JPH05307176A - 表示装置及び表示方法 - Google Patents

表示装置及び表示方法

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JPH05307176A
JPH05307176A JP3011696A JP1169691A JPH05307176A JP H05307176 A JPH05307176 A JP H05307176A JP 3011696 A JP3011696 A JP 3011696A JP 1169691 A JP1169691 A JP 1169691A JP H05307176 A JPH05307176 A JP H05307176A
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polarizer
panel
liquid crystal
crystal display
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JP3011696A
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K Bohannon William
ケイ． ボウハノン ウイリアム
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Original Assignee
Proxima Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 厳密な調整を必要としないで、十分な透過率
を生じ、新規で改良された積層カラー表示パネル構造
体、及びその製造法を提供する。 【構成】 ネマチック表示パネル及び偏光子を有する共
通の直線光通路中に、着色二色性偏光子が配置された１
つの二色性アセンブリを備えたカラー表示構造体であ
る。二色性偏光子は、白色の直線偏光をその主偏光軸に
沿って通過させ、かつ着色された直線偏光を主偏光軸に
直交して配置された軸に沿って通過させるために、原色
の色素によって着色されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に多色画像を提供
する表示パネルシステム、及び製造方法に関する。特
に、本発明は多色表示システムを生産する積層液晶表示
パネルシステム及び製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】多色表示画像を形成するために、多くの
異なる型式及び種類の多色液晶表示パネルシステムがあ
る。このようなシステムは、カラー液晶表示に適用し得
る３つの基本原理、即ち干渉、二色性及び吸収という原
理に基づいている。このようなシステムは、いくつかの
適用に対しては十分であるが、全てのシステムは不十分
な輝度から限定された発色性に及ぶある制限を示してい
る。例えば、「多色液晶表示」というタイトルで、「オ
プティカル・エンジニアリング」（１９８４年）の第２
３巻第３号に発表された論文において、ウチダ タツオ
により言及されているように、干渉の原理を利用するシ
ステムは、一般に干渉色が制限されていて、フルカラー
表示を形成するためには不十分である。干渉タイプのシ
ステムに関する問題を克服する試みがなされている。例
えば、Ｍ．Ｇ．クラーク（Clark）及びＩ．Ａ．シャン
ク（Shank）は、Proc. SID SympDig. 172（１９８２
年）において、二色性捩れネマチックセル及びモノクロ
陰極線管を備えた、フィールドシーケンシャルタイプの
捩れネマチック液晶表示装置を提案した。このタイプの
装置を多重アドレシングに適応させる試みにおいて、液
晶層の厚さ（ｄ）と液晶の複屈折（△ｎ）の積は、非常
に小さく、例えば０．３６μｍ≦ｄ・△ｎ〜２．０μｍ
の範囲内でなければならない、ということが分かった。
この下限は、液晶層の積ｄ・△ｎの最低値に対応し、そ
こでは可視波長の直線偏光が、９０°回転される。上述
した限界のために、積ｄ・△ｎが２μｍより大きいと、
液晶層を通過する光は、回転分散によって、主として直
線偏光となることが分かった。従って、一対の偏光要素
が選択された光を通過させるために使用されると、干渉
着色を与えるという効果が得られる。この干渉着色は、
「モーガン効果」と呼ばれ、ｄ・△ｎ〜２．０μｍであ
るとき、高められる傾向にある。この現象は、また不必
要で且つ望ましくない表示領域の非動作要素の着色の発
生の原因となり、同じ表示領域の動作要素に対するコン
トラストの低下という結果になる。上述した干渉の問題
を克服するために更に他の試みがなされている。例え
ば、米国特許第４４４３０６５号において、入力偏光子
と出力偏光子及びその間に配設された第一層、第二層の
液晶とを有する二層構造体が開示されている。ＬＣＤ装
置は、第二層が干渉着色を補償するのに役立つように、
異なる方向に捩られた長手軸を有している。このような
構造体は、干渉着色現象を減少させ得るが、特許された
構造体は、視差の問題を示している。また、それは、シ
ステム内の各ＬＣＤパネルが多層であることから、製造
するのが比較的高価である。従って、積層パネル装置内
で、単層のＬＣＤユニットを使用して、製造するのが比
較的廉価である、新規で且つ改良されたＬＣＤ表示シス
テムを得ることが望ましい。また、液晶表示の分野にお
いて、二色性の原理を使用する最新の試みが行なわれて
いる。例えば、米国特許第４４１６５１４号において、
液晶カラーフィルターが開示されており、これは、同数
の電圧応答型捩れネマチック液晶セルが挿入された一組
の異なる色の二色性偏光子と平面偏光子とを含む。上述
した要素の各々は、フィルターに入射する可視光のスペ
クトル成分を修正して、その彩度及び色相が液晶セルに
印加される電圧に関係して予め決められた数の色の、い
ずれか一つを発生させるために、予め決められた方法で
光通路に沿って配設される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようなシステム
は、明らかにフルカラー表示を形成することを意図して
いるが、それは、一般的にいくつかの適用においては不
十分な透過率を示し、給電された画素と給電されない画
素との間での許容できないレベルのクロストークを招く
ことなく、ある適用において許容できるレベルの透過率
を維持するように正確に調整されるべきである。特に、
捩れネマチック液晶表示パネルの大量生産におけるバラ
ツキのために、ある適用に関して、不必要で望ましくな
いクロストークを招くことなく許容できるレベルの透過
率を得ることは、不可能ではないにしても困難であっ
た。従って、厳しい調整を要求せず、且つ投影タイプの
表示技術に対して十分な透過率を示す、新規で且つ改良
された表示パネル構造体を得ることが、非常に望まし
い。この点に関して、このような表示構造体は、現代の
大量生産技術により、製造され得る。そこで、本発明の
主たる目的は、正確な調整の必要なしに、十分な透過率
を生ずる、新規で且つ改良された積層カラー表示パネル
構造体及びその製造方法を提供することにある。本発明
の他の目的は、実質的に光透過率特性を有し、且つ比較
的廉価の大量生産技術での、新規で且つ改良されたこの
種の表示構造体及びその製造方法を提供することにあ
る。要約すると、本発明の目的は、ネマチック表示パネ
ル及び偏光子を備えた共通の直線光通路中に配設された
着色二色性偏光子から成るただ一つの二色性アセンブリ
を備えたカラー表示構造体を提供することで実現され
る。二色性偏光子は白色の直線偏光をその主偏光軸に沿
って通過させ、着色された直線偏光を主偏光軸に直交し
て配設された軸に沿って通過させるために、原色の色素
により着色されているものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明による表示装置
は、非励起状態及び励起状態が表示装置に印加される電
圧によって決定され、非励起状態にて偏光を回転させ且
つ励起状態にて偏光を捩るための電圧応答型表示装置
と、表示装置が非励起状態にあるとき、無色光を通過さ
せ且つ表示装置が励起状態にあるとき、着色光を通過さ
せるための表示装置と協働する偏光装置と、を含み、表
示装置が、励起されたときに約９０°以上１８０°以下
だけ偏光を捩るための少なくとも一つの高捩れネマチッ
ク液晶表示パネルを含み、偏光装置が、着色光を形成す
るための原色の二色性色素を有する少なくとも一つの二
色性偏光子を含み、液晶表示装置及び偏光装置が、一つ
の共通の直線光通路に沿って光を通過させるために光通
路中に整列された構成である。また、本発明の表示装置
は、本質的に同一であり且つ偏光子を回転する励起信号
に応答する複数のネマチック液晶パネルを有し、パネル
の各々が、励起状態にあって着色光が通過する共有の偏
光子と共働できるようにするために一対の偏光子間に介
在し、共有した偏光子と共働する各パネルが可視光スペ
クトルに１つの異なる原色を通し、パネルの全てが励起
状態にあるときに本質的に無着色の画像が形成され、液
晶表示パネル及び偏光子が表示画像を形成する光通路に
沿って光を通過させるために、１つの共通した直線光通
路に配列された構成である。一方、本発明の表示方法
は、電圧応答型液晶表示装置を使用する過程と、液晶表
示装置に入射する偏光を回転させるために液晶表示装置
に第１の電圧を印加する過程と、液晶表示装置に入射す
る偏光を回転させるために液晶表示装置に第２の電圧を
印加する過程と、選択的に白色光及び着色光を透過させ
て着色画像を形成するために、回転させた光を偏光装置
に通過させる過程とを含んでいる。同じく表示方法は、
光を発生させるための光源を使用する過程と、透過率の
二つの状態を有し、一方の状態にて、無色の直線偏光が
透過され、他方の状態にて、着色の直線偏光が透過さ
れ、無色光と着色光が互いに直交している二色性偏光子
内に光を向けて光を偏光させる過程と、電圧応答型高捩
れネマチック液晶表示パネルを使用する過程と、それを
通過する偏光を回転させるために液晶表示パネルに第１
の電圧を印加する過程と、それを通過する偏光を捩るた
めに液晶表示パネルに第２の電圧を印加する過程と、中
