JPH03211525A - カラーディスプレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はカラー画像を表示（ｄｉｓｐｌａｙ）するシス
テムに関連するものであり、特に複数の複屈折光学素子
を通った光により画像を形成するシステムに関連してい
る。

（従来の技術） 近年、低電力のカラーディスプレイの開発に多（の努力
か払われてきた。それらは一般にＬＣＤ（液晶表示）パ
ネルを以下の３種の構成の何れかで使用してきている。

第１の構成においては、異なる色を付けた液晶パネルを
複数積み重ね白色光で照らしている。光がこの積層を通
過すると、各パネルの画素は制御可能なカラーフィルタ
ーとして動作し、ディスプレイを励起する光を選択的に
着色する。米国特許第３．７０３．３２９号はこの種シ
ステムを代表するもので、３個のパネルか積層されそれ
ぞれイｘ　ロー（ｙｅｌｌｏｗ）、シアン（ｃｙａｎ）
、マジェンタ（ｍａｇｅｎ　ｔａ）を発色するように各
種の彩色か為されている。これらパネルが協力して　減
法混色（ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ　ｃｏｌｏｒ）を用い
８個の基本色すべてを出している。関連システムの１つ
は米国特許第４．４１６．５１４号に示されている。こ
のシステムでは、それぞれ異なる色（イエロー、マジェ
ンタ、シアン）で彩色した偏光子（ｐｏｌａｒｉｚｅｒ
）　　力用連のねじれネマティックセル（ｔｗｉｓｔｅ
ｄ　ｎｅｍａｔｉｃｃｅｌ、ｆ）のｎ旧こ挿入されてい
る。各セルに加える電圧を変化することにより、液晶分
子のねじれ角（ｅｗｉｓｔ　ａｎｇｌｅ）か変化し、セ
ルを励起する光に可変回転（ｖａｒｉａｂｌｅ　ｒｏｔ
ａＨｏｎ）を与える。彩色偏光子はこの制御ねしれ光（
ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｙ　ｔｗｉｓｔｅｄｌｉｇｈｔ
）と協力して所望の光を選択する。

（発明か解決しようとする課題） 上記積層セルシステムによりフルカラーのディスプレイ
を作ることはできるが、通常がなりの欠点かある。その
１つはすべての積層光学システムに固有の視差（ｐａｒ
ａｌｌａｘ）である。いま１つは明るさ（ｂｒｉｇｈｔ
ｎｅｓｓ）の不足で、これはセルシステムを彩色する染
料（ｄｙｅ）による光の吸収、および色識別を偏光回転
（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　ｒｏｔａｔｉｏｎ）に依
存するシステムでは不可避の交叉偏光（ｃｒｏｓｓｐｏ
ｌａｒｉｚｅｄ　ｌｉｇｈｔ）による光の遮断に起因し
ている。

第２のアプローチは単一の液晶パネルを、モザイック状
カラーフィルターとともに用いるものである。このモサ
イックフィルターは通常、赤、緑、青のフィルター素子
を有し、各素子はともにＬＣＤパネル内の画素ごとに配
置している。このＬＣＤパネルの画素の透過率（ｔｒａ
ｎｓ＋ｎ１ｓｓｉｖｉｔｙ）を制御することにより、デ
ィスプレイは、色モザイックフィルターの領域を選択し
て光を通過させることかできる。

この色モザイック技術は、積層パネル方式の欠点をある
程度補うことはできるが、それ自体の固有の欠点も生じ
て（る。その１つは、との色に対しても、有効な画素面
積か３分の１以下に減ることによる明るさの制限である
。色モザイック方式のもう１つの欠点は、積層セル方式
と同一解像度を得るためには、画素密度を３倍程度に増
加せねばならないことである。すなわち、カラーディス
プレイの水平解像度として６４０力ラー画素を実現する
のには、このＬＣＤパネルは］９２０画素、つまり赤、
緑、青の各フィルター素子ごとに６４０画素か必要とな
る。これは製造上歩留まりを下げ、パネルを高価なもの
とする。さらに、画素間のピッチか減ったにも拘らず画
素間のギャップには「有限の」幅を残ささるを得ないこ
とから、実際の画素の１口径比（ａｐｅｒｔｕｒｅ　ｒ
ａｔｉｏ）　Ｊは劇的に減少する。（ある小型薄膜トラ
ンジスタ（ＴＰＴ）ディスプレイては、行と列の線やト
ランジスタ領域なとのため、開放口径面積はディスプレ
イ全表面積の４５０ｔｉに過ぎない。） 第３の方式は複屈折カラー（ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃ
ｅｃｏｌｏｒ）である。このシステムでは、発色するの
に、ある種の物質の複屈折動作モード （ｂｉｒｅｆｒｉＢｅｎｔ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｍｏ
ｄｅ）を利用するもので、汗ストーホスト（ｇｕｅｓ　
ｔ−ｈｏｓ　ｔ）型セルにおける彩色への依存や、ねじ
れネマティックセルにおける周知のねじれ角による光の
回転・＼の依存とは対照的に異なる。

複屈折カラ一方式には通常２種類ある・液晶セルに複屈
折効果を与える受動複屈折層に依存する方式（米国特許
第４．２３２．９４８号）、および液晶物質自体か複屈
折効果を示す方式（電圧制御複屈折、”ｅｌｅｃｔｒｉ
ｃａｌｌｙ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｂｉｒｅｆｒｉｎ
ｇｅｎｃｅ″Ｏｒ″ｔｕｎａｂｌｅ　ｂｉｒｅｆｒｉｎ
ｇｅｎｃｅ’と呼ばれる）である。この後者の場合、複
屈折の度合いは液晶物質に加わる電圧の関数で　ある。

印加電圧の値を切り替えることにより、異なる発色か可
能になる。この原理に基づくカラーディスプレイとして
、米国特許第３．７８５．７２１号、第３．９１５．５
５４号、および第４．０４４、５４６号かある。

最近数年間、いわゆる「超ねじれ（”ｓｕｐｅｒｔｗＩ
ｓｔｅｃｔ”　ｏｒ″ｈｉｇｈｌｙ　ｔｗｉｓｔｅｄ　
”　）ネマティックセルＪの応用か盛んになった。この
種のセルは、特に、米国特許第４．６９７．８８４号お
よび第４．６３４．２２９号、ならびに５ｃｈｅｆｆｅ
ｒほかの”Ａ　Ｎｅｗ、　Ｉ−１ｉｇｈｌｙＭｕｌｔｉ
ｐｌｅｘｌ−１ｉ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄ
ｉｓｐｌａｙ”　（ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓ、　Ｌｅｔ
ｔ、４５　（１）、　１５　Ｎｏｖｅｍｂｅｒ　１９８
４．１）Ｉ）。

１０２１−１０２３所載）およびＫｉｎｕｇａｗａほか
の”６４０Ｘ　４００　Ｐｉｘｅｌ　ＬＣＤ　Ｌｌｓｉ
ｎｇＨｉｇｈｌｙ　ＴｗｉｓｔｅｄＢｉｒｅｆｒｉｎｇ
ｅｎｃｅ　　Ｅｆｆｅｃｔ　　Ｗｉｔｈ　　Ｌｏｗ　　
Ｔｉ１ｔ　　Ａｎｇｌｅ”（１９８６ＳＩＤ　Ｄｉｇｅ
ｓｔ、　ｐｐ、　１２２−１２５　　所載）に述へられ
ている。上記のうち第゛８８４号および第゛２２９号の
特許はここでの記述に引用している。

超ねじれネマティック（ＳＴＮ）セルは一般に複屈折モ
ートて動作する。しかし、初期の複屈折セルと異なり、
ＳＴＮセルは双安定の振る舞い（ｂｉｓｔａｂｌｅ　ｂ
ｅｈａｖｉｏｒ）を示し、励起電圧（実効値）か敷居値
を超えると、非選択状態（ｄｅｓｅｌｅｃｔｓｔａｔｅ
）から選択状態（ｓｅｌｅｃｔ　５ｔａｔｅ）へさらに
逆へと迅速に切り換わる。この選択・非選択電圧領域は
、例えはｌ、２０ポルトと１．２８ボルトなとのように
、互いに極めて接近させることかでき、この種セルを高
度に多重化（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ）することかでき
る。第１図には、代表的なＳＴＮセルの印加電圧に対す
る透過特性（特殊な偏光方向での）を示し、この切り換
え機能の鋭さを例証している。

たたし、この曲線は全体の明所視での（ｐｈｏｔｏｐｉ
ｃ）「明るさ」を表すもので、選択・非選択状態におけ
る液晶の発色（ｃｏｌｏｒａｔｉｏｎ）を示すものでは
ないことを注意されたい。

ＳＴＮセルを特に望ましいものとする理由はその多重化
能力（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）である。こ
の多重化能力は、能動素子（画素ごとの駆動トランジス
タなど）なして、また特異な配列や液晶動作モード（強
誘電体、相転移、磁気履歴など）なしで達成できる。こ
のため、ＳＴＮを利用すると、Ｍ＋Ｎ個の駆動回路さえ
あれば、ＭｘＮ個の画素から成るディスプレイを動作で
き、従って廉価な多重型直視ディスプレイか実現できる
。

ディスプレイの上で「アドルスＪすべき線の数とディス
プレイのｒオン」　「オフ」駆動電圧（実効値）との間
には逆二乗の法則か働く。ディスプレイの線数か増すに
つれ、駆動電圧の差も増さねばならない。数行すれば、
１００倍の多重化（ＭＵＸ）率は駆動電圧差約１０９６
で達成でき、２４０倍のＭＵＸ率は駆動電圧差約６％で
達成される。

理論的には、駆動電圧差か十分に小さくてきれば任意の
高ＭＵＸ率か得られる理屈である。

ＳＴＮの主要な欠点は、光学動作モードが複屈折である
ところにある。すなわち、「オン」電圧で駆動される画
素を「オフ」電圧で駆動される画素と区別する唯一の方
法は、２つの画素間の複屈折の差にしかない。（容易に
気付くように、表示情報量を増すためには、駆動電圧差
を小さく、しかも駆動すべき表示線数の増加とともに急
速に減少させる必要かある。）画素の複屈折の差を区別
するためには、複数の偏光子を用い、−その１つでは入
射光に特定の偏光を行ない、他の１つは出口で透過光の
唯一の偏光状態を検出する。画素の状態により、出口の
偏光子を通過する光は２色のうちの１色となる。最高の
コントラストを得ようとした場合、偏光子は、通常これ
ら２つの光が黄色と青色になるよう調整される。（実際
は、偏光子の配向により１個の色のみが選択され、しか
もその色は、比較的小範囲の色スペクトルからのみ選択
される。設計上、第２状態の色を変化する自由度はほと
んど無く、第１の色の関数としてほぼ決定される。） 第２図は、代表的な黄／青モードＳＴＮセル（と関連偏
光子）の透過特性を、セルの選択・非選択状態（ｓｅｌ
ｅｃｔ　ａｎｄ　ｄｅｓｅｌｅｃｔ　５ｔａｔｅｓ）に
ついて示している。図から明らかなように、（励起電圧
１．５６ボルトを加えて）セルが「選択」されると、透
過スペクトルは４００ｎｍで最大値、６００ｎｍで最小
値、５００ｎｍで中間値をとる。（励起電圧を１．４１
ボルトに下げて）セルか「非選択」になると、透過スペ
クトラムは、４００ｎｍで零、５００ｎｍて最大値、６
００ｎｍで中間値となる。選択状態でセルと偏光子の組
合せを出て行く光は、従って青であり、非選択状態では
緑プラス黄プラス赤であり、これは人の目には黄色に見
える。ＴＮセルやその他のモードで動作するセルと異な
り、複屈折ＳＴＮセルを白黒モードで動作することはで
きない。その理由は、黒色を得るためには出口の偏光子
で全波長にわたる直交偏光を行なって光を完全遮断する
必要があり、また真の白色を得るためには、全波長で直
線偏光とし、出口の偏光子では平行に完全通過させる必
要かあるからである。複屈折動作モードでは、定義によ
リ、このようなことはできない、というのは、各波長の
光が物質を通過するにあたり偏光状態か区々なためであ
る。従って、ＳＴＮセルか色着くのは不可避である。し
かし、この欠点も、ＳＴＮの多重度の高さで我慢できる
。

