JPH01178927A - Liquid crystal display element - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電界に対応して光学的特性が変化する液晶を
利用して表示を行う表示素子に係り、携帯用テレビ等の
デイスプレィや小型測定装置の表示装置として利用でき
る。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a display element that performs display using a liquid crystal whose optical characteristics change in response to an electric field, and is used in displays such as portable televisions and small-sized displays. It can be used as a display device for measuring equipment.
従来より、液晶を用いた表示素子は薄型かつ軽量にでき
るため、携帯用装置の表示部分に多用されるようになっ
ている。Conventionally, display elements using liquid crystals have been widely used in display parts of portable devices because they can be made thin and lightweight.
このような液晶表示素子は、例えば、表面に電極の薄膜
を有する一対のガラス基板等の間に液晶層を密封して液
晶セルを形成し、この液晶セルを一対の偏光板の間に挟
持した構成により、液晶層中を透過する光の偏光軸(振
幅方向)が液晶分子によって変化されること、および、
液晶分子の配列方向が前記電極への電圧印加に応じて制
御できることを利用して、前記偏光板の一方からの光の
偏光軸が他方の偏光板を通過可能または不可能な方向と
なるように切り替え、透過光を断続することにより外部
から視認可能な表示を実現している。Such a liquid crystal display element has a structure in which, for example, a liquid crystal layer is sealed between a pair of glass substrates having thin electrode films on their surfaces to form a liquid crystal cell, and this liquid crystal cell is sandwiched between a pair of polarizing plates. , the polarization axis (amplitude direction) of light transmitted through the liquid crystal layer is changed by the liquid crystal molecules, and
Taking advantage of the fact that the alignment direction of liquid crystal molecules can be controlled according to the voltage applied to the electrodes, the polarization axis of light from one of the polarizing plates is set in a direction in which it can or cannot pass through the other polarizing plate. By switching and intermittent transmitted light, a display that is visible from the outside is realized.
ここで、前述のような液晶表示素子としては、従来より
TN(ツィステッドネマチック)型液晶素子や5TN(
スーパーTN)型液晶素子が知られているが、近年では
拘束応答性やコントラストの高さの点で有利な強誘電性
液晶が注目されている。Here, as the above-mentioned liquid crystal display element, conventionally, TN (twisted nematic) type liquid crystal element and 5TN (
Super TN) type liquid crystal elements are known, but in recent years, ferroelectric liquid crystals, which are advantageous in terms of constraint response and high contrast, have attracted attention.
しかし、このような強誘電性液晶を用いた液晶表示素子
においては、複屈折性を利用して偏光軸の回転を行うた
め、用いる液晶材料の基本的な性能において動作時の傾
き角が小さい場合、高いコントラストを得ることが困難
であり、あるいは応答速度が低い場合など画像表示デイ
スプレィとしての利用は不可能であり、液晶材料の性能
不足に基づく制約が大きかった。However, in liquid crystal display elements using such ferroelectric liquid crystals, the polarization axis is rotated using birefringence, so if the tilt angle during operation is small due to the basic performance of the liquid crystal material used, However, when it is difficult to obtain high contrast or the response speed is low, it is impossible to use it as an image display, and there are major restrictions due to the lack of performance of the liquid crystal material.
また、液晶材料によっては動作温度範囲が狭く、屋外で
の使用の際など、低温から高温にわたって常に良好なコ
ントラストあるいは応答速度を得ることは困難であり、
このような液晶材料の制約を解決できる液晶表示素子が
望まれていた。Furthermore, depending on the liquid crystal material, the operating temperature range is narrow, making it difficult to consistently obtain good contrast or response speed from low to high temperatures, such as when used outdoors.
There has been a desire for a liquid crystal display element that can overcome these limitations of liquid crystal materials.
本発明の目的は、強誘電性液晶の性能にかかわらず、表
示のコントラストを高くかつ応答速度を速くできるとと
もに、広い温度範囲に渡って表示動作が可能な液晶表示
素子を提供することにある。An object of the present invention is to provide a liquid crystal display element that can provide high display contrast and quick response speed regardless of the performance of the ferroelectric liquid crystal, and can perform display operations over a wide temperature range.
本発明は、一対の偏光板間に電極によって挟持された複
数の液晶層を設けるとともに、これらの各液晶層間にも
それぞれ偏光板を介装して液晶表示素子を構成する。In the present invention, a liquid crystal display element is constructed by providing a plurality of liquid crystal layers sandwiched by electrodes between a pair of polarizing plates, and also interposing a polarizing plate between each of these liquid crystal layers.
ここで、本発明に用いられる強誘電性液晶としては、例
えばDOBAMBC(p−デシロキシベンジリデンp°
−アミノ 2メチルブチルシンナメート)等の低分子の
強誘電性液晶が利用できる他、後に詳述する強誘電性高
分子液晶、例えばポリアクリレート系、ポリエーテル系
、ポリシロキサン系、ポリエステル系、これらの各県の
繰り返し単位を含む共重合体あるいはその他の分子量1
000以上の高分子液晶などが好適である。Here, as the ferroelectric liquid crystal used in the present invention, for example, DOBAMBC (p-decyloxybenzylidene p°
In addition to low-molecular ferroelectric liquid crystals such as (amino 2-methylbutyl cinnamate), ferroelectric polymer liquid crystals such as polyacrylate-based, polyether-based, polysiloxane-based, polyester-based, etc. can be used. Copolymers containing repeating units in each prefecture or other molecular weight 1
Polymer liquid crystal having a molecular weight of 000 or more is suitable.
このような構成による液晶表示素子においては、前記電
極への電圧印加に伴う電界変化に応じて各液晶層中の強
誘電性液晶分子の光軸を特定方向に整列させ、液晶層の
偏光軸の変化によって偏光板間の透過光を断続して表示
を行う。このとき、各液晶層に用いる液晶材料の傾き角
が小さく表示に不充分である場合、複数の液晶層を積層
することによって各層のコントラスト不足を補い、全体
として充分なコントラストを実現するとともに、各層の
液晶材料の傾き角が小さいことを有効に利用して素子と
しての高速応答性を実現する。In a liquid crystal display element having such a configuration, the optical axis of the ferroelectric liquid crystal molecules in each liquid crystal layer is aligned in a specific direction in response to changes in the electric field caused by voltage application to the electrodes, and the polarization axis of the liquid crystal layer is adjusted. Display is performed by intermittent transmission of light between the polarizing plates depending on the change. At this time, if the tilt angle of the liquid crystal material used for each liquid crystal layer is small and insufficient for display, by stacking multiple liquid crystal layers, the lack of contrast in each layer is compensated for, achieving sufficient contrast as a whole, and each layer The small tilt angle of the liquid crystal material is effectively utilized to achieve high-speed response as an element.
