KR100256434B1 - 반사 액정 장치 - Google Patents

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마이클 존 타울러
산드라 길모아
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마찌다 가쯔히꼬
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Abstract

반사 액정 장치는 편광기와 미러를 포함하며, 그 사이에는 몇 개의 지연기가 배치되어 있다. 지연기들 중 최소한 하나는 장치를 반사 상태와 무반사 상태 사이에서 스위칭하도록 그 광학축이 스위칭될 수 있는 가변 액정 요소이다. 무반사 상태에서, 편광기와 미러 사이의 전체 지연은 가시 스펙트럼의 중간이나 그에 인접한 주파수에 대해 1/4파장의 홀수와 동일하다.

Description

반사 액정 장치
본 발명은 반사 액정 장치에 관한 것이다. 이와 같은 장치는, 예를 들어, 컴퓨터, 다이어리, 및 퍼스널 오거나이저(personal organizer)와 같은 휴대용 및 랩탑 장비에서 사용된다.
Proc. Ind. Acad. Sci., 1995, 41A 130 및 137에는 개선된 무색성을 제공하기 위한 원형 편광기와 양방향-굴절성 판으로 이루어진 1/4파장 판이 공개되어 있다. 개개의 지연기(retarder)가 서로 다른 방위각의 광학축과 결합하여 무색성 성능에서의 향상을 제공한다.
Seki et al, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1995, 263, 499 및 Seki et al, Eurodisplay, 1996, 464에는 네메틱(nematic) 액정과 1/4파장 판을 포함하는 반사성의 전기적으로 제어되는 복굴정(electrically controlled birefringence, ECB)의 액정 장치(LCD)가 공개되어 있다. 1/4파장 판의 광학축은 네메틱(nematic) 액정의 광학축과 교차되며, 네메틱 액정의 한 면상에 배치된 편광기에 대해 45°이다. 트위스트되지 않는 액정과 1/4파장 판은 편광기와 미러 사이에 배치되어 있으며, 일반적으로 화이트 상태(white state)는 λ/4의 지연을 제공하는 액정에 의해 달성된다. 블랙 상태(black state)는 액정이 0 지연을 제공하도록 제어함으로써 달성된다. 이러한 블랙 상태는 1/4파장 판에 의해 효율적으로 제공되며, 1/4파장 판이 무색인 정도까지만 무색성이다. 관찰각 성능(viewing angle performance)을 개선시키기 위해 자신의 평면에 수직인 광학축을 갖는 부성 복굴정성(negative birefringence)의 지연기가 포함될 수도 있다.
Uchida et al, Asia Display, 1995, 599에는 하이브리드 정렬된 네메틱(Hybrid Aligned Nematic, HAN) 액정층 및 지연기의 대향면들 상에 편광기와 미러가 배치되어 있는 반사 디스플레이가 공개되어 있다. 지연기는 관찰각을 개선시키기 위한 평면외 광학축, 및 블랙 및 화이트 상태를 제공하기 위해 액정층의 지연과 연계하여 동작하는 평면내 광학 축의 2개 축을 가진다. 지연기의 평면내 축은 편광기의 편광축과 45°를 이루며 액정층의 광학축과 교차된다. 정규 블랙 상태는 액정층과 지연기의 최종 지연이 λ/4와 같을 때 제공된다. 화이트 상태는 액정의 지연이 지연기의 지연을 상쇄시키는 때에 제공된다. 이와 같은 디스플레이의 무색성은 광학 요소의 분산을 최적화하는데 달려 있다.
Ishinabe et al, Eurodisplay, 1996, 119에는 풀 컬러 반사 LCD가 공개되어 있는데, 여기에는, HAN 액정층과 2축 지연기가 선형 편광기와 미러 사이에 배치되어 있다. HAN 층의 광학축은 지연기의 광학축과 교차하며 편광기의 편광축에 45°를 이룬다. 정규 블랙 상태는 액정층의 지연과 지연기의 지연 차이를 λ/4로 만듦으로써 달성된다. 복굴절이 부분적으로 서로를 보상하도록 액정층과 지연기의 재료 분포를 조절함으로써 무색성이 개선된다.
Kuo et al, Asia Display, 1995, 135에는 LCD가 공개되어 있는데, 여기에는, HAN 액정층과 2축 지연기가 선형 편광기와 미러 사이에 배되어 있다. 다크(dark) 상태는 전체 지연이 1/4파장의 홀수와 같게 될 때 제공된다. 지연기는 액정축과 교차하는 평면내 광학축을 가지며 편광축과 45°를 이룬다. 디스플레이는, 본 명세서에서 앞서 기술한 바와 같이, 정규 블랙 모드에서 동작하거나, 더 큰 수동 지연기가 사용되는 정규 화이트 모드에서 동작할 수 있다. 무색성은 요소의 분산을 최적화하거나 복굴절이 서로를 보상하도록 분산을 조절함으로써 개선될 수도 있다.
Wu et al, Applied Physics Letters, 1996, 68, 1455에는 반사 LCD가 공개되어 있는데, 여기에는, 트위스트 네메틱 액정셀과 지연기가 편광기와 미러 사이에 배치되어 있다. 트위스트 네메틱 액정셀은 90°트위스트각을 가지며, 비교적 얇고, 편광기의 축에 20°각도를 이루는 입력 디렉터(input director)를 가진다. 셀은 액정셀의 지연과 지연기의 지연이 서로 상쇄되는 정규 화이트 모드에서 동작하며, 블랙 상태는 액정셀의 지연을 0으로 감소시킴으로써 달성된다. 따라서, 무색성은 지연기의 무색성에 달려있다.
Kuo et al, Eurodisplay, 1996, 387에는 유사한 트위스트 네메틱 디스플레이가 공개되어 있다. 이것은 정규 화이트 모드에서 동작하며, 무색성이 지연기의 무색성에 의존하는 블랙 상태를 달성한다.
Fukuda et al등은 3개의 논문(IDRC, 1994, 201;SID Journal, 1995, 3, 83; Asia Display 1995, 881)에서 단일 편광기와 단일 지연막을 포함하는 반사 수퍼트위스트 네메틱(STN) LCD를 공개하고 있다. 액정의 트위스트는 220 및 260°사이이며, 장치는 정상적으로 화이트 모드에서 동작한다. STN 액정은 높은 멀티플렉스 비율, 즉, 온 및 오프 전압간의 작은 전압 차이를 허용하여, 액정의 dΔn의 더 큰 값, 예를들어, 0.6 마이크로미터를 허용한다. 무색성은 액정과 지연기의 분산 특성을 변동시킴으로써 개선된다.
PCT WO 96/31577호에는 선형 편광기와 반사기를 포함하는 반사 디스플레이가 공개되어 있는데, 선형 편광기와 반사기 사이에는 편광기에 인접한 제1 지연기와 반사기에 인접한 제2 지연기가 배치되어 있다. 제1 지연기는 λ/2의 지연을 제공하며 편광기의 편광 방향에 15°의 각도로 정렬된 광학축을 가진다. 제2 지연기는 지연기의 평면 내에서 편광 방향에 관하여 75°와 120°사이에서 스위칭가능한 광학축을 가지며 λ/4의 지연을 제공하는 액정층을 포함한다.
본 발명의 제1 특징에 따르면, 선형 편광기, 편광 보존 반사기, 및 지연기 배열을 포함하는 반사 액정 장치가 제공되는데, 여기서, 지연기 배열은 최소한 3개의 지연기를 포함하며, 제1 지연기는 편광기와 반사기 사이에 배치되고, 제2 지연기는 제1 지연기와 반사기 사이에 배치되고, 제3 지연기는 제2 지연기와 반사기 사이에 배치되며, 제1, 제2, 및 제3 지연기중 최소한 하나는 지연기 배열의 지연이 [(2n+1)λ/4, n은 정수, λ는 가시광선의 파장]인 무반사 장치 상태와 반사 장치 상태 사이에서 스위칭가능한 액정층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
무반사 장치 상태에서, 제1 지연기는 실질적으로 λ/2의 지연을 가지며, 제2 지연기는 실질적으로 λ/2의 지연을 가지고, 제3 지연기는 실질적으로 λ/4의 지연을 가진다.
무반사 장치 상태에서, 제1 지연기의 광학축은 편광기의 편광 또는 흡수축에 대해 실질적으로 (α+B.180°)의 각도이고, 제2 지연기의 광학축은 편광 또는 흡수축에 대해 실질적으로 (x.α+C.180°)의 각도이며, 제3 지연기의 광학축은 편광 또는 흡수축에 대해 (2(β-α)+sign(α).45°+ D.180°)이다. 여기서, x는 양의 실수이고, B, C, 및 D는 정수이며, sign(α)는 α의 부호이다. α는 실질적으로 6.9°와 동일하고, x는 실질적으로 5와 같다.
제1 및 제2 지연기는 액정층을 포함할 수 있는데, 그 광학축은 빛이 통과하는 법선 방향에 대해 실질적으로 22.5°만큼 스위칭중에 회전한다.
제2 지연기는 액정층을 포함할 수도 있는데, 실질적으로 (pλ/2+δ)와 실질적으로 ((p+1)λ/2+δ)사이에서 스위칭가능한 지연을 가질 수 있다. 여기서, p는 정수이고, 0≤δ＜λ/2이다. p는 0 또는 1일 수 있다.
제3 지연기는 액정층을 포함할 수 있으며, 실질적으로 (qλ/4+δ)와 실질적으로 ((q+1)λ/4+δ)사이에서 스위칭가능한 지연을 가질 수 있다. 여기서, q는 정수이고, 0≤δ＜λ/4이다. q는 0 또는 1일 수 있다.
액정층은 평면외 네메틱 액정일 수 있다.
무반사 장치 상태에서, 제1 지연기는 23λ/72의 지연을 가질 것이며, 제2 지연기는 λ/2, 제3 지연기는 23λ/72의 지연을 가질 것이다.
무반사 장치 상태에서, 제1 지연기의 광학축은 편광기의 편광 또는 흡수축에 대해 실질적으로 14.25°의 각도이며, 제2 지연기의 광학축은 편광 또는 흡수축에 대해 실질적으로 84.5°이며, 제3 지연기의 광학축은 편광 또는 흡수축에 대해 실질적으로 14.25°의 각도일 것이다.
제2 지연기는 그 광학축이 스위칭중에 빛이 통과하는 법선 방향에 대해 실질적으로 22.5°만큼 회전하는 액정층을 포함할 수 있다.
제2 지연기는 액정층을 포함할 수 있으며, 실질적으로 (rλ/2+δ)와 실질적으로 ((r+1)λ/2+δ)사이에서 스위칭가능한 지연을 가질 수 있다. 여기서, r은 정수이고, 0≤δ＜λ/2이다. r은 0 또는 1일 수 있다.
제3 지연기는 액정층을 포함할 수 있으며, 실질적으로 23λ/72와 실질적으로 23λ/324 또는 46λ/81 사이에서 스위칭가능한 지연을 가질 수 있다.
액정층은 평면외 스위칭 네메틱 액정일 수 있다.
