KR20010053492A

KR20010053492A - 반사형 액정 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR20010053492A
Application number: KR1020017000458A
Authority: KR
Inventors: 미노루 시바자키; 다츠오 유치다
Original assignee: 요트.게.아. 롤페즈; 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 1999-05-14
Filing date: 2000-05-12
Publication date: 2001-06-25
Also published as: JP2000330103A; EP1095306A2; TWI257495B; WO2000070393A2; US6476891B1; WO2000070393A3

Abstract

본 발명의 목적은 넓은 시야각과 바람직한 검은색 뷰(black view)를 얻기 위한 반사형 LCD 장치를 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 반사형 LCD 장치는 위상차 필름(지연 필름)과, 액정층, 그리고 입사광을 반사시키는 리플렉터를 포함한다. 반사형 LCD 장치는, 상기 반사광의 복수의 스토크스 파라미터 점들이 푸앵카레 구면 상에 거의 직선으로 정렬(plot)되고, 상기 액정층에 의해 빛의 편광 상태를 나타내어, 평 단면에 보여지도록 하며, 상기 반사광에 대해 상기 액정층과 상기 위상차 필름 사이의 관계는 실질적으로 수학식 c Ret( λ) = λ θ( λ) 을 만족시키는데, 이 식에서 Ret(λ)는 상기 위상차 필름에서 파장 λ인 빛의 지연을 나타내고; 상기 반사광의 각 스토크스 파라미터 점들이, 상기 푸앵카레 구의 원점과 상기 반사광의 스토크스 파라미터 점들을 포함하는 면에 평행한 다른 면에 투영될 때,

θ(λ)는 각 투영된 점들과 상기 원점을 포함하는 상기 푸앵카레 구의 평 단면 측에 수직한 축 사이의 각을 나타내며; c는 상수이다.

Description

반사형 액정 디스플레이 장치{REFLECTIVE LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS}

반사형 액정 디스플레이 디바이스는 야외에서도 높은 루미넌스(luminance)를 유지하고, 그래서 배경 조명이 불필요하기 때문에, 이 디바이스는 저 전력 소비 측면에서 바람직하며, 최근 몇 년 동안 발전해 왔다.

이러한 반사 액정 디스플레이 디바이스의 예는, 픽셀 전극 자체에 반사 기능이 있는 디바이스이다. 이 디바이스는 1 장의 편광 시트와, 적어도 2 장의 위상차 필름과, 액정층, 그리고 반사 시트 기능을 갖는 픽셀 전극들을 구비한다. 이들 적어도 2 장의 위상차 필름은 이 후에 논의될 기능을 갖는다.

도 9는 액정층에 인가된 전압과 액정층의 반사도와의 상관관계를 도시한다. 여기서, 반사도는, 앞에서 언급한 편광 시트를 통과한 후 선형으로 편광된 앞에서 언급한 입사광의 양을 100으로 했을 때, 선형으로 편광된 입사광이 위상차 필름과 액정층에 입사되고, 반사 시트에 의해 반사되어, 상기 액정층과 상기 위상차 필름을 다시 떠난 후, 편광 시트를 다시 통과해 나온 빛의 양에 대한 비이다. 곡선(1)은 이들, 적어도 2 장의 위상차 필름이 존재하지 않는 경우이다. 높은 전압이 액정층에 인가됐을 때, 입사광의 거의 100%가 반사되어, 흰색이 충분히 디스플레이될 수 있다. 하지만 낮은 전압 쪽에서는 반사도가 0%로 떨어지지 않기 때문에, 검은색 루미넌스가 플로팅(floating)한다. 본 발명은 적어도 2 장의 위상차 필름을 사용해 이상적인 1/4 λ시트를 형성하여, 흰색 특징 요소들(white characteristics)이 검은색으로 바뀌고, 이와 반대로, 검은색 특징 요소들(black characteristics)은 흰색으로 바뀌는데, 다시 말하면, 낮은 전압 쪽이 하얗게 된다. 곡선(2)은, 적어도 2 장의 위상차 필름이 사용되어, 이 필름들이 이상적인 1/4 λ시트로 바뀌는 경우인데, 고 전압 쪽에서의 반사도는 거의 0%로, 다시 말하면 충분히 어두운 레벨이 얻어진다.

