JPS62125331A - カラ−液晶表示装置 - Google Patents
カラ−液晶表示装置Info
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- JPS62125331A JPS62125331A JP26667885A JP26667885A JPS62125331A JP S62125331 A JPS62125331 A JP S62125331A JP 26667885 A JP26667885 A JP 26667885A JP 26667885 A JP26667885 A JP 26667885A JP S62125331 A JPS62125331 A JP S62125331A
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- JP
- Japan
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- liquid crystal
- color
- crystal display
- display
- lcd
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く技術分野〉
大発明はツィステッド・ネマティック液晶表示装置(T
N−LCD)に関し、特に良好なカラー表示画像2得る
ための液晶セル構成条件(液晶セル厚及び液晶材料等)
の最適化に関するものである。
N−LCD)に関し、特に良好なカラー表示画像2得る
ための液晶セル構成条件(液晶セル厚及び液晶材料等)
の最適化に関するものである。
〈従来技術〉
近年、カラー表示を目的としてカラーフィルタやカラー
偏光板を用いた透過型TN−LCDへの関心が高まシ、
特にこのツィステッド・ネマティック(TN)型の液晶
表示方式を用いた液晶カラーテレビジョンの実現に向け
て、駆動方式、カラーフィルタの構造及び液晶材料等の
検討が各方面で活発に行なわれてきている。このTN型
表示方式においては、表示絵素数の多い液晶パネルで、
色純度が高く且つ広い色相を有する表示色をいかにして
実現するかということが最大の課題となる。
偏光板を用いた透過型TN−LCDへの関心が高まシ、
特にこのツィステッド・ネマティック(TN)型の液晶
表示方式を用いた液晶カラーテレビジョンの実現に向け
て、駆動方式、カラーフィルタの構造及び液晶材料等の
検討が各方面で活発に行なわれてきている。このTN型
表示方式においては、表示絵素数の多い液晶パネルで、
色純度が高く且つ広い色相を有する表示色をいかにして
実現するかということが最大の課題となる。
ところで、液°晶表示装置(LCD)の駆動方式として
は、単純マルチプレックス駆動法とアクテイブマトリッ
クス駆動法とがあるが、コストや有効表示面積の観点か
らは前者の方が有利と考えられる。事実、両方式のポケ
ットカラー液晶テレビが商品化されているが、価格的に
は前者の方が安く、また前者の方式を用いたもので表示
面積の大きい液晶テレビが開発される傾向にある。
は、単純マルチプレックス駆動法とアクテイブマトリッ
クス駆動法とがあるが、コストや有効表示面積の観点か
らは前者の方が有利と考えられる。事実、両方式のポケ
ットカラー液晶テレビが商品化されているが、価格的に
は前者の方が安く、また前者の方式を用いたもので表示
面積の大きい液晶テレビが開発される傾向にある。
単純マルチデレックヌ駆動方式カラー表示TN=LCD
の基本動作原理は次の通りである。信号側電極(X電極
)と走査側電極(Y電極)とを互いに直交するように組
み合わせたX−Yマ) IJフックスLCDにおいて、
基板となるガラスの内側(I&、凸側)か外側に表示絵
画に対応させて赤(R)。
の基本動作原理は次の通りである。信号側電極(X電極
)と走査側電極(Y電極)とを互いに直交するように組
み合わせたX−Yマ) IJフックスLCDにおいて、
基板となるガラスの内側(I&、凸側)か外側に表示絵
画に対応させて赤(R)。
緑(A)、青(B)のカラーフィルり層を形成する。
液晶層はねじれ角がほぼ90°のねじれネマティック構
造にし、LCDを光シヤツタ素子として使用する。この
素子構造を第1図に示す。また偏光板として、R,G、
Biモザイク状に配列させたカラー偏光板を用いること
によってもフルカラー表示は可能となる。
造にし、LCDを光シヤツタ素子として使用する。この
素子構造を第1図に示す。また偏光板として、R,G、
Biモザイク状に配列させたカラー偏光板を用いること
によってもフルカラー表示は可能となる。
駆動方法は、基板3の内面に配列されたY電極8を線順
次に走査し、これにタイミングを合わせて他方の古根3
の内面に配列されたX電極10に選択画素、非選択画素
に対応させた電圧波形を印加する。 その結果選択画素
には非選択画素より高い実効値電圧が印加され配向層9
の配向方向に即して配向している液晶4が配向変換され
る。選択画素はTN−LCDがオン(On)状態となり
液晶4の光学効果によってR,G、Bの各カラーフィル
タ層11.11’、11′′に対応した波長の光が光源
7よυ観測者6の方向へ透過する。一方、非選択画素で
は印加される実効値電圧(Vns)がTN−LCDのし
きい値電圧以下であると、TN−LCD及び偏光板1.