間偏光子を使用する過程と、無色光を形成するために、
中間偏光子を通して、回転された偏光の選択された一部
を通過させる過程と、着色光を形成するために、中間偏
光子を通して回転された偏光の選択された一部を通過さ
せる過程とを含んでいる。同じく表示方法として、入力
偏光子と出力偏光子との間に、表示パネルを整列させる
過程と、無色光のみが出力偏光子から射出されるまで、
パネルの波動ガイド状態における回転角度を調整する過
程を含んでいる。更に、表示方法として、第１偏光子と
第２偏光子との間に配置された第１液晶表示パネルを用
いる過程と、第２偏光子と第３偏光子との間に介在させ
た第２液晶表示パネルを用いる過程と、第３偏光子と第
４偏光子との間に介在させた第３液晶表示パネルを用い
る過程と、第１液晶表示パネルが第１段階で励起される
とき可視光スペクトルの第１原色成分を第２偏光子に通
過させ、第１液晶表示パネルが第２段階で励起されると
き可視光スペクトルの実質的に第１着色の全ての成分を
通過させる過程と、第２液晶表示パネルが第１段階で励
起されるとき可視光スペクトルの第２原色成分を第３偏
光子に通過させ、第２液晶表示パネルが第２段階で励起
されるとき可視光スペクトルの第３着色の成分を通過さ
せる過程と、第３液晶表示パネルが第１段階で励起され
るとき可視光スペクトルの第３原色成分を第４偏光子に
通過させ、第３液晶表示パネルが第２段階で励起される
とき可視光スペクトルの第４着色の成分を通過させる過
程と、を含んでいる。
【０００５】
【作用】ネマチック表示パネルは、その状態の一方にお
いて、二色性アセンブリが出力偏光子から無色光を発生
させ得るために、予め決められた角度だけ直線偏光を回
転させるための波動ガイド装置として機能する。その状
態の他方において、表示パネルは、出力偏光子がそこか
ら着色光を射出し得るために、主直線偏光（Predominan
tly Linearly polarized Light）を射出するよう直線偏
光を捩る。パネルから射出する光の少なくとも一部が、
主直線偏光されることが分かるであろう。第二の状態に
おいて、二色性ユニットは、二色性偏光子に使用される
二色性色素の基本色に対応する単色のマルチシェード
（multishades ）を通過させる。二色性アセンブリの透
過率を高めるために、二色性偏光子及び出力偏光子は、
クロス偏光されないよう配置されている。表示構造体を
製造する方法は、無色光が出力偏光子から射出されるま
で、パネルの波動ガイド状態における回転角を調整する
段階を含む。このような技術は、一度無色光が波動ガイ
ド状態に調整されると、出力偏光子に直交した着色偏光
を通過させ得る広い公差のために、正確な調整技術を必
要としない。本発明の他の形態においては、カラー表示
パネル構造体は、共有中間偏光子を有する一対の二色性
アセンブリを含む。二色性アセンブリの各々は、多色液
晶表示システムを形成するために、着色された二色性偏
光子を備えた共通の直線光通路中に配列された高捩れネ
マチック液晶表示パネルを含む。二色性アセンブリの透
過率を高めるために、偏光子要素はクロス偏光されな
い。高捩れネマチック液晶表示パネルの各々は、別体の
電子駆動ユニットにより制御され、駆動ユニットは、そ
れぞれのパネルが、非励起状態にて、無色光を通過さ
せ、励起状態にて、着色光を通過させることを可能にす
る。本発明の更に他の形態においては、カラー液晶表示
パネル構造体は、ただ一つの共有中間偏光子を備えた一
組の３つの二色性アセンブリを含む。二色性アセンブリ
の各々は、多色液晶表示システムを形成するために、着
色された二色性偏光子を備えた共通の直線光通路中に配
列された高捩れネマチック液晶表示パネルを含む。高捩
れネマチック液晶表示パネルの各々は、別体の電子駆動
ユニットにより制御され、駆動ユニットは、それぞれの
パネルが、非励起状態にて無色光を通過させ、励起状態
にて着色光を通過させることを可能にする。本発明の更
にまた他の形態においては、表示パネル構造体は、一対
の二色性アセンブリの間に挟まれた、ただ一つの高捩れ
ネマチック液晶表示パネルを含む。二色性アセンブリの
各々と、高捩れネマチック液晶パネルは、別体の電子駆
動ユニットにより駆動され、駆動ユニットは、非励起状
態にて、白色光または無色光を通過させ、励起状態に
て、着色光を通過させるように、パネルにバイアスを掛
ける。二色性アセンブリの各々は、多色液晶表示システ
ムを形成するために、着色偏光子を備えた共通の直線光
通路中に配列された高捩れネマチック液晶表示パネルを
含む。二色性アセンブリの各々は、高捩れネマチック液
晶表示パネルを備えた共通の直線光通路中に配列されて
いる。高捩れパネルは、別体の電子駆動ユニットにより
制御され、駆動ユニットは、システムが、パネルが非励
起状態にあるとき、無色光を通過させ、パネルのうち少
なくとも一つが励起状態にあるとき、着色光を通過させ
ることを可能にする。更にまた、本発明の他の形態にお
いては、表示パネル構造体は、３つの液晶アセンブリを
含んでおり、各アセンブリは本質的に同一なネマチック
液晶表示パネルを有する。また、各パネルは一対の偏光
子の間に介在し、表示画像を形成する光通路に沿って可
視光スペクトルに光を通過させるために、１つの共通し
た直線光通路に配列される。第１段階では、偏光子に共
働する各パネルが可視光スペクトルの第１成分又は帯域
幅を通過し、第２段階では、偏光子に共働するパネルが
可視光スペクトルの第２成分又は帯域幅を通過する。共
有偏光子と共働する各パネルを通過する光の第１成分
は、無着色画像を形成する色付加技術によって同時に結
合される。共有偏光子と共働する各パネルを通過する光
の第２成分は、着色画像を形成するために同時に結合さ
れる。上述した本発明の形態の各々は、また任意の積層
光学システムにおいても固有である視差を補正するため
の視準アセンブリを含む。
【０００６】
【実施例】添付の図面に関連して以下に続く本発明の実
施例の説明を参照することにより、本発明の上述した目
的及び他の目的そして特徴とそれらを得る方法が明らか
になり、また本発明自体が最も良く理解される。
【０００７】図１を参照すると、本発明により構成され
た、積層カラー表示パネル構造体システム１０が、示さ
れている。システム１０は、一般的に、液晶表示パネル
構造体１１と、関連する電子駆動ユニット２７（図２参
照）とを含んでおり、より詳細には米国特許出願第０７
／４７２６６８号に述べられている。電子駆動ユニット
２７は、以下により詳細に説明されるように、構造体１
１に入る光を、無色光と着色光との間で変化せしめる。
【０００８】システム１０は、ランプ及び反射器を有す
るような、一般的には符号１４で示される光源を有する
オーバーヘッドプロジェクタ１２のごとき、適当な投影
光学機器と共に、使用され得る。システム１０は、オー
バーヘッドプロジェクタと共に使用されるように図示さ
れ且つ説明されているが、システム１０は、フロントプ
ロジェクタ装置（図示せず），リアプロジェクタ装置
（図示せず）及びスクリーンのような適当な観察面にマ
ルチシェイド単色カラー画像を表示するための他の同様
の型式の装置にて、使用され得ることは、当業者にとっ
て明らかである。
【０００９】液晶表示パネル構造体１１は、一般的に
は、大きな情報量を備え、比較的高いコントラスト比を
有するただ一つのマトリックスカラー表示を形成するた
めに、ただ一つの液晶表示二色性アセンブリ２２を含
む。二色性アセンブリ２２は、一般的には、入力２状態
二色性偏光子２３と出力ニュートラルグレー偏光子２５
との間で、共通の直線光路に沿って配設された、多重高
捩れネマチック液晶表示パネル２４を含む。表示パネル
２４は、多重駆動液晶表示パネルとして説明されている
が、表示パネル２４は、アクティブマトリックス液晶表
示パネルであってもよいことは、当業者にとって明らか
である。
【００１０】液晶表示パネル２４は、電子駆動ユニット
２７により制御され、駆動ユニットは、液晶表示パネル
２４を通過する偏光を変化させる。パネル２４が非励起
状態にあるとき、駆動ユニット２７の印加バイアス電圧
が、液晶表示パネル２４を、パネル２４に入る直線偏光
を印加バイアス電圧により決まる所定の角度だけ回転さ
せるための波動ガイド装置として機能させる。その励起
状態において、印加された作動電圧は、パネル２４に入
る直線偏光を，約９０度だけ捩って、そこから射出する
主直線偏光に変換せしめる。
【００１１】以下に詳細に説明するように、第一の、即
ち非励起状態において、駆動ユニット２７により供給さ
れるバイアス電圧は、パネル２４が非励起状態にあると
きに、二色性アセンブリ２２が無色光を通過させるよう
に、調整される。同様に、第二の、即ち励起状態におい
て、二色性アセンブリ２２は、ニュートラル偏光子２５
から射出する光が着色されるように、約９０度だけ直線
偏光を捩るように、駆動ユニット２７により励起され
る。二色性アセンブリ２２により通過せしめられる光の
色は、二色性偏光子２３に使用される二色性色素と、表
示パネル２４の画素（図示せず）の各々のデューティサ
イクルとによって、決定される。デューティサイクルを
変更するという使用方法は、より詳細には、米国特許出
願第０７／４７２６８８号及び同第０７／２２２１４４
号に開示されている。
【００１２】積層偏光子及び液晶表示二色性アセンブリ
２２の奥行に関連した視差を補正するために、液晶表示
パネル構造体１１は、また視差を補正するための視準レ
ンズユニット１７及び収束レンズユニット１９とから構
成される視準アセンブリを含む。視準アセンブリは、当
業者にとって周知であり、以下により詳細には述べられ
ない。
【００１３】構造体１１は、二色性偏光子２３，液晶表
示パネル２４及びニュートラルグレー偏光子２５を、共
通の直線光路に沿って、視準アセンブリと共に配列する
ことによって、組み立てられており、液晶表示パネル２
４が駆動ユニット２７により適宜にバイアスされて非励
起状態即ち第一の状態にあるとき、主に無色光が構造体
１１の出力偏光子２５により透過せしめられるようにな
っている。液晶表示パネル２４が、駆動ユニット２７に
より駆動されて第二の状態にあるとき、主に着色光が偏
光子２５から透過せしめられる。第二の状態での透過光
