CN101019069A - 液晶显示元件 - Google Patents

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Abstract

由七个段63构成的8字形状的段模块61通过直角弯曲S字结构的液晶注入路径62而与相邻的段模块61相连接。在段模块61的内部，利用直角弯曲S字结构的液晶注入路径64连接上部侧与下部侧对置的两组左右的段63，通过从该液晶注入路径64向纵向分支的直线结构的液晶注入路径65将上部、中央部以及下部的三个段63与该液晶注入路径64连接在一起。

Description

液晶显示元件
技术领域
本发明涉及一种使用分子取向状态为胆甾相(cholesteric)的液晶(胆甾型液晶)作为液晶材料的液晶显示元件，特别涉及一种物理耐久性优越的液晶显示元件。
背景技术
近年来，在使用接触型IC卡或条形码等的物流等产业领域中，开始普及兼备耐久性和方便性的非接触型的IC卡和RF标签等RFID(RadioFrequency Identification：无线射频识别)。今后，还在开拓电子货币等新的应用领域，预想与外部装置进行无线通信的卡和标签也会越发普及。
IC卡虽然记录信息优越，但存在要用专用的装置来读取记录内容否则不能确认这样的问题。而对于积分卡和在交通领域中使用的乘车卡，希望能够看得见其记录内容。在以往的接触型的IC卡中，提出了使用了磁片的显示、利用由使用了无色染料的热写入得到的可视确认的介质的显示等。这种接触型IC卡需要插入IC卡的专用装置，在其专用装置内内置具有磁头或热头的显示写入装置。然而，在预想今后普及的非接触型IC卡和RF标签中，不能装载接触型IC卡用的专用装置具备的写入头。因此，如果不是利用由无线供给的电信号来进行显示，就需要用可电驱动的液晶方式或电泳迁移方式等的显示。
作为涉及具备显示元件的IC卡和RF标签的文献，有下述的向日本专利局申请的专利文献1和专利文献2。
专利文献1：JP实公平7-30384号公报。
专利文献2：JP特开平2002-236891号公报。
在专利文献1的第3页第6列第37行，也有设想非接触型的IC卡和RF标签的记载。对于非接触型的IC卡的结构，在专利文献2中有详细阐述。在专利文献1和专利文献2中，提出了液晶显示元件作为显示元件的一个候补。在使用液晶显示元件作为非接触型的IC卡的显示元件时，设想即使切断电源也保持显示的铁电性液晶或胆甾型液晶，作为其液晶材料的候补。胆甾型液晶也称为手性向列(カイラネマテイツク：Chiral Nematic)液晶。
以往，不能实现用液晶显示元件作为IC卡或RF标签的显示元件的原因是其物理耐久性。这是由于，在IC卡中，当不能满足以JIS定制的弯曲度耐性和环境试验等条件时，不能用作显示元件，而一般的液晶显示元件是无法满足这些条件的。
例如，在IC卡中，其主体的长边为85mm时，要求即使在进行反复500次以上将其中心弯曲2cm的操作的耐久性试验时，IC卡无损坏。在以往的液晶显示元件中，由于基板的破损、液晶分子取向的紊乱、密封材料的剥落等，而无法满足其耐久性试验。
对于接触型或混合型(具有接触与非接触两种功能的型号)的IC卡，在插入读取装置时，会从搬送辊向开表面施加较强压力(辊压)。在以往的液晶显示元件中，因该辊压而会导致液晶导向一方，从而在边缘部密封会被破坏，液晶泄露，失去了作为液晶显示元件的功能。
因此，本申请人在专利文献3(JP特愿平15-998646号)中提出了能够满足上述JIS规格、并在规格厚度(0.76mm)的IC卡上也能够装载的、使用了胆甾型液晶的薄型元件结构的液晶显示元件。然而，在专利文献4(JP特开2002-328374号公报)中，提出了使用反铁电性液晶而提高耐久性的液晶显示元件的结构。然而，反铁电性液晶在原理上很难维持取向，且耐冲击性弱，所以并不能够应用于IC卡。另外，由于需要使用偏光板，所以难以装载在规格厚度(0.76mm)的IC卡上。
