KR100900129B1 - Liquid crystal display element - Google Patents
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Abstract
7개의 세그먼트(63)로 구성되는 8자 형상의 세그먼트 블록(61)은, 키형 S자 구조의 액정 주입 경로(62)에 의해, 인접하는 세그먼트 블록(61)과 연결되어 있다. 세그먼트 블록(61) 내부에서는, 상부측과 하부측의 대향하는 2조의 좌우의 세그먼트(63)끼리는 키형 S자 구조의 액정 주입 경로(64)로 연결되고, 상부, 중앙부 및 하부의 3개의 세그먼트(63)는, 그 액정 주입 경로(64)로부터 세로 방향으로 갈라져 나온 직선 구조의 액정 주입 경로(65)에 의해, 그 액정 주입 경로(64)와 연결되어 있다. An eight-shaped segment block 61 composed of seven segments 63 is connected to an adjacent segment block 61 by a liquid crystal injection path 62 having a key S-shaped structure. Inside the segment block 61, two sets of left and right opposing segments 63 on the upper side and the lower side are connected to the liquid crystal injection path 64 of a key S-shaped structure, and the upper, middle and lower three segments ( 63 is connected with the liquid crystal injection path 64 by the liquid crystal injection path 65 of the linear structure which splits in the longitudinal direction from the liquid crystal injection path 64.
액정 주입구, 지주, 세그먼트, 벽면 구조체, 액정 표시 소자 Liquid crystal injection hole, strut, segment, wall structure, liquid crystal display element
Description
본 발명은, 액정 재료로서 분자 배향 상태가 콜레스테릭상의 액정(콜레스테릭 액정)을 이용하는 액정 표시 소자에 관한 것으로, 특히 물리적인 내구성이 우수한 액정 표시 소자에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
최근, 접촉형 IC 카드나 바코드 등이 이용되고 있는 물류 등의 산업 분야에서, 내구성과 편리성을 겸비한 비접촉형의 IC 카드나 RF 태그 등의 RFID(Radio Frequency Identification)가 보급되기 시작하고 있다. 앞으로, 전자 머니 등의 새로운 응용 분야도 개척되어, 외부 장치와 무선 통신을 행하는 카드나 태그가, 점점, 보급될 것이 예상된다. In recent years, RFID (Radio Frequency Identification) such as a non-contact type IC card and an RF tag having durability and convenience has begun to spread in industries such as logistics where contact type IC cards, bar codes and the like are used. In the future, new application fields such as electronic money will also be pioneered, and cards and tags that perform wireless communication with external devices are expected to become increasingly popular.
IC 카드는, 정보 기록이 우수하지만, 기록 내용을 전용의 장치로 판독할 때까지 확인할 수 없다고 하는 문제를 갖고 있다. 포인트 카드나 교통 분야에서 이용되는 회수권 카드에서는, 기록 내용을 시인할 수 있는 것이 기대되고 있기 때문이다. 종래의 접촉형의 IC 카드에서는, 자기 플레이크를 이용한 표시나, 로이코 염료를 이용한 열 기입에 의한 시인 가능한 매체를 이용한 표시 등이 제안되어 있었다. 이와 같은 접촉형 IC 카드는, IC 카드를 삽입하는 전용 장치를 필요로 하고, 그 전용 장치 내에는 자기 헤드나 열 헤드를 구비한 표시 기입 장치가 내장된 다. 그러나, 앞으로 보급이 예상되는 비접촉형의 IC 카드나 RF 태그에서는, 접촉형 IC 카드용의 전용 장치가 구비하는 기입 헤드를 탑재할 수는 없다. 이 때문에, 무선으로 공급되는 전기 신호를 이용하여 표시시켜야만 하여, 전기 구동 가능한 액정 방식이나 전기 영동 방식 등에 의한 표시가 필요해진다. Although the IC card has excellent information recording, there is a problem that the IC card cannot be confirmed until the contents of the recording are read by a dedicated device. This is because it is expected that the record contents can be visually recognized by the coupon card used in the point card or the transportation field. In the conventional contact type IC card, a display using magnetic flakes, a display using a medium that can be seen by thermal writing using a leuco dye, and the like have been proposed. Such a contact type IC card requires a dedicated device into which the IC card is inserted, and a display writing device having a magnetic head or a column head is incorporated in the dedicated device. However, in the non-contact type IC card and RF tag which are expected to spread in the future, it is not possible to mount the writing head which the dedicated device for a contact type IC card has. For this reason, it is necessary to display using an electric signal supplied wirelessly, and display by the liquid crystal system, electrophoresis system, etc. which can be electrically driven is required.
표시 소자를 구비한 IC 카드나 RF 태그에 관한 문헌으로서는, 하기의 일본 특허청에 출원된 특허 문헌 1이나 특허 문헌 2가 있다. As a literature concerning an IC card and an RF tag provided with a display element, there is a
특허 문헌 1: 일본 실공평 7-30384호 공보Patent Document 1: Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-30384
특허 문헌 2: 일본 특개평 2002-236891호 공보Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-236891
특허 문헌 1의 3페이지 6열 37행째에는, 비접촉형의 IC 카드나 RF 태그를 상정하는 기재도 있다. 비접촉형 IC 카드의 구조에 대해서는, 특허 문헌 2에서 자세하게 설명되어 있다. 특허 문헌 1이나 특허 문헌 2에는, 액정 표시 소자가 표시 소자의 하나의 후보로서 제안되어 있다. 비접촉형의 IC 카드의 표시 소자로서 액정 표시 소자를 이용하는 경우, 그 액정 재료의 후보로서는, 전원을 절단하여도 표시를 유지하는 강유전성 액정이나 콜레스테릭 액정이 상정된다. 콜레스테릭 액정은 카이럴네마틱 액정이라 불리는 경우도 있다. In the third column, the sixth column and the 37th line of
종래, 액정 표시 소자가 IC 카드나 RF 태그의 표시 소자로서 실현에 이르지 않았던 이유는, 그 물리적인 내구성에 있었다. IC 카드에서는, JIS로 규격되어 있는 굽힘 내성이나 환경 시험 등의 조건을 만족하지 않으면 소자로서 채용할 수는 없어, 일반적인 액정 표시 소자에서는 그들의 조건을 만족할 수는 없었기 때문이다. Conventionally, the reason why the liquid crystal display element has not been realized as a display element of an IC card or an RF tag has been its physical durability. This is because the IC card cannot be used as an element unless the conditions such as bending resistance, environmental test, etc., which are standardized in JIS, are satisfied, and in general liquid crystal display elements, these conditions cannot be satisfied.
예를 들면, IC 카드에서는, 그 본체의 긴 변이 85mm인 경우, 그 중심을 2cm굽히는 조작을 500회 이상 반복하는 내구 시험을 행하여도, IC 카드가 깨지지 않는 것이 요구되고 있다. 종래의 액정 표시 소자에서는, 기판의 파손이나, 액정 분자의 배향의 흐트러짐, 실재의 벗겨짐 등에 의해, 그 내구 시험을 만족할 수는 없었다. For example, in the IC card, when the long side of the main body is 85 mm, it is required that the IC card not be broken even if the endurance test of repeating the operation of bending the
접촉형 또는 하이브리드형(접촉과 비접촉의 양 기능을 갖는 형)의 IC 카드에서는, 판독 장치에 삽입할 때에, 카드 표면에 반송 롤러로부터 강한 압력(롤러압)이 가해진다. 종래의 액정 표시 소자에서는, 이 롤러압에 의해 액정이 한 방향으로 치우쳐, 엣지부에서 실(seal)이 파괴되어, 액정이 누출되어, 액정 표시 소자로서의 기능을 잃게 된다. In an IC card of contact type or hybrid type (type having both functions of contact and non-contact), a strong pressure (roller pressure) is applied to the surface of the card from the conveying roller when inserted into the reading apparatus. In a conventional liquid crystal display element, the liquid crystal is biased in one direction by this roller pressure, a seal is broken at the edge portion, the liquid crystal leaks, and the function as the liquid crystal display element is lost.
따라서, 본 출원인은, 특허 문헌 3(일본 특원평 15-998646호)에서, 상기 JIS 규격을 만족할 수 있고, 규격 두께(0.76mm)의 IC 카드에도 탑재 가능한 콜레스테릭 액정을 이용한 박형 소자 구조의 액정 표시 소자를 제안하였다. 그런데, 특허 문헌4(일본 특개 2002-328374호 공보)에는, 반 강유전성 액정을 이용하여 내구성을 향상시킨 액정 표시 소자의 구조에 대해서 제안되어 있다. 그러나, 반 강유전성 액정은, 원리적으로, 배향 유지가 어렵고, 내충격성이 약하기 때문에, IC 카드에 적용할 수 없다. 또한, 편광판을 이용할 필요가 있으므로, 규격 두께(0.76mm)의 IC 카드에의 탑재는 곤란하다. Therefore, the applicant of Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 15-998646) discloses a thin element structure using a cholesteric liquid crystal that can satisfy the JIS standard and can also be mounted on an IC card having a standard thickness (0.76 mm). A liquid crystal display device is proposed. By the way, patent document 4 (Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-328374) proposes the structure of the liquid crystal display element which improved durability using antiferroelectric liquid crystal. However, semiferroelectric liquid crystals cannot be applied to IC cards because, in principle, alignment is difficult to maintain and the impact resistance is weak. In addition, since it is necessary to use a polarizing plate, it is difficult to mount a standard thickness (0.76 mm) onto an IC card.
