JP2726472B2 - 情報カード及びその製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エレクトロニクス、OA機器、事務機器等の
分野で用いられる、液晶表示部を有するICカード、電卓
等の情報カード及びその製造法に関する。

〔従来の技術〕

特定の情報を磁気的、電気的に記憶させたカードを用
い、このカードより必要に応じて記憶させた情報を読み
取って照合、処理することができる情報カード、あるい
は、電卓や時計のように演算を行ったり時刻を知ったり
することができる情報カード等が盛んに用いられてい
る。

従来、電卓、時計等の液晶表示部を有する情報カード
では、液晶表示部の回路部分はプリント基板を用いて加
工し、これにIC等の部品を取り付けて製作していた。最
近では、透明電極付ポリエステルフィルムを用い、これ
にパターン印刷等の手法によって連続加工する試みが行
われている（日経マイクロデバイス 1987年11月号72
頁）。このロール・ツー・ロールの製造方式は大量生産
に適し、また生産の標準化ができ、大幅なコストダウン
が期待されている。しかし、この場合にも肝心な表示素
子部分は別工程で組み立てられており、回路部分を加工
した基板に別工程で取り付けなければならず、工程が複
雑である。また液晶表示素子部分は、従来の方法では、
透明電極パターンニング、配向膜作製、ラビング、ギャ
ップ剤散布、セル組み立て、真空引きによる液晶注入と
いった多岐に亘る工程を必要とし、生産性向上の上での
大きな障害となっている。特公昭61−61083公報に記載
されている長尺のフレキシブルプラスチックフィルムを
用いた連続的な液晶表示パネルの製造方法においても、
液晶注入のため、工程が複雑である。

また、現在、特定の情報を記憶させ、必要に応じてそ
の情報を読み取って照合、処理する情報カードでは、磁
気カードの次の商品としてICカードが注目され、実用化
されつつある。しかし、表示部を有しないICカードで
は、例えば預金通帳用ICカードの場合、預金残高の確認
等は特定の読み取り装置がある場所に出向かなければな
らず不便である。このため、液晶表示部を有するICカー
ドが計画されている。しかし、従来の低分子液晶を用い
たものでは、カードリーダに挿入した際に加わる圧力
で、液晶セルが壊れるという問題が発生している。ま
た、前述のように、液晶表示部を別工程で組み立てたの
ち取り付けており、工程が複雑で製造コストが高いとい
う問題がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、液晶表示部の液晶材料として強誘電性液晶
材料を用いることにより、メモリー性が利用でき、消費
電力が低減された情報カードを得ようとするものであ
る。本発明はまた液晶材料として高分子強誘電性液晶材
料を用いることにより、機械的強度及び耐久性に優れる
表示部を有する情報カードを得ようとするものである。
また、液晶表示部と駆動回路部等を同一基板上に加工
し、液晶材料を塗布することで、信頼性の向上と同時
に、生産性の向上から量産によるコストダウンを図ろう
とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、数平均分子量1,000〜200,000の強誘電性液
晶ポリマーからなる強誘電性液晶材料を透明電極付可撓
性基板に挟持してなる液晶表示部を有する情報カードを
提供するものである。

本発明の情報カードには、特定の情報を磁気的、電気
的に記憶させ、必要に応じてその情報を読み取って照
合、処理することができるクレジットカード、キャッシ
ュカード、会員カード、プリペイドカード等の磁気カー
ドやICカード、光カードなどのほか、カードにより演算
を行ったり時刻を知ったりすることができる電卓や時計
などがある。

第１図は、本発明の一実施態様である液晶表示部を有
する情報カード１の全体図である。

液晶表示部２は、ICチップ５により制御される。ICチ
ップ５は、太陽電池４から供給された電源により、キー
操作部３からの指令に従って駆動する。

ここで、必要に応じ、キー操作部３として10キーや演
算キー、あるいは、液晶表示の指示を行う操作キー等を
設けることができる。ここでは駆動電源として太陽電池
４を用いているが、電池や太陽電池とそれらの酌み合わ
せを用いたり、あるいは誘導コイルと２次電池で外部か
ら電磁誘導で供給するようにしてもよい。

