젤 물질을 첨가한 액정의 구동전압 및 반응속도 분석

초록

본 연구에서는 젤 물질(gelator)을 첨가한 Negative 액정(G+N LC)과 폴리이미드(polyimide) 배향막을 이용한 Positive 액정(PI+5CB LC)을 만들어 640 nm 파장에서의 구동전압(threshold voltage)와 응답속도(response speed)를 비교 측정한 결과를 소개한다. 액정의 저전압 구동 특성과 고속 전기광학적 특성은 공간광변조기, 액정 렌즈, 디스플레이, 광 셔터, 광 변조기 등의 응용에 매우 중요하다. 본 연구에서는 젤 물질로 12-hydroxystearic acid (12-HSA)을 첨가하고 Negative 액정으로는 HAV (HAV-634117, HCCH, China)를 사용하여 10 마이크론 간격의 ITO 유리셀에 삽입한 액정셀(G+N LC)을 구성하였다. 구동 전압 특성과 반응 속도를 실험적으로 측정하여 기존의 폴리이미드 배향막을 이용한 5CB 액정(PI+5CB LC)과 특성을 비교하였다. 제작된 G+N LC의 특성을 시준된 640 nm 파장의 레이저 다이오드 광원으로 사용하고 편광자로 쌍으로 빛을 차단 후 이들 사이에 놓인 액정에 100 Hz ~ 500 kHz 주파수의 사각파를 걸어준 경우, 구동 전압이 2.8 V 수준 이상으로 증가할 때 최대 투과도를 보였다(ΔV10?90% = 1.86 V). 응답시간은 진폭이 5 V인 직교 펄스 구동에 의해 rise time t_(r(10?90%))과 fall time t_(f(90?10%))이 각각 37.1±2.45 ms와 47.7±1.12 ms로 측정되었다. 반면에 PI+5CB LC의 경우에는 100 Hz ~ 500 kHz 주파수의 사각파인 경우 2.5 V 수준 이상으로 증가할 때 투과도의 변화가 최대가 되었다((ΔV90?10% = 1.10~1.13 V). 응답시간은 편광자 쌍 사이에 액정을 두어 투과 모드로 두고 진폭이 ±5.0 V로 상하로 진동하는 교대 펄스로 측정한 액정 투과도의 fall time과 rise time이 각각 85.26±1.11 ms와 8.91±0.18 ms로 측정되었다.