본 발명의 제2 특징에 따르면, 선형 편향기, 편향 보존 반사기, 및 편광기와 반사기 사이에 배치된 제1 지연기와 제1 지연기와 반사기 사이에 배치된 제2 지연기를 포함하는 지연기 배열을 포함하는 반사 액정 장치가 제공된다. 제1 및 제2 지연기는 지연기 배열의 지연이 [(2n+1)λ/4, n은 정수, λ는 가시과선의 파장]와 동일하게 되는 무반사 장치 상태와 반사 장치 상태 사이에서 스위칭가능한 트위스트되지 않는 액정층을 포함한다. 그리고, 제1 지연기는 액정층을 포함하며, 스위칭 중에 광선이 통과하는 정상적인 방향에 대해 선정된 각만큼 회전하는 광학축을 가지는 것을 특징으로 한다.
무반사 장치 상태에서, 제1 지연기는 실질적으로 λ/2의 지연을 가지며, 제2 지연기는 실질적으로 λ/4의 지연을 가진다.
무반사 장치 상태에서, 제1 지연기의 광학축은 편광기의 편광 또는 흡수축에 대해 (α+E.180°)의 각도를 이루며, 제2 지연기의 광학축은 편광 또는 흡수축에 대해 (2α + sign(α).45°+ F.180°)의 각도를 이룬다. 여기서, E와 F는 정수이고 sign(α)는 α의 부호이다.
α는 15°와 실질적으로 동일할 수 있다.
α는 실질적으로 22.5°와 동일할 수 있으며 선정된 각은 22.5°와 동일할 수 있다.
액정층은 강유전체 액정일 수 있다.
액정층은 반강유전체 액정일 수 있다.
액정층은 일렉트로클리닉(electroclinic) 액정일 수 있다.
액정층은 평면내 스위칭 네메틱 액정일 수 있다.
본 발명의 제3 특징에 따르면, 선형 편광기, 편광 보존 반사기, 및 편광기와 반사기 사이에 배치된 제1 지연기와 제1 지연기와 반사기 사이에 배치된 제2 지연기를 포함하는 지연 장치를 포함하는 반사 액정 장치가 제공된다. 제1 및 제2 지연기 중 최소한 하나는 지연 장치의 지연이 [(2n+1)λ/4, n은 정수, λ는 가시광선의 파장]와 동일하게 되는 무반사 장치 상태와 반사 장치 상태 사이에서 스위칭가능한 트위스트되지 않는 액정층을 포함하며, 액정층은 평면외 스위칭 액정인 것을 특징으로 한다.
무반사 장치 상태에서, 제1 지연기는 실질적으로 λ/2의 지연을 가지며, 제2 지연기는 실질적으로 λ/4의 지연을 가질 수 있다.
무반사 장치 상태에서, 제1 지연기의 광학축은 편광기의 편광 또는 흡수축에 대해 (α+E.180°)의 각도를 이루며, 제2 지연기의 광학축은 편광 또는 흡수축에 대해 (2α+sign(α).45°+ F.180°)의 각도를 이룬다. 여기서, E와 F는 정수이고 sign(α)는 α의 부호이다.
α는 15°와 실질적으로 동일할 수 있다.
제1 지연기는 액정층을 포함할 수도 있으며, 실질적으로 (pλ/2+δ)와 실질적으로 ((p+1)λ/2+δ)사이에서 스위칭가능한 지연을 가질 수 있다. 여기서, p는 정수이고, 0≤δ＜λ/2이다. p는 0 또는 1일 수 있다.
제2 지연기는 액정층을 포함할 수 있으며, 실질적으로 (qλ/4+δ)와 실질적으로 ((q+1)λ/4+δ)사이에서 스위칭가능한 지연을 가질 수 있다. 여기서, q는 정수이고, 0≤δ＜λ/4이다. q는 0 또는 1일 수 있다.
액정층은 평면외 스위칭 네메틱 액정일 수 있다.
본 발명의 제4 특징에 따르면, 선형 편광기, 편광 보존 반사기, 및 편광기와 반사기 사이에 배치된 제1 지연기, 제1 지연기와 반사기 사이에 배치된 제2 지연기를 포함하는 지연기 배열을 포함하는 반사 액정 장치가 제공된다. 제1 및 제2 지연기중 최소한 하나는 지연기 배열의 지연이 [(2n+1)λ/4, n은 정수, λ는 가시광선의 파장]인 무반사 장치 상태와 반사 장치 상태 사이에서 스위칭가능한 액정층을 포함하며, 제1 및 제2 지연기 중 최소한 하나는 트위스트 지연기를 포함한다.
액정층은 균등하게 정렬된 네메틱 액정을 포함할 수 있다.
액정층은 호모트로픽하게(homeotropically) 정렬된 네메틱 액정을 포함할 수 있다.
액정층은 제1 표면에 균일하게 정렬되고 제2 표면에 호모트로픽하게 정렬될 수 있다.
액정층은 평행 정렬될 수 있다.
액정층은 비-평행 정렬될 수 있다.
지연기 배열은 광학축이 액정층의 광학축에 실질적으로 수직하며 액정층에 광학적으로 인접하게 배치된 지연기를 더 포함할 수 있다.
이 추가 지연기는 실질적으로 δ와 동일한 지연을 가질 수 있다.
이 추가 지연기는 액정층을 교차하여 인가되는 전계가 없을때에 액정층의 지연과 실질적으로 동일한 지연을 가질 수도 있다.
n은 0일 수도 있다.
λ는 실질적으로 500과 실질적으로 570 나노미터 사이에 있을 수 있다. λ는 실질적으로 510과 실질적으로 550 나노미터 사이에 있을 수도 있다. λ는 실질적으로 525와 실질적으로 530 사이에 있을 수도 있다.
지연기 배열은 반사 장치 상태에서 mλ/2와 실질적으로 동일한 지연을 가질 수도 있으며, m은 정수이다.
제1, 제2, 및 제3 지연기 중 최소한 하나는 트위스트 지연기일 수도 있다.
따라서, 반사 디스플레이에 적합한 LCD를 제공하는 것이 가능하다. 넓은 관찰각과 빠른 반응 속도를 갖는 반사성의 단일 편광기 장치에서 고휘도(high brightness)와 콘트래스트(contrast)가 달성된다. 예를 들어, 콘트래스트의 반전없이 플러스 또는 마이너스 80°보다 더 큰 방위 관찰각이나 모든 방위 관찰각을 달성하는 것이 가능하다. 공지된 단일 편광기나 반사기 타입의 디스플레이와 비교해 실질적으로 어느 정도 개선된 무색성을 갖는 블랙 상태를 달성하는 것도 역시 가능하다. 지연기의 광학축들은 그 조합이 무반사나 어두운 상태에서 광범위한 파장에 걸쳐 편광기로부터의 입력 편광된 빛에 대해 λ/4의 지연을 주도록 배향된다.
따라서, 다크 상태는 매우 어둡고 무색이며, 이것은 차례로 고휘도의 화이트 상태와 조합될 때 높은 콘트래스트를 준다. 훌륭한 무색 반사나 화이트 상태를 달성하는 것도 역시 가능하다. 지연기들은 동일한 재료로 만들어질 필요는 없으며, 지연기 재료의 분산 특성은, 비록 최고의 디스플레이가 가능한한 낮은 분산도를 갖는 동일한 재료를 사용함으로써 얻어지지만, 무색성을 달성하는데 있어 실질적으로 중요하지는 않다.
따라서, 단일 편광기의 사용 때문에 고휘도 장치가 제공된다. 훌륭한 무색상의 특징은 고휘도가 달성되도록 허용한다. 광학적으로 얇은 층의 사용은 넓은 관찰각을 허용한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예를 구성하는 반사 LCD의 분해 개략도.
도 2는 블랙 또는 무반사 상태에서 도 1의 디스플레이에 대한 도 1에 대응하는 편향 상태도.
도 3은 반강유전체 액정 층을 사용한 도 1의 디스플레이의 성능을 도시하는 나노미터 단위의 파장 대 반사율을 도시하는 그래프.
도 4는 본 발명의 제2 실시예를 구성하는 또 다른 디스플레이의 도 1과 유사한 도면.
도 5는 화이트 또는 반사 상태의 도 4의 디스플레이의 동작에 대한 편향 상태도.
도 6은 강유전체 액정에 대한 도 4의 디스플레이의 성능을 도시하는 도 3에 유사한 그래프.
도 7은 본 발명의 제3 실시예를 구성하는 디스플레이의 도 1에 유사한 도면.
도 8은 네메틱 평면외 액정에 관한 도 1의 디스플레이의 성능을 도시하는 도 3과 유사한 그래프.
도 9는 액정층이 평면외 유형인 도 1의 디스플레이에 대한 편향 상태도.
도 10은 본 발명의 제4 실시예를 구성하는 디스플레이의 도 1에 유사한 도면.
도 11은 반강유전체 액정을 사용한 도 10의 디스플레이의 성능을 도시하는 도 3에 유사한 그래프.
도 12는 본 발명의 제5 실시예를 구성하는 디스플레이의 도 1에 유사한 도면.
도 13은 본 발명의 제6 실시예를 구성하는 디스플레이의 도 1에 유사한 도면.
도 14는 본 발명의 제7 실시예를 구성하는 도 1에 유사한 도면.
도 15는 도 14의 디스플레이의 성능을 도시하는 도 3에 유사한 그래프.
도 16은 본 발명의 제8 실시예를 구성하는 디스플레이의 개략도.
도 17은 도 16의 디스플레이의 성능을 도시하는 도 3에 유사한 그래프.
도 18은 본 발명의 제9 실시예를 구성하는 디스플레이의 도 16에 유사한 도면.
도 19는 도 18의 디스플레이의 성능을 도시하는 도 3에 유사한 그래프.
도 20은 본 발명의 제10 실시예를 구성하는 디스플레이의 도 16에 유사한 도면.
도 21은 도 20의 디스플레이의 성능을 도시하는 도 3에 유사한 그래프.
도 22는 앞선 도면들에 도시된 디스플레이들의 일반적인 구성을 도시하는 개략적인 분해도.
도 23은 본 발명의 실시예를 구성하는 정상적으로 블랙 디스플레이의 전압에 대한 반사율의 그래프.
도 24 및 도 25는 본 발명의 실시예들을 구성하는 정상적으로 화이트 디스플레이의 전압에 대한 반사율의 그래프.
도 26은 본 발명의 실시예를 구성하는 정상적으로 블랙 디스플레이의 전압에 대한 반사율의 그래프.
도 27은 본 발명의 실시예에 제12 실시예를 구성하는 디스플레이의 도 1에 유사한 도면.
도 28은 본 발명의 실시예를 구성하는 디스플레이의 도 1에 유사한 도면.
도 29는 본 발명의 제13 실시예를 구성하는 디스플레이의 도 1에 유사한 도면.
도 30는 본 발명의 제14 실시예를 구성하는 디스플레이의 도 1에 유사한 도면.
도 31는 본 발명의 제15 실시예를 구성하는 디스플레이의 도 1에 유사한 도면.
도 32는 본 발명의 제16 실시예를 구성하는 디스플레이의 도 1에 유사한 도면.
도 33는 본 발명의 제17 실시예를 구성하는 디스플레이의 도 1에 유사한 도면.
도 34는 본 발명의 제18 실시예를 구성하는 디스플레이의 도 1에 유사한 도면.
도 35는 본 발명의 제19 실시예를 구성하는 디스플레이의 도 1에 유사한 도면.
도 36는 본 발명의 제20 실시예를 구성하는 디스플레이의 도 1에 유사한 도면.
