JPH11327468A - 液晶シャッタ型crt表示装置 - Google Patents

液晶シャッタ型crt表示装置

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Publication number
JPH11327468A
JPH11327468A JP13510498A JP13510498A JPH11327468A JP H11327468 A JPH11327468 A JP H11327468A JP 13510498 A JP13510498 A JP 13510498A JP 13510498 A JP13510498 A JP 13510498A JP H11327468 A JPH11327468 A JP H11327468A
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JP
Japan
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liquid crystal
polarizing plate
light
electro
optical
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Withdrawn
Application number
JP13510498A
Other languages
English (en)
Inventor
Hochi Nakamura
芳知 中村
Naoko Iwasaki
直子 岩崎
Naoki Shiramatsu
直樹 白松
Shuji Iwata
修司 岩田
Hideki Yoshii
秀樹 吉井
Hitoshi Kuma
均 熊
Takamitsu Nagase
隆光 長瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Idemitsu Kosan Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Idemitsu Kosan Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Idemitsu Kosan Co Ltd, Mitsubishi Electric Corp filed Critical Idemitsu Kosan Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶シャッタ型CRT表示装置において、視
角特性の向上を図ることで、画質の向上をはかる。 【解決手段】 強誘電性液晶を用いた液晶素子23、2
6a、偏光フィルタ21、22、24、25、27を配
列することで、液晶シャッタを構成し、これをCRT2
0の前面に設置する。この場合、隣り合った強誘電性液
晶素子23、26aは、その光軸が互いに一致しないよ
うにする。このようにすることで正面から見た場合の光
学特性を悪化させることなく、斜めから見た場合におけ
る色ずれを低減できる。また、液晶シャッタの光軸を、
CRT20の水平軸、垂直軸と一致させれば色再現性が
優れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、複屈折性を有す
る液晶素子を使用した液晶シャッタとCRTとを組み合
わせた液晶シャッタ型CRT(Cathode Ray
Tube)表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】液晶シャッタ型CRT表示装置(以下
「液晶シャッタ型CRT」という)は、赤色光、緑色
光、青色光のいずれかを選択的に透過できるように制御
可能に構成された液晶シャッタを、CRTの前面に配置
した構成となっている。そして、R、G、B信号を、順
次、CRTと液晶シャッタとに出力し、各色成分の画像
信号をCRTで表示すると同時に、液晶シャッタを各色
の光が順次透過するように制御する。これによって、
R、G、Bごとに画像信号に応じた光量の光が交互に透
過される。その結果、人間の目にはこれらの各色の光画
像が合成されてカラー画像として確認されることにな
る。
【0003】ここで液晶シャッタについて詳しく説明す
る。ここでは、複屈折性を有する強誘電性液晶を用いた
液晶素子を採用したものについて述べることにする。
【0004】強誘電性液晶素子の基本的なものとして、
表面安定化型の液晶素子は、ホモジニアス配向した強誘
電性液晶を、数ミクロンの間隔を保って配置された透明
な電極膜の間に挟んで薄いセルを構成している。
【0005】この表面安定化型の強誘電性液晶素子の動
作について説明する。
【0006】表面安定型の強誘電性液晶は、ある方向に
電圧を印加したとき液晶分子が1方向に並ぶ。従って、
この状態の液晶素子を、図8に示すように光の透過軸が
互いに直交した状態(クロスニコルの状態)で設置され
た偏光板10と偏光板11との間に置いた場合、入射側
