JPH0961854A - カラー液晶表示素子 - Google Patents
カラー液晶表示素子Info
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- JPH0961854A JPH0961854A JP24235195A JP24235195A JPH0961854A JP H0961854 A JPH0961854 A JP H0961854A JP 24235195 A JP24235195 A JP 24235195A JP 24235195 A JP24235195 A JP 24235195A JP H0961854 A JPH0961854 A JP H0961854A
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 明るいフルカラー画像を表示できる液晶表示
素子を提供することである。 【解決手段】 TFT基板1上にTFT4が配置され、
各TFT4の上に反射板の機能を兼ねた絶縁層11が配
置され、絶縁層11の上にTFT4のソース電極8と接
続された画素電極3と蛍光体層12とが積層されて配置
されている。蛍光体層12は、入射光を吸収し、このエ
ネルギーで所定波長の蛍光を発生し、光を着色する。一
方、対向基板2側には対向基板2上の全面に対向電極1
3が配置されている。TFT基板1と対向基板2との間
には、二色性染料を含んだ液晶20がツイスト状態で封
止されている。
素子を提供することである。 【解決手段】 TFT基板1上にTFT4が配置され、
各TFT4の上に反射板の機能を兼ねた絶縁層11が配
置され、絶縁層11の上にTFT4のソース電極8と接
続された画素電極3と蛍光体層12とが積層されて配置
されている。蛍光体層12は、入射光を吸収し、このエ
ネルギーで所定波長の蛍光を発生し、光を着色する。一
方、対向基板2側には対向基板2上の全面に対向電極1
3が配置されている。TFT基板1と対向基板2との間
には、二色性染料を含んだ液晶20がツイスト状態で封
止されている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、明るいカラー表
示画像を表示できる液晶表示素子に関する。
示画像を表示できる液晶表示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】TN型の液晶表示素子では、外部からの
入射光が一方の偏光板により直線偏光とされて液晶層に
入射し、液晶層を通過した光のうち、他方の偏光板の透
過軸と平行な偏光成分のみが出射する。このため、偏光
板での光吸収による光量ロスが大きく、表示が暗いとい
う問題をもっている。
入射光が一方の偏光板により直線偏光とされて液晶層に
入射し、液晶層を通過した光のうち、他方の偏光板の透
過軸と平行な偏光成分のみが出射する。このため、偏光
板での光吸収による光量ロスが大きく、表示が暗いとい
う問題をもっている。
【0003】この問題は、特に、液晶表示素子の裏面側
に反射板を配置した反射型液晶表示素子において顕著で
ある。より詳細に説明すると、反射型液晶表示素子は、
自然光または室内照明光を利用して表示するものであ
り、利用できる光自体が弱い。また、液晶表示素子の表
面側から入射した光が反射板で反射されて表面側に出射
するまでに、一対の偏光板を2度づつ通る。このため、
光の損失が大きく、表示が極端に暗くなる。
に反射板を配置した反射型液晶表示素子において顕著で
ある。より詳細に説明すると、反射型液晶表示素子は、
自然光または室内照明光を利用して表示するものであ
り、利用できる光自体が弱い。また、液晶表示素子の表
面側から入射した光が反射板で反射されて表面側に出射
するまでに、一対の偏光板を2度づつ通る。このため、
光の損失が大きく、表示が極端に暗くなる。
【0004】裏面側にバックライトを配置して使用され
る透過型液晶表示素子では、裏面側から入射して表面側
に出射する光が一対の偏光板を1度づつ通る。このた
め、反射型液晶表示素子に比べれば偏光板での光の損失
は小さい。しかし、表示の明るさはバックライトからの
照明光の明るさの1/2以下になる。
る透過型液晶表示素子では、裏面側から入射して表面側
に出射する光が一対の偏光板を1度づつ通る。このた
め、反射型液晶表示素子に比べれば偏光板での光の損失
は小さい。しかし、表示の明るさはバックライトからの
照明光の明るさの1/2以下になる。
【0005】また、従来のカラー液晶表示素子は、カラ
ーフィルタを用いて、透過光の所定波長域の光を吸収す
ることにより透過光を着色して、カラー画像を表示して
いる。しかし、カラーフィルタの光吸収量は大きく、特
に、反射型のカラー液晶表示素子では、光が2回カラー
フィルタを通るため、表示がかなり暗くなる。このた
め、カラーフィルタを用いたTN型のカラー液晶表示素
子は、特にその表示が暗いという問題がある。
ーフィルタを用いて、透過光の所定波長域の光を吸収す
ることにより透過光を着色して、カラー画像を表示して
いる。しかし、カラーフィルタの光吸収量は大きく、特
に、反射型のカラー液晶表示素子では、光が2回カラー
フィルタを通るため、表示がかなり暗くなる。このた
め、カラーフィルタを用いたTN型のカラー液晶表示素
子は、特にその表示が暗いという問題がある。
【0006】明るいカラー画像を表示する液晶表示素子
として、液晶の複屈折性を利用した複屈折制御方式のカ
ラー液晶表示素子が知られている。複屈折制御方式のカ
ラー液晶表示素子は、液晶に電界を印加することにより
