JPS6280624A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPS6280624A
JPS6280624A JP22134285A JP22134285A JPS6280624A JP S6280624 A JPS6280624 A JP S6280624A JP 22134285 A JP22134285 A JP 22134285A JP 22134285 A JP22134285 A JP 22134285A JP S6280624 A JPS6280624 A JP S6280624A
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JP22134285A
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Inventor
Takuo Sato
佐藤 拓生
Kazuo Asano
和夫 浅野
Kazuo Arai
和夫 荒井
Shinichi Nishi
眞一 西
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Konica Minolta Inc
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、各種のディスプレイ素子として用いられる液
晶表示装置に関する。
〔従来の技術〕
一般に、液晶表示装置は、一対の基板間に液晶組成物を
封入して構成される。そして、液晶表示装置においては
、液晶分子の配向状態が基板の表面状態によって支配さ
れることから、基板の表面に液晶分子を特定の方向に配
向させるための配向処理を行う必要がある。この配向処
理は、通常、対をなす2枚の基板のそれぞれについて行
うものとされている。たとえば、現在量も広(普及して
いるツイストネマチックタイプ(以下、rTNタイプ」
という、)の液晶表示装置は、2枚の電極基仮にそれぞ
れ平行配向処理を行い、この配向方向が互いに90°を
なずように両益板を配置し、この間に正または負の誘電
異方性を有するネマチック液晶を封入して構成され、通
常、液晶分子が連続的にらせん状をなして90°ねじれ
た状態とされている。
しかし、このような配向処理は一般に高度な技術と細心
の管理を必要とすることから、対をなす基板の双方に配
向処理を行い、かつこれらをその配向方向が厳密に規定
された状態で配置することは、技術的に必ずしも容易で
なく、煩雑な作業を要する。また、対をなす基板の双方
に配向処理を行った場合には、両者の基板の配向方向に
よって液晶分子の配列構造がほぼ一義的に決定されるた
め、同一基板間に異なる液晶配列構造の領域を設けるこ
とが困難となる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、上述した従来技術の有する問題点、(1)対
をなす基板の双方に配向処理を行うことによる製造上の
煩雑さ、 (2)同一基板間に異なる液晶配列構造の領域を設ける
ことの困難性、 などを解決し、製造プロセスの、簡素化を構成すること
ができ、しかも異なる液晶分子の配列構造を同−凸仮に
おいて構成することができる液晶表示装置を提供するこ
とを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点は、一対の基板間に液晶組成物を配してなる
液晶表示装置において、前記一対の基板のいずれか一方
にのみ液晶分子の配向方向を規定するための配向処理が
行われていることを特徴とする液晶表示装置によって解
決される。
本発明においては、対をなす基板のいずれか一方のみに
配向処理を行えばよいので、配向処理工程に要する時間
ならびに労力が軽減され、特に蒸着によって配向処理を
する場合には大幅に配向処理時間が短縮される。
また、対をなす基板の一方にのみ配向処理を行い、さら
に両基板間に2以上の区画領域を形成し・これらの区画
領域に異なった分子配列を有する液晶組成物を封入する
ことにより、一対の基板間に異なる液晶配列構造の領域
を設けることができる。
この場合、一対の基板間に形成された2以上の区画領域
に封入される液晶分子の配列構造は、同一の配向処理を
利用できる液晶配列構造であればよく、たとえば、液晶
としてネマチック液晶、コレステリック液晶、スメクテ
ィク液晶、その他公知のものを用いることができ、また
これらを組合わせることもできる。また、表示モードと
しても、ツイストネマチック(TN)モード、ゲスト・
ホスト(G H)モード、電圧制御複屈折(E CB)
モード、コレステリフクーネマテンク相転移モード、動
的散乱(D S)モード、熱書き込みモード、カイラル
