JPH0752326B2

JPH0752326B2 - フィ−ルド順次方式カラ−ディスプレイ装置及びその方法

Info

Publication number: JPH0752326B2
Application number: JP62191530A
Authority: JP
Inventors: エイチカルマナッシュマイケル; エルファーガソンジェイムズ
Original assignee: カイザ− エ−ロスペ−スアンドエレクトロニクスコーポレーション
Priority date: 1987-08-01
Filing date: 1987-08-01
Publication date: 1995-06-05
Anticipated expiration: 2010-06-05
Also published as: JPS6437595A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、多色ディスプレイを行なうための装置および
方法に関する。より詳しくいうと、粉れもなく単色の光
源から選択された色をディスプレイするよう、光源スイ
ッチとして作用しうる液晶セルの組合せに関するもので
ある。

（従来の技術と問題点）陰極線管（CRT）のような明白に単色である光源が、多
色ディスプレイを提供しうるということは、公知であ
る。CRTとともに回転式カラーホイールを使用したカラ
ーTVにおける最も初期の実験から、無数の色が見られる
よう、カラーホイールと同期させて、スクリーン上に画
像を出すことが、知られた。

この方法は、ある画像を、予め決められた色のフィルタ
ーの同時現出に同期させるようにして、人間の眼に残像
画像を形成するものであった。

電気機械的カラーホイールよりも、シャドーマスク管、
およびそれに使用する３原色の蛍光点からなるトライア
ッド（triad）を開発するほうが得策であると考え、カ
ラーTV産業界は、電気機械的なものの研究を断念した。

色の混合状態から単色のように見える多色光源が、基本
色の形でか、あるいは基本色の混合の結果生じる色の形
で、画像を提供しうるということは、従来分かっている
ことである。

電子的フィールド順次方式のカラーTVに対する初期の方
法が、1973年12月25日に特許されたエルンストッフ（Er
nstoff）等による米国特許第3,781,465号明細書に記載
されている。この明細書には、赤、青および緑用のセル
からなる３色液晶アセンブリを備えた単色CRTが開示し
てある。

電子回路は、人間の眼に完全な色である如く見える一連
の単一の色画像を迅速連続式に提供しうるよう、３つの
セルを順次切り換えて行く。

別の方法が、1977年１月11日に特許されたヒルサム（Hi
lsum）等による米国特許第4,003,081号明細書に開示さ
れている。本発明による方法に係る先駆的発明である彼
等の方法は、電気的に制御されるフィルター要素と組み
合わされた少なくとも２つの色で、画像を形成するCRT
を使用するようになっている。フィルターは、給与信号
に応じて変えられる個々に異なる色を透過しうる液晶材
料である。

好適実施例において、レーダのような第１の光源から出
されるビデオ画像は、第１の色で表現され、一方、コン
ピュータのような第２光源から出されるビデオ画色は、
第２の色で表わされる。

別の実施例は、３つの色の組合せが利用できるよう、第
３のフィルターを備えるフィールド順次方式のカラーデ
ィスプレイである。

1983年５月31日に特許されたファーガソン（Fergason）
による米国特許第4,385,806号明細書によれば、液晶デ
バイス型光シャッターを波長遅延用プレートと組み合わ
せ、偏り（bias）の下で作動する液晶デバイスにおける
遅れを補償するようになっている。偏りを利用すると、
シャッター装置の作動は、スピードアップされ、かつ遅
れプレートが、セルの垂直方向の複屈折を補償する。

ファーガソンによる一部継続出願であって、1984年３月
13日に特許された米国特許第4,436,376号明細書によれ
ば、１対の液晶セルが、プッシュプル・アンプリファイ
アの要領で作動するようになっている。個々のセルは、
それ自体の位相シフトを、通過光学ビームに付与しうる
ように作動する。セルに対する偏りの付与が、電極に隣
接する層を除いて、結晶の優位部を配列させる。伝導面
における増分電気信号の付与が、セルに対する迅速なオ
ン−オフ周期を達成させる。

以上の如く開示されているセルは、通信リンクとして利
用され、情報は、セルに対する給与信号により、光ビー
ム上で変調される。位相が180度ずれた信号は、プッシ
ュプル作動のため、２つのセルに加えられる。