の偏光板10を通って入射した光は、入射時の偏光方向
のままで液晶素子内を進む。しかし、液晶素子を通過後
の光は、その偏光方向が出射側の偏光板11の偏光方向
(透過軸の方向)と直交しているため、ここで遮光され
る。以下、この状態をクロスニコルのoff状態(Co
ff)とする。
【0007】また図9に示すように光の透過軸が互いに
平行な状態(パラニコルの状態)で配置された偏光板1
0と偏光板11との間にこの状態の液晶素子を置いた場
合、偏光板10を通って入射した光は、入射時の偏光方
向のまま液晶素子内を進む。液晶素子を通過後の光は、
その偏光方向が出射側の偏光板11の偏光方向(透過軸
の方向)と平行であるため、これを透過する。以下、こ
の状態をパラニコルのon状態(Pon)とする。
【0008】これとは逆の電圧を印加すると、図10に
示すように、液晶分子の光軸がoff状態での角度位置
から45度回転する。従って、この状態の液晶素子を光
の透過軸が互いに直交した状態(クロスニコルの状態)
で設置された偏光板10と偏光板11との間に置いた場
合、偏光板10を通って入射した光は、液晶素子を通過
するうちにこの液晶の複屈折性によって、その偏光方向
が変換される。実際には位相差がπとなるように液晶の
屈折率異方性と膜厚の積がλ/2となるようにしておく
ことで、その偏光方向をほぼ90度変換させる。液晶素
子を通過後の光は、その偏光方向が出射側の偏光板11
の偏光方向(透過軸の方向)と一致しているので、これ
を透過する。以下、この状態をクロスニコルのon状態
(Con)とする。
【0009】また図11に示すようにこの状態の液晶素
子を光の透過軸が互いに平行な状態(パラニコルの状
態)で配置された偏光板10と偏光板11との間に置い
た場合、偏光板10を通って入射した光は、液晶素子内
を通過するうちにこの液晶の複屈折性によって、その偏
光方向がほぼ90度変換される。液晶素子を通過後の光
は、その偏光方向が偏光板11の偏光方向(透過軸の方
向)と直交するので、ここで遮光される。以下、この状
態をパラニコルのoff状態(Poff)とする。
【0010】液晶シャッタは、このような原理に基づい
て作動する強誘電性の液晶素子が2個と、その間及び前
後に配置する偏光板とを備えて構成される。例えば図1
2に示した例では、CRT20から出射した光のうち、
垂直方向は青色光と緑色光とを透過し、水平方向は赤色
光と緑色光と青色光を透過させるBGカラー偏光板2
1、垂直方向は赤色光と緑色光と青色光とを透過し、水
平方向は赤色光を透過させるRカラー偏光板22、強誘
電性液晶素子23、垂直方向は赤色光と緑色光と青色光
を透過し、水平方向は青色光を透過させるBカラー偏光
板24、垂直方向は赤色光と緑色光とを透過し、水平方
向は赤色光と緑色光と青色光とを透過させるRGカラー
偏光板25、強誘電性液晶素子260、垂直方向はすべ
ての光を吸収し、水平方向は赤色光と緑色光と青色光と
を透過させるRGB偏光板27とを備えて構成されてい
る。
【0011】強誘電性の液晶素子23、260を、シャ
ッタ制御回路でon/off制御することにより、この
液晶シャッタは、3原色の光を、順次、遮光期間を介し
て透過させる。以下、更に詳細に説明する。ここでは、
赤色光を単に「R」と記す。同様に、緑色光を「G」、
青色光を「B」と記す。
【0012】図12(a)に示したのは、液晶素子2
3、260がともにonの状態(以下、「on−on」
と記す)である。CRT20から発せられた白色光のう
ち、垂直方向についてはBGだけが、また、水平方向に
ついてはそのまま白色光が、BGカラー偏光板21を透
過する。次のRカラー偏光板22では、垂直方向につい
てはそのままBGが、また、水平方向についてはRだけ
が透過する。次の液晶素子23はon状態である。その
ため、液晶素子23に入射した光は、この液晶素子23
を透過する際に偏光方向を90度変える。続いて、Bカ
ラー偏光板24に入射した光は、垂直方向についてはR
だけが、また、水平方向についてはBがこれを透過す
る。その次のRGカラー偏光板25では、垂直方向につ
いてはRが、また、水平方向についてはBがこれを透過
する。次の液晶素子260はon状態である。そのた
め、液晶素子260に入射した光は、液晶素子260を
透過する際に偏光方向が90度変わる。最後にRGBカ
ラー偏光板27に入射した光は、垂直方向についてはす
べてが吸収され、水平方向についてはRがこれを透過す
る。従って、液晶素子23、260のスイッチングをい
ずれもonにした状態では、この液晶シャッタは赤色光
だけを透過させることになる。
【0013】図12(b)に示したのは、液晶素子23
のスイッチングをoff、液晶素子260のスイッチン
グをonにした状態(以下「off−on」と記す)で
ある。この場合には、液晶素子260において光の偏光
方向が90度回転するため、最終的には緑色光だけが液
晶シャッタを透過する。
【0014】図12(c)に示したのは、液晶素子23
のスイッチングをon、液晶素子260のスイッチング
をoffにした状態(以下「on−off」と記す)で
