JPH0449929B2 - - Google Patents
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- JPH0449929B2 JPH0449929B2 JP59281856A JP28185684A JPH0449929B2 JP H0449929 B2 JPH0449929 B2 JP H0449929B2 JP 59281856 A JP59281856 A JP 59281856A JP 28185684 A JP28185684 A JP 28185684A JP H0449929 B2 JPH0449929 B2 JP H0449929B2
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F1/13471—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells in which all the liquid crystal cells or layers remain transparent, e.g. FLC, ECB, DAP, HAN, TN, STN, SBE-LC cells
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- G02F1/1393—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the birefringence of the liquid crystal being electrically controlled, e.g. ECB-, DAP-, HAN-, PI-LC cells
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Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は電気光学装置、特に液晶を使用する光
スイツチング装置ないし光ゲートに関する。
スイツチング装置ないし光ゲートに関する。
液晶素子の如く複屈折特性を有する電気光学素
子を使用する光学スイツチング素子は光軸又は透
過軸を中心に測つた角度で定義される円錐内の異
なる場所で観測する装置出力輝度が均一にならな
い。光強度が不均一であると、表示コントラスト
が変化し、この観測円錐に沿うアジマス（方位）
角の関数で強度が変化する汚染光の為の透過を生
じる。異なる色の光の２つの光学透過状態を生じ
る光学スイツチング装置の場合には、複屈折の効
果として、その光学透過状態のいずれかで装置か
ら出る光線は、他の光学状態の汚染光線を含み視
角円錐の異なる場所で強度を変化することとな
る。
子を使用する光学スイツチング素子は光軸又は透
過軸を中心に測つた角度で定義される円錐内の異
なる場所で観測する装置出力輝度が均一にならな
い。光強度が不均一であると、表示コントラスト
が変化し、この観測円錐に沿うアジマス（方位）
角の関数で強度が変化する汚染光の為の透過を生
じる。異なる色の光の２つの光学透過状態を生じ
る光学スイツチング装置の場合には、複屈折の効
果として、その光学透過状態のいずれかで装置か
ら出る光線は、他の光学状態の汚染光線を含み視
角円錐の異なる場所で強度を変化することとな
る。
複屈折材料より成る電気光学素子を使用する光
学スイツチングの光軸より離れた視角での特性を
改善する方法及び装置が従来知られている。ねじ
れネマチツク（TN）液晶表示素子の視角特性を
改善する方法及び装置についての特許分類もあ
る。
学スイツチングの光軸より離れた視角での特性を
改善する方法及び装置が従来知られている。ねじ
れネマチツク（TN）液晶表示素子の視角特性を
改善する方法及び装置についての特許分類もあ
る。
特に、フアーガソン発明の米国特許第4385806
号公報には、TN液晶アセンブリに特殊方法で配
置した少くとも２枚のリタデーシヨン板素子を設
けて素子の光軸外の視角特性を改善することを開
示している。
号公報には、TN液晶アセンブリに特殊方法で配
置した少くとも２枚のリタデーシヨン板素子を設
けて素子の光軸外の視角特性を改善することを開
示している。
ワシヅカ等の発明の米国特許第4192060号公報
は、透明電極が水平方向の摩擦処理を受け、所定
デイレクタ配向を生じさせ、液晶セルの視角特性
を改善するTN液晶セルを開示する。
は、透明電極が水平方向の摩擦処理を受け、所定
デイレクタ配向を生じさせ、液晶セルの視角特性
を改善するTN液晶セルを開示する。
フナダ等の発明に係る米国特許第4183630号公
報は、TN液晶体層を注入する１対の基板の外面
近傍に配した１対の光学フアイバを含むフアイバ
板を使用することを開示する。このフアイバ板を
使用すると液晶セルに印加する電圧が低下した場
合の表示コントラストの均一性が維持されると述
べている。
報は、TN液晶体層を注入する１対の基板の外面
近傍に配した１対の光学フアイバを含むフアイバ
板を使用することを開示する。このフアイバ板を
使用すると液晶セルに印加する電圧が低下した場
合の表示コントラストの均一性が維持されると述
べている。
グツドマン等の発明に係る米国特許第4120567
号は、セルへの印加電圧とそのスレツシヨルド電
圧比を増加することによりTN液晶セルの視角を
増加する方法を開示している。
号は、セルへの印加電圧とそのスレツシヨルド電
圧比を増加することによりTN液晶セルの視角を
増加する方法を開示している。
ヤング発明に係る米国特許第3966305号公報は、
TN液晶表示装置のデイレクタ配向膜とパターン
状導電層間に誘導体層を設けてその視角を改善す
る試みを開示する。
TN液晶表示装置のデイレクタ配向膜とパターン
状導電層間に誘導体層を設けてその視角を改善す
る試みを開示する。
別のクラスの特許には好ましくない外光のフイ
ルタ又は背面照明光源を用いて表示コントラスト
を強め視角を改善する技術を開示する。
ルタ又は背面照明光源を用いて表示コントラスト
を強め視角を改善する技術を開示する。
特に、キツチンズ発明の米国特許第3887791号
公報はケース内に収めた表示セルに重ねてプリズ
ムを使用して表示画像の光透過角を変更して視角
を改善することを開示している。しかしプリズム
を使用するのは、表示の透過角をシフトし、好ま
しくない外光をフイルタするにすぎない。プリズ
ムは特定視野円錐の異なるアジマス角から見た表
示コントラストの不均一性を補正することはでき
ない。
公報はケース内に収めた表示セルに重ねてプリズ
ムを使用して表示画像の光透過角を変更して視角
を改善することを開示している。しかしプリズム
を使用するのは、表示の透過角をシフトし、好ま
しくない外光をフイルタするにすぎない。プリズ
ムは特定視野円錐の異なるアジマス角から見た表
示コントラストの不均一性を補正することはでき
ない。
アルドリツチ等の発明に係る米国特許第
3869195号公報は、視角を改善する手段として液
晶表示のセグメント化した背景技術を使用するこ
とを開示している。このセグメント化した背景光
源はエレクトロルミネツセント（EL）層であつ
て、EL材料に設けた各透明電極は液晶パネルの
各セグメントに対応するようにしている。その結
果、外光状態の広いレンジにわたり能動表示セグ
メントと他のセグメント領域間に高輝度コントラ
ストを生じることとなる。
3869195号公報は、視角を改善する手段として液
晶表示のセグメント化した背景技術を使用するこ
とを開示している。このセグメント化した背景光
源はエレクトロルミネツセント（EL）層であつ
て、EL材料に設けた各透明電極は液晶パネルの
各セグメントに対応するようにしている。その結
