JP2936383B2

JP2936383B2 - 液晶セル

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Publication number: JP2936383B2
Application number: JP7083138A
Authority: JP
Inventors: ライル・アール・リービット; マーシャル・ジェー・ピンダー
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1994-03-15
Filing date: 1995-03-15
Publication date: 1999-08-23
Anticipated expiration: 2014-08-23
Also published as: US5530574A; JPH07270812A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学表示システム及び
このようなシステムで用いるのに適した液晶セルに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】米国特許第４５８２３９６号、第４５４
１６９１号、第４５８３８２５号、第４６３５０５１号
（特公平５−７０１３１号「電気光学装置」、以下’０
５１号米国特許と呼ぶ）、第４６７４８４１号、第４７
１９５０７号（特開昭６１−２５０６１３号「立体表示
装置」に対応、以下’５０７号米国特許と呼ぶ）は、以
下に説明する液晶セルを用いた零波長〜半波長遅延光学
遅延器（リターダ）を開示している。また、これら米国
特許は、１つ以上の光学遅延器を用いる光学表示システ
ムを開示している。

【０００３】図６は、第１従来例の液晶セル１０及びそ
の電気コネクタの平面図である。また、図７は、図６に
示した液晶セルの側面立面図である。これらは、３原色
を含む多波長の光を発する蛍光体を有するＣＲＴ（陰極
線管）のラスタ表示で得られるようなフルカラーの画像
を生成する’０５１号米国特許に開示されるようなシス
テムで２つの可変光学遅延器として使用される。図６及
び図７に示すように、セル１０は互いにほぼ平行に離間
した透明前面基板１２及び透明背面基板１４を有する。
ネマチック（nematic）液晶材料の薄い層１６は、基板
１２及び１４の間に収められている。

【０００４】前面基板１２の内面１８には、酸化すずイ
ンジウムのような導電性で光透過性の材料で形成した離
間し非交差で隣り合う複数の前面電極２０Ａ−２０Ｅが
形成される。前面電極２０Ａ−２０Ｅの隣接する１対の
電極は、それらの長手方向に沿って離間しており、一部
分が複数の分離線２２で仕切られる。前面電極２０Ａ−
２０Ｅは、接続端子２４Ａ−２４Ｅ及び末端子２６Ａ−
２６Ｅを夫々有する。前面電極の接続端子２４Ａ−２４
Ｅには電極接続領域２８Ａ−２８Ｅが夫々ある。電極接
続領域２８Ａ−２８Ｅは、夫々個別にコネクタ３０Ａ−
３０Ｅの１つと接触し、前面電極２０Ａ−２０Ｅの夫々
が対応する駆動信号線３２Ａ−３２Ｅの１つに電気的に
接続される。図８及び図９を用いて説明するように、駆
動信号線３２Ａ−３２Ｅは、スイッチング制御装置に接
続され信号を受ける。

【０００５】背面基板１４の内面３４にも、酸化すずイ
ンジウムのような導電性で光透過性の材料で形成した離
間し非交差で隣り合う複数の背面電極３６Ａ−３６Ｅが
形成される。背面電極３６Ａ−３６Ｅの隣接する１対の
電極は、それらの長手に沿って離間しており、一部分が
複数の分離線３７で仕切られる。背面電極３６Ａ−３６
Ｅは、接続端子３８Ａ−３８Ｅ及び末端子４０Ａ−４０
Ｅを夫々有する。背面電極の接続端子３８Ａ−３８Ｅに
は、夫々電極接続領域４２Ａ−４２Ｅがある。電極接続
領域４２Ａ−４２Ｅは、夫々個別にコネクタ４４Ａ−４
４Ｅの１つと接触し、背面電極３６Ａ−３６Ｅの夫々が
対応する複数の共通信号線４６Ａ−４６Ｅの内の１つに
電気的に接続される。共通信号線４６Ａ−４６Ｅは、図
８及び図９を用いて説明するように、１つにまとめられ
信号線４８でスイッチング制御装置に接続され１つの信
号を受ける。

