JPH04218029A - 液晶光制御装置 - Google Patents
液晶光制御装置Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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-
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- G02F1/133634—Birefringent elements, e.g. for optical compensation the refractive index Nz perpendicular to the element surface being different from in-plane refractive indices Nx and Ny, e.g. biaxial or with normal optical axis
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- G02F2413/00—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液晶光制御装置に関する
。本発明のネマチック液晶制御装置は１９７３年５月８
日付発行の米国特許第３，７３１，９８６号に示される
ような電界効果液晶光制御装置ディスプレイに使用する
ために適する。
。本発明のネマチック液晶制御装置は１９７３年５月８
日付発行の米国特許第３，７３１，９８６号に示される
ような電界効果液晶光制御装置ディスプレイに使用する
ために適する。
【０００２】
【従来の技術】上述のタイプの光制御装置は一対の平行
な透明板の間に挟持されたネマチック液晶物質の層を備
え、α−数字のディスプレイを形成するために前記透明
板の選定された区域に透明な導電性物質が被覆されてい
る。液晶物質に接触した前記透明板の表面は互に直角に
こすられて、液晶物質にねじれたネマチック構造を生じ
させてある。前記透明な導電性物質被膜間に電位を印加
することによってネマチック構造が回転或はねじれがほ
どける。このディスプレイの両側に偏光板を備えること
によって偏光板が互に交さしたり或は平行であるかどう
かに応じて偏光がネマチック構造体を通過できたり妨げ
られたりする。
な透明板の間に挟持されたネマチック液晶物質の層を備
え、α−数字のディスプレイを形成するために前記透明
板の選定された区域に透明な導電性物質が被覆されてい
る。液晶物質に接触した前記透明板の表面は互に直角に
こすられて、液晶物質にねじれたネマチック構造を生じ
させてある。前記透明な導電性物質被膜間に電位を印加
することによってネマチック構造が回転或はねじれがほ
どける。このディスプレイの両側に偏光板を備えること
によって偏光板が互に交さしたり或は平行であるかどう
かに応じて偏光がネマチック構造体を通過できたり妨げ
られたりする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述したタイプの液晶
ディスプレイをディスプレイの軸に沿って（すなわち前
述の透明板に直角に）観覧すると、α−数字ディスプレ
イによって形成される表示は前記ディスプレイを３６０
°回転しても容易に観覧できるが、しかし液晶は一般に
複屈折性であるから、ディスプレイの軸から外れた（ｏ
ｆｆ−ａｘｉｓ）ところでの性能はディスプレイが３６
０°回転すると、どこでも一様というわけではない。例
えばディスプレイの軸に対して４５°の角度でディスプ
レイ装置を観覧すると仮定する。さて装置を３６０°回
転すると、ディスプレイ上の前部偏光板の軸に平行およ
び垂直である軸外方向では表示がよく見えるが、これら
の位置の中間、特に偏光板の軸に垂直または平行な観覧
角度の場所から４５°ディスプレイが回転した時に像は
多かれ少かれぼんやりとなり、観覧が非常に困難となる
。
ディスプレイをディスプレイの軸に沿って（すなわち前
述の透明板に直角に）観覧すると、α−数字ディスプレ
イによって形成される表示は前記ディスプレイを３６０
°回転しても容易に観覧できるが、しかし液晶は一般に
複屈折性であるから、ディスプレイの軸から外れた（ｏ
ｆｆ−ａｘｉｓ）ところでの性能はディスプレイが３６
０°回転すると、どこでも一様というわけではない。例
えばディスプレイの軸に対して４５°の角度でディスプ
レイ装置を観覧すると仮定する。さて装置を３６０°回
転すると、ディスプレイ上の前部偏光板の軸に平行およ
び垂直である軸外方向では表示がよく見えるが、これら
の位置の中間、特に偏光板の軸に垂直または平行な観覧
角度の場所から４５°ディスプレイが回転した時に像は
多かれ少かれぼんやりとなり、観覧が非常に困難となる
。
【０００４】この効果は前述の透明板の表面に直角に配
向している液晶物質の複屈折により生ずることが決定さ
れた。この効果は適当な厚さをもつディスプレイにおい
ては非常に邪魔なことである。この効果は薄いディスプ
レイを造ることによって減少できるが、このような薄い
ディスプレイは異なる波長の屈折率が異なるために光の
散乱を生ずる傾向があり、ディスプレイが付活されない
ときに色ずれを生ずる原因となる。
向している液晶物質の複屈折により生ずることが決定さ
れた。この効果は適当な厚さをもつディスプレイにおい
ては非常に邪魔なことである。この効果は薄いディスプ
レイを造ることによって減少できるが、このような薄い
ディスプレイは異なる波長の屈折率が異なるために光の
散乱を生ずる傾向があり、ディスプレイが付活されない
