JPS6187130A

JPS6187130A - 液晶光学スイツチ装置

Info

Publication number: JPS6187130A
Application number: JP60178466A
Authority: JP
Inventors: Jiei Bosu Fuiripu; フイリプ・ジエイ・ボス; Daburiyu Purinsu Denisu; デニス・ダブリユ・プリンス
Original assignee: Sony Tektronix Corp
Current assignee: Tektronix Japan Ltd
Priority date: 1984-08-13
Filing date: 1985-08-13
Publication date: 1986-05-02
Also published as: JPH054648B2; US4652087A

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、カラー表示装置、特にマルチ・セグメント液
晶スイッチ素子を電気的に駆動して、これらセグメント
間の光学的クロス・トークを減らすと共に、連続した色
フィールド間の時間を短縮して画像の色特性を向上させ
た液晶光学スイッチ装置に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕高性
能フィールド属人液晶カラー表示システムは、コントラ
ストが良く９色純度の良好な高分解能多色画像を表示で
きる。しかし、これに使用される液晶スイッチング素子
の周知の問題点は、これら素子を有する表示システムが
表示するカラー画像の品質が比較的悪いということであ
る。特に。

液晶の応答速度は、フィールド配向（オン）状態から解
放（オン）状態に切替わるときに比較的遅いことが知ら
れている。これにより、液晶素子のオン状態からオン状
態へ遷移する間、ある色フィールドでの情報が、直前の
色フィールドの色で表示されてしまう。

この問題の解決法は、液晶スイッチング素子を備えたス
ペクト２ム・アナライザに関するミドレトンの米国特許
第４２９５０９３号明細書に示されている。この液晶ス
イッチング素子は、液晶物質の第１及び第２の隣接領域
に分離されており、駆動回路の異なる出力端から発生す
る電圧にょシこれら領域の各々を独立に制御する。これ
ら領域は。

固定基準電位に維持された共通電極を共用する。

このミドレトンの米国特許明細書の第４１ａ２１〜３８
行において、その第２図を参照して液晶素子の構造を次
のように説明している。［この素子は。

ツイスト・ネマティック型の液晶物質のフィルム２０・
−で構成されている。このフィルム２０１７）一方の側
に固定電位に維持された単一の透明電極２１を設け、他
側に夫々フィルムの半分ずつを覆う２個の透明電極２２
及び２３を設ける。これら２個の透明電極は、導体２４
及び２５を介して色選択回路１５に接続される。」電子ビームによりラスク走査を行う陰極線管スクリーン
の前面に、上述の液晶素子を配置する。

液晶素子の隣接した第１及び第２領域を分離する分離ラ
インは、ラスク走査パターンのライ／走査方向とほぼ並
行にする。動作を説明すれば、第１色状態において第１
領域を走査し、一方液晶物質の第２領域を第１色状態か
ら第２色状態に切替える。

液晶素子の第１及び第２領域の色状態を交互に切替える
ことにより、前に走査した領域に電子ビームが戻る前に
、この前に走査した領域を他の色状態に設定する。

シャンクス等による米国特許第４３２８４９３号明細書
は、上述のミドレトンの米国特許明細書と同様に、液晶
物質の第１及び第２隣接領域として構成した液晶素子を
備えたカラー表示器を開示している。このシャンクス等
の米国特許では、駆動回路の出力端に発生する信号のタ
イミング順序について説明している。この信号は２つの
周波数の交流パルスであり、その一方を液晶物質の第１
及び第２領域に交互に供給する。上述のミドレトンの米
国特許で説明したのと同様な方法で、出力に交互に発生
した２色光線が多色画像を形成する。

これらミドレトン及びシャンクス等による米国特許に開
示された液晶素子には、この液晶素子の隣接領域間に光
学的クロス・トークが生じるという欠点がある。このク
ロス・トークとは、電子ビームが走査する領域に供給さ
れる電界が非走査領域に伝わシ、そこから光のスプリア
ス伝送が生じる。よって、これら液晶物質の隣接した２
つの領域は、互いに電気的に絶縁されていす、また光学
的にも独立していない。この結果、カラー表示システム
の画像品質が低下する。

したがって本発明の目的の１つは、コントラストが強く
９色線度の良い高分解能多色画像を表示する高性能フィ
ールド順次液晶カラー表示システムに適用して好適な液
晶光学スイッチ装置の提供にある。

本発明の他の目的は９表示システムにおいて。

セル・セグメントに分割し、これらセグメントを所定順
序で発生する電気信号によシ駆動して、セル・セグメ／
ト間の光学的クロス・トークの量を最少にする液晶光学
スイッチ装置の提供にある。

本発明の更に他の目的は９表示システムにおいて、液晶
スイッチ素子のセル・セグメントを独立に駆動して、連
続した色フィールド間の時間を短縮すると共に１表示シ
ステムの画像の色特性を改善する液晶光学スイッチ装置
の提供にある。

本発明の他の目的は、セル・セグメントが共通電極構造
体を共有する液晶素子を駆動する液晶光学スイッチ装置
の提供にある。　　　□〔問題点を解決するための手段
及び作用〕本発明は、好適なフィールド順次カラー表示
システムにおいて、高速光学スイッチとして動作する液
晶素子を駆動する液晶光学スイッチ装置である。液晶素
子は、ミドレトンの特許及びシャンクス等の特許に開示
された型式の２つのセル・セグメントを形成する３つの
電極構造体を備えており。

また、１対の分離しほぼ平行の透明基板間に詰った液晶
物質も備えている。一方の基板は、第１及び第２電極構
造体を構成する１対の隣接した導電領域を備えており、
他方の基板は、共通電極構造体を構成する単一の導電領
域を備見ている。第１及び共通電極構造体が第１セル・
セグメントとなり、第２及び共通電極構造体が第２セル
・セグメントとなる。

本発明によれば、第１期間に第１セル・セグメントの第
１及び共通電極構造体間に励起電位差を加えて第１セル
・セグメントを「オン」状態にバイアスし、第２期間に
第２セル・セグメントの第２及び共通電極構造体間に励
起電位差を加えて第２セル・セグメントを「オン」状態
にバイアスする。第２期間中で第２セル・セグメントが
「オン」状態にバイアスされているときに、第１及び第
２セル・セグメント間の光学的クロス・トークを最少に
するために、第２セル・セグメントが「オン」状態にバ
イアスされる時間の少なくとも一部の間。

第１及び共通電極構造体間を高インピーダンス状態にす
る。第１セル・セグメントが「オン」状態にバイアスさ
れているときに、上述の方法と類似した方法を実行して
第１及び第２セル・セグメント間の光学的クロス・トー
クを最少にできる。

本発明の装置は、スイッチング回路であり、独立した出
力端を有し、セル・セグメントの異なる１つを電気的に
駆動する。このスイッチング回路は、上述の動作ステッ
プを実行可能である。このスイッチング回路の動作を明
らかにする原理は次の通りである。即ち、一方のセル・
セグメントが「オン」状態にバイアスされるときは常に
、ノイズ電圧信号が共通電極構造体に現われるが接地さ
れる。ノイズ電圧信号が共通電極構造体に誘導されるの
で、このノイズ電圧信号が他のセル・セグメントに結合
する。他のセル・セグメントが「オン」状態にバイアス
されるときは常に、スイッチング回路が高インピーダン
ス状態を発生し、ノイズ電圧が他のセル・セグメントの
独立した電極構造体に誘導されるようにする。両電極構
造体にノイズ電圧信号を発生させて、「オン」状態のセ
ル・セグメントの電位差の変化をなくシ９両セル・セグ
メントを光学的に分離する。

好適なフィールド順次カラー表示／ステム（（おいては
１本発明の液晶素子をラスク走査陰極線管のスクリーン
の前に配置し、このスクリーンからの光線を受ける。液
晶素子は、可変光学リターダとして動作し９色選択偏光
フィルタ及び無色光偏光フィルタ間に配置される。陰極
線管からの光線を受ける偏光フィルタが、可変光学リタ
ーダに入射する光線の偏光状態を決定する。可変光学リ
ターダは、スイッチ７７手段又は回路が供給した電圧に
応答して、そこを通過する光線の偏光状態の特性を変化
させる。可変光学リターダは、光学リターデーションを
第１の量として表示／ステムにある色の光出力を発生さ
せ、また光学リターデーン：＋７を第２の量として表示
システムに第２の色の光出力を発生させる。第１の量は
、全波長の光線に対し本質的に零のりターデー／ジンを
行い。

