JP2008134634A - Display element driving method - Google Patents

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Junji Tomita
順二 富田
Masaki Nose
将樹 能勢
Tomohisa Shinkai
知久 新海
Fumio Yamagishi
文雄 山岸
Shigeru Hashimoto
繁 橋本
Yoshiyasu Sugimura
吉康 杉村
Yoshikazu Yabe
嘉一 矢部
Futoshi Kijino
太 来住野
Takahiro Hirano
貴裕 平野
Kenzo Nishide
兼三 西出
Shunji Baba
俊二 馬場
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an element driving method capable of reducing the cost of a display device such as portable display device, for example, non-contact IC card. <P>SOLUTION: Upon the driving of a planar state of cholesteric liquid crystal cell, a pulse voltage is applied to the liquid crystal cell, thereafter, a driving impedance on the power source side is set to be a value lower than the impedance of the liquid crystal cell and, at the same time, an applied voltage is made to be zero. Further, on the driving to a focal conic state, a pulse voltage is applied and, thereafter, the driving impedance is set to be a value higher than the impedance of the liquid crystal cell. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば液晶表示、その駆動方法、および携帯用表示装置としての非接触型ICカードに係り、さらに詳しくは電源を切断しても表示が継続される、例えばコレステリック液晶を用いた表示素子と、その駆動方法と、機械的な強度を大幅に向上させると共に、多層配線基板を利用したアンテナ構造を有するICカードとに関する。   The present invention relates to a liquid crystal display, a driving method thereof, and a non-contact type IC card as a portable display device. More specifically, the display continues even when the power is turned off, for example, a display element using a cholesteric liquid crystal. The present invention relates to a driving method thereof, and an IC card having an antenna structure using a multilayer wiring board while greatly improving mechanical strength.

近年、接触型ICカードやバーコードなどが利用されている物流などの応用分野において、耐久性と利便さの良い、非接触型のICカードやRF(ラジオ・フリクェンシー)タグなどが普及し始めている。今後、電子マネーなどの新たな応用分野も開拓され、益々、外部装置と無線通信を行うカードやタグが普及することが予想される。ICカードは、情報記録において優れているが、記録内容が専用の装置で読み取るまで、確認できないところに問題点がある。ポイントカードや交通機関の回数券カードでは、記録内容を視認できることが望まれている。   In recent years, non-contact IC cards, RF (radio frequency) tags, etc., which are durable and convenient, have begun to spread in applications such as logistics where contact IC cards and barcodes are used. . In the future, new application fields such as electronic money will be developed, and cards and tags that perform wireless communication with external devices are expected to become increasingly popular. Although an IC card is excellent in information recording, there is a problem in that it cannot be confirmed until the recorded contents are read by a dedicated device. In point cards and transportation coupon cards, it is desired that the recorded contents can be visually confirmed.

図1は接触型ICカードの従来例を示す。ICカードリーダ/ライタと接触させてデータや電力をやり取りするための端子C1〜C8を備えており、例えば端子C1には回路の電源電圧として用いられるVCCが供給される。 FIG. 1 shows a conventional example of a contact type IC card. In contact with the IC card reader / writer includes a terminal C1~C8 for exchanging data and power, for example, to the terminal C1 is supplied V CC used as a power supply voltage of the circuit.

従来の接触型のICカードでは、磁気フレークを用いた表示や、ロイコ染料を用いた熱書込みによる視認可能な媒体が提案されていた。接触型であるため、ICカードを挿入する専用装置があり、その装置内に、磁気ヘッドや熱ヘッドの表示書込み装置が内蔵されている。今後普及が予想される非接触型のICカードやRFタグでは、従来のような書込みヘッドを搭載することはできない。無線で供給される電気信号で表示をさせなければならないので、電気駆動可能な液晶方式や電気泳動方式が必要となる。   In the conventional contact type IC card, a display medium using magnetic flakes or a medium that can be visually recognized by thermal writing using a leuco dye has been proposed. Since it is a contact type, there is a dedicated device for inserting an IC card, and a display writing device for a magnetic head or a thermal head is built in the device. A non-contact type IC card or RF tag, which is expected to spread in the future, cannot be equipped with a conventional write head. Since the display must be performed with an electric signal supplied wirelessly, a liquid crystal system or an electrophoretic system that can be electrically driven is required.

表示素子を備えたICカードなどについては次のような文献がある。特許文献1では表示素子を備えたICカードが開示され、非接触型や液晶ディスプレイの使用が提案されている。特許文献2にはタグ情報を直接読み出して表示できる無線タグが開示されており、電子ペーパーの使用も提案されている。
実公平7−30384号公報「ICカード」 特開2002−236891号公報「データ表示機能付き無線タグ」
The following documents are available for IC cards equipped with display elements. Patent Document 1 discloses an IC card provided with a display element, and proposes the use of a non-contact type or a liquid crystal display. Patent Document 2 discloses a wireless tag that can directly read and display tag information, and the use of electronic paper is also proposed.
No. 7-30384 “IC Card” Japanese Patent Laid-Open No. 2002-236891 “Wireless Tag with Data Display Function”

図2は非接触型ICカードの構成例の説明図である。同図において、例えば密着型のICカード50は、カードリーダ/ライタ51との間で非接触でデータのやり取りを行う。図の上部に断面図を示すように、密着型ICカードは通信のためのアンテナ部を備えている。   FIG. 2 is an explanatory diagram of a configuration example of a non-contact type IC card. In the figure, for example, a close contact IC card 50 exchanges data with a card reader / writer 51 in a non-contact manner. As shown in the cross-sectional view at the top of the figure, the contact IC card includes an antenna unit for communication.

密着型ICカード50はマイコン部52、RFインタフェース53、非接触インタフェース54を備え、マイコン部52はCPU55、メモリ56、I/Oポート57などを備えている。   The close contact IC card 50 includes a microcomputer unit 52, an RF interface 53, and a non-contact interface 54. The microcomputer unit 52 includes a CPU 55, a memory 56, an I / O port 57, and the like.

またカードリーダ/ライタ51は、密着型ICカード50との間の通信のインタフェースとしての非接触インタフェース60、およびホストコンピュータとのインタフェースとしてのインタフェース回路61を備えている。   The card reader / writer 51 includes a non-contact interface 60 as an interface for communication with the contact IC card 50 and an interface circuit 61 as an interface with a host computer.

ICカードやRFタグを表示素子として実際に使用するためには、大きな課題があり、実現に至っていない。その課題は、物理的な耐久性であって、例えば、ICカードに利用するためには、JISで規格化されている曲げ耐性や環境試験などをクリアしなければならない。一般的な液晶では、とても耐えられない。例えば、ICカードであれば、長辺85mmに対して中心を2cm曲げる操作を500回以上繰り返し、損傷がないことが要求されている。従来型の液晶では、基板の破損や、配向の乱れ、シール材の剥がれなどの問題で、耐えることはできない。接触型またはハイブリッド型(接触と非接触の両機能)のカードでは、読み取り装置に挿入するため、カード表面に搬送ローラによる強いローラ圧が加わる。従来型の液晶では、ローラ圧によって、液晶が一方に寄せられ、エッジ部でシールが破壊され、液晶が漏れ出し、液晶表示素子としての機能が失われてしまう。   In order to actually use an IC card or an RF tag as a display element, there is a big problem and it has not been realized. The problem is physical durability. For example, in order to use it for an IC card, it is necessary to clear the bending resistance and the environmental test standardized by JIS. A general liquid crystal cannot be tolerated. For example, in the case of an IC card, it is required that the operation of bending the center by 2 cm with respect to the long side of 85 mm is repeated 500 times or more and there is no damage. Conventional liquid crystals cannot withstand problems such as substrate breakage, disorder of alignment, and peeling of the sealing material. In a contact type or hybrid type (both contact and non-contact functions) card, a strong roller pressure is applied to the card surface by a conveying roller in order to insert the card into the reader. In the conventional liquid crystal, the liquid crystal is brought to one side by the roller pressure, the seal is broken at the edge portion, the liquid crystal leaks out, and the function as the liquid crystal display element is lost.

図3は柱状スペーサを用いる液晶セルの構造の従来例である。2枚の基板101の間に柱状スペーサ102が挿入され、基板を支える構造となっている。このようなスペーサの利用や、接着性を持たせた柱の提案などが次の文献に開示されているが、このような構造もICカードへの適用については耐久性が不十分であるという問題点があった。   FIG. 3 shows a conventional example of the structure of a liquid crystal cell using columnar spacers. A columnar spacer 102 is inserted between the two substrates 101 to support the substrate. The use of such spacers and the proposal of pillars with adhesive properties are disclosed in the following documents, but such a structure is also insufficient in durability for application to an IC card. There was a point.

特許文献3
実公昭58−13515号公報「液晶表示装置」
特許文献4
特開平7−318912号公報「液晶パネル枠、液晶パネル体及び液晶ディスプレイ」
特許文献5
特許第3196744号公報「液晶表示素子とその製造方法」
これらの特許文献3、特許文献4、および特許文献5における液晶セル構造ではマトリクス構造を用いているため、開口率、すなわちセルの表面積の中で表示に有効な液晶が占める面積の割合が大きく設計され、柱状スペーサの面積を20%以上とするような発想は存在せず、液晶セルの耐久性の面では問題があった。
Patent Document 3
Japanese Utility Model Publication No. 58-13515 "Liquid Crystal Display"
Patent Document 4
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-318912 “Liquid Crystal Panel Frame, Liquid Crystal Panel Body, and Liquid Crystal Display”
Patent Document 5
Japanese Patent No. 3196744 “Liquid Crystal Display Element and Method for Producing the Same”
Since the liquid crystal cell structures in Patent Document 3, Patent Document 4, and Patent Document 5 use a matrix structure, the aperture ratio, that is, the ratio of the area occupied by the liquid crystal effective for display in the cell surface area is designed to be large. However, there is no idea that the area of the columnar spacer is 20% or more, and there is a problem in terms of durability of the liquid crystal cell.

また一般的に使用されている液晶電卓の表示部においては、セル内全体に液晶が注入され、その1部のみが駆動されており、高価な液晶が無駄に使用されているという問題点もあった。   In addition, in the display part of a commonly used liquid crystal calculator, liquid crystal is injected into the entire cell, and only one part is driven, so that expensive liquid crystal is wasted. It was.

次に半永久的メモリ性を有し、ICカードの表示部や電子ペーパへの応用が期待されているコレステリック液晶の選択反射は、歴史的に古く、1888年にコレステロール誘導体から発見されている。次の特許文献6にはポリマーネットワークとカイラルネマティック液晶との混合によって、選択反射状態と透過状態との2つの安定性を利用した表示素子が開示されている。カイラルネマティック液晶はコレステリック液晶の一種であり、基本的性質は同じである。カイラルネマティック液晶はネマティック液晶にキラル性物質(カイラル剤)を添加し、コレステリック相を形成させたものである。   Next, selective reflection of cholesteric liquid crystal, which has semi-permanent memory properties and is expected to be applied to display portions of IC cards and electronic paper, has been historically old, and was discovered from a cholesterol derivative in 1888. The following Patent Document 6 discloses a display element that utilizes two stability states of a selective reflection state and a transmission state by mixing a polymer network and a chiral nematic liquid crystal. Chiral nematic liquid crystal is a kind of cholesteric liquid crystal and has the same basic properties. Chiral nematic liquid crystals are obtained by adding a chiral substance (chiral agent) to nematic liquid crystals to form a cholesteric phase.

