JPS61210331A - カラーフイルタ装置 - Google Patents

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】 〔技術分野〕 本発明はカラーフィルタ装置、特に単一の可変光学リタ
ーダとクォータウェーブ（１／４波）プレートとを組合
せて、色空間の全領域内のある色領域を決める３つの非
飽和カラー光出力を生じる準フルカラーの切換可能なカ
ラーフィルタ装置に関する。

〔従来技術とその問題点〕

カラーの限られた切換可能なカラーフィルタ装置は一般
に色選択性偏光フィルタとニュートラル偏光フィルタ間
に配置した単一の電気光学スイッチングデバイスによシ
構成され、２原色のいずれか１万のカラー光出力を選択
的に発生する０斯るカラーフィルタ装置に使用される電
気光学スイッチングデバイスの１つにねじれネマチツク
（ＴＮ）液晶セルがある。このＴＮセルに接続したスイ
ッチング回路は、このセルを通過する光線の偏光面をＯ
Ｏ又は９０’のいずれかに回転する選択された振幅及び
周波数の電気信号を発生する。両側光方向の各々は２つ
のカラーのいずれか一方の光出力を生じる。このカラー
フィルタ装置の出力に生じる光のカラーは２原色間の色
空間に沿うものに限られていた。

斯るカラーフィルタ装置で使用される電気光学スイッチ
ングデバイスの他のタイプは本願出願人に譲渡された特
願昭５９−１５８５２９号明細１（特開昭６０−１９６
７２８号公報）に記載されたフィールド順次型カラー表
示システムである。ここには、液晶可変光学リターダ（
ＶＯＲ）な電気光学スイッチングデバイスとして使用す
ることを開示している０スイッチング回路はこのＶＯＲ
に選択的に指令を送って、電界に整列（配向）した「Ｏ
Ｎ」状態としてすべてのカラー光線に実質的にゼロの光
学リタデイションを生じさせるか、部分的にリラックス
したｒＯＦＦＪ状態として、このリターダが同調する色
の光線に対して半波光学リタデイションを生じさせる。

これら両光学すタデイションの各々は、２原色の一方の
光出力を生じさせる。このカラーフィルタ装置から出力
される光の色もまた２原色間の色空間の１ＭＫ沿う範囲
のものでろる。

上述した従来の切換可能なカラーフィルタ装置はいずれ
も単一の電気光学スイッチングデバイスを用いて色空間
の全領域内にまたがる３色光出力を得ることはできない
。また、フルカラーの切換可能な力２−フィルタ装置は
３色光出力が得られるが、これを実現するには少くとも
２個の電気光学スイッチングデバイスを必要とするので
複雑高洒となシ、光透過率も低下する。

〔発明の概要〕

本発明の目的は単一の電気光学スイッチングデバイスを
用いて色空間の領域にわたる色範囲を定める３つの非飽
和（デサチュレート）色を生じる切換可能なカラーフィ
ルタ装置を提供することである。

本発明の他の目的は、”１０Ｒとして動作し、３つの非
飽和色を出して、準フルカラー出力を得ることのできる
スイッチング可能なカラーフィルタ装置を提供すること
である。

本発明の別の目的は、３つの出力カラーを生じる異なる
３つの光学リタデーシヨンを得る如きＶＯＲを提供する
ことである・ 本発明は光源から放射され念異なる波長の光線を受ける
切換可能゛ｔオカラ−ィルタ装置であって、これは３原
色の偏光された光線を伝達する第１色。

選択偏光手段より成る。ＶＯＲ手段は第１光偏光手段を
出る偏光光線を受け、その光学リタデーシヨンを変化す
る。このＶＯＲ手段に接続されているスイッチング手段
は、通過する光線の光学リタデーシヨン量を選択的に変
化する。第２色選択偏光手段は、夫々ＶＯＲ手段により
与えられる異なる量のリタデーシヨンに対応する３つの
出力カラーの光線を伝達する。各出力カラーは３原色の
うち少くとも２つの成分を含み、３つの出力カラーが色
空間の領域をカバーする色範囲を決めるようにする。

