JPH11237600A

JPH11237600A - 情報記憶媒体および情報書き込み装置

Info

Publication number: JPH11237600A
Application number: JP10037811A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Arisawa; 宏有沢; Hideo Kobayashi; 英夫小林; Takeo Kakinuma; 武夫柿沼; Haruo Harada; 陽雄原田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1998-02-19
Filing date: 1998-02-19
Publication date: 1999-08-31
Anticipated expiration: 2018-02-19
Also published as: JP3659290B2

Abstract

(57)【要約】【課題】一つの情報記憶媒体に、同一の装置によっ
て、不可視情報を書き換え可能に記録でき、かつ可視情
報を表示し、書き換え可能に記録できるようにする。【解決手段】基板２，３間に、紫外光を選択反射する
コレステリック液晶層からなる非表示記憶層８Ａと、可
視光中の特定波長の光を選択反射するコレステリック液
晶層からなる表示記憶層８Ｂを、分離基板４を介して積
層し、外光入射側と反対側の基板３の裏面に、光吸収層
６を設ける。非表示記憶層８Ａを形成するコレステリッ
ク液晶と、表示記憶層８Ｂを形成するコレステリック液
晶の、相変化しきい電界強度を異ならせる。情報書き込
み装置２０は、情報記憶媒体１とは別体に形成し、情報
記憶媒体１を挟持する書き込み電極２１，２２と、電極
２１，２２間に書き込み信号を印加する駆動回路２３と
によって構成する。これによって、非表示記憶層８Ａに
不可視情報を記録し、表示記憶層８Ｂに可視情報を表示
し、記録することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、不可視情報、ま
たは不可視情報と可視情報を、書き換え可能に記録する
ことができる情報記憶媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種データなどの不可視情報を書き換え
可能に記録することができる情報記憶媒体としては、磁
気カードやＩＣカードなどが考えられている。

【０００３】画像などの可視情報を書き換えて表示する
ことができる表示記録媒体としても、種々のものが考え
られているが、多くは、可逆表示素子をカードなどの基
材上に印刷や貼付などの方法で形成して、表示記録部を
構成している。

【０００４】例えば、熱のみで表示するものとして、特
開昭６１−２５８８５３号には、サーマルヘッドで加熱
することによって、透明モードと白濁モードを切り替え
る、高分子と低分子の複合樹脂からなる表示記録媒体が
示されており、そのほか、サーマルヘッドによる加熱で
発色し、ヒートロールで消色する、ロイコ染料を用いた
表示記録媒体、同様にサーマルヘッドで白濁し、ヒート
ロールで透明になる、高分子液晶からなる表示記録媒体
などが考えられている。

【０００５】また、熱と電界を必要とするものとして、
特開平８−２７２２９７号には、液晶と高分子の複合膜
からなる表示記録媒体が示され、特開平５−１６５７８
号には、垂直磁気と水平磁気によって明暗の差を記録す
る磁性粉体からなる表示記録媒体が示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、不可視
情報を書き換え可能に記録する、磁気カードやＩＣカー
ドなどの、従来の情報記憶媒体は、情報自体は目視でき
ないものの、情報を記録した媒体であることや、情報が
記録された部分が、一見して明確に分かり、そのため、
情報の改ざんや媒体の不正使用の危険が大きい欠点があ
る。

【０００７】また、可視情報を書き換えて表示する、上
述した従来の表示記録媒体は、いずれも、不可視情報を
書き換え可能に記録することができず、あるいは記録で
きるとしても、可視情報と不可視情報の記録は別の原理
および手段によるため、可視情報および不可視情報の記
録ないし書き換えは、別の装置ないし方法で行わなけれ
ばならず、情報の記録ないし書き換えに時間がかかると
ともに、媒体および書き込み装置が高価になる欠点があ
る。

【０００８】そこで、この発明の第１の目的は、情報を
記録した媒体であることや、情報が記録された部分が、
一見して分からず、情報の改ざんや媒体の不正使用の危
険が少なくなる、不可視情報を書き換え可能に記録する
ことができる情報記憶媒体を提供することにある。

【０００９】この発明の第２の目的は、不可視情報を書
き換え可能に記録することができ、かつ不可視情報につ
いては、第１の目的と同様に、情報を記録した媒体であ
ることや、情報が記録された部分が、一見して分から
ず、情報の改ざんや媒体の不正使用の危険が少なくなる
とともに、同一の媒体に可視情報を書き換えて表示する
ことができ、しかも不可視情報および可視情報の記録な
いし書き換えを、同一の原理および手段によって、同一
の装置ないし方法で、一括して高速に行うことができ、
媒体および書き込み装置を低コスト化できるようにする
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の情報記
憶媒体は、一対の基板間に、可視光以外の波長の光を選
択反射し、不可視情報を記憶する、透明なコレステリッ
ク液晶層からなる非表示記憶層を形成したものである。

【００１１】この場合、非表示記憶層を形成するコレス
テリック液晶層は、高分子を含むものとすることが望ま
しく、また、非表示記憶層を形成するコレステリック液
晶の選択反射波長は、紫外線領域とすることが望まし
い。

【００１２】請求項５の発明の情報記憶媒体は、一対の
基板間に、可視光以外の波長の光を選択反射し、不可視
情報を記憶する、透明なコレステリック液晶層からなる
非表示記憶層と、可視光中の特定波長の光を選択反射
し、可視情報を記憶する、コレステリック液晶層からな
る表示記憶層とを、積層して形成したものである。

【００１３】この場合、非表示記憶層を形成するコレス
テリック液晶層、および表示記憶層を形成するコレステ
リック液晶層は、それぞれ高分子を含むものとすること
が望ましい。また、非表示記憶層を形成するコレステリ
ック液晶の選択反射波長は、紫外線領域とすることが望
ましい。