2で形成される光シヤツタ効果によシ、光は、この画素
を通過することができない。図中の5は偏光板1.2の
偏光軸を示す。画素サイズが明視距離に比べて十分小さ
いものであれば選択画素を通過した光は混り合い混色さ
れたものとして認識される(フルカラー表示)。また、
このフルカラー表示機能にさらに電圧パルス幅変調によ
る中間調表示機能を付加すれば、カラー液晶テレビが実
現できる。
次に走査し、これにタイミングを合わせて他方の古根3
の内面に配列されたX電極10に選択画素、非選択画素
に対応させた電圧波形を印加する。 その結果選択画素
には非選択画素より高い実効値電圧が印加され配向層9
の配向方向に即して配向している液晶4が配向変換され
る。選択画素はTN−LCDがオン(On)状態となり
液晶4の光学効果によってR,G、Bの各カラーフィル
タ層11.11’、11′′に対応した波長の光が光源
7よυ観測者6の方向へ透過する。一方、非選択画素で
は印加される実効値電圧(Vns)がTN−LCDのし
きい値電圧以下であると、TN−LCD及び偏光板1.
2で形成される光シヤツタ効果によシ、光は、この画素
を通過することができない。図中の5は偏光板1.2の
偏光軸を示す。画素サイズが明視距離に比べて十分小さ
いものであれば選択画素を通過した光は混り合い混色さ
れたものとして認識される(フルカラー表示)。また、
このフルカラー表示機能にさらに電圧パルス幅変調によ
る中間調表示機能を付加すれば、カラー液晶テレビが実
現できる。
ところで、最適化された単純マルチプレックス駆動法で
はR,G、B絵素に印加される電圧を各々独立にコント
ロールすることは不可能であシ、従ってすべての選択画
素は同一の電圧Vsが印加される。またすべての非選択
画素も同様に同じ電圧Vnsが印加される。一方、TN
−LCDの透過特性は第2図に示した如く波長依存性を
示す。従って、所望の表示色を得るために選択画素にV
Sが印加されても、この波長による透過率の相違によっ
て色純度の低下が生じ、また、中間調表示を行う場合に
おいても忠実なカラーの再現性を実現することが困難と
なる。
はR,G、B絵素に印加される電圧を各々独立にコント
ロールすることは不可能であシ、従ってすべての選択画
素は同一の電圧Vsが印加される。またすべての非選択
画素も同様に同じ電圧Vnsが印加される。一方、TN
−LCDの透過特性は第2図に示した如く波長依存性を
示す。従って、所望の表示色を得るために選択画素にV
Sが印加されても、この波長による透過率の相違によっ
て色純度の低下が生じ、また、中間調表示を行う場合に
おいても忠実なカラーの再現性を実現することが困難と
なる。
以上のカラー表示品位の低下は、従来技術の液晶パネル
においては木質的に生じる問題であシ、またカラー液晶
テレビへの適用においてもこの問題は大きな支障となっ
ていた。
においては木質的に生じる問題であシ、またカラー液晶
テレビへの適用においてもこの問題は大きな支障となっ
ていた。
〈発明の目的〉
本発明は、マルチプレックス駆動を適用したTNカラー
液晶表示装置において、純度の高い色再現性を得ること
を目的とする。
液晶表示装置において、純度の高い色再現性を得ること
を目的とする。
〈発明の背景〉
まず、単純マルチプレックス駆動型TN−LCDにおけ
るΔnd(Δn:液晶の複屈折、d:液晶セル厚)の実
用的範囲を検討した。第3図に無電界時における透過率
ToffのΔnd依存性を示す。ここで、使用した液晶
はビフェニ/I//ピリミジン系液晶を用い、Δndの
変化はdを変えることによって行った。また、このTo
ffは波長λが650 nm。
るΔnd(Δn:液晶の複屈折、d:液晶セル厚)の実
用的範囲を検討した。第3図に無電界時における透過率
ToffのΔnd依存性を示す。ここで、使用した液晶
はビフェニ/I//ピリミジン系液晶を用い、Δndの
変化はdを変えることによって行った。また、このTo
ffは波長λが650 nm。
550nm、450nmにおける無電界時の透過率の和
である。この図より、Δndがほぼ0.4處以下では光
シヤツタ効果が十分でないことがわかる。
である。この図より、Δndがほぼ0.4處以下では光
シヤツタ効果が十分でないことがわかる。