【０００６】前面電極接続端子２４Ａ−２４Ｅ及び背面
電極末端子４０Ａ−４０Ｅは、前面電極接続末端子２６
Ａ−２６Ｅ及び背面電極端子３８Ａ−３８Ｅと同様に互
いにずれており、これによってコネクタ３０Ａ−３０Ｅ
及びコネクタ４４Ａ−４４Ｅの取付に適切な空間が確保
される。前面電極２０Ａ−２０Ｅは夫々対応する背面電
極３６Ａ−３６Ｅ重なっており、これによって複数のセ
ル区分（表示区分）５０Ａ−５０Ｅが夫々定まる。セル
区分（表示区分）５０Ａ−５０Ｅは、信号線４８と信号
線３２Ａ−３２Ｅにより夫々独立に電気的に駆動さ
れ、’０５１米国特許に記載されているように、セル区
分中の液晶材料１６を通過して伝播する光に所望程度の
光学遅延を与える。

【０００７】表示領域５４は、前面電極２０Ａ−２０Ｅ
及び背面電極３６Ａ−３６Ｅの重複領域で定まる。前面
及び背面基板１２及び１４は、適切な構体（図示せず）
により組立及び支持され、前面電極２０Ａ−２０Ｅは液
晶層１６を挟んで夫々背面電極３６Ａ−３６Ｅ中の対応
する１つと対置される。このため、セル１０をその前方
から垂直に見ると、前面分離線２２とその対応する背面
分離線３７が正確に合致する。分離線２２及び３７は可
能な限り狭く作られ、セル１０で構成される表示装置中
に間隙が生じるのを防止している。前面及び背面電極接
続端子２４Ａ−２４Ｅ及び３８Ａ−３８Ｅは、夫々のセ
ル区分５０Ａ−５０Ｅ及び表示領域５４を挟んで対置
（対向して配置）される。

【０００８】図８は、スイッチング制御装置５６のブロ
ック図である。これは、図６及び図７に示した従来のセ
ル及び図１〜図３に示す本発明のセルとともに用いられ
る。スイッチング制御装置５６には、信号線３２Ａ−３
２Ｅ及び４８が接続される。スイッチング制御装置５６
は、適切な順序で信号線３２Ａ−３２Ｅ及び４８の夫々
に、第１駆動手段５６’が生成する駆動信号ＶDRIVE
（Ａ〜Ｅ）及び第２駆動手段５６”が生成する共通信号
ＶCOMMONを出力する。これら信号の電位は、夫々時間と
ともに変化する。スイッチング制御装置５６は、上述し
た米国特許にあるように光学表示システムの他の回路ブ
ロック（図示せず）と接続され、適切な同期の下に駆動
信号ＶDRIVE（Ａ〜Ｅ）及び共通信号ＶCOMMONをこれら
の回路ブロックに供給し、所望の光学表示システムを構
成する。

【０００９】図９は、スイッチング制御装置５６が生成
する差動駆動信号波形の例を示す図である。駆動信号Ｖ
DRIVEの１つは複数の前面電極２０Ａ−２０Ｅに印加さ
れ、共通信号ＶCOMMONは表示動作中継続的に背面電極３
６Ａ−３６Ｅの全てに印加される。駆動信号ＶDRIVEと
共通信号ＶCOMMONの位相差φが１８０度である場合に
は、セル区分にかかる電位差の実効値が常にゼロになら
ず、セル区分中の液晶分子が一方方向に揃う状態、つま
り、オン状態になり、セル区分中を通過する光に光学遅
延（retardation）を与えない。駆動信号ＶDRIVEと共通
信号ＶCOMMONが同相（φ＝０度）のときは、セル区分に
かかる電位差が常にゼロであるため、液晶分子は一部分
が弛緩した状態、つまり、オフ状態であるため、セル区
分中を通過する光に大きな光学遅延を与える。スイッチ
ング制御装置５６（図８参照）は、’０５１米国特許に
示したように、フルカラー表示を実現すべく前面電極２
０Ａ−２０Ｅの連続する電極に与える駆動信号ＶDRIVE
と共通信号ＶCOMMONの位相関係を１８０度と０度との間
で順を追って適時設定する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図６及び図７に示すセ
ル１０には、実施する上で次のような欠点がある。第１
にセル１０を組み立てるときに分離線２２及び３７の揃
えて合致させるのは大変難しい。もし分離線２２及び３
７が揃わないと、表示領域５４を通して見たときの画像
表示品質が劣化する。第２に分離線２２及び３７を形成
するのに時間がかかり、この形成行程における製造歩留
まりが低下する。