また、複数の液晶層に異なる強誘電性液晶を用い、各液
晶層の温度特性あるいは光学的特性を相互補完し、素子
としての動作可能な温度範囲を拡大するとともに、コン
トラストの向上や色相変化の補正等を実現する0本発明
は、以上により液晶材料の性能不足を補って前記目的を
達成するものである。In addition, by using different ferroelectric liquid crystals in multiple liquid crystal layers, the temperature characteristics and optical characteristics of each liquid crystal layer are mutually complementary, expanding the temperature range in which the device can operate, improving contrast, and suppressing hue changes. The present invention achieves the above object by compensating for the lack of performance of the liquid crystal material.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
第1図および第2図には、本発明に係る液晶表示素子1
の一実施例が示され、この液晶表示素子1は、一対の偏
光板2.3の間に2枚の液晶セル10A、IOBを有し
、これら液晶セルIOA。1 and 2 show a liquid crystal display element 1 according to the present invention.
An example of this is shown, and this liquid crystal display element 1 has two liquid crystal cells 10A and IOB between a pair of polarizing plates 2.3, and these liquid crystal cells IOA.
10Bの間にも前記偏光板2.3と同様な中間偏光板4
が介装されている。An intermediate polarizing plate 4 similar to the polarizing plate 2.3 is also provided between 10B and 10B.
is interposed.
これら偏光板2,3.4は、第3図に示すように、各々
の偏光軸2A、3A、4Aが順次反時計方向に90°づ
つ回転するように配置され、結果的に偏光軸2A、3A
と偏光軸4Aとが互いに直交する配置(クロスニコル)
とされている。As shown in FIG. 3, these polarizing plates 2, 3.4 are arranged so that their respective polarizing axes 2A, 3A, 4A are sequentially rotated counterclockwise by 90°, and as a result, the polarizing axes 2A, 3.4, 3A
and polarization axis 4A are orthogonal to each other (crossed Nicols)
It is said that
第1図および第2図に戻って、2枚の液晶セル10A、
IOBは略同様に構成されたものであり、このうち液晶
セルIOAは、ガラス等の薄板からなる透明な基板11
A、12Aの間に強誘電性高分子液晶の配向膜からなる
液晶層13Aを挟持して構成されたものである。Returning to FIGS. 1 and 2, two liquid crystal cells 10A,
The IOBs have almost the same structure, and the liquid crystal cell IOA has a transparent substrate 11 made of a thin plate of glass or the like.
A liquid crystal layer 13A made of an alignment film of ferroelectric polymer liquid crystal is sandwiched between A and 12A.
これら基板11A、12Aには、各々の表面にストライ
ブ状の電極14A、15Aが平行配列され、これらの電
極14A、15Aは互いに直交して格子状を形成するよ
うに配置されており、液晶セルIOA、IOBは電極1
4A、15Aの各交点で挟持される液晶層13Aを画素
とするマトリックスを形成してイメージ表示可能に構成
されている。Striped electrodes 14A, 15A are arranged in parallel on the surfaces of these substrates 11A, 12A, and these electrodes 14A, 15A are arranged orthogonally to each other to form a lattice shape, and the liquid crystal cell IOA and IOB are electrode 1
The liquid crystal layer 13A sandwiched at each intersection of 4A and 15A forms a matrix in which pixels are used to display an image.
ここで、電極14A、15Aはスパッタリング等により
微量の酸化すず(S−01)が混入された酸化インジウ
ム(1−gos )の透明で導電性の薄膜(■Tolり
を形成し、エツチング等により複数に分割されてストラ
イプ状に整形されている。Here, the electrodes 14A and 15A are formed by forming a transparent and conductive thin film (■Tol layer) of indium oxide (1-gos) mixed with a trace amount of tin oxide (S-01) by sputtering, etc., and by etching, etc. It is divided into stripes and shaped into stripes.
また、液晶Jllil 3Aの配向膜を形成するにあた
っては、例えば、一方の基板11Aの表面に、電極14
Aの上から分子量1000以上の強誘電性高分子液晶を
、塗布法または延伸法などで十分に配向しながら0.5
〜4μm程度の適当な厚さに塗布して膜状に形成されて
いる。In addition, when forming the alignment film of the liquid crystal Jllil 3A, for example, the electrode 14 is placed on the surface of one substrate 11A.
From above A, a ferroelectric polymer liquid crystal with a molecular weight of 1000 or more is fully oriented by a coating method or a stretching method, etc.
It is formed into a film by coating to a suitable thickness of about 4 μm.
なお、第3図のように、液晶層13Aの配向方向16A
は、偏光板2の偏光軸2Aから反時計方向に角度ψをな
すように配置され、この角度ψは液晶層13Aの強誘電
性高分子液晶の傾き角をθとして45@−θとなるよう
に設定されている。In addition, as shown in FIG. 3, the alignment direction 16A of the liquid crystal layer 13A
are arranged to form an angle ψ counterclockwise from the polarization axis 2A of the polarizing plate 2, and this angle ψ is 45@-θ, where θ is the tilt angle of the ferroelectric polymer liquid crystal of the liquid crystal layer 13A. is set to .
一方、液晶セルIOBは、前述の液晶セルIOAと略同
様に構成され、それぞれ基板11B、12B、液晶71
!13B、電極14B、15Bを備えているが、第3図
のように、液晶層13Bの配向方向16Bは、偏光板4
の偏光軸4Aから反時計方向に角度ψ(=45°−θ)
をなすように配置されている。On the other hand, the liquid crystal cell IOB is configured in substantially the same manner as the liquid crystal cell IOA described above, and has substrates 11B and 12B, and a liquid crystal 71, respectively.
! 13B, and electrodes 14B and 15B, as shown in FIG.
Angle ψ (=45° - θ) counterclockwise from the polarization axis 4A of
It is arranged so that it forms.
このような構成においては、液晶表示素子1に偏光板2
側から照明光20をあてておき、液晶セルIOA、IO
Bの各々に表示用電圧上■を印加することによって液晶
層13A、13Bの複屈折特性を変化させ、偏光板3側
へ通過する透過光21を前記画素毎に断続することによ
り所定パターンの明暗を用いたイメージ表示を行う。In such a configuration, a polarizing plate 2 is provided on the liquid crystal display element 1.