상기 특허 문헌 3에서 제안한 액정 표시 소자는, JIS 규격의 내구성을 만족할 수 있었지만, 역시 문제를 해결할 수는 없었다. 이 문제란, 콜레스테릭 액정이 갖는 문제로서, 액정 표시 소자의 표시면을 손가락으로 누르거나 또는 잡는 등의 조작에 의해, 액정 표시 소자가 휘거나, 비틀어지거나 함으로써 콜레스테릭 액정에 가해지는 힘에 의해, 표시 상태가 변화하게 된다고 하는 문제이다. 또한, 콜레스테릭 액정은, 재차, 표시 구동을 행함으로써 본래의 상태로 되돌아가는 성질을 갖는 것도 알려져 있다. Although the liquid crystal display element proposed by the said
IC 카드의 실용화를 고려한 경우, IC 카드의 표시가 손가락의 힘(압압력) 정도로 변화하는 것은 큰 문제로서, 재구동에 의해 표시 상태를 복원할 수 있도록 하였다고 하여도, 유저에게 있어서는 편리성이 나쁜 것으로 된다. 본 출원인은 특허 문헌 3의 액정 표시 소자에 대해서 실증 시험을 시도하였다. 그리고, 그 결과, 이 액정 표시 소자의 구조에서는, 손가락의 압압력(지압)으로 표시가 변화하는 것이 판명되었다. Considering the practical use of the IC card, it is a big problem that the display of the IC card changes to the force (pressure pressure) of the finger. Even if the display state can be restored by re-drive, it is not convenient for the user. It becomes. The present applicant tried an empirical test with respect to the liquid crystal display element of
도 1은, 특허 문헌 3에서 제안된 액정 표시 소자의 전체 구조를 도시하는 개략도이며, 도 2는 그 액정 표시 소자의 분해도이다. 또한, 도 3은 그 액정 표시 소자 내부에 설치된 벽면 구조체(벽면재) 및 표시부의 수평 방향의 단면도이다. 또한, 도 4는, 특허 문헌 4에 개시되어 있는 액정 표시 소자의 액정 셀 및 격벽을 포함하는 층에 평행한 방향에서의 단면의 일부를 도시하는 도면이다. 1 is a schematic view showing the entire structure of a liquid crystal display element proposed in
특허 문헌 3에서 제안된 액정 표시 소자는, 세그먼트 기판(1)과 공통 기판(2) 사이에, 벽면 구조체(3), 표시부(4), 및 차광 마스크(5) 등이 사이에 끼워진 구조로 되어 있다. The liquid crystal display element proposed in
도 2에 도시하는 바와 같이, 벽면 구조체(3)와 표시부(4)는 공통 기판(2)과 차광 마스크(5) 사이에 설치된다. 이 벽면 구조체(3)와 표시부(4)를 갖는 층의 두께는 수㎛이다. 도 2의 예에서는, 표시부(4)는 4개의 세그먼트 블록(4a)으로 구성되어 있다. 이하에서는, 편의상, 벽면 구조체(3)와 표시부(4)를 갖는 층을 액정 셀층(10)이라고 하기로 한다. As shown in FIG. 2, the
액정 셀층(10)은, 엄밀하게는, 벽면 구조체(3)와 표시부(4) 이외에, 액정 주입 경로(11)와 버퍼부(12)를 갖고 있다. 액정 주입 경로(11)는, 액정 셀인 표시부(4)에 액정을 주입하기 위해서 설치된 통로로서, 인접하는 세그먼트 블록(4a) 사이, 초단의 세그먼트 블록(4a)의 좌측에 설치되어 있다. 이 액정 주입 경로(11)의 형상은, 직선으로 되어 있다. 액정 셀층(10)에서의 액정의 주입은, 초단의 세그먼트 블록(4a)의 왼쪽 끝에 접속하는 액정 주입 경로(11)의 왼쪽 끝부(11a)로부터 이루어진다. 주입된 액정은, 액정 주입 경로(11) 및 세그먼트 블록(4a)을 통하면서 최종단의 세그먼트 블록(4a)에 주입된다. 최종단의 세그먼트 블록(4a)의 오른쪽 끝에 접속하는 버퍼부(12)는, 액정을 진공 주입할 때에 유입하는 여분의 공기를 밀봉하기 위해서 설치되어 있다. 구조 상, 버퍼부(12)에도 액정은 주입되게 된다. The liquid
벽면 구조체(3)의 상부에는 차광 마스크(차광막)(5)가 설치된다. 차광 마스크(5)는, 액정 셀층(10)에서의 세그먼트 표시에 불필요한 액정 주입 영역(액정 주입 경로(11) 및 버퍼부(12))이 표시 영역으로서 기능하는 것을 방지하기 위한 마스크로서, 세그먼트 기판(1) 위에 형성된다. 차광 마스크(5)는, 표시부(4)의 세그먼트 패턴에 대응한 형상의 광 투과부(5a)를 갖고 있다. 이 광 투과부(5a)의 폭은, 위치 맞춤 마진이나 시인성을 고려하여 표시부(4)의 세그먼트 블록(4a)의 폭보다도 작게 되어 있다. 이 차광 마스크(5)의 차광 작용에 의해, 표시부(4)는 시인성과 콘트라스트가 우수한 세그먼트 표시를 행할 수 있다. A light shielding mask (light shielding film) 5 is provided on the
도 4는, 특허 문헌 4에서 제안되어 있는 액정 표시 장치의 액정층의 수평 방향 단면도이다. 동일 도면에서, 흰 부분은 액정 셀이 설치된 부분에 대응하는 표시부(세그먼트)(20) 또는 액정 주입 경로(28)이다. 특허 문헌 4에서는, 개개의 세그먼트를 표시부(또는, 액정 셀)라고 표현하고 있다. 액정 주입 경로(28)는 6개의 평행한 세선으로 나타내어져 있고, 표시부(20)는 그 세선보다도 폭이 굵은 사각형 또는 대략 사각형으로 나타내어져 있다. 액정 주입 경로(28)의 왼쪽 끝은 액정 주입부(29)로 되어 있다. 표시부(20)에는, 액정 주입부(29) 및 액정 주입 경로(28)를 통해서 반강유전성 액정이 주입된다. 또한, 검게 칠한 부분은 격벽(27)으로 되어 있다. 4 is a horizontal cross-sectional view of the liquid crystal layer of the liquid crystal display device proposed in
이와 같이, 특허 문헌 3의 액정 표시 소자와 특허 문헌 4의 액정 표시 장치는 모두 비슷 비슷한 구조로 되어 있고, 특허 문헌 3의 액정 표시 소자와 특허 문헌 4의 액정 표시 장치와의 구성 상의 주된 차이는, 사용되는 액정 재료가 서로 다르다는 점이다. 특허 문헌 3의 액정 표시 소자에서는 콜레스테릭 액정이 사용되고, 특허 문헌 4의 액정 표시 장치에서는 반 강유전성 액정이 사용되어 있다. As described above, the liquid crystal display device of
전술한 특허 문헌 3의 액정 표시 소자와 특허 문헌 4의 액정 표시 장치 중 어느 하나에서도, 표시면에의 지압이나 소자(장치)의 굽힘 등에 의해 표시 상태가 변화한다고 하는 문제점을 갖고 있다. In any of the above-mentioned liquid crystal display element of
<발명의 개시><Start of invention>
본 발명의 제1 목적은, 표시면이 손가락이나 펜 끝 등으로 눌려도, 표시 상태의 변화를 방지할 수 있는 콜레스테릭 액정 표시 소자를 제공하는 것이다. 본 발명의 제2 목적은, 소자가 휘거나, 비틀어지거나 하여도, 표시 상태의 변화를 방지할 수 있는 콜레스테릭 액정 표시 소자를 제공하는 것이다. A first object of the present invention is to provide a cholesteric liquid crystal display device capable of preventing a change in display state even when the display surface is pressed with a finger, a pen tip, or the like. A second object of the present invention is to provide a cholesteric liquid crystal display device capable of preventing a change in the display state even when the device is bent or twisted.