在上述专利文献3中提出的液晶显示元件虽然能够满足JIS规格的耐久性，但无法解决进一步的问题。所谓该问题是胆甾型液晶具有的问题，即，由于通过用手指对液晶显示元件的显示面进行压或挤等的操作，使液晶显示元件翘曲或者扭转而对胆甾型液晶施加的力，导致显示状态变化。并且，还可知胆甾型液晶具有因再次进行显示驱动而恢复原状态的性质。
在考虑IC卡的应用化时，IC卡的显示会因手指的力(按压力)而变化是很大的问题，即使可以通过再次驱动而复原显示状态，对于用户来说也是不方便的。本申请人针对专利文献3的液晶显示元件进行了论证试验。而其结果判明，在该液晶显示元件的结构中，会因手指的按压力(指压)而发生变化。
图1是表示在专利文献3中提出的液晶显示元件的整体结构的概略图，图2是其液晶显示元件的分解图。另外，图3是设在其液晶显示元件内部的壁面结构体(壁面材料)以及显示部件的水平方向的剖面图。另外，图4是表示在含有专利文献4所公开的液晶显示元件的液晶单元以及隔壁的层中平行方向上的剖面的一部分的图。
在专利文献3中提出的液晶显示元件的结构为，在段(Segment)基板1与共用基板2之间夹有壁面结构体3、显示部件4、以及遮光掩模5等。
如图2所示，壁面结构体3和显示部件4设在共用基板2和遮光掩模5之间。具有该壁面结构体3和显示部件4的层的厚度为几微米。在图2的例子中，显示部件4由四个段模块4a构成。以下为了方便，将具有壁面结构体3和显示部件4的层称为液晶单元层10。
液晶单元层10除了严密的具有壁面结构体3和显示部件4之外，还具有液晶注入路径11和隔离部件12。液晶注入路径11是为了向液晶单元即显示部件4注入液晶而设的通路，设在相邻的段模块4a之间、第一个段模块4a的左侧。该液晶注入路径11的形状呈直线。从与第一个段模块4a的左侧相连接的液晶注入路径11的左端部11a向液晶单元层10中注入液晶。注入的液晶通过液晶注入路径11以及段模块4a而注入最后一个段模块4a。与最后一个段模块4a的右侧相连接的隔离部件12是为了封入在真空注入液晶时流入的多余的空气而设置的。在结构上，也可以向隔离部件12注入液晶。
在壁面结构体3的上部设有遮光掩模(遮光膜)5。遮光掩模5是用于防止进行段显示时不必要的液晶单元层10中的液晶注入区域(液晶注入路径11以及隔离部件12)作为显示区域而发挥功能的掩模，其形成在段基板1上。遮光掩模5具有与显示部件4的段图案对应的形状的光透过部件5a。考虑到符合位置边缘和视觉确认性，该光透过部件5a的宽度比显示部件4的段模块4a的宽度小。通过该遮光掩模5的遮光作用，显示部件4可以进行视觉确认性和对比度优越的段显示。
图4是在专利文献4中提出的液晶显示装置的液晶层的水平方向剖面图。在该图中，空白部分为与设有液晶单元的部分相对应的显示部件(段)20或液晶注入路径28。在专利文献4中，将各段表现为显示部件(或者液晶单元)。以六根平行的细线表示液晶注入路径28，以宽度比该细线宽的矩形或大致矩形来表示显示部件20。液晶注入路径28的左端为液晶注入部件29。经由液晶注入部件29以及液晶注入路径28而向显示部件20注入反铁电性液晶。另外，涂黑的部分为隔壁27。
这样，专利文献3的液晶显示元件与专利文献4的液晶显示装置同为相似的结构，专利文献3的液晶显示元件与专利文献4的液晶显示装置在结构上的主要的不同在所使用的液晶材料不同这方面。在专利文献3的液晶显示元件中使用胆甾型液晶，在专利文献4的液晶显示装置中使用反铁电性液晶。
在上述专利文献3的液晶显示元件与专利文献4的液晶显示装置任意一个中，都有因向显示面施加指压或元件(装置)弯曲等引起显示状态变化的问题。
发明的公开
本发明的第一个目的是，提供一种即使显示面被手指或笔尖等按压也能够防止显示状态变化的胆甾型液晶显示元件。本发明的第二个目的是，提供一种即使元件翘曲或被扭转也能够防止显示状态变化的胆甾型液晶显示元件。
本发明的液晶显示元件的第一方式以一种液晶显示元件为前提，该液晶显示元件使用胆甾型液晶，并具有：对置的基板；壁面结构体，其设置在这些基板之间；多个段模块，其由多个段构成，该多个段的侧面被该壁面结构体包围；液晶注入路径，其侧面被连接该段模块之间的上述壁面结构体包围。