液晶分子の配列を変化させ、その際の液晶セルの複屈折
の変化を利用してカラー表示を行う。しかし、複屈折制
御方式のカラー液晶表示素子は、印加電圧の変化に応じ
て表示色と階調が共に変化するため、フルカラー化が難
しいという問題がある。
として、液晶の複屈折性を利用した複屈折制御方式のカ
ラー液晶表示素子が知られている。複屈折制御方式のカ
ラー液晶表示素子は、液晶に電界を印加することにより
液晶分子の配列を変化させ、その際の液晶セルの複屈折
の変化を利用してカラー表示を行う。しかし、複屈折制
御方式のカラー液晶表示素子は、印加電圧の変化に応じ
て表示色と階調が共に変化するため、フルカラー化が難
しいという問題がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】これらの問題を解決す
るため、TFT素子を用いたゲストホスト型の反射型液
晶表示素子が提案されている。この種の液晶表示素子
は、印加電圧に応じてネマティック相とコレステリック
相の間で相転移を起こす液晶に二色性染料を添加し、シ
アン及びレッドの2色からなる補色カラーフィルタを用
いることで4色マルチカラー表示を実現している。しか
し、カラーフィルタを用いるため、依然として表示は暗
い。また、フルカラー化するためには、RGB3原色の
カラーフィルタが必要になり、さらに、暗い表示になっ
てしまう。
るため、TFT素子を用いたゲストホスト型の反射型液
晶表示素子が提案されている。この種の液晶表示素子
は、印加電圧に応じてネマティック相とコレステリック
相の間で相転移を起こす液晶に二色性染料を添加し、シ
アン及びレッドの2色からなる補色カラーフィルタを用
いることで4色マルチカラー表示を実現している。しか
し、カラーフィルタを用いるため、依然として表示は暗
い。また、フルカラー化するためには、RGB3原色の
カラーフィルタが必要になり、さらに、暗い表示になっ
てしまう。
【0008】この発明は上記実状に鑑みてなされたもの
で、明るいカラー画像を表示できるカラー液晶表示素子
を提供することを目的とする。
で、明るいカラー画像を表示できるカラー液晶表示素子
を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の第1の観点にかかるカラー液晶表示素子
は、第1の基板と、前記第1の基板の上にマトリクス状
に形成されたアクティブ素子と、前記アクティブ素子を
覆って前記第1の基板上に形成された絶縁膜と、対応す
るアクティブ素子に接続され、前記絶縁膜上にマトリク
ス状に形成された画素電極と、前記第1の基板に対向し
て配置された第2の基板と、前記第2の基板の前記第1
の基板に対向する面に形成された対向電極と、前記第1
と第2の基板の間に、ツイスト配向状態で封止され、二
色性染料が添加された液晶と、前記画素電極又は前記対
向電極に積層して形成された蛍光体層と、を備えること
を特徴とする。
め、この発明の第1の観点にかかるカラー液晶表示素子
は、第1の基板と、前記第1の基板の上にマトリクス状
に形成されたアクティブ素子と、前記アクティブ素子を
覆って前記第1の基板上に形成された絶縁膜と、対応す
るアクティブ素子に接続され、前記絶縁膜上にマトリク
ス状に形成された画素電極と、前記第1の基板に対向し
て配置された第2の基板と、前記第2の基板の前記第1
の基板に対向する面に形成された対向電極と、前記第1
と第2の基板の間に、ツイスト配向状態で封止され、二
色性染料が添加された液晶と、前記画素電極又は前記対
向電極に積層して形成された蛍光体層と、を備えること
を特徴とする。
【0010】また、この発明の第2の観点にかかるカラ
ー液晶表示素子は、第1の基板と、前記第1の基板上の
各画素領域にマトリクス状に形成された光反射性膜と、
前記光反射性膜を覆って形成された絶縁膜と、前記絶縁
膜上の各画素領域にマトリクス状に形成された画素電極
と、前記光反射性膜又は前記画素電極に積層されて形成
された蛍光体層と、前記第1の基板上にマトリクス状に
形成され、対応する前記画素電極に接続されたアクティ
ブ素子と、前記第1の基板に対向して配置された第2の
基板と、前記第2の基板の前記第1の基板に対向する面
に形成された対向電極と、前記第1と第2の基板の間
に、ツイスト配向状態で封止され、二色性染料が添加さ
れた液晶と、を備えることを特徴とする。
ー液晶表示素子は、第1の基板と、前記第1の基板上の
各画素領域にマトリクス状に形成された光反射性膜と、
前記光反射性膜を覆って形成された絶縁膜と、前記絶縁
膜上の各画素領域にマトリクス状に形成された画素電極
と、前記光反射性膜又は前記画素電極に積層されて形成
された蛍光体層と、前記第1の基板上にマトリクス状に
形成され、対応する前記画素電極に接続されたアクティ
ブ素子と、前記第1の基板に対向して配置された第2の
基板と、前記第2の基板の前記第1の基板に対向する面
に形成された対向電極と、前記第1と第2の基板の間
に、ツイスト配向状態で封止され、二色性染料が添加さ
れた液晶と、を備えることを特徴とする。
【0011】また、この発明の第3の観点にかかるカラ
ー液晶表示素子は、光透過性の画素電極と該画素電極に
接続されたアクティブ素子とがマトリクス状に形成され
た第1の基板と、光反射性の対向電極が形成された対向
基板と、前記第1と第2の基板の間に、ツイスト配向状
態で封止され、二色性染料が添加された液晶と、前記第
1の基板と前記対向電極との間に配置された蛍光体層
と、を備えることを特徴とする。
ー液晶表示素子は、光透過性の画素電極と該画素電極に
