JPS63280694A - 表示機能と記憶能力を有するカ−ド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は銀行のＣＤカード、秘密保持のためのＩＤカー
ド、電車等の乗車券のプレ発売カード等のカード自身に
記憶能力を有するカードを提案するにある。

〔従来の技術〕

銀行のＣＤカード、電車等の乗車券等のプレ発売カード
等は、祇または樹脂板上に磁気テープを貼りつけ、この
磁気テープ部分にて口座番号、残金等の記憶能力を持っ
たカードが使われている。しかしながら磁気テープの記
憶容量は非常に少なく数桁程度の数字及び記号を記憶す
るのがやっとである。

また、この場合テープに記憶された内容は任意に書き換
えできるものではなかった。

その様な問題点を解決するために考案されたものがＥＥ
ＦＲＯＭ　（電気式書換可能ＲＯＭ　”）記憶を有する
集積回路を搭載したカード（いわゆるＩＣカード）等が
ある。

〔それらの持つ問題点〕

すなわちＩＣカードは記憶容量を増す目的で考案され、
集積回路を利用し多量の記憶内容を任意に書き換えを行
うことも可能であった。しかしながらカード中の記憶内
容の全てではなくてもカードの持ち主が知りたい最低限
の情報さえも大型コンピューターに接続された端末機械
を使用し、端末機械の表示装置に表示されて始めてその
内容を知りえるという物であった。

そのため記憶内容の表示がカード上に現れる様な能力が
求められていた。

そのため、表示を行なう部分と、情報の記憶を行なう部
分を同一カード上にて形成する必要があった。

この表示を行なう部分としては、表示能力及び消費電力
等より液晶表示が最も一般的に行なわれている。

また、記憶を行なう部分としては、その記憶容量等によ
り前述のＥＥＦＲＯＭが一般的であり、これらを同一の
カードに作成することは、工程数の増加。

カード構造が複雑になる等数多（の技術的な問題が発生
していた。

〔問題を解決しようとする為の手段〕

本発明は、これら従来の問題を解決するものであり、特
許請求の範囲にありますように一対の基板と該基板上の
電極と該電極上の液晶配向部と該一対の基板間に充填さ
れた、強誘電性を有する液晶材料よりなる表示機能と記
憶能力とを有するカードにおいて、一対の基板間に設け
られこれら基板間の記憶領域をビットピッチ間隔で仕切
り、情報蓄積部を構成する凸部を有することを特徴とす
る表示機能と記憶能力有するカードを発明の構成として
おります。

すなわち、表示領域部と記憶領域部とを同じ強誘電性液
晶を用いることで構成し、工程数の省略化を計ったもの
であります。

前述の如き、強誘電性液晶を用いた光デイスクメモリを
実用化するに当っては、幾かの乗越えるべき問題点があ
る。その例として、次の様なものを挙げることが出来る
。

（１）ディスク間では、少なくとも１ビツトに対応する
領域について分子が正しく整列してモノドインを形成し
なければならない。

（２）ディスク上の記憶領域が確定していなければなら
ない。すなわち、隣接する単位記憶領域が正しく分離さ
れ、誤ってアクセスした場合でもそのことが検知されな
ければならない。

本発明は上記２点について、簡単な構成でもってこれを
改善するものである。

そのため前述のように、一対の基板の内側に記憶領域を
ビットピッチ間隔で仕切る凸部を設けたことを特徴とす
るものであります。

この強誘電性液晶を用いた記憶（メモリー）としては、
本発明と同−発明人により特許出願された（特願昭６０
年１３０１９０号）１強誘電性液晶を用いた光デイスク
装置」があり、その記憶された情報の読み出し、書き換
え、消去の原理は本発明と同様であります。

この記憶方法とは、第２図に示すように、スメクチック
層の層法線に対し、θの角度を持って液晶分子（１２）
が傾いた状態を第１の状態とし、この状態の液晶分子に
対し、外部より電気、熱または光エネルギーを与えて層
の法線に対し一θの角度を持つ第２の状態に変化させる
。