第4図に第2図における透過率の10%及び90影を与
えるT圧比α=v9゜/VIO%のΔ。d依存性を示す
。尚ここで、αの値は小さくなる程マルチプレックス特
性が良好になる。また大実験における測定波長は550
nmである。α値はΔndがほぼ0.5μ霞以下及び
1.6μm以上では大きくな9、マルチプレックス駆動
が悪化することがわかる。
えるT圧比α=v9゜/VIO%のΔ。d依存性を示す
。尚ここで、αの値は小さくなる程マルチプレックス特
性が良好になる。また大実験における測定波長は550
nmである。α値はΔndがほぼ0.5μ霞以下及び
1.6μm以上では大きくな9、マルチプレックス駆動
が悪化することがわかる。
以上の検討結果を考え合わせると、Δndの実用的範囲
としては0.5μm〜1.6μmが適当である。次に、
Δndが前述の範囲にあるT N −LCDにおいて、
VIO%及びV90%の波長依存性を詳細に検討した。
としては0.5μm〜1.6μmが適当である。次に、
Δndが前述の範囲にあるT N −LCDにおいて、
VIO%及びV90%の波長依存性を詳細に検討した。
第5図にその結果を示す。VIO%及びV6O13とも
λ= 450 nm(R)の値が最も高く、650 n
m (R)が最も低い。このことはR,G。
λ= 450 nm(R)の値が最も高く、650 n
m (R)が最も低い。このことはR,G。
B絵素にVIO%以上のVsを印加して白を表示する場
合、実際には可視光域の長波長光成分である赤の波長の
成分が多くなってパネルとしては赤味を帯びることを示
している。
合、実際には可視光域の長波長光成分である赤の波長の
成分が多くなってパネルとしては赤味を帯びることを示
している。
以上より、色再現性の優れたカラー表示特性を得るため
には、この透過率の波長依存性を改善することが重要で
あシ、木発明者はこの観点に即して液晶パネル構造を検
討した。その結果、最大吸収波長が赤の領域にある二色
性色素を母材のネマティック液晶に混入させることによ
り、透過率の波長依存性を著しく改善し得ることが明ら
かになった。
には、この透過率の波長依存性を改善することが重要で
あシ、木発明者はこの観点に即して液晶パネル構造を検
討した。その結果、最大吸収波長が赤の領域にある二色
性色素を母材のネマティック液晶に混入させることによ
り、透過率の波長依存性を著しく改善し得ることが明ら
かになった。
〈実施例〉
第6図はカラー液晶表示セル評価装置の模式図である。
木実施例で使用する液晶材料は表1に示すビフェニール
/ピリミジン系液晶でちゃ、液晶層は6.4μmである
。光源7は波長λが615nm(R) 、 550
nm (G) 、 450 nm (B)にピーク波長
を持つ3波長型のものであり、これらの波長における液
晶材料のΔn値は各々ΔnR=0.14、ΔnG= o
、 15 、 ΔnB=0.17である。
/ピリミジン系液晶でちゃ、液晶層は6.4μmである
。光源7は波長λが615nm(R) 、 550
nm (G) 、 450 nm (B)にピーク波長
を持つ3波長型のものであり、これらの波長における液
晶材料のΔn値は各々ΔnR=0.14、ΔnG= o
、 15 、 ΔnB=0.17である。
表1 使用した液晶材料
、表1に示す母体液晶材料に添加する二色性色素として
は次の構造式のものを用いた(D27:BDH社製)。
は次の構造式のものを用いた(D27:BDH社製)。
尚、この色素の最大吸収波長は612 nmである。
OH
まず従来例と比較するため、第7図に色素を添加しない
場合の透過特性をR,G、Bについて示す。これかられ
かるようにしきい電圧以上の電圧における透過率はR,
G、Bの順に低くなっている。透過率は光源7よシ上記
ピーク波長を有する光を偏光板IK通過させ、カラーフ
ィルタ層12を介して偏光を液晶セル13に照射し、透
過光を検光子2に通過させた後、フォトマルチメータ1
4でその光it測測定ることにより行なう。
場合の透過特性をR,G、Bについて示す。これかられ
かるようにしきい電圧以上の電圧における透過率はR,
G、Bの順に低くなっている。透過率は光源7よシ上記
ピーク波長を有する光を偏光板IK通過させ、カラーフ
