KR20010024689A - 상분리 복합유기막 및 그 제조 방법 - Google Patents

상분리 복합유기막 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

광 변조셀(10)은 한 쌍의 기판(12), 이 기판(12)들 중 적어도 하나 상에 배치된 배열층(18) 및 중합가능한 프리폴리머 및 상기 한쌍의 기판(20)들 사이에 배치되 저분자량 유기물질의 용액을 포함한다. 용액은 상분리되고 두 기판들(20)사이에 폴리머물질의 층 및 유기물질 층을 형성한다. 외력이 그다음 기판들을 통해 인가되어 유기물질의 층의 광학 현상을 한 상태에서 다른 상태로 변경시킬 수 있다. 감광 층이 또한 셀에 제공될 수 있다.

Description

상분리 복합유기막 및 그 제조 방법{PHASE SEPARATED COMPOSITE ORGANIC FILM AND METHODS FOR THE MANUFACTURE THEREOF}
여러 유형의 광 변조 액정 물질이 현재 공지되어 있다. 이상적으로는, 이런 물질들이 고 대비(contrast), 다른 광학 상태들 사이에서의 고속 스위칭 시간, 및 넓은 시야각(viewing angle) 같은 바람직한 특징들을 제공한다. 여러 다른 바람직한 특징은 광학 상태들을 스위치하고 유지하기 위한 저 전력 소모, 기계적, 열적 그리고 전기적 안정성 및 제조의 용이성이다.
상기의 바람직한 특성들의 대부분을 나타내는 한 종류의 유기물질은 강유전성 액정인데, 이 강유전성 액정은 키랄 스메틱 C 액정으로도 칭해진다. 스메틱 액정은 층상태로 배열된 긴, 봉형(rod-like) 분자로 이루어진다. 분자들이 층들에 대해 경사지는 경우에, 이들은 스메틱 C 액정으로 칭해진다. 키랄 기가 물질들의 분자들에 혼합될 때 또는 키랄 물질이 스메틱 액정에 첨가될 때, 분자들은 층들에 수직인 방향을 따라 나선형 패턴을 형성한다. 이런 구조체들은 강유전성 액정으로 공지되어 있다. 강유전성 액정은 네마틱 또는 콜레스테릭 액정 물질과 비교하여 매우 고속의 스위칭 시간을 제공하는 것으로 알려져 있다. 부가적으로, 강유전성 디스플레이 장치의 시야각은 대부분의 다른 유형의 액정 디스플레이 장치보다 매우 넓다.
특히, 강유전성 액정(FLC)상인 키랄 스메틱 C*중간상(mesophase)은 표면 안정화 FLC(SSFLC)장치, 강유전성 겔, 변형된 나선 형태(DHF) 효과 장치 및 폴리머 분산(polymer dispersed) FLC(PDFLC)에서의 광 변조를 위해 주로 사용된다. SSFLC 및 DHF 장치는 배열 층을 각각 갖는 두 평기판들을 포함하는 셀에 채워진 순수 FLC(pure FLC)를 채용한다. 강유전성 겔들은 내부에 용해된 비교적 적은량의 폴리머를 가지며, 배열층들을 갖는 기판들에 의해 배향된, 순수 FLC를 포함하는데, 여기에서, 폴리머는 FLC를 통해 균일하게 분배되고 광학적으로 활성적인 특성의 셀의 부분이 된다. 상분리에 의해 유도된 폴리머 매트릭스에 포함된 FLC의 드롭렛(droplet)을 사용하는 PDFLC 장치가 광변조 요소로 또한 사용될 수 있다. 드롭렛 내부의 FLC 디렉터의 배열은 폴리머 매트릭스의 높은 이방성 활동에 의해 또는 인가된 전자계(electromagnetic field) 또는 시어링(shearing) 같은 외력에 의해 얻어진다.