第１偏光手段はリニア偏光フィルタであって、３原色赤
、緑及び背光？Ｓは、赤と緑については垂直偏光軸を、
また背光線については水平偏光軸を通過する。ＶＯＲ手
段は凶波プレートとＶＯＲとを含み、後者は選択的に３
つの光学リタデーシヨンを選択的に与えて３つの異なる
出力カラーを生じる。スイッチング手段又は制御回路は
ＶＯＲをすべてのカラー光層に対し０リタデーシヨンの
「ＯＮ」状態と、予定カラーの光線に対し半波リタデー
シ１ン冬ルドス「０■Ｉ分ｎＪ−＋ｅ六ラう臀繍シｒ腑
して１／４波リタデーシヨンを生じる「中間」状態との
３つの光学リタデーシヨン状態の１つになるよう命令す
る。また、７４波プレートは予定カラーの光源のみに対
して７４波リタデーシヨン’１える。カラースペクトラ
ムの中心位置にあるので、この予定カラーとして緑を選
択している。ｌ／４波プｖ−トとＶＯＲとは同調してい
るカラーの光線以外に対して約１／４波と半波リタデー
シヨンを与える。

ただ１つの原色光線のみにＶ４波及び半波リタデーシヨ
ンを与えると、希望する出力カラー光線と希望しないカ
ラーの低輝度か今汚染光線と混合される。しかし、各出
力カラーは、一方が他のものよシ十分多いが、少くとも
２Ｍ色の混合色である。３つの出力カラーの各々は少く
とも２原色の意図した混合色であるので、１つの予定原
色にＶＯＲがＶ４波及び半波リタデーシヨンを生じるこ
とは特に問題とはならない。

１／４波プレートはＶＯＲと接して配置して、それを通
過する光線を受ける。ｖ４波プレートの光学軸は夫々第
１偏光手段の水平及び垂直偏光軸と平行及び垂直に配置
される。Ｖ４波プレートのこの方向性は、ＶＯＲが０又
は半波リタデーシヨンのいずれから生じるより作動する
際に、ＶＯＲを出る光線の偏光方向に何ら影響を生じな
い。

第２カラー選択偏光手段はｖ４波プレートの出力側に配
置した１対のリニア偏光フィルタよシ構成される。リニ
ア偏光フィルタのｌりのカラー選択偏光軸Ｆｉ１／４波
プレートの光軸に対して４５°の方向である。他の偏光
フィルタのカラー選択垂直及び水平偏光軸は夫々１／４
波プレートの光軸に垂直及び平行に７２イメントされて
いる。第２偏光手段の偏光軸は後述のとおシ、光学リタ
デーシヨンの各選択量に対し出力力２−を伝達する。

ＶＯＲが「ＯＮ」又はｒＯＦＦＪ状態のいずれかになさ
れると％ＶＯＲを出る光線の偏光方向はＶ４波プレート
によシ影響を受けない。第２偏光手段を通過する光Ｍｔ
ｉ、「ＯＮ」及びｒＯＦＦＪ状態のとき夫々オレンジ赤
出力カラーに対し１００％の赤と５０％の緑の混合色で
、青緑出力カラーに対し１００％の青と５０俤の緑の混
合色である。

ＶＯＲが「中間」状態になると、ＶＯＲを出る光線は左
又は右円偏光さｎる。１／４波プレートは、この円偏光
さｎた光線を受けてリニア偏光に戻す。

このプロセスの結果、第１偏光手段を出る光線を最初の
偏光方向から４５°回転することとなる。カラースイッ
チを出る出力光のカラーはうす緑カラーに対し１００％
の緑、５０％の赤及び５０％背の混合色である。

