JP4110380B2 - 表示記録媒体及び情報書き込み装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触で書き換えが可能なデジタル情報が記録される情報記録手段と、非接触に可視情報の書き込みが可能な表示領域を併せ持つ表示記録媒体と、該媒体へのデジタル情報の非接触な書き込み（あるいはさらに読み取り）を行うとともに、非接触な表示情報の書き込みが可能な情報書き込み装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報を記録したカードが普及し、頻繁に利用されている。例えばキャッシュカードやクレジットカードなどが従来より利用されている。これらのカードでは磁気的に情報を書き込んでいるが、情報の表示機能はない。また、プリペイドカードやポイントカード等も多用されているが、これらは磁気的な情報の書き込みとともに、例えばパンチ穴や裏面へのプリントなどによって可視情報の記録を行っている。可視情報は、磁気的にカードに書き込んだ不可視の情報に関連する情報を、ユーザーが確認できるように可視化する役割を持っている。例えばポイントカードなどでは、獲得ポイントを可視情報として記録することによって、利用者の購買行動を促進することに貢献している。
【０００３】
このような従来のカードは、デジタル情報の記録方法として磁気を利用しているために、その読み取りや書き換えには接触式の磁気ヘッドを使用する。デジタル情報の書き換え時はカードを書き換え装置に挿入し、書き換え後に装置から排出する操作を行っている。可視情報の記録には、例えばプリントを行うものであれば、接触式のサーマルヘッドなどを用いて画像の書き込みを行う感熱型の可逆表示記録層が利用されたり、あるいは熱転写型の記録方式が利用されることが多い。
【０００４】
このように、従来のカードにおいては、不可視のデジタル情報及び可視情報を書き換えるために、ともに接触式の書き換え手段を使用している。従って、書き込み装置の複合化や、ユーザの操作方法の共通化が図りやすかった。しかし、接触式ではカードを書き換え装置に挿入しなければならず、また、書き換え装置においてもカードの搬送やカードとの接触など、機械的な動作が必要となるため、装置が大型化したり、故障の原因にもなるという問題があった。
【０００５】
最近、カードへのデジタル情報記録手段としてＩＣメモリやＲＦＩＤタグのような非接触メモリが利用されるようになってきた。例えば電車の改札機などで利用されているＩＣメモリを搭載した定期券やプリペイドカードは、改札を通過する際にＩＣリーダライタに近接させるだけで、移動しながらのデータの書き換えが可能である。
【０００６】
このように不可視のデジタル情報については非接触で書き換えが可能になったが、このような非接触でデジタル情報の書き換えを行うカードにおいては、可視情報の記録は行われていない。その理由は、可視情報については非接触で書き換えを行うことができず、相変わらず上述した感熱型の可逆表示記録層を備えたタイプや熱転写型のみであることによる。すなわち、可視情報の書き換えには専用の書き換え装置に挿入して接触式の書き換えを行う必要があり、非接触のデジタル情報の読み書き装置との複合化やユーザの操作方法を共通化することが困難であり、用途が広がらないという問題が生じている。また、熱による表示情報の記録・消去は、書き換え可能な回数が非接触ＩＣなどに比べ２〜３桁（１／１００〜１／１０００）程度と少ないため、長期間の使用や、頻繁な情報の書き換えを行う用途には適さないという問題もあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、非接触なデジタル情報の書き換えと並行して、表示情報も非接触で書き込むことが可能な表示記録媒体、及び、該表示記録媒体にデジタル情報と表示情報を並行して書き込むことができる情報書き込み装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、表示記録媒体において、情報が記録されるとともに電磁気的な通信手段により記録情報の書き換えが可能なデジタル情報記録手段と、情報を表示するとともに光学的なパターン照射により表示情報の書き換えが可能な情報表示手段を備えており、前記情報表示手段は、透明部材である金属酸化物により構成された一対の対向電極と、前記一対の対向電極による電圧の印加及び前記光学的なパターン照射により表示情報の書き換えが行われる表示部を備え、前記情報記録手段を前記情報表示手段と重ねて設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
このように、デジタル情報及び表示情報の両者を電磁気的な通信と光学的なパターン照射によって書き換えることができるため、書き込み装置の複合化や、ユーザの操作方法の共通化が図りやすい。また、カードを書き換え装置に挿入するなどの操作を不要とすることもでき、書き換え装置においてもカードの搬送やカードとの接触など、機械的な動作を不要として、より簡単な構成によって小型化及び耐久性の向上を図ることができる。
【００１０】
さらに、情報表示手段への表示情報の書き込みを光学的なパターン照射によって行うように構成しているので、大容量の複雑な画像情報であっても瞬時に表示記録媒体に書き込むことが可能である。
【００１１】
なお、前記情報記録手段は、前記情報表示手段の表示面の裏面に重ねて設けることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の表示記録媒体及び情報書き込み装置の第１の実施の形態における使用状態の一例を示す概略図である。図中、１１は表示記録媒体、１２はデジタル情報記録部、１３は情報表示部、２１は情報書き込み装置、２２はデジタル情報書き換え部、２３は表示情報書き換え部である。表示記録媒体１１には、デジタル情報記録部１２及び情報表示部１３が設けられている。デジタル情報記録部１２は、デジタルの記録情報を保持している。記録情報は、外部から非接触で書き換えることができる。デジタル情報記録部１２としては、例えば、一般に知られている非接触のＩＣメモリ、ＲＦＩＤタグなどを用いることができる。ＩＣメモリを用いる場合には、デジタル情報記録部１２は主にＩＣチップとアンテナコイルで構成され、記録情報とともにＩＣチップを動作させる電力も電磁波で供給される。また、ＲＦＩＤタグを用いる場合には、電磁気的に書き込みが行われる。このほかにも、例えば電波を用いたり、光学的（可視光や赤外光など）によって書き込みが可能なように構成されていてもよい。