당업자들이 인지함에 따라, SSFLC 및 DHF 물질과 강유전성 겔을 사용하는 장치는 약1.5㎛의 상대적으로 작은 셀 갭이 최적 대비 및 전도(transmission)을 얻기 위해 사용될 수 있는 것을 필요로 한다. 더욱이, 기판들 사이에서의 높은 균일성의 셀 공간이 필수적이다. 달리 말하자면, 물질이 적절하고 정밀하게 분리된 셀 기판들 사이에서 균일하게 배향되지 않는다면 장치는 적절하게 이행못할 것이다. 이런 장치의 더 다른 단점은 이들이 기계적, 열적, 그리고 전기적 쇼크 또는 스트레스에 크게 영향받는다는 것이다. 더 다른 단점은 이들 물질이 장치 제조중에 지그재그 결함 같은 조직상의 결함을 전개시키는 경향이 있다는 것이다. SSFLCs에서 그레이 스케일 같은 바람직한 특성을 얻는 것이 또한 난해하다.
PDFLC 광변조 장치는 그레이 스케일 특성을 구비하며 다른 세 장치들의 여러 단점들을 가지지 않지만; 그러나, 이들은 자체 보유의 특정한 단점을 가진다. 특히, 폴리머 및 FLC 둘 모두의 굴절율은 드롭렛 표면으로부터의 광산란을 피하도록 매치되어야만 한다. 또 다른 단점은 PDFLC장치가 최적의 성능을 위해 높은 인가전압을 종종 필요로하여 그 자체로 저 전압 전자 드라이버들에 의해 제어되도록 도전되지 않는 것이다.
광학 현상과 관련하여, 백색광으로 조사(illuminated)된 편광자 및 검광자(analyzer)를 사용하는 순수 SSFLC셀은 100 이상의 대비비 및 최대 가능값의 약 80%의 전도값을 가진다. 그러나, 상기된 바와 같이, SSFLC 장치는 액정 배열을 쉽게 손상시킬 수 있고 이들을 쓸모없게 하는 기계적 쇼크에 매우 민감하다.
광 변조를 위해 사용될 여러 다른 액정 물질들은 반강유전성 액정(AFLC:anti-ferroelectric liquid crystals), 콜레스테릭 및 네마틱 액정이다. AFLCs는 기계적 변형 및 열적 쇼크에 대해 또한 민감하며 작지만 균일한 셀 갭을 필요로한다. 적용을 위해 상대적으로 검사되지는 않지만, 이런 물리적 파라미터들은 전기광학 적용을 위해 최적화되도록 유지된다. 네마틱 및 콜레스테릭 장치의 주요 단점은 이들의 느린 응답 및 협소한 시야각이다.
발명의 요약
전술에 비추어, 본 발명의 제 1 특징은 상 분리된 복합 유기막(PSCOF) 및 이런 막을 제조하기 위한 방법을 제공하는데, 여기에서, 막은 매우 고도의 대비, 상대적으로 높은 전도, 및 기계적 안정성을 나타낸다.
본 발명의 다른 특징은 두 기판들 사이에 배치된 저 분자량(LMW) 유기 물질 및 프리폴리머의 중합가능한 조성물로 제조된 상 분리 복합 유기막을 갖는 셀을 제공하는 것이다.
본 발명의 더 다른 특징은, 상기된 바와 같이, 프리폴리머 성분을 LMW 유기 성분으로부터 상분리하여 적어도 하나의 기판에 실질적으로 근접 배치된 폴리머 물질의 층을 형성하기 위한 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 더 다른 특징은, 상기된 바와 같이, 자외선(UV) 노출로 프리폴리머 물질을 폴리머화하는 것인데, 여기에서 셀의 일 측면 상의 자외선 광의 노출은 폴리머층이 자외선 광원과 가장 근접하게 기판을 근접 형성시킨다.
본 발명의 더 다른 특징은, 상기된 바와 같이, 전력, 콜리메이션(collimation), 및 자외 광의 노출 시간을 제어하여 액정일 수 있는 LMW 유기물을 수용하는 그루브, 채널 또는 패턴을 생성시키는 것이다.
