KR20110075205A - 고분자 분산형 액정 실리콘 표시소자 및 이의 제조 방법 - Google Patents

고분자 분산형 액정 실리콘 표시소자 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

일 실시 예에 따른 액정 실리콘 표시 소자는 하부 실리콘 기판, 상부 투광성 기판 및 상기 하부 실리콘 기판과 상기 상부 투광성 기판 사이에 배치되는 액정 구조물을 포함한다. 상기 하부 실리콘 기판은 표시소자를 작동시키는 구동 회로를 포함하는 회로층, 상기 회로층 상에 배치되고 외부로부터 입사하는 광을 반사하는 반사층 및 상기 반사층 상에 위치하여 상기 반사층의 손상을 방지하는 보호막층을 포함한다. 상기 액정 구조물은 상기 하부 실리콘 기판과 접하는 고분자층 및 상기 고분자층 상에 배치되는 고분자 분산형 액정(PDLC) 층을 포함한다.

Description

고분자 분산형 액정 실리콘 표시소자 및 이의 제조 방법{Polymer Dispersed Liquid Crystal on Silicon Display and manufacturing method thereof}
본 출원은 액정 실리콘 표시소자(Liquid Crystal on Silicon, 이하 LCoS로 약칭함)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고분자 분산형 액정 실리콘 표시소자및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
반사형 표시소자인 LCos는 통상의 액정 표시소자와 달리 액정 물질을 반도체 기판과 투명 기판 사이에 주입한 것이다. 상기 LCoS는 픽셀의 구성요소와 스위칭 회로를 고집적으로 배치할 수 있어 대략 1인치 정도의 소형 크기로도 XGA급 이상의 고해상도를 구현할 수 있으므로 프로젝션 시스템에 적용되고 있다.
하지만, 상기 LCoS는 상기 반도체 기판상에 구동 트랜지스터를 포함하는 LSI 회로층에 대하여 CMOS 공정기술을 적용하여 형성할 수 있는 장점이 있지만, 통상의 액정 표시소자에서와 같이 상기 반도체 기판과 투명 기판 사이에 액정층을 형성하여야 한다. 즉, 종래의 액정층을 사용하는 경우에는 편광층을 적용해야 하기 때문에, 상기 반도체 기판의 표시소자로 입사하는 광의 약 70 ~ 80%가 손실되어 휘도가 떨어질 수 있으며, 또, 배향막을 형성하여야 하기 때문에 배향 공정 자체의 어려움 을 가질 수 있다. 그리고, 상술한 LCoS의 제조 공정 단계에서, 외부 충격에 약한 액정의 불량 발생으로 인해 제조 비용이 증가할 수 있다.
따라서, 상술한 LCoS의 구조 및 공정 상의 난점을 극복할 수 있는 기술에 대한 요구가 산업계로부터 요청되고 있는 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 내구성이 우수하면서 제조 비용이 저렴하고 광 이용 효율이 우수한 고분자 분산형 액정 실리콘 표시소자의 제조 방법 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 제조 방법을 채용하여 제조한 고분자 분산형 액정 실리콘 표시소자를 제공하는 것이다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위한 본 출원의 일 측면에 따른 액정 실리콘 표시 소자는 하부 실리콘 기판, 상부 투광성 기판 및 상기 하부 실리콘 기판과 상기 상부 투광성 기판 사이에 배치되는 액정 구조물을 포함한다. 상기 하부 실리콘 기판은 표시소자를 작동시키는 구동 회로를 포함하는 회로층, 상기 회로층 상에 배치되고 외부로부터 입사하는 광을 반사하는 반사층 및 상기 반사층 상에 위치하여 상기 반사층의 손상을 방지하는 보호막층을 포함한다. 상기 액정 구조물은 상기 하부 실리콘 기판과 접하는 고분자층 및 상기 고분자층 상에 배치되는 고분자 분산형 액정(PDLC) 층을 포함한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 출원의 다른 측면에 따른 액정 실리콘 표시소자의 제조 방법이 개시된다. 상기 액정 실리콘 표시소자의 제조 방법은 먼저, 표시소자를 구동시키는 회로층을 포함하는 하부 실리콘 기판을 준비한다. 투명 전극층을 포함하는 상부 투광성 기판을 준비한다. 갭 조절 물질을 사용하여 상기 하부 실리콘 기판 및 상기 상부 투광성 기판이 소정의 간격으로 이격하도록 배치한다. 상기 이격된 간격에 의하여 상기 하부 실리콘 기판 및 상기 상부 투광성 기판 사이에 형성된 공간으로 액정과 고분자를 포함하는 고분자 액정 분산 조성물을 주입한다. 