른 실시예에서도 동일하게 적용될 수 있다.Although the heating electrodes 141 and 142 are illustrated as being formed on the lower substrate 111 in the drawing, as long as heat can be applied so as to cause phase transition of the liquid crystal compound included in the liquid crystal cell 10. The location is not limited. For example, the heating electrodes 141 and 142 may be positioned below the upper substrate 112 or may also be positioned below the lower substrate 111. Each of the upper substrate 112 and the lower substrate 111 may be patterned and formed, and the same may be applied to other embodiments described below.

또한 도면에는 액정셀에서 발열 전극(141, 142)이 하나의 층만 존재하는 것으로 도시되어 있으나, 액정셀은 온도 상승 속도를 증가시키기 위하여 하나 이상의 발열 전극을 추가로 포함할 수 있다. 액정셀(10)을 예를 들면 액정층(130) 하부와 하부 기판(111) 사이에 형성된 제1발열전극층과 액정층(130) 상부와 상부 기판(112) 사이에 형성된 제2발열전극을 포함할 수 있고, 이는 하기에 설명하는 다른 실시예에서도 동일하게 적용될 수 있다.In addition, although the heating electrodes 141 and 142 have only one layer in the liquid crystal cell, the liquid crystal cell may further include one or more heating electrodes in order to increase the temperature rising rate. The liquid crystal cell 10 includes, for example, a first heat generating electrode layer formed between the lower liquid crystal layer 130 and the lower substrate 111 and a second heat generating electrode formed between the liquid crystal layer 130 and the upper substrate 112. The same may be applied to the other embodiments described below.

제 2 실시형태에 따른 쌍안정 액성셀이 도 5에 도시되어 있다. 제 2 실시형태에 따른 쌍안정 액성셀(20)은 전극부가 패턴화 되어 있다. 즉, 제 2 실시형태에 따른 쌍안정 액성셀(20)에서, 전극부는 액정층(230)의 일부 면에 선택적으로 전압을 인가하도록 패턴화된 제 1 전극(221) 및 제 2 전극(222)을 포함하고, 발열부는 상기 패턴화된 제 1 전극(221) 및 제 2 전극(222)과 대향 배치되어, 액정층(230)에 수직 전압을 인가하는 발열 전극(240)이다.A bistable liquid cell according to a second embodiment is shown in FIG. 5. In the bistable liquid cell 20 according to the second embodiment, the electrode portion is patterned. That is, in the bistable liquid cell 20 according to the second embodiment, the electrode portion is patterned to apply a voltage selectively to some surfaces of the liquid crystal layer 230, and the first electrode 221 and the second electrode 222. The heating unit may include a heating electrode 240 disposed to face the patterned first electrode 221 and the second electrode 222 to apply a vertical voltage to the liquid crystal layer 230.

또한 제 2 실시형태에 따른 쌍안정 액성셀(20)은 액정층(230)에 인접하게 배치되는 한 쌍의 수평 배향막(250)을 포함한다. 본 명세서에서 배향막(250)이 액정층과 인접하게 배치되어 있다는 것은, 배향막(250)이 액정층의 액정 화합물의 배향에 영향을 미칠 수 있도록 배치되어 있음을 의미할 수 있다. In addition, the bistable liquid crystal cell 20 according to the second embodiment includes a pair of horizontal alignment layers 250 disposed adjacent to the liquid crystal layer 230. In this specification, the alignment layer 250 may be disposed adjacent to the liquid crystal layer, which may mean that the alignment layer 250 is disposed to affect the alignment of the liquid crystal compound of the liquid crystal layer.

배향막(250)의 종류는, 예를 들어, 액정층에 포함되는 스멕틱 액정 화합물의 종류에 따라 적절히 선택될 수 있다. 하나의 예시에서, 액정층에 포함되는 스멕틱 액정 화합물이 스멕틱 A 액정 화합물인 경우 액정 소자의 구동에 배향막(250)이 반드시 필요한 것은 아니지만, 액정 화합물의 정렬 상태를 조절하기 위하여 배향막(250)을 추가로 사용할 수 있다. 이러한 배향막(250)으로는 인접하는 액정층의 액정 화합물에 대하여 배향능을 가지는 배향막(250)이라면 특별한 제한없이 선택하여 사용할 수 있다. 이러한 배향막(250)으로는, 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. The kind of the alignment layer 250 may be appropriately selected depending on, for example, the kind of smectic liquid crystal compound included in the liquid crystal layer. In one example, when the smectic liquid crystal compound included in the liquid crystal layer is a smectic A liquid crystal compound, the alignment layer 250 is not necessarily required to drive the liquid crystal element, but the alignment layer 250 is used to adjust the alignment state of the liquid crystal compound. Can be used additionally. As the alignment layer 250, any alignment layer 250 having an alignment capability with respect to the liquid crystal compound of an adjacent liquid crystal layer may be selected and used without particular limitation. As the alignment layer 250, for example, an alignment layer known to be capable of exhibiting alignment characteristics by a non-contact method such as irradiation of linearly polarized light including a contact alignment layer or a photoalignment layer compound, such as a rubbing alignment layer, may be used. .

제 3 실시형태에 따른 쌍안정 액성셀(30)이 도 6에 도시되어 있다. 제 3 실시형태에 따른 쌍안정 액성셀(30)은 제 1 발열 전극(341) 및 제 2 발열 전극(342) 역시 액정층(330)의 일부 면에 선택적으로 열을 인가하도록 패턴화되었다는 점을 제외하고는 제 2 실시형태의 쌍안정 액정셀(20)과 동일하다. 이 경우 제 1 발열 전극(341) 및 제 2 발열 전극(342)의 패턴은 각각 제 1 전극(321) 및 제 2 전극(322)에 마주보게 위치할 수 있다.A bistable liquid cell 30 according to a third embodiment is shown in FIG. 6. In the bistable liquid cell 30 according to the third embodiment, it is noted that the first heating electrode 341 and the second heating electrode 342 are also patterned to selectively apply heat to some surfaces of the liquid crystal layer 330. Except for the bistable liquid crystal cell 20 of the second embodiment except for the above. In this case, patterns of the first heating electrode 341 and the second heating electrode 342 may be positioned to face the first electrode 321 and the second electrode 322, respectively.

제 4 실시형태에 따른 쌍안정 액성셀(40)이 도 7에 도시되어 있다. 제 4 실시형태에 따른 쌍안정 액성셀(40)은 한 쌍의 전극이 대향 배치되어 액정층(430)에 수직전압을 인가한다. 대향 전극의 상부는 제 1 대향 전극(421) 및 제 2 대향 전극(422)으로 패턴화되어 액정층(430)의 일부 면에 선택적으로 수직 전압을 인가할 수 있다. 이 경우 대향 전극의 하부는 상부의 제 1 대향 전극(421) 및 제 2 대향 전극(422)에 대응하여 패턴화될 수도 있고, 도 7에 도시된 바와 같이 하나의 전극층(420)으로 형성될 수도 있다. A bistable liquid cell 40 according to the fourth embodiment is shown in FIG. 7. In the bistable liquid cell 40 according to the fourth embodiment, a pair of electrodes are disposed to face each other to apply a vertical voltage to the liquid crystal layer 430. An upper portion of the counter electrode may be patterned with the first counter electrode 421 and the second counter electrode 422 to selectively apply a vertical voltage to some surfaces of the liquid crystal layer 430. In this case, the lower portion of the counter electrode may be patterned to correspond to the first counter electrode 421 and the second counter electrode 422 on the upper portion, or may be formed of one electrode layer 420 as shown in FIG. 7. have.

또한 제 4 실시형태에 따른 쌍안정 액성셀(40)은 액정층(430)에 인접하게 배치되는 한 쌍의 수평 배향막(450)과 발열 전극(440)을 포함한다. 도면에 도시하지는 않았지만 상기 발열 전극(440) 역시 상부의 제 1 대향 전극(421) 및 제 2 대향 전극(422)에 대응하여 패턴화되어 액정층의 일부 면에 선택적으로 열을 인가할 수도 있다. In addition, the bistable liquid cell 40 according to the fourth embodiment includes a pair of horizontal alignment layer 450 and a heating electrode 440 disposed adjacent to the liquid crystal layer 430. Although not shown in the drawing, the heating electrode 440 may also be patterned to correspond to the first counter electrode 421 and the second counter electrode 422 on the upper side to selectively apply heat to some surfaces of the liquid crystal layer.