【００１６】
情報表示部１３は、情報を表示するとともに、非接触で表示情報の書き換えが可能に構成されている。この情報表示部１３は、表示情報の書き換え後、その情報を表示し続けることが望ましく、メモリ機能を有する表示素子を用いるとよい。また、この情報表示部１３への表示情報の書き込み方法としては、例えば光学的なパターン照射により行われる構成とすることができる。そのための構成として、少なくとも一方が光透過性を有する一対の対向電極間に、メモリ機能を有する表示層と光導電部材からなる光導電層とを積層した構成のものを用いることができる。なお、この情報表示部１３の詳細については後述する。
【００１７】
情報書き込み装置２１は、上述のような表示記録媒体１１に対して記録情報及び表示情報を書き込むための装置である。情報書き込み装置２１は、デジタル情報書き換え部２２及び表示情報書き換え部２３を含んで構成されている。デジタル情報書き換え部２２は、表示記録媒体１１のデジタル情報記録部１２に対して非接触で記録情報の書き換えを行う。書き換えの方法は、表示記録媒体１１のデジタル情報記録部１２に対応した方法で行う。例えば表示記録媒体１１のデジタル情報記録部１２がＩＣチップとアンテナコイルで構成されている場合には、デジタル情報書き換え部２２も、デジタル情報の通信と電力の供給を行うためのアンテナコイルと制御部などから構成される。もちろん、表示記録媒体１１のデジタル情報記録部１２が他の構成であればそれに応じた構成を取ることになり、電磁的、磁気的、光学的な通信によって、表示記録媒体１１のデジタル情報記録部１２への記録情報の書き込みを非接触で行うことができる。
【００１８】
また、情報書き込み装置２１は表示記録媒体１１のデジタル情報記録部１２に保持されている記録情報を読み取る機能を有していてもよい。この読取機能を利用することによって、表示記録媒体１１との間で情報のやりとりを行いながら記録情報の書き込みを行うことができる。また、表示情報書き換え部２３において表示情報を書き換える際のタイミングを、表示記録媒体１１との通信から取得するように構成することもできる。
【００１９】
表示情報書き換え部２３は、表示記録媒体１１の情報表示部１３に表示されている情報を非接触で書き換える。表示記録媒体１１の情報表示部１３が例えば光学的なパターン照射により書き換えを行う構成である場合、この表示情報書き換え部２３は表示装置によって構成することができる。表示装置から放射される光学的なパターンを表示記録媒体１１の情報表示部１３に照射することによって、表示情報の書き換えを行えばよい。表示装置としては、ＣＲＴ、ＬＣＤ、ＥＬＤ（エレクトロルミネッセンスディスプレイ）、ＰＤＰ（プラズマディスプレイ）、ＶＦＤ（蛍光表示管ディスプレイ）、ＬＥＤ応用ディスプレイなどの汎用ディスプレイなどを用いることができる。また、プロジェクターなどの投影ディスプレイの光を利用してもよい。
【００２０】
上述した汎用ディスプレイからの出射光を利用する場合は、表示面から離れた位置に表示記録媒体１１を置いた際、光の拡散によってシャープな画像が書き込めないことがある。この場合、出射したパターン光を表示記録媒体１１に結像する２次元のレンズアレイなどの光学系や、ＬＣＤの場合は指向性を有したバックライト光源と組み合わせることによって、シャープな情報を書き込むことができる。一方、表面の保護パネルがフィルム基板や薄型のガラス基板であるフラットパネルを用いることができる場合は、パネル表面に表示記録媒体１１を密着させ、光を照射することによって、画像のボケを最小限に抑えることもできる。この場合、特殊な光学系を必要としないため、簡易な構成で実現することができる。さらに、プロジェクターなどの投影ディスプレイを用いる場合は焦点深度が深く、表示記録媒体１１の設置位置の自由度が高まり、ある程度離れた場所にある表示記録媒体１１に非接触な書き込みを実現する上では最も好ましい態様である。
【００２１】
上述のような本発明の表示記録媒体に対して本発明の情報書き込み装置によって記録情報及び表示情報を書き換える際には、図１に示すように、表示記録媒体１１を情報書き込み装置２１上にかざすだけでよい。情報書き込み装置２１のデジタル情報書き換え部２２は、表示記録媒体１１のデジタル情報記録部１２に対して例えば内部のアンテナから電磁波により記録情報を送信し、表示記録媒体１１のデジタル情報記録部１２では同様に内部のアンテナによって記録情報を受信して記録情報の書き換えを非接触で行う。また、情報書き込み装置２１の表示情報書き換え部２３は、表示記録媒体１１の情報表示部１３に対して例えば表示装置から放射される光学的なパターンを照射し、表示記録媒体１１の情報表示部１３では光学的なパターンの照射を受けて内部のメモリ機能を有する表示素子の保持していた表示情報が書き換わる。この表示情報の書き換えも非接触で行われる。
【００２２】
このような記録情報の書き換えと表示情報の書き換えはそれぞれ別々に行われるため、両者を同時並行して行うことができ、高速な書き込みが可能である。また、表示情報の書き換えを光学的に行う場合、情報量の多い画像を書き込んでも瞬時に書き換えが行われるため、非常に短時間で表示情報の書き換えを行うことができる。さらに、ユーザは表示記録媒体１１を情報書き込み装置２１にかざすという動作だけで、記録情報及び表示情報の書き換えを行うことができる。書き換えられた表示情報は、後述するような構成の情報表示部１３では表示し続けることができるので、いつでも参照することが可能である。
【００２３】
また、情報書き込み装置２１においては、書き込みの際に従来のように表示記録媒体１１を搬送するなどの機械的な構成を有しないので、簡素な構成で小型化でき、また、故障などを低減することができる。