複屈折による色を除去するために、メーカーによっては
、ディスプレイ組立の中に、各種の補償層（ｃｏｍｐｅ
ｎｓａｔｉｏｎ　１ａｙｅｒ）を組み入れている。そう
した補償層の１つは、第２の複屈折セルであり、このセ
ルに第１セルと反対のねじれを与え、セルの波長に対す
る振る舞いに逆作用を起こそうとするものである。もう
１つの型の補償層は、しはしは、上記の青／黄モードＳ
ＴＮのＬＣＤとともに用いられるもので、ＬＣＤの黄色
状態を［白っぽＣ（ｗｈｉｔｅｒ）　Ｊ　　するため、
スペクトル中の青と赤の部分て直交偏光した光を通すよ
う彩色した偏光子である。これを用いても、青／白ＬＣ
Ｄであって、望む白黒にはならない。しかし、この色制
限は、高多重度を達成するためには通常受容される。

ＳＴＮセルの複屈折か発色するのは不可避であるが、こ
こで出てくる色は、一般にスペクトル範囲が狭く質も劣
りカラーディスプレイ用には使えない。ゲスト−ホスト
型のセル、または着色フィルター付きＴＮセル、で達成
される綺麗な色の方か遥かに好ましい。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、複数の複屈折セルを、１個またはそれ
以上の彩色偏光子と組合せて動作させることにより、１
個のカラーディスプレイシステムを実現し、その際、複
屈折色を補償修正して、より明るいディスプレイを生み
出している。

望ましい実施例の１つにおいては、複数のＳＴＮ複屈折
パネルを、それぞれ異なる減法混色の原色（イエロー、
シアン、およびマジェンタ）に調整（ｔｕｎｅ）　Ｌ同
調させ、積層している。パネルの間および積層の両性側
には、偏光子を配置しそのうち少なくとも１個は彩色す
る。ある種の実施例では、この組立に平行光線（ｃｏｌ
ｌｉｍａｔｅｄ　ｌｉｇｈｔ）を当て、その結果生じる
画像を投射幕上で焦点を結びこれを眺めるようにしてい
る。他の実施例においては、ディスプレイを視差なしに
直接広角で眺めるため、光学系を設けている。

本発明に関する前述およびそれ以外の機能と利点は、以
下の詳細説明からより容易に明らかになろう。図面を参
照しながら説明を進める。

（実施例） （詳細説明〉 この明細書において、可能な事実を極力要領よく解説す
るため、本出願人は米国特許の第４．５４９゜１７４．
４．６５２．１０１．４，７０９，９９０．４，７６３
，９９３および４．８３２．４６１の各号を引用するが
、これらは本発明により装置を構成するのにいくつかの
有益な概念を教示してくれる。

説明を進めるに先立ち、まずカラー光学の原理をある程
度復習しておくと役に立ちそうである。

光の原色は通常界、緑および青と考えられている。

白色光はこれら３原色のすへてから成る。白色光がら赤
をフィルター（除去）したものをシアン、緑をフィルタ
ーしたものをマジェンタ、また青をフィルターしたもの
をイエロー、とそれぞれ呼ぶ。

これらシアン、マジェンタ、イエローは、時に、減法混
色の原色（ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ　ｐｒｌｍａｒｙ　
ｃｏｌｏｒｓ）と呼ばれる、というのは何れも原色の１
つを欠いているからである。

フィルターは、ある色の光を選択的に減衰（吸収）し、
その他の色を比較的少ない減衰で通過させる。例えば、
赤のフィルターは青と緑を減衰し赤を通過させる。同様
に、青のフィルターは赤と緑を減衰し青を通過させる。

最後に緑のフィルターは赤と青を減衰し緑を通過させる
。原色のフィルターはこうして２つの原色を除去し第３
を通過させる。

減法混色原色のフィルターは原色の１つを除去し他の２
つを通過させる。例えば、シアンフィルターは赤を減衰
し青と緑を通す。同様に、マジェンタフィルターは緑を
減衰し青と赤を通す。最後にイエローフィルターは青を
減衰し緑と赤を通す。

これらの特性は第１表にまとめである。

フィルター 第１表 吸収 通過 緑、青 赤、青 赤、緑 イエロー　　　　　青 シアン　　　　　　赤 マジェンタ　　　　緑 緑、赤 青、緑 青、赤 なお、忘れてならないのは、直観に反して、青フィルタ
ーは青を吸収しないことである。青を通し他の光を遮断
するのである。

さらに留意すべきこととして、人間の眼はある波長帯に
は感し易いことである。眼の通常の昼間応答（明所視応
答（ｐｈｏｔｏｐｉｃ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ）と呼ばれる
）は普通５５４ｎｍにピークかあり４００および７００
ｎｍ付近てほぼ零になる。

議論の便宜上、光スペクトルは一般に５００および６０
０ｎｍを境に、赤・緑・青の３部分に分かれるものとす
る。（生理学的理由から、厳密な分割は定義できない。

）これらの境界を用いると、人間の眼は、白色光エネル
ギーの５５９６をスペクトルの縁部分（５００−６００
ｎｍ）から、３０％を赤部分（６００ｎｍ以上）から、
そして僅か１５％を青部分（５００ｎｍ以下）から感知
している。それ故、完全な緑・赤・青フィルターは、白
色光のそれぞれ５５％、３０９６、および１５９６を（
明所視的に）透過する。イエロー、シアンおよびマジェ
ンタはこれらの色の組合せなので、完全なイエロー、シ
アンおよびマジェンタフィルターは白色光のそれぞれ８
５．７０、および４５％を透過することか分かる。

ここに説明する実施例で用いるＬＣＤパネルは、複屈折
効果を利用して制御可能な彩色を施した超ねじれネマテ
ィック方式（ｓｕｐｅｒ　ｔｗｉｓｔｅｄ　ｎｅｍａｔ
ｉｃ）のＬＣＤパネルである。背景の議論で述へたよう
に、複屈折とは、物質の１軸の方向の光と、他の軸方向
の光とては伝播速度が異なる光学現象である。この非対
称現象の結果、波長の異なる光は物質を出るとき異なる
偏光を示す。この楕円偏光した光がパネルを出てゆくと
きこれを偏光子で分析し色を選別する。ＬＣＤパネルで
複屈折により色を制御する既存技術は、米国特許の第３
．８７６、２８７．４．０９７，１２８．４．１２７，
３２２．４，３９４，０６９．４，７５９．６１２およ
び４．７８６．１４６　　の各号に述へられており、そ
の成果はここでの説明に引用している。

くディスプレイの部分組立（ｓｕｂａｓｓｅｍｂｌｙ）
　＞次に第３図に移ると、ここには本発明の１実施例に
よるディスプレイの基本的部分組立を示しである。この
部分組立には、５個の偏光子２０．２２．２４．２６お
よび２８の間に４個のＬＣＤパネル１２．１４．１６．
１８かサンドウィッチ状に挟み込まれている。オプショ
ンとしての位相遅延フィルム層（ｒｅｔａｒｄａｔｉｏ
ｎ　ｆｉｌｍ　１ａｙｅｒ）も示しである。

この部分組立ては、パネル１２−１８の液晶層の厚さ（
ｄ）とその複屈折率（ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ　１ｎｄｅ
ｘａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ）　（Ｄ　ｎ　）を選択するこ
とにより、これらパネルの複屈折特性を［調整Ｊ　（ｔ
ｕｎｅｄ）　Ｌ、所望の発色か得られるようにしである
。

例えは、第１パネル１２の複屈折特性は、このパネルが
非選択（ｄｅｓｅｌｅｃｔ、非通電）状態においては、
緑の入射光（入り口部光子（ｅｎｔｒａｎｃｅｐｏｌａ
ｒｉｚｅｒ）　２０で偏光済みの）か液晶と通りこのセ
ルを出るに際し、光の主軸の向きか出口偏光子（ｅｘｉ
ｔ　ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）　２２に垂直になるように調
整される。すなわち、パネルの非選択状慇ではパネル１
２および偏光子２０と２２はマジェンタフィルターとし
て動作する。パネル１２の調整特性およびこれと組み合
わさる偏光子の向きは、このパネルか選択（ｓｅｌｅｃ
ｔｅａ、通電）状態にある時、緑の光が赤、青とともに
通過し、はぼ「白色」光を示すように選ばれる。（説明
の便宜上、パネル１２を時に［マジエンタＪパネルと呼
び、緑色光を選択吸収（ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｙ　ａ
ｂｓｏｒｂ）すると称する。

しかし、このパネルも他のパネルも前後の偏光子と共同
動作して初めて所望の発光を達成することか明らかにな
ろう。） 同様に、図における第２のパネル１４は、非選択状怒て
イエローフィルター（青を吸収する）として動作し、選
択状態ではあらゆる波長の光（白色光）を通すように調
整される。時に「イエローパネル」と名付けられる。同
様に図の第４パネル１８はシアンフィルターとして動作
する。

図の第３パネル１６は、オプションの「黒色」パネルで
コントラストを強めるために挿入されることかある。そ
の構成は以下に示す何れの形感であってもよい。

前記の通り、各パネルについて与えられたねじれ角（ｔ
ｗｉｓｔ　ａｎｇｅｌ）Ｗに対するスペクトル応答を主
として決定するのは、液晶層の厚さ（ｄ）とその複屈折
率（Ｄｎ）である。パネルの応答は複雑な数式で決まる
が、近似的にはＤｎｄ／’Ｉ’に支配されると見てよい
。図の実施例におけるこれらの比の値は第■表に示す通
りである： 第　　■　表 パネル　　　Ｄｎｄ／”ｆ　　　　Ｗ マジェンタ　　０．１９　　　　　　　　４．１９（ラ
ディアン　）イエロー　　０，２３　　　　３．８４シ
アン　　　０．２５　　　　４．１９第■表に示したＤ
ｎｄ／Ｗという比の値はセルの厚さを変えても達成でき
ることか明らかである。

このセルの厚さの値は、パネルの応答時間や均一性など
数個の要因を勘案して選択される。パネルの応答時間は
一般にパネルの厚さとともに増加する。従って応答を早
めるためには、薄いパネルを用いることか望ましい。し
かし、セルの厚さか減るにつれて、製造上の小さな誤差
、例えばパネル全体の中での、セルの厚さの１μの変動
なとが、パネルの光学的振る舞いと切換え敷居値電圧に
かなりの大きな変動を引き起こす。均一な色を保証する
ためには、厚いパネルを使用して、製造誤差を液晶総体
の厚さに比し小さな割合に止めることか望ましい。これ
らの考察から妥協した値として、セルの厚さは６ないし
１２μか適当と思われる。