の色は、入力偏光子２３に使用される二色性色素のタイ
プと、電子駆動ユニット２７のバイアスによる関数であ
る。この点に関して、二色性偏光子２３は、懸濁され且
つアセテートセルロースのようなプラスチック基板に積
層された二色性色素を使用することが、理解されるべき
である。プラスチック基板内では、すべての色素分子が
所定の方向に配向されている。二色性色素は、その光学
的吸収スペクトルが分子配向に関する入射光の偏光の強
い関数である、色素分子を含む。
【表１】 表１は、大きな二色性比と適宜の色を備えたいくつかの
二色性色素を示している。
【００１４】無色光の透過に対する二色性偏光子２３，
液晶表示パネル２４及びニュートラルグレー偏光子２５
の間の最適な配列は、液晶表示パネル２４の物理的及び
電気的特性と電子駆動ユニット２７により印加される特
別の駆動電圧の関数である。従って、パネル２４におけ
る固有の製造バラツキのために、構造体１１を製造する
本発明による方法によれば、最適な回転または整列角
は、繰返し駆動ユニットの電圧を調整することによっ
て、無色の偏光を通過させ得るように決定される。
【００１５】作動時に、本発明による方法は、出力光が
無色であるかどうかを決定するために、駆動ユニット２
７によりパネル２４に初期バイアス電圧を印加して、偏
光を二色性アセンブリ２２に通過させる段階を含む。出
力光が着色されている場合には、駆動ユニット２７によ
り印加されるバイアス電圧が、出力光が無色になるま
で、パネル２４の回転角を変化せしめるように、調整さ
れる。いったん無色となるバイアス電圧が決まったら、
第二の状態即ち励起電圧レベルが、液晶表示パネル２４
に印加される。パネル２４の出力光は、印加電圧を調整
しながら、クロストークまたはノイズを招くことなく、
与えられたパネルに関して可能である最も明るい着色光
を備えるように、観察される。従って、調整工程は、二
色性ユニットが着色光と無色光との間に最も大きなコン
トラストを与えるように調整され得るために、反復工程
である。
【００１６】構造体１１の作動中に、視準ユニット１７
は、光源１４により射出された光を、二色性アセンブリ
２２の入力二色性偏光子２３に向ける。二色性アセンブ
リ２２が着色光及び無色光を形成するために、二色性偏
光子２３は、約２０度の主偏光角（図２参照）を有し、
赤色の二色性色素のような二色性色素で着色されてい
る。この点に関して、図２に示されているように、二色
性偏光子２３は、主偏光軸に対応する偏光角（２０度）
の無色偏光を通過させ、また主偏光軸に対して直交する
軸（−７０度）上のＲで示される着色光を通過させる。
【００１７】通過した着色偏光及び無色偏光は、液晶パ
ネルの表面に向けられ、液晶パネルは、非励起状態のパ
ネル２４を通過するときに光を回転せしめる。この波動
ガイド効果の結果として、（図２にて、符号ＮＣ１で示
された）無色の直線偏光が、約＋５０度の偏光位相で、
パネル２４から射出し、また（符号Ｒ１で示された）着
色光が、約−４０度の偏光位相で、射出する。パネル２
４を通過するときの偏光の回転角は、パネルに印加され
るバイアス電圧と、パネル自体の物理的構造により、決
定される。前に述べたように、バイアス電圧は、パネル
２４が非励起状態にあるとき、二色性アセンブリ２２が
無色光を通過させるように、決定される。
【００１８】パネル２４から射出する着色偏光Ｒ１及び
無色偏光ＮＣ１は、ニュートラルグレー偏光子２５に当
たる。ニュートラルグレー偏光子２５は、二色性偏光子
２３とクロス偏光されず、約６０度の角度の主偏光軸
（図２参照）を有しており、角度は、無色光の大部分を
通過させ得るように、無色偏光に対して（約１０度の範
囲内で）十分に接近しているが、パネルの非励起波動ガ
イド状態の間、着色光Ｒ１の通過を阻止するように、約
−４０度で偏光された着色光Ｒ１に対して十分にクロス
偏光される。この回転の結果として、二色性アセンブリ
２２は、非励起状態において、無色光を生ずる。
【００１９】液晶表示パネル２４が駆動ユニット２７に
より電圧を印加されると、パネル２４に当たる直線偏光
は、パネル２４から射出する無色光の偏光位相が約１４
０度であり、また（図２にて符号Ｒ２で示された）着色
光の偏光位相が約５０度であるように、約９０度だけ捩
られる。このようにして、赤色の偏光が、パネルの励起
状態の間、出力偏光子を通過し得る。
【００２０】パネル２４から射出する主直線着色偏光Ｒ
２は、ニュートラルグレー偏光子２５に向けられ、その
６０度の主偏光角は、それを阻止するように無色光の偏
光位相（１４０度）から十分にクロス偏光され、且つ着
色光Ｒ２の大部分が通過し得るように、着色光Ｒ２の偏
光位相に対して（１０度の範囲内で）十分に接近してい
る。
【００２１】パネルにより生ぜしめられる色の異なる色
調は、液晶表示パネルに印加される電圧を変化すること
によってではなくて、米国特許出願第０７／５０４４２
１号及び同第０７／４７２６６８号により詳細に述べら
れているように、電子駆動ユニット２７によって、達成
される。
【００２２】図１を参照して、システム１０をより詳細
に考察すると、液晶表示パネル２４は、少なくとも９０
度、しかし１８０度以下だけ光を回転させ得る、多重駆
動高捩れネガティブネマチック液晶装置である。適当な
パネルは、京セラ株式会社（日本・京都）により製造さ
れている、モデルＫＬ７２４８ＡＳＴＰＳ Ｃ−９Ｚ−
２４というパネルである。
【００２３】パネル２４は、本発明の好ましい形態にお
いては、９０度以上の角度で光を捩ることが可能である
が、捩り角の範囲は、好ましくは約９０度と約１３５度
の間であって、最小量の電気的ノイズ及びクロストーク
にて最高のコントラストを生ずるために、回転の最も好
ましい角度は、約９０度である。図７は、京セラ株式会
社により製造された３つの代表的な液晶表示パネルの、
電圧の関数としての応答を示し、偏光データにおける位
相情報が使用される９０度の回転を示す。
【００２４】パネル２４は、約１０乃至１５ミクロンの
電極間ギャップで組み立てられている。液晶表示分子が
電極表面に対して平行な配向で整列することを促進する
ために、電極表面は、その表面に配設されたプラスチッ
ク材料が、軽くラビングされている。異なる表面に対す
るラビングは、分子が少なくとも約９０度、しかし約１
８０度以下の回転角で、液晶表示パネルの材料の物理的
特性に基づいて、各表面に関して配向され得るように、
約９０度だけずれて行なわれる。
【００２５】図１を参照して、二色性偏光子２３をより
詳細に考察すると、二色性偏光子２３は、例えばニット
ー・デンコー・アメリカにより、赤はＮＰＦ−Ｑ１０
Ｒ，青はＮＰＦ−Ｑ１０Ｂ，緑はＮＰＦ−Ｑ１０Ｇとい
う部品番号で製造されたもののような、市場で入手し得
る二色性偏光子である。これらの偏光子は、明所視偏光
に対して５０％以上の最適な透過率と、約５０乃至７０
％の偏光効率を有する。
【００２６】図１を参照して、中間灰色偏光子２５をよ
り詳細に考察すると、中間偏光子２５は、例えばソウリ
ツ・エレクトリック・カンパニー（Sauritsu Electric
Co.）（日本・東京）により、ＬＬＣ２−９２−１８５
という部品番号で、製造されたもののような、市場で入
手し得る偏光子である。これらの偏光子は、偏光に対し
て４３乃至４４％の最適な透過率と、９９％の偏光効率
を有する。
【００２７】本発明の好ましい形態においては、入力偏
光子２３は、二色性偏光子であるが、図３に図示された
本発明の形態にて示すように、中間及び二色性偏光子に
置き換えることも可能であることは、当業者にとって理
解されるものであり、この場合液晶表示パネルは、中間
灰色偏光子から射出する偏光を、約９０度だけ捩って、
２状態二色性偏光子に入る光が、懸濁された二色性色素
分子に対して垂直な方向に配向され得るようにし、その
吸収スペクトルを一方の状態から他方の状態または中間
の状態に変化させることが可能である。
【００２８】図３を参照すると、一般的に中間灰色偏光
子３３と着色二色性出力偏光子３５の間に配設された、
高捩れ液晶表示パネル３４から構成されている、二色性
アセンブリ３２が示されている。液晶表示パネル３４
は、電子駆動ユニット３７により制御される。
【００２９】作動中に、入力偏光子３３は、無色光を偏
光させるために、約７０度の主偏光軸（図３参照）を有
している。符号ＮＣで示された無色偏光は、液晶表示パ
ネル３４の表面にあたり、液晶表示パネルは、光ＮＣを
回転させるので、その偏光位相は、パネルが非励起状態
にあるとき約２０度である（図３参照）。この点に関し
て、パネルは、無色光ＮＣを約−５０度だけ回転させる
ので、符号ＮＣ１で示された無色偏光は、約２０度の偏
光位相で、パネル３４から射出することが、当業者にと
って理解されるであろう。
【００３０】励起状態において、パネル３４を通過する
偏光ＮＣ１は、約９０度だけ捩られるので、励起状態に
てパネル３４から射出する偏光ＮＣ２は、主偏光軸に沿
って、約１１０度と−７０度の偏光角度を有する。
【００３１】非励起状態において、パネル３４から射出
する偏光ＮＣ１の偏光位相は、二色性偏光子３５の主偏
光軸と一致しており、二色性アセンブリ３２が無色光を
生ずることを可能にする。
【００３２】励起状態において、パネル３４から射出す
る偏光ＮＣ２の偏光位相は、二色性偏光子３５の主偏光
軸に対して直交しているので、二色性アセンブリ３２
は、着色光を形成する。着色光は、二色性偏光子３５で
使用される二色性色素の色に一致しており、原色の種々
の色調は、より詳細には米国特許出願第０７／４７２６
６８号に述べられているように、電子駆動ユニット２７
によるオン状態からオフ状態へ励起される際の、パネル
内の個々の画素のデューティサイクルによって決定され
る、ということが理解されるべきである。
【００３３】前記から、二色性アセンブリ３２の動作
は、実質的に二色性アセンブリ２２と同様であり、パネ
ルの非励起状態にて駆動ユニット３７により印加される
バイアス電圧は、二色性アセンブリ３２が無色光を通過
させ得るように、調整される。
【００３４】偏光子の順序にかかわらず、二色性偏光
子，液晶表示パネル及び中間偏光子の基本的な組合せ
は、使用される二色性色素と電子駆動ユニットの種々の