한편 제 4 실시형태에 따른 쌍안정 액성셀(40)은 상기 발열 전극(440)과 발열 전극(440)과 인접하는 대향 전극(420) 사이에 형성되어 각 전극을 전기적으로 차단하는 절연막으로 기능하는 베리어층(460)을 더 포함할 수 있다. 베리어층(460)으로는 상기 전기적인 절연막 기능을 갖는 한, 유기 절연막 또는 무기 절연막을 특별한 제한 없이 의도된 용도에 따라서 적합하게 선택하여 사용할 수 있다. Meanwhile, the bistable liquid cell 40 according to the fourth embodiment is formed between the heating electrode 440 and the counter electrode 420 adjacent to the heating electrode 440 to function as an insulating film for electrically blocking each electrode. The barrier layer 460 may be further included. As the barrier layer 460, an organic insulating film or an inorganic insulating film may be appropriately selected and used depending on the intended use without particular limitation, as long as it has the electric insulating film function.

베리어층(460)은 비도전성 물질이라면 제한 없이 사용될 수 있다. 배리어층의 구체적인 예는 In, Sn, Pb, Au, Cu, Ag, Al, Ti 및 Ni 등의 금속; TiO, TiO2, Ti3O3, Al2O3, MgO, SiO, SiO2, GeO, NiO, CaO, BaO, Fe2O3, Y2O3, ZrO2, Nb2O3 및, CeO2및 등의 금속 산화물; SiN 등의 금속 질화물; SiON 등의 금속 산질화물; MgF2, LiF, AlF3 및 CaF2 등의 금속 불화물; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리이미드, 폴리우레아, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 폴리디클로로디플루오로에틸렌, 또는 클로로트리플루오로에틸렌과 디클로로디플루오로에틸렌의 공중합체; 적어도 1종의 코모노머를 포함한 코모노머 혼합물과 테트라플루오로에틸렌의 공중합에 의해 획득된 공중합체; 공중합 주쇄에 환상 구조를 갖는 함불소 공중합체; 흡수율 1% 이상인 흡수성 재료; 및 흡수 계수 0.1% 이하인 방습성 재료를 포함한다. 하나의 예시에서, 배리어층의 단층 구조이거나 또는 복층 구조일 수 있다. The barrier layer 460 may be used without limitation as long as it is a non-conductive material. Specific examples of the barrier layer include metals such as In, Sn, Pb, Au, Cu, Ag, Al, Ti, and Ni; TiO, TiO 2 , Ti 3 O 3, Al 2 O 3 , MgO, SiO, SiO 2 , GeO, NiO, CaO, BaO, Fe 2 O 3 , Y2O 3 , ZrO 2 , Nb 2 O 3 and CeO 2 and Metal oxides such as; Metal nitrides such as SiN; Metal oxynitrides such as SiON; Metal fluorides such as MgF 2 , LiF, AlF 3 and CaF 2 ; Polyethylene, polypropylene, polymethylmethacrylate, polyimide, polyurea, polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polydichlorodifluoroethylene, or chlorotrifluoroethylene and dichlorodifluoroethylene Copolymers; Copolymers obtained by copolymerizing a comonomer mixture comprising at least one comonomer with tetrafluoroethylene; Fluorine-containing copolymer which has a cyclic structure in a copolymer main chain; An absorbent material having an absorption rate of 1% or more; And a moisture proof material having an absorption coefficient of 0.1% or less. In one example, the barrier layer may be a single layer structure or a multilayer structure.

베리어층의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 의도된 용도에 따라서 적합하게 선택될 수 있다. 하나의 예시에서, 베리어층의 두께는 5 nm 내지 1000 nm, 7 nm 내지 750 nm 또는 10 nm 내지 500 nm 일 수 있다. 베리어층의 두께가 상기 수치범위를 만족하는 경우, 전기적인 절연막으로서의 기능이 충분하고, 적절한 광 투과율을 가져 투명 기판의 투명성을 유지할 수 있다.The thickness of the barrier layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended use. In one example, the barrier layer may have a thickness of 5 nm to 1000 nm, 7 nm to 750 nm, or 10 nm to 500 nm. When the thickness of the barrier layer satisfies the numerical range, the function as an electrical insulating film is sufficient, and the transparency of the transparent substrate can be maintained by having an appropriate light transmittance.

베리어층의 광 투과율은, 특별히 제한되지 않으며, 의도된 용도에 따라서 적합하게 선택될 수 있다. 하나의 예시에서, 베리어층의 광 투과율은, 약 80% 이상, 85%이상 또는 90%이상일 수 있다. The light transmittance of the barrier layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended use. In one example, the light transmittance of the barrier layer may be at least about 80%, at least 85%, or at least 90%.

제 5 실시형태에 따른 쌍안정 액성셀(50)이 도 8에 도시되어 있다. 제 5 실시형태에 따른 쌍안정 액성셀(50)은 액정층(530)의 일부 면에 선택적으로 수평 전압을 인가하도록 패턴화된 수평 전극(520)을 포함한다. 수평 전극(520)의 일부는 제 3 전원 제어부(V3)와 연결되어 있고, 다른 일부는 제 4 전원 제어부(V4)와 연결되어 있다. 각각의 전원 제어부는 전원공급수단 및 스위치를 포함한다. 따라서, 액정층(530)의 일부 면에 선택적으로 수평 전압을 인가할 수 있다. A bistable liquid cell 50 according to the fifth embodiment is shown in FIG. 8. The bistable liquid cell 50 according to the fifth embodiment includes a horizontal electrode 520 patterned to selectively apply a horizontal voltage to a portion of the liquid crystal layer 530. A part of the horizontal electrode 520 is connected to the third power control unit V3, and the other part is connected to the fourth power control unit V4. Each power control section includes a power supply means and a switch. Therefore, a horizontal voltage may be selectively applied to some surfaces of the liquid crystal layer 530.

또한 제 5 실시형태에 따른 쌍안정 액성셀(50)은 액정층(530)에 인접하게 배치되는 한 쌍의 수직 배향막(550)과 발열 전극(540)을 포함한다. 발열 전극(540)은 수평 전압을 인가하는 전원 제어부와 구별되는 제 5 전원 제어부(V5)를 통하여 액정층(530)에 열을 가할 수 있다. 또한, 상기 발열 전극(540)과 발열 전극과 인접하는 기판(510) 사이에 형성되는 베리어층을 더 포함할 수 있다. 베리어 층에 대해서는 제 4 실시형태에서 기술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 도면에 도시하지는 않았지만 상기 발열 전극(540) 역시 상부의 패턴화된 수평 전극(520)에 대응하여 패턴화되어 액정층의 일부 면에 선택적으로 열을 인가할 수도 있다. In addition, the bistable liquid cell 50 according to the fifth embodiment includes a pair of vertical alignment layers 550 and a heating electrode 540 disposed adjacent to the liquid crystal layer 530. The heating electrode 540 may apply heat to the liquid crystal layer 530 through the fifth power control unit V5 which is distinguished from the power control unit applying the horizontal voltage. The barrier layer may further include a barrier layer formed between the heating electrode 540 and the substrate 510 adjacent to the heating electrode. As to the barrier layer, the contents described in the fourth embodiment may be applied in the same manner. Although not shown in the drawing, the heating electrode 540 may also be patterned to correspond to the upper patterned horizontal electrode 520 to selectively apply heat to some surfaces of the liquid crystal layer.

