(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部エネルギーの印加によって透明モードと散乱モードをスイッチングし、
重合性基または架橋性基を有さない液晶化合物と、液晶添加剤とを含む、液晶層を有し、
前記液晶層の水平伝導度（σ／／）は、１．０×１０−７（Ｓ／ｍ)以上であり、
前記液晶添加剤は、誘電率（ε）が４０以上の高誘電性材料、または１つの重合性官能基もしくは１つの架橋性官能基を有する化合物である単官能性反応性メソゲンを含む、
液晶セル。
【請求項２】
前記液晶化合物は、誘電率異方性が負数である
請求項１に記載の液晶セル。
【請求項３】
前記高誘電性材料は、アルキレンカーボネート（ａｌｋｙｌｅｎｅ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）系化合物と、ガンマブチロラクトンと、ジオキシラン（ｄｉｏｘｉｌａｎｅ）系化合物と、スルホラン（ｓｕｌｆｏｌａｎｅ）系化合物とからなる群から選択される１種以上を含む、
請求項１または２に記載の液晶セル。
【請求項４】
前記単官能性反応性メソゲンは、下記の化学式４から５で表される化合物を含み、
［化学式４］
【化１】
0006550627.tif 000073
［化学式５］
【化２】
0006550627.tif 000074
Ｐ５からＰ６は、それぞれ独立的に（メト）アクリレート基か、カルボキシル基か、ヒドロキシ基か、ビニル基か、エポキシ基か、またはニトロ基を表し、
Ｘ５は、単結合か、置換または非置換された炭素原子数１から１０のアルキル基か、または置換または非置換された炭素原子数１から１０のアルコキシ基を表し、
Ｌ６からＬ７は、それぞれ独立的に、単結合か、置換または非置換された炭素原子数１から１０のアルキレン基か、置換または非置換された炭素原子数１から１０のアルケニレン基か、置換または非置換された炭素原子数１から１０のアルコキシレン基か、−Ｏ−か、または−ＣＯＯ−を表し、
Ｙ１からＹ２は、それぞれ独立的に、
水素か、
ハロゲンか、
シアノ基か、
置換または非置換された炭素原子数１から１０のアルキル基か、
シアノ基と、ハロゲンと、アルケニル基とからなる群から選択された一つ以上の置換基で置換された、もしくは非置換の炭素原子数１から１０のアルコキシ基を表す、
請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶セル。
【請求項５】
前記液晶層は、常温で再結晶を形成しない、
請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶セル。
【請求項６】
前記液晶層は、異方性染料をさらに含む、
請求項１から５のいずれか１項に記載の液晶セル。
【請求項７】
前記液晶層は、ヘイズが１０％未満の透明モード、及びヘイズが１０％以上の散乱モードとの間をスイッチングすることができるように形成された、
請求項１から６のいずれか１項に記載の液晶セル。
【請求項８】
前記液晶層は、
外部エネルギーが印加されない状態で透明モードであり、
外部エネルギーが印加される場合、散乱モードにスイッチングすることができるように形成された、
請求項１から７のいずれか１項に記載の液晶セル。
【請求項９】
前記液晶化合物は、外部エネルギーが印加されない状態で垂直配向された状態で存在する、
請求項１から８のいずれか１項に記載の液晶セル。
【請求項１０】
前記液晶層の両側に対向配置された二つの基板をさらに含む、
請求項１から９のいずれか１項に記載の液晶セル。
【請求項１１】
前記液晶層の両側に対向配置された二つの垂直配向膜をさらに含む、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の液晶セル。
【請求項１２】
前記液晶層の両側に配置された二つの電極層をさらに含む、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の液晶セル。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載の液晶セルを含む、
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【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願との相互引用］
本出願は、２０１５年０８月２５日に出願された韓国特許第１０−２０１５−０１１９５２３号公報及び２０１６年０１月２８日に出願された韓国特許第１０−２０１６−００１０８３５号公報に基づく優先権の利益を主張し、該当韓国特許の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として組み入れるものとする。
【０００２】
本発明は、液晶セル及びその用途に関する。
【背景技術】
【０００３】
通常透明モード素子（Ｎｏｒｍａｌｌｙ  Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｄｅｖｉｃｅ）は、例えば、外部作用がない状態では透明モードが具現され、外部作用下で散乱モードに転換され、外部作用が除去されると、また透明モードに転換される素子を意味し得る。
【０００４】
特許文献１（韓国公開特許第２０１４−００７７８６１号公報)には、透明モードと散乱モードとの間の可変が可能な通常透明モード素子が開示されている。特許文献１の素子は、高分子マトリックス内に液晶を分散させて具現される、いわゆるＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）素子であって、ＰＤＬＣ内で通常液晶化合物は配向されていない状態で存在するので、電圧が印加されない状態では散乱状態であるが、垂直配向膜を適用することで通常透明モードを具現している。しかし、特許文献１のＰＤＬＣを利用した通常透明モード素子は、駆動電圧が高くて露光特性による残留ヘイズ水準の変動及びヘイズ特性低下などの問題がある。
【０００５】
動的散乱モード（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｍｏｄｅ）は、液晶モードの一種であって、電気流体力学的不安定状態（ＥＨＤＩ；Ｅｌｅｃｔｒｏ  ｈｙｄｒｏ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ)を誘発する液晶モードを意味する。特許文献２（米国特許出願公開第２００６／００９１３５８号明細書)のように、一般的に動的散乱モードの液晶セルは、ネマチックまたはスメクチック相の液晶及びＥＨＤＩを誘発する添加剤を含み、前記液晶セルに電界が印加される場合、ＥＨＤＩによって対流が発生し、電界が増加すると、次いで新しい対流構造が生じて最終的な乱流に変化しながら液晶の光学的異方性と流体運動により強く光を散乱させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、透明モードと散乱モードとの間をスイッチングすることができ、液晶に対する添加剤の溶解度を確保することで駆動電圧特性、ヘイズ特性、信頼性などの性能が優秀な液晶セル及びその用途を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、液晶セルに関する。例示的な液晶セルは、透明モードと散乱モードとの間をスイッチングすることができる。一つの例示で、前記液晶セルは、外部エネルギーの印加によって透明モードと散乱モードとの間をスイッチングすることができる。本明細書において、外部エネルギーの印加は、例えば、電圧の印加を意味し得る。
【０００８】
前記液晶セルは、液晶化合物及び非イオン性化合物を含む液晶層を有することができる。前記非イオン性化合物は、前記液晶層の伝導度を調節して液晶層にＥＨＤＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  ｈｙｄｒｏ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ；電気流体力学的不安定状態）特性を具現させる添加剤として機能することができる。一つの例示で、前記液晶層の常温水平伝導度は、例えば、１．０ｘ１０−７Ｓ／ｍであり得る。前記液晶層の伝導度に対しては、以下具体的に説明する。