果、外光状態の広いレンジにわたり能動表示セグ
メントと他のセグメント領域間に高輝度コントラ
ストを生じることとなる。
更に別のクラスの特許には光学スイツチング装
置と共に補助光学コンポーネントを使用して表示
コントラストを強化することを開示している。
置と共に補助光学コンポーネントを使用して表示
コントラストを強化することを開示している。
このクラスに入るのはアソーライン等の発明に
係る米国特許第4088400号であつて、その出力偏
光子の近傍に散乱素子（デイフユーザ）を付加偏
光子と共に配してコントラストを低下することな
く表示の視角を改善する電子光学装置を開示す
る。１対の４分の１波長のプレートをデイフユー
ザのいずれか一側に配して外光の後方散乱が観察
者の目に入れるのを除く。このアソーライン等の
方法は反射型液晶表示装置のコントラスト改善に
は役立ちそうにない。
係る米国特許第4088400号であつて、その出力偏
光子の近傍に散乱素子（デイフユーザ）を付加偏
光子と共に配してコントラストを低下することな
く表示の視角を改善する電子光学装置を開示す
る。１対の４分の１波長のプレートをデイフユー
ザのいずれか一側に配して外光の後方散乱が観察
者の目に入れるのを除く。このアソーライン等の
方法は反射型液晶表示装置のコントラスト改善に
は役立ちそうにない。
クマダ発明の米国特許第3838906号には電子光
学クリスタルと複屈折クリスタルとをカスケード
配置して前者の複屈折極性が後者のそれと逆にな
るようにした光学スイツチを開示している。この
配列の電子光学素子によると、30°の入射角の光
を不透明出力装置に効果的にブロツクできる光学
スイツチが得られるとしている。
学クリスタルと複屈折クリスタルとをカスケード
配置して前者の複屈折極性が後者のそれと逆にな
るようにした光学スイツチを開示している。この
配列の電子光学素子によると、30°の入射角の光
を不透明出力装置に効果的にブロツクできる光学
スイツチが得られるとしている。
本発明の目的の１つは光学スイツチシステムに
おいて、視角に拘らず実質的に汚染光のない光学
伝送状態が得られる装置及び方法を提供すること
である。
おいて、視角に拘らず実質的に汚染光のない光学
伝送状態が得られる装置及び方法を提供すること
である。
本発明の他の目的は光路に沿つて夫々汚染光強
度パターンを有する電子光学デバイスより成る２
個の光ゲートを配置して、その光ゲートの方向
を、いずれか一方の光ゲートの汚染強度パターン
が他方の光ゲートの汚染光の透過を阻止する方向
とするステツプを含む方法を提供することであ
る。
度パターンを有する電子光学デバイスより成る２
個の光ゲートを配置して、その光ゲートの方向
を、いずれか一方の光ゲートの汚染強度パターン
が他方の光ゲートの汚染光の透過を阻止する方向
とするステツプを含む方法を提供することであ
る。
本発明の更に他の目的は異なるタイプの電子光
学デバイスを使用する光学スイツチングシステム
の視角を改善する装置及び方法を提供することで
ある。
学デバイスを使用する光学スイツチングシステム
の視角を改善する装置及び方法を提供することで
ある。
本発明の別の目的は光スイツチングシステムに
おいて２つのシステム光透過状態で視角に拘らず
実質的に色汚染のない光が得られる装置及び方法
を提供することである。
おいて２つのシステム光透過状態で視角に拘らず
実質的に色汚染のない光が得られる装置及び方法
を提供することである。
本発明の更に別の目的は実質的に汚染のない光
の透過状態が得られる光学スイツチングシステム
を提供することである。
の透過状態が得られる光学スイツチングシステム
を提供することである。
〔発明の概要〕
本発明はシステムの光学透過状態が視角に関係
なく実質的に汚染のない光学スイツチングシステ
ムを提供する方法及び装置である。本発明による
と、通過する光線の偏光状態の極性（方向）が変
更できる電気光学デバイズを含む第１光ゲートを
使用する。この第１光ゲートは光源と光的に結合
され、極大及び極小点を有する汚染光強度パター
ンを有する偏光光線の光透過状態を生じる。
なく実質的に汚染のない光学スイツチングシステ
ムを提供する方法及び装置である。本発明による
と、通過する光線の偏光状態の極性（方向）が変
更できる電気光学デバイズを含む第１光ゲートを
使用する。この第１光ゲートは光源と光的に結合
され、極大及び極小点を有する汚染光強度パター
ンを有する偏光光線の光透過状態を生じる。
第２光ゲードを配置して第１光ゲートからの偏
光光線を受けて極大極小点を有する汚染光強度パ
ターンの光透過状態を得るようにする。第１及び
第２光ゲートの汚染光強度パターンは、一方の光
ゲートの汚染光強度パターンの極大、極小点が他
方の光ゲートの汚染光強度パターンの極小及び極
大点と略一致するようになされている。汚染光強
度パターンの上述した位置合せ方法により視角に
拘らず実質的に汚染のない光のシステム光透過状
態が得られる。
光光線を受けて極大極小点を有する汚染光強度パ
ターンの光透過状態を得るようにする。第１及び
第２光ゲートの汚染光強度パターンは、一方の光
ゲートの汚染光強度パターンの極大、極小点が他
方の光ゲートの汚染光強度パターンの極小及び極
大点と略一致するようになされている。汚染光強
度パターンの上述した位置合せ方法により視角に
拘らず実質的に汚染のない光のシステム光透過状
態が得られる。
本発明の好適実施例によると、夫々直交配列の
偏光軸を有する１対のリニヤ偏光フイルタ手段と
通過光線の偏光方向が変更できる電気光学デバイ
ズ手段とを含む第１及び第２光ゲードより成る。
第２光ゲートは第１光ゲートと同様設計であつ
て、第１光ゲートから出射される偏光光線入射さ
れるよう光軸に沿つて配置される。第２光ゲート
は第１光ゲートの光路に対して軸中心に配置され
一方の光ゲートの汚染光強度パターンの最大減衰
点が他の光ゲートの汚染光強度パターンの最低減
衰点と略重なり、その結果両光ゲートの汚染光線
が阻止されるようにする。
偏光軸を有する１対のリニヤ偏光フイルタ手段と
通過光線の偏光方向が変更できる電気光学デバイ
ズ手段とを含む第１及び第２光ゲードより成る。
第２光ゲートは第１光ゲートと同様設計であつ
て、第１光ゲートから出射される偏光光線入射さ
れるよう光軸に沿つて配置される。第２光ゲート
は第１光ゲートの光路に対して軸中心に配置され
一方の光ゲートの汚染光強度パターンの最大減衰
点が他の光ゲートの汚染光強度パターンの最低減
衰点と略重なり、その結果両光ゲートの汚染光線
が阻止されるようにする。
好適実施例において、電気光学デバイス手段は
略同じ光強度パターンを有する複数の可変光学リ
ターダより成る。光ゲートが色選択リニア偏向手
段より成る場合には、光スイツチングシステムは
視角に拘らず異なる純粋の２色光線のシステム光
学透過状態を生じる。光ゲートがニユートラルの
リニア偏向フイルタ手段のみから成る場合は、光
スイツチングシステムは視角に関係なく実質的に
スプリアス光のない不透明光学透過状態と、実質
的に汚染光のないシステム光透過状態とを生じ
る。
略同じ光強度パターンを有する複数の可変光学リ
ターダより成る。光ゲートが色選択リニア偏向手
段より成る場合には、光スイツチングシステムは
視角に拘らず異なる純粋の２色光線のシステム光
学透過状態を生じる。光ゲートがニユートラルの
リニア偏向フイルタ手段のみから成る場合は、光
スイツチングシステムは視角に関係なく実質的に
スプリアス光のない不透明光学透過状態と、実質
的に汚染光のないシステム光透過状態とを生じ
る。
本発明の根底にある動作原理は、例えばTN液
晶デバイスの如き可変光学リターダ（VOR）レ
スタトの電気光学デバイスを一部又は全体として