【００２４】
表示記録媒体１１についてさらに詳述する。なお、以下の説明では、情報表示部１３は裏面から光パターンの照射によって表示情報が書き込まれる場合について説明する。図２は、本発明の表示記録媒体の第１の実施の形態を示す断面図である。図中、１４は透明基材である。デジタル情報記録部１２及び情報表示部１３は、図２（Ａ）に示す例では共通の支持基材によって一体的に支持されている。ここでは、上述のように表示記録媒体１１の裏面に情報書き込み装置２１の表示情報書き換え部２３から放射された光が照射されるものとしている。そのために、情報表示部１３の裏面を透明にしておく必要があり、この例では支持基材として透明材料を用い、透明基材１４としている。なお、ある特定の波長の光のみで表示情報を書き込む場合には、当該波長が通過できればよく、透明である必要はない。
【００２５】
もちろん、透明基材１４は必ず設けなければならないわけではなく、図２（Ｂ）に示すように、情報表示部１３として作製した表示媒体の表面に、直接、ＩＣメモリやＲＦＩＤタグなどのデジタル情報記録部１２を貼り付ける構成でもよい。また、それら全体をラミネート処理などで一体化することも可能である。その際、デジタル情報記録部１２は、情報表示部１３のうちの非表示エリア及び表示媒体の電極位置に重ならないように貼りつけることが好ましい。また、デジタル情報記録部１２のうち、例えばアンテナ部などは透明材料を用いることによって情報表示部１３の表示エリアに配線することも可能である。
【００２６】
図３は、本発明の表示記録媒体の第１の実施の形態における情報表示部１３の一例を示す断面図である。図中、３１は上部透明電極基板、３２は液晶表示層、３３は光吸収層、３４，３６は電荷発生層、３５は電荷輸送層、３７は光導電層、３８は下部透明電極である。図３に示す情報表示部１３の構成例では、液晶表示層３２として、例えばマイクロカプセルに液晶を内包したものを樹脂バインダーに分散したインクを塗布して形成し、絶縁性の光吸収層３３を介して光導電層３７（電荷発生層３４，電荷輸送層３５，電荷発生層３６）を積層し、１対の電極基板（上部透明電極基板３１及び下部透明電極基板３８）で挟み込んで構成されている。
【００２７】
このように液晶表示層３２としてマイクロカプセル構成を採用することは、表示領域全体をフレキシブルな形態にすることを容易にし、外部から何らかの応力が加えられてもそれらを吸収し、表示情報の乱れを避けることができるため好ましい態様である。この時、マイクロカプセル内の液晶としては配向状態のメモリ性を有するものが好ましく、具体的にはカイラルスメクチックＣ相等の強誘電液晶、カイラルネマチック、スメクチック、ディスコテック液晶素材などが挙げられる。特に偏光板やカラーフィルタを必要とせずに、選択反射波長特性を利用したカラー表示を高い反射率で行え、高コントラストで高精細な画像を表示し得る観点から、カイラルネマチック液晶を主体とする表示材料が特に好ましい。カラー表示を行う際には、このような液晶表示層３２を複数層積層すればよい。
【００２８】
光導電層３７の材料としては、無機系、有機系のいずれの材料も使用できる。無機系材料としては、例えば、セレン、アモルファスシリコン、酸化亜鉛、ＢＳＯ等が挙げられ、中でも、アモルファスシリコンは、太陽電池等でも広く用いられている材料であるため好ましい。しかし、電子媒体がフレキシブルな基板を用いる場合には、その基板との適性が良く、高温の熱処理や、時間のかかる製造プロセスを必要としない、有機系の材料がより好ましい。有機系の材料としては、例えば、電子写真プロセスにおいて感光体として用いられる材料を用いることができる。有機系の材料には、電荷発生と電荷輸送を同時に行う材料もあり、該材料も適用可能であるが、良好な光感度特性を示すという観点から、電荷発生層と電荷輸送層とに機能分離された構成を有する材料が多用される。図３に示した光導電層３７は、電荷発生層３４、電荷輸送層３５及び電荷発生層３６の順に積層してなる多層構造を有するものとしている。このような構成は、良好な感度特性を有し、液晶表示層３２への交流電圧の印加が可能であり、液晶表示層３２として汎用の液晶素材が使用可能である点で好ましい。
【００２９】
なお、下部透明電極基板３８と電荷発生層３６の間にキャリアの突入を防ぐ機能層を形成することも可能である。このような機能層は電流の流れを著しく妨げない範囲で適用可能である。さらに、中央の電荷輸送層３５中にさらに電荷発生層を形成し、電荷発生層、電荷輸送層、電荷発生層、電荷輸送層及び電荷発生層とした構成の材料も適用可能である。また、電荷発生層と表示層との間に設けた光吸収層は１層でも良く、また多層構造でも良い。
【００３０】
電荷発生層に用いられる材料としては、ペリレン系、フタロシアニン系、ビスアゾ系、ジチオピトケロピロール系、スクワリリウム系、アズレニウム系、チアピリリウム・ポリカーボネート系など光照射により電荷が発生する有機材料が挙げられる。電荷発生層の形成方法としては、真空蒸着法やスパッタリング法など、ドライな膜形成法のほか、溶剤や分散剤を用いたスピンコート法、ディップコート法、アプリケータなどを用いた塗布方法も適用可能である。
【００３１】
また、電荷輸送層に用いられる材料としては、トリニトロフルオレン系、ポリビニルカルバゾール系、オキサジアゾール系、ピラリゾン系、ヒドラゾン系、スチルベン系、トリフェニルアミン系、トリフェニルメタン系、ジアミン系などが挙げられる。また、ＬｉＣｌＯ₄ を添加したポリビニルアルコールやポリエチレンオキシドのようなイオン導電性材料の適用も可能である。電荷輸送層の形成方法としては、電荷発生層の形成に適用可能な方法と同様の方法を挙げることができる。
【００３２】
液晶表示層３２、光吸収層３３、光導電層３７を挟持する１対の電極基板は、それぞれ透明材料で構成され、上部透明電極基板３１及び下部透明電極基板３８となる。上部透明電極基板３１は、外部からの光線を液晶表示層３２に入射させ、また液晶表示層３２で反射された光を放出するために、透明材料によって構成される。また下部透明電極基板３８は、情報書き込み装置２１からの書き込み光を光導電層に到達させるため、やはり透明材料によって構成されている。