液晶セルおよび色偏光子とともに、白黒CRTを用いた一
般的アイデアは、アイ・ビー・エム（IBM）社の技術公
開公報（Technical Disclosure Bulletin）（1979年10
月発行、第22巻、第５号）に、ブリンソン（Brinson）
等によって発表されている。

３つの完全な色を表わす能力が必要であるため、第１液
晶セルの次に、第１色偏光子を並べ、かつ第２液晶セル
の次に、第２色偏光子を並べる。本質的に白の光は、直
線偏光子を介して透過され、第１セルの状態により、青
か赤のいずれか一方が、第２セルに通される。このセル
の状態により、青か黄色が通過する。その際、組合せの
正味出力は、あらゆる瞬間において、青、赤、緑か、あ
るいは黒のいずれかとなる。

表示の間、正味の色は、ほぼ全範囲の色を提供するた
め、一つ以上の出力色位相を介し、残像を持たせること
により、混合されるようになっている。

若干異なる方法が、1983年５月４日に特許されたシャン
クス（Shanks）による米国特許第4,328,493号明細書に
開示されている。

少なくとも２つの異なる色を放射するCRTは、第１およ
び第２の色選択偏光子、液晶セルおよび中立直線偏光子
と組み合わされている。第１の状態において、液晶セル
は、給与偏光の面を回転し、第２の状態においては回転
せず、光を透過する。そこで、セルは、色で見ることが
できる画像の表示と同期して切換えられる。セルは、テ
レビジョン伝送が行なわれている間利用可能な時間にお
ける状態間で切換えができないため、セルの半分だけ
が、一度に切換えられ、電極は、それに応じて作動され
る。

1984年11月14日に公開されたボス（Bos）等によるイギ
リス国特許公開公報第GB2139788A号、また1986年４月15
日に特許された米国特許第4,582,396号明細書によれ
ば、液晶セルからなるフィールド順次方式のカラー装置
が開示されている。液晶セルは、光の偏光に応じ、第１
若しくは第２の色の選択的に透過する多色フィルターを
含んだ偏光装置において、可変光学リターダーとして機
能している。

カラー感知偏光装置は、少なくとも２つの色の光を放射
しうるCRTの前方に置かれる。第１の吸収軸は、第１の
色の直線偏光を通し、また第２の吸収軸は、第２の色の
直線偏光を通す。液晶セルの次には、直線偏光子を設け
るようになっている。

液晶セルが、第１の信号によって作動される際、給与光
に対して半波長の遅れを与える。第２の信号によって作
動される際、入射光による実質的な遅れは生じない。光
の実質的な遅れがないことにより、一方の色の光だけ
は、直線偏光子を通過できる。半波長の遅れがあると、
他方の色の光のみが、偏光子を通過できる。

特別につくられた液晶セルは、可変リターダーとして機
能する。ネマティック液晶セルは、ディスクリネーショ
ン・フリーとなるようにつくられるとともに、セル内の
液晶材料の面に接触してないディレクタの方位を変える
２つの状態間を切換えるバウンド・フリーの要領で、切
換えるようになっている。

（発明の要約）本発明は、前述のボス等が考えたものより、更に早い速
度で作動しうる可変リターダーを提供するものである。

フィールド順次方式のカラーディスプレイ装置は、少な
くとも２つの異なる波長の光のソースと、直交する第１
および第２の吸収軸を有する色選択性偏光フィルターを
含む、前記ソースと光学的に関連する偏光装置とを備え
ている。前記第１吸収軸は、第１の色の直線偏光を通過
させ、第２吸収軸は、第２の色の直線偏光を通過させる
ようになっている。

可変光学遅れ装置は、色選択性偏光フィルターと、ソー
スによって放射された光が、当該遅れ装置において光学
的に遅延させられる量によって決定される色の光を、選
択的に透過させうる円偏光装置との間に配置される。

可変光学遅れ装置に連結される制御装置は、透過する光
に対して当該遅れ装置によりもたらされる光学的遅れ量
を調整する。従って、前記遅れ装置は、少なくとも第１
および第２の遅れを可能とし、その結果、少なくとも第
１および第２の色の光の放射が行なわれる。

好適実施例において、ソースから放射された光は、前記
制御装置と同期して変調され、多色表現をもっているよ
うに見える画像を形成する。これは、第１および第２の
液晶セルと、第１および第２のレベルにおける電圧源、
および前記各セルによって付与される光学的遅れ量を決
めるべく、電圧レベルを前記各セルに印加する手段を有
する制御装置とを備えている可変光学遅れ装置を用いる
ことにより達成される。