パネル１２．１４．１８（を偏光子と組合せた）の光透
過品質を示すスペクトル測光計（ｓｐｅｃｔｒａｌｐｈ
ｏｔｏｍｅｔｅｒ）の読みは、理想的には、それぞれ第
４．５、および６図に示すようになる。これらパネル１
２．１４．１８として適当なパネルには、日本の京セラ
から、それぞれ部品番号ＫＣ−６４４８ＡＳＴＰ−３Ｃ
−Ｍ　、　ＫＣ−６４４８ＡＳＴＰ−３Ｃ−Ｙ　　、お
よびＫＣ−６４４８ＡＳＴＰ−３Ｃ−Ｃとして発売され
ているし、また既知の技南て作成することも可能である
。これら京セラのパネルの実際の振る舞いを示すスペク
トル測光計の読みを第７−９図に示す。第７図のマシエ
ンタパネルの値は赤に彩色した入り口部光子を用いて測
定したものである。第９図のシアンパネルの値は青に彩
色した出口偏光子を用いて測定している。（これらの曲
線から明らかなように、所望の色の光の透過も、不所望
の色の光の減衰も完全てはないが、これらの結果は、人
間の可視域全体にわたり飽和色（ｓａｔｕｒａｔｅｄ　
ｃｏｌｏｒ）を与えるには十分である。

これら京セラパネルの性能を示す色度図（ｃｈｒｏｍａ
ｔｉｃｉｔｙ　ｄｉａｇｒａｍ　）　　を選択と非選択
の状態について示したのが第１Ｏ図である。

１２−１８の各パネルは複数の画素（ｐｉｘｅｌ）を含
み、これら画素は、個々に通電してこれを通過する光の
スペクトル分布を変化させることかできる。これら３色
のパネルのなかの対応する画素を選択することにより、
このディスプレイ部分組立ｌＯからあらゆる色の光を出
すことかできる。例えば緑を透過しようとすれば、イエ
ローパネルの画素を非選択にして青を吸収し、シアンパ
ネル１８のなかの対応して位置する画素を非選択にして
赤を吸収する。これら２個の画素の透過曲線を重畳する
ことにより、残りの透過した光は、眼か緑と知覚するス
ペクトル領域にピークを有することか理解できよう。（
この例でマジェンタパネルは選択状態（白色透過）のま
までありフィルター効果はない。） 同様に、イエローとマジェンタパネルの対応する画素を
非選択にすれば青か得られ、シアンとマシェンタバ不ル
の対応する画素を非選択にすれは赤か得られる。すべて
の光を吸収し画面上に黒色画素を得たい場合には、３パ
ネルすべてを非選択にすれはよい。第１１図には、イエ
ロー／シアン／′マジェンタというパネル列の動作状態
を種々組合せることで８基本色（ｅｉｇｈｔ　ｂａｓｉ
ｃ　ｃｏｌｏｒｓ）が得られることを示している。

知覚可能なコントラストを達成するためには、液晶パネ
ルを通過した光を偏光子で分析する必要かある。従来の
ノステムでは、偏光子は通常無彩色（ｎｅｕｔｒａｌ）
すなわち沃素で黒く染色されている。

本発明では、然るへき個所に彩色（「漏洩式（ｌｅａｋ
ｙ）Ｊ　）偏光子を置き、光を「もつと」通過させて、
明るさと色彩のバランスを改善することかできる。

第３図で第１パネル１２は「マシニング」と名付けてい
る。これに入った光は第１偏光子２０て偏光を受ける。

通常、偏光子２０の軸に直交するす・＼ての色の光は普
通の無彩色偏光子ではその黒色色素で吸収され、（理論
的に）５０％の光が損失となる。（実際上の損失は約５
５−５８９６である。）この損失は、第１偏光子をマシ
ニングに彩色することで劇的に減らし得る。このマシニ
ング偏光子は、自己の軸に平行な白色光を依然透過する
ほが、軸に直交する青と赤の光をも透過する。

通常なら第１偏光子で吸収されるべきこの青と赤の光が
追加された状態でディスプレイ部分組立を通過してゆく
ので、最終的に表示総体の明るさに貢献することとなる
。これまでの第１偏光子ては約３分の２の光が遮断され
ていたので、相当な改善である。

（別の実施例においては、入り口部光子を赤に彩色して
いる。理論的にはマシニング偏光子はと有効ではないが
、赤色偏光子は、実現容易であり、明るさも相当改善さ
れ入射光の約５９０６か透過する。（無彩色偏光子の透
過率は４５％またはそれ以下である。） これと同様の効果が、このサンドウィッチ型ディスプレ
イ部分組立１０の出口でも達成される。

部分組立の最後のパネル１８はシアンと名付けである。

これに隣接する偏光子２８をジアジに彩色することによ
り、通常ならここで吸収される青と緑か漏洩しディスプ
レイ部分組立から出てゆくため、明るさの改善か実現す
る。

（さらに、この出口偏光子２８はシアンでなく青に彩色
してもよい。青の偏光子は入射光の約５６０６を透過す
るので、無彩色偏光子よりもかなりの明るさ改善かでき
る。） 液晶パネルの中間に位置する偏光子（２２，２４，２６
）には通常の無彩色偏光子を用いても、上記２個の彩色
偏光子を用いることて表示の明るさの顕著な改善か可能
である。無彩色の中間偏光子を用いると、（中央パネル
のＤｎｄに関する非選択・遭択特性か光の通路と隣接パ
ネルの複屈折特性に影雪を与えないため）パネル相互間
で複屈折の相互干渉か起こらないと保証できる利点もあ
る。

別の実施例として、このほが、部分組立の中間位置の偏
光子を彩色するものもあり得る。しかし、これら複屈折
パネルの色選択特性に干渉を与えないよう注意か必要で
ある。例えば、仮にイエローに彩色した偏光子を、マシ
ニングとイエローパネル１２．１４の中間に挿入した場
合、マシニングパネルの色選択特性は妨害を受ける。既
に述べた通り、マシニング自体は、不要ても緑は吸収し
ない。その代わり、その複屈折特性は、このパネルを通
った光のうち、緑の主成分は偏光子２２と直交し、従っ
て遮断されるように調整されている。

もし、この偏光子２２かイエローに彩色されていると、
緑と赤を漏洩するが、この緑は遮断すべき色である。従
って、マシニングとイエローパネルの間にイエロー偏光
子を挟むと、第１パネルの慎重な調整か無効になる。

同様に第１中間偏光子２２としてマシニングを選ぶのは
拙い選択である。マシニングパネルは、予想外の偏光方
向をもった青と赤の光をイエローパネル１４に送り込む
こととなろう。このイエローパネルは、予定の偏光方向
て入ってくる青の光が通過中にその主方向を曲げ、出口
の偏光子２４てこの光が遮断されるように調整されてい
る。仮に青の光が予期しない向きてイエローパネルに入
った場合、出口での方向も予想外となり出口偏光子では
遮断されない。このように、マジェンタ彩色の偏光子２
２は折角のイエローパネルの複屈折特性調整値を壊す結
果となる。

とうしても彩色したいなら、偏光子２２は、隣接両パネ
ルかともに通過させたいとする色に彩色すべきである。

この場合、マジェンタパネルの通したいのは青と赤であ
り、イエローパネルは緑と赤なので、偏光子２２の色は
共通の「赤」とすべきである。

もし、黒色パネルＩ６か（位相遅延フィルム３０および
偏光子２６とともに）除去された時、上記と同様の論理
により、残ったイエローとシアン両パネル間の偏光子２
４を彩色するとすれば、緑とすべきである。

実施例で、第３図のパネル１６のような黒／白パネルか
含まれる場合、これに隣接する偏光子は無彩色でなけれ
ばならない、というのは、どんな色で彩色しても黒色パ
ネルから光が漏れ、不都合な結果となるからである。

表示の明るさを最適化するためには、彩色偏光子は、ス
ペクトルの「漏洩」部分での交差偏光（ｃｒｏｓｓ−ｐ
ｏｌａｒｉｚｅｄ　ｌｉｇｈｔ）の透過度の高いもので
なくてはならない。図示した実施例においては、各偏光
子は、彩色した、５ミル（ｍｉｌ）厚のポリビニールア
ルコールの鎖状高分子膜（５ｔｒｅｔｃｈｅｄｐｏｌｙ
ｖｉｎｙｌ　ａｌｃｏｈｏｌ）て形成している。第■表
に指定しであるのは　、適切な二色性色素（ｄｉｃｈｒ
ｏｉｃｃｌｙｅｓ）　　であって、これらはクロンプト
ン＆ノウルズ、アトランティック、チバーガイギーなと
多くの染料メーカーから各種の商品名で発売されている
。

第■表 偏光子　　　　　　　　色素 マジエンタ　　　　　　直接赤　＃８１イエロー　　　
　　　　直接黄　＃１８ソアシ　　　　　　　　直接前
　＃　ｌここまでの議論で述べたのは、偏光子とパネル
の数多くの可能な配列の１つに過ぎない。このほか多く
の構成かできる。例えば、上剥では第１の偏光子２０は
明るさを改善するためマジェンタとして述へたが、ＬＣ
Ｄの配列か同じても別の実施例として、代わりに青また
は赤の偏光子を用いることかできる。青か赤の偏光子は
、黒色偏光子なら吸収する光を漏洩するため、ある程度
まで明るさの改善に役立つのである。望ましい場合はも
ちろん、黒色偏光子を用いてもよい。基本となるＬＣＤ
の順序もこれと組み合わされる偏光子の変更に応して変
えてもよい。基本的な配列順序は第■表に示す通りであ
る： 第１２図には、単にマジェンタ、イエロー、シアンの各
パネルのみを使ったディスプレイ部分組立をより詳細に
示す。偏光子はそれぞれ赤、黒、黒、シアンである。第
１２図には、京セラパネルを用いた実施例における要素
パネルと偏光子の相対配置の詳細も示しである。回転角
の配置はこのメーカーか標準として指定しているもので
あり、特にこれらの角度は、前後のパネル板のラビング
角（ｒｕｂｂｉｎｇ　ａｎｇｌｅ）、ＬＣＤ分子のねじ
れ、および液晶材料に関連する各種境界層現象に支配さ
れる。

当然のこととして、こうした３パネルで構成される部分
組立は、各パネルを非選択にすることで「黒」の色（遮
光状態）を作り得る。この部分組立を通過する光はその
緑、青、さらに赤の成分を次々に失うので、この部分組
立から出る光は無い理屈である。しかし実際は、これら
３パネルの応答か不完全なため、各種の色を持った光が
減衰状態で幾分漏れ出すこととなる。その最終結果とし
ては暗褐色または置きとなる。このような構造で得られ
るコントラスト比は約１０：１で大抵の用途には十分間
に合うが、中には１００：１の桁のコントラスト比を要
する用途もある。これを達成するのには、第３図に「黒
色」パネル１６として示したような第４のパネルを部分
組立に含めてもよい。この黒色パネルの特性は用途に応
して最適化すればよい。