スメティフクCの強誘電効果モードなどのいずれのモー
ドも用いることができる。
本発明においては、基板の配向処理は、用いる液晶組成
物の種類、得ようとする液晶分子の配列構造によって選
択され、たとえば、基板と接する液晶分子の長軸の配向
方向によって、垂直配向処理、平行配向処理、傾斜配向
処理などの各種の配向処理を用いることができる。また
配向処理方法としては、上述の処理形態によって異なる
が、ラビング法、斜め蒸着法、その他通常採用されてい
る方法を用いることができる。
たとえば、配向処理としては、SiO,MgO,MgF
tなどを用いて斜め蒸着する方法を好ましく用いること
ができ、必要に応じて二重蒸着法を用いることができる
。また斜め蒸着の材質としては、金、白金などの金属も
用いることができる。さらに、イミド系、アミド系、ポ
リビニルアルコール系、フェノキシ系などの高分子物質
の被膜の表面を、綿布、ビニロン布、テトロン布、脱脂
綿などによって擦り、基板の表面に一定方向の溝を形成
するラビング法、あるいは基板の表面にカルボン酸クロ
ム錯体、有機シラン化合物などを塗布あるいはプラズマ
重合法などで被着し、化学的吸着により液晶分子を基板
に配向させる方法、その他を用%Nることができる。
本発明において液晶層Cを(11)成する液晶組成物と
しては、 シクuヘキシルカルボン酸エステル系化合物ビフェニル
系化合物 フェニルシクロヘキサン系化合物 ピリミジン系化合物 ゛1ゾ系−アゾキシ系化合物 安息香酸エステル系化合物 等のネマティック液晶あるいはこれらの混合物から成る
。液晶組成物には、必要に応、じてスメソクチック液晶
成分、コレスデリック液晶成分などを含有していてもよ
い。
前記旋光性物質としては、−fiQにはカイラルネマテ
ィック液晶と呼ばれる、たとえば下記一般式で示される
光学活性法を末端基として有するエステル系、ビフェニ
ル系、フェニルシクロヘキサン系またはアゾ系等のネマ
ティック液晶を用いるこきができる。
(1?l、 12g、 I13  : Tntキn4マ
タハ水U’fil子であり、I? l+ Rt、および
l?3は互いに異なる)旋光性物質の具体例としては、
たとえば以下に示す構造の化合物を用いることができる
CjLs  ・ し11コ C)Iコ 本発明をTNモードの液晶表示装置に通用した場合にお
ける液晶分子のねじれ角は、土として液晶層を構成する
液晶分子あるいはこれに添加される旋光性物質の種類、
量などによって規定することができる。
また、本発明を′「Nモードの液晶表示装置に適用した
場合においては、液晶層の屈折率異方性Δnと液晶層の
Itさdとの積Δn−dは、コントラスト、明るさなど
の点より、0.4〜1.3であることが好ましい。
本発明を強誘電効果モードの液晶表示装置に適用する場
合に用いることができる強誘電性液晶化金物としては、
例えば以下のものがある。
アゾメチン系(シッフ塩基系) CIl。
−0−C1h−CIl−v ネ (X:H,R(アルキル基、以下においても同様) 、
 CN、 CI!、  Y : R,CL  n : 
5〜14の整数) アゾメチン系(シッフ系) (m:1〜5の整数、n:4〜12の整数)アゾオキシ
系 (m:1〜5の整数) アゾオキシ系 □ (Cfb) 、1C1l(:Js C11゜ (n:4または5の整数) エステル系 Ctll+s r  n : 5〜10の整数)〔実施
例〕 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明
する。
第1図は、本発明を90°TNモードの液晶表示装置に
適用した場合の第1の実施例を示す説明用断面図である
第1図に示す液晶表示装置においては、2枚の基板lお
よび2が離間した状態で対向して配置され、基板1(才
、支持板11の内側の表面にiSt掻層4および配向N
6を形成して構成され、また基板2は支持板21の内側
の表面に電極層5を形成し17構成されている。さらに
両基板1および2の間の空間はシール部3によってシー
ルされ、セルが構成されている。セルの内部には、スペ
ーサ8が分布した状態で配置されるとともに液晶組成物
が充填され、液晶層Cが形成されている。また、基板1
および2の外側の表面には、それぞれ前方偏光素子9お
よび後方偏光素子10が形成されている0図中において
、13は後方偏光素子10の外側の表面に形成された反
射板である。
前記支持板11および21を構成する材料としては、ソ
ーダガラス、ホウケイ酸ガラス、石英などのガラス、1
軸延伸ポリエチレンテレフクレート、ポリエーテルサル
フォン、ポリビニルアルコールなどのプラスチック、ア
ルミニウム、ステンレススチールなどの金属を用いるこ
とができる。
前記電極層4および5は、厚さ、1.1m+iの支持板
11および21の表面に平行に離間して配置された厚さ