第２の量は１表示７ステムが発生する色の１つの波長の
光線に対しほぼ半波長のりターデー／ジンを行う。

液晶可変光学リターダを第１又は上側セル・セグメント
及び第２又は下側セル・セグメントに分割する。所定の
タイミ／グ順序で本発明のスイッチング回路の異なる出
力端により各セル・セグメントを独立に、駆動し、各色
フィールドにおいて。

ラスク走査陰極線管が発生した光学像情報の２分の１の
表示を行なう。

本発明の他の目的及び効果は、添付図を参照した好適な
実施例の以下の詳細な説明から理解できよう。

〔実施例〕

（カラー表示システムの概略、的構造及び動作）第１図
は１本発明による液晶光学スイッチを用いて設計したフ
ィールド順次カラー表示システム１０の好適な一例であ
り、このシステムｌＯは液晶素子、即ち可変光学リター
ダ１２を含んでいる。

このリターダ１２は１色選択偏光フィルタ１４及び無色
偏光フィルタ１６と光学的に関連し、これらフィルタ間
に配置されている。可変光学リターダ１２の入力面１８
を、共通電極構造体２２で構成する。可変光学リターダ
１２の出力面２６を。

水平非導電分離ライン２８に沿って、２個の分離電極構
造体３０及び３２に分割する。図示の如く。

電極構造体２２及び３０によシ第１．即ち上側セル・セ
グメント３４を構成し、電極構造体２４及び３２により
第２．即ち下側セル・セグメント３６を構成する。

色選択偏光フィルタ１４には直交関係の偏光状態があり
、一方の偏光状態では第１色のみの光を通過させ、他方
の偏光状態では第２色のみの光を通過させる。無色偏光
フィルタ１６には２つの直交関係の偏光状態があシ、一
方の偏光状態では総ての色の光を通過させ、他方の偏光
状態では総ての色の光を吸収する。このカラー表示シス
テムの好適な実施例においては、偏光フィルタ１４及び
１６は、相互に直角に配置された直線的偏光軸を有する
。

可変光学リターダ１２及び偏光フィルタ１４゜１６から
成る光学アセンブリは、高速カラー・スイッチを構成し
、光源、即ち画像源３８の前に配置する。この画像源３
８は、螢光体スクリーン４０から光を発生し、２つの基
本色２例えば赤色及び緑色の光像を作る。この表示シス
テムの好適な例において１画像源３８はテレビジョン型
式のラヌク走査による陰極線管であり、フレーム同期回
路４４の出力に応答してラヌク発生器４２が発生した信
号は１画像情報の順次フレームを表わす。各フレームは
、交互に第１及び第２色フィールド期間となる画像カラ
ー情報の２フイールドを含む。

第１色フィールド期間において、第１色９例えば赤色で
現われる任意の画像の形状、及び赤色と第２色１例えば
緑色との組合せ色で現われる任意の画像の形状の両方に
関係する情報を螢光体ヌクリーン４０に書込む。第２色
フィールド期間において、緑色で現われる任意の画像の
形状、及び赤色と緑色との組合せ色で現われる任意の画
像の形状の両方に関係する情報を螢光体スクリーン４０
に書込む。色選択偏光フィルタ１４は、螢光体ヌクＩＪ
　−７４０からの光を受け、この光を赤及び緑色につい
て直交及び直線的に偏光する。偏光された光は次に可変
光学リターダ１２の入力面１８に伝達される。

スイッチ７７手段又は回路４６はその入力端にフレーム
同期回路４４の出力端からの信号を受け。

画像ふ３８が発生した画像情報の順次フレーム・レート
に同期して可変光学リターダ１２を駆動する。各画像フ
レームにおいて１本発明による時間順序により、スイッ
チング回路４６は各セル・セグメントに信号を供給して
１表示システムが出力する光の所望色を発生する。第１
色フィールド期間中、スイッチング回路４６は、可変光
学リターダ１２のセル・セグメント３４及び３６を部分
的な解放状態、即ちオン状態にする。このオン状態のセ
ル・セグメントの光軸方向では、偏光フィルタ１４を通
過した緑色の光に対しほぼ半波長のりターデー／コンを
行う。この期間中、緑色の色は直線的偏光子１６を通過
せず、この第１期間中に螢光体スクリーン４０に現われ
る緑色の不要な画像成分が除去される。第２色フィール
ド期間中。

スイッチング回路４６は可変光学リターダ１２のセル・
セグメント３４及び３６をフィールド配向状態、即ちオ
ン状態にする。このオン状態のセル・セグメントの光軸
方向では、偏光フィルタ１４を通過した赤及び緑色の両
方の光に対し実質的な零すターデー／ヨンとなる。更に
後述するように。

無色偏光フィルタ１６の吸収軸は、赤色のみの光を吸収
する。

第２図は、適当な順序でセル・セグメント３４及び３６
の光学リターデーンヨン状態を制御して。

画像７レームの２つの色フィールドを形成するのに用い
る信号間のタイミング関係を示すタイミング図である。

また、第２図は時間軸上に示す基準点間のある期間の代
表値も示す。ラインＡに示す如く、第１色フィールド期
間は１時点Ｔ、からＴ６に及び、第２色フィールド期間
は１時点Ｔ６からＴＩ□に及ぶ。ラインＢ、Ｃ及びＤは
、スイッチング回路４６内で発生した信号を表わし、そ
の出力端４８に駆動電圧信号を発生する。この駆動電圧
信号をセル・セグメント３４の電極構造体３０に供給す
るが、これをラインＥに示す。ラインＦ、Ｇ及びＨ”は
１スイッチング回路４６内で発生した信号を表わし、そ
の出力端５０に駆動電圧信号を発生する。この駆動電圧
信号をセル・セグメント３６に供給するが、これをライ
ンＩに示す。セル・セグメント３４及び３６の共通電極
構造体２２をスイッチング回路４６の電気的基単に接続
するが、この基準は好適には接地である。ライ／Ｊ及び
Ｋは。

後述する目的でセル・セグメント３４及び３６の駆動回
路に供給する制御信号を表わす。

連続した色フィールド間の時間を短縮するため。

第１及び第２色フィールド期間の各々を第１及び第２サ
ブ期間に分割する。第２図に示す如く、第１色フィール
ドの第１サブ期間は時点Ｔ１からＴ４に及び、第１色フ
ィールドの第２サブ期間は時点Ｔ４からＴ６に及ぶ。

時点Ｔ１からＴ４において、セル・セグメント３４はオ
ン状態であり、走査電子ビームが発生した光線を受け、
赤色光をセル・セグメント３４で覆われた表示システム
部分の出力とする。時点Ｔ４からＴ６の間、セル・セグ
メント３６はオン状態であり。

走査電子ビームの発生した光線を受け、赤色光をセル・
セグメント３６で覆われた表示システム部分の出力とす
る。ラインＥ及びＩに示すように。

ピーク・ピーク電圧５．４ボルト又は実効値２７ボルト
でＩ　ＫＨｚ及び４　ＫＨｚの間のバイポーラ矩形波パ
ルスが各々のセル・セグメント３４及び３６を「オン」
状態にバイアスする。時点Ｔ１からＴ２の間。

セル・セグメント３６のオン状態が残るようにし。

直前の画像フレームの第２色フィールド期間にヌクリー
７４０の螢光体から放射された光が充分に消滅するまで
１図示の画像フレームの第１色フィールドのオン状態へ
の変化を遅延させる。この遅延により、各色フィールド
における複合画像の色の連続性を確実にする。

ラインＥに示す如く９時点ＴＩからＴ２において。

セル・セグメント３４への駆動電圧信号のパルス・トッ
プは、２７ボルトの公称ピーク振巾に対しオーパンニー
ト及びサグを生じる。これらパルス・トップのオーパン
ニート及びサグは、この期間にセル・セグメント３６に
供給されたピーク・ピーク電圧５４ボルト又は実効値２
７ボルトの駆動電圧信号（ラインＩ）Ｋよシ共通電極構
造体２２に発生したノイズ電圧信号により誘導された電
気的クロス・トークの結果である。ピーク・ピークが５
４ボルトの信号（「オン」状態）がたった１つのセル・
セグメントを駆動すると、この特性のかなりの電気的ク
ロス・トークが生じる。「オン」状態期間にセル・セグ
メント３４の電極構造体３０に対するスイッチ７７回路
の出力インピーダンスを充分に高くして、セル・セグメ
ント３４及び３６の共通電極構造体２２に誘導されたノ
イズ電圧に追従するように、スイッチング回路を設計す
る。