도 37 내지 도 40은 도 27 내지 도 36에 도시된 실시예들을 도시하는 표.
도 41은 본 발명의 제21 실시예를 구성하는 디스플레이의 도 1에 유사한 도면.
도 42는 파라미터들 중 일부의 변경이 성능상에 미치는 영향을 도시하는 표.
도 43은 본 발명의 제22 실시예를 구성하는 디스플레이의 도 1에 유사한 도면.
도 44는 도 43의 디스플레이의 다크(dark) 성능을 도시하는 도 3에 유사한 그래프.
도 45는 본 발명의 제23 실시예를 구성하는 디스플레이의 도 1에 유사한 도면.
도 46은 도 45의 디스플레이의 다크 상태 성능을 도시하는 도 3에 유사한 그래프.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 편광기
2 : 미러
3 : 고정 지연기
4 : 액정(LC) 지연기
5 : 고정 지연기
도 1에 도시된 반사 LCD는 선형 편광기(1), 편광 보존 반사기(2), 고정 지연기(3), 가변 지연기(4), 고정 지연기(5)로 구성된다. 편광기는 편광 또는 흡수축(6)을 가지며, 고정 지연기(3)은 축(6)에 대해 각도α의 광학축(7)을 가진다. 고정 지연기(3)은 가시 스펙트럼의 중간 파장 λ에서 반파장 판처럼 작용하는 지연을 가진다. 가시 스펙트럼의 중간 파장은 일반적으로 550 나노미터로 간주되나 LCD의 블랙 상태의 무색성을 최대화하기 위해, λ는 가시 스펙트럼의 푸른색 끝으로 약간 이동된다. λ에 대한 양호한 값은 510 내지 550 나노미터의 범위 내에 있다.
가변 지연기(4)는 액정의 "정규" 상태에서 축(6)에 대해 각도β의 광학축(80)을 갖는 액정층을 포함한다. 액정층은 광학축이 양호하게는 22.5°이나 일반적으로 + 또는 -22.5°만큼 스위칭될 수 있는 강유전체 액정(FLC)를 포함할 수도 있다. 대안으로, 액정은 장치의 브라이트 또는 반사 상태에서 2개의 방향, 즉, ±22.5°를 갖는 반강유전체 액정(AFLC)를 포함할 수도 있다. FLC 및 AFLC가 아닌 스메틱 액정이 사용될 수도 있으나 액정에 대한 또 다른 대안은 일렉트로클리닉(EC)(Chiral Smetic A)이다. 이것은 방위각적으로 조절되는 광학축 배향에 의해 그레이 스케일 능력을 제공한다. 액정에 대한 또 다른 가능성은 방위각적으로 조절되는 광학축 배향을 갖는 네메틱 평면내 스위칭 액정이다. 이들 각각의 경우에서, LC 지연기(4)는 λ/2의 고정된 지연을 제공한다.
대안적인 실시예에서, 지연기(4)는 네메틱 평면외 액정을 제공하는데, 그 광학축은 LCD의 브라이트 상태, 즉, 반사 상태, 및 다크 상태, 즉, 무반사 상태 사이에서 λ/2의 차이만큼 지연을 변동시키도록 지연기의 평면의 안 또는 바깥에서 스위칭된다. 지연이 λ와 λ/2 사이나 λ/2와 0에 가까운 값 사이에서 스위칭되는 것이 바람직하다.
고정 지연기(5)는 편광축(6)에 대해 각도 γ의 광학축(9)를 가진다. 고정 지연기(3 및 5)는 액정 중합체나 상호결합되어 중합체를 형성하는 반응성 메소겐(mesogen)과 같은 적절한 이방성 재료로부터 만들어질 수도 있다. 액정 지연기(4)는 네메틱 타입일 때 Fredericks 셀, HAN 셀, 또는 Pi 셀일 수 있다.
각도 α,β, 및 γ는 β=xα, γ=2(β-α)+45°인 관계식을 가진다. 양호하게는 α=6.9°, x=5 이고, 따라서, β=34.5°, γ=100.2°의 양호한 값을 가진다.
본 명세서에서 공개된 광학축들의 모든 각도와 정렬 방향은 장치의성능에 영향을 주지 않고 Aπ(A는 정수) 라디안만큼 회전될 수 있다. 또한, 각도 부호의 선택은 임의적이며 양의 각도는 기준 방향에 관하여 시계 방향 또는 반시계 방향일 수 있다. 따라서, 각도 α, β, 및 γ는 다음과 같이 보다 일반적으로 정의될 수 있다.
α + B.180°
β = xα + C.180°
γ = 2(β-α) + sign(α)45°+ D180°
여기서, x는 양의 실수이고, B, C, 및 D는 정수이며, sign(α)는 α의 부호이다.
앞서 언급한 바와 같이, 편광기(1)의 축(6)은 편광축이거나 편광축에 직교하는 흡수축일 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 공개된 장치는 축(6)으로서의 편광축이나 그에 직교하는 축과 더불어 실질적으로 동일하게 잘 동작한다. 설명을 간단히 하기 위해, 본 명세서에서 공개된 실시예는 축(6)으로서 편광기(1)의 편광축과 더불어 설명되었다.
도 2에는 지연기의 "설계" 파장인 파장 λ에서 LCD의 무반사 상태 또는 다크 상태에 대한 도 1의 LCD를 통한 빛의 경로와 빛의 편향 상태가 도시되어 있다. 선형 편광은 "L"로 표시되어 있고, 왼손 방향 원형 편광은 "CL"로, 오른손 방향 원형 편광은 "CR"로 표시되어 있다. 편광기(1) 상에 입사하는 편광되지 않은 빛은 편향축(6)에 대해 0도의 각도의 편광 벡터와 더불어 선형적으로 편광된다. 고정 지연기(3)에 의해 형성된 1/2파장 판은 α/2만큼 편광 벡터를 회전시키고, 지연기(4)에 의해 형성된 1/2파장 판은 편광 벡터를 γ-45°로 회전시킨다. 지연기(5)에 의해 형성된 1/4파장 판은 빛을 왼손 방향의 원형 편광된 빛으로 변환시키고, 이것은 거울(2)의 반사에 의해 오른손 방향의 원형 편광된 빛으로 변환된다. 1/4파장 판(5)는 γ+45°각도의 편광 벡터와 더불어 빛을 다시 선형으로 편광시킨다. 1/2파장 판(4)는 편광 벡터를 2α+90°로 회전시키고, 1/2파장 판(3)은 편광 벡터를 90°로 회전시킨다. 편광기(1)에 입사되는 반사된 빛의 편광 벡터는 편광축(6)에 수직이어서 반사된 빛은 편광기(1)에 의해 흡수된다.
지연기(3, 4, 및 5)에 의해 제공되는 지연은 "설계" 파장과는 다른 파장에 대해 정확히 λ/2 및 λ/4가 아니다. 따라서, 지연기(3, 4, 및 5)의 효과는 앞서 주어진 설명과는 약간 다르다. 그러나, 광학축(7, 8, 및 9)의 각도 α, β, 및 γ는 편광기(1)로 되반사되는 빛의 편광 벡터가 원래 방향에 대해 90°선형과는 약간 다른 그러한 값이다. 따라서, 훌륭한 무색성 블랙 상태가 LCD에 의해 제공된다. 만일 굴절 계수의 분산이 모든 지연기에 있어 동일하다면 최적의 다크 상태가 달성된다. 그러나, 이것은 필수적인 것이 아니며, 분산이 매우 다를 때조차 충분한 결과가 얻어질 수 있다.
반사 또는 화이트 상태를 제공하기 위해, 광학축(8)이 다양한 액정 유형에 대해 앞서 설명한 바와 같이 회전하도록 액정 지연기(4)가 스위칭된다. 그 결과, 가시 스펙트럼에 걸쳐 0도 또는 0도에 근접한 선형적인 편광 벡터를 갖는 편광기(1)로 빛이 되반사되어 훌륭한 무색 화이트 상태를 만들어 낸다.
도 3은 AFLC에 의해 구현된 액정 지연기(4)를 갖는 도 1의 LCD의 성능을 도시하는 나노미터 단위의 파장 대 반사율의 그래프이다. 실선은 블랙 상태에서의 반사율을 도시하는 반면, 파선은 화이트 상태에서의 반사율을 도시한다. 대부분의 가시 스펙트럼을 통해, 블랙 상태의 반사율은 실질적으로 0과 같으나 스펙트럼의 푸른색 끝과 붉은색 끝에서 상승한다. 반사율은 스펙트럼의 푸른색 끝에서 보다 빨리 상승하는데, 이것이 "설계" 파장 λ가 블랙 상태에서의 무색성을 개선시키기 위해 가시 스펙트럼의 실제적인 중심에 비해 푸른색 끝을 향하도록 옮겨져 선택되는지의 이유이다. 화이트 상태에서의 반사율은 가시 스펙트럼의 상당한 부분에 걸쳐 최대이지만, 푸른색 끝과 붉은색 끝을 향해 하강한다. 그러나, 어느 정도의 무색 화이트 상태가 달성된다. 또한, 스펙터럼 전체에 걸쳐 블랙 상태와 화이트 상태에서의 반사율의 차이는 비교적 높다. 따라서, 스펙트럼 전체에 걸쳐 훌륭한 콘트래스트 성능을 갖는 브라이트 디스플레이가 제공된다. 개개의 층과 전체 장치는 비교적 얇기 때문에, 장치는 훌륭한 범위의 관찰각을 가진다. 특히, 모든 극 각도에 대해 ±80°의 방위각이 콘트래스트의 반전, 즉, 다크 상태가 브라이트 상태보다 더 밝게 되는 경우가 없이 달성될 수 있다.
도 4에 도시된 반사 LCD는 액정 지연기(4)가 고정 지연기(3)과 고정 지연기(5) 사이 대신에 편광기(1)과 고정 지연기(3) 사이에 배치된다는 점에서 도 1에 도시된 것과는 다르다. 액정 지연기(4)는 FLC, AFLC, EC, 및 네메틱 평면내 액정에 의해 구현될 수도 있다. 다크 상태나 블랙 상태에서의 동작은 도 2에 도시된 바와 같은 도 1의 LCD의 동작과 동일하다.
도 5에는 액정 지연기(4)의 광학축이 -22.5°만큼 스위칭되어 편광축(6)에 대해 -15.6°가 되어 있는 브라이트 또는 화이트 상태의 도 4의 LCD의 동작이 도시되어 있다. 편광기(1)에 입사되는 편광되지 않은 빛은 축(6)에 대해 0도인 편광 벡터와 더불어 선형 편광된다. 편광 벡터는 지연기(4)에 의해 2α로 회전되고 지연기(3)에 의해 γ로 더 회전된다. 편광 벡터는 지연기(5)를 통한 빛의 통과나 미러(2)에서의 반사에 의한 빛의 통과에 영향받지 않아 반사된 빛은 각도γ의 편광 벡터를 갖는 지연기(3) 상에 입사된다. 지연기(3)은 편광 벡터를 2α로 회전시키고 지연기(4)는 편광 벡터를 0도로 회전시킨다. 따라서, 편광기(1)에 되반사된 빛의 편광 벡터는 편광축(6)에 평행하고, 반사된 빛은 감쇠되지 않고 LCD 바깥으로 되돌아 온다.