電圧設定に基づいて、主として無色光または主として着
色光を透過させる、切換え可能なフィルターとして機能
する。
【００３５】図４を参照すると、本発明により構成され
ている、他の多色液晶表示パネルシステム４００が示さ
れている。システム４００は、光源４１４を有する通常
のオーバーヘッドプロジェクタ４１２と、適当な投影光
学機器（図示せず）と共に、使用され得る。システム４
００は、オーバーヘッドプロジェクタと共に使用される
ように図示され且つ説明されているが、システム４００
は、フロントプロジェクタ装置，リアプロジェクタ装置
及び適当な観察面に多色画像を表示するための他の同様
の型式の装置にて、使用され得ることは、当業者にとっ
て明らかである。
【００３６】システム４００は、一般的に、液晶表示パ
ネルと、関連する一対の電子駆動ユニット４２８及び４
２９とを含んでおり、電子駆動ユニットは、実質的に同
じものであり、且つ前述した米国特許出願第０７／５０
４４２１号及び同第０７／４７２６６８号により詳細に
説明されている。
【００３７】液晶表示パネル構造体４１１は、一般的に
は、大きな情報量を備え、比較的高いコントラスト比を
有するただ一つのマトリックス多色表示を形成するため
に、一対の液晶表示二色性アセンブリ４２２及び４３２
を含んでいる。二色性ユニット４２２は、入力二色性偏
光子４２３と、入力二色性偏光子４２３に整列してその
後方に配設された液晶表示パネル４２４を含んでいる。
パネル４２４は、駆動ユニット４２８により制御され
る。
【００３８】二色性ユニット４３２は、二色性ユニット
４２２と同様であり、液晶表示パネル４２６と、出力二
色性偏光子４２７を含んでいる。液晶表示パネル４２６
は、電子駆動ユニット４２９により制御され、電子駆動
ユニット４２９は、駆動ユニット４２８と実質的に同様
である。二色性アセンブリ４２２及び４３２の各々は、
パネル４２５及び４２６の間に挟まれた共通の中間灰色
偏光子４２５を共有している。この点に関して、中間偏
光子４２６は、二色性アセンブリ４２２が実質的に二色
性アセンブリ２２と同様になるように、アセンブリ４２
２に対して出力偏光子として役立つ。アセンブリ４３２
に関しては、中間灰色偏光子４２５は、二色性アセンブ
リ４３２が実質的に二色性アセンブ２と同様になるよう
に、入力偏光子として役立つ。
【００３９】中間灰色偏光子４２５は、二つの液晶表示
パネル４２４及び４２６の間で、そうでなければシステ
ム内にて一つ以上の中間偏光子を使用することにより生
じ得るであろう、不必要な光の損失を最小にしまたは排
除するために、共有されている。
【００４０】パネル構造体４１１は、また積層多重液晶
表示パネル４２４及び４２６と偏光子４２３，４２５及
び４２７の奥行に関連した視差を補正するために、視準
アセンブリを含んでいる。通常の視準アセンブリは、視
準ユニット４１７及び視差を補正するための収束ユニッ
ト４１９とを含んでいる。
【００４１】入力偏光子４２３及び出力偏光子４２７
は、共に、実質的に二色性偏光子２３と同様である、２
状態二色性偏光子である。システム４００により生ずる
色は、それぞれ二色性偏光子４２３及び４２５の各々に
使用される二色性色素と、それぞれ各電子駆動ユニット
４２８及び４２９により液晶表示パネル４２４及び４２
６に印加される電圧とに、基づいている。かくして、液
晶表示パネル４２４及び４２６は、その励起状態におい
て、偏光を約９０度だけ回転させ、一方の二色性状態ま
たは他方の二色性状態または中間の状態からの光を、着
色光を生ずるために次の中間灰色偏光子４２５に通過さ
せる。
【００４２】二色性アセンブリ４２２及び４３２は、液
晶表示パネル４２４及び４２６が各電子駆動ユニット４
２８及び４２９により非励起状態に適当にバイアスされ
たとき、システム４００が無色光を通過させるように、
共通の光路中に配列されている。同様に、パネル４２４
及び４２６が励起状態にバイアスされたとき、システム
４００は、着色光を通過させる。第二の即ち励起状態に
おける透過光の色は、二色性偏光子４２３及び４２７の
色と、それぞれ駆動ユニット４２８及び４２９により印
加されるバイアス電圧の関数である。
【００４３】作動中、液晶表示パネル４２３及び４２５
の各々は、それぞれ関連する着色二色性偏光子４２３及
び４２７の色調が、無色光と共に通過することを許す。
例えば、入力偏光子が二色性赤色偏光子であって、出力
偏光子が二色性黄色偏光子である場合には、中間偏光子
４２５と関連した第一の液晶表示パネル４２４は、電子
駆動ユニット４２８の電圧設定に基づいて、無色直線偏
光または赤色直線偏光を、第二の液晶表示パネル４２６
へ通過させる。同様に、第一のパネル４２４が非励起状
態にあれば、出力偏光子４２７と関連した第二の液晶表
示パネル４２６は、パネル４２４に関連した電子駆動ユ
ニットの電圧設定に基づいて、無色直線偏光または黄色
直線偏光を通過させる。
【表２】 表２は、赤色二色性偏光子，中間偏光子及び黄色二色性
出力偏光子を備えた、二パネルシステムにより生ずる基
本色を示している。
【００４４】図４及び図４Ａを参照して、システム４０
０の動作をより詳細に考察すると、視準ユニット４１７
は、視準光を二色性入力偏光子４２３に向ける。入力二
色性偏光子は、２０度の主偏光軸上で無色光を（図４Ａ
参照）、また直交する軸上で赤色光を通過させるよう
な、２状態偏光子である。
【００４５】通過した着色光Ｒ及び無色光ＮＣは、液晶
表示パネル４２４の表面に向けられ、液晶表示パネル４
２４は、パネルが非励起状態にあるとき、約５０度だけ
偏光を回転させるので、パネル４２４から射出する偏光
は、（図４Ａにて符号ＮＣ１で示す）無色光に対して、
約７０度の、また（図４Ａにて符号Ｒ１で示す）着色光
に対して、約−２０度の偏光位相角で、射出する。
【００４６】励起状態における直線偏光ＮＣ１は、約９
０度だけ捩られて、無色光ＮＣ２に対して約１６０度
の、また着色光Ｒ２に対して約７０度の偏光位相角で、
パネル４２４から射出する。
【００４７】パネル４２４から射出する直線偏光は、非
励起状態で中間偏光子４２５に当てられて、中間偏光子
４２５は、無色光を通過させ得るように、無色光ＮＣ１
の位相角度に実質的に接近しているが、着色光Ｒ１が通
過しないように着色光（約−２０度の着色光Ｒ１）から
十分に偏光されている約６０度の主偏光軸を有する。
【００４８】逆に、励起状態において、パネル４２４か
ら射出する主直線着色偏光Ｒ２は、着色光Ｒ２を通過さ
せ得るように中間偏光子４２５の偏光角（６０度）に十
分に接近しているが、無色光ＮＣ２の通過を阻止するよ
うに無色光Ｒ２の偏光角（１６０度）から十分に偏光さ
れている、約７０度の角度で配設されている。かくし
て、励起状態において、二色性アセンブリ４２２は、着
色光を通過させ、非励起状態において、二色性アセンブ
リ４２２は、無色光を通過させる。
【００４９】中間偏光子４２５を通過した偏光は、液晶
表示パネル４２６に当てられる。非励起状態において、
パネル４２６は、パネル４２６を射出する直線偏光が約
３０度の偏光位相角を有するように、約−３０度だけ直
線偏光を回転させる。この点に関して、パネル４２６に
入る直線偏光は、パネル４２４の励起の状態に基づい
て、無色または着色になる。従って、パネル４２６から
射出する直線偏光は、パネル４２６に入る偏光に応じ
て、無色または着色になる。
【００５０】パネル４２６から射出する直線偏光は、出
力二色性偏光子４２７に当てられ、出力二色性偏光子４
２７は、無色光を通過させるために３０度の主偏光軸
と、着色光を通過させるために１２０度（または−７０
度）の直交軸を有する。非励起状態のパネル４２６から
射出する直線偏光（ＮＣ１）が約３０度の偏光軸を有し
ているので、偏光子４２７は、無色光を通過させ得る。
【００５１】同様に、パネル４２６が駆動ユニット４２
９により励起状態に作動せしめられると、パネル４２６
に入る直線偏光は、約９０度だけ回転されて、出力偏光
子４２７の直交軸に一致する、約１２０度（−６０度）
の偏光角で、パネル４２６を射出して、二色性ユニット
４３２が着色光（ＡＣ）を生ずることを可能にする。
【００５２】パネル４２６に入る直線偏光が着色偏光で
あり、且つパネル４２６が励起されていると、着色偏光
は、パネル４２６を射出する着色光の偏光位相角が着色
二色性偏光子４２７の直交軸に一致するように、約９０
度だけ回転されることが、理解されるべきである。かく
して、パネル４２６への入力着色光が例えば赤色である
と、出力偏光子４２７（それが黄色に着色されていれ
ば）からの着色光は、オレンジ色になる。
【００５３】システム４００は、システム１１と同じ反
復工程にて、実質的に無色光を通過させるように調整さ
れる。この点に関して、視準光が、共通の直線光路中に
配列された二色性アセンブリ４２２及び４３２を通過せ
しめられ、第一のバイアス電圧が、それぞれの駆動ユニ
ット４２８及び４２９によりパネル４２４及び４２６に
印加される。かくして、駆動ユニット４２８及び４２９
のバイアス電圧は、パネル４２４及び４２６が非励起状
態にバイアスされているときに、二色性アセンブリ４３
２が無色光を通過させるように、調整される。
【００５４】アセンブリ４２２及び４３２が無色光を通
過させるように調整された後に、電子駆動ユニット４２
８が、パネル４２４を励起状態にさせるように再調整さ
れる。駆動ユニット４２８の電圧は、最大の色コントラ
ストに対して調整される。駆動ユニット４２８が、シス
テムが第一の着色光を生ずるように、調整された後、駆
動ユニット４２８は、パネル４２４を非励起状態にする
ように、再調整される。駆動ユニット４２９は、その後
パネル４２６を励起状態にするように、動作せしめられ
る。そして、駆動ユニット４２９は、二色性ユニット４
３２により最大の色コントラストを生ずるように、調整
される。この調整の反復工程は、容易に達成され、シス
テムがパネル製造におけるバラツキに対して調整される
ことを可能にする。
【００５５】図５を参照すると、本発明により構成され
ている、他の多色液晶表示パネルシステム５００が示さ
れている。システム５００は、一般的に、パネル構造体
５１１と、関連する一組の駆動ユニット５４４，５４５