본 발명의 액정 표시 소자의 제1 양태는, 대향하는 기판과, 그들의 기판 사이에 설치된 벽면 구조체와, 그 벽면 구조체에 측면이 둘러싸인 복수의 세그먼트로 구성되는 복수의 세그먼트 블록과, 그 세그먼트 블록 사이를 연결하고 있는 상기 벽면 구조체에 측면이 둘러싸인 액정 주입 경로를 갖는 콜레스테릭 액정을 이용한 액정 표시 소자를 전제로 한다. 그리고, 액정의 액정 주입 경로가 1개만 연결된 세그먼트를 적어도 1개 이상 구비한 세그먼트 블록을 복수 구비하고 있는 것을 특징으로 한다. The 1st aspect of the liquid crystal display element of this invention is between the board | substrate which opposes, the wall surface structure provided between these board | substrates, the some segment block comprised from the some segment by which the side wall was surrounded by the wall structure, and the segment block. It is assumed that a liquid crystal display device using a cholesteric liquid crystal having a liquid crystal injection path surrounded by a side surface of the wall structure to be connected. A plurality of segment blocks comprising at least one segment connected to only one liquid crystal injection path of the liquid crystal is provided.
이와 같이, 각 세그먼트 블록에서 액정이 유출구를 갖지 않는 세그먼트를 적어도 1개 이상 구비한 것에 의해, 외부로부터 주어지는 등분포 하중에서의 내성을 향상시키는 것이 가능해지고, 손가락 등으로 표시면을 압압한 경우에 표시 상태의 변화를 방지할 수 있다. As described above, by providing at least one segment of the liquid crystal having no outlet in each segment block, it becomes possible to improve the resistance in the equally distributed load given from the outside and to press the display surface with a finger or the like. The change of the display state can be prevented.
본 발명의 제2 양태의 액정 표시 소자는, 상기 제1 양태의 액정 표시 소자에서, 상기 세그먼트 내부에 상기 대향하는 기판을 유지하는 지주를 설치하도록 한 것을 특징으로 한다. The liquid crystal display device of the second aspect of the present invention is characterized in that, in the liquid crystal display element of the first aspect, a support for holding the opposing substrate is provided inside the segment.
이와 같이, 세그먼트 내부에 지주를 설치함으로써, 외부로부터 가해지는 집중 하중에 대한 세그먼트의 내성을 향상시키는 것이 가능해지고, 펜의 끝이나 손톱 과 같은 끝이 뾰족한 것으로 표면을 압압한 경우에도 세그먼트의 표시 변화를 방지할 수 있게 된다. In this way, by installing the support in the inside of the segment, it becomes possible to improve the resistance of the segment to the concentrated load applied from the outside, and even if the surface is pressed with a sharp tip such as the tip of a pen or a fingernail, the display of the segment changes. Can be prevented.
본 발명의 제3 양태의 액정 표시 소자는, 대향하는 기판과, 그들의 기판 사이에 설치된 벽면 구조체와, 그 벽면 구조체에 측면이 둘러싸인 복수의 세그먼트로 구성되는 복수의 세그먼트 블록을 갖는 콜레스테릭 액정을 이용한 액정 표시 소자를 전제로 하고, 각 세그먼트 블록은, 다른 세그먼트 블록과 연결되어 있지 않은 것을 특징으로 한다The liquid crystal display element of the 3rd aspect of this invention is a cholesteric liquid crystal which has a board | substrate which opposes, the wall surface structure provided between these board | substrates, and the some segment block comprised from the some side surface surrounded by the wall surface structure. Assuming that the liquid crystal display element used is used, each segment block is not connected to another segment block.
이와 같이, 각 세그먼트가 액정의 유로에 의해 연결되어 있으므로, 외부로부터 주어지는 등분포 하중에 대한 내성을, 상기 제1 양태의 액정 표시 소자보다도 더욱 향상시킬 수 있다.Thus, since each segment is connected by the flow path of a liquid crystal, resistance to the equal distribution load given from the exterior can be improved more than the liquid crystal display element of a said 1st aspect.
본 발명의 제4 양태의 액정 표시 소자는, 상기 제3 양태의 액정 표시 소자에서, 상기 세그먼트 내부에 상기 대향하는 기판을 유지하는 지주를 설치하도록 한 것을 특징으로 한다. The liquid crystal display element of the 4th aspect of this invention is characterized in that the support | pillar holding the said opposing board | substrate is provided in the said segment in the liquid crystal display element of the said 3rd aspect, It is characterized by the above-mentioned.
이와 같이, 세그먼트 내부에 지주를 설치함으로써, 상기 제2 양태의 액정 표시 소자와 마찬가지의 작용에 의해, 외부로부터 가해지는 집중 하중에 대한 세그먼트의 내성을 향상할 수 있고, 표면의 일부에 집중적으로 압압이 가해진 경우에도 세그먼트의 표시 변화를 방지할 수 있다. Thus, by providing a support | pillar in a segment, resistance of a segment with respect to the concentrated load applied from the outside can be improved by the effect similar to the liquid crystal display element of a said 2nd aspect, and it concentrates on a part of surface. Even if this is applied, the display change of the segment can be prevented.
도 1은 종래의 콜레스테릭 액정 표시 소자의 전체 구조를 도시하는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure which shows the whole structure of the conventional cholesteric liquid crystal display element.
도 2는 상기 종래의 콜레스테릭 액정 표시 소자의 주요부를 도시하는 분해 도. 2 is an exploded view showing a main part of the conventional cholesteric liquid crystal display element.
도 3은 상기 종래의 콜레스테릭 액정 표시 소자에서의 액정 셀층의 수평 단면도.3 is a horizontal sectional view of a liquid crystal cell layer in the conventional cholesteric liquid crystal display device.
도 4는 종래의 반 강유전성 액정 표시 소자에서의 액정 셀층의 수평 단면도.4 is a horizontal cross-sectional view of a liquid crystal cell layer in a conventional antiferroelectric liquid crystal display device.
도 5는 종래의 액정 셀층의 압압에 의한 표시 상태의 변화 부분을 도시하는 도면. Fig. 5 is a diagram showing a portion of change of the display state due to the pressing of the conventional liquid crystal cell layer.
도 6은 종래의 다른 구조를 한 액정 셀층의 압압에 의한 표시 상태의 변화 부분을 도시하는 도면. FIG. 6 is a view showing a portion of change in display state due to pressing of a liquid crystal cell layer having another conventional structure. FIG.
도 7은 본 발명의 각 실시예의 액정 표시 소자에서의 내하중 효과를 도시하는 도면.FIG. 7 is a diagram showing a load-bearing effect in the liquid crystal display of each embodiment of the present invention. FIG.
도 8은 실시예 1의 액정 표시 소자에서의 액정 셀층의 수평 단면도.8 is a horizontal sectional view of the liquid crystal cell layer in the liquid crystal display element of Example 1;
도 9는 실시예 1의 액정 표시 소자의 제조 프로세스를 도시하는 도면.9 is a diagram showing a manufacturing process of a liquid crystal display element of Example 1;
도 10은 실시예 2의 액정 표시 소자에서의 액정 셀층의 수평 단면도.10 is a horizontal sectional view of the liquid crystal cell layer in the liquid crystal display element of Example 2;
도 11은 실시예 3의 액정 표시 소자에서의 액정 셀층의 수평 단면도.11 is a horizontal sectional view of the liquid crystal cell layer in the liquid crystal display element of Example 3;
도 12는 세그먼트에 집중 하중이 가해졌을 때의 세그먼트의 변형의 모습을 도시하는 도면.12 is a diagram showing a state of deformation of a segment when a concentrated load is applied to the segment.
도 13은 실시예 4의 액정 표시 소자에서의 세그먼트의 구조를 도시하는 입체 사시도. Fig. 13 is a three-dimensional perspective view showing the structure of a segment in the liquid crystal display element of Example 4;
도 14는 실시예 4의 액정 표시 소자에서의 세그먼트의 수평 단면도.Fig. 14 is a horizontal sectional view of a segment in the liquid crystal display element of Example 4;
도 15는 실시예 4의 액정 표시 소자의 수직 단면도. 15 is a vertical sectional view of the liquid crystal display device of Example 4;
도 16은 실시예 5의 액정 표시 소자에서의 세그먼트의 수평 단면도.Fig. 16 is a horizontal sectional view of a segment in the liquid crystal display element of Example 5;
도 17은 실시예 6의 액정 표시 소자에서의 세그먼트의 수평 단면도. 17 is a horizontal sectional view of a segment in the liquid crystal display element of Example 6;
도 18은 실시예 7의 액정 표시 소자에서의 세그먼트의 수평 단면도.18 is a horizontal sectional view of a segment in the liquid crystal display element of Example 7;
도 19는 실시예 8의 액정 표시 소자에서의 세그먼트의 수평 단면도. 19 is a horizontal sectional view of a segment in the liquid crystal display element of Example 8;
<발명을 실시하기 위한 최량의 형태><Best Mode for Carrying Out the Invention>
특허 문헌 3에서 나타내는 바와 같이 콜레스테릭 액정 표시 소자의 표시 상태가 표시면에의 압압력으로 변화하는 메카니즘을, 실험에서 구명하였다. 이 메카니즘을 도 5와 도 6을 참조하면서 설명한다. As shown in
도 5 및 도 6은, 벽면 구조체의 상면도를 도시하는 도면으로, 도 5에 도시하는 벽면 구조체와 도 6에 도시하는 벽면 구조체는 형상이 서로 다르다. 5 and 6 show a top view of the wall surface structure, wherein the wall surface structure shown in FIG. 5 and the wall surface structure shown in FIG. 6 are different in shape.