第２図は、第１図に示した情報カードの液晶表示部２
とICチップ５とを結ぶ部分断面図である。

ここで、液晶表示部の強誘電性液晶材料９は、２枚の
透明電極８付可撓性基板７によって挟持されており、IC
チップ５と透明電極８を介して接続されている。10は粘
着剤である。

可撓性基板７としては、例えば、一軸又は二軸延伸ポ
リエチレンテレフタレート等の結晶性ポリマー、ポリス
ルホン、ポリエーテルスルホン等の非結晶性ポリマー等
が用いられる。可撓性基板７には偏光板、カラーフィル
ター等が設けられていてもよい。

透明電極８としては、例えば、NESA膜といわれる酸化
錫膜、ITO膜といわれる酸化錫を混入した酸化インジウ
ム膜、酸化インジウム膜、金やチタン等の蒸着膜あるい
は他の薄膜状の金属もしくは合金等が用いられる。

粘着剤10としては、例えば、エポキシ系のものが用い
られる。

液晶表示部の液晶材料としては各種のものが用いられ
るが、高分子強誘電性液晶材料を用いると、衝撃や曲げ
等の外力に対する強度及び耐久性の向上が得られる。ま
た、強誘電性液晶のメモリー性が利用でき、消費電力の
低減が可能となる。

本発明の強誘電性液晶材料としては、数平均分子量1,
000〜200,000の強誘電性液晶ポリマーからなる強誘電性
液晶材料が使用され、強度、耐久性を損なわない範囲で
強誘電性低分子液晶化合物が混合されていてもよい。

強誘電性液晶ポリマーには、例えば、アクリレイト主
鎖系液晶ポリマー、メタクリレイト主鎖系液晶ポリマ
ー、クロロアクリレイト主鎖系液晶ポリマー、オキシラ
ン主鎖系液晶ポリマー、シロキサン主鎖系液晶ポリマ
ー、エステル主鎖系液晶ポリマーなどが含まれる。

アクリレイト主鎖系液晶ポリマーの繰り返し単位とし
ては、例えば、 などが挙げられる。

メタクリレイト主鎖系液晶ポリマーの繰り返し単位と
しては、例えば、 などが挙げられる。

クロロアクリレイト主鎖系液晶ポリマーの繰り返し単
位としては、例えば、 などが挙げられる。

オキシラン主鎖系液晶ポリマーの繰り返し単位として
は、例えば、 などが挙げられる。

シロキサン主鎖系液晶ポリマーの繰り返し単位として
は、例えば、 などが挙げられる。

エステル主鎖系液晶ポリマーの繰り返し単位として
は、例えば、 などが挙げられる。

なお、上記の強誘電性液晶ポリマーの繰り返し単位
は、側鎖の骨格がビフェニル骨格、フェニルベンゾエイ
ト骨格、ビフェニルベンゾエイト骨格、フェニル４−フ
ェニルベンゾエイト骨格で置き換えられてもよく、これ
らの骨格中のベンゼン環が、ピリミジン環、ピリジン
環、ピリダジン環、ピラジン環、テトラジン環、シクロ
ヘキサン環、ジオキサン環、ジオキサボリナン環で置き
換えられてもよく、フッ素、塩素などのハロゲン基ある
いはシアノ基で置換されてもよく、１−メチルアルキル
基、２−フルオロアルキル基、２−クロロアルキル基、
２−クロロ−３−メチルアルキル基、２−トリフルオロ
メチルアルキル基、１−アルコキシカルボニルエチル
基、２−アルコキシ−１−メチルエチル基、２−アルコ
キシプロピル基、２−クロロ−１−メチルアルキル基、
２−アルコキシカルボニル−１−トリフルオロメチルプ
ロピル基などの光学活性基で置き換えられてもよく、ま
たスペーサの長さは、メチレン鎖長が２〜30の範囲で変
化してもよい。

また、上記強誘導性液晶ポリマーは数平均分子量が1,
000〜200,000のものが使用できる。

強誘電性低分子液晶化合物としては、例えばシッフ塩
基系強誘電性低分子液晶化合物、アゾ及びアゾキシ系強
誘電性低分子液晶化合物、ビフェニル及びアロマティッ
クスエステル系強誘電性低分子液晶化合物、ハロゲン、
シアノ基等の環置換基を導入した強誘電性低分子液晶化
合物、複素環を有する強誘電性低分子液晶化合物などが
挙げられる。