コレステリック液晶(カイラルネマティック液晶)は、電気的な制御によって反射状態であるプレーナ状態と透過状態であるフォーカルコニック状態の間の状態遷移が行なわれる。このプレーナ状態とフォーカルコニック状態は、何らかの外力を加えない限り半永久的に保持され、コレステリック液晶は半永久的メモリ性を有する。   A cholesteric liquid crystal (chiral nematic liquid crystal) undergoes a state transition between a planar state that is a reflection state and a focal conic state that is a transmission state by electrical control. The planar state and the focal conic state are maintained semipermanently unless any external force is applied, and the cholesteric liquid crystal has a semipermanent memory property.

特許文献6
特表平6-507505号公報「液晶光変調デバイスと液晶物質」
図4はこのようなコレステリック液晶の駆動波形の説明図である。コレステリック液晶についてはその性質をさらに詳しく後述するが、基本的にプレーナ状態とフォーカルコニック状態との2つの安定状態を有する液晶である。プレーナ状態では、ある範囲の周波数
の光を選択的に反射し、これに対してフォーカルコニック状態ではすべての光を透過する、すなわち透明状態となる。
Patent Document 6
Japanese Patent Publication No. 6-507505 “Liquid Crystal Light Modulation Device and Liquid Crystal Material”
FIG. 4 is an explanatory diagram of the driving waveform of such a cholesteric liquid crystal. The properties of the cholesteric liquid crystal will be described in more detail later. Basically, it is a liquid crystal having two stable states, a planar state and a focal conic state. In the planar state, light in a certain range of frequencies is selectively reflected, whereas in the focal conic state, all light is transmitted, that is, a transparent state.

プレーナ状態にする、すなわちプレーナ駆動を行うためには、図4の左側に示すように、例えば±40V程度のパルスを印加する方法が、またフォーカルコニック駆動としては、右側に示すように±18V程度のパルスを印加する方法が用いられている。ここで正負のパルスを印加する理由は、液晶内のイオンの偏りなどによる残像や、表示むらを出さないようにするためである。   In order to obtain a planar state, that is, to perform planar driving, as shown on the left side of FIG. 4, for example, a method of applying a pulse of about ± 40V is used. For focal conic driving, about ± 18V is applied as shown on the right side. The method of applying the pulse is used. The reason why the positive and negative pulses are applied here is to prevent afterimages due to ion deviation in the liquid crystal and display unevenness.

このようにコレステリック液晶を用いる表示素子は、半永久的メモリ性を有し、ICカードなどに用いるのに適当であるが、図4で説明したようにプレーナ駆動とフォーカルコニック駆動とによって波高値の異なる2種類のパルスを使い分ける必要があり、またその波高値も+40V程度とかなり高いために、バッテリを持たない無電源のICカードでは、電源回路が複雑になるという問題点があった。   Thus, a display element using cholesteric liquid crystal has a semi-permanent memory property and is suitable for use in an IC card or the like. However, as described in FIG. 4, the peak value differs depending on the planar drive and the focal conic drive. Since it is necessary to use two types of pulses properly and the peak value is as high as about +40 V, the power supply circuit is complicated in the non-powered IC card having no battery.

次に非接触ICカードにおけるアンテナ構造の従来例の問題点について説明する。図5は従来の一般的な非接触ICカードにおけるアンテナ配線の説明図である。同図に示すように、アンテナ配線はフィルム基板の最も外側に配置され、そのアンテナによってICカードリーダ/ライタから送信されるデータなどが受信されていた。   Next, problems of the conventional antenna structure in the non-contact IC card will be described. FIG. 5 is an explanatory diagram of antenna wiring in a conventional general non-contact IC card. As shown in the figure, the antenna wiring is arranged on the outermost side of the film substrate, and data transmitted from the IC card reader / writer is received by the antenna.

例えばコレステリック液晶を用いる表示機能付きのICカードでは、前述のように比較的高い値の電圧が必要であり、そのような電圧を発生させるためには、従来のアンテナ配線に加えてアンテナ配線に高周波電流が流れた時、電磁誘導によって電圧が誘起されるコイルパターンを追加し、そのコイルパターンに誘起された電圧を用いて表示用ドライバに電源を供給する必要がある。   For example, an IC card with a display function using a cholesteric liquid crystal requires a relatively high voltage as described above, and in order to generate such a voltage, a high frequency is applied to the antenna wiring in addition to the conventional antenna wiring. When a current flows, it is necessary to add a coil pattern in which a voltage is induced by electromagnetic induction, and to supply power to the display driver using the voltage induced in the coil pattern.

図6はそのようなコイルパターンを、アンテナ配線に近接させてフィルム基板の外周付近に配置したICカードの構造の説明図である。同図において、コイルパターンに誘起された電圧を用いて、例えばLCDドライバの動作が行われる。しかしながら実際の多くのICカードの使用例、例えば銀行のキャッシュカードのような場合には、数字やアルファベットなどの文字情報をICカードに突起として生成するエンボス加工が行われる。図7、図8はこのエンボス加工に伴う問題点の説明図である。   FIG. 6 is an explanatory diagram of the structure of an IC card in which such a coil pattern is arranged near the outer periphery of the film substrate in the vicinity of the antenna wiring. In the figure, for example, an LCD driver is operated using a voltage induced in a coil pattern. However, in many actual use cases of IC cards, such as bank cash cards, embossing is performed to generate character information such as numbers and alphabets as protrusions on the IC card. 7 and 8 are explanatory views of problems associated with the embossing.

図7において、エンボス領域においては、エンボス加工によってカードの厚み方向に押し出しが行われるため、このエンボス領域にアンテナ配線やコイルパターンがかかると、その配線が切断されてしまうという問題点があった。   In FIG. 7, in the embossed area, extrusion is performed in the thickness direction of the card by embossing. Therefore, when an antenna wiring or a coil pattern is applied to the embossed area, the wiring is cut.

この問題点に対する従来の改良方式を図8に示す。図8は、エンボス文字にかかる配線の部分だけ配線の幅を広くして、エンボス加工が行われても配線部が切断されないICカードの従来例である。同図では、アンテナ配線だけがフィルム基板の外周付近に成されており、図6のようなコイルパターンの配線は行われていない。   A conventional improved method for this problem is shown in FIG. FIG. 8 is a conventional example of an IC card in which the width of the wiring is widened only for the portion of the wiring related to the embossed characters and the wiring portion is not cut even when embossing is performed. In the figure, only the antenna wiring is formed near the outer periphery of the film substrate, and the coil pattern wiring as shown in FIG. 6 is not performed.

したがって、図6のようにアンテナ配線とコイルパターンとをフィルム基板の共に外周付近に配置し、しかも図4で説明したような複数の異なる電圧値を必要とする場合には、それに対応する複数のコイルパターンをアンテナ配線に近接させて設け、しかもそれぞれの幅も広げる必要があるが、そのような構造は従来の基板構造では不可能であるという問題点があった。   Therefore, when the antenna wiring and the coil pattern are arranged near the outer periphery of the film substrate as shown in FIG. 6 and a plurality of different voltage values as described in FIG. 4 are required, a plurality of corresponding voltage values are required. Although it is necessary to provide the coil pattern close to the antenna wiring and to increase the width of each, it has been a problem that such a structure is not possible with the conventional substrate structure.

本発明の第1の目的は、携帯用表示装置、例えば非接触ICカードなどの表示装置の機械的耐久性を向上させることである。第2の目的は、そのような携帯用表示装置において
、素子の駆動のためのコストを低減させる素子駆動方法を提供することであり、第3の目的はアンテナ配線と、表示部に電圧を供給するためのコイルパターンとを、効率的に配置した携帯用表示装置を提供することである。
A first object of the present invention is to improve the mechanical durability of a display device such as a portable display device such as a non-contact IC card. The second object is to provide an element driving method for reducing the cost for driving the element in such a portable display device, and the third object is to supply voltage to the antenna wiring and the display unit. An object of the present invention is to provide a portable display device that efficiently arranges a coil pattern for the purpose.

本発明の表示素子駆動方法は、例えばコレステリック液晶を用いた表示素子を駆動するものである。液晶セルのプレーナ状態での駆動時には、液晶セルにパルス電圧を印加した後、電源側の駆動インピーダンスを液晶セルのインピーダンスより低い値にし、かつ印加電圧を0にする方法が、またフォーカルコニック状態への駆動時には、パルス電圧を印加した後、前記駆動インピーダンスを液晶セルのインピーダンスより高い値にする方法が用いられる。   The display element driving method of the present invention is to drive a display element using, for example, a cholesteric liquid crystal. When driving the liquid crystal cell in the planar state, after applying a pulse voltage to the liquid crystal cell, the method of setting the drive impedance on the power source side to a value lower than the impedance of the liquid crystal cell and setting the applied voltage to 0 is also in the focal conic state. At the time of driving, a method of setting the driving impedance to a value higher than the impedance of the liquid crystal cell after applying a pulse voltage is used.

以上のように本発明によれば、表示素子の対向する2枚の基板の間に、表示部以外の部分で基板を保持する壁面構造体を備えることにより、表示素子の機械的耐久性が大幅に向上する。   As described above, according to the present invention, the mechanical durability of the display element is greatly increased by providing the wall surface structure that holds the substrate at a portion other than the display portion between the two substrates facing the display element. To improve.

図9は本発明における液晶表示素子の耐久性向上構造の原理的な説明図である。同図において、2枚の基板1の間に液晶を用いる表示部2が挟まれるが、表示部2は壁面材3によって囲まれており、液晶は注入道によって連結されている。   FIG. 9 is a diagram illustrating the principle of the structure for improving the durability of a liquid crystal display element according to the present invention. In the figure, a display unit 2 using liquid crystal is sandwiched between two substrates 1, but the display unit 2 is surrounded by a wall material 3 and the liquid crystal is connected by an injection path.