表示されるカラーの純度は、前記ソースと偏光装置との
間の光学通路における第１フィルターと、前記偏光装置
の出力から不必要な色を取り除く前記色選択性偏光手段
において、放射光を、前記第１および第２の色に限定す
るために前記円偏光装置の出力側に設けられる第２フィ
ルターとを用いることにより、高められる。

ディスプレイ面のコントラストも又、CRT蛍光点が光を
放射しないスペクトル領域において、入射周辺光を吸収
するようになっているフィルター手段を用いることによ
り、高められる。コントラストを最もよくするため、フ
ィルターは、組合せの外側に置かれる。その場所につい
ては、カラー純度をよくすることが専らの目的である際
には、大して重要ではない。

可変光学遅れ装置の作動速度を増大させるため、前記各
液晶セルは、第１レベルの電圧印加時に、1/4波長だけ
光学的に遅らせることができるとともに、第２レベルの
電圧印加時には遅れが生じないようにすることができ
る。

本発明による装置が、速度ならびに温度の影響を受けな
い点で、優れた面を備えている理由は、あらゆる液晶デ
バイスが、給与電圧を欠く状態において、「オフ」状態
であると見做しうる「好適状態」、即ち弛張の状態を有
しているためである。

セルは、電圧が加えられて「オン」状態にされ、かつタ
ーンオフの応答速度は、給与電圧の大きさに関係する。
セルのターンオンは、温度と殆ど無関係である。

セルにおける電圧が取り除かれると、セルは、「オフ」
の状態に弛張する。しかし、ターンオフに必要な時間
は、温度に左右され、温度が20℃以下に下がると、必要
な時間は著しく増大する。

セルが、1/4波長の遅れにより、完全な「オン」状態か
ら、部分的な「オン」状態へ弛張することのみを必要と
する場合には、必要時間は、半波長遅れ状態へ弛張させ
なければならなかった場合よりも、かなり短かいことは
言うまでもない。

本発明は、プッシュプル式の２つのセルを用いているの
で、一方のセルが「オン」の状態にされている際、他方
のセルは、「オン」の状態から、1/4波長遅れの状態へ
弛張されている。そのため、一方のセルの応答は、温度
に無関係であるのに対し、他方のセルは、若干ではある
が、温度の影響を受ける。そのため、本発明による装置
の作動速度は、従来のものよりも相当に大きくなってい
る。

第１および第２の液晶セルは、互いに直交し、かつ偏光
軸に対して45度をなしている。そのため、第１レベルの
電圧を印加すると一方のセルは、直線偏光を、半波長
（90度回転）の正味遅れを伴なって、円偏光子を通過す
る右円偏光へと変換し、また、他方のセルは、入射光
に、何らの遅れをも与えない。第２レベルの電圧を印加
すると、第１のセルは、実質的に遅れを与えず、一方、
第２のセルは、直線偏光を、実質的にゼロ、即ち回転な
しの正味遅れを伴なって円偏光子を通過する左円偏光へ
と変換する。

好適実施例によれば、２つの液晶セルは、信号電圧源に
共通に接続される隣接電極と背中合わせに置かれる。残
りの電極は、電圧源と、共通の基準電圧源、即ちアース
との間に接続される。

信号電圧源は、２つの中間電圧の間を動き、一方は、第
１セルは横切るが、第２セルを横切らない実質的電圧降
下とし、他方は、第２セルを横切るが、第１セルを横切
らない実質的電圧降下とする。これは、基準レベルを、
信号レベルの和に等しく設定することによって達成され
る。

第１のレベル、即ち低いほうのレベルにおける信号を加
えると、低い電圧が横切って存在しているセルは、1/4
波長リターダーとなり、また、高い電圧が横切って存在
している別のセルは、零リターダーとなる。

第２のレベル、即ち高いほうのレベルにおける信号を加
えると、以前に低い電圧であったセルは、今度は、高い
電圧を受けるとともに、零リターダーとなり、一方、前
に零リターダーであった別のセルは、低い電圧になると
ともに、1/4波長リターダーになる。