도 4의 LCD의 성능이 도 6에 도시되어 있다. 다크 상태에서의 반사율은 도 3에 도시된 것과 실질적으로 동일하고, 브라이트 상태의 반사율은 도 3에 도시된 것에 비해 개선되어 있어 휘도와 무색성은 가시 스펙트럼에서의 상태들간의 콘트래스트 비율과 더불어 약간 개선된다.
도 7에 도시된 LCD는 가변 액정 지연기(4)가 미러(2)에 인접한 1/4파장 판을 형성한다는 점에서 도 1에 도시된 것과 다르다. 지연기(4)는 그 광학축(8)이 지연기(4)의 평면내 및 평면외에서 λ/4만큼 다른 두 값들 사이의 지연을 변동시키도록 스위칭가능한 네메틱 평면외 액정으로 구현된다. 지연이 λ/2와 λ/4 또는 λ/4와 실질적으로 0사이에서 스위칭되는 것이 양호하다.
도 9는 지연기(4)가 네메틱 평면외 액정으로서 구현될 때 브라이트 상태의 도 1의 LCD의 동작을 도시한다. 이 동작 모드에서, 지연기(4)는 0에 가까운 지연 또는 λ/2의 지연을 제공하고 빛의 통과에 실질적으로 아무런 영향을 미치지 않는다. 편광기(1) 상에 입사되는 편광되지 않은 빛은 선형으로 편광되어 편광축(6)에 대해 0도의 편광축을 가진다. 지연기(3)은 편광 벡터를 2α로 회전시키고 이는 거의 변화가 없이 지연기(4)를 통해 간다. 지연기(5)는 빛을 편광축(6)에 대해 2α의 주축을 갖는 약간 타원형으로 편광된 빛으로 변환시킨다. 타원형으로 편광된 빛은 그 편광 상태에 실질적으로 영향을 받지 않고 미러(2)에 의해 반사된다. 따라서, 빛은 지연기(5)에 의해 실질적으로 2α의 변광 벡터를 갖는 실질적으로 선형으로 편광된 빛으로 변환된다. 지연기(4)는 어떠한 영향도 주지 않아서 지연기(3)은 편광 벡터를 편광축(6)에 관해 실질적으로 0만큼 회전시킨다. 따라서, 반사된 빛은 편광기(1)에 의해 전송된다.
동작이 도 9에 도시되어 있는 LCD의 성능이 도 8에 곡선(10과 11)에 표시되어 있다. 곡선(10)은 λ/2 내지 0에 대한 것이고, 도 11은 λ/2 내지 λ에 대한 것이다. 훌륭한 무색 브라이트 및 다크 상태를 갖는 높은 콘트래스트와 휘도의 디스플레이가 제공된다. 다크 및 브라이트 상태 전압 사이의 전압에서, 다크 및 브라이트 상태 사이의 반사율이 생성되고, 양호한 무색성을 나타낸다.
도 1, 4, 및 7에 도시된 디스플레이에서, 다크 상태에서 선형 편광기(1)과 함께 지연기(3, 4, 및 5)의 조합은 원형 편광기처럼 행동한다. 도 10에 도시된 디스플레이에서, 지연기(3, 4, 및 5)의 조합은 1/4파장 판처럼 동작한다. 고정 지연기(3)은 광학축 α가 편광기(1)의 편광축(6)에 대해 14.25°인 23λ/72파장 판처럼 행동한다. 가변 액정 지연기(4)는 다크 상태에서 그 광학축(8)이 광학축(6)에 대해 84.5°인 1/2파장 판처럼 행동한다. 고정 지연기(5)는 고정 지연기(3)과 실질적으로 동일하다. 가변 지연기(4)는 FLC, AFLC, EC, 및 λ/2의 고정 지연을 제공하지만 광학축이 LCD의 브라이트 상태와 다크 상태 사이에서 + 또는 -22.5°만큼 스위칭가능한 네메틱 평면내 액정으로 구현될 수도 있다. 네메틱 평면외 액정에 의해 구현될 때, 지연기(4)의 광학축은 지연기의 평면내 및 평면외에서 스위칭가능하며 지연은 λ/2만큼 다른, 양호하게는 λ/2와 0 또는 λ와 λ/2사이의 값만큼 다른 상태들 사이에서 스위칭가능하다.
도 11에 도시된 바와 같이, 도 10의 LCD는 다크 상태와 브라이트 상태의 무색성, 가시 스펙트럼에 걸친 휘도와 콘트래스트 비의 관점에서 훌륭한 성능을 역시 제공한다.
도 12의 LCD는 가변 액정 지연기(4)가 미러(2)에 인접해서 배치된다는 점에서 도 10에 도시된 것과 다르다. 지연기(4)는 광학축(8)이 23λ/72와 23λ/324 사이 또는 23λ/72와 46λ/81 사이에서 지연을 변동시켜 미러(2)에 선형 편광 상태를 주도록 지연기 평면의 안과 바깥에서 스위칭가능한 네메틱 평면외 액정 디스플레이로서 구현된다.
도 13의 LCD는 단지 2개의 지연기만이 편광기(1)과 미러(2) 사이에 배치되어 있다는 점에서 도 1에 도시된 것과는 다르다. 제1 지연기는 FLC, AFLC, EC, 및 앞서 설명한 바와 같은 네메틱 평면내 액정과 네메틱 평면내 액정으로 구현될 수 있는 가변 액정 지연기(4)를 포함한다. 광학축(8)은 편광기(1)의 편광축(6)에 대해 각도 α이다. 블랙 상태에서, 지연기(4)는 1/2파장 판처럼 행동한다.
고정 지연기(5)는 1/4파장 판처럼 동작하며 편광축(6)에 대해 (2α+45°)인 각도 β의 광학축(9)를 가진다. 비록 디스플레이의 무색성의 관점에서 α의 최적값이 15°이지만, 이 최적 각도는 액정 지연기(4)의 모든 실시예에 대해 이용가능한 것은 아니다. 따라서, 어떤 경우에 대해서는, 22.5°의 값이 α로서 선택된다. 다음으로, 지연기(4)의 동작이 다른 액정 실시예에 대해 이후에 기술될 것이다.
각도 α와 β는 다음과 같이 보다 일반적으로 정의된다.
α + E.180°
β = 2α + sign(α)45° + F180°
여기서, E와 F는 정수이다.
도 14는 액정 지연기(4)가 이제는 미러(2)에 인접해서 배치된다는 점에서 도 13에 도시된 것과 다르다. 지연기(4)는 네메틱 평면외 액정을 포함하며, 도 7을 참조하여 이후에 기술되는 바와 같이 동작한다.
도 13 및 도 14에 도시된 LCD의 성능이 도 15에 도시되어 있다. 다크 상태 반사율은 도 13 및 도 14의 LCD 모두에 대해 실질적으로 동일하다. 그리고, 앞서 기술된 "3개 지연기" 장치처럼 훌륭하지는 않지만, 그럼에도 불구하고, 훌륭한 무색 블랙 상태를 제공한다. 곡선(12)는 λ/2의 지연의 액정을 갖는 도 13의 LCD의 브라이트 상태 성능을 도시하는 반면 곡선(13)은 지연 0의 액정을 갖는 도 14의 LCD의 브라이트 상태의 성능을 도시한다. 양호한 콘트래스트 비율과 양호한 무색성의 브라이트 디스플레이가 제공되고 연장된 관찰 각도를 제공된다.
도 16의 LCD는 2개의 지연기 배열을 포함하는데, 여기서, 제1 지연기(5)는 편광기(1)의 편광축(6)에 대해 광학축이 15°를 이루도록 고정된다. 지연기(5)는 1168 나노미터의 두께를 가지며 Merck의 RM258로 만들어진다. 트위스트 네메틱 지연기(4)는 편광기 축(6)에 대해 32.5°각도의 입력 디렉터를 갖는 63.6°트위스트의 카이럴 지연기를 포함한다. 고정 지연기(5)는 152.5 나노미터의 광학 지연(d.Δn)을 가진다.
브라이트 상태에서, 지연기(4)는 0 에 가까운 지연을 제공하도록 스위칭된다.
도 17은 도 16의 LCD의 반사율을 도시한다.
도 18에 도시된 LCD는 편광기(1)과 미러(2) 사이에 고정 트위스트 지연기(5)와 네메틱 평면외 액정 지연기(4)를 포함한다. 지연기(5)는 편광축(6)에 대해 4.9°각도를 가지며 20.2°의 트위스트 각도를 갖는 입력 디렉터를 가진다. 지연기(5)는 RM258로 만들어지고 1690 나노미터의 두께를 가진다.
네메틱 지연기(4)는 RM258과 동일한 복굴절성과 다크 상태에서 편광축(6)에 대해 76.5°의 광학축을 갖는 재료에 대해 600 나노미터의 두께를 가진다. 지연기는 1/2파 지연에 대응하는 광학적 지연의 2배로 스위칭되거나 0 지연에 대응하는 0광학 지연으로 스위칭하여 장치를 브라이트 상태로 스위칭한다.
도 18에 도시된 LCD의 성능이 도 19에 도시되어 있다. 0 지연으로 스위칭되는 지연기에 대한 브라이트 상태가 곡선(14)로 도시되어 있고 1/2 파장 지연으로 스위칭되는 지연기(4)에 대한 브라이트 상태가 곡선(15)에 도시되어 있다.
도 20에 도시된 LCD는 편광기(1)과 미러(2) 사이에 2개의 트위스트 지연기(4 및 5)를 포함한다. 지연기(4)는 그 입력 디렉터가 편광기(1)의 편광축(6)에 정렬되어 있는 네메틱 액정으로 포함한다. 지연기(4)는 RM258 유형의 재료로 만들어질 때 29.9°의 트위스트와 1586 나노미터의 두께를 가진다. 고정 트위스트 지연기(5)는 RM258 유형의 재료로 만들어질 때 편광축(6)에 대해 38.5°각도, 70.2°의 트위스트, 및 두께 658의 입력 디렉터를 가진다.
도 21는 도 20의 LCD의 성능이 도시되어 있다. 곡선(16)은 브라이트 상태의 성능을 도시하는 반면, 곡선(17)은 편광기에 인접한 지연기가 고정되어 있고 미러에 인접한 지연기는 스위칭가능하다는 점에서 도 20에 도시된 것과는 다른 장치의 브라이트 상태의 성능을 나타낸다. 도 20에 도시된 장치에 대해 지연기(4)의 지연을 실질적으로 0으로 스위칭함으로써 브라이트 상태가 얻어진다.
도 22는 앞서 기술된 유형중 임의의 유형의 LCD의 구조를 도시한다. 반사기(2)는 스위칭 수단과 결합되어 후면 기판(20) 상에 형성된다. 예를 들어, 반사기는 전기적으로 도전성일 수 있고, 픽셀화되어 픽셀화된 장치를 어드레싱하기 위해 개개의 화소(pixel) 전극을 제공한다.
반사기(2)는 확산 스케터링 반사기일 수도 있고 비-스케터링 반사기일 수도 있다. 비-스케터링 반사기(2)의 경우에, 추가적인 광학 요소는 유용한 반사 장치를 형성하기 위해 빛을 약간 분산시킬 것을 필요로 한다. 예를 들어, (Sumitomo Chemical의) 광학 제어 막이 편광기(1)의 표면에 레미네이트될 수도 있다. 무반사 또는 무섬광 막과 같은 추가 광학 막이 디스플레이에 레미네이트되어 그 외관을 향상시킬 수 있다.