Illumination light 20 is applied from the side, and the liquid crystal cells IOA and IO are
The birefringence characteristics of the liquid crystal layers 13A and 13B are changed by applying a display voltage (2) to each of B, and the transmitted light 21 passing toward the polarizing plate 3 is interrupted for each pixel, thereby creating a predetermined pattern of brightness and darkness. Image display is performed using .
すなわち、電極14A、14Bと電極15A。That is, electrodes 14A, 14B and electrode 15A.
15Bとの間に表示信号電圧+■を印加すると、第3図
に示すように、液晶層13A、13Bの電気双極子モー
メントの方向17A、17Bは、各々の配向方向16A
、16Bから反時計方向に傾き角θだけ回転してψ十〇
=45°に維持される。When a display signal voltage +■ is applied between the liquid crystal layers 15B and 15B, as shown in FIG.
, 16B counterclockwise by an inclination angle θ and maintained at ψ10=45°.
このため、偏光板2から入射した照明光20の偏光軸2
A方向成分22は、液晶セルIOAにおける複屈折によ
り偏光軸を偏光軸4A方向に回転され、偏光板4を通過
した偏光軸4A方開成分23は、同様に液晶セル10B
を通過する間に偏光軸3A方向に回転され、偏光板3を
通過して透過光21を生じる。Therefore, the polarization axis 2 of the illumination light 20 incident from the polarizing plate 2
The polarization axis of the A-direction component 22 is rotated in the polarization axis 4A direction by birefringence in the liquid crystal cell IOA, and the polarization axis 4A direction component 23 that has passed through the polarizing plate 4 is similarly rotated in the liquid crystal cell 10B.
The light is rotated in the direction of the polarization axis 3A while passing through the polarizing plate 3 to generate transmitted light 21.
一方、極性を反転させて表示信号電圧−■を印加すると
、液晶Fi13A、13Bの電気双極子モーメント17
C,17Dは各々時計方向に2θづつ回転され、それぞ
れ偏光軸4A、3Aから45゜−2θに維持される。こ
のため、照明光20の偏光軸2A方向成分22は液晶層
13Aからの偏光軸4A方向成分24が減少して偏光板
4を通過する光量が不足するとともに、液晶層13Bか
らの偏光軸3A方向成分も減少するため、偏光板3を通
過する透過光25は略遮断されて視認されず、当該画素
は暗くなる。On the other hand, when the polarity is reversed and the display signal voltage -■ is applied, the electric dipole moment of the liquid crystals Fi13A and 13B is 17
C and 17D are each rotated clockwise by 2θ and maintained at 45°-2θ from the polarization axes 4A and 3A, respectively. Therefore, the polarization axis 2A direction component 22 of the illumination light 20 decreases in the polarization axis 4A direction component 24 from the liquid crystal layer 13A, and the amount of light passing through the polarizing plate 4 is insufficient, and the polarization axis 3A direction component from the liquid crystal layer 13B decreases. Since the component also decreases, the transmitted light 25 passing through the polarizing plate 3 is substantially blocked and is not visually recognized, and the pixel becomes dark.
このように断続される透過光21は液晶表示素子1の各
液晶1i13A、13Bの配向角度ψによって変化する
ものであり、第4図には、配向角度ψに応じた透過光強
度が明暗の各表示状態毎に示されている。なお、第4図
では液晶層13A、13Bに用いた強誘電性高分子液晶
の傾き角θ=11.25°とし、横軸はψ+θすなわち
明状態の偏光方向φ+θをとっである。The transmitted light 21 that is intermittent in this manner changes depending on the orientation angle ψ of each liquid crystal 1i13A, 13B of the liquid crystal display element 1, and FIG. Shown for each display state. In FIG. 4, the tilt angle θ of the ferroelectric polymer liquid crystal used in the liquid crystal layers 13A and 13B is set to 11.25°, and the horizontal axis represents ψ+θ, that is, the polarization direction φ+θ in the bright state.
ここで、表示信号電圧+■の明状態では図中実線のよう
に、図中点線で示す11 を中心に周期的に変化し、本
実施例のψ+θ=45°における透過光強度はL+Ii
である。また、表示信号電圧−■の暗状態では2θづつ
2層の4θ分ずれて図中2点鎖線で示すようになり、同
じく透過光強度は1.−11 となるため、コントラス
トはとなる。Here, in the bright state of the display signal voltage +■, as shown by the solid line in the figure, it changes periodically around 11 shown by the dotted line in the figure, and the transmitted light intensity at ψ+θ=45° in this example is L+Ii
It is. In addition, in the dark state with the display signal voltage -■, the two layers are shifted by 2θ by 4θ as shown by the two-dot chain line in the figure, and the transmitted light intensity is 1. -11, so the contrast is.
ところで、液晶層が1層であったとすると、−V′のよ
うに暗状態でのずれは2θしがなく、透過光強度は11
であり、コントラストは■!
となる。By the way, if the liquid crystal layer is one layer, there is no deviation in the dark state like -V' by 2θ, and the transmitted light intensity is 11
And the contrast is ■! becomes.
従って、本実施例のように液晶層を2Nとすることによ
り、コントラストは比率
CRz It
CR+ It It
たけ改善されることになる。これは、傾き角θが22°
以下といった小さい値である液晶材料の性能補償に効果
的であり、液晶層13A、13Bの配向性を高めること
により ll−12をさらに小さくしてコントラスト改
善性をより高めることができる。Therefore, by setting the liquid crystal layer to 2N as in this embodiment, the contrast is improved by the ratio CRz It CR+ It It. This means that the tilt angle θ is 22°
It is effective in compensating the performance of liquid crystal materials having a small value such as the following, and by increasing the orientation of the liquid crystal layers 13A and 13B, ll-12 can be further reduced and the contrast improvement property can be further enhanced.
このように、本実施例によれば、液晶層を複数とするこ
とにより、各液晶層の光学的特性を累積させ、各液晶層
に傾き角θが小さい液晶材料を用いても高コントラスト
が得られ、きわめて鮮明な表示による高い視認性を得る
ことができる。In this way, according to this example, by having a plurality of liquid crystal layers, the optical characteristics of each liquid crystal layer are accumulated, and even if a liquid crystal material with a small tilt angle θ is used for each liquid crystal layer, high contrast can be obtained. It is possible to obtain high visibility due to extremely clear display.
