KR810002070B1 - Liquid crystal material - Google Patents
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Description
제1도 엇갈린 네마틱 표시판의 분해도1 Exploded view of staggered nematic display panel
제2도 제1도와 같이 만들어진 엇갈린 네마틱 액정표시판을 갖는 시계의 정면도2 is a front view of a watch having a staggered nematic liquid crystal panel made as shown in FIG.
제3도 제2도의 시계표시판 부분의 단면 확대도3 is an enlarged cross-sectional view of the part of the watch panel of FIG.
본 발명은 액정재료에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal material.
많은 액정표시장치가 공지되었으며 통상적으로 이 장치는 두 글레스 슬라이드에 끼운 두 전극사이에 박충의 액정재료를 넣는다. 층을 통하여 작동 가능한 전압을 두 전극에 넣으면 광학적 성질이 가시적으로 변화하며 이러한 성질은 정보를 표시하는데 사용된다. 전극은 예를들어 시간(시계표시단위) 또는 파형으로 표시하는 숫자형 또는 매트릭스형(matrix form)으로 배열한다.Many liquid crystal displays have been known and typically have a thin liquid crystal material between two electrodes sandwiched between two glass slides. Putting an operable voltage through the layers into the two electrodes, the optical properties change visually and these properties are used to display information. The electrodes are arranged, for example, in numerical or matrix form, expressed in time (clockwise units) or in waveforms.
액정재료는 스멕틱(smectic), 콜레스테릭(cholesteric) 또는 네마틱(nematic)이다. 본 발명은 네마틱 액정재료 또는 네마틱과 소량의 콜레스테르 재료와의 혼합물에 관한 것이다.The liquid crystal material is smectic, cholesteric or nematic. The present invention relates to a nematic liquid crystal material or a mixture of nematics and a small amount of cholester material.
액정에서 전압의 영향이 관찰될 때의 전압을 역치 전압이라 한다. 통상적으로는 역치이상(예를들면 역치전압의 약 2배정도로) 조절하여 표시를 분명히 한다.The voltage at which the influence of voltage is observed in the liquid crystal is called the threshold voltage. Normally, the threshold is cleared (e.g. about twice the threshold voltage) to make the display clear.
액정표시는 손목시계 및 주머니용 계산기등의 전지작동에 현저하게 적합한 저전압을 소비하는 것이여야 한다. 그러므로 역치전압을 가능한한 낮추어 한 개의 저볼트수 전지(예 : 표준 1.5V전지)를 사용하도록 하는 것이 바람직하다.The liquid crystal display should consume a low voltage which is remarkably suitable for battery operation such as wristwatches and pocket calculators. Therefore, it is desirable to reduce the threshold voltage as much as possible to use one low-volt-count battery (eg a standard 1.5V battery).
본 발명의 목적은 낮은 전압으로 작동할 수 있는 액정을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a liquid crystal capable of operating at low voltages.
본 발명에 사용한 액정실은 2개의 기질사이에 넣은 액정층으로, 적어도 하나는 투명하고 층의 선택된 부분에 전자판을 형성하기 위하여 전극을 정돈한 기질이며 액정재료는 단일화합물 또는 화합물의 혼합물이며 염료를 함유할 수도 있다.The liquid crystal chamber used in the present invention is a liquid crystal layer sandwiched between two substrates, at least one of which is transparent and a substrate in which electrodes are arranged to form an electronic plate in a selected portion of the layer, and a liquid crystal material is a single compound or a mixture of compounds and dyes. It may contain.
본 발명의 액정재료는 적어도 세가지 액정재료의 혼합물로서 그중 적어도 두 물질은 다음 화합물 또는 사이클로헥산환을 벤젠환대신 치환한다음 화합물로부터 선택된 것으로 구성된다.The liquid crystal material of the present invention comprises a mixture of at least three liquid crystal materials, at least two of which are selected from the following compounds or compounds substituted with cyclohexane rings instead of benzene rings.