1000人のたとえばITO(スズとインジウムの酸化
物)よりなる透明電極EおよびEoより構成され、一方
の電極層4をf/4成する透明電極Eと他方の電極層5
を(1ζ成する透明電極E° はそれぞれが相互に直角
をなすよう配置され、これによって、たとえば0.3m
m X 0.311111の画素からなるマトリックス
形表示の電極構造が構成されている。
前記配向N6は、上述した電極層4の表面にポリイミド
r P I X −1400J (日立化成工業C聯製
)を塗布し、温度350℃で1時間加熱処理したのち、
ラビング処理を行うことによって形成された、厚さ50
0人の被膜より構成されている。この配向層6における
液晶分子の咳配向層6の表面に対するダイレクタ方向の
なす角度は2°であった。
ff1l記液晶層Cを構成する液晶&llI成物は、ネ
マチック液晶rZLI−2293J  (メルク社製)
に、旋光性物’1rS−811J  Cメルク社製)を
0.25重型窩添加したものである。なお、液晶層Cの
厚さdは、7.3μmとした。
なお、基板1および2には、必要に応じてさらに誘電体
層、アルカリイオン移動防止層、反射防止層、偏光層、
反射層などを設けることができる。
IiI記前方偏光素子9は、rF−1205DUJ  
(日東電工Ill製)によって構成され、その偏光軸方
向が、配向N6のラビング方向に対して平行に配置され
ている。同様に、後方偏光素子10および反射板13は
、rF−3205NJ  (日東電工n製)によって構
成され、その偏光軸方向が、配向エピ6のラビング方向
に対してほぼ垂直に配置され°ζいる。
なお、スペーサ8としては、グラスファイバーrELC
−GS−070SSSJ  (旭ファイバーグラス■製
)を、シール部3を構成するシール材としては、ストラ
クトボンドrXN−5A−Cl(三井東圧化学側製)を
用いた。
以上の構成の液晶表示装置においては、セル厚は7.3
μIn、液晶分子のねじれ角αは前方から左回り(時計
回り)に90°、液晶組成物の誘電異方性は+10.2
、屈折率異方性Δnは+0.14、屈折率異方性Δnと
液晶層Cの17さdとの積Δn−dは1.02、液晶層
Cの厚さdとピッチpとの比d/pは約0.25、また
常温付近の粘度は21cs tであった。
この液晶表示装置を、I /100デユーティ比で時分
割駆動方式により作動させ、そのコントラスト比を求め
た。その結果、波長400〜700n+sの可視光領域
におけるコントラスト比、すなわら選択状態(暗)にお
ける反射光の輝度と、非選択状態(明)における反射光
の輝度との比は、l:3以上と良好なものであり、コン
トラストの優れた鮮明な映像が得られた。
第2図は、本発明を90”TNモードと270°TNモ
ードを同−基板上に有する液晶表示装置に適用した場合
の第2の実施例を示す説明用断面図である。
第2図に示す液晶表示装置においては、2枚の基板lお
よび2が離間した状態で対向して配置され、基板lは、
支持板11の内側の表面に中央で分割された2枚の′N
極層4Aおよび4B、さらに配向層6を順次形成して構
成され、また基板2は支持板21の内側の表面に中央で
分割された電極層5Aおよび5Bを形成して構成されて
いる。さらに両基板lおよび2の間の空間はシール部3
によってシールされてセルが構成され、さらにセルの中
央は分割シール部31によって分割され、2つのセル領
域C’lおよびC2が形成されている。
セル領域CIおよびC2の内部には、スペーサ8が分布
した状態で配置されるとともにそれぞれ異なった液晶組
成物が充填され、液晶層Cが形成されている。また、基
板1および2の外側の表面には、それぞれ中央で分割さ
れた2枚の前方偏光素子9A、9Bおよび中央で分割さ
れた2枚の後方偏光素子10A、IOBが形成されてい
る。図中において、13は後方偏光素子10A、IOB
の外側の表面に形成された反射板である。
前記支持板11および21を構成する材料としては、ソ
ーダガラス、ホウケイ酸ガラス、石英などのガラス、1
軸延伸ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサル
フォン、ポリビニルアルコールなどのプラスチック、ア
ルミニウム、ステンレススチールなどの金属を用いるこ
とができる。
前記電極Ji4A、4Bおよび電極層5A、5Bは、厚
さ1.11の支持板11および21の表面に平行に離間
して配置されたjγさ1000人のたとえば1’rO(
スズとインジウムの酸化物)よりなる透明電極Eおよび
E″より構成され、一方の電極層4Aおよび4Bを構成
する透明電極Eと他方の電極層5Aおよび5Bを構成す
る透明電極E・ はそれぞれが相互に直角をなすよう配
置され、これに□よって、たとえば0.3ms+X0.