壁面材3の壁面と垂直な面が基板1と接着されるが、その接着される面積を表示部2としての液晶の基板1側の面の面積より大きくすることができる。
また液晶2を用いる表示部はセグメント表示部であって、液晶注入道によってセグメント表示部の各セグメントに液晶が注入可能とされる。
また表示部2としての液晶と基板1との間に、各セグメントに注入された液晶の幅より小さい開口部以外を遮光する遮光層を備えることもでき、さらに2枚の基板のうちで、遮光層が表示部との間に備えられた基板と異なる基板と壁面材3との間に、光吸収層を備えることもできる。
また表示部2は、コレステリック液晶を用いる表示部であることもできる。
The surface perpendicular to the wall surface of the wall material 3 is bonded to the substrate 1, and the bonded area can be made larger than the area of the surface of the liquid crystal serving as the display unit 2 on the substrate 1 side.
The display unit using the liquid crystal 2 is a segment display unit, and the liquid crystal can be injected into each segment of the segment display unit through a liquid crystal injection path.
Further, a light shielding layer that shields light other than the opening smaller than the width of the liquid crystal injected into each segment may be provided between the liquid crystal serving as the display unit 2 and the substrate 1. A light absorption layer can also be provided between the substrate different from the substrate provided with the display portion and the wall surface material 3.
The display unit 2 can also be a display unit using cholesteric liquid crystal.

また表示部2は数字またはキャラクタ文字を複数配列させた構造であり、壁面材3は各文字毎にブロックを形成し、そのブロックの間が液晶注入道で連結されることもでき、さらに文字毎のブロックに対応して液晶の入口と出口とが備えられ、ブロック内の液晶注入道は入口で分岐し、出口で合流することもできる。   The display unit 2 has a structure in which a plurality of numbers or character characters are arranged, and the wall surface material 3 can form blocks for each character, and the blocks can be connected by a liquid crystal injection path. A liquid crystal inlet and an outlet are provided corresponding to the block, and the liquid crystal injection path in the block can be branched at the inlet and merged at the outlet.

次に本発明の表示素子駆動方法は、コレステリック液晶を用いる表示素子の駆動に用いられるものであり、プレーナ状態への駆動時には液晶セルにパルス電圧を印加後、電源側の駆動インピーダンスを液晶セルのインピーダンスより低くし、かつ印加電圧を0にする方法が、フォーカルコニック状態への駆動時にはパルス電圧印加後、駆動インピーダンスを液晶セルのインピーダンスより高くする方法が用いられる。   Next, the display element driving method of the present invention is used for driving a display element using cholesteric liquid crystal, and when driving to the planar state, after applying a pulse voltage to the liquid crystal cell, the driving impedance on the power source side is set to the liquid crystal cell. A method of making the applied voltage lower than the impedance and making the applied voltage 0 is a method of making the driving impedance higher than the impedance of the liquid crystal cell after applying the pulse voltage when driving to the focal conic state.

この方法において、パルス電圧の液晶セルへの印加中にその極性を少なくとも1回は反転させることもでき、またパルス電圧の波高値を液晶セルが確実にプレーナ状態に遷移する電圧値以上とすることもできる。
またプレーナ状態への駆動時におけるパルス電圧印加後の駆動インピーダンスの値は、液晶セルに蓄積された電荷の放電時間が、液晶セルがプレーナ状態に遷移するのに必要な時間の最大値以下となるような値とすることもできる。
In this method, the polarity of the pulse voltage can be reversed at least once during application of the pulse voltage to the liquid crystal cell, and the peak value of the pulse voltage is set to be equal to or higher than the voltage value at which the liquid crystal cell surely transitions to the planar state. You can also.
The driving impedance value after applying the pulse voltage during driving to the planar state is such that the discharge time of the charge accumulated in the liquid crystal cell is less than the maximum time required for the liquid crystal cell to transition to the planar state. It can also be set to such a value.

さらにこの駆動方法が用いられる表示素子と、外部からデータおよび電力の供給を受けるためのアンテナ部とを有する携帯用表示装置を用いることもできる。
さらに本発明の携帯用表示装置は、多層配線基板を用いるものであり、外部からデータおよび電力の供給を受けるためのアンテナパターンと、アンテナパターンに近接して設けられ、アンテナパターンに電流が流れたときに電磁誘導作用によって発生する電圧を表示用の電源電圧として利用するためのコイルパターンとが、多層配線基板の異なる層にそれぞれ設けられる。そして多層配線基板上で、アンテナパターンとコイルパターンとが配置される部分を2層以上、他の部品が配置される部分を1層以上とすることもできる。
Further, a portable display device including a display element using this driving method and an antenna portion for receiving supply of data and power from the outside can be used.
Furthermore, the portable display device of the present invention uses a multilayer wiring board, and is provided with an antenna pattern for receiving data and power from the outside, and is provided close to the antenna pattern, and current flows through the antenna pattern. A coil pattern for using a voltage generated by electromagnetic induction as a power supply voltage for display is provided on different layers of the multilayer wiring board. On the multilayer wiring board, the portion where the antenna pattern and the coil pattern are arranged may be two or more layers, and the portion where other components are arranged may be one or more layers.

続いて、図9で説明した液晶表示素子の構造を含め、本発明の実施形態をさらに詳細に説明する。
一般にICカード、またはRF(ラジオ・フリケンシー)タグに液晶素子を用いる場合には、金額の数字や、ナンバー、記号などの数字、またはアルファベット、すなわちキャラクタ文字が使用される。数字であれば、7セグメントで1つの数字を表す方法が一般に用いられる。
Next, embodiments of the present invention will be described in more detail, including the structure of the liquid crystal display element described in FIG.
In general, when a liquid crystal element is used for an IC card or an RF (Radio Frequency) tag, a number of numbers, numbers such as numbers and symbols, or alphabets, that is, character characters are used. If it is a number, the method of expressing one number by 7 segments is generally used.

液晶素子の内部で表示に使用される領域は限定されており、数字表示領域以外に液晶を注入する必要はない。そこで図9に示すように表示(セグメント)部以外は壁面構造とすることで、ICカードに圧倒的な耐久性を与えることが可能となる。少なくとも表示素子の寸法、すなわち表側のサイズに対して50%以上の壁面構造をもたせることで、超耐久性構造が実現される。   The area used for display inside the liquid crystal element is limited, and it is not necessary to inject liquid crystal outside the numerical display area. Therefore, as shown in FIG. 9, by adopting a wall surface structure other than the display (segment) portion, it becomes possible to give overwhelming durability to the IC card. A super durable structure is realized by providing a wall surface structure of 50% or more with respect to at least the dimensions of the display element, that is, the size on the front side.

本発明の素子構造は、開口率を犠牲にすればマトリクス表示でも適用可能であるが、数字表示やキャラクタ表示のようなセグメント型の液晶表示により適している。一般的に使用されている液晶電卓の表示部には、セルの全体に液晶が注入され、その1部のみの駆動が行われている。高価な液晶が無駄に使用されており、図9のような構造を用いることによって、コスト削減を実現することもできる。   The element structure of the present invention can be applied to matrix display at the expense of the aperture ratio, but is more suitable for segment type liquid crystal display such as numerical display and character display. In a display unit of a liquid crystal calculator that is generally used, liquid crystal is injected into the entire cell, and only one part is driven. Expensive liquid crystal is used wastefully, and cost reduction can be realized by using the structure shown in FIG.

壁面材3としては、前述の特許文献5に述べられているようなレジストを使用することもでき、加熱処理により接着力を与えることが可能となる。レジストの種類によっては、加熱処理に伴う軟化によって厚み設定値、例えば5μm程度の安定性が悪くなることがある。このような場合には球状、またはファイバ状のスペーサを併用することによって、厚みを安定的に制御することができる。接着力がないが、厚み安定性のよい柱状スペーサ(UV硬化性樹脂など)を併用してもよい。球状、またはファイバ状のスペーサは壁面材3に混合するか、基板1に散布させておけばよい。   As the wall material 3, a resist as described in Patent Document 5 described above can be used, and an adhesive force can be given by heat treatment. Depending on the type of resist, the thickness setting value, for example, about 5 μm, may be deteriorated due to softening associated with the heat treatment. In such a case, the thickness can be stably controlled by using a spherical or fiber spacer together. A columnar spacer (such as a UV curable resin) having no adhesive force but good thickness stability may be used in combination. Spherical or fiber-like spacers may be mixed with the wall material 3 or dispersed on the substrate 1.

図10はセグメント遮光マスクの使用例を示す。ICカード等への応用には、メモリ性(電源切断後表示保持)の液晶が必要である。選択反射機能を備え、双安定性のあるコレステリック液晶がその候補となる。高電圧パルスを与えると反射状態、低電圧パルスを与えると透明状態となる双安定型の液晶である。しかし、この液晶は、圧力や熱の変化によっても、状態が変化することが知られている。   FIG. 10 shows an example of using a segment light shielding mask. For application to an IC card or the like, a liquid crystal with memory characteristics (display holding after power-off) is required. A cholesteric liquid crystal having a selective reflection function and having bistability is a candidate. It is a bistable liquid crystal that is in a reflective state when a high voltage pulse is applied and in a transparent state when a low voltage pulse is applied. However, it is known that the state of this liquid crystal changes depending on changes in pressure and heat.

セグメント電極が無い領域(注入口付近や、セグメント間の注入道)では、対向する電極は無く、もし、液晶が反射状態に変化してしまうと、電気的には初期化することができない。ノイズが表示され、数字の視認性を低下させてしまう。そこで、セグメント遮光マスク4によって、セグメント表示に不要な領域を遮光することにより、良好な表示となる。図9の壁面材3の上にセグメント形状の遮光マスク4を備えることにより、液晶注入には必要であるが、表示には余分であった注入道を隠すことが可能となり、表示の視認性を向上させることが可能となる。   In a region where there is no segment electrode (near the injection port or an injection path between segments), there is no opposing electrode, and if the liquid crystal changes to the reflective state, it cannot be electrically initialized. Noise is displayed and the visibility of numbers is reduced. Therefore, the segment light-shielding mask 4 shields the area unnecessary for the segment display, so that a good display is obtained. By providing the segment-shaped light-shielding mask 4 on the wall surface material 3 in FIG. 9, it is possible to hide the injection path which is necessary for liquid crystal injection but is excessive for display, and the display visibility is improved. It becomes possible to improve.

図11に示す様に、遮光マスク4はセルの内部に設けることが望ましい。基板1の外側に設けることも可能であるが、基板1の厚さにより、奥行き感を感じてしまい、視認性には不都合となる。視野角範囲の広さを確保するためには、セル内部に遮光マスク4を形成することが望ましい。遮光マスク4の光透過部の幅は、壁面材3で形成された液晶幅より小さくする。同サイズでは、位置合わせのマージンが無く、大きすぎると、不要な所が見えてしまい、視認性が低下する。   As shown in FIG. 11, the light shielding mask 4 is desirably provided inside the cell. Although it can be provided outside the substrate 1, the thickness of the substrate 1 causes a sense of depth, which is inconvenient for visibility. In order to ensure the wide viewing angle range, it is desirable to form the light shielding mask 4 inside the cell. The width of the light transmission part of the light shielding mask 4 is made smaller than the width of the liquid crystal formed by the wall surface material 3. At the same size, there is no margin for alignment, and if it is too large, an unnecessary place can be seen and visibility is lowered.