【００１４】また、非表示記憶層を形成するコレステリ
ック液晶と、表示記憶層を形成するコレステリック液晶
の、相変化しきい電界強度を異ならせることが望まし
い。

【００１５】

【作用】液晶分子が螺旋構造を持つコレステリック液晶
は、螺旋軸に平行に入射した光を右旋光と左旋光に分
け、螺旋の捩じれ方向に一致する円偏光成分をブラッグ
反射し、残りの光を透過させる選択反射現象を起こす。
反射光の中心波長λは、螺旋ピッチをｐ、螺旋軸に直交
する平面内の平均屈折率をｎとすると、λ＝ｎ・ｐで表
される。

【００１６】この反射中心波長λを可視光領域外とする
ことによって、コレステリック液晶層は、人の目で見れ
ば透明であるが、赤外線または紫外線を選択反射する状
態とすることができる。

【００１７】正の誘電率異方性を有するコレステリック
液晶は、図１３（Ａ）に示すように、螺旋軸がセル表面
に垂直になり、入射光に対して上記の選択反射現象を生
じるプレーナー相、同図（Ｂ）に示すように、螺旋軸が
ほぼセル表面に平行になり、入射光を少し前方散乱させ
ながら透過させるフォーカルコニック相、および同図
（Ｃ）に示すように、螺旋構造がほどけて液晶ダイレク
タが電界方向を向き、入射光をほぼ完全に透過させるホ
メオトロピック相、の３つの状態を示す。

【００１８】上記の３つの相のうち、プレーナー相とフ
ォーカルコニック相は、無電界で双安定に存在すること
ができる。したがって、コレステリック液晶の相状態
は、液晶層に印加される電界強度に対して一義的に決ま
らず、プレーナー相が初期状態の場合には、電界強度の
増加に伴って、プレーナー相、フォーカルコニック相、
ホメオトロピック相の順に変化し、フォーカルコニック
相が初期状態の場合には、電界強度の増加に伴って、フ
ォーカルコニック相、ホメオトロピック相の順に変化す
る。

【００１９】一方、電界強度を急激にゼロにした場合に
は、プレーナー相とフォーカルコニック相はそのままの
状態を維持し、ホメオトロピック相はプレーナー相に相
変化する。

【００２０】したがって、パルス信号を印加した直後の
コレステリック液晶層は、図１４に示すようなスイッチ
ング挙動を示し、印加されたパルス信号の電界強度が、
Ｅｆｈ，９０以上のときには、ホメオトロピック相から
プレーナー相に相変化した選択反射状態となり、Ｅｐ
ｆ，１０とＥｆｈ，１０の間のときには、フォーカルコ
ニック相による透過状態となり、Ｅｐｆ，９０以下のと
きには、パルス信号印加前の状態を継続した状態、すな
わちプレーナー相による選択反射状態またはフォーカル
コニック相による透過状態となる。

【００２１】ただし、図中、縦軸は正規化反射率であ
り、最大反射率を１００、最小反射率を０として、反射
率を正規化している。また、プレーナー相、フォーカル
コニック相およびホメオトロピック相の各状態間には、
遷移領域が存在するため、正規化反射率が９０以上の場
合を選択反射状態、正規化反射率が１０以下の場合を透
過状態と定義し、プレーナー相とフォーカルコニック相
の相変化のしきい電界強度を、遷移領域の前後に対し
て、それぞれＥｐｆ，９０、Ｅｐｆ，１０とし、フォー
カルコニック相とホメオトロピック相の相変化のしきい
電界強度を、遷移領域の前後に対して、それぞれＥｆ
ｈ，１０、Ｅｆｈ，９０とする。

【００２２】特に、コレステリック液晶に高分子を添加
したＰＮＣＬＣ（ＰｏｌｙｍｅｒＮｅｔｗｏｒｋＣｈ
ｏｌｅｓｔｅｒｉｃＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ）
構造またはＰＤＣＬＣ（ＰｏｌｙｍｅｒＤｉｓｐｅｒ
ｓｅｄＣｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃＬｉｑｕｉｄＣｒ
ｙｓｔａｌ）構造の液晶層においては、コレステリック
液晶と高分子の界面での干渉によって、プレーナー相と
フォーカルコニック相の無電界での双安定性が向上し、
長期間に渡ってパルス信号印加直後の状態を保持するこ
とができ、メモリ効果が著しく大きくなる。

【００２３】請求項１の発明では、このコレステリック
液晶の双安定現象を利用して、特に可視光以外の波長の
光を選択反射するコレステリック液晶層を非表示記憶層
として形成し、そのコレステリック液晶層につき、プレ
ーナー相による選択反射状態と、フォーカルコニック相
による透過状態とを、スイッチングすることによって、
そのコレステリック液晶層に不可視情報を書き込む。

【００２４】したがって、無電界でのメモリ性を有する
ように不可視情報を記録し、かつ書き換えることができ
る。

【００２５】また、非表示記憶層としてのコレステリッ
ク液晶層は透明であるので、非表示記憶層は単なる透明
膜にしか見えず、情報を記録した媒体であることや、情
報が記録された部分が、一見して分からないので、情報
の改ざんや媒体の不正使用の危険が少なくなる。

【００２６】ただし、コレステリック液晶は、その螺旋
軸に対して斜めの方向から観察した場合、その傾斜角に
応じて、選択反射光のスペクトルが短波長側に変化する
ので、非表示記憶層としてのコレステリック液晶層の選
択反射波長を赤外線領域とする場合には、媒体を観察す
る方向によっては、これに記録された不可視情報が、赤
外光より短波長側の赤の色光などとして見えてしまうこ
とがある。

【００２７】これに対して、上述したように非表示記憶
層としてのコレステリック液晶層の選択反射波長を紫外
線領域とする場合には、紫外光より短波長側には可視光
が存在しないので、媒体をいかなる方向から観察して
も、これに記録された不可視情報が見えてしまうことは
ない。

【００２８】請求項５の発明では、同様にコレステリッ
ク液晶の双安定現象を利用して、可視光以外の波長の光
を選択反射するコレステリック液晶層を非表示記憶層と
して、可視光中の特定波長の光を選択反射するコレステ
リック液晶層を表示記憶層として、積層して形成し、そ
れぞれのコレステリック液晶層につき、プレーナー相に
よる選択反射状態と、フォーカルコニック相による透過
状態とを、スイッチングすることによって、非表示記憶
層としてのコレステリック液晶層には不可視情報を書き
込み、表示記憶層としてのコレステリック液晶層には可
視情報を表示し、書き込む。