그러나, 이상적인 1/4 λ시트를 형성하기 위해서는, 기존의 그런 반사 액정 디스플레이 디바이스에 적어도 2 장의 위상차 필름이 필요하다. 더불어, 충분히 검은색 레벨이 얻어졌더라도, 충분히 흰색 레벨을 얻지 못하기 때문에, 콘트라스트는 낮다. 더욱이, 반사형 액정 디스플레이 디바이스를 바라보는 각도에 따라, 검은색 루미넌스가 플로팅되고, 흰색 루미넌스가 어두워지는 바람직하지 못한 상황을 갖는다. 게다가, 컬러 이미지가 디스플레이되는 경우에, 시각 특성에 따라, 심지어 색상이 변하는 바람직하지 못한 상황을 갖는다.

본 발명은 위상차 필름(phase difference film)과 액정층(liquid crystal layer)과 반사 시트(reflecting sheet)를 구비하는 반사형 액정 디스플레이 디바이스에 관한 것으로, 입사광은 위에서 언급한 반사 시트에 의해 반사되고, 이 반사광은 위에서 언급한 액정층과 위에서 언급한 위상차 필름을 통과한다.

도 1은 액정층의 푸앵카레 구의 한 단면이 평면으로 보여 질 때의 S1-S2 면.

도 2는 다른 방향에서 본 액정층의 푸앵카레 구의 한 단면이 평면으로 보여 질 때의 S3-S4 면

도 3은 본 발명의 일 실시예인, 반사형 액정 디스플레이 디바이스의 단면도.

도 4는 본 발명의 일 실시예인, 위상차 필름의 시야각 특성을 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 일 실시예인, 액정층의 시야각 특성을 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 일 실시예인, 반사형 액정 디스플레이 디바이스의 시야각 특성을 도시한 도면.

도 7은 본 발명의 일 실시예인, 반사형 액정 디스플레이 디바이스의 액정층에서, 전압과 반사도와의 상관 관계를 도시한 도면.

도 8은 본 발명의 일 실시예인, 반사형 액정 디스플레이 디바이스에 입사한 빛의 파장과, 반사도와의 상관 관계를 도시한 도면.

도 9는 기존의 반사형 액정 디스플레이 디바이스의 액정층에서, 전압과 반사도와의 상관 관계를 도시한 도면.

＜도면 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

1 : TFT 어레이 기판 2, 6 : 유리 기판

3 : 박막 트랜지스터 4 : 픽셀 전극

5 : 공통 전극 기판 8 : 공통 전극

9 : 액정층 11 : 편광 시트

21 : 앞면 산란 시트 22 : 위상차 필름

23 : 절연층

본 발명은 검은색 루미넌스의 플로팅이 방지되는, 높은 콘트라스트를 가지는 반사형 액정 디스플레이 디바이스를 제공하는 목적을 가진다. 더불어, 본 발명은 충분히 넓은 시각 특성을 가지는 반사형 액정 디스플레이 디바이스를 제공하는 목적을 가진다.

본 발명의 반사형 액정 디스플레이 디바이스는 이 디바이스가 청구항 1에서 설명된 반사형 액정 디바이스인 특별한 성질을 갖는다.

본 명세서의 발명자들은 검은색 루미넌스의 플로팅 원인이, 파장에 따라, 입사광이 반사된 후에 액정층과 위상차 필름을 통과한 빛이 선형적으로 편광되지 않는 것을 발견했다. 그 이유는, 전압이 액정에 인가되고 빛의 편광면이 변경된다 하더라도, 선형으로 편광된 빛으로부터의, 단지 작은 양만이 편광 시트를 통과하기 때문에, 더 이상 검은 색 디스플레이로 변환되지 않기 때문이다. 본 명세서의 발명자들은, 위상차 필름을 통과한 후 빛이 선형적으로 편광된 빛으로 바뀌는 조건 같은, 액정층 조건과 위상차 필름 조건을 발견했다. 이는 뒤에서 설명된다.