【０００９】
従来、液晶層の伝導度を調節してＥＨＤＩ特性を具現する添加剤に使われたイオン性化合物（塩；Ｓａｌｔ）または電荷移動複合物（Ｃｈａｒｇｅ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｃｏｍｐｌｅｘ）の場合、ＰＤＬＣを利用した通常透明モード素子に比べて駆動電圧特性及びヘイズ特性が優秀であるという長所があるが、液晶に対する前記添加剤の溶解性及び分散特性の差により面内不均一が発生し得、液晶との混合特性が良くなくて常温で再結晶が起き、低温で保管信頼性が確保されないだけではなく、後述のような異方性染料を添加する場合、透過率可変特性が低下する問題点がある。
【００１０】
前記問題点を解消するために、少量の添加剤を使用する方案があるが、駆動時のヘイズ特性が低くなって、透明モードと散乱モードとの間をスイッチングする素子として駆動特性が良くないという問題点がある。また、前記問題点を解消するために、再結晶をフィルターして除去する方案があるが、フィルター後に液晶層の伝導度が変化して特性が低下する問題点がある。
【００１１】
本発明は、ＥＨＤＩ特性を具現する添加剤として非イオン性化合物を使用することで液晶化合物に対する溶解性及び液晶化合物との分散特性の差による面内不均一を減少させることができ、液晶化合物と混合特性を改善して保管信頼性が優秀であるだけではなく、駆動電圧とヘイズ特性が優秀な液晶セルを提供することができる。また、本発明の液晶セルは、常温で再結晶を形成し得ない。
【００１２】
前記液晶化合物としては、液晶セル内で配向がスイッチングできる状態で存在し、その配向のスイッチングによって液晶セルの光学特性を調節することができるものであれば、特別な制限なしに多様な種類の液晶化合物を使用することができる。前記液晶化合物の具体的な例としては、ネマチック（ｎｅｍａｔｉｃ）相液晶化合物またはスメクチック（ｓｍｅｃｔｉｃ）相液晶化合物などを例示することができる。
【００１３】
本明細書で用語「スメクチック（ｓｍｅｃｔｉｃ）相」は、液晶化合物のディレクター（ｄｉｒｅｃｔｏｒ）が所定方向に整列するとともに前記液晶化合物が層または平面を形成しながら配列される特性を有する液晶相を意味し得る。本明細書で用語「ネマチック（ｎｅｍａｔｉｃ）相」は、液晶化合物の液晶化合物のディレクター（ｄｉｒｅｃｔｏｒ）が所定方向に整列するが、層状構造または平面構造は形成せずに配列される液晶相を意味する。前記液晶化合物としては、電圧のような外部エネルギーの印加によって液晶化合物の配向が変更されるようにするという側面から、重合性基または架橋性基を有しない非重合性または非架橋性液晶化合物を使用することができる。
【００１４】
一つの例示で、前記液晶化合物としては、ネマチック相液晶化合物を使用することができる。前記ネマチック相液晶化合物としては、常用ネマチック液晶を使用することができる。具体的に、前記ネマチック相液晶化合物は、下記化学式１で表示される化合物であり得る。
【００１５】
［化学式１］
【化１】
0006550627.tif 000002
【００１６】
化学式１において、Ｌ１は、単一結合または−ＣＯＯ−であり、Ｒ１は、水素または置換または非置換された炭素数１〜１０のアルキル基、または置換または非置換された炭素数１〜１０のアルケニル基であり、Ｒ２は、水素、ハロゲン、シアノ基、置換または非置換された炭素数１〜１０のアルキル基、置換または非置換されたアルケニル基、炭素数１〜１０のアルキル基に置換または非置換されたシクロヘキシル基、またはハロゲンに置換または非置換された炭素数１〜１０のアルコキシ基であり、Ａ１〜Ａ４は、それぞれ独立的に水素、ハロゲンまたはシアノ基であり、ａは、０〜３の定数であり、ｂは、１〜３の定数であり、ａ及びｂの和は、２以上である。
【００１７】
本明細書において非置換は、前記作用基の全ての水素が置換されない状態を意味し得る。
【００１８】
本明細書において置換は、前記作用基の一つ以上の水素が任意の置換基に置換された状態を意味し得る。本明細書で特別に言及しない限り、前記置換基としては、ハロゲン、アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、エポキシ基、シアノ基、ニトロ基またはカルボキシル基であり得る。
【００１９】
前記化学式１で表示されるネマチック相液晶化合物は、例えば、下記化学式１−１〜１−３８で表示される化合物であり得るが、これに制限されるものではない。
【００２０】
［化学式１−１］
【化２】
0006550627.tif 000003
【００２１】
［化学式１−２］
【化３】
0006550627.tif 000004
【００２２】
［化学式１−３］
【化４】
0006550627.tif 000005
【００２３】
［化学式１−４］
【化５】
0006550627.tif 000006
【００２４】
［化学式１−５］
【化６】
0006550627.tif 000007
【００２５】
［化学式１−６］
【化７】
0006550627.tif 000008
【００２６】
［化学式１−７］
【化８】
0006550627.tif 000009
【００２７】
［化学式１−８］
【化９】
0006550627.tif 000010
【００２８】
［化学式１−９］
【化１０】
0006550627.tif 000011
【００２９】
［化学式１−１０］
【化１１】
0006550627.tif 000012
【００３０】
［化学式１−１１］
【化１２】
0006550627.tif 000013
【００３１】
［化学式１−１２］
【化１３】
0006550627.tif 000014
【００３２】
［化学式１−１３］
【化１４】
0006550627.tif 000015
【００３３】
［化学式１−１４］
【化１５】
0006550627.tif 000016
【００３４】
［化学式１−１５］
【化１６】
0006550627.tif 000017
【００３５】
［化学式１−１６］
【化１７】
0006550627.tif 000018
【００３６】
［化学式１−１７］
【化１８】
0006550627.tif 000019
【００３７】
［化学式１−１８］
【化１９】
0006550627.tif 000020
【００３８】
［化学式１−１９］
【化２０】
0006550627.tif 000021
【００３９】
［化学式１−２０］
【化２１】
0006550627.tif 000022
【００４０】
［化学式１−２１］
【化２２】
0006550627.tif 000023
【００４１】
［化学式１−２２］
【化２３】
0006550627.tif 000024
【００４２】
［化学式１−２３］
【化２４】
0006550627.tif 000025
【００４３】
［化学式１−２４］
【化２５】
0006550627.tif 000026
【００４４】
［化学式１−２５］
【化２６】
0006550627.tif 000027
【００４５】
［化学式１−２６］
【化２７】
0006550627.tif 000028
【００４６】
［化学式１−２７］
【化２８】
0006550627.tif 000029
【００４７】
［化学式１−２８］
【化２９】
0006550627.tif 000030
【００４８】
［化学式１−２９］
【化３０】
0006550627.tif 000031
【００４９】
［化学式１−３０］
【化３１】
0006550627.tif 000032
【００５０】
［化学式１−３１］
【化３２】
0006550627.tif 000033
【００５１】
［化学式１−３２］
【化３３】
0006550627.tif 000034
【００５２】
［化学式１−３３］
【化３４】
0006550627.tif 000035
【００５３】
［化学式１−３４］
【化３５】
0006550627.tif 000036
【００５４】
［化学式１−３５］
【化３６】
0006550627.tif 000037
【００５５】
［化学式１−３６］
【化３７】
0006550627.tif 000038
【００５６】
［化学式１−３７］
【化３８】
0006550627.tif 000039
【００５７】
［化学式１−３８］
【化３９】