그리고, 상기 고분자 액정 분산 조성물을 경화시켜 고분자층 및 고분자 분산형 액정(PDLC) 층을 형성한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 출원의 또다른 측면에 따른 액정 실리콘 표시소자의 제조 방법이 개시된다. 상기 액정 실리콘 표시소자의 제조 방법은 먼저, 표시소자를 구동시키는 회로층을 포함하는 하부 실리콘 기판을 준비한다. 투명 전극층을 포함하는 상부 투광성 기판을 준비한다. 상기 상부 투광성 기판 상에 액정과 고분자를 포함하는 고분자 액정 분산 조성물을 도포한다. 상기 고분자 액정 분산 조성물을 경화시켜 상기 상부 투광성 기판 상에 고분자층 및 고분자 분산형 액정(PDLC) 층을 형성한다. 상기 상부 투광성 기판 상의 상기 고분자층과 상기 하부 실리콘 기판을 접합한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 출원의 또다른 측면에 따른 액정 실리콘 표시소자의 제조 방법이 개시된다. 상기 액정 실리콘 표시소자의 제조 방법은 먼저, 표시소자를 구동시키는 회로층을 포함하는 하부 실리콘 기판을 준비한다. 투명 전극층을 포함하는 상부 투광성 기판을 준비한다. 고분자 분산형 액정층을 형성하기 위한 예비 기판을 준비한다. 갭 조절 물질을 사용하여 상기 상부 투광성 기판을 상기 예비 기판과 소정의 간격으로 이격하도록 배치한다. 상기 이격된 간격에 의하여 상기 상부 투광성 기판 및 상기 예비 기판 사이에 형성된 공간으로 액정과 고분 자를 포함하는 고분자 액정 분산 조성물을 주입한다. 상기 고분자 액정 분산 조성물을 경화시켜 상기 상부 투광성 기판 및 상기 예비 기판 사이에 고분자층 및 고분자 분산형 액정(PDLC) 층을 가지는 중간 구조물을 형성한다. 상기 중간 구조물로부터 상기 예비 기판을 제거하고, 상기 예비 기판이 제거된 위치에 상기 하부 실리콘 기판을 접착한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 출원의 또다른 측면에 따른 액정 실리콘 표시소자의 제조 방법이 개시된다. 상기 액정 실리콘 표시소자의 제조 방법은 먼저, 표시소자를 구동시키는 회로층을 포함하는 하부 실리콘 기판을 준비한다. 투명 전극층을 포함하는 상부 투광성 기판을 준비한다. 고분자 분산형 액정층을 형성하기 위한 예비 기판을 준비한다. 상기 예비 기판 상에 액정과 고분자를 포함하는 고분자 액정 분산 조성물을 도포한다. 상기 고분자 액정 분산 조성물을 경화시켜 상기 예비 기판 상에 고분자층 및 고분자 분산형 액정(PDLC) 층을 형성한다. 상기 예비 기판과 상기 상부 투광성 기판을 접합시켜 중간 구조물을 형성한다. 그리고, 상기 중간 구조물로부터 상기 예비 기판을 제거하고, 상기 예비 기판이 제거된 위치에 상기 하부 실리콘 기판을 접착한다.
본 출원에 따르는 고분자 분산형 액정 실리콘 표시소자 제조 방법에서는 종래의 LCoS의 액정층 대신 PDLC 층을 적용함으로써, 종래의 편광막 및 배향막을 형성하는 공정이 불필요하다. 따라서, 전체 표시 소자의 구조를 단순화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 출원에 따르는 고분자 분산형 액정 실리콘 표시소자는 종래의 LCoS에 비해 편광막이 불필요하므로, 입사하는 광의 손실을 막을 수 있어서 표시장치의 휘도를 증가시킬 수 있고 배향막이 불필요하므로 보다 단순한 구조를 가질 수 있게 된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 출원의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 여러 층(또는 막) 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 상기 층(또는 막) 및 영역들의 폭이나 두께를 다소 확대하여 나타내었다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 요소가 다른 요소 또는 기판 위에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 또는 기판 위에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 또한, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 출원의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그리고, 복수의 도면들 상의 동일 부호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭한다.