含む光学スイツチングシステムにも適用できる。
しかし、最適な動作は、同じタイプの電気光学デ
バイスを使用する光学スイツチングシステムで得
られる。
晶デバイスの如き可変光学リターダ（VOR）レ
スタトの電気光学デバイスを一部又は全体として
含む光学スイツチングシステムにも適用できる。
しかし、最適な動作は、同じタイプの電気光学デ
バイスを使用する光学スイツチングシステムで得
られる。
本発明の方法の根底となる動作原理は第１図に
示す如く異なる色の光線の２つの光透過状態を生
じる光学スイツチングシステム又は電気光学表示
装置１０の例を用いて説明する。第１図の光スイ
ツチングシステム１０は夫々同様設計であり且つ
光路１３に沿つて直列関係で配置した１対の光ゲ
ート１２及び１２′を含む。詳細は後述するとお
り、光ゲート１２と１２′は一方の光ゲートの光
学部品（コンポーネント）の光学軸１３の他の光
ゲートの光軸との相対角度が異なるのみであり、
他はすべて同じで或る。光ゲート１２についての
光学部品（コンポーネント）及び動作についての
次の説明は光ゲート１２′についても同様に適用
できる。そこで、光ゲート１２に対応する光ゲー
ト１２′の各素子には同じ参照番号にプライムを
付している。
示す如く異なる色の光線の２つの光透過状態を生
じる光学スイツチングシステム又は電気光学表示
装置１０の例を用いて説明する。第１図の光スイ
ツチングシステム１０は夫々同様設計であり且つ
光路１３に沿つて直列関係で配置した１対の光ゲ
ート１２及び１２′を含む。詳細は後述するとお
り、光ゲート１２と１２′は一方の光ゲートの光
学部品（コンポーネント）の光学軸１３の他の光
ゲートの光軸との相対角度が異なるのみであり、
他はすべて同じで或る。光ゲート１２についての
光学部品（コンポーネント）及び動作についての
次の説明は光ゲート１２′についても同様に適用
できる。そこで、光ゲート１２に対応する光ゲー
ト１２′の各素子には同じ参照番号にプライムを
付している。
光ゲート１２は夫々直交偏光軸を有する１対の
リニア偏光フイルタ又はフイルタ手段１６，１８
間に配したVOR１４を含む。VOR１４は通過す
る光線の偏光状態の方向が変化できる電気光学デ
バイス手段をなす。偏光フイルタ１６は色選択水
平軸２０と垂直軸２２を有し夫々第１色C1（例え
ば緑）と第２色C2（例えば赤）を通過する。偏光
フイルタ１８はニユートラル偏光フイルタであつ
て、白色光を通過する光透過水平偏光軸２４とい
かなる光の通過をも阻止する光吸収垂直偏光軸２
６を有する。
リニア偏光フイルタ又はフイルタ手段１６，１８
間に配したVOR１４を含む。VOR１４は通過す
る光線の偏光状態の方向が変化できる電気光学デ
バイス手段をなす。偏光フイルタ１６は色選択水
平軸２０と垂直軸２２を有し夫々第１色C1（例え
ば緑）と第２色C2（例えば赤）を通過する。偏光
フイルタ１８はニユートラル偏光フイルタであつ
て、白色光を通過する光透過水平偏光軸２４とい
かなる光の通過をも阻止する光吸収垂直偏光軸２
６を有する。
VOR１４はネマチツク液晶セルであつて０乃
至略半波光学リターデーシヨンを生じ、すべての
色に法線入射光に対して略０のリタデーシヨン
を、また予め選択した色の法線入射光に対しては
略半波のリターデーシヨンを制御回路２８からセ
ルに印加したAC電圧の振幅に応じて選択する。
視角による汚染光が存在するのではなく後述する
光ゲート動作のみに関係する理由で、VOR１４
は光ゲート１２の出力に異なる純粋な２色の光学
透過状態を得るため緑色光に対して略半波リター
デーシヨンが生じるように設計されている。
至略半波光学リターデーシヨンを生じ、すべての
色に法線入射光に対して略０のリタデーシヨン
を、また予め選択した色の法線入射光に対しては
略半波のリターデーシヨンを制御回路２８からセ
ルに印加したAC電圧の振幅に応じて選択する。
視角による汚染光が存在するのではなく後述する
光ゲート動作のみに関係する理由で、VOR１４
は光ゲート１２の出力に異なる純粋な２色の光学
透過状態を得るため緑色光に対して略半波リター
デーシヨンが生じるように設計されている。
２つの光通過面３２及び３４へのVOR１４の
光学軸の投影３０は偏光フイルタ１６，１８の偏
光軸の各々に対して略45°の角である。
光学軸の投影３０は偏光フイルタ１６，１８の偏
光軸の各々に対して略45°の角である。
偏光フイルタ１６，１８とVOR１４で作られ
た光ゲートは緑及び赤を含む多くの波長の光線を
放射する光源３６の前に配置されている。例え
ば、光源３６はCRT（陰極線管）又は螢光体スク
リーン３８上に白黒表示画像を生じる投影デバイ
スである。
た光ゲートは緑及び赤を含む多くの波長の光線を
放射する光源３６の前に配置されている。例え
ば、光源３６はCRT（陰極線管）又は螢光体スク
リーン３８上に白黒表示画像を生じる投影デバイ
スである。
VOR１４は法線入射光を略０のリタデーシヨ
ンとする「ON」状態と法線入射する予め定めた
特定波長の光に対して略半波リタデーシヨンを生
じる「OFF」状態の２つの光学リタデーシヨン
状態間で切換えられる。この２つの光学リタデー
シヨン状態は光ゲート１２に異なる色の光を生じ
る為の２つの光学透過状態を与える。
ンとする「ON」状態と法線入射する予め定めた
特定波長の光に対して略半波リタデーシヨンを生
じる「OFF」状態の２つの光学リタデーシヨン
状態間で切換えられる。この２つの光学リタデー
シヨン状態は光ゲート１２に異なる色の光を生じ
る為の２つの光学透過状態を与える。
VOR１４を制御回路２８の出力導体４０に印
加した電圧信号によつて「ON」の光学リタデー
シヨン状態になるように命じられると、通過する
緑色及び赤色の光線の偏光方向は不変のままであ
る。偏光フイルタ１６の垂直偏光軸２２を通過す
る赤色の法線入射光線は偏光フイルタ１８の垂直
偏光軸２６で吸収される。偏光フイルタ１６の水
平偏光軸２０を通る緑色の法線入射光線は光ゲー
ト１２から出射し、偏光フイルタ１８の水平偏光
軸２４を通る。緑色線は光ゲート１２がその第１
光学透過状態のとき出射する。
加した電圧信号によつて「ON」の光学リタデー
シヨン状態になるように命じられると、通過する
緑色及び赤色の光線の偏光方向は不変のままであ
る。偏光フイルタ１６の垂直偏光軸２２を通過す
る赤色の法線入射光線は偏光フイルタ１８の垂直
偏光軸２６で吸収される。偏光フイルタ１６の水
平偏光軸２０を通る緑色の法線入射光線は光ゲー
ト１２から出射し、偏光フイルタ１８の水平偏光
軸２４を通る。緑色線は光ゲート１２がその第１
光学透過状態のとき出射する。
VOR１４が制御回路２８の出力導線４０に印
加した電圧信号により「OFF」光学状態にされ
ると、偏光フイルタ１６の水平偏光軸２０を通過
する緑色光線の偏光方向はVOR１４により90°回
転されて偏光フイルタ１８の垂直偏光軸２６によ
り緑色光線は吸収される。
加した電圧信号により「OFF」光学状態にされ
ると、偏光フイルタ１６の水平偏光軸２０を通過
する緑色光線の偏光方向はVOR１４により90°回
転されて偏光フイルタ１８の垂直偏光軸２６によ
り緑色光線は吸収される。
「OFF」光学リタデーシヨン状態のVOR１４
は緑以外の色の光線に略半波リタデーシヨンを生
じないので、偏光フイルタ１６の垂直偏光軸２２
を通過する赤色光線の偏光方向はVOR１４で90°
とは異なる角度に回転される。従つて、赤色光線
は偏光フイルタ１８の垂直及び水平偏光軸に沿う
成分に分離される。赤色光線は偏光フイルタ１８
の水平偏光軸２４に入射し、これを透過する多数
成分と、その垂直偏光軸２６に入射して、これに
吸収される少数成分とを含む。赤光線は第２光学
伝送状態の光ゲート１２から出射する。偏光フイ
ルタ１８の垂直偏光軸２６で吸収された赤色光線