この時、第１の状態と、第２の状態のちがいによって発
生する光学的な変化を外部の検知手段によって検知する
ことで状態のちがいを判別するのである。

つまり、第１の状態をＯ１第２の状態を１とし信号とし
て情報を記憶するものである。

この第１の状態と第２の状態とを液晶分子に取らせる方
法を第３図に示したこのカードの記憶領域部の断面図に
より説明する。

まず第１の方法としては、上下の基板（１）、（７）の
間隔を強誘電性液晶（４）の持つらせんピッチより十分
短くすることによりこの状態を発現するもので、この方
法は一般に５ＳＦＬＣと言われており界面（基板）より
の強制力により液晶分子に２状態を取らせるものであり
ます。

次に第２の方法として、上下の液晶配向部（３）。

（５）に用いる材料を変えることにより発生する極性の
ちがいを利用して、液晶分子を引きつけて、この状態を
発現する方法と、また第３の方・法としては液晶配向部
（３）　、　（５）を積層構造として、その部分に電荷
を蓄えことにより発生する電界を液晶（４）に印加し、
この第１の状態と第２の状態とを発現させる方法とが知
られる。

以下実施例により本発明を説明する。

「実施例」 第１図（Ａ）は本発明の強誘電性液晶メモリを用いた表
示機能と記憶能力を有するカードを示す。

（Ｂ）はそのＡ−Ａ’断面図を示す。

また第３図に本発明のカードを用いたシステムを示す。

メモリーカードは一対の対抗基板（４）及び基板（１０
）を有する。さらにその一対の内側には一対の透光性電
極（５）、　（９）を有する。さらにその一対の電極に
配向処理部（６）　、　（８）が形成されている。

また、液晶配向部（８）上には、記憶領域部をドントビ
ソチ間隔に仕切る凸部（２３）が設けられている。図面
では便宜上大きさを大きく、間隔を広く描いである。実
際は数μｍ毎に凸部（２３）が設けられており、カード
の周辺の一方向に平行な方向について、カードの記憶領
域を仕切っている。

さらにその基板間にはＦＬＣ（７）が充填される。

このメモリーカードは周辺をＦＬＣが大気に触れないよ
うに封止（１１）されている。このメモリーカードの外
側周辺側には一対の電極（５）　、　（９）より延在し
た外部コンタクト用電極（５’）、　（９’）を有する
。

この外部コンタクト用電極（５’）、（９’）は、記憶
の書消しく全面消去）の際その信号源（１３）より導出
したリード端子と接続され所定の電圧を印加され「書消
し」を行われる。

かくして全面が「０」の状態のメモリー領域に対し情報
の「書き込み」を行う。即ち全面にわたり一方向に配列
したＦＬＣに対し光ビーム特に赤外線を（１９）よりミ
ラー（１８）　、及びハーフミラ−（１７）を経て集光
光学系、位置補正等の系（２２）を経て所定の番地に対
し光を照射し、所定の番地の液晶分子の状態を初期状態
よりずらすことにより書き込みを行う。この時、上下の
電極（５）　、　（９）の間に液晶の反転のしきい値電
圧より低い電圧を印加しているとより早く、正確に情報
の書き込みをなし得ることができた。さらにその光はミ
ラー（１６）を経てフォトセンサ（１４）に至る。ここ
で情報の書き込みが行われていることをモニタする。

情報の「読み出し」方法としては、半導体レーザー（２
１）より発光された光ビームは偏光手段（２０）　。

及びハーフミラ−（１７）を経て集光光学系、位置の補
正（オートトラッキング装置）　（２２）を経て、メモ
リーカードにレーザ光を入射する。さらにこのメモリー
カードの記憶領域°（３）を透過した光は、ミラー（１
６）を経て偏光手段（１５）を経て受光センサ（１４）
に至る。この先センサ（１４）において、レーザー光の
透過、非透過を検知し情報を読みとる。

この場合、情報の書き込み、読み出し時にミラー　（１
６）　、　（１７）　、　（１８）及び光学系（２２）
を、カード（１）と平行した相対的に移動させて、所定
の番地に情報を書き込んだり、読み出したりした。

