JPH08188775A - 液晶表示素子 - Google Patents
液晶表示素子Info
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- JPH08188775A JPH08188775A JP400195A JP400195A JPH08188775A JP H08188775 A JPH08188775 A JP H08188775A JP 400195 A JP400195 A JP 400195A JP 400195 A JP400195 A JP 400195A JP H08188775 A JPH08188775 A JP H08188775A
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Abstract
な2枚の基板間に挟持された調光層を有し、該調光層が
(A)安息香酸フェニル誘導体、(B)シアノ基を有
するビフェニル誘導体、シアノ基を有するターフェニ
ル誘導体、シアノビフェニルシクロヘキサン誘導体、
2−メチルフェニル基を有する2環式トラン系誘導
体、又は2−メチルフェニル基及びシクロヘキシルフ
ェニル基を有する3環式トラン系誘導体、及び(C)
3,4−ジフルオロフェニル基及びシクロヘキシルフェ
ニル基を有する3環式トラン系誘導体を含有する液晶材
料及び透明性固体物質を含有する光散乱形液晶表示素
子。 【効果】 本発明の液晶表示素子は、偏光板が不用で明
るい画質の光散乱形の液晶表示素子であり、より低い電
圧駆動性を維持向上させると共に、より白く明るい表示
特性を有する。
Description
晶包蔵薄膜に関し、更に詳しくは、視野の遮断、透過を
電気的又は熱的に操作し得る光散乱形の液晶表示素子に
関する。本発明の液晶表示素子は、建物の窓やショーウ
インドウなどで視野遮断のスクリーンに利用されるとと
もに、文字や図形を表示し、高速応答性を以て電気的又
は熱的に表示を切り換えることによって、広告板等の装
飾表示板や時計、電卓の表示装置や、明るい画面を必要
とする表示装置、特にコンピューター端末の表示装置や
プロジェクションの表示装置として利用することができ
る。
トラストの良い液晶表示素子を製造する方法として、ポ
リマー中に液晶滴を分散させ、そのポリマーをフィルム
化する方法が知られている。特表昭58−501631
号公報、米国特許第4435047号明細書には、カプ
セル化物質として、ゼラチン、アラビアゴム、ポリビニ
ルアルコール等が提案され、これら以外にも、例えば、
特表昭61−502128号公報、特開昭62−223
1号公報等において知られている。
させた液晶表示素子では、液晶材料の個々の屈折率とポ
リマーの屈折率との一致不一致を最適化する煩わしさ以
外に、十分な透明性を得るのに25V以上と高い電圧を
必要とし、表示用の液晶表示素子の実用化において重視
される低い駆動電圧特性を備えていなかった。
特性である低電圧駆動性、高コントラスト、時分割駆動
性を可能にする技術として、特開平1−198725号
公報には、液晶材料が連続層を形成し、この連続層中
に、高分子物質が三次元網目状に分布した構造を有する
液晶表示素子が開示されている。
としては、抵抗値が高く電圧保持率が優れていること、
駆動電圧が低いこと、光散乱が強くコントラスト比が大
きいこと等が挙げられており、現在も新しい提案がされ
ている。この目的に係わる液晶材料として、例えば欧州
特許0359146号公報には液晶材料の複屈折性や誘
電率異方性を最適化する方法が、特開平6−22232
0号公報には液晶材料の弾性定数を特定する技術等が示
されている。
如き低電圧駆動性を有する液晶表示素子では反射形表示
に要求される白濁性、すなわち十分な後方散乱特性を有
しておらず、しかも、これに適した液晶材料として十分
なものが得られていない。
たような光散乱形の液晶表示素子において、より低い電
圧駆動性を維持向上させると共に、白濁性、すなわち十
分な後方散乱特性を与えることが可能な光散乱形の液晶
表示素子を提供することにある。
電圧駆動性を維持向上させ、さらに十分な白濁性を得る
ために、液晶表示素子の調光層を構成する液晶材料と透
明性固体物質について鋭意検討した結果、上記課題を解
決するに至った。
に、透明性電極層を有する少なくとも一方が透明な2枚
の基板間に挟持された調光層を有し、該調光層が液晶材
料及び透明性固体物質を含有する光散乱形液晶表示素子
において、
原子数1〜9の直鎖状のアルキル基を表わす。)で表わ
される化合物及び一般式(II)
のアルキル基を表わす。)で表わされる化合物から成る
第1の化合物群から選ばれる少なくとも1種の化合物、
(B)一般式(III)