并且，其特征在于，具有多个至少包括有一个以上的只连接有一个液晶注入路径的段的段模块。
这样，由于在各段模块中至少具有一个以上的无液晶流出口的段，所以能够提高从外部给予的均匀分布负荷的耐性，在用手指等按压显示面时能够防止显示状态的变化。
本发明的第二方式的液晶显示元件是，如第一方式所述的液晶显示元件，其特征在于，在上述段内部设置有支撑上述对置的基板的支柱。
这样，通过在段内部设有支柱，从而能够提高段对从外部施加的集中负荷的耐性，即使用笔尖活指甲那样的尖锐的东西来按压表面时也能够防止段的显示变化。
本发明的第三方式的液晶显示元件以一种液晶显示元件为前提，该液晶显示元件使用胆甾型液晶，并具有对置的基板；壁面结构体，其设在这些基板间；多个段模块，其由多个段构成，该多个段侧面的被该壁面结构体包围，其特征在于，各段模块不与其它段模块相连接。
这样，由于不以液晶的流通线路来连接各段，所以比上述第一方式的液晶显示元件更能够提高对从外部带来的均匀分布负荷的耐性。
本发明的第四方式的液晶显示元件是，如上述第三方式所述的液晶显示元件，其特征在于，在上述段内部设置有支承上述对置的基板的支柱。
这样，通过在段内部设置支柱，从而能够通过与上述第二方式的液晶显示元件同样的作用，提高段的对从外部施加的集中负荷的耐性，即使对表面的一部分集中的施加按压时也能够防止段的显示变化。
附图的简单说明
图1是表示以往的胆甾型液晶显示元件的整体结构的图。
图2是表示上述以往的胆甾型液晶显示元件的重要部分的分解图。
图3是上述以往的胆甾型液晶显示元件中的液晶单元层的水平剖面图。
图4是以往的反铁电性液晶显示元件中的液晶单元层的水平剖面图。
图5是表示以往的液晶单元层的按压导致的显示状态变化的部分的图。
图6是表示以往的其他结构的液晶单元层的按压导致的显示状态变化的部分的图。
图7是表示本发明的各实施例的液晶显示元件中的耐负荷效果的图。
图8是实施例1的液晶显示元件中的液晶单元层的水平剖面图。
图9是表示实施例1的液晶显示元件的制造工序的图。
图10是实施例2的液晶显示元件中的液晶单元层的水平剖面图。
图11是实施例3的液晶显示元件中的液晶单元层的水平剖面图。
图12是表示对段施加集中负荷时的段的变形状况的图。
图13是表示实施例4的液晶显示元件中的段结构的立体图。
图14是实施例4的液晶显示元件中的段的水平剖面图。
图15是实施例4的液晶显示元件的垂直剖面图。
图16是实施例5的液晶显示元件中的段的水平剖面图。
图17是实施例6的液晶显示元件中的段的水平剖面图。
图18是实施例7的液晶显示元件中的段的水平剖面图。
图19是实施例8的液晶显示元件中的段的水平剖面图。
用于实施发明的最佳方式
以实验研究清楚了在专利文献3中所示的胆甾型液晶显示元件的显示状态因向显示面实施的按压力而变化的机理。参照图5和图6来说明该机理。
图5和图6是表示壁面结构体的上表面图的图，图5所示的壁面结构体与图6所示的壁面结构体形状不同。
图5所示的壁面结构体30以直线形状的液晶注入路径32来连接呈8字形状的四个段31。第一个段31(31-1)的左端中央与液晶注入路径32(32-1)相连接，该液晶注入路径32-1的左端为液晶注入口34。另外，在最后一个段31(31-4)的右端中央连接有直线形状的空气封入部件33。
图6所示的壁面结构体40以液晶注入路径42将四个段41锯齿状连接。在第一个与第二个段41之间，以直线状形的液晶注入路径42来连接彼此的上半部的中央部，在第二个与第三个段41之间，以直线状形的液晶注入路径42来连接彼此的下半部的中央部，在第三个与第四个段41之间，以直线状形的液晶注入路径42来连接彼此的上半部的中央部。
[实验1]
从液晶注入路径32-1向图5所示的壁面结构体30注入胆甾型液晶而制造了薄膜基板的胆甾型液晶显示元件(未图示)。当用手指按压该胆甾型液晶显示元件的显示面时，以图5的虚线图案36所示的部分的显示状态容易变化。另外，使上述胆甾型液晶显示元件在长轴方向弯曲有翘曲时，与用手指按压的情况一样，由显示面的虚线图案36表示的部分显示状态容易变化。