の僅かな量は、第１光学伝送状態における緑色光
線強度に対比して第２光学伝達状態の赤色光線強
度は実質的に感知できない量となる。
は緑以外の色の光線に略半波リタデーシヨンを生
じないので、偏光フイルタ１６の垂直偏光軸２２
を通過する赤色光線の偏光方向はVOR１４で90°
とは異なる角度に回転される。従つて、赤色光線
は偏光フイルタ１８の垂直及び水平偏光軸に沿う
成分に分離される。赤色光線は偏光フイルタ１８
の水平偏光軸２４に入射し、これを透過する多数
成分と、その垂直偏光軸２６に入射して、これに
吸収される少数成分とを含む。赤光線は第２光学
伝送状態の光ゲート１２から出射する。偏光フイ
ルタ１８の垂直偏光軸２６で吸収された赤色光線
の僅かな量は、第１光学伝送状態における緑色光
線強度に対比して第２光学伝達状態の赤色光線強
度は実質的に感知できない量となる。
第１及び第２オプチカル伝達状態で光ゲート１
２の偏光フイルタ１８から出射する光線は、偏光
フイルタ１８の面に対して法線方向の視線又は視
角の観者には純粋な色品質であるように見える。
しかし、偏光フイルタ１８の面に法線以外の視角
から観ると、そのいずれかの光伝達状態で光ゲー
ト１２から出射する光線は他の光伝達状態におけ
る汚染光線を含む。
２の偏光フイルタ１８から出射する光線は、偏光
フイルタ１８の面に対して法線方向の視線又は視
角の観者には純粋な色品質であるように見える。
しかし、偏光フイルタ１８の面に法線以外の視角
から観ると、そのいずれかの光伝達状態で光ゲー
ト１２から出射する光線は他の光伝達状態におけ
る汚染光線を含む。
第２図は偏光フイルタ１８から出射する光線の
観者用の40°の視角の極角度４２を示す。第３Ａ
図、第３Ｂ図は40°の極視角におけるアジマス角
の関数で表わした汚染色とノミナル（公称）色光
線強度パターンを重ねて示す。第３Ａ図、第３Ｂ
図のＺ及びＹ軸は夫々VOR１４の光学軸の投影
３０とこれに直交関係にある軸の投影４５と合致
する。
観者用の40°の視角の極角度４２を示す。第３Ａ
図、第３Ｂ図は40°の極視角におけるアジマス角
の関数で表わした汚染色とノミナル（公称）色光
線強度パターンを重ねて示す。第３Ａ図、第３Ｂ
図のＺ及びＹ軸は夫々VOR１４の光学軸の投影
３０とこれに直交関係にある軸の投影４５と合致
する。
第３Ａ図は光ゲート１２が第１光伝達状態にあ
るとき偏光フイルタ１８から出射する緑及び赤色
光線の両強度パターンを重ねて示す。パターン４
６は緑色光線の強度パターンであり、パターン４
８は赤色光線の強度パターンを表わす。パターン
４８は夫々Ｚ及びＹ軸を中心にして略対称に配置
した一対の直交する８の字形５０及び５２に似て
いる。８の字形５０は点５４と５６で極大点にな
り、８の字形５２は点５８，６０で極大点とな
る。８の字形５０，５２の双方ともにＺ及びＹ軸
の交点６２付近で極小値を有する。極小点６２は
パターン４８の４個のロープの強点ゼロの収束点
となる。強度はアジマス角の関数で変化するの
で、強度ヌルはＺ及びＹ軸に関して45°のアジマ
ス角の点で起る。８の字形５０の汚染赤色光強度
の点５４と５６は希望する緑色光出力強度と同じ
であることが判る。パターン４６と４８の概略形
状は各種液晶セルでみられる特性と同じである。
るとき偏光フイルタ１８から出射する緑及び赤色
光線の両強度パターンを重ねて示す。パターン４
６は緑色光線の強度パターンであり、パターン４
８は赤色光線の強度パターンを表わす。パターン
４８は夫々Ｚ及びＹ軸を中心にして略対称に配置
した一対の直交する８の字形５０及び５２に似て
いる。８の字形５０は点５４と５６で極大点にな
り、８の字形５２は点５８，６０で極大点とな
る。８の字形５０，５２の双方ともにＺ及びＹ軸
の交点６２付近で極小値を有する。極小点６２は
パターン４８の４個のロープの強点ゼロの収束点
となる。強度はアジマス角の関数で変化するの
で、強度ヌルはＺ及びＹ軸に関して45°のアジマ
ス角の点で起る。８の字形５０の汚染赤色光強度
の点５４と５６は希望する緑色光出力強度と同じ
であることが判る。パターン４６と４８の概略形
状は各種液晶セルでみられる特性と同じである。
第３Ｂ図は光ゲート１２が第２光伝達状態にあ
る際に偏光フイルタ１８から出射される緑及び赤
色光強度パターンを重畳したものである。パター
ン６４は赤色光強度パターンであり、パターン６
６は汚染緑色強度パターンを示す。パターン６６
はＹ軸を中心に略整列した８の字形に似ている。
パターン６６は点６８と７０で極大値となり、Ｚ
及びＹ軸の交点７２付近で極小点となる。交点７
２はパターン６６の２個のロープの強度ヌル点の
収束点である。極大点からの汚染光強度の減少率
は第１光伝達状態時に比して第２光伝達状態では
少ないことが容易に判る。パターン６４と６６に
含まれているロープの数、方向及び形状は構造及
び動作方法を後述するVORの好適実施例の液晶
セルに特徴的である。
る際に偏光フイルタ１８から出射される緑及び赤
色光強度パターンを重畳したものである。パター
ン６４は赤色光強度パターンであり、パターン６
６は汚染緑色強度パターンを示す。パターン６６
はＹ軸を中心に略整列した８の字形に似ている。
パターン６６は点６８と７０で極大値となり、Ｚ
及びＹ軸の交点７２付近で極小点となる。交点７
２はパターン６６の２個のロープの強度ヌル点の
収束点である。極大点からの汚染光強度の減少率
は第１光伝達状態時に比して第２光伝達状態では
少ないことが容易に判る。パターン６４と６６に
含まれているロープの数、方向及び形状は構造及
び動作方法を後述するVORの好適実施例の液晶
セルに特徴的である。
第１図を参照すると、本発明の方法は光ゲート
１２′を光軸１３に沿つて光ゲート１２の出口側
に配置してそこから出射する偏光光線を受ける工
程を含んでいる。制御回路２８の出力導体４０′
に印加する電圧信号はVOR１４′をVOR１４に
同期して「ON」及び「OFF」光学リタデーシヨ
ン状態になす。光ゲート１２，１２′の対応光学
コンポーネントは同様設計であり、色選択フイル
タ１６′は偏光軸２０′を通つて緑色光線を通過さ
せ、偏光軸２２′を介して赤色光線を通過させ、
ニユートラル偏光フイルタ１８′は偏光軸２４′を
介して総ての波長の光を通過させるが偏光軸２
６′は総ての波長の光線を吸収し、またVOR１
４′は緑色光線に対して略半波光学リタデーシヨ
ンを生じる。後述のとおり、光ゲート１２′は第
１及び第２光伝達状態で夫々緑及び赤色光を出射
する。
１２′を光軸１３に沿つて光ゲート１２の出口側
に配置してそこから出射する偏光光線を受ける工
程を含んでいる。制御回路２８の出力導体４０′
に印加する電圧信号はVOR１４′をVOR１４に
同期して「ON」及び「OFF」光学リタデーシヨ
ン状態になす。光ゲート１２，１２′の対応光学
コンポーネントは同様設計であり、色選択フイル
タ１６′は偏光軸２０′を通つて緑色光線を通過さ
せ、偏光軸２２′を介して赤色光線を通過させ、
ニユートラル偏光フイルタ１８′は偏光軸２４′を
介して総ての波長の光を通過させるが偏光軸２
６′は総ての波長の光線を吸収し、またVOR１
４′は緑色光線に対して略半波光学リタデーシヨ
ンを生じる。後述のとおり、光ゲート１２′は第
１及び第２光伝達状態で夫々緑及び赤色光を出射
する。
光ゲート１２′は光ゲート１２に対して回転配
置して、VOR１４の光軸の投影３０がVOR１
４′の光軸の投影３０′に対して45°であり且つ偏
光フイルタ１６と１８の偏光軸が偏光フイルタ１
６′と１８′の偏光軸に関して45°となるようにし
ている。光ゲート１２の光学コンポーネントの偏
光軸と光学軸の投影とは上述の関係を示す為に光
ゲート１２′の対応光学コンポーネントに破線で
示している。