반사형 액정 디스플레이 디바이스의 경우에, 반사 시트에서 입사광의 각도와 반사광의 각도는 같기 때문에, 입사광의 각도에 대해, 자동 보상 효과가 얻어진다. 따라서, 반사형 액정 디스플레이 디바이스에서 빛이 입사해서 빛이 반사 시트에 도달할 때까지의 프로세스나, 반사 시트에 의한 반사로부터 빛이 상기 반사형 액정 디스플레이 디바이스에 도달할 때까지의 프로세스를 관찰하기에 충분하다. 이 명세서에서는 아래에 설명되는 바와 같이 후자가 고려된다.

반사형 액정 디스플레이 디바이스에서, 입사광은 편광 시트를 통과하여 선형으로 편광된다. 반사형 액정 디스플레이 디바이스에서, 이 입사된 빛에 기초하여 검은색 디스플레이를 얻기 위하여, 입사되어 앞에서 언급한 선형으로 편광된 빛이 반사 시트에 대해 원형으로 편광된 빛이 되고, 위상차 필름을 떠난 후에 다시 선형으로 편광된 빛이 되도록 하는 것이 필요하다. 이 이유는, 반사광의 편광 방향이 앞에서 언급한 편광 시트의 광축을 수직으로 가로질러야 하기 때문이다. 여기서, 반사 시트로부터 원형으로 편광된 빛이 액정층에 입사되고, 상기 액정층을 떠난 경우의 편광 상태가 고려된다.

편광 상태가 관찰되는 경우에, 일반적으로, 푸앵카레 구(Poincare sphere)와 스토크스 파라미터(Stokes parameter)가 고려된다. 푸앵카레 구는 반지름이 세기에 비례하는 구면의 점에 대응하는, 편광 상태를 디스플레이하는 구면이다. 스토크스 파라미터는 4개의 파라미터(S0, S1, S2 및 S3)인데, 이들은 부분 편광도 포함하는 편광 상태를 나타낸다. S0은 부분 편광의 세기를 나타내고, S1, S2 및 S3은 편광이 푸앵카레 구로 디스플레이 됐을 경우의 3차원 성분으로, x성분, y성분 및 z성분에 해당한다. 이 푸앵카레 구 상의 점으로서 편광 상태를 이용하여, 편광 상태는 스토크스 파라미터(S1, S2 및 S3)를 사용하여 나타내어 질 수 있다. 이후부터, 이 점들은 스토크스 파라미터 점이라 칭한다.

액정층에 입사된 빛의 편광 상태는 푸앵카레 구를 이용하여 관찰된다. 도 1은, 푸앵카레 구의 한 단면이 평면으로 보여 질 때의 S1-S2 면을 도시한다. 액정층의 꼬임각(twist angle)과 액정층의 지연 크기(size of retardation)를 선택하여 제조하기 때문에, 액정층을 통과한 후 반사된 빛의 스토크스 파라미터 점들은, 도면에 도시된 바와 같이, 모든 가시광선의 파장에 대하여 S1-S2 면상에 거의 일직선상에 놓여 질 수 있다. 예를 들어, 이 직선상의 점들(●,▲ 및 ■)은 적색, 녹색 및 청색 반사광에 해당하는 스토크스 파라미터 점들을 나타낸다. 따라서 이 점들을 거의 일직선상에 놓이게 하기 위하여, 예를 들어 액정층의 꼬임각이 30°내지 70°범위에 있고, 파장 550nm인 빛의 지연 크기는 바람직하게 100 nm 이상 350 nm 이하의 범위에 있다는 것이 이해된다.