[实验2]
从液晶注入路径42(42-1)向图6所示的壁面结构体40注入胆甾型液晶而制造了薄膜基板的胆甾型液晶显示元件(未图示)。当用手指按压该胆甾型液晶显示元件的显示面时，以图6的虚线图案46所示的部分的显示状态容易变化。另外，使上述胆甾型液晶显示元件在长轴方向弯曲有翘曲时，与用手指按压时相比较，虽然显示状态的变化缓慢，但仍可在以虚线图案36所示的部分观察到显示状态变化。
已知的，胆甾型液晶是液晶分子具有螺旋状相的液晶，是作为根据其螺旋结构的变化的朝向，成为反射特定波长的光(选择反射)的平面状态与透明的焦点圆锥状态这两种状态的双稳定性的液晶。在平面状态下，螺旋轴相对于基板面垂直，液晶分子平行。在焦点圆锥状态下，螺旋轴相对于基板面平行，液晶分子形成微小的区域。胆甾型液晶显示元件利用这两种状态来进行显示。
在实验1、2中所发现的因向显示面施加压力和元件翘曲所导致的显示状态的变化是因为胆甾型液晶从焦点圆锥状态变化到了平面状态。考虑到这是由于，段(以下，也有表现为液晶单元的情况)内部的液晶流动，液晶分子被拉拽到基板的界面上，液晶分子在基板上呈平行的状态，而变化为了平面状态。在图5和图6中，以虚线所示的显示状态的变化位置是在结构上因液晶单元内部的压力变化而液晶容易流动的地方。另外，当对液晶单元的厚度(单元间隙)为3μm和5μm的情况进行比较时，间隙薄的3μm的显示状态的变化显著。考虑到这是由于，3μm时基板的界面附近的液晶相对多，而容易受到基板的界面的影响。
根据上述的考察，彻底查明了通过以抑制液晶单元内部的液晶的流动性的方式来形成壁面结构体，从而能够防止对于液晶显示元件的显示面的按压和液晶显示元件的弯曲等导致的显示状态的变化。
在按压液晶显示元件的表面时施加的负荷中，有“均匀分布负荷”和“集中负荷”两种。均匀分布负荷是以如手指等的表面积比较大的东西进行按压时产生的负荷，其负荷以按压部分为中心而相同的分布。集中负荷是以例如圆珠笔尖或指尖等的表面积小的东西进行按压时产生的负荷，其负荷集中在按压部分而不太向周围分散。
在以下所述的实施例中，首先针对处理均匀分布负荷引起的显示状态的变化的实施例进行阐述，接着针对处理集中负荷引起的显示状态的变化的实施例进行阐述。
在任意的例子中，其整体结构(各构成要素的配置)都与图1～图3所示的专利文献3中所提出的液晶显示元件相同。两者本质上不同的是液晶单元层的结构。在本发明中，通过对壁面结构体的结构(换而言之，显示部件以及液晶注入路径的图案形状)和壁面结构中的段(液晶单元)内部的结构进行研究，比以往的液晶显示元件提高了对均匀分布负荷和集中负荷的强度。
图7是表示本发明的实施例的液晶显示元件中的耐负荷(LithstandingLoad)效果的曲线图。
该曲线图表示如人用手指按压了液晶显示元件的显示面这样的，对其显示面施加的“均匀分布负荷”引起的显示变化，横轴为以往的液晶显示元件与本发明的各实施例的液晶显示元件，纵轴为它们的“耐负荷(kgf/cm2)”。耐负荷表示在人用手指按压了液晶显示元件的显示面时，其液晶显示元件能承受显示变化的最大的手指按压力(以下，表现为指压力)。
该图虚线的横线51为将液晶显示元件作为IC卡的显示元件而安装时的耐负荷的最低限度的目标值，为5.3kgf/cm2。该目标值为从对参加实验的数十个人的指压力的测定结构而统计导出的值，可以认为是人的平均的指压力。
在具有图3的液晶单元的以往结构的液晶显示元件中，胆甾型液晶(以下只表现为液晶)的厚度为5μm时的耐负荷为1.6kgf/cm2。另外，在使液晶的厚度为3μm时减小到1.3kgf/cm2。这样，在以往结构的液晶显示元件中，不太能够承受人的指压力。