도 5에 도시하는 벽면 구조체(30)는, 8자 형상을 한 4개의 세그먼트(31)가 직선 형상의 액정 주입 경로(32)에 의해 연결되어 있다. 초단의 세그먼트(31)(31-1)의 왼쪽 끝 중앙은 액정 주입 경로(32)(32-1)와 연결되어 있고, 그 액정 주입 경로(32-1)의 왼쪽 끝이 액정 주입구(34)로 되어 있다. 또한, 최종단의 세그먼트(31)(31-4)의 오른쪽 끝 중앙에는, 직선 형상의 공기 밀봉부(33)가 연결되어 있다.In the
도 6에 도시하는 벽면 구조체(40)는, 4개의 세그먼트(41)가 지그재그 형상으로 액정 주입 경로(42)에 의해 연결되어 있다. 초단과 제2 단의 세그먼트(41) 사이는 상반분의 중앙부끼리가, 제2 단과 제3 단의 세그먼트(41) 사이는 하반분의 중앙부끼리가, 제3 단과 제4 단의 세그먼트(41) 사이는 상반분의 중앙부끼리가, 직선 형상의 액정 주입 경로(42)로 연결되어 있다.In the
[실험 1][Experiment 1]
도 5에 도시하는 벽면 구조체(30)에 액정 주입 경로(32-1)로부터 콜레스테릭 액정을 주입하여 필름 기판의 콜레스테릭 액정 표시 소자(도시되지 않음)를 제작하였다. 이 콜레스테릭 액정 표시 소자의 표시면을 손가락으로 누르면, 도 5의 파선 패턴(36)으로 나타내어진 부분의 표시 상태가 용이하게 변화하였다. 또한, 상기 콜레스테릭 액정 표시 소자를 길이 방향으로 구부려 휘어짐을 준 바, 손가락으로 압압한 것과 마찬가지로 표시면의 파선 패턴(36)이 나타나는 부분에서 표시 상태가 용이하게 변화하였다. A cholesteric liquid crystal was injected into the
[실험 2][Experiment 2]
도 6에 도시하는 벽면 구조체(40)에 액정 주입 경로(42)(42-1)로부터 콜레스테릭 액정을 주입하여 필름 기판의 콜레스테릭 액정 표시 소자(도시되지 않음)를 제작하였다. 이 콜레스테릭 액정 표시 소자의 표시면을 손가락으로 누르면, 도 6의 파선 패턴(46)으로 나타내어진 부분의 표시 상태가 용이하게 변화하였다. 또한, 상기 콜레스테릭 액정 표시 소자를 길이 방향으로 구부려 휘어짐을 준 바, 손가락으로 압압한 경우와 비교하면 표시 상태의 변화는 완만하지 않았지만, 역시 파선 패턴(46)으로 나타내어진 부분에서 표시 상태에 변화가 보여졌다.A cholesteric liquid crystal was injected into the
콜레스테릭 액정은, 액정 분자가 나선 형상의 상을 갖는 액정으로서, 그 나선 구조의 변화의 방향에 따라, 특정한 파장의 광을 반사(선택 반사)하는 플래너 상태와 투명한 포컬 코닉 상태의 2종류의 상태를 취하는 쌍안정성의 액정으로서 알 려져 있다. 플래너 상태에서는, 기판면에 대하여 나선축이 수직으로 되고, 액정 분자는 평행하게 된다. 포칼코닉 상태에서는, 나선축이 기판면에 대하여 평행해지고 액정 분자는 미소 도메인을 형성한다. 콜레스테릭 액정 표시 소자는, 이들 2개의 상태를 이용하여 표시를 행한다.A cholesteric liquid crystal is a liquid crystal in which a liquid crystal molecule has a spiral shape, and includes two kinds of planar states in which light of a specific wavelength is reflected (selective reflection) and transparent focal conic states according to the direction of change of the spiral structure. It is known as a bistable liquid crystal taking a state. In the planar state, the spiral axis is perpendicular to the substrate surface, and the liquid crystal molecules are parallel. In the focalconic state, the helix axis is parallel to the substrate surface and the liquid crystal molecules form micro domains. The cholesteric liquid crystal display element displays using these two states.
실험 1, 2에서 발견된 표시면에의 압력이나 소자의 휘어짐에 의한 표시 상태의 변화는, 콜레스테릭 액정이 포칼코닉 상태로부터 플래너 상태로 변화한 것에 기인하고 있다. 이는, 세그먼트(이하, 액정 셀이라 표현하는 경우도 있음) 내부의 액정이 유동하여, 기판의 계면에 액정 분자가 끌려, 액정 분자가 기판에 평행한 상태로 되어, 플래너 상태로 변화하기 때문이라고 생각된다. 도 5와 도 6에서 파선 패턴으로 나타내어져 있는 표시 상태의 변화 위치는, 구조 상, 액정 셀 내부의 압력 변화로 액정이 흐르기 쉬운 부분이다. 또한, 액정 셀의 두께(셀 갭)이 3㎛와 5㎛인 경우를 비교하면, 셀 갭이 얇은 3㎛ 쪽이 표시 상태의 변화는 현저하였다. 이것은, 3㎛ 쪽이 상대적으로 기판의 계면 부근의 액정이 많기 때문에, 기판의 계면의 영향을 받기 쉽기 때문이라고 생각된다. The change in the display state due to the pressure on the display surface and the bending of the element found in the
이상과 같은 고찰에 의해, 액정 셀 내부의 액정의 유동성이 억제 되도록 벽면 구조체를 형성함으로써, 액정 표시 소자의 표시면에 대한 압압이나 액정 표시 소자의 굽힘 등에 의한 표시 상태의 변화를 방지할 수 있는 것을 밝혀냈다. Based on the above considerations, it is possible to prevent the change of the display state due to the pressing on the display surface of the liquid crystal display element, the bending of the liquid crystal display element, or the like by forming the wall structure so that the fluidity of the liquid crystal inside the liquid crystal cell is suppressed. Revealed.
액정 표시 소자의 표면을 압압했을 때에 가해지는 하중에는, 「등분포 하중」과 「집중 하중」의 2종류가 있다. 등분포 하중은, 손가락 등과 같이 표면적이 비교적 큰 것으로 압압된 경우에 발생하는 하중으로서, 그 하중은 압압부를 중심으 로 하여 균일하게 분포된다. 집중 하중은, 예를 들면, 볼 펜의 끝이나 손가락의 손톱 등과 같이 표면적이 작은 것으로 압압된 경우에 발생하는 하중으로서, 그 하중은 압압부에 집중하여 주위에는 그다지 분산되지 않는다. There are two types of loads applied when the surface of the liquid crystal display element is pressed, "equal distribution load" and "concentration load". The equal distribution load is a load generated when the surface area is pressed by a relatively large surface such as a finger, and the load is uniformly distributed around the pressing portion. The concentrated load is a load generated when the surface area is pressed with a small surface area, such as the tip of a ball pen, the finger nail of a finger, or the like, and the load concentrates on the pressing portion and is not distributed very much around.
이하에 설명하는 실시예에서는, 우선, 등분포 하중에 의한 표시 상태의 변화에 대처하는 실시예에 대해서 설명하고, 다음으로, 집중 하중에 의한 표시 상태의 변화에 대처하는 실시예에 대해서 설명한다.In the embodiments described below, first, an embodiment that copes with the change in the display state due to an equally distributed load will be described. Next, an embodiment that copes with the change in the display state due to the concentrated load will be described.
어느 실시예도, 그 전체 구성(각 구성 요소의 배치)은, 도 1 내지 도 3에 도시된 특허 문헌 3에서 제안되어 있는 액정 표시 소자와 마찬가지이다. 양자의 본질적인 차이는, 액정 셀층의 구조에 있다. 본 발명에서는, 벽면 구조체의 구조(환언하면, 표시부 및 액정 주입 경로의 패턴 형상)나 벽면 구조에서의 세그먼트(액정 셀) 내부의 구조를 연구함으로써, 종래의 액정 표시 소자보다도 등분포 하중이나 집중 하중에 대한 강도를 높이고 있다. Also in any Example, the whole structure (position of each component) is the same as that of the liquid crystal display element proposed by
도 7은, 본 발명의 실시예의 액정 표시 소자에서의 내하중 효과를 도시하는 그래프이다.7 is a graph showing the load-bearing effect in the liquid crystal display device of the embodiment of the present invention.