ときに色ずれを生ずる原因となる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】平行な透明板の間に挟持
された液晶物質の層、前記透明板上の透明な導電性物質
の膜、光シャッター動作を行うための前記透明導電性物
質の膜間に電位を印加するための装置および液晶物質の
層の両側に配置された偏光板を備えた型の液晶光制御装
置において、改善が液晶光制御装置に対して動作可能に
配置された、前記透明板間の液晶物質の残留複屈折率（
複屈折率による位相差）を補償するための光学的リター
ダー（すなわち波長板）装置を備えていることからなる
、液晶光制御装置。
された液晶物質の層、前記透明板上の透明な導電性物質
の膜、光シャッター動作を行うための前記透明導電性物
質の膜間に電位を印加するための装置および液晶物質の
層の両側に配置された偏光板を備えた型の液晶光制御装
置において、改善が液晶光制御装置に対して動作可能に
配置された、前記透明板間の液晶物質の残留複屈折率（
複屈折率による位相差）を補償するための光学的リター
ダー（すなわち波長板）装置を備えていることからなる
、液晶光制御装置。
【０００６】本発明はこのタイプの液晶ディスプレイを
軸から外れた位置で観覧したときの性能（ｏｆｆ−ａｘ
ｉｓ／ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）を遅い光軸が互に直角
に交さする少なくとも２枚の光学的リターダー装置〔す
なわち波長板（リタデーションプレート）〕装置（以下
、光学的リターダーを単に波長板と述べる）であって、
各波長板装置の正味の位相差またはおくれ（リタデーシ
ョン）が液晶セルの正味の位相差（おくれ）に等しいか
或はそれより小さい波長板装置を備えることによって改
善できることを見出した点にある。このようにして、液
晶セルの複屈折の垂直成分は装置が動作（オン）の時は
補償（ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ）され、軸外の観覧性能
は改善される。この原理はまた線形に配向した液晶装置
を使用する高速度のモデュレーターを生成するのに使用
できる。表面が互に平行に摩擦されたように液晶セルが
配向していると、セルの観覧孔はネマチック液晶の位相
差（リタデーション）に等しい２枚波長板（リタデーシ
ョンプレート）をセルの次に互に直角に且つ２枚の直交
する偏光板と平行に置くことによって著しく拡大できる
。さらに、液晶のこすられた方向に対して直角に配向さ
れ、かつ偏光板に対して４５°の角度で配向した第３の
波長板を付設することによって、ゼロオーダでの動作が
できなかったこのタイプの装置の特性を、所望の平均駆
動レベルでの液晶の複屈折率が前記付設した波長板の位
相差（リタデーション）に等しいように更に修正するこ
とができる。
軸から外れた位置で観覧したときの性能（ｏｆｆ−ａｘ
ｉｓ／ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）を遅い光軸が互に直角
に交さする少なくとも２枚の光学的リターダー装置〔す
なわち波長板（リタデーションプレート）〕装置（以下
、光学的リターダーを単に波長板と述べる）であって、
各波長板装置の正味の位相差またはおくれ（リタデーシ
ョン）が液晶セルの正味の位相差（おくれ）に等しいか
或はそれより小さい波長板装置を備えることによって改
善できることを見出した点にある。このようにして、液
晶セルの複屈折の垂直成分は装置が動作（オン）の時は
補償（ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ）され、軸外の観覧性能
は改善される。この原理はまた線形に配向した液晶装置
を使用する高速度のモデュレーターを生成するのに使用
できる。表面が互に平行に摩擦されたように液晶セルが
配向していると、セルの観覧孔はネマチック液晶の位相
差（リタデーション）に等しい２枚波長板（リタデーシ
ョンプレート）をセルの次に互に直角に且つ２枚の直交
する偏光板と平行に置くことによって著しく拡大できる
。さらに、液晶のこすられた方向に対して直角に配向さ
れ、かつ偏光板に対して４５°の角度で配向した第３の
波長板を付設することによって、ゼロオーダでの動作が
できなかったこのタイプの装置の特性を、所望の平均駆
動レベルでの液晶の複屈折率が前記付設した波長板の位
相差（リタデーション）に等しいように更に修正するこ
とができる。
【０００７】この発明の上述の、および他の目的および
特長はこの明細書の一部をなす添付図面に関連した下記
の詳細な記述から明らかとなるであろう。
特長はこの明細書の一部をなす添付図面に関連した下記
の詳細な記述から明らかとなるであろう。
【０００８】さて図について、特に図１について述べる
と、米国特許第３，７３１，９８６号に記載の電界効果
光制御装置型の液晶セルが示される。それはガスケット
１４によって分離された一対の透明板１０および１２を
備え、該ガスケット１４は前記一対の透明板を約０．０
１３ｍｍ（０．０００５インチ）を隔てて隔離される。 透明板１０と１２の間のガスケット１４によって囲まれ
た空間には液晶物質の層が配置される。ここでの液晶物
質はファーガソンに許与された米国特許第３，９１８，
７９６号に教示されているような正の誘電異方性をもつ
ネマチック型のものであると仮定する。
と、米国特許第３，７３１，９８６号に記載の電界効果
光制御装置型の液晶セルが示される。それはガスケット
１４によって分離された一対の透明板１０および１２を
備え、該ガスケット１４は前記一対の透明板を約０．０
１３ｍｍ（０．０００５インチ）を隔てて隔離される。 透明板１０と１２の間のガスケット１４によって囲まれ