액정 지연기(4)는 정렬층(21)과 결합하며 인듐 틴 옥사이드(ITO)로 구성될 수도 있는 투명한 대향전극(22)가 제공된다. 대향전극(22)는 예를 들어, 수동 매트릭스나 MIM(Metal/Insulator/Metal)에 의해 구동될 때, 마디가 없을 수도 있으며 패터닝될 수도 있다. 투명한 전면 기판(23)이 제공되며 글래스(glass)나 플라스틱(plastic)으로 형성될 수 도 있다. 편광기(1)이 기판(23) 바깥에 도시되어 있지만, 기판 내부에 형성될 수도 있다.
액정 지연기(4)와 반사기(2) 사이에 고정 지연기가 필요하다면, 화살표(24)로 표시된 곳에 위치할 수도 있다. 액정 지연기(4)와 반사기(2) 사이의 갭은, 예를 들어, 픽셀화된 장치의 경우에 바람직하지 않은 시차 효과(parallax effect)를 피하도록 최소화되어야 한다. 그러나, 예를 들어, 고도로 콜리메이트된(collimated) 빛이 사용되거나, 장치가 광학 셔터로서 사용되는 경우에서와 같이, 시차 효과가 문제가 되지 않는다면, 반사기(2)와 관련된 지연기는 후면 기판(20) 뒤에 배치될 수 있다. 광학 편광기(1)과 액정 지연기(4) 사이에 고정 지연기가 필요하다면, 화살표(25)로 표시된 3개 위치 중 임의의 한 곳에 위치할 수도 있다.
장치의 관찰각을 개선시키기 위해서, 임의의 고정 지연기가 2축으로 만들어질 수도 있고, 그 광학축이 장치의 평면에 실질적으로 수직한 축에 평행한 추가적인 고정 지연기가 제공될 수도 있다.
컬러 디스플레이를 위해, 장치는 흡수 또는 반사 컬러 필터를 포함할 수도 있다. 반사 컬러 필터의 경우, 반사기(2)는 필터에 의해 형성될 수도 있다. 흡수 필터는, 예를 들어, 전면 기판(23)의 내부 표면과 같은 장치 구조의 내부의 적절한 장소에 위치할 수도 있다.
도 14에 도시된 유형의 디스플레이의 제1 예는 "정규 블랙" 디스플레이, 즉, 액정 지연기(4)를 가로질러 어떠한 전계의 인가도 없을 때에 다크인 디스플레이를 포함한다. 지연기(4)는 포지티브 유전성 비등방성을 갖는 균일하게 정렬된 네메틱 액정을 포함한다. 액정은 평행 또는 비-평행(anti-parallel) 정렬될 수도 있다.
액정 지연기(4)는 액정을 가로질러 인가 전압이 0일 때 실질적으로 1/4파장의 지연을 제공하여 디스플레이가 다크가 되도록 만들어진다. 전압이 지연기(4)에 인가될 때, 그 지연은 감소하고, 전압이 증가함에 따라 지연은 감소하고 0 지연에 접근한다.
액정 지연기(4)는 인가된 전계가 없을 시에 137 나노미터의 지연을 제공하도록 만들어지며 Merck의 LC ZLI-6476이라 알려진 액정으로 만들어질 수도 있다. 지연기(5)는 262 나노미터와 실질적으로 동일한 dΔn의 고정된 지연을 가지며 Nitto-Denko로부터 입수할 수 있다.
도 23에 도시된 이 예의 반사율이 전압 대 반사율로서 도 23에 도시되어 있다.
도 14에 도시된 제2 실시예는 이것이 "정규 화이트"를 형성하며, 균일하게 정렬된 네메틱 액정이 실질적으로 1/2파장의 0 인가된 전계에서 지연을 가진다는 점에서 제1 예와는 다르다. 이것은 275 나노미터의 지연을 제공하도록 지연기의 액정층의 두께를 증가시킴으로써 달성될 수도 있다. 전형적인 장치의 인가된 전압 대 반사율이 도 24에 도시되어 있다. 인가된 전압이 증가함에 따라, 지연은 1/4파장이 될 때까지 감소하여 장치는 다크나 블랙으로 보인다.
도 14에 도시된 또 다른 실시예는 정규 화이트 디스플에이를 제공하며 액정 지연기(4)가 부성 유전 비등방성을 갖는 균일하게 정렬된 네메틱 액정을 포함한다는 점에서 앞서 설명된 예들과 다르다. 정렬은 평행 또는 비-평행일 수 있으며, 호모트로픽 정렬은 프리틸트를 가져야 한다. 인가된 전압이 실질적으로 0일 때, 장치는 도 15의 곡선(13)에 의해 도시된 바와 같이 브라이트로 보인다. 인가된 전압이 증가할 때, 액정 지연기(4)의 지연은 증가하고, 1/4파장 지연이 달성될 때, 장치는 도 25의 전압 대 반사율의 그래프에 도시된 바와 같이 다크나 블랙으로 보인다.
이 예는 지연기(4)가 Merck의 LC ZIL-2806 유형의 액정층을 포함한다는 점에서 제1 및 제2 예와 구조면에서 다르다. 이 층의 지연은 호모트로픽 상태로부터 완전히 전환할 때 174 나노미터와 실질적으로 동일하며, 5볼트의 인가된 전압에 대해 양호한 다크 상태가 달성될 수 있다.
앞서 설명된 또 다른 네메틱 평면외 액정 지연기는 3개의 예와 동일한 기법을 사용하여, 하이브리드 정렬 네메틱(HAN)과 같이 균일 정렬, 호모트로픽 정렬, 또는 이들의 조합을 사용한 정규 블랙 또는 정규 화이트 상태를 제공하도록 구현될 수도 있다.
도 23에 도시된 바와 같이, 액정 지연기(4)는 유한한 지연을 유지하기 때문에, 증가하지만 유한한 인가 전압에 대해 반사율은 최대 값에 접근하지만 결코 최대값을 달성하지는 못한다. 이것은 그 광학축이 지연기(4)의 러빙(rubbing) 방향(광학축, 8)에 대해 ±90°로 정렬되어 있고 지연기(4)의 잔여 지연을 보상하거나 상쇄시키기에 충분한 지연을 갖는 추가적인 고정 지연기를 제공함으로써 달성될 수 있다. 이와 같은 기술이, 예를 들어, Shankar SPIE Vol 1166, page 461, 1989에 의해 공개되어 있다. 이와 같은 추가 지연기는 액정 지연기(4)의 어느 한 면에 배치될 수 있고, 0의 인가 전압에서 액정 지연기(4)와 추가 지연기의 전체 지연이 실질적으로 1/4 파장이 되는 그러한 지연을 가진다. 인가된 전압이 증가함에 따라, 액정층의 지연은 선정된 유한 전압에서 추가 지연기와 동일하게 되도록 감소한다. 다음으로, 전체 지연이 0이고 장치는 도 15의 곡선(13)에 대응하는 반사율을 가지며 브라이트로 보인다.
이와 같은 장치의 예는 액정 지연기가 180 나노미터의 인가 전계없는 지연을 제공하는 Merck의 LC ZLI 6476을 포함한다는 점에서 앞서 설명된 제1 예와는 다르다. 추가 지연기는 반시가(2)와 액정 지연기(4) 사이에 배치되며, 40 나노미터의 지연을 가진다. 이와 같은 지연기는 Merck의 RM257이라 알려진 반응성 메소겐으로 만들어진다. 추가 지연기(30)이 편광기(1)의 편광 방향(6)에 대해 각도 θ3로 정렬된 광학축(31)을 가지는 그러한 장치가 도 27에 도시되어 있다. 도시된 예에서, 광학축(31)은 편광 방향(6)에 -15°로 정렬되어 있다. 인가된 전압 대 반사율은 도 26에 도시된 곡선으로 도시되어 있고 그 최대 반사율은 박막 트랜지스터에 장치를 구동시키기에 편리한 5볼트와 같은 유한 전압에서 달성된다.
이러한 기법을 사용하여, 추가 지연기를 구비하여 또는 추가 지연기없는 2개의 지연기의 사용에 기초하여, 수 개의 서로 다른 정규 블랙 또는 정규 화이트 반사 장치를 제공하는 것이 가능하다. 이와 같은 장치가 도 27 내지 도 36과 도 37 내지 도 40에 도시된 표1 내지 4에 도시되어 있다. 지연기들이 편광기(1)로부터 반사기(2)에 이르기까지 순서대로 R1, R2, 및 (존재한다면) R3으로 꼬리표가 매겨져 있다. 제1 지연기 R1(5)는 도시된 모든 실시예에서 그 광학축이 편광 방향(6)에 대해 α도 만큼 정렬된 1/2 파장 판이다. 도 27에 도시된 것과 같은 일부 실시예에서, 지연기(5) 다음에는 액정 지연기(4)와 반사기(2) 사이에 배치된 추가 지연기(30)을 갖는 액정 지연기(4)가 온다. 다른 실시예에서, 지연기(5) 다음에는 추가 지연기(30)이 오고, 액정 지연기(4)는, 예를 들어, 도 29에 도시된 바와 같이 추가 지연기(30)과 반사기(2) 사이에 배치된다. 지연기 R1, R2, 및 (존재한다면) R3의 일반 명세가 표1과 표2에 주어져 있다. 이들 표에서, R은 동일한 유형의 제1 지연기 R1의 경우에, 고정 지연기를 가리킨다. I는, 앞서 언급한 RM257과 같은 반응성 메소겐으로 만들어지며 양호하게는 시차 효과를 최소화하도록 반사기(2)에 인접한 후면 기판(20)의 내부에 배치되는 고정 추가 지연기(30)을 가리킨다. 인가된 전압의 증가와 더불어 지연이 감소하는 액정 지연기는 +Δε으로 표기되는 반면, 인가된 전압과 더불어 증가하는 지연을 갖는 액정 지연기는 -Δε로 표기된다. 작은 양의 임의의 지연값은 σ와 τ로 표기된다.
도 27 내지 도 36 및 도 37 및 도 38의 표1 과 표2에 도시된 몇 개의 장치 예가 도 27 내지 도 36 및 도 39 내지 도 40의 표3과 표4에 지시된 각도와 지연값에 의해 도시되어 있다. 표3과 표4는 특정한 적절한 재료의 예도 도시하고 있다. 따라서, 제1 지연기 R1과 R로 표기된 지연기들은, 예를 들어, Nitto-Denko로부터 상업적으로 입수가능한 유형일 수도 있다. 2806은 액정 LC ZIL-2806을 가리키는 반면 6476은 액정 LC ZIL-6476을 가리킨다. 양자 모두 Merck로부터 입수가능하다. RM257은 역시 Merck로부터 입수가능한 반응성 메소겐257을 가리킨다.
이들 실시예에서의 2개의 특정 액정은 낮은 복굴절성을 가진다. 비록 이것이 필요하지는 않지만, 원하는 지연 dΔn을 달성하기 위해 큰 셀 두께가 필요한 경우에는 유익하다. 이와 같이 더 두꺼운 셀은 제조하기에 쉽고 소자 면적 전체에 걸쳐 지연에서의 변동이 작아지는 결과를 낳는다. 도 31 및 도 33에 도시된 예에서의 액정의 프리틸트(pretilt)는 각각 도 30과 도 34에 도시된 예에서의 프리틸트보다 더 크다.