よって、セル・セグメント３４の電極構造体３０及び２
２間の電位差は、かかるノイズ電圧の結果による電気的
クロス・トークに影響されず、セル・セグメント間に光
学的クロス・トークが発生するのを防止できる。かかる
電気的クロス・トークは時点Ｔ９からＴＩ３までの間に
電極構造体３０（ラインＥ）に現われると共に１時点Ｔ
５からＴ７までの間に電極構造体３２（ライフＩ）にも
現われる。

ラインＥに示すように、セル・セグメント３６で覆われ
るスクリーン４０の領域に電子ビームが走査を開始する
以前の時点ＴＳにおいて、セル・セグメント３４をオン
状゛態にする。時点Ｔ、でセル・セグメント３４をスイ
ッチングして、第２色フィールド期間の第１サブ期間の
開始する時点Ｔ６以前に、液晶分子がオン状態に安定す
るように充分な時間をとる。ラインエに示すように、セ
ル・セグメント３６で覆われるスクリーン４ｏの領域に
電子ビームが走査を開始する以前の時点Ｔ７において。

セル・セグメント３６をオン状態にする。時点Ｔ７でセ
ル・セグメント３６をスイッチングして、第２色フィー
ルド期間の第２サブ期間の開始する時点Ｔ８以前に、′
ｅ、品分子がオン状態に安定するように充分な時間をと
る。ラインＥ及びＩに示す如く。

ピーク・ピーク５４ボルトでｌ　ＫＨｚ及び４　ＫＨｚ
間のバイポーラ矩形波パルスは各々のセル・セグメント
３４及び３６を「オン」状態にバイアスする。

セル・セグメントの電極構造体に対するスイッチング回
路４６の出カイ／ビーダンスを非常に低くして、高電圧
パルスの発生が可能になるようにスイッチング回路を設
計する。

ラインＡに示すように、第２色フィールドの第１サブ期
間は時点Ｔ６からＴ８に及び、第２色フィールドの第２
サブ期間は時点Ｔ８からＴＩ２に及ぶ。時点Ｔ６かうＴ
８の間、セル・セグメント３４はオン状態となり、電子
ビームの走査により発生した光線を受ケ、セル・セグメ
ント３４で覆われる表示システムの出力として緑色光を
発生する。時点Ｔ８からＴ１□の間、セル・セグメント
３６はオン状態にあり。

電子ビームの走査により発生した光線を受け、セル・セ
グメント３６で覆われる表示システムの出力として緑色
光を発生する。セル・セグメント３４及び３６に夫々時
点ＴｓからＴ９及び時点ＴｔｚからＴＩ３にわたってオ
ン状態を維持させ９時点ＴＩからＴ２に関し上述したの
と同じ理由により１次の連続した画像フレームの第１色
フィールドにおけるオン状態への変化を遅延させる。

ライ／Ｂ及びＤに示す如く１時点Ｔ９において。

セル・セグメント３４のバイアス電圧制御信号は論理「
０」状態に変化し、セル・セグメント３４のゼロ制御信
号は論理「ｌ」状態に変化する。ゼロ制御信号が論理「
ｌ」状態の期間、セル・セグメント３４の駆動電圧信号
（２インＥ）を高インピーダンス接地状態に設定し、こ
のセル・セグメントを迅速に「オン」状態に解放する。

ラインＥに示す如く、セル・セグメント３４用の高イン
ピーダンス接地状態は時点Ｔ９からＴｌｌまで持続する
。

この期間の駆動電圧信号はゼロ・ボルトであるが。

時点ＴＩＯからＴｌｌの間、セル・セグメント３６に供
給したピーク・ピーク５４ボルトの駆動電圧信号（ライ
ンＩ）によシ誘導されたわずかな量のクロス・トークが
存在する。ゼロ制御信号が論理「０」状態に変化した後
、スイッチング回路４６の出力端４８の駆動電圧信号を
ピーク・ピークが５４ボルトのバイポーラ矩形波信号に
よる高インピーダンス出力状態に維持する。この信号は
、セル・セグメント３４を「オン」状態に維持するのに
用いてもよい「ホールディング」又はバイアス電圧に相
当する。比較的に高速なレートで動作する表示システム
において、かかるバイアス電圧はしばしば必要としない
。かかるシステムにおいて９時点Ｔ１からＴ、まで、及
びＴ９からＴｕまでの期間、この電圧はゼロでもよい。

ラインＩに示す如く、セル・セグメント３６用の高イン
ピーダンス接地状態は時点Ｔ２からＴ３の期間に生じる
。この期間に、ピーク・ピーク５４ボルトの駆動電圧信
号（ライｙＥ）をセル・セグメント３４に供給するので
、わずかな量のクロス・トークが誘導される。

ラインＥに示すように、セル・セグメント３６で覆われ
るスクリーン４０の領域に電子ビームが走査を開始した
後の時点Ｔ９で、セル・セグメント３４をオン状態にす
る。セル・セグメント３４を時点Ｔ９でスイッチングす
ることにより１次の連続した画像フレームの第１色フィ
ールドの開始時点Ｔ、以前に、液晶分子がオン状態に安
定するのに充分な時間をとる。連続した画像フレームで
、上述の過程を繰返す。

第１及び第２色フィールド期間における交互の画像情報
フィールドは１色選択偏光フィルタ１４を介して送出し
、更に可変光学リターダ１２及び無色偏光フィルタ１６
により同期的に送出する。

テレビジョン・ラヌク信号の交互フィールドに対応する
２つの期間中、観察者の目の網膜の残像によシ、偏光フ
ィルタ１６の出力に現われた情報を累積し、単一の多色
画像の効果を生み出す。光画像源の輝度変調により、赤
及び緑色間のスペクトル範囲内の全部の色を発生する。

（光成分の向き）第１図において、偏光フィルタ１４には、赤色の如き色
負の光を通過させる色選択垂直偏光軸５２と、緑色の如
き色Ｃ２の光を通過させる色選択水平偏光軸５４とがあ
る。偏光フィルタ１６には、光を通過させない光吸収垂
直偏光軸５６と、全ての波長の光を通過させる光通過水
平偏光軸５８とがある。

可変光学リターダ１２はネマチック液晶セル・セグメン
ト３４及び３６を含んでおシ、これらセル・セグメント
の各々は零からほぼ半波長の光学リターダを構成する。

このリターダは１選択的にオン状態において全ての色の
通常入射光に対し本質的な零リターデーションを行い、
オン状態において直角の入射緑色光に対しほぼ半波長の
りターデー／フンを行う。セル・セグメント３４の光伝
達面６２上の光軸の射影６０及びセル・セグメント３６
の光伝達面６６上の光軸の射影６４を、偏光フィルタ１
４及び１６の偏光軸の各々に対しほぼ４５度に配置する
。これら偏光軸は、可変光学リターダ１２の面６２及び
６６上に点線で示す。

可変光学リターダ１２のセル・セグメント３４及び３６
の各々は、２つの光学リターデーンヨン状態間で独立に
切替わる。２つの光学リターデーション状態を２つの選
択可能な光学伝送状態として表示システムｌＯに与え、
各状態で赤又は緑色光の表示システム出力を発生する。

スイッチング回路４６の出力導線に供給される電圧信号
により、可変光学リターダ１２のセル・セグメントの一
方をオン光学リターデーション状態にすると、偏光フィ
ルタ１４の水平偏光軸５４を通過する緑色の直角入射光
線の偏光方向は９０度回転する。緑色の光線が偏光フィ
ルタ１６に投影し、この偏光フィルタ１６の垂直偏光軸
５６によシ吸収される。偏光フィルタ１４の垂直偏光軸
５２を通過した赤色の直角入射光線の偏光方向は。

オン状態の可変光学リターダ１２により９０度とわずか
異なる角度に回転する。よって、赤色光線は、偏光フィ
ルタ１６の垂直及び水平偏光軸に沿った成分に分離され
る。赤色光線は、偏光フィルタ１６に投影され水平偏光
軸５８で伝送される光の大きな成分と、偏光フィルタ１
６に投影され垂直偏光軸５６によシ吸収される光の小さ
な成分とを含んでいる。

よって、第１光学伝送状態において、純粋な赤色光を表
示システム１０から発生する。偏光フィルタ１６の垂直
偏光軸５６が赤色光のわずかな量を吸収した結果、第１
光学伝送状態において、赤色光の輝度が実際にごくわず
か減少する。