【００３３】
上部透明電極基板３１及び下部透明電極基板３８としては、ガラス又はプラスチック等を材料とした基板が挙げられるが、外部からの耐機械的特性に優れる点で、プラスチック材料を用いた基板が好ましい。プラスチック材料を用いた基板としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系フイルム、ポリカーボネート、ポリイミド等が挙げられる。下部透明電極基板３８については、図３に示したように透明基材１４によって保護される場合には、耐機械的特性をそれほど考慮することなく基板材料を選択することができる。
【００３４】
また、基板材料の表面に形成する光透過性を有する電極の材料としては、入射光が散乱を受け難い透明性部材で、導電性があり電極として機能しうるものであれば特に制限はなく、例えば、ＩＴＯ（インジュウム−スズ酸化物）、二酸化スズ等の金属酸化物等が挙げられる。また、導電性セラミックス材料等を用いることもできる。導電性膜は、例えば、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等、従来公知の方法により基板上に形成できる。
【００３５】
なお、情報表示部１３が、図３に示すようにマイクロカプセル液晶を主成分とする液晶表示層３２と光導電層３７を積層し、対向電極で挟み込んだ構成になっている場合には、表示情報の書き込み時に光の照射とともに対向電極への電圧印加を必要とする。印加する電圧の供給は外部の電源から行っても良いし、表示記録媒体１１の内部にバッテリの形で保有しても良い。表示記録媒体１１の外部もしくは内部の電圧印加手段から上述した対向電極に所定の電圧を印加した状態で、光導電層３７への光学パターンの照射が行われると、露光部の光導電層３７のインピーダンスが低下し、その部分に積層した液晶表示層３２のマイクロカプセル液晶に印加される電界強度が高まり、配向状態が変化する。光の照射を受けなかった部分の光導電層３７のインピーダンスは高い状態のままであり、液晶の配向状態に差が生じ、それが反射画像を形成する。この際、電圧の印加と光の照射タイミングとを同期させるために、センサにより検出した電気的なトリガーをもとに、電圧印加を行うような制御部を持たせてもよい。
【００３６】
本発明の表示記録媒体１１の情報表示部１３としては、必ずしも図３に示した構成に限定されるものではなく、非接触に情報の書き込みが可能なものであればよい。例えば液晶表示層３２としては、上述した構成以外に液晶化合物が高分子材料中に分散されたものや、液晶素材中に高分子材料を若干混合したもの、或いは、液晶化合物自体が高分子化合物であるもの等も採用することができる。さらにまた、電気泳動やトナーディスプレイと呼ばれる方式の表示素子のように、液中もしくは気中に存在する１種、もしくは複数種類の帯電着色微粒子を外部から印加する電界で移動などを可逆的に制御することで表示を行う素子や、表面の帯電状態が異なる領域を異なる色で塗り分けた粒子を回転させることで表示を行う素子や、機械的あるいは電気的に微細な画素の向きや位置を変えて表示を行う素子なども適用できる。
【００３７】
図４は、本発明の表示記録媒体及び情報書き込み装置の第２の実施の形態における使用状態の一例を示す概略図である。図中の符号は図１と同様であり、重複する説明を省略する。この第２の実施の形態では、表示記録媒体１１の表面側からの光照射によって表示情報を書き込む例を示している。なお、デジタル情報は図１に示した第１の実施の形態と同様、電磁波等により非接触に送受信される。
【００３８】
このような構成の表示記録媒体１１では、裏面に関しては光の透過を考慮しなくてよい。そのため、図４に示すように情報表示部１３とデジタル情報記録部１２とを上下に重ねて配置することが可能である。従って、デジタル情報記録部１２を中央部に配置するなど、任意の位置に配置することが可能である。
【００３９】
情報書き込み装置２１については上述の第１の実施の形態と同様であるが、表示情報書き換え部２３が表示するイメージは、上述の第１の実施の形態において表示するイメージと鏡像関係となる。
【００４０】
図５は、本発明の表示記録媒体の第２の実施の形態を示す断面図である。図中、１５は基材である。図５（Ａ）に示す例では、デジタル情報記録部１２及び情報表示部１３は、共通の基材１５によって一体的に支持されている。この第２の実施の形態では、裏面に関しては光の透過を考慮しなくてよいので、図５（Ａ）に示す構成のように、情報表示部１３の下にデジタル情報記録部１２を層方向に積層した構成を採用することができる。
【００４１】
もちろん、この第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様、図５（Ｂ）に示したように、情報表示部１３として作製した表示媒体に、直接、デジタル情報記録部１２を貼り付ける構成でもよい。また、それら全体をラミネート処理などで一体化することも可能である。このとき、この第２の実施の形態ではデジタル情報記録部１２を情報表示部１３の裏面の任意の位置に貼付することが可能である。
【００４２】
このように、第２の実施の形態では表示記録媒体１１の裏面は不透明でよいため、裏面を自由に利用することができる。例えば媒体のデザインに利用したり、注意書きの印刷、従来のプリペイドカードなどと同様に印字面としての利用など、様々な用途に利用することが可能である。
【００４３】
図６は、本発明の表示記録媒体の第２の実施の形態における情報表示部１３の一例を示す断面図である。図中、図３と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。３９は隔離層である。情報表示部１３の内部構造としては、図６に示したような構造のものを採用することができる。例えば、液晶表示層３２は第１の実施の形態と同様にマイクロカプセルに液晶を内包したものを樹脂バインダーに分散したインクを塗布して形成し、絶縁性の透明な隔離層３９を介して光導電層３７を積層し、１対の電極基板（上部透明電極基板３１及び下部透明電極基板３８）で挟み込んだ構成とすることができる。さらに、下部透明電極基板３８の表面には、表面から入射した照射光の反射を防ぐため、光吸収層３３が塗布されている。この光吸収層３３は、電極基板と光吸収部材を兼用してもよく、また、下部電極上に光吸収材料を設けても良い。