이 그래프는, 액정 표시 소자의 표시면을 사람이 손가락으로 압압한 것과 같은, 그 표시면에 가해지는 「등분포 하중」에 의한 표시 변화를 나타내는 것으로,횡축이 종래의 액정 표시 소자와 본 발명의 각 실시예의 액정 표시 소자, 종축이 그들의 「내하중(kgf/cm2)」로 되어 있다. 내하중은, 액정 표시 소자의 표시면을 사람이 손가락으로 압압했을 때에, 그 액정 표시 소자가 표시 변화에 견딜 수 있는 최대의 손가락의 압압력(이하, 지압력이라 표현)을 나타내는 것이다.This graph shows the display change by the "equal distribution load" applied to the display surface, such as a person pressing a display surface of the liquid crystal display element with a finger, and the horizontal axis represents the conventional liquid crystal display element and the present invention. The liquid crystal display element and the vertical axis | shaft of each Example are set to those "withstand load (kgf / cm <2> ). Withstand load indicates the maximum pressure (hereinafter, referred to as "pressure pressure") of the maximum finger which the liquid crystal display element can withstand display change when a person presses the display surface of a liquid crystal display element with a finger.
동일 그래프의 파선의 횡선(51)은, 액정 표시 소자를 IC 카드의 표시 소자로서 실장한 경우에서의 내하중의 최저한의 목표값으로, 5.3kgf/cm2로 되어 있다. 이 목표값은, 실험에 참가하게 한 수십명의 사람의 지압력에 대한 측정 결과로부터 통계적으로 도출한 값으로, 사람의 평균적인 지압력이라고 간주할 수 있다. The
도 3의 액정 셀을 갖는 종래 구조의 액정 표시 소자에서는, 콜레스테릭 액정(이하, 간단히 액정이라 표현)의 두께가 5㎛인 경우의 내하중은 1.6kgf/cm2이었다. 또한, 액정의 두께를 3㎛으로 한 경우에는 1.3kgf/cm2로 감소하였다. 이와 같이, 종래 구조의 액정 표시 소자에서는, 도저히 사람의 지압력을 견딜 수 없다. In the liquid crystal display element of the conventional structure which has the liquid crystal cell of FIG. 3, the withstand load in case the thickness of a cholesteric liquid crystal (henceforth a liquid crystal only) is 5 micrometers was 1.6 kgf / cm <2> . Moreover, when the thickness of the liquid crystal was 3 micrometers, it reduced to 1.3 kgf / cm <2> . As described above, in the liquid crystal display element of the conventional structure, it cannot hardly bear the human pressure.
액정 표시 소자의 표시 변화의 한가지 원인은 액정 셀의 변형에 의한 그 내부의 콜레스테릭 액정의 유출(액정의 유동성)에 있기 때문에, 벽면 구조체의 경도를 높임으로써 압압에 대한 액정 셀의 변형 강도를 높이고, 압압에 의한 표시 변화를 방지할 수 있다. 따라서, 벽면 구조체의 재료를 재검토하고, 접착 경화 후의 벽면 구조체를 보다 딱딱한 재료로 하였다. 벽면 구조체는 고분자 재료이므로, 분자량이 크고, 가교 밀도가 큰 재료일수록 딱딱해지는 경향이 있다. 액정의 두께가 3㎛의 종래 구조의 액정 표시 소자에 이 방법을 적용하고, 벽면 구조체를 딱딱한 벽면 구조로 한 바, 그 내하중은 2.7kgf/cm2까지 증가하였다. Since one cause of the display change of the liquid crystal display element is the outflow of the cholesteric liquid crystal (liquidity of the liquid crystal) due to the deformation of the liquid crystal cell, the deformation strength of the liquid crystal cell against pressure can be increased by increasing the hardness of the wall structure. It is possible to increase the display change due to pressing. Therefore, the material of the wall surface structure was reviewed, and the wall surface structure after adhesive hardening was made into a harder material. Since the wall structure is a polymer material, a material having a large molecular weight and having a high crosslinking density tends to become hard. This method was applied to the liquid crystal display element of the conventional structure of 3 micrometers in thickness of a liquid crystal, and when the wall structure was made into the rigid wall structure, the load capacity increased to 2.7 kgf / cm <2> .
이와 같이, 종래 구조의 액정 표시 소자에서는, 고분자 재료인 벽면 구조체 의 경도를 높여도, 그 내하중은 목표값에는 미치지 않는다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는, 벽면 구조체의 패턴 형상을 종래와 바꿈으로써, 액정 셀 내부에서의 액정의 흐름을 억제할 수 있도록 연구하였다. 실시예에서 주목한 것은, 「액정 주입 경로의 형상」과 「세그먼트 블록의 각 세그먼트의 구조」이다. Thus, in the liquid crystal display element of a conventional structure, even if the hardness of the wall surface structure which is a high molecular material is raised, the load capacity does not reach a target value. Therefore, in the Example of this invention, the pattern shape of the wall surface structure was changed so that it was possible to suppress the flow of the liquid crystal in a liquid crystal cell. Noted in the examples are "shape of liquid crystal injection path" and "structure of each segment of the segment block".
이하에 설명하는 실시예는, 본 발명을 표시부의 각 자릿수의 숫자 표시부(이하, 세그먼트 블록이라 표현)가 7개의 세그먼트로 구성되는 액정 표시 소자에 적용 한 것이다. The embodiment described below applies the present invention to a liquid crystal display element in which the numerical display portion (hereinafter referred to as a segment block) of each digit of the display portion is composed of seven segments.
[실시예 1]Example 1
도 8은, 본 발명의 실시예 1의 액정 표시 소자에서의 액정 셀층의 부분적인 수평 단면도이다. 8 is a partial horizontal cross-sectional view of the liquid crystal cell layer in the liquid crystal display element of Example 1 of the present invention.
액정 표시 소자의 표시면을 손가락으로 누른 경우에 그 표시면에 가해지는 하중은, 등분포 하중이라 불린다. 이 등분포 하중의 크기에 의해 실시예 1의 액정셀(60)에서는, 「액정 주입 경로의 형상」에 주목하고, 세그먼트 블록(61) 사이를 연결하는 액정 주입 경로(62)를 키형 S자 구조로 하였다. 또한, 세그먼트 블록(61) 내에서도, 상부측과 하부측의 대향하는 2조의 좌우의 세그먼트(63)끼리를 키형 S자 구조의 액정 주입 경로(64)에 의해 연결하고, 그 액정 주입 경로(64)와 상부, 중앙부 및 하부의 각 세그먼트(63)를 그 액정 주입 경로(64)로 세로 방향으로 갈라져 나온 직선의 액정 주입 경로(65)에 의해 연결하였다. 이와 같이, 액정 주입 경로(62, 64)는, 코너가 있으면 유체가 흐르기 어려워지는 성질을 이용한 구조로 되어 있다. 따라서, 액정 주입 경로(64)는 도중에 코너를 갖는 구조이면 되 고, 키형 S자 구조에 한하는 것은 아니다. When the display surface of the liquid crystal display element is pressed with a finger, the load applied to the display surface is called an equal distribution load. In the
도 3에 도시하는 바와 같이, 종래의 액정 표시 소자에서는 세그먼트 블록(4a)은 복수의 세그먼트로 분할되어 있지는 않지만, 본 실시예에서는, 「세그먼트의 구조」에 주목하고, 세그먼트 블록(61)을 7개의 세그먼트(63)로 분할함과 함께, 각 세그먼트(63)의 액정 주입구(이하, 간단히 주입구라고 기재)를 1개로 하였다. 이와 같은 구조로 함으로써, 액정 주출구(이하, 간단히 주출구라고 기재)가 없는 세그먼트(63)의 개수를 많게 할 수 있다. 이들의 세그먼트(63)는, 주출구가 없으므로 내부에 충전된 액정의 유동성은 감소할 것이다. 실시예 1의 액정 표시 소자에서는, 상부, 중앙부 및 하부의 세그먼트(63)가 주입구만을 갖는 주출구가 없는 세그먼트로 되어 있다. 바꾸어 말하면, 그들 3개의 세그먼트(63)는, 주입구로 되는 액정 주입 경로(64)와만 접속되고, 액정의 주출구로 되는 액정 주입 경로(64)와는 접속되지 않는 구조로 되어 있다. As shown in Fig. 3, in the conventional liquid crystal display device, although the
도 7에, 상기 구조의 실시예 1의 액정 표시 소자에서의 내하중의 증가 효과를 나타낸다. 7 shows the effect of increasing the load resistance in the liquid crystal display of Example 1 having the above structure.
동일 도면에서 (3)을 부여한 마름모형으로 나타낸 바와 같이, 실시예 1의 액정 표시 소자의 내하중은 9.33kgf/cm2까지 향상한다. 또한, 구조도를 도시하지는 않지만, 주출구가 없는 세그먼트가 각 세그먼트 블록 내에 1개만 있는 액정 표시 소자의 내하중은 5.6kgf/cm2이었다. 이것으로부터, 주출구가 없는 세그먼트의 개수에 의해, 내하중이 변화하는 것이 판명되었다. As shown by the rhombus with (3) in the same figure, the load capacity of the liquid crystal display element of Example 1 improves to 9.33 kgf / cm <2> . In addition, although the structural diagram is not shown, the withstand load of the liquid crystal display element having only one segment without a spout in each segment block was 5.6 kgf / cm 2 . From this, it was found that the load resistance was changed by the number of segments without the spout.
도 9는, 실시예 1의 액정 표시 소자의 제조 방법을 설명하는 도면이다. 9 is a diagram illustrating a method of manufacturing the liquid crystal display element of Example 1. FIG.