のアルキル基又はアルコキシル基を表わす。)で表わさ
れる化合物、一般式(IV)
のアルキル基又はアルケニル基を表わし、A環はベンゼ
ン環又はシクロヘキサン環を表わす。)で表わされる化
合物及び一般式(V)
のアルキル基を表わし、R7は炭素原子数1〜9の直鎖
状のアルキル基又はアルコキシル基を表わし、nは0又
は1を表わす。)で表わされる化合物から成る第2の化
合物群から選ばれる少なくとも1種の化合物及び(C)
一般式(VI)
ル基を表わし、X1、X2及びX3は各々独立的にH又は
Fを表わすが、これらの基のうち、少なくとも一つの基
はFを表わす。)で表わされる化合物を含有する液晶組
成物であることを特徴とする液晶表示素子を提供する。
は、一般式(I)あるいは一般式(II)で表わされる化
合物を使用することによって、より低い電圧駆動性を維
持向上させると共に、白濁性、すなわち十分な後方散乱
特性を与えることを見い出した点にある。一般式(I)
あるいは一般式(II)で表わされる化合物を単独で用い
た液晶表示素子は十分な後方散乱特性を与えることが不
可能であった。また後述の比較例で明かなように、液晶
材料に一般式(I)あるいは一般式(II)で表わされる
化合物を用いない液晶表示素子は、駆動電圧は高く、白
さと明るさの不足した表示特性しか得られなかった。本
発明の液晶表示素子は一般式(I)あるいは一般式(I
I)で表わされる化合物と一般式(III)〜一般式(VI)
の化合物とを併用することによって、より低い電圧駆動
性を維持向上させると共に、白濁性、すなわち十分な後
方散乱特性を与えることを可能としたものである。
式(II)で表わされる代表的な化合物を下記表1に示し
た。
る化合物は、液晶表示素子の後方散乱を高くすることが
でき、強く白濁させることを可能とするものであり、そ
の代表的な化合物を下記表2に示した。
る化合物は、 誘電率異方性や弾性定数を調整するのに
有用であり、また液晶材料のネマチック相を改善させる
ことが可能なものである。一般式(IV)において、 R4
がアルケニル基である化合物を用いることにより液晶表
示素子の駆動電圧をさらに効果的に低減させることがで
きる。
は、一般式(I)〜一般式(V)で表わされる化合物
に、一般式(VI)で表わされる化合物を含有させる点に
ある。一般式(VI)で表わされる化合物は、透明性固体
物質を形成させる高分子形成性化合物に対し高い相溶性
を示すものであり、これにより広い温度域で高分子形成
性化合物とより均一な溶液を得ることを可能とする。こ
のような状態で高分子形成性化合物を硬化させると、片
寄りが無いあるいは片寄りが少ない光散乱性を有する調
光層を作製することができ、駆動電圧やコントラスト比
にムラの無い表示特性を得ると共に、白濁性のより均一
な光散乱形液晶表示素子を提供できるのである。
代表的な化合物を下記表3に示した。
は、特異な現象であり、一般式(VI)で表わされる化合
物と類似構造を有する式
性を示していないのである。本発明者らは、このことを
特願平6−27953号において明らかにしている。
中に、一般式(I)あるいは一般式(II)で表わされる
化合物の含有量は、5〜30重量%の範囲が好ましく、
10〜20重量%の範囲が特に好ましい。
中に、一般式(III)〜一般式(V)で表わされる化合
物の総含有量は、5〜80重量%の範囲が好ましい。
中に、一般式(VI)で表わされる化合物の総含有量は、
5〜50重量%の範囲が好ましい。
〜90重量%の範囲が好ましい。
上記に示した化合物の他、液晶材料の他の特性、即ち、
等方性液体と液晶の相転移温度、融点、粘度、Δn、重
合性組成物等との溶解性及び透明性固体物質界面の改質
等を改善することを目的とし、適宜通常この技術分野で
液晶材料として認識されるものを混合してもよい。
て、ガラスであってもよく、柔軟性を有する材料とし
て、プラスチックフィルムの如きものであってもよい。
この基板には、目的に応じて透明、不透明の適宜な電極
が、その全面又は部分的に配置されてもよい。なお、2
枚の基板間には、通常、周知の液晶表示素子と同様、間
隔保持用のスペーサーを介在させることもできる。本発
明の液晶表示素子は、コンピュ−タ端末の表示装置やプ
ロジェクションの表示装置等に利用される場合、透明性
電極層に非線形素子又は能動素子を設けることが好まし
い。
は、透明性電極層を有する2枚の基板間に液晶材料をマ
イクロカプセル化した液晶小滴を透明性固体物質中に分
散させた表示素子にも有用なものであることが期待され
る。基板間に形成される透明性固体物質は、繊維状ある
いは粒子状に分散するものでも、液晶材料を小滴状に分
散させたフィルムのものでもよいが、三次元網目状の構
造を有するものがより好ましい。また、液晶材料は連続