１つの用途、すなわちＲＧＢ　Ｉ標準を用いたデジタル
計算機グラフィックスでは、［強度（１ｎｔｅｎｓｊｔ
ｙ）信号を用いることにより、ＲＧＢ系（３色表示系）
で用いる８個の基本色をそれぞれ２色に区分し総計１６
色を識別する。このような用途では、黒色セルはその選
択状態で透過（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）か最大にな
るよう最適化される。

このセルの与えるコントラストはあまり重要ではない。

コントラスト比が２：１または１．５：１の場合ですら
ＲＧＢＩ系の１６色識別には十分である。

これと対照的に、「フルカラー」システム（テレビジョ
ンまたは高品質カラー計算機グラフィックス）には強い
コントラストが必要になる。こうしたシステムの要求す
る２５６またはそれ以上の種類の色を得るためには総合
コントラスト比として１００：１程度か必要となる。基
本的なマジェンタ／イエロー／シアン（Ｍ／Ｙ／Ｃ）の
部分組立によるコントラスト比は１０００程度に過ぎな
いので、黒色パネルはそれ自体で１０＝１の比を与えね
ばならない。従って、このパネルは最も黒い黒を出すよ
う最適化か必要である。これら２つのシステム（Ｍ／Ｙ
／Ｃと黒色）を縦につなぐことにより、コントラスト値
は相乗され、総合白黒コントラストは１００：］となり
、優れた灰色の陰影と色彩列か得られる。もちろん、高
度に飽和した原色は依然Ｍ／Ｙ／Ｃコントラストを要す
るものの、黒色パネルにより、陰は濃くなり明るい部分
の細部も表示可能となる。

図示した実施例では、黒色パネル１６は１個の超ねじれ
ネマティックセルであり、このセルに最大コントラスト
値を与えるよう調整された位相遅延フィルム３０と共同
動作している。他の実施例としでは、二重超ねじれネマ
ティックセル、さらには単なるねじれネマティックセル
を用いたものさえあり得る。

実用上、「黒色」セルは黒でなくともよい。例えば、ス
ペクトルの青色端に調整した複屈折セルを用いてもよい
、というのは、人間の眼は青色への感度か相対的に低く
、明所視でのコントラスト比は比較的高くなるからであ
る。

本発明によるディスプレイ部分組立の利点の１つは、パ
ネル／偏光子の配列順序に融通性があることである。あ
る順序で働きそうもなけれは、順序を変えて再設計すれ
ばよい。例えば、良質のマジェンタ偏光子が得られない
なら、これを使わない設計を採用すればよい。

本発明によるディスプレイ部分組立１０は、カラー投影
システム、直視型ディスプレイなど各種の用途に応用で
きる。これらにつき以下詳述する。

く投影システム〉 本発明による投影システムの第１の実施例３２では、ｌ
’１３図に示すように、ディスプレイ部分組立１０が、
在来型０ＨＰ３６の透明な投影面３４の上に位置してい
る。このようなＯＨＰには通常照明電球３８、および投
影面の下にフレネルレンズ４０があり、発生した光ヒー
ムは透明部を通過して投影レンズ組立４２の上へと収斂
する。

（レンズ４０は、焦点距離か短い上高電力を要するので
、２個またはそれ以上のフレネルレンズを接着して形成
することか多い。） ディスプレイ部分組立１０をこのような実施例に用いる
に際しては、フレネルレンズ４４を挿入して、投影面３
４から収斂する光がディスプレイ部分組立に当る前に、
これを平行光線束にするのか望ましい。部分組立を出た
光はレンズ４６（これもフレネル型か望ましい）により
投影レンズ組立４２の上へと焦点を結ぶ。（ここてレン
ズ４６の役割は、ＯＨＰの投影面の下に置かれるフレネ
ルレンズ４０と同一であり、光を投影レンズ組立４２に
向は焦点を合わせることである。ディスプレイ部分組立
とフレネルレンズ４４．４６を含む総合組立４７の１つ
を第１４図に示す。

本発明による投影システムの第２の実施例４８について
、その一部は第１５図に示すが、第１３図の実施例で用
いた平行光線化と焦点合わせ用フレネルレンズ４４．４
６は除かれている。その代わり、ディスプレイ部分組立
を構成する各パネルごとに、画素の間隔をずらして作ら
れている。パネル上の画素間隔は、投影器の投影面から
出る収斂光の経路に沿って対応する画素か並ぶように選
択される。この方法を採用することて補助光学系か不要
になる。視差も除去されるが、これはディスプレイ部分
組立の内部光学系を、投影器の用いる収斂光に適合する
よう設計しているからである。

投影技術は、画像をスクリーンの背面に投影するような
内蔵型（５ｅｌｆ−ｃｏｎｔａｉｎｅｄ）ディスプレイ
にも使われる。計算機のカラーモニターはこの方式で実
現されよう。こうした実施例の１つを第１６図に示す。

この実施例では、視野レンズ（ｆｉｅｌｄ　１ｅｎｓ）
　５２を用い光源５４からの光を、それかディスプレイ
部分組立１０を通過する前に平行光線化している。画像
は第２のレンズ５６により半透明（ｔｒａｎｓｌｕｃｅ
ｎｔ）媒質５８上に投射し、ユーザーは反対側からこれ
を眺める。

〈直視型システム〉 本発明に基つくディスプレイ部分組立１０は、携帯型ま
たはラップトツブ型計算機用のカラーグラフィックディ
スプレイなど、各種の直視型ディスプレイシステムに組
み込むことができる。

直視型ディスプレイにおいては、通常このディスプレイ
の背後からほぼ平行化した光線を当てるのか望ましい。

またこのディスプレイの視る側においては、視差の無い
広い視角か得られるような出口の光学系か要求される。

第１７図に示す直視型の第１の実施例６０において、デ
ィスプレイ部分組立ｌＯは、蛍光パネル６２などの拡散
光で背後から照らされる。このような実施例では、出入
口の光学素子６４と６６により、拡散光がディスプレイ
部分組立に入る前にこれを平行光線とし、このほぼ平行
化した光線かディスプレイから出て行くに際しては拡散
するようにするのか一般的である。光学素子６４．６６
はいずれも板状を成し、その上には、各画素に対応して
並んだ複数のマイクロレンズ６８か形成されている。素
子６４上の各マイクロレンズへの入射光の向きは、部分
組立の面にほぼ垂直に向けられ、従ってこの入射光は、
最初の方向と無関係に、素子パネルの画素を正しく通過
する。部分組立１０から出る平行光線は出口光学素子６
６て拡散され、その結果カラー画像は視差無しに幅広い
角度から眺められる。出口光学系６６上のレンズ間の隙
間領域６９は、これを黒色に彩色すれは迷光（ｓｔｒａ
ｙｌｉｇｈｔ）を最小にし知覚されるコントラストてき
る。

第１７図の実施例６０の別の変形として、マイクロレン
ズ列をファイバーの光平行化平面板（ｏｐｔｉｃ　ｃｏ
ｌｌｉｍａｔｏｒ　ｆａｃｅｐｔａｔｅｓ）または両凸
レンズ（ｌｅｎｔｉｃｕｌａｒ　ｌｅｎｓ）て置き換え
ることもてきる。

第１８図に示すのは、第１７図の実施例で使われる代表
的な蛍光による背後光（ｂａｃｋｌｉｇｈｔ）　６　２
のスペクトル分布である。蛍光の特徴として、そのスペ
クトルには発光物質のある種の化学成分に対応した特性
的ピーク値かある。これらのピーク（およびゼロ）値は
光源の化学成分を変えて特定の用途に適合させることか
できる。

直視型の第２の実施例７０は第１９図に示すが、ここで
は背後からの照明光は放物鏡７２（フレネル形か望まし
い）を用いた斬新な方式で平行光線化されている。この
実施例では、１対の直線光源、例えば蛍光バルブ７４が
、一定の平行光線軸を与えるように配置した切り子面（
ｆａｃｅｔｓ）を有する見かけ上平らな鏡面７６を照射
する。これら切り子面の角は鏡面上の位置とともに変化
し、細分化した放物反射鏡を模擬している。この鏡面か
らの反射光はほぼ平行光線となる。しかし、軸から外れ
た迷光を除去するため、マイクロウ゛エネシアンブライ
ンド材料、例えは３　Ｍ社製の［光制御膜（Ｌｉｇｈｔ
　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｆｉｌｍ）　Ｊなとを鏡面とディス
プレイ部分組立の間に置くのか望ましい。この材料はプ
ラスチックの薄膜で黒色マイクロルーバーを高密度に含
有し、これらルーバーに合致しない光を吸収する。これ
により実質平行な照射光が得られる。

第１９図の実施例７０においては、半透明の光分散物質
（ｌｉｇｈｔ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａ
ｌ）８０として、ガラス基板または市販の拡散物質（ｄ
ｉｆｆｕｓｉｏｎｍａｔｅｒｉａｌ、米国ニューヨーク
州ポートチエスター〇ロスコ社製ローラックス膜）など
が、ディスプレイ部分組立１０の出側に隣接配置され、
これによりカラー画像を表示する。

第２０図には、本発明による直視型の第３の実施例を示
す。このシステムでは、ディスプレイ部分組立ｌＯは、
曲面反射器８６付きのタングステン−ハロゲンのランプ
８４て照射される。この反射器は計算機で（有名な光学
モデリングプログラムか光線トレース技術を用いて）設
計され、ディスプレイ部分組立の全領域に均一エネルギ
ーの照射を行なう。修正板（ｃｏｒｒｅｃｔｏｒ　、ｐ
ｌａｔｅ）　８８かディスプレイ部分組立に隣接配置さ
れ、照射光が部分組立に垂直になるよう角度を修正する
。

第２０図実施例のランプ８４は、この光によるディスプ
レイ部分組立の直接照射を防ぐための遮蔽（ｓｈｉｅｌ
ｄ）　９０と併せて着脱可能モジュールとするのか望ま
しい。ここでも、拡散物質９２をディスプレイ部分組立
の出側に隣接搭載し広角な直視か出来るようにする。

本発明による直視型の第４の実施例９４は第２１．２２
図に示す通りであり、ディスプレイ部分組立はファイバ
ーによる背後光で照射される。ここに図示したシステム
でも、タングステン−ハロゲンランプ９６か用いられて
いるが、今度は光フアイバー束９８と光学的に結合して
いる。各ファイバーは、マイクロレシズ板１０２上のマ
イクロレンズ１００に終端している。これらマイクロレ
ンズは、板１０２上で矩形状に配列することも、高密度
とするため六角形状に配列することもてきる。

何れにせよ、これらマイクロレンズは、ファイバーを出
る光がレシズによりほぼ平行光線化するよう、ファイバ
ーの分散形態に合わせである。ここでも、拡散光学系１
０４をディスプレイ部分組立の出側に隣接設置するのか
望ましい。

第２１．２２図の実施例においては、不均一性への余裕
を持たせること、および近軸光線（ｐａｒａｘｉａｌ　
ｒａｙｓ）を含む全光線の利用を可能にすることか望ま
しい。幸い、ディスプレイ部分組立の上面に密着した拡
散光学系により、「ぼやけ（ｂｌｕｒ）　Ｊの余裕は適
度に得られる。多少の迷光があれば、別名「縁がギザギ
ザの画素（ｊａｇｇｅｄ　５ｑｕａｒｅ　ｐｉｘｅｌｓ
）防止にむしろ有効である。