また、傾き角θの小さい液晶であっても充分なコントラ
ストが得られるため、傾き角θを小さくして各液晶分子
の動作速度を高め、これにより液晶表示素子1の応答速
度を高速化することも可能である。In addition, since sufficient contrast can be obtained even with a liquid crystal with a small tilt angle θ, it is possible to reduce the tilt angle θ to increase the operating speed of each liquid crystal molecule, thereby increasing the response speed of the liquid crystal display element 1. is also possible.
さらに、温度特性が使用環境に適合しないために光学的
特性を充分に発揮できなかった液晶材料を用いても、本
実施例の構成によりコントラストの温度変化を補償する
ことが可能である。Furthermore, even if a liquid crystal material whose temperature characteristics are not compatible with the environment in which it is used and which cannot fully exhibit its optical characteristics is used, it is possible to compensate for temperature changes in contrast with the configuration of this embodiment.
なお、前記実施例において、液晶層13A、13Bの配
向角度ψを45°−θに設定したが、角度ψは45°+
θに設定してもよく、この場合、明暗の表示状態が逆に
なる。ところで、このように配向角度ψを45°±θに
設定するのは、表示の明状態において明るさを最大にす
るためであり、暗状態での消光性を確保したい場合は角
度ψ=Oに設定すればよい。In the above embodiment, the orientation angle ψ of the liquid crystal layers 13A and 13B was set to 45°-θ, but the angle ψ was set to 45°+
It may be set to θ, in which case the bright and dark display states are reversed. By the way, the reason for setting the orientation angle ψ to 45°±θ is to maximize the brightness in the bright state of the display.If you want to ensure extinction in the dark state, the orientation angle ψ is set to 45°±θ. Just set it.
また、液晶層13A、13Bの間の偏光板4は、偏光軸
4Aを偏光軸2A、3Aに揃えて全ての偏光軸2A、3
A、4Aを平行配置(パラレルニコル)してもよく、偏
光軸4Aの偏光に伴って液晶層13Bの配向方向16B
も液晶層13Aの配向方向16Aに揃うことになるため
、液晶セル10A、IOBを共通化できる。このとき、
明暗の表示状態は逆になるが、必要に応じて配向方向1
6A、16Bを設定し、例えば、明状態となる電圧+V
印加時の電気双極子モーメント17A、17Bが偏光軸
2A、3A、4Aに一敗するように配向角度ψ=θとす
れば明状態の明るさを最大にできる。In addition, the polarizing plate 4 between the liquid crystal layers 13A and 13B aligns the polarizing axis 4A with the polarizing axes 2A and 3A, and aligns the polarizing axis 4A with the polarizing axis 2A and 3A.
A and 4A may be arranged in parallel (parallel Nicol), and the orientation direction 16B of the liquid crystal layer 13B is aligned with the polarization of the polarization axis 4A.
Since the liquid crystal cell 10A and the IOB are aligned in the alignment direction 16A of the liquid crystal layer 13A, the liquid crystal cell 10A and IOB can be shared. At this time,
Although the bright and dark display conditions are reversed, you can change the orientation direction 1 as necessary.
Set 6A, 16B, for example, voltage +V for bright state.
The brightness of the bright state can be maximized by setting the orientation angle ψ=θ so that the electric dipole moments 17A, 17B upon application are completely offset by the polarization axes 2A, 3A, 4A.
さらに、前記実施例では、液晶層13A、13Bの2N
を設けたが、偏光板2,3間には2層以上の液晶層を設
けてもよく、複数の液晶層および偏光板を交互積層すれ
ば、積層段数の増加に応じて前述したコントラスト改善
性をより高めることができ、傾き角θが小さい液晶、あ
るいは温度範囲が不適当な液晶を用いても充分な光学的
特性を得ることができる。Furthermore, in the embodiment, 2N of the liquid crystal layers 13A and 13B
However, two or more liquid crystal layers may be provided between the polarizing plates 2 and 3, and if a plurality of liquid crystal layers and polarizing plates are alternately laminated, the above-mentioned contrast improvement property can be improved as the number of laminated layers increases. can be further increased, and sufficient optical characteristics can be obtained even if a liquid crystal with a small tilt angle θ or a liquid crystal with an inappropriate temperature range is used.
また、液晶J!!13A、13Bに用いる強誘電性液晶
としては、強誘電性高分子液晶に限らず低分子のもので
あってもよく、これらの強誘電性液晶に配向処理を行う
方法としてはラビング法、斜方蒸着法、剪断法などがあ
る。Also, LCD J! ! The ferroelectric liquid crystals used for 13A and 13B are not limited to ferroelectric polymer liquid crystals, but may also be low-molecular ones. Methods for aligning these ferroelectric liquid crystals include rubbing, orthorhombic. There are vapor deposition methods, shearing methods, etc.
しかし、高分子液晶を用いる場合にはその特性を活かし
た延伸法や塗布法が適用でき、なかでも強誘電性高分子
液晶の薄膜形成には延伸法および塗布法が好適であり、
液晶層13A、13Bを形成する際に延伸方向あるいは
塗布方向を適宜設定することにより、極めて容易に所定
の配向処理を行うことができる。However, when using polymeric liquid crystals, stretching methods and coating methods that take advantage of their properties can be applied, and among them, stretching methods and coating methods are suitable for forming thin films of ferroelectric polymeric liquid crystals.
By appropriately setting the stretching direction or the coating direction when forming the liquid crystal layers 13A and 13B, a predetermined alignment process can be performed very easily.
また、液晶113A、13Bは、それぞれ厚みが0.5
〜20μm程度であればよく、要求される光学的な特性
に応じて適宜設定すればよく、さらに厚くても問題はな
いが、双安定性が得られることや印加電圧を低減できる
ことから0..5〜4μm程度さすることが好ましい。In addition, each of the liquid crystals 113A and 13B has a thickness of 0.5
The thickness may be approximately 20 μm, and may be set as appropriate depending on the required optical characteristics. Although there is no problem even if the thickness is even thicker, the thickness may be approximately 0.0 μm because it provides bistability and reduces the applied voltage. .. It is preferable that the thickness be about 5 to 4 μm.
さらに、液晶層13A、13Bには、必要に応じて二酸
化ケイ素(SiOz)やセラミックス、プラスチック等
の球状あるいはファイバー状のスペーサを併用してもよ
い。Furthermore, a spherical or fibrous spacer made of silicon dioxide (SiOz), ceramics, plastic, or the like may be used in combination with the liquid crystal layers 13A and 13B, if necessary.