본 출원에서는 종래 LCoS의 액정층을, 고분자층 및 고분자 분산형 액정(이 하, PDLC로 약칭함)층을 포함하는 액정 구조물로 대체하는 PDLCoS를 개시한다. 종래의 LCoS의 경우, 액정층과 접하는 반도체 기판 및 투명 전극에 액정을 배향하는 배향막을 구비하고 있다. 이때, 종래의 LCoS는, 상기 배향막이 형성되는 상기 반도체 기판 및 투명 전극의 면적이 작아서, 상기 배향막 형성 공정의 생산성이 낮았고 또 불량이 발생할 가능성이 높았다. 발명자는 이러한 불리한 점이 LCoS의 제조 비용을 상승시킨다고 판단하였다. 이에 따라, 본 출원에서는 종래의 액정층 대신 PDLC 층을 적용하여, 종래의 배향막을 채택하지 않고 있다. 또, 편광막을 LCoS의 구성요소로서 포함하지 않음으로써, 입사하는 광의 손실을 막도록 하고 있다. 결과적으로 본 출원의 실시예들에 따른 PDLCoS는 표시장치의 휘도를 증가시킬 수 있고 전체 표시 소자의 구조를 단순화할 수 있다.
도 1은 본 출원의 일 실시 예에 따른 PLDC층의 광 투과 특성을 보여주는 개념도이다. PLDC(10)는 고분자 기지(110) 내에 액정(120)을 일종의 방울 상태로 분산시켜 놓은 것을 의미한다. PLDC(10) 양단의 전극(140, 150)에 의한 외부 전계의 인가 여부에 따라 액정(120)과 고분자 기지(110) 간에는 굴절율 차이가 발생할 수 있으며, 액정(120)과 고분자 기지(110)의 계면에서 광산란 현상이 나타날 수 있다. 액정(120)은 전계 하에서 특정 방향으로 정렬하는 특성이 있으며, 이때, 액정(120)의 굴절율과 동일한 굴절율을 갖는 고분자 재료를 기지로 사용하면 PDLC(100)는 상기 계면에서의 광산란 현상없이 광을 투과시킬 수 있다. 도 1의 (a)를 참조하면, 외부 전계가 인가되지 않는 경우, 상기 액정은 배향 방향이 일정하지 않아 상기 고분자 기지의 굴절률과 상기 액정의 굴절율이 차이가 나서 광산란 현상이 나타날 수 있으며, 도 1의 (b)를 참조하면, 전계가 인가되는 경우, 액정(120)은 전계와 평행한 방향으로 배향하게 되고 고분자 기지(110)와 굴절율이 일치하게 되어 광투과 현상이 나타날 수 있다. 발명자는 이러한 PLDC(100)의 특성을 채용하여, PLDC층과 고분자층을 포함하는 액정 구조물을 반사형 LCoS에 적용하는 액정 실리콘 표시소자를 발명하였으며, 본 출원에서는 이를 고분자 분산형 액정 실리콘 표시소자((Polymer Dispersed Liquid Crystal on Silicon Display, 이하 PDLCoS로 약칭함)로 명명하도록 한다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 PDLCoS를 설명하는 도면이다. 도 2를 참조하면, PDLCoS (200)는 하부 실리콘 기판(20), 하부 실리콘 기판(20)과 대향하여 배치되는 상부 투광성 기판(30) 및 하부 실리콘 기판(20)과 상부 투광성 기판(30) 사이에 배치되는 액정 구조물(40)을 포함한다.
하부 실리콘 기판(20)은 실리콘 기판 내에 형성되는 회로층(210), 회로층 상의 반사층(220) 또는 보호막층(230)을 포함할 수 있다. 하부 실리콘 기판(20)은 실리콘 재질일 수 있으며, 이로써, 실리콘 상의 CMOS 집적회로 기술을 적용하여, 회로층(210), 반사층(220) 및 보호막층(230)을 형성할 수 있다.