上述の直視型ディスプレイは、いずれも携帯型またはラ
ップトツブ型の計算機に組み込むのに適している。「携
帯型」は一般に持運び容易な小型計算機と解されている
が、依然、１２０ボルトの交流をコンセントから取る必
要かある。スーツケース形態をとることか多い。他方「
ラップトツブ」型は一般に二次電池を内蔵し、「貝殻（
ｃｌａｍ−ｓｈｅｌｌ）Ｊ形態のものが多い。

第２３図に示す携帯型計算機１０６は、本発明による直
視型ディスプレイ１０８を含んでいる。

この計算機を使う際は、ケース１１２を開き、ディスプ
レイを見易い位置に置く。（携帯型の中には、ディスプ
レイを計算機と螺旋コードでつなぎ好きな位置に置ける
ようにしたものもある。）計算機を使わない時は、ディ
スプレイをケースに格納して保護する。

第２４図には、本発明による直視型ディスプレイ１０８
を含むラップトツブ計算機１１４を示す。

図示したように、ディスプレイは計算機の他の部分と蝶
番１１５によって結合している。このラップトツブの内
蔵二次電池１０５は、計算機とディスプレイ共用である
。

ここでも、計算機１１４を使う際には、蝶番で連結され
たディスプレイを見える向きに起こす。

計算機を使わない時は、このディスプレイを倒して格納
し保護する。

第２５−３０図には、本発明に基づくディスプレイ部分
組立を組み込むように設計した各種の携帯型計算機を示
した。第２５図と２６図では、計算機２００のケース２
０４の前面の上縁に、ディスプレイ部分組立ＩＯを蝶番
２０２て搭載している。使用する際には、ランプ２０８
を出て鏡面２０６て反射する光により、ディスプレイ部
分組立１０を照射する。ランプ２０８は点光源（物理的
寸法が比較的小さい、例えは小フィラメントの光源）で
、計算機ケース２０４本体に固定されている。この点光
源から発散する光は、平面レンズ（図には示してない）
をディスプレイ部分組立に隣接搭載してこれにより平行
光線に変える。

収納のため折り畳むのには、ディスプレイ部分組立を背
後に回転して、計算機の上になる形でケースの中に倒し
、このディスプレイの上には、鏡面を装着したパネル２
１０を被さる形に畳んでディスプレイを保護する。計算
機の鍵盤２１２は、計算機ケースの前部の空間２１４に
滑りこみ、蓋２１６を閉じてこの鍵盤を保護している。

第２７図と２８図に示す携帯型計算機では、ディスプレ
イ部分組立１０を、計算機ケース２２２の背後に引き出
した鏡面２２０からの反射光で照射している。ここでも
、光はタングステン−ハロゲン電球２２４のような点光
源から出るが、この光源はディスプレイ自体ではなく計
算機ケース２２２に搭載されている。

使用の際は、ディスプレイ部分組立を、ケース上面の最
後部にある蝶番２２６でほぼ垂直の位置に起こす。収納
のため折り畳むには、ディスプレイ部分組立を前に倒し
、鍵盤２２８の上にはめこむ。鏡２２０は、ケースに滑
り込ませ、鏡面かケースの背面になるよう固定する。別
の実施例では、鏡面を小さくしケースの中にしまい込ん
でいる。

さらに別の実施例では、この鏡を図の２３０の点て蝶番
てつなぎ、これを平らに折畳み完全にケース中に滑り込
ませるものもある。

ここでも、平らな修正レンズ（ｆｌａｔ　ｃｏｒｒｅｃ
ｔｉｏｎｌｅｎｓ）をディスプレイ部分組立の背面に搭
載し、鏡面２２０からの反射光を平行光線に変えるのか
望ましい。

第２９図と３０図に示す携帯型計算機２３２では、ディ
スプレイ部分組立を点光源２３４て直接照射し間に鏡面
は設けていない。この実施例でも、ディスプレイ部分組
立ｌＯは、計算機ケース２３８の前部の空洞２４０に設
けた蝶番２３６で装着されている。使用に際しては、デ
ィスプレイ部分組立１０をほぼ垂直に起こし、点光源２
３４て照射する。収納の際は、ディスプレイ部分組立１
０を後方に倒して空洞の中に入れ、この上に鍵盤２４２
を裏返してはめこみディスプレイを保護するとともに上
蓋の役割も果たさせる。

第３４図には本発明に基づ（さらに別の計算機２５０を
示す。この計算機２５０では、点光源２５２をケース２
５４の中に配置してディスプレイ部分組立２５６を照射
しているが、後者はケース内の開口部に収められている
。このディスプレイ部分組立を通過する投射光により画
像か形成され、計算機ケース２５４の後部にあるスクリ
ーン２５８に上に投影される。この実施例では、投影ス
クリーンは柔軟であって、計算機ケースの底部後方に設
けられたバネ付きローラーの周りに巻き付けられる。使
用に際しスクリーンを立てるには、スクリーン支持枠２
６２をその収納位置から引き起こして計算機の背部に直
立させる。その後スクリーンを広げ、この支持枠に１個
またはそれ以上のクリップなどの手段（図示は省略）で
固定すればよい。

上述のすへての実施例において、各種パネル上ての画素
の間隔（ｐｉｔｃｈ）は、（第１５図に示したように）
入射光の方向に合わせて変化させてもよいことは明らか
である。そのような構成を採れば、光が積層した部分組
立に入るに先立ち、平行光線にするなとの処理を加える
必要はない。（さらに、本発明を実現するにあたり、均
一間隔のパネルを平行光線化しない光で照射してもよい
が、この場合は、視差により画素の位置かずれて見えた
り、縁の色か滲んたり変色したりすることかあると考え
た方かよい。） 第３１図には、直視型ディスプしイでの、本発明に基づ
くディスプレイ部分組立１０の用途を説明する最後の実
施例１１６を示しである。この実施例において、ディス
プレイ部分組立は、直視てきるよう照明台（ｉｌｌｕｍ
ｉｎａｔｉｏｎ　５ｔａｎｄ）　１１８の上に搭載され
着脱可能である。照明台１１８には、ディスプレイ部分
組立か接する光透過面１２０と、照明光を導くための内
部光源１２２かある。台の外側には、ディスプレイを載
せられるよう小さな棚が設けである。

照明台１１８は携帯の便のため折り畳めるのが望ましく
、これは蝶番と蛇腹の仕掛け１２６により実現できる。

照明台の内部背面１２８て反射てきるような折畳み光学
系を使えば寸法を小さくてきる。

この照明台には、在来のＯＨＰと類似の光学系か使える
。すなわち、このような光学系でディスプレイ１０への
入射光を収斂させ、近くに焦点を結ばせればよい。図示
した実施例では、フレネルレンズ１３０を含む光学系を
用いている。この場合、第１３図の投影システム実施例
の入射側フレネル光学系４４と同じものを用い、ディス
プレイ部分組立に照射する光を平行光線に変えてもよい
。

この実施例でも、出口の光学系１３２は単純な半透明媒
質を用い、平行光線で形成した画像を広角で見得るよう
にしている。

直視台（ｖｉｅｗｉｎｇ　５ｔａｎｄ）　１１８を用い
ることにより、ＬＣＤディスプレイは、大会場での投影
設備（［電子スライドＪ）としても、個人ユーザー用計
算機スクリーンとしても利用可能になる。

〈分割光路（ｓｐｌｉｔ　ｏｐｔｉｃ　ｐａｔｈｓ）を
有するシステム〉 上述のディスプレイ部分組立はすべて単一のパネル積層
（ｐａｎｅｌ　５ｔａｃｋ）として述へてきたが、時に
は、積層を２個またはそれ以上の部分積層に分割しそれ
ぞれ別個に照射することにより利点か生まれることがあ
る。その１例を第３２図に示す。

第３２図の配置１３４ては、積層パネルを２個の部分積
層に分け、別の２光源で照射てきるようにしている。第
１の光源１３６はタングステン−ハロゲンの白熱ランプ
であり、その発生するスペクトルは赤か強く、特にこの
ランプの寿命を長くするのに望ましい低電圧印加の場合
それが著しい。

第２の光源１３８は水銀アークランプで、深い青（４３
０ｎｍ）に富み、緑の中央（５４０ｎｍ）でもエネルギ
ーの高いスペクトルを発生する。これら２個の光源の発
生する相補的スペクトルを、第３２図の実施例のように
有効に結合させると、明るさが増し、ランプの寿命が長
くなり、色温度（ｃｏｌｏｒ　ｔｒｅｍｐｅｒａｔｕｒ
ｅ）の高い「白色」か得られる。

第３２図に示すように、タングステン−ハロゲンのラン
プ１３６は第１の光路を進むが、ここにはホログラフィ
ックな（ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ）または二色性の（ｄ
ｉｃｈｒｏｉｃ）鏡１３９か設けられている。

（この鏡は５４０ｎｍ　　ての、２２０−３０ｎの狭い
切れ目板外は、すへて　のスペクトルを通過させるよう
設計しである。）ここでフィルターされた光は進行して
、赤制御および線制御の各パネル（すなわち「シアン」
と「マジェンタ」）を含む積層部１４０を照射する。（
要点を強調するため、第３２図の実施例には、偏光子、
平行子（ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ）　、その他この積層の
周りて使われる光学素子を省略しである。上記の論理に
従えば、マジェンタパネルの出口偏光子は赤、シアンパ
ネルの出口偏光子は緑に彩色され、中間偏光子は無彩色
となる筈である。）積層１４０を出た光は鏡１４２と１
４４で反射され出口光学系に達して投影または直視され
る。つまり、タングステン−ハロケン光１３６は、スペ
クトルの赤と緑の部分の照射を担当し、積層１４０がこ
れらの色を制御する。

第２の水銀アークランプ１３８は第２の光路を進み二色
鏡１４６に達するが、この鏡は緑の光を鏡１３９に跳ね
返すことにより赤／緑制御の積層１４０に追加光を与え
る一方、青の光を前制御（［イエローＪ）ＬＣＤ１４８
に向は透過する。

この青ＬＣＤを出た光は鏡１４４に向かいこれを透過し
、赤、緑の光とともに出口光学系に向う。

こうしてフルカラーの画像か形成される。

（明らかに理解されるように、このような光路の分割に
より設計の自由度か得られる、すなわち、赤−および緑
−制御パネルは青の光に遭遇することかないため、これ
らの特性は青関連の特性と無関係に調整できるし、前制
御パネルは同様、赤、緑の特性と無関係となる。） コントラストを強めたい場合は、第１、第２の光路の何
れかに黒／白パネルを含めればよい。さもなくは、追加
のマジェンタ（緑制圓）セルを積層１４０に挿入すれは
よい、というのは緑は明所視ての明るさに抜群の影響を
持つからである。

第３２図の実施例においては、スペクトルに応じて光路
を変えたが、光の偏光状態に応じて異なる光路を与える
ような実施例もある。こうした偏光による分割方式では
明るさの改善か期待てきる、というのは単一光路システ
ムなら遮断される直交偏光が、今度は第２光路に向けら
れ利用されるからである。