層を形成することが好ましいが、液晶材料の無秩序な状
態を形成することにより、光学的境界面を形成し、光の
散乱を発現させる上で重要である。
三次元網目状構造の形状の平均径は、光の波長に比べて
大き過ぎたり、小さ過ぎる場合、光散乱性が衰える傾向
にあるので、0.2〜2μmの範囲が好ましい。また、
調光層の厚みは、使用目的に応じて、2〜30μmの範
囲が好ましく、5〜20μmの範囲が特に好ましい。
粒子や合成樹脂が好適である。液晶材料を小滴状に分散
させたり三次元網目状の構造を与えるものとしては、熱
硬化型樹脂又は紫外線硬化型樹脂が好ましい。また、有
機溶剤に可溶性の合成樹脂、水に可溶性の合成樹脂も好
適である。
合物としては、例えば、スチレン、クロロスチレン、α
−メチルスチレン、ジビニルベンゼン:置換基として、
メチル、エチル、プロピル、ブチル、アミル、2−エチ
ルヘキシル、オクチル、ノニル、ドデシル、ヘキサデシ
ル、オクタデシル、シクロヘキシル、ベンジル、メトキ
シエチル、ブトキシエチル、フェノキシエチル、アルリ
ル、メタリル、グリシジル、2−ヒドロキシエチル、2
−ヒドロキシプロピル、3−クロロ−2−ヒドロキシプ
ロピル、ジメチルアミノエチル、ジエチルアミノエチル
等の如き基を有するアクリレート、メタクリレート又は
フマレート;エチレングリコール、ポリエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコー
ル、1,3−ブチレングリコール、テトラメチレングリ
コール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリ
コール、トリメチロールプロパン、グリセリン及びペン
タエリスリトール等のモノ(メタ)アクリレート又はポ
リ(メタ)アクリレート;酢酸ビニル、酪酸ビニル又は
安息香酸ビニル、アクリロニトリル、セチルビニルエー
テル、リモネン、シクロヘキセン、ジアリルフタレー
ト、ジアリルイソフタレート、2−、3− 又は4−ビ
ニルピリジン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルア
ミド、メタクリルアミド、N−ヒドロキシメチルアクリ
ルアミド又はN−ヒドロキシエチルメタクリルアミド及
びそれらのアルキルエーテル化合物;ネオペンチルグリ
コール1モルに2モル以上のエチレンオキサイド若しく
はプロピレンオキサイドを付加して得たジオールのジ
(メタ)アクリレート;トリメチロールプロパン1モル
に3モル以上のエチレンオキサイド若しくはプロピレン
オキサイドを付加して得たトリオールのジ又はトリ(メ
タ)アクリレート;ビスフェノールA1モルに2モル以
上のエチレンオキサイド若しくはプロピレンオキサイド
を付加して得たジオールのジ(メタ)アクリレート;2
−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート1モルとフェ
ニルイソシアネート若しくはn−ブチルイソシアネート
1モルとの反応生成物;ジペンタエリスリトールのポリ
(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ヒドロキシ
ピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレ
ート(日本化薬社製「HX−620」「HX−22
0」)等を挙げることができるが、トリメチロールプロ
パントリアクリレート、トリシクロデカンジメチロール
ジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレー
ト、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ヘキサ
ンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ
アクリレート、トリス−(アクリルオキシエチル)イソ
シアヌレート、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン
酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレートが特
に好ましい。
キシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン
(メルク社製「ダロキュア1173」)、1−ヒドロキ
シシクロヘキシルフェニルケトン(チバ・ガイギー社製
「イルガキュア184」)、1−(4−イソプロピルフ
ェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−