液晶显示元件的显示变化的一个原因是由液晶单元的变形引起的其内部的胆甾型液晶流出(液晶的流动性)，因此通过提高壁面结构体的硬度能够提高液晶单元相对于按压力的变形强度，从而能够防止按压引起的显示变化。在此，再次研究壁面结构体的材料，使粘合固化后的壁面结构体为更硬的材料。壁面结构体由于为高分子材料，所以分子量大，而有越是交联密度大的材料越硬的倾向。将该方法应用于液晶厚度为3μm的以往结构的液晶显示元件，当使壁面结构体成硬的壁面结构时，其耐负荷增加到了2.7kgf/cm2。
这样，对于以往结构的液晶显示元件，即使提高高分子材料即壁面结构体的硬度，其耐负荷也达不到目标值。因此，在本发明的实施例中进行了这样的研究，即，通过使壁面结构体的图案形状相对于以往而有所改变，而能够抑制在液晶单元内部的液晶的流动。以实施例着眼的是“液晶注入路径的形状”和“段模块的各段的结构”。
下述的实施例将本发明应用于以七个段构成显示部件的各位的数字显示部件(以下，表现为段模块)的液晶显示元件。
[实施例1]
图8是本发明的实施例1的液晶显示元件中的液晶单元层的部分的水平剖面图。
用手指按压液晶显示元件的显示面时施加到其显示面的负荷被称为均匀分布负荷。在实施例1的液晶单元60中，根据该均匀分布负荷的大小，着眼于“液晶注入路径的形状”，使在段模块61之间连接的液晶注入路径62为直角弯曲S字结构。另外，在段模块61内，也以直角弯曲S字结构的液晶注入路径64来连接上部侧与下部侧对置的两组左右的段63，以从该液晶注入路径64用在纵向上分支的直线的液晶注入路径65来连接该液晶注入路径64和上部、中央部以及下部的各段63。这样，液晶注入路径62、64为利用了当有转角时流体就不易流动的性质的结构。因此，只要液晶注入路径64是在中途具有转角的结构即可，而并不仅限于直径弯曲S字结构。
如图3所示，在以往的液晶显示元件中，段模块4a并没有被分割为段，但是在本实施例中，着眼于“段的结构”，将段模块61分割为七个段63，并且使各段63的液晶注入口(以下，只记为注入口)为一个。通过成为这种结构，能够增加无液晶输出口(以下，只记为输出口)的段63的个数。这些段63因无输出口而应该能够减少在内部所填充的液晶的流动性。在实施例1的液晶显示元件中，上部、中央部以及下部的段63为只具有注入口而没有输出口的段。换而言之，这三个段63的结构为，只与作为注入口的液晶注入路径64相连接，而不与作为液晶的输出口的液晶注入路径64相连接。
图7表示上述结构的实施例1的液晶显示元件中的耐负荷的增加效果。
如该图中以对(3)赋予的菱形所示，实施例1的液晶显示元件的耐负荷提高到9.33kgf/cm2。另外，虽然没有表示结构图，但在各段模块中只有一个无输出口的段的液晶显示元件的耐负荷为5.6kgf/cm2。因此，判明根据无输出口的段的个数，耐负荷发生了变化。
图9是说明实施例1的液晶显示元件的制造方法的图。
实施例1的液晶显示元件的制造工序与专利文献3的液晶显示元件大致相同，不同的只有液晶单元的形成工序(壁面结构体的形成工序)。因此，在此简单说明。
(1)首先，在薄膜基板(段基板)71的表面形成段图案的遮光掩模(遮光膜)72，该薄膜基板71形成了段图案的透明电极。
(2)接着，在遮光掩模72上，通过光刻等形成考虑到作为液晶注入路径的液晶单元层的有粘合性的壁面结构体73。壁面结构体的厚度大致为液晶单元层中的液晶的厚度。
(3)在形成有固状的共用电极74a的共用基板74上形成光吸收层75。光吸收层75需用于使胆甾型液晶的透明状态为黑显示。该光吸收层75可以形成在共用基板74的内侧或外侧的任意一侧。或者，也可以以具备光吸收性的材料形成共用电极74a(此时，不需要形成光吸收层的工序)。
(4)如上所述，通过加热处理来粘合分别单独形成的段基板76和共用基板77。
(5)从液晶单元层77的液晶注入口注入液晶，经由液晶注入路径62、64而将液晶注入以及填充到全部的段63中。例如可以通过真空注入法来进行该液晶的注入。
在图9所示的液晶显示元件70中，从段基板76引出共用基板77的共用电极74a，因此使用导电性的粘合材料等，使共用基板77的共用电极74a与段基板76的转移电极71a通电。另外，虽然壁面结构体73自身具有粘合性，但也可以在液晶显示元件的外周部设置一般的液晶结构的密封材料。