【００２９】したがって、非表示記憶層としてのコレス
テリック液晶層には、無電界でのメモリ性を有するよう
に不可視情報を記録し、かつ書き換えることができると
ともに、表示記憶層としてのコレステリック液晶層に
は、可視情報を表示し、無電界でのメモリ性を有するよ
うに記録し、かつ書き換えることができる。

【００３０】この場合、非表示記憶層を形成するコレス
テリック液晶と、表示記憶層を形成するコレステリック
液晶の、相変化しきい電界強度を異ならせるとともに、
その非表示記憶層と表示記憶層の積層体に、それぞれの
コレステリック液晶の相変化しきい電界強度を境界とす
る複数段階の電界強度から選定された電界強度となる書
き込み信号を印加することによって、（１）非表示記憶
層および表示記憶層が、ともにプレーナー相による選択
反射状態、（２）非表示記憶層および表示記憶層が、と
もにフォーカルコニック相による透過状態、（３）非表
示記憶層がプレーナー相による選択反射状態、表示記憶
層がフォーカルコニック相による透過状態、（４）非表
示記憶層がフォーカルコニック相による透過状態、表示
記憶層がプレーナー相による選択反射状態、の４つの状
態が得られ、一画素内で、非表示記憶層への不可視情報
の書き込みと、表示記憶層への可視情報の表示および書
き込みとを、独立かつ同時に行うことができる。

【００３１】したがって、この場合には、非表示記憶層
および表示記憶層のそれぞれに駆動電極や駆動回路を設
けることなく、非表示記憶層と表示記憶層の積層体の両
側の電極間、または積層体の片側の電極と外部の電極と
の間、もしくは外部の一対の電極間に、共通の駆動回路
から共通の信号を印加することによって、非表示記憶層
への不可視情報の書き込みと、表示記憶層への可視情報
の表示および書き込みとを、一括して高速に行うことが
できるとともに、媒体および書き込み装置を低コスト化
することができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】〔請求項１の発明の実施形態〕図
１は、請求項１の発明の情報記憶媒体の一例を示す。

【００３３】情報記憶媒体１は、この例では、基板２，
３間に、紫外光を選択反射するコレステリック液晶層か
らなる非表示記憶層８Ａを、スペーサー９Ａを挿入して
形成し、外光入射側と反対側の基板３の裏面に、光吸収
層６を設けたものである。

【００３４】基板２，３は、ガラスやシリコン、または
ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリ
塩化ビニル、ポリイミド、ポリアミド、ポリサルホンな
どの高分子フィルムを用いることができ、少なくとも外
光入射側の基板２は、少なくとも紫外光を透過させる材
料により形成する。

【００３５】基板２，３の厚みは、数１０μｍ〜数１０
０μｍで、自己支持性と可とう性を併せ持つことが好ま
しい。また、非表示記憶層８Ａへの分圧比を大きくする
ため、できるだけ誘電率の大きいことが好ましい。ま
た、必要に応じて、その表面に、液晶配向層、耐摩耗
層、情報記憶媒体１内へのガスの混入を防止するバリア
層などの公知の機能性膜を形成してもよい。

【００３６】スペーサー９Ａは、ガラスやプラスチック
などからなるボール型またはシリンダー型のものを用い
ることができ、非表示記憶層８Ａの厚みを数μｍ〜数１
０μｍに制御する。特に基板２，３に可とう性を有する
材料を用いる場合には、基板２，３の変形によって非表
示記憶層８Ａの厚みが大きく変化しないように、周囲に
接着成分が塗布されたスペーサー９Ａを用いて、基板
２，３間を接着することが好ましい。

【００３７】また、スペーサー９Ａの代わりに、基板２
または３の表面に、非表示記憶層８Ａの厚みを制御しう
る突起物などを形成してもよい。

【００３８】光吸収層６は、非表示記憶層８Ａを透過し
た紫外光を吸収するものであれば、特に限定されるもの
ではなく、例えば、カーボンブラックなどの色素が含有
された高分子膜を用いることができる。

【００３９】なお、外光入射側と反対側の基板３の裏面
に光吸収層６を形成する代わりに、基板３と非表示記憶
層８Ａとの間に光吸収層６を形成し、または基板３をブ
ラック染料などで着色して基板３に紫外光吸収性を持た
せ、光吸収層６を省略することもできる。

【００４０】非表示記憶層８Ａを構成するコレステリッ
ク液晶は、シッフ塩基系、アゾ系、アゾキシ系、ビフェ
ニル系、ターフェニル系、安息香酸エステル系、トラン
系、ピリミジン系、シクロヘキサンカルボン酸エステル
系、フェニルシクロヘキサン系、ジオキサン系などの正
の誘電率異方性を有するネマチック液晶、またはこれら
の混合物に、エステル誘導体、シアノビフェニル誘導
体、ビスアニール誘導体などの、不斉炭素を有するカイ
ラル剤を添加した材料を用いることができる。

【００４１】コレステリック液晶の螺旋ピッチは、ネマ
チック液晶に対するカイラル剤の添加量で調整し、選択
反射の中心波長が３００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲となる
ようにする。

【００４２】また、コレステリック液晶の螺旋ピッチの
温度依存性を補償するために、捩じれ方向が異なる、ま
たは逆の温度依存性を示す複数のカイラル剤を添加する
公知の手法を用いてもよい。

【００４３】情報書き込み装置２０は、情報記憶媒体１
とは別体に形成し、この例では、情報記憶媒体１を挟持
する書き込み電極２１，２２と、この電極２１，２２間
に書き込み信号を印加する駆動回路２３とによって構成
する。駆動回路２３は、図では省略したが、駆動電源
と、入力された不可視情報に基づいて、電極２１，２２
間に印加する信号を制御する制御部とによって構成す
る。