また、基板11A、IIB、12A、12B。Also, the substrates 11A, IIB, 12A, 12B.
としては、ガラス、あるいはポリエチレンテレフタレー
ト、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネートその
他のプラスチック等が用いることができ、殊に、基板と
して可撓性あるいは薄板状のプラスチック等を用いるこ
とにより強誘電性高分子液晶自体に柔軟性があるので液
晶表示素子1を屈曲可能にすることができる。As the substrate, glass, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, polycarbonate, and other plastics can be used. In particular, by using flexible or thin plastic as the substrate, the ferroelectric polymer liquid crystal itself can be used. Since it is flexible, the liquid crystal display element 1 can be made bendable.
さらに、第1、第2の電極12.16および中間電極1
6・とじては、ITO膜といわれる酸化すず(S−OX
)を混入した酸化インジウム(IazOz )膜に限ら
ず、NESAMといわれる酸化すず膜等の金属酸化物被
膜、あるいは、金(A、)やアルミニウム(AI)、チ
タン(Ti )等の金属薄膜であってもよく、その形成
にあたってはスパッタリングに限らず直接蒸着法、スプ
レィ法等を用いてもよ(、要するに光の透過を妨げない
ような透明で導電性の薄膜を形成することが望ましい。Furthermore, the first and second electrodes 12.16 and the intermediate electrode 1
6. Finally, the ITO film is made of tin oxide (S-OX).
), metal oxide films such as tin oxide film called NESAM, or metal thin films such as gold (A), aluminum (AI), titanium (Ti), etc. In its formation, not only sputtering but also direct vapor deposition, spraying, etc. may be used (in short, it is desirable to form a transparent and conductive thin film that does not impede the transmission of light.
また、電極14A、14B、15A、15Bは、各々の
側に複数のストライプ状の電極を互いに交叉する向きに
平行配列し、相互に交点を画素とするマトリックスを形
成してイメージ表示可能とするものに限らず、例えば、
バーグラフ等に用いる場合には電極15A、15Bを各
々−枚の共通電極としてもよく、特定の形状模様のみの
表示の場合等は各電極を平面状に形成すればよい。Further, the electrodes 14A, 14B, 15A, and 15B are arranged on each side in parallel with a plurality of striped electrodes in a direction that intersects with each other, forming a matrix with pixels at the intersections, so that an image can be displayed. Not limited to, for example,
When used for a bar graph or the like, each of the electrodes 15A and 15B may be used as a common electrode, and when only a specific pattern is to be displayed, each electrode may be formed into a planar shape.
次に、本発明に用いられる液晶のうち、強誘電性高分子
液晶について説明する。Next, among the liquid crystals used in the present invention, ferroelectric polymer liquid crystals will be explained.
本発明に用いられる強誘電性高分子液晶としては、特に
限定はなく種々のものを用いることができるが、通常は
、スペーサを介してメソーゲンを側鎖に有する高分子化
合物が好適に使用できる。The ferroelectric polymer liquid crystal used in the present invention is not particularly limited and various types can be used, but usually, a polymer compound having a mesogen in a side chain with a spacer interposed therebetween can be suitably used.
この側鎖型高分子液晶は、ポリマー主鎖、メソーゲンお
よびスペーサの三部分から構成されるもので、例えば、
次の一般式(1)で表されるものを挙げることができる
。This side-chain polymer liquid crystal is composed of three parts: a polymer main chain, a mesogen, and a spacer.
Examples include those represented by the following general formula (1).
一+Eh−+E′+T (1)古
ム
但し、(1)式中、→E+−r−+E′汁はポリマー主
鎖であり、Dはスペーサであり’+ Mはメソーゲンで
ある。bは、0であってもよい、bが0でない場合には
、式中の(E−D−M)の単位および(E゛)の単位は
、ブロックで結合していても、ランダムで結合していて
も、交互に結合していてもよい。1+Eh-+E'+T (1) Old Mu However, in formula (1), →E+-r-+E' is the polymer main chain, D is a spacer, and '+M is a mesogen. b may be 0. If b is not 0, the units of (E-D-M) and (E゛) in the formula may be combined randomly even if they are combined in blocks. They may be combined alternately.
主鎖としては、各種の高分子の主鎖が使用できるが、好
ましい主鎖として、ポリアクリレート、ポリシロキサン
、ポリエーテル、ポリエステル、ポリメタクリレート等
を挙げることができる。As the main chain, main chains of various polymers can be used, and preferred main chains include polyacrylate, polysiloxane, polyether, polyester, polymethacrylate, and the like.
スペーサDとしては、種々のものを用いることができる
が、例えば、次の(2)式で表されるものを好適なもの
として挙げることができる。Although various types of spacers can be used as the spacer D, for example, one represented by the following formula (2) can be cited as a suitable one.
→COO+−T−fCHzh(2)
但し、(2)式中、mは0または1、nは1〜30の整
数を表す。→COO+-T-fCHzh (2) However, in formula (2), m represents 0 or 1, and n represents an integer from 1 to 30.
メソーゲンMとしては、種々のものを用いることができ
るが、例えば、次の(3)式で表されるものが好適に使
用できる。Although various mesogens can be used as the mesogen M, for example, one represented by the following formula (3) can be preferably used.
→Z))−T、 (3)但し、(
3)式中、2は0または1、Zは0(酸素原子)または
−Coo−(エステル結合)を表し、T1は次の(4)
に示される各式で表されるものが好適に使用できる。→Z))-T, (3) However, (
3) In the formula, 2 represents 0 or 1, Z represents 0 (oxygen atom) or -Coo- (ester bond), and T1 represents the following (4)
Those represented by the following formulas can be preferably used.
■X吟R! 、 ()X e R・。■X Gin R! , ()X e R.
ex■X吟R・。ex■XginR・.
琵X吟X分R1(4)
但し、上記(4)の各式中Xは、例えば−COO−1−
OCO−を表し、R2は、例えば−COOR3、−0C
ORs 、−0Rs 、−CORs 、−R3を表し、
この−R1は不斉炭素を1つ以上含む炭素数4〜10の
連鎖状または分枝状のアルキル基、ハロアルキル基ある
いはシアノアルキル基を表す。琵X唟X文R1(4) However, in each formula (4) above, X is, for example, -COO-1-
Represents OCO-, and R2 is, for example, -COOR3, -0C
represents ORs, -0Rs, -CORs, -R3,
-R1 represents a chain or branched alkyl group, haloalkyl group, or cyanoalkyl group having 4 to 10 carbon atoms and containing one or more asymmetric carbon atoms.