【００４４】
なお、液晶表示層３２の材料としてはこれ以外にも前述した第１の実施の形態と同様、種々のものを採用することができる。また、光導電層３７についても、第１の実施の形態と同様の材料を用い、同様のプロセスによって形成することができる。
【００４５】
この第２の実施の形態では裏面からの光を透過する必要がないため、下部透明電極基板３８は透明である必要はない。従って、下部透明電極基板３８の材料としては光透過性に拘わらず採用することができる。下部の電極基板が透明でない場合には、光吸収層３３は例えば光導電層３７と電極基板との間に設けるとよい。これによって、表示性能を向上させることができる。
【００４６】
以下、本発明の表示記録媒体および情報書き込み装置の具体例について、いくつか示す。図７は、本発明の第１の具体例において採用する表示記録媒体の断面図である。図中、図１ないし図３と同様の部分には同じ符号を付してある。４１は透明カード基材、４２，４３はシール部材、４４は外部電極端子、４５はＩＣメモリである。
【００４７】
全体の構成としては、上述の第１の実施の形態において図１ないし図３に示した構成と同様である。すなわち、大きく情報表示部１３を構成する部分と、デジタル情報記録部１２を構成する部分に分かれ、両者が支持体となるアクリル樹脂製の透明カード基材４１で一体化され、カード状の表示記録媒体１１として構成されている。この第１の具体例では、光透過性を有するアクリル樹脂製の透明カード基材４１内部に、デジタル情報記録部１２を構成するＩＣメモリ４５が埋め込まれ、かつ、カード表面に情報表示部１３が接着された構成になっている。
【００４８】
情報表示部１３は、それ自身が一対の透明電極を有したＰＥＴフィルム基板である上部透明電極基板３１及び下部透明電極基板３８によって挟み込まれた表示媒体の形態を有し、非表示エリアを含む外形が支持体であるカード部材とほぼ同一のサイズ、形状を有する。ＩＣメモリ４５が埋め込まれた部分は画像が表示されないエリアであり、情報表示部１３の内部電極と外部電極端子４４とを接続するための領域として使用している。
【００４９】
液晶表示層３２はマイクロカプセルにカイラルネマチック液晶を内包したものを樹脂バインダーに分散したインクを塗布して形成し、絶縁性の光吸収層３３を介して光導電層３７を積層し、１対の電極基板（上部透明電極基板３１及び下部透明電極基板３８）で挟み込んだ構成である。光導電層３７は光吸収層３３側に近い方から電荷発生層３４、電荷輸送層３５、電荷発生層３６が積層する３層構造になっている。また、これらの積層体の周囲は、シール部材４２，４３によってシールされている。
【００５０】
以下に、情報表示部１３の詳細な構成と作製方法を述べる。情報表示部１３として、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）電極膜が内側にそれぞれ設けられた２枚のＰＥＴフィルム基板（商品名：ハイビーム、東レ（株）製）（上部透明電極基板３１及び下部透明電極基板３８）に挟持されるようにして、光導電層３７及び光吸収層３３、マイクロカプセルに内包されたカイラルネマチック液晶素材を含有する液晶表示層３２を積層して構成する。
【００５１】
この液晶表示層３２は、正の誘電率異方性を有するネマチック液晶Ｅ８（メルク社製）７４．８部に、カイラル剤ＣＢ１５（ＢＤＨ社製）２１部とカイラル剤Ｒ１０１１（メルク社製）４．２部を加熱溶解後、室温に戻して、ブルーグリーンの色光を選択反射するカイラルネマチック液晶を得た。このブルーグリーンカイラルネマチック液晶１０部にキシレンジイソシアネート３モルとトリメチロールプロパン１モルとの付加物（武田薬品工業製Ｄ−１１０Ｎ）３部と酢酸エチル１００部を加えて均一溶液とし、油相となる液を調整した。
【００５２】
一方、ポリビニルアルコール（クラレ社製ポバール２１７ＥＥ）１０部を、熱したイオン交換水１０００部に加えて撹拌後、放置冷却することによって、水相となる液を調整した。
【００５３】
次に、ミキサーによって上述した油相を放置冷却によって調整した水相中に１分間乳化分散して、水相中に油相液滴が分散した水中油エマルジョンを調整した。この水中油エマルジョンを６０℃のウォーターバスで加熱しながら２時間撹拌し、界面重合を完了させて、液晶マイクロカプセルを形成した。これら液晶マイクロカプセルの平均粒径は、レーザー粒度分布計によって約１２μｍと見積もられた。
【００５４】
マイクロカプセル分散液を網目３８μｍのステンレスメッシュを通して濾過後一昼夜放置し、乳白色の上澄みを取り除くことによりマイクロカプセルからなる固形成分約３９０質量％のスラリーを得た。
【００５５】
スラリーに対し、マイクロカプセルからなる固形成分の重量に対して２／３となる量のポリビニルアルコールを含むポリビニルアルコール１０重量％の溶液を加えることにより塗布液を調整した。
【００５６】
上部透明電極基板３１となる１２５μｍ厚ＩＴＯ付きＰＥＴフィルム（東レハイビーム）のＩＴＯ面上に、上記塗布液を＃４４のワイヤーバーで塗布することにより、液晶表示層３２を作製した。
【００５７】
次に、もう一方の下部透明電極基板３８となるＩＴＯ電極付基板の電極上に、有機材料からなる光導電層３７を形成した。光導電層は電荷輸送層３５の上下に電荷発生層３４，３６を積層した構成である。
【００５８】