0006550627.tif 000040
【００５８】
前記液晶化合物の誘電率異方性は、本発明の目的を損なわない範囲内で適切に選択され得る。本明細書で用語「誘電率異方性（△ε）」は、液晶化合物の水平誘電率（ε／／）と垂直誘電率（ε⊥）の差（ε／／−ε⊥）を意味する。また、本明細書で用語「水平誘電率（ε／／）」は、液晶化合物の光軸と印加電圧による電場の方向が実質的に水平になるように電圧を印加した状態で前記電場の方向に沿って測定した誘電率値を意味し、用語「垂直誘電率（ε⊥）」は、液晶化合物の光軸と印加電圧による電場の方向が実質的に垂直になるように電圧を印加した状態で前記電場の方向に沿って測定した誘電率値を意味する。本明細書で誘電率に対して記載しながら、特別に言及しない限り、周波数１ｋＨｚ及び電圧０．１Ｖの電界を印加した状態で測定された値を意味し得る。
【００５９】
また、本明細書で用語「光軸」は、液晶化合物が棒（Ｒｏｄ）状である場合、液晶化合物の長軸方向の軸を意味し、液晶化合物が円板（Ｄｉｓｃｏｔｉｃ）状である場合、円板の平面の法線方向の軸を意味し得る。また、本明細書で用語「垂直整列」は、液晶化合物の光軸が液晶層の平面に対して、約９０度〜６５度、約９０度〜７５度、約９０度〜８０度、約９０度〜８５度または約９０度の傾斜角を有する場合を意味し、「水平整列」は、液晶化合物の光軸が液晶層の平面に対して、約０度〜２５度、約０度〜１５度、約０度〜１０度、約０度〜５度または約０度の傾斜角を有する場合を意味し得る。
【００６０】
一つの例示で、前記液晶化合物の誘電率異方性（△ε）は、負数であり得る。この場合、前記液晶化合物の誘電率異方性（△ε）の絶対値は、例えば、約１〜２０範囲内であり得る。前記液晶化合物の誘電率異方性（△ε）の絶対値の下限は、１以上、２以上、３以上、４以上、５以上、６以上、７以上、８以上または９以上であり得、前記液晶化合物の誘電率異方性（△ε）の絶対値の上限は、２０以下、１９以下、１８以下、１７以下、１６以下、１５以下、１４以下、１３以下、１２以下または１１以下であり得る。液晶化合物の誘電率異方性が前記範囲を満足する場合、透明モードと散乱モードとの間をスイッチングする液晶セルを具現するのに有利である。
【００６１】
前記非イオン性化合物は、液晶層の伝導度を調節して液晶層にＥＨＤＩ特性を具現することができる。これを通じて液晶化合物は、規則的に配列された状態、例えば、後述する透明モードで不規則的に配列された状態、例えば、後述する散乱モードにその配列を転換することができる。
【００６２】
本明細書で用語「非イオン性化合物」は、陽イオンと陰イオンが電気的特性により形成された塩（Ｓａｌｔ）形態の化合物を除外した概念の化合物を意味する。本発明において、ＥＨＤＩを誘発するための液晶添加剤として非イオン性化合物を使用する場合、液晶層の液晶媒質内で液晶添加剤の溶解度を確保することができる。ＥＨＤＩ特性を具現する液晶添加剤として塩を使用する場合、液晶層内で塩の溶解度を確保しにくい問題点がある。液晶層内で液晶添加剤の適切な溶解度が確保されない場合、液晶セルの欠陥になり得、例えば、液晶セルが透明モードを具現する場合、透過率を減少させるかまたはヘイズを増加させる問題点がある。本発明によれば、ＥＨＤＩ特性を具現する液晶添加剤として塩の代りに非イオン性化合物を使用することで、前記のような問題点を解消することができる。
【００６３】
一つの例示で、前記非イオン性化合物は、誘電率が３以上である高誘電率物質を含むことができる。液晶層内に存在する前記高誘電率物質は、液晶層の伝導度を調節して液晶化合物にＥＨＤＩを誘発することができる。これを通じて液晶化合物は規則的に配列された状態、例えば、後述する透明モードで不規則的に配列された状態、例えば、後述する散乱モードにその配列を転換することができる。本発明の液晶セルは、前記非イオン性化合物の誘電率が高いほど優秀なヘイズ特性を示すことができる。
【００６４】
前記高誘電率物質の誘電率は、例えば、３以上、５以上、１０以上、１５以上、２０以上、２５以上、３０以上、３５以上、４０以上、４５以上、５０以上、５５以上、６０以上または６５以上であり得る。前記高誘電率物質の誘電率は、高いほど液晶セルの散乱モードでのヘイズ特性を向上させることができるもので、その上限は特別に制限されないが、例えば、２００以下、１９０以下、１８０以下、１７０以下、１６０以下、１５０以下、１４０以下、１３０以下、１２０以下、１１０以下、または１００以下であり得る。前記高誘電率物質の誘電率を測定する方式は、特別に制限されず、常温で公知の誘電率測定方式によって測定できる。本明細書において、高誘電率物質の誘電率を記載しながら特別に言及しない限り、（Ｄａｖｉｄ  Ｒ．Ｌｉｄｅ）Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｓｏｌｖｅｎｔｓ（ＣＲＣ  Ｐｒｅｓｓ／１９９４．１２．０１）に開示された誘電率を参照することができる。また、本明細書において、複数の非イオン性化合物の誘電率を記載しながら特別に言及しない限り、常温で同一な誘電率測定方式によって測定された値を意味する。本明細書で用語「常温」は、加温や減温のされない自然そのままの温度であって、約１５℃〜４０℃の範囲内のいずれかの温度、例えば、約２０℃、約２５℃または約３０℃程度の温度を意味し得る。
【００６５】
前記高誘電率物質としては、上述の誘電率数値を示す非イオン性化合物であれば、特別に制限なしに使用することができる。一つの例示で、前記非イオン性化合物は、アルキレンカーボネート（ａｌｋｙｌｅｎｅ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）系化合物、ラクトン（Ｌａｃｔｏｎｅ）系化合物、ジオキシラン（ｄｉｏｘｉｌａｎｅ）系化合物、スルホラン（ｓｕｌｆｏｌａｎｅ）系化合物及びアルキルアニリン（ａｌｋｙｌ  ａｎｉｌｉｎｅ）系化合物からなる群より選択される１種以上を含むことができる。前記非イオン性化合物としては、より具体的には、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ガンマブチロラクトン、１、３−ジオキシラン、スルホラン、Ｎ、Ｎ−ジメチルアニリンなどを使用することができるが、これに制限されるものではない。
【００６６】
前記高誘電率物質の液晶層内での割合は、目的物性、例えば、液晶化合物の不規則な配列状態を誘発することができる特性などを考慮して適切に選択することができる。前記高誘電率物質は、例えば、０．０１重量％以上、０．１重量％以上、１重量％以上、２重量％以上、３重量％以上、４重量％以上、５重量％以上、６重量％以上、７重量％以上、８重量％以上または９重量％以上の割合で液晶層内に含まれることができる。前記高誘電率物質の液晶層内での割合の上限は、例えば、２０重量％以下、１９重量％以下、１８重量％以下、１７重量％以下、１６重量％以下、１５重量％以下、１４重量％以下、１３重量％以下、１２重量％以下または１１重量％以下であり得る。前記高誘電率物質の液晶層内での割合が前記範囲を満足する場合、透明モード及びヘイズ特性が優秀な散乱モードとの間をスイッチングすることができる液晶セルを具現することができる。また、非イオン性化合物を使用する場合、液晶媒質内での溶解度を確保することができるので、必要な場合、塩（Ｓａｌｔ）形態の液晶添加剤に比べてより多くの量の液晶添加剤を自由に使用することができるので、液晶セル製造の自由度が高まる。
【００６７】
非イオン性化合物が高誘電率物質である場合、液晶層は、ＥＨＤＩ特性を具現することができる程度の伝導度を有することができる。一つの例示で、前記液晶層の水平伝導度（σ／／）は、１．０ｘ１０−７Ｓ／ｍ以上であり得る。
【００６８】
本明細書において液晶層の水平伝導度（σ／／）は、液晶層の光軸と印加電圧による電場の方向が実質的に水平になるように電圧を印加した状態で、前記電場の方向に沿って測定した伝導度値を意味し得る。一つの具体的な例として、前記ネマチック液晶が棒状を有する場合、前記ネマチック液晶の長軸が液晶層の厚さ方向と平行な状態で、すなわち、垂直配向状態で、前記液晶層の厚さ方向に沿って電場が形成されるように電圧を印加して前記電場方向に沿って測定した伝導度値を意味する。
【００６９】