すなわち、カード（１）を機械的に移動させても、ミラ
ー、光学系を移動させても、両方を同時に動かせてもよ
い。

この情報の書き込み、読み出し時に凸部（２３）を利用
する凸部上には、液晶（７）の量が情報蓄積部（２６）
に比べて少ないか、全く存在しない状態であるため書き
込み光、読み出し光が情報蓄積部（２６）をはずれた場
合、その光がフォトセンサー（１４）に到達した際は、
液晶材料の光学的な異方性による光学的な変化が得られ
ず、光は透過または非透過（偏光手段（１５）　、　（
２０）の組合せ方によりかわる）の状態しか得られない
。これを電気的に検知し、ミラー、光学系の位置補正を
行い、書き込み光。

読み出し光を正確に情報蓄積部（２６）に照射すること
が可能となる。

また凸部を反射性の材料で構成しても、同様の位置補正
を行ない得る。

このメモリーカードに関し以下にさらに具体的に示す。

本実施例では、基板としてプラスチック基板またはコー
ニング７０５９ガラス基板（４）　、　（１０）を用い
た。

この基板上に透光性導電膜であるＩＴＯ（酸化インジュ
ームスズ）を真空蒸着法により形成する。そしてこの一
対の電極（５）　、　（９）の内側に非対称配向膜（６
）　、　（８）を設け、さらに配向部（８）上に高さ１
．５μｍ巾３μｍ間隔５μｍの凸部（２３）を感光性ポ
リイミド樹脂により形成した。この際感光性ポリイミド
を前面に塗布後、フォトマスクを使用して所定のパター
ンに形成した。次に、スペーサ（図示せず）を介在させ
て、基板間隔２μｍの液晶セルを形成する。これらによ
りＦＬＣ（７）を挟んである。

配向処理として対抗電極（５）上にはＰＡＮ　（ポリア
クリルニトリル）、　ＰＶＡ　（ポリビニールアルコー
ル）を０．１　μｍの厚さにスピン法により設け、公知
のラビング処理をした。ラビング処理の一例として、ナ
イロン布をラビング装置にて９０ＯＲＰＭで回転させ、
その配向膜表面を２ｍ／分の速度で基板を移動させて液
晶配向部（６）を形成した。また、もう一方の電極（９
）上には無機化合物の配向膜を形成してラビング処理を
行わない液晶配向部（８）とした。

液晶配向部（６）、（８）の間にはＦＬＣ例えばビフェ
ニル系のカイラルスメクチック液晶を充填した。これ以
外でもＢＯＢＡＭＢＣ等のＦＬＣまたは複数の液晶をブ
レンドしたＦＬＣを充填し得る。このＦＬＣのしきい値
特性例を第４図に示す。同図においても±５ｖ加えるこ
とにより、曲線（２４）　、　（２５）を得ることがで
きた。すなわち、液晶分子を反転させることにより光を
透過、非透過をさせ得、と同時にメモリ効果を示すヒス
テリシスを得ることが判明した。

第４図においては縦軸は光の透過率である。

また、このカード（１）の表示領域部（２）としては、
前述の記憶領域と同一の構造を有している。

ただし、本実施例においては、一対の電極（５）。

（９）がマトリクス構成をとっており、ドツトにより文
字９図形、記号が表示できるようになっている。またそ
のためのＩＣを、カード上に設けである。

すなわち、カードの記憶領域部（３）と表示領域部（２
）とは、電極の形状がちがうだけで、その他の構造はす
べて同じになっているので、従来の液晶表示装置を作成
する工程で、表示機能と記憶能力を同時に有するカード
を作成することができるものである。

またこの凸部（２３）にそって、液晶分子（１２）は自
分で整列する能力を持ち、これにより情報蓄積部（２６
）６？＆晶分子は欠陥のない良好な配向状態を得、情報
の記憶を正確に行なえる。

またこの凸部（２３）と液晶セルのスペーサーを兼ねる
こともでき、その際は工程少なく安価に作製することが
可能であった。

さて、このディスプレイメモリーカードの使用例である
が、例えば銀行等で使用するＣＤカードとして利用する
場合、カードの持ち主が銀行へ出向き、コンピューター
と接続されたＣＤ端末機はカードの電極（５’）、　（
９’）を通してカードに電源を供給し、かつカードの記
憶領域部よりカードの持ち主、口座番号、過去の取引内
容等の情報を光学系の読み取り手段によりひき出す。と
同時に新たな情報を光学的手段により書きこみ、必要情
報をカードのディスプレイ上に表示する。