ある実験によると、信号電圧は、8Vと32Vの間で動き、
かつ基準電圧の設定値は、40Vであった。信号電圧を8V
とすることにより、一方のセルは、電極に8Vの電位差が
あり、他方のセルには32Vの差があった。信号電圧が32V
に切り換った際、セルを横切る電圧差も切り換わった。

セルは、互いに直交しているので、既に言及したよう
に、一方の信号により、組合せは、直線偏光を、半波
長、即ち90度の正味遅れを伴って円偏光子を通過する右
円偏光に変換する。他方の信号は、直線偏光を、実質的
に正味遅れを伴なわずに円偏光子を通過する左円偏光に
変換する。そのため、どの信号電圧が組合せに印加され
るかに応じて、遅れに半波長の差が生じる。

（実施例）前記ならびにそれ以外の本発明に係る利点および特徴
は、添付の図面を参照して以下に行う詳細な説明から、
当業者には、更に一層明らかとなろう。

全図において、同じ符号は、同じ部分を表わす。

第１図は、本発明によるディスプレイ装置（10）を構成
する諸要素を示す。CRT（12）は、照射蛍光体のパター
ンの形式で情報を表示する。印加時、少なくとも第１お
よび第２の狭域波長の光を発する特殊な管を利用するの
が好ましい。あらゆる特定の「カラー・スイッチ」を欠
く状態で、ディスプレイは、モノクロであるように見え
る。

本発明の好適実施例において、色偏光子、即ちCRT（1
2）に隣接する多色フィルター（16）は、光に応答し
て、赤か緑、いずれかの偏光を透過する。この場合、フ
ィルター（16）は、垂直方向に赤色光を、水平方向に緑
色光を偏光させるよう、方向づけられている。

１対の液晶セル（18）（20）は、互いに隣接して設けら
れている。内側、即ちセル（18）（20）の信号電極（2
2）（24）は、第１の信号電圧供給源（26）へ共通に接
続されている。外側、即ち各セル（18）（20）のバイア
ス電極（28）（30）は、バイアス電圧供給源（32）と、
共通基準電圧供給源（34）、即ちアースとへ、それぞれ
接続されている。

1/4波長プレート（36）の次に、直線偏光子（38）が位
置している。この組合せは、円形偏光子として作用す
る。

ジジミウム・フィルター（40）は、周辺光の透過を抑え
る。これは、周辺光が諸要素の組合せを経てCRTに達す
るのを防止でき、かつCRT面からの反射時に、周辺光が
侵入してきても、フィルターによって弱められるように
なっている。紫外線フィルターを組み合わせることによ
り、完璧となり、余計の不必要な光は遮断される。

多色フィルター（16）は、赤色偏波と緑色偏波とが直交
するように方向づけられている。液晶セル（18）（20）
は、多色フィルター（16）の垂直偏光軸に対し45度の角
度をなしており、セルのディレクタ（director）、即ち
遅延軸と整列している。

分かり易くするために、第１の液晶セル（18）の遅延軸
は、垂直軸、即ち多色フィルター（16）の赤色偏光軸に
対して−45度になっており、また第２の液晶セル（20）
の遅延軸は、赤色軸に対し＋45度になっていると仮定す
る。

1/4波長プレート（36）は、第２の液晶セル（20）の遅
延軸と平行をなすプレートの遅延軸と整列している。直
線偏光子（38）は、多色フィルター（16）の赤色偏光軸
と平行になるよう方向づけられている。

装置の好適実施例において、バイアス電圧供給源（32）
に対する電圧は、＋40Vとし、かつ共通電圧供給源（3
4）の電圧は、0Vとした。その場合、第１の信号電圧は
＋8V、第２の信号電圧は＋32Vであった。本実施例の黄
色出力信号に対し、＋20Vの中間信号を使用した。

黄色を達成する別の方法では、信号電極（22）（24）に
対して、＋40Vのバイアス電圧に等しい信号を与え、そ
の際、両方のバイアス電極（28）（30）は、共通の電圧
供給源（34）へ結合させなければならない。この方法に
は、電圧と信号の条件に多少の複雑さがあり、また、一
方か双方のバイアス電極に印加されるバイアス電圧が、
いくらかの調整を必要とするかも知れないが、視角はよ
くなる。