接続されたアクティブ素子とがマトリクス状に形成され
た第1の基板と、光反射性の対向電極が形成された対向
基板と、前記第1と第2の基板の間に、ツイスト配向状
態で封止され、二色性染料が添加された液晶と、前記第
1の基板と前記対向電極との間に配置された蛍光体層
と、を備えることを特徴とする。
【0012】上記構成のカラー液晶表示素子は、偏光板
を使用せず、表示に寄与する光の量が多く、明るい画像
を表示することができる。また、視野角を広くすること
ができる。さらに、蛍光体層は吸収した光のエネルギー
を所定の波長の光(蛍光)に変換するので、明るい画像
を表示できる。
を使用せず、表示に寄与する光の量が多く、明るい画像
を表示することができる。また、視野角を広くすること
ができる。さらに、蛍光体層は吸収した光のエネルギー
を所定の波長の光(蛍光)に変換するので、明るい画像
を表示できる。
【0013】
(第1の実施形態)以下、この発明の実施の形態にかか
るカラー液晶表示素子を図面を参照して説明する。図1
は第1の実施形態にかかるカラー液晶表示素子の断面構
造を示す。
るカラー液晶表示素子を図面を参照して説明する。図1
は第1の実施形態にかかるカラー液晶表示素子の断面構
造を示す。
【0014】このカラー液晶表示素子は一対の基板1、
2と、一対の基板1、2間に封止された液晶20とより
構成される。液晶20は、コレステリック液晶又はカイ
ラルドーパントが添加されたネマティック液晶から構成
され、例えば、吸収率異方性が正の黒色系の二色性染料
を、例えば、0.5〜10重量%程度含んでいる。
2と、一対の基板1、2間に封止された液晶20とより
構成される。液晶20は、コレステリック液晶又はカイ
ラルドーパントが添加されたネマティック液晶から構成
され、例えば、吸収率異方性が正の黒色系の二色性染料
を、例えば、0.5〜10重量%程度含んでいる。
【0015】基板1、2のうち、光入射側の基板2はガ
ラス、透明樹脂等から構成される。一方、対向する基板
1は、特に、透明である必要はない。下側の基板(以
下、TFT基板)1には、図1に示すように、アクティ
ブ素子としてのTFT(薄膜トランジスタ)4がマトリ
クス状に配置されている。
ラス、透明樹脂等から構成される。一方、対向する基板
1は、特に、透明である必要はない。下側の基板(以
下、TFT基板)1には、図1に示すように、アクティ
ブ素子としてのTFT(薄膜トランジスタ)4がマトリ
クス状に配置されている。
【0016】TFT4は、TFT基板1上に形成された
ゲート電極5と、ゲート電極5を覆うゲート絶縁膜6
と、ゲート絶縁膜6上にゲート電極5と対向させて形成
されたa−Si(アモルファスシリコン)等からなる真
性半導体層7と、真性半導体層7の両端部に接続された
ソース電極8及びドレイン電極9とから構成されてい
る。
ゲート電極5と、ゲート電極5を覆うゲート絶縁膜6
と、ゲート絶縁膜6上にゲート電極5と対向させて形成
されたa−Si(アモルファスシリコン)等からなる真
性半導体層7と、真性半導体層7の両端部に接続された
ソース電極8及びドレイン電極9とから構成されてい
る。
【0017】各TFT4の上には、絶縁層11が全面に
配置されている。絶縁層11は、光を効率的に反射する
白等の色の合成樹脂等から構成されている。絶縁層11
の上には、コンタクトホールを介してソース電極8に接
続された透明電極(画素電極)3が、各画素領域にマト
リクス状に配置されている。各画素電極3は、ITO
(インジウムとスズの酸化物)等からなる透明導電膜か
ら形成され、TFT4を介して信号電圧(書き込み電
圧)が印加される。
配置されている。絶縁層11は、光を効率的に反射する
白等の色の合成樹脂等から構成されている。絶縁層11
の上には、コンタクトホールを介してソース電極8に接
続された透明電極(画素電極)3が、各画素領域にマト
リクス状に配置されている。各画素電極3は、ITO
(インジウムとスズの酸化物)等からなる透明導電膜か
ら形成され、TFT4を介して信号電圧(書き込み電
圧)が印加される。
【0018】各画素電極3の上には、蛍光体層12が配
置されている。蛍光体層12は、赤色の蛍光を発する蛍
光体層と、緑の蛍光を発する蛍光体層と、青の蛍光を発
する蛍光体層とを含み、フルカラー表示が可能となるよ
うに、所定順序で配置されている。
置されている。蛍光体層12は、赤色の蛍光を発する蛍
光体層と、緑の蛍光を発する蛍光体層と、青の蛍光を発
する蛍光体層とを含み、フルカラー表示が可能となるよ
うに、所定順序で配置されている。
【0019】蛍光体層12は、透明な樹脂基材と樹脂基
材に混入された粒状の蛍光物質とから構成される。樹脂
基材は、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、アルキド樹
脂、芳香族スルホンアミド樹脂、ユリア樹脂、メラミン
樹脂、ベンゾクアミナン樹脂、及びそれらの共縮重合体
等からなる透明樹脂等から構成される。
材に混入された粒状の蛍光物質とから構成される。樹脂
基材は、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、アルキド樹
脂、芳香族スルホンアミド樹脂、ユリア樹脂、メラミン
樹脂、ベンゾクアミナン樹脂、及びそれらの共縮重合体
等からなる透明樹脂等から構成される。
【0020】蛍光物質は、樹脂基材と同一の樹脂又は他
の透明樹脂を蛍光染料で染めた蛍光材を微細な粒状に粉
砕したものである。蛍光物質は、特定の波長域(蛍光物
質が発する蛍光の波長域)以外の光を吸収し、吸収した