スイッチング回路４６の出力導体に供給された電圧信号
により、可変光学リターダ１２のセル・セグメントのい
ずれか一方がオン光学リターデーンヨン状態になると、
偏光フィルタ１４の垂直偏光軸５２を通過する赤色光線
及び水平偏光軸５４を通過する緑色光線の偏光方向が変
化せず、これら光線が可変光学リターダ１２を通過して
、偏光フィルタ１６に当たる。偏光フィルタ１６の垂直
偏光軸５６が赤色の直角入射光線を吸収し、緑色の直角
入射光線は偏光フィルタ１６の水平偏光軸５８を介して
表示ンステムｌＯから出力する。よって、第２光学伝送
状態において、純粋な特性の緑色光が表示システムから
出力する。

表１は、上述の２つの光学伝送状態の各々において表示
システムｌＯから出力する光の色を要約したものである
。

表１（液晶素子の構造）表示システムの好適な実施例は、電極構造体がミドレト
ンの特許及びシャンクス等の特許で述べた如きセル・セ
グメントに形成された液晶素子１２又はセルを含んでい
る。液晶セル１００の構造に関するここでの説明は、素
子１２にも適用できる。

特に第４図において、液晶セル１００は１分離し。

隣接した１対の電極構造体にほぼ平行な共通電極構造体
１０２と、第１電極構造体１０４と、第２電極構造体１
０８とを備えている。電極構造体１０２と電極構造体１
０４及び１０８との間の空間に。

ネマチック液晶物質１１０の連続領域を設ける。

電極構造体１０２は、はぼ平らな共通ガラス誘電体基板
１１２を有しておシ、その内面にはインジウム酸化スズ
の如く導電性で透明物質層、即ち領域１１４を設ける。

ディレクタ配向フィルム層１１６を導電層１１４に設け
、電極構造体１０２及び液晶物質１１０間の境界を形成
する。

電極構造体１０４及び１０８は、はぼ平らな共通ガラス
誘電体基板１１８を有しており、その内面には導電性で
透明物質の２つの隣接層、即ち領域１２０及び１２２を
設ける。導電領域１２０は第１電極構造体１０４の一部
となり、導電領域１２２は第２電極構造体１０８の一部
となる。真っ直ぐな非導電ギヤノブ、即ち分離ライン１
２４により１導電領域１２０及び１２２を分離する。デ
ィレクタ配向フィルム層１２６を導電領域１２０及び１
２２に設けて、液晶物質１１０と電極構造体１０４及び
１０８との間に境界を形成する。ディレクタ配向フィル
ム１１６及び１２６の構成物質及び対応する調整方法に
ついては、詳細に後述する。

スペーサ１２８ｆｄ、ボＩＪエステル・フィルム又は溶
解したガラス・フリットの如き適当な物質で構成し、カ
ラス基板１１２及び１１８間を所望間隔に維持する。電
極構造体１０２及び１０４が第１セル・セグメント１３
０となシ、電極構造体１０２及び１０８が第２セル・セ
グメント１３２となる。

第３及び第４図に示す点線内がセル・セグメント１３０
及び１３２である。

液晶素子１００を表示システムｌＯの如き／ステムに組
込む場合、スイッチング回路４６（第１図）の出力端に
独立に発生する個々の電圧信号をセル・セグメント１３
０及び１３２の端子！３４及び１３６に夫々供給する。

セル・セグメント１３０及び１３２用の共通基準電位を
夫々の端子１３８に供給する。この端子１３８は、好適
にはスイッチング回路４６（第１図）の接地電位に接続
する。

表示システムの動作中、電界強度が変化して。

光学リターデーション状態間でセル・セグメントを切替
えるこのセル・セグメントにより、ノイズ電圧信号を接
地した電極構造体に誘導する。セル・セグメント１３０
及び１３２を順次駆動する本発明による方法は、隣のセ
ル・セグメント内の電界特性に対するノイズ電圧信号の
影響を最少にする。隣のセル・セグメントの両電極構造
体にノイズ電圧信号を結合させて、セル・セグメント間
の光学的クロス・トークを最少にする。よって、光学ク
ロス・トークにより生じるカラー光のスプリアス伝送が
表示システムから除去される。

当業者には、液晶素子を２つ以上のセル・セグメントに
分割し、上述の如く電気的に駆動して上述の目的を達成
できることが理解できよう。更に。

共通電極構造体として設計すると１例えばライスティド
・ネマチック素子の如き他の液晶素子を上述の如く電気
的に駆動して、これら素子を組込んだカラー表示／ステ
ムにおいて光学的クロス・トークを減少できる。

（液晶可変光学リターダ）本発明を適用した表示７ステム１０の好適な一例では、
液晶素子から成る可変光学リターダ１２を組込んでおり
、この液晶素子は２つのセル・セグメントに分割され、
各々は零からほぼ半波長の光学リターダとして動作する
。液晶素子１００のセル・セグメント１３０内に詰まっ
ている液晶物質の分子配向形態について１例を用いて可
変光学リターダとしてのセル・セグメントの動作を説明
する。ここでの説明は、セル・セグメント１３２にも適
用できる。説明を明瞭にするため、第１図のスイッチン
グ回路４６の動作をときどき参照して、光学リターデー
’／−ａン状態間のスイッチングについて述べる。

第５Ａ図及び５Ｂ図は１本発明による液晶素子の一方の
セル・セグメントのディレクタ配向形態を示す図である
。液晶セル・セグメン）１３０内の層１１６及び１２６
のネマチック・ディレクタ配向形態については、ボーイ
ド等の米国特許第４３３３７０８号明細書の第７欄４８
〜５５行に記載されている。しかし、このボーイド等の
米国特許に記載された液晶セルは本発明とは異なり、交
互に傾斜した幾何学的形態であり、液晶素子のディレク
タ配向は一部のみである。ボーイド等の米国特許のセル
は、このセル内でディスクリネエション（ｄｉｓｃｌｉ
ｎａｔｉｏｎ　）　（回位）移動を行って２安定スイツ
チング素子となる。

電極構造体表面に接触したディレクタ１４０が。

フィルム層１１６の表面を基準として反時計回転方向に
十〇の傾きで互いに平行に配置されるように、電極構造
体１０２のフィルム層１１６を調整する。また、電極構
造体表面に接触したディレクタ１４２が、フィルム層１
２６の表面を基準として時計回転方向に一部の傾きで互
いに平行に配置されるように、電極構造体１０４のフィ
ルム層１２６を調整する。よって、電極構造体１０２及
び１０４のディレクタ配向層１１６及び１２６の対向面
で、これら面に接触したディレクタ１４０及び１４２が
逆方向に傾むくようにセル・セグメント１３０を構成す
る。

面接触ディレクタを所望配向にする第１の好適な方法は
、電極構造体１０２及び１０４上の配向フィルム層１１
６及び１２６を構成する物質としてポリイミドを利用す
る。各配向フィルム層を摩擦して、傾き角１θ１を２〜
５度の適当な範囲とする。面接触ディレクタを所望配向
にする第２の好適な方法は、電極構造体１０２及び１０
４の配向フィルム層１１６及び１２６を構成する物質と
して一酸化シリコンを利用する。この−酸化／クコ２層
を気化させ、電極構造体面に対し１０度〜３０度、好適
には１５〜２５度の範囲の傾き角ｌθ１とするに充分な
量の気化物質を好適には５度の角度で堆積させる。

一酸化／リコ／又は他の配向物質を堆積して液晶分子を
所望方向に配向させる方法は従来技術であり、当業者に
知られている。この方法の１つは。

例えばジャニ／グの米国特許第４１６５９２３号明細書
に開示されている。

第５Ａ図は、約２　ＫＨｚで実効値２０Ｖの交流信号ｖ
１を電極構造体１０２及び１０４の夫々の導電層１１４
及び１２０に加えた場合の面非接触ディレクタ１４４の
方向を示している。接地された導電層１１４に対する導
電層１２０の信号Ｖ、により。

スイッチング回路４６の出力端４８に生じた第１スイツ
チング状態が実現でき、セル・セグメント１３０内の電
極構造体１０２及び１０４間に交流１［界Ｅを発生して
、このセル・セグメントをオン光学リターデーション状
態にする。正異方性の値である液晶物質１１０の非常に
多くの面非接触ディレクタ１４４を、セル・セグメント
内の電気力線の方向１４６に沿って端から端までに配向
させる。この方向は、電極構造体の調整された面に対し
直角である。よって、セル・セグメント１３０をオン光
学リターデー／ヨン状態にすると１面非接触ディレクタ
１４４はセル・セグメントの面に直角に配向される。