3mmの画素からなるマトリックス形表示の電極構造が
構成されている。
前記配向層6は、上述した電極層4Aおよび4Bの表面
に5°の角度でSiOを斜め蒸着することによって得ら
れた、厚さ600人の被膜より構成されている。この配
向層6における液晶分子の該配向層6の表面に対するダ
イレクタ方向のなす角度は28°であった。
前記液晶層Cを構成するセルjJIJjJc1には、ネ
マチック液晶rZL1−2293J  (メルク社製)
に、旋光性物質rs −811J  <Jル9社製)を
0.25重量%添加したものが封入され、他方のセル領
域C2には、ネマチック液晶r Z L I −229
3J  (メルク社製)に、旋光性物質rs−811J
  (メルク社製)を2.00重量%添加したものが封
入されている。
なお、液晶NCの厚さdは、7.3μmとした。
なお、基IJilおよび2には、必要に応じてさらに誘
電体層、アルカリイオン移動防止層、反射防止層、偏光
層、反射層などを設けることができる。
前記前方偏光素子9Aおよび9Bは、それぞれrF−1
205DUJ  (日東電工■製)によって構成され、
後方偏光素子10A、10Bおよび反射板13は、rF
−3205NJ  (日東電工■製)によって構成され
ている。
前記前方偏光素子9Aは、その偏向軸方向が配向層6の
表面に接する液晶分子のダイレクタ方向に対してほぼ平
行に配置され、前記後方偏光素子10Aは、その偏光軸
方向が配向N6の表面に接する液晶分子のダイレクタ方
向に対してほぼ垂直に配置されている。また、前記前方
偏光素子9Bは、その偏向軸方向が配向層6の表面に接
する液晶分子のダイレクタ方向に対して45°のずれ角
βを存するよう配置され、前記後方偏光素子10Bは、
その偏光軸方向が配向層6の表面に接する液晶分子のダ
イレクタ方向に対して液晶分子のねじれ方向に135°
のずれ角Tを有するよう配置されている。
なお、スペーサ8としては、グラスファイバーrELC
−GS−070SSSJ  (旭ファイバーグラスn製
)を、シール部3および分割シール部31を構成するシ
ール材としては、ストラクトボンドrXN−5A−Cl
  (三井東圧化学11零製)を用いた。
以上の構成の液晶表示装置においては、液晶層Cの厚さ
dは7.3μmであった。セル領域C1における特性は
次のようであった。すなわち、液晶分子のねじれ角は前
方から左回り(時計回り)に90°、液晶組成物の誘電
異方性番よ+10.2、屈折率異方性Δnは+0.14
、屈折率異方性Δnと液晶層Cの厚さdとの禎Δn−d
は1.o2、液晶層CC17)Jさdとピッチpとの比
d/pは約0.25、また常温付近の粘度は21csL
であった。また、セル領域C2における特性は次のよう
であった。すなわち、液晶へ:J゛のねじれ角は前方が
ら左回り(時計回り)に270°であった。
この液晶表示装置を、セル領域CIにおいζはl/32
デエーテイ比で、セル領域C2においては1/150デ
エーテイ比で時分割U動力式により作動させ、そのコン
トラスト比およびオン・オフ応答時間を求めた。その結
果、波長400〜700nmの可視光wi域におけるコ
ントラスト比、すなわち選択状!(暗)における反射光
の輝度と非選択状態(明)における反射光の輝度との比
は、セル領域CIにおいてはl:6以上、セル領域C2
においては1;10以上と良好なものであり、コントラ
ストの優れた鮮明な映像が得られた。
また、オン・オフ応答時間は、セル領域c1に芦いては
約20m秒、セル領域C2においては約200m秒であ
ることが確認された。
このように、本実施例によれば、低デユーティ比で高速
応答の表示領域と、高デユーテイ比で低速応答の表示領
域とからなるドツトマトリックス表示領域を同一基板上
に設けることが可能となる。
つぎに本発明を90°TNモードと強誘電効果モードと
を同一基板上に有する液晶表示装置に適用した場合の第
3の実施例について説明する。この例、おいては、その
機械的構成は上述の第2の実施例と同様であるので、第
2図を参照して説明する。
ずなわら、この実施例においては、2枚の基板lおよび
2が離間した状態で対向して配置され、基板1は、支詩
板11の内側の表面に中央で分割された2枚の電極14
Aおよび4B、さらに配向層6を順次形成して構成され
、また基板2は支詩板21の内側の表面に中央で分割さ
れた電極層5Aおよび5Bを形成して構成されている。
さらに両基板1.1=4よび2の間の空間はシール部3
によってシールドされてセルが構成され、さらにセルの
中央は分割シール部31によって分割され、2つのセル
領域C1およびC2が形成されている。セル領域C1お
よびC2の内部には、スペーサ8が分布した状態で配置
されるとともにそれぞれ異なった液晶組成物が充填され
、液晶層Cが形成されている。また、基板lおよび2の