ィルタ層12を介して偏光を液晶セル13に照射し、透
過光を検光子2に通過させた後、フォトマルチメータ1
4でその光it測測定ることにより行なう。
次に、二色性色素を0.6wt%母体液晶に添加した場
合の透過特性を第8図に示す。この図よりしきい電圧付
近(2,3V〜3V)の立上り特性がR,G、Bでほぼ
一致しており、透過率の波長依存性が改善されているこ
とがわかる。
合の透過特性を第8図に示す。この図よりしきい電圧付
近(2,3V〜3V)の立上り特性がR,G、Bでほぼ
一致しており、透過率の波長依存性が改善されているこ
とがわかる。
高デユーテイ(実効的走査電極数N260)の単純マル
チプレックス駆動における表示品質には透過率の立上り
特性が極めて大きな影響を与え、従って上述の材料にお
いては高デューテイマl−IJフックス動の場合に著し
い効果を呈するものと考えられる。そこで、第1図の基
本構成全もつ、N=240のX−Yマトリックス型LC
D(デユーティ比: ’A4o )にこれらの液晶を封
入し、実際にその効果を検討した。
チプレックス駆動における表示品質には透過率の立上り
特性が極めて大きな影響を与え、従って上述の材料にお
いては高デューテイマl−IJフックス動の場合に著し
い効果を呈するものと考えられる。そこで、第1図の基
本構成全もつ、N=240のX−Yマトリックス型LC
D(デユーティ比: ’A4o )にこれらの液晶を封
入し、実際にその効果を検討した。
第9図に色素の添加前及び添加後の色度図上の色再現性
範囲を示す。この図より二色性色素の添加によシ色再現
性が著しく改善されていることが認められる。
範囲を示す。この図より二色性色素の添加によシ色再現
性が著しく改善されていることが認められる。
尚、木実施例では最大吸収波長が612 nmの二色性
色素を用い、その添加量を0.6wtq6としたが、こ
の色素の最大吸収波長や添加量の設定は使用する色素の
種類、液晶セル厚、カラーフィルりの種類によって異な
ってぐる。木発明者らは、各種の液晶パネルにおいて、
これらの点について検討した結果、色素の最大吸収波長
についてはほぼ570 nm〜700nm、色素の添加
量については、色素の長軸方向の吸光度Allとセル厚
d(μ77L)を用いて、An/dが0.01(μrr
L)〜0.2(μTrL)の間に存在するように調節す
ればカラー表示特性の改善が図れ、特に、0.02 C
ttrn )から0.1Cμm )の間の添加量が最適
であることがわかった。このときの添加量は、通常GH
−LCDで用いられている色素をd=7μmのセルに適
用する場合、0.1wt%から1wt%程度に対応して
いる。
色素を用い、その添加量を0.6wtq6としたが、こ
の色素の最大吸収波長や添加量の設定は使用する色素の
種類、液晶セル厚、カラーフィルりの種類によって異な
ってぐる。木発明者らは、各種の液晶パネルにおいて、
これらの点について検討した結果、色素の最大吸収波長
についてはほぼ570 nm〜700nm、色素の添加
量については、色素の長軸方向の吸光度Allとセル厚
d(μ77L)を用いて、An/dが0.01(μrr
L)〜0.2(μTrL)の間に存在するように調節す
ればカラー表示特性の改善が図れ、特に、0.02 C
ttrn )から0.1Cμm )の間の添加量が最適
であることがわかった。このときの添加量は、通常GH
−LCDで用いられている色素をd=7μmのセルに適
用する場合、0.1wt%から1wt%程度に対応して
いる。
本実施例に際し使用した具体的な色素としては、例えば
等のアントラキノン系やアゾ系等の色素が上げられる。
さらに使用する液晶材料としては、本実施例で取シ上げ
たものに限らず、一般の高デユーテイマルチプレックス
駆動用液晶材料で含有されている材料 Cn 82n+I @ COO@OCmH2m+xで構
成されている混合液晶材料についても上記と同様の傾向
が得られることを確認している。
たものに限らず、一般の高デユーテイマルチプレックス
駆動用液晶材料で含有されている材料 Cn 82n+I @ COO@OCmH2m+xで構
成されている混合液晶材料についても上記と同様の傾向
が得られることを確認している。
ところで、本実施例においては二色性色素として1種類