置して、VOR１４の光軸の投影３０がVOR１
４′の光軸の投影３０′に対して45°であり且つ偏
光フイルタ１６と１８の偏光軸が偏光フイルタ１
６′と１８′の偏光軸に関して45°となるようにし
ている。光ゲート１２の光学コンポーネントの偏
光軸と光学軸の投影とは上述の関係を示す為に光
ゲート１２′の対応光学コンポーネントに破線で
示している。
VOR１４と１４′が「ON」光学リタデーシヨ
ン状態になるよう作動されると、緑色光線が偏光
フイルタ１８の水平偏光軸２４を介して光ゲート
１２から出射して光ゲート１２′の偏光フイルタ
１６′に入射する。緑色の入射光線は偏光フイル
タ１６′の偏光軸２０′及び２２′に入射する等し
い成分を有する。偏光軸２２′入射する緑色成分
は吸収され、偏光軸２０′に入射する緑色成分は
偏光フイルタ１６′を通過する。「ON」光学リタ
デーシヨン状態のVOR１４′はそれを通過する光
線の偏光方向を変更しないので、緑色の光線は光
ゲート１２′を出射して且つ偏光フイルタ１８′の
偏光軸２４′を通つて光学スイツチングシステム
１０を出る。
ン状態になるよう作動されると、緑色光線が偏光
フイルタ１８の水平偏光軸２４を介して光ゲート
１２から出射して光ゲート１２′の偏光フイルタ
１６′に入射する。緑色の入射光線は偏光フイル
タ１６′の偏光軸２０′及び２２′に入射する等し
い成分を有する。偏光軸２２′入射する緑色成分
は吸収され、偏光軸２０′に入射する緑色成分は
偏光フイルタ１６′を通過する。「ON」光学リタ
デーシヨン状態のVOR１４′はそれを通過する光
線の偏光方向を変更しないので、緑色の光線は光
ゲート１２′を出射して且つ偏光フイルタ１８′の
偏光軸２４′を通つて光学スイツチングシステム
１０を出る。
本発明によると、光ゲート１２及び１２′の特
定の相対回転方向により偏光フイルタ１８′の偏
光軸２２′により緑色光線の50％が吸収され、そ
の結果第１光伝達状態にある光学スイツチングシ
ステム１０の出力における緑色光線強度は50％低
減することが明らかである。
定の相対回転方向により偏光フイルタ１８′の偏
光軸２２′により緑色光線の50％が吸収され、そ
の結果第１光伝達状態にある光学スイツチングシ
ステム１０の出力における緑色光線強度は50％低
減することが明らかである。
VOR１４及びVOR１４′が「OFF」光学リタ
デーシヨン状態にされると、赤色光線は偏光フイ
ルタ１８の水平偏光軸２４を介して光ゲート１２
から出射し、光ゲート１２′の偏光フイルタ１
６′に入射する。通常赤色入射光線は偏光フイル
タ１６′の偏光軸２０′及び２２′に等量入射する。
偏光軸２０′に入射する赤色光成分は吸収され、
偏光軸２２′に入射する赤色成分は偏光フイルタ
１６′を通過する。「OFF」光学リタデーシヨン
状態のVOR１４′は緑色以外の光線は約半波リタ
デーシヨンを生じないので、偏光フイルタ１６′
の偏光軸２２′を通過した赤色光線の偏光方向は
VOR１４′により90°とは異なる角度に回転され
る。従つて、赤色光線は偏光フイルタ１８′の両
偏光軸間にまたがる成分に分離される。赤色光線
は偏光フイルタ１８′の偏光軸２４′に入射し伝達
される多数成分と、その偏光軸２６′に入射し吸
収される少数成分とを含む。
デーシヨン状態にされると、赤色光線は偏光フイ
ルタ１８の水平偏光軸２４を介して光ゲート１２
から出射し、光ゲート１２′の偏光フイルタ１
６′に入射する。通常赤色入射光線は偏光フイル
タ１６′の偏光軸２０′及び２２′に等量入射する。
偏光軸２０′に入射する赤色光成分は吸収され、
偏光軸２２′に入射する赤色成分は偏光フイルタ
１６′を通過する。「OFF」光学リタデーシヨン
状態のVOR１４′は緑色以外の光線は約半波リタ
デーシヨンを生じないので、偏光フイルタ１６′
の偏光軸２２′を通過した赤色光線の偏光方向は
VOR１４′により90°とは異なる角度に回転され
る。従つて、赤色光線は偏光フイルタ１８′の両
偏光軸間にまたがる成分に分離される。赤色光線
は偏光フイルタ１８′の偏光軸２４′に入射し伝達
される多数成分と、その偏光軸２６′に入射し吸
収される少数成分とを含む。
本発明に依ると、光ゲート１２及び１２′の特
定の相対回転方向により、赤色光線の50％は偏光
フイルタ１８′の偏光軸２０′により吸収され、よ
つて第２光伝達状態にある光スイツチングシステ
ム１０の出力における赤色光強度は50％の低下が
生じることが明らかである。偏光フイルタ１８′
の偏光軸２６′で吸収される赤色光の僅かの量は
第２光伝達状態における赤色光強度を大幅に減少
することはない。
定の相対回転方向により、赤色光線の50％は偏光
フイルタ１８′の偏光軸２０′により吸収され、よ
つて第２光伝達状態にある光スイツチングシステ
ム１０の出力における赤色光強度は50％の低下が
生じることが明らかである。偏光フイルタ１８′
の偏光軸２６′で吸収される赤色光の僅かの量は
第２光伝達状態における赤色光強度を大幅に減少
することはない。
第４Ａ図、第４Ｂ図は夫々第１図の光ゲート１
２及び１２′に示した構成の第１及び第２学伝達
状態における、互に重ね合わせた汚染色及びノミ
ナル色光強度パターンの相対方向を示す。光ゲー
ト１２の光強度パターンに対応する光ゲート１
２′の光強度パターンの重要な特徴点は第４Ａ図
及び第４Ｂ図中に同じ参照番号を用いプライムを
付して示している。
２及び１２′に示した構成の第１及び第２学伝達
状態における、互に重ね合わせた汚染色及びノミ
ナル色光強度パターンの相対方向を示す。光ゲー
ト１２の光強度パターンに対応する光ゲート１
２′の光強度パターンの重要な特徴点は第４Ａ図
及び第４Ｂ図中に同じ参照番号を用いプライムを
付して示している。
まず第４Ａ図を参照して、光ゲート１２及び１
２′の第１光伝達状態に関連する光強度パターン
は８の字形５０′の極大点５４′及び５６′と、８
の字形５２′の極大点５８′及び６０が総て極小点
６２と略一致するようになつている。同様に、８
の字形５０の極大点５４−５６、８の字形５２の
極大点５８−６０が総て極小点６２′と略一致し
ている。光強度パターンの極小点は光強度の大幅
な減衰点を定めるので、大きな強度の点を他の光
ゲートの１つの光強度の大減衰点と一致させる
と、光スイツチングシステム１０の偏光フイルタ
１８′から出射する汚染赤色光を効果的に阻止す
ることとなる。
２′の第１光伝達状態に関連する光強度パターン
は８の字形５０′の極大点５４′及び５６′と、８
の字形５２′の極大点５８′及び６０が総て極小点
６２と略一致するようになつている。同様に、８
の字形５０の極大点５４−５６、８の字形５２の
極大点５８−６０が総て極小点６２′と略一致し
ている。光強度パターンの極小点は光強度の大幅
な減衰点を定めるので、大きな強度の点を他の光
ゲートの１つの光強度の大減衰点と一致させる
と、光スイツチングシステム１０の偏光フイルタ
１８′から出射する汚染赤色光を効果的に阻止す
ることとなる。
次に第４Ｂ図を参照すると、光ゲート１２及び
１２′の第２光伝達状態に関連する光強度パター
ンは、８の字形６６′の極大点６８′−７０′が極
小点７２と略一致している。同様に、８の字形６
６の極大点６８−７０は極小点７２′と略一致し
ている。第１光伝達状態で述べたと同様に、極小
点が極大点と一致しているので、光スイツチング
システム１０の偏光フイルタ１８′から出射する
汚染緑色光の伝達を効果的に阻止する。
１２′の第２光伝達状態に関連する光強度パター
ンは、８の字形６６′の極大点６８′−７０′が極
小点７２と略一致している。同様に、８の字形６
６の極大点６８−７０は極小点７２′と略一致し
ている。第１光伝達状態で述べたと同様に、極小
点が極大点と一致しているので、光スイツチング