この切換可能なカラーフィルタ装置により得らｎる３つ
の非飽和出力カラーの各々は、パステルにより特徴づけ
てもよい。３つの出力カラーは色空間の領域の境界を定
め、この領域は３原色により決まる色空間領域より小さ
い。従って、切換可能なカラーフィルタ装置からは「準
フルカラー」表示が得られる。

本発明の他の目的・作用効果は、添付図を参照して行う
好適実施例についての以下の説明を読めば明らかとなろ
う。

〔実施例〕

第１図は本発明によるカラーフィルタ装置の好適実施例
を示す説明図である。カラーフィルタ装置α０はＶＯＲ
手段（２）を含み、このＶＯＲ手段は、＠１又は入力カ
ラー選択偏光手段α４と第２又は出力カラー選択偏光手
段（１６間の光軸（至）に沿って配置さｎる。

ＶＯＲ手段（２）はＶＯＲａ・と１／４波プレート（イ
）より構成される。ＶＯＲａ・はネマチック液晶セルで
あって、スイッチング手段又は制御回路（イ）によりセ
ルに印加するＡＣ＠圧の大きさの変化により、その光学
リタデーシヨンが変わシ、それを通過する光線の偏光状
態の方向を変える。

入力偏光手段α４はリニア偏光フィルタであって、第１
原色Ｃ１（例えば赤）及び第２原色Ｃ２（例えば緑）の
光線を通過させるカラー選択垂直偏光軸（ハ）と、第３
原色Ｃ３（例えば青）の光線を通過させるカラー選択水
平偏光軸（至）を有する。

出力偏光手段α０は１対のリニア偏光フィルタ（ハ）及
び（至）より構成される。偏光フィルタ（至）は直交配
置の偏光軸Ｇ■と（ロ）を有する。偏光軸０２は白色光
、即ち３原色Ｃ，，Ｃ２及びＣ３の光線を通過させ、偏
光軸（ロ）は２原色Ｃ４とＣ３の光線のみを通過させる
。

偏光フィルタωはカラー選択性垂直及び水平偏光軸（至
）、μｓを有し、夫々白色光線とＣ２カラー光線を通過
させる。

偏光フィルタα４と（至）の両側光軸（ハ）−（至）と
（至）−（至）をＶＯＲａ日の両面に）−一に投影する
と、ＶＯＲＱＳの偏光軸師と夫々４５１１である。ＶＯ
Ｒａ日の光学軸（ト）は偏光フィルタ（至）の偏光軸（
至）と平行であり偏光軸（ハ）と垂直である。１７４波
プレート（１）の光学軸（７）は偏光フィルタα４の垂
直軸（財）と垂直であり、水平軸（イ）と平行である。

偏光フィルタα４の偏光軸の投影はＶＯＲａ日及び１７
４波プレート（１）上に破線で示して、夫々の光学軸（
イ）、−のインクリネーション角を示す。

カラーフィルタ装置αＱは赤、緑及び青の波長を含む多
くの波長の光を放射する光源（財）の前に配置される。

光源（ロ）は例えばその螢光スクリーン上に白黒表示を
生じる陰極線管（ＣＲＴ　）であるを可とする。

ＶＯＲ（Ｉｌｌは「ＯＮ」、「ＯＦＦ」及び「中間」の
３つの光学すタデーション状態て切換えら扛る。「ＯＮ
」　状態では光学リタデーシヨンは実質的に０である。

ｒＯＦＦＪ状態ではそｎに法線方向で入射する入力光線
に対して略半波の光学リタデー　ジョンを生じ、「中間
」状態では１／４波光学リタデーシヨンを生じる。この
３つの光学リタデーシヨン状態は３つの光学伝達状態を
生じ、夫々異なるカラーの出力光線を生じる。