第2a図は、赤の画像形成を説明するため、ディスプレイ
の一部を示したものである。

図から明らかなように、多色フィルター（16）は、赤色
光を垂直方向に偏光させている。赤色画像を提供するた
め、8Vの信号が、信号電極（22）（24）に加えられる。

それにより、多色フィルター（16）から出される偏光に
1/4波長の遅れを付与するため、第１の液晶セル（18）
の透過特性は変えられる。1/4波長の遅れが、第２の液
晶セル（20）に透過される光を円偏光させる。第２のセ
ル（20）には、相当に大きい電圧がかけられているの
で、セルは、完全に「オン」の状態になっており、従っ
て、入射光に遅れを与えることはない。

液晶セル（18）（20）から出される円偏光は、1/4波長
プレート（36）に達し、直線偏光になる。第１の液晶セ
ル（18）の遅延軸は、λ/4プレート（36）の遅延軸に直
交しているので、遅れは取り消され、また、透過ビーム
の正味遅れは、事実上、ゼロになる。

従って、垂直方向に偏光した赤色光成分は、垂直方向の
偏光性を維持し、かつ偏光軸が垂直になっている直線偏
光子（38）を通過する。水平方向に偏光した緑色成分は
遮断され、かつ画像は、赤色として透過される。

第2b図は、緑色画像の形成の様子を示す。

図から明らかなように、多色フィルター（16）は、水平
方向に緑色光を偏光する。緑色画像を提供するため、32
Vの信号が、信号電極（22）（24）に加えられる。

第１のセル（18）には、相当に大きい電圧がかけられて
いるため、セルは、完全に「オン」の状態になってお
り、従って、入射光に遅れを与えることはない。しか
し、第２のセル（20）を横切る8Vの電圧降下が、第２液
晶セル（20）の透過特性を変え、多色フィルター（16）
からの偏光に、1/4波長の遅れを与える。この1/4波長の
遅れが、λ/4プレート（36）に透過される光を円偏光さ
せる。

λ/4プレート（36）において、光は、再び直線偏光にな
る。第２液晶セル（20）の遅延軸は、λ/4プレート（3
6）の遅延軸と平行になっているので、遅れが加わり、
しかも、透過ビームの正味遅れが、事実上、半波長とな
る。従って、垂直方向に偏光した赤色光成分は、水平方
向に偏光した緑色成分と同じように、90度回転する。

垂直方向に偏光された緑色成分は、偏光軸が垂直方向に
なっている直線偏光子（38）を通過する。しかし、水平
方向に偏光している赤色成分は、遮断され、緑色画像が
透過される。

もし、両方の液晶セル（18）（20）が、透過光を同じ量
だけ遅らせるとすれば、（両方のセルに、同じ電位が存
在している場合）、セルは、反対方向に配向しているの
で、それらの効果は、事実上、取り消され、かつλ/4プ
レート（36）のみが、透過ビームを円偏光にする遅れを
付与することになる。

直線偏光子（38）は、赤色成分、緑色成分いずれも遮断
できないため、結果として生じる画像は、色の組合わせ
からもたらされる色、この場合、黄色になる。

（ａ）乃至（ｆ）からなる第３図は、装置がどのように
作動するかを説明するためのグラフである。

第３図の（ａ）は、波長に対する光の強度をプロットし
たグラフである。

好適実施例におけるCRT（12）は、スペクトルの緑と赤
の領域において、２つの狭くかつはっきりしたバンドの
光を放射する。蛍光体は、約550nmのところで、緑色光
を出し、また、約630nmのところで赤色光を出す。約480
nmのところの青色領域と、約580nmのところの黄色領域
に、若干の発光が現われている。

第３図の（ｂ）は、多色フィルター（16）の透過特性を
示すグラフであり、波長に対する光の透過度をプロット
したものである。

緑偏光子は、約515nmのあたりに最大値がある可成り幅
の広い透過度を示している。赤偏光子は、500〜560nmの
光を殆ど遮断し、600nm以上の光をすべて透過する。

第３図の（ｃ）は、好適実施例に対して用いたフィルタ
ーの透過特性を示す。

ジジミウム・フィルター（40）は、560〜610nmの相当に
狭い範囲の光を除き、殆どの光を通す。紫外線フィルタ
ー（42）は、540nm以下の光を遮断し、それ以上の波長
の光をすべて透過する。これらの高度な選択特性が、非
常に狭い帯域の発光を有する慎重に選ばれた蛍光体に適
合している。フィルターがCRTとよく適合すると、装置
によって形成される画像のコントラストと純度の向上に
有利である。