及び５４６を含んでおり、駆動ユニットは、実質的に同
じであり、より詳細には、米国特許出願第０７／５０４
４２１号及び同第０７／４７２６６８号に述べられてい
る。
【００５６】パネル構造体５１１は、追加の二色性ユニ
ット５４２を含んでいることを除いては、構造体４１１
と同様である。パネル構造体５１１は、一般的に、入力
二色性偏光子５２３，高捩れ液晶表示パネル５２４，出
力二色性偏光子５２５とを有する第一の二色性アセンブ
リ５２２と、高捩れ液晶表示パネル５２６及びニュート
ラルグレー偏光子５２７を有する第二の二色性アセンブ
リ５３２との積層装置から構成されている。第二の二色
性アセンブリ５３２は、二色性偏光子５２５を、第一の
二色性アセンブリ５２２と共有している。第二の二色性
アセンブリ５３２において、二色性偏光子５２５は、ア
センブリ５３２に対する入力偏光子として役立つ。構造
体５１１は、また高捩れネマチック液晶表示パネル５２
８と出力二色性偏光子５２９を有する第三の二色性アセ
ンブリ５４２を含んでいる。第三の二色性アセンブリ５
４２は、第二の二色性ユニット５３２の出力偏光子５２
７を共有している。偏光子５２７は、第三の二色性アセ
ンブリ５４２に対する入力偏光子として役立ち、ニュー
トラルグレー偏光子である。パネル５２４，５２６及び
５２８の各々は、それぞれ電子駆動ユニット５４４，５
４５及び５４６によって制御される。
【００５７】図５及び図５Ａを参照して、システム５０
０の動作をより詳細に考察すると、システム５００は、
３つ全部の二色性アセンブリ５２２，５３２及び５４２
が先づ無色光を通過させるように調整されることを除い
ては、実質的にシステム４００と同様にして調整され
る。その後、各アセンブリは、他のアセンブリの各々が
無色光を通過させるように非励起状態に維持されなが
ら、着色光を通過させるように個別に調整される。
【００５８】図５Ａを参照して、視準ユニット５１７
は、光源５１４により射出した光を、第一の二色性アセ
ンブリ５２２の入力二色性偏光子５２３に向ける。二色
性アセンブリ５２２が着色光及び無色光を生ずるため
に、二色性偏光子５２３は、無色光を通過させるための
約３０度の主偏光軸と、着色光を通過させるための約１
２０度の直交軸を有する２状態偏光子である。説明のた
めに、偏光子は、赤色に着色されているものとする。
【００５９】通過して入力偏光子５２３から射出する着
色光及び無色光は、液晶パネル５２４に当てられて、液
晶パネル５２４は、その非励起状態において、偏光を約
２０度だけ回転させるので、パネル５２４から射出する
直線偏光ＮＣ１は、無色光に対して約５０度の、また着
色光Ｒ１に対して約１５０度の偏光位相角で、射出す
る。
【００６０】励起状態において、液晶パネル５２４は、
入力光を約９０度だけ回転させるので、パネル５２４か
ら射出する光は、無色光ＮＣ２について約１４０度の偏
光角で、また着色光Ｃ２について約２４０度の偏光角を
備えた、主直線偏光である。パネル５２４を射出する直
線偏光は、二色性偏光子５２５に当てられ、その主偏光
軸は、無色光を通過させるために、約５０度であり、ま
たその直交軸は、着色（黄色）光を通過させるために、
約１４０度である。
【００６１】パネル５２４が非励起のとき、無色光は、
偏光子５２５の主偏光領域に対応する偏光位相角（５０
度）で、パネル５２４から射出する。従って、無色光
が、パネル５２６に対して通過せしめられる。パネル５
２４から射出する着色直線偏光が、無色光に対して直交
しているので、偏光子５２５は、着色光が通過するのを
阻止する。
【００６２】パネル５２４が励起状態にあると、無色光
は、通過が阻止されるように偏光子５２５の偏光軸から
十分に偏光されている、約１４０度の偏光位相角で、パ
ネル５２４から射出する。逆に、パネル５２４から射出
する直線着色偏光は、着色光を通過させるように、偏光
子５２５の偏光軸（＋５０度及び＋１４０度）に十分に
接近しているが、無色光を通過させないように、無色光
から十分に偏光されている、約２４０度の偏光角を有す
る。
【００６３】偏光子５２５から射出する偏光は、パネル
５２６に当てられて、パネル５２６は、直線偏光を、非
励起状態にて約４０度だけ、また励起状態にて約９０度
だけ回転させる。従って、非励起状態にて、無色光ＮＣ
１が、約９０度の偏光位相角でパネル５２６から射出
し、着色光Ｃ１が、約０度の偏光位相角でパネル５２６
から射出する。
【００６４】同様に、パネル５２６が励起されたとき、
無色の主直線偏光ＮＣ２が、約１８０度の偏光位相角で
パネル５２６から射出し、また着色の主直線偏光Ｃ２
が、約９０度の偏光位相角で射出する。
【００６５】中間灰色偏光子５２７は、９０度の偏光角
を有している。従って、偏光子５２７は、無色の直線偏
光（９０度の偏光位相角）と、着色の主直線偏光（９０
度の偏光位相角）の双方を通過させることが、理解され
るべきである。
【００６６】中間偏光子５２７を通過した直線偏光は、
パネル５２８に当てられて、パネル５２８は、パネル５
２８が非励起状態のとき、約−７０度だけ、またパネル
５２８が励起状態のとき、約−９０度だけ光を回転させ
る。
【００６７】非励起状態にてパネル５２８から射出する
直線偏光ＮＣ１は、約２０度の偏光位相角を有してい
る。同様に、励起状態にてパネル５２８から射出する主
直線偏光は、約０度の偏光角を有している。出力二色性
偏光子が、無色光を通過させるために約２０度の主偏光
軸と、（１１０度及び−７０度）の直交軸を有している
ので、パネル５２８の非励起状態における無色光ＮＣ１
は、偏光子５２９により通過せしめられ得る。しかし、
着色光はそうではない。パネル５２８の励起状態におい
て着色光Ｃは、偏光子５２９により通過せしめられるよ
うに偏光軸に対して十分に接近している。
【００６８】図６及び図６Ａを参照すると、本発明によ
り構成されている、他の多色表示パネルシステム６００
が示されている。システム６００は、光源６１４を有す
る通常のオーバーヘッドプロジェクタと、適当な投影光
学機器（図示せず）と共に、使用され得る。システム６
００は、オーバーヘッドプロジェクタと共に使用される
ように図示され且つ説明されているが、システム６００
は、フロントプロジェクタ装置，リアプロジェクタ装置
及び適当な観察面に多色画像を表示するための他の同様
の型式の装置にて、使用され得ることは、当業者にとっ
て明らかである。
【００６９】システム６００は、一般的に、パネル構造
体６１１と、一組の駆動ユニット６４４，６４５及び６
４６を含んでおり、駆動ユニットは、実質的に駆動ユニ
ット５４４，５４５及び５４６と同じであり、より詳細
には、米国特許出願第０７／５０４４２１号及び同第０
７／４７２６６８号に述べられている。
【００７０】パネル構造体６１１は、一般的に、大きな
情報量を備え、比較的高いコントラスト比を有するただ
一つのマトリックス多色表示を生ずるために、一対の液
晶表示二色性アセンブリ６２２及び６４２の間に挟まれ
た、複屈折表示ユニット６３２を含んでいる。複屈折ユ
ニット６３２は、以下により詳細に説明されるように、
二つの二色性ユニット６２２及び６４２と、偏光子を共
有している。
【００７１】図６及び図６Ａを参照して、パネル構造体
６１１をより詳細に考察すると、入力二色性アセンブリ
６２２は、入力二色性偏光子６２３と、入力二色性偏光
子６２３と共通の直線光路中で整列されている高捩れ液
晶表示パネル６２４とを含んでいる。表示パネル６２４
は、電子駆動ユニット６４４により制御される。二色性
ユニット６２２は、二色性ユニット２２と同様であり、
以下に詳細には述べられない。
【００７２】出力二色性ユニット６４２は、出力二色性
偏光子６２９と整列されている液晶表示パネル６２８を
含んでいる。液晶表示パネル６２８は、電子駆動ユニッ
ト６４６により制御される。二色性ユニット６４２は、
二色性ユニット２２と同様であり、詳細な説明を省略す
る。
【００７３】複屈折ユニット６３２は、一般的に、一対
の中間灰色偏光子６２５及び６２７の間に挟まれた、多
重駆動高捩れネマチック複屈折ネマチック液晶装置６２
６を含み、中間灰色偏光子６２５及び６２７は、それぞ
れ二色性ユニット６２２及び６２４の一部を形成する。
【００７４】電子駆動ユニット６４５は、複屈折パネル
６２６の色透過状態を制御する。この点に関して、複屈
折装置が、黄色がかった白色，黄色及び青色の色透過状
態のみを提供し得るとすれば、電子駆動ユニット６４５
は、前述したシステム５００における二色性液晶ユニッ
ト５３２と同様に、パネル６２６を、比較的白色の状態
と黄色の状態との間で電気的に切換えるのに使用され
る。しかしながら、パネル６２６の複屈折効果のため
に、複屈折パネル６２６は、赤色と青色の二色性アセン
ブリまたは赤色と黄色の二色性アセンブリと共にのみ使
用されることが、理解されるべきである。
【００７５】偏光子３２３のような入力偏光子及び偏光
子３２５のような出力偏光子の配向角が、固定されてい
るときには、複屈折セルにおける非励起画素の複屈折色
の最適化は、「ＳＢＥ液晶セルのマトリックス表示特性
における種々のパラメータの効果」というタイトルの
「１９８６年ジャパン・表示」の論文のいくつかの研究
により、（△ｎ）が複屈折（ｄ）がセルギャップ，
〈Θ〉が液晶分子の電極に対する分子配向の平均角度で
あるときに、式△ｎｄ・ｃｏｓ２〈Θ〉のみによって決
定され、他のどんなパラメータにも従属しないことが証
明されている。特に、二色性偏光子６２３及び６２９の
低い偏光効率のために、最適な配列は、決定的なもので
はなく、例えば何れの方向にも±１０度の範囲で、ユニ
ットの基本動作は変化しない。しかしながら、積層シス
テム６００は、全体として、システムの明所視光透過率
が合理的な（５乃至１０の）コントラスト比として白色
光で最大５乃至１０％である、システム４００及び５０
０と同様にして、合理的な動作を与えるように電気的に
調整されなければならない、ということが理解されるべ
きである。
【００７６】図６及び図６Ａを参照して、システム６０
０の動作をより詳細に考察すると、視準ユニット６１７
は、光源６１４により射出した光を、二色性アセンブリ
６２２の入力二色性偏光子６２３に向ける。入力偏光子
６２３は、無色光を通過させるための２０度の、また着