【００４４】情報書き込み装置２０は、例えば、電極２
１，２２間に情報記憶媒体１の厚み分の間隙を有し、不
可視情報の書き込み時には、その間隙内に情報記憶媒体
１を所定位置まで差し込んで、後述するように情報記憶
媒体１に不可視情報を書き込み、または、電極２１側を
電極２２側に対して開閉できるようにして、電極２１側
を開いて情報記憶媒体１を所定位置に挿入した後、電極
２１側を閉じて情報記憶媒体１に不可視情報を書き込
む、などの構成とすることができる。

【００４５】なお、この例の情報書き込み装置２０は、
この例の情報記憶媒体１に対して、外部から書き込み信
号を印加できるものであればよく、例えば、画素サイズ
の電極を備えるペン書き込み型の書き込み装置、一次元
に電極が配置されたライン走査書き込み型の書き込み装
置、二次元に電極が配置された面書き込み型の書き込み
装置、またはこれらの形態でイオン流を発生させる書き
込み装置など、特に限定されるものではない。

【００４６】図１の例は、情報記憶媒体１が内部に電界
印加用の電極や配線を全く持たない場合であるが、図２
に示す例のように、情報記憶媒体１の一方の基板側に共
通電極７を設けてもよい。

【００４７】共通電極７は、非表示記憶層８Ａへの分圧
比を大きくするために、一方の基板の内側、例えば、外
光入射側と反対側の基板３の内側、すなわち基板３と非
表示記憶層８Ａとの間に形成することが望ましく、その
厚みは、数μｍ程度とすることが好ましい。

【００４８】この場合、情報書き込み装置２０には、不
可視情報の書き込み時に、この情報記憶媒体１の共通電
極７と接触して電気的に接続される接触子を設け、不可
視情報の書き込み時、情報書き込み装置２０の書き込み
電極２１と情報記憶媒体１の共通電極７との間に書き込
み信号を印加する。

【００４９】この場合、印刷物１０の印刷面１１とは反
対側の面に情報記憶媒体１を貼り付けてもよい。

【００５０】図１および図２の例は、非表示記憶層８Ａ
を形成するコレステリック液晶層をコレステリック液晶
のみからなるＬＣ構造とした場合であるが、非表示記憶
層８Ａを形成するコレステリック液晶層は、コレステリ
ック液晶の連続相中に網目状の高分子を含むＰＮＬＣ
（ＰｏｌｙｍｅｒＮｅｔｗｏｒｋＬｉｑｕｉｄＣ
ｒｙｓｔａｌ）構造や、高分子の骨格中にコレステリッ
ク液晶がドロップレット状に分散されたＰＤＬＣ（Ｐｏ
ｌｙｍｅｒＤｉｓｐｅｒｓｅｄＬｉｑｕｉｄＣｒｙ
ｓｔａｌ）構造とすることもできる。

【００５１】非表示記憶層８ＡをＰＮＬＣ構造やＰＤＬ
Ｃ構造とすることによって、コレステリック液晶と高分
子の界面にアンカリング効果が発生し、無電界でのプレ
ーナー相またはフォーカルコニック相の保持状態を、よ
り安定にすることができる。

【００５２】図１または図２の例の情報記憶媒体１で
は、その非表示記憶層８Ａを形成するコレステリック液
晶層の、図１４に示したようなプレーナー相とフォーカ
ルコニック相の相変化のしきい電界強度Ｅｐｆ，１０
と、フォーカルコニック相とホメオトロピック相の相変
化のしきい電界強度Ｅｆｈ，１０との間の電界強度を第
１の電界強度Ｅａとし、フォーカルコニック相とホメオ
トロピック相の相変化のしきい電界強度Ｅｆｈ，９０以
上の電界強度を第２の電界強度Ｅｂとする。

【００５３】そして、外部の情報書き込み装置２０によ
って、図８（Ａ）に示すような（同図にはリフレッシュ
期間Ｔｒも示しているが、この例ではリフレッシュ期間
Ｔｒは不要である）、交流パルスのセレクト期間Ｔｓ
と、その後の無電界の表示期間Ｔｄとによって構成さ
れ、そのセレクト期間Ｔｓでの電界強度Ｅｓが、不可視
情報に基づいて、上記の電界強度Ｅａ，Ｅｂから選定さ
れた電界強度となる書き込み信号、または、同図（Ｂ）
に示すような（同様に、この例ではリフレッシュ期間Ｔ
ｒは不要である）、直流パルスのセレクト期間Ｔｓと、
その後の無電界の表示期間Ｔｄとによって構成され、そ
のセレクト期間Ｔｓでの電界強度Ｅｓが、不可視情報に
基づいて、上記の電界強度Ｅａ，Ｅｂから選定された電
界強度となる書き込み信号を、上記の情報記憶媒体１に
印加する。

【００５４】これによって、非表示記憶層８Ａとしての
コレステリック液晶層は、（１）プレーナー相による紫
外光を選択反射する状態、（２）フォーカルコニック相
による紫外光をも透過させる状態、とを取りうるように
なり、非表示記憶層８Ａに不可視情報が書き込まれる。

【００５５】このように記録された不可視情報を読み取
るには、図３に示すように、基板２側から情報記憶媒体
１に、ブラックライト蛍光ランプのような紫外線ランプ
などからの、紫外光からなる、または紫外光を十分に含
む入射光３１を照射する。

【００５６】これによって、プレーナー相による選択反
射状態とされた画素からは、紫外光の反射光３２が得ら
れる。この反射光３２を、紫外光を感知するＣＣＤセン
サなどの光検出器によって検出することによって、情報
記憶媒体１に記録された不可視情報を読み取ることがで
きる。

【００５７】紫外光の反射光３２を波長変換素子によっ
て可視光に変換し、その変換後の光をＣＣＤセンサなど
の光検出器によって検出するようにしてもよい。

【００５８】〔請求項５の発明の実施形態〕図４は、請
求項５の発明の情報記憶媒体の一例を示す。

【００５９】情報記憶媒体１は、この例では、基板２，
３間に、紫外光を選択反射するコレステリック液晶層か
らなる非表示記憶層８Ａ、および可視光中の特定波長の
光を選択反射するコレステリック液晶層からなる表示記
憶層８Ｂを、非表示記憶層８Ａおよび表示記憶層８Ｂに
はスペーサー９Ａおよび９Ｂを挿入し、非表示記憶層８
Ａと表示記憶層８Ｂの間には分離基板４を介して積層
し、外光入射側と反対側の基板３の裏面に、光吸収層６
を設けたものである。