用いたが、多種類用いても上記実施例同様にTN−LC
DのR及びGにおける透過率をBの透過率に一致させる
ことは可能である。
用いたが、多種類用いても上記実施例同様にTN−LC
DのR及びGにおける透過率をBの透過率に一致させる
ことは可能である。
例えば、色素として
OH
の3種類を用いてAを0.05wt影、Bを0.1wt
%。
%。
Cを0.4wt%添加しても第10図に示す如く透過特
性の波長依存性を改善することができる。
性の波長依存性を改善することができる。
〈発明の効果〉
以上のように本発明は、マルチプレックス駆動型TN−
LCDにおいて、色再現性の優れた高コントラストのカ
ラー表示画像を得るのに極めて有用な技術であり、カラ
ーグラフィック/キャラクタ用ディスプレイのみならず
、カラー液晶テレビへの適用に極めて大きな効力を発揮
するものである。
LCDにおいて、色再現性の優れた高コントラストのカ
ラー表示画像を得るのに極めて有用な技術であり、カラ
ーグラフィック/キャラクタ用ディスプレイのみならず
、カラー液晶テレビへの適用に極めて大きな効力を発揮
するものである。
第1図はカラー表示用TN−LCDの基本構造を示す断
面図である。第2図はTN−LCDの透過特性の波長依
存性を示す特性図である。第3図は無電界時のT、N−
LCDにおける透過率のΔnd依存性を示す特性図であ
る。第4図はα(=v9い/V工o96)のΔnd依存
性を示す特性図である。第5図はV6O13及びV2O
ヮのΔnd依存性を示す特性図である。第6図はTN−
LCDの評価装置の模式図である。第7図は二色性色素
無添加型TN −LCDの透過特性を示す特性図である
。第8図は二色性色素添加型TN−LCDの透過特性を
示す特性図である。第9図は二色性色素添加型及び無添
加型TN−LCDの色再現性範囲を示す色度図である。 第10図は他の二色性色素添加型TN−LCDの透過特
性を示す特性図である。 I 偏光子 2・・・検光子 3・・・ガラス基板
4・・液晶分子 5・・・偏光軸 6・・・観測者
7・・・光源11. 11’、 11“・・・カラー
フィルタ一層 12・・カラーフィルタ一層 13・
・・液晶上ル 14・・・フォトマルチメーター代理
人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)第1図 4nd弘ml i 3 9 0 0.5 1.0
15 2.0.6nd (pm ) Δnd (pm ) 第51 イア101霞斥M 、17図 ′IIa9rA
面図である。第2図はTN−LCDの透過特性の波長依
存性を示す特性図である。第3図は無電界時のT、N−
LCDにおける透過率のΔnd依存性を示す特性図であ
る。第4図はα(=v9い/V工o96)のΔnd依存
性を示す特性図である。第5図はV6O13及びV2O
ヮのΔnd依存性を示す特性図である。第6図はTN−
LCDの評価装置の模式図である。第7図は二色性色素
無添加型TN −LCDの透過特性を示す特性図である
。第8図は二色性色素添加型TN−LCDの透過特性を
示す特性図である。第9図は二色性色素添加型及び無添
加型TN−LCDの色再現性範囲を示す色度図である。 第10図は他の二色性色素添加型TN−LCDの透過特
性を示す特性図である。 I 偏光子 2・・・検光子 3・・・ガラス基板
4・・液晶分子 5・・・偏光軸 6・・・観測者
7・・・光源11. 11’、 11“・・・カラー
フィルタ一層 12・・カラーフィルタ一層 13・
・・液晶上ル 14・・・フォトマルチメーター代理
人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)第1図 4nd弘ml i 3 9 0 0.5 1.0
15 2.0.6nd (pm ) Δnd (pm ) 第51 イア101霞斥M 、17図 ′IIa9rA
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ツィステッド・ネマティック液晶表示方式を利用し
たカラー液晶表示装置において、可視光域の長波長光を
吸収する二色性色素をネマティック液晶に添加し、色相
の異なる表示領域に対する透過特性をほぼ合致させたこ