オン(メルク社製「ダロキュア1116」)、ベンジル
ジメチルケタール(チバ・ガイギー社製「イルガキュア
651」)、2−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フ
ェニル〕−2−モルホリノプロパノン−1(チバ・ガイ
ギー社製「イルガキュア907」)、2,4−ジエチル
チオキサントン(日本化薬社製「カヤキュアDET
X」)とp−ジメチルアミノ安息香酸エチル(日本化薬
社製「カヤキュアEPA」)との混合物、イソプロピル
チオキサントン(ワードプレキンソップ社製「カンタキ
ュアITX」)とp−ジメチルアミノ安息香酸エチルと
の混合物等が挙げられる。
料、高分子形成性モノマーもしくはオリゴマー及び重合
開始剤を含有する均一溶液を、電極層を有する2枚の基
板間に挟持させるか、あるいは一方の基板上にスピンコ
ーター等のコーターを使用して塗布し、次いで他方の基
板を重ねても良く、これに紫外線を照射し硬化させる
か、あるいは、熱的に重合硬化させることによって製造
することができる。
は、本発明者らが光散乱不透明状態と透明状態を利用す
る液晶表示素子を構成する液晶材料について鋭意検討し
た結果、より低い電圧駆動性を維持向上させると共に、
十分な後方散乱特性を与えることを可能としたものであ
り、これにより、より白く明るい表示特性を示すもので
ある。
説明する。しかしながら、本発明はこれらの実施例に限
定されるものではない。
「%」は「重量%」を表わす。また、各実施例及び比較
例中の評価特性の各々は、以下の記号及び内容を意味す
る。
準白色板の反射光強度を100%と規格化したとき、電
圧無印加時の液晶表示素子の光反射率をR0とする。
示素子の光透過率(T0)を0%とし、 印加電圧の増大
に伴って光透過率が変化しなくなったときの透過率(T
100)を100%とするとき、 光透過率90%と成る印
加電圧(V)をV90、光透過率10%と成るときの印加
電圧をV10とする。
上から外した状態で、光源の点灯時の光透過率を100
%とし、消灯時の光透過率を0%とし、電圧無印加時の
液晶表示素子の光透過率をT0、印加電圧の増大に伴っ
て飽和した光透過率をT100とするとき、T100/T0で
表わされる値である。
合物を均一溶液となるに必要な温度で混合した混合物に
おいて、冷却時に等方性液体からネマチック相に転移温
度又は相分離する温度とする。
TN-Iはネマチック相−等方性液体相転移温度を、△ε
は誘電異方性を、△nは複屈折率を意味しており、Vth
は8μmのTN型液晶表示素子で測定されたしきい値電
圧を示したものである。
「HX−220」(日本化薬社製カプロラクトン変性ヒ
ドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジ
アクリレート)15.84%及びラウリルアクリレート
3.96%、重合開始剤として、2−ヒドロキシ−2−
メチル−1−フェニルプロパン−1−オン0.2%及び
液晶材料として、下記液晶組成物(A)80%を混合し
た均一溶液の調光層形成材料を作製した。この液晶材料
の物性と均一溶液のTMLCは以下の通りであった。
ーサーが介在した2枚のITO電極ガラス基板を用いて
作製した大きさ300×150mmの空セルに、均一溶液
の転移温度TMLCより8℃高い温度の下で真空注入し
た。 これを、均一溶液の転移温度TMLCより3℃高い温
度に保持しながら、 メタルハライドランプ(80W/cm
2)の下を3.5m/分の速度で通過させ、 500mJ/
cm2に相当するエネルギーの紫外線を照射して高分子形
成オリゴマーを硬化させて、本発明の液晶表示素子を得
た。得られた液晶表示素子について、基板間に形成され
た硬化物の断面を走査型電子顕微鏡を用いて観察したと
ころ、ポリマーから成る三次元ネットワーク構造の透明
性固体物質が認められた。得られた液晶表示素子は、低
い電圧駆動性と共により白く明るい表示特性を示してお
り、その値は、以下の通りであった。
物(A)に代えて、下記液晶組成物(B)を使用した以
外は実施例1と同様にして本発明の液晶表示素子を得
た。
形成された硬化物の断面を走査型電子顕微鏡を用いて観
察したところ、ポリマーから成る三次元ネットワーク構
造の透明性固体物質が認められた。得られた液晶表示素
子は、低い電圧駆動性と共により白く明るい表示特性を
示しており、その値は、以下の通りであった。
物(A)に代えて、下記液晶組成物(C)を使用した以
外は実施例1と同様にして本発明の液晶表示素子を得
た。
形成された硬化物の断面を走査型電子顕微鏡を用いて観
察したところ、ポリマーから成る三次元ネットワーク構
造の透明性固体物質が認められた。得られた液晶表示素