회로층(210)은 PDLCoS를 동작시키는 각종 구동 회로 및 구동 화소들을 포함할 수 있다. 회로층(210)은 다층의 전도성 박막 또는 절연성 박막을 각각 형성하고 이들을 패터닝함으로써, 다층 구조의 집적 회로 구조를 가질 수 있다. 반사층(220)은 회로층(210)의 신호에 따라, 외부로부터 입사되는 광을 반사하여 다시 외부로 방출시킬 수 있다. 반사층(220)은 금속 박막일 수 있다. 일례로서, 반사층(220)은 알루미늄, 텅스텐, 은 등의 금속일 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.
보호막층(230)은 반사층(220) 상에 배치되며, 후술하는 액정 구조물로부터 반사층(220)의 손상을 방지하는 기능을 한다. 보호막층(230)은 일례로서, 산화물 또는 질화물을 포함하는 박막일 수 있다. 상기 보호막층은 상기 반사층 상에 1Å 내지 100Å의 두께를 가지도록 배치할 수 있다.
상부 투광성 기판(30)은 상부 기판층(310) 및 상부 기판층(310) 상에 형성되는 투명 전극층(320)을 포함할 수 있다. 상부 기판층(310)은 투광성을 가질 수 있으며, 유리 또는 유연성 고분자 재질로 이루어질 수 있다. 상기 유연성 고분자는 폴리이미드, 폴리에스테르설폰, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리스타이렌 등 일 수 있다. 상부 기판층(310)은 1000 um 내지 7000 um 두께의 유리 기판 또는 50 um 내지 1000um 두께의 유연성 고분자 기판일 수 있다. 상부 기판층(310)은 외부로부터 입사되는 광과 반사층(220)으로부터 반사된 광을 투과시키는 역할을 할 수 있다. 투명 전극층(320)은 투명 전도성 물질로 이루어질 수 있으며, 일례로서 인듐 주석 산화물 (indium tin oxide, ITO) 또는 인듐 아연 산화물 (indium zinc oxide, IZO) 등으로 이루어질 수 있다. 투명 전극층(320)은 10 내지 200 nm의 두께로 형성될 수 있다.
액정 구조물(40)은 고분자층(410) 및 PDLC층(420)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 고분자층(410) 및 PDLC층(420)은 액정 및 고분자를 포함하는 고분자 액정 분산 조성물을 제공하고 이를 경화시킴으로써 형성할 수 있다. 이때, 고분자층(410) 및 PDLC층(420)은 경화 공정 조건에 따라 상기 고분자 액정 분산 조성물 로부터 각각 별도로 분리되어 형성될 수 있다.
종래의 LCoS 구조에서는 하부 실리콘 기판(20)과의 계면에 소정의 액정 방울이 불안정한 형태, 일례로서, 구형이 아닌 반구형 등의 형태, 로 존재함으로써 LCoS로 입사된 광의 불안정한 산란 및 투과를 야기시켰다. 고분자층(410)은 하부 실리콘 기판(20)과 PDLC층(420) 사이에 배치되고, 실리콘 기판(20)과의 계면에 PDLC층(420)의 액정이 존재하는 것을 방지할 수 있어, 입사된 광의 산란 및 투과 특성을 향상시킬 수 있다. 고분자층(410)은 상기 고분자 액정 분산 조성물로부터 형성되어 PDLC층(420)의 고분자 기지와 연속적인 상으로서 존재하는 것으로서, PDLC층(420)의 고분자 기지와 동일한 굴절율을 보유할 수 있다.
PDLC층(420)은 고분자 기지(430) 내에 액정(440)이 분산된 형태로 존재한다. 고분자 기지(430)로 적용되는 고분자는 2이상의 작용기를 가지는 다관성능 희석제, 가교제 및 광개시제를 포함할 수 있다. 고분자 기지(430)로 적용되는 고분자는 일례로서, 폴리스타이렌(polystyrene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride), 폴리메틸메타아크릴레이트(Polymethylmethacrylate), 폴리카보네이트(polycarbonate), 에폭시수지(epoxy resin), 폴리아크릴레이트(polyacrylate) 등 일 수 있다.