た空間には液晶物質の層が配置される。ここでの液晶物
質はファーガソンに許与された米国特許第３，９１８，
７９６号に教示されているような正の誘電異方性をもつ
ネマチック型のものであると仮定する。
【０００９】図１に示すように、透明板１０および１２
の向かい合った表面上には酸化スズまたは酸化インジウ
ムのような透明な導電性物質のパターンが形成されてい
る。板１２には透明な導電性物質の４個のパッチ１６、
１８、２０および２２が備えられ、他方の透明板１０に
は一般に参照数字２４、２６、２８および３０と呼ばれ
る４組のセットの相互間は絶縁された透明導電性物質の
ストリップを備える。板１０および１２をガスケット１
４の両側に結合すると、透明な導電性パッチ１６〜２２
は透明板１０上のストリップ２４〜３０の４組のセット
と位置合わせされるように配置されている。点または小
数点３２が板１０上のストリップのセットの各々に備え
られ、これらは板１２上の対応する点３４と位置合わせ
される。
の向かい合った表面上には酸化スズまたは酸化インジウ
ムのような透明な導電性物質のパターンが形成されてい
る。板１２には透明な導電性物質の４個のパッチ１６、
１８、２０および２２が備えられ、他方の透明板１０に
は一般に参照数字２４、２６、２８および３０と呼ばれ
る４組のセットの相互間は絶縁された透明導電性物質の
ストリップを備える。板１０および１２をガスケット１
４の両側に結合すると、透明な導電性パッチ１６〜２２
は透明板１０上のストリップ２４〜３０の４組のセット
と位置合わせされるように配置されている。点または小
数点３２が板１０上のストリップのセットの各々に備え
られ、これらは板１２上の対応する点３４と位置合わせ
される。
【００１０】液晶セルの動作を以下に説明する。しかし
パッチ（セット）２４のストリップの全部が例えば不透
明となって、その周りの区域が光を透過すれば、それに
生ずる像形は数字の「８」を表すことを理解されたい。 同様に例えばパッチ（セット）２４のストリップの選定
されたストリップが不透明となることによって、１から
０までの数字を見えるようにすることができる。
パッチ（セット）２４のストリップの全部が例えば不透
明となって、その周りの区域が光を透過すれば、それに
生ずる像形は数字の「８」を表すことを理解されたい。 同様に例えばパッチ（セット）２４のストリップの選定
されたストリップが不透明となることによって、１から
０までの数字を見えるようにすることができる。
【００１１】セット２４〜３０における相互間が絶縁さ
れた種々の導電性ストリップは透明な導電性物質３６の
多数の相互に絶縁されたストリップを通して外部の導線
（図示せず）に接続するように取付けられる。この点に
ついて導電性ストリップ３６を外部電気回路に接続する
ためにストリップ３６を備えた板１０の下端が液晶セル
の下方に延びて適当な電気接点が板１０の下部を滑動で
きるようになっていることを理解されたい。ストリップ
３６Ａは板１０の底部からその頂部の水平部４０まで延
びていることに留意されたい。この水平部４０は板１２
上の導電性物質のパッチ１６に接続した対応する水平部
４２の真向いにある。導電性エポキシ樹脂または類似の
物質がガスケット１４中の孔４４につめられ、水平部４
０および４２を接続する。この配列のために電位源の一
方の端子を導電性ストリップ３６Ａに接続でき、従って
液晶物質の一方側の導電パッチに接続でき、他方では残
りの導電性ストリップ３６の選定されたストリップを同
じ電位源の他方の端子に接続でき、ストリップ３６の何
れか一方（すなわち電位源の他方の端子に接続されたス
トリップ）に付勢されるかによって電位勾配を生じ選定
された区域における液晶物質を通る電界を生ずる。
れた種々の導電性ストリップは透明な導電性物質３６の
多数の相互に絶縁されたストリップを通して外部の導線
（図示せず）に接続するように取付けられる。この点に
ついて導電性ストリップ３６を外部電気回路に接続する
ためにストリップ３６を備えた板１０の下端が液晶セル
の下方に延びて適当な電気接点が板１０の下部を滑動で
きるようになっていることを理解されたい。ストリップ
３６Ａは板１０の底部からその頂部の水平部４０まで延
びていることに留意されたい。この水平部４０は板１２
上の導電性物質のパッチ１６に接続した対応する水平部
４２の真向いにある。導電性エポキシ樹脂または類似の
物質がガスケット１４中の孔４４につめられ、水平部４
０および４２を接続する。この配列のために電位源の一
方の端子を導電性ストリップ３６Ａに接続でき、従って
液晶物質の一方側の導電パッチに接続でき、他方では残
りの導電性ストリップ３６の選定されたストリップを同
じ電位源の他方の端子に接続でき、ストリップ３６の何
れか一方（すなわち電位源の他方の端子に接続されたス
トリップ）に付勢されるかによって電位勾配を生じ選定
された区域における液晶物質を通る電界を生ずる。
【００１２】液晶ユニットを造るに際しては、ネマチッ
ク相液晶物質と接触している透明な導電性物質の層を、
木綿布で一方向にこすることによって、または他に液晶
分子が一方向に配向するように処理することによって造
ることができる。更に板１０上の透明導電性物質は板１
２上の透明な導電性物質をこする方向に対して直角な一
方向にこすられる。この効果は前述の米国特許第３，７
３１，９８６号にさらに詳細に説明されているように透
明板間に介在する液晶物質にねじれたネマチック構造を
造るにある。板１０と接触して第１偏光板４６があり、
板１２の裏側には第２偏光板４８がある。これら２枚の
偏光板４６および４８の偏光面は互に直交し、第１偏光
板４６の偏光面は板１０上の透明な導電性物質をこすっ
た方向に平行で、第２偏光板４８の偏光面は板１２上を