コレステリック液晶は双安定性であり、反射状態と透過状態の2つのモードがある。表示素子とするために、明部と暗部が必要であり、透過状態における光線を吸収させることで、反射状態を明、透過状態を暗とする。そのため、図11に示すような光吸収層5を設けている。光吸収層5は、コモン電極上7のセルの内部に形成することが望ましい。基板1の外側に光吸収層5を設けることも可能であるが、電極がITO等の透明電極であっても、光反射があり、コントラストの低下の原因となる。図11に示す積み重ね構造によって、高コントラストで視認性良い表示を実現することが可能となる。   Cholesteric liquid crystals are bistable and have two modes, a reflective state and a transmissive state. In order to obtain a display element, a bright part and a dark part are necessary, and by absorbing light rays in the transmissive state, the reflective state is bright and the transmissive state is dark. Therefore, the light absorption layer 5 as shown in FIG. 11 is provided. The light absorption layer 5 is desirably formed inside the cell on the common electrode 7. Although it is possible to provide the light absorption layer 5 on the outside of the substrate 1, even if the electrode is a transparent electrode such as ITO, there is light reflection, which causes a decrease in contrast. The stacked structure shown in FIG. 11 makes it possible to realize a display with high contrast and good visibility.

図12に積み重ねプロセスを示す。基板上に透明電極のセグメントパターンを形成した図12のセグメント電極基板上にセグメント遮光マスク4を形成し、壁面材3を形成する。遮光マスク4と壁面材3は、フォトリソグラフィー技術か印刷技術によって形成する。コモン基板には、透明電極のベタパターン上に光吸収層5を形成する。形成方法は、フォトリソグラフィー技術か印刷技術が用いられる。黒色吸収体からなる電極を用いても良い。両基板上に各層を形成し、貼合する。貼合した基板を加熱処理によって、接着させる。(ここでは、その他プロセスのシール材、トランスファー塗布、球状スペーサ散布工程は、説明を省略している。)
ここで、セグメント基板、遮光マスク、壁面構造体は、表示の原型パターンを形成するため、高精度な位置合わせ技術が必要である。コモン基板である対向基板は、ベタ形状の光吸収層5とコモン電極なので、高精度な位置合わせは要求されない。図12における貼合後構造10を作成するためには、高精度な位置合わせ貼合工程を必要としないプロセス手法となる。
FIG. 12 shows the stacking process. The segment light-shielding mask 4 is formed on the segment electrode substrate of FIG. 12 in which the transparent electrode segment pattern is formed on the substrate, and the wall surface material 3 is formed. The light shielding mask 4 and the wall material 3 are formed by a photolithography technique or a printing technique. On the common substrate, the light absorption layer 5 is formed on the solid electrode solid pattern. As a forming method, a photolithography technique or a printing technique is used. You may use the electrode which consists of a black absorber. Each layer is formed on both substrates and bonded. The bonded substrates are bonded by heat treatment. (Here, the description of other process sealing materials, transfer coating, and spherical spacer spraying steps is omitted.)
Here, since the segment substrate, the light shielding mask, and the wall surface structure form a display original pattern, a highly accurate alignment technique is required. Since the counter substrate, which is a common substrate, is a solid light absorption layer 5 and a common electrode, high-precision alignment is not required. In order to create the post-bonding structure 10 in FIG. 12, it is a process technique that does not require a highly accurate alignment bonding process.

ICカード応用に必要な曲げの耐久性を実現させるためには、ガラス基板では無く、プラスチック基板またはフィルム基板を用いることとなる。そのような基材においては、高精度な貼合は困難であり、本発明におけるプロセス工程が必要となる。素子の構造としては、セグメントパターン上に光吸収層を設け、コモン電極基板側から表示を見る構造も想定されるが、セグメント基板側から表示を見る構造でなければ、上記に示す貼合工程における位置合わせ精度の緩和を実現することができない。つまり、セグメント電極側を表示面とすることにより、作製プロセスを容易にすることが可能となり、歩留まり向上と低コスト化が期待できる。   In order to realize the bending durability necessary for IC card application, a plastic substrate or a film substrate is used instead of a glass substrate. In such a base material, highly accurate bonding is difficult, and the process process in this invention is needed. As the structure of the element, a structure in which a light absorption layer is provided on the segment pattern and the display is viewed from the common electrode substrate side is also assumed, but if the display is not viewed from the segment substrate side, in the bonding process shown above Relaxation of alignment accuracy cannot be realized. That is, by making the segment electrode side the display surface, the manufacturing process can be facilitated, and an improvement in yield and cost reduction can be expected.

図13に側面側から見た素子の断面図を示す。セグメント基板11側が表示面である。セグメント基板11のセグメント電極6から信号を与えるため、コモン基板12より、セグメント基板11の方が基板サイズが大きくなっている。セグメント電極6より、フレキシケーブル等を接着させて電圧を加える。対向基板のコモン電極7には、導電性粒子または導電性ペーストにより、セグメント基板11上の所定の配線に導通させて、セグメント基板の所定の配線より、電圧を加える。コモン電極7はベタ電極であるが、コモン基板12上の一部に、電極除去部14を設けている。   FIG. 13 shows a cross-sectional view of the element viewed from the side. The segment substrate 11 side is a display surface. In order to give a signal from the segment electrode 6 of the segment substrate 11, the segment substrate 11 has a larger substrate size than the common substrate 12. A voltage is applied from the segment electrode 6 by bonding a flexi cable or the like. The common electrode 7 of the counter substrate is electrically connected to predetermined wiring on the segment substrate 11 by conductive particles or conductive paste, and voltage is applied from the predetermined wiring of the segment substrate. The common electrode 7 is a solid electrode, but an electrode removal portion 14 is provided on a part of the common substrate 12.

コモン電極除去部14は図14で説明するシール材15の外側で、セグメント表示の取り出し配線と対向しているところである。ガラス基板では、婉曲性が少なく、障害となりにくいが、フィルム基板であると、婉曲により、コモン電極とセグメント表示の取り出し配線がショートすることがある。シール材の広がりを制御することは困難であるため、予
め、この部は電極を除去する構造とする。この構造によって、フィルム基板であっても、ショートの回避が実現され、歩留まりの向上が可能となる。セグメント表示の取り出し配線と対向する部以外は、コモン電極を除去する必要性はない。なお、コモン電極を除去する代わりに、非導電性の物質を塗布することもできる。
The common electrode removal portion 14 is outside the sealing material 15 described with reference to FIG. In a glass substrate, there is little bending property and it is hard to become an obstacle, but in the case of a film substrate, a common electrode and a segment display extraction wiring may be short-circuited due to the bending. Since it is difficult to control the spread of the sealing material, this portion is previously structured to remove the electrode. With this structure, even in the case of a film substrate, avoidance of a short circuit is realized, and the yield can be improved. There is no need to remove the common electrode except for the portion facing the segment display lead-out wiring. Instead of removing the common electrode, a non-conductive substance can be applied.

図14はシール材およびトランスファーの配置構造を示す。壁面材3が、十分に接着力が強ければ、シール材15を省略することも可能であるが、十分な耐久性を持たせるために、シール材15を併用する。壁面材にて、液晶の注入道を確保し、その周りにシール材15を形成する。シール材15と液晶は接しない構造であり、従来の液晶構造とは異なるため、液晶に障害を与えない特別な接着剤を使用しなくても良い。従来は、シール材から液晶への不純物の溶け出しによる表示特性変化等の大きな問題が生じていた。シール材と液晶を接触させない本構造により、歩留まりが大きく向上する。また、トランスファー材16も液晶と接触することがないので、導通性の良い材料を任意に選択可能となる。トランスファーは、表示駆動のためには、高度な耐久性を要求される。   FIG. 14 shows the arrangement structure of the sealing material and the transfer. If the wall surface material 3 has a sufficiently strong adhesive force, the sealing material 15 can be omitted, but the sealing material 15 is used together in order to provide sufficient durability. The wall material secures an injection path for liquid crystal, and a sealing material 15 is formed around the passage. Since the sealing material 15 and the liquid crystal are not in contact with each other and are different from the conventional liquid crystal structure, it is not necessary to use a special adhesive that does not impede the liquid crystal. Conventionally, large problems such as a change in display characteristics due to the dissolution of impurities from the sealing material into the liquid crystal have occurred. With this structure in which the sealing material and the liquid crystal are not in contact with each other, the yield is greatly improved. Further, since the transfer material 16 does not come into contact with the liquid crystal, a material having good conductivity can be arbitrarily selected. The transfer is required to have high durability for display driving.

一般的な液晶素子は、液晶への不純物や配向の乱れ等の影響を回避するため、シール材の外側にトランスファーを配置する。しかし、曲げ等の力により、基板の剥がれが生じるのは、外周部からであり、トランスファーはシール材内部に形成させることが望ましい。図14に示すように、壁面材で液晶は囲まれ、トランスファーを壁面材の外側に配置し、そのさらに外側にシール材を配置することで、耐久性を大きく向上させることが可能となる。トランスファーは1点でも良いが、複数配置することで、さらに信頼性が向上する。表示素子の対称的な位置への配置も、表示の均一性や、耐久性向上に有効である。   In general liquid crystal elements, a transfer is disposed outside a sealing material in order to avoid influences such as impurities on liquid crystal and disorder of alignment. However, the substrate is peeled off by the force such as bending from the outer peripheral portion, and the transfer is preferably formed inside the sealing material. As shown in FIG. 14, the liquid crystal is surrounded by the wall material, the transfer is arranged outside the wall material, and the seal material is arranged outside the wall material, whereby the durability can be greatly improved. Although one transfer may be used, reliability is further improved by arranging a plurality of transfers. Arrangement of display elements at symmetrical positions is also effective in improving display uniformity and durability.

図15、図16は、1つの基板から多面取りを行う例を示す。図15に示すように、1つの基板上に複数の素子を形成する。シール材は隣の素子と連続的に形成する。シール材の形成はロボットディスペンサ等によるシリンジ針からの塗布が一般的である。シール材形成の方法としては印刷法もあるが、壁面材料の立体的な構造物があるため、適切ではない。対向基板にシール材を形成する場合には、貼合時の位置合わせ精度が問題となる。図15のように、壁面材を形成した基板に、ディスペンサによるシール材塗布を行う。ディスペンサによる塗布は、書き出しポイントと書き終わりポイントで、過剰な塗布がなされることが知られている。そこで、図15の様に、書き出し位置と書き終わり位置を素子外とし、隣接素子と連続的にシール材を形成する。そのため、過剰なシールがどの素子にもないので、セル厚の均一性等の歩留まりが向上する。   FIG. 15 and FIG. 16 show an example in which multiple chamfering is performed from one substrate. As shown in FIG. 15, a plurality of elements are formed on one substrate. The sealing material is formed continuously with the adjacent element. The sealing material is generally formed by application from a syringe needle using a robot dispenser or the like. Although there is a printing method as a method for forming the sealing material, it is not appropriate because of the three-dimensional structure of the wall surface material. When a sealing material is formed on the counter substrate, the alignment accuracy at the time of bonding becomes a problem. As shown in FIG. 15, the sealing material is applied by a dispenser to the substrate on which the wall surface material is formed. It is known that application by a dispenser is excessively applied at a writing point and a writing end point. Therefore, as shown in FIG. 15, the writing position and the writing end position are outside the element, and a sealing material is formed continuously with the adjacent element. Therefore, since there is no excessive sealing in any element, the yield such as uniformity of cell thickness is improved.