PDLC층(420)은 도 1과 관련하여 상술한 실시예의 PDLC(10)과 실질적으로 동일한 구조를 가지고 동일한 방식으로 광의 산란과 투과 작용을 할 수 있다. 이와 같이 본 출원에서는, 종래의 액정층을 대신하여 PDLC층(420)을 채용함으로써, 편광막과 배향막이 불필요하므로, 표시 장치의 구조가 단순해지고, 표시장치의 휘도가 증가될 수 있다.
이하에서는, 본 출원의 실시예들에 따른 PDLCoS의 제조 방법에 대하여 기술하도록 한다.
도 3 내지 도 5는 본 출원의 일 실시 예에 따른 PDLCoS의 제조 방법을 설명하는 도면이다. 도 3을 참조하면, 하부 실리콘 기판(20) 및 상부 투광성 기판(30)을 준비한다. 하부 실리콘 기판(20)은 실리콘 기판 내에 형성되는 회로층(210), 회로층 상의 반사층(220) 및 보호막층(230)을 포함할 수 있다. 상부 투광성 기판(30)은 상부 기판층(310) 및 상부 기판층(310) 상에 형성되는 투명 전극층(320)을 포함할 수 있다. 하부 실리콘 기판(20) 및 상부 투광성 기판(30)의 구조는 도 2와 관련하여 상술한 바 있으므로, 중복을 피하기 위하여 생략한다.
갭 조절 물질(50)을 사용하여, 하부 실리콘 기판(20)과 상부 투광성 기판(30)이 소정의 간격으로 이격하도록 배치한다. 갭 조절 물질(50)은 고분자 물질을 사용할 수 있으며, 일례로서 고분자 프린팅 방법으로 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 갭 조절 물질(50)은 후술할 고분자 액정 분산 조성물을 주입하는 개구인 주입구(미도시)를 제외하고는 주위 환경과 서로 분리되는 일정한 높이를 가지는 벽(wall)의 형태로 하부 실리콘 기판(20) 상에 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 이격된 간격에 의하여 하부 실리콘 기판(20) 및 상부 투광성 기판(30) 사이에 형성된 공간으로 액정과 고분자를 포함하는 고분자 액정 분산 조성물(60)을 주입한다. 고분자 액정 분산 조성물(60)은 액정과 고분자를 혼 합하여 형성할 수 있다. 상기 고분자는 폴리스타이렌, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리염화비닐, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리카보네이트 에폭시수지, 폴리아크릴레이트 등 일 수 있다.
도 5를 참조하면, 하부 실리콘 기판(20) 및 상부 투광성 기판(30) 사이에 주입된 고분자 액정 분산 조성물(60)을 경화시켜서, 고분자층(410) 및 PDLC층(420)을 형성한다. PDLC층(420)은 고분자 기지(430) 내에 액정(440)이 분산됨으로써 형성된다. 일 실시예에 의하면, 상기 경화 공정은 자외선 (UV) 램프를 통해 고분자 액정 분산 조성물(60)을 가열함으로써 진행될 수 있다. 공정 온도는 10℃ 내지 60℃ 일 수 있으며, 상기 자외선 램프의 단위면적당 전력(power)이 0.5 mW/cm2 내지 20 mW/cm2 로서 인가될 수 있다. 상기 경화 공정은 낮은 전력(power)을 인가하여 고분자 액정 분산 조성물(60)로부터 고분자층(410)을 형성하는 공정 및 높은 전력을 인가하여 고분자 액정 분산 조성물(60)로부터 PDLC층(420)을 형성하는 공정을 포함할 수 있다. 일례로서, 고분자층(410)을 형성하는 공정은 0.5 내지 1.5 mW/cm2 의 상대적으로 낮은 전력을 인가하고, 형성하고자 하는 고분자층(410)의 두께에 따라 120 초 이내의 적정한 시간 동안 자외선 램프를 이용하여 열을 가함으로써 진행된다. 이와 대비하여, PDLC층(420)을 형성하는 공정은 1.5 내지 20 mW/cm2 의 상대적으로 높은 전력을 인가하고, 30 초 내지 300 초 동안 자외선 램프를 이용하여 열을 가함으로써 진행된다. PDLC층(420)을 형성하는 공정은 고분자 액정 분산 조성물(60)내 의 불순물이 고분자 기지(430) 내에 충분히 고착될 수 있도록 충분한 시간 동안 자외선 램프를 통해 가열함으로써 진행된다.