本明細書で液晶層の「垂直伝導度（σ⊥）」は、液晶層の光軸と印加電圧による電場の方向が実質的に垂直になるように電圧を印加した状態で、前記電場の方向に沿って測定した伝導度値を意味する。一つの具体的な例として、前記ネマチック液晶が棒状を有する場合、前記ネマチック液晶の長軸が液晶層の厚さ方向と垂直になった状態で、すなわち、水平配向状態で、前記液晶層の厚さ方向に沿って電場が形成されるように電圧を印加して前記電場方向に沿って測定した伝導度値を意味する。
【００７０】
本明細書において単位がＳ／ｍである液晶層の伝導度値は、常温で６０Ｈｚ周波数の０．５Ｖ電圧の印加条件で、面積が２．２ｃｍｘ４．０ｃｍであり、間隔が９μｍである液晶セルに対して実測した伝導度（単位：Ｓ／ｍ）を意味し得る。本明細書において単位がμＳ／ｃｍである液晶層の伝導度値は、前記実測伝導度を１ｃｍ２の面積及び１ｃｍの間隔の液晶セルを基準として換算した伝導度値を意味し得る。
【００７１】
非イオン性化合物が高誘電率物質である場合、液晶層の水平伝導度（σ／／）は、より具体的に、１．０ｘ１０−６Ｓ／ｍ以上、２．０ｘ１０−６Ｓ／ｍ以上、３．０ｘ１０−６Ｓ／ｍ以上、４．０ｘ１０−６Ｓ／ｍ以上、５．０ｘ１０−６Ｓ／ｍ以上、６．０ｘ１０−６Ｓ／ｍ以上または７．０ｘ１０−６Ｓ／ｍ以上であり得る。液晶層の水平伝導度（σ／／）が前記範囲を満足する場合、液晶層に外部エネルギーを印加することによってＥＨＤＩ特性を効果的に示すことができる。液晶層の水平伝導度（σ／／）の上限は、目的とする物性を損なわない範囲内で適切に選択することができ、例えば、１．０ｘ１０−１Ｓ／ｍ以下、１．０ｘ１０−２Ｓ／ｍ以下、１．０ｘ１０−３Ｓ／ｍ以下、９．０ｘ１０−４Ｓ／ｃｍ以下または５．０ｘ１０−４Ｓ／ｃｍ以下であり得る。液晶層の水平伝導度（σ／／）の前記数値範囲への調節は、液晶層内に存在する高誘電率物質の誘電率値や高誘電率物質の含量を調節することで調節することができる。または液晶層内に反応性作用基を有するモノマー、開始剤または異方性染料などの添加剤を適切に追加することによっても調節することができる。
【００７２】
非イオン性化合物が高誘電率物質である場合、前記液晶層の水平伝導度（σ／／）は、非イオン性化合物の誘電率（ε）に対して線形的な関係を示すことができる。したがって、前記非イオン性化合物の誘電率が高いほど液晶層の水平伝導度（σ／／）は増加するので、液晶層に外部エネルギーを印加する場合、ＥＨＤＩ特性を効果的に示すことができ、これによって、液晶セルは優秀なヘイズ特性を示すことができる。
【００７３】
非イオン性化合物が高誘電率物質である場合、前記液晶セルは、下記数式１の関係を満足することができる。
【００７４】
［数式１］
ｙ＝１ｘ１０−７ｘ＋４ｘ１０−７≧１．０ｘ１０−５
【００７５】
前記数式１で、ｙは、液晶層の水平伝導度（σ／／）（単位：Ｓ／ｍ)を意味し、ｘは、非イオン性化合物の誘電率（ε）を意味する（ただし、前記で非イオン性化合物の液晶層内での割合は１０重量％である）。
【００７６】
前記数式１で、ｙを意味する液晶層の水平伝導度（σ／／）に対する具体的な事項は、上述の液晶層の水平伝導度（σ／／）に関する内容が同一に適用され得る。また、前記数式１の関係は、約９５％以上、約９６％以上、約９７％以上、約９８％以上、約９９％以上の正確度を有することができる。
【００７７】
他の一つの例示で、前記非イオン性化合物は、反応性メソゲンを含むことができる。前記反応性メソゲンは、液晶層の伝導度を調節してＥＨＤＩ特性を具現することができる。これを通じて液晶化合物は、規則的に配列された状態、例えば、後述する透明モードで不規則的に配列された状態、例えば、後述する散乱モードにその配列を転換することができる。
【００７８】
前記反応性メソゲンは、液晶化合物、特にネマチック相液晶化合物と類似した構造を有し、光学的に異方的な特性、例えば、分子の長軸方向と短縮方向に異なる伝導度を有するので、液晶層の伝導度を調節してＥＨＤＩ特性を具現するだけではなく、液晶に対する溶解性及び液晶との分散特性の差による面内不均一を減少させることができ、液晶と混合特性を改善して保管信頼性が優秀であるだけではなく、駆動電圧とヘイズ特性が優秀な液晶セルを提供するのに有利である。
【００７９】
本明細書において、反応性メソゲンは、液晶性を示すことができる部位、例えば、メソゲン骨格を含み、また反応性官能基を一つ以上含む化合物を意味し得る。前記反応性官能基としては、例えば、重合性官能基または架橋性官能基を例示することができる。
【００８０】
前記反応性メソゲンは、多官能性反応性メソゲンまたは単官能性反応性メソゲンを含むことができる。本明細書で用語「多官能性反応性メソゲン」は、前記メソゲンのうち反応性官能基を２個以上含む化合物を意味し得る。一つの例示で、多官能性反応性メソゲンは、反応性官能基を２個〜１０個、２個〜８個、２個〜６個、２個〜５個、２個〜４個、２個〜３個または２個含むことができる。また、用語「単官能性反応性メソゲン」は、前記メソゲンのうち一つの反応性官能基を含む化合物を意味し得る。
【００８１】
前記反応性メソゲンは、下記化学式２〜５で表示される化合物を含むことができる。
【００８２】
［化学式２］
【化４０】
0006550627.tif 000041
【００８３】
［化学式３］
【化４１】
0006550627.tif 000042
【００８４】
［化学式４］
【化４２】
0006550627.tif 000043
【００８５】
［化学式５］
【化４３】
0006550627.tif 000044
【００８６】
化学式２〜５で、Ｐ１〜Ｐ６は、それぞれ独立的に（メト）アクリレート基、カルボキシル基、ヒドロキシ基、ビニル基、エポキシ基またはニトロ基であり、Ｘ１〜Ｘ５は、それぞれ独立的に単一結合、置換または非置換された炭素数１〜１０のアルキル基、または置換または非置換された炭素数１〜１０のアルコキシ基であり、Ｌ２〜Ｌ７は、それぞれ独立的に単一結合、置換または非置換された炭素数１〜１０のアルキレン基、置換または非置換された炭素数１〜１０のアルケニレン基、置換または非置換された炭素数１〜１０のアルコキシレン基、−Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、Ａ５〜Ａ８は、それぞれ独立的に水素、ハロゲン、シアノ基、置換または非置換された炭素数１〜３のアルキル基、または置換または非置換された炭素数１〜２のアルコキシ基であり、Ｙ１〜Ｙ２は、それぞれ独立的に水素、ハロゲン、シアノ基、置換または非置換された炭素数１〜１０のアルキル基、シアノ基、ハロゲン及びアルケニル基からなる群より選択された一つ以上の置換基に置換または非置換された炭素数１〜１０のアルコキシ基である。
【００８７】
本発明の一実施例によれば、化学式２〜５で、Ｐ１〜Ｐ６は、それぞれ（メト）アクリレート基であり得る。
【００８８】
本発明の一実施例によれば、化学式２〜４で、Ｘ１〜Ｘ５は、それぞれ炭素数１〜１０の非置換アルコキシレン基であり得、具体的に、炭素数１〜６の非置換アルコキシレン基、より具体的に、炭素数１〜３の非置換アルコキシレン基であり得る。
【００８９】
本発明の一実施例によれば、化学式２〜５で、Ｌ２〜Ｌ７は、それぞれ−ＣＯＯ−であり得る。
【００９０】
本発明の一実施例によれば、化学式２〜３で、Ａ５〜Ａ８は、それぞれ独立的に水素またはメチル基であり得る。
【００９１】
本発明の一実施例によれば、化学式４〜５で、Ｙ１〜Ｙ２は、それぞれシアノ基または非置換された炭素数１〜１０のアルコキシ基であり得る。より具体的に、化学式４で、Ｙ１は、シアノ基または非置換された炭素数６〜８のアルコキシ基であり得る。
【００９２】
本発明の一実施例によれば、前記反応性メソゲンで前記化学式２の化合物を使用することができ、例えば、下記化学式２−１または２−２の化合物を使用することができる。
【００９３】
［化学式２−１］
【化４４】
0006550627.tif 000045
【００９４】
［化学式２−２］
【化４５】
0006550627.tif 000046
【００９５】
本発明の他の一実施例によれば、反応性メソゲンで前記化学式４の化合物を使用することができ、例えば、下記化学式４−１〜化学式４−３の化合物を使用することができる。
【００９６】
［化学式４−１］
【化４６】
0006550627.tif 000047
【００９７】
［化学式４−２］
【化４７】
0006550627.tif 000048