액정셀의Liquid crystal cell 구동 Driving

이러한 액정셀은 다양한 방식으로 구동될 수 있다. 액정셀은 쌍안정 모드(bistable)로 구동될 수 있다. 예를 들어, 액정셀은 투과 모드와 헤이즈 모드, 투과 모드와 비헤이즈 모드의 사이를 스위칭할 수 있고, 이러한 모드의 전환 시에만 전압 또는 열과 같은 외부 에너지의 인가가 요구된다. 이러한 액정셀은 액정 화합물의 정렬 상태에 따라 투과 모드, 헤이즈 모드와 비헤이즈 모드의 사이를 스위칭할 수 있고, 전압 및 열과 같은 외부 에너지는 상기 액정 화합물의 정렬 상태의 변화시에 요구된다.Such a liquid crystal cell may be driven in various ways. The liquid crystal cell may be driven in bistable mode. For example, the liquid crystal cell can switch between a transmission mode and a haze mode, a transmission mode and a haze mode, and application of external energy such as voltage or heat is required only when switching between these modes. Such a liquid crystal cell can switch between a transmission mode, a haze mode, and a haze mode according to the alignment state of the liquid crystal compound, and external energy such as voltage and heat is required when the alignment state of the liquid crystal compound is changed.

본 명세서에서 「헤이즈 모드」는 액정셀이 예정된 일정 수준 이상의 헤이즈를 나타내는 모드를 의미하고, 「비헤이즈 모드」는 광의 투과가 가능한 상태 또는 예정된 일정 수준 이하의 헤이즈를 나타내는 모드를 의미할 수 있다. In the present specification, the "haze mode" may refer to a mode in which the liquid crystal cell exhibits a predetermined level or more of haze, and the "haze mode" may refer to a state in which light can be transmitted or a mode indicating haze of a predetermined level or less.

예를 들어, 헤이즈 모드에서 액정셀은, 헤이즈가 15% 이상, 20% 이상, 25% 이상, 30% 이상, 35% 이상, 40% 이상, 45% 이상, 50% 이상일 수 있다. 헤이즈 모드에서 액정셀의 투과도는 10 내지 50%, 20 내지 45%, 30 내지 40%일 수 있다.For example, in the haze mode, the liquid crystal cell may have a haze of 15% or more, 20% or more, 25% or more, 30% or more, 35% or more, 40% or more, 45% or more, or 50% or more. Transmittance of the liquid crystal cell in the haze mode may be 10 to 50%, 20 to 45%, 30 to 40%.

비헤이즈 모드에서 액정셀은, 예를 들어, 헤이즈가 10% 이하, 8% 이하, 6% 이하 또는 5% 이하일 수 있다. 헤이즈 모드에서 액정셀의 투과도는 10 내지 50%, 20 내지 45%, 30 내지 40%일 수 있다.In the haze mode, the liquid crystal cell may have, for example, 10% or less, 8% or less, 6% or less, or 5% or less haze. Transmittance of the liquid crystal cell in the haze mode may be 10 to 50%, 20 to 45%, 30 to 40%.

또한 본 명세서에서 「투과 모드」는 액정셀이 예정된 일정 수준 이상의 투과도를 나타내는 모드를 의미한다. 예를 들어, 투과 모드에서 액정셀은, 투과도가 50% 이상, 55% 이상, 60% 이상, 65% 이상일 수 있다. 또한 투과 모드에서 액정셀의 헤이즈는 5% 이하, 3% 이하, 2% 이하 또는 1% 이하일 수 있다.In addition, in the present specification, the "transmission mode" means a mode in which the liquid crystal cell exhibits a predetermined level or more. For example, in the transmission mode, the liquid crystal cell may have transmittance of 50% or more, 55% or more, 60% or more, or 65% or more. In addition, the haze of the liquid crystal cell in the transmission mode may be 5% or less, 3% or less, 2% or less, or 1% or less.

상기 투과도 및 헤이즈는, 헤이즈미터(hazemeter, NDH-5000SP)를 사용하여 평가할 수 있다. 상기 헤이즈는, 측정 대상을 투과하는 전체 투과광의 투과율에 대한 확산광의 투과율의 백분율일 수 있다. 헤이즈는 상기 헤이즈미터를 사용하여 다음의 방식으로 평가할 수 있다. 즉, 광을 측정 대상을 투과시켜 적분구 내로 입사시킨다. 이 과정에서 광은 측정 대상에 의하여 확산광(DT)과 평행광(PT)으로 분리되는데, 이 광들은 적분구 내에서 반사되어 수광 소자에 집광되고, 집광되는 광을 통해 상기 헤이즈의 측정이 가능하다. 즉, 상기 과정에 의한 전 투과광(TT)는 상기 확산광(DT)과 평행광(PT)의 총합(DT+PT)이고, 헤이즈는 상기 전체 투과광에 대한 확산광의 백분율(Haze(%) = 100×DT/TT)로 규정될 수 있다.The said transmittance | permeability and a haze can be evaluated using a hazemeter (hazemeter, NDH-5000SP). The haze may be a percentage of the transmittance of the diffused light to the transmittance of the total transmitted light passing through the measurement object. Haze can be evaluated in the following manner using the haze meter. That is, light is made to pass through the measurement object and to enter the integrating sphere. In this process, light is divided into diffused light (DT) and parallel light (PT) by a measurement object, and the light is reflected in an integrating sphere and collected by a light receiving element, and the haze can be measured through the light. Do. That is, the total transmitted light TT is the sum of the diffused light DT and the parallel light PT (DT + PT), and the haze is the percentage of diffused light with respect to the total transmitted light (Haze (%) = 100). X DT / TT).

상기 제 1 실시형태의 액정셀(10)은 배향막을 포함하고 있지 않다. 전극(120)과 발열 전극(141, 142)을 구동하여 액정층(130)의 전 영역에 수직 전압이 인가되면 액정층(130) 내의 액정 화합물(131)이 수직으로 정렬되어 투과도가 50% 이상인 전면 투과 모드로 스위칭된다. 전면 투과 모드로 전환 후에는 전압을 제거하더라도 투과 모드의 상태를 유지할 수 있다. 투과 모드 상태에서 발열부 중 제 1 발열 전극(141)만을 구동하여 수직 정렬된 액정층(130)을 가열하면 해당 영역의 액정층 내의 액정 화합물(132)만이 불규칙하게 정렬되어 헤이즈가 15%이상인 헤이즈 모드로 스위칭된다. 이때 구동되지 않은 제 2 발열 전극(142)에 해당하는 영역의 액정층은 여전히 수직으로 정렬되어 투과 모드 상태를 유지하고 있으므로, 투과 모드와 헤이즈 모드로 패턴화된 패턴화 모드가 구현된다. 이 후 발열 전극(141, 142)을 통하여 액정층(130)의 전체 면을 가열하면 가열된 액정층 내의 액정 화합물이 모두 불규칙하게 정렬되어 헤이즈가 15%이상인 전면 헤이즈 모드로 스위칭된다. 따라서 제 1 실시형태의 액정셀(10)은 전면 투과 모드, 헤이즈 모드와 투과 모드를 동시에 가지는 패턴화 모드, 전면 헤이즈 모드로 스위칭될 수 있다.The liquid crystal cell 10 of the first embodiment does not contain an alignment film. When a vertical voltage is applied to the entire region of the liquid crystal layer 130 by driving the electrode 120 and the heating electrodes 141 and 142, the liquid crystal compound 131 in the liquid crystal layer 130 is vertically aligned to have a transmittance of 50% or more. Switch to full transmissive mode. After switching to the full transmissive mode, the state of the transmissive mode can be maintained even if the voltage is removed. When the liquid crystal layer 130 is vertically aligned by driving only the first heating electrode 141 of the heat generating part in the transmissive mode, only the liquid crystal compound 132 in the liquid crystal layer of the corresponding region is irregularly aligned, and the haze of which the haze is 15% or more. The mode is switched. In this case, since the liquid crystal layer in the region corresponding to the second non-driving electrode 142 is still vertically aligned to maintain the transmission mode, the patterning mode patterned in the transmission mode and the haze mode is implemented. Thereafter, when the entire surface of the liquid crystal layer 130 is heated through the heating electrodes 141 and 142, all of the liquid crystal compounds in the heated liquid crystal layer are irregularly aligned to switch to the front haze mode having a haze of 15% or more. Therefore, the liquid crystal cell 10 of the first embodiment can be switched to the front transmissive mode, the patterning mode having the haze mode and the transmissive mode at the same time, and the front haze mode.