결론적으로, 상술한 공정들을 진행함으로써, 도 2의 구조와 실질적으로 동일한 구성요소를 가지는 PDLCoS를 형성할 수 있다.
도 6 내지 도 8은 본 출원의 다른 실시 예에 따른 PDLCoS의 제조 방법을 설명하는 도면이다. 먼저, 하부 실리콘 기판(20) 및 상부 투광성 기판(30)을 준비한다. 하부 실리콘 기판(20)은 실리콘 기판 내에 형성되는 회로층(210), 회로층 상의 반사층(220) 및 보호막층(230)을 포함할 수 있다. 상부 투광성 기판(30)은 상부 기판층(310) 및 상부 기판층(310) 상에 형성되는 투명 전극층(320)을 포함할 수 있다. 하부 실리콘 기판(20) 및 상부 투광성 기판(30)의 구조는 도 2와 관련하여 상술한 바 있으므로, 중복을 피하기 위하여 생략한다.
도 6을 참조하면, 상부 투광성 기판(30) 상에 고분자 액정 분산 조성물(60)을 도포한다. 도포된 고분자 액정 분산 조성물(60)의 두께를 조절하거나 또는 소정의 패턴을 형성하기 위하여 코팅 블레이드(70)를 적용할 수 있다. 코팅 블레이드(70)는 도포된 고분자 액정 분산 조성물(60)을 소정의 두께와 패턴으로 적절하게 재단할 수 있다.
도 7을 참조하면, 고분자 액정 분산 조성물(60)을 경화시켜 상부 투광성 기판(30) 상에 고분자층(410) 및 PDLC층(420)을 형성한다. 고분자 액정 분산 조성물(60)을 경화시키는 공정은 도 5와 관련하여 상술한 실시예의 경화 공정과 실질적으로 동일하므로 중복을 피하기 위하여 생략하도록 한다.
도 8을 참조하면, 고분자층(410) 및 PDLC층(420)이 형성된 상부 투광성 기판(30)과 하부 실리콘 기판(20)을 접합시킨다. 상기 접합시키는 방법은 가압하는 방법, 열처리하는 방법, 접착제를 사용하는 방법 등 공지된 적절한 방법을 사용할 수 있다.
다른 몇몇 실시 예들에 의하면, 본 실시예와는 달리, 하부 실리콘 기판(20) 상에 고분자 액정 분산 조성물(60)을 도포한다. 경화 공정을 통해 하부 실리콘 기판(20) 상에 고분자층(410) 및 PDLC층(420)을 형성할 수 있다. 이후에, 상부 투광성 기판(30)과 접합함으로써, PDLCoS를 형성할 수 있다.
이와 같이 상술한 방법들을 통해, 도 2의 구조와 실질적으로 동일한 구성요소를 가지는 PDLCoS를 형성할 수 있다.
도 9 내지 도 11은 본 출원의 또다른 실시 예에 따른 PDLCoS의 제조 방법을 설명하는 도면이다. 도 9를 참조하면, 고분자층(410) 및 PDLC층(420)을 예비 기판(90)을 이용하여 형성한다. 예비 기판(90) 상에 고분자층(410) 및 PDLC층(420)을 형성하는 방법은 도 3 내지 도 5와 관련되어 상술한 실시예에서, 하부 실리콘 기판(20) 대신 예비 기판(90)을 적용하고, 실질적으로 동일한 공정을 진행함으로써 형성할 수 있다. 이로서, 도시된 바와 같이, 예비 기판(90) 상에 액정 구조물(40)을 및 상부 투광성 기판(30)을 형성된 중간 구조물을 형성할 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 중간 구조물로부터 예비 기판(90)을 제거할 수 있다. 그리고, 도 11에 도시된 바와 같이, 예비 기판(90)이 제거된 위치에 하부 실리콘 기판(20)을 접합시킬 수 있다. 이와 같이 상술한 방법들을 통해, 도 2의 구조와 실질적으로 동일한 구성요소를 가지는 PDLCoS를 형성할 수 있다.