システム１０の偏光フイルタ１８′から出射する
汚染緑色光の伝達を効果的に阻止する。
この光強度パターンは第１光伝達状態でのシス
テム１０を出射する汚染光が最高に低下するよう
に配置するのが好ましい。その結果、第２光伝達
状態での汚染光強度の低下は、光ゲート１２及び
１２′の夫々で別個に伝達される汚染光量が本来
少ないので、当然実現できる。
テム１０を出射する汚染光が最高に低下するよう
に配置するのが好ましい。その結果、第２光伝達
状態での汚染光強度の低下は、光ゲート１２及び
１２′の夫々で別個に伝達される汚染光量が本来
少ないので、当然実現できる。
第５Ａ図及び第５Ｂ図を参照すると、Ｚ及びＹ
軸の交点に示す光強度パターン７４−７６は夫々
光スイツチングシステム１０の第１及び第２光伝
達状態における汚染光強度パターンを表わす。従
つて、システム１０から出射する汚染光量0°乃至
少なくとも40°の視角レンジ内の極角度の第１及
び第２光伝達状態では無視し得る。本発明による
と良好な視角動作が55°の極角度でも得られるこ
とが判る。パターン７８と８０は夫々光スイツチ
ングシステム１０の第１光伝達状態の緑色光及び
第２光伝達状態の赤色光の強度を表わす。
軸の交点に示す光強度パターン７４−７６は夫々
光スイツチングシステム１０の第１及び第２光伝
達状態における汚染光強度パターンを表わす。従
つて、システム１０から出射する汚染光量0°乃至
少なくとも40°の視角レンジ内の極角度の第１及
び第２光伝達状態では無視し得る。本発明による
と良好な視角動作が55°の極角度でも得られるこ
とが判る。パターン７８と８０は夫々光スイツチ
ングシステム１０の第１光伝達状態の緑色光及び
第２光伝達状態の赤色光の強度を表わす。
２つの異なる色の光伝達状態を提供する光スイ
ツチングシステム１０に関する上述の説明は、不
透明の光伝達状態を生じる光学スイツチングシス
テムにも適用できる。光スイツチングシステム１
０は色選択偏光フイルタ１６及び１６′の各々を
ニユートラルリニア偏光フイルタに置換変更する
ことにより、単一の光出力伝達状態と不透明伝達
状態とを有する代替光スイツチングシステムが得
られる。この各光ゲートの置換ニユートラル偏光
フイルタの吸収軸は同じ光ゲートの既存のニユー
トラル偏光フイルタのそれと直交関係で配置す
る。VORは可視スペクトラムの中間レンジの光
波長に対して略半波リタデーシヨンとなるように
同調されている。
ツチングシステム１０に関する上述の説明は、不
透明の光伝達状態を生じる光学スイツチングシス
テムにも適用できる。光スイツチングシステム１
０は色選択偏光フイルタ１６及び１６′の各々を
ニユートラルリニア偏光フイルタに置換変更する
ことにより、単一の光出力伝達状態と不透明伝達
状態とを有する代替光スイツチングシステムが得
られる。この各光ゲートの置換ニユートラル偏光
フイルタの吸収軸は同じ光ゲートの既存のニユー
トラル偏光フイルタのそれと直交関係で配置す
る。VORは可視スペクトラムの中間レンジの光
波長に対して略半波リタデーシヨンとなるように
同調されている。
VORが「ON」光学リタデーシヨン状態である
ときはいつも、この代替光スイツチングシステム
はその出力フイルタから光を伝達しない。VOR
が「OFF」光学リタデーシヨン状態であれば、
この代替光スイツチングシステムはその出力フイ
ルタを介して白色光を伝達する。夫々別の光ゲー
トが汚染光の存在をこの単光出力伝達状態ではコ
ントラストの低下として、また不透明光伝達状態
にあつてはスプリアス光の存在として現われる。
本発明による光ゲートの構成によれば、両光伝達
状態における汚染光の存在を実質的に排除する。
ときはいつも、この代替光スイツチングシステム
はその出力フイルタから光を伝達しない。VOR
が「OFF」光学リタデーシヨン状態であれば、
この代替光スイツチングシステムはその出力フイ
ルタを介して白色光を伝達する。夫々別の光ゲー
トが汚染光の存在をこの単光出力伝達状態ではコ
ントラストの低下として、また不透明光伝達状態
にあつてはスプリアス光の存在として現われる。
本発明による光ゲートの構成によれば、両光伝達
状態における汚染光の存在を実質的に排除する。
上述した汚染光強度の補償方法は透過型光スイ
ツチングシステムと同様に反射型システムにも適
用できることが当業者には理解できよう。
ツチングシステムと同様に反射型システムにも適
用できることが当業者には理解できよう。
本発明の好適実施例はゼロ乃至略半波光学リタ
ーダ１４及び１４′として動作する１対の液晶セ
ルを使用する。各液晶セルはそれを透過する光の
リタデーシヨンをセル電極構体に印加した励起電
圧により生じる電界強度に応じて制御する。ここ
に説明する液晶セルは第３Ａ図及び第３Ｂ図に示
した光強度パターンを生じる。
ーダ１４及び１４′として動作する１対の液晶セ
ルを使用する。各液晶セルはそれを透過する光の
リタデーシヨンをセル電極構体に印加した励起電
圧により生じる電界強度に応じて制御する。ここ
に説明する液晶セルは第３Ａ図及び第３Ｂ図に示
した光強度パターンを生じる。
第６図を参照する。液晶セル２００は一般に並
行で且つ間隔を有する１対の電極構体２０２，２
０４とその間に充填したネマチツク液晶体２０６
を含む。電極構体２０２はガラスの基板２０８を
有し、その内面には導電性にして光学的に透明な
インジウム錫酸化物の如き材料の層２１０を有す
る。デイレクタ配向層２１２が導電層２１０に設
けられ、電極構体２０２と液晶体２０６との境界
をなす。膜２１２の液晶体２０６に接触する表面
は次の２つの方法のうちのいずれかでコンデイシ
ヨニングされ、これに接触する液晶体２０６のデ
イレクタが好適配向するのを促進する。材料及び
デイレクタ配向膜２１２のコンデイシヨニング方
法は以下詳細に説明する。電極構体２０４は電極
構体２０２と略同様であるので対応素子には同じ
参照番号にプライムを附している。
行で且つ間隔を有する１対の電極構体２０２，２
０４とその間に充填したネマチツク液晶体２０６
を含む。電極構体２０２はガラスの基板２０８を
有し、その内面には導電性にして光学的に透明な
インジウム錫酸化物の如き材料の層２１０を有す
る。デイレクタ配向層２１２が導電層２１０に設
けられ、電極構体２０２と液晶体２０６との境界
をなす。膜２１２の液晶体２０６に接触する表面
は次の２つの方法のうちのいずれかでコンデイシ
ヨニングされ、これに接触する液晶体２０６のデ
イレクタが好適配向するのを促進する。材料及び
デイレクタ配向膜２１２のコンデイシヨニング方
法は以下詳細に説明する。電極構体２０４は電極
構体２０２と略同様であるので対応素子には同じ
参照番号にプライムを附している。
電極構体２０２と２０４の短脚端は相互にオフ
セツトして導電層210，210′に制御回路２８の出
力の導体を端子２１３に接続する為にアクセスで
きるようにしている。スペーサ２１４はガラスフ
アイバ等の適当な材料でできており、電極構体２
０２及び２０４間の略平行関係を保持する作用を
する。
セツトして導電層210，210′に制御回路２８の出
力の導体を端子２１３に接続する為にアクセスで
きるようにしている。スペーサ２１４はガラスフ
アイバ等の適当な材料でできており、電極構体２
０２及び２０４間の略平行関係を保持する作用を
する。
次に、第７Ａ図及び第７Ｂ図を参照する。液晶
セル２００のネマチツクデイレクタ配向層２１２
及び２１２′はボイド等の発明に係る米国特許第
4333708号公報の第７欄第48〜55行に説明されて
いる。しかし、この米国特許に説明する液晶セル
は、前者がセル２００のデイレクタ配向が一部を
なす交互傾斜構造であるという点で本発明とは相
違する。ボイド特許のセルはセル内でデイスクリ
ネーシヨン運動を促進する構造であつて、２安定