色光を通過させるための−２０度の主偏光軸を有してい
る。
【００７７】偏光子６２３を通過する光は、パネル６２
４に当たり、パネル６２４は、非励起状態にて、約４０
度だけ偏光を回転させて、無色直線偏光ＮＣ１が、約６
０度の偏光位相角でパネル６２４から射出し、また着色
直線偏光Ｒ１が、約−３０度の偏光位相角でパネル６２
４から射出する。
【００７８】偏光子６２３を通過する光は、その励起状
態にあるパネル６２４に当たり、パネル６２４は、約９
０度だけ偏光を回転させて、無色の主直線偏光ＮＣ２
が、パネルは、約１５０度の偏光位相角でパネル６２４
から射出し、また着色の主直線偏光Ｒ２が、約６０度の
偏光位相角でパネル６２４から射出する。
【００７９】パネル６２４を通過する光は、中間灰色偏
光子６２５に当てられて、中間灰色偏光子６２５は、６
０度の主偏光軸を有している。中間灰色偏光子は、二色
性偏光子６２３とクロス偏光されず、その非励起状態に
おいてパネル６２４から射出する無色の直線偏光ＮＣ１
に一致した偏光軸を有している。従って、パネル６２４
が非励起のとき、無色光が、二色性アセンブリ６２２を
通過される。
【００８０】パネル６２４から射出する着色主直線偏光
Ｒ２が、６０度の偏光位相角を有していると、それはパ
ネル６２４が励起状態にあるとき、中間灰色偏光子６２
５を通過される。従って、パネル６２４が励起されてい
るとき、着色光が、二色性アセンブリ６２２を通過され
る。
【００８１】偏光子６２５から射出する直線偏光は、高
捩れ複屈折パネル６２６に当てられて、高捩れ複屈折パ
ネルは、パネル６２６が非励起状態にあるとき、約−１
０度だけ光を回転させ、またパネル６２６が励起状態に
あるとき、約−９０度だけ光を回転させる。従って、パ
ネル６２６の状態に基づいて、パネル６２６から射出す
る光は、パネルが非励起状態にあるとき、約５０度の偏
光位相角の無色光であり、またパネル６２６が励起状態
にあるとき、約−４０度（＋１４０度）の偏光位相角の
着色光である。
【００８２】パネル６２６を通過する主直線偏光は、１
２０度の主偏光軸を有する中間灰色偏光子６２７に当て
られる。従って、入射光ＮＣ１が約５０度の偏光位相角
を有するとき、偏光子６２７は、黄色光を通過させ、ま
た入射光ＮＣ２が約−４０度の偏光位相角を有すると
き、偏光子６２７は、主として無色光を通過させる。こ
の点に関して、パネル６２６は、アセンブリ６３２が、
パネル６２６が非励起状態（正しい△ｎｄ・ｃｏｓ２
〈Θ〉の関係に基づいた状態）にあるとき、無色光を通
過させ、またパネル６２６が励起状態にあるとき、黄色
光を通過させ得るように、電気的に調整されていること
に、注意すべきである。
【００８３】中間灰色偏光子６２７から射出する光は、
パネル６２８に当てられて、パネルは、非励起状態にて
約４０度、また励起状態にて約９０度だけ光を回転させ
る。
【００８４】パネル６２８から射出する光は、無色光Ｎ
Ｃに対して約１６０度、また着色光Ｃに対して約１６０
度の偏光位相角を有している。従って、出力二色性偏光
子が約１６０度の主偏光軸を有していると、それはパネ
ル６２８から射出する着色光及び無色光を通過させる。
【００８５】図７を参照して、電圧の関数として偏光の
位相をより詳細に考察すると、アセンブリ５３２及び５
４２の電圧範囲は、それぞれ位相曲線７０１，７０２及
び７０３，７０４によって示されている。同様に、アセ
ンブリ５２２の電圧範囲は、位相曲線７０５及び７０６
により示されている。
【００８６】本発明の特別の実施例が開示されている
が、真の精神及び添付の図面の範囲内で、種々の異なる
実施例が可能であり、且つ企図されると理解されるべき
である。例えば、高捩れネマチックパネルが二色性ユニ
ットに対しては好ましいが、ある適用に対しては、スー
パーツイスト（ＳＴＮ）または普通の捩れ（ＴＮ）パネ
ルも使用され得ることは、当業者にとって明らかである
と、理解されるべきである。従って、ここに提出された
厳密な要約または明細書に限定する意図はない。
【００８７】各図において、特に図８にはこの発明に関
して構成された他の表示パネル構造システム８００が示
され、光源を提供するオーバヘッドプロジェクタ８１
０、及びシステム８０９によって表示された着色画像の
電気信号を送るコンピュータ８１１が示されている。こ
れに関して、システム８００によって表示された着色画
像は、この画像が観察表面又はスクリーン８１３に光学
的に投影されるよう、オーバヘッドプロジェクタ８１０
において投影レンズ８１２に焦点を合わせられることを
理解すべきである。
【００８８】図８、８Ａ及び８Ｂで詳細に示された表示
パネル構造システム８００について考察すると、この装
置８００は概してパネル構造体８０９を構成し、かつ米
国特許第０７／５０６，６２１号（１９９０年４月９日
登録）、及び米国特許出願第０７／４７２，６６８号で
詳しく述べられた電子駆動ユニット８４４、８４５及び
８４６に関連したものである。
【００８９】パネル構造体８０９は概して３つの視準レ
ンズ８１７と焦点レンズ８５０との間に光学的に配列で
積層された本質的に同一のネマテック液晶パネル８２
４、８２６及び８３８からなっている。３つの同一パネ
ルの利用はそのシステムに要求される1つのタイプのパ
ネルとして本発明の重要な要素である。特に、単一パネ
ルタイプのストッキングは、所望する色を生成するため
に特別に関連させて配列する必要がないよう、パネル構
造体８０９のアセンブリを容易にする。付け加えれば、
メンテナンスにかかるコストは不完全ユニットの交換は
１つのパネル型がユニットとして単一化されるために低
減される。
【００９０】従って、本発明によれば、殆どの液晶表示
パネルも複屈折性、或いはその厚さに関係なく適用でき
る。また、３つの同一パネルは選択でき、簡便な態様で
各段階用の色の明暗のレベルを形成するのに、共有した
偏向子でもって構成される。そのため、広範で多様なパ
ネルは本発明のシステムに適用できる。特別な特性を選
択したり、パネルの厚さを選択する必要はない。この事
実は請求範囲で述べられた本発明の各態様にとって明ら
かである。
【００９１】視準レンズ８１７は、焦点レンズ８５０が
オーバプロジェクタ８１０の投射レンズ８１２により写
像されるパネル構造体８０９によって表示された着色画
像の焦点を合わせている間、パネル構造体８０９内のオ
ーバヘッドプロジェクタ８１０に配置されたオーバヘッ
ドプロジェクタ光源８１４によって出射された光を視準
する。
【００９２】パネル構造体８０９は視準レンズ８１７と
焦点レンズ８５０との間に、光学的に配列して積層され
た偏向子８２３、８２５、８２７及び８２９の一組を含
む。偏向子８２３、８２５、８２７及び８２９はそれぞ
れの態様でパネル８２４、８２６及び８２８に、パネル
８２４のように偏光子と共働し、偏光子８２３及び８２
５要素のように電気的に操作できるアセンブリ８２３、
８３２及び８４２のような狭い帯域の光学フィルタアセ
ンブリ又はステージとしてインターリーブされる。更に
は、詳しく後述するように、各光学フィルタステージ
は、第１励起状態で光学フィルタが可視光スペクトルに
光の第１選択帯域を通過させ、第２励起状態にある間、
光学フィルタは可視光スペクトルに光の第２選択帯域を
通過させる。
【００９３】パネル構造体８０９の操作を考察すると、
入射光が視準されかつ構造体８０９を通過するとき、積
層パネル／偏光子配列を通してその光が所望のカラー画
像を形成するために変化する。特に、視準レンズ８１７
から入射される視準光は偏光子８２３を通過する。偏光
子８２３は第１着色光が通過する１５４°の主偏光軸を
有する二色性偏光子である。
【００９４】偏光子８２３を通過する光は、非励起状態
で直線状の偏光が約１７６°の偏光位相角度でパネルに
射出するよう、その偏光を約２２°偏光子を回転させる
パネル８２４上に衝突する。
【００９５】これに関連して、パネル８２４に入る光
は、青色（400-500nm)、緑色(500-600nm)、そして赤色
（600-700nm)を含み、パネル８２４への入出射光は約40
0nmと700nmとの間の可視光スペクトルをカバーし、本質
的に無色である。しかし、光の第１成分の相偏光角度は
知られており、出口側のパネル８２４では約１７６°の
相角度も知られる。
【００９６】パネル８２４から射出される光は、偏光角
度１７６°に対応する主偏光軸を有し、出光パネル８２
４の第１成分の相角度に対応した偏光子８２５を通過す
る。従って、パネル８２４が第１の励起状態にあると
き、光はパネル８２４から出る本質的に第１成分の波長
を有する。
【００９７】パネル８２４が第２の励起状態にあると
き、その複屈折は位相角度が約２６６°でパネルから出
るよう約１１２°で回転させるために、光がパネル８２
４の横断を起すよう変化する。この位相角度が偏光子８
２５の偏光軸に対応しないと、偏光子８２５から出る光
は第１成分から出る第２成分又は異なる成分であり、偏
光子８２５はこの偏光軸に整列するために予め通過した
成分を制限又は阻止することになる。
【００９８】偏光子８２５が中間色又は灰色であると、
パネル８２４が第１の励起状態かもしくは第２の励起状
態にあるかに依存することなく、無着色光又は第１着色
光のみを通す。これによると、第１着色光は第１の原色
である。
【００９９】偏光子８２５により通過した光は、本質的
にパネル８２４と同一のパネル８２６に当る。即ち、パ
ネル８２６が第１励起状態において偏光位相角度が約１
８７°でパネル８２６から出るよう直線偏光を約１１°
回転させる。
【０１００】第１励起状態において、パネル８２６から
出る光の位相角度は偏光子８２７の主偏光軸に対応す
る。これによると、パネル８２６が第１励起状態にある
とき、偏光子８２７を通過した光は、第１着色光の波長
を有する光か又は励起状態にあるパネル８２４に依存す
る無色光のいずれかである。
【０１０１】パネル８２６が第２の励起状態にあると
き、その複屈折は約１０１°回転されるために光がパネ
ル８２６を横切るよう変化する。この角度が偏光子８２
７の偏光軸に対応しない場合、偏光子８２７から出る光
は第３の成分であり、偏光子８２７の偏光軸に配列する
ために通過した成分を制限又は阻止する。従って、偏光