【００１１】仮にすべての背面電極が同じ共通信号ＶCO
MMONで駆動されるにも関わらず、セル１０中の分離線３
７によって、背面電極３６Ａ−３６Ｅの隣接する対を分
離するのが良いとする見方が一般的である。この分離線
は、セル区分からの電流が背面電極３６Ａ−３６Ｅを横
断するを防止する。つまり、オン状態のセル区分から他
のセル区分、特にオフ状態のセル区分又はオン状態から
オフ状態に遷移しつつあるセル区分に電流が横断するの
を防止する。このような横断電流は液晶層１６に望まし
くない電位差を生成するので、ラスタ表示画像の基礎を
なす画素の少なくとも一部に悪影響を及ぼし、その画像
形成を悪化させる。

【００１２】もし背面電極基板１４の背面電極３６に分
離線３７を設けず、面３４上に切れ目のない連続導電領
域（図示せず）を設けたと仮定すると、前面電極２０Ａ
−２０Ｅに印加した電位ＶDRIVE（Ａ−Ｅ）によって連
続導電領域に流れ込んだ電流で生じる電圧により、液晶
層１６に大きな電荷が充電されて電位が生じ、セル１０
の機能を許容レベルより下まで低下させてしまう。例え
ば、セル１０（図６及び図７参照）において背面電極３
６Ａ−３６Ｅを連続背面電極に交換し、この変更したセ
ル１０を差動駆動信号波形で駆動すると、表示画像のす
みの画素は適切な画像を表示しないであろう。

【００１３】上述したいくつかの米国特許に開示された
液晶セルの第２の従来例（図示せず）が上述した’５０
７米国特許に開示されたシステムで使用されている。こ
のシステムとは、ＣＲＴ（陰極線管）で生成するラスタ
表示から立体視画像の映像効果を生み出すものである。
第２従来例のセルは上述のセル１０と同様のものである
が、１本の前面分離線で離間した前面電極が２つだけあ
るともに、１本の背面分離線で離間した背面電極が２つ
だけあるという構成になっている。前面電極の左端子及
び右端子には複数の電気コンタクト（接触子）があり、
これらがを駆動信号ＶDRIVE（図４参照）のような駆動
信号を前面電極の左端子及び右端子に接続する。背面電
極は、夫々上中央部に１個と下中央部に１個づつ配置さ
れた電気コンタクトを有し、これら２個の電気コンタク
トは電気的に結ばれ、共通信号ＶCOMMON（図４参照）の
ような信号に電気的に接続される。この第２従来例のセ
ルには、セル１０に関して上述したのと同様な歩留まり
の問題がある。

【００１４】米国特許第４６５２０８７号（対応日本出
願特公平５−４６４８号、以下’０８７号米国特許）
は、液晶光学スイッチにおける光学的なクロストークを
低減する方法及び装置を開示している。’０８７号米国
特許で開示したシステムでは、その前面基板が分離線で
離間した２つの電極を支持し、背面基板が１つの背面電
極を支持し、背面電極が分離線のない連続導電領域を有
することについては、前面基板上のすべての電極で共通
である。しかし、こうしたシステムでは、セル１０で使
用されている図９に示した波形を生成するのに必要な電
気回路がより複雑且つ高価なものとなる。セル１０や第
２従来例で示したセルより効率よく製造可能で、図９に
示した信号波形で駆動させることが可能な液晶セルが必
要である。