본 발명의 더 다른 특징은, 상기한 바와 같이, 배열 층으로 하나 또는 두 기판들을 처리하는 것이다.
본 발명의 더 다른 특징은, 상기한 바와 같이, 셀 갭, 배열 층들의 유형과 처리, 및 상분리가 발생되는 온도를 제어하여 셀의 구조 및 선택적 특성들을 변경시키도록 하는 것이다.
본 발명의 더 다른 특징은, 상기한 바와 같이, 기판들에 대해 정규한 전계 또는 자계; 광학 방사; 또는 온도의 변화 같은 외부력을 인가하여 복합 유기막의 소정의 광학 스위칭을 발생시키는 것이다.
본 발명의 더 다른 특징은, 상기한 바와 같이, 비액정 물질, 키랄 또는 비키랄 네마틱 LC 물질, 강유전성 LC물질, 반강유전성 LC, 상분리의 조건과 다른 조건하에서 LMW 유기물로 중합가능한 모노머를 사용하는 것이다.
본 발명의 더 다른 특징은, 상기한 바와 같이, 폴리머화 유도 상분리(PIPS: polymerization induced phase separation), 열 유도 상분리(TIPS:thermally induced phase separation), 용매 유도 상분리(SIPS:solvent induced phase separation)에 의해 상분리될 수 있는 프리폴리머를 사용하는 것인데, 여기에서, 프리폴리머는 첨가제를 포함할 수 있고 및/또는 다작용성 프리폴리머일 수 있다.
본 발명의 더 다른 특징은, 상기한 바와 같이, 고체 또는 폴리머 반도체 물질, 또는 고체 강유전성 막을 하나 또는 두 기판들에 근접해 배치시켜 LMW 유기물의 반응을 조정하며 특히, 광학 방사로 "광-전환가능한(photo-switchable)"셀을 제공하는 것이다.
상세한 설명이 진행됨에 따라 명백해야할 본 발명의 전술한 그리고 다른 특징들은 한쌍의 대향 기판들, 이 대향 기판들 중 다른 기판 기판에 면하는 대향 기판들 중 적어도 하나 상에 배치된 배열 층, 및 그 배열 층을 갖는 기판들 중 하나에 근접한 폴리머 물질 및 저 분자량(LMW) 유기물질을 포함하는 광 변조셀에 의해 달성된다.
본 발명의 다른 특징들은 상분리된 복합 유기막을 제조하기 위한 방법에 의해 달성되는데, 그 방법은 프리폴리머 저 분자량(LMW) 유기물의 용액을 제조하는 단계, 그 사이에 셀 갭을 갖는 한 쌍의 기판들을 설치하는 단계, 용액을 그 셀갭에 배치하는 단계, 한 쌍의 기판들 중 하나 및 LMW 유기 물질의 층에 근접하여 폴리머 물질의 적어도 한 층을 형성하도록 용액의 상분리를 유도하는 단계를 포함한다.
본 발명은 복합 유기물을 채용하는 광 변조 장치 및 장치들의 기술에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 이런 장치 및 디스플레이 장치에 사용되는 폴리머 및 액정(LC) 물질에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은 광 변조물질의 복합층이 폴리머의 용액과 저 분자량 유기 유체의 상분리에 의해 형성되는 광변조 요소들에 관한 것이다.
본 발명의 목적, 기술 및 구조의 완전한 이해를 위하여, 참고가 이하의 상세한 설명 및 첨부된 도면들에 대해 이루어져야 한다.
도1은 본 발명에 따라 전도되는 광 변조셀의 개략적인 확대된 부분 단면도이다.
도1A는 본 발명에 따라 반사 광 변조셀의 개략적인 확대된 부분 단면도이다.
도2는 SSFLC셀에 비교하여 본 발명의 셀에 인가된 스위칭 시간 대 전계의 그래프이다.
도3은 본 발명의 그레이 스케일 용량을 증명하는 정규화 광 전도 대 인가된 전계의 그래프이다.