푸앵카레 구의 원점이기도한, S1-S2 면 상의 S1 축과 S2 축의 교점을 포함하고, 앞에서 언급한 반사광에 대한 다수의 스토크스 파라미터 점을 포함하는 면에 평행한 S3-S4 면에, 앞에서 언급한 반사광의 각 스토크스 파라미터 점들이 투영된다. 도 2는 이 S3-S4 면을 도시하며, 이 S3-S4 면은, 도 1의 화살표(A)에서 원점 방향으로 스토크스 파라미터 점들을 바라본 면이다. 여기서, S3-S4 면의 S4 축은 S1 축과 S2 축을 수직으로 가로지르는 축이고, S3-S4 면의 S3 축은 상기 S4 축을 수직으로 가로지르는 축이다. S3-S4 면에서, 앞에서 언급한 반사광의 스토크스 파라미터 점의 개수에 대한 각 투영 점들과, S4 축이 이루는 각도는 θ(λ)이다. 여기서, λ는 반사된 빛의 파장이다.

위상차 필름은 다음의 식을 만족시키는 방법으로 만들어진다.

c Ret( λ) = λ θ( λ)

이 식에서, c 는 상수이고, Ret( λ)은 파장(λ)인 빛에 대한 위상차 필름의 지연 크기이다. 위상차 필름이 위에서 언급한 수학식(1)을 만족시키는 방법으로 만들어질 때, 액정층과 위상차 필름을 통과한 반사된 빛은 선형적으로 편광된 빛이 된다. 그 이유는, 빛이 액정층을 통과할 때 도 2에 도시된 모든 스토크스 파라미터 점들이, 위상차 필름을 통과할 때 도 2의 S4 축에 놓이기 때문이다. 바꾸어 말하면, 액정층을 통과한 후의 각 {θ( λ)}은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

그 이유는 스토크스 파라미터 점들이 위상차 필름을 통과한 후에 바로 이 각

{ θ(λ)}으로 이동하여, 도 2의 S4 축에 놓이게 되기 때문이다.

앞에서 언급한 조건들을 만족하는, 액정층과 위상차 필름을 구비하는 반사형 액정 디스플레이 디바이스의 경우에, 위상차 필름을 통과 한 후 반사광은 파장(λ)에 상관없이 선형으로 편광된 빛이 된다. 이 결과, 완전한 검은색 루미넌스와 높은 콘트라스트를 갖는 반사형 액정 디스플레이 디바이스가 얻어진다.

본 발명자들은 또한, 넓은 시야각을 갖는 반사형 액정 디스플레이 디바이스를 얻기 위해, 액정층과 위상차 필름에 대한 조건을 발견했다. 여기서, 시야각은 액정 디스플레이 디바이스의 중심을 통해 상기 액정 디스플레이 디바이스를 수직으로 가로지르는 면과, 앞에서 언급한 액정 디스플레이 디바이스의 상기 중심과 관찰자를 통과하는 면에 의해 형성되는 각이다.

먼저, 위상차 필름의 특별한 조건들은 아래에서 설명된다. 일반적인 위상차 필름, 예를 들어 스트레칭 필름(stretched film)은 광학적 회전 특성을 가지고 있지 않기 때문에, 반사광이 위상차 필름에 입사된 다음 상기 위상차 필름을 떠날 때의 위상차 필름 시트의 지연{Ret(λ)}은 다음과 같이 시야각(φ) 영역의 함수로서 나타난다.

이 식에서, n_x, n_y,n_z는 각각 x, y z 방향의 굴절률을 나타내고, 시야각(φ)은 상기 액정 디스플레이 디바이스의 면을 수직으로 가로지르는, 액정 디스플레이 디바이스의 중심을 지나는 면과, 앞에서 언급한 액정 디스플레이 디바이스의 상기 중심과 관찰자를 지나는 면에 의해 형성되는 것이다. 여기서, 넓은 시야각을 위한 조건은 시야각(φ)이 변할지라도, 지연 Ret(λ)이 일정하다는 것이다. 이 조건은 아래 언급한 수학식을 실질적으로 만족시키는 그러한 위상차 필름의 굴절률을 선택함으로 만족된다.