図16は、フィルム基板における対向基板を示す。予め、スリット状の切り込み線を形成しておく。多面取りの場合、貼合後に電極取り出し線を露出させなければならず、片基板のみの切断が必要となる。一般的なガラス基板では、ダイヤモンド刃により、表面に傷線を描き、基板を割る工程(スクライブ工程)で、片基板のみを容易に切断することが可能である。しかし、フィルム基板では、スクライブ工程ができない。片面のみカッター刃などで、切断を試みても、対向のセグメント引き出し線に損傷を与えてしまう。そこで、図16の対向基板(コモン基板)のように、片基板の切断を予め、行っておく。本手法により、配線に損傷を与えず、歩留まりが向上する。   FIG. 16 shows a counter substrate in the film substrate. A slit-shaped cut line is formed in advance. In the case of multi-sided cutting, the electrode lead-out line must be exposed after bonding, and it is necessary to cut only one substrate. In a general glass substrate, it is possible to easily cut only one substrate in a process (scribing process) of drawing a scratch line on the surface with a diamond blade and breaking the substrate. However, the scribing process cannot be performed on the film substrate. Attempting to cut with only one side with a cutter blade or the like will damage the opposing segment lead lines. Therefore, a single substrate is cut in advance as in the counter substrate (common substrate) of FIG. This method improves the yield without damaging the wiring.

図17に、高耐久性の液晶素子における液晶道の構造例を示す。液晶としては、前述のようにコレステリック液晶が候補である。コレステリック液晶は、曲げや押圧力の外力、歪によって、表示状態が変化しやすい。曲げによる表示セル内部の歪を少なくすれば、変化を抑制することが可能となる。図11の構造における液晶の注入道において、曲げによる表示変化を実験的に観察すると、中心の直線ラインにおいて、変化が顕著であった。曲げによる歪を支える壁面構造物がないため、大きな歪が直線上に加わっていることが判った。短いラインでは、変化が少ない。ラインの直線長が長いほど歪は多く発生する。そこ
で、図17、18の様に、注入道を変化させ、直線距離を短くさせることで、曲げによる表示変化を抑制することが可能となった。
FIG. 17 shows a structural example of a liquid crystal path in a highly durable liquid crystal element. As the liquid crystal, cholesteric liquid crystal is a candidate as described above. A cholesteric liquid crystal easily changes its display state due to an external force or distortion of bending or pressing force. If the distortion inside the display cell due to bending is reduced, the change can be suppressed. When the display change due to bending was experimentally observed in the liquid crystal injection path in the structure of FIG. 11, the change was significant in the central straight line. Since there is no wall structure that supports bending strain, it was found that large strain was added on the straight line. Short lines have little change. The longer the straight line length, the more distortion occurs. Therefore, as shown in FIGS. 17 and 18, it is possible to suppress the display change due to bending by changing the injection path and shortening the linear distance.

図17では、第二以降の8の文字において、液晶入口から出口への3ルートにおいて、どの距離も等しく、注入時における気泡の巻き込みが少なくなる。真空注入において、真空度が高ければ、空気の巻き込みは少なくなるが、完全に無にすることは困難である。最後の8の文字の出口には、ダミー道を作り、余分な空気のバッファ部を設けている。   In FIG. 17, in the second and subsequent characters, all the distances are the same in the three routes from the liquid crystal inlet to the outlet, and bubble entrainment during injection is reduced. In vacuum injection, if the degree of vacuum is high, air entrainment is reduced, but it is difficult to eliminate it completely. At the exit of the last 8 characters, a dummy road is created and an extra air buffer is provided.

図18では、8の字の液晶入り口から出口への3ルートにおいて、等距離ではないが、最も直線距離が少なくなる液晶道の構造であって、液晶の表示変化を最も抑制することができる。注入道の終端は、閉塞されているが、開放されていても良い。表面張力によって、注入が可能であるが、開口部の封止が新たに必要となり得策ではない。   In FIG. 18, the three routes from the liquid crystal entrance to the exit in the figure 8 are not equidistant, but the liquid crystal path has the smallest linear distance, and the change in the liquid crystal display can be suppressed most. The end of the injection path is closed, but may be open. Although injection is possible depending on the surface tension, it is not possible to seal the opening part newly.

本実施形態においては、非接触ICカードを携帯用表示装置の例として説明するが、非接触ICカードにおける表示方式として強誘電性液晶、ゲストホスト液晶、電気泳動方式などの応用が提案されているが、強誘電性液晶はコントラストが低く、基本的に階調表示が不能で、衝撃に極めて弱い。ゲストホスト液晶もコントラストが低く、電気泳動方式も表示のメモリ性に問題があるため、本実施形態ではコレステリック液晶を利用した表示方式について説明する。   In this embodiment, a non-contact IC card will be described as an example of a portable display device, but applications such as ferroelectric liquid crystal, guest-host liquid crystal, and electrophoresis are proposed as display methods in the non-contact IC card. However, the ferroelectric liquid crystal has a low contrast, basically cannot display a gradation, and is extremely vulnerable to impact. Since the guest-host liquid crystal also has a low contrast and the electrophoretic method has a problem in display memory properties, this embodiment will explain a display method using cholesteric liquid crystal.

コレステリック液晶は表示品質の面において熱書き込みや磁気書き込みの方式に比べて明度、コントラストが高く、カラー化や中間調表示が可能であるというメリットがあり、表示のメモリ性もほぼ半永久的なものである。   Cholesteric liquid crystals have the advantage of higher brightness and contrast than thermal and magnetic writing methods in terms of display quality, and are capable of colorization and halftone display, and display memory performance is almost semi-permanent. is there.

ここで、ICカードなどのモバイル用の表示装置についてさらに説明する。コンピュータ用の表示装置やモバイル用の表示装置は,CRTまたはバックライト付の透過型液晶ディスプレイが一般的である。このタイプは全て,発光型のディスプレイである。近年の研究から,テキスト等の表示を快適に読むためには,非発光型の反射型の表示装置が望ましいことが提唱されている。反射型は装置に備えた光源を使用しないため,低消費電力化にも有効である。   Here, a mobile display device such as an IC card will be further described. A computer display device or a mobile display device is generally a CRT or a transmissive liquid crystal display with a backlight. All of these types are light-emitting displays. In recent years, it has been proposed that a non-light-emitting reflective display device is desirable for comfortable reading of text displays. Since the reflection type does not use the light source provided in the device, it is effective in reducing power consumption.

また,更なる低消費電力化のため,電源を切断しても表示が消えないメモリ性のある表示装置が望まれている。反射型でメモリ性のある代表的な媒体は紙であり,その歴史は非常に古く,現代においても欠くことのできないツールの1つである。このような,反射型とメモリ性という紙の最大の特長と,表示の任意の切り替えが可能なディスプレイの特長を掛け合わせた,つまり紙とディスプレイの融合を目指した「電子ペーパ」という新たな表示デバイスが近年注目を集め,その実用化を目指し,各社開発を進めている。電子ペーパの応用分野は様々あるが,以下,その1つとして注目を集めている,表示付ICカードを例にさらに説明する。   Further, in order to further reduce power consumption, a display device having a memory property that does not disappear even when the power is turned off is desired. A typical medium with reflection and memory is paper, its history is very old, and it is one of the indispensable tools in modern times. A new display called “electronic paper” that combines the maximum features of paper, such as reflective and memory characteristics, with the features of displays that can be switched arbitrarily, that is, the fusion of paper and displays. Devices have attracted attention in recent years and are being developed by various companies with the aim of putting them into practical use. Although there are various application fields of electronic paper, the following description will be further made with an IC card with a display attracting attention as one of them.

現代はカード社会と呼ばれるように,数多くのカードが日常的に使用されている。クレジットカードや銀行のキャッシュカード,テレホンカード等のプリペイドカード,会社での社員カードや学校での学生カードなど様々用途で利用されている。ICカードの登場は1970年であり,カードの中にICチップを埋め込むというアイディアが生まれてから,ICカードは大きな注目を集めるようになり,着実に普及してきている。そして21世紀になり,インターネットの定着や電子商取引の拡大など,ICカードを取り巻く環境は大きく進化している。   Today, many cards are used on a daily basis, as called the card society. It is used for various purposes such as credit cards, bank cash cards, prepaid cards such as telephone cards, company employee cards and school student cards. The appearance of IC cards was in 1970, and since the idea of embedding IC chips in the cards was born, IC cards have attracted a great deal of attention and are steadily spreading. In the 21st century, the environment surrounding IC cards has evolved greatly, including the establishment of the Internet and the expansion of electronic commerce.

ICカードは,キャッシュカードやクレジットカードのようなプラスチック製のカードにICチップが埋め込まれたカードである。ICカードには演算機能があり,データの取
り扱いに関しても,磁気カードに比べ、その機能は格段に大きい。ICカードは,ICチップにCPUを内蔵しているかどうか,あるいはインタフェースの違いにより以下のように分類できる。この分類は次の非特許文献1に基づいている。
An IC card is a card in which an IC chip is embedded in a plastic card such as a cash card or a credit card. An IC card has a calculation function, and the function of data handling is much larger than that of a magnetic card. The IC card can be classified as follows depending on whether the CPU is built in the IC chip or the difference in the interface. This classification is based on the following Non-Patent Document 1.