【００９８】
［化学式４−３］
【化４８】
0006550627.tif 000049
【００９９】
前記反応性メソゲンの液晶層内での割合は、目的とする物性、例えば、液晶層の伝導度を調節してＥＨＤＩ特性具現、ネマチック液晶との混合特性改善などを考慮して適切に選択することができる。
【０１００】
一つの例示で、反応性メソゲンは、前記液晶化合物１００重量部対比、０．１〜３０重量部の割合で含まれることができる。具体的に、反応性メソゲンは、前記液晶化合物１００重量部対比、０．１重量部以上、１重量部以上、２重量部以上、３重量部以上、４重量部以上、５重量部以上、６重量部以上、７重量部以上、８重量部以上、９重量部以上または１０重量部以上の割合で、３０重量部以下、２８重量部以下、２６重量部以下、２４重量部以下、２２重量部以下、２０重量部以下、１８重量部以下、１６重量部以下、１４重量部以下または１２重量部以下の割合で含まれることができる。反応性メソゲンの割合が前記範囲を満足する場合、前記目的とする物性を効果的に具現して駆動電圧特性及びヘイズ特性が優秀な液晶セルを提供することができる。また、上述のように、非イオン性化合物を使用する場合、液晶媒質内での溶解度を確保することができるので、必要な場合、塩（Ｓａｌｔ）形態の液晶添加剤に比べてより多くの量の液晶添加剤を自由に使用することができるので液晶セル製造の自由度が高まる。
【０１０１】
非イオン性化合物が反応性メソゲンである場合、液晶層は、ＥＨＤＩ特性を具現することができる程度の伝導度を有することができる。一つの例示で、前記液晶層の実測水平伝導度（σ／／）は、１．０ｘ１０−７Ｓ／ｍ以上であり得る。前記液晶層の水平伝導度（σ／／）に対しては、前記高誘電率物質の項目で記述した内容が同一に適用され得る。
【０１０２】
非イオン性化合物が反応性メソゲンである場合、前記液晶層の水平伝導度（σ／／）または垂直伝導度（σ⊥）は、１．０ｘ１０−４μＳ／ｃｍ以上であり得る。より具体的に、前記液晶層の水平伝導度（σ／／）または垂直伝導度（σ⊥）は、９．５ｘ１０−５μＳ／ｃｍ以上、１．０ｘ１０−４μＳ／ｃｍ以上、５．０ｘ１０−４μＳ／ｃｍ以上、１．０ｘ１０−３μＳ／ｃｍ以上または１．０ｘ１０−２μＳ／ｃｍ以上であり得る。前記液晶層の水平伝導度（σ／／）または垂直伝導度（σ⊥）が前記数値範囲に調節される場合、液晶層にＥＨＤＩ特性を効果的に具現することができる。前記液晶層の水平伝導度（σ／／）または垂直伝導度（σ⊥）の上限は、目的とする物性を損なわない範囲内で適切に選択されることができ、例えば、１．０ｘ１０−２μＳ／ｃｍ以下、１．０ｘ１０−３μＳ／ｃｍ以下、９．０ｘ１０−４μＳ／ｃｍ以下または５．０ｘ１０−４μＳ／ｃｍ以下であり得る。このような液晶層の水平伝導度（σ／／）または垂直伝導度（σ⊥）は、前記反応性メソゲンの種類及び含量を調節するかまたは前記イオン性化合物を少量添加することによって具現することができる。または、液晶層内に開始剤または異方性染料などの添加剤を適切に添加することによっても調節できる。
【０１０３】
非イオン性化合物が反応性メソゲンである場合、前記液晶層の垂直伝導度（σ⊥）及び水平伝導度（σ／／）の割合は、目的とする液晶セルの物性を考慮して適切に調節され得る。例えば、液晶層の垂直伝導度（σ⊥）に対する水平伝導度（σ／／）の割合（σ／／／σ⊥）は、０．２以上、０．４以上、０．６以上、０．８以上、１．０以上、１．２５以上、１．５以上、１．７５以上、２．０以上、２．２５以上、２．５以上、２．７５以上または３．０以上であり得る。前記垂直伝導度（σ⊥）及び水平伝導度（σ／／）は、それぞれ換算された垂直伝導度（σ⊥）及び水平伝導度（σ／／）値を意味し得る。非イオン性化合物が反応性メソゲンである場合、前記液晶層の垂直伝導度（σ⊥）及び水平伝導度（σ／／）の割合を前記数値範囲内に調節する場合、液晶セルは、低い駆動電圧及びヘイズ特性を示しながら、透明モードと散乱モードとの間をスイッチングする液晶セルを具現するのに有利である。
【０１０４】
非イオン性化合物が反応性メソゲンである場合、液晶層の垂直伝導度（σ⊥）に対する水平伝導度（σ／／）の割合（σ／／／σ⊥）の上限は、目的とする物性を損なわない範囲内で適切に選択することができ、例えば、７以下、６以下、５以下、４以下、３以下、２以下または１．５以下であり得るが、これに制限されるものではない。このような垂直伝導度（σ⊥）に対する水平伝導度（σ／／）の割合（σ／／／σ⊥）は、前記反応性メソゲンの種類及び含量を調節するかまたは前記イオン性化合物を少量添加することによって具現することができる。または、液晶層内に開始剤または異方性染料などの添加剤を適切に添加することによっても調節できる。
【０１０５】
前記液晶層は、異方性染料をさらに含むことができる。異方性染料は、例えば、散乱モードでの透過度を減少させることで、液晶セルの透過度可変特性を向上させることができる。本明細書で用語「染料」は、可視光領域、例えば、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲内で少なくとも一部または全体範囲内の光を集中的に吸収及び/または変形させることができる物質を意味することができ、用語「異方性染料」は、前記可視光領域の少なくとも一部または全体範囲で光の異方性吸収が可能な物質を意味し得る。
【０１０６】
異方性染料としては、例えば、液晶の整列状態によって整列される特性を有すると知られている公知の染料を選択して使用することができる。異方性染料としては、例えば、黒色染料（ｂｌａｃｋ  ｄｙｅ）を使用することができる。このような染料としては、例えば、アゾ染料またはアントラキノン染料などとして公知されているが、これに制限されるものではない。
【０１０７】
本発明では、ＥＨＤＩ特性を具現するための添加剤として非イオン性化合物を使用することで、従来のイオン性化合物のみを使用する場合に比して、異方性染料の添加時に変色が少なくて透過率可変特性を一層極大化させることができる。
【０１０８】
前記異方性染料の含量は、本発明の目的を考慮して適切に選択することができる。一つの例示で、異方性染料は、液晶化合物１００重量部対比、０〜３重量部の割合で含まれることができる。具体的に、異方性染料は、液晶化合物１００重量部対比、０重量部超過、０．１重量部以上、０．２重量部以上、０．４重量部以上、０．６重量部以上、０．８重量部以上または１．０重量部以上の割合で、３重量部未満、２．５重量部以下、２．０重量部以下、１．５重量部以下または１．２重量部以下の割合で含まれることができる。
【０１０９】
前記液晶層は、イオン性化合物をさらに含むことができる。この場合、前記イオン性化合物は、前記非イオン性化合物に比べてより少ない含量で含まれることができる。液晶層が少量のイオン性化合物をさらに含む場合、伝導度の調節を通じたＥＨＤＩ特性具現及びヘイズ調節が容易である。また、液晶層が少量のイオン性化合物をさらに含む場合、駆動電圧低減特性を確保することができる。液晶層がイオン性化合物をさらに含む場合、溶けないイオン性化合物（Ｓａｌｔ）を除去するためのフィルター過程が必要な場合がある。
【０１１０】
液晶層がイオン性化合物をさらに含む場合、非イオン性化合物は、液晶化合物１００重量部対比、０．１〜１５重量部の割合で含むことができ、前記イオン性化合物を前記液晶化合物１００重量部対比、０．０１〜５重量部の割合でさらに含むことができる。
【０１１１】
本明細書においてイオン性化合物（Ｉｏｎｉｃ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）は、互いに反対する電荷を有したイオンが、例えば、陽イオンと陰イオンが、イオン結合により構成された塩形態の化合物を意味し得る。前記イオン性化合物は、電気的に中性であり得る。このようなイオン性化合物としては、例えば、含窒素オニウム塩、含硫黄オニウム塩または含リンオニウム塩などが例示できるが、これに制限されるものではない。
【０１１２】
一つの例示で、前記イオン性化合物は、１価の陽イオン及び１価の陰イオンを含むことができる。
【０１１３】
一つの例示で、前記１価の陽イオンは、下記化学式６〜化学式９のうちいずれか一つで表示され得る。
【０１１４】
［化学式６］
【化４９】
0006550627.tif 000050
【０１１５】