光のエネルギーにより前記特定の波長域の光を発する波
長変換機能を有する。従って、蛍光体層12から出射す
る光は、蛍光物質が発する蛍光の色に着色された光とな
る。
の透明樹脂を蛍光染料で染めた蛍光材を微細な粒状に粉
砕したものである。蛍光物質は、特定の波長域(蛍光物
質が発する蛍光の波長域)以外の光を吸収し、吸収した
光のエネルギーにより前記特定の波長域の光を発する波
長変換機能を有する。従って、蛍光体層12から出射す
る光は、蛍光物質が発する蛍光の色に着色された光とな
る。
【0021】蛍光体層12の上には、全面にポリイミド
等からなる配向膜21が配置されている。配向膜21に
は、所定方向にラビング等の配向処理が施されている。
等からなる配向膜21が配置されている。配向膜21に
は、所定方向にラビング等の配向処理が施されている。
【0022】一方、上側の基板(以下、対向基板)2上
には、対向電極13が形成されている。対向電極13
は、ITO等からなる透明導電膜から形成され、所定の
基準電圧(コモン電圧)が印加される。対向電極13上
には、ポリイミド等からなる配向膜22が形成されてい
る。上側の基板2の配向膜22には、下側の基板1の配
向膜21に施された配向処理方向を基準として、所定方
向にラビング等の配向処理が施されている。
には、対向電極13が形成されている。対向電極13
は、ITO等からなる透明導電膜から形成され、所定の
基準電圧(コモン電圧)が印加される。対向電極13上
には、ポリイミド等からなる配向膜22が形成されてい
る。上側の基板2の配向膜22には、下側の基板1の配
向膜21に施された配向処理方向を基準として、所定方
向にラビング等の配向処理が施されている。
【0023】二色性染料を含む液晶20は、配向膜2
1、22に施された配向処理に従って90゜〜360
゜、望ましくは、180゜〜360゜ツイストして配向
している。
1、22に施された配向処理に従って90゜〜360
゜、望ましくは、180゜〜360゜ツイストして配向
している。
【0024】蛍光体層12を通る光の一部は蛍光物質に
当たる。蛍光物質は、特定波長域の光を透過または反射
させ、他の波長域の光(紫外線等を含む)を吸収し、吸
収した光のエネルギーにより前記特定波長域の光(蛍
光)を発する。従って、蛍光体層12から出射する光
は、蛍光物質が発する蛍光の色に着色される。出射光の
色の濃度は、蛍光体層12中の蛍光物質の割合により定
まり、割合が高いほど色度が高くなる。
当たる。蛍光物質は、特定波長域の光を透過または反射
させ、他の波長域の光(紫外線等を含む)を吸収し、吸
収した光のエネルギーにより前記特定波長域の光(蛍
光)を発する。従って、蛍光体層12から出射する光
は、蛍光物質が発する蛍光の色に着色される。出射光の
色の濃度は、蛍光体層12中の蛍光物質の割合により定
まり、割合が高いほど色度が高くなる。
【0025】蛍光物質から発生して蛍光体層12の液晶
20側の表面に向かう蛍光は、蛍光体層12からの反射
光となり、絶縁膜11に向かう蛍光は、画素電極3を通
過し、光を効率良く反射する白色の絶縁膜11で反射さ
れる。蛍光体層12を透過した光も絶縁膜11により反
射される。絶縁膜11で反射された光は、蛍光体層12
を通過する際に、再び着色される。
20側の表面に向かう蛍光は、蛍光体層12からの反射
光となり、絶縁膜11に向かう蛍光は、画素電極3を通
過し、光を効率良く反射する白色の絶縁膜11で反射さ
れる。蛍光体層12を透過した光も絶縁膜11により反
射される。絶縁膜11で反射された光は、蛍光体層12
を通過する際に、再び着色される。
【0026】画素電極3と対向電極13の間に電圧が印
加されていない状態、即ち、電界無印加状態では、液晶
分子は基板にほぼ平行に、且つ、ツイストして配向して
いる。液晶20に添加された二色性染料の分子も液晶分
子に沿ってツイストして配向している。このため、カラ
ー液晶表示素子の表面側(対向基板2側)から入射した
光は、その光の振動面のいずれもがツイスト配向してい
る二色性染料の分子のいずれかの長軸方向と一致し、そ
の分子により吸収される。このため、無電界状態では、
液晶20を通って蛍光体層12に達する光量は僅かであ
る。従って、蛍光体層12が発する蛍光の量は少ない。
加されていない状態、即ち、電界無印加状態では、液晶
分子は基板にほぼ平行に、且つ、ツイストして配向して
いる。液晶20に添加された二色性染料の分子も液晶分
子に沿ってツイストして配向している。このため、カラ
ー液晶表示素子の表面側(対向基板2側)から入射した
光は、その光の振動面のいずれもがツイスト配向してい
る二色性染料の分子のいずれかの長軸方向と一致し、そ
の分子により吸収される。このため、無電界状態では、
液晶20を通って蛍光体層12に達する光量は僅かであ
る。従って、蛍光体層12が発する蛍光の量は少ない。
【0027】蛍光体層12及び絶縁膜11で反射された
光は、液晶20を通る過程で二色性染料により再び吸収
される。従って、カラー液晶表示素子の表面側に出射す
る光は僅かである。従って、表示はほぼ黒の暗状態にな
る。
光は、液晶20を通る過程で二色性染料により再び吸収
される。従って、カラー液晶表示素子の表面側に出射す
る光は僅かである。従って、表示はほぼ黒の暗状態にな
る。
【0028】これに対し、画素電極3と対向電極13と
の間に大きな電圧を印加すると、液晶分子は電界に沿っ
て対向基板2及びTFT基板1に対してほぼ垂直になる
ように一様に配向する。二色性染料の分子も液晶分子の
配向に伴って基板面に垂直に配向する。従って、二色性