상기 제 2 내지 제 4 실시형태의 액정셀(20, 30, 40)은 수평 배향막(250, 350, 450)을 포함하고 있다. 발열 전극(240, 341, 342, 440)을 통하여 액정층(230, 330, 430)의 전체 영역을 가열하면 제1실시형태와 상이하게 수평 배향막(250, 350, 450)의 영향으로 액정층(230, 330, 430) 내의 액정 화합물(232, 332, 432)이 수평으로 정렬되어 헤이즈가 10%이하인 전면 비헤이즈 모드로 스위칭된다. 전면 비헤이즈 모드 상태에서 패턴화된 전극 중 제 1 전극(221, 321, 421)만을 구동하여 수평 정렬된 액정층(230, 330, 430)에 수직 전압을 인가하면 해당 영역의 액정층 내의 액정 화합물(231, 331, 431)만이 수직으로 정렬되어 투과도가 50% 이상인 투과 모드로 스위칭된다. 이때 구동되지 않은 제 2 전극(222, 322, 422)에 해당하는 영역의 액정층은 여전히 수평으로 정렬되어 비헤이즈 모드 상태를 유지하고 있으므로, 투과 모드와 비헤이즈 모드로 패턴화된 패턴화 모드가 구현된다. 이 후 전극(221, 222, 321, 322, 421, 422)과 발열 전극(240, 341, 342, 420)을 구동하여 액정층(230, 330, 430)의 전체 면에 수직 전압이 인가되면 액정층(230, 330, 430) 내의 액정 화합물(231, 331, 431)이 수직으로 정렬되어 투과도가 50% 이상인 전면 투과 모드로 스위칭된다. 전면 투과 모드로 전환 후에는 전압을 제거하더라도 투과 모드의 상태를 유지할 수 있다. 또한 패턴화 모드에서 발열 전극을 전면으로 구동하면 전면 비헤이즈 모드로 스위칭할 수도 있고, 전면 비헤이즈 모드에서 수직 전압을 전면에 인가하는 경우 전면 투과 모드로 스위칭될 수도 있다. 상기 제 2 내지 제 4 실시형태의 경우 일부분에만 열을 가하여 구동하는 제 1 실시 형태에 비하여, 수직 전압이 인가된 부분만 정확히 거동하게 되므로 제 1 실시 형태에 비하여 선명한 패턴을 얻을 수 있다. 이와 같은 구동 방법을 도 10에 도시하였다.The liquid crystal cells 20, 30, 40 of the second to fourth embodiments include horizontal alignment layers 250, 350, and 450. When the entire region of the liquid crystal layers 230, 330, and 430 is heated through the heating electrodes 240, 341, 342, and 440, the liquid crystal layer may be affected by the horizontal alignment layers 250, 350, and 450 unlike the first embodiment. The liquid crystal compounds 232, 332, 432 in 230, 330, 430 are horizontally aligned to switch to a full haze mode with a haze of 10% or less. When the vertical voltage is applied to the liquid crystal layers 230, 330, and 430 horizontally aligned by driving only the first electrodes 221, 321, and 421 among the patterned electrodes in the front haze mode, the liquid crystal compound in the liquid crystal layer of the corresponding region. Only 231, 331, and 431 are vertically aligned to switch to a transmission mode with a transmittance of 50% or more. At this time, since the liquid crystal layers of the regions corresponding to the non-driving second electrodes 222, 322, and 422 are still horizontally aligned and remain in the haze mode, the patterning mode patterned in the transmission mode and the haze mode is not applied. Is implemented. Thereafter, when the vertical voltage is applied to the entire surface of the liquid crystal layers 230, 330, and 430 by driving the electrodes 221, 222, 321, 322, 421, and 422 and the heating electrodes 240, 341, 342, and 420, the liquid crystal The liquid crystal compounds 231, 331, 431 in the layers 230, 330, 430 are vertically aligned to switch to the front transmissive mode with a transmittance of 50% or more. After switching to the full transmissive mode, the state of the transmissive mode can be maintained even if the voltage is removed. In addition, when the heating electrode is driven to the front side in the patterning mode, it may be switched to the front haze mode, or when the vertical voltage is applied to the front side in the front haze mode, it may be switched to the front transmissive mode. In the case of the second to fourth embodiments, as compared with the first embodiment in which only a part of the heat is applied and driven, only a portion to which the vertical voltage is applied behaves exactly, so that a clearer pattern can be obtained than in the first embodiment. Such a driving method is illustrated in FIG. 10.

상기 제 5 실시형태의 액정셀(50)은 수직 배향막(550)을 포함하고 있다. 발열 전극(540)을 통하여 액정층(530)의 전체 영역을 가열하면 제1실시형태와 상이하게 수직 배향막(550)의 영향으로 액정층(530) 내의 액정 화합물(531)이 수직으로 정렬되어 투과도가 50% 이상인 전면 투과 모드로 스위칭된다. 전면 투과 모드 상태에서 제 3 전원 제어부만을 구동하여 수평 전극(520)을 통하여 수직 정렬된 액정층(530)에 수평 전압을 인가하면 해당 영역의 액정층 내의 액정 화합물(532)만이 수평으로 정렬되어 헤이즈가 10% 이하인 비헤이즈 모드로 스위칭된다. 이때 구동되지 않은 제 4 전원 제어부와 연결된 전극(520)에 해당하는 영역의 액정층은 여전히 수직으로 정렬되어 투과 모드 상태를 유지하고 있으므로, 투과 모드와 비헤이즈 모드로 패턴화된 패턴화 모드가 구현된다. 이 후 수평 전극(520)을 구동하여 액정층(530)의 전체 면에 수평 전압을 가하면 전압이 인가된 액정층(530) 내의 액정 화합물(532)이 수평으로 정렬되어 헤이즈가 10% 이하인 전면 비헤이즈 모드로 스위칭된다. 또한 패턴화 모드에서 발열 전극을 전면으로 구동하면 전면 투과 모드로 스위칭할 수도 있고, 전면 투과 모드에서 수평 전압을 전면에 인가하는 경우 전면 비헤이즈 모드로 스위칭될 수도 있다.The liquid crystal cell 50 of the fifth embodiment includes a vertical alignment layer 550. When the entire region of the liquid crystal layer 530 is heated through the heating electrode 540, the liquid crystal compound 531 in the liquid crystal layer 530 is vertically aligned under the influence of the vertical alignment layer 550 differently from the first embodiment, and thus transmittance is achieved. Is switched to full transmissive mode with more than 50%. When only the third power control unit is driven in the front transmissive mode and a horizontal voltage is applied to the liquid crystal layer 530 vertically aligned through the horizontal electrode 520, only the liquid crystal compound 532 in the liquid crystal layer of the corresponding area is horizontally aligned and hazeed. Is switched to a no-haze mode with less than 10%. In this case, since the liquid crystal layer of the region corresponding to the electrode 520 connected to the fourth power control unit that is not driven is still vertically aligned to maintain the transmission mode, the patterning mode patterned in the transmission mode and the haze mode is realized. do. Subsequently, when the horizontal electrode 520 is driven to apply a horizontal voltage to the entire surface of the liquid crystal layer 530, the liquid crystal compound 532 in the liquid crystal layer 530 to which the voltage is applied is aligned horizontally so that the haze is less than 10%. Switch to haze mode. In addition, when the heating electrode is driven to the front in the patterning mode, it may be switched to the front transmissive mode, or when the horizontal voltage is applied to the front in the front transmissive mode, it may be switched to the front haze mode.

상기 제 5 실시형태의 경우 일부분에만 열을 가하여 구동하는 제 1 실시 형태에 비하여, 수평 전압이 인가된 부분만 정확히 거동하게 되므로 제 1 실시 형태에 비하여 선명한 패턴을 얻을 수 있다. 이와 같은 구동 방법을 도 11에 도시하였다.In the case of the fifth embodiment, as compared with the first embodiment in which only a part of the heat is applied and driven, only the portion to which the horizontal voltage is applied behaves accurately, so that a clearer pattern can be obtained than in the first embodiment. This driving method is shown in FIG.