化学式６で、Ｚは、窒素、硫黄またはリン原子であり、Ｒｌ、Ｒｍ、Ｒｎ及びＲｏは、それぞれ独立的に水素または炭素数１〜２０の１価の炭化水素基であり、ただし、Ｚが硫黄原子である場合、Ｒｏは存在しない。
【０１１６】
［化学式７］
【化５０】
0006550627.tif 000051
【０１１７】
化学式７で、Ｒａは、炭素数４〜２０の２価の炭化水素基であり、Ｒｂ及びＲｃは、それぞれ水素または炭素数１〜２０の１価の炭化水素基であり、ただし、窒素原子（Ｎ）が２重結合を含む場合、ＲｂまたはＲｃは存在しない。
【０１１８】
［化学式８］
【化５１】
0006550627.tif 000052
【０１１９】
化学式８で、Ｒｄは、炭素数２〜２０の２価の炭化水素基であり、Ｒｅ、Ｒｆ及びＲｇは、それぞれ水素または炭素数１〜２０の１価の炭化水素基である。
【０１２０】
［化学式９］
【化５２】
0006550627.tif 000053
【０１２１】
化学式９で、Ｒｈは、炭素数２〜２０の２価の炭化水素基であり、Ｒｉ、Ｒｊ及びＲｋは、それぞれ水素または炭素数１〜２０の１価の炭化水素基である。
【０１２２】
前記化学式６〜９で、炭化水素基は、飽和炭化水素基及び不飽和炭化水素基を含む意味であって、前記炭化水素基は、炭素−炭素単一結合、炭素−炭素二重結合、炭素−炭素三重結合の中で二つ以上を混合して含むこともできる。また、前記化学式６〜９で、炭化水素基は、直鎖または分枝鎖の炭化水素基を含む意味であり得る。また、前記化学式６〜９で、炭化水素基は、必要によって、ヘテロ原子を含むことができる。また、前記化学式７で、ＲｂまたはＲｃのうちいずれか一つはＲａ中のいずれか一つの炭素と連結されて炭化水素環構造を形成し得る。
【０１２３】
前記１価の陰イオンは、フッ素（Ｆ）陰イオン、臭素（Ｂｒ）陰イオン、塩素（Ｃｌ）陰イオン、ヨウ素（Ｉ）、ＣｌＯ４陰イオン、ＰＦ４陰イオン、ＰＦ６陰イオン、ＰＢ６陰イオンまたはＢＦ４陰イオンなどを例示することができるが、これに制限されるものではない。
【０１２４】
本発明の液晶セルは、液晶化合物の初期整列状態を調節して電圧のような外部エネルギーの印加などを通じて透明モードと散乱モードとの間をスイッチングすることができる。例えば、液晶化合物が整列された状態で存在する場合、液晶セルは透明モードを示すことができ、液晶化合物が不規則に配列された状態で存在する場合、液晶セルは散乱モードを示すことができる。
【０１２５】
本明細書で用語「散乱モード」は、液晶セルが予定された一定水準以上のヘイズを示すモードを意味し、用語「透明モード」は、光が透過可能な状態または予定された一定水準以下のヘイズを示すモードを意味し得る。
【０１２６】
例えば、散乱モードで液晶セルは、ヘイズが１０％以上、１５％以上、２０％以上、２５％以上、３０％以上、３５％以上、４０％以上、４５％以上、５０％以上、５５％以上、６０％以上、６５％以上、７０％以上、７５％以上、８０％以上、８５％以上、９０％以上または９５％以上であり得る。透明モードで液晶セルは、例えば、ヘイズが１０％未満、８％以下、６％以下または、５％以下であり得る。
【０１２７】
一つの例示で、前記液晶層は、ヘイズが１０％未満である透明モード（あるいは非ヘイズモード）及びヘイズが１０％以上である散乱モード（あるいはヘイズモード）との間をスイッチングすることができる。
【０１２８】
一つの例示で、前記液晶セルは、外部エネルギーが印加されない状態で透明モードであり、外部エネルギーが印加される場合、散乱モードにスイッチングされ得る。
【０１２９】
一つの例示で、前記液晶セルは、外部エネルギーが印加されない状態で、ネマチック液晶は垂直配向された状態で存在し得る。
【０１３０】
図１は、誘電率異方性が負数である液晶化合物を利用した液晶セルの駆動を例示的に示す。図１に示したように、初期状態、すなわち、外部エネルギーが印加されない状態で、液晶化合物は、液晶層の平面に対して垂直配向された状態で存在することができ、透明モード（Ａ）を具現することができる。この場合、液晶化合物の初期配向状態を調節するために後述する垂直配向膜が液晶層の両側に存在し得る。このような初期状態で外部エネルギー、例えば、垂直電界を印加する場合、液晶化合物は、液晶添加剤である非イオン性化合物（図示せず）により誘発されるＥＨＤＩによって不規則な配列状態を有しながら散乱モード（Ｂ）に転換され得る。
【０１３１】
一つの例示で、液晶化合物がネマチック相である場合、垂直電界を除去する場合初期状態の透明モードに転換され得る。他の一つの例示で、液晶化合物がスメクチック相、例えば、スメクチックＡ相である場合、垂直電界を除去する場合にも散乱モードを維持することができる。すなわち、ネマチック相の液晶が使われる場合、液晶セルは単安定（ｍｏｎｏｓｔａｂｌｅ）モードを具現し、スメクチック相の液晶が使われる場合、液晶セルは双安定（ｂｉｓｔａｂｌｅ）モードを具現することができる。本明細書で用語「単安定モード」は、液晶の状態の中で少なくともいずれか一つの状態を維持するために外部エネルギーの印加が継続して要求されるモードを意味し、用語「双安定モード」は、状態変化時にだけ外部エネルギーが要求されるモードを意味する。
【０１３２】
透明モードから散乱モードへの転換は、例えば、約１Ｈｚ〜５００Ｈｚ範囲内の低周波数の垂直電界を印加することで実行され得る。また、前記で液晶化合物がスメクチック相である場合、散乱モードから透明モードへの転換のためには、相対的に高周波数、例えば、１ｋＨｚ以上の高周波数の電界の印加が必要であり得る。しかし、印加電界の周波数範囲は前記に制限されるものではなく、目的物性、例えば、各モードのヘイズ特性または透過特性などを考慮して適切に変更され得る。
【０１３３】
液晶セルは、液晶層の両側に対向配置された二つの基板をさらに含むことができる。この場合、液晶セルは、図２に示したように、対向配置された二つの基板２０１Ａ、２０１Ｂ及び前記対向配置された二つの基板２０１Ａ、２０１Ｂの間に存在する前記液晶層１０１を含むことができる。
【０１３４】
基板としては、特別な制限なしに公知の素材を使用することができる。例えば、ガラスフィルム、結晶性または非結晶性シリコンフィルム、石英またはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）フィルムなどの無機系フィルムやプラスチックフィルムなどを使用することができる。基板としては、光学的に等方性である基板や、位相差層のように光学的に異方性である基板または、偏光板やカラーフィルター基板などを使用することができる。
【０１３５】
プラスチック基板としては、ＴＡＣ（ｔｒｉａｃｅｔｙｌ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）；ノルボルネン誘導体などの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）または非晶質フッ素樹脂などを含む基板を使用することができるが、これに制限されるものではない。基板には、必要に応じて、金、銀、二酸化ケイ素または一酸化ケイ素などのケイ素化合物のコーティング層や、反射防止層などのコーティング層が存在してもよい。
【０１３６】
液晶セルは、液晶層の両側に対向配置された二つの電極層をさらに含むことができる。この場合、液晶セルは、対向配置された二つの電極層及び前記対向配置された二つの電極層の間に存在する前記液晶層を含むことができる。液晶層が前記対向配置された二つの基板及び対向配置された二つの電極層を全て含む場合、図３に示したように、液晶セルは、電極層３０１Ａ、３０１Ｂ及び基板２０１Ａ、２０１Ｂの順に液晶層１０１にさらに隣接するように配置され得る。
【０１３７】
電極層は、液晶層内の液晶化合物の整列状態を転換することができるように液晶層に垂直または水平電界を印加することができる。電極層は、例えば、伝導性高分子、伝導性金属、伝導性ナノワイヤーまたはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などの金属酸化物などを蒸着して形成することができる。電極層は、透明性を有するように形成され得る。この分野では、透明電極層を形成できる多様な素材及び形成方法が公知されており、このような方法はすべて適用され得る。必要な場合、基板の表面に形成される電極層は、適切にパターン化されていることもあり得る。
【０１３８】