制御回路（ハ）の出力導線（至）に加えた電圧信号によ
りＶＯＲ（１８が「ＯＮ」光学リタデーシヨン状態にさ
ｎると、ＶＯＲＱＳはすべての色の光線に対し実質的に
Ｏリタデーシヨンとなるので、そｎを通過する光線の偏
光方向を変化することはない。１７４波プレート翰の光
学軸に）は偏光フィルタα４の偏光軸（ハ）、四と夫々
直角及び平行になっているので、そｎを通過する光線の
偏光方向も変化することはない。偏光フィルタα４の垂
直偏光軸（ハ）を通過する赤及び緑の入射光線は偏光軸
ｃ３２及び＠に対して４５°の偏光角で偏光フィルタ（
ハ）に入射する。赤色光線成分が偏光フィルタ（ハ）の
偏光軸６２及び（ロ）に等しく入射し通過する。１００
チの相対強度の垂直方向に偏光さｎた赤色光の電界ペク
タによる光線が偏光フィルタ（ハ）から入り偏光フィル
タｊの垂直偏光軸（至）を通過する。従って、１００％
相対強度の赤色光は第１光学伝運状態のカラーフィルタ
装置（７）から出力さｎる。

等しい強度の緑色光成分も偏光フィルタ（至）の偏光軸
Ｏａ、＠に入射するが、５０チの緑色光は偏光軸Ｇ■を
通り、５０係の緑色光は偏光軸（ロ）で吸収さｎる。

偏光軸（ハ）を通過する緑色光線は偏光軸（至）と（至
）に対して４５°の偏光方向で偏光フィルタ■を通過す
る。

等しい強度の緑色光成分が偏光フィルタｊの偏光軸（至
）と（至）を介して伝達される。従って、相対強度５０
％の緑色光が第１光学伝達状態のカラーフィルタ装置α
Ｑから出力さｎる。

偏光フィルタα４の水平偏光軸（ハ）を通過する青色の
法線入射光線は、偏光方向を偏光ａ０の、（ロ）に対し
て４５°で偏光フィルタ（至）に入射する。等しい強度
の青色光成分が偏光フィルタ翰の両側光軸ね。

（ロ）に入射さｎ１Ｊ！ｉ遇する。相対強度１００４の
水平偏光實光線の心外ペクタで特徴付けらｎる光線は偏
光フィルタ（ハ）から出て偏光フィルタ（１）の水平偏
光軸μｓで吸収さｎる。従って、第１光学伝達状態のカ
ラーフィルタ装置αＱからは青色光は出力さｎない。

従って、１００％の赤と５０％の緑の混合色である赤オ
レンジ色の光線が第１光伝達状態のカラーフィルタ装置
αＯから出力さｎることとなる。

次に、制御回路四の出力導体（至）に印加さｎる電圧信
号によりＶＯＲ（至）が「ＯＦＦ」光学リタデーシヨン
状態にさｎると、すべてのカラーの光線に略半波すタデ
ーションを生じて、通過する光線の偏光方向を９０°変
化する。１７４波プレートｊの光学軸に）は１蒲光フイ
ルタα４の偏光軸（ハ）、＠に対して夫々垂直及び平行
であるので、１７４波プレート（イ）はそれを通過する
光線の偏光方向を更に変化することはない。偏光フィル
タα４の垂直軸（ハ）を通過する赤及び緑色の法線入射
光線は、その偏光軸ｅ３２．（ロ）に対して４５°の偏
光方向で偏光フィルタ（至）に入射する。

等しい強度の赤色光成分が偏光フィルタ（至）の偏光軸
？３＊　、　（ｎに入射して伝達さｎる。相対強度１０
０チの水平偏光さｎた赤色光の電界ペクタで特徴付けら
れる光線は偏光フィルタ（至）から出て偏光フィルタ■
の水平偏光軸（至）で吸収さｎる。よって、第２光学伝
達状態でのカラーフィルタ装置住Ｑから赤白光は出力さ
ｎない＠ 等しい強度の緑色光成分は偏光フィルタ（ハ）の両側光
軸Ｇ２．＠に入射さｎ、５０％の緑色光は偏光軸Ｇ２を
通過し、残りの５０係は偏光軸（ロ）で吸収される。