【００６０】基板２，３は、上述したものを用いること
ができ、少なくとも外光入射側の基板２は、紫外光と可
視光を透過させる材料により形成する。

【００６１】この場合も、基板２，３の厚みは、数１０
μｍ〜数１００μｍで、自己支持性と可とう性を併せ持
つことが好ましい。また、非表示記憶層８Ａおよび表示
記憶層８Ｂへの分圧比を大きくするため、できるだけ誘
電率の大きいことが好ましい。また、必要に応じて、そ
の表面に、液晶配向層、耐摩耗層、情報記憶媒体１内へ
のガスの混入を防止するバリア層などの公知の機能性膜
を形成してもよい。

【００６２】分離基板４は、基板２，３と同様の高分子
フィルムを用いることができ、光透過性を有する材料に
より形成する。その厚みは、数μｍ〜数１０μｍで、可
とう性を有することが好ましい。また、基板２，３と同
様に、非表示記憶層８Ａおよび表示記憶層８Ｂへの分圧
比を大きくするため、できるだけ誘電率の大きいことが
好ましい。また、必要に応じて、その表面に、液晶配向
層などの公知の機能性膜を形成してもよい。

【００６３】スペーサー９Ａ，９Ｂは、それぞれ、図１
または図２の例のスペーサー９Ａと同様である。また、
スペーサー９Ａ，９Ｂの代わりに、基板２，３および分
離基板４の表面に、非表示記憶層８Ａおよび表示記憶層
８Ｂの厚みを制御しうる突起物などを形成してもよい。

【００６４】光吸収層６は、非表示記憶層８Ａおよび表
示記憶層８Ｂを透過した紫外光および可視光を吸収する
ものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、
上述したカーボンブラックなどの色素が含有された高分
子膜を用いることができる。

【００６５】なお、外光入射側と反対側の基板３の裏面
に光吸収層６を形成する代わりに、基板３と基板３上に
形成される表示記憶層８Ｂとの間に光吸収層６を形成
し、または基板３をブラック染料などで着色して基板３
に光吸収性を持たせ、光吸収層６を省略することもでき
る。

【００６６】非表示記憶層８Ａおよび表示記憶層８Ｂを
構成するコレステリック液晶は、図１の例の非表示記憶
層８Ａと同様の材料を用いることができる。コレステリ
ック液晶の螺旋ピッチは、ネマチック液晶に対するカイ
ラル剤の添加量で調整し、非表示記憶層８Ａについて
は、選択反射の中心波長が３００ｎｍ〜４００ｎｍの範
囲となり、表示記憶層８Ｂについては、選択反射の中心
波長が例えば５００ｎｍ〜６００ｎｍの範囲となるよう
にする。また、コレステリック液晶の螺旋ピッチの温度
依存性を補償するために、図１の例で示した手法を用い
てもよい。

【００６７】この例でも、情報書き込み装置２０は、情
報記憶媒体１とは別体に形成し、情報記憶媒体１を挟持
する書き込み電極２１，２２と、この電極２１，２２間
に書き込み信号を印加する駆動回路２３とによって構成
する。そのほか、情報書き込み装置２０については、図
１の例と同様に構成することができる。

【００６８】図４の例は、図１の例と同様に情報記憶媒
体１が内部に電界印加用の電極や配線を全く持たない場
合であるが、図５に示す例のように、情報記憶媒体１の
一方の基板側に共通電極７を設けてもよい。共通電極７
については、図２の例と同様に構成する。

【００６９】図４または図５の例は、非表示記憶層８Ａ
および表示記憶層８Ｂを形成するコレステリック液晶層
をコレステリック液晶のみからなるＬＣ構造とした場合
であるが、非表示記憶層８Ａおよび表示記憶層８Ｂを形
成するコレステリック液晶層は、上述したＰＮＬＣ構造
やＰＤＬＣ構造とすることもできる。

【００７０】非表示記憶層８Ａおよび表示記憶層８Ｂを
ＰＮＬＣ構造やＰＤＬＣ構造とすることによって、コレ
ステリック液晶と高分子の界面にアンカリング効果が発
生し、無電界でのプレーナー相またはフォーカルコニッ
ク相の保持状態を、より安定にすることができる。さら
に、表示記憶層８Ｂについては、コレステリック液晶層
の厚みむらに起因する、グランジャンテクスチャの表示
欠陥を防止することもできる。

【００７１】ＰＮＬＣ構造やＰＤＬＣ構造は、高分子と
液晶を相分離させる公知の方法、例えば、アクリル系、
チオール系、エポキシ系などの、熱や光によって重合す
る高分子前駆体と液晶を混合し、均一相の状態から重合
させて相分離させるＰＩＰＳ（Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔ
ｉｏｎＩｎｄｕｃｅｄＰｈａｓｅＳｅｐａｒａｔ
ｉｏｎ）法、ポリビニルアルコールなどの、液晶の溶解
度が低い高分子と液晶を混合し、攪拌懸濁させて、液晶
を高分子中にドロップレット分散させるエマルジョン
法、熱可塑性高分子と液晶を混合し、均一相に加熱した
状態から冷却して相分離させるＴＩＰＳ（Ｔｈｅｒｍａ
ｌｌｙＩｎｄｕｃｅｄＰｈａｓｅＳｅｐａｒａｔ
ｉｏｎ）法、高分子と液晶をクロロフォルムなどの溶媒
に溶かし、溶媒を蒸発させて高分子と液晶を相分離させ
るＳＩＰＳ（ＳｏｌｖｅｎｔＩｎｄｕｃｅｄＰｈａ
ｓｅＳｅｐａｒａｔｉｏｎ）法などによって形成する
ことができるが、その製造方法は特に限定されるもので
はない。