とを特徴とするカラー液晶表示装置。 2、液晶層厚(d)とそれに封入する液晶材料の複屈折
(Δn)の積Δndが0.5μmから1.6μmの範囲
にある特許請求の範囲第1項記載のカラー液晶表示装置
。 3、二色性色素の最大吸収波長がほぼ570nmから7
00nmの間に存在し、さらに色素の分子長軸方向の吸
光度A_1_1とd(μm)との比A_1_1/dが0
.01μm^−^1から0.2μm^−^1の間にある
特許請求の範囲第1項又は第2項記載のカラー液晶表示
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26667885A JPS62125331A (ja) | 1985-11-26 | 1985-11-26 | カラ−液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26667885A JPS62125331A (ja) | 1985-11-26 | 1985-11-26 | カラ−液晶表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62125331A true JPS62125331A (ja) | 1987-06-06 |
Family
ID=17434172
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26667885A Pending JPS62125331A (ja) | 1985-11-26 | 1985-11-26 | カラ−液晶表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62125331A (ja) |
Cited By (4)
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---|---|---|---|---|
JPS647021A (en) * | 1987-06-10 | 1989-01-11 | Philips Nv | Reflection mode display device |
JPH09203913A (ja) * | 1986-10-31 | 1997-08-05 | Seiko Epson Corp | 表示装置 |
US5699133A (en) * | 1995-05-30 | 1997-12-16 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Liquid crystal shutter having a specified zero voltage time viscosity product or a specified driving frequency |
JP2013195792A (ja) * | 2012-03-21 | 2013-09-30 | Stanley Electric Co Ltd | 液晶表示素子 |
Citations (5)
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---|---|---|---|---|
JPS57212417A (en) * | 1981-06-24 | 1982-12-27 | Hitachi Ltd | Liquid crysral dislay device |
JPS58186723A (ja) * | 1982-04-26 | 1983-10-31 | Seiko Epson Corp | 液晶表示装置 |
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JPS59116725A (ja) * | 1982-12-24 | 1984-07-05 | Hitachi Ltd | 液晶表示素子 |
-
1985
- 1985-11-26 JP JP26667885A patent/JPS62125331A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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