상기 화합물에 있어서,In the compound,
X는 단쇄 알킬그룹 CnH2n+1(여기서 n은 우수)이거나, 또는 X는 단쇄 알콕시그룹 CmH2m+1(여기서 m이 기수)이다.X is a short chain alkyl group C n H 2n +1 where n is excellent or X is a short chain alkoxy group C m H 2m +1 where m is an odd number.
성분물질은 그 자체가 액정상(狀)이거나 아니어도 되나 다른 액정물질에 혼합되었을 때는 액정상이어야 한다.The component material may or may not itself be a liquid crystal phase, but when mixed with other liquid crystal substances, it must be a liquid crystal phase.
혼합물은 한 화합물로부터 또는 그 이상의 성분을 함유할 수 있으나, n, m값이 달라야 하며, 또는 상기 화합물중 서로 다른 화합물을 혼합할 수 있다. 하나 또는 그 이상의 혼합물은 n=우수, m=기수를 만족하지 않는 화합물이며, 혼합물의 네마틱 온도범위를 증가시키기 위하여 가한다. 이러한 화합물은 예를들면 다음의 5CT 또는 BB15이다.The mixture may contain components from one or more compounds, but the n and m values must be different, or different compounds of the compounds may be mixed. One or more mixtures are compounds which do not satisfy n = excellent, m = base, and are added to increase the nematic temperature range of the mixture. Such a compound is for example the following 5CT or BB15.
둘째, 저볼트수에 작동하는 액정표시장치는 상기(첫째) 혼합물을 함유하는 상기의 액정심을 함유한다.Secondly, the liquid crystal display device operating at low volts number contains the above liquid crystal core containing the (first) mixture.
다음 구조식의 액정재료는 영국특허 명세서 제1,433,130호에 서술되었으며 비페닐 물질이라 칭한다.The liquid crystal material of the following structural formula is described in British Patent Specification No. 1,433,130 and is called a biphenyl material.
상기 구조식에서,In the above structural formula,
X는 알킬, 알콕시, 알카노일옥시 또는 알케닐그룹이고 CN은 시아노 그룹이다.X is an alkyl, alkoxy, alkanoyloxy or alkenyl group and CN is a cyano group.
n이 우수일때가 기수일때보다 작동전압이 낮으며, 이와 유사하게, m이 기수일때가 우수일때보다 작동전압이 낮다. 또한 n과 m의 값이 낮을수록 작동 가능한 전압도 낮아진다. 작동전압을 낮게하기 위하여는 다음과 같은 값이 바람직하다.When n is even, the operating voltage is lower than when it is odd, and similarly, it is lower than when it is even. Also, the lower the values of n and m, the lower the operational voltage. In order to lower the operating voltage, the following values are desirable.
n=2, 4, 6, m=1, 3, 5n = 2, 4, 6, m = 1, 3, 5
그러나 n, m의 값이 낮은 물질은 실온보다 높은 융점, 통상적으로 등방성온도(투명해지는 온도)보다 높은 융점을 갖는다. (예 : 비페닐)However, materials with low values of n and m have a melting point higher than room temperature, usually higher than the isotropic temperature (temperature to be transparent). (E.g. biphenyl)
[표 1]TABLE 1
( )는 실제의 단변전이(單變轉移)를 가리킨다.() Indicates the actual short-shift.
그러므로 혼합물의 네마틱 액정온도 범위가 수용될 수 있도록 혼합물은 n, m의 값이 높은(예 : n=6, m=5) 성분물질을 함유한다. 그러한 혼합물에 있어서 n, m의 평균값은 가능한한 낮아야 하며 n≤6이고 m≤5인 것이 바람직하다. 알킬 및 알콕시 그룹을 함유하는 혼합물의 n 및 m의 평균값은 가능한한 작아야 하며 6 또는 5보다 작은 값이 바람직하다.Therefore, the mixture contains components with high values of n and m (eg n = 6, m = 5) so that the nematic liquid crystal temperature range of the mixture can be accommodated. For such mixtures the mean values of n and m should be as low as possible, preferably n ≦ 6 and m ≦ 5. The mean values of n and m of the mixture containing alkyl and alkoxy groups should be as small as possible and values less than 6 or 5 are preferred.