하나의 예시에서, 비헤이즈 모드 또는 헤이즈 모드에서 투과 모드로 스위칭하기 위해 요구되는 수직 전계의 주파수는, 약 1 Hz 내지 1 kHz, 구체적으로, 약 1 Hz 내지 500 Hz 범위 내의 저 주파수일 수 있다. 다른 하나의 예시에서, 투과 모드에서 비헤이즈 모드 또는 헤이즈 모드로 스위칭하기 위해 요구되는 수평 전계 주파수는 약 1 Hz 내지 1 kHz, 구체적으로, 약 1 Hz 내지 500 Hz일 수 있다. 액정셀의 각 모드를 스위칭하기 위해 요구되는 전계 주파수의 범위는 상기 범위에 제한되는 것은 아니고, 목적 물성, 예를 들어, 각 모드의 헤이즈 또는 투과도 특성 등을 고려하여 적절히 변경될 수 있다. In one example, the frequency of the vertical electric field required to switch from the haze mode or the haze mode to the transmission mode may be a low frequency within the range of about 1 Hz to 1 kHz, specifically about 1 Hz to 500 Hz. In another example, the horizontal field frequency required to switch from the transmission mode to the haze mode or the haze mode may be about 1 Hz to 1 kHz, specifically about 1 Hz to 500 Hz. The range of the electric field frequency required for switching each mode of the liquid crystal cell is not limited to the above range, and may be appropriately changed in consideration of target properties, for example, haze or transmittance characteristics of each mode.

액정셀은 낮은 구동 전압으로도 각 모드 사이의 전환이 가능하다. 하나의 예시에서, 액정셀은 비헤이즈 모드에서 투과 모드로 스위칭하기 위한 요구 전압 또는 투과 모드에서 비헤이즈 모드 또는 헤이즈 모드로 스위칭하기 위한 요구 전압의 하한이 예를 들어, 셀 갭이 9um이고 면적이 5 cm x 5 cm (가로 x 세로)인 액정 셀을 기준으로 약 50V 이상, 55V 이상, 60V 이상, 65 V 이상, 70 V 이상, 75V이상 또는 80V 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The liquid crystal cell can switch between modes even with a low driving voltage. In one example, the liquid crystal cell has a lower limit of the required voltage for switching from the non-haze mode to the transmissive mode or from the transmissive mode to the no-haze mode or the haze mode. The liquid crystal cell may be about 50 V or more, 55 V or more, 60 V or more, 65 V or more, 70 V or more, 75 V or more or 80 V or more based on a liquid crystal cell that is 5 cm x 5 cm (width x length), but is not limited thereto.

하나의 예시에서, 발열부를 통하여 액정층에 열을 인가하여 각 모드를 스위칭하기 위해 요구되는 구동 온도는 사용되는 액정화합물의 종류에 따라 변할 수 있다. 구체적으로 스메틱 A상이 네마틱 상 또는 이소트로픽 상으로 상전이 하는데 필요한 온도까지 액정층을 가열할 필요가 있다. 예를 들어, 발열부를 통하여 액정층에 열을 인가하여 각 모드를 스위칭하기 위해 요구되는 구동 온도는 약 30℃ 내지 100℃ 범위 내일 수 있다. 보다 구체적으로, 구동 온도의 하한은 30℃ 이상, 35℃ 이상, 40℃ 이상, 45℃ 이상, 50℃ 이상 또는 55℃ 이상일 수 있고, 구동 온도의 상한은 100℃ 이하, 95℃ 이하, 90℃ 이하, 85℃ 이하, 80℃ 이하, 75℃ 이하, 70℃ 이하, 65℃ 이하 또는 60℃ 이하일 수 있다.In one example, the driving temperature required for switching each mode by applying heat to the liquid crystal layer through the heat generating unit may vary depending on the type of liquid crystal compound used. Specifically, it is necessary to heat the liquid crystal layer to a temperature necessary for the phase A phase transition to the nematic phase or the isotropic phase. For example, the driving temperature required for switching each mode by applying heat to the liquid crystal layer through the heat generating unit may be in a range of about 30 ° C to 100 ° C. More specifically, the lower limit of the drive temperature may be at least 30 ° C, at least 35 ° C, at least 40 ° C, at least 45 ° C, at least 50 ° C, or at least 55 ° C, and the upper limit of the drive temperature is at most 100 ° C, at most 95 ° C, at 90 ° C. Or less, 85 degrees C or less, 80 degrees C or less, 75 degrees C or less, 70 degrees C or less, 65 degrees C or less, or 60 degrees C or less.

본 출원은 또한, 액정셀의 용도에 관한 것이다. 예시적인 액정셀은, 낮은 구동 전압으로도 헤이즈 모드(또는 비헤이즈 모드)와 투과 모드 사이를 스위칭하는 쌍안정 모드를 구현할 수 있다. 이러한 액정셀은 광변조 장치에 유용하게 사용될 수 있다. 광변조 장치로는, 스마트 윈도우, 윈도우 보호막, 플렉서블 디스플레이 소자, 3D 영상 표시용 액티브 리타더(active retarder) 또는 시야각 조절 필름 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기와 같은 광 변조 장치를 구성하는 방식은 특별히 제한되지 않고, 상기 액정셀이 사용되는 한 통상적인 방식이 적용될 수 있다.The present application also relates to the use of the liquid crystal cell. The exemplary liquid crystal cell may implement a bistable mode that switches between a haze mode (or a haze mode) and a transmission mode even with a low driving voltage. Such a liquid crystal cell may be usefully used in an optical modulation device. As the optical modulation device, a smart window, a window protective film, a flexible display element, an active retarder for viewing 3D images, a viewing angle adjusting film, or the like may be exemplified, but is not limited thereto. The method of configuring the optical modulation device as described above is not particularly limited, and a conventional method may be applied as long as the liquid crystal cell is used.

예시적인 액정셀은 낮은 구동 전압 및 가열 온도만으로도 헤이즈 모드와 투과 모드 사이; 또는 비헤이즈 모드와 투과 모드 사이를 스위칭하는 쌍안정 모드를 구현할 수 있다. 이러한 액정셀은, 스마트 윈도우, 윈도우 보호막, 플렉서블 디스플레이 소자, 3D 영상 표시용 액티브 리타더(active retarder) 또는 시야각 조절 필름 등과 같은 다양한 광변조 장치에 적용될 수 있다.Exemplary liquid crystal cells include between a haze mode and a transmission mode with only a low driving voltage and a heating temperature; Alternatively, a bistable mode for switching between a haze mode and a transmission mode may be implemented. The liquid crystal cell may be applied to various light modulation devices such as a smart window, a window protective film, a flexible display device, an active retarder for viewing 3D images, or a viewing angle control film.

도 1 내지 도 3은 발열부의 패턴을 예시적으로 나타낸다.
도 4 내지 8은 제 1 내지 5 실시형태에 따른 액정셀을 예시적으로 나타낸다.
도 9는 실시예 1의 패턴화된 액정셀의 구동 상태를 나타낸다.
도 10은 실시예 2의 패턴화된 액정셀의 구동 상태를 나타낸다.
도 11은 실시예 3의 패턴화된 액정셀의 구동 상태를 나타낸다.1 to 3 exemplarily illustrate a pattern of the heat generating unit.
4 to 8 exemplarily show liquid crystal cells according to the first to fifth embodiments.
9 shows a driving state of the patterned liquid crystal cell of Example 1. FIG.
10 shows the driving state of the patterned liquid crystal cell of Example 2. FIG.
11 shows the driving state of the patterned liquid crystal cell of Example 3. FIG.

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. 투과도 및 1. Transmittance and 헤이즈의Haze 측정 Measure

실시예 및 비교예에서 제조된 액정셀에 대하여 헤이즈미터, NDH-5000SP를 이용하여, ASTM 방식으로 투과도 및 헤이즈를 측정하였다.The haze meter and NDH-5000SP were used for the liquid crystal cells prepared in Examples and Comparative Examples, and the transmittance and haze were measured by ASTM method.