액정 지연기의 잔여 지연을 상쇄시키기 위해 추가 지연기를 사용하는 방법은, 예를 들어, 도 1에 도시된 유형의 다른 "2개 지연기" 및 "3개 지연기"에도 마찬가지로 적용될 수 있다. 고정 지연기(3)과 액정 지연기(4) 사이에 추가 지연기(30)이 배치되는 그러한 장치의 예가 도 41에 도시되어 있다. 추가 지연기(30)의 광학축(31)은 액정 지연기(4)의 광학축(러빙 방향)에 관해 ±90°의 각θ로 정렬되어 있다. 이 예에서, θ는 -55.5°로 도시되어 있다. 추가 지연기(30)은 정규 블랙 디스플레이를 제공하기 위해 60 나노미터와 같은 비교적 작은 지연을 가진다. 지연기(4)의 지연은 약 λ/2+60 나노미터까지 증가하여 박막 트랜지스터 구동 기법과 호환되는 유한한 인가 전압에 대해 완전히 정규화된 브라이트 상태가 얻어질 수 있다.
따라서, 평면외 스위칭 네메틱 액정 지연기(4)를 사용하는 모든 실시예는 동작 모드(정규 블랙 또는 정규 화이트)나 액정 재료가 인가 전압과 더불어 증가하는지 감소하는지에 따라 다른 지연을 제공하는 추가 지연기를 포함할 수 있다.
앞서 기술된 지연기들의 광학축의 각도와 지연은 각각의 실시예들에 대해 최적의 값으로 믿어진다. 그러나, 이들 최적 값으로부터 작은 편차가 발생할 수 있으며, 여전히 적절한 디스플레이가 만들어지는 것을 허용한다. 예를 들어, 각도와지연이 도 42의 표5에 도시된 바와 같은 양만큼 주어질 때, 앞서 기술된 바와 같이, 추가적인 고정 지연기없이 2개 또는 3개 지연기 배열에 대해, 다크 상태 반사율이 약 0.2까지 증가될 수 있다.
도 43에는 도 7에 도시된 유형의 장치가 도시되어 있는데, 여기서는, 평면외 액정 네메틱 액정 지연기는 트위스트되지 않는 네메틱 지연기로 대체된다. 지연기(4)는 23.4°의 트위스트 각도와 142.8 나노미터의 지연을 가진다. 입력 디렉터[즉, 지연기(5)와 인접하는 지연기(4)의 표면의 액정 디렉터]는 편광기(1)의 편광축에 대해 85.5°의 각도를 이룬다.
도 43에 도시된 장치는 "3개 지연기"의 전형적인 예인데, 여기에는, 균일한 λ/4 지연기가 Beynon et al, Proceedings of the IDRC 1997, page L34에 따라 설계된 트위스트 네메틱 지연기로 대체되어 있다. 참고용으로 인용된 이 논문에는 선형 편광된 빛을 원형 편광된 빛으로 변환시키기 위해 트위스트 액정의 파라미터들을 계산하기 위한 일반적인 공식이 소개되어 있다.
도 44에는 도 43의 장치의 다크 상태 성능이 도시되어 있다. 따라서, 장치는 양호한 다크 상태를 달성한다.
동일한 기법이 2개 지연기 장치에도 적용될 수 있고, 이 예가 도 45에 도시되어 있다. 도 45에는 평면외 네메틱 액정 지연기가 트위스트 액정 지연기로 대체되어 있는 도 14에 도시된 유형의 장치가 도시되어 있다. 지연기(4)의 입력 디렉터는 편광기(1)의 편광축에 관하여 54.1°의 각도를 이룬다. 지연기(4)의 트위스트 각은 32.3°이고 지연기는 269 나노미터의 지연을 제공한다. 도 45에 도시된 장치의 다크 상태 성능은 도 46에 도시되어 있고, 다시 한번, 양호한 무색 다크 상태가 달성될 수 있다.
반사 액정 장치는 편광기와 미러를 포함하며, 그 사이에는 몇 개의 지연기가 배치되어 있다. 지연기들 중 최소한 하나는 장치를 반사 상태와 무반사 상태 사이에서 스위칭하도록 그 광학축이 스위칭될 수 있는 가변 액정 요소이다. 무반사 상태에서, 편광기와 미러 사이의 전체 지연은 가시 스펙트럼의 중간이나 그에 인접한 주파수에 대해 1/4파장의 홀수와 동일하다.

Claims (79)

  1. 반사 액정 장치에 있어서,
    선형 편광기;
    편광 보존 반사기; 및
    지연기 배열
    을 포함하고,
    상기 지연기 배열은 최소한 3개의 지연기를 포함하며, 제1 지연기는 상기 편광기와 상기 반사기 사이에 배치되고, 제2 지연기는 상기 제1 지연기와 상기 반사기 사이에 배치되고, 제3 지연기는 상기 제2 지연기와 상기 반사기 사이에 배치되며, 제1, 제2, 및 제3 지연기 중 최소한 하나는 지연기 배열의 지연이 (2n+1)λ/4인(여기서, n은 정수, λ는 가시광선의 파장) 무반사 장치 상태와 반사 장치 상태 사이에서 스위칭가능한 액정층을 포함하는 것
    을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 무반사 장치 상태에서, 제1 지연기는 실질적으로 λ/2의 지연을 가지며, 제2 지연기는 실질적으로 λ/2의 지연을 가지고, 제3 지연기는 실질적으로 λ/4의 지연을 가지는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 무반사 장치 상태에서, 상기 제1 지연기의 광학축은 상기 편광기의 광학축에 대해 실질적으로 (α+B.180°)의 각도를 이루고, 상기 제2 지연기의 광학축은 상기 편광축에 대해 실질적으로 (x.α+C.180°)의 각도를 이루며, 상기 제3 지연기의 광학축은 편광축에 대해 (2(β-α) + sign(α).45°+D.180°)이며, 여기서, x는 양의 실수이고, B, C, 및 D는 정수이며, sign(α)는 α의 부호인 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  4. 제3항에 있어서, α는 6.9°와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  5. 제3항에 있어서, x는 5°와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 지연기는 광학축이 빛이 통과하는 법선 방향에 대해 실질적으로 22.5°인 각도로 스위칭중에 회전하는 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  7. 제2항에 있어서, 제2 지연기는 액정층을 포함하며, 실질적으로 (pλ/2+δ)와 실질적으로 ((p+1)λ/2+δ)사이에서 스위칭가능한 지연을 가지며, 여기서, p는 정수이고, 0≤δ＜λ/2인 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  8. 제7항에 있어서, p는 0 또는 1과 동일한 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  9. 제2항에 있어서, 제3 지연기는 액정층을 포함하며, 실질적으로 (qλ/4+δ)와 실질적으로 ((q+1)λ/4+δ)사이에서 스위칭가능한 지연을 가지며, 여기서, q는 정수이고, 0≤δ＜λ/2인 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  10. 제9항에 있어서, q는 0 또는 1과 동일한 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 액정층은 평면외 스위칭 네메틱 액정(out-of-plane switching nematic liquid)인 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 액정층은 평면외 스위칭 네메틱 액정인 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  13. 제1항에 있어서, 무반사 장치 상태에서 제1 지연기는 23λ/72의 지연을 가지며, 상기 제2 지연기는 λ/2의 지연을 가지고, 상기 제3 지연기는 23λ/72의 지연을 갖는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  14. 제13항에 있어서, 무반사 장치 상태에서 상기 제1 지연기의 광학축은 편광기의 편광축에 대해 실질적으로 14.25°의 각도를 이루며, 상기 제2 지연기의 광학축은 상기 편광축에 대해 실질적으로 84.5°를 이루며, 상기 제3 지연기의 광학축은 상기 편광축에 대해 실질적으로 14.25°의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제2 지연기는 광학축이 빛이 통과하는 법선 방향에 대해 22.5°와 실질적으로 동일한 각도만큼 스위칭중에 회전하는 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 제2 지연기는 액정층을 포함하며, 실질적으로 (rλ/2+δ)와 실질적으로 ((r+1)λ/2+δ)사이에서 스위칭가능한 지연을 가지며, 여기서, r은 정수이고, 0≤δ＜λ/2인 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  17. 제16항에 있어서, r은 0 또는 1과 동일한 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  18. 제13항에 있어서, 상기 제3 지연기는 액정층을 포함하며, 실질적으로 23λ/72와 실질적으로 23λ/324 또는 실질적으로 46λ/81 사이에서 스위칭가능한 지연을 갖는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 액정층은 평면외 스위칭 네메틱 액정인 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  20. 제16항에 있어서, 상기 액정층은 평면외 네메틱 액정인 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  21. 반사 액정 장치에 있어서,
    선형 편광기;
    편광 보존 반사기; 및
    상기 편광기와 상기 반사기 사이에 배치된 제1 지연기, 및 상기 제1 지연기와 상기 반사기 사이에 배치된 제2 지연기를 포함하는 지연기 배열
    을 포함하며,
    상기 제1, 및 제2 지연기중 최소한 하나는 지연기 배열의 지연이 (2n+1)λ/4인(여기서, n은 정수, λ는 가시광선의 파장) 무반사 장치 상태와 반사 장치 상태 사이에서 스위칭가능한 트위스트되지 않는 액정층을 포함하고,
    상기 제1 지연기는 액정층을 포함하며, 빛이 통과하는 법선 방향에 대해 선정된 각도만큼 스위칭중에 회전하는 광학축을 가지는 것
    을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  22. 제21항에 있어서, 무반사 장치 상태에서, 상기 제1 지연기는 실질적으로 λ/2의 지연을 가지며, 상기 제2 지연기는 실질적으로 λ/4의 지연을 가지는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 무반사 장치 상태에서, 상기 제1 지연기의 광학축은 상기 편광기의 편광축에 대해 실질적으로 (α+E.180°)의 각도를 이루며, 상기 제2 지연기의 광학축은 상기 편광축에 대해 실질적으로 (2α+sign(α).45°+ F.180°)의 각도를 이루며, 여기서, E와 F는 정수이고, sign(α)는 α의 부호인 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  24. 제23항에 있어서, α는 15°와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  25. 제23항에 있어서, α는 22.5°와 실질적으로 동일하고, 상기 선정된 각도는 22.5°와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  26. 제1항에 있어서, 상기 액정층은 강유전체 액정, 반강유전체 액정, 일렉트로클릭닉 액정, 및 평면내 스위칭 네메틱 액정인 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  27. 제19항에 있어서, 상기 액정층은 강유전체 액정, 반강유전체 액정, 일렉트로클리닉 액정, 및 평면내 스위칭 네메틱 액정인 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  28. 반사 액정 장치에 있어서,
    선형 편광기;
    편광 보존 반사기; 및
    상기 편광기와 상기 반사기 사이에 배치된 제1 지연기, 및 상기 제1 지연기와 상기 반사기 사이에 배치된 제2 지연기를 포함하는 지연기 배열
    을 포함하며,
    상기 제1, 및 제2 지연기중 최소한 하나는 지연기 배열의 지연이 (2n+1)λ/4인 (여기서, n은 정수, λ는 가시광선의 파장) 무반사 장치 상태와 반사 장치 상태 사이에서 스위칭가능한 트위스트되지 않는 액정층을 포함하고,