非特許文献1
ICカードビジネス最前線 工業調査会(2000年11月)
1. CPUの有無による分類…CPUを内蔵しているか否かによって,「メモリカード」と「CPUカード」に分類できる。
・メモリカード:データを記憶するためのROMを内蔵しており,データの記憶量は,磁気カードの80文字に対し,500〜16000文字以上と格段に大きい。メモリには,PROM,EPROM,EEPROMなどが利用される。
・CPUカード:CPU内蔵のため,カード自身に演算機能がある。CPUでは,入力された暗証番号とカード内の暗証番号との照合や,データのアクセス許可の制御をおこなっている。そのため,不当アクセスや改ざんの防止機能があり,セキュリティ面にも非常に優れている。
2.インタフェースによる分類…外部とのインタフェースにより,「接触型カード」と「非接触型カード」に分類できる。
・接触型ICカード…カードの表面に金属の端子があり,ICカードをカードリーダ/ライタに挿入することで,リーダ/ライタから端子へ電力が供給され,情報のやり取りが行われる。現在,先行して普及されており,重い計算や安定した通信が特長である。
・非接触型ICカード…ICカードとICカードリーダ/ライタにアンテナを内蔵させて,電磁波を利用して情報のやり取りを行う。そのためにカード周辺部にアンテナを備えている。非接触型はICカードとリーダ/ライタとの通信距離によって,密着型(2mm),近接型(10cm),近傍型(1m),遠隔型(数m)の4つに分類される。非接触であるゆえ,操作性,耐久性に優れ,接触型と非接触型の両方を兼ね備えたハイブリッド型のカードもある。
ICカード内部に記録された情報を見るには,リーダ/ライタに設けられたディスプレイ等の表示部を利用する方法が現在も主流で,この方法ではICカードとリーダ/ライタとの接続が必要である。しかし近年,感熱発色型の材料を用いて印字消去を行う熱書き込み方式,あるいは磁性体を用いて印字消去を行う磁気書き込み方式がICカードに適用されているケースがあり,プリベイドカードやポイントカードとして利用されている。次の非特許文献2に感熱発色型の代表的な方式としてロイコ染料を用いたリライタブル記録媒体が記載されている。
Non-patent document 1
Forefront of IC card business Industrial Research Committee (November 2000)
1. Classification based on the presence or absence of a CPU: Depending on whether or not a CPU is built in, it can be classified into a “memory card” and a “CPU card”.
Memory card: A ROM for storing data is built-in, and the amount of data stored is 500 to 16000 characters or more compared to 80 characters of the magnetic card. As the memory, PROM, EPROM, EEPROM or the like is used.
CPU card: Since the CPU is built in, the card itself has a calculation function. The CPU collates the input password number with the password number in the card and controls data access permission. For this reason, it has functions to prevent unauthorized access and tampering, and is extremely superior in terms of security.
2. Classification by interface: Can be classified into "contact card" and "contactless card" according to the external interface.
Contact type IC card: There is a metal terminal on the surface of the card. By inserting the IC card into the card reader / writer, power is supplied from the reader / writer to the terminal, and information is exchanged. Currently, it is prevailing and features heavy calculations and stable communication.
・ Non-contact type IC card: An antenna is built in the IC card and IC card reader / writer, and information is exchanged using electromagnetic waves. For this purpose, an antenna is provided around the card. The non-contact type is classified into four types, a contact type (2 mm), a proximity type (10 cm), a proximity type (1 m), and a remote type (several meters), depending on the communication distance between the IC card and the reader / writer. Because it is non-contact, there is also a hybrid type card that is excellent in operability and durability and has both a contact type and a non-contact type.
In order to view the information recorded in the IC card, a method of using a display unit such as a display provided in the reader / writer is still mainstream, and this method requires a connection between the IC card and the reader / writer. is there. However, in recent years, there are cases where a thermal writing method that erases printing using a thermosensitive coloring material or a magnetic writing method that erases printing using a magnetic material is applied to an IC card. It's being used. The following non-patent document 2 describes a rewritable recording medium using a leuco dye as a typical thermal coloring type system.

非特許文献2
松井,鳥居,古屋,筒井:「ロイコ染料型リライタブル記録媒体の発色・消色特性制御」,Japan Hardcopy 2000 論文集,P.69−72
しかしながら,上記の表示方式は,表示品質が低明度,低コントラストで,視認性が悪い。また,いずれもサーマルヘッドや磁気ヘッド等で記録部に直接接触して表示が行われるものであり,表示の書き換えを行うには書き込み部を備えたリーダ/ライタにカードを差し込まなければならない。上記の表示方式は,将来の主流となり得る非接触ICカードへの適用は不向きであり,非接触ICカードへの情報の表示には,電力駆動による表示方式が有望である。このような電力駆動による表示方式として、前述のコレステリック液晶の利用が有望である。そこでコレステリック液晶の駆動方式などについてさらに説明する。
Non-Patent Document 2
Matsui, Torii, Furuya, Tsutsui: “Control of coloring and decoloring characteristics of leuco dye type rewritable recording medium”, Japan Hardcopy 2000 Proceedings, p. 69-72
However, the above display method has low display quality, low brightness, low contrast, and poor visibility. In any case, display is performed by directly contacting the recording unit with a thermal head, a magnetic head, or the like. To rewrite the display, the card must be inserted into a reader / writer equipped with a writing unit. The above display system is unsuitable for application to non-contact IC cards that can become the mainstream in the future, and a power-driven display system is promising for displaying information on non-contact IC cards. The use of the cholesteric liquid crystal described above is promising as such a display system driven by electric power. Therefore, the driving method of the cholesteric liquid crystal will be further described.

図19および図20は、コレステリック液晶のプレーナ状態とフォーカルコニック状態との説明図である。コレステリック液晶を用いた表示装置では、液晶分子の配向状態のスイッチングを行なうことによって2つの状態の制御が行われる。図19は、特定の波長領域の光を選択的に反射するプレーナ状態を示す。このプレーナ状態では液晶分子の螺旋ピ
ッチと、螺旋の回転方向に沿った円偏光が選択的に反射される。反射が最大となる波長λは液晶の平均屈折率n、螺旋ピッチpを用いて以下の式によって考えられる。
19 and 20 are explanatory diagrams of the planar state and the focal conic state of the cholesteric liquid crystal. In a display device using cholesteric liquid crystal, two states are controlled by switching the alignment state of liquid crystal molecules. FIG. 19 shows a planar state in which light in a specific wavelength region is selectively reflected. In this planar state, the helical pitch of the liquid crystal molecules and the circularly polarized light along the rotational direction of the spiral are selectively reflected. The wavelength λ at which the reflection is maximum can be considered by the following equation using the average refractive index n of the liquid crystal and the helical pitch p.

λ=n×p
反射帯域Δλは液晶の屈折率異方性Δnの増加につれて大きくなる。
図20はフォーカルコニック状態を示す。この状態では入射光のほとんどが透過され、透明状態となる。したがって液晶層の下に任意の色の層を設けると、フォーカルコニック状態ではその色を表示させることができる。そこで例えばプレーナ状態の反射光の波長帯域を550nm付近とし、液晶層の下に光吸収層(黒)を設けることにより、背景色黒の上で緑色の単色表示を行なうことができる。
λ = n × p
The reflection band Δλ increases as the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal increases.
FIG. 20 shows the focal conic state. In this state, most of the incident light is transmitted and becomes transparent. Therefore, if a layer of an arbitrary color is provided under the liquid crystal layer, the color can be displayed in the focal conic state. Therefore, for example, by setting the wavelength band of the reflected light in the planar state to around 550 nm and providing a light absorption layer (black) under the liquid crystal layer, it is possible to perform a single color display of green on the background color black.

図21は、コレステリック液晶の応答特性をまとめたものである。同図においてVF0はフォーカルコニック状態への遷移が始まる閾値の電圧であり、VF100aからVF100bまでは完全なフォーカルコニック状態となる電圧範囲、VP0はプレーナ状態への遷移が始まる閾値電圧、VP100は完全にプレーナ状態となる閾値電圧である。初期状態がプレーナ状態(P)の場合には、パルス電圧を上げていくとある範囲まではフォーカルコニック状態への駆動帯域となり、さらにパルス電圧を上げると再度プレーナ状態への駆動帯域となる。初期状態がフォーカルコニック状態(FC)の場合には、パルス電圧を上げるにつれて次第にプレーナ状態への駆動帯域となる。 FIG. 21 summarizes the response characteristics of the cholesteric liquid crystal. The V F0 in figure is a voltage threshold transition to the focal conic state starts, from V F100a to V F100b voltage range of the full focal conic state, V P0 is the threshold voltage transition to the planar state starts, V P100 is a threshold voltage at which a completely planar state is achieved. When the initial state is the planar state (P), when the pulse voltage is increased, the drive band is set to the focal conic state up to a certain range, and when the pulse voltage is further increased, the drive band is set to the planar state again. When the initial state is the focal conic state (FC), the driving band gradually enters the planar state as the pulse voltage is increased.

図22、図23は、コレステリック液晶に対する一般的な単一極性駆動波形の説明図である。コレステリック液晶に対してはパルス電圧の印加によって駆動が行なわれる。強い電界を与えると液晶分子の螺旋構造がほどけ、すべての分子が電界の向きに従うホメオトロピック状態となる。   22 and 23 are explanatory diagrams of a general single polarity driving waveform for the cholesteric liquid crystal. The cholesteric liquid crystal is driven by applying a pulse voltage. When a strong electric field is applied, the helical structure of the liquid crystal molecules is unwound and all molecules become homeotropic according to the direction of the electric field.

図22において例えば+40Vのパルスを与えた後に電界を除去することによって、液晶分子の螺旋軸が電極に垂直になる螺旋構造が形成され、螺旋ピッチに応じた光を選択的に反射するプレーナ状態となる。   In FIG. 22, for example, by removing the electric field after applying a pulse of +40 V, a spiral structure in which the spiral axis of the liquid crystal molecules is perpendicular to the electrode is formed, and a planar state that selectively reflects light according to the spiral pitch Become.

図23において例えば+18Vのパルスを与えた後に電界を除去する、すなわち液晶分子の螺旋軸が完全にほどけない程度の弱い電界を加えた後に電界を除去する場合には、液晶の螺旋軸は電極に平行となり、入射光を透過するフォーカルコニック状態が得られる。これに対して中間的な強さの電界を与えた後にその電界を除去するとプレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在した状態が得られ、中間調の表示を可能とすることができる。   In FIG. 23, for example, when an electric field is removed after applying a pulse of +18 V, that is, when an electric field is removed after applying a weak electric field that does not completely unwind the liquid crystal molecules, the helical axis of the liquid crystal is applied to the electrodes. A focal conic state that is parallel and transmits incident light is obtained. On the other hand, when an electric field having an intermediate strength is applied and then the electric field is removed, a state in which the planar state and the focal conic state are mixed is obtained, and halftone display can be made possible.

図24はコレステリック液晶を用いたセグメント表示の例の説明図である。例えば最終桁の“3”の表示において(2)と(5)の部分をフォーカルコニック状態に、その他の(1)、(3)、(4)、(6)および(7)の部分をプレーナ状態に駆動することによって表示が行なわれる。   FIG. 24 is an explanatory diagram of an example of segment display using cholesteric liquid crystal. For example, in the last digit “3”, the parts (2) and (5) are in the focal conic state, and the other parts (1), (3), (4), (6) and (7) are planar. Display is performed by driving to the state.

このようなコレステリック液晶を駆動するために、一般的には図4、あるいは図22、図23で説明した2種類の駆動電圧波形が用いられる。このため駆動回路がコスト高になるという問題があり、本実施形態では1種類の波形でプレーナ駆動とフォーカルコニック駆動との両方が可能な駆動方式を使用する。   In order to drive such a cholesteric liquid crystal, generally, the two types of drive voltage waveforms described with reference to FIG. 4, FIG. 22, and FIG. 23 are used. For this reason, there is a problem that the driving circuit becomes expensive, and in this embodiment, a driving method capable of both planar driving and focal conic driving with one type of waveform is used.