실시예Example 1. 제 1 실시형태에 따른  1. According to the first embodiment 액정셀의Liquid crystal cell 제조 Produce

유리 기재 (가로x세로=5cmx5cm) 상의 일부 영역에 발열 전극용 ITO층의 패턴을 형성한 후, 전면에 투명 전극용 ITO층 및 공지의 수평 배향막(광 배향막)을 순차로 형성하여 제 1 기판 적층체를 제조하였다. 발열 전극은 도 1에 도시되어 있는 형상으로 패턴화되었다. 상기 발열 전극의 패터닝은 공지의 photo 공정 및 etching 공정을 통하여 수행하였다.After forming the pattern of the ITO layer for a heating electrode in the some area | region on a glass substrate (width x length = 5cmx5cm), the ITO layer for transparent electrodes and a well-known horizontal alignment film (photoalignment film) are formed in order on the front surface, and a 1st board | substrate laminated Sieve was prepared. The heating electrode was patterned into the shape shown in FIG. 1. Patterning of the heating electrode was performed through a known photo process and an etching process.

유리 기재 (가로x세로=5cmx5cm) 상부 전면에 투명 전극용 ITO층 및 공지의 수평 배향막(광 배향막)을 순차로 형성하여 제 2 기판 적층체를 제조하였다. A second substrate laminate was prepared by sequentially forming a transparent electrode ITO layer and a known horizontal alignment film (photoalignment film) on the entire upper surface of the glass substrate (width x length = 5 cm x 5 cm).

제1 및 제2 기판 적층체를 상기 수평 배향막이 서로 대향하고, 간격이 약 9 ㎛ 정도가 되도록 합착한 후, 상기 제 1 및 제 2 기판 적층체의 사이에 액정 조성물을 주입하고, 에지(edge)를 실링하여 액정셀을 제작하였다. 상기 액정 조성물은, 스멕틱 A상을 나타내는 액정 화합물(HJA151200-000, HCCH 社제) 및 이방성 염료(X12, BASF 社제)를 99.3:0.7의 중량 비율(액정 화합물: 이방성 염료)로 혼합하여 제조된 것을 사용하였다. After the first and second substrate laminates are bonded so that the horizontal alignment layers face each other, and the intervals are about 9 μm, the liquid crystal composition is injected between the first and second substrate laminates, and the edges ) To produce a liquid crystal cell. The liquid crystal composition is prepared by mixing a liquid crystal compound (HJA151200-000, manufactured by HCCH Corporation) and an anisotropic dye (X12, manufactured by BASF Corporation) exhibiting a Smectic A phase in a weight ratio of 99.3: 0.7 (liquid crystal compound: anisotropic dye). Was used.

실시예Example 2. 제 4 실시 형태에 따른  2. According to the fourth embodiment 액정셀의Liquid crystal cell 제조 Produce

유리 기재 (가로x세로=5cmx5cm) 상의 일부 영역에 투명 전극용 ITO층의 패턴을 형성한 후 전면에 공지의 수평 배향막(광 배향막)을 순차로 형성하여 제 1 기판 적층체를 제조하였다. 투명 전극은 도 3에 도시되어 있는 형상으로 패턴화되었다. 상기 투명 전극의 패터닝은 공지의 photo 공정 및 etching 공정을 통하여 수행하였다. After forming the pattern of the ITO layer for transparent electrodes in the some area | region on a glass base material (width x length = 5 cmx5 cm), the well-known horizontal alignment film (photoalignment film) was formed in order on the whole surface, and the 1st board | substrate laminated body was manufactured. The transparent electrode was patterned into the shape shown in FIG. 3. Patterning of the transparent electrode was performed through a known photo process and an etching process.

유리 기재 (가로x세로=5cmx5cm) 상부 전면에 투명 전극용 ITO층, 400 nm 두께의 SiOx층, 발열 전극용 ITO층 및 공지의 수평 광 배향막을 순차로 형성하여 제 2 기판 적층체를 제조하였다. A second substrate laminate was prepared by sequentially forming a transparent electrode ITO layer, a 400 nm thick SiOx layer, a heating electrode ITO layer, and a known horizontal light alignment film on the entire upper surface of the glass substrate (width x length = 5 cm x 5 cm).

제1 및 제2 기판 적층체를 상기 수평 배향막이 서로 대향하고, 간격이 약 9 ㎛ 정도가 되도록 합착한 후, 상기 제 1 및 제 2 기판 적층체의 사이에 액정 조성물을 주입하고, 에지(edge)를 실링하여 액정셀을 제작하였다. 상기 액정 조성물은, 스멕틱 A상을 나타내는 액정 화합물(HJA151200-000, HCCH 社제) 및 이방성 염료(X12, BASF 社제)를 99.3:0.7의 중량 비율(액정 화합물: 이방성 염료)로 혼합하여 제조된 것을 사용하였다. After the first and second substrate laminates are bonded so that the horizontal alignment layers face each other, and the intervals are about 9 μm, the liquid crystal composition is injected between the first and second substrate laminates, and the edges ) To produce a liquid crystal cell. The liquid crystal composition is prepared by mixing a liquid crystal compound (HJA151200-000, manufactured by HCCH Corporation) and an anisotropic dye (X12, manufactured by BASF Corporation) exhibiting a Smectic A phase in a weight ratio of 99.3: 0.7 (liquid crystal compound: anisotropic dye). Was used.

실시예Example 3. 제 5 실시 형태에 따른  3. According to the fifth embodiment 액정셀의Liquid crystal cell 제조 Produce

유리 기재 (가로x세로=5cmx5cm) 상의 일부 영역에 수평 전계의 인가가 가능하도록 투명 전극용 ITO층의 패턴을 형성한 후, 전면에 공지의 수평 배향막(광 배향막)을 순차로 형성하여 제 1 기판 적층체를 제조하였다. 투명 전극은 도 3에 도시되어 있는 형상으로 패턴화되었다. 상기 투명 전극의 패터닝은 공지의 photo 공정 및 etching 공정을 통하여 수행하였다.After forming a pattern of an ITO layer for transparent electrodes in a part of a region on a glass substrate (width x length = 5 cmx5 cm), a well-known horizontal alignment film (photoalignment film) is sequentially formed on the entire surface of the first substrate. The laminate was produced. The transparent electrode was patterned into the shape shown in FIG. 3. Patterning of the transparent electrode was performed through a known photo process and an etching process.

유리 기재 (가로x세로=5cmx5cm) 상부 전면에 발열 전극용 ITO층 및 공지의 수직 배향막을 순차로 형성하여 제 2 기판 적층체를 제조하였다. 제1 및 제2 기판 적층체를 을 상기 수평 배향막이 서로 대향하고, 간격이 약 9 ㎛ 정도가 되도록 합착 후, 상기 제 1 및 제 2 기판 적층체의 사이에 액정 조성물을 주입하고, 에지(edge)를 실링하여 액정셀을 제작하였다. 상기 액정 조성물은, 스멕틱 A상을 나타내는 액정 화합물(HJA151200-000, HCCH 社제) 및 이방성 염료(X12, BASF 社제)를 99.3:0.7의 중량 비율(액정 화합물: 이방성 염료)로 혼합하여 제조된 것을 사용하였다. A second substrate laminate was prepared by sequentially forming an ITO layer for a heating electrode and a known vertical alignment film on the entire upper surface of the glass substrate (width x length = 5 cm x 5 cm). After bonding the first and second substrate laminates so that the horizontal alignment layers face each other and have a gap of about 9 μm, the liquid crystal composition is injected between the first and second substrate laminates, and an edge ) To produce a liquid crystal cell. The liquid crystal composition is prepared by mixing a liquid crystal compound (HJA151200-000, manufactured by HCCH Corporation) and an anisotropic dye (X12, manufactured by BASF Corporation) exhibiting a Smectic A phase in a weight ratio of 99.3: 0.7 (liquid crystal compound: anisotropic dye). Was used.

시험예Test Example 1. 액정 셀의 구동  1. Driving of the liquid crystal cell

실시예에서 제조된 각각의 액정셀의 ITO 투명 전극층 및 발열 전극에 전원을 연결하고, 구동 전압과 열을 인가하면서 액정 셀을 구동하였다. The power source was connected to the ITO transparent electrode layer and the heating electrode of each liquid crystal cell manufactured in the example, and the liquid crystal cell was driven while applying a driving voltage and heat.