偏光フィルタ翰を通過した緑色光線は偏光軸（至）。

μｓに対して４５″の偏光方向で偏光フィルタ（至）に
入射するので、等し込強度の緑色成分が偏光フィルタ■
の偏光軸（至）、（至）に入射して伝達さｎる。従って
、カラーフィルタ装置α０が第２光学伝達状態の場合に
は、相対強度５０４の緑色光が出力さｎる。

偏光フィルタα４の水平偏光軸（イ）を通過する青色の
法線入射光線は偏光フィルタ（ハ）の偏光軸（３２、（
ロ）に対して４５°の偏光方向でこれに入射する。等し
い強度の青色光成分が偏光フィルタ（至）の両側光軸Ｇ
５　、（ロ）に入射し伝達される。１００係の相対強度
で垂直開光された青色光の電界ベクタで特徴付けらする
光線は偏光フィルタ（至）から現わｎて偏光フィルタ（
至）の垂直偏光軸（至）で伝達さｎる。従って、相対強
度１００％の青色光が第２光学伝達状感のカラーフィル
タ装置αＱから出る。

その結果、第２光学伝達状態のカラーフィルタ装置αＯ
からは５０チの緑と１００係の青の混合色である青緑色
の出力光線を生じる。

最後に、制御回路（イ）の出力導線６５のに印加した電
圧信号によりＶＯＲ（至）が「中間」光学リタデーシヨ
ン状態にされると、ＶＯＲａ＄はすべてのカラーの光線
に約１／４波リタデーシヨンを与えてリニア（Ｊｍ光入
射光線に円偏光を生じさせる。偏光フィルタα４の垂直
及び水平偏光軸（ハ）、に）で伝達さ几た光線は夫々右
及び左偏光を受ける。１／４波プレート翰はＶＯＲα槌
から出た光線からこの円偏光を取り去って、再びリニア
偏光に戻すが、偏光フィルタα４による偏光方向から４
５°の時計方向に偏光方向を変える。

偏光フィルタα４の垂直偏光軸（ハ）を通過する赤及び
緑色の法線入射光線は偏光フィルタ（至）の偏光軸と一
致して、こｎを通過する。赤及び緑色光線は偏光フィル
タ（ハ）を出て、偏光フィルタ■の偏光軸μｓ、（至）
に対して４５°の偏光方向で偏光フィルタ田に入射する
。等しい強度の赤色光成分が偏光フィルタωの偏光軸圀
と（至）に入射し、赤色光の５０％は偏光軸（至）を通
過し、残りの赤色光源は偏光軸（至）に吸収さｎる。従
って、第３光学伝達状態のカラーフィルタ装置（１０か
ら相対強度５０チの赤色光が出る。

等しい強度の緑色光成分が偏光フィルタ田の１光軸ＯＧ
、（ト）に入射し、こｎを通過する。従って、相対強度
１００チの緑色光が、第３光伝達状態のカラーフィルタ
装置αＯを出る。

１／４波グレート翰と偏光フィルタ（至）は、し７４波
プレート（４）を出る緑色光線が偏光フィルタ（ハ）の
偏光軸０２と一致して、この軸のみから伝達さｎるので
、緑色光に対して円検光子（サーキュラ・アナライザ）
として動作する（赤及び青色光線は両光軸０■と（ロ）
により伝達される。）。

偏光フィルタα４の水平偏光軸（至）を通過する青色の
法線入射光線は偏光フィルタ（ハ）の偏光軸（ロ）と一
致して、こｎを通過する。青色光線は偏光フィルタ翰を
出て偏光フィルタ■にその両側光軸ｅｅ　、μｓに対し
て４５°の偏光方向で入射する。等しめ強度の青色光成
分は偏光フィルタωの偏光軸（至）、μｓに入射して、
青色光の５０係は偏光軸（至）を通過し、残りの５０チ
は偏光軸（至）で吸収さｎる。従って、相対強度５０俤
の青色光が第３光学伝達状態にあるカラーフィルタ装置
αＯから出力される。