도4는 감광성 층을 갖는 광 변조셀의 개략적인 확대된 부분 단면도이다.
본 발명을 수행하기 위한 최적 양태
도1을 참고하면, 본 발명에 따른 광 변조 셀이 일반적으로 도면부호 10으로 표시되는 것을 알 수 있다. 명백한 바와같이, 광 변조 셀(10)은 다른 유형의 광변조 셀들 및 특히 강유전성 및 반강유전성 액정 물질을 사용하여 제조된 이들에 다른 방법으로 손상 또는 해를 끼칠 수 있는 외부 스트레스 및 쇼크에 민감하지 않다. 광 변조 셀(10)은 다른 광 변조 셀들과 매우 유사하게 제조되며, SSFLC장치의 바람직한 성능 특성을 가지면서 PDFLC상에 보다 높은 휘도(brightness) 및 보다 낮은 배경 광 산란 같은 개선된 전기광학 특성을 제공한다. 도2 및 도3에 도시된바와 같이, 보다 높은 셀 두께, 그레이 스케일 및 저 계(low field)에서의 보다 빠른 응답은 SSFLC 장치를 통한 명확한 장점이다. 본 실시예가 비록 강유전성 액정 물질을 사용할 지라도, 네마틱, 콜레스테릭, 다른 키랄 및 비키랄 강유전성 및 반강유전성 액정, 중합가능한 모노머 등등과 같은 다른 저 분자량(LMW) 유기 물질이 본문에 개시된 기술에 의해 제조된 셀에 용이하게 혼합될 수 있다. 네마틱 PSCOF 장치는 트위스트된 네마틱(TN)구조를 형성하기 위해 키랄 첨가제를 필요로 한다.
본 발명의 목적을 위한 저 분자량 물질은 개시된 임의의 상분리 처리 중에 중합가능하지 않은 임의의 물질이다.
도1에 도시된 광변조 셀(10)은 유리, 플라스틱 또는 본 기술분야에 공지된 다른 물질일 수 있는, 한 쌍의 대향된, 광학적으로 투명한 기판(12)들을 포함한다.편광자(14)는 전도된 광의 광학특성을 조절할 목적으로 각 기판(12)의 외면 상에 배치되어 전도 모드로의 작동을 위한 셀을 제공할 수 있다. 전극(16)은 각 기판(12)들의 내면 상에 설치될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 각각의 전극(16)은 인듐-주석 산화물이다. 배열 층(18)은 기판(12)들 사이에 밀봉된 LMW 유기물질의 배향을 제어하기 위해 전극(16)에 근접하여 제공될 수 있다. 두 기판(12)들은 광 변조 셀(10)의 소정의 광학 성능을 얻기 위하여 적절한 배열 층으로 처리될 수 있다. 변형적으로, 도1A에 도시된 바와 같이, 반사 모드에서의 작동을 위한 셀을 제공하도록, 미러 또는 광 디퓨저(19)는 광원에 대한 대향 셀의 외측에 부가될 수 있다. 특정 적용에서, 미러 또는 광 디퓨저에 근접한 편광자가 필요 없을 수 있다.
프리폴리머를 갖는 강유전성 스메틱-C*액정 같은 복합 유기 물질(20)은 기판(12)들 사이에 캡처(captured)된다. 강유전성 스메틱-C*액정은 프리폴리머와 용액으로 조합되고 모관 작용(capillary action)에 의해 기판(12)들 사이에 충전된다. 물론, 다른 공지된 충전 방법들도 채용될 수 있다. 기판(12)들의 에지들은 공지된 방법들을 사용하여 밀봉된다.