【００７２】特に、非表示記憶層８Ａおよび表示記憶層
８ＢをＰＤＬＣ構造とする場合には、それぞれのコレス
テリック液晶層のコレステリック液晶が高分子に包括さ
れて、分離基板４を設けなくても、それぞれのコレステ
リック液晶層のコレステリック液晶が互いに混ざり合う
ことが無いので、分離基板４を省略することができる。
また、バーコート法、スピンコート法、ロールコート法
などの、膜厚を規定することができる塗布方法を用いて
ＰＤＬＣ構造を形成する場合には、スペーサー９Ａ，９
Ｂの一方または両方を省略することができる。

【００７３】図６は、このように非表示記憶層８Ａおよ
び表示記憶層８ＢをＰＤＬＣ構造とした場合の情報記憶
媒体の例を示し、非表示記憶層８Ａおよび表示記憶層８
Ｂは、それぞれ高分子マトリックス３１Ａおよび３１Ｂ
中にコレステリック液晶３２Ａおよび３２Ｂをドロップ
レット分散させたもので、非表示記憶層８Ａおよび表示
記憶層８Ｂにはスペーサーを挿入することなく、かつ非
表示記憶層８Ａと表示記憶層８Ｂの間には分離基板を介
することなく、積層形成した場合である。

【００７４】図７に、図４〜図６の例の情報記憶媒体
の、外部の情報書き込み装置２０によって印加された電
界強度に対する、非表示記憶層８Ａおよび表示記憶層８
Ｂのスイッチング挙動を示す。

【００７５】これらの例の情報記憶媒体は、非表示記憶
層８Ａおよび表示記憶層８Ｂの、プレーナー相とフォー
カルコニック相の状態間の遷移領域、およびフォーカル
コニック相とホメオトロピック相の状態間の遷移領域
が、同じ電界強度で存在しないように構成し、非表示記
憶層８Ａおよび表示記憶層８Ｂのうちの、相変化しきい
電界強度が大きい方の層をＨ層、小さい方の層をＬ層と
した場合、Ｌ層のＥｐｆ，９０以下の電界強度をＥａ、
Ｌ層のＥｐｆ，１０とＨ層のＥｐｆ，９０との間の電界
強度をＥｂ、Ｈ層のＥｐｆ，１０とＬ層のＥｆｈ，１０
との間の電界強度をＥｃ、Ｌ層のＥｆｈ，９０とＨ層の
Ｅｆｈ，１０との間の電界強度をＥｄ、Ｈ層のＥｆｈ，
９０以上の電界強度をＥｅとする。

【００７６】そして、外部の情報書き込み装置２０によ
って、図８（Ａ）に示すような、少なくとも、それぞれ
交流パルスのリフレッシュ期間Ｔｒおよびセレクト期間
Ｔｓと、その後の無電界の表示期間Ｔｄとによって構成
され、そのリフレッシュ期間Ｔｒおよびセレクト期間Ｔ
ｓでの電界強度ＥｒおよびＥｓが、Ｅｒ＞Ｅｓの関係を
もって、不可視情報および可視情報に基づいて、上記の
５段階の電界強度Ｅａ〜Ｅｅから選定された電界強度と
なる書き込み信号、または、同図（Ｂ）に示すような、
少なくとも、それぞれ直流パルスのリフレッシュ期間Ｔ
ｒおよびセレクト期間Ｔｓと、その後の無電界の表示期
間Ｔｄとによって構成され、そのリフレッシュ期間Ｔｒ
およびセレクト期間Ｔｓでの電界強度ＥｒおよびＥｓ
が、Ｅｒ＞Ｅｓの関係をもって、不可視情報および可視
情報に基づいて、上記の５段階の電界強度Ｅａ〜Ｅｅか
ら選定された電界強度となる書き込み信号を、上記の情
報記憶媒体に印加する。

【００７７】図９は、この場合のリフレッシュ電界強度
Ｅｒとセレクト電界強度Ｅｓとの組み合わせによる、Ｈ
層およびＬ層の相変化の様子を示したもので、「ｐ」は
プレーナー相による選択反射状態、「ｆ」はフォーカル
コニック相による透過状態、「？」は書き込み信号の印
加前の状態に依存する未確定状態、をそれぞれ表わし、
Ｌ層およびＨ層の順に示している。

【００７８】これから明らかなように、上記の情報記憶
媒体および情報書き込み方法によれば、（１）Ｈ層およ
びＬ層がともにフォーカルコニック相の状態、（２）Ｈ
層およびＬ層がともにプレーナー相の状態、（３）Ｈ層
がフォーカルコニック相で、Ｌ層がプレーナー相の状
態、（４）Ｈ層がプレーナー相で、Ｌ層がフォーカルコ
ニック相の状態、の４種類の相変化状態が得られる。

【００７９】したがって、例えば、紫外光を選択反射す
る非表示記憶層８ＡがＨ層、グリーン色光を選択反射す
る表示記憶層８ＢがＬ層となるように構成した場合に
は、図１０に示すように（同図中の「Ｔ」は、対応する
層がフォーカルコニック相による透過状態であることを
示す）、（１）Ｅｒ＝Ｅｃ，Ｅｓ＝Ｅａの書き込み信号
によって、黒が表示され、紫外光も反射しない状態、
（２）例えば、Ｅｒ＝Ｅｅ，Ｅｓ＝Ｅａの書き込み信号
によって、グリーンが表示され、紫外線も反射する状
態、（３）Ｅｒ＝Ｅｄ，Ｅｓ＝Ｅａの書き込み信号によ
って、グリーンが表示されるが、紫外光は反射しない状
態、（４）Ｅｒ＝Ｅｅ，Ｅｓ＝Ｅｂの書き込み信号によ
って、黒が表示されるが、紫外光が反射する状態、の４
つの状態を取りうるようになり、一画素内で、不可視情
報を記録することができるとともに、可視情報を表示
し、記録することができる。