실시예 1의 액정 표시 소자의 제조 프로세스는, 특허 문헌 3의 액정 표시 소자와 거의 마찬가지로, 서로 다른 것은 액정 셀층의 형성 공정(벽면 구조체의 형성 공정)뿐이다. 따라서, 여기에서는, 간단히 설명한다. The manufacturing process of the liquid crystal display element of Example 1 is substantially the same as the liquid crystal display element of
(1) 우선, 세그먼트 패턴의 투명 전극을 형성한 필름 기판(세그먼트 기판)(71)의 표면에, 세그먼트 패턴의 차광 마스크(차광막)(72)를 형성한다. (1) First, the light shielding mask (light shielding film) 72 of a segment pattern is formed on the surface of the film substrate (segment substrate) 71 in which the transparent electrode of the segment pattern was formed.
(2) 다음으로, 차광 마스크(72) 위에, 액정 주입 경로를 고려한 액정 셀층으로 되는 접착성이 있는 벽면 구조체(73)를 포토리소그래피 등에 의해 형성한다. 벽면 구조체의 두께가, 거의 액정 셀층에서의 액정의 두께로 된다. (2) Next, on the
(3) 베타 형상의 공통 전극(74a)이 형성되어 있는 공통 기판(74) 위에 광 흡수층(75)을 형성한다. 광 흡수층(75)은, 콜레스테릭 액정의 투명 상태를 흑 표시로 하기 위해서 필요하다. 이 광 흡수층(75)은, 공통 기판(74)의 내측 또는 외측 중 어느 하나에 형성하여도 된다. 또는, 광 흡수성을 구비한 재료로 공통 전극(74a)을 형성하도록 하여도 된다(이 경우, 광 흡수층을 형성하는 공정은 불필요해짐). (3) The
(4) 이상과 같이 하여, 각각 개별로 형성한 세그먼트 기판(76)과 공통 기판(77)을 가열 처리에 의해 접합시킨다. (4) As mentioned above, the
(5) 액정 셀층(77)의 액정 주입구로 액정을 주입하고, 액정 주입 경로(62, 64)를 통해서 모든 세그먼트(63)에 액정을 주입·충전한다. 이 액정 주입은, 예를 들면, 진공 주입법으로 행할 수 있다. (5) Liquid crystal is injected into the liquid crystal injection hole of the liquid
도 9에 도시하는 액정 표시 소자(70)에서는, 공통 기판(77)의 공통 전극(74a)을 세그먼트 기판(76)으로부터 인출하기 위해서, 도전성의 접착재 등을 이용하여, 공통 기판(77)의 공통 전극(74a)을 세그먼트 기판(76)의 트랜스퍼 전극(71a)과 통전시키고 있다. 또한, 벽면 구조체(73) 자체가 접착성을 구비하고 있지만, 일반적인 액정 구조의 실재를 액정 표시 소자의 외주부에 설치하여도 된다. In the liquid
편광판을 사용하지 않는 콜레스테릭 액정 표시 소자에서는, 액정 주입 경로에 액정이 남기 때문에, 이 액정 주입 경로 내의 액정을 은폐하기 위해서 차광 마스크가 필요해진다(상기 공정 (1) 참조). In the cholesteric liquid crystal display element which does not use a polarizing plate, since a liquid crystal remains in a liquid crystal injection path, a light shielding mask is needed in order to conceal the liquid crystal in this liquid crystal injection path (refer the said process (1)).
그런데, 도 4에 도시하는 반 강유전성 액정의 액정 표시 장치의 경우에는, 최종단 세그먼트 블록의 일부의 세그먼트(우반분의 상부, 중앙부, 하부, 및 오른쪽 끝의 상하의 세그먼트)만 주출구가 없지만, 그 밖의 세그먼트 블록의 전체 세그먼트에는 주입구와 주출구가 있다. 따라서, 이 액정 표시 장치를 콜레스테릭 액정의 액정 표시 장치에 이용하였다고 하여도, 그 표시면에 압압이 가해진 경우, 세그먼트 내부의 액정의 유동성이 감소하는 것(환언하면, 내하중의 향상)을 기대할 수는 없다. By the way, in the case of the liquid crystal display device of the semi-ferroelectric liquid crystal shown in FIG. 4, only a part of the segment (the upper half of the right half, the middle portion, the lower portion, and the upper and lower segments of the right end) does not have an ejection outlet. The entire segment of the outer segment block has an inlet and an outlet. Therefore, even when this liquid crystal display device is used for the liquid crystal display device of the cholesteric liquid crystal, when pressure is applied to the display surface, the fluidity of the liquid crystal inside the segment decreases (in other words, the improvement of the load resistance). You can't expect it.
이와 같이, 실시예 1의 액정 표시 소자에서, 내하중의 목표값을 초과하는 구조를 실현했지만, 내하중이 클수록 IC 카드의 편리성은 향상한다. 즉, 어떤 상황에서 사용되어도, IC 카드의 표시가 변화하지 않는 쪽이 바람직하다. 따라서, 실시예 1의 구조를 더욱 발전시켜, 이하에 설명하는 바와 같은, 각 세그먼트 블록 내의 각 세그먼트가, 모두 주입구가 1개인 벽면 구조의 액정 셀층을 갖는 액정 표시 소자를 고안하였다.Thus, although the structure exceeding the target value of withstand load was implement | achieved in the liquid crystal display element of Example 1, the convenience of an IC card improves as the withstand load is large. That is, it is preferable that the display of the IC card does not change even when used in any situation. Therefore, the structure of Example 1 was further developed to devise a liquid crystal display device in which each segment in each segment block has a liquid crystal cell layer having a wall surface structure of one injection hole as described below.
[실시예 2]Example 2
도 10은, 상기 고안에 기초하는 본 발명의 실시예 2의 액정 표시 소자에서의 액정 셀의 부분적인 수평 단면도이다.Fig. 10 is a partial horizontal cross-sectional view of a liquid crystal cell in the liquid crystal display element of Example 2 of the present invention based on the above invention.
동일 도면에 도시하는 실시예 2의 액정 표시 소자에서의 액정 셀층(80)에서는, 가로 방향으로 연결된 세그먼트 블록(81)의 열의 상방과 하방으로, 각각, 세그먼트 블록(81)의 열과 평행하게, 직선 형상의 공통 액정 주입 경로(85, 86)를 설치하고 있다. 각 세그먼트 블록(81) 상반분의 각 세그먼트(83)에는, 공통 액정 주입 경로(85)로부터 갈라져 나온 액정 주입 경로(82)를 통해서 액정이 주입되는 구조로 되어 있고, 하반분의 각 세그먼트(83)에는, 공통 액정 주입 경로(86)로부터 갈라져 나온 액정 주입 경로(82)를 통해서 액정이 주입되는 구조로 되어 있다. 액정 주입 경로(82)는, 직선, 「대략 국자형」 또는 「계단」의 형상을 하고 있고, 후자 2개의 액정 주입 경로(82)는 모두 코너부를 갖는 형상으로 되어 있다.In the liquid
이와 같은 구조 때문에, 각 세그먼트 블록(81) 내의 각 세그먼트(83)는 주입구가 1개뿐이다. 또한, 공통 액정 주입 경로(85, 86)를 통해서 모든 세그먼트 블록(81)이 연결되는 구조로 되어 있기 때문에, 각 세그먼트(83)에는 주출구는 존재하지 않는다. Because of this structure, each
이와 같이, 실시예 2의 액정 표시 소자는, 액정 셀(80) 내의 모든 세그먼트(83)가 주출구가 없는 구조로 되어 있기 때문에, 그 내하중은 실시예 1의 액정 표시 소자보다도 더욱 향상한다.Thus, since the liquid crystal display element of Example 2 has the structure where all the
[실시예 3]Example 3
도 11은, 본 발명의 실시예 3의 액정 표시 소자에서의 액정 셀층의 부분적인 수평 단면도이다.11 is a partial horizontal cross-sectional view of the liquid crystal cell layer in the liquid crystal display element of Example 3 of the present invention.
동일 도면에 도시하는 바와 같이, 실시예 3의 액정 표시 소자의 액정 셀층(90)에서는, 모든 세그먼트 블록(91)의 전체 세그먼트(93)가 독립하고 있고, 그들의 세그먼트(93)에는 주입구도 주출구도 없다. 따라서, 액정 주입 경로도 존재하지 않는다. 이 때문에, 실시예 3의 액정 표시 소자의 내하중은, 실시예 2의 액정 표시 소자보다도 더욱 향상한다. As shown in the same figure, in the liquid
실시예 3의 액정 표시 소자에서의 액정 셀층(90)의 구조의 제작에는, 액정 패널의 제조 프로세스에서는 일반적인 진공 주입법을 이용할 수 없다. 그러나, 예를 들면, 이하와 같은 프로세스로 제작 가능하다.In preparation of the structure of the liquid
(1) 벽면 구조체를 세그먼트부만 오목부로 한다. (1) Only the segment part is a recessed part of a wall surface structure.