第５Ｂ図は、信号ＶＩを除去し、電極構造体１０４を接
地電位に維持した後の面非接触ディレクタ１４４の方向
を示す。面非接触ディレクタの配向は、セル・セグメン
ト内の電極構造体１０２及び１０４間に発生する電界に
は影響されないが、オン光学リターデーション状態の端
から端までの配向から面非接触ディレクタを解放する分
子間弾力によシ影響される。電極構造体１０４の接地に
より、スイッチング回路４６の出力端４８による第２ス
イツチング状態を実現する。第５Ｂ図に示すディレクタ
の方向は、セル・セグメントのオン光学リターデーンヨ
ン状態のディレクタ方向に対応する。

また、信号ｖＩを除去し、瞬間的に電極構造体１０４を
接地してセル・セグメント内の液晶物質を直ちにオン状
態に解放し、信号ｖ１よりも低く一般には約１．０　Ｖ
の電圧レベルであるスイッチング回路４６の出力端４８
の交直信号ｖ２をセル・セグメントの層１２０に加えて
も、セル・セグメント１３０をオン光学リターデーショ
ン状態にスイッチングできる。信号ｖ２のこの値は、セ
ル・セグメントの液晶分子のこの方向を保持し、オン状
態に維持する。信号ｖ２の周波数は信号Ｖｌの周波数と
ほぼ等しい。

セル・セグメントがオン光学リターデーション状態から
オン光学リターデーション状態に遷移する間１面非接触
ディレクタは、端から端までの配向法線から電極構造体
面の方に変化し、近傍のディレクタとほぼ平行関係とみ
なせるようになる。

よって１面非接触ディレクタ１４４ａ及び１４４ｂＨ矢
印１４８ａで示す如く時計回転方向に回転して。

ディレクタ１４０及び１４４ａについてはほぼ平行関係
となる。また９面非接触ディレクタ１４４ｃ及び１４４
ｄは矢印１４８で示すように時計回転方向に回転して、
ディレクタ１４２及び１４４ｃについてはほぼ平行関係
となる。よって、セル・セグメント１２４がオン光学リ
ターデーション状態に解放されると、非常に多くの面非
接触ディレクタの各々が、ディレクタ成分をセル・セグ
メント面に向けるように配向される。しかし９面非接触
ディレクタの一部が、セル・セグメント面に垂直な平面
内のま１である。

液晶セル・セグメント１３０が零からほぼ半波長の光学
リターダとして動作する方法により、ディスクリネ／ヨ
ンの自由な面非接触ディレクタが。

配向された電界、即ち第５Ａ図に示すオン光学リターデ
ーンヨ／状態からプレーナ形態、即ち第５Ｂ図に示すオ
ン光学リターデー／ヨ／状態に解放される。

本発明において、液晶セル・セグメン）１３０は零から
ほぼ半波長の光学リターダとして動作し。

その光軸は１面非接触ディレクタ１４４の配向方向に対
応する。

液晶セル・セグメントがオン光学リターデーンヨ／状態
のとき、電極構造体１０２及び１０４０表面に垂直な方
向１５０に伝わる直線的に偏光された光は１面非接触ブ
イレフ月４４の方向と一致する。ディレクタ１４４をか
かるオン光学リターデーション状態にするので４セル・
セグメントの電極構造体面の光軸の射影は無視できる。

これらの状況により、液晶セル・セグメント１３０は。

方向１５０に伝わる入射光の光学リターデーションを非
常に減らす。

液晶セル・セグメントがオン光学リターデーション状態
のとき、電極構造体１０２及び１０４の表面に垂直な方
向１５０に伝達される直線的に偏光された光は９面非接
触ディレクタの配向方向に一致しない。ディレクタ１４
４がオン光学リターデーション状態になるので、非常に
多くのディレクタの各々がセル・セグメントの電極構造
体表面に映像要素を投射する。これらの状況により、液
晶セル・セグメント１３０は、ｔｌぼ垂直な入射光に対
し効果的な複屈折を行う。面非接触ディレクタ１４４の
方向により１次式を満足する波長の光に対し、はぼ半波
の光学リターデーションを与える。

Ａｎｄ／λ＝１／２ここで、ｄは厚さ１５２を表わし、７Ｉｎはセル・セグ
メントの実際の複屈折を表わす。

（スイッチング回路）第６Ａ及び６Ｂ図は、スイッチング回路４６内に含まれ
る回路を示し、その出力端にセル・セグメント３４及び
３６用の駆動電圧信号を発生する。

スイッチング回路４６Ｆｉ、第６Ａ及び６Ｂ図に示す各
型式の２つのサブ回路を含んでおり、液晶セルの両セル
・セグメントを駆動する。第２図に示したロジック信号
、即ちラインＡ、　Ｂ、　Ｄ、　Ｆ、　Ｈ，Ｊ及びＫは
、従来技法及び回路で発生するので。

説明を省略する。以下の説明は、セル・セグメント３４
用のスイッチング回路のみに関する。

第６Ａ図は、バイアス電圧制御信号（第２図のライフＢ
）により制御され、振幅制御可能な駆動電圧入力信号（
第２図のラインＣ）を発生するサブ回路の回路図である
。第６Ａ図において、５０％のデユーティ・サイクルで
、ＩＫＨｚ及び４　ＫＨｚ間の適当な周波数のクロック
信号を入力端子２００に供給する。ＴＴＬロジック電圧
レベルに対応する矩形波出力を発生する信号発生器（図
示せず）が、このクロック信号を与える。このクロック
信号の周波数が、セル・セグメント３４への駆動電圧信
号（第２図のラインＥ）の周波数を決定する。

抵抗器２０２は、クロック信号発生器の出力用の３３に
オームのプル・アンプ抵抗として作用する。

演算増幅器２０４を電圧比較器として構成し、クロック
信号をＴＴＬロジック電圧レベルから、約０ボルトを中
心とし振幅がほぼ±１．４ボルトのバイポーラ矩形波信
号に変換する。＋１．４ボルトの比較器しきい値レベル
を、増幅器２０４の非反転入力端２０６に供給する。こ
のしきい値レベルは。

ダイオード２０８及び２１０に電圧降下により設定する
。なお、これらダイオードは、直列に接地に接続し、＋
５ボルト電圧源によシ順バイアスする。３３にオームの
抵抗器２１２をダイオード２０８及び２１０に直列接続
し、これらダイオードに流れる電流を制限する。

３３にオームの抵抗器２１３を介して、クロック信号を
増幅器２０４の反転入力端２１４に供給する。入力端２
１４のクロック信号電圧が＋１．４ボルトよシも高いと
き、増幅器２０４の出力端２１６の電圧は約−４，５ポ
ル）Ｋなる。入力端２１４のクロック信号電圧が＋１．
４ボルトよりも低いとき、増幅器２０４の出力端２１６
の電圧は約＋４５ボルトになる。抵抗器２２６及び接地
間に直列接続したダイオード２１８及び２２０は。

出力端２１６の正電圧偏倚を＋１．４ボルトに制限する
。抵抗器２２６及び接地間に直列接続したダイオード２
２２及び２２４は、出力端２１６の負電圧偏倚を−１，
４ボルトに制限する。出力端２１６とダイオード２１８
，２２０，２２２及び２２４との間に３にオームの抵抗
器２２６を配置して。

これらダイオードに流れる電流を制限する。よって、ピ
ーク振幅が±１．４ボルトのバイポーラ矩形波電圧が、
ノード２２８に発生する。ダイオード２０８．２１０，
２１８，２２０．２２２及び２２４は、ｌＮ４１５２又
は等価の素子である。

直列接続された可変抵抗器２３４及び固定抵抗器２３６
を介して、ノード２２８のバイポーラ矩形波信号を演算
増幅器２３２の反転入力端２３０に供給する。可変抵抗
器２３４は、最大値が５０にオームであり、固定抵抗器
２３６の値は、２０にオームである。演算増幅器２３２
の非反転入力端２３８を直接に接地する。演算増幅器２
３２を反転増幅器として構成し、その閉ループ利得は。

２つの値の一方に選択的に設定できる。この閉ループ利
得を帰還可変抵抗器２４０及び帰還可変抵抗器２４４の
値により設定する。この抵抗器２４０を、増幅器２３２
の出力端２４２及び反転入力端２３０間に常時接続し、
一方抵抗器２４４は、スイッチ２４６が閉位置のときの
み、増幅器２３２の出力端２４２及び反転入力端２３０
間に接続する。可変抵抗器２４０及び２４４の最大値は
、夫々５０にオーム及び１００Ｋオームである。電子ス
イッチ２４６は好適には、ＣＤ４０６６又はその等価品
である。ｌ０ＰＦのコンデンサ２４８を可変抵抗器２４
０に並列接続し、増幅器２３２の帯域幅を制限して１発
振を防止する。演算増幅器２０４及び２３２は、ＮＥ５
５３２又はその等価品である。