在不使用偏光板的胆甾型液晶显示元件中，由于在液晶注入路径中残留有液晶，所以为了隐蔽该液晶注入路径内的液晶而需要遮光掩模(参照上述工序(1))。
然而，在利用图4所示的反铁电性液晶的液晶显示装置的情况下，只有最后一个段模块的一部分的段(右半部的上部、中央部、下部、以及右端的上下的段)没有输出口，而其他的段模块的全段都有注入口和输出口。因此，即使将该液晶显示装置用于胆甾型液晶的液晶显示装置，在对其显示面施加了按压时，也不能指望段内部的液晶的流动性减少(换而言之，耐负荷的提高)。
这样，以实施例1的液晶显示元件虽然实现了超过耐负荷的目标值的结构，但耐负荷越大则IC卡的方便性越高。即，最好是，即使在何种状态下使用，IC卡的显示都不会变化。因此，进一步发展实施例1的结构，如下述，设计了具有各段模块内的各段全部注入口为一个的壁面结构的液晶单元层的液晶显示元件。
[实施例2]
图10是基于上述设计的本发明的实施例2的液晶显示元件中的液晶单元的部分的水平剖面图。
在该图所示的实施例2的液晶显示元件中的液晶单元层80中，在横方向连接的段模块81的列的上方与下方，分别与段模块81的列平行、直线形状的共用液晶注入路径85、86。成为以下结构：经由从共用液晶注入路径85分支的液晶注入路径82向各段模块81的上半部分的各段83注入液晶；经由从共用液晶注入路径86分支的液晶注入路径82向下半部分的各段82注入液晶。使液晶注入路径82呈直线、“大致勺柄形”或“阶梯”的形状，后面两个液晶注入路径82都呈具有转角部的形状。
由于这种结构，各段模块81内的各段83只有一个注入口。另外，由于成经由共用液晶注入路径85、86而连接全部的段模块81的结构，所以在各段83不存在输出口。
这样，由于实施例2的液晶显示元件为液晶单元层80内的全部的段83无输出口的结构，所以其耐负荷比实施例1的液晶显示元件更有所提高。
[实施例3]
图11是本发明的实施例3的液晶显示元件中的液晶单元层的部分的水平剖面图。
如该图所示，在实施例3的液晶显示元件的液晶单元层90中，全部的段模块91的全部的段93独立，这些段93既没有注入口也没有输出口。因此，也不存在液晶注入路径。因此，实施例3的液晶显示元件的耐负荷比实施例2的液晶显示元件更有所提高。
为了制造实施例3的液晶显示元件中的液晶单元层90的结构，在液晶面板的制造工序中不能利用一般的真空注入法。但是，例如可以通过以下这样的工序来进行制造。
(1)使壁面结构体仅在段部形成凹部。
(2)向凹部滴下液晶(胆甾型液晶)，以液晶注满凹部。
(3)粘合对置的两个基板(共用基板和段基板)
由于在上述(2)、(3)的工序中气泡有可能会进入液晶，所以最好在真空中实施液晶的滴下以及对置基板的粘合。
上述实施例1～3的液晶显示元件为力求提高因手指等对液晶显示元件的显示面施加的按压力而产生的均匀分布负荷的耐负荷的设备。在使用IC卡的情况下，也设想了除手指外，以圆珠笔尖或指尖来按压IC卡的显示部件的情况。此时，对显示部件施加集中负荷的压力，使液晶显示产生变化。为了提高IC卡的方便性，还需要抑制该集中负荷导致的显示变化。
在集中负荷中，由于压力集中在微小区域，所以压力多只施加在单个段上。由于段已由液晶所充满，所以因向段施加集中负荷而导致段内的液晶容易流动。特别在薄膜基板中这种倾向显著。
图12是表示在施加集中负荷的按压时产生的段的变形的状况的图。
段100为由形成在共用基板105上的对置电极(共用电极)104和形成在段基板101上的段电极107包围上表面以及下表面，由粘合性的壁面结构体103包围左右侧面的结构。另外，在粘合性的壁面结构体103的上表面设置有遮光掩模102。该遮光掩模102被段基板101和粘合性的壁面结构体103所夹持。