その作製方法を以下に示す。まずＩＴＯ電極上に光導電層３７の第１の電荷発生層３６として、ヒドロキシガリウムフタロシアニンとバインダー樹脂であるポリビニルブチラールを１：１に混合したプロパノール分散液をスピンコート法により基板に塗布後、乾燥させ、０．２μｍの厚さに形成した。次に、形成した電荷発生層３６の上の電荷輸送層３５として、まず、電荷輸送材Ｎ、Ｎ−Ｂｉｓ（３、４−ｄｉｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）ｂｉｐｈｅｎｙｌ−４−ａｍｉｎｅ、とバインダー樹脂ＰｏｌｙＣａｒｂｏｎａｔｅ ｂｉｓｐｈｅｎｏｌ−Ｚ、（ポリ（４、４’−シクロヘキシリデンジフェニレンカーボネート））をそれぞれ４０重量％、６０重量％の割合で混合した後、これをモノクロロベンゼンに溶解させ１０％の溶液を作製し、この溶液をディップコートにより、１２０ｍｍ／分の速度で引き上げ、電荷発生層上に３μｍ厚の電荷輸送層３５を作製した。更に、第２の電荷発生層３４として、第一の電荷発生層３６と同様な材料、手順で０．２μｍ厚に形成した。さらに、その上に光吸収層３３としてスピンコート法により、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）層を０．２μｍ厚に作製した。さらに、その上に図示しない遮光層としてスピンコート法により、黒色樹脂ＢＫＲ−１０５（日本化薬製）を塗布した。
【００５９】
光導電層３７を作製したＰＥＴフィルムのＰＶＡ面上に完全水性型ドライラミネート接着剤であるディックドライＷＳ−３２１Ａ／ＬＤ−５５（大日本インキ化学工業）を塗布乾燥させて４μｍ厚の接着層を形成した後、上述したマイクロカプセルカイラルネマチック液晶からなる液晶表示層３２上に密着させ、７０℃においてラミネートを行い、シート状の情報表示部１３を得た。この時、内部の透明電極からの配線をシート表面部に引き出し、補強用の導電性粘着材付きの金属テープを貼りつけて外部電極端子４４とした。
【００６０】
以上の方法によって作成したシート状の情報表示部１３を、ＩＣメモリ４５をあらかじめ透明カード基材４１内に埋め込んでおいたカード状のアクリル樹脂の表面に接着剤により一体化し、表示記録媒体１１を作製した。
【００６１】
次に、上述のような表示記録媒体１１に非接触にデジタル情報と表示情報の書き込みを行う情報書き込み装置２２の具体的な構成について説明する。図８は、本発明の第１の具体例において採用する情報書き込み装置の構成図である。図中、図１と同様の部分には同じ符号を付してある。５１は光源、５２は光変調器、５３は投影レンズ、５４は制御部、６１はアンテナコイル、６２は制御部である。情報書き込み装置２１は、大きく光学的なパターンを表示記録媒体１１の情報表示部１３に投影照射する表示情報書き換え部２３と、例えばＩＣメモリに電磁誘導方式で非接触にデータを書き込み、また読み取るとともに、電力を供給するデジタル情報書き換え部２２に分かれている。表示情報書き換え部２３は、主に光源５１と、光変調器５２、投影レンズ５３、制御部５４等からなる。またデジタル情報書き換え部２２は、アンテナコイル６１と、制御部６２等からなる。制御部５４及び制御部６２は、例えばネットワークを介して制御用コンピュータなどに接続されており、この制御用コンピュータは光学パターンの照射を行う表示情報書き換え部２３の光変調器５２で生成する画像情報の制御も担っている。
【００６２】
次に、情報書き込み装置２１から、表示記録媒体１１に記録情報及び表示情報を書き込む手順を説明する。図９は、本発明の第１の具体例における記録情報及び表示情報を書き込む手順の概要を示すフローチャートである。まず、情報書き込み装置２１のデータ読み取り可能範囲に表示記録媒体１１が近接してくると、デジタル情報書き換え部２２が表示記録媒体１１内のデジタル情報記録部１２に設けられたＩＣメモリ４５中の記録情報を読み取り、表示記録媒体１１のＩＤ等を認識する（Ｓ７１）。
【００６３】
次に、識別した表示記録媒体１１に書き換えるべき（あるいは書き換えないべき）記録情報及び表示情報を制御用コンピュータなどに対して求める。その際、場合によっては制御用コンピュータはネットワークを介してデータベースや上位の制御用コンピュータにアクセスし、書き換えるべき情報を問い合わせることもできる。書き換えるべき情報が存在しているか否かをＳ７２で判断し、書き換えるべき情報が存在していなければ書き換えなどを行わずにそのまま処理を終える。
【００６４】
書き換えるべき情報が存在し、制御用コンピュータから記録情報及び表示情報を受け取って書き込むべき情報が決定すると（Ｓ７３）、デジタル情報書き換え部２２は非接触に記録情報の書き換えを実行し（Ｓ７４）、並行して、表示記録媒体１１に外部電源から所定の電圧を印加しながら表示情報書き換え部２３から表示情報の投影が行われる（Ｓ７５）。これによって、記録情報及び表示情報の書き込みが行われる（Ｓ７６）。
【００６５】
光学パターンの照射を終了し、外部からの電圧印加を解除した情報表示部１３には、照射した光のパターンに基づく、緑色の選択波長反射を示すプレーナ状態、又は光透過による背景色（ここでは、光吸収層の黒色）を示すフォーカルコニック状態よりなるコントラストの高い画像が形成された。しかも、表示記録媒体１１は、液晶表示層３２としてマイクロカプセルにカイラルネマチック液晶を内包したことで、取り扱い時における高い画像保存性、耐機械的特性を示した。
【００６６】
次に本発明の表示記録媒体および情報書き込み装置の第２の具体例について説明する。図１０は、本発明の第２の具体例において採用する表示記録媒体の断面図である。図中の符号は、図４ないし図６及び図７と同様である。この第２の具体例では、上述の第２の実施の形態に即した具体例を示している。
【００６７】
この第２の具体例における表示記録媒体１１は、表面側からの光学パターンの照射によって表示情報を書き込むことが可能である。図７に示した第１の具体例との違いは、図１０に示すように液晶表示層３２と光導電層３７との間の光吸収層が透明な絶縁性を有する隔離層３９になり、下部透明電極基板３８の表面側に光吸収層３３を塗布している点である。なお、液晶表示層３２など、各層の作製方法は上述の第１の具体例と同様なため、説明を割愛する。
【００６８】