본 발명은 첨부된 도면과 관련된 실시예로 설명할 수 있다.The invention can be described in the embodiments associated with the accompanying drawings.
제1도에서와 같이, 표판은 편광축(polraisation axis) 2가 수직인 편광자(polariser) 1로 구성된다. 액정실(liquid crystal cell) 3은 네마틱 액정(nematic liquid crystal) 6층을 함유하는 두 개의 글레스 슬라이드(glass slides) 4, 5로 구성된다. 전극 7, 8(예 : 산화석)은 안쪽의 슬라이드 4, 5상에 있으며, 액정실 3의 뒤에는 검광자 또는 아자 편광축 12가 수평인 이차 편광자 11이 있다. 검광자 11의 뒤에는 세선(細線)의 알루미늄 반사기 27가 있다.As in FIG. 1, the plate consists of
액정실을 조립하기 전에 슬라이드 4, 5의 안쪽에 실리콘 모노옥사이드 또는 마그네슘 플루오라이드로 피복한다. 이때 피복체의 기류를 증발시켜 피복한다. 예를들면 실리콘 모노옥사이드는 영국 특허명세서 제1,454,296호에 기술된 바와같이 표면에서 약 5°각도로 슬라이드에 증발시켜 피복한다. 조립시에는 서로의 편광 방향이 90°인 두 슬라이드 4, 5상의 증발방향과 같은 방향으로 슬라이드들을 정돈한다. 이렇게 피복한 피복표면의 액정분자들은 단일방향(증발방향과 병행) 및 슬라이드 표면에 대하여 약 25°내지 35°의 각도, 통상적으로 약 30°의 각도로 놓여 있다. 다른 방법으로는 슬라이드들을 깨끗이 하고 물 및 2중량%의 폴리비닐알코올(P.V.A)의 용액에 담그어 건조시키고 부드러운 티슈(tissue)로 단일 방향으로 닦는다. 슬라이드는 닦은 방향과 직각으로 조립한다. 이 액정실에 액정분자를 슬라이드 표면에 대하여 약 2°각도로 넣으면 액정분자는 슬라이드 4로부터 슬라이드 5로 자유롭게 움직인다. 그러므로 편광을 액정실 3에 통과시켰을 때 슬라이드 4, 5의 표면의 분자를 13의 방향으로 하며 90°로 회전하는 평판이 편광축 2, 12와 각각 평행(또는 수직)한다. 액정실의 전압을 0로 하면 빛은 검광기 1, 액정실 3 및 검광기 11을 통과하여 관측자 15에 그대로 반사된다.Before assembling the liquid crystal chamber, the
작동 가능한 전압을 전극 7, 8사이에 보내면 전극사이에 분자들이 보낸 방향과 평행으로 나열되며 편광기로 보낸 빛은 회전하지 않고 검광기 11로 이동된다. 편광기 및 검광기 11이 서로 교차되어 있기 때문에 반사기에 빛이 전해지지 않고, 전극 7, 8사이의 액정실 3쪽에 있는 관측자에게 반사되는 빛이 없어 밝은면 뒷면은 어두워진다. 그러므로 전극 7, 8을 각각 전원에 연결할 수 있는 별개의 일곱부분으로 만들어 0부터 6의 수를 표시할 수 있게 한다.When an operational voltage is sent between
시계에 있어서 제2, 3도의 표시와 전극 7, 8은 7개의 바(Bar)가 숫자를 나타내고, 1초당 1번 반응하는 간격점(Perios dot)을 나타낼 수 있게 배열한다.In the clock, the display of the second and third degrees and the
분자들을 보낸 빛과 평행하게, 즉 'ON'상태로 하는데 필요한 전압은 층 6의 두께, 사용된 재료, 온도 및 슬라이드 4, 5의 표면처리에 따라 달라진다. 통상적인 층의 두께는 12um이고, 사용하는 물질은 실온 즉 대조하기에 거의 일정한 주위온도에서 안정하여야 한다. 5°의 각도에서 실리콘 모노옥사이드를 증발시켜 표면 처리하여 분자들이 30°로 경사지게 하면 액정실을 'ON'으로 하는데 필요한 전압이 감소된다.The voltage required to bring the molecules parallel to the light, ie 'on', depends on the thickness of
어긋난 네마틱 액정표시판을 사용하는 통상적인 시계표시판에 있어서 1.5V의 전지를 사용하여 시계의 발진기 및 이론회로를 작동시키고 업 컨버터(up converter)를 사용하여 전압을 3.0 내지 4.5V로 상승시켜 표시판을 작동시킨다.In a typical clock display panel using a displaced nematic liquid crystal display panel, the oscillator and the theoretical circuit of the clock are operated by using a 1.5 V battery, and the voltage is raised to 3.0 to 4.5 V using an up converter. It works.