演算増幅器２３２の閉ループ利得をバイアス電圧制御信
号の論理状態により制御するが、この信号は、標準入力
バッファ回路２５１ａの入力端子２５０に供給される。

なお、バッファ回路２５１は、第６Ａ及び６Ｂ図に示す
回路に利用される。

これら人カバノファ回路の各々は、参照番号２５１及び
それに続く異なるアルファベットで示す。入力バッファ
回路２５１ａは、エミッタが＋５ボルト電圧源に直接接
続されたＰＮＰトランジスタ２５２ヲ含む。このトラン
ジスタ２５２は、２Ｎ３９０６又はその等価品である。

１．５にオームの抵抗器２５６をエミッタ２５４及びベ
ース２５８間に配置し、スイッチとしてのトランジスタ
２５２をノ（イアスする。ベース２５８に供給されるス
イッチフグ制御電圧は、入力端子２５０のバイアス電圧
制御信号の論理状態から形成する。３ボルトのツェナー
・ダイオード２６０を６８０オームの抵抗器２６２と直
列接続して、トランジスタ２５２のエミッタ及びペース
間の電圧降下を後述の如く制Ｈｆる。トランジスタ２５
２のコレクタ２６４　ｔ’。

電子スイッチ２４６のスイッチ制御入力端２６６に接続
する。コレクタ２６４及びスイッチ制御入力端２６６を
ＩＯＫオームの抵抗器２６８の一端に接続し、この抵抗
器の他端を一５ボルト電圧のに接続する。

バイアス電圧制御信号が論理「ｌ」状態のとき。

入力端子２５０は約３．５ボルトである。エミッタ２５
４に供給された＋５ボルトは、ツェナー・ダイオード２
６０の電圧及びバイアス電圧制御信号の電圧の和に打勝
つには不充分なので、抵抗器２５６に電流が流れず、電
位差も生じない。この状態がトランジスタ２５２をカッ
トオン状態にバイアスするので、電子スイッチ２４６の
スイッチ制御入力端２６６に約−５ボルトが加わる。こ
れらの条件下で、電子スイッチ２４６が開き、可変抵抗
器２４４は、増幅器２３２に影響を与えない開回路の一
部となる。可変抵抗器２４０を調整して、増幅器２３２
の出力端２４２の電圧をピーク・ピークが４ボルト又は
実効値が２０ボルトにする。この電圧は、駆動電圧入力
信号（第２図のラインＣ）でアシ、時点ＴＳからＴ９の
低インビーダノス期間に発生する。

バイアス電圧制御信号が論理「０」状態のとき。

入力端子２５０はほぼ接地電位であり、抵抗器２５６に
電流が流れ、約２ボルトの電位差が発生する。この状態
がトランジスタ２５２を飽和状態にバイアスし、エミッ
タ２５４及びコレクタ２６４間に導電路を形成して、約
＋５ボルトを電子スイッチ２４６のスイッチ制御入力端
２６６に加える。

これら条件下で、電子スイッチ２４６が閉じ、可変抵抗
器２４４を可変抵抗器２４０に並列接続する。可変抵抗
器２４０及び２４４を並列接続することにより、増幅器
２３２の閉ループ利得が減少する。可変抵抗器２４４を
調整して、増幅器２３２の出力端２４２の電圧を約ピー
ク・ピーク０．４ボルト又は実効値０２ポルトにする。

この電圧は。

駆動電圧入力信号（第２図の２インＣ）であり。

時点Ｔ１からＴ５及びＴ９からＴＩ３の高インピーダン
ス期間に発生する。

したがって、駆動電圧入力信号は、増幅器２３２の出力
端２４２に常時現われ、第６Ｂ図の駆動電圧回路の入力
端に加わる。可変抵抗器２３４は。

低インピーダンス及び高インピーダンスの雨期間におい
て、増幅器２３２の出力端２４２に発生する駆動電圧入
力信号用の全体的な閉ループ利得を調整する。

第６Ｂ図は、増幅器２３２の出力端２４２（第６Ａ図）
からの駆動電圧入力信号を受けるサブ回路の回路図であ
り、セル・セグメント３４を駆動する駆動電圧信号（第
２図のラインＥ）を低インピーダンス及び高インピーダ
ンス期間に発生する。

第６Ｂ図において、３３０マイクロＦの結合コンデンサ
２７０を介して、矩形波駆動電圧入力信号を電子スイッ
チ２７４の端子２７２に供給する。

この電子スイッチは、ＣＤ４０６６又はその等価品であ
る。セル・セグメント３４のゼロ制御信号（第２図のラ
インＤ）を入力バノファ回路２５１ｂの入力端子２７６
に供給する。この回路の出力を電子スイッチ２７４のス
イッチ制御入力端２７８に供給する。電子スイッチ２７
４の端子２８０を演算増幅器２８４の非反転入力端２８
２に接続する。

この増幅器は、ＬＭ３１８又はその等価品である。

ゼロ制御信号が論理「０」状態のとき、電子スイッチ２
７４が閉じ、端子２７２の信号が演算増幅器２８４の非
反転入力端２８２に加わる。ゼロ制御信号が論理「１」
状態のとき、電子スイッチ２７□１が開き、増幅器２８
４の非反転入力端２８２には信号が現われない。４．３
　Ｋオームの抵抗器２８６を非反転入力端２８２及び接
地間に接続し。

電子スイッチ２７４が開いたとき、端子２８２を０ボル
トに固定する。増幅器２８４の出力端２８８は、後述す
る相補トランジスタ回路の共通入力端２９６に接続する
と共に、９．１にオームの抵抗器２９０及び５１にオー
ムの抵抗器２９２を介して出力端子２９４に接続する。

この出力端子にセル・セグメント３４用の駆動電圧信号
が発生する。

抵抗器２９０及び２９２の接続ノードは、増幅器２８４
の反転入力端２９７及び４．７にオームの抵抗器２９８
の一端に接続する。この抵抗器２９８の他端は接地する
。これら接続により、帰還素子としての抵抗器２９０を
有する非反転帰還増幅器が得られる。この抵抗器２９０
は、抵抗器２９８と共に閉ループ利得を決定する。５１
ＰＦのコンデンサ２９９を抵抗器２９０に並列接続し、
増幅器２８４の帯域を制限して１発振を防止する。抵抗
器２９２が出力端子２９４の信号を反転入力端２９７に
帰還して、駆動電圧信号の振幅を安定化する。５．６　
Ｐ　Ｆのコンデンサ２９３が、増幅器回路の発振を防止
する。

正クランプ信号（第２図のラインＪ）ｔ−人力バノファ
回路２５１ｃの入力端子３０２に供給し、この回路の出
力端を電子スイッチ３０６のスイッチ制御入力端３０４
に接続する。増幅器２８４の出力端２８８の信号は、直
列接続された抵抗器３０８及び温度補償用ダイオード３
１０を介して、電子スイッチ３０６の端子３１２に加え
る。負クランプ信号（第２図のラインＫ）を入力バノフ
ァ回路２５１ｄの入力端子３１４に供給し、この回路の
出力端を電子スイッチ３１８の制御入力端３１６に接続
する。直列接続された抵抗器３２０及び温度補償用ダイ
オード３２２を介して、増幅器２８４の出力端２８８の
信号を、電子スイッチ３１８の端子３２４に加える。抵
抗器３０８及び３２０の値は５１０オームであシ、ダイ
オード３１０及び３２２はｌＮ４１５２又はその等測高
である。

第６Ｂ図の駆動サブ回路の動作は、電子スイッチ２４６
（第６Ａ図）、２７４，３０６及び３１８のスイッチン
グ・モードを制御する信号の論理状態の組合せにより説
明できる。

第１の入力信号組合せは、低インピーダンス期間にセル
・セグメ／ト３４の電極構造体３０に供給されるピーク
・ピークが５４ボルトの駆動電圧信号の発生に関連する
。説明を明瞭にするため。

以下、この信号を「低インピーダンス駆動電圧信号」と
呼ぶ。バイアス電圧制御信号（第２図の２インＢ）が論
理「１」状態で、増幅器２３２の出力端２４２にピーク
・ピークが４．０ボルトの信号を発生し、ゼロ制御信号
（第２図のラインＤ）が論理ｒＯＪ状態で、電子スイッ
チ２７４を閉じてピーク・ピークが４．０ボルトの信号
を増幅器２８４の非反転入力端２８２に供給し、正クラ
ンプ信号（第２図のラインＪ）が論理「０」状態で、電
子スイッチ３０６を閉じ、負クランプ信号（第２図のラ
イ／Ｋ）が論理ｒＯＪ状態で、電子スイッチ３１８を閉
じたとき、低インピーダンス駆動信号が出力端子２９４
に発生する。これらの条件下で。