こすった方向に平行である。最後に第２偏光板４８の後
ろに反射板５０があり、これは１９７５年５月６日付で
発行された米国特許第３，８８１，８０９号の主題であ
る。要するにディスプレイの前方から液晶フィルム中を
通り、次いで反射板５０から散乱される周囲の光でディ
スプレイが観覧できるように、偏光した光を偏光解消な
しに散乱させるのは反射板である。或はまた、反射板５
０を除いて、業界において周知のように裏側からの光源
によってディスプレイを照明してもよい。
ク相液晶物質と接触している透明な導電性物質の層を、
木綿布で一方向にこすることによって、または他に液晶
分子が一方向に配向するように処理することによって造
ることができる。更に板１０上の透明導電性物質は板１
２上の透明な導電性物質をこする方向に対して直角な一
方向にこすられる。この効果は前述の米国特許第３，７
３１，９８６号にさらに詳細に説明されているように透
明板間に介在する液晶物質にねじれたネマチック構造を
造るにある。板１０と接触して第１偏光板４６があり、
板１２の裏側には第２偏光板４８がある。これら２枚の
偏光板４６および４８の偏光面は互に直交し、第１偏光
板４６の偏光面は板１０上の透明な導電性物質をこすっ
た方向に平行で、第２偏光板４８の偏光面は板１２上を
こすった方向に平行である。最後に第２偏光板４８の後
ろに反射板５０があり、これは１９７５年５月６日付で
発行された米国特許第３，８８１，８０９号の主題であ
る。要するにディスプレイの前方から液晶フィルム中を
通り、次いで反射板５０から散乱される周囲の光でディ
スプレイが観覧できるように、偏光した光を偏光解消な
しに散乱させるのは反射板である。或はまた、反射板５
０を除いて、業界において周知のように裏側からの光源
によってディスプレイを照明してもよい。
【００１３】この装置の操作においては、第１偏光板４
６の前面上に衝突する周囲の光は該偏光板を通過し、板
１０の透明導電物質上の線をこすった方向に偏光する。 この偏光方向は図１の矢印５１により示されている。偏
光した光が板１０および１２間の液晶物質の層を通る時
に９０°回転する。そして板１０および１２上の導電性
物質の被膜間に電位がかけられていなければ、この９０
°の回転は液晶物質の層の全表面積にわたって起こる。 第２偏光板４８の偏光面は第１偏光板４６に対して９０
°の角度であり、図１において矢印５３によって示され
る。従って板１０および１２上の導電性物質膜間に電位
がかけられていないと、偏光した光は液晶セルの全面を
通り、反射板５０から散乱され、第２偏光板４８、液晶
セルおよび第１偏光板４６を再び通る。これらの環境の
下で、ディスプレイが実質上全部白色に見られる。
６の前面上に衝突する周囲の光は該偏光板を通過し、板
１０の透明導電物質上の線をこすった方向に偏光する。 この偏光方向は図１の矢印５１により示されている。偏
光した光が板１０および１２間の液晶物質の層を通る時
に９０°回転する。そして板１０および１２上の導電性
物質の被膜間に電位がかけられていなければ、この９０
°の回転は液晶物質の層の全表面積にわたって起こる。 第２偏光板４８の偏光面は第１偏光板４６に対して９０
°の角度であり、図１において矢印５３によって示され
る。従って板１０および１２上の導電性物質膜間に電位
がかけられていないと、偏光した光は液晶セルの全面を
通り、反射板５０から散乱され、第２偏光板４８、液晶
セルおよび第１偏光板４６を再び通る。これらの環境の
下で、ディスプレイが実質上全部白色に見られる。
【００１４】さて、５ボルト程度またはそれ以上の電位
が板１０および１２上の導電性物質膜間にかけられてい
ると、液晶ユニットはもはや板１０上の付勢されたスト
リップの区域で偏光面を９０°回転しない。従ってこれ
らの環境下では第２偏光板４８は電位がかけられている
区域では光をさえぎり、電位源に接続した付勢されたス
トリップは白色の地に暗色に見える像を生ずる。付勢さ
れるストリップに応じて１〜０の任意の数を見えるよう
にすることができる。
が板１０および１２上の導電性物質膜間にかけられてい
ると、液晶ユニットはもはや板１０上の付勢されたスト
リップの区域で偏光面を９０°回転しない。従ってこれ
らの環境下では第２偏光板４８は電位がかけられている
区域では光をさえぎり、電位源に接続した付勢されたス
トリップは白色の地に暗色に見える像を生ずる。付勢さ
れるストリップに応じて１〜０の任意の数を見えるよう
にすることができる。
【００１５】いま記述した、この操作態様におけるよう
に交さした偏光板を備える代りに、平行な偏光板を備え
ることも可能で、その場合には液晶層を通して電位がか
けられないときに光がさえぎられる。電位がかけられる
と、白色の数字を黒い地の上に見ることができる。
に交さした偏光板を備える代りに、平行な偏光板を備え
ることも可能で、その場合には液晶層を通して電位がか
けられないときに光がさえぎられる。電位がかけられる
と、白色の数字を黒い地の上に見ることができる。
【００１６】上に説明したように、図１に示すようなデ
ィスプレイに使用される液晶は複屈折性のものである。 この作用は観覧する四分円に応じたパターンを生ずるこ
とである。これは例えば図２に説明される。図において
液晶セルは参照番号５４により示される。前部偏光板の
偏光軸は参照番号５６により示される。α−数字ディス
プレイ上の数字は前部偏光板の表面に対して４５°の角
度でわかりやすく見える視点５８から見ると仮定し、さ
らに、液晶セル（ディスプレイ）５４をその中心点６０
のまわりに回転させると仮定すると、わかりやすく見え
る場所５８と中心点６０との間の線６２が偏光軸５６に
垂直である場合および平行である場合にはα−数字ディ