子は、低い電圧駆動性と共により白く明るい表示特性を
示しており、その値は、以下の通りであった。
物(A)に代えて、下記混合液晶(a)を使用した以外
は実施例1と同様にして比較液晶表示素子を得た。
形成された硬化物の断面を走査型電子顕微鏡を用いて観
察したところ、ポリマーから成る三次元ネットワーク構
造の透明性固体物質が認められた。しかしながら、何回
か作製を試みたが、駆動電圧は高く、白さと明るさの不
足した表示特性しか得られなかった。さらに得られた液
晶表示素子は筋状又は不定形のムラの発生が認められる
ものが存在した。得られた液晶表示素子の表示特性は、
よりムラの無い均一な所を選んで測定を行なった結果、
以下の通りであった。
物(A)に代えて、下記混合液晶(b)を使用した以外
は実施例1と同様にして比較液晶表示素子を得た。
形成された硬化物の断面を走査型電子顕微鏡を用いて観
察したところ、ポリマーから成る三次元ネットワーク構
造の透明性固体物質が認められた。しかしながら、何回
か作製を試みたが、駆動電圧は高く、白さと明るさの不
足した表示特性しか得られなかった。さらに得られた液
晶表示素子は筋状又は不定形のムラの発生が認められる
ものが存在した。得られた液晶表示素子の表示特性は、
よりムラの無い均一な所を選んで測定を行なった結果、
以下の通りであった。
で明るい画質の光散乱形の液晶表示素子であり、より低
い電圧駆動性を維持向上させると共に、より白く明るい
表示特性を有しているものである。従って、本発明の液
晶表示素子は、反射形表示を可能とし、例えば、広告板
等の装飾表示装置やコンピューター端末の表示装置にも
有用である。
Claims (5)
- 【請求項1】 透明性電極層を有する少なくとも一方が
透明な2枚の基板間に挟持された調光層を有し、該調光
層が液晶材料及び透明性固体物質を含有する光散乱形液
晶表示素子において、 前記液晶材料が、(A)一般式(I) 【化1】 (式中、R1及びR2は、各々独立的に炭素原子数1〜9
の直鎖状のアルキル基を表わす。)で表わされる化合物
及び一般式(II) 【化2】 (式中、R3は炭素原子数2〜9の直鎖状のアルキル基
を表わす。)で表わされる化合物から成る第1の化合物
群から選ばれる少なくとも1種の化合物、(B)一般式
(III) 【化3】 (式中、 R4は炭素原子数2〜9の直鎖状のアルキル基
又はアルコキシル基を表わす。)で表わされる化合物、
一般式(IV) 【化4】 (式中、 R5は炭素原子数2〜9の直鎖状のアルキル基
又はアルケニル基を表わし、A環はベンゼン環又はシク
ロヘキサン環を表わす。)で表わされる化合物及び一般
式(V) 【化5】 (式中、R6は炭素原子数1〜9の直鎖状のアルキル基
を表わし、R7は炭素原子数1〜9の直鎖状のアルキル
基又はアルコキシル基を表わし、nは0又は1を表わ
す。)で表わされる化合物から成る第2の化合物群から
選ばれる少なくとも1種の化合物及び(C)一般式(V
I) 【化6】 (式中、 R8は炭素原子数2〜7のアルキル基を表わ
し、X1、X2及びX3は各々独立的にH又はFを表わす
が、これらの基のうち、少なくとも一つの基はFを表わ
す。)で表わされる化合物を含有する液晶組成物である
ことを特徴とする液晶表示素子。 - 【請求項2】 調光層が、液晶材料の連続層と、該液晶
材料の連続層中に透明性固体物質が三次元網目状構造を
形成した調光層であることを特徴とする請求項1記載の
液晶表示素子。 - 【請求項3】 調光層中の液晶材料の割合が70〜90
重量%の範囲にある請求項1又は2記載の液晶表示素
子。 - 【請求項4】 透明性固体物質が合成樹脂から成る請求
項1、2又は3記載の液晶表示素子。 - 【請求項5】 調光層の層厚が2〜30μmの範囲にあ
る請求項1、2、3又は4記載の液晶表示素子。
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Publications (2)
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Cited By (1)
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WO2017002790A1 (ja) * | 2015-07-02 | 2017-01-05 | Dic株式会社 | 液晶組成物及びこれを用いた液晶表示素子 |
-
1995
- 1995-01-13 JP JP00400195A patent/JP3673874B2/ja not_active Expired - Fee Related
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