スイツチング状態を与える。
セル２００のネマチツクデイレクタ配向層２１２
及び２１２′はボイド等の発明に係る米国特許第
4333708号公報の第７欄第48〜55行に説明されて
いる。しかし、この米国特許に説明する液晶セル
は、前者がセル２００のデイレクタ配向が一部を
なす交互傾斜構造であるという点で本発明とは相
違する。ボイド特許のセルはセル内でデイスクリ
ネーシヨン運動を促進する構造であつて、２安定
スイツチング状態を与える。
電極構体２０２の配向膜２１２は、電極構体面
に接触するデイレクタ２１６が相互に傾斜角＋θ
で平行配列されており、この角は膜２１２の表面
に対して反時計方向に測定する。電極構体２０４
の配向膜２１２′は電極構体面接触デイレクタ２
１８が相互に膜２１２′の表面を基準に時計方向
に測つて−θの傾斜角で平行配列するようコンデ
イシヨニングされている。よつて、液晶セル２０
０は電極構体２０２，２０４のデイレクタ配向膜
２１２，２１２′の対向面の面接触デイレクタ２
１６及び２１８が相互に逆方向に傾斜バイアスす
るよう製造されている。
に接触するデイレクタ２１６が相互に傾斜角＋θ
で平行配列されており、この角は膜２１２の表面
に対して反時計方向に測定する。電極構体２０４
の配向膜２１２′は電極構体面接触デイレクタ２
１８が相互に膜２１２′の表面を基準に時計方向
に測つて−θの傾斜角で平行配列するようコンデ
イシヨニングされている。よつて、液晶セル２０
０は電極構体２０２，２０４のデイレクタ配向膜
２１２，２１２′の対向面の面接触デイレクタ２
１６及び２１８が相互に逆方向に傾斜バイアスす
るよう製造されている。
面接触デイレクタの所望配向を行う第１好適手
法は、夫々電極構体２０２と２０４上の配向膜２
１２−２１２′を構成する材料としてポリイミド
を使用する。各配向膜を摩擦して2°〜5°を好適レ
ンジとする傾斜角｜θ｜を得る。面接触デイレク
タを所望配向する第２の好適手法は、夫々電極構
体２０２及び２０４の配向膜２１２−２１２′を
構成する材料として酸化シリコン（SiO）を使用
する。このSiO層は蒸発され電極構体面から測定
して好ましくは2°の角度で蒸着させて、その量を
調整して傾斜バイアス角｜θ｜を10°〜30°、好ま
しくは15°〜25°となるようにする。
法は、夫々電極構体２０２と２０４上の配向膜２
１２−２１２′を構成する材料としてポリイミド
を使用する。各配向膜を摩擦して2°〜5°を好適レ
ンジとする傾斜角｜θ｜を得る。面接触デイレク
タを所望配向する第２の好適手法は、夫々電極構
体２０２及び２０４の配向膜２１２−２１２′を
構成する材料として酸化シリコン（SiO）を使用
する。このSiO層は蒸発され電極構体面から測定
して好ましくは2°の角度で蒸着させて、その量を
調整して傾斜バイアス角｜θ｜を10°〜30°、好ま
しくは15°〜25°となるようにする。
液晶分子が所定方向に配向するようにしてSiO
又は他の配向材料を蒸着する方法は他人により既
に開示されており、当業者には周知である。例え
ばその一例はジヤニング発明の米国特許第
4165923号公報に開示されている。
又は他の配向材料を蒸着する方法は他人により既
に開示されており、当業者には周知である。例え
ばその一例はジヤニング発明の米国特許第
4165923号公報に開示されている。
第７Ａ図は約2KHz20VrmsのAC記号V1を電極
構体２０２−２０４の導体層２１０−２１０′に
印加した場合の面非接触デイレクタ２２０の方向
を示す。導電層２１０′の信号V1は制御回路２８
の出力に得られる第１スイツチング状態をなし、
液晶セル２００内の電極構体２０２−２０４間に
交番電界Ｅを生じてセル２００を「ON」光学リ
タデーシヨン状態にする。正誘電異方性を有する
液晶体２０６の面非接触デイレクタ２２０の大部
分はセル内の電気力線の方向２２１に沿つて実質
的に縦に整列する。この電気力線の方向は電極構
体のコンデイシヨニングした面に法線方向であ
る。よつて、セル２００が「ON」光学リタデー
シヨン状態に励起されると、面非接触デイレクタ
２２０はセルの表面に垂直に配列する。
構体２０２−２０４の導体層２１０−２１０′に
印加した場合の面非接触デイレクタ２２０の方向
を示す。導電層２１０′の信号V1は制御回路２８
の出力に得られる第１スイツチング状態をなし、
液晶セル２００内の電極構体２０２−２０４間に
交番電界Ｅを生じてセル２００を「ON」光学リ
タデーシヨン状態にする。正誘電異方性を有する
液晶体２０６の面非接触デイレクタ２２０の大部
分はセル内の電気力線の方向２２１に沿つて実質
的に縦に整列する。この電気力線の方向は電極構
体のコンデイシヨニングした面に法線方向であ
る。よつて、セル２００が「ON」光学リタデー
シヨン状態に励起されると、面非接触デイレクタ
２２０はセルの表面に垂直に配列する。
第７Ｂ図HA信号V1を取り去つた後の面非接触
デイレクタ２２０の方向を示す。面非接触デイレ
クタの配向はセル内の電極構体２０２−２０４間
に生じる電界の影響は受けないが、分子間の弾性
力が「ON」光学リタデーシヨン状態の縦配列か
ら面非接触デイレクタのリラツクスを生じさせ
る。信号V1を取り去ると、制御回路２８の出力
には第２スイツチング状態となる。第７Ｂ図に示
すデイレクタ方向はセルの「OFF」光学リタデ
ーシヨン状態に対応する。
デイレクタ２２０の方向を示す。面非接触デイレ
クタの配向はセル内の電極構体２０２−２０４間
に生じる電界の影響は受けないが、分子間の弾性
力が「ON」光学リタデーシヨン状態の縦配列か
ら面非接触デイレクタのリラツクスを生じさせ
る。信号V1を取り去ると、制御回路２８の出力
には第２スイツチング状態となる。第７Ｂ図に示
すデイレクタ方向はセルの「OFF」光学リタデ
ーシヨン状態に対応する。
セル２００を「OFF」光学リタデーシヨン状
態にスイツチングするには、信号V1の電圧より
低く例えば約0.1V程度のAC信号V2を制御回路２
８の出力に印加することによつても達成できる。
信号V2の周波数は一般に信号V1のそれと同じで
よい。
態にスイツチングするには、信号V1の電圧より
低く例えば約0.1V程度のAC信号V2を制御回路２
８の出力に印加することによつても達成できる。
信号V2の周波数は一般に信号V1のそれと同じで
よい。
「ON」光学リタデーシヨン状態から「OFF」
状態への液晶セル２００の転移中、面非接触デイ
レクタは電極構体面に法線方向の縦配列から後退
して隣り合つたデイレクタが略平行状態になろう
とする。よつて、面非接触デイレクタ２２０ａ−
２２０ｂは矢印２２２ａに示す時計方向に回転し
て、デイレクタ２１６と２２０ａが近平行関係に
なり、また面非接触デイレクタ２２０ｃ−２２０
ｄは矢印２２２ｂに示す反時計方向に回転して、
デイレクタ２１８と２２０ｃが近平行関係にな
る。よつて、セル２００がその「OFF」光学リ
タデーシヨン状態のときは、多数の面非接触デイ
レクタの各々はそのデイレクタがセルの面上に投
影成分を生じる。しかし、面非接触デイレクタの
大部分はセルの面に略垂直の面内にとどまる。
状態への液晶セル２００の転移中、面非接触デイ
レクタは電極構体面に法線方向の縦配列から後退
して隣り合つたデイレクタが略平行状態になろう
とする。よつて、面非接触デイレクタ２２０ａ−
２２０ｂは矢印２２２ａに示す時計方向に回転し
て、デイレクタ２１６と２２０ａが近平行関係に
なり、また面非接触デイレクタ２２０ｃ−２２０
ｄは矢印２２２ｂに示す反時計方向に回転して、
デイレクタ２１８と２２０ｃが近平行関係にな
る。よつて、セル２００がその「OFF」光学リ
タデーシヨン状態のときは、多数の面非接触デイ
レクタの各々はそのデイレクタがセルの面上に投