본 발명에 따른 네마틱 액정재료를 사용하면 액정표시판을 작동시키는데 필요한 전압이 1.25내지 1.40V로 감소된다.When the nematic liquid crystal material according to the present invention is used, the voltage required to operate the liquid crystal panel is reduced from 1.25 to 1.40V.
소량의 콜레스테르 물질을 네마틱 액정에 가하면 긴 피치의 콜레스테르 물질이 얻어진다. 부조화한 외관이 생기는 것을 방지하기 위하여 영국 특허원 제1,472,247호에 기재된 바와같이 콜레스테르 핏치를 슬라이 4, 5상에 비교적 일직선 상으로 하여 붙인다.Adding a small amount of cholesteric material to the nematic liquid crystal yields a long pitch cholesteric material. In order to prevent the formation of an incongruous appearance, a cholester pitch is attached to the
예를들면 약 1%의 C.15 콜레스테릭 시아노 비페닐(British Drug Houses에서 시판됨)을 네마틱 물질에 가한다.For example, about 1% of C.15 cholesteric cyano biphenyl (commercially available from British Drug Houses) is added to the nematic material.
C.15 물질은 다음 구조식을 갖는다.C.15 The substance has the structure
다음 표는 네마틱 혼합물 및 10% 전동에 필요한 작동전압의 실시예 즉 제조된 액정실을 통하여 정상적인 빛을 투사하고 다음과 같이 작동하여 완전히 ON으로 하는 예를 보여준다.The following table shows an example of the nematic mixture and an example of the operating voltage required for 10% transmission, that is, the normal light is projected through the manufactured liquid crystal chamber and operated as follows to turn it on completely.
(i) 총두께 12um, Sio2로 슬라이드 피복, 작동전압 1KH3사인곡선(sine wave) 층온도 22℃(i) 12um total thickness, slide coated with Sio 2 , working voltage 1KH 3 Sine wave bed temperature 22 ℃
(ii) 층두께 7um, PVA로 피복하고 문지른 슬라이드, 작동전압 100H3정사각형 곡선(square wave) 층온도 22℃ 퍼센트는 중량비이다.(ii) Layer thickness 7um, slide coated and rubbed with PVA, working voltage 100H 3 square wave 22 ° C percent of bed temperature is weight ratio.
[표 2]TABLE 2
제1, 2, 3도의 표시판은 반사기 27을 부분반사기로 대치하고 베타광(beta light) 또는 저전력 텡스텐 발광체를 부분반사경의 뒤에 설치하여 주위의 빛을 이용할 수 없을때 반사광 대신 투사광으로 표시판을 볼 수 있게 할 수 있다.The display panels of the first, second, and third degrees replace the
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Priority Applications (1)
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| KR7802913A KR810002070B1 (en) | 1978-09-25 | 1978-09-25 | Liquid crystal material |
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| KR810002070B1 true KR810002070B1 (en) | 1981-12-27 |
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| KR (1) | KR810002070B1 (en) |
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1978
- 1978-09-25 KR KR7802913A patent/KR810002070B1/en not_active Expired
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