【００１５】そこで本発明の目的は、電極構体の厳密な
位置合わせを必要とせず、よって製造コストを低減でき
る液晶セルを提供することである。本発明の他の目的
は、上記目的を達成しつつ従来の駆動信号で動作可能な
液晶セルを提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、先にあげた米
国特許にも開示してきたような、液晶セルを含んだ光学
表示システムに関する。液晶セルは複数のセル区分を有
し、これらは第１透明基板上に形成される複数の分離し
た表示電極と、第１透明基板と対向する第２透明基板上
に形成される共通電極とで定まる。セル区分は、表示器
の上下方向よりも左右のマージン方向に長い。第１及び
第２駆動手段は、セル区分に差動電気駆動信号を供給す
る。第１駆動手段は、第１電極の選択した１つを電位変
化する駆動信号で駆動し、第２駆動手段は電位変化する
共通信号で駆動する。

【００１７】各セル区分は表示電極を含み、これは表示
器の左及び右側マージン間に延び、左及び右側マージン
の部分に電気接触領域が配置される。共通電極は、上下
方向に延びている。

【００１８】本発明による液晶セルは、図６及び図７に
示した従来のセル１０と比較して、各表示（セル）区分
の直列抵抗値が減少する。抵抗値が減少すると隣接する
表示電極の電圧レベルが低下する一方で共通電極に電圧
が現れるが、共通電極を使用しても液晶セルの性能が劣
化することはない。本発明による液晶セルは、従来のセ
ル１０で必要とされた組立行程における厳密な位置決め
調整（アライメント）をする必要がなくなった。これ
は、分離した電極を１つの基板上にだけ設ければ良いか
らである。さらには、本発明による液晶セルは、分離し
た電極を設ける行程が必要なのは１つの基板だけである
ため、製造歩留まりを向上させることができる。

【００１９】

【実施例】図１は、本発明による液晶セル及び関連する
電気コネクタを示す平面図である。図２は、図１に示し
たセルの側面立面図である。図３は、図１及び図２の線
７に沿ったセルの断面図である。図４は、図１〜図３の
セルの１つのセル区分において、オン状態のディレクタ
配列構成を示す。図５は、図１〜図３のセルの１つのセ
ル区分において、一部弛緩（オフ）状態のディレクタ配
列構成を示す。セル６０は、２つでセル１０で上述した
ようなフルカラー表示システムでも使用される。このと
き２つのセル６０は、回転して例えば青色光に半波長の
遅延を与える。

【００２０】図１〜図３を参照すると、セル６０は１対
の略平行に離間した第１（上部）及び第２（下部）電極
構体６２及び６４と、これらの間に保持されたネマチッ
ク液晶の層６６を有する。層６６は、フルカラー表示の
視野角性能を向上させるために可能な限り薄く（好適に
は厚さ４ミクロンで）作られる。電極構体６２は、透明
ガラス誘電第１（又は前面）基板６８を有し、その内面
７０には複数の非交差で離間し隣り合う表示（前面）電
極７２Ａ−７２Ｅがある。電極７２Ａ−７２Ｅの夫々
は、酸化インジウム・スズの層で形成される。前面電極
７２Ａ−７２Ｅの近接した対は、その長手方向に沿って
離間し、一部は分離線７４で定まる。

【００２１】左方向８４、右方向８６、上方向８８及び
下方向９０に対比して説明する都合上、前面基板６８は
夫々左マージン７６、右マージン７８、上マージン８０
及び下マージン８２を持つものとする。上方向８８及び
下方向９０は、好適には従来の上方向及び下方向に対応
する。しかし、これらの呼び方は、互いの相対的な関係
を述べているに過ぎないことはいうまでもない。

【００２２】前面電極７２Ａ−７２Ｅは、夫々左（第
１）前面電極接続端子９２Ａ−９２Ｅと、これに対向す
る右（第２）前面電極接続端子９４Ａ−９４Ｅを有す
る。前面電極接続端子９２Ａ−９２Ｅ及び９４Ａ−９４
Ｅは、電気コンタクト（接触領域９６Ａ−９６Ｅ又は９
８Ａ−９８Ｅ）の１つと夫々直接接続される。接触領域
９６Ａ−９６Ｅは、夫々左マージン７６に近接して配置
される。また、接触領域９８Ａ−９８Ｅは、夫々右マー
ジン７８に近接して配置される。接触領域９６Ａ−９６
Ｅ又は９８Ａ−９８Ｅは、夫々電気コネクタ１００の１
つを介して駆動信号線３２Ａ−３２Ｅの対応する１つに
接続される。駆動信号線３２Ａ−３２Ｅは、駆動信号Ｖ
DRIVE（Ａ〜Ｅ）を受けるスイッチング制御装置５６
（図８参照）につながれている。