スプレイ上の数字は例えば明瞭に見えることに気付かれ
よう。しかしディスプレイの四つの四分円のこれらの点
の間では数字はぼけてきて、ほとんど見えなくなり、最
悪の条件は偏光軸５６に関して４５°の角度であること
である。その結果、偏光軸５６に対する４５°の位置で
の視角αは通常２０°より大きくない。
ィスプレイに使用される液晶は複屈折性のものである。 この作用は観覧する四分円に応じたパターンを生ずるこ
とである。これは例えば図２に説明される。図において
液晶セルは参照番号５４により示される。前部偏光板の
偏光軸は参照番号５６により示される。α−数字ディス
プレイ上の数字は前部偏光板の表面に対して４５°の角
度でわかりやすく見える視点５８から見ると仮定し、さ
らに、液晶セル（ディスプレイ）５４をその中心点６０
のまわりに回転させると仮定すると、わかりやすく見え
る場所５８と中心点６０との間の線６２が偏光軸５６に
垂直である場合および平行である場合にはα−数字ディ
スプレイ上の数字は例えば明瞭に見えることに気付かれ
よう。しかしディスプレイの四つの四分円のこれらの点
の間では数字はぼけてきて、ほとんど見えなくなり、最
悪の条件は偏光軸５６に関して４５°の角度であること
である。その結果、偏光軸５６に対する４５°の位置で
の視角αは通常２０°より大きくない。
【００１７】本発明によれば、上述の状態はディスプレ
イがオンの時に複屈折率の垂直成分を補償（ｃｏｍｐｅ
ｎｓａｔｅ）することによって軽減される。このことは
前部透明板１０と第１偏光板４６との間に挿入される２
枚の波長板６４および６６（図１参照）の使用によって
達成される。必要に応じ波長板６４および６６は互に直
交する遅い光軸をもち、一方の軸は矢印６８により示さ
れ、これは偏光板４６の偏光方向に平行で、他方の波長
板６４は遅い光軸７０をもち、この軸は第２偏光板４８
の偏光方向に平行である。矢印６８と７０とはそれぞれ
の透明板１０および１２上のこすり方向に平行である。 波長板６４と６６との各々の正味の位相差（リタデーシ
ョン）は液晶セルの正味の位相差に等しいか或は小さい
。このことは図２に示した視角を２０°未満から少なく
とも４５°に増大させる効果をもつ。この正味の効果の
結果はるかに広い角度に亘って観覧できる表示が得られ
ることである。各波長板は一方の偏光板に平行で、他方
に垂直であるから、垂直の入射光に対してはそれら波長
板の効果はなく、視角については実質上増大した性能の
表示となす。
イがオンの時に複屈折率の垂直成分を補償（ｃｏｍｐｅ
ｎｓａｔｅ）することによって軽減される。このことは
前部透明板１０と第１偏光板４６との間に挿入される２
枚の波長板６４および６６（図１参照）の使用によって
達成される。必要に応じ波長板６４および６６は互に直
交する遅い光軸をもち、一方の軸は矢印６８により示さ
れ、これは偏光板４６の偏光方向に平行で、他方の波長
板６４は遅い光軸７０をもち、この軸は第２偏光板４８
の偏光方向に平行である。矢印６８と７０とはそれぞれ
の透明板１０および１２上のこすり方向に平行である。 波長板６４と６６との各々の正味の位相差（リタデーシ
ョン）は液晶セルの正味の位相差に等しいか或は小さい
。このことは図２に示した視角を２０°未満から少なく
とも４５°に増大させる効果をもつ。この正味の効果の
結果はるかに広い角度に亘って観覧できる表示が得られ
ることである。各波長板は一方の偏光板に平行で、他方
に垂直であるから、垂直の入射光に対してはそれら波長
板の効果はなく、視角については実質上増大した性能の
表示となす。
【００１８】波長板６４および６６は例えば波長板を造
るために市販のフィルムによって使用されるような２枚
の配向プラスチックフィルム（例えばポリビニルアルコ
ール）である。しかし波長板は比較的薄いから、それら
を前部偏光板（第１偏光板）４６に積層して、その一部
として加工して例えばディスプレイ装置の全体の厚さの
変化を０．０２５ｍｍ（１ミル）以下とすることができ
る。この目的に使用できる材料は線形に配向しているポ
リビニルブチロール、配向しているビニルアルコール、
配向しているマイラー（デュポン社製、ポリエチレング
リコールテレフタレートフィルムの商品名）のようなポ
リエステル、酢酸セルロースおよび酪酸セルロースの配
向したフィルム、配向したポリプロピレン、ポリカーボ
ネート、またはフィルムに垂直な偏光方向の屈折率がフ
ィルムの配向方向における偏光の屈折率より小さい任意
の配向したフィルムである。大抵の場合、光学的に正の
一軸フィルムが使用される。しかしフィルムの配向が２
軸方向であるマイラーのような材料も液晶セルの偏光板
に対して適当に配向していれば使用できる。補償効果は
板に垂直な光学軸をもつように配向した負の光学符号を
もつ材料を使用することによっても得ることができる。
るために市販のフィルムによって使用されるような２枚
の配向プラスチックフィルム（例えばポリビニルアルコ
ール）である。しかし波長板は比較的薄いから、それら
を前部偏光板（第１偏光板）４６に積層して、その一部
として加工して例えばディスプレイ装置の全体の厚さの
変化を０．０２５ｍｍ（１ミル）以下とすることができ
る。この目的に使用できる材料は線形に配向しているポ
リビニルブチロール、配向しているビニルアルコール、
配向しているマイラー（デュポン社製、ポリエチレング
リコールテレフタレートフィルムの商品名）のようなポ
リエステル、酢酸セルロースおよび酪酸セルロースの配
向したフィルム、配向したポリプロピレン、ポリカーボ
ネート、またはフィルムに垂直な偏光方向の屈折率がフ
ィルムの配向方向における偏光の屈折率より小さい任意
の配向したフィルムである。大抵の場合、光学的に正の