従って、５０％の赤、１００％の緑及び５０％の青色の
混合色であろうす緑出力光線が第３光学伝達状態のカラ
ーフィルタ装置四より出力されることとなる。

第２図は色度図であり、予め定めｔ組合せの原色螢光体
につき、カラーフィルタ装置αＯの３つの出力カラー光
線を強度変調することによりカバーされる領域（財）を
示す。位（ｔ（至）、（至）及び句は赤オレンジ、背縁
及びうすｂ緑の点を示す。位置（至）乃至句で定まる領
域−は赤、緑及び背の３原色で実現できる領域よシ狭い
ことがわかる。従って、カラーフィルタ装置α０で得ら
ｎるのは準フルカラー表示であり、完全なフルカラーで
はない。

液晶ＶＯＲ 本発明の好適実施例は、セルの電極構体て印加した励起
成圧による電界の強度に応じて通過する光のリタデーシ
ヨンを制御するＶＯＲとして動作する液晶セルを組込ん
でいる。

第３図を参照すると、液晶セル（Ｚｏｏ　）は略平行で
互に離間した電極構体（１０２）と（１０４）の間に注
入したネマチック液晶体（１０６）を含んでいる。電極
構体（１０２）は内面（１１０）　Ｋ導電性且つ光透過
性の酸化インジウム亜鉛の如き材料のガラス誘電体基板
（１０８）より成る。ディレクタ配向層（１１２）を導
電層（１１０）上に被着して、電極（１０２）と液晶材
料（１０６）間の境界を形成する。液晶材料と接触する
膜（１１２）の表面は、それと接触する液晶材料のディ
レクタの好ましい配向を促進するため２つの方法のうち
の１つでコンディショニングさｎる。

ディレクタアライメント膜（１１２）の構成材料及びコ
ンディショニング方法の詳細については後述する。電極
構体（１０４）は電極構体（１０２）と類似構成である
ので、電極構体（１０２）と対応するコンポーネントに
つＡては同じ参照番号にダッシュを附して示す。

電極構体（１０２）と（１０４）の夫々長さの短かい端
部を相互にずらせて、導電体層（１１０）と（１１０’
）にアクセスして、制御回路（ハ）の出力導体線に接続
する為の端子（１１３）が接続できるようにする。スペ
ーサ（１１４）はガラスファイバ等の過当な材料により
作らｎて、電極構体（１０２）と（１０４）間を正確な
平行関係に保持する。

次に、第４Ａ〜４０図を参照する。液晶セルＱｏｏ）内
のネマチックのディレクタ配向層（１１２）と（１１２
’）ＦｉＮイド等の発明に係る米国特許第４．３３３，
７０８号公報の第７４１１第４８乃至５５行に説明され
ている。しかし、？イド等の特許明細書に開示する液晶
セルは、交互傾斜型であって、セル（１００）のダイレ
クタ配向けその一部をなすものである点で本発明に使用
する液晶セルとは相違する。？イド等の特許のセルは双
安定スイッチング動作を行なわせるためにセル内でディ
スクリネーショ／運動を促進するよう構成している。

電極構体（１０２）の被膜層（１１２）はダイレクタ（
１１６）に接触する電極表面が被膜層（１１２）の表面
に対して反時計方向に測定して相互に傾斜バイアス勇士
〇で平行に配向さｎるようにコンディショニングさ扛る
。電極構体（１０４）の被膜層（１１２’）は、電極構
体表面接触ディレクタ（１１８）が被膜層（１１２’）
の表面を基準にして時計方向に測って一部の傾斜バイア
ス角で相互に平行配向されるようコンディショニングし
ている。よって、液晶セル（Ｚｏｏ）は夫々磁極構体（
１０２）と（１０４）のディレクタ配向層（１１２）　
、　（１１２’）の対向面の面接触ディレクタ（１１６
）と（１１８）が互に逆方向に傾斜・譬イアスされるよ
うに製造される。