子８２７はパネル８２６が第２励起状態にあるとき、第
２着色光の波長を有する光のみを通す。
【０１０２】偏光子８２７からでる光は約９７°の偏光
角度で出射され、本質的にパネル８２４及び８２６と同
一のパネル８２８に当る。これに関連して、第１励起状
態においてパネル８２８は、約１１１°の偏光位相角度
でパネル８２８から直線偏光がでるよう、約１４°で直
線偏光を回転させる。
【０１０３】偏光子８２９の主偏光軸が１１１°の場
合、約１１１°の位相角度の光は偏光子８２９を通過す
る。従って、偏光子８２９を通過した光は偏光子８２７
を通過した光に依存しないものとなるだろう。
【０１０４】第２励起状態において、パネル８２８は約
２０１°の偏光角度を有するパネル８２８から出る光の
ように、約１０４°で偏光子８２７を通過する光を回転
させる。これに関して、偏光子８２９は第３の原色の波
長を有する光のみを通す。
【０１０５】前述のように、パネル８２４、８２６及び
８２８は第１励起状態にあることを理解すべきであり、
400nmから700nmの間の波長スペクトルを有する無着色光
は、関連した段階を通過した個々の光の成分が無着色光
を形成するために同時に付与されるため、焦点レンズ８
５０を通過する。
【０１０６】更に、パネル８２４、８２６及び８２８
は、第１励起状態と第２励起状態との間で駆動され、様
々な光の波長の組み合わせで可視光スペクトルに異なる
色の広波長を形成することを同時に付与できることを理
解すべきである。
【表３】 表３は表示装置８０９を通過できる様々な色を示す。
【０１０７】第８Ｂで第１段階８２２を考察すると、液
晶パネル８２４はこれを通過する直線偏光を発生する駆
動ユニット844によって制御される。これに関して、パ
ネル８２４が第１励起状態にあるとき、駆動ユニット８
４４による印加バイアス電圧は、印加バイアス電圧によ
って予め決定された角度を通してパネル８２４に入射さ
れる直線偏光を回転させるための波動ガイド装置として
機能する液晶表示パネルを起す。同じく、第２励起状態
において、パネル８２４は着色される中間偏光子８２５
から光を射出するように、約９０°で直線偏光を捩じる
ための駆動ユニット８４４によって印加される。アセン
ブリ８２２を通過した光の色は、偏光子８２３に二色性
色素を利用することにより、及び液晶表示パネル８２４
に画素（図示せず）の各デューティサイクルによって決
定される。変化するデューティサイクルの使用は先の米
国特許第０７／４７２，６６８号及び第０７／２２２，
１４４号で詳しく述べられている。
【０１０８】アセンブリ８２２は、液晶表示パネル８２
４が第１励起状態で駆動ユニット８４４によって適正な
バイアスを受けたときに、無色光が出力偏光子８２５に
よって伝送されるよう、レンズ８１７を通過した視準光
の光学的通路に配置される。液晶表示パネル８２４が第
２励起状態になるために駆動ユニット８４４によって駆
動されるとき、原色光は偏光子２５から伝送される。第
２励起状態において伝送された光の色は入力偏光子８２
３に利用される二色性色素タイプの要素であり、そして
偏光子８２３、８２５の偏光軸を方向づけする。これに
関して、偏光子８２５の偏光軸は無着色光及び第１原色
光が通過するために固定され、それらの光は各アセンブ
リ８２２、８３２及び８４２から出た光は、励起状態の
各パネル８２４、８２６及び８２８、及び各パネル８２
４、８２６及び８２８の各々と共働する様々なデューテ
ィサイクルに依存して、無色光又は多色光を形成するた
めに同時に付与することができる。
【０１０９】無色光を伝送するための二色性偏光子８２
３と液晶表示パネル８２４と中間灰色偏光子８２５との
間の光学的配列は、アセンブリ８２２の電子光学特性の
１つの要件である。現在、パネル８２４においては製造
が不定見であり、構造体８０９の製造方法によって駆動
ユニットの電圧の調整による反復性、無色光の通過を達
成するための光学的回転又は配列角度が決定される。
【０１１０】操作において、本発明方法は、出力光が無
色化されたかどうかを決定するため、アセンブリ８２２
を通過する偏光を発生させる駆動ユニット８４４から、
パネル８２４に初期バイアス電圧を印加することを含
む。仮に、出力光が着色されていると、駆動ユニット８
４４により印加されるバイアス電圧は、その出力光が無
色化されるまで変化するようパネル８２４を通る光の回
転角度が調節される。無着色バイアス電圧が一度確立さ
れると、第２段階又は励起電圧レベルが液晶パネル８２
４に適用される。パネル８２４の出力光はそれから印加
電圧が調整され、本質的に干渉色を成起することもな
く、パネルに可能な限りの最も明るい着色光を提供する
ことが観察できる。それ故、調整過程は着色光と無着色
光との間の最大のコントラストを付与すべく調整される
ために、アセンブリ８２２を容認するための反復過程で
あることを理解すべきである。
【０１１１】パネル８２４によって生成される異なる色
調の色は、パネル８２４に印加されたバイアス電圧の変
化によるものではなく、むしろ米国特許第０７／５０
６，４２９号及び第０７／４７２，６６８号で述べられ
ている電子駆動ユニット８４４によるものである。
【０１１２】アセンブリ８３２はアセンブリ８２２と同
一であり、中間偏光子８２５、８２７間に介在する液晶
表示パネル８２６を含んでいる。即ち、アセンブリ８２
２、８３２はパネル８２４、８２６間に配置された普通
の中間灰色偏光子８２５を共有している。従って、偏光
子８２５はアセンブリ８２２用の出力偏光子及びアセン
ブリ８３２用の入力偏光子として供給されるものであ
る。
【０１１３】液晶パネル８２６は駆動ユニット８４４、
８４６と同一の駆動ユニット８４５によって制御され
る。操作において、偏光子８２５を通過した直線偏光
は、波動ガイド装置として機能するために約４０°で第
１励起状態にあるパネル８２６によって回転される。パ
ネル８２６に入射される直線偏光は印加電圧によって予
め決定される角度を通して回転される。第２励起状態に
おいて、印加バイアス電圧は約９０°捩じられるために
パネル８７６に入る直線偏光を起し、可視光スペクトル
の帯域で偏光の中にコンバートされる。そこで、第１起
状態でパネル８２６は無着色光を通し、第２励起状態で
原色光を通す。
【０１１４】操作において、装置ユニット８４５からパ
ネル８２６へ初期バイアス電圧を印加する方法で、出力
光が無着色化されているかどうかを決定するためにアセ
ンブリ８３２を通過する偏光を発生させる。仮に、出力
光が着色されていると、駆動ユニット８４５により印加
されたバイアス電圧は、出力光が無着色になるまで変化
するようパネルの回転角度を調整される。無着色バイア
ス電圧が一度確立されると、第２励起電圧レベルがパネ
ル８２６に印加される。パネル８２６の出力光はそれか
ら印加電圧が調整され、本質的に干渉色を成起すること
もなく、パネルに可能な限りの最も明るい着色光を提供
することを観察できる。このことは、アセンブリ８２２
で用いられた反復過程と同様である。
【０１１５】アセンブリ８４２についてより詳しく考察
すると、アセンブリ８４２は偏光子８２７と８２９間に
配置されたパネル８２８を含む。偏光子８２７はアセン
ブリ８３２用の出力偏光子であり、かつアセンブリ８４
２用の入力偏光子である。アセンブリ８４２のための出
力偏光子８２９は、二色性偏光子８２３と同様に二色性
偏光子である。これに関連して、偏光子８２９に用いら
れた二色性色素はパネル８２４、８２６及び８２８の励
起段階に依存して無着色光又は着色光のいずれかを通過
させるために選択される。
【０１１６】パネル８２８にバイアス電圧を印加する駆
動ユニット８４６の操作では、出力光が無着色であるか
どうかを決定するために、偏光をアセンブリに通過させ
る。仮に、出力光が着色されていると、駆動ユニット８
４６により印加されたバイアス電圧は、出力光が無着色
になるまで変化するため、パネル８２８を横断する光の
回転角度を調整する。無着色バイアス電圧が一度確立さ
れると、第２の励起電圧レベルが液晶パネル８２８に印
加される。パネル８２８の出力光は、それから印加電圧
が調整され、本質的に干渉色を成起することもなく、パ
ネルに可能な限りの最も明るい着色光を提供することが
認められる。即ち、パネル８２８はパネル８２４、８２
６と全く同様に調整可能であることが理解されよう。
【０１１７】
【発明の効果】上記のように本発明では、ネマチック表
示パネルが波動ガイドとして機能するので、正確な調整
を必要とせずかつ十分な透過率を生ずる表示装置が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により構成され且つ視準アセンブリ及び
オーバーヘッドプロジェクタを備えて図示された、積層
表示パネル構造体の概略ブロック図、
【図２】その偏光角及び回転角度を示す図１の構造体の
二色性ユニットの概略ブロック図、
【図３】本発明により構成された他の積層表示パネル構
造体の概略ブロック図である。
【図４】本発明により構成された他の積層表示パネル構
造体の概略ブロック図であり、
【図４Ａ】はその偏光角及び回転角度を示す図４の積層
構造体の概略ブロック図である。
【図５】本発明により構成された更に他の積層表示パネ
ル構造体の概略ブロック図であり、
【図５Ａ】はその偏光角及び回転角度を示す図５の積層
構造体の概略ブロック図である。
【図６】本発明により構成された更に他の積層表示パネ
ル構造体の概略ブロック図であり、
【図６Ａ】はその偏光角及び回転角度を示す図６の積層
構造体の概略ブロック図である。
【図７】図１の構造体の液晶表示パネルのそれぞれに関
する偏光位相と、印加される電圧の関数としての偏光位
相を示す一組の偏光位相グラフである。
【図８】本発明により構成された積層表示パネル構造体
の概略ブロック図であり、コンピュータに電気的に接続
されオーバプロジェクタに配置された態様が説明されて
いる。
【図８Ａ】本発明により構成された更に他の積層表示パ
ネル構造体の概略ブロック図であり、
【図８Ｂ】は図８の積層構造体の概略ブロック図で、偏
光子及び第１段階の回転角度を説明している。
【符号の説明】