지연 크기가 일정하여, 바라보는 시야각과 무관하기 때문에, 이들 조건의 굴절률을 만족시키는 위상차 필름이 사용될 때, 시야각에 따라, 위상차 필름을 통과한 빛의 반사도는 변하지 않는다. 앞에서 언급한 굴절률 조건을 만족시키는 것에 추가하여, 위상차 필름의 지연 크기에 대한 원하는 크기는, 상기 위상차 필름의 두께를 조정하여 얻을 수 있다.

계속해서, 액정층이 설명된다. 액정층에 있어서도 역시, 앞에서 언급한 수학식(4)을 동일하게 만족시키는 것이, 넓은 시야각을 위한 조건이다. 광학적 회전이 고려될 때, 이들 조건들을 만족시키는 조건은 꼬임각이 작고 지연 크기가 작다는 것이다. 이를테면, 액정층의 꼬임각의 범위는 30°내지 70°이고, 파장 550 nm인 빛에 대한 지연 크기는 100 nm 이상 350 nm 이하의 범위가 선호된다는 것이 이해된다. 이는, 액정층의 넓은 시야각 특성과, 대체로 직선 상에 앞에서 언급한 스토크스 파라미터가 정렬하기 위한 액정층의 특성은 거의 동일하다는 것이 이해된다는 것이다.

본 발명의 반사형 액정 디스플레이 디바이스에서, 위상차 필름과 액정층 모두 넓은 시야각 특성을 갖기 때문에, 전체적으로, 넓은 시야각 범위에서 거의 일정한 반사도를 갖는 이미지 디스플레이가 얻어진다. 더욱이, 앞에서 언급한 수학식(4)과 앞에서 언급한 수학식(1)을 모두 만족시키는 위상차 필름과 액정층이 사용되기 때문에, 반사도는 파장에 상관없이 넓은 시야각에 대해 거의 일정하다.

앞에서 논의된 바와 같이, 본 발명자들은 검은색 루미넌스의 플로팅 없이, 넓은 시야각을 갖는 위상차 필름과 액정층의 설계가 가능하다는 것을 발견했다. 다음의 실시예에서, 자세히 설명된다.

도 3은 본 발명의 반사형 액정 디스플레이 디바이스에 대한 단면도로, 앞면 산란 시트(scattering diffusion sheet)(21), 편광 시트(11), 위상차 필름(22), 그리고 공통 전극 기판(5)과 TFT 어레이 기판(1) 사이의 액정층(9)을 포함한다. TFT 어레이 기판(1)은 유리 기판(2) 위에, 각 픽셀에 대응하는 TFT(박막 트랜지스터)(3)와 매트릭스 형태로 정렬되는 픽셀 전극(4)을 구비한다. 이들 TFT(3)는 절연층(23)으로 덮여지며, 앞에서 언급한 픽셀 전극(4)은 연결 구멍(contact holes)을 통해 각 TFT의 드레인 단자에 각각 접속된다. 이들 픽셀 전극(4)은 금속 픽셀 전극이므로, 앞에서 언급한 절연층(23)을 거의 덮으며, 그러므로, 반사 시트로서의 기능 또한 갖는다. 공통 전극 기판(5)은 유리 기판(6)에 접한 투명한 공통 전극(8)을 구비한다.

액정층 디스플레이 디바이스에 입사한 빛은 앞면 산란 시트(21)와 편광 시트(11)를 통해 위상차 필름에 입사한다. 편광 시트(11)에 의해, 자연광인 입사광은 선형으로 편광된다. 선형으로 편광된 입사광은 공통 전극 기판(5)을 통해 액정층(9)에 입사하여, 각 TFT에 의해 제어된 픽셀 전극의 전압에 따라 편광면이 회전되며, 반사 시트인 픽셀 전극(4)에 의해 반사된다. 반사된 빛은 다시 액정층(9)을 통과하고, 편광면이 회전되어, 위상차 필름(22)과 편광 시트(11) 등을 통과하는데, 이는 입사될 때의 순서와 반대이다.