第３図の（ｄ）および（ｅ）は、フィルターの結果的透
過特性が、蛍光体の発光特性と如何にして適合されるか
を示すグラフである。

図から明らかなように、緑色蛍光体の出力のピクと一致
する550nmのところに最大透過度の窓（window）があ
る。赤色発光に対し、組合せフィルターは、600nmより
長いすべての光を透過させる。また、赤色蛍光体は、最
大透過の範囲内で、丁度630nmのところにピークを示
す。

黄色画像は、赤色成分および緑色成分双方の透過から結
果的に得られ、従って、第３図の（ｄ）および（ｅ）を
合成したものが、第３図の（ｆ）である。

緑色発光および赤色発光は、帯域フィルターを経て同時
に透過され、その結果生じる画像が、黄色に見える。こ
の画像は、本発明の装置（10）によるあらゆる変調前で
は、CRT（12）の単色出力からなっている。

第４図は、単一の液晶セル（18）の構造を示す。セル
は、対称的になっており、同一の要素をはっきりさせる
ため、符号にダッシュを用いて表示した。セルの外側
は、ガラスプレート（50）（50′）である。

ガラスプレート（50）（50′）の内面には、インジウム
・錫の酸化物層（52）、その次に、シリコンの酸化物層
（54）が設けられている。インジウム・錫の酸化物層
（52）（52′）は、セルに電場を与える電極の働きをす
る。シリコンの酸化物層（54）（54′）は、絶縁体であ
る。

シリコンの酸化物層（54）の上には、ポリイミド層（5
6）が形成され、液晶材料（58）に接触する面となって
いる。

液晶材料（58）を中に密閉するため、周囲ガスケット
（60）が設けられる。２枚のガラスプレート（50）（5
0′）の間隔を均一に維持するため、スペーサ（62）が
使用される。

所望の液晶表示効果を達成するため、ポリイミド層（5
6）を、予め決められた方向にこすらなければならな
い。それにより、セルを方向づけるとともに、セルのデ
ィレクタ、即ち遅延軸の方向を決めることができる。

別の実施例として、中央ガラスプレートを分け隔て両方
にセルを設けた２重セル構成とすることができる。その
場合、中央プレートの両面に、それぞれ、インジウム・
錫酸化物層、シリコン酸化物層、およびポリイミド層が
形成される。このような構造にすると、組合せ用ガラス
が１枚節約でき、しかも、ガラスプレートがもたらしか
ねない光の内部減衰量を或る程度減らすことができる。

液晶セルの作用については、前段の従来技術において記
述したところである。本発明の場合、1/4波長遅れレベ
ルにおけるセルる作用と、迅速なスイッチングおよび優
れた視角の有利性を提供しうるセルのプッシュプル配列
を用いている。

λ/4プレートとともに、1/4波長遅れを利用することに
より、セルの状態は、バウンド即ち遅れを伴わず、迅速
に切換えが可能である。セルのみは、遅れを伴わない完
全「オン」の状態と、1/4波長の遅れを提供している部
分的「オン」の状態との間でシフトさせなければならな
いので、電極に隣接している液晶層のみが、再配向され
る必要がある。