増幅された低インピーダンス駆動電圧信号が出力端子２
９４に発生する。

増幅器２８４の出力端２８８の電圧が約＋１ボルトより
も太きいとき、＋３０ボルト電圧諒及びＮＰＮ　）う／
ジメタ３２フのベース３２６間に配置された３０にオー
ムの抵抗器３２５の電圧降下が減少して、ベース３２６
に充分な電圧が発生し。

コレクタ３２８からエミッタ３３０に電流が流れる。＋
３０ボルト電圧源及びコレクタ３２８間に可変抵抗器３
３２及び固定抵抗器３３４を直列接続し、トランジスタ
３２７を流れる電流量を制限する。可変抵抗器３３２を
調整して、出力端子２９４に流れる電流を平衡させる。

抵抗器３３６をエミッタ３３０及び接地間に接続して、
トランジスタ３２７を流れる電流を制限する。可変抵抗
器３３２の最大値は２００オームであシ、抵抗器３３４
及び３３６は夫々１００オーム及び８２オームである。

トランジスタ３２７のコレクタ３２８をＰＮＰトランジ
スタ３４０のベース３３８に接続する。

トランジスタ３２７のコレクタに電流が流れると。

トランジスタ３４０のエミッタ３４２からコレクタ３４
４に電流が流れ、出力端子２９４に約＋２７ボルトが発
生する。１００オームの抵抗器３４６を、＋３０ボルト
電圧源及びトランジスタ３４０のコレクタ３４２間に配
置して、そのバイアス電流を設定する。ダイオード３４
８を抵抗器３４６に並列接続して、その電圧降下を０．
７ボルトに制限し、ピーク電流負荷状態において、出力
端子２９４に＋２７ボルトが確実に発生するようにする
。６．２オームの抵抗器３５０をコレクタ３４４及び出
力端子２９４間に接続して、トランジスタ３４０の電流
を制限する。これらの条件下で、抵抗器３５０は、出力
端子２９４のインピーダンスを確立する。増幅器２８４
の出力端２８８が約＋１ボルトよりも高いとき、３０に
オームの抵抗器３５２に不充分な量の電流が流れ、ＰＮ
Ｐトランジスタ３５８のエミッタ３５４及びベース３５
６間の約０５ボルトよシも高い必要な電圧を発生し。

エミッタ３５４からコレクタ３６２に電流を流す。

８２オームの抵抗器３６０を介して、トランジスタ３５
８のエミッタ３５４を接地する。トランジスタ３５８の
コレクタ３６２は、ＮＰＮ）ランジスタ３６８のベース
３６６に接続すると共に。

２２０オームの抵抗器３６４を介して一３０ボルト電圧
源に接続する。これらの条件下で、トランジスタ３６８
のベース３６６をほぼ一３０ボルトに維持して、カット
オン状態にバイアスする。よって、トランジスタ３６８
のエミッタ３７０からコレクタ３７２には、電流が流れ
ない。

抵抗器３７４を一３０ボルト電圧源及びトランジスタ３
６８のエミッタ３７０間に配置して、このトランジスタ
のエミッタ及びペース間に″充分な電圧が供給されたと
きのバイアス電流を設定する。

ダイオード３７６を抵抗器３７４に並列接続し。

その電圧降下を０７ボルトに制限して、ピーク電流負荷
状態において、出力端子２９４に−２７ボルトが確実に
発生するようにする。６．２オームの抵抗器３７８をコ
レクタ３７２及び出力端子２９４間に接続して、トラン
ジスタ３６８が導通状態にバイアスされたときＫこのト
ランジスタを流れる電流を制限する。これらの条件下で
、抵抗器３７８は、出力端子２９４のインピーダンスを
確立する。

ダイオード３４８及び３７６はｌＮ４９３５又はその等
飾品であり、抵抗器３５０及び３７８の電力定格は７ワ
ノトである。

要約すれば、増幅器２８４の出力端２８８の電圧が＋１
ボルトよりも高くなると、トランジスタ３４０がバイア
スされて、エミッタからコレクタに電流を流し、＋２７
ボルトの低インピーダンス源となり、この低インピーダ
ンス源が出力端子２９４に現われる。トランジスタ３６
８をカットオン状態にバイアスすると、これらの条件下
において、出力端子２９４に発生する信号に影響が及ば
ない。

一方、増幅器２８４の出力端２８８の電圧が約−１ボル
トよりも低いと、出力端子２８８が杓子１ボルトよシも
高い場合のトランジスタ３５８及び３６８の説明と同様
に、トランジスタ３２７及び３４０は、カットオン状態
にバイアスされる。

同様に、増幅器２８４の出力端２８８の電圧が約−１ボ
ルトよりも低いと、出力端２８８の電圧が約＋１ボルト
よシも高い場合のトランジスタ３２７及び３４０の説明
のように、トランジスタ３５８及び３６８がバイアスさ
れて、これら素子に電流が流れる。

要約すれば、出力端２８８の電圧が一１ボルトよりも低
いとき、トランジスタ３６８がバイアスされて、エミッ
タからコレクタに電流を流し、−２７ボルトの低インピ
ーダンス源とし、この低インピーダンス源が出力端子２
９４に現われる。トランジスタ３４０がカットオン状態
にバイアスされるので、これらの条件下において、出力
端子２９４に発生する信号は影響を受けない。

第２人力信号組合せは、高インピーダンス期間に、セル
・セグメント３４の電極構造体３０に供給されるピーク
・ピークが５．４ボルトの駆動電圧信号の発生に関連す
る。説明を明瞭にするため。

以下、この信号を「高インピーダンス駆動電圧信号」と
呼ぶ。バイアス電圧制御信号（第２図のラインＢ）が論
理「０」状態で、増幅器２３２の出力端２４２にピーク
・ピーク０．４ボルト又は実効値０２ポルトを発生し、
ゼロ制御信号（第２図のラインＤ）が論理「０」状態で
、電子スイッチ２７４を閉じて増幅器２８４の非反転入
力端子２８２にピーク・ピーク０．４ボルトの信号を供
給し、正クランプ信号（第２図のラインＪ）がピーク・
ピーク０．４ボルトの駆動電圧入力信号と同相に発振し
て、電子スイッチ３０６を交互に開いたり閉じたりし、
負クランプ信号（第２図のラインＫ　）　カピーク・ピ
ーク０４ボルトの駆動電圧入力信号と１８０度の位相差
で発振して、電子スイッチ３０６の開及び閉と１８０度
の位相差関係で電子スイッチ３１８を交互に開いたり閉
じたりしたとき、出力端子２９４に高インピーダンス駆
動電圧信号が発生する。これらの条件下で、増幅された
高インピーダンス駆動電圧入力信号が、出力端子２９４
に発生する。

正クランプ信号が論理「０」状態で、負クランプ信号が
論理「ｌ」状態のとき、電子スイッチ３０６が閉じ、電
子スイッチ３１８が開く。したがって、−０，１ボルト
信号が、増幅器２８４の出力端２８８に発生する。電子
スイッチ３１８が開くので、トランジスタ３２７のベー
スには信号が発生せず、カットオン状態にバイアスされ
る。

１００にオームの抵抗器３８０をベース３２６及び接地
間に接続して、電子スイッチ３１８が開いているとき、
このベースを０ボルトに維持する。

トランジスタ３４０がカットオン状態にバイアスされる
と、コレクタ３４４から出力端子２９４に電流が流れな
い。よって、トランジスタ３４０は。

出力端子２９４に発生する電圧に影響しない。

電子スイッチ３０６が閉じているので、トランジスタ３
５８のベース３５６に−０，１ボルトの信号が現われ、
エミッタ３５４からコレクタ３６２に電流を流す。コレ
クタ３６２に流れる電流が。

抵抗器３６４に充分な振幅の電圧を発生させ、トランジ
スタ３６８を直線増幅器としてバイアスし。

出力端子２９４に−２，７ボルトを発生する。これらの
条件下で、出力端子２９４のインピーダンスは、約−２
，７ボルトの駆動電圧に対して約６０にオームである（
これは、抵抗器２９０及び２９２の抵抗値の和を表わす
）。（上述の如＜、　−２，７ボルトよりも低い駆動電
圧を発生する状態においては、出力端子２９４のインピ
ーダンスは６，２オームである。）第２図のラインＥの時点Ｔ＋からＴ２及びＴｌｌから’
Ｉ’１３に示すように、駆動電圧信号のパルス・トップ
には、その前縁及び後縁においてオーパンニートが生じ
、１２．７１ボルトの公称ピーク振幅にサグが生じる。