当对位于段100的中央部上方的段基板101的一部分施加图中箭头108所示方向的按压力时，以段基板101的按压部分为中心的周围向按压方向凹陷，与此相伴，段100内的液晶被段电极107按压，而使段100产生变形。试制横宽为0.4mm的段100，调查该段100的集中负荷的耐负荷时，以往结构的段100的耐负荷为0.6kgf/cm2。这样，以往结构的段100对于集中负荷非常弱，若受到0.6kgf/cm2左右的按压则显示就会变化。
因此，为了提高段的耐集中负荷，设计在壁面结构的段内部也形成粘合性的支柱(粘合性支柱)。该粘合性支柱与包围段侧面的壁面结构体相同的支撑对置的基板。因此，能够发挥缓和施加在段内部的液晶的按压的功能。
[实施例4]
图13是基于上述设计的本发明的实施例4的液晶显示元件中的段的水平剖面图。另外，图14是从显示面侧观察该段时的俯视图。
如图13以及14所示，在实施例4的液晶显示元件的段110中，以等间隔将圆柱形状的粘合性支柱(以下，只记为支柱)111配置为列状。
在图15中表示该段110的垂直剖面图。在该图中，对于与图12的以往结构的段100具有的构成要素相同的构成要素赋予相同的符号。
如图15所示，在段110的内部以等间隔配置支柱111。这样，由于在段100内部等间隔设置坚固的支柱111，从而即使施加了集中负荷的按压时，也能够抑制段110的变形，能够高度防止段110相对于集中负荷的显示变化。
实际上，在段100内部以图1 3所示的配置图案形成直径0.03mm的圆柱上的支柱111，其结果如图7的曲线中(4)所示，耐集中负荷为3.5kgf/cm2，则也提高了大概5.5倍。
由于该支柱111的材料是与壁面结构体113相同的材料即可，所以其形成能够与壁面结构体113在同一工序中制造。例如，只要通过光刻形成壁面结构体113，制造将支柱111的图案添加到壁面结构体113的图案中的光掩模即可。
然而，如图7的(4)所示，在实施例4的液晶显示元件中，对均匀分布负荷的耐负荷与以往结构的液晶显示元件大致相同，关于均匀分布负荷几乎没有耐性效果。因此，设计了在提高集中负荷的耐性的同时也提高均匀分布负荷的耐性的进一步的结构。
[实施例5]
图16是表示本发明的实施例5的液晶显示元件中的在段内部的支柱的形状以及配置图案的水平剖面图。
在实施例5中，将支柱121做成剖面为十字形的立体构件，在段120内部将该支柱121以等间隔配置为格子状。由于使支柱121的剖面为十字形，所以液晶的流通线路被十字间的间隙所限制，其流动性被大幅度限制。因此，集中负荷和分布负荷双方的耐性提高。
[实施例6]
图17是表示本发明的实施例6的液晶显示元件中的段内的支柱的形状以及配置图案的水平剖面图。
在段130的内部，形成有大致蜂窝结构的支柱131。这样，在形成了大致蜂窝结构的支柱130时，段130在集中负荷中最能够提高耐性。进而，在本蜂窝结构中，具有在正六边形的一边设有开口部133的特征。
[实施例7]
虽然未图示，但制造了兼备图17所示的大致蜂窝结构和图10所示的全部的段无输出口的结构的液晶显示元件，作为本发明的实施例7的液晶显示元件。其结果，该液晶显示元件的均匀分布负荷的耐性在图7的曲线图中如(5)所示为18.7kgf/cm2，是图7中曲线图中(1)所示的以往结构的液晶显示元件的耐负荷(＝1.3kgf/cm2)的10倍以上。另外，集中负荷的耐负荷也有12.7kgf/cm2，是以往结构的液晶显示元件的耐负荷(＝0.6kgf/cm2)实际上的20倍以上。
然而，在图16和图17所示的实施例6、7的液晶显示元件中的段的支柱结构中，有多个液晶进入的开口部。而液晶进入的开口部最低只要两个即可。
[实施例8]
图18是本发明的实施例8的液晶显示元件中的段的水平剖面图。
该图所示的段140是图16所示的段120的变形，具有连接段120内相邻的两个支柱121的一方的支柱121的左边与另一方的支柱121的右边的支柱141。这样，段140由于为将在段120内处于相邻关系的支柱121彼此相连接的结构，所以开口部的数量比段120大幅度减少。可以以在段内140内部不形成封闭区域的方式来实施支柱121的连接。这是由于要向段140内的支柱141以外的全部区域注入液晶。通过上述的结构，实施例8的液晶显示元件比实施例6的液晶显示元件更提高了均匀分布负荷的耐性。另外，由于段剖面内的支柱相对于全部面积的的占有面积比大于段120中的占有面积比，所以集中负荷的耐性也比实施例6的液晶显示元件有所提高。