本発明による装置は、セルが「オフ」の状態、即ち完全
な弛張状態か、あるいは1/4波長遅れモードにおいて、
セルが殆ど「オフ」の状態では作動しない。

当業者であれば、上記以外の変形実施例についても思い
至る筈である。従って、本発明の範囲は、本明細書の特
許請求の範囲によってのみ、制約されるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、３色テレビジョンディスプレイの概略図であ
る。第2a図および第2b図は、赤画像および緑画像のそれぞれ
に必要な偏光状態を示すディスプレイ組合せ要素の展開
図である。（ａ）乃至（ｆ）からなる第３図は、ビューアーに形成
され、かつ達する光の成分を示すため、光の透過度と波
長の関係を表わすグラフである。第４図は、第１図示の装置に使用される液晶セルの構造
を示す断面図である。（10）ディスプレイ装置、（12）CRT （16）フィルター、（18）（20）液晶セル（22）（24）信号電極、（26）供給源（28）（30）バイアス電極、（32）供給源（34）供給源、（36）1/4波長プレート（38）直線偏光子、（40）フィルター（42）紫外線フィルター、（50）（50′）ガラスプレー
ト（52）（52′）酸化物層、（54）（54′）シリコンの酸
化物層（56）ポリイミド層、（58）液晶材料（60）周囲ガスケット、（62）スペーサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）少なくとも２つの異なる波長の光
源、（ｂ）第１および第２の直交する吸収軸を有し、その第
１吸収軸が第１の色の直線偏光を通過させ、かつ第２吸
収軸が第２の色の直線偏光を通過させる色選択性偏光フ
ィルターを含み、前記光源と光学的に連結している偏光
装置、（ｃ）前記光源によって放射された光が光学的に遅延さ
せられる量によって決定される色の光を選択的に透過さ
せるべく、前記偏光装置と光学的に連結されていて、前
記吸収軸の１つから45°変位して回転する遅延軸を有す
る1/4波長プレートを備えた円偏光装置、（ｄ）前記円偏光装置に加えられる光を遅らせるため、
前記色選択性偏光フィルターと、前記円偏向装置との間
に配置されていて、１つが前記1/4波長プレート遅延軸
に平行である第１および第２の直交する遅延軸を有する
可変光学遅延装置、と（ｅ）前記遅延装置により、透過する光に付与される光
学的遅れ量を制御し、それにより、前記遅れ量が少なく
とも第１および第２の色の光の放射を結果的にもたらす
少なくとも前記第１および第２の遅れを可能とする前記
可変光学遅延装置に連結されている制御装置、とからな
ることを特徴とするフィールド順次方式カラーディスプ
レイ装置。
【請求項２】光源から放射される光を、制御装置と同期
させて変調し、多色表現をもつように見える画像を形成
させることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記
載のフィールド順次方式カラーディスプレイ装置。
【請求項３】光源および偏光装置の間の光学通路におけ
る第１のフィルターと、放射光を、色選択性偏光装置に
おいて第１および第２の色に限定するための円偏光装置
の出力のところに設けられる第２フィルターとを備え、
それにより、前記偏光装置の出力から不必要な色を取り
除き、かつディスプレイの輝度を殆ど損なわずに反射周
辺光を抑えることによって、ディスプレイのコントラス
トを高めることができるようになっていることを特徴と
する特許請求の範囲第（１）項に記載のフィールド順次
方式カラーディスプレイ装置。
【請求項４】可変光学遅れ装置が、第１及び第２の液晶
セルからなり、また、制御装置が、第１及び第２レベル
における電圧源と、前記各セルによって付与される光学
的遅れ量を決めるため、前記各セルに対して前記電圧レ
ベルを引加するための手段とを備えていることを特徴と
する特許請求の範囲第（１）項に記載のフィールド順次
方式カラーディスプレイ装置。
【請求項５】第１及び第２の液晶セルが、基準電圧源と
共通基準電圧源との間に直列に接続され、前記基準電圧
が、第１及び第２レベルの和に等しく設定され、また電
圧レベルを印加するための手段が、第１及び第２のセル
の相互連結部に結合されていることを特徴とする特許請
求の範囲第（４）項に記載のフィールド順次方式カラー
ディスプレイ装置。
【請求項６】各液晶セルが、第１レベルの電圧印加時
に、光を1/4波長だけ光学的に遅らせることができ、か
つ第２レベルの電圧印加時に、実質的な遅れを付与しな
いことを特徴とする特許請求の範囲第（４）項に記載の