(2) 오목부에 액정(콜레스테릭 액정)을 적하하고, 오목부를 액정으로 채운다.(2) A liquid crystal (cholesteric liquid crystal) is dropped in the recess, and the recess is filled with the liquid crystal.
(3) 대향하는 2개의 기판(공통 기판과 세그먼트 기판)을 접합한다. (3) Two opposing substrates (a common substrate and a segment substrate) are bonded together.
상기 (2), (3)의 공정에서, 액정에 기포가 들어갈 가능성이 있기 때문에, 액정의 적하 및 대향 기판의 접합은 진공중에서 실시하는 것이 바람직하다. In the process of said (2), (3), since a bubble may enter a liquid crystal, it is preferable to perform dripping of liquid crystal and bonding of an opposing board | substrate in vacuum.
상기 실시예 1~3의 액정 표시 소자는, 액정 표시 소자의 표시면에 대한 손가락 등의 압압력에 의해 발생하는 등분포 하중의 내하중의 향상을 도모한 것이다. IC 카드의 경우, 손가락 이외에 볼펜의 끝이나 손가락의 손톱으로 IC 카드의 표시 부를 누르는 것 같은 사태도 상정된다. 이 경우, 표시부에는 집중 하중적인 압력이 가해지고, 액정 표시에 변화가 발생한다. IC 카드의 편리성을 향상시키는 데에는, 이 집중 하중에 의한 표시 변화도 억제할 필요가 있다. The liquid crystal display elements of the said Examples 1-3 are aimed at the improvement of the withstand load of the equal distribution load generate | occur | produced by the pressing force, such as a finger with respect to the display surface of a liquid crystal display element. In the case of the IC card, a situation such as pressing the display portion of the IC card with the tip of a ballpoint pen or the finger nail of a finger is also assumed. In this case, a concentrated load is applied to the display unit, and a change occurs in the liquid crystal display. In order to improve the convenience of the IC card, it is also necessary to suppress the display change caused by this concentrated load.
집중 하중에서는, 미소 영역에 압력이 집중하기 때문에, 개개의 세그먼트에만 압력이 가해지는 경우가 많다. 세그먼트는 액정으로 채워져 있기 때문에, 세그먼트에의 집중 하중에 의해, 세그먼트 내의 액정이 용이하게 유동하게 된다. 특히, 필름 기판에서는 이 경향이 현저하다. In the concentrated load, since pressure concentrates in the minute region, pressure is often applied only to individual segments. Since the segment is filled with liquid crystal, the liquid crystal in the segment easily flows due to the concentrated load on the segment. In particular, this tendency is remarkable in a film substrate.
도 12는, 집중 하중의 압압이 가해진 경우에 발생하는 세그먼트의 변형의 모습을 나타낸다.12 shows a state of deformation of a segment that occurs when pressing of a concentrated load is applied.
세그먼트(100)는, 공통 기판(105) 위에 형성된 대향 전극(공통 전극)(104)과 세그먼트 기판(101) 위에 형성된 세그먼트 전극(107)에 의해 상면과 하면을 둘러싸, 접착성의 벽면 구조체(103)에 의해 좌우의 측면을 둘러싼 구조로 되어 있다. 또한, 접착성의 벽면 구조체(103)의 상면에는 차광 마스크(102)가 설치되어 있다. 이 차광 마스크(102)는, 세그먼트 기판(101)과 접착성의 벽면 구조체(103)에 의해 협지되어 있다. The
세그먼트(100)의 중앙부의 상방에 위치하는 세그먼트 기판(101)의 일부에 도면에서 화살표(108)로 나타내는 방향의 압압력이 가해지면, 세그먼트 기판(101)의 압압 부분을 중심으로 하는 주위가 압압 방향으로 우묵하게 들어가고, 그에 수반하여, 세그먼트(100) 내의 액정은 세그먼트 전극(107)으로부터 압압되어, 세그먼트(100)에 변형이 발생한다. 가로 폭이 0.4mm의 세그먼트(100)를 시작하고, 그 세 그먼트(100)의 집중 하중에 대한 내하중을 조사한 바, 종래 구조의 세그먼트(100)의 내하중은 0.6kgf/cm2이었다. 이와 같이, 종래 구조의 세그먼트(100)는, 집중 하중에 대하여 매우 약하게 0.6kgf/cm2 정도의 압압으로 표시가 변화하고 있었다. When a pressing force in the direction indicated by the
따라서, 세그먼트의 내집중 하중을 향상시키기 위해서, 벽면 구조의 세그먼트 내부에도 접착성의 지주(접착성 지주)를 형성하는 것을 고안하였다. 이 접착성 지주는, 세그먼트의 측면을 둘러싸는 벽면 구조체와 마찬가지로, 대향하는 기판을 유지하도록 되어 있다. 따라서, 세그먼트 내부의 액정에 가해지는 압압을 완화하도록 기능한다. Therefore, in order to improve the concentrated load of a segment, it was devised to form an adhesive strut (adhesive strut) also inside the segment of a wall structure. This adhesive strut is intended to hold the opposing substrate similarly to the wall surface structure surrounding the side of the segment. Therefore, it functions to alleviate the pressure applied to the liquid crystal inside the segment.
[실시예 4]Example 4
도 13은, 상기 고안에 기초하는 본 발명의 실시예 4의 액정 표시 소자에서의 세그먼트의 수평 단면도이다. 또한, 도 14는, 그 세그먼트를 표시면측으로부터 본 경우의 평면도이다. Fig. 13 is a horizontal sectional view of a segment in the liquid crystal display element of Example 4 of the present invention based on the above invention. 14 is a top view when the segment is seen from the display surface side.
도 13 및 도 14에 도시하는 바와 같이, 실시예 4의 액정 표시 소자의 세그먼트(110)에서는, 원주 형상의 접착성 지주(이하, 간단히 지주라고 기재)(111)를 등간격으로 열 형상으로 배치하고 있다.As shown in FIG. 13 and FIG. 14, in the
도 15에, 이 세그먼트(110)의 수직 단면도를 도시한다. 동일 도면에서, 도 12의 종래 구조의 세그먼트(100)가 갖는 구성 요소와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 15 shows a vertical sectional view of this
도 15에 도시하는 바와 같이, 세그먼트(110) 내부에는, 지주(111)가 등간격 으로 배치된다. 이와 같이, 세그먼트(100) 내부에 딱딱한 지주(111)를 등간격으로 설치함으로써, 집중 하중적인 압압이 가해진 경우에도 세그먼트(110)의 변형을 억제하고, 세그먼트(110)의 집중 하중에 대한 표시 변화 방지를 강도한 것으로 할 수 있다. As shown in FIG. 15, in the
실제로, 직경 0.03mm의 원주 형상의 지주(111)를, 세그먼트(100) 내부에 도 13에 도시하는 바와 같은 배치 패턴으로 형성한 결과, 도 7의 그래프에서는 (4)에서 나타내는 바와 같이, 내집중 하중은 3.5kg/cm2로 약 5.5배나 향상하였다. In fact, as a result of forming the
이 지주(111)의 재료는 벽면 구조체(113)와 동일한 재료로 되므로, 그 형성은 벽면 구조체(113)와 동일 공정으로 제작할 수 있다. 예를 들면, 포토리소그래피로 벽면 구조체(113)를 형성하는 것이라면, 벽면 구조체(113)의 패턴에 지주(111)의 패턴을 가한 포토마스크를 제작하면 된다. Since the material of the
그런데, 도 7의 (4)에 도시하는 바와 같이, 실시예 4의 액정 표시 소자에서는, 등분포 하중에 대한 내하중은 종래 구조의 액정 표시 소자와 거의 동일하고, 등분포 하중에 관해서는 내성 효과가 대부분 없었다. 따라서, 집중 하중의 내성을 향상시킴과 함께, 등분포 하중의 내성도 향상시키는 구조를 더 고안하였다. By the way, as shown in FIG. 7 (4), in the liquid crystal display element of Example 4, the load resistance with respect to the equal distribution load is substantially the same as that of the liquid crystal display element of a conventional structure, and it is an immunity effect with respect to the equal distribution load. There was no. Therefore, the structure which improves the tolerance of a concentrated load and also improves the tolerance of a uniformly distributed load was devised further.
[실시예 5]Example 5
도 16은, 본 발명의 실시예 5의 액정 표시 소자에서의 세그먼트 내부에서의 지주의 형상 및 배치 패턴을 도시하는 수평 단면도이다. FIG. 16 is a horizontal cross sectional view showing a shape and an arrangement pattern of struts within a segment in the liquid crystal display device of Example 5 of the present invention. FIG.
실시예 5에서는, 지주(121)를 단면이 십자 형상의 입체로 하고, 이 지 주(121)를 세그먼트(120) 내부에 등간격으로 격자 형상으로 배치하였다. 지주(121)의 단면을 십자 형상으로 했기 때문에, 액정의 유로는 십자 사이의 간극으로 제한되어, 그 유동성은 크게 제한되게 된다. 이 때문에, 집중 하중과 등분포 하중의 쌍방의 내성이 향상한다. In Example 5, the support |
[실시예 6]Example 6
도 17은, 본 발명의 실시예 6의 액정 표시 소자에서의 세그먼트에서의 지주의 형상 및 배치 패턴을 도시하는 수평 단면도이다. 17 is a horizontal cross-sectional view showing the shape and arrangement pattern of struts in a segment in the liquid crystal display element of Example 6 of the present invention.