【００２３】電極構体６４は、透明ガラス誘電第２（背
面）基板１０２を有し、その内面１０４には表示電極７
２Ａ−７２Ｅを形成するのと同じ材料の層で形成される
背面（共通）電極１０６が被覆される。左方向８４、右
方向８６、上方向８８及び下方向９０と対比して説明す
る都合上、背面電極１０２に上マージン１０８、下マー
ジン１１０、左マージン１１２及び右マージン１１４を
夫々定める。

【００２４】共通電極１０６は、上マージン１０８及び
下マージン１１０の夫々の隣接する位置に互いに対向す
る上端子１１６及び下端子１１８を有し、また、上中央
部１２０及び下中央部１２２を夫々有する。左及び右マ
ージン７６及び７８から見て中央に位置し、上マージン
又は下マージン１０８及び１１０の接する位置である上
中央部１２０及び下中央部１２２に、接触領域（又は電
気接触子）１２４及び１２６が夫々形成される。共通電
極１０６は、互いに対向する左端１２８及び右端１３０
を更に有する。接触領域１２４及び１２６は、夫々対応
する銀の導電層１３２及び１３４によって、上及び下マ
ージン１０８及び１１０にある夫々対応するほぼ全ての
上及び下端子１１６及び１１８と接続される。接触領域
１２４及び１２６には夫々１つの電気コネクタ１３６が
取り付けられ、接触領域を信号線４８に接続する。信号
線４８は、スイッチング制御装置５６（図８参照）につ
ながれ、共通信号ＶCOMMON（図９参照）を受ける。

【００２５】表示領域１３８は、表示電極７２Ａ−７２
Ｅの全てと共通電極１０６とが重複する領域で定まる。
複数のセル区分１４０Ａ−１４０Ｅの夫々は、表示電極
７２Ａ−７２Ｅの１つと共通電極の重複領域で定まる。
セル区分１４０Ａ−１４０Ｅの夫々に対応する表示電極
（前面電極構体）７２Ａ−７２Ｅは、夫々独立に信号線
３２Ａ−３２Ｅの対応する１つにより電気的に駆動さ
れ、そのセル区分の液晶材料層６６中を伝播する光に以
下で説明するように所望の光学遅延を与える。駆動信号
ＶDRIVE（図９参照）は、位相関係φがまず１８０度で
次に０度の順序で連続する表示電極７２Ａ−７２Ｅに印
可される。共通信号ＶCOMMONは、図９を用いて説明した
ように共通電極１０６に印可される。

【００２６】セル６０のセル区分１４０Ａ−１４０Ｅ夫
々の有効直列抵抗値は、従来のセル１０（図６参照）の
セル区分５０Ａ−５０Ｅ夫々の有効直列抵抗値と比較し
て、減少している。これは、表示電極７２Ａ−７２Ｅ夫
々の対向する左及び右端子に電気接触子９６Ａ−９６Ｅ
及び９８Ａ−９８Ｅを夫々設けたこと、セル１０（図６
参照）の分離線３７を無くしたこと、電気接触領域１２
４及び１２６を上中央部１２０及び下中央部１２２に夫
々設けたことによる。言い換えると、表示電極７２Ａ−
７２Ｅ及び共通電極１０６夫々の対向する端部に接触部
を設けたこと、表示電極７２Ａ−７２Ｅの接触部が配置
された直線と垂直な直線上に共通電極１０６用の接触部
を配置したことによって抵抗値が減少した。抵抗値が減
少すると、例えば、セル区分１４０Ｃがオン状態（図４
及び図９参照）のときにセル区分１４０Ａ−１４０Ｂ及
び１４０Ｄ−１４０Ｅ中で共通電極１０６を介して生成
されるクロストークが減少する。これは、このような状
態で発生する共通電極１０６中の電流及び１つ以上の表
示電極７２Ａ−７２Ｂ及び７２Ｄ−７２Ｅを流れる電流
がより低い抵抗に遭遇するため、これら他の電極に生じ
る電位ＶCOMMONは所望の値からのずれが小さくなるから
である。