이 액정층(9)은 뒤에 언급될 설계 조건에 따라 제조되었다. 액정층 재료로서, 치쏘사(Chisso Co., Ltd.)가 만든 타입명 'HS-5043'이 사용되었다. 액정층은, 공통 전극 기판(5) 쪽에서 이 액정층의 러빙 방향(rubbing direction)이 0°이고, TFT 어레이 기판(1)쪽에서 러빙 방향은 125°이며, 파장 550 nm인 빛의 지연 크기가 230 nm이 되도록 만들어졌다. 단일 파장의 빛과 함께, 상기 액정층에서 원형으로 편광된 빛의 입사에 의해 반사되는 빛에 대한 투과한 빛의 강도는 편광 현미경을 사용하여 결정되었다. 여러 파장을 갖는 빛에 대해서는, 반사광의 강도를 결정함에 따라 이 액정층과 관련하여, 푸앵카레 구 상의 스토크스 파라미터 점의 수가 거의 일 직선 상에 정렬되는 것이 관찰되었다.

다른 한편으로, 위상차 필름(22)은 앞으로 언급될 설계조건으로 만들어졌다. 위상차 필름(22)의 재료로는, 폴리 탄산 에스테르(polycarbonate)가 사용되었는데, 파장 550 nm인 빛에 대한 지연 크기는 137.5 nm이고, 굴절률은 n_x= 1.576, n_y= 1.575 그리고 n_z= 1.5755로 설정되었다. 위상차 필름의 두께는 335 nm이고, 지연 위상 축은 83°이었다. 위상차 필름의 파장 산란도(wavelength diffusion) {D(λ)}는 아래에 언급된 식을 만족시키는 방법으로 설계됐다.

여기서, 파장 산란도{D(λ)}는 파장 λ인 빛에 대한 위상차 필름의 지연 크기{Ret(λ)}가 파장 550 nm인 빛에 대한 위상차 필름의 지연 크기 Ret(550)으로 나눠진, 다시 말하면, Ret(550)으로 조정된 것이다. 주 재료로서 주로 폴리 탄산 에스테르를 사용하는 위상차 필름에 있어서, 이 수학식(5)을 만족하는 것이 앞에서 언급한 수학식(1)을 만족시키는 설계 조건이다. 편광 시트(11)의 투과축은 -20°로 지정됐다.

도 4는 이 위상차 필름의 시야 특성 영역을 도시한다. 수평축은 앞에서 언급한 바대로 정의된 시야각이고, 수직축은 반사도를 나타낸다. 위상차 필름(22)은 앞에서 언급한 수학식(4)을 만족한다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 넓은 범위로 시야가 변하더라도, 반사도는 거의 일정하게 나타난다.

도 5는 상기 액정층(9)의 시야각 특성을 도시한다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 넓은 범위로 시야가 변하더라도, 반사도는 거의 일정하게 나타난다.

도 6은, 액정층(9)에 인가된 전압이 5 레벨로 나누어 질 때, 이들 위상차 필름(22)과 액정층(9)을 구비하는 액정 디스플레이 디바이스의 시각 특성을 도시한다. 넓은 범위의 시야에 대해 반사도는 거의 일정하게 나타난다.

도 7은 액정층(9)에 인가된 전압과, 본 발명의 액정 디스플레이 디바이스의 반사도 사이의 상관 관계를 도시한다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 높은 전압이 액정층에 인가될 때, 입사광은 거의 100% 반사되어, 충분한 흰색 디스플레이가 가능하다는 것과, 낮은 전압이 인가될 때, 반사도는 거의 0%가 되어, 충분한 검은색 디스플레이가 가능하다는 것을 나타낸다.

도 8은 액정층(9)에 인가된 전압을 5 레벨로 나누어, 빛의 파장에 대한 반사도의 변화를 도시한다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 도면은 파장이 변하더라도 반사도는 거의 일정하다는 것을 나타낸다. 따라서, 앞에서 언급한 수학식(1)이 거의 만족된다는 것을 나타낸다.