第３３図には第３２図と類似のシステム１５０を示しで
あるが、その違いは第３３図のシステムか単一光源１５
２を用いているところにある。この光源からの青の光は
二色鏡１５４て反射され、鏡１５６で跳ね返り、平行子
１５８て平行光線化され前制御ＬｃＤ組立１６０に向う
。このＬＣＤ組立を出た光はレンズ１６２で収束し青通
過鏡１６４を経てレンズ１６６に至りスクリーン上に投
影される。

ランプ１５２から出た赤／緑光は、鏡１５４を通過し、
平行子１６８によって平行光線化され、シアンとマジエ
ンタのパネル（それぞれ赤と緑の光を制御する）を含む
積層１７０を照射する。この積層１７０を出る光もレン
ズ１７２て収束され、鏡１６４て反射して投影レンズ１
６６に向う。

く代替実施例〉 これまでの説明は、超ねしれネマテイ・ノクノくネルを
組み込むという、単一種類の実施例に集中して行なって
きたが、これ以外の表示素子による構成の各種実施例か
当然考えられる。その例は第３５図に示すディスプレイ
３００である。このディスプレイにおいては、薄膜トラ
ンジスタ（ＴＰＴ）液晶パネル３０２を、電圧制御複屈
折（ＥＣＢ）効果を示す光学素子３０４と組合せて動作
させている。薄膜トランジスタは既知の技術であり、特
に下記の米国特許に記述されているので、ここでの説明
にはこれらの内容を引用している。

４．８２１，０９２　４，８１９，０３８　４，８１６
，８８５　４，７７６．６７３４．７４３，０９９　４
，７４３，０９８　４．７２３．８３８　４．７１５，
９３０４．６５４，１１７　４，６４９，３８３　４，
６３６，０３８　４．６２１．２６０４．５９９，２４
６　４，５９１，８４８　４，５８１，６１９　４．４
６１，０７１４．３８６．３５２　４，３８５．２９２
　４，２９９，４４７および３、８２４．００３の各号
。

第３５図の実施例において、このＴＰＴパネルに、標準
ＴＰＴ−ＬＣＤのＴＮ（９０度）に位相遅延フィルムを
加え、偏光の向きを適切に選ぶと、限定した複屈折モー
ドの液晶効果か現われる。

望ましい実施例では、このＴＰＴは最も白っぽい白（黒
っぽい黒ではなく）に最適化される。このＴＰＴはスペ
クトル透過率曲線の凹み（ｄｉｐ）を広げ、かつこの凹
みか積層内のパネルの組合せから決まる適当な波長域に
存在するよう、調整される。この種の実施例で、位相遅
延フィルムを用いると、曲線上に２個の凹みか得られる
。数層から成る位相遅延フィルムを用いると、理想的な
［ノツチフィルター（ｎｏｔｃｈ　ｆｉｌｔｅｒ）　Ｊ
の特性にかなり近いものか達成される。

このＥＣＢ　（電圧制御複屈折）素子は、前述の超ねじ
れネマティックパネルでもよいし、在来のねじれネマテ
ィックセルまたは電気光学・電気音響学的結晶なと多様
な他の素子を含むものでもよい。（多重化のためには動
作電圧の範囲を極めて狭く制限する必要があり、この理
由から、ＳＴＮセルは古典的な電圧依存複屈折モードで
は一般に用いられていなかった。ＳＴＮセルは、むしろ
双安定モート、すなわち選択か非選択の何れかの状態で
動作させ、その中間で用いることはなかったのである。

これに対し本発明では、ＳＴＮセルか選択・非選択電圧
間の狭い実効値動作範囲内て示す、電圧依存複屈折（ｖ
ｏｌｔａｇｅ−ｄｅｐｅｎｄｅｎｔｂｉｒｅｆｒｉｎｇ
ｅｎｃｅ）を利用して、複屈折による幅広い中間色を達
成している。） ＴＦＴパネル３０２とＥＣＢパネル３０４とは、３個の
偏光子３０６．３０８および３１０の間にサンドウィッ
チ状に挟まれている。ＥＣＢ表示素子３０４の各画素か
示す減法混色（ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅｃｏｌｏｒａｔ
ｉｏｎ）の状態はその画素を駆動する信号の関数である
。この可変複屈折により生成される色の範囲は、ＴＰＴ
パネル３０２を使用して１．２の色を追加することによ
り拡大され、フルカラー表示を実現する。

関連する実施例を第３６図に示す。この図において、デ
ィスプレイ部分組立３２０に含まれるのは、白／イエロ
ーモードの５ＴＮ（またはＤＳＴＮ）パネル３２２、薄
膜トランジスタパネル３２４および色シー１−ツタ−（
ｃｏｌｏｒ　５ｈｕｔｔｅｒ）　３２６であり、これら
か偏光子と組み合わされて積層されている。色シャッタ
ーは既知の技術であり、特に米国特許の、第４．７５８
，８１８　４，７２６．６６３　４，６５２．０８７４
．６３５．０５１　４．６１１，８８９　　および４．
５８２．３９６の各号に記載され、それらの成果はここ
でも引用している。

図示したディスプレイ部分組立３２０において、色シャ
ッターは１つおきのフレーム（ａｌｔｅｒｎａｔｅｆｒ
ａｍｅ）て動作し、それぞれ赤と緑の光を遮断（従って
シアンとマジェンタを発色）する。ＴＰＴにより切り替
え速度か極めて上昇する。ＳＴＮセル３２２はＴＦＴに
比較して応答が遅いが、その制御する青の光は人間の眼
には知覚しにくいので、応答の遅さは問題にならない。

第３６図の実施例の目的は、情報密度の高いフルカラー
のＬＣＤ方式ディスプレイシステムを実現するに要する
コストを下げようとするにある。

この実施例に要するＴＰＴパネルはモノクローム１個の
みであり、他の場合、赤、緑、青の制御に計３個を必要
とするのと対照的である。

５ＴＮ３２２は、ＲＡＭの単一ビット平面（ｓｉｎｇｌ
ｅｂｉｔ　ｐｌａｎｅ）を用いて、明度スケール（ｇｒ
ｅｙ−ｓｃａｌｅ）で８ないし１６段階をもたせること
か可能である。

これにより動画像に対して十分に速い応答時間が得られ
る。

ＴＦＴ３２４は通常のフレーム速度の２倍＜＋２０Ｈ２
またはそれ以上）で動作し、色シャッター３２６に従っ
て、赤と緑の画像フィールドを順次制御する。色シャッ
ターもＴＰＴ　（およびこれと組の偏光子）も、共に常
時前を漏洩するよう調整されており、これにより色のバ
ランスを、特にタングステン−ハロゲンランプ使用の場
合改善している。

本発明の今１つの実施例では、２個のＬＣＤパネルを積
層しそれぞれ独立に動作させて、金色域（ｆｕｌｌ　ｇ
ａｍｕｔ　ｏｆ　ｃｏｌｏｒｓ）を発色している。この
構成によるディスプレイ組立３３０を第３７図に示す。

説明の便宜上、パネルはＳＴＮパネル３３２．３３４て
示しているが、ここでも他の多様な技術を用いてよい。

ＳＴＮパネル３３２と３３４は、これまて述べたＳＴＮ
パネルよりもＤｎｄ値の高いものを用いる。例えば、ね
じれ角２４０度でＤｎｄ値か１．４などである。Ｄｎｄ
値か高いと電圧変化に対応した発色効果が幅広いものと
なる。情報密度の高い多重制御のＬＣＤが、ＰＷＭかま
たは多重フレーム平均（ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ｆｒａｍｅ
　ａｖｅｒａｇｉｎｇ）の何れかによって明度スケール
化（ｇｒｅｙ−ｓｃａ　１ｅｄ）されていれば、ＳＴＮ
セルの切り替え特性は双安定に近い振る舞いを示すにも
拘らず、各画素上で中間電圧（選択・非選択の中間の）
が達成できる。無彩色偏光子の間で、第１パネル３３２
は、例えば第３８図に示す色域を実現する。青色の（理
想特性の、純粋な青の漏洩のみの）偏光子を用いれば、
色域は第３９図に示すように変化する。

ここで見られるように、青に彩色した偏光子を用いると
、色域は青に向けて移動し、その結果、「イエロー」か
出なくなり代わりに「白」か得られるようになる。この
「青」は理想的に純粋な青かでなくとも止むを得ないが
、人間工学の専門家たちは、画像情報の通信には不飽和
な（ｄｅｓａｔｕｒａｔｅｄ）青かより適していると示
唆している。

仮に第１の偏光子３３６が、青に彩色され第３９図に示
す色域を作り出している場合、第２のパネル３３４かイ
エローと白さえ作れは、１次２次飽和色（ｓａｔｕｒａ
ｔｅｄ　ｐｒｉｍａｒｙ　ａｎｄ　５ｅｃｏｎｄａｒｙ
ｃｏｌｏｒｓ）の金色域を実現することかできる。真の
黒色状態を安定に保証しようとすれば、第１と第３偏光
子３３６．３３８からの漏洩は重複してはならず、偏光
子３３８としてはむしろイエローよりも、オレンジ偏光
子を用いる方か幾分望ましい。

（第４０図）。もちろん、ＬＣＤのＤｎｄ値を調整し、
さらに場合により、各種の複屈折物質（位相遅延フィル
ムなど）の層を追加すると、各層の中で、多様な複屈折
色が作り出せる。この実施例に基づく望ましいディスプ
レイの特性は次の通りである： ■）白と黒の状態が良好（総合コントラストがｌＯ：１
以上） ２）色彩の飽和か良好（特に赤色の赤さ）３）タングス
テン光源を補償する良好な青の追加発色（により色温度
を上げ色修正できること）各種の市販の彩色偏光子を用
いることにより、このディスプレイ部分組立は各種用途
に適合でき、また要求に応じた各種の特性を持たせ得る
。

偏光子３３６と３３８を相補的に対として用いるための
その他の彩色の組合せには、シアンと赤、緑と赤、緑と
紫、緑とマジェンタのほが、緑と青もあり得よう。

電圧制御複屈折で作るマジェンタは一般に貧弱である、
というのは、赤の縁がソフトに過ぎ補足を要するからで
ある。従って、赤の偏光子が望ましく、これにより優れ
た鋭さ（すなわち黄緑と赤の間の切れの良さ）か実現す
る。第１のＬＣＤ３３２の色域は従って特に以下の何れ
かとなろう：ａ）赤／マジェンタ／白 ｂ）赤／イエロー／白、または Ｃ）マジエンタ／イエロー／白。

これらの場合において、第２パネル３３４は少なくとも
赤を減色してその主たる色をシアンとし、次の何れかを
達成することとなろう： ｄ）シアン／マジエンタ／白 ｅ）緑／シアン／白 ｆ）シアン／緑／イエロー／白、またはｇ）青／シアン
／白。

上記の組合せのうち望ましいものとして、ａ十ｆ、ｂ十
ｇ、またはｃ＋ｄなどかある。（ａ十ｅてはイエローを
作るのに赤と緑を交替する必要かある。ｂ＋ｅは望まし
くない、というのは、マジェンタを作るのに赤のほか青
も交替する必要があり、かつ青は作れないからである。