자외선 광원(24) 같은, 복합 유기 물질(20)을 상분리시키는 장치는 폴리머에서 LMW 물질을 상분리시키기 위해 채용된다. 이것은 중합화 유도 상 분리로 공지되어 있다. 특히, 광 전도 고형화 폴리머 층(26)은 편광자(14) 대향 측면 상의 광원(24)에 근접한 기판(12)상에 형성된다. 이 경우 강유전성 스메틱-C*액정인 LMW 유기막 층(28)이 배열 층(18)에 근접한 대향 기판(12)상에 형성된다. 달리 말하자면, 광 변조 셀(10)은 한 기판(12) 상부에 균일하게 퍼지는 적어도 하나의 광 전도 고형화 폴리머 층(26) 및 배열 층(18)을 갖는 기판(12)에 근접하여 형성되는 LMW 유기 층(28)을 제공한다. 이런 배열 층(18)은 강유전성 스메틱-C*액정 물질의 거시적 배열을 초래한다. 폴리머층(26)에 근접한 배열층은 특히 폴리머층(26)이 비교적 얇을 때, LMW유기물질의 배향을 용이하게 할 수 있는 것을 당업자는 인지할 것이다. LMW 유기막층(28)은 외력의 인가로 복굴절 모드에서 광을 변조하기 위해 형성된다. 상분리는 화학적으로, 열적으로 또는 용매를 사용하여 또한 유도될 수 있다.
광원(40)은 스위치(41)를 통해 전극(16)들에 접속된다. 스위치(41)는 전원을 연결시키거나, 두 전극들을 단락시키거나, 또는 이들 상에 전하를 저장하기 위해 전극들을 분리시키기 위해 사용될 수 있다. 전계 또는 전자계 또는 다른 외력의 인가는 강유전성 액정물질의 광학 스위칭을 초래한다. 스위치(41)의 작동은 적절하게 디자인된 전자 구동체에 의해 제어될 수 있다. 전자 구동회로의 사용은 매트릭스 셀의 특정 영역이 어드레스되도록 하며, 이것은 차례로 영역들 사이에서 고 대비의 생성을 허용한다.
외부 전계의 인가시, FLC의 분자들은 외부 전계와 FLC물질의 자발적인 편파(polarization)(P) 사이의 상호작용 때문에 토크를 겪는다. 인가된 전계가 충분히 높다면, 이런 토크는 전계의 방향으로 P가 향하도록 분자들을 재배향시킨다. 도전성 전극에 의해 인가된 전압이 반전된다면, 분자들은 P도 역시 반전되도록 다시 재배향시킨다. 인가된 전계의 두 대향 방향들은 두개의 다른 광학 상태가 발생하도록 한다. 이런 상태들 중 하나는 "ON" 상태 이고 나머지 상태는 "OFF"상태로 표시된다. P가 그 자체와 평행하게 되도록 강제하기에 충분히 높지않은, 인가된 전계들은 FLC 분자들의 부분적인 재배향을 일으켜 결국 "ON"상태와 "OFF"상태 사이에서 광학 전도되는 "그레이" 레벨을 초래한다. 전도의 레벨은 인가된 전계의 세기에 의존하며 도3에 도시되어있는데, 이는 전체 그레이 스케일 광변조 셀을 이룬다.
도1에 도시된 바와 같이, 하나의 기판(12)과 배열층(18) 사이의 셀 갭 두께는 치수(42)로 한정되고 LMW 유기막층(28)의 두께는 치수(44)로 도시된다. 폴리머화될 때, 폴리머막층(26)은 LMW 유기막층(28)에 근접한 표면(49)에서 전개된다. 막층(28)은 평균치수(48)를 가지는 폴리머물질의 리지(47)에 의해 분리된 평균 측방향 치수(46)를 가지는 갈매기 형태(chevron) 구조(45)를 포함한다. 기계적 지지를 기판(12)에 제공하는 리지(47)의 구조는 이 장치들이 기계적으로 그리고 열적으로 거칠게(rugged)되도록 한다. 중합 유도된 상분리 방법(적절한 파장의 UV광의 노출)을 사용할 때, 특정 변수들은 치수(44,46,48)들에 영향을 준다. 이런 변수들은 화학적 특성 및 강유전성 액정과 용액의 프리폴리머의 구조에 국한되지 않고, 용액에 사용된 물질의 백분율 조성; 배열층(들)의 유형 및 배치와 그 제조 및 처리 방법; 상분리 발생 온도; 전력, 콜리메이션 및 조사(illumination)의 방향; 및 셀 갭 두께 치수(42)를 포함한다.