これは、これらの期間にセル・セグメント３６に供給し
たピーク・ピーク５４ボルトの信号（ラインＩ）により
共通電極構造体２２に発生したノイズ電圧により誘導さ
れた電気的クロス・トークの結果である。かかるクロス
・トークが生じるとき、第６Ｂ図の駆動サブ回路の機能
により。

出力端子２９４にクロス・トーク電圧の変更したものを
与える。複合信号電圧の絶対値が公称駆動電圧信号の絶
対値と等しいか、又はそれよシも大きいときのみ、出力
端子２９４の公称駆動電圧信号にノイズ電圧を重畳する
ように、駆動サブ回路を設計する。もしそうでなければ
、ｌＥ動ササ１回路ノイズ電圧信号の効果を除いてしま
う。よって。

セル・セグメント３４の電極構造体３ｏに誘導されたノ
イズ電圧信号は、共通電極構造体２２に誘導されたノイ
ズ電圧信号にぴったりと追従し、セル・セグメント３４
には電位差の変動がなく、「オン」状態からドリフトす
る。この結果、セル・セグメント３４及び３６間の光学
的クロス・トークを除去する。

したがって、正及び負クランプ信号が夫々論理「０」及
びｒｚＪ状態になると、出方端子２９４の電圧は、　−
２，７ボルト以下にクランプされる。

駆動サブ回路のこの機能は次のようにして行なわれる。

即ち、電極構造体３０に誘導したクロス・トーク電圧が
出力端子２９４に現われ、抵抗器２９．２を介して増幅
器２８４の反転入力端２９７に帰還する。クロス・トー
ク電圧が０よりも小さいとき、増幅器２８４は出力端子
２９４の電圧が低過ぎることを検知し、出力端２８８に
高電圧を発生して、この電圧を増加させようとする。し
かし、負クランプ信号の論理「１」状態が電子スイッチ
３１８を開いて、トランジスタ３４０をカットオン状態
にバイアスするので、この電圧の増加は実現できない。

よって、負クロス・トーク電圧が、セル・セグメント３
４の駆動電圧信号に重畳する。クロス・トーク電圧が０
よりも大きい場合。

増幅器２８４は出力端子２９４の電圧が高過ぎることを
検知し、その出力端２８８に低電圧を発生して、出力端
子２９４の電圧を下げようとする。

正クランプ信号の論理「０」状態により電子スイッチ３
０６が閉じ、トランジスタ３６８を直線増幅器としてバ
イアスし、出力端子２９４に発生する電圧を下げるので
、電圧の低下を実現できる。

よって、正クロス・トーク電圧が補償され、出力端子２
９４の電圧が駆動電圧信号の電圧にクランプされる。

正クランプ信号が論理ｒｌＪ状態で、負クランプ信号が
論理ｒｏＪ状態のとき、電子スイッチ３０６は開き、電
子スイッチ３１８は閉じる。更に、増幅器２８４の出力
端２８８に＋０．１ボルト信号が発生する。電子スイッ
チ３０６が開くので。

トランジスタ３５８のベース３５６に信号が現われず、
このトランジスタはカットオン状態にバイアスされる。

１００にオームの抵抗器３８２をベース３５６及び接地
間に接続して、電子スイッチ３０６が開いたときにベー
スをＯボルトに維持する。正クランプ信号が論理「０」
状態で、負クランプ信号が論理「１」状態のときの回路
の上述の動作は、正及び負クランプ信号が夫々論理「１
」及び「０」状態のときの動作に類似している。よって
、増幅器２８４の出力端２８８に＋０．１ボルト信号が
発生する。また、共通電極構造体２２にかなりのクロス
・トークが発生しないとき、出力端子２９４に＋２７ボ
ルトが発生する。これらの条件下で、出力端子２９４の
インピーダンスは。

約＋２．７ボルトの駆動電圧に対し、約６０にオームに
なる。（上述の如＜、＋２．７ボルトより高い駆動電圧
を発生する条件下で、出力端子２９４のインピーダンス
は、６２オームである。）時点Ｔ１からＴ２及びＴｌｌ
からＴＩ３の間にクロス・トーク電圧が誘導されたとき
、出力端子２９４の電圧は＋２．７ボルト以上にクラン
プされる。

第３人力信号組合せは、セル・セグメント３４の電極構
造体３０用の低インピーダンス駆動電圧信号の休止後直
ちに続く瞬間的高インピーダンス接地状態の発生に関連
する。ゼロ制御信号（第２図のラインＤ）が論理ｒｌＪ
状態の場合を除いて。

高イノビーダ／ス駆動電圧信号に関して上述したのと同
じ入力信号状態において、出力端子２９４に高インピー
ダンス接地状態が生じる。

第２図のラインＤに示す如く１時点Ｔ９からＴ１１の期
間に、ゼロ制御信号が論理ｒｌＪ状態となり。

電子スイッチ２７４が開位置となる。これらの条件下で
、増幅器２８４の非反転入力端２８２に信号が供給され
ず、この入力端は、抵抗器２８６を介して接地される。

増幅器２８４の出力端２８８に約０ボルトの信号が発生
する。高インピーダンス期間のみ、ゼロ制御信号が論理
「１」状態となる。したがって、駆動電圧信号が０ボル
トの場合を除いて、第６Ｂ図の駆動サブ回路の動作は、
第２人力信号組合せに関する上述の動作と同じである。

よって、出力端子２９４に現われる信号を。

「高インピーダンス接地」と呼ぶ。

クロス・トーク信号を、約Ｏボルトの駆動電圧信号に重
畳する。第２図のライ／Ｉに示す如く。

時点Ｔ７からＴＩ３の期間にセル・セグメント３６に供
給した低インピーダンス駆動電圧信号は９時点ＴＩＧか
らＴ１１の期間に出力端子２９４にバイポーラ・ノイズ
信号を誘導する。セル・セグメント３６への低インピー
ダンス駆動電圧信号（ラインＩ）の負方向遷移が、セル
・セグメント３４の低インピーダンス駆動電圧信号から
高インピーダンス接地状態への変化と同時に生じるので
１時点Ｔ９からＴＩＯまでの高インピーダンス接地状態
において、電極構造体３０にはノイズ電圧信号が誘導さ
れない。よって１時点Ｔ９からＴｌｌの期間、セル・セ
グメント３４の電位差に正味の変化はなく、またセル・
セグメント間に光学的クロス・トークもない。

第２図のラインＩを参照すれば１時点Ｔ２からＴ３の期
間、いかなる誘導ノイズ電圧信号も存在せずに、セル・
セグメント３６への駆動電圧信号がＯポルトに維持され
ることが理解できよう。これは。

セル・セグメント３４に供給された低インピーダンス駆
動電圧信号（ラインＥ）のみが、この期間に存在するた
めである。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明によれば、第１及び第２セル・セグメ
ントが共通の電極を有する液晶光学スイッチにおいて、
一方のセル・セグメントが「オン」状態にバイアスされ
ている期間の少なくとも一部の間に、他方のセル・セグ
メントの電極間を高インピーダンス状態にして、セル・
セグメント間の光学的クロス・トークを減少できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適な実施例を組込んだフィールド順
次カラー表示／ステムのブロック図、第２図は液晶素子
のセル・セグメントに供給されるスイッチング信号の波
形図、第３図は液晶素子の平面図、第４図は第３図の側
部断面図、第５Ａ及び第５Ｂ図は液晶素子のディレクタ
配向状態を説明する図、第６Ａ及び第６Ｂ図はスイッチ
ング回路の回路図である。図において、１２は液晶素子、４６はスイッチ／グ回路
、１３０及び１３２はセル・セグメントでおる。

Claims

【特許請求の範囲】互いに離間しほぼ平行な１対の基板間に液晶物質を有し
、一方の上記基板に第１及び第２電極を設け、他方の上
記基板に基準電位源に接続された共通電極を設けて、上
記第１電極及び上記共通電極で第１セル・セグメントと
し、上記第２電極及び上記共通電極で第２セル・セグメ
ントとした液晶素子と、上記第１及び第２電極に励起電位を交互に供給して上記
第１及び第２セル・セグメントを交互にオン状態にする
と共に、一方の上記セル・セグメントがオン状態の期間
の少なくとも一部の期間に他方の上記セル・セグメント
の上記電極間を高インピーダンス状態にするスイッチン
グ回路とを具え、上記第１及び第２セル・セグメント間
を光学的に分離することを特徴とする液晶光学スイッチ
装置。