ａ＋ｄては緑か作れず、ｂ＋ｄでは青が作れない、など
である。）ディスプレイ部分組立３３０は減法混色モー
ド（ｃｏｌｏｒ　５ｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ　ｍｏｄｅ）
で動作すると説明してきだが、このディスプレイは、隣
接画素を同時に動作させこれらを空間的に加えるが、積
層組立内の単一画素を交代色（ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ
　ｃｏｌｏｒｓ）て動作し一時的にこれを加えるが、の
何れかにより、加法混色モード（ｃｏｌｏｒ　ａｄｄｉ
ｔｉｖｅ　ｍｏｄｅ）でも動作させられることか理解で
きよう。

もし液晶パネル３３２と３３４とが共に４個の別個のシ
ェード（ｓｈａｄｅ　ｏｆ　ｃｏｌｏｒ）を生成するよ
うに調整されていれば、これらを共同動作させて１６色
を作ることかでき、明度スケール化の技術（ｇｒｅｙ　
ｓｃａｌｉｎｇ）は不要である。前記の組合せのうち当
面望ましいと思われるのは、パネル３３２を調整して、
色域をマジェンタからイエローないし白まで拡大し、偏
光子３３６は赤で彩色するという組合せである。パネル
３３４は調整により、色域をシアンから、緑およびイエ
ローを経由して白まて拡大でき、偏光子３３８は緑に彩
色できる。

ここでも各種の発色を適正化するのに部分補償（ｐａｒ
ｔｉａｌ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）が使える。

く結言〉 彩色偏光子を複屈折セルとともに用いると、設計の自由
度か極めて広がることか理解できよう。

その理由は、彩色偏光子により、セルの応答をある波長
帯と無関係にてきるためである。マジェンタ（緑遮断）
セルを例にとれば、このセルは通常以下のような多くの
因子について最適化せねばならない。すなわち、青の光
に対し選択、非選択状態間も透過度か高いこと、緑の光
の透過度は選択状態で低く非選択状態で高いこと、およ
び、赤の光の透過度は両状態とも高いことである。この
ような最適化にはすべての因子の間で妥協を図るのか普
通である。しかし、マジェンタ偏光子とともに用いるな
らば、このセルの青、赤での透過度はほとんど気にする
に当らない。マジェンタに彩色した偏光子により、青と
赤の光はこのセルの特性と無関係にセルの中を通過する
。これらの因子の重要度を気にしな（てよくなるため、
セルの設計上は、唯一の因子として、選択・非選択状態
間における緑の光のコントラストを高めることに集中す
ればよく、妥協は不要になる。

セルの応答を最適化するに際して、光学素子を追加する
のが望ましいことかある。例えば、複屈折効果の範囲を
調整するのにセルに隣接して位相遅延フィルムを設ける
のか有効なことがある。

複屈折セルは、無彩色偏光子と組合せると、波長に対し
、第２図に示したような正弦波状の透過度を示す。ここ
でもマジェンタ（緑遮断）セルを例にとると、このセル
のＤｎｄ値は、その正弦波曲線の最小値かスペクトルの
縁領域のどこかに現われるように選択される。しかし、
この最小は比較的狭い範囲なので、緑の光のうち上下の
波長のかなりの部分かこのセル／偏光子の組合せを通過
できる。透過曲線におけるこの「ノツチ」を広げるのに
位相遅延フィルムを用いてもよい。位相遅延フィルムは
一般にセルの特性に合わせて（曲線における凹みを波長
の上か下へ動かすように）用いるが、フィルムがセルの
ねじれを一部戻すように働くことも凹みをある程度法げ
るのに役立つ。

こうして、このマジェンタセルの非選択状態における透
過度曲線は、−層理想形（矩形状のノツチか緑全域−５
００から６００ｎｍを包括する状態）に接近する。

このディスプレイ部分組立には超ねじれ液晶パネルが１
個だけ含まれるとして述へてきたが、その他の複屈折型
として、超ねじれ型パネルを二重に用いたもの、単一パ
ネルで他の技術（例えば、電気光学式［リチウム−タン
タル−ニオブ］、音響光学式、またはＰＥＴセル）を実
施したものも当然あり得る。高解像度ディスプレイを実
現するのには、各色彩ごとに２個またはそれ以上のセル
を積層し、１個のセル上のアクティブな線か他のセル上
のそれと重なるようにすればよく、これは米国特許第４
．４４８．４９０号に示されている基本技術と同様であ
るのでその成果を引用しておく。切り替え時間の短縮は
、各色彩に対応する薄いパネルを数枚積層することで達
成でき、このことは米国特許第４．５４７．０４３号に
述べられているのでその成果を引用しておく。これら本
発明の基本語原理は、干渉色システムなと他のディスプ
レイ技術にも適用できる。

他の実施例として、ある種の複屈折パネルは、偏光子を
挟まないで積層することもできる。例えば、２個のパネ
ルを（Ｄｎｄ値の相違の有無に無関係に）その間に偏光
子を挟まないで積層し、これらの選択状態の４個の組合
せに対応して、白、イエロー、緑、およびシアンか作り
出せる。この場合、緑はこれらすべての色に共通なので
、外側の層に緑偏光子を用いることができる。このよう
な実施例は、特に白、マジェンタ、シアン、および青の
組合せに有効である、というのは、ＯＨＰでは青のスル
ーブツトを増す必要があるが、それが「純青」偏光子を
使えば可能になるからである。

さらに他の実施例として、ＬＣＤ複屈折色が何れも理想
的ではない場合、特定の波長の光を減衰してやれば、色
域従って総合コントラストか拡大できそうである。例え
ば、２個の偏光子を同時に用いるとが、または弱い色の
フィルター補償器（在来のゼラチンフィルター）を追加
するなどによる。

可能な色彩について金色域を確保しようとする場合、本
発明に既知の明度スケール化の技術（ｇｒｅｙ　ｓｃａ
ｌｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）を適用するのは容易で
あることは理解できよう。このような実施例の１つにお
いては、３色セルのそれぞれに明度スケールを適用して
いる。他の実施例では、積層に含まれる第４のセル（通
常は黒）にのみ明度スケールか適用される。米国特許の
、第４．８４０．４６２　４，８４０゜４６０４．８１
８，０７８　４．７６６．４３０　４，７４３．０９６
　４．７０９，９９５４．５６０，９８２　４．５０８
，４２７　４，４２７，９７８および４、０４３．６４
０　　の各号には各種の明度スケール化技術か述へられ
ているので、ここでも引用しておく。

さらに、本発明は、上記の３または４パネルに限らず、
それ以外の数のパネルでも実現できることか理解できよ
う。例えは、オシロスコープや分析器など実験室用測定
器のディスプレイとしては、２個の超ねじれ複屈折パネ
ルと１個またはそれ以上の彩色偏光子を積層して用いる
のか有利である。

しかしこのディスプレイは、実際上、上述の何れの形態
を採っても実現でき、何れも測定器への適用が可能であ
る。このような２個のパネルの積層では色域は多少犠牲
になるが、明るさは増しコストは低下できる。