ある。この場合には、液晶素子23において光の偏光方
向が90度回転するため、最終的には青色光だけが液晶
シャッタを透過する。
【0015】次に、ここで用いた強誘電性液晶のよう
な、複屈折性を有する電気光学デバイスの光学特性につ
いて説明する。
【0016】図8、図10で示したように、透過軸が直
交した状態(クロスニコルの状態)で配置された2枚の
偏光板10、11の間に表面安定化型の強誘電性液晶素
子を置いた場合、その透過光量は、式(1)のように表
される。
【0017】
【数1】
【0018】ここでI0は入射光量、dはセルの厚さ、
△n(=|ne−no|)は液晶の方向による屈折率の差
(neは異常光線屈折率、noは常光線屈折率である)、
λは波長である。また、αは液晶の分子長軸と偏光板の
偏光軸(吸収軸もしくは透過軸)とのなす角である。こ
れは、液晶素子がoffのときはα=0、onのときは
α=45となる。
【0019】これらの透過光量は、図10に示したよう
なクロスニコルのon状態の時には、α=45度でsi
n(2α)=Sin(π/2)=1となり透過率が最大
になることがわかる。
【0020】また、Δndが波長に依存せず一定の値を
示したとすると、式(1)より、例えば△nd=0.3
のときには、図13のような分光特性を示すことがわか
る。
【0021】液晶素子がon状態での分光透過率Lo
n、および、off状態での分光透過率Loffを、2
行2列の行列で表すと次のようになる。但し、ここでP
onはパラニコルのon状態での分光透過率、Poff
はパラニコルのoff状態での分光透過率、Conはク
ロスニコルのon状態での分光透過率、Coffはクロ
スニコルのoff状態での分光透過率を示している。
【0022】
【数2】
【0023】図12の例において、カラー偏光板21、
22、24、25、27それぞれの分光透過率をF1
2、F3、F4、F5とすると、各分光透過率は以下のよ
うに表される。
【0024】
【数3】
【0025】液晶シャッタの分光透過率特性LCSはこ
れらの積になる。従って、液晶素子23の分光透過率を
1、液晶素子260の分光透過率をL2とすると、図1
2に示した2液晶5カラー偏光板構成の場合の分光透過
率特性は、以下のようになる。
【0026】 LCS=F5・L2・F4・F3・L1・F2・F1 例えば、前述の図12の例における赤色表示の時の分光
透過率は、式(2)のように表される。
【0027】
【数4】
【0028】式(2)の各項にカラー偏光板の分光透過
率と液晶素子の分光透過率特性を代入すれば、液晶シャ
ッタ全体での分光透過率が計算される。
【0029】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な複屈折性をもつ液晶素子を利用してカラー画像表示を
行う場合、以下のような問題点を生じる。
【0030】正面から見た場合に複屈折性を有する素子
では、透過率の式(1)におけるリタデーション値△n
dが、光が斜めに透過する場合には数値が変わってしま
う。すなわち液晶の分光透過率特性(Pon、Con)
が変化してしまう。
【0031】図14で示すように、x、z軸側の屈折率
をno、y軸側の屈折率をneとすると、斜め方向から光
が透過した場合、短軸側の屈折率はn″=noのままで
変化しない。しかし長軸側の屈折率は、その光の入射し
てくる方向に応じて異なる。ここで、このときz軸に対
する入射光の入射角をφとすると異常光の屈折率n′
は、式(3)のように表される。
【0032】
【数5】
【0033】また、入射角をφとすると、このときの厚
さd′も、式(4)のように表される。
【0034】
【数6】
【0035】これらより、斜めから見たときの液晶のリ
タデーション値は、式(5)のように表される。
【0036】
【数7】
【0037】式(5)から明らかなとおり、リタデーシ
ョン値は、△n′の差と、d′との関数になる。これら
からもわかるように斜めからの光については、透過光量
を表す式(1)が変化する。すなわち、液晶シャッタの
分光透過率を表す式(2)も変化し、透過色が変化す
る。
【0038】かかる特性を持つ強誘電性液晶素子を2枚
用いた図12に示した液晶シャッタの場合、赤色表示の
場合(図12(a))には液晶素子23、260の光軸
が互いに平行になっている。そのため、斜めから見た場
合、図14に示すように、2枚の液晶素子の屈折率が共
にn′に変化するために大きな色ずれの原因となり、視
角特性の劣化を招いている。
【0039】本発明は、斜めの角度からみた場合でも色
ずれなどの少ない、視野角特性に優れた液晶シャッタ型
CRT表示装置を提供することを目的とする。
【0040】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたものであり、一対の電極間に挟まれ
た一軸水平配向した屈折率異方性を有する液晶分子が電
極間に加えられる外部電圧によりその配向方向を同一平
面内で変える電気光学デバイスを複数枚積層し、この外