フィールド順次方式カラーディスプレイ装置。
【請求項７】各液晶セルが、第１レベルの電圧印加時
に、光を1/4波長だけ光学的に遅らせることができ、か
つ第２レベルの電圧印加時に、実質的な遅れを付与しな
いことを特徴とする特許請求の範囲第（５）項に記載の
フィールド順次方式カラーディスプレイ装置。
【請求項８】第１及び第２の液晶セルが、第１レベルの
電圧印加時に、一方のセルが、直線偏光を右円偏光に変
換し、他方のセルが、実質的な遅れなしに光を通すが、
円偏光装置を通過する光に、結果的に半波長（90度回
転）の正味遅れを生じさせ、かつ、第２レベルの電圧印
加時に、一方のセルが、入射光に実質的な遅れを与え
ず、他方のセルが、直線偏光を、実質的な遅れを伴わず
に前記円偏光装置を通過する左円偏光に変換するよう
に、光学軸に対し方向づけられていることを特徴とする
特許請求の範囲第（４）項に記載のフィールド順次方式
カラーディスプレイ装置。
【請求項９】周辺光による明るい環境中で、フィールド
順次方式のカラーディスプレイを行なう方法において；（ａ）少なくとも２つの異なる波長成分を有する光を発
生させる段階；（ｂ）発生した光を、第１および第２の直交する吸収軸
を有し、その第１吸収軸が第１の色の直線偏光を通過さ
せ、かつ第２吸収軸が第２の色の直線偏光を通過させる
色選択性偏光フィルターを用いて、偏光させる段階；（ｃ）光を光学的に遅らせてある量によって決定される
色の光を選択的に透過させるため、前記吸収軸の１つか
ら45°変位して回転する遅延軸を有する偏光子を使用し
て前記偏光を円偏光する段階；（ｄ）色選択性偏光フィルターと円偏光子との間に配置
されていて、前記偏光子遅延軸に平行な少なくとも１つ
の遅延軸を有する可変光学遅延装置を利用し、円偏光装
置に加えられる光を選択的に遅らせる段階；および、（ｅ）少なくとも第１及び第２の色の光の放射がもたら
されるよう、少なくとも第１および第２の遅れによって
光学的遅れ量を制御する段階とからなることを特徴とす
るフィールド順次方式カラーディスプレイを行なう方
法。
【請求項１０】光源から放射される光が、予め決められ
た制御装置と同期して変調され、多色を持つように見え
る画像を形成することを特徴とする特許請求の範囲第
（９）項に記載のフィールド順次方式カラーディスプレ
イを行なう方法。
【請求項１１】偏光段階の出力から不必要な色を取り除
き、かつディスプレイの輝度を高めるように、放射光
を、第１および第２の色に限定するべく、偏光段階およ
び円偏光段階の前後に、光通路の始点および終点におい
て、光をフィルターにかける段階を含むことを特徴とす
る特許請求の範囲第（９）項に記載のフィールド順次方
式カラーディスプレイを行なう方法。
【請求項１２】可変光学遅延段階が、第１及び第２の制
御信号を、前記偏光フィルターと偏光子の間の光路に挿
入される液晶セルに与え、前記各セルによって付与され
た光学的遅れ量を決定しうる段階を含んでいることを特
徴とする特許請求の範囲第（９）項に記載のフィールド
順次方式カラーディスプレイを行なう方法。
【請求項１３】前記第１および第２液晶セルを、基準電
圧源と共通基準電圧源との間に直列に連結し、ここで前
記基準電圧源は、第１及び第２の電圧レベルの和に等し
く設定され、前記レベルの一方が、第１遅延の原因とな
り、他方が第２遅延の原因となり、そして前記電圧レベ
ルの一つを、前記第１および第２セルの相互連結部に印
加し、その結果前記セルの一つを横切って第１電圧が印
加され、そして前記セルの他方を横切って第２電圧が印
加されることを特徴とする特許請求の範囲第（９）項に
記載のフィールド順次方式カラーディスプレイを行なう
方法。
【請求項１４】第１レベルの電圧印加時に、液晶セルに
おいて、光を1/4波長だけ光学的に遅らせる段階と、第
２レベルの電圧印加時に、実質的な光遅れを付与しない
段階を含むことを特徴とする特許請求の範囲第（12）項
に記載のフィールド順次方式カラーディスプレイを行な
う方法。
【請求項１５】第１レベルの電圧印加時に、一方のセル
が、直線偏光を右円偏光に変換し、他方のセルが、実質
的な遅れなしに光を通すが、円偏光段階で、結果的に半
波長（90度回転）の正味遅れを生じさせ、かつ、第２レ
ベルの電圧印加時に、一方のセルが、入射光に実質的な
遅れを与えず、他方のセルが、直線偏光を、実質的な遅
れを伴わず円偏光状態を介して通過する左円偏光に変換
しうるよう、吸収軸に対して第１および第２の液晶セル
を偏向させる段階を含むことを特徴とする特許請求の範
囲第（12）項に記載のフィールド順次方式カラーディス
プレイを行なう方法。