液晶セルは、液晶層の両側に対向配置された二つの垂直配向膜をさらに含むことができる。この場合、液晶セルは、対向配置された二つの垂直配向膜及び前記対向配置された二つの垂直配向膜の間に存在する前記液晶層を含むことができる。液晶層が前記対向配置された二つの基板、前記対向配置された二つの電極層及び対向配置された二つの垂直配向膜を全て含む場合、図４に示したように、液晶セルは、垂直配向膜４０１Ａ、４０１Ｂ、電極層３０１Ａ、３０１Ｂ及び基板２０１Ａ、２０１Ｂの順に液晶層１０１にさらに隣接するように配置され得る。
【０１３９】
垂直配向膜としては、隣接する液晶層の液晶化合物に対して垂直配向能を有する配向膜であれば、特別な制限なしに選択して使用することができる。このような配向膜としては、例えば、ラビング配向膜のように接触式配向膜または光配向膜化合物を含めて直線偏光の照射などのような非接触式方式によって配向特性を示すことができるものとして公知された配向膜を使用することができる。
【０１４０】
また、本発明は、液晶セルの用途に関する。例示的な液晶セルは、透明モードと散乱モードとの間をスイッチングし、特に、散乱モードでのヘイズ特性が優秀である。このような液晶セルは、光変調装置に有用に用いられ得る。光変調装置としては、スマートウィンドウ、ウィンドウ保護膜、フレキシブルディスプレイ素子、３Ｄ映像表示用アクティブリターダー（ａｃｔｉｖｅ  ｒｅｔａｒｄｅｒ）または視野角調節フィルムなどを例示することができるが、これに制限されるものではない。前記のような光変調装置を構成する方式は特に制限されず、前記液晶セルを用いる限り、通常の方式が適用され得る。
【発明の効果】
【０１４１】
本発明は、ＥＨＤＩ特性を具現する液晶添加剤として非イオン性化合物を使用することで透明モードと散乱モードとの間をスイッチングすることができ、液晶に対する添加剤の溶解度を確保することで駆動電圧特性、ヘイズ特性、信頼性などの性能が優秀な液晶セルを提供することができる。このような液晶セルは、スマートウィンドウ、ウィンドウ保護膜、フレキシブルディスプレイ素子、透明ディスプレイ用遮光板、３Ｄ映像表示用アクティブリターダー（ａｃｔｉｖｅ  ｒｅｔａｒｄｅｒ）または視野角調節フィルムなどのような多様な光変調装置に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】本発明の液晶セルの駆動方式を例示的に示した図である。
【図２】本発明の液晶セルを例示的に示した図である。
【図３】本発明の液晶セルを例示的に示した図である。
【図４】本発明の液晶セルを例示的に示した図である。
【図５】実施例１〜実施例３の液晶添加剤の誘電率と液晶層の水平伝導度の関係を示した図である。
【図６】実施例１〜実施例３の電圧によるヘイズ評価結果である。
【図７】比較例１及び比較例２電圧によるヘイズ評価結果である。
【図８】実施例５及び実施例９の電圧によるヘイズ評価結果である。
【発明を実施するための形態】
【０１４３】
以下、実施例及び比較例を通じて前記内容をより具体的に説明するが、本発明の範囲は、下記提示された内容によって制限されるものではない。
【０１４４】
評価例１．溶解度特性の評価
（１）実施例及び比較例で製造された液晶組成物のボトルを常温に放置して再結晶を観測した。ボトル壁に付いた結晶が肉眼で観察される場合、液晶組成物の常温保管性が確保されないことを意味する。
【０１４５】
（２）実施例及び比較例で製造された液晶セルを常温及び−２０℃でそれぞれ保管して再結晶を観測した。常温では一ヶ月以上毎日観測し、−２０℃では５日以上放置した後に観測した。液晶セルの結晶が肉眼で観察される場合、溶解度特性が確保されないことを意味する。
【０１４６】
＜溶解度特性の評価基準＞
Ｏ：前記観測のうち再結晶が肉眼で観察されない。
Ｘ：前記観測のうちいずれか一つでも再結晶が肉眼で観察される。
【０１４７】
評価例２．伝導度特性の評価
実施例及び比較例で製造された液晶セルに対して、ＬＣＲ  Ｍｅｔｅｒ（Ｅ４９８０Ａ、Ａｇｉｌｅｎｔ社製)を利用し、測定周波数が６０Ｈｚで、測定電圧が０．５Ｖである条件で常温伝導を測定した（単位：Ｓ／ｍ）。水平伝導度（σ／／）は、垂直配向された液晶層に対して垂直電圧、すなわち、液晶層の厚さ方向に電圧を印加しながら測定し、垂直伝導度（σ⊥）は、水平配向された液晶層に対して同様に前記垂直電圧を印加して測定した。換算伝導度（単位：μＳ／ｃｍ）は、前記実測された伝導度を１ｃｍ２の面積及び１ｃｍの間隔を基準として換算して求めることができる。
【０１４８】
評価例３．ヘイズ及び透過率の評価
実施例及び比較例で製造された液晶セルに対して、上下ＩＴＯ透明電極層にＡＣ電源（周波数：６０Ｈｚ）を連結して垂直電界を印加して駆動させながら、ヘイズメータ、ＮＤＨ−５０００ＳＰを利用して、ＡＳＴＭ方式で電圧によるヘイズ及び透過率を測定した。すなわち、光を測定対象に透過させて積分球内に入射させて、この過程で、光は測定対象によって拡散光（ＤＴ、拡散して出光されたすべての光の和を意味)と平行光（ＰＴ、拡散光を排除した正面方向の出光を意味）とに分離されるが、この光は、積分球内で受光素子に集光され、集光される光を通じて前記ヘイズの測定が可能である。すなわち、前記過程による全体透過光（ＴＴ）は、前記拡散光（ＤＴ）と平行光（ＰＴ）の総和（ＤＴ＋ＰＴ）であり、ヘイズは、前記全体透過光に対する拡散光の百分率（Ｈａｚｅ（％）＝１００ＸＤＴ／ＴＴ）で規定され得る。また、下記試験例で、全体透過率は、前記全体透過光（ＴＴ）を意味し、直進透過率は、前記平行光（ＰＴ）を意味する。
【０１４９】
＜実施例１＞
ＤＳＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｍｏｄｅ）液晶組成物の製造
１０ｍＬバイアル（ｖｉａｌ）に、ＨＣＣＨ社製の液晶（ＨＮＧ７２６２００−１００、誘電率異方性：−４．０、屈折率異方性：０．２２５）３．６０ｇ、及び液晶添加剤としてＰｒｏｐｙｌｅｎｅ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ（２０℃での誘電率：６６．１４、（Ｄａｖｉｄ  Ｒ．Ｌｉｄｅ）Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｓｏｌｖｅｎｔｓ（ＣＲＣ  Ｐｒｅｓｓ／１９９４．１２．０１））０．４０ｇ（約１０重量％）を添加した後、１００℃で２４時間の間撹拌して液晶組成物を製造した。
【０１５０】
ＤＳＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｍｏｄｅ）液晶セルの製造
セル内側にＩＴＯ透明電極層及び垂直配向膜が順次に形成されて、セル間隔が９μｍであるガラステストセルに毛細管現象を利用して前記製造された液晶組成物を注入して、面積２．２ｃｍｘ４．０ｃｍ及び間隔９μｍである液晶セルを製造した。
【０１５１】
＜実施例２＞
液晶組成物の製造において、液晶添加剤としてＰｒｏｐｙｌｅｎｅ  ｃａｒｂｏｎａｔｅの代りにＳｕｌｆｏｌａｎｅ（３０℃での誘電率：４３．２６、（Ｄａｖｉｄ  Ｒ．Ｌｉｄｅ）Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｓｏｌｖｅｎｔｓ（ＣＲＣ  Ｐｒｅｓｓ／１９９４．１２．０１））０．４ｇ（約１０重量％）を使用したこと以外は、実施例１と同一な方式で液晶セルを製造した。
【０１５２】
＜実施例３＞
液晶組成物の製造において、液晶添加剤としてＰｒｏｐｙｌｅｎｅ  ｃａｒｂｏｎａｔｅの代りにＮ、Ｎ−Ｄｉｍｅｔｈｙｌａｎｉｌｉｎｅ（２５℃での誘電率：４．９０、 （Ｄａｖｉｄ  Ｒ．Ｌｉｄｅ）Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｓｏｌｖｅｎｔｓ（ＣＲＣ  Ｐｒｅｓｓ／１９９４．１２．０１））０．４ｇ（約１０重量％）を使用したこと以外は、実施例１と同一な方式で液晶セルを製造した。
【０１５３】
＜比較例１＞
液晶組成物の製造において、液晶添加剤としてＰｒｏｐｙｌｅｎｅ  ｃａｒｂｏｎａｔｅの代りにＣＴＡＢ（Ｈｅｘａｄｅｃｙｌｔｒｉｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ  Ｂｒｏｍｉｄｅ、ＴＣＩ社製）０．０４ｇ（約１重量％）を使用したこと以外は、実施例１と同一な方式で液晶セルを製造した。