【００８０】非表示記憶層８Ａに記録された不可視情報
の読み取りは、図３において上述した方法によればよ
い。

【００８１】図４〜図６の例は、非表示記憶層８Ａを外
光入射側とした場合であるが、逆に表示記憶層８Ｂを外
光入射側としてもよい。また、表示記憶層８Ｂをレッド
またはブルーの色光を選択反射するコレステリック液晶
層としてもよい。さらに、表示記憶層として、それぞれ
レッド、グリーン、ブルーの色光を選択反射する３層の
コレステリック液晶層を積層して形成してもよい。

【００８２】〔実施例〕この発明の情報記憶媒体を試作
し、その特性を測定した。

【００８３】（実施例１）実施例１では、ＰＮＬＣ構造
の非表示記憶層のみを有する情報記憶媒体を作製し、記
録特性を測定した。

【００８４】紫外光を選択反射するＰＮＬＣ構造のコレ
ステリック液晶層を形成する、コレステリック液晶と高
分子前駆体の混合溶液として、正の誘電率異方性を有す
るネマチック液晶ＢＬ０１２（メルク社製）５０．０ｗ
ｔ％、右旋性カイラル剤ＣＢ１５（メルク社製）２５．
０ｗｔ％および右旋性カイラル剤ＣＥ２（メルク社製）
２５．０ｗｔ％を混合した溶液に、チオール系ＵＶ重合
高分子前駆体ＮＯＡ６５（ノーランド社製）を１５ｗｔ
％添加した。

【００８５】基板３を形成する７５μｍ厚のＰＥＴフィ
ルムルミラー（東レ社製）の上に、接着剤付の５μｍ径
の球状スペーサーハヤビーズＬ−２５（早川ゴム社製）
を湿式散布し、上記の混合溶液を滴下して、基板２を形
成する７５μｍ厚のＰＥＴフィルムルミラー（東レ社
製）を密着させた。

【００８６】以上の工程を６０℃で行った後、スペーサ
ーとフィルムを接着するため、１１０℃に加熱して、３
０分間保持した。再び６０℃の環境に戻して、高圧水銀
ランプをフィルタリングした５０ｍＷ／ｃｍ²（３６５
ｎｍ）のＵＶ光を６０秒照射した。基板３を形成するＰ
ＥＴフィルムルミラーの裏面に光吸収層６を形成して、
紫外光を選択反射するＰＮＬＣ構造の非表示記憶層を有
する情報記憶媒体を得た。

【００８７】得られた情報記憶媒体を、パルス発生器お
よび高圧電源装置に接続された一対のアルミ電極間に挟
持し、５０Ｈｚ、２５０ｍｓ期間の交流セレクト信号と
無電界の表示期間からなる書き込み信号を印加し、電極
間から取り出して、暗室で紫外線ランプの光を当て、反
射面に蛍光印刷物を置いて、紫外光反射の有無を観察し
た。アルミ電極間に印加したセレクト信号の電界強度Ｅ
ｓと、紫外光反射の有無を、図１１に示す。

【００８８】（実施例２）実施例２では、非表示記憶層
および表示記憶層を有し、それぞれがＰＮＬＣ構造の情
報記憶媒体を作製した。

【００８９】紫外光を選択反射するコレステリック液晶
層を形成するコレステリック液晶として、正の誘電率異
方性を有するネマチック液晶ＺＬＩ４３８９（メルク社
製）６５．０ｗｔ％、右旋性カイラル剤ＣＢ１５（メル
ク社製）１７．５ｗｔ％および右旋性カイラル剤ＣＥ２
（メルク社製）１７．５ｗｔ％を混合し、グリーン色光
を選択反射するコレステリック液晶層を形成するコレス
テリック液晶として、正の誘電率異方性を有するネマチ
ック液晶Ｅ１８６（メルク社製）７２．２ｗｔ％、右旋
性カイラル剤ＣＢ１５（メルク社製）１３．９ｗｔ％お
よび右旋性カイラル剤ＣＥ２（メルク社製）１３．９ｗ
ｔ％を混合し、それぞれチオール系ＵＶ重合高分子前駆
体ＮＯＡ６５（ーランド社製）を１５ｗｔ％添加した。

【００９０】基板３を形成する７５μｍ厚のＰＥＴフィ
ルムルミラー（東レ社製）の上に、接着剤付の５μｍ径
の球状スペーサーハヤビーズＬ−２５（早川ゴム社製）
を湿式散布し、上記のグリーン色光用の混合溶液を滴下
して、片面に接着剤付の５μｍ径の球状スペーサーハヤ
ビーズＬ−２５（早川ゴム社製）を湿式散布した４．５
μ厚のＰＥＴフィルムルミラー（東レ社製）を、スペー
サーの非散布面が接触するように密着させた。

【００９１】さらに、この上に、上記の紫外光用の混合
溶液を滴下し、基板２を形成する７５μｍ厚のＰＥＴフ
ィルムルミラー（東レ社製）を密着させた。

【００９２】以上の工程を７０℃で行った後、スペーサ
ーと各フィルムを接着するため、１１０℃に加熱して、
３０分間保持した。再び７０℃の環境に戻して、高圧水
銀ランプをフィルタリングした５０ｍＷ／ｃｍ²（３６
５ｎｍ）のＵＶ光を６０秒照射した。基板３を形成する
ＰＥＴフィルムルミラーの裏面に光吸収層６を形成し
て、外光入射側から、それぞれＰＮＬＣ構造である、紫
外光を選択反射する非表示記憶層８Ａ、およびグリーン
を表示する表示記憶層８Ｂが積層された情報記憶媒体を
得た。

【００９３】得られた情報記憶媒体を、パルス発生器お
よび高圧電源装置に接続された一対のアルミ電極間に挟
持し、５０Ｈｚ、２５０ｍｓ期間の交流リフレッシュ信
号、５０Ｈｚ、２５０ｍｓ期間の交流セレクト信号、お
よび無電界の表示期間からなる書き込み信号を印加し、
電極間から取り出して、表示色を観察するとともに、暗
室で紫外線ランプの光を当て、反射面に蛍光印刷物を置
いて、紫外光反射の有無を観察した。アルミ電極間に印
加したリフレッシュ信号およびセレクト信号の電界強度
ＥｒおよびＥｓと、表示色および紫外光反射の有無を、
図１２に示す。