最後に、「数個のＪ　ＴＦＴパネルを、積層するが、そ
れとも分離光学系（ｓｐｌｉｔ−ｏｐｔｉｃ　ａｒｒａ
ｎｇｅｍｅｎｔ）として共同動作させれば、特に上述の
ように単一ＴＰＴパネルを他のパネルとともに１個のス
タックに含めた場合に比し、多くの有利な結果か得られ
ることか理解できよう。そのような実施例のあるもので
は、ある種の分離光路型を含み、複屈折効果の利用には
依存していない。これら実施例の多くは、これまで説明
した実施例において、ＳＴＮパネルの代わりにＴＰＴパ
ネルを用いることで実現できよう。（このような実施例
では、通常メーカーの提供しているＴＰＴパネル上の無
彩色偏光子は取り除き、パネルのスペクトルの欠陥は位
相遅延フィルムで補償し、［市販のパネルは特にスペク
トルの青の部分の欠落があるが、遅延フィルムで改善で
きる］、そして、前述の利点を得るため彩色偏光子を加
えればよい。） 本発明の原理の適用可能な実施例か極めて多岐′にわた
ることから、これまて説明してきた実施例は単なる説明
の便宜上のものであり、これらが本発明の範囲を制約す
るものではないと本来理解すべきてあろう。その代わり
に、明細書冒頭の特許請求範囲とその精神およびこれら
と等価の考えから発生すると思われるすべての変形（ｍ
ｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ）を、本発明として請求する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、代表的ＳＴＮセルの透過特性を印加電圧の関
数として示す。 第２図は、代表的ＳＴＮセルを、その選択状態（励起電
圧１．５６ボルト）、および、その非選択状態（励起電
圧１．４１ボルト）で動作させた時の透過スペクトルを
示す。 第３図は、本発明の１実施例に基づくディスプレイ部分
組立の図解である。 第４−６図は、第３図のディスプレイ部分組立に用いた
３個の液晶パネルについて、それらか選択・非選択状態
において現わす筈の、理想的な光透過特性を示すスペク
トル測光計の読みである。 第７−９図は、第３図のディスプレイ部分組立に用いた
３個の京セラ製液晶パネルについて、それらか選択・非
選択状態において現わす、実際の光透過特性を示すスペ
クトル測光計の読みである。 第１０図は、これら京セラ製パネルの、選択・非選択状
態での振る舞いを示す色度図（ｃｈｒｏｍａｔｉｃｉｔ
ｙｄｉａｇｒａｍ）である。 第１１図は、イエロー、シアン、およびマジェンタの各
パネルの各種組合せ動作により得られる８個の基本色を
図式化している。 第１２図は、本発明に基つく３個のパネルを組み込んだ
ディスプレイ部分組立の構成を詳細に示す。 第１３図は、本発明に基づく投影システムの第１の実施
例を示す。 第１４図は、ディスプレイ組立と、これをＯＨＰとして
利用し易くする付属光学系とを併せた総合組立の透視図
を示す。 第１５図は、本発明に基づく第２の投影システムを示す
。 第１６図は、本発明の基づくディスプレイ部分組立を用
いた内蔵型カラーディスプレイを、投影光学系と組合せ
て示す。 第１７図は、本発明に基づく第１の直視型ディスプレイ
システムを示す。 第１８図は、第１７図のディスプレイシステムとともに
用い得る背光のスペクトル分布を示す。 第１９図は、本発明に基づく第２の直視型ディスプレイ
システムを示す。 第２０図は、本発明に基づく第３の直視型ディスプレイ
システムを示す。 第２１と２２図は、本発明に基づく第４の直視型ディス
プレイシステムを示す。 第２３図は、本発明に基づく直視ディスプレイを採用し
た携帯型計算機を示す。 第２４図は、本発明に基づく直視ディスプレイを採用し
たラップトツブ計算機を示す。 第２５図は、本発明の１実施例に基つく直視ディスプレ
イを含む携帯型計算機の側面図である。 第２６図は、第２５図の携帯型計算機の透視図である。 第２７図は、本発明のもう１つの実施例に基づく直視デ
ィスプレイを含む携帯型計算機の側面図である。 第２８図は、第２７図の携帯型計算機の透視図である。 第２９図は、本発明のさらにもう１つの実施例に基つく
直視ディスプレイを含む携帯型計算機の側面図である。 第３０図は、第２９図の携帯型計算機の透視図である。 第３１図は、ディスプレイ部分組立に背光を当て直視て
きるようにする表示台（ｄｉｓｐｌａｙ　５ｔａｎｄ）
を示す。 第３２図は、本発明に基つく、２個の光源と２個の光路
を用いたディスプレイシステムを示す。 第３３図は、本発明に基づく、１個の光源と２個の光路
を用いたディスプレイシステムを示す。 第３４図は、本発明に基づく巻き上げ（ｒｏｌｌ−ｕｐ
）スクリーンを持った計算機を示す。 第３５図は、薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）ＬＣＤパネル
とＳＴＮパネルを組合せて用いたディスプレイ部分組立
を示す。 第３６図は、ＴＰＴパネル、ＳＴＮパネル、および色シ
ャッター各１個を用いたディスプレイ部分組立を示す。 第３７図は、２個のパネルを用いたディスプレイ部分組
立を示す。 第３８図は、第３７図のパネルのｌ個の作る可能性のあ
る色域を描いている。 第３９図は、第３８図の色域を青色の偏光子で分析した
後の様子を示す。 第４０図は、第３７図のディスプレイ部分組立で使われ
る可能性のある、２個の偏光子のスペクトル特性を示す
。 １０・・・ディスプレイ部分組立 １２、１４．１６．１８・・・ＬＣＤパネル２０、２２
．２４．２６．２８・・・偏光子３８、　５４．　６２
．　７４．　８４．　９６．　１２２．　１３６．　１
３８．　１５２゜２０８、２２４．２３４・・・光源 ４０、４４．５２．５６．６８．１００．１３０．１６
２．１６６、１７２・・・レンズ ４２・・・投影レンズ組立 ６４、６６・・・光学素子 ６９・・・隙間領域 ７２、７６、８６．１３９．１４２．　１４４．１４６
．１５４．１５６゜１６４、２０６．２２０・・・鏡面 ８８・・・修正板 ９０・・・遮蔽 ９８・・・光フアイバー束 ０２・・・マイクロレンズ板 ０４・・・拡散光学系 ０８・・・直視型ディスプレイ ４０、１７０・・・積層部 ４８・・・ＬＣＤ １５８、１６８・・・平行子 １６０・・・ＬＣＤ組立 ＡＰＰＬＩＥＤ　ＶＯＬＴＡＧＥ ＦＩＧ、　２ Ｐｒｉｏｒ　Ａｒｔ ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮＳＰＥＣＴＲＬＩＭＷＡＶＥ
ＬＥＮＧＴＨ（ｎｍ） ４１Ｊｕ（ｂｌｕｅ）　：ｌＵｕ（ｇ＋ｅｅｎｌ”’　
（ｒｅｄｌＦＩＧ、　７ ＦＩＧ、　８ ＷＡＶεＬＥＮＧＴＨ（ｎｍ） ＦＩＧ、　９ ＦＩＧ、１８ ＷＡＶＥ　ＬＥＮＧＴＨ （ｎｍ） ＦＩＧ、１０ ＦＩＧ、１１ ％Ｌｐｌ−１ヒヒＮＩＪＨ ＬＡＣＫ ＦＩＧ、　３０ 図面の浄書（内容に変更なし） ／ｙｘＪ ＦＩＧ、ｊ５゜ 手 続 書（方式） １、事件の表示 平成　２年 ２、発明の名称 特 平成　３年　３月　１日 敏　　殿 １５７３０ カラーディスプレイ ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　称　　イン　フす−カス　システムズイシコーボレ
ーテソド ４、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、積層された第１と第２の部分があり、それらの間に
   第１偏光子が挿入され、その全体を第２と第３の偏光子
   がサンドウィッチ状に囲むカラーディスプレイシステム
   において、 これら各部分に含まれる光学素子が、複数 の独立動作可能な画素を設定するとともに、印加した信
   号に応じて変化する複屈折効果を示し、 第１の部分は第１の信号で駆動されると第 １のスペクトル応答を示し、 第２の部分は第１の信号で駆動されると第 １とは異なる第２．スペクトル応答を示し、第１、２ま
   たは３の偏光子のうち少なくと も１個は黒以外の色で彩色されて成るという改良点を有
   することを特徴とするカラーディスプレイシステム。 ２、各部分が、異なるスペクトル応答と、それぞれ０．
   ５０μｍ以上の、異なるＤｎｄ値とを示すことを特徴と
   する請求項１に記載のカラーディスプレイシステム。 ３、上記各部分のうち何れか１個に受動光学素子を含む
   ことにより、異なるスペクトル応答を達成することを特
   徴とする請求項１に記載のカラーディスプレイシステム
   。 ４、上記受動素子が位相遅延フィルムであることを特徴
   とする請求項３に記載のカラーディスプレイシステム。 ５、カラーディスプレイの構成方法であって、次の各段
   階すなわち： 照射光を平行光線束とし、 この平行光線を第１の偏光子により直線偏 光し、 この平行な直線偏光光線に、複数の独立動 作可能な画素を有する液晶パネルを含む、ディスプレイ
   の第１の部分組立を通過させ、 この通過段階には、上記の直線偏光を、光 の波長により回転角が異なるように楕円偏光することを
   含み、 第１のディスプレイ部分組立から出る光を 第２の偏光子で分析して、この第２偏光子に対し直交す
   る波長の光を減衰し、この分析段階を経過することによ
   りある範囲の波長を減衰した直線再偏光を達成し、 この直線再偏光した光に、複数の独立動作 可能な画素を有する液晶パネルを含む、第２のディスプ
   レイ部分組立を通過させ、 この第２通過段階には、この直線再偏光し た光を、光の波長により回転角が異なるよう楕円偏光す
   ることを含み、 第２のディスプレイ部分組立を出る光を第 ３の偏光子で分析して、この偏光子に対し直交する波長
   の光を減衰し、この分析段階を経過することにより、さ
   らにその他の範囲の波長も減衰した直線偏光を達成し、
   かつ この第３の偏光子から出る光を収斂させる という段階を含む方法において、 第１通過段階で行なわれる楕円偏光と、第 ２通過段階で行なわれる楕円偏光とは、第１と第２のデ
   ィスプレイ部分組立の示すＤｎｄ値の相異に基づき異な
   るものであり、また、上記第１、２または３の偏光子の
   うち少な くとも１個は黒以外の色で彩色され、 さらにこの方法は、 第１の動的信号を第１液晶パネルに印加す ることと、 第１の動的信号と異なる第２の動的信号を、第２液晶パ
   ネルに印加することとを含むことを特徴とするカラーデ
   ィスプレイ構成方法。 ６、第１と第２の動的信号がさらに２値以上の値のなか
   で独立に変化することを含むことを特徴とする請求項５
   に記載の方法。 ７、それぞれの通過段階において、さらに、光が超ねじ
   れネマティック液晶パネルを通過することを含むことを
   特徴とする請求項５に記載の方法。 ８、光の通過段階のうち少なくとも１個においては、１
   個の複屈折型液晶パネルと、この液晶パネルの示す複屈
   折効果を最小にする第１の受動層と、複屈折効果を生じ
   る第２の受動層を光が通過することとを含むことを特徴
   とする請求項５に記載の方法。 ９、減法混色によるカラーディスプレイの構成方法であ
   って、次の各段階すなわち： 複屈折型ディスプレイ部分組立を設け、そ の中には、ネマティック液晶セルを含み、 複数の独立動作可能な画素を設定し、そこ ではこれら画素の１つの示す複屈折効果は印加される電
   気信号に応じて変化し、 このディスプレイ部分組立は入り口と出口 の偏光子と共同動作し、 画素に入る光は入り口の偏光子で直線偏光 し、 この直線偏光した光が画素を通過すると楕 円偏光し、画素を出るときには光の波長に応じて回転角
   が変わり、この画素に第１の電気信号を加えたときと、
   第２の電気信号を加えたときとでは楕円偏光が異なり、 画素から出てくるこの楕円偏光を出口の偏 光子で分析することにより、出口偏光子の軸に直角な光
   を減衰させるという諸段階を含む方法において、 第１の電気信号を画素に加えると、この画 素の複屈折により第１の波長の光が出口偏光子と直角に
   向き、このため出口偏光子によるその減衰が起こり、 第２の電気信号を画素に加えると、この画 素の別の複屈折により、第１波長の光はもはや出口偏光
   子の軸に直角ではなくなり、減衰が相対的に小さくなる
   ため出口偏光子を通過し易くなり、 さらに、出口偏光子に彩色して、第１波長 以外の光を、偏光方向と無関係に比較的減衰の少ない状
   態で通過させることにより、これら波長の光を透過し易
   くし、結果としてこの減法混色方式ディスプレイの明る
   さを最適化することを特徴とする減法混色カラーディス
   プレイの構成方法。 １０、減法混色によるカラーディスプレイの構成方法で
   あって、次の各段階すなわち： 複屈折型のディスプレイ部分組立を設け、 その中にはネマティック液晶セルを含み、複数の独立動
   作可能な画素を設定し、そこでは、これら画素の１つの
   示す複屈折効果は印加される電気信号に応じて変化し、 このディスプレイ部分組立は入り口と出口 の偏光子と共同動作し、 画素に入る第１波長の光は入り口偏光子に より直線偏光し、 光が画素を通過する際これを楕円偏光し、 画素を出る時には光の波長に応じて回転角が変わり、こ
   の画素に第１の電気信号を加えたときと、第２の電気信
   号を加えたときとでは楕円偏光が異なり、 画素を出てくるこの楕円偏光を出口偏光子 で分析することにより、出口偏光子の軸に直角な光を減
   衰させるという諸段階を含む方法において、 第１の電気信号を画素に加えると、この画 素の複屈折により第１波長の光が出口偏光子の軸と直角
   に向き、このため出口偏光子によるその減衰が起こり、 第２の電気信号を画素に加えると、この画 素の別の複屈折により第１波長の光はもはや出口偏光子
   の軸に直角でなくなり、減衰が相対的に小さくなるため
   出口偏光子を通過し易くなり、 さらに、入り口偏光子に彩色して、第１波 長以外の光を、偏光方向に無関係に比較的減衰の少ない
   状態で通過させることにより、これら波長の光を透過し
   易くし、その結果としてこの減法混色方式カラーディス
   プレイの表示の明るさを最適化することを特徴とする減
   法混色カラーディスプレイの構成法。 １１、第１と第２のディスプレイ部分組立を含み、これ
   ら各部分組立にはネマティック液晶パネルがあって複数
   の独立動作可能な画素を設定し、かつこのパネルの固有
   分子ねじれ角は１５０度以上であり、これら各部分組立
   はパネルに印加される励振信号に応じて変化する複屈折
   効果を示し、 ２個の部分組立の間に第１の偏光子が挿入 され、 第２と第３の偏光子がこれら部分組立をサ ンドウィッチ状に囲んで成るカラーディスプレイ装置に
   おいて、 第１の信号が加わったとき第１部分組立の 示す複屈折効果と、同じ第１の信号が加わったとき第２
   の部分組立の示す複屈折効果とは異なっていることを特
   徴とするカラーディスプレイ装置。 １２、偏光子のうち少なくとも１個が黒以外の色に彩色
   されていることを特徴とする請求項１１に記載のディス
   プレイ装置。 １３、各部分組立が互いに異なるＤｎｄ値を有すること
   を特徴とする、請求項１１に記載のディスプレイ装置。