실시예1
본 발명의 바람직한 실시예가 이하의 비제한된 실시예에 의해 보다 예시된다.
독일, 호체스트(Hoechst)로부터 입수가능한 강유전성 액정(FLC) 물질 펠릭스(Felix)15-100은 U.S.A. 노랜드 프로덕츠(Norland Products), 인코포레이티드.로부터 입수가능한 Norland Optical Adhesive, NOA65에 이하 비율로 용해되었다:
펠릭스15-100 80mg 40%
NOA65 120mg 60%
균일한 용액은 용기에 성분들을 첨가하고 그 다음에 용액을 120℃까지 가열하여 냉각시키므로써 제조되었다. 혼합물을 위한 셀을 제조하기 위해, 두 인듐-주석 산화물(ITO) 코팅된 유리 기판들이 채용되었다. 기판들 중 한 기판상에, 폴리-비닐-알콜(PVA) 배열층은 스핀 코팅으로 증착되었고 이후 30분동안 80℃온도로 건조되었다. 다음에, 배열층은 천에 단방향으로 러빙(rubbed)되었다. 두 기판들은 직경 3㎛의 스페이서들에 의해 분리되고 그 다음에 셀로 조립되었다. 셀은 120℃의 온도로 모관 작용하에서 혼합물로 채워지고 90℃까지 냉각된다. 이런 온도에서, 셀은 다이크로익 거울(dichroic mirror)(오리엘 코포레이션(Oriel Corp.), 모델66227)을 통해 1000W 수은 방전 램프로부터의 방사선에 의해 5분동안 조사되었다. FLC의 배열된 구조를 얻기 위해, 배열층을 갖는 기판은 UV원으로부터 멀리 위치되었다. 방사선의 전력은 램프에 대한 전원에 의해 제어되고 300W로 작동되었다. 자외선 조사이후에, 셀은 8℃/분의 레이트로 냉각되었다.
실시예1의 변형은 다른 종류의 유기물질의 사용을 포함하며 혼합물에서 물질의 량을 변화시킨다. 다음은 폴리머 분리된 복합 유기막 구조를 제조하기 위해 또한 사용될 수 있다:
네마틱 LC E7(제한된 BDH);
반강유전성 액정 MHPOBC;
페닐-피리미딘 매트릭스 및 비-메소제닉 광학 액티브 도판트로 구성되는 FLC혼합물.
폴리머를 갖는 용액의 유기물질의 양은 광 범위하게, 실예로, 약 10%중량 내지 약 90%중량까지 변화될 수 있다. 이것은 액정층(28)의 다른 두께 치수(44)를 초래하고 또한 치수(46,48)를 변화시킨다.
네마틱 또는 스메틱 상의 액정을 갖는 상분리된 복합 유기 파일(PSCOF) 구조체는 전계 인가시 특정 상에 적합한 전기광학 효과를 지닌다. 전계-자발적 중합 상호작용에 의해 구동된, 키랄 스메틱 C상(SmC*)의 벌크 스위칭을 증명하기 위해, 도1과 관련하여 제조된 PSCOF셀은 전계가 인가된, 교차된 편광자들 사이에 위치될 수 있다. 인가된 전계의 연속적인 변화에 응답하여 광학 전도에서의 연속적인 변화가 관찰되었다. 실시예1의 셀은 백색광에 대해 약100의 대비 비율을 제공하고 평행 편광자를 사용하는 전도에 대하여 약 50%의 전도를 제공하는 것이 인지되었다. 대비 비율은 장치의 적절한 열적 순환을 통해 지그재그 결함의 갯수를 감소시키므로써 증가될 수 있다.