側及び各電気光学デバイスの間に偏光板を配列する光シ
ャッタと、CRTとを備えて構成される液晶シャッタ型
CRT表示装置において、前記偏光板を隔てて隣り合う
電気光学デバイスは、その液晶分子の配向方向が互いに
一致しないように配列されることを特徴とする液晶シャ
ッタ型CRT表示装置が提供される。
【0041】前記偏光板を隔てて隣り合い、その液晶分
子の配向方向が互いに一致しないように配列された電気
光学デバイスは、液晶分子の配向方向の切り替えに際し
てその液晶分子が互いに同じ方向に回転してもよい。
【0042】前記偏光板を隔てて隣り合い、その液晶分
子の配向方向が互いに一致しないように配列された電気
光学デバイスは、液晶分子の配向方向の切り替えに際し
てその液晶分子が互いに相反する方向に回転してもよ
い。
【0043】前記電気光学デバイスはその異常光屈折率
方向または常光屈折率方向が前記偏光板の偏光軸と一致
して配列されており、且つ、前記電気光学デバイスの光
軸と偏光板の偏光軸とが一致しており複屈折をしない状
態のとき前記電気光学デバイスはその光軸が前記CRT
の画面における水平または垂直方向のいずれかと一致す
ることが好ましい。
【0044】前記電気光学デバイスは、強誘電性液晶材
料を用いたものであることが好ましい。
【0045】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。
【0046】実施の形態1.本実施の形態1は、後述す
る液晶素子23、26aの光軸が互いに直交するととも
に、off状態からon状態への移行に伴ってこの光軸
が互いに同じ方向に回転するようにしたものである(図
2参照)。なお、ここで言う「液晶素子の光軸」とは、
前述した図12におけるy軸(屈折率neの方向)であ
る。
【0047】まず、本実施の形態1における液晶シャッ
タ型CRTの概要を図1を用いて説明する。
【0048】図1において、1はガラス管、2は偏向ヨ
ーク、3は電子銃、4は同期回路であり、20はこれら
によって構成されるCRTである。5は液晶シャッタ
(光シャッタ)であり、例えば複屈折性のある液晶と偏
光フィルタを組み合わせて構成される。6は液晶シャッ
タ5の制御回路である。
【0049】この液晶シャッタ型CRTでは、R、G、
B信号を、順次、CRT20と液晶シャッタ5とに出力
し、各色成分の画像信号をCRT20で表示すると同時
に、液晶シャッタ5を各色が透過するように制御回路6
によって制御する。これによって、赤色光、緑色光、青
色光が、画像信号に応じた光量で順次透過される。その
結果、人間の目には、これらの各色の光画像が合成され
てカラー画像として確認されることになる。
【0050】以上で概要説明を終わる。
【0051】これ以降は、本実施の形態の主な特徴部分
である液晶シャッタ5を中心に説明を行う。
【0052】図2は、液晶シャッタ5を示す模式図であ
る。
【0053】液晶シャッタ5は、CRT20の側から、
BGカラー偏光板21、Rカラー偏光板22、複屈折性
を備えた液晶素子23、Bカラー偏光板24、RGカラ
ー偏光板25、複屈折性を備えた液晶素子26a、RG
B偏光板27の順に配置した構成となっている。
【0054】液晶素子23、26aは、表面安定化型の
強誘電性液晶素子であり、ホモジニアス配向した強誘電
性液晶を、数ミクロンの間隔を保って配置された透明な
電極膜の間に挟んで薄いセルを構成している。
【0055】図2(a)は、2つの液晶素子23、26
aが、ともにonの状態を示している。この状態におい
て、液晶の分子方向すなわち光軸は、液晶素子23では
水平軸に対して45度に、一方、液晶素子26aでは1
35度にされている。また、off状態において、液晶
素子23はその光軸が図面における上下方向を、一方、
液晶素子26aはその光軸が図面における水平方向を向
いている。液晶素子23、26aはいずれも、off状
態からon状態への移行に伴って光軸が、同じ向き、こ
こでは、視聴者側(図2における右側)から見て時計方
向に回転する。従って、本実施の形態における液晶素子
23と液晶素子26aとは、その分子の配向方向が一致
することはない。
【0056】BGカラー偏光板21は、垂直方向は青色
光と緑色光とを透過し、水平方向は赤色光と緑色光と青
色光を透過させる。Rカラー偏光板22は、垂直方向は
赤色光と緑色光と青色光とを透過し、水平方向は赤色光
を透過させる。Bカラー偏光板24は、垂直方向は赤色
光と緑色光と青色光を透過し、水平方向は青色光を透過
させる。RGカラー偏光板25は、垂直方向は赤色光と
緑色光とを透過し、水平方向は赤色光と緑色光と青色光
とを透過させる。RGB偏光板27は、垂直方向はすべ
ての光を吸収し、水平方向は赤色光と緑色光と青色光と
を透過させる。
【0057】CRT20から発せられた白色光は、以下
のようにして所望の成分(色)の光のみがこの液晶シャ
ッタ5を透過される。
【0058】CRT20から発せられた白色光は、垂直
方向についてはBGだけが、また、水平方向については