外側の表面には、それぞれ中央で分割された2枚の前方
偏光素子9A、9Bおよび中央で分割された2枚の後方
偏光素子10A、IOBが形成されている。
そして、この第3の実施例は、前記第2の実施例と次の
点で異なる。
すなわち、前記配向層6は、iif極層4Aおよび4B
の表面に30” の角度でSiOを斜め蒸着することに
よって得られた、jlさ500人の被膜より構成されて
いる。この配向N6における液晶分子の咳配向層6の表
面に対するダイレクタ方向のなす角度はOoであった。
また、液晶1cを構成するセル領域C1には、ネマチッ
ク液晶rZLI−2293J  (メルク社製)に、旋
光性物質rS−811J  (メルク社製)を0.35
ffi量%添加したものが封入され、他方のセル領域C
2には強誘電性液晶化合物r CS −1000J(チ
ッソf)1製)が封入されている。なお、液晶層Cの厚
さdは、4.0μmとした。
また、前記前方偏光素子9Aは、その偏向軸方向が配向
層6の表面に接する液晶分子のダイレクタ方向に対して
ほぼ平行に配置され、前記後方偏光素子10Aは、その
偏光軸方向が配向層6の表面に接する液晶分子のダイレ
クタ方向に対してほぼ垂直に配置され、前記i:1方偏
方案光素子は、その偏向軸方向が配向層6の表面に接す
る液晶分子のダイレクタ方向に対して45°のずれ角β
を有するよう配置され、前記後方偏光素子10Bは、そ
の偏光軸方向が前記前方偏光素子9Bの偏光軸方向に直
交するように配置されている。
なお、スペーサ8としては、グラスファイバーrELC
−GS−040SSSJ  (旭ファイバーグラスa菊
製)を用いた。
以上の構成の液晶表示装置においては、液晶層Cの厚さ
dは4.0μmであった。セル領域CIにおける特性は
次のようであった。すなわち、液晶分子のねじれ角は前
方から左回り(時計回り)に90°、液晶組成物の誘電
異方性は+1O82、屈折率異方性Δnは+0.14、
屈折率異方性Δnと液晶層Cの厚さdとの積Δn−dは
1.02、液晶層Cの厚さdとピッチpとの比d/pは
約0.25、また常温付近の粘度は21cstであった
この液晶表示装置を、セル?、JT域CIにおいては1
/32デユーテイ比で、セル領域c2においては1 /
150デユーティ比で時分8り駆動方式により作動させ
、そのコントラスト比およびオン・オフ応答時間を求め
た。その結果、波長400〜700nmの可視光領域に
おけるコントラスト比、すなわち選択状態(暗)におけ
る反射光の輝度と非選択状態(明)における反射光の輝
度との比は、セル領域CIにおいてはl;6以上、セル
領域C2においては1:4以上と良好なものであり、コ
ントラストの優れた鮮明な映像が得られた。
また、オン・オフ応答時間は、セル領域CIにおいては
約20m秒、セル領域C2においては約0.1m秒であ
ることがGIILWされた。
このように、本実施例によれば、低デユーティ比で低速
応答の表示領域と、高デニーティ比で高速応答の表示領
域とからなるドツトマトリックス表示領域を同一基板上
に設けることが可能となる。
このような液晶表示装置は、たとえば、低デユーティ比
で低速応答の表示領域を文字表示に利用し、高デユーテ
イ比で筋速応答の表示領域を動画表示に利用し、文字表
示および動画表示ともに良好な表示が可能なディスプレ
イに応用することができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、高次の時分割駆動方式においてもコン
トラストが大きくかつ視野角が広い良好な映像を得るこ
とができ、しかも低コストで製造することができる液晶
表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は、それぞれ本発明の実施例を示す
説明用断面図である。 1 2・・・基板     11.21川支持板3・・
・シール部     3し・・分割シール部4.4A、
4B、5.5A、5B・・・電極層6・・・配向層  
   C・・・液晶層CI、C2・・・セル領域 9.9A、9B・・・前方偏光素子 10、 IOA、 IOB・・・後方偏光素子13・・
・反射板 (ア7+−′

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)一対の基板間に液晶組成物を配してなる液晶表示装
    置において、前記一対の基板のいずれか一方にのみ液晶
    分子の配向方向を規定するための配向処理が行われてい
    ることを特徴とする液晶表示装置。
JP22134285A 1985-10-04 1985-10-04 液晶表示装置 Pending JPS6280624A (ja)

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