図１１は、本発明の第２の具体例において採用する情報書き込み装置の構成図である。図中の符号は図８と同様であり、重複する説明を省略する。図１０に示すような表示記録媒体１１を用いる場合においても、図８に示した第１の具体例と同様の情報書き込み装置２１を用いることが可能である。図１１に示した例では多少の変更を加えており、光源５１として指向性バックライト光源（指向性ＬＥＤランプを２次元的に配列して作製したもの）を用い、また、光変調器５２としてＬＣＤパネルを用いている。この構成では、光源５１の指向性を利用し、投影レンズ５３を設けずに構成している。このような構成とすることによって、上述の第１の具体例よりも装置を小型化することができる。
【００６９】
次に本発明の表示記録媒体および情報書き込み装置の第３の具体例について説明する。図１２は、本発明の第３の具体例において採用する表示記録媒体の断面図である。図中、図１ないし図６及び図７、図１０と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。４６はＲＦＩＤタグ、４７，４８は接着剤、４９はラミネートフィルムである。この第３の具体例では、デジタル情報書き換え部２２として、ＩＣメモリの代わりにＲＦＩＤタグ４６を用いた例を示している。なお、図１２（Ａ）は図７に示した構成に対応するものであり、図１２（Ｂ）は図１０に示した構成に対応するものであるが、ここではそれぞれ図２（Ｂ）、図５（Ｂ）に示したように情報表示部１３にＲＦＩＤタグ４６を貼り付け、接着剤４７，４８でラミネートフィルム４９で一体化した構成を示している。それ以外は、それぞれ上述の第１の具体例、第２の具体例と同様であるので説明を割愛する。また、情報書き込み装置２１の構成も、上述の第１及び第２の具体例と同様であるので説明を割愛する。
【００７０】
以下、本発明の表示記録媒体及び情報書き込み装置の応用例について説明する。図１３は、本発明の表示記録媒体及び情報書き込み装置の第１の応用例を示す構成図である。図中、図８と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。８１は改札ゲート、８２はカード搬送ベルト、８３は電極端子である。第１の応用例は、本発明の表示記録媒体及び情報書き込み装置を駅や空港、イベント会場などの改札ゲートに応用した例を示している。
【００７１】
図１３に示すように、本発明の表示記録媒体１１を、乗車券や定期券、航空券、イベントチケット、プリペイドカード等として応用する。また、改札ゲート８１の中に本発明の情報書き込み装置２１を組み込んで構成している。なお、改札ゲート８１に組み込む情報書き込み装置２１として、ここでは図８に示した構成のものを用いている。もちろん、図１１に示した構成など、他の構成の情報書き込み装置でもよい。
【００７２】
図１３に示した構成では、改札ゲート８１のカード挿入口に、本発明の表示記録媒体１１を挿入する。改札ゲート８１内では、表示記録媒体１１の端部の非表示エリアをカード搬送ベルト８２で保持しながら搬送し、改札ゲート８１の後部の排出口まで搬送する。その搬送中に、情報書き込み装置２１の表示情報書き換え部２３によって表示情報が表示記録媒体１１の情報表示部１３に書き込まれる。カード搬送ベルト８２で表示記録媒体１１を保持、搬送する経路上には、電極端子８３が設けられており、表示情報書き換え部２３によって光を照射する時に、同期的に表示記録媒体１１の外部電極端子（図７等の外部電極端子４４）に電圧が印加されるような外部電源との接続が可能な構成になっている。逆に、このような電圧の印加が可能になったタイミングで光の照射を行い、表示情報を書き込むようにすることもできる。
【００７３】
また、表示情報の書き換えとともに、デジタル情報書き換え部２２も表示記録媒体１１のデジタル情報記録部１２と通信を行い、記録情報の読み取り及び書き換えを行うことができる。記録情報と表示情報の書き換えが終了した表示記録媒体１１は、カード排出口から排出される。
【００７４】
従来より、例えばデジタル情報記録部１２のみを有するプリペイドカードが存在するが、表示機能が存在せず、残額がいくらであるかがカードを見ただけでは分からなかった。本発明のように情報表示部１３を設けることによって、例えば残額や乗車した駅名や日時などを表示させることができるので、カードの利便性を向上させることができる。また、記録情報とともに表示情報の書き換えを非接触で瞬時に行うことができ、耐久性にも優れている。
【００７５】
図１４は、本発明の表示記録媒体及び情報書き込み装置の第２の応用例を示す構成図である。図中、図８と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。９１は情報端末、９２は調光スクリーン、９３は電圧印加用クリップである。第２の応用例では情報端末９１として構成した応用例を示しており、表示記録媒体１１を図１４に示すような情報端末上にかざし、オンデマンドに作業指示やその表示記録媒体１１に関連する情報を受け取るようなシステムである。
【００７６】
情報書き込み装置２１は、ネットワークに接続された情報端末９１に内蔵されている。情報書き込み装置２１として、ここでは図８に示した構成のものを用いているが、図１１に示した構成など、他の構成の情報書き込み装置でもよい。
【００７７】
情報書き込み装置２１は、ユーザが表示記録媒体１１を情報端末９１に近接させると、デジタル情報書き換え部２２によって表示記録媒体１１のＩＤ番号などを識別する。そして、識別された表示記録媒体１１のＩＤ番号を元に、外部のコンピュータを介してデータベースに対するデータの照合が行われ、次に書き込まれるべき記録情報及び表示情報が取得される。そして、表示情報は表示情報書き換え部２３から、例えば液晶等によって構成される調光スクリーン９２（例えばウムライト：日本板硝子製）に表示される。調光スクリーン９２に表示された情報を表示記録媒体１１に書き込みたい場合は、情報端末９１に内蔵されている電源から電圧印加用クリップ９３で表示記録媒体１１の外部電極端子（図７等の外部電極端子４４）を挟み、画面上にかざして電圧印加とともに、調光スクリーン９２に電圧を印加して光散乱状態から透明状態に変化させる。透明な調光スクリーン９２をそのまま直進した光学パターンは、表示記録媒体１１の光導電層（図７等の光導電層３７）に照射され、表示層（図７等の表示層３２）にシャープな画像が形成される。