染料分子による通過光の吸収はほとんど無い。
の間に大きな電圧を印加すると、液晶分子は電界に沿っ
て対向基板2及びTFT基板1に対してほぼ垂直になる
ように一様に配向する。二色性染料の分子も液晶分子の
配向に伴って基板面に垂直に配向する。従って、二色性
染料分子による通過光の吸収はほとんど無い。
【0029】このため、入射光は液晶20を通過して蛍
光体層12に到達し、蛍光体層12及び絶縁膜11で反
射される。この反射光が再び液晶20を通って出射す
る。
光体層12に到達し、蛍光体層12及び絶縁膜11で反
射される。この反射光が再び液晶20を通って出射す
る。
【0030】中間電圧が印加された場合には、液晶分子
は印加された電圧に応じたチルト角で配向し、印加電圧
が高くなるに従ってそのチルト角は大きくなる。二色性
染料の分子は液晶分子の配向に従って配向する。このた
め、液晶20を通過する光の量は電界無印加時の通過量
と大きい電圧を印加した時の通過量との間で連続的に変
化する。従って、印加電圧を制御することにより、中間
調を表示することができる。
は印加された電圧に応じたチルト角で配向し、印加電圧
が高くなるに従ってそのチルト角は大きくなる。二色性
染料の分子は液晶分子の配向に従って配向する。このた
め、液晶20を通過する光の量は電界無印加時の通過量
と大きい電圧を印加した時の通過量との間で連続的に変
化する。従って、印加電圧を制御することにより、中間
調を表示することができる。
【0031】TFT液晶表示素子では、各行の選択期間
に、ゲートラインにパルス電圧を印加して各行のTFT
4をオンし、そのタイミングでドレインラインに表示階
調に対応する階調電圧を印加する。これにより、次の選
択期間まで、画素電極3と対向電極13間に階調電圧に
対応する電圧が保持される。従って、この実施例のカラ
ー液晶表示素子は、各選択期間にドレインラインに印加
する電圧を制御することにより、液晶分子及び二色性染
料分子の配向状態を制御して、光の透過・吸収を制御し
て任意の画像を表示することができる。
に、ゲートラインにパルス電圧を印加して各行のTFT
4をオンし、そのタイミングでドレインラインに表示階
調に対応する階調電圧を印加する。これにより、次の選
択期間まで、画素電極3と対向電極13間に階調電圧に
対応する電圧が保持される。従って、この実施例のカラ
ー液晶表示素子は、各選択期間にドレインラインに印加
する電圧を制御することにより、液晶分子及び二色性染
料分子の配向状態を制御して、光の透過・吸収を制御し
て任意の画像を表示することができる。
【0032】また、赤の蛍光体層12と緑の蛍光体層1
2と青の蛍光体層12が順番に絶縁膜11上に配置され
ているので、赤と緑と青を1つの画素として各色の蛍光
体層12に対応する領域の光透過強度を制御することに
より、フルカラーの画像の表示が可能となる。
2と青の蛍光体層12が順番に絶縁膜11上に配置され
ているので、赤と緑と青を1つの画素として各色の蛍光
体層12に対応する領域の光透過強度を制御することに
より、フルカラーの画像の表示が可能となる。
【0033】このような構成のカラー液晶表示素子にお
いては、二色性染料を用いて透過率の制御を行う。従っ
て、偏光板は使用する場合に比較して、表示に寄与する
光の強度が高く、表示画像は明るくなる。また、視野角
は広くなる。また、蛍光体層12は吸収した光のエネル
ギーを用いて蛍光を発する。従って、カラーフィルタに
より、特定波長光以外の光を吸収して光を着色する場合
よりも、表示に寄与する光の強度が高い。このため、表
示画像は明るい。また、蛍光体層12及び画素電極3の
下には光を効率良く反射する白色の絶縁層11が配置さ
れているので、反射光の強度が強くなり、表示が明るく
なる。また、各画素電極3はTFT4上の各画素領域全
面に配置されるため、開口率が大きい。従って、表示が
明るい。
いては、二色性染料を用いて透過率の制御を行う。従っ
て、偏光板は使用する場合に比較して、表示に寄与する
光の強度が高く、表示画像は明るくなる。また、視野角
は広くなる。また、蛍光体層12は吸収した光のエネル
ギーを用いて蛍光を発する。従って、カラーフィルタに
より、特定波長光以外の光を吸収して光を着色する場合
よりも、表示に寄与する光の強度が高い。このため、表
示画像は明るい。また、蛍光体層12及び画素電極3の
下には光を効率良く反射する白色の絶縁層11が配置さ
れているので、反射光の強度が強くなり、表示が明るく
なる。また、各画素電極3はTFT4上の各画素領域全
面に配置されるため、開口率が大きい。従って、表示が
明るい。
【0034】図1においては、画素電極3を透明電極と
し、その下に白色の絶縁膜11を配置したが、画素電極
3を金属等の光反射性の導電膜から形成してもよい。ま
た、図1においては、画素電極3の上に蛍光体層12を
配置したが、図2に示すように、絶縁膜11の上に蛍光
体層12を形成し、この上に画素電極3を配置してもよ
い。また、反射効率を高めるため、図2に示すように、
蛍光体層12の下に光反射性の金属等から構成される反
射膜10を配置してもよい。この場合、反射膜10に、
例えば、対向電極13と同一の共通電圧を印加すること
により、画素電極3と反射膜10とその間の蛍光体層1
2とで補償容量(画素電極3と対向電極13とその間の
液晶20により形成される容量に並列に接続された容
量)が構成できる。このような構成によっても、明るい
画像を表示するカラー液晶表示素子が得られる。また、
補償容量電極を新たに配置する必要がなく、表示に寄与