そのまま白色光が、BGカラー偏光板21を透過する。
次のRカラー偏光板22では、垂直方向についてはその
ままBGが、また、水平方向についてはRだけが透過す
る。次の液晶素子23はon状態である。そのため、液
晶素子23に入射した光は液晶素子23を透過する際に
偏光方向を90度変える。Bカラー偏光板24に入射し
た光は、垂直方向についてはRだけがこれを透過し、水
平方向についてはBがこれを透過する。その次のRカラ
ー偏光板25では、垂直方向についてはRが透過し、水
平方向についてはBが透過する。次の液晶素子26aは
on状態である。そのため、液晶素子26aに入射した
光はこの液晶素子26aを透過する際に偏光方向を90
度変える。最後に、RGBカラー偏光板27に入射した
光は、垂直方向についてはすべてが吸収され、水平方向
についてはRが透過する。従って、液晶素子23、26
aのスイッチングをon−onにした状態では、この液
晶シャッタは赤色光だけを透過させる。
【0059】緑色を表示するときには、図2(b)に示
したように、液晶素子23をoffに、一方、液晶素子
26aをonにする。すると、液晶素子26aの液晶分
子が図面における右側からみて時計回りに45度回転
し、その光軸が水平軸に対して135度の位置になる。
これにより液晶素子26aを透過する間に光はその偏光
方向が90度回転することになる。その結果、液晶シャ
ッタは緑色光だけを透過することになる。
【0060】青色を表示するときは、図2(c)に示し
たように、液晶素子23をonに、一方、液晶素子26
aをoffにする。すると、液晶素子23の液晶分子が
時計回りに45度回転し、光軸が水平軸に対して45度
の位置になる。これにより、液晶素子23を透過する間
に、光はその偏光方向が90度回転することになる。そ
の結果、液晶シャッタは青色光だけ透過することにな
る。
【0061】本実施の形態1では2枚の液晶素子23、
26aについてその光軸が互いに一致しないようにした
ことで、液晶分子の視角の影響を2枚の液晶素子から同
時に受けることがない。つまり、視角を変えたときの影
響が分散するため、従来技術と較べて、色ずれを小さく
できる。なお、正面での色再現性は従来と同様である。
【0062】液晶素子23、26aの光軸の向きは上述
した例に限定されるものではない。例えば、on状態で
の光軸の向きを、液晶素子23では水平軸に対して13
5度にし、一方、液晶素子26aでは水平軸に対して4
5度にしてもよい。
【0063】本実施の形態1では、on−onで赤色表
示、off−onで緑色表示、on−offで青色表示
となっていた。しかし、偏光板の配列や種類を換えるこ
とにより、例えば、on−onで緑色表示、off−o
nで青色表示、on−offで赤色表示となる偏光板の
組み合わせを選択しても視覚への効果は同じである。な
お、この点については、後述する実施の形態2、3にお
いても同様である。
【0064】実施の形態2.本実施の形態2は、後述す
る液晶素子26bとして、実施の形態1における液晶素
子23と同一仕様のものを採用し、これを表裏逆向きに
配置したものである(図3参照)。液晶素子26bは、
offの状態からonの状態へのスイッチングに伴っ
て、図面における右側から見て反時計周りに回転する。
これ以外の点は実施の形態1と同様である。
【0065】図3(a)は、2つの液晶素子23、26
bがともにonの状態を示している。液晶の分子方向す
なわち光軸は、液晶素子23では水平軸に対して45度
に、一方、液晶素子26bでは135度にされている。
off状態において、液晶素子23および液晶素子26
bはいずれもその光軸が図面における上下方向を向いて
いる。ただし、本実施の形態2においては、このoff
−offのモードは表示には使用しない。off状態か
らon状態への移行に伴って液晶素子23はその光軸が
視聴者側(図2における右側)から見て時計向きに回転
する。これに対し液晶素子26b、ここでは、視聴者側
(図2における右側)から見て反時計方向に回転する。
従って、本実施の形態における液晶素子23と液晶素子
26bとは、その分子の配向方向が一致することはな
い。
【0066】図3(a)は、2つの液晶素子23、26
bがともにonの状態を示している。この状態において
本実施の形態2の液晶シャッタは、CRT20の発した
白色光のうち赤色光のみを透過する。図3(b)は、液
晶素子23がoff、液晶素子26bがonの状態を示
している。この状態において本実施の形態2の液晶シャ
ッタは、CRT20の発した白色光のうち緑色光のみを
透過する。図3(c)は、液晶素子23がon、液晶素
子26bがoffの状態を示している。この状態におい
て本実施の形態2の液晶シャッタは、CRT20の発し
た白色光のうち青色光のみを透過する。
【0067】本実施の形態2でも、実施の形態1と同様
に二つの液晶素子は液晶分子方向が互いに一致すること
がないので、実施の形態1と同等の視角特性が得られ
る。正面から見たときの赤色、緑色、青色の色再現特性
が悪化することはなく、本実施の形態2でも従来技術と