面接触ディレクタに希望する配向を生じさせる第１の方
法は、ポリイミドを使用して電極構体（１０２）と（１
０４）上に配向被膜層（１１２）と（１１２’）とを形
成する。各配向層を摩擦して好ましくは２〜５°の範囲
の傾斜バイアス角１θ１を生じさせる。面接触ディレク
タに希望する配向を生じさせる２番目の方法は、−酸化
硅素を電極構体（１０２）と（１０４）の配向被膜層（
ｏ２）と（１１２’）に使用する。この−酸化硅素を気
化させて電極表面から測って好ましくは５＠の角度で蒸
着して１０１１〜３０’の間、好ましくは１５°〜２５
°の範囲の傾斜バイアス角１θ１を生じさせる。

一酸化硅素又は他の配向材料を被着して所定方向に液晶
分子を配向することは既に他人により開示さｎているの
で、当業者には周知である。例えば、その１例はジャニ
ング発明に係る米国特許第４．１６５，９２３号公報に
開示さｎている。

第４人図は電極構体（１１０）と（１１０’）の導電層
（１１０）と（１１０’）に約２ｋＨｚ且つ２０ｖｒｒ
ｎ１のＡＣ信号Ｖ、を印加した場合の面籍触ディレクタ
（１２０）の方向を模型的に図示したものである。導電
層（１１０）を接地し導電層（１１０’）に信号ｖ１を
印加すると制御回路（２）の出力に第１スイツチング状
態が生じ、液晶セル（１００）内の電極構体（１０２）
と（１０４）間に交番電界Ｅが生じ、セルを「ＯＮ」光
学リタデーシヨン状態にする。正の誘電異方性を有する
液晶材料（１０６）の面非錦ディレクタ（１２０）の多
くが、コンディショニングされた電極構体表面に法線方
向であるセル内の電気力線の方向（１２１）だ整列され
る。よって、セル（１００）が「ＯＮ」状態に励起され
ると、面非接触ディレクタ（１２０）はセル表面に垂直
に整列する。

第４Ｂ図は信号Ｖ、を取除いた後の面非接触ディレクタ
（１２０）の方向を示し、面非接触ディレクタのアライ
メントはセル内の電極構体（１０２）、　（１０４）間
の電界に影響されず分子間の弾性力に左右されて、「Ｏ
Ｎ」状態の縦整列状態から面非接触ディレクタが解放さ
れる。信号ｖ１を取シ除くと、制御回路四の出力に第２
スイツチング状態が生じる。第４Ｂ図のディレクタの方
向はセルの「ＯＦＦ」光学リタデーシヨン状態に対応す
る。

セル（１００）のｒＯＦ’ＦＪ状態へのスイン５チング
は、セル（１００）の層（１１０’）に制御回路（２）
の出力から信号Ｖ、より低い、一般には０？ルトの電圧
レベルのＡＣ信号ｖ２を印加しても実現できる。信号ｖ
２の周波数は信号Ｖ、と同じでよい。

第４Ｃ図は約２ｋＨｚ　テ約ｔｏｖｒｍｓのＡＣ信号ｖ
３をセルの導′シ層（１１０’）に印加した場合の面非
接触ディレクタの方向を示す。信号ｖ３は制御回路に）
の出ヵに作らｎる第３スイツチング状態であって、面非
接触ディレクタが上述した「ＯＮ」状態とｒＯＦＦＪ状
態の中間の配向状態になさｎる。

「ＯＮ」状態から「中間」状態を通って「ＯＦＦ」状態
への液晶セルの遷移中に、面非接触ディレクタは電極構
体表面に法線方向の縦列状態から隣接ディレクタが略平
行関係になろうとする。よって、面非接触ディレクタ（
１２０ｍ）と（１２０ｂ　）は矢印（１２２ｍ）で示す
如く時計方向に回転して、ディレクタ（１１６）と（１
２０ｍ）が略平行状態になろうとする。一方、面非接触
ディレクタ（１２０ｃ）と（１２０ｄ　）は図中矢印（
１２２ｂ）で示す如く反時計方向に回転して、ディレク
タ（１１８）と（１２０ｃ）が略平行状態になる。よっ
て、セル（Ｚｏｏ）がｒＯＦＦＪ状態にリラックスする
と、多くの面非接触ディレクタの各々はセルの表面にデ
ィレクタ成分を投影するように整列する。しかし、面非
接触ディレクタ（１２０・）はセルの面に略垂直面にと
どまる。