これらの高分子液晶の中でも、電界応答速度、コントラ
スト等の点から、特に、カイラルスメクチックC相(S
、C”相)を有する強誘電性高分子液晶が好ましい。Among these polymer liquid crystals, chiral smectic C phase (S
, C'' phase) is preferred.
このようなカイラルスメクチックC相を有する強誘電性
高分子液晶としては、例えば次の(13〜(V)の高分
子液晶を挙げることができる。なお、これら(1)〜(
V)の高分子液晶は、通常室温域〜150℃付近の温度
領域において、カイシルスメクチックC相を有し、応答
速度、コントラストおよび製膜性に著しく優れたもので
ある。Examples of ferroelectric polymer liquid crystals having such a chiral smectic C phase include the following polymer liquid crystals (13 to (V)).
The polymeric liquid crystal V) usually has a chisyl smectic C phase in the temperature range from room temperature to around 150°C, and is extremely excellent in response speed, contrast, and film formability.
(1)ポリアクリレート系高分子液晶(特願昭61−3
05251号および特願昭62−106353号として
本出願人が出願したもの等)
下記一般式からなる繰り返し単位を有するポリアクリレ
ート系高分子およびその共重合体→CHffi−CH←
COO→CHz h−Z−RI
式中、kは1から30までの整数、好ましくは4〜20
の整数であり、Zは−o−,−coo−であり、であり
、Xは−coo−、−oco−であり、Rtは−COO
Rs、−0CORs、−0R1、または−R8であり、
ここでR3はることができ、ここでR,、R,は、−C
H3、−CN 、 −FまたはCI、好ましくは一〇H
,であり、かつ、gおよびhはOから10の整数、qは
Oか1であり、C1は不斉炭素原子である。但し、R3
が−CH,であるときは、hはOではない。また、R3
として特に好まし−いものとして、
■
−CHtCH−ChH13を挙げることができる。(1) Polyacrylate polymer liquid crystal (patent application 1986-3)
No. 05251 and Japanese Patent Application No. 106353/1982 filed by the present applicant, etc.) Polyacrylate polymers and their copolymers having repeating units of the following general formula → CHffi-CH← COO → CHz h-Z -RI where k is an integer from 1 to 30, preferably from 4 to 20
is an integer of , Z is -o-, -coo-, X is -coo-, -oco-, and Rt is -COO
Rs, -0CORs, -0R1, or -R8,
Here R3 can be represented, where R,,R, is -C
H3, -CN, -F or CI, preferably 10H
, and g and h are integers from O to 10, q is O or 1, and C1 is an asymmetric carbon atom. However, R3
When is -CH, h is not O. Also, R3
A particularly preferred example is (2) -CHtCH-ChH13.
(If)ポリエーテル系高分子液晶(特願昭61−30
9466号として本出願人が出願したもの等)下記一般
式からなる繰り返し単位を有するポリエーテル系高分子
およびその共重合体
式中、k、R,は前記ポリアクリレート系の場合と同じ
意味を有する。(If) Polyether polymer liquid crystal (Patent application 1986-30)
No. 9466 filed by the present applicant, etc.) Polyether polymers and copolymers thereof having repeating units represented by the following general formula. In the formula, k, R, and R have the same meanings as in the case of the polyacrylate system.
(I[[)ポリシロキサン系高分子液晶(特願昭62−
114716号として本出願人が出願したちのなど)
下記一般式からなる繰り返し単位を有するポリシロキサ
ン系高分子およびその共重合体→0−Si←
(CHz+T−0−RI
式中、R4は低級アルキル基であり、kは3〜30の整
数であり、RIは前記と同じ意味を有する。(I [[) Polysiloxane polymer liquid crystal (Patent application 1986-
114716) Polysiloxane-based polymers and their copolymers having repeating units of the following general formula→0-Si← (CHz+T-0-RI In the formula, R4 is lower alkyl k is an integer of 3 to 30, and RI has the same meaning as above.
(IV)ポリエステル系高分子液晶(特願昭61−20
6851号として本出願人が出願したもの等)下記一般
式からなる繰り返し単位を有するポリエステル系高分子
およびその共重合体
式中のR7はH,CHffまたはCJs、Lは1〜20
の整数、k、 R1は前記と同じ意味を有する。(IV) Polyester polymer liquid crystal (patent application 1986-20)
No. 6851 filed by the present applicant, etc.) Polyester polymers and copolymers thereof having repeating units consisting of the following general formula, where R7 is H, CHff or CJs, and L is 1 to 20
The integers k and R1 have the same meanings as above.
(V)水素結合によって側鎖を主鎖に固定した高分子液
晶(特願昭61−169288号として本出願人が出願
したものから類推できる)。(V) Polymer liquid crystal in which side chains are fixed to the main chain by hydrogen bonds (this can be inferred from the patent application filed by the present applicant as Japanese Patent Application No. 169288/1983).
このものの側鎖は、一種類でも複数種類でもよい。The side chain of this substance may be one type or multiple types.
以上(1)〜(V)で述べたような本発明で用いられる
高分子液晶の平均分子量は、1 、000〜1゜ooo
、 ooo好ましくは1 、000〜400.000
である。1゜000−未満であると、高分子液晶のフィ
ルムや塗膜としての成形性に支障を生じる場合があり、
一方、400、000を越えると、応答速度が遅い等の
好ましくない結果が現れることがある。そして、数平均
分子量の特に好ましい範囲は、置換基の種類等に依存す
るので一概に規定できないが、通常2,000〜200
,000である。The average molecular weight of the polymer liquid crystal used in the present invention as described in (1) to (V) above is 1,000 to 1゜ooo.
, ooo preferably 1,000 to 400,000
It is. If it is less than 1°000, the moldability of the polymer liquid crystal as a film or coating may be impaired.
On the other hand, if it exceeds 400,000, undesirable results such as slow response speed may occur. A particularly preferable range of the number average molecular weight cannot be unconditionally defined because it depends on the type of substituent, etc., but it is usually 2,000 to 200.
,000.
なお、これらの高分子液晶は、本発明の目的に支障のな
い範囲で複数のものを適宜併用して用いてもよい。Note that a plurality of these polymeric liquid crystals may be used in combination as appropriate within the range that does not impede the purpose of the present invention.