실시예Example 1  One 액정셀의Liquid crystal cell 구동 Driving

실시예 1의 액정셀의 경우, 액정셀의 전 영역에 60 Hz 주파수 및 80V 전압으로 상하 수직 전압을 인가하여 투과율이 약 69.06%이고, 헤이즈가 약 0.5%인 전면 투과 모드를 구현하였다. 그 후, 액정셀의 일부 영역에만 발열 전극을 부분 구동하여 온도를 60℃까지 가열하여 투과율이 약 39.72%이고, 헤이즈가 약 1.16%인 패턴화 비헤이즈 모드로 전환하였다. 도 9는 투과 모드와 비헤이즈 모드가 패턴화되어 있는 상태의 액정셀의 이미지이다. 또한, 투과 모드 구현에 있어서 상하 수직 전압을 제거하여도 약 240시간 이상 투과 모드를 유지하였으며, 비헤이즈 모드로 전환 후에 발열 전극을 구동하지 않아도 약 240시간 이상 비헤이즈 모드를 유지하였다.In the case of the liquid crystal cell of Example 1, a vertical transmission voltage was applied to all regions of the liquid crystal cell at a frequency of 60 Hz and a voltage of 80 V to implement a front transmissive mode having a transmittance of about 69.06% and a haze of about 0.5%. Thereafter, the heating electrode was partially driven only to a part of the liquid crystal cell to heat the temperature to 60 ° C., thereby switching to a patterned non-haze mode having a transmittance of about 39.72% and a haze of about 1.16%. 9 is an image of a liquid crystal cell in a state in which a transmission mode and a haze mode are patterned. In addition, in the transmission mode implementation, the transmission mode was maintained for about 240 hours or more even after the vertical voltage was removed. After switching to the haze mode, the transmission mode was maintained for about 240 hours or more even without driving the heating electrode.

실시예Example 2  2 액정셀의Liquid crystal cell 구동 Driving

실시예 2의 액정셀의 경우, 액정셀의 전 영역에 60Hz 주파수 및 80V 전압으로 상하 수직 전압을 인가하여 투과율이 약 69.06%이고, 헤이즈가 약 0.5%인 전면 투과 모드(도 10a)를 구현하였다. 그 후, 액정셀의 전 영역에 발열 전극을 구동하여 온도를 60℃까지 가열하여 투과율이 약 39.72%이고, 헤이즈가 약 1.16%인 전면 비헤이즈 모드를 구현하였다 (도 10b). 그 후, 액정셀의 일부 영역에만 60Hz 주파수 및 80V 전압으로 상하 수직 전압을 인가하여 투과율이 약 69.06%이고, 헤이즈가 약 0.5%인 패턴화 투과 모드를 구현하였다(도 10c). 또한, 상기 패턴화 투과 모드에서 액정셀의 전면에 발열 전극을 구동하는 경우 전면 비헤이즈 모드로 전환할 수 있고, 상기 전면 비헤이즈 모드에서 액정셀의 전면에 상하 수직 전압을 인가하는 경우 전면 투과 모드로 전환할 수 있다. 도 10은 이러한 구동 방식에 따른 액정셀의 상태 이미지이다. 또한, 투과 모드 구현에 있어서 상하 수직 전압을 제거하여도 약 240시간 이상 투과 모드를 유지하였으며, 비헤이즈 모드로 전환 후에 발열 전극을 구동하지 않아도 약 240시간 이상 비헤이즈 모드를 유지하였다. 또한, 실시예 2의 구동 방식의 경우 실시예 1의 구동 방식에 비하여 선명한 패턴을 얻을 수 있다. In the liquid crystal cell of Example 2, a vertical transmission voltage was applied to all regions of the liquid crystal cell at a frequency of 60 Hz and a voltage of 80 V to implement a front transmissive mode (FIG. 10A) having a transmittance of about 69.06% and a haze of about 0.5%. . Thereafter, the heating electrode was driven to the entire region of the liquid crystal cell to heat the temperature to 60 ° C., thereby realizing a full surface haze mode having a transmittance of about 39.72% and a haze of about 1.16% (FIG. 10B). Thereafter, vertical and vertical voltages were applied at only a portion of the liquid crystal cell at a frequency of 60 Hz and 80 V to realize a patterned transmission mode having a transmittance of about 69.06% and a haze of about 0.5% (FIG. 10C). In addition, when the heating electrode is driven on the front surface of the liquid crystal cell in the patterned transmission mode, it may be switched to the front haze mode, and when the vertical vertical voltage is applied to the front surface of the liquid crystal cell in the front haze mode, the front transmissive mode. You can switch to 10 is a state image of the liquid crystal cell according to the driving method. In addition, in the transmission mode implementation, the transmission mode was maintained for about 240 hours or more even after the vertical voltage was removed. After switching to the haze mode, the transmission mode was maintained for about 240 hours or more even without driving the heating electrode. In addition, in the case of the driving method of the second embodiment, a clear pattern can be obtained as compared with the driving method of the first embodiment.

실시예Example 3  3 액정셀의Liquid crystal cell 구동 Driving

실시예 3의 액정셀의 경우, 액정셀의 전 영역에 60Hz 주파수 및 100V 전압으로 수평 전압을 인가하여 투과율이 약 39.72%이고, 헤이즈가 약 1.16%인 전면 비헤이즈 모드(도 11a)를 구현하였다. 그 후, 액정셀의 전 영역에 발열 전극을 구동하여 온도를 60℃까지 가열하여 투과율이 약 69.06%이고, 헤이즈가 약 0.5%인 전면 투과 모드를 구현하였다 (도 11b). 그 후, 액정셀의 일부 영역에만 60Hz 주파수 및 80V 전압으로 수평 전압을 인가하여 투과율이 약 39.72%이고, 헤이즈가 약 1.16%인 패턴화 비헤이즈 모드를 구현하였다(도 11c). 또한, 상기 패턴화 비헤이즈 모드에서 액정셀의 전면에 발열 전극을 구동하는 경우 전면 투과 모드로 전환할 수 있고, 상기 전면 투과 모드에서 액정셀의 전면에 수평 전압을 인가하는 경우 전면 비헤이즈 모드로 전환할 수 있다. 도 11은 이러한 구동 방식에 따른 액정셀의 상태 이미지이다. 또한, 비헤이즈 모드 구현에 있어서 수평 전압을 제거하여도 약 240시간 이상 비헤이즈 모드를 유지하였으며, 투과 모드로 전환 후에 발열 전극을 구동하지 않아도 약 240시간 이상 투과 모드를 유지하였다. 또한, 실시예 3의 구동 방식의 경우 실시예 1의 구동 방식에 비하여 선명한 패턴을 얻을 수 있다.In the liquid crystal cell of Example 3, a horizontal voltage was applied to the entire region of the liquid crystal cell at a frequency of 60 Hz and 100 V to implement a full surface haze mode having a transmittance of about 39.72% and a haze of about 1.16% (FIG. 11A). . Thereafter, a heating electrode was driven to all regions of the liquid crystal cell to heat the temperature to 60 ° C., thereby implementing a front transmissive mode having a transmittance of about 69.06% and a haze of about 0.5% (FIG. 11B). Subsequently, a horizontal voltage was applied to only a portion of the liquid crystal cell at a 60 Hz frequency and an 80 V voltage to implement a patterned non-haze mode having a transmittance of about 39.72% and a haze of about 1.16% (FIG. 11C). In addition, when the heating electrode is driven on the front surface of the liquid crystal cell in the patterned behaviour mode, it may be switched to the front transmissive mode, and when the horizontal voltage is applied to the front of the liquid crystal cell in the front transmissive mode, the front behaviour mode is used. You can switch. 11 is a state image of a liquid crystal cell according to this driving method. In addition, in the implementation of the haze mode, even when the horizontal voltage was removed, the haze mode was maintained for about 240 hours or more, and the transmission mode was maintained for about 240 hours or more even when the heating electrode was not driven after switching to the transmission mode. In addition, in the case of the driving method of the third embodiment, a clear pattern can be obtained as compared with the driving method of the first embodiment.