一軸フィルムが使用される。しかしフィルムの配向が２
軸方向であるマイラーのような材料も液晶セルの偏光板
に対して適当に配向していれば使用できる。補償効果は
板に垂直な光学軸をもつように配向した負の光学符号を
もつ材料を使用することによっても得ることができる。
【００１９】図１の装置について上述した原理は線状配
向した液晶装置を使用する比較的広角度な、高速度のモ
デュレータを造るのに使用できる。もし液晶セルが、そ
の表面が平行に摩擦されているように配向していると、
セルを比較的厚く０．０５〜０．０７５ｍｍ（２〜３ミ
ル）程度に造ることができ、表示装置に高電圧をかける
ことができる。この場合には表示装置の厚さの重要性は
小さくなり、電界の相互作用は主として表面で働く。も
し比較的大きい複屈折率の物質を使用すると、表示装置
の有効厚さはあたかも相互作用を呈する表面厚さだけの
ように働くから、表示装置の応答が非常に迅速になり、
１０〜１００マイクロ秒のような短時間に応答する。こ
れは表示装置に固定されたバイアス好適には電界を印加
することができるから、表示装置の音声変調を容易に可
能となし、任意のモデュレーションを固定バイアスに重
ねることができる。配向の効果はセルの中心にかけられ
た電界と通常平行である高誘電率によって助勢され、液
晶が表面と合わされる境界面で電圧の降下を生じさせる
。
向した液晶装置を使用する比較的広角度な、高速度のモ
デュレータを造るのに使用できる。もし液晶セルが、そ
の表面が平行に摩擦されているように配向していると、
セルを比較的厚く０．０５〜０．０７５ｍｍ（２〜３ミ
ル）程度に造ることができ、表示装置に高電圧をかける
ことができる。この場合には表示装置の厚さの重要性は
小さくなり、電界の相互作用は主として表面で働く。も
し比較的大きい複屈折率の物質を使用すると、表示装置
の有効厚さはあたかも相互作用を呈する表面厚さだけの
ように働くから、表示装置の応答が非常に迅速になり、
１０〜１００マイクロ秒のような短時間に応答する。こ
れは表示装置に固定されたバイアス好適には電界を印加
することができるから、表示装置の音声変調を容易に可
能となし、任意のモデュレーションを固定バイアスに重
ねることができる。配向の効果はセルの中心にかけられ
た電界と通常平行である高誘電率によって助勢され、液
晶が表面と合わされる境界面で電圧の降下を生じさせる
。
【００２０】しかし前述の型の表示装置は二つの欠点を
もつ。第１の欠点は、垂直に入射する光線に対してゼロ
次を達成できない（すなわち分子は印加された電圧に関
係なく板の表面に対して決して垂直ではあり得ない）。 第２の欠点は液晶セル表面に垂直なセルの心部における
複屈折率が比較的大きいから、これは角度に関して大き
な位相のずれを生ずる。これは装置に非常に小な孔すな
わち観覧角度（すなわち図２における角度α）を与える
。この孔は上に説明した補償原理を適用（すなわち波長
板を使用）することによって著しく拡大できる。こうし
て必要に応じネマチック液晶の位相差（リタデーション
）に等しい２枚の波長板（遅延板）を該液晶セルの隣に
、互に直角に、かつ前部（第１）偏光板および後部（第
２）偏光板にそれぞれ平行におくことによって、非常に
広角度の、または大きな孔の、非常に迅速な制御装置が
得られる。この装置は例えば光導電装置、薄膜トランジ
スター、または多数の多くの類似の装置により駆動する
ことができ、非常に高速度な動作を生ずる。大きな非直
線性のために、この装置はマルチプレックス化に適応さ
せることができる。
もつ。第１の欠点は、垂直に入射する光線に対してゼロ
次を達成できない（すなわち分子は印加された電圧に関
係なく板の表面に対して決して垂直ではあり得ない）。 第２の欠点は液晶セル表面に垂直なセルの心部における
複屈折率が比較的大きいから、これは角度に関して大き
な位相のずれを生ずる。これは装置に非常に小な孔すな
わち観覧角度（すなわち図２における角度α）を与える
。この孔は上に説明した補償原理を適用（すなわち波長
板を使用）することによって著しく拡大できる。こうし
て必要に応じネマチック液晶の位相差（リタデーション
）に等しい２枚の波長板（遅延板）を該液晶セルの隣に
、互に直角に、かつ前部（第１）偏光板および後部（第
２）偏光板にそれぞれ平行におくことによって、非常に
広角度の、または大きな孔の、非常に迅速な制御装置が
得られる。この装置は例えば光導電装置、薄膜トランジ
スター、または多数の多くの類似の装置により駆動する
ことができ、非常に高速度な動作を生ずる。大きな非直
線性のために、この装置はマルチプレックス化に適応さ
せることができる。
【００２１】線状配向液晶装置に対する他の難点は上述
のようにゼロ次で働くことができないことである。これ
は所望の平均駆動レベルでの液晶の複屈折率が付設した
波長板の位相差（リタデーション）に等しいように、第
３の波長板を使用することによって修正される。こうす
ることによってディスプレイを白色および黒色用に使用
できる。第３の波長板は液晶のこすられた方向に対し直
角に配向している。一方図１における透明板１０および
１２は例えば偏光板に４５°で配向している。或はまた
、第３波長板は例えば図１の矢印５１に平行に延びる遅
い軸をもち、板１０および１２がそれらの頂部表面およ
び底部表面に対して４５°の角度で摩擦されていてもよ
い。広角表示装置に対する全システムは図１について下
記のようであることができる：前部偏光板（第１偏光板
）４６、２枚の波長板６４および６６（但し一方の板６
６は偏光板４６の偏光方向５１に平行に配向した軸をも
ち、他方の波長板は矢印５１に垂直に配向している）、
平均変調レベルに等しい位相差で、矢印５１に対して４