[实施例9]
图19是本发明的实施例9的液晶显示元件中的段的水平剖面图。
该图所示的段150是图17所示的大致蜂窝结构的段130的变形，只在正六边形的两边设有开口部153。因此，比段130更能够限制来自段内部的液晶向外部流动，实施例9的液晶显示元件的均匀分布负荷的耐性比实施例7的液晶显示元件有所提高。另外，由于段剖面内的支柱的占有面积大于段130中的，所以集中负荷的耐性也比实施例7的液晶显示元件有所提高。
另外，即使是图11那样的无液晶注入路径的结构的段，也能够在段内部形成支柱，可以期待通过在这种段内形成支柱而提高集中负荷以及均匀分布负荷的耐性。
然而，虽然预想到开口部越少液晶的注入时间就越长，但如果在液晶注入时使液晶的温度上升而降低液晶的粘度，则能够以不成为工艺上问题的时间来制造液晶显示元件。
以上，根据说明的本发明的实施方式，能够防止具备双稳定性的胆甾型液晶显示元件特有的课题即因按压显示面导致的显示状态的变化。能够实现耐翘曲带来的变形的液晶单元。因此，在做成IC卡的显示元件时，能够提供方便性优越的带有显示功能的IC卡。
虽然在上述实施例中将本发明适用于进行段显示的液晶显示元件，但本发明并不仅限于此，也可以应用于点矩阵显示的液晶显示元件。
另外，进而本发明为双稳定性优越的、防止胆甾型液晶液晶显示元件中的特有的问题即显示变化的有效的结构，但也可以将本发明的结构用于提高其它液晶显示元件的耐久性上。
工业上的可利用性
本发明除了可适用于IC卡的显示部件以外，还可适用于移动电话、PDA(Personal Data Assistant：个人数字助理)等便携终端或手表等薄型化的要求强烈的便携设备的显示部件。还有，能够适用于触摸板方式的显示器、电子纸、汽车的车载面板等各种电子设备的显示部件。

Claims (10)

1.一种液晶显示元件，使用胆甾型液晶，并具有：对置的基板；壁面结构体，其设置在这些基板之间；多个段模块，其由多个段构成，该多个段的侧面被该壁面结构体包围；液晶注入路径，其侧面被连接该段模块之间的上述壁面结构体包围，其特征在于，
具有多个至少包括一个以上的只连接有一个液晶注入路径的段的段模块。
2.如权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于，
在所有段模块中，在各段只连接有一个液晶注入路径。
3.如权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于，
上述液晶注入路径具有转角部。
4.如权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于，
在上述段内部设置有支撑上述对置的基板的支柱。
5.如权利要求4所述的液晶显示元件，其特征在于，
上述支柱的材料是与上述壁面结构体相同的材料。
6.如权利要求4所述的液晶显示元件，其特征在于，
上述支柱是水平剖面为十字形的立体构件。
7.如权利要求6所述的液晶显示元件，其特征在于，
水平剖面为十字形的上述支柱以在段内不形成封闭区域的方式与相邻的支柱相连接。
8.如权利要求4所述的液晶显示元件，其特征在于，
上述支柱为大致蜂窝结构体，形成该大致蜂窝结构体的多个边具有开口部。
9.一种液晶显示元件，使用胆甾型液晶，并具有：对置的基板；壁面结构体，其设置在这些基板间；多个段模块，其由多个段构成，该多个段的侧面被该壁面结构体包围的，其特征在于，
各段模块不与其它段模块相连接。
10.如权利要求9所述的液晶显示元件，其特征在于，
在上述段内部设置有支撑上述对置的基板的支柱。
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