    상기 액정층은 평면외 스위칭 액정층인 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  29. 제28항에 있어서, 무반사 장치 상태에 있어서, 상기 제1 지연기는 실질적으로 λ/2의 지연을 가지며, 상기 제2 지연기는 실질적으로 λ/4의 지연을 가지는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  30. 제29항에 있어서, 무반사 장치 상태에 있어서, 상기 제1 지연기의 광학축은 상기 편광기의 편광축에 대해 실질적으로 (α+E.180°)의 각도를 이루며, 상기 제2 지연기의 광학축은 상기 편광축에 대해 실질적으로 (2α+sign(α).45°+ F.180°)의 각도를 이루며, 여기서, E와 F는 정수이고, sign(α)는 α의 부호인 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  31. 제30항에 있어서, α는 15°와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  32. 제28항에 있어서, 상기 제1 지연기는 액정층을 포함하며, 실질적으로 (pλ/2+δ)와 실질적으로 ((p+1)λ/2+δ)사이에서 스위칭가능한 지연을 가지며, 여기서, p는 정수이고, 0≤δ＜λ/2인 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  33. 제32항에 있어서, p는 0 또는 1과 동일한 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  34. 제28항에 있어서, 제2 지연기는 액정층을 포함하며, 실질적으로 (qλ/4+δ)와 실질적으로 ((q+1)λ/4+δ)사이에서 스위칭가능한 지연을 가지며, 여기서, q는 정수이고, 0≤δ＜λ/2인 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  35. 제34항에 있어서, q는 0 또는 1과 동일한 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  36. 제28항에 있어서, 상기 액정층은 평면외 스위칭 네메틱 액정인 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  37. 반사 액정 장치에 있어서,
    선형 편광기;
    편광 보존 반사기; 및
    상기 편광기와 상기 반사기 사이에 배치된 제1 지연기, 및 상기 제1 지연기와 상기 반사기 사이에 배치된 제2 지연기를 포함하는 지연기 배열
    을 포함하며,
    상기 제1, 및 제2 지연기중 최소한 하나는 지연기 배열의 지연이 (2n+1)λ/4인 (여기서, n은 정수, λ는 가시광선의 파장) 무반사 장치 상태와 반사 장치 상태 사이에서 스위칭가능한 액정층을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 지연기 중 최소한 하나는 트위스트 지연기인 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  38. 제1항에 있어서, 상기 액정층은 균일하게(homogeneously) 정렬된 네메틱 액정, 호모트로픽하게(homeotropically) 정렬된 네메틱 액정 및 하이브리드 정렬된 내마틱 액정으로부터 선택된 액정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  39. 제21항에 있어서, 상기 액정층은 균일하게 정렬된 네메틱 액정, 호모트로픽하게 정렬된 네메틱 액정 및 하이브리드 정렬된 내마틱 액정으로부터 선택된 액정 포함하는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  40. 제28항에 있어서, 상기 액정층은 균일하게 정렬된 네메틱 액정, 호모트로픽하게 정렬된 네메틱 액정 및 하이브리드 정렬된 내마틱 액정으로부터 선택된 액정 포함하는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  41. 제37항에 있어서, 상기 액정층은 균일하게 정렬된 네메틱 액정, 호모트로픽하게 정렬된 네메틱 액정 및 하이브리드 정렬된 내마틱 액정으로부터 선택된 액정 포함하는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  42. 제1항에 있어서, 상기 지연기 배열은,
    액정층에 광학적으로 인접하게 배치되어 있으며, 그 광학축이 액정층의 광학축에 실질적으로 수직한 추가 지연기를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  43. 제42항에 있어서, 액정층에 광학적으로 인접하게 배치되어 있으며 그 광학축이 액정층의 광학축에 실질적으로 수직한 추가 지연기를 포함하는 지연기 배열을 가지며, 상기 추가 지연기는 δ과 실질적으로 동일한 지연을 가지는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  44. 제42항에 있어서, 액정층에 광학적으로 인접하게 배치되어 있으며 그 광학축이 액정층의 광학축에 실질적으로 수직한 추가 지연기를 포함하는 지연기 배열을 가지며, 상기 추가 지연기는 상기 액정층을 가로질러 인가되는 전계가 없을 시에 액정층의 지연에 실질적으로 동일한 지연을 가지는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  45. 제28항에 있어서, 상기 지연기 배열은,
    액정층에 광학적으로 인접하게 배치되어 있으며 그 광학축이 액정층의 광학축에 실질적으로 수직한 추가 지연기를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  46. 제45항에 있어서, 액정층에 광학적으로 인접하게 배치되어 있으며 그 광학축이 액정층의 광학축에 실질적으로 수직한 추가 지연기를 포함하는 지연기 배열을 가지며, 상기 추가 지연기는 δ과 실질적으로 동일한 지연을 가지는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  47. 제45항에 있어서, 액정층에 광학적으로 인접하게 배치되어 있으며 그 광학축이 액정층의 광학축에 실질적으로 수직한 추가 지연기를 포함하는 지연기 배열을 가지며, 상기 추가 지연기는 상기 액정층을 가로질러 인가되는 전계가 없을 시에 액정층의 지연과 실질적으로 동일한 지연을 가지는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  48. 제37항에 있어서, 상기 지연기 배열은,
    액정층에 광학적으로 인접하게 배치되어 있으며 그 광학축이 액정층의 광학축에 실질적으로 수직한 추가 지연기를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  49. 제48항에 있어서, 액정층에 광학적으로 인접하게 배치되어 있으며 그 광학축이 액정층의 광학축에 실질적으로 수직한 추가 지연기를 포함하는 지연기 배열을 가지며, 상기 추가 지연기는 δ과 실질적으로 동일한 지연을 가지는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  50. 제48항에 있어서, 액정층에 광학적으로 인접하게 배치되어 있으며 그 광학축이 액정층의 광학축에 실질적으로 수직한 추가 지연기를 포함하는 지연기 배열을 가지며, 상기 추가 지연기는 상기 액정층을 가로질러 인가되는 전계가 없을 시에 액정층의 지연과 실질적으로 동일한 지연을 가지는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  51. 제1항에 있어서, n=0인 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  52. 제21항에 있어서, n=0인 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  53. 제28항에 있어서, n=0인 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  54. 제37항에 있어서, n=0인 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  55. 제1항에 있어서, λ는 실질적으로 500 나노미터와 실질적으로 570 나노미터 사이에 있는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  56. 제55항에 있어서, λ는 실질적으로 510 나노미터와 실질적으로 550 나노미터 사이에 있는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  57. 제21항에 있어서, λ는 실질적으로 500 나노미터와 실질적으로 570 나노미터 사이에 있는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  58. 제57항에 있어서, λ는 실질적으로 510 나노미터와 실질적으로 550 나노미터 사이에 있는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  59. 제28항에 있어서, λ는 실질적으로 500 나노미터와 실질적으로 570 나노미터 사이에 있는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  60. 제59항에 있어서, λ는 실질적으로 510 나노미터와 실질적으로 550 나노미터 사이에 있는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  61. 제37항에 있어서, λ는 실질적으로 500 나노미터와 실질적으로 570 나노미터 사이에 있는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  62. 제61항에 있어서, λ는 실질적으로 510 나노미터와 실질적으로 550 나노미터 사이에 있는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  63. 제1항에 있어서, 상기 지연기 배열은 반사 장치 상태에서 mλ/2에 실질적으로 동일한 지연을 가지며, m은 정수인 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  64. 제21항에 있어서, 상기 지연기 배열은 반사 장치 상태에서 mλ/2에 실질적으로 동일한 지연을 가지며, m은 정수인 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  65. 제28항에 있어서, 상기 지연기 배열은 반사 장치 상태에서 mλ/2에 실질적으로 동일한 지연을 가지며, m은 정수인 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  66. 제37항에 있어서, 상기 지연기 배열은 반사 장치 상태에서 mλ/2에 실질적으로 동일한 지연을 가지며, m은 정수인 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  67. 제1항에 있어서, 제1, 제2, 및 제3 지연기들 중 최소한 하나는 트위스트 지연기인 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  68. 제1항에 있어서, 상기 액정층은 제1 면에 균일하게 정렬되며 제2 면에는 호모트로픽하게 정렬되는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  69. 제21항에 있어서, 상기 액정층은 제1 면에 균일하게 정렬되며 제2 면에는 호모트로픽하게 정렬되는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  70. 제28항에 있어서, 상기 액정층은 제1 면에 균일하게 정렬되며 제2 면에는 호모트로픽하게 정렬되는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  71. 제37항에 있어서, 상기 액정층은 제1 면에 균일하게 정렬되며 제2 면에는 호모트로픽하게 정렬되는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  72. 제1항에 있어서, 상기 액정층은 평행 정렬되는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  73. 제21항에 있어서, 상기 액정층은 평행 정렬되는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  74. 제28항에 있어서, 상기 액정층은 평행 정렬되는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  75. 제37항에 있어서, 상기 액정층은 평행 정렬되는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  76. 제1항에 있어서, 상기 액정층은 비-평행 정렬되는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  77. 제21항에 있어서, 상기 액정층은 비-평행 정렬되는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  78. 제28항에 있어서, 상기 액정층은 비-평행 정렬되는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
  79. 제37항에 있어서, 상기 액정층은 비-평행 정렬되는 것을 특징으로 하는 반사 액정 장치.