本発明に係る高分子液晶は、本発明の目的に支障のない
範囲で、さらに他の液晶状ポリマーやオレフィン系樹脂
、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリスチレン系
樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、
スチレン−ブタジェン共重合体、塩化ビニリデン−アク
リロニトリル共重合体等の通常の樹脂と混合して使用し
て、高分子液晶膜を作成することも可能である。しかし
、これらの樹脂を大量に入れると液晶性が低下するので
、高分子液晶に対して重量比で2以下とすることが好ま
しい。The polymer liquid crystal according to the present invention may further include other liquid crystal polymers, olefin resins, acrylic resins, methacrylic resins, polystyrene resins, polyester resins, and polycarbonate resins, within a range that does not impede the purpose of the present invention. ,
It is also possible to create a polymer liquid crystal film by mixing it with ordinary resins such as styrene-butadiene copolymer and vinylidene chloride-acrylonitrile copolymer. However, if a large amount of these resins is added, the liquid crystallinity will deteriorate, so it is preferable that the weight ratio to the polymer liquid crystal is 2 or less.
一方、応答性を改善するために前述のDOBAMBC等
の強誘電性低分子液晶を混合して使用することもできる
。混合割合は、重量比で5以下とすることが好ましい。On the other hand, in order to improve responsiveness, ferroelectric low-molecular liquid crystals such as the above-mentioned DOBAMBC may be mixed and used. The mixing ratio is preferably 5 or less in terms of weight ratio.
前記各成分の配合方法としては特に制限はなく、通常の
方法によってブレンドすることによって行い得る。There are no particular restrictions on the method of blending the components, and the blending may be carried out by a conventional method.
本発明に用いられる強誘電性高分子液晶としては、ポリ
マー中の側鎖の末端部分に不斉炭素が1または2存在す
るものに限定されるものではなく、側鎖の末端部分に不
斉炭素−が3以上含まれるものも使用できる。The ferroelectric polymer liquid crystal used in the present invention is not limited to those having one or two asymmetric carbon atoms at the end of the side chain in the polymer; Those containing 3 or more - can also be used.
次に、本発明の液晶表示素子の具体的な実験例について
説明する。Next, specific experimental examples of the liquid crystal display element of the present invention will be explained.
第1の実験例として、液晶層の液晶材料として、傾き角
θ−5°(40°C)の低分子強誘電性液晶相転移挙動
を用い、ポリイミドをコートしたITO電極付きガラス
基板にラビング処理し、5iftスペーサを用いて厚さ
2μmで配向方向ψ=45°−θ=40°の液晶層を形
成した。As a first experimental example, we used a low-molecular ferroelectric liquid crystal phase transition behavior with a tilt angle of θ-5° (40°C) as the liquid crystal material of the liquid crystal layer, and rubbed a polyimide-coated glass substrate with an ITO electrode. Then, a liquid crystal layer having a thickness of 2 μm and an alignment direction ψ=45°−θ=40° was formed using a 5ift spacer.
このような液晶層を2層に用いた液晶表示素子1に表示
信号電圧±5■の印加したところ、コントラストはlO
であった。これに対し、1層だけの場合、コントラスト
は6程度であり、コントラスト改善率は+60%に達す
る。また、このようなコントラストの改善に拘らず応答
速度(印加電圧の符号を反転した際に透過光強度が10
%〜90%まで変化するのに要する時間)は一般の場合
と同じく高速動作が可能であった。When a display signal voltage of ±5 cm was applied to the liquid crystal display element 1 using two such liquid crystal layers, the contrast was 1O
Met. On the other hand, when there is only one layer, the contrast is about 6, and the contrast improvement rate reaches +60%. In addition, despite this contrast improvement, the response speed (when the sign of the applied voltage is reversed, the transmitted light intensity is 10
% to 90%), high-speed operation was possible as in the general case.
第2の実験例として、液晶材料として前述のポリアクリ
レート系、M 、 = 5300、傾き角θ=6″′(
50°C)の高分子液晶
←CH! C11←
C=0
相転移挙動
を用い、ITO膜電膜付極付PETフィルム基板上に厚
さ1.5μmで配向方向φ−45″−〇=39@の液晶
層を形成した。As a second experimental example, we used the aforementioned polyacrylate system as the liquid crystal material, M = 5300, and tilt angle θ = 6'' (
50°C) polymer liquid crystal←CH! Using the C11←C=0 phase transition behavior, a liquid crystal layer with a thickness of 1.5 μm and an orientation direction of φ-45″-〇=39@ was formed on a PET film substrate with an ITO film and an electric film.
このような強誘電性高分子液晶を用いた液晶表示素子1
のコントラストを測定した結果、表示信号電圧±IOV
の印加で22というきわめて良好な値が得られた。これ
に対し、液晶層が1層の場合、コントラストは15であ
り、2層の液晶層を用いることによりコントラストは+
50%程度の改善となる。また、本実験例では基板とし
てPETフィルムを用いたので強誘電性液晶l全体を屈
曲させることが可能である。Liquid crystal display element 1 using such ferroelectric polymer liquid crystal
As a result of measuring the contrast of the display signal voltage ±IOV
An extremely good value of 22 was obtained by applying . On the other hand, when there is only one liquid crystal layer, the contrast is 15, and when two liquid crystal layers are used, the contrast is +
This is an improvement of about 50%. Furthermore, in this experimental example, since a PET film was used as the substrate, it was possible to bend the entire ferroelectric liquid crystal l.
従−って、本発明の液晶表示素子1においては、傾き角
θの小さな液晶材料を2重に積層することにより充分な
コントラストが得られ、液晶材料の性能不足を補うこと
による従来の1層型の液晶表示素子に対する優位性は明
白である。Therefore, in the liquid crystal display element 1 of the present invention, sufficient contrast can be obtained by doubly laminating the liquid crystal material with a small tilt angle θ, and by compensating for the lack of performance of the liquid crystal material, it is possible to obtain sufficient contrast. The superiority of this type over liquid crystal display elements is obvious.
一方、次に示す第3の実験例は、素子構成は前記第2の
実験例と同じであるが、2層の液晶層に異なる種類の液
晶材料を用いたものである。On the other hand, in the third experimental example shown below, the device configuration is the same as the second experimental example, but different types of liquid crystal materials are used for the two liquid crystal layers.
第1の液晶層としては、ポリアクリレート系、M 、
−6000、傾き角θ−5°(130℃)の高分子液晶
相転移挙動
を用い、塗布法により配向処理した。As the first liquid crystal layer, polyacrylate, M,
-6000 and a tilt angle of θ-5° (130°C), alignment treatment was performed by a coating method using a polymer liquid crystal phase transition behavior.