【００２７】更に共通電極１０６には、共通電極特性イ
ンピーダンス（例えば、単位面積当たり約１００オー
ム）がある。導電塗布層１３２及び１３４には、夫々共
通電極特性インピーダンスより少ない特性インピーダン
スがある。導電塗布層１３２及び１３４は、上端子１０
８、電気接触領域１２４、下端子１１０及び電気接触領
域１２６を接続して導電路を構成する。これら導電路は
共通電極１０６内だけを走る交流路（交流電流の通り
道）と略平行で、これら交流路よりもインピーダンスが
低い。導電塗布層１３２及び１３４は、こうした交流路
から電流を引っ張って電圧を低減する。さもないと、交
流路に沿って共通電極１０６に電圧が発生し、セル６０
の生成する画像が劣化することになる。

【００２８】図３は、図１及び図２のセルの線７に沿っ
た断面図である。表示電極７２Ａ−７２Ｅ及び共通電極
１０６は、ディレクタ（director）配向フィルム層１４
２及び１４２’で覆われる。以下では、ディレクタ配向
フィルム層１４２について説明するが、同様のことがデ
ィレクタ配向フィルム層１４２’に対しても適用できる
ことはいうまでもない。

【００２９】ディレクタ配向フィルム層１４２は、表示
電極（図３では導電層）７２Ａ−７２Ｅに張り付けら
れ、電極構体６２と液晶材料層６６の間の境界を形成す
る。スペーサ１４４は、例えばグラスファイバの如き適
切な材料で構成され、電極構体６２及び６４をほぼ平行
な関係に保つ。液晶材料に接するフィルム層１４２の表
面は、ラビング（擦る）法に基いて、接している液晶材
料のディレクタの方向が適切になるように働きかける。
以下では、ディレクタ配向フィルム層１４２を構成する
材料及びその状態を適切に保つ方法について述べるが、
フィルム層１４２’を構成する材料及びその状態を適切
に保つ方法も同様である。

【００３０】電極構体６２のフィルム層１４２によっ
て、電極構体６２の表面に接しているディレクタ１４６
は、フィルム層１４２の表面に対して角度＋Θの傾きで
互いに平行に配向した状態になる。なお、角度＋Θの傾
きとは、フィルム層１４２の表面に対して反時計回り方
向に計るものとする。また、電極構体６４のフィルム層
１４２’によって、電極構体６４の表面に接しているデ
ィレクタ１４８は、フィルム層１４２’の表面に対して
角度−Θの傾きで互いに平行に配向した状態になる。こ
の場合では、角度−Θの傾きとは、フィルム層１４２’
の表面に対して時計回り方向に計るものとする。このよ
うに液晶セル６０が構成されるので、電極構体６２及び
６４のディレクタ配向フィルム層１４２及び１４２’の
対向する面に接しているディレクタ１４６及び１４８
は、夫々反対方向に傾いている。

【００３１】適切な方法で面に接している面接触ディレ
クタに所望の配向を与えるには、ディレクタ配向フィル
ム層１４２及び１４２’を構成する材料として夫々ポリ
イミドを用いることが必要である。各配向フィルム層は
擦られ、角度│Θ│（絶対値Θ）の傾きを形成するよう
にしている。２度〜５度程度の範囲が適当である。