図25、図26は本実施形態におけるプレーナ駆動とフォーカルコニック駆動の両極性パルスの波形の例である。図25はプレーナ駆動の波形の例であり、この波形は図4におけるプレーナ駆動波形と同じである。
これに対して図26に示されるフォーカルコニック駆動の波形では、図4と異なって40Vの波高値を持つ+、−のパルスの後に電源回路がハイインピーダンス状態とされる。す
なわちフォーカルコニック状態に駆動する場合には、プレーナ状態に駆動するパルスと同じパルスを印加した後に、−40Vを印加した状態で駆動回路をハイインピーダンスにする制御が行われる。
FIG. 25 and FIG. 26 are examples of waveforms of bipolar pulses for planar driving and focal conic driving in this embodiment. FIG. 25 shows an example of a planar drive waveform, which is the same as the planar drive waveform in FIG.
On the other hand, in the waveform of the focal conic drive shown in FIG. 26, unlike FIG. 4, the power supply circuit is brought into a high impedance state after + and − pulses having a peak value of 40V. That is, when driving in the focal conic state, after applying the same pulse as the pulse driving in the planar state, the drive circuit is controlled to have high impedance in the state where -40 V is applied.

液晶の表示セルは電気的にはコンデンサであり、−40Vの印加時に表示セルに蓄積された電荷は、液晶セル自身の抵抗とコンデンサの容量によって決まる時定数に対応してゆっくりと放電され、液晶セルはフォーカルコニック状態となる。なお、図25、図26ではパルスの極性反転回数は1回であるが、その回数を複数回としてもよい。すなわち、正と負のパルスで駆動波形の1周期とすると複数周期の波形を印加してもよい。   The liquid crystal display cell is electrically a capacitor, and the charge accumulated in the display cell when -40 V is applied is slowly discharged in accordance with a time constant determined by the resistance of the liquid crystal cell itself and the capacitance of the capacitor. The cell is in a focal conic state. In FIGS. 25 and 26, the number of pulse polarity inversions is one, but the number may be plural. That is, if one cycle of the drive waveform is composed of positive and negative pulses, a waveform having a plurality of cycles may be applied.

図27、図28は単一極性パルスによるプレーナ駆動波形と、フォーカルコニック駆動波形の説明図である。図27のプレーナ駆動波形は、図22で説明した波形と同じである。   27 and 28 are explanatory diagrams of a planar driving waveform and a focal conic driving waveform by a single polarity pulse. The planar drive waveform in FIG. 27 is the same as the waveform described in FIG.

図28のフォーカルコニック駆動波形では、図27のプレーナ駆動波形と同様に+40Vの電圧値が50msの間維持された後に、電源回路がハイインピーダンスとされ、表示セルに蓄積された電荷は図26におけると同様にゆっくりと放電され、表示セルはフォーカルコニック状態となる。   In the focal conic drive waveform of FIG. 28, the voltage value of +40 V is maintained for 50 ms as in the planar drive waveform of FIG. 27, and then the power supply circuit is set to high impedance, and the charge accumulated in the display cell is as shown in FIG. In the same manner as described above, the battery is slowly discharged, and the display cell enters a focal conic state.

図29は表示部ドライバ回路の構成例であり、図30および図31はこのドライバ回路の動作タイムチャートである。プレーナ状態への駆動時には、図30に示すように電源電圧Vccを40Vとした後に、50msの間ロジック出力をローレベル(L)に維持する。ロジック出力がLとなると、図29のトランジスタTrはオフとなり、ダイオードDおよび抵抗R2を通して液晶セルは40Vに充電される。その後少なくとも1msの間ロジック出力をHとすると、トランジスタTrはオンとなり、液晶セルに蓄積された電荷はTrを通して急激に放電されるため、液晶セルはプレーナ状態となる。   FIG. 29 is a configuration example of the display unit driver circuit, and FIGS. 30 and 31 are operation time charts of the driver circuit. At the time of driving to the planar state, the logic output is maintained at the low level (L) for 50 ms after the power supply voltage Vcc is set to 40 V as shown in FIG. When the logic output becomes L, the transistor Tr in FIG. 29 is turned off, and the liquid crystal cell is charged to 40 V through the diode D and the resistor R2. Thereafter, when the logic output is set to H for at least 1 ms, the transistor Tr is turned on, and the charge accumulated in the liquid crystal cell is rapidly discharged through the Tr, so that the liquid crystal cell is in a planar state.

フォーカルコニック状態への駆動時には、図31に示すようにVccを+40Vとした後、ロジック出力を50msの間Lとし、その後Vccが立下り、液晶セルに蓄積された電荷が放電されるまでの間ロジック出力をLに保つことによって、ダイオードD、トランジスタTrは共にオフとなり、電源側はハイインピーダンス状態となるため、液晶セルに蓄積された電荷は液晶セル自身の抵抗を介してゆっくりと放電され、液晶セルはフォーカルコニック状態となる。   At the time of driving to the focal conic state, as shown in FIG. 31, after Vcc is set to +40 V, the logic output is set to L for 50 ms, and thereafter, Vcc falls and the charge accumulated in the liquid crystal cell is discharged. By keeping the logic output at L, both the diode D and the transistor Tr are turned off, and the power supply side is in a high impedance state. Therefore, the charge accumulated in the liquid crystal cell is slowly discharged through the resistance of the liquid crystal cell itself, The liquid crystal cell is in a focal conic state.

次に例えば、コレステリック液晶の1種としてのカイラルネマティック液晶を使用した表示部を持つICカードの構成について説明する。図32はハイブリッド型、すなわち接触型としても、あるいは非接触型としても使用でき、メモリ性表示部、すなわちカイラルネマティック液晶を用いた表示部を持つICカードの構成例である。   Next, for example, the configuration of an IC card having a display unit using chiral nematic liquid crystal as one kind of cholesteric liquid crystal will be described. FIG. 32 shows a configuration example of an IC card which can be used as a hybrid type, that is, a contact type or a non-contact type, and has a memory type display portion, that is, a display portion using chiral nematic liquid crystal.

ネマティック液晶とカイラル材に、右方向へのねじれを誘起するCB15をそれぞれ適量混合し、プレーナ状態における反射色を緑色とし、この液晶を100μmの厚みのITO(インジューム・ティン・オキサイド)蒸着済みガラス基板で挟み、ガラスセルを作成した。液晶の厚みは5μmとした。   Nematic liquid crystal and chiral material are mixed with appropriate amounts of CB15 that induces twisting in the right direction, the reflection color in the planar state is green, and this liquid crystal is 100 μm thick ITO (Indium Tin Oxide) evaporated glass A glass cell was prepared by sandwiching the substrates. The thickness of the liquid crystal was 5 μm.

図32において、このカイラルネマティック液晶を用いた数字表示のセグメント駆動素子としての表示部20は、ICカードの右上に設けられ、さらにその上に素子駆動用のIC21が埋め込まれている。この表示部は、例えばキャッシュカードにおいては残高表示などに使用される。カード上には、さらにICカードリーダ/ライタとの間で非接触でデータや電力を受け取るためのIC22、リーダ/ライタに接触して電力やデータを受け取るためのIC23、および文字や数字などがパンチされたエンボス部24が設けられてい
る。
In FIG. 32, a display unit 20 as a segment drive element for numerical display using the chiral nematic liquid crystal is provided at the upper right of the IC card, and further, an element drive IC 21 is embedded thereon. This display unit is used for balance display in a cash card, for example. On the card, an IC 22 for receiving data and power without contact with an IC card reader / writer, an IC 23 for receiving power and data by contacting the reader / writer, and letters and numbers are punched. The embossed portion 24 is provided.

図33は非接触ICカードの構成例である。同図において、ICカード26をICカードリーダ/ライタ27に接近させることによって、ICカード26はアンテナ28によって電磁波の供給を受け、データおよび電力が供給されて動作を開始し、その後さらに必要に応じICカードリーダ/ライタ27との間で情報のやり取りが行われる。   FIG. 33 shows a configuration example of a non-contact IC card. In the figure, when the IC card 26 is brought close to the IC card reader / writer 27, the IC card 26 is supplied with electromagnetic waves by the antenna 28, supplied with data and power, and then starts to operate. Information is exchanged with the IC card reader / writer 27.

ICカード26には全体を制御するためのCPU30、ICカードリーダ/ライタ27との間でデータのやり取りや電力の供給を受けるための非接触インタフェース31、データやプログラムなどを格納するリードオンリメモリ32、表示部ドライバ33、および表示部34を備えている。   The IC card 26 has a CPU 30 for overall control, a non-contact interface 31 for receiving data exchange and power supply with an IC card reader / writer 27, and a read-only memory 32 for storing data and programs. , A display unit driver 33 and a display unit 34.

続いて本実施形態におけるICカード上のアンテナパターンと、コイルパターンとの配置方式について説明する。前述のように、非接触式のICカードにおいて、例えばコレステリック液晶を用いた表示部を駆動する回路に電源を供給するために、ICカード上のアンテナ、すなわちICカードリーダ/ライタ側から送られる電波を受信するアンテナのパターンの近くにコイルパターンを設け、アンテナパターンによる電波の受信時に、アンテナパターンとコイルパターンとの間の電磁誘導作用を利用し、コイルパターンに誘起される電圧を表示部駆動のために用いる。
しかしながら前述のように、ICカードとしての一般的な使用例であるクレジットカードやキャッシュカードなどには、エンボス加工、すなわち数字や文字のパンチが機械的に行われ、このためアンテナパターンとコイルパターンとを接近させてICカード上に適切に配置することが難しいという問題点があったが、本実施形態においては多層配線基板を利用して、コイルパターンとアンテナパターンとを異なる層に設けることによって、この問題点を解決する。
Next, an arrangement method of the antenna pattern and the coil pattern on the IC card in this embodiment will be described. As described above, in a non-contact type IC card, for example, a radio wave transmitted from an antenna on an IC card, that is, an IC card reader / writer side, in order to supply power to a circuit that drives a display unit using cholesteric liquid crystal. A coil pattern is provided near the antenna pattern that receives the signal, and the electromagnetic induction action between the antenna pattern and the coil pattern is used to receive the voltage from the antenna pattern when receiving the radio wave from the antenna pattern. Use for.
However, as described above, a credit card or a cash card, which is a typical use example as an IC card, is mechanically embossed, that is, punched in numbers and letters. However, in this embodiment, by using a multilayer wiring board, by providing the coil pattern and the antenna pattern in different layers, it is difficult to place them close to each other. Solve this problem.

図34、図35は多層配線板を利用し、アンテナパターンとは別の層にコイルパターンを形成した例である。図34はICカードの表面を示し、図35は図34の点線の部分の断面図を示す。図34において、エンボス加工がかかる部分については、図8で説明したように配線を幅広くすることによっても対応できる。   34 and 35 show examples in which a multilayer wiring board is used and a coil pattern is formed on a layer different from the antenna pattern. FIG. 34 shows the surface of the IC card, and FIG. 35 shows a cross-sectional view of the dotted line portion of FIG. In FIG. 34, the portion to be embossed can be dealt with by widening the wiring as described in FIG.