第2の液晶層としては、傾き角θ−40°(−20”C
)の強y:電性低分子液晶
相転移挙動
を用い、ラビング法により配向処理した。The second liquid crystal layer has a tilt angle of θ-40° (-20”C
) using the strong y:electroconductive low molecular liquid crystal phase transition behavior, alignment treatment was performed by a rubbing method.
このような液晶表示素子1においては、温度範囲の異な
る2m類の液晶を組み合わせたことにより、第1の液晶
層が約60°C〜150°Cで動作するとともに第一2
の液晶層が約−20°C〜60°Cで動作して互いの動
作温度領域をカバーしあうため、これらを合わせた約−
20°C〜150°Cの広い温度範囲において、表示信
号電圧±30Vの印加でコントラスト17以上という良
好な表示が得られた。In such a liquid crystal display element 1, by combining 2m class liquid crystals with different temperature ranges, the first liquid crystal layer operates at approximately 60°C to 150°C, and the first
The liquid crystal layers operate at approximately -20°C to 60°C and cover each other's operating temperature ranges, so the combined temperature range is approximately -20°C to 60°C.
In a wide temperature range of 20° C. to 150° C., a good display with a contrast of 17 or higher was obtained by applying a display signal voltage of ±30 V.
従って、本発明の液晶表示素子1においては、動作温度
領域の異なる液晶材料を適当に組み合わせることにより
、動作可能な温度範囲を広げることができ、ここでも従
来の1層型の液晶表示素子に対する優位性は明白である
。Therefore, in the liquid crystal display element 1 of the present invention, by appropriately combining liquid crystal materials with different operating temperature ranges, the operable temperature range can be expanded, and this is also an advantage over the conventional single-layer type liquid crystal display element. The gender is obvious.
以上に説明したように、本発明の液晶表示素子によれば
、液晶層を2層に重複させることにより液晶材料の性能
不足を補償し、傾き角の小さな液晶を用いても高いコン
トラストを得られるとともに、各液晶層に異なる種類の
液晶材料を用いて各々の性能不足を相互補完的に補償し
、広い温度範囲で良好な表示を実現することができる。As explained above, according to the liquid crystal display element of the present invention, the lack of performance of the liquid crystal material can be compensated for by overlapping the liquid crystal layer into two layers, and high contrast can be obtained even when using liquid crystal with a small tilt angle. In addition, by using different types of liquid crystal materials in each liquid crystal layer, the performance deficiencies of each layer can be compensated for in a mutually complementary manner, and good display can be achieved over a wide temperature range.
第1図は本発明の液晶表示素子の一実施例の概略構成を
示す一部を切欠いた斜視図、第2図は第1図の断面図、
第3図は前記実施例における偏光板の偏光軸および液晶
層の配向方向を示す図、第4図は前記実施例における透
過光強度を示すグラフである。
1・・・液晶表示素子、2,3.4・・・偏光板および
中間偏光板、IOA、IOB・・・液晶セル、11A。
11B、12A、12B・・・基板、13A、13B・
・・液晶層、14A、14B、15A、15B・・・電
極。FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a schematic configuration of an embodiment of the liquid crystal display element of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of FIG. 1,
FIG. 3 is a diagram showing the polarization axis of the polarizing plate and the orientation direction of the liquid crystal layer in the embodiment, and FIG. 4 is a graph showing the intensity of transmitted light in the embodiment. 1...Liquid crystal display element, 2,3.4...Polarizing plate and intermediate polarizing plate, IOA, IOB...Liquid crystal cell, 11A. 11B, 12A, 12B... board, 13A, 13B...
...Liquid crystal layer, 14A, 14B, 15A, 15B...electrode.
Claims (1)
電性液晶の液晶層を備えて構成される液晶表示素子にお
いて、前記偏光板間には複数の液晶層を積層するととも
に、これらの液晶層間にはそれぞれ偏光板を介装したこ
とを特徴とする液晶表示素子。(1) In a liquid crystal display element comprising a liquid crystal layer of ferroelectric liquid crystal sandwiched between a pair of polarizing plates by a pair of electrodes, a plurality of liquid crystal layers are laminated between the polarizing plates, and a plurality of liquid crystal layers are laminated between the polarizing plates. A liquid crystal display element characterized in that a polarizing plate is interposed between each liquid crystal layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62336469A JPH01178927A (en) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | Liquid crystal display element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP62336469A JPH01178927A (en) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | Liquid crystal display element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01178927A true JPH01178927A (en) | 1989-07-17 |
Family
ID=18299465
Family Applications (1)
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JP62336469A Pending JPH01178927A (en) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | Liquid crystal display element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01178927A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0448124A2 (en) * | 1990-03-23 | 1991-09-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical modulation device and display apparatus |
EP0596828A1 (en) * | 1992-11-05 | 1994-05-11 | F & S Products | Display device |
WO1999004315A1 (en) * | 1997-07-18 | 1999-01-28 | Citizen Watch Co., Ltd. | Liquid crystal display |
KR100250848B1 (en) * | 1995-12-27 | 2000-04-01 | 니시무로 타이죠 | Reflective lcd device |
JP2009204850A (en) * | 2008-02-27 | 2009-09-10 | Stanley Electric Co Ltd | Liquid crystal display device |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62265627A (en) * | 1986-05-13 | 1987-11-18 | Seiko Epson Corp | Liquid crystal display device |
-
1987
- 1987-12-29 JP JP62336469A patent/JPH01178927A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62265627A (en) * | 1986-05-13 | 1987-11-18 | Seiko Epson Corp | Liquid crystal display device |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0448124A2 (en) * | 1990-03-23 | 1991-09-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical modulation device and display apparatus |
US5568283A (en) * | 1990-03-23 | 1996-10-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical modulation device and display apparatus with three birefringent films each acting as a half waveplate |
EP0596828A1 (en) * | 1992-11-05 | 1994-05-11 | F & S Products | Display device |
KR100250848B1 (en) * | 1995-12-27 | 2000-04-01 | 니시무로 타이죠 | Reflective lcd device |
WO1999004315A1 (en) * | 1997-07-18 | 1999-01-28 | Citizen Watch Co., Ltd. | Liquid crystal display |
US6646697B1 (en) | 1997-07-18 | 2003-11-11 | Citizen Watch Co., Ltd. | Liquid crystal display |
JP2009204850A (en) * | 2008-02-27 | 2009-09-10 | Stanley Electric Co Ltd | Liquid crystal display device |
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