【００３２】図４は、電極構体６２及び６４の導電層７
２Ｅ及び１０６の間に、次の条件を備えた交流信号ＶLC
（Ｅ）を印可したときの面非接触ディレクタ１５０の配
向状態を示す図である。即ち、交流信号ＶLC（Ｅ）＝Ｖ
DRIVE−ＶCOMMONで表され、ＶDRIVEとＶCOMMONの間の位
相関係φ（Ｅ）が１８０度（図９参照）、約２ｋＨｚ及
び実効値で２０Ｖの信号である。位相関係φ（Ｅ）が１
８０度であると、第１スイッチング状態を構成する。こ
れはスイッチング制御装置５６（図８参照）の制御によ
るもので、電極構体６２及び６４間の液晶セル６０中に
交流電界Ｅを生成し、セルを”オン”光学遅延状態にす
る。正の異方性値を有する液晶材料６６の大多数である
面非接触ディレクタ１５０は、セル内の電気力線の方向
１５１に沿って端部が連なって並び、この方向は電極構
体の処理された表面に垂直である。このようにセル６０
がオン状態に励起されると、面非接触ディレクタ１５０
はセルの表面に垂直な方向に配列する。

【００３３】図５は、位相関係φが０度（図９参照）の
状態の信号ＶLC（Ｅ）を与えた後の面非接触ディレクタ
１５０の配向状態を示す図である。ＶLC（Ｅ）＝０の状
態では、面非接触ディレクタ１５０の配向は電極構体６
２及び６４間に生成される電界には影響されず、分子弾
性力の影響を受けて、オン状態の端部が連なった状態か
ら面非接触ディレクタが弛緩した状態になり、液晶材料
が矢印１５４の方向に流れる。このように、φ＝０度の
状態は第２スイッチング状態を構成し、この状態はスイ
ッチング制御装置５６（図８参照）が制御している。図
５に示したディレクタの配向状態は、セルの”オフ”光
学遅延状態に対応する。

【００３４】液晶セルのオン状態からオフ状態への変化
期間においては、面非接触ディレクタは電極構体表面に
垂直な端部が連なった配列から解放され、隣接ディレク
タに対して略平行になろうとする。セル６０が弛緩して
オフ状態になると、面非接触ディレクタの夫々はセルの
表面上に自身を投影するように配列される。しかしなが
ら、面非接触ディレクタは全体的にはセル表面に略垂直
な面に沿って並ぶ。

【００３５】先に述べた米国特許に記載されたシステム
では、セル６０は０波長〜約半波長の光学遅延を行う光
学遅延器として動作し、その光学軸は面非接触ディレク
タ１５０が配列する方向に対応する。

【００３６】液晶セルがオン状態のときには、電極構体
６２及び６４の表面に垂直な矢印１５６の方向に伝播す
る直線偏光された光は面非接触ディレクタ１５０の方向
と一致する。そのため、ディレクタがオン状態で配列し
ているときにはセルの電極構体表面にディレクタの光軸
が投影されることは無視することができる。

【００３７】液晶セルがオフ状態のときには、電極構体
６２及び６４の表面に垂直な矢印１５６の方向に伝播す
る直線偏光された光は、面非接触ディレクタ１５０の方
向とは一致しない。ディレクタ１５０は、オフ状態では
その大多数のセルが夫々電極構体表面上に自身を投影す
る方向に向く。このような条件下では、液晶セル６０は
略垂直な入射光に対して実効複屈折を与える。この配列
の面非接触ディレクタ１５０は、次の数１を満たす波長
λの光に対して半波長の光学遅延を与える。

【００３８】

【数１】Δｎｄ／λ＝１／２

【００３９】このとき、ｄは液晶材料層の厚さ１５８
（図４参照）、Δｎはセルの実効複屈折率を表す。

【００４０】以上、本発明の好適実施例を説明したが、
本発明はここに説明した実施例のみに限定されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱することなく必要に応じて
種々の変形及び変更を実施し得ることは当業者には明ら
かである。

【００４１】

【発明の効果】本発明による液晶セルは、従来のセルで
必要とされた組立行程における２つの電極の厳密な位置
決め調整（アライメント）が必要なくなった。これは、
分離電極を１つの基板上にだけ設ければ良いからであ
る。さらには、本発明による液晶セルは、分離電極を設
ける行程が必要なのは１つの基板だけであるため、製造
歩留まりを向上させることができる。その一方で、表示
を制御する駆動信号等は従来のものをそのまま使用で
き、新たに開発する必要はない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶セル及び関連する電気コネク
タを示す平面図である。