する領域を有効に活用することができる。
し、その下に白色の絶縁膜11を配置したが、画素電極
3を金属等の光反射性の導電膜から形成してもよい。ま
た、図1においては、画素電極3の上に蛍光体層12を
配置したが、図2に示すように、絶縁膜11の上に蛍光
体層12を形成し、この上に画素電極3を配置してもよ
い。また、反射効率を高めるため、図2に示すように、
蛍光体層12の下に光反射性の金属等から構成される反
射膜10を配置してもよい。この場合、反射膜10に、
例えば、対向電極13と同一の共通電圧を印加すること
により、画素電極3と反射膜10とその間の蛍光体層1
2とで補償容量(画素電極3と対向電極13とその間の
液晶20により形成される容量に並列に接続された容
量)が構成できる。このような構成によっても、明るい
画像を表示するカラー液晶表示素子が得られる。また、
補償容量電極を新たに配置する必要がなく、表示に寄与
する領域を有効に活用することができる。
【0035】(第2の実施の形態)図1及び図2におい
ては、TFT4の上に絶縁膜11を形成し、その上に画
素電極3及び蛍光体層12を構成したが、画素電極3及
び蛍光体層12の配置は任意である。例えば、図3に示
すように、基板上に反射膜10を配置し、その上に蛍光
体層12を配置してもよい。
ては、TFT4の上に絶縁膜11を形成し、その上に画
素電極3及び蛍光体層12を構成したが、画素電極3及
び蛍光体層12の配置は任意である。例えば、図3に示
すように、基板上に反射膜10を配置し、その上に蛍光
体層12を配置してもよい。
【0036】図3においては、TFT基板1上にゲート
電極5と反射膜10がそれぞれ配置される。ゲート電極
5と反射膜10は、Cr等の金属膜をパターニングして
同時に形成される。また、反射膜10には、対向電極1
3の電圧と同一の電圧が印加されており、画素電極3と
の間で補償容量を形成する。
電極5と反射膜10がそれぞれ配置される。ゲート電極
5と反射膜10は、Cr等の金属膜をパターニングして
同時に形成される。また、反射膜10には、対向電極1
3の電圧と同一の電圧が印加されており、画素電極3と
の間で補償容量を形成する。
【0037】ゲート電極5と反射膜10の上には、光透
過性のゲート絶縁膜6が配置される。ゲート絶縁膜6の
上には、ゲート電極5と対向して形成された真性半導体
層7と、真性半導体層7の両端部に接続されたソース電
極8及びドレイン電極9が配置される。また、ゲート絶
縁膜6上の各画素領域には、ソース電極8と接続された
画素電極3が配置される。画素電極3及びソース電極
8、ドレイン電極9等の上には、配向膜21が全面に配
置される。対向基板2側及び液晶20の構成は、図1の
構成と同一である。
過性のゲート絶縁膜6が配置される。ゲート絶縁膜6の
上には、ゲート電極5と対向して形成された真性半導体
層7と、真性半導体層7の両端部に接続されたソース電
極8及びドレイン電極9が配置される。また、ゲート絶
縁膜6上の各画素領域には、ソース電極8と接続された
画素電極3が配置される。画素電極3及びソース電極
8、ドレイン電極9等の上には、配向膜21が全面に配
置される。対向基板2側及び液晶20の構成は、図1の
構成と同一である。
【0038】このような構成の第2の実施形態のカラー
液晶表示素子においても、偏光板を使用せず、蛍光体層
12を用いて光を着色するので、明るい画像を表示する
ことができる。また、ゲート電極5を形成する過程で、
補償容量電極として機能する反射膜10を形成すること
ができ、その製造が容易である。
液晶表示素子においても、偏光板を使用せず、蛍光体層
12を用いて光を着色するので、明るい画像を表示する
ことができる。また、ゲート電極5を形成する過程で、
補償容量電極として機能する反射膜10を形成すること
ができ、その製造が容易である。
【0039】なお、図4に示すように、図3における蛍
光体膜12を画素電極3の上に配置してもよい。また、
図4では、画素電極3の上に蛍光体層12を配置してい
るが、蛍光体層12の上に画素電極3を配置してもよ
い。
光体膜12を画素電極3の上に配置してもよい。また、
図4では、画素電極3の上に蛍光体層12を配置してい
るが、蛍光体層12の上に画素電極3を配置してもよ
い。
【0040】図1〜図4においては、TFT基板1側に
蛍光体層12を形成したが、図5に示すように、対向基
板2の上に対向電極13を形成し、対向電極13上の各
画素領域に蛍光体層12を形成し、これらの上に配向膜
22を配置してもよい。また、図5では、対向電極13
の上に蛍光体膜12を配置しているが、対向基板2の上
に蛍光体層12を配置し、この上に対向電極13を配置
してもよい。
蛍光体層12を形成したが、図5に示すように、対向基
板2の上に対向電極13を形成し、対向電極13上の各
画素領域に蛍光体層12を形成し、これらの上に配向膜
22を配置してもよい。また、図5では、対向電極13
の上に蛍光体膜12を配置しているが、対向基板2の上
に蛍光体層12を配置し、この上に対向電極13を配置
してもよい。
【0041】(第3の実施の形態)図1〜図5の構成に
おいては、対向基板2側から入射した光をTFT基板1
側で反射する構成としたが、TFT基板1側から入射し
た光を対向基板2側で反射する構成としてもよい。この
場合、TFT基板1は透明基板から構成され、対向基板
2は透明基板から構成される必要はない。例えば、図6
においては、対向基板2上に光反射性の金属膜等からな
り、反射膜として機能する対向電極13を形成し、対向
電極13上の各画素領域に蛍光体層12を配置し、これ