１０ カラ−表示パネル構造体システム １１ パネル構造体 １２ オ−バ−ヘッドプロジェクタ ２２ 二色性アセンブリ ２４ 表示パネル ２５ ニュ−トラル偏光子 ２７ 電子駆動ユニット

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 非励起状態及び励起状態が表示装置に印
    加される電圧によって決定され、非励起状態にて偏光を
    回転させ且つ励起状態にて偏光を捩るための電圧応答型
    表示装置と、 表示装置が非励起状態にあるとき、無色光を通過させ且
    つ表示装置が励起状態にあるとき、着色光を通過させる
    ための表示装置と協働する偏光装置とを含み、 表示装置が、励起されたときに約９０°以上１８０°以
    下だけ偏光を捩るための少なくとも一つの高捩れネマチ
    ック液晶表示パネルを含み、 偏光装置が、着色光を形成するための原色の二色性色素
    を有する少なくとも一つの二色性偏光子を含み、 液晶表示装置及び偏光装置が、一つの共通の直線光路に
    沿って光を通過させるために光通路中に整列されている
    ことを特徴とする表示装置。
  2. 【請求項２】 更に、光通路に沿って通過する光に関す
    る視差を補正するための視準装置を含む「請求項１」に
    記載の表示装置。
  3. 【請求項３】 電圧応答型液晶表示装置を使用する過程
    と、 液晶表示装置に入射する偏光を回転させるために液晶表
    示装置に第１の電圧を印加する過程と、 液晶表示装置に入射する偏光を回転させるために液晶表
    示装置に第２の電圧を印加する過程と、 選択的に白色光及び着色光を透過させて着色画像を形成
    するために、回転させた光を偏光装置に通過させる過程
    とを含むことを特徴とする着色画像を表示する表示方
    法。
  4. 【請求項４】 光透過率の二つの状態を有し、一つの状
    態が偏光子の主偏光軸に関して無色の直線偏光を透過
    し、他の状態が主偏光軸に直交する着色偏光を透過する
    光を偏光させるための二色性偏光子と、 非励起状態及び励起状態がパネルに印加される電圧によ
    って決定され、非励起状態にて偏光を回転させ且つ励起
    状態にて偏光を捩るための電圧応答型高捩れネマチック
    液晶表示パネルと、 回転された偏光の選択した一部を通過させるための主偏
    光軸を有する中間灰色偏光子とを含み、 二色性偏光子、液晶パネル及び中間灰色偏光子が、一つ
    の共通の直線光通路に沿って光を通過させるために、光
    通路中に整列されていることを特徴とする表示装置。
  5. 【請求項５】 更に、光通路に沿って通過する光に関す
    る視差を補正するための視準装置を含む「請求項４」に
    記載の表示装置。
  6. 【請求項６】 二色性偏光子が、着色二色性偏光子であ
    る「請求項４」に記載の表示装置。
  7. 【請求項７】 着色が原色である「請求項６」に記載の
    表示装置。
  8. 【請求項８】 二色性偏光子の主偏光軸が、二色性偏光
    子の水平面に対して固定された「請求項４」に記載の表
    示装置。
  9. 【請求項９】 固定偏光軸が約２０°である「請求項
    ８」に記載の表示装置。
  10. 【請求項１０】 中間偏光子の主偏光軸が、中間偏光子
    の水平面に対して固定された「請求項４」に記載の表示
    装置。
  11. 【請求項１１】 固定偏光軸が、前記二色性偏光子の偏
    光軸と、９０°以下の角度だけ異なる「請求項１０」に
    記載の表示装置。
  12. 【請求項１２】 固定偏光軸が、約６０°である「請求
    項１０」に記載の表示装置。
  13. 【請求項１３】 電圧応答型パネルが、偏光を非励起状
    態にて約３０°だけ回転させる「請求項４」に記載の表
    示装置。
  14. 【請求項１４】 電圧応答型パネルが、励起状態にて好
    ましくは約９０°から約１８０°以下の回転角だけ偏光
    を回転させる「請求項４」に記載の表示装置。
  15. 【請求項１５】 電圧応答型パネルが、励起状態にて最
    も好ましくは約９０°の回転角だけ、偏光を回転させる
    「請求項４」に記載の表示装置。
  16. 【請求項１６】 光を発生させるための光源を使用する
    過程と、 透過率の二つの状態を有し、一方の状態にて、無色の直
    線偏光が透過され、他方の状態にて、着色の直線偏光が
    透過され、無色光と着色光が互いに直交している二色性
    偏光子内に光を向けて光を偏光させる過程と、 電圧応答型高捩れネマチック液晶表示パネルを使用する
    過程と、 それを通過する偏光を回転させるために液晶表示パネル
    に第１の電圧を印加する過程と、 それを通過する偏光を捩るために液晶表示パネルに第２
    の電圧を印加する過程と、 中間偏光子を使用する過程と、 無色光を形成するために、中間偏光子を通して、回転さ
    れた偏光の選択された一部を通過させる過程と、 着色光を形成するために、中間偏光子を通して回転され
    た偏光の選択された一部を通過させる過程とを含むこと
    を特徴とする画像を表示する表示方法。
  17. 【請求項１７】 入力偏光子と出力偏光子との間に、表
    示パネルを整列させる過程と、 無色光のみが出力偏光子から射出されるまで、パネルの
    波動ガイド状態における回転角度を調整する過程を含む
    ことを特徴とする積層表示パネル構造体を作成するため
    の方法。
  18. 【請求項１８】 本質的に同一であり且つ偏光子を回転
    する励起信号に応答する複数のネマチック液晶パネルを
    有し、 パネルの各々が、励起状態にあって着色光が通過する共
    有の偏光子と共働できるようにするために一対の偏光子
    間に介在し、 共有した偏光子と共働する各パネルが可視光スペクトル
    に１つの異なる原色を通し、パネルの全てが励起状態に
    あるときに本質的に無着色の画像が形成され、 液晶表示パネル及び偏光子が表示画像を形成する光通路
    に沿って光を通過させるために、１つの共通した直線光
    通路に配列されていることを特徴とする表示装置。
  19. 【請求項１９】 第１偏光子と第２偏光子との間に配置
    された第１液晶表示パネルを用いる過程と、 第２偏光子と第３偏光子との間に介在させた第２液晶表
    示パネルを用いる過程と、 第３偏光子と第４偏光子との間に介在させた第３液晶表
    示パネルを用いる過程と、 第１液晶表示パネルが第１段階で励起されるとき可視光
    スペクトルの第１原色成分を第２偏光子に通過させ、第
    １液晶表示パネルが第２段階で励起されるとき可視光ス
    ペクトルの実質的に第１着色の全ての成分を通過させる
    過程と、 第２液晶表示パネルが第１段階で励起されるとき可視光
    スペクトルの第２原色成分を第３偏光子に通過させ、第
    ２液晶表示パネルが第２段階で励起されるとき可視光ス
    ペクトルの第３着色の成分を通過させる過程と、 第３液晶表示パネルが第１段階で励起されるとき可視光
    スペクトルの第３原色成分を第４偏光子に通過させ、第
    ３液晶表示パネルが第２段階で励起されるとき可視光ス
    ペクトルの第４着色の成分を通過させる過程と、を含む
    ことを特徴とする表示方法。
JP3011696A 1990-06-29 1991-01-09 表示装置及び表示方法 Pending JPH05307176A (ja)

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JP (1) JPH05307176A (ja)
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57150820A (en) * 1980-11-10 1982-09-17 Polaroid Corp Filter
JPS57163219A (en) * 1981-04-01 1982-10-07 Hitachi Ltd Colored liquid crystal display element
JPS60194426A (ja) * 1984-03-16 1985-10-02 Citizen Watch Co Ltd 多色表示装置
JPS62251719A (ja) * 1986-04-25 1987-11-02 Toshiba Corp 液晶表示装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US917465A (en) * 1907-11-25 1909-04-06 Judson L Thomson M F G Company Motor-vehicle.
CA1278118C (en) * 1986-02-05 1990-12-18 Richard A. Pidsosny Multicolor liquid crystal display system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57150820A (en) * 1980-11-10 1982-09-17 Polaroid Corp Filter
JPS57163219A (en) * 1981-04-01 1982-10-07 Hitachi Ltd Colored liquid crystal display element
JPS60194426A (ja) * 1984-03-16 1985-10-02 Citizen Watch Co Ltd 多色表示装置
JPS62251719A (ja) * 1986-04-25 1987-11-02 Toshiba Corp 液晶表示装置

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WO1992000544A1 (en) 1992-01-09
AU8282091A (en) 1992-01-23
EP0536321A4 (en) 1993-05-05

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