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Families Citing this family (80)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2318878A (en) * 1996-10-31 1998-05-06 Sharp Kk Reflective liquid crystal device
CN1294447C (zh) 1997-04-23 2007-01-10 夏普公司 反射型液晶显示装置
GB2330422A (en) * 1997-10-17 1999-04-21 Sharp Kk Reflective liquid crystal device
GB2335755A (en) 1998-03-26 1999-09-29 Sharp Kk Liquid crystal device
KR100306545B1 (ko) * 1998-06-29 2001-11-22 마찌다 가쯔히꼬 액정 표시 장치
ATE312371T1 (de) 1998-08-04 2005-12-15 Kaneka Corp Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit berührungsschirm
GB2342179A (en) * 1998-09-22 2000-04-05 Sharp Kk Transflective Liquid Crystal Displays
EP1006396A1 (en) * 1998-11-30 2000-06-07 Varintelligent (Bvi) Limited Refelctive active matrix liquid crystal display with mixed twisted nematic and birefringent modes
EP1151346B1 (en) * 1998-12-18 2012-04-25 RealD Inc. Display with achromatic compound retarder
JP3612024B2 (ja) * 1999-02-15 2005-01-19 シチズン時計株式会社 液晶表示装置
GB2350692A (en) * 1999-05-15 2000-12-06 Sharp Kk Reflective liquid crystal device
KR100697259B1 (ko) * 1999-05-28 2007-03-19 삼성전자주식회사 반사형 티에프티 엘시디
KR100311211B1 (ko) * 1999-06-29 2001-11-02 박종섭 반사형 액정 표시 장치
JP2001066598A (ja) * 1999-08-26 2001-03-16 Fujitsu Ltd 反射型液晶表示装置
KR100663074B1 (ko) * 1999-12-31 2007-01-02 엘지.필립스 엘시디 주식회사 위상차층을 포함하는 반사투과형 액정표시장치
JP4633906B2 (ja) * 2000-05-23 2011-02-16 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 円偏光板および液晶表示装置
KR100351700B1 (ko) * 2000-04-17 2002-09-11 엘지.필립스 엘시디 주식회사 반투과 액정 표시장치
US7486443B1 (en) * 2000-06-05 2009-02-03 Avanex Corporation High extinction ratio and low crosstalk compact optical switches
US20020140888A1 (en) * 2001-03-30 2002-10-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Liquid crystal display device
KR20040030874A (ko) * 2001-08-03 2004-04-09 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 반사 액정 디스플레이
JP3949924B2 (ja) * 2001-10-15 2007-07-25 シャープ株式会社 反射型液晶表示装置用基板およびそれを用いた反射型液晶表示装置
US7187498B2 (en) * 2001-11-21 2007-03-06 Thales Avionics, Inc. Surveillance window
EP1363144A1 (en) * 2002-05-17 2003-11-19 MERCK PATENT GmbH Achromatic quarter wave film
US7169447B2 (en) 2002-05-17 2007-01-30 Merck Patent Gmbh Achromatic quarter wave film
TWI259923B (en) * 2002-08-01 2006-08-11 Boe Hyids Technology Co Ltd Liquid crystal display
TW580681B (en) * 2002-08-13 2004-03-21 Toppoly Optoelectronics Corp Power-saving liquid crystal display and power-saving operation method
JP4329983B2 (ja) * 2003-02-05 2009-09-09 大日本印刷株式会社 液晶ディスプレイ
US7009670B1 (en) * 2003-04-01 2006-03-07 Research Foundation Of The University Of Central Florida, Inc. Achromatic quarter-wave films
KR20050060847A (ko) * 2003-12-17 2005-06-22 삼성전자주식회사 액정 표시 장치와, 이의 광학 필름 어셈블리
JP2005227708A (ja) * 2004-02-16 2005-08-25 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 液晶表示素子
JP2006091114A (ja) * 2004-09-21 2006-04-06 Canon Inc 液晶表示素子
US7271865B2 (en) * 2004-12-02 2007-09-18 Research Foundation Of The University Of Central Florida, Inc. General film compensated reflective twisted nematic liquid crystal display
US20070200976A1 (en) * 2004-12-14 2007-08-30 Nitto Denko Corporation Elliptically Polarizing Plate, Method Of Producing The Same, And Image Display Apparatus Employing The Elliptically Polarizing Plate
TW200624883A (en) * 2004-12-24 2006-07-16 Innolux Display Corp Polarizer and display panel using the same
TW200626994A (en) * 2005-01-28 2006-08-01 Innolux Display Corp Reflective liquid crystal display device
US7692746B2 (en) * 2005-08-01 2010-04-06 Real D Digitally-switchable bandpass filter
KR20070059293A (ko) * 2005-12-06 2007-06-12 삼성전자주식회사 액정 표시 장치, 이를 위한 표시판 및 그 제조 방법
GB2460206A (en) * 2007-03-02 2009-11-25 Stichting Astron Achromatic optical retarder
TWI421582B (zh) * 2007-11-20 2014-01-01 Wintek Corp 液晶顯示器
GB2476799A (en) * 2010-01-07 2011-07-13 Sharp Kk Reflective display, sensor and camera
JP5893256B2 (ja) * 2011-03-29 2016-03-23 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置および電子機器
US9046730B2 (en) * 2011-04-21 2015-06-02 Kent Optronics, Inc. Displays and sensors integrated with multi-state cholesteric liquid crystal devices
US9921351B2 (en) * 2012-05-10 2018-03-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Multilayered optical film, manufacturing method thereof, and display device
CN103207426B (zh) 2013-03-28 2015-09-16 京东方科技集团股份有限公司 一种偏光片及显示装置
KR102127509B1 (ko) * 2013-06-25 2020-07-10 삼성디스플레이 주식회사 표시장치 및 이의 제조방법
EP3369034B1 (en) 2015-10-26 2023-07-05 RealD Spark, LLC Intelligent privacy system, apparatus, and method thereof
KR102651055B1 (ko) 2016-03-24 2024-03-26 삼성디스플레이 주식회사 광학 필름 및 디스플레이 장치
CN109416431B (zh) 2016-05-19 2022-02-08 瑞尔D斯帕克有限责任公司 广角成像定向背光源
JP6869655B2 (ja) * 2016-07-11 2021-05-12 キヤノン株式会社 光学装置および撮像装置
WO2018208619A1 (en) 2017-05-08 2018-11-15 Reald Spark, Llc Optical stack for directional display
US10126575B1 (en) 2017-05-08 2018-11-13 Reald Spark, Llc Optical stack for privacy display
TW201921060A (zh) 2017-09-15 2019-06-01 美商瑞爾Ｄ斯帕克有限責任公司 用於可切換定向顯示器的光學堆疊結構
US10948648B2 (en) 2017-09-29 2021-03-16 Reald Spark, Llc Backlights having stacked waveguide and optical components with different coefficients of friction
US11070791B2 (en) 2017-11-06 2021-07-20 Reald Spark, Llc Privacy display apparatus
CN111919162B (zh) 2018-01-25 2024-05-24 瑞尔D斯帕克有限责任公司 用于隐私显示器的触摸屏
KR20200122326A (ko) 2018-01-25 2020-10-27 리얼디 스파크, 엘엘씨 프라이버시 디스플레이를 위한 반사 광학 스택
WO2019169170A1 (en) * 2018-03-02 2019-09-06 Sharp Gary D Retarder stack pairs for polarization basis vector transformations
KR20200141459A (ko) 2018-03-22 2020-12-18 리얼디 스파크, 엘엘씨 지향성 백라이트용 광학 도파관
EP3814832A4 (en) 2018-06-29 2022-04-06 RealD Spark, LLC STABILIZATION FOR PRIVACY DISPLAY
US11073735B2 (en) 2018-07-18 2021-07-27 Reald Spark, Llc Optical stack for switchable directional display
WO2020072643A1 (en) 2018-10-03 2020-04-09 Reald Spark, Llc Privacy display control apparatus
JP2022504376A (ja) 2018-11-07 2022-01-13 リアルディー スパーク エルエルシー 指向性ディスプレイ装置
US11287677B2 (en) 2019-01-07 2022-03-29 Reald Spark, Llc Optical stack for privacy display
CN113646695B (zh) 2019-02-12 2024-05-24 瑞尔D斯帕克有限责任公司 用于防窥显示器的漫射器
US11215881B2 (en) * 2019-03-27 2022-01-04 Facebook Technologies, Llc Switchable broadband waveplate
TW202102883A (zh) 2019-07-02 2021-01-16 美商瑞爾Ｄ斯帕克有限責任公司 定向顯示設備
JP2022543020A (ja) 2019-08-02 2022-10-07 リアルディー スパーク エルエルシー プライバシーディスプレイ用光学スタック
KR20220074941A (ko) 2019-10-02 2022-06-03 리얼디 스파크, 엘엘씨 프라이버시 디스플레이 기기
CN114868050A (zh) 2019-11-13 2022-08-05 瑞尔D斯帕克有限责任公司 具有均匀离轴亮度降低的显示装置
US11796828B2 (en) 2019-12-10 2023-10-24 Reald Spark, Llc Control of reflections of a display device
US11191146B2 (en) 2019-12-18 2021-11-30 Reald Spark, Llc Control of ambient light for a privacy display
JPWO2021131867A1 (ko) 2019-12-23 2021-07-01
CN115768643A (zh) 2020-04-30 2023-03-07 瑞尔D斯帕克有限责任公司 定向显示设备
EP4143043A4 (en) 2020-04-30 2024-06-05 RealD Spark, LLC DIRECTIONAL DISPLAY DEVICE
EP4143631A4 (en) 2020-04-30 2024-05-29 RealD Spark, LLC DIRECTION INDICATOR
WO2022026536A1 (en) 2020-07-29 2022-02-03 Reald Spark, Llc Backlight for switchable directional display
TW202204818A (zh) 2020-07-29 2022-02-01 美商瑞爾Ｄ斯帕克有限責任公司 光瞳照明裝置
US11892717B2 (en) 2021-09-30 2024-02-06 Reald Spark, Llc Marks for privacy display
WO2023154217A1 (en) 2022-02-09 2023-08-17 Reald Spark, Llc Observer-tracked privacy display
US11892718B2 (en) 2022-04-07 2024-02-06 Reald Spark, Llc Directional display apparatus

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3784280A (en) * 1973-01-02 1974-01-08 Gen Electric Light-dark reflective liquid crystal display
GB1469638A (en) * 1973-07-18 1977-04-06 Secr Defence Liquid crystal display device
CH567275A5 (ko) * 1973-12-21 1975-09-30 Bbc Brown Boveri & Cie
US3912369A (en) * 1974-07-02 1975-10-14 Gen Electric Single polarizer reflective liquid crystal display
CH582894A5 (ko) * 1975-03-17 1976-12-15 Bbc Brown Boveri & Cie
FR2596156B1 (fr) * 1986-03-21 1989-07-28 Labo Electronique Physique Echographe ultrasonore en materiau electrostrictif en reseaux de fresnel approches
EP0298602A1 (en) * 1987-06-09 1989-01-11 Mitsubishi Kasei Corporation Electro-optic device using ferroelectric liquid crystal
US5847790A (en) * 1989-02-16 1998-12-08 S.T. Lagerwall S.A.R.L. Liquid crystal devices using a linear electro-optic effect
US5469279A (en) * 1989-10-30 1995-11-21 The University Of Colorado Foundation, Inc. Chiral smectic liquid crystal multipass optical filters including a variable retarder (and a variable isotropic spacer)
US5231521A (en) * 1989-10-30 1993-07-27 The University Of Colorado Foundation, Inc. Chiral smectic liquid crystal polarization interference filters
US5381253A (en) * 1991-11-14 1995-01-10 Board Of Regents Of University Of Colorado Chiral smectic liquid crystal optical modulators having variable retardation
US5243455A (en) * 1990-05-11 1993-09-07 The University Of Colorado Foundation, Inc. Chiral smectic liquid crystal polarization interference filters
JP2851906B2 (ja) 1990-03-23 1999-01-27 キヤノン株式会社 光学変調素子及び表示装置
TW229279B (ko) * 1992-06-18 1994-09-01 Casio Computer Co Ltd
GB2276730A (en) * 1993-03-15 1994-10-05 Sharp Kk Liquid crystal display
US5594568A (en) * 1993-12-15 1997-01-14 Ois Optical Imaging Systems, Inc. LCD with a pair of retardation films on one side of normally white liquid crystal layer
GB2292814A (en) * 1994-09-01 1996-03-06 Sharp Kk Liquid crystal display
US5658490A (en) 1995-04-07 1997-08-19 Board Of Regents Of The University Of Colorado Liquid crystal achromatic compound retarder
JPH1062773A (ja) * 1996-08-16 1998-03-06 Fujitsu Ltd 液晶表示パネル
GB2318878A (en) * 1996-10-31 1998-05-06 Sharp Kk Reflective liquid crystal device

Also Published As

Publication number Publication date
EP0840160A2 (en) 1998-05-06
US6204904B1 (en) 2001-03-20
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KR19980033412A (ko) 1998-07-25
GB2318878A (en) 1998-05-06
EP0840160A3 (en) 1998-12-30

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