【０１５４】
＜比較例２＞
液晶組成物の製造において、液晶添加剤としてＰｒｏｐｙｌｅｎｅ  ｃａｒｂｏｎａｔｅの代りにＣＴＡＣ（Ｈｅｘａｄｅｃｙｌｔｒｉｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ  Ｃｈｌｏｒｉｄｅ、ＴＣＩ社製）０．０４ｇ（約１重量％）を使用したこと以外は、実施例１と同一な方式で液晶セルを製造した。
【０１５５】
＜比較例３＞
液晶組成物の製造において、液晶添加剤としてＰｒｏｐｙｌｅｎｅ  ｃａｒｂｏｎａｔｅの代りにＣＴＡＢ（Ｈｅｘａｄｅｃｙｌｔｒｉｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ  Ｂｒｏｍｉｄｅ、ＴＣＩ社製）０．４ｇ（約１０重量％）を使用したこと以外は、実施例１と同一な方式で液晶セルを製造した。比較例３の場合、実施例１と液晶添加剤の含量が同一であるにもかかわらず液晶媒質内でのＣＴＡＢの溶解度が確保されず透明モードと散乱モードをスイッチングする液晶セルの具現に適合しない。
【０１５６】
＜比較例４＞
液晶組成物の製造において、液晶添加剤としてＰｒｏｐｙｌｅｎｅ  ｃａｒｂｏｎａｔｅの代りにＣＴＡＣ（Ｈｅｘａｄｅｃｙｌｔｒｉｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ  Ｂｒｏｍｉｄｅ、ＴＣＩ社製）０．４ｇ（約１０重量％）を使用したこと以外は、実施例１と同一な方式で液晶セルを製造した。比較例４の場合にも、実施例１と液晶添加剤の含量が同一であるにもかかわらず液晶媒質内でのＣＴＡＣの溶解性が確保されず透明モードと散乱モードをスイッチングする液晶セルの具現に適合しない。
【０１５７】
水平伝導度の評価
実施例１〜実施例３及び比較例１、比較例２で製造された液晶セルに対して水平伝導度を測定し、その結果を下記表１に示した。図５には、実施例１〜実施例３の液晶添加剤の誘電率に対する液晶層の水平伝導度のグラフを示した。図５に示したように、液晶層の水平伝導度（単位：Ｓ／ｍ）は、液晶添加剤の誘電率に対して線形的な関係を有することを確認することができる（図５においてＲ２は、ｘ座標を液晶添加剤の誘電率にセッティングしてｙ座標を液晶層の水平伝導度にセッティングした場合、ｘ及びｙ値がｙ＝１Ｅ−０７ｘ＋４Ｅ−０７（ｙ＝１ｘ１０−７ｘ＋４ｘ１０−７）の式に符合する程度を示す数値であって、Ｒ２が１である場合、１００％符合することを意味し、図５によれば、前記数式に９８．５９％符合することが分かる。）
【０１５８】
ヘイズ評価
実施例１〜３及び比較例１、比較例２で製造された液晶セルに対して電圧によるヘイズを評価した後、その結果を表１及び図６（実施例１、２）、図７（比較例１、２）に示した。
【０１５９】
【表１】
0006550627.tif 000054
【０１６０】
＜実施例４＞
ＤＳＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｍｏｄｅ）液晶組成物の製造
１０ｍＬバイアル（ｖｉａｌ）に液晶（ＨＮＧ７２６２００−１００、ＨＣＣＨ社製、誘電率異方性：−４．０、屈折率異方性：０．２２５）３．６ｇ、及び添加剤として反応性メソゲン（ＲＭ１）（ＨＣＭ−００８、ＨＣＣＨ社製）０．４ｇ及び異方性染料（Ｘ１２、ＢＡＳＦ社製）０．０４ｇを添加した後、１００℃で２４時間の間撹拌して液晶組成物を製造した。
【０１６１】
ＤＳＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｍｏｄｅ）液晶セルの製造
ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）透明電極層と垂直配向膜が順次形成されている２枚のＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルムを、前記垂直配向膜が互いに対向し、間隔が約９μｍ程度になるように離隔配置させた後に、前記離隔配置された２枚のＰＣフィルムの間に製造された液晶組成物を注入し、エッジ（ｅｄｇｅ）をシーリングして面積２．２ｃｍｘ４．０ｃｍ及び間隔９μｍである液晶セルを製作した。前記で垂直配向膜としては、垂直配向組成物（Ｎｉｓｓａｎ５６６１）をＩＴＯ透明電極層上にコーティングし、１００℃以上の温度で５分以上塑性を進行させたものを使用した。
【０１６２】
＜実施例５〜実施例８＞
液晶添加剤の種類及び含量を下記表２のように調節したこと以外は、実施例１と同一に液晶セルを製造した。
【０１６３】
【表２】
0006550627.tif 000055
【０１６４】
＜ＲＭ１＞
【化５３】
0006550627.tif 000056
【０１６５】
＜ＲＭ２＞
【化５４】
0006550627.tif 000057
【０１６６】
＜ＲＭ３＞
【化５５】
0006550627.tif 000058
【０１６７】
＜ＲＭ４＞
【化５６】
0006550627.tif 000059
【０１６８】
＜ＲＭ５＞
【化５７】
0006550627.tif 000060
【０１６９】
＜比較例５〜比較例９＞
液晶添加剤の種類及び含量を下記表３のように調節したこと以外は、実施例１と同一に液晶セルを製造した。
【０１７０】
【表３】
0006550627.tif 000061
【０１７１】
［ＣＴＡＢ：Ｃｅｔｙｌｔｒｉｍｅｔｈｙｌ  ａｍｍｏｎｉｕｍ  ｂｒｏｍｉｄｅ］
【化５８】
0006550627.tif 000062
【０１７２】
［ＣＴＡＣ：Ｃｅｔｙｌｔｒｉｍｅｔｈｙｌ  ａｍｍｏｎｉｕｍ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ］
【化５９】
0006550627.tif 000063
【０１７３】
［ＴＰＰ：Ｔｒｉｐｈｅｎｙｌ−ｐｈｏｓｐｈａｎｅ＋Ｉ２：Ｉｏｄｉｄｅ］
（Ｔｒｉｐｈｅｎｙｌ−ｐｈｏｓｐｈａｎｅ）
【化６０】
0006550627.tif 000064
（Ｉｏｄｉｄｅ）
【化６１】
0006550627.tif 000065
【０１７４】
［ＣＴＣ：Ｃｈａｒｇｅ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｃｏｍｐｌｅｘ］
【化６２】
0006550627.tif 000066
及び
【化６３】
0006550627.tif 000067
【０１７５】
［ＨＱＢＱ：Ｈｙｄｒｏｑｕｉｎｏｎｅ  Ｂｅｎｚｏｑｕｉｎｏｎｅ］
【化６４】
0006550627.tif 000068
（Ｈｙｄｒｏｑｕｉｎｏｎｅ）
【化６５】
0006550627.tif 000069
（Ｂｅｎｚｏｑｕｉｎｏｎｅ）
【０１７６】
実施例４〜９及び比較例５〜９に対して、溶解度特性、伝導度特性、ヘイズ特性及び透過度可変特性を評価した後、その結果を下記表４及び表５に記載した。
【０１７７】
【表４】
0006550627.tif 000070
【０１７８】
【表５】
0006550627.tif 000071
【０１７９】
＜実施例９＞
液晶添加剤の種類及び含量を下記表６のように調節し、溶けないイオン性添加剤、ＣＴＡＣを除去するために、０．１μｍサイズのフィルターを使用してフィルター過程を追加で実行したこと以外は、実施例４と同一に実施例９の液晶セルを製造した。
【０１８０】
また、実施例９に対して溶解度特性、伝導度特性、ヘイズ特性及び透過度可変特性を評価した後、その結果を下記表６のように実施例５と比較して記載した。また、実施例５及び実施例９に対して電圧によるヘイズを評価し、その結果を図８に示した。
【０１８１】
【表６】
0006550627.tif 000072
【符号の説明】
【０１８２】
１０１：液晶層
１０２１：液晶化合物
２０１Ａ、２０１Ｂ：基板
３０１Ａ、３０１Ｂ：電極層
４０１Ａ、４０１Ｂ：垂直配向膜
【図１】
0006550627.tif 000075
【図２】
0006550627.tif 000076
【図３】
0006550627.tif 000077
【図４】
0006550627.tif 000078
【図５】
0006550627.tif 000079
【図６】
0006550627.tif 000080
【図７】
0006550627.tif 000081
【図８】
0006550627.tif 000082