図35において、無線IC用アンテナパターン、すなわちICカードリーダ/ライタからの電波を受信するアンテナパターンは1層であるのに対して、LCDドライバ電源供給用コイルパターンは3層となっている。これは例えば既存のLCDドライバにおいては何種類かの電圧の電源を必要とすること、また例えばコレステリック液晶を用いる表示部においては駆動電圧として、例えば40Vというような比較的高い電圧の必要があるため、コイルパターンの巻数にあまり制限を設けずに、多数回の巻数を可能とさせることなどによっている。   In FIG. 35, the antenna pattern for wireless IC, that is, the antenna pattern for receiving radio waves from the IC card reader / writer is one layer, while the coil pattern for supplying LCD driver power is three layers. This is because, for example, an existing LCD driver requires a power supply of several types of voltages, and a display unit using cholesteric liquid crystal needs a relatively high voltage such as 40 V as a driving voltage. For example, the number of turns of the coil pattern can be made many times without limiting the number of turns.

しかしながら多層配線板を利用し、アンテナパターンとコイルパターンとを異なる層に配線した場合には、図36に示すように基板の厚さと部品の高さによって全体の厚みT1が、ICカードの厚みの規格、例えば0.8mm内に入らなくなる可能性がある。   However, when a multilayer wiring board is used and the antenna pattern and the coil pattern are wired in different layers, the total thickness T1 depends on the thickness of the IC card depending on the thickness of the substrate and the height of the components as shown in FIG. There is a possibility that it is not within a standard, for example, 0.8 mm.

図37、図38はこの問題点を解決したICカードの構成例である。図37においてはICカードの表面が示されているが、部品の搭載部を多層配線板の2層部に、アンテナとコイルパターンの配線部を4層部に設けている。   FIG. 37 and FIG. 38 are configuration examples of IC cards that solve this problem. Although the surface of the IC card is shown in FIG. 37, the component mounting part is provided in the two-layer part of the multilayer wiring board, and the antenna and coil pattern wiring part is provided in the four-layer part.

図38においては、図37のICカードの断面図が示されている。部品搭載部としての2層部と、アンテナパターンとコイルパターンとの配線部としての4層部を加えた全体の厚みT2は、図36で示した厚みT1よりも小さくなっている。なお図38において、ア
ンテナパターンおよびコイルパターンの4層の配線部は当然左側にも存在するが、その部分は省略されている。
FIG. 38 shows a cross-sectional view of the IC card of FIG. The total thickness T2 including the two-layer portion as the component mounting portion and the four-layer portion as the wiring portion of the antenna pattern and the coil pattern is smaller than the thickness T1 shown in FIG. In FIG. 38, the four-layer wiring portion of the antenna pattern and the coil pattern naturally exists on the left side, but the portions are omitted.

このように本実施形態によれば、アンテナパターンとコイルパターンとを、多層配線基板を利用して異なる層に設けることにより、コイルパターンによって比較的高い電圧を発生させたり、複数種類の電圧の値を得ることが可能となり、表示機能付き無電源非接触型ICカードの使用範囲を拡大させるために有効である。   As described above, according to the present embodiment, the antenna pattern and the coil pattern are provided in different layers using the multilayer wiring board, so that a relatively high voltage is generated by the coil pattern or a plurality of types of voltage values are used. This is effective for expanding the range of use of a non-power source non-contact type IC card with a display function.

本発明は、液晶表示素子、表示素子のドライバ、およびICカードや電子ペーパなどの携帯用表示装置の製造産業は当然のこととして、これらの素子や表示装置を用いるすべての産業において利用可能である。   The present invention can be used in all industries that use liquid crystal display elements, display element drivers, and portable display devices such as IC cards and electronic paper, as a matter of course. .

接触型ICカードの従来例を示す図である。It is a figure which shows the prior art example of a contact type IC card. 非接触型ICカードの従来例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the prior art example of a non-contact-type IC card. スペーサを用いた液晶セルの構造の従来例を示す図である。It is a figure which shows the prior art example of the structure of the liquid crystal cell using a spacer. コレステリック液晶の駆動方式の従来例の説明図である。It is explanatory drawing of the prior art example of the drive system of a cholesteric liquid crystal. アンテナ配線を備える非接触型ICカードの従来例を示す図である。It is a figure which shows the prior art example of a non-contact-type IC card provided with antenna wiring. LCDドライバへの電源供給用コイルパターンを備えるICカードの従来例の説明図である。It is explanatory drawing of the prior art example of an IC card provided with the coil pattern for the power supply to a LCD driver. エンボス加工による従来技術の問題点の説明図である。It is explanatory drawing of the problem of the prior art by embossing. エンボス加工の問題点の従来技術における解決方法の説明図である。It is explanatory drawing of the solution in the prior art of the problem of embossing. 本発明における液晶表示素子の耐久性向上構造の原理説明図である。It is principle explanatory drawing of the durable improvement structure of the liquid crystal display element in this invention. セグメント遮光マスクを備える液晶表示素子の構成例である。It is an example of a structure of a liquid crystal display element provided with a segment light shielding mask. 光吸収層を備える液晶素子の構成例の説明図である。It is explanatory drawing of the structural example of a liquid crystal element provided with a light absorption layer. 液晶素子の貼り合わせ方法の説明図である。It is explanatory drawing of the bonding method of a liquid crystal element. 液晶素子におけるコモン電極除去部の説明図である。It is explanatory drawing of the common electrode removal part in a liquid crystal element. 液晶素子におけるシールとトランスファー形式の説明図である。It is explanatory drawing of the seal | sticker in a liquid crystal element, and a transfer format. 素子の多面取りの説明図である。It is explanatory drawing of multiple chamfering of an element. 多面取りのために対向基板に入れられた切り込み線の説明図である。It is explanatory drawing of the cut line put in the opposing board | substrate for multi-surface drawing. 耐久性向上のための液晶注入道の構造例(その1)を示す図である。It is a figure which shows the structural example (the 1) of the liquid-crystal injection path for durability improvement. 耐久性向上のための液晶注入道の構造例(その2)を示す図である。It is a figure which shows the structural example (the 2) of the liquid-crystal injection path for durability improvement. コレステリック液晶のプレーナ状態の説明図である。It is explanatory drawing of the planar state of a cholesteric liquid crystal. コレステリック液晶のフォーカルコニック状態の説明図である。It is explanatory drawing of the focal conic state of a cholesteric liquid crystal. コレステリック液晶の応答特性を示す図である。It is a figure which shows the response characteristic of a cholesteric liquid crystal. コレステリック液晶に対する単一極性プレーナ駆動波形の説明図である。It is explanatory drawing of the single polarity planar drive waveform with respect to a cholesteric liquid crystal. 単一極性フォーカルコニック駆動波形の説明図である。It is explanatory drawing of a single polarity focal conic drive waveform. コレステリック液晶を用いるセグメント表示の説明図である。It is explanatory drawing of the segment display using a cholesteric liquid crystal. 本実施形態における両極性プレーナ駆動波形の説明図である。It is explanatory drawing of the bipolar planar drive waveform in this embodiment. 両極性フォーカルコニック駆動波形の説明図である。It is explanatory drawing of a bipolar focal conic drive waveform. 本実施形態における単一極性プレーナ駆動波形の説明図である。It is explanatory drawing of the single polarity planar drive waveform in this embodiment. 単一極性フォーカルコニック駆動波形の説明図である。It is explanatory drawing of a single polarity focal conic drive waveform. 表示部ドライバの回路構成図である。It is a circuit block diagram of a display part driver. プレーナ状態への駆動時におけるタイムチャートである。It is a time chart at the time of the drive to a planar state. フォーカルコニック状態への駆動時におけるタイムチャートである。It is a time chart at the time of the drive to a focal conic state. ハイブリッド型表示付きICカードの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of an IC card with a hybrid type display. 表示付きICカードの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an IC card with a display. 多層配線基板を用いたICカードの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the IC card using a multilayer wiring board. 図34のカードの断面図である。It is sectional drawing of the card | curd of FIG. アンテナパターンおよびコイルパターン以外の部品に対しても4層基板を用いたICカードの断面図である。It is sectional drawing of the IC card using a 4 layer board | substrate also with respect to components other than an antenna pattern and a coil pattern. アンテナとコイルパターンを4層部に、その他の部品を2層部に搭載したICカードの構成例である。This is a configuration example of an IC card in which an antenna and a coil pattern are mounted on a four-layer part and other components are mounted on a two-layer part. 図37のICカードの断面図である。It is sectional drawing of the IC card of FIG.

Claims (5)

コレステリック液晶を用いた表示素子の駆動方法において、
液晶セルのプレーナ状態への駆動時には、液晶セルにパルス電圧を印加後、電源側の駆動インピーダンスを液晶セルのインピーダンスより低い値にし、かつ印加電圧を0にすることを、
フォーカルコニック状態への駆動時には、パルス電圧を印加後、前記駆動インピーダンスを液晶セルのインピーダンスより高い値にすることを特徴とする表示素子駆動方法。
In a driving method of a display element using a cholesteric liquid crystal,
When driving the liquid crystal cell to the planar state, after applying a pulse voltage to the liquid crystal cell, the drive impedance on the power supply side is set to a value lower than the impedance of the liquid crystal cell, and the applied voltage is set to 0,
A display element driving method characterized in that, at the time of driving to a focal conic state, after applying a pulse voltage, the driving impedance is set to a value higher than the impedance of a liquid crystal cell.
前記パルス電圧は、該パルス電圧の液晶セルへの印加中に、その極性が少なくとも1回は反転することを特徴とする請求項1記載の表示素子駆動方法。   2. The display element driving method according to claim 1, wherein the polarity of the pulse voltage is reversed at least once during application of the pulse voltage to the liquid crystal cell. 前記パルス電圧の波高値は、前記液晶セルが確実にプレーナ状態に遷移する電圧値以上であることを特徴とする請求項1記載の表示素子駆動方法。   2. The display element driving method according to claim 1, wherein a peak value of the pulse voltage is equal to or higher than a voltage value at which the liquid crystal cell surely transitions to a planar state. 前記プレーナ状態への駆動時におけるパルス電圧印加後の電源側の駆動インピーダンスの値は、液晶セルに蓄積された電荷の放電時間が、液晶セルがプレーナ状態に遷移するのに必要な時間の最大値以下となるような値であることを特徴とする請求項1記載の表示素子駆動方法。   The value of the driving impedance on the power supply side after applying the pulse voltage when driving to the planar state is the maximum value of the discharge time of the charge accumulated in the liquid crystal cell and the time required for the liquid crystal cell to transition to the planar state 2. The display element driving method according to claim 1, wherein the value is as follows. 表示素子と、外部からデータおよび電力の供給を受けるためのアンテナ部とを備える携帯用表示装置における表示素子の駆動方法として、前記駆動方法を用いることを特徴とする請求項1記載の表示素子駆動方法。   The display element driving method according to claim 1, wherein the driving method is used as a driving method of the display element in a portable display device including a display element and an antenna unit for receiving data and power from the outside. Method.
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