80V [60Hz] 전압 인가80 V [60 Hz] voltage applied 60℃가열60 ℃ heating 실시예 1Example 1 전체 투과율Total transmittance 69.06%69.06% 전체 투과율Total transmittance 39.72%39.72% 헤이즈Haze 0.5%0.5% 헤이즈Haze 1.16%1.16% 실시예 2Example 2 전체 투과율Total transmittance 69.38%69.38% 전체 투과율Total transmittance 40.21%40.21% 헤이즈Haze 0.5%0.5% 헤이즈Haze 0.8%0.8% 실시예 3Example 3 전체 투과율Total transmittance 42.12%42.12% 전체 투과율Total transmittance 69.72%69.72% 헤이즈Haze 1.0%1.0% 헤이즈Haze 1.06%1.06%

111: 하부 기판, 112: 상부 기판
210, 310, 410, 510: 기판
130, 230, 330, 430, 530: 액정층
131,132, 231, 232, 331, 332, 431, 432, 531, 532: 스멕틱 액정 화합물
120, 220, 320, 420, 520: 전극부
121, 221, 321, 421: 패턴화된 제 1 전극
122, 222, 322, 422: 패턴화된 제 2 전극
140, 240, 340, 440, 540: 발열부
141, 142: 투명발열전극
143: 터미널 전극
144: 연결 단자
250, 350, 450, 550: 배향막111: lower substrate, 112: upper substrate
210, 310, 410, 510: substrate
130, 230, 330, 430, 530: liquid crystal layer
131,132, 231, 232, 331, 332, 431, 432, 531, 532: smectic liquid crystal compound
120, 220, 320, 420, 520: electrode part
121, 221, 321, and 421: patterned first electrode
122, 222, 322, 422: patterned second electrode
140, 240, 340, 440, 540: heat generating portion
141 and 142: transparent heating electrode
143: terminal electrode
144: connection terminal
250, 350, 450, 550: alignment film

Claims (28)

대향 배치된 2개의 기판;
상기 2개의 기판 사이에 배치되고, 액정 화합물을 포함하는 액정층;
상기 액정층에 전압을 인가하는 전극부; 및
상기 액정층에 열을 인가하는 발열부를 포함하고,
상기 액정 화합물은 스멕틱 A 액정 화합물이며,
상기 전극부는 상기 액정층의 일부 면에 선택적으로 수직 전압을 인가하도록 패턴화된 대향 전극이고,
상기 발열부는 발열 전극이며,
상기 발열 전극과 발열 전극과 인접하는 대향 전극 사이에 형성되는 베리어층을 포함하는 쌍안정 액정셀.Two substrates arranged oppositely;
A liquid crystal layer disposed between the two substrates and including a liquid crystal compound;
An electrode unit applying a voltage to the liquid crystal layer; And
It includes a heating unit for applying heat to the liquid crystal layer,
The liquid crystal compound is a smectic A liquid crystal compound,
The electrode unit is a counter electrode patterned to selectively apply a vertical voltage to a portion of the liquid crystal layer,
The heating portion is a heating electrode,
A bistable liquid crystal cell comprising a barrier layer formed between the heating electrode and a counter electrode adjacent to the heating electrode. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 액정층은 이방성 염료를 추가로 포함하는 쌍안정 액정셀.The method of claim 1,
The liquid crystal layer is a bistable liquid crystal cell further comprising an anisotropic dye. 제 3 항에 있어서,
상기 이방성 염료는 0.01 중량% 내지 3 중량% 범위 내의 비율로 액정층에 포함되는 쌍안정 액정셀.The method of claim 3, wherein
The anisotropic dye is a bistable liquid crystal cell contained in the liquid crystal layer in a ratio within the range of 0.01% to 3% by weight. 제 1 항에 있어서,
상기 발열부는 도전성 물질을 가지는 발열 전극을 포함하는 쌍안정 액정셀.The method of claim 1,
The heat generating unit is a bistable liquid crystal cell comprising a heating electrode having a conductive material. 제 5 항에 있어서,
상기 도전성 물질은 금속 또는 금속산화물인 쌍안정 액정셀. The method of claim 5,
The conductive material is a metal or metal oxide bistable liquid crystal cell. 제 5 항에 있어서,
상기 발열 전극은 폭보다 길이가 긴 선형으로 임의의 형상으로 패턴화된 쌍안정 액정셀. The method of claim 5,
The heating electrode is a bistable liquid crystal cell patterned in any shape in a linear shape longer than the width. 제 5 항에 있어서,
상기 발열부는 상기 발열 전극의 가장자리에 형성되는 터미널 전극을 추가로 포함하는 쌍안정 액정셀. The method of claim 5,
The heat generating unit bistable liquid crystal cell further comprises a terminal electrode formed on the edge of the heating electrode. 제 8 항에 있어서,
상기 발열전극은 기판 상에 다수의 열 또는 행으로 형성되고,
상기 터미널 전극은 다수의 열 또는 행으로 형성된 상기 발열전극에 각각 연결되도록 연장 형성된 다수의 연결단자를 더 포함하는 쌍안정 액정셀. The method of claim 8,
The heating electrode is formed in a plurality of columns or rows on the substrate,
The terminal electrode further comprises a plurality of connection terminals extending to be connected to each of the heating electrodes formed in a plurality of columns or rows. 제 1 항에 있어서,
상기 발열부는 액정층을 30℃ 내지 100℃ 범위 내의 온도로 가열하는 쌍안정 액정셀.The method of claim 1,
The heat generating unit is a bistable liquid crystal cell for heating the liquid crystal layer to a temperature within the range of 30 ℃ to 100 ℃. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 액정층에 인접하게 배치되는 수평 배향막을 추가로 포함하는 쌍안정 액정셀. The method of claim 1,
A bistable liquid crystal cell further comprising a horizontal alignment layer disposed adjacent to the liquid crystal layer. 제 1 항에 있어서,
상기 발열 전극은 액정층의 일부 면에 선택적으로 열을 인가하도록 패턴화된 쌍안정 액정셀. The method of claim 1,
The heating electrode is a bistable liquid crystal cell patterned to selectively apply heat to a portion of the liquid crystal layer. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 발열 전극을 통하여 상기 액정층을 가열하면 액정층 내의 액정 화합물이 수평으로 정렬되어 헤이즈가 10% 이하인 전면 비헤이즈 모드로 스위칭되고,
상기 패턴화된 전극 또는 패턴화된 대향 전극을 통하여 상기 액정층의 일부 면에 선택적으로 수직 전압을 가하면 전압이 인가된 액정층 내의 일부 면의 액정 화합물은 수직으로 정렬되어 투과도가 50% 이상인 투과 모드와 전압이 인가되지 않은 액정층 내의 다른 면의 액정 화합물은 수평으로 정렬되어 헤이즈가 10% 이하인 비헤이즈 모드를 동시에 가지는 패턴화 모드로 스위칭되며,
상기 패턴화된 전극 또는 패턴화된 대향 전극을 통하여 상기 액정층의 전체 면에 수직 전압을 가하면 전압이 인가된 액정층 내의 액정 화합물이 수직으로 정렬되어 투과도가 50% 이상인 전면 투과 모드로 스위칭되는 쌍안정 액정셀. The method of claim 1,
When the liquid crystal layer is heated through the heating electrode, the liquid crystal compounds in the liquid crystal layer are horizontally aligned to switch to a full surface haze mode having a haze of 10% or less.
When a vertical voltage is selectively applied to a part of the liquid crystal layer through the patterned electrode or the patterned counter electrode, the liquid crystal compound on the part of the liquid crystal layer to which the voltage is applied is vertically aligned and has a transmittance of 50% or more. And the liquid crystal compound on the other side in the liquid crystal layer to which no voltage is applied is switched horizontally to a patterning mode having a haze mode with a haze of 10% or less at the same time.
When a vertical voltage is applied to the entire surface of the liquid crystal layer through the patterned electrode or the patterned counter electrode, the liquid crystal compound in the applied liquid crystal layer is vertically aligned, and the pair switches to the full transmissive mode having a transmittance of 50% or more. Stable liquid crystal cell. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항의 액정셀을 포함하는 광변조 장치.An optical modulation device comprising the liquid crystal cell of claim 1. 제 1 항의 액정셀을 포함하는 스마트 윈도우.Smart window comprising the liquid crystal cell of claim 1.
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