液晶セル（１００）をＶＯＲとして動作させる方法は、
第４Ａ図に示す電界整列又は「ＯＮ」状態から第４Ｂ図
に示す面形状又はｒＯＦＦＪ状態へのディスクリネーシ
ョンのない面非接触ディレクタのりラクセーションによ
る。本発明では、液晶セル（Ｚｏｏ）は光学軸が面非接
触ディレクタ（１２０）の方向と一致するゼロ、１／４
波及び半波リタデーシヨンとして動作する。

電極構体（１０２）と（１０４）の面に法線方向（１２
６）に伝播するリニア偏光光線は液晶セルがｒＯＮＪ状
態のとき面非接触ディレクタ（１２０）の方向と一致す
る。ディレクタ（１２０）は、セルの電極構体表面への
投影が無視できるように「ＯＮ」状態ではこのように方
向付けられている。この状態下では、液晶セル（１００
）はこの方向（１２６）に伝播する入射光の光学リタデ
ーシヨンを減少スる。

電極構体（１０２）と（１０４）の表面に法線方向（１
２６）に伝播するＩＪ　ニア偏光光線は、液晶セル（１
００）が「ＯＦＦ」状態のとき、面非接触ディレクタの
方向と一致しない。「ＯＦＦ」状態では、多くのディレ
クタ成分がセルの電極構体面に投影さｎるようにディレ
クタ（１２０）が方向付けらｎる。この状態では、液晶
セル（１００）は法線入射光に対して有効複屈折を有す
る。面非接触ディレクタ（１２０）の方向がΔｎｄ／λ
＝Ａの式を満足する波長の光に対して実質的に半波光学
リタデーシヨンを生じる。ここでｄはセル厚（ｔ　２８
　）であり、Δｎはセルの実効複屈折率である。

以上、本発明を好適実施例につき説明したが、種々の変
形変更が可能であること、当業者には明白であろう。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかな如く、本発明のカラーフィルタ
によると単一のＶＯＲとカラー選択偏光手段とを用い、
ＶＯＲを「ＯＮ」、「ＯＦＦ」及び「中間」の３つの状
態に切換えることにより、色度図の線上でなく面（領域
）内の多くのカラーが選択できる。

従って、簡単な構成の珈フルカラー表示が得らｎるので
、例えばロジックアナライザ・オシロスコープ等の計測
器、又は文字・図形等を表示する事務用電子機器のＣＲ
Ｔ前面に配置して、多種類の情報を異なる色で表示し、
識別力を付与する場合等に応用して特に好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のカラーフィルタ装置の好適実施例の説
明図、第２図は＠１図のカラーフィルタ装置により得ら
れる色空間を示す色度図、第３図は本発明に使用し得る
ＶＯＲの一部拡大断面図、第４Ａ乃至４Ｃ図は第３図の
ＶＯＲの各動作状態説明図である。 （至）はカラーフィルタ装置、−はＶＯＲ手段、α４゜
αｅはカラー選択偏光手段、補は光源である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、単一の液晶可変光学リターダ手段と、カラー選択偏
   光手段とを用い、上記可変光学リターダ手段の光学リタ
   デーシヨンを３つの状態に切換えることにより略白色入
   射光像を準フルカラー光像に変換することを特徴とする
   カラーフィルタ装置。 ２、上記可変光学リターダ手段として、液晶接触面を夫
   々＋θ及び−θに配向処理した液晶装置を用いることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラーフィルタ
   装置。