同等である。
【0068】分子方向の異なる液晶素子にすると、図4
に示すような縦横比の異なるシャッタサイズの場合(例
えば縦横比が3:4)は、offの状態で2枚の液晶分
子が垂直になるように液晶パネルを切り出すように加工
しなくてはならない。すなわちサイズが2仕様になる。
しかし、本実施の形態2では、同じ切り出し角にカッテ
ィングされた液晶パネルの裏と表を使って構成できる。
従って、液晶パネルの種類が少なくて済むため製造面で
有利である。
【0069】実施の形態3.本実施の形態3は、液晶素
子のモード(on/off)と、透過する色との対応関
係が、実施の形態1、2とは異なっている。
【0070】本実施の形態3の装置は、液晶シャッタ、
特に、カラー偏光板の構成および制御回路6による制御
内容以外は基本的には実施の形態1と同様である。従っ
て、以下においては液晶シャッタを中心に説明を行う。
【0071】図5は、本実施の形態3の液晶シャッタ型
CRTにおける液晶シャッタを示す模式図である。
【0072】液晶シャッタ5は、CRT20の側から、
Bカラー偏光板28、RGカラー偏光板29、複屈折性
を備えた液晶素子23、BGカラー偏光板30、Rカラ
ー偏光板31、複屈折性を備えた液晶素子26a、RG
B偏光板27の順に配置した構成となっている。
【0073】液晶素子23、26a自身の構成およびそ
の配置は、実施の形態1と同様である。図5(a)は、
2つの液晶素子23、26aが、ともにoffの状態を
示している。この状態において、液晶の分子方向すなわ
ち光軸は、液晶素子23では水平軸に対して90度に、
一方、液晶素子26aでは0度にされている。液晶素子
23、26aはいずれも、off状態からon状態への
移行に伴って光軸が、同じ向き、ここでは、視聴者側
(図5における右側)から見て時計方向に回転する。そ
の結果、on状態において、液晶の分子方向すなわち光
軸は、液晶素子23では水平軸に対して45度に、一
方、液晶素子26aでは135度になる。従って、液晶
素子23と液晶素子26aとは、その分子の配向方向が
一致することはない。
【0074】Bカラー偏光板28は、水平方向は赤色光
と緑色光と青色光を透過し、垂直方向は青色光を透過さ
せる。RGカラー偏光板29は、水平方向は赤色光と緑
色光とを透過し、垂直方向は赤色光と緑色光と青色光と
を透過させる。BGカラー偏光板30は、水平方向は赤
色光と青色光と緑色光とを透過し、垂直方向は緑色光と
青色光を透過させる。Rカラー偏光板31は、水平方向
は赤色光を透過し、垂直方向は赤色光と緑色光と青色光
とを透過させる。RGB偏光板27は、垂直方向はすべ
ての光を吸収し、水平方向は赤色光と緑色光と青色光と
を透過させる。
【0075】CRT20から発せられた白色光は、以下
のようにして所望の成分(色)の光のみがこの液晶シャ
ッタ5を透過される。
【0076】CRT20から発せられた白色光は、垂直
方向についてはBだけが、また、水平方向についてはそ
のまま白色光が、Bカラー偏光板28を透過する。次の
RGカラー偏光板29では、垂直方向についてはBだけ
が、また、水平方向についてはそのままRGが透過す
る。次の液晶素子23はoff状態である。そのため、
液晶素子23に入射した光は、偏光方向を変えることな
くこの液晶素子23を透過し、次のBGカラー偏光板3
0に入射する。BGカラー偏光板30に入射した光は、
垂直方向についてはBだけがこれを透過し、水平方向に
ついてはRGがこれを透過する。その次のRカラー偏光
板31では、垂直方向についてはBが透過し、水平方向
についてはRが透過する。次の液晶素子26aはoff
状態である。そのため、液晶素子26aに入射した光は
偏光方向を変えることなくこの液晶素子26aを透過
し、RGBカラー偏光板27へ入射する。最後に、RG
Bカラー偏光板27に入射した光は、垂直方向について
はすべてが吸収され、水平方向についてはRが透過す
る。従って、液晶素子23、26aのスイッチングをo
ff−offにした状態では、この液晶シャッタは赤色
光だけを透過させる。
【0077】緑色を表示するときには、図5(b)に示
したように、液晶素子23、液晶素子26aともにon
にする。すると、液晶素子23および液晶素子26aの
液晶分子は共に図面における右側からみて時計回りに4
5度回転し、その光軸が水平軸に対して45度、135
度の位置になる。これにより液晶素子23、26aを透
過する間に光はその偏光方向が90度回転することにな
る。その結果、液晶シャッタは緑色光だけを透過するこ
とになる。
【0078】青色を表示するときは、図5(c)に示し
たように、液晶素子23をoffに、一方、液晶素子2
6aをonにする。すると、液晶素子26aの液晶分子
が時計回りに45度回転し、光軸が水平軸に対して13
5度の位置になる。これより、液晶素子26aを透過す
る間に、光はその偏光方向が90度回転することにな
る。その結果、液晶シャッタは青色光だけ透過すること
になる。
【0079】以上説明した実施の形態3においても実施