도2를 참고하면, 실시예의 PSCOF 셀이 보다 낮은 인가 전압값의 개선된 스위칭 시간을 제공하는 것이 인지될 수 있다. 이것은 PSCOF 셀이 저전압의 보다 빠른 리프레시 속도를 갖도록 한다. PSCOF 장치들은 두 기판들 사이에 강성 지지체를 제공하는 폴리머 리지의 구조 때문에 이들이 충격 및 스트레스에 대해 민감하지 않음에 따라 SSFLC 장치를 통해 또한 이득적이다.
도3을 참고하면, 실시예의 PSCOF 셀이 그레이 스케일 특성을 보이는 것이 인지될 수 있다. 비교적 저전압 값을 사용하는 액티브 어드레싱은 소정의 광학 레벨 현상을 유지하기 위해 사용될 수 있다.
광학계 뿐만아니라 전계에도 반응하는 상기 PSCOF 방법으로 장치를 제조하는 것이 가능하다. 이런 목적을 위해, 적절한 기능성 그룹들은 용액에 포함된 폴리머 또는 특정 첨가제들에 부착될 수 있다. 기능성 그룹들 및 첨가제들은 장치를 어드레싱하기 위해 사용된 전계 및 광학계의 인가시의 전기 전하 생성, 전달 및 저장을 제공한다. 그것은 광학계의 세기에 의존하여 장치가 반응하도록 한다. 변형적으로, 도4에 도시된 바와같이, 감광 층(52)은 대응하는 전극(16)과 배열층(18) 사이의 LMW 유기막 층(28) 또는 폴리머막층(26)에 근접하게 설치될 수 있다. 감광층(52)은 고체 또는 폴리머 반도체 물질, 또는 고체 강유전성막일 수 있다.
전술한 구조 및 제조 방법으로 도시될 수 있는 것처럼, 상분리된 복합 유기막 광 변조 셀은 다수의 장점을 갖는다. 첫번째로, 셀(10)은 제조하기에 매우 단순하면서도 쇼크나 스트레스에 영향받지 않는다. 독특한 제조 방법동안, FLC의 광학 특징은 셀갭 비균일성에 대해 민감성을 덜 나타낸다. 본 발명의 셀은 또한 현존 제조 기술들과 호환될 수 있다. 하나의 기판만 배열층을 가질 수 있기 때문에, 박막 트랜지스터 어레이 같은 민감성 구조를 갖는 기판은 처리를 필요로 하지 않으므로써 이런 장치의 수율을 극적으로 증가시킨다. 폴리머층(26)은 절연 및 접착 층으로 작용하므로써, 단락회로의 가능성을 제거하고, 필요할 때 셀에 대해 고 전압을 인가하도록 하며, 전하 유지 특성을 향상시킨다. 따라서, 기술된 방법은 액정 물질과 동일한 치수의 스페이서를 사용하지 않고도 액정 또는 다른 유기 물질의 균일한 막을 제조하기 위한 신규하고 독특한 방식을 제공한다. PSCOF 장치의 다른 장점은 이들이 전도 또는 반사 모드로 작동할 수 있는 것이다. 하나의 편광자 및 그 뒤의 리플렉터로 구성된 셀은 소형의 전체 두께를 가지며 높은 반사력을 제공한다.
그러므로, 본 발명의 목적들이 상기 구조 및 방법들에 의해 얻어진 것이 인지될 수 있다. 특허법에 따라, 본 발명의 최적 실시예 및 바람직한 실시예만이 제시되었고 보다 상세히 기술되었지만, 본 발명의 이것에 대해 또는 이에 의해 제한되지 않는다. 따라서, 본 발명의 진정한 범위 및 폭의 인지를 위해, 참고가 이하 청구항에 대해 이루어져야 한다.