【００９４】これらの書き込みを１０００回以上繰り返
しても、表示色および紫外光反射の有無と、表示および
紫外光反射に必要なリフレッシュ信号およびセレクト信
号の電界強度に、変化は見られなかった。また、不可視
情報および可視情報の記録は、ともに十分なメモリ性を
有し、３０日以上経過しても変化は見られなかった。さ
らに、情報記憶媒体は２００μｍ以下の厚みで可とう性
を有していた。

【００９５】

【発明の効果】上述したように、請求項１の発明によれ
ば、情報を記録した媒体であることや、情報が記録され
た部分が、一見して分からず、情報の改ざんや媒体の不
正使用の危険が少なくなる、不可視情報を書き換え可能
に記録することができる情報記憶媒体を実現することが
できる。

【００９６】請求項５の発明によれば、不可視情報を書
き換え可能に記録することができ、かつ不可視情報につ
いては、上記と同様であるとともに、同一の媒体に可視
情報を書き換えて表示することができ、しかも不可視情
報および可視情報の記録ないし書き換えを、同一の原理
および手段によって、同一の装置ないし方法で、一括し
て高速に行うことができ、媒体および書き込み装置を低
コスト化できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の情報記憶媒体の第１の例と情
報書き込み装置の例を示す図である。

【図２】請求項１の発明の情報記憶媒体の第２の例と情
報書き込み装置の例を示す図である。

【図３】図１の情報記憶媒体に記録された不可視情報を
読み出す方法を示す図である。

【図４】請求項２の発明の情報記憶媒体の第１の例と情
報書き込み装置の例を示す図である。

【図５】請求項２の発明の情報記憶媒体の第２の例と情
報書き込み装置の例を示す図である。

【図６】請求項２の発明の情報記憶媒体の第３の例と情
報書き込み装置の例を示す図である。

【図７】図４〜６の情報記憶媒体のスイッチング挙動を
示す図である。

【図８】この発明の情報記憶媒体に対する書き込み信号
の例を示す図である。

【図９】図７に示すスイッチング挙動を行う情報記憶媒
体の各層の相状態を示す図である。

【図１０】図７に示すスイッチング挙動を行う情報記憶
媒体の反射状態を示す図である。

【図１１】実施例１の情報記憶媒体に情報を書き込んだ
場合の電界強度と紫外光反射の有無を示す図である。

【図１２】実施例２の情報記憶媒体に情報を書き込んだ
場合の電界強度と表示色および紫外光反射の有無を示す
図である。

【図１３】正の誘電率異方性を有するコレステリック液
晶の相変化を示す図である。

【図１４】正の誘電率異方性を有するコレステリック液
晶のパルス信号に対するスイッチング挙動の例を示す図
である。

【符号の説明】

１情報記憶媒体２，３基板４分離基板６光吸収層７共通電極８Ａ非表示記憶層８Ｂ表示記憶層９Ａ，９Ｂスペーサー２０情報書き込み装置２１，２２書き込み電極２３駆動回路３１Ａ，３１Ｂ高分子マトリックス３２Ａ，３２Ｂコレステリック液晶

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者原田陽雄神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の基板間に、可視光以外の波長の光を
選択反射し、不可視情報を記憶する、透明なコレステリ
ック液晶層からなる非表示記憶層が形成された情報記憶
媒体。
【請求項２】請求項１の情報記憶媒体において、前記非表示記憶層を形成するコレステリック液晶層が、
高分子を含むことを特徴とする情報記憶媒体。
【請求項３】請求項１または２の情報記憶媒体におい
て、前記非表示記憶層は、外部の情報書き込み装置から電界
が印加されることによって不可視情報が書き込まれるも
のであることを特徴とする情報記憶媒体。
【請求項４】請求項３の情報記憶媒体において、一方の基板側に共通電極が設けられていることを特徴と
する情報記憶媒体。
【請求項５】一対の基板間に、可視光以外の波長の光を
選択反射し、不可視情報を記憶する、透明なコレステリ
ック液晶層からなる非表示記憶層と、可視光中の特定波
長の光を選択反射し、可視情報を記憶する、コレステリ
ック液晶層からなる表示記憶層とが、積層されて形成さ
れた情報記憶媒体。
【請求項６】請求項５の情報記憶媒体において、前記非表示記憶層を形成するコレステリック液晶層、お
よび前記表示記憶層を形成するコレステリック液晶層
が、それぞれ高分子を含むことを特徴とする情報記憶媒
体。
【請求項７】請求項５または６の情報記憶媒体におい
て、前記非表示記憶層を形成するコレステリック液晶と、前
記表示記憶層を形成するコレステリック液晶の、相変化
しきい電界強度が異なることを特徴とする情報記憶媒
体。
【請求項８】請求項５〜７のいずれかの情報記憶媒体に
おいて、前記非表示記憶層および表示記憶層は、外部の情報書き
込み装置から電界が印加されることによって不可視情報
および可視情報が書き込まれるものであることを特徴と
する情報記憶媒体。
【請求項９】請求項８の情報記憶媒体において、一方の基板側に共通電極が設けられていることを特徴と
する情報記憶媒体。
【請求項１０】請求項１〜９のいずれかの情報記憶媒体
において、前記非表示記憶層を形成するコレステリック液晶の選択
反射波長が紫外線領域であることを特徴とする情報記憶
媒体。
【請求項１１】請求項７の情報記憶媒体に情報を書き込
む装置において、前記非表示記憶層と前記表示記憶層の積層体に、前記そ
れぞれのコレステリック液晶の相変化しきい電界強度を
境界とする複数段階の電界強度から選定された電界強度
となる書き込み信号を印加することによって、前記非表
示記憶層に不可視情報を書き込み、前記表示記憶層に可
視情報を書き込むことを特徴とする情報書き込み装置。
【請求項１２】請求項５〜９のいずれかの情報記憶媒体
に情報を書き込む方法において、前記不可視情報として、前記可視情報に関連したデジタ
ル情報を書き込むことを特徴とする情報書き込み方法。