【図２】図１に示したセルの側面立面図である。

【図３】図１及び図２のセルの線７に沿った断面図であ
る。

【図４】オン状態のセルのディレクタの配向を示す図で
ある。

【図５】オフ状態のセルのディレクタの配向を示す図で
ある。

【図６】従来例の液晶セル１０及びその電気コネクタの
平面図である。

【図７】図６に示した液晶セルの側面立面図である。

【図８】スイッチング制御装置のブロック図である。

【図９】スイッチング制御装置が生成する差動駆動信号
波形の例を示す図である。

【符号の説明】

３２Ａ−３２Ｅ駆動信号線４８共通信号線５６スイッチング制御手段５６’第１駆動手段５６”第２駆動手段６０セル６２第１電極構体６４第２電極構体６６液晶層６８第１基板７０第１基板の内面７２Ａ−７２Ｅ表示電極７４分離線７６左マージン７８右マージン８０上マージン８２下マージン８４左方向８６右方向８８上方向９０下方向９２Ａ−９２Ｅ左前面電極接続端子９４Ａ−９４Ｅ右前面電極接続端子９６Ａ−９６Ｅ接触領域９８Ａ−９８Ｅ接触領域１００電気コネクタ１０２第２基板１０４第２基板の内面１０６共通電極１０８上マージン１１０下マージン１１２左マージン１１４右マージン１１６上端子１１８下端子１２０上中央部１２２下中央部１２４接触領域１２６接触領域１２８左端１３０右端１３２導電層１３４導電層１３６電気コネクタ１３８表示領域１４０Ａ−１４０Ｅセル区分１４２ディレクタ配向フィルム層１４２’ディレクタ配向フィルム層１４４スペーサ１４６面接触ディレクタ１４８面接触ディレクタ１５０面非接触ディレクタ１５１電気力線の方向１５８液晶材料層の厚さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者マーシャル・ジェー・ピンダーアメリカ合衆国オレゴン州97213 ポートランドノース・イーストシックスティー・ファースト・アベニュー 2933 (56)参考文献特開昭62−196623（ＪＰ，Ａ) 特開平４−166916（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−189886（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02F 1/1345 G02F 1/1343 G02F 1/13 505 G02F 1/1333 G09F 9/30

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光学表示システム用の液晶セルであっ
て、対向する左マージン及び右マージンを有する第１透明基
板と、夫々該第１透明基板に支持されて上記第１透明基板の上
記左マージン及び上記右マージンの間に広がり、夫々上
記左マージンの近傍に左端部を有すると共に上記右マー
ジンの近傍に右端部を有する複数の独立した表示電極
と、上記第１透明基板とほぼ平行に離間し、対向する上マー
ジン及び下マージンを有する第２透明基板と、該第２透明基板に支持され、上記第２透明基板上記上マ
ージン及び上記下マージンの夫々の近傍で対向する上端
部及び下端部を有し、上記表示電極に対向し、特性イン
ピーダンスを有する共通電極と、上記第１透明基板及び上記第２透明基板の間に保持さ
れ、上記複数の表示電極の各々及び上記共通電極の間で
複数の異なる表示区分となる複数の異なる領域を有する
液晶材料層と、夫々上記複数の表示電極の各々の上記左端部及び上記右
端部に電気的に接続され、夫々駆動信号を受ける複数対
の表示電極用接触領域と、夫々上記左マージン及び上記右マージンの中間で上記上
マージン及び上記下マージンの夫々に近接して配置さ
れ、夫々上記共通電極の上記上端部及び上記下端部に電
気的に接続され、共通信号を受ける１対の共通電極用接
触領域と、該１対の共通電極用接触領域の一方及び上記共通電極の
上記上端のほぼ全体と、上記１対の共通電極用接触領域
の他方及び上記共通電極の上記下端のほぼ全体と電気的
に夫々接続され、上記共通電極の特性インピーダンスよ
りも低い特性インピーダンスを有する複数の導電層とを
具えた液晶セル。