らの上に配向膜22が配置されている。これに対し、T
FT基板1上には、TFT4と透明導電膜からなる画素
電極3とが配置されている。
おいては、対向基板2側から入射した光をTFT基板1
側で反射する構成としたが、TFT基板1側から入射し
た光を対向基板2側で反射する構成としてもよい。この
場合、TFT基板1は透明基板から構成され、対向基板
2は透明基板から構成される必要はない。例えば、図6
においては、対向基板2上に光反射性の金属膜等からな
り、反射膜として機能する対向電極13を形成し、対向
電極13上の各画素領域に蛍光体層12を配置し、これ
らの上に配向膜22が配置されている。これに対し、T
FT基板1上には、TFT4と透明導電膜からなる画素
電極3とが配置されている。
【0042】このような構成においては、製造工程が複
雑なTFT基板1側の構成を簡単にすることができる。
しかも、上述の例と同様に、明るい画像を表示するカラ
ー液晶表示素子が得られる。
雑なTFT基板1側の構成を簡単にすることができる。
しかも、上述の例と同様に、明るい画像を表示するカラ
ー液晶表示素子が得られる。
【0043】なお、図6では、対向電極13上に蛍光体
層12を配置したが、対向基板2上に蛍光体層12を配
置し、その上に対向電極13を配置してもよい。また、
図6では、対向電極13上に蛍光体層12を配置した
が、図7に示すように、TFT基板1側の画素電極3の
上に蛍光体層12を配置してもよい。また、TFT基板
1の上に蛍光体層12を配置し、蛍光体層12の上に画
素電極3を配置してもよい。
層12を配置したが、対向基板2上に蛍光体層12を配
置し、その上に対向電極13を配置してもよい。また、
図6では、対向電極13上に蛍光体層12を配置した
が、図7に示すように、TFT基板1側の画素電極3の
上に蛍光体層12を配置してもよい。また、TFT基板
1の上に蛍光体層12を配置し、蛍光体層12の上に画
素電極3を配置してもよい。
【0044】この発明は上記実施形態に限定されず、種
々の変形及び応用が可能である。例えば、上記実施形態
においてはTFTをアクティブ素子とするカラー液晶表
示素子を例にこの発明を説明したが、この発明は、MI
Mをアクティブ素子とするカラー液晶表示素子にも適用
可能である。また、液晶20に添加する二色性染料の割
合、色、液晶20のツイスト角等も変更可能である。
々の変形及び応用が可能である。例えば、上記実施形態
においてはTFTをアクティブ素子とするカラー液晶表
示素子を例にこの発明を説明したが、この発明は、MI
Mをアクティブ素子とするカラー液晶表示素子にも適用
可能である。また、液晶20に添加する二色性染料の割
合、色、液晶20のツイスト角等も変更可能である。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のカラー
液晶表示素子は、明るいカラー画像を表示できる。
液晶表示素子は、明るいカラー画像を表示できる。
【図1】この発明の第1の実施形態のカラー液晶表示素
子の構成例を示す断面図である。
子の構成例を示す断面図である。
【図2】図1に示すカラー液晶表示素子の変形例の構成
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図3】この発明の第2の実施形態のカラー液晶表示素
子の構成例を示す断面図である。
子の構成例を示す断面図である。
【図4】図3に示すカラー液晶表示素子の変形例の構成
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図5】図1〜図4のカラー液晶表示素子の変形例の構
成を示す断面図である。
成を示す断面図である。
【図6】この発明の第3の実施形態のカラー液晶表示素
子の構成例を示す断面図である。
子の構成例を示す断面図である。
【図7】図6に示すカラー液晶表示素子の変形例の構成
を示す断面図である。
を示す断面図である。
1・・・TFT基板、2・・・対向基板、3・・・画素電極、4・
・・TFT、5・・・ゲート電極、6・・・ゲート絶縁膜、7・・
・真性半導体層、8・・・ソース電極、9・・・ドレイン電
極、10・・・反射膜、11・・・絶縁層、12・・・蛍光体
層、13・・・対向電極、20・・・液晶、21・・・配向膜、
22・・・配向膜
・・TFT、5・・・ゲート電極、6・・・ゲート絶縁膜、7・・
・真性半導体層、8・・・ソース電極、9・・・ドレイン電
極、10・・・反射膜、11・・・絶縁層、12・・・蛍光体
層、13・・・対向電極、20・・・液晶、21・・・配向膜、
22・・・配向膜
Claims (11)
- 【請求項1】第1の基板と、 前記第1の基板の上にマトリクス状に形成されたアクテ
ィブ素子と、 前記アクティブ素子を覆って前記第1の基板上に形成さ
れた絶縁膜と、 対応するアクティブ素子に接続され、前記絶縁膜上にマ
トリクス状に形成された画素電極と、 前記第1の基板に対向して配置された第2の基板と、 前記第2の基板の前記第1の基板に対向する面に形成さ
れた対向電極と、 前記第1と第2の基板の間に、ツイスト配向状態で封止
され、二色性染料が添加された液晶と、 前記画素電極又は前記対向電極に積層して形成された蛍
光体層と、 を備えることを特徴とするカラー液晶表示素子。 - 【請求項2】前記蛍光体層は各前記画素電極の上に形成
されていることを特徴とする請求項1に記載のカラー液
晶表示素子。 - 【請求項3】前記蛍光体層は前記対向電極に積層され、
対向する各前記画素電極に対向して形成されていること