影成分を生じる。しかし、面非接触デイレクタの
大部分はセルの面に略垂直の面内にとどまる。
液晶セル２００をゼロ乃至略半波光学リターダ
として動作させる方法は、デイスクリネーシヨン
のない面非接触デイレクタのリラクセーシヨンを
電界整列即ち第７Ａ図に示す「ON」光学リタデ
ーシヨン状態から面形状即ち第７Ｂ図に示す
「OFF」光学リタデーシヨン状態にすることであ
る。
として動作させる方法は、デイスクリネーシヨン
のない面非接触デイレクタのリラクセーシヨンを
電界整列即ち第７Ａ図に示す「ON」光学リタデ
ーシヨン状態から面形状即ち第７Ｂ図に示す
「OFF」光学リタデーシヨン状態にすることであ
る。
本発明によると、液晶セル２００は、その光学
軸が面非接触デイレクタ２２０の配向方向に応じ
てゼロ乃至略半波光学リターダとして動作する。
軸が面非接触デイレクタ２２０の配向方向に応じ
てゼロ乃至略半波光学リターダとして動作する。
電極構体２０２−２０４の面に法線方向２２６
に伝播するリニア偏光光線は、液晶セルが
「ON」光学リタデーシヨン状態のときの面非接
触デイレクタ２２０と一致する。デイレクタ２２
０はこの「ON」光学リタデーシヨン状態ではセ
ルの表面への光学軸の投影が無視できる方向であ
る。この条件下では、液晶セル２００は方向２２
６に伝播する入射光に対して実質的に減少した光
学リタデーシヨンを生じる。
に伝播するリニア偏光光線は、液晶セルが
「ON」光学リタデーシヨン状態のときの面非接
触デイレクタ２２０と一致する。デイレクタ２２
０はこの「ON」光学リタデーシヨン状態ではセ
ルの表面への光学軸の投影が無視できる方向であ
る。この条件下では、液晶セル２００は方向２２
６に伝播する入射光に対して実質的に減少した光
学リタデーシヨンを生じる。
電極構体２０２及び２０４の電極面に法線方向
２２６に伝播するリニア偏光光線は、液晶セル２
００が「OFF」光学リタデーシヨン状態であれ
ば面非接触デイレクタの配向方向と不一致であ
る。デイレクタ２２０が「OFF」光学リタデー
シヨン状態にあれば、そのかなりの数のものがセ
ル電極構体面に投影成分を生じる。これらの条件
下では、液晶セル２００は略法線方向の入射光に
対して実効複屈折を有する。面非接触デイレクタ
２２０の方向は次の数式を満足する波長の光に対
して略半波光学リタデーシヨンを生じる。
２２６に伝播するリニア偏光光線は、液晶セル２
００が「OFF」光学リタデーシヨン状態であれ
ば面非接触デイレクタの配向方向と不一致であ
る。デイレクタ２２０が「OFF」光学リタデー
シヨン状態にあれば、そのかなりの数のものがセ
ル電極構体面に投影成分を生じる。これらの条件
下では、液晶セル２００は略法線方向の入射光に
対して実効複屈折を有する。面非接触デイレクタ
２２０の方向は次の数式を満足する波長の光に対
して略半波光学リタデーシヨンを生じる。
Δnd／λ＝１／２
ここにｄはセル２００の厚さ２２８であり、
Δnはセルの実効複屈折である。
Δnはセルの実効複屈折である。
以上本発明の電気光学表示装置について好適実
施例を参照して説明したが、本発明はこれら実施
例のみに限定するものではなく、本発明の要旨を
逸脱することなく当業者には種々の変更変形が可
能であることが理解できよう。従つて、本発明の
技術的範囲には変更変形をも包含すると解すべき
である。
施例を参照して説明したが、本発明はこれら実施
例のみに限定するものではなく、本発明の要旨を
逸脱することなく当業者には種々の変更変形が可
能であることが理解できよう。従つて、本発明の
技術的範囲には変更変形をも包含すると解すべき
である。
本発明の電気光学表示装置は光軸に沿つて夫々
VORとニユートラル偏光フイルタ及び色選択又
はニユートラル偏光フイルタを有する２個の光ゲ
ートを配置し、各光ゲートの直交２軸の相対回転
角を調整することにより、一方の光ゲートからの
汚染光が他の光ゲートの伝達特性の最小位置に入
射するようにしているので、広い視野にわたり汚
染光量が少なく即ち色純度の高い出力が得られる
という従来の装置では得られない効果がある。ま
た、使用するVORの材料、構成が定まれば、最
適相対角も定まるので、複雑な構成を要せず、安
価に製造することができる。
VORとニユートラル偏光フイルタ及び色選択又
はニユートラル偏光フイルタを有する２個の光ゲ
ートを配置し、各光ゲートの直交２軸の相対回転
角を調整することにより、一方の光ゲートからの
汚染光が他の光ゲートの伝達特性の最小位置に入
射するようにしているので、広い視野にわたり汚
染光量が少なく即ち色純度の高い出力が得られる
という従来の装置では得られない効果がある。ま
た、使用するVORの材料、構成が定まれば、最
適相対角も定まるので、複雑な構成を要せず、安
価に製造することができる。
第１図は本発明による電気光学表示装置の好適
一実施例の簡易構成図、第２図は本発明に使用す
る光スイツチングシステムの視角特性説明図、第
３Ａ図及び第３Ｂ図は40°の視覚で一方の光ゲー
トにつき測定した汚染色及びノミナル色光強度特
性パターン図、第４Ａ図及び第４Ｂ図は両光ゲー
トを重ねた場合の汚染色及びノミナル色光強度特
性パターン図、第５Ａ図及び第５Ｂ図は第１図の
表示装置の汚染色及びノミナル色光強度特性パタ
ーン図、第６図は本発明に使用する０乃至略半波
オプチカルリターダの概略断面図、第７Ａ図及び
第７Ｂ図は第６図のオプチカルリターダの動作説
明図を示す。 １２，１２′は夫々第１及び第２光ゲート、１
４は、第１電気光学デバイス手段、１４′は第２
電気光学デバイス手段、１６，１８は第１偏光フ
イルタ手段、１６′，１８′は第２偏光フイルタ手
段を示す。
一実施例の簡易構成図、第２図は本発明に使用す
る光スイツチングシステムの視角特性説明図、第
３Ａ図及び第３Ｂ図は40°の視覚で一方の光ゲー
トにつき測定した汚染色及びノミナル色光強度特
性パターン図、第４Ａ図及び第４Ｂ図は両光ゲー
トを重ねた場合の汚染色及びノミナル色光強度特
性パターン図、第５Ａ図及び第５Ｂ図は第１図の
表示装置の汚染色及びノミナル色光強度特性パタ
ーン図、第６図は本発明に使用する０乃至略半波
オプチカルリターダの概略断面図、第７Ａ図及び
第７Ｂ図は第６図のオプチカルリターダの動作説
明図を示す。 １２，１２′は夫々第１及び第２光ゲート、１
４は、第１電気光学デバイス手段、１４′は第２
電気光学デバイス手段、１６，１８は第１偏光フ
イルタ手段、１６′，１８′は第２偏光フイルタ手
段を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ １対の、互いに直交する偏光軸を有する偏光
板から成る第１偏光フイルタ手段及び該第１偏光
フイルタ手段間に挟持して配置され、通過光線の
偏光方向を変更できる第１電気光学デバイス手段
とを含み、光伝達状態で極大点及び極小点を有す
る第１汚染光強度パターン（所定の傾斜角度から
観察する際にもれる光の強度パターン）を形成す
る第１光ゲードと、 上記第１光ゲートの通過光線を受けるように配
置され、１対の、互いに直交する偏光軸を有する
偏光板から成る第２偏光フイルタ手段及び該第２
偏光フイルタ手段間に挟持して配置され、通過光
線の偏光方向を変更できる第２電気光学デバイス
手段を含み、光伝達状態で極大点及び極小点を有
する第２汚染光強度パターンを形成し、該第２汚
染光強度パターンの極大点及び極小点が上記第１
汚染光強度パターンの極小点及び極大点に一致す
るように、上記第２偏光フイルタ手段の偏光軸の
上記第１偏光フイルタ手段の偏光軸に対する相対
角度を定めた第２光ゲードと を具えることを特徴とする電気光学表示装置。
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