본 발명의 다른 양호한 실시예에서, 폴리아크릴레이트(polyacrylate)가 액정층 재료로서 사용된다. 이 경우에, 위상차 필름의 파장 산란도{D(λ)}가 다음의 수학식을 만족시키는 방법으로 설계된다면, 앞에서 언급한 수학식(1)은 거의 만족된다.

본 발명의 또 다른 양호한 실시예에서, 폴리설폰(polysulfone)이 액정층 재료로 사용된다. 이 경우에, 위상차 필름의 파장 산란도{D(λ)}가 다음의 수학식을 만족시키는 방법으로 설계된다면, 앞에서 언급한 수학식(1)은 거의 만족된다.

본 발명의 또 다른 양호한 실시예에서, 노보나네(norbornane)가 액정층 재료로 사용된다. 이 경우에, 위상차 필름의 파장 산란도{D(λ)}가 다음의 수학식을 만족시키는 방법으로 설계된다면, 앞에서 언급한 수학식(1)은 거의 만족된다.

본 발명의 반사형 액정 디스플레이 디바이스를 이용하여, 시각 특성들은 크게 개선되고, 검은색 루미넌스가 플로팅되지 않는 이미지 디스플레이가 얻어진다.

Claims

위상차 필름과, 액정층과, 입사광을 반사시키는 리플렉터(reflector)를 포함하는 반사형 액정 장치로서,

상기 입사광은 상기 리플렉터에 의해 반사되고, 상기 반사광은 상기 액정층과 상기 위상차 필름을 통과하며,

상기 반사광의 복수의 스토크스 파라미터 점들은 푸앵카레 구면 상에 거의 직선으로 플로팅(plot)되고, 평단면에서 빛을 나타내며, 그리고 상기 반사광에 대하여 상기 액정층과 상기 위상차 필름 사이의 관계가 실질적으로 수학식

c Ret(λ) = λθ( λ)을 만족하며,

상기 수학식에서, Ret(λ)는, 상기 위상차 필름에서 파장 λ인 빛에 대한 지연(retardation)을 나타내며; 상기 반사광의 각 스토크스 파라미터 점들이 상기 푸앵카레 구의 원점과 상기 반사광의 상기 스토크스 파라미터 점들을 포함하는 면에 평행한 다른 면에 투영될 때, θ(λ)는 상기 원점을 포함하는 상기 푸앵카레 구의 상기 평 단면 측(plane cross sectional sight)에 수직인 축과 각각의 투영된 점들 사이의 각을 나타내며; c는 상수인, 반사형 액정 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 위상차 필름은 주로 폴리카보네이트(polycarbonate)를 포함하며,

상기 위상차 필름의 파장 산란도(wavelength diffusion){D(λ)}는 수학식,

으로 정의되는, 반사형 액정 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 위상차 필름은 주로 폴리아크릴레이트 (polyacrylate)를 포함하며,

상기 위상차 필름의 파장 산란도{D(λ)}는 수학식,

으로 정의되는, 반사형 액정 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 위상차 필름은 주로 폴리설폰(polysulfone)을 포함하며,

상기 위상차 필름의 파장 산란도{D(λ)}는 수학식,

으로 정의되는, 반사형 액정 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 위상차 필름은 주로 노보나네(norbornane)를 포함하며,

상기 위상차 필름의 파장 산란도{D(λ)}는 수학식,

으로 정의되는, 반사형 액정 디스플레이 장치.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위상차 필름과 상기 액정층은을 실질적으로 만족하며,

이 식에서, n_x, n_y,n_z는 각각 x, y 및 z 방향의 굴절률을 나타내고, 상기 x, y 및 z 방향은 상기 위상차 필름과 상기 액정층의 각 길이 방향(lengthwise direction), 폭 방향(widthwise direction) 및 두께 방향(thickness direction)을 나타내는, 반사형 액정 디스플레이 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액정층에서 파장 550 nm인 빛의 지연 범위가 100 nm 내지 350 nm이고,

상기 액정층의 꼬임각(twist angle) 범위가 30°내지 70°인, 반사형 액정 디스플레이 장치.