を特徴とする請求項1に記載のカラー液晶表示素子。 - 【請求項4】前記絶縁膜上の各画素領域には、所定電圧
が印加された光反射性導電膜が配置され、 該光反射性導電膜の上に前記蛍光体層が配置され、 前記画素電極は、前記蛍光体層の上に、前記蛍光体層に
より前記光反射性導電膜から絶縁されて配置されてい
る、 ことを特徴とする請求項1に記載のカラー液晶表示素
子。 - 【請求項5】第1の基板と、 前記第1の基板上の各画素領域にマトリクス状に形成さ
れた光反射性膜と、 前記光反射性膜を覆って形成された絶縁膜と、 前記絶縁膜上の各画素領域にマトリクス状に形成された
画素電極と、 前記光反射性膜又は前記画素電極に積層されて形成され
た蛍光体層と、 前記第1の基板上にマトリクス状に形成され、対応する
前記画素電極に接続されたアクティブ素子と、 前記第1の基板に対向して配置された第2の基板と、 前記第2の基板の前記第1の基板に対向する面に形成さ
れた対向電極と、 前記第1と第2の基板の間に、ツイスト配向状態で封止
され、二色性染料が添加された液晶と、 を備えることを特徴とするカラー液晶表示素子。 - 【請求項6】前記蛍光体層は対応する前記光反射性膜の
上に形成されていることを特徴とする請求項5に記載の
カラー液晶表示素子。 - 【請求項7】前記蛍光体層は対応する前記画素電極の上
に形成されていることを特徴とする請求項5に記載のカ
ラー液晶表示素子。 - 【請求項8】前記光反射性膜は所定の電圧が印加される
導電性材料から構成され、前記画素電極と前記光反射性
膜は補償容量を構成する、ことを特徴とする請求項5、
6、又は7に記載のカラー液晶表示素子。 - 【請求項9】前記アクティブ素子は、ゲート電極と該ゲ
ート電極を覆うゲート絶縁膜を備え、 前記光反射性膜と前記ゲート電極は、同一の金属膜をパ
ターニングして形成され、 前記絶縁膜とゲート絶縁膜は実質的に同一の絶縁膜から
構成されている、ことを特徴とする請求項5、6、7又
は8に記載のカラー液晶表示素子。 - 【請求項10】光透過性の画素電極と該画素電極に接続
されたアクティブ素子とがマトリクス状に形成された第
1の基板と、 光反射性の対向電極が形成された対向基板と、 前記第1と第2の基板の間に、ツイスト配向状態で封止
され、二色性染料が添加された液晶と、 前記第1の基板と前記対向電極との間に配置された蛍光
体層と、 を備えることを特徴とするカラー液晶表示素子。 - 【請求項11】前記蛍光体層は、複数色の蛍光体層を含
む、ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1つ
に記載のカラー液晶表示素子。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24235195A JPH0961854A (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | カラー液晶表示素子 |
KR1019960025036A KR100210651B1 (ko) | 1995-06-30 | 1996-06-28 | 컬러액정표시소자 |
TW085107872A TW335455B (en) | 1995-06-30 | 1996-06-29 | Color liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24235195A JPH0961854A (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | カラー液晶表示素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0961854A true JPH0961854A (ja) | 1997-03-07 |
Family
ID=17087909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24235195A Pending JPH0961854A (ja) | 1995-06-30 | 1995-08-29 | カラー液晶表示素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0961854A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999053368A1 (fr) * | 1998-04-08 | 1999-10-21 | Seiko Epson Corporation | Afficheur a cristaux liquides et dispositif electronique |
KR100508032B1 (ko) * | 1997-12-19 | 2005-11-09 | 삼성전자주식회사 | 액정 표시 장치 |
JP2006162910A (ja) * | 2004-12-07 | 2006-06-22 | Alps Electric Co Ltd | 表示パネル及び表示装置 |
WO2011053283A1 (en) * | 2009-10-28 | 2011-05-05 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Single-layer reflective display utilizing luminescence |
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