５°で配向している波長板（図１には示してない）、偏
光板４６に４５°で配向し、第３波長板（図１には示し
てない）に直角に配向した液晶セルおよび偏光板４６に
垂直に配向した第２偏光板。パターン付き電極を使うこ
とによって多数の数表示装置およびα−数表示装置を造
ることができる。この装置は上述したねじれたネマチッ
ク装置よりも高レベル（すなわちより高速度）でマルチ
プレックス化できる。
のようにゼロ次で働くことができないことである。これ
は所望の平均駆動レベルでの液晶の複屈折率が付設した
波長板の位相差（リタデーション）に等しいように、第
３の波長板を使用することによって修正される。こうす
ることによってディスプレイを白色および黒色用に使用
できる。第３の波長板は液晶のこすられた方向に対し直
角に配向している。一方図１における透明板１０および
１２は例えば偏光板に４５°で配向している。或はまた
、第３波長板は例えば図１の矢印５１に平行に延びる遅
い軸をもち、板１０および１２がそれらの頂部表面およ
び底部表面に対して４５°の角度で摩擦されていてもよ
い。広角表示装置に対する全システムは図１について下
記のようであることができる：前部偏光板（第１偏光板
）４６、２枚の波長板６４および６６（但し一方の板６
６は偏光板４６の偏光方向５１に平行に配向した軸をも
ち、他方の波長板は矢印５１に垂直に配向している）、
平均変調レベルに等しい位相差で、矢印５１に対して４
５°で配向している波長板（図１には示してない）、偏
光板４６に４５°で配向し、第３波長板（図１には示し
てない）に直角に配向した液晶セルおよび偏光板４６に
垂直に配向した第２偏光板。パターン付き電極を使うこ
とによって多数の数表示装置およびα−数表示装置を造
ることができる。この装置は上述したねじれたネマチッ
ク装置よりも高レベル（すなわちより高速度）でマルチ
プレックス化できる。
【００２２】以上本発明をある特定の実施例について示
したが、本発明の精神および範囲を逸脱することなく構
成部材の形状および配列における改変ができることは当
業者には明らかであろう。この点について、波長板の性
質は光の伝播方向とは無関係であるから、それらを液晶
セルの後方ならびに前方にも設置できることは明らかで
ある。
したが、本発明の精神および範囲を逸脱することなく構
成部材の形状および配列における改変ができることは当
業者には明らかであろう。この点について、波長板の性
質は光の伝播方向とは無関係であるから、それらを液晶
セルの後方ならびに前方にも設置できることは明らかで
ある。
【図１】ねじれたネマチックセル組織に適用したときの
本発明の実施例の装置の分解図。
本発明の実施例の装置の分解図。
【図２】本発明によって修正される慣用の液晶セルの軸
外特性を説明する図。
外特性を説明する図。
１０ 透明板（板）
１２ 透明板（板）
１４ ガスケット
１６、１８、２０、２２ （透明、導電性物質の）パ
ッチ ２４、２６、２８、３０ （透明、導電性物質の）ス
トリップ ３２、３４ 点 ３６ 透明な導電性物質（ストリップ）４０、４
２ 水平部 ４４ （ガスケット１４の）孔 ４６ 第１偏光板（前部偏光板）４８ 第
２偏光板（後部偏光板）５０ 反射板 ５１ 偏光方向 ５３ 偏光方向 ５４ 液晶セル ５６ 前部偏光板偏光軸 ５８ 視点 ６０ 中心点
ッチ ２４、２６、２８、３０ （透明、導電性物質の）ス
トリップ ３２、３４ 点 ３６ 透明な導電性物質（ストリップ）４０、４
２ 水平部 ４４ （ガスケット１４の）孔 ４６ 第１偏光板（前部偏光板）４８ 第
２偏光板（後部偏光板）５０ 反射板 ５１ 偏光方向 ５３ 偏光方向 ５４ 液晶セル ５６ 前部偏光板偏光軸 ５８ 視点 ６０ 中心点
Claims (4)
- 【請求項１】 平行な透明板の間に挟持された液晶物
質の層、前記透明板上の透明な導電性物質の膜、光シャ
ッター動作を行うための前記透明導電性物質の膜間に電
位を印加するための装置および液晶物質の層の両側に配
置された偏光板を備えた型の液晶光制御装置において、
改善が液晶光制御装置に対して動作可能に配置された、
前記透明板間の液晶物質の残留複屈折率を補償するため
の光学的リターダー装置を備えていることからなる、液
晶光制御装置。 - 【請求項２】 光学的リターダーが観覧角度を拡大す
るか、残留光の修正を行うかの少なくとも１つの機能を
呈する、請求項１記載の液晶光制御装置。 - 【請求項３】 液晶光制御装置が液晶ディスプレイ、
液晶マトリックスディスプレイおよび光シャッターの少
なくとも１つである請求項１記載の液晶光制御装置。 - 【請求項４】 液晶光制御装置がねじれたネマチック
液晶装置および線形に配向した液晶装置の少なくとも１
つである、請求項１記載の液晶光制御装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US91361878A | 1978-06-08 | 1978-06-08 | |
| US913618 | 1978-06-08 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7133579A Division JPS55600A (en) | 1978-06-08 | 1979-06-08 | Liquid crystal optical shutter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04218029A true JPH04218029A (ja) | 1992-08-07 |
Family
ID=25433445