도시되지는 않았지만, 몇몇 실시예에서는 도 6 내지 도 8와 관련하여 상술한 실시예에서, 상부 투광성 기판(30)을 대신하여 예비 기판(90)을 적용하고, 실질적으로 동일한 공정을 진행함으로써, 예비 기판(90) 상에 액정 구조물(40)을 형성할 수 있다. 그리고, 액정 구조물(40)이 형성된 예비 기판(90)을 상부 투광성 기판(30)과 접합시킴으로써 도 9와 실질적으로 동일한 구조물을 형성할 수 있다. 이후의 공정은 도 10 및 도 11의 공정을 따르게 되며, 이로써, 도 2의 구조와 실질적으로 동일한 구성요소를 가지는 PDLCoS를 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 출원에 따르는 PDLCoS 제조 방법에서는 종래의 LCoS의 액정층 대신 PDLC 층을 적용함으로써, 종래의 배향막이 불필요하다. 또, 종래의 LCoS와 달리, 편광막을 제거할 수 있으므로, 입사하는 광의 손실을 막을 수 있어서 표시장치의 휘도를 증가시킬 수 있고 전체 표시 소자의 구조를 단순화할 수 있는 장점이 있다.
이와 같이, 상기에서는 본 개시된 기술의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 개시된 기술의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 개시된 기술을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 출원의 일 실시 예에 따른 PLDC층의 광 투과 특성을 보여주는 개념도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 PDLCoS를 설명하는 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 출원의 일 실시 예에 따른 PDLCoS의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 출원의 다른 실시 예에 따른 PDLCoS의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 9 내지 도 11은 본 출원의 또다른 실시 예에 따른 PDLCoS의 제조 방법을 설명하는 도면이다.

Claims (11)

  1. 액정 실리콘 표시소자에 있어서,
    하부 실리콘 기판;
    상기 하부 실리콘 기판과 대향하며 이격하도록 배치되는 상부 투광성 기판; 및
    상기 하부 실리콘 기판과 상기 상부 투광성 기판 사이에 배치되는 액정 구조물을 포함하되,
    상기 하부 실리콘 기판은
    표시소자를 동작시키는 구동 회로를 포함하는 회로층;
    상기 회로층 상에 배치되고 외부로부터 입사하는 광을 반사하는 반사층; 및
    상기 반사층 상에 위치하여 상기 반사층의 손상을 방지하는 보호막층을 포함하고,
    상기 액정 구조물은
    상기 하부 실리콘 기판과 접하는 고분자층; 및
    상기 고분자층 상에 배치되는 고분자 분산형 액정(PDLC) 층을 포함하는,
    액정 실리콘 표시소자.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 고분자층은 상기 PDLC층과 상기 하부 실리콘 기판과의 계면에 액정이 존재하는 것을 방지하는 역할을 하는 액정 실리콘 표시소자.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 보호막층은 상기 반사층 상에 1Å 내지 100Å의 두께를 가지도록 배치되는 산화물막 또는 질화물막인
    액정 실리콘 표시소자
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 상부 투광성 기판은 상기 상부 투광성 기판 상에 패터닝되는 투명 전극층을 포함하는
    액정 실리콘 표시소자.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 상부 투광성 기판은 유리 또는 유연성 고분자 재질로 이루어지는
    액정 실리콘 표시소자.
  6. 액정 실리콘 표시소자의 제조 방법에 있어서,
    (a) 표시소자를 구동시키는 회로층을 포함하는 하부 실리콘 기판을 준비하는 단계;
    (b) 투명 전극층을 포함하는 상부 투광성 기판을 준비하는 단계;
    (c) 갭 조절 물질을 사용하여 상기 하부 실리콘 기판 및 상기 상부 투광성 기판이 소정의 간격으로 이격하도록 배치하는 단계;
    (d) 상기 이격된 간격에 의하여 상기 하부 실리콘 기판 및 상기 상부 투광성 기판 사이에 형성된 공간으로 액정과 고분자를 포함하는 고분자 액정 분산 조성물을 주입하는 단계; 및
    (e) 상기 고분자 액정 분산 조성물을 경화시켜 고분자층 및 고분자 분산형 액정(PDLC) 층을 형성하는 단계를 포함하는
    액정 실리콘 표시소자의 제조 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 고분자 액정 분산 조성물의 고분자는 2이상의 작용기를 가지는 다관능성 희석제, 가교제 및 광개시제를 포함하는
    액정 실리콘 표시소자의 제조 방법.