このディスプレイに使用した液晶は強誘電性を示す液晶
（カイラルスメクチックＣ液晶）であるのでその材料液
晶のもつ、らせんピッチ以下の平行平板に封入すると安
定した２軸方向の位置を持ち、電界によって、その２方
向の一方を選択することができる。又それは電界をとり
除いてやっても安定位置で固定され、偏光板と組合わす
ことによって（文字など）表示を残すことができる。

従ってＣＤ端末機より出た時点でカードへの電源供給は
無くなり、記憶は強誘電性液晶による記憶領域と強誘電
性表示領域上に残ることになる。

このように利用者はいつでも、どこにおいてもそのメモ
リーの内容を見ることができる。

ここでは銀行のＣＤカードの利用法のみ示したが他に流
用することは十分可能である。

本実施例において、本発明カードはその表示領域部（２
）、記憶領域部（３）ともに、透過型の形式で示したが
、本実施例以外にも、反射型の形式でも本発明の効果を
妨げるものではない。

その場合、カードの電極部においてレーザ光を反射する
ので、基板の一方を金属製とすることができ、より安価
に本発明のカードを作ることができる。

また、本発明カードに外部電極端子を設けない場合、電
気的な接続を一切用いないで、カードの記憶を読み取る
ことができ、その場合記憶部はＲＯＭとして働く。

また、ＦＬＣのなかに、二色性染料を添加し、ゲスト−
ホストモードにて情報の記憶及び表示を行なうことも可
能であり、この場合は偏光手段が一つまたは０でよいと
いう特徴を持つ。

〔効果〕

カードの記憶領域のトラッキングと液晶の配向欠陥をな
くすることが、本発明構成により容易に行なえることが
できた。

またカードの記憶領域部と、表示領域部とを同じ構造で
実現することができたため、カードを作成する際に、従
来の液晶表示装置と同じ工程で２つの機能をもつカード
を作成でき安価で、量産の簡単なメモリーカードを実現
することが可能となった。

本発明の記憶領域部は、表示領域部と同じ構造を有して
いるが、その記憶された情報Ｃよ全（外部に表われず、
専用機械にて読み取りを行なわない限りわからないので
ＩＤカード等に用いることができる。また、この表示領
域の表示は電池等の電源を必要とせず、またｃｐｕ等の
制御機樽が不要であるため、機械が簡易となり安価に大
量に生産することが可能となるもので、情報記憶手段と
表示手段によって記憶情報の信頼性が向上するものであ
る。また、液晶による表示及び記憶は電圧の印加と加熱
によらなければ書換えが不可能であり、日常生活程度の
温度変化でデータの除去が生ぜず安定しているものであ
り、記憶させである情報を修正、変更することにより再
使用が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のカードの平面図と断面図を示す。 第２図は液晶分子のとる状態を示す。 第３図は本発明カードのシステムを示す。 第４図は本発明カードの記憶領域の透過光の特性を示す
。 １・・・・・・・・カード ２・・・・・・・・表示領域部 ３・・・・・・・・記憶領域部 ４．１０．　　・・・・・基板 ５’＋９’　　・・・・・外部接続電極６．８　・・・
・・液晶配向部 ７・・・・・・・・液晶 ２３・・・・・・・・凸部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．　一対の基板と該基板上の電極と該電極上の液晶配
   向部と該一対の基板間に充填された、強誘電性を有する
   液晶材料よりなる表示領域と記憶領域とを有するカード
   において、一対の基板間に設けられこれら基板間の記憶
   領域をビットピッチ間隔で仕切り、情報蓄積部を構成す
   る凸部を有することを特徴とする表示機能と記憶能力を
   有するカード。
2. ２．　特許請求の範囲第１項において、前記液晶配向部
   は、液晶分子の取り得る状態をある特定の複数の状態の
   みに制限し、かつ外部より電気，熱または光等のエネル
   ギーが供給されない限りその特定の状態を保持させ得る
   能力を有していることを特徴とする表示機能と記憶能力
   を有するカード。
3. ３．　特許請求の範囲第１項において、前記情報蓄積部
   を構成する凸部は、一対の基板間隔を一定に保つスペー
   サーを兼ねることを特徴とする表示機能と記憶能力を有
   するカード。