세그먼트(130)의 내부에는, 대략 허니콤(honeycomb) 구조의 지주(131)가 형성된다. 이와 같이 대략 허니콤 구조의 지주(131)를 설치한 경우, 세그먼트(130)는 집중 하중에서 가장 내성이 향상한다. 또한, 본 허니콤 구조에서는, 정육각형의 한 변에 개구부(133)를 설치하고 있는 것이 특징이다. Inside the
[실시예 7]Example 7
도시하지 않았지만, 본 발명의 실시예 7의 액정 표시 소자로서, 도 17에서 도시하는 대략 허니콤 구조와 도 10에 도시하는 모든 세그먼트가 주출구를 갖지 않는 구조를 겸비한 액정 표시 소자를 제작하였다. 그 결과, 이 액정 표시 소자의 등분포 하중의 내성은, 도 7의 그래프에서 (5)에서 도시하는 바와 같이 18.7kgf/cm2로 되고, 도 7의 그래프에서 (1)에서 도시된 종래 구조의 액정 표시 소자의 내하중(=1.3kgf/cm2)의 10배 이상으로 되었다. 또한, 집중 하중의 내하중도 12.7kgf/cm2로 되고, 종래 구조의 액정 표시 소자의 내하중(=0.6kgf/cm2)의 실제로 20배 이상으로도 되었다. Although not shown, as a liquid crystal display element of Example 7 of the present invention, a liquid crystal display element having a substantially honeycomb structure shown in FIG. 17 and a structure in which all segments shown in FIG. 10 do not have an ejection outlet was produced. As a result, the resistance of the equally distributed load of this liquid crystal display element is 18.7 kgf / cm 2 as shown in (5) in the graph of FIG. 7, and the conventional structure shown in (1) in the graph of FIG. It became 10 times or more of the withstand load (= 1.3 kgf / cm <2> ) of a liquid crystal display element. In addition, the load resistance of the concentrated load was also 12.7 kgf / cm 2 , and actually became 20 times or more of the load resistance (= 0.6 kgf / cm 2 ) of the liquid crystal display element of the conventional structure.
그런데, 도 16과 도 17에 도시하는 실시예 6, 7의 액정 표시 소자에서의 세그먼트의 지주 구조에서는, 액정이 들어가는 개구부가 다수 있다. 그러나, 액정이 들어가는 개구부는 최저 2개이면 된다.By the way, in the strut structure of the segment in the liquid crystal display element of Example 6, 7 shown in FIG. 16 and FIG. 17, there are many opening parts into which a liquid crystal enters. However, at least two openings into which liquid crystal enters may be sufficient.
[실시예 8]Example 8
도 18은, 본 발명의 실시예 8의 액정 표시 소자에서의 세그먼트의 수평 단면도이다. 18 is a horizontal sectional view of a segment in the liquid crystal display element of Example 8 of the present invention.
동일 도면에 도시하는 세그먼트(140)는, 도 16에 도시하는 세그먼트(120)를 변형한 것으로, 세그먼트(120) 내의 인접하는 2개의 지주(121)의 한쪽의 지주(121)의 좌변과 다른 쪽 지주(121)의 우변이 연결된 지주(141)를 갖고 있다. 이와 같이, 세그먼트(140)는, 세그먼트(120) 내에서는 인접 관계에 있던 지주(121)끼리를 연결한 구조로 되어 있기 때문에, 세그먼트(120)보다도 개구부의 수가 대폭 감소하고 있다. 지주(121)의 연결은, 세그먼트(140) 내부에 폐쇄 영역이 형성되지 않도록 하여 실시되어 있다. 이는, 세그먼트(140) 내의 지주(141) 이외의 영역 전체에 액정이 주입되도록 하기 위해서이다. 이상과 같은 구조에 의해, 실시예 8의 액정 표시 소자는, 실시예 6의 액정 표시 소자보다도 등분포 하중에서의 내성이 향상한다. 또한, 세그먼트 단면에서의 전체 면적에 대한 지주의 면적비가 세그먼트(120)보다도 커지기 때문에, 집중 하중에서의 내성도 실시예 6의 액정 표시 소자보다도 향상한다. The
[실시예 9]Example 9
도 19는, 본 발명의 실시예 9의 액정 표시 소자에서의 세그먼트의 수평 단면도이다.19 is a horizontal sectional view of a segment in a liquid crystal display element of Example 9 of the present invention.
동일 도면에 도시하는 세그먼트(150)는, 도 17에 도시하는 대략 허니콤 구조의 세그먼트(130)를 변형한 것으로서, 정육각형의 두 변에만 개구부(153)를 설치하도록 하고 있다. 이 때문에, 세그먼트 내부로부터의 액정의 외부에의 유동이 세그먼트(130)보다도 제한되고, 실시예 9의 액정 표시 소자는 실시예 7의 액정 표시 소자보다도 등분포 하중의 내성이 향상한다. 또한, 세그먼트 단면 내의 지주의 점유 면적이 세그먼트(130)보다도 커지기 때문에, 집중 하중의 내성도 실시예 7의 액정 표시 소자보다도 향상한다. The
또한, 도 11과 같은 액정 주입 경로가 없는 구조의 세그먼트에서도, 세그먼트 내부에 지주를 형성하는 것은 가능하고, 그와 같은 세그먼트 내에 지주를 형성함으로써 집중 하중 및 등분포 하중의 내성의 향상을 기대할 수 있다. In addition, even in a segment having a structure without a liquid crystal injection path as shown in Fig. 11, it is possible to form a support in the segment, and by forming the support in such a segment, it is possible to improve the resistance of the concentrated load and the uniformly distributed load. .
그런데, 개구부가 적을수록, 액정의 주입 시간이 길어지는 것이 예상되지만, 액정 주입시에 액정의 온도를 상승시켜 액정의 점도를 저하시키면, 프로세스적으로 문제로 되지 않는 시간에서 액정 표시 소자를 제작하는 것이 가능하다. By the way, the smaller the opening, the longer the injection time of the liquid crystal is expected. However, if the temperature of the liquid crystal is lowered and the viscosity of the liquid crystal is lowered at the time of liquid crystal injection, the liquid crystal display element is produced at a time that does not cause a problem processally. It is possible.
이상, 설명한 바와 같이 본 발명의 실시 형태에 따르면, 쌍안정성을 구비한 콜레스테릭 액정 표시 소자에 특유의 과제인, 표시면에의 압압에 의한 표시 상태의 변화 방지시킬 수 있다. 또한, 휘어짐에 의한 변형에 강한 액정 셀을 실현할 수 있다. 이 때문에, IC 카드의 표시 소자로 한 경우, 편리성이 우수한 표시 기능이 부가된 IC 카드를 제공할 수 있다. As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to prevent the change of the display state due to the pressing on the display surface, which is a problem peculiar to the cholesteric liquid crystal display device having bistable stability. In addition, a liquid crystal cell resistant to deformation due to warpage can be realized. For this reason, when it is set as the display element of an IC card, the IC card with which the display function excellent in convenience was added can be provided.
상기 실시예는, 본 발명을 세그먼트 표시의 액정 표시 소자에 적용한 것이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 도트 매트릭스 표시의 액정 표시 소자에도 응용 가능하다. Although the said Example applied this invention to the liquid crystal display element of a segment display, this invention is not limited to this, It is applicable to the liquid crystal display element of a dot matrix display.
또한, 본 발명은 쌍안정성이 우수한 콜레스테릭 액정 표시 소자에서의 특유의 문제인 표시 변화를 방지하는 유효한 구조이지만, 본 발명의 구조를, 다른 액정 표시 소자의 내구성 향상에 응용하는 것도 가능하다. Moreover, although this invention is an effective structure which prevents the display change which is a problem peculiar to a cholesteric liquid crystal display element excellent in bistable stability, it is also possible to apply the structure of this invention to the durability improvement of another liquid crystal display element.
본 발명은, IC 카드의 표시부 이외에도, 휴대 전화, PDA(Personal Data Assistant) 등의 휴대 단말기나 손목 시계 등 박형화의 요청이 강한 휴대 기기의 표시부에 바람직하다. 또한, 터치 패널 방식의 디스플레이, 전자 페이퍼, 자동차의 차량 탑재 패널 등의 다양한 전자 기기의 표시부에 적용할 수 있다. In addition to the display section of the IC card, the present invention is suitable for a display section of a portable device having a strong request for thinning such as a mobile terminal such as a mobile phone, a personal data assistant (PDA), and a wrist watch. In addition, the present invention can be applied to a display unit of various electronic devices such as a touch panel display, electronic paper, and a vehicle-mounted panel of an automobile.
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Publication number | Publication date |
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