の形態1、2と同様の効果が得られる。
【0080】実施の形態4.本実施の形態4は、図6に
示すように、液晶シャッタの偏光板の偏光軸(吸収軸お
よび透過軸)が、CRTの垂直方向(副走査方向)およ
び水平方向(主走査方向)に一致するように配置したも
のである。液晶シャッタとしては、先に述べた実施の形
態1、2、3に示した構成のものを採用している。
【0081】図6(a)は偏光板27の透過軸がCRT
の水平方向と一致している場合を示し、図6(b)は偏
光板27の透過軸がCRTの垂直方向と一致している場
合を示している。
【0082】視角の影響は、図7に示すように複屈折性
を有する電気光学デバイスの光軸(液晶素子の光軸)に
対して垂直面上の時に影響が少ない。従って、この方向
をCRTの水平方向、垂直方向と一致させた本実施の形
態4では、水平方向と垂直方向において視認性が良く色
再現性に優れたCRTが得られる。
【0083】前述した実施の形態1、2、3、4の構成
要素である液晶素子23、26a、26bに用いられる
液晶材料としては、ネマティック液晶、強誘電性液晶な
ど公知の液晶材料を公知の方法により作製したものを用
いることができるが、カラー画像を表示する際、フレー
ム周波数を高くし動画を表示するためには、特に印加電
圧に対して高速に応答する強誘電性液晶を用いることが
望ましい。
【0084】強誘電性液晶としては、素子を容易に大面
積化できるという点で、特に強誘電性高分子液晶と低分
子液晶からなる強誘電性液晶組成物であって、強誘電性
液晶中の強誘電性高分子液晶の割合が、好ましくは10
〜99重量%、さらに好ましくは10〜70重量%であ
る強誘電性液晶が好適に用いられる。
【0085】強誘電性高分子液晶としては特に制限はな
く、たとえば、ポリアクリレート主鎖、ポリメタクリレ
ート主鎖、ポリクロロアクリレート主鎖、ポリオキシラ
ン主鎖、ポリシロキサン主鎖、ポリエステル主鎖、ポリ
シロキサン―オレフィン主鎖等の主鎖と液晶性側鎖とを
備えた側鎖型強誘電性高分子液晶が好適に用いられる。
【0086】強誘電性高分子液晶としては、通常、重量
平均分子量が1000〜100万、好ましくは1000
〜10万のものが好適に用いられる。
【0087】なお、これらの高分子液晶は強誘電性高分
子液晶の代表的なものであり、本発明に用いることので
きる強誘電性高分子液晶はなんらこれらに限定されるも
のではない。
【0088】また、これらの高分子液晶は、一種単独で
用いても良いし、二種以上を併用しても良い。
【0089】強誘電性低分子液晶化合物としては、たと
えば、下記式で示すシッフ塩基系強誘電性低分子液晶化
合物、アゾおよびアゾキシ系強誘電性低分子液晶化合
物、ビフェニルおよびアロマティックスエステル系強誘
電性低分子液晶化合物、ハロゲン,シアノ基等の環置換
基を導入した強誘電性低分子液晶化合物、複索環を有す
る強誘電性低分子液晶化合物等を挙げることができる。
【0090】なお、これらの化合物は強誘電性低分子液
晶化合物の代表的なものであり、本発明に用いることの
できる強誘電性低分子液晶化合物はなんらこれらの構造
に限定されるものでない。また、これらの強誘電性低分
子液晶化合物は、一種単独で用いても良いし、二種以上
を併用しても良い。
【0091】本発明において強誘電性液晶高分子液晶や
強誘電性低分子液晶化合物と配合して用いることのでき
る強誘電性を持たない液晶化合物としては、たとえば、
下記のスメクチック低分子液晶化合物が挙げられる。
【0092】
【化1】
【0093】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、2つの電気光学デバイスについて、液晶分子の光軸
が互いに一致しないように配置しているため、正面から
見たときの分光透過率特性は、液晶分子の光軸が一致す
るように配置したときと同じ特性を示すが、斜めから見
たときの影響は、1枚目の電気光学デバイスと2枚目の
電気光学デバイスとで異なる。そのため、視角による色
ずれの影響が小さくなり、視角特性の良い液晶シャッタ
型CRTを得ることが出来る。
【0094】液晶シャッタの偏光板の偏光軸をCRTの
水平方向(走査方向)または垂直方向(副走査方向)と
一致させた構成においては、特に、視認性がよく色再現
性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1における液晶シャッタ
型CRTの概要を示す図である。
【図2】 実施の形態1における液晶シャッタの構成を
示す模式図であり、(a)は赤色表示の時の液晶分子方
向、(b)は緑色表示の時の液晶分子方向、(c)は青
色表示の時の液晶分子方向を示している。
【図3】 本発明の実施の形態2における液晶シャッタ
の構成を示す模式図であり、(a)は赤色表示の時の液
晶分子方向、(b)は緑色表示の時の液晶分子方向、
(c)は青色表示の時の液晶分子方向を示している。
【図4】 液晶素子の切り出し方向を示す図である。
【図5】 本発明の実施の形態3における液晶シャッタ