  8. 액정 실리콘 표시소자의 제조 방법에 있어서,
    (a) 표시소자를 구동시키는 회로층을 포함하는 하부 실리콘 기판을 준비하는 단계;
    (b) 투명 전극층을 포함하는 상부 투광성 기판을 준비하는 단계;
    (c) 상기 상부 투광성 기판 상에 액정과 고분자를 포함하는 고분자 액정 분산 조성물을 도포하는 단계;
    (d) 상기 고분자 액정 분산 조성물을 경화시켜 상기 상부 투광성 기판 상에 고분자층 및 고분자 분산형 액정(PDLC) 층을 형성하는 단계; 및
    (e) 상기 상부 투광성 기판 상의 상기 고분자층과 상기 하부 실리콘 기판을 접합하는 단계 단계를 포함하는
    액정 실리콘 표시소자의 제조 방법.
  9. 액정 실리콘 표시소자의 제조 방법에 있어서,
    (a) 표시소자를 구동시키는 회로층을 포함하는 하부 실리콘 기판을 준비하는 단계;
    (b) 투명 전극층을 포함하는 상부 투광성 기판을 준비하는 단계;
    (c) 고분자 분산형 액정층을 형성하기 위한 예비 기판을 준비하는 단계;
    (c) 갭 조절 물질을 사용하여 상기 상부 투광성 기판을 상기 예비 기판과 소정의 간격으로 이격하도록 배치하는 단계;
    (d) 상기 이격된 간격에 의하여 상기 상부 투광성 기판 및 상기 예비 기판 사이에 형성된 공간으로 액정과 고분자를 포함하는 고분자 액정 분산 조성물을 주입하는 단계; 및
    (e) 상기 고분자 액정 분산 조성물을 경화시켜 상기 상부 투광성 기판 및 상기 예비 기판 사이에 고분자층 및 고분자 분산형 액정(PDLC) 층을 가지는 중간 구조물을 형성하는 단계;
    (f) 상기 중간 구조물로부터 상기 예비 기판을 제거하고, 상기 예비 기판이 제거된 위치에 상기 하부 실리콘 기판을 접착하는 단계를 포함하는
    액정 실리콘 표시소자의 제조 방법.
  10. 액정 실리콘 표시소자의 제조 방법에 있어서,
    (a) 표시소자를 구동시키는 회로층을 포함하는 하부 실리콘 기판을 준비하는 단계;
    (b) 투명 전극층을 포함하는 상부 투광성 기판을 준비하는 단계;
    (c) 고분자 분산형 액정층을 형성하기 위한 예비 기판을 준비하는 단계;
    (d) 상기 예비 기판 상에 액정과 고분자를 포함하는 고분자 액정 분산 조성물을 도포하는 단계;
    (d) 상기 고분자 액정 분산 조성물을 경화시켜 상기 예비 기판 상에 고분자층 및 고분자 분산형 액정(PDLC) 층을 형성하는 단계;
    (f) 상기 예비 기판과 상기 상부 투광성 기판을 접합시켜 중간 구조물을 형성하는 단계;
    (g) 상기 중간 구조물로부터 상기 예비 기판을 제거하고, 상기 예비 기판이 제거된 위치에 상기 하부 실리콘 기판을 접착하는 단계를 포함하는
    액정 실리콘 표시소자의 제조 방법.
  11. 제6 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고분자 액정 분산 조성물을 경화시키는 공정은,
    저전력의 자외선 램프 가열에 통하여, 상기 고분자 액정 분산 조성물로부터 상기 고분자층을 형성하는 단계; 및
    고전력의 자외선 램프 가열을 통하여, 상기 고분자 액정 분산 조성물로부터 상기 PLDC층을 형성하는 단계를 포함하는
    액정 실리콘 표시소자의 제조 방법.
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