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7133579A Granted JPS55600A (en) | 1978-06-08 | 1979-06-08 | Liquid crystal optical shutter |
| JP3084009A Pending JPH04218029A (ja) | 1978-06-08 | 1991-04-16 | 液晶光制御装置 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7133579A Granted JPS55600A (en) | 1978-06-08 | 1979-06-08 | Liquid crystal optical shutter |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (2) | JPS55600A (ja) |
| GB (1) | GB2028527B (ja) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4466702A (en) * | 1981-04-01 | 1984-08-21 | Hughes Aircraft Company | Liquid crystal light valve with birefringence compensation |
| DE3314632A1 (de) * | 1983-04-22 | 1984-10-25 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Anordnung zur reduzierung der resttransmission bei lcd-anzeigen |
| US4582396A (en) * | 1983-05-09 | 1986-04-15 | Tektronix, Inc. | Field sequential color display system using optical retardation |
| FR2564605B1 (fr) * | 1984-05-18 | 1987-12-24 | Commissariat Energie Atomique | Cellule a cristal liquide susceptible de presenter une structure homeotrope, a birefringence compensee pour cette structure |
| FR2595156B1 (fr) * | 1986-02-28 | 1988-04-29 | Commissariat Energie Atomique | Cellule a cristal liquide utilisant l'effet de birefringence controlee electriquement et procedes de fabrication de la cellule et d'un milieu uniaxe d'anisotropie optique negative, utilisable dans celle-ci |
| US4767190A (en) * | 1986-12-04 | 1988-08-30 | Xerox Corporation | Transient state liquid crystal image bar with contrast enhancement |
| EP0311339B1 (en) * | 1987-10-07 | 1995-09-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Liquid crystal display |
| EP0393191B1 (en) * | 1988-01-28 | 1995-12-20 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Liquid crystal display |
| JPH024212A (ja) * | 1988-06-23 | 1990-01-09 | Stanley Electric Co Ltd | 液晶シャッタ素子 |
| JPH0769538B2 (ja) * | 1988-07-04 | 1995-07-31 | スタンレー電気株式会社 | 補償したねじれネマチック液晶表示装置 |
| JPH0769537B2 (ja) * | 1988-07-04 | 1995-07-31 | スタンレー電気株式会社 | 異方性補償ねじれネマチック液晶表示装置 |
| US4995704A (en) * | 1988-07-08 | 1991-02-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Liquid crystal display device |
| JP2856401B2 (ja) * | 1988-07-08 | 1999-02-10 | 株式会社東芝 | 液晶表示素子 |
| JP2532620B2 (ja) * | 1988-11-04 | 1996-09-11 | 松下電器産業株式会社 | 電気光学素子 |
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| KR920002626Y1 (ko) * | 1988-12-24 | 1992-04-27 | 삼성전관 주식회사 | 칼라 액정 표시 소자 |
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