の構成を示す模式図であり、(a)は赤色表示の時の液
晶分子方向、(b)は緑色表示の時の液晶分子方向、
(c)は青色表示の時の液晶分子方向を示している。
【図6】 本発明の実施の形態4における、CRTと液
晶シャッタとの関係を示す図であり、(a)は偏光板の
透過軸を水平方向にした場合の構成、(b)は偏光板の
透過軸を垂直方向にした場合の構成を示している。
【図7】 光軸に対して垂直面から見たときの液晶の屈
折率を示す図である。
【図8】 クロスニコルのoff状態での光学特性を示
す図である。
【図9】 パラニコルのon状態での光学特性を示す図
である。
【図10】 クロスニコルのon状態での光学特性を示
す図である。
【図11】 パラニコルのoff状態での光学特性を示
す図である。
【図12】 一般的な複屈折性を有する強誘電性液晶を
用いた液晶シャッタの構成を示す模式図であり、(a)
は赤色表示の時の液晶分子方向、(b)は緑色表示の時
の液晶分子方向、(c)は青色表示の時の液晶分子方向
を示している。
【図13】 液晶の分光特性を示すグラフである。
【図14】 正面から角度φの位置から見たときの液晶
の屈折率を示す図である。
【符号の説明】
1ガラス管、 2 偏向ヨーク、 3 電子銃、 4
同期回路、 5 液晶シャッタ、 6 制御回路、 1
0 カラー偏光板(NDフィルタ)、 11カラー偏光
板(NDフィルタ)、 20 CRT(cathode
ray tube)、 21 カラー偏光板(B
G)、 22 カラー偏光板(R)、 23 複屈折性
を有する電気光学デバイス(強誘電性液晶素子)、 2
4 カラー偏光板(B)、 25 カラー偏光板(R
G)、 26 複屈折性を有する電気光学デバイス(強
誘電性液晶素子)、 27 カラー偏光板(NDフィル
タ)、28 カラー偏光板(B)、 29 カラー偏光
板(RG)、 30 カラー偏光板(BG)、 31
カラー偏光板(R)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白松 直樹 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 岩田 修司 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 吉井 秀樹 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 熊 均 千葉県袖ケ浦市上泉1280番地 出光興産株 式会社内 (72)発明者 長瀬 隆光 千葉県袖ケ浦市上泉1280番地 出光興産株 式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の電極間に挟まれた一軸水平配向し
    た屈折率異方性を有する液晶分子が電極間に加えられる
    外部電圧によりその配向方向を同一平面内で変える電気
    光学デバイスを複数枚積層し、この外側及び各電気光学
    デバイスの間に偏光板を配列する光シャッタと、CRT
    とを備えて構成される液晶シャッタ型CRT表示装置に
    おいて、 前記偏光板を隔てて隣り合う電気光学デバイスは、その
    液晶分子の配向方向が互いに一致しないように配列され
    ることを特徴とする液晶シャッタ型CRT表示装置。
  2. 【請求項2】 前記偏光板を隔てて隣り合い、その液晶
    分子の配向方向が互いに一致しないように配列された電
    気光学デバイスは、液晶分子の配向方向の切り替えに際
    してその液晶分子が互いに同じ方向に回転することを特
    徴とする請求項1記載の液晶シャッタ型CRT表示装
    置。
  3. 【請求項3】 前記偏光板を隔てて隣り合い、その液晶
    分子の配向方向が互いに一致しないように配列された電
    気光学デバイスは、液晶分子の配向方向の切り替えに際
    してその液晶分子が互いに相反する方向に回転すること
    を特徴とする請求項1記載の液晶シャッタ型CRT表示
    装置。
  4. 【請求項4】 前記電気光学デバイスはその異常光屈折
    率方向または常光屈折率方向が前記偏光板の偏光軸と一
    致して配列されており、且つ、前記電気光学デバイスの
    光軸と偏光板の偏光軸とが一致しており複屈折をしない
    状態のとき前記電気光学デバイスはその光軸が前記CR
    Tの画面における水平または垂直方向のいずれかと一致
    することを特徴とする請求項1、2または3記載の液晶
    シャッタ型CRT表示装置。
  5. 【請求項5】 前記電気光学デバイスは、強誘電性液晶
    材料を用いたものであることを特徴とする請求項1、
    2、3または4記載の液晶シャッタ型CRT表示装置。
JP13510498A 1998-05-18 1998-05-18 液晶シャッタ型crt表示装置 Withdrawn JPH11327468A (ja)

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