Claims (23)

  1. 광 변조셀에 있어서,
    한 쌍의 대향된 기판;
    상기 대향된 기판들 중 다른 기판에 면하는 상기 대향된 기판들 중 적어도 하나의 기판 상에 배치된 배열층; 및
    상기 배열층을 갖는 상기 기판 중 하나에 근접한 저분자량(LMW) 유기물질층과 폴리머 물질층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 변조셀.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 두 층들에 면하는 각각의 상기 기판상에 배치된 전극층; 및
    셀의 광학 현상을 변경시키도록 전계를 인가하기 위해 상기 전극층에 연결되는 전력원
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 변조셀.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 기판들상에 배치된 편광자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 변조셀.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 층들은 프리폴리머의 용액 및 상기 용액 총 중량의 약 10% 내지 약90% 사이의 프리폴리머를 가지는 LMW 유기물질로부터 상분리를 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 광 변조셀.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 LMW유기물질의 층은 상기 폴리머물질의 층과 상기 기판들 중 다른 기판이 일체로된 폴리머 물질의 리지에 의해 대향 기판으로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 광 변조셀.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 LMW유기물질의 층은 강유전성 액정의 층인 것을 특징으로 하는 광 변조셀.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 강유전성 액정의 층은 상기 용액이 상분리될 때 상기 배열층에 부착되는 것을 특징으로 하는 광 변조셀.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 LMW유기물질의 층은 강유전성 액정, 네마틱 액정, 콜레스테릭 액정, 반강유전성 액정 및 중합가능한 모노머로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 광 변조셀.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리머물질의 층은 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 변조셀.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리머물질의 층은 상기 폴리머에 부착된 다기능군을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 변조셀.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀 갭의 대향측면상의 상기 기판들 중 하나상의 반사요소; 및
    상기 셀 갭의 대향 측면상의 상기 기판들 중 다른 기판상의 편광자
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 변조셀.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 반사요소와 상기 한 기판 사이에 배치된 편광자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 변조셀.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 LMW 유기물질의 층에 근접한 상기 기판상에 배치된 배열층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 변조셀.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 배열층과 상기 기판 사이에 배치된 감광성 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 변조셀.
  15. 상분리형 복합 유기막을 제조하는 방법에 있어서,
    프리폴리머 및 저분자량(LMW) 유기물질의 용액을 제조하는 단계;
    한 쌍의 기판들 사이에 셀 갭을 제공하는 단계;
    상기 용액을 상기 셀 갭속에 배치시키는 단계;
    상기 한 쌍의 기판들 중 하나에 근접한 적어도 하나의폴리머 물질의 층 및 LMW유기물질의 층을 형성시키기 위해 상기 용액의 상분리를 유도하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 LMW유기물질의 층에 근접한 상기 기판들 중 다른 기판에 면하는 상기 기판들 중 하나 상에 배열층을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 폴리머물질의 층에 근접한 상기 기판들 중 다른 기판상에 배열층을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 상분리를 유도하는 단계는, 상기 배열층 없이도, 상기 배열층을 갖는 상기 기판에 대향한 적어도 상기 기판에 근접한 상기 폴리머 물질을 폴리머화하는 자외광에 상기 기판을 노출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 용액의 총 중량의 약10% 내지 약90% 사이의 프리폴리머를 갖는 상기 용액을 제공하는 단계; 및
    강유전성 액정을 상기 LMW 유기물질에 제공하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 셀갭에 대향한 상기 두 기판 상에 편광자를 제공하는 단계;
    상기 편광자에 대향한 각각의 상기 기판상에 전극을 제공하는 단계; 및
    상기 강유전성 액정을 하나의 광학상태에서 다른 광학상태로 구동시키기 위해 전원을 상기 전극에 연결시키는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 셀갭에 대향한 상기 기판들 중 하나상에 반사요소를 제공하는 단계;
    상기 셀갭에 근접한 각각의 상기 기판상에 전극을 제공하는 단계; 및
    상기 강유전성 액정을 하나의 광학상태에서 다른 광학상태로 구동시키기 위해 전원을 상기 전극에 연결시키는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 반사요소와 상기 하나의 기판 사이에 편광자를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 15 항에 있어서,
    상기 상분리를 유도하는 단계는 중합 유도, 열 유도 및 용매 유도로 이루어진 단계들의 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
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