【００７８】
なお、この例ではデジタル情報記録部１２は、表示記録媒体１１のＩＤ番号の識別に利用しているだけであるので、情報書き込み装置２１のデジタル情報書き換え部２２は記録情報の書き換えを行っていない。従って、表示記録媒体１１のデジタル情報記録部１２としては、ＲＦＩＤタグなどのように書き換えないものを適用可能である。もちろん、記録情報として種々の情報を記憶し、その記録情報を書き換えてゆくような構成も可能である。例えば情報表示部１３に書き込んだ表示情報のファイル名やアドレスなどの情報を記録しておくことができる。
【００７９】
このような第２の応用例の構成は、例えば病院内で診察を受ける患者に対し、その患者をＩＤタグにより識別し、次の診察案内を表示したり、会計情報を表示するといった用途への適用が考えられる。また、展示会場で見学者の属性（技術職か営業職か、あるいは予め調べておいた興味のある展示情報など）を識別した上で、その見学者に適したブース情報を表示するといった利用方法もある。同様な利用は博物館、美術館、観光名所など、何らかのガイド情報を表示する場所でも可能である。
【００８０】
さらに、スーパーマーケット、ショッピングセンターなどで、その日の特売情報やお得意さまレベルに応じたお買い得情報などを提示することもできる。さらに、銀行などの金融機関や市役所などの行政機関で特定個人だけにしか開示すべきでない機密情報などの一時的な表示媒体及び書き込み装置としても使用できる。その場合、閲覧履歴などのログをＲＦＩＤタグもしくはそのＩＤを介してネットワーク上のデータベースに残しておけば、不正利用などの追跡も容易である。
【００８１】
上述のようなシステムは、特定の情報端末とコンピュータネットワークとを接続した構成のみならず、ネットワークで接続された複数箇所に存在する情報端末でユーザが情報を閲覧しながら、同じ画像を表示記録媒体に写し取り、移動して別の情報端末で書き換えるといった利用も考えられ、より発展性のある利用が可能である。
【００８２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、非接触なデジタル情報の書き換えとともに、表示情報も非接触で書き換えることが可能な表示記録媒体と、その応用システムを構築することが可能である。本発明によって、データや表示情報の書き換え時の表示記録媒体の配置自由度が大きくなり、かつ、高速な情報の書き換えが可能になる。また、デジタル情報と表示情報の書き換えが両者とも非接触であることから、両者の書き換えのための操作形式が近くなり、非接触形式の装置としての統一性を持ったデザインや、ユーザにとっての分かりやすい操作スタイルを実現できる。また、非接触メモリの書き換え回数とバランスのとれた表示情報の書き換え性を実現することができる。本発明によれば、このように種々の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の表示記録媒体及び情報書き込み装置の第１の実施の形態における使用状態の一例を示す概略図である。
【図２】 本発明の表示記録媒体の第１の実施の形態を示す断面図である。
【図３】 本発明の表示記録媒体の第１の実施の形態における情報表示部１３の一例を示す断面図である。
【図４】 本発明の表示記録媒体及び情報書き込み装置の第２の実施の形態における使用状態の一例を示す概略図である。
【図５】 本発明の表示記録媒体の第２の実施の形態を示す断面図である。
【図６】 本発明の表示記録媒体の第２の実施の形態における情報表示部１３の一例を示す断面図である。
【図７】 本発明の第１の具体例において採用する表示記録媒体の断面図である。
【図８】 本発明の第１の具体例において採用する情報書き込み装置の構成図である。
【図９】 本発明の第１の具体例における記録情報及び表示情報を書き込む手順の概要を示すフローチャートである。
【図１０】 本発明の第２の具体例において採用する表示記録媒体の断面図である。
【図１１】 本発明の第２の具体例において採用する情報書き込み装置の構成図である。
【図１２】 本発明の第３の具体例において採用する表示記録媒体の断面図である。
【図１３】 本発明の表示記録媒体及び情報書き込み装置の第１の応用例を示す構成図である。
【図１４】 本発明の表示記録媒体及び情報書き込み装置の第２の応用例を示す構成図である。
【符号の説明】
１１…表示記録媒体、１２…デジタル情報記録部、１３…情報表示部、１４…透明基材、１５…基材、２１…情報書き込み装置、２２…デジタル情報書き換え部、２３…表示情報書き換え部、３１…上部透明電極基板、３２…液晶表示層、３３…光吸収層、３４，３６…電荷発生層、３５…電荷輸送層、３７…光導電層、３８…下部透明電極、３９…隔離層、４１…透明カード基材、４２，４３…シール部材、４４…外部電極端子、４５…ＩＣメモリ、４６…ＲＦＩＤタグ、４７，４８…接着剤、４９…ラミネートフィルム、５１…光源、５２…光変調器、５３…投影レンズ、５４…制御部、６１…アンテナコイル、６２…制御部、８１…改札ゲート、８２…カード搬送ベルト、８３…電極端子、９１…情報端末、９２…調光スクリーン、９３…電圧印加用クリップ。

Claims (2)

1. 情報が記録されるとともに電磁気的な通信手段により記録情報の書き換えが可能なデジタル情報記録手段と、情報を表示するとともに光学的なパターン照射により表示情報の書き換えが可能な情報表示手段を備えており、前記情報表示手段は、透明部材である金属酸化物により構成された一対の対向電極と、前記一対の対向電極による電圧の印加及び前記光学的なパターン照射により表示情報の書き換えが行われる表示部を備え、前記情報記録手段を前記情報表示手段と重ねて設けたことを特徴とする表示記録媒体。
2. 前記情報記録手段は、前記情報表示手段の表示面の裏面に重ねて設けたことを特徴とする請求項１に記載の表示記録媒体。

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