シッフ塩基系強誘電性低分子液晶化合物としては、例
えば、次に示す化合物（１）〜（４）が挙げられる。

アゾ及びアゾキシ系強誘電性低分子液晶化合物として
は、例えば次に示す（５）、（６）が挙げられる。

ビフェニル及びアロマティックスエステル系強誘電性
低分子液晶化合物としては、例えば、次に示す化合物
（７）、（８）が挙げられる。

ハロゲン、シアノ基等の環置換基を導入した強誘電性
低分子液晶化合物としては、例えば、次に示す化合物
（９）〜（11）が挙げられる。

複素環を有する強誘電性低分子液晶化合物としては、
例えば、次に示す化合物（12）、（13）が挙げられる。

なお、前記化合物は、強誘電性低分子液晶化合物の代
表的な化合物であり、本発明の強誘電性低分子液晶化合
物はなんら、これらの構造式に限定されるものではな
い。

上記強誘電性液晶材料は、キャスト−延伸法等で延伸
製膜、又は、後述のロールコート等で塗布製膜され、配
向処理されたものであることが好ましい。

本発明の情報カードは、例えば、長尺の透明電極付可
撓性基板の電極面に、液晶表示部に相当する電極と駆動
回路部をパターンニング加工する工程と、上記可撓性基
板の電極面の液晶表示部に、強誘電性液晶材料を塗布す
る工程と、該強誘電性液晶材料上に電極がパターンニン
グされた透明電極付可撓性対向基板をラミネートする工
程と、該強誘電性液晶材料をローラーにより曲げ変形さ
せて配向処理する工程とからなる製造方法で製造するこ
とができる。

本発明を第３図から第６図により説明する。

第３図は、長尺の透明電極付可撓性基板の電極面のパ
ターンニングを表す。

第３図に示すように、長尺の透明電極付可撓性基板の
電極面を、スクリーン印刷等の手法により、繰り返し連
続的にパターンニング加工し、液晶表示部に相当するマ
トリクス電極等の電極11、タッチパネル等のキー操作部
12、並びに、IC周辺及び液晶表示部周りの接続部等の駆
動回路13を設ける。更に、別の長尺の透明電極付可撓性
基板の電極面に、前記の液晶表示部に相当する電極に対
向する電極をパターンニング加工する。

第４図は、この一対のパターンニング加工済可撓性基
板を用いて、強誘電性液晶材料及び粘着剤の塗布、オー
バーレイ層のラミネートを行う連続工程を表す。

一対のパターンニング済可撓性基板14の電極面に、一
方には液晶材料を塗布し（液晶塗布部15）、他方には粘
着剤を塗布する（粘着剤塗布部16）。液晶材料は、第５
図の液晶表示部に相当する部分19に間欠塗布する。塗布
方法は、連続工程に適合するものであれば特に制限はな
い。例えば、強誘電性液晶材料の５〜50重量％の溶液を
バーコート、ロールコート、グラビアコート、スクリー
ン印刷等の方法で塗布した後に溶媒を蒸発する等の方法
が用いられる。ここで、溶媒としてはメチレンクロライ
ド、クロロホルム、トルエン、キシレン、テトラヒドロ
フラン、メチルエチルケトン、ジメチルアセトアミド、
ジメチルホルムアミド等種々のものが利用できる。この
とき、必要に応じて液晶材料の配向処理を行うとよい。
配向処理方法は、連続工程に適合するものであれば特に
制限はない。例えば、液晶材料を塗布する前に予め、液
晶塗布部に配向膜の形成、ラビング処理、あるいは、液
晶材料を塗布した後、曲げ変形又はずり変形による配向
処理等が用いられる。

また、粘着剤は、第６図に示すように所望する情報カ
ードの形状に合わせ、液晶表示部、ICチップ装着部、キ
ー操作部及び電源装着部の周囲20等に塗布する。

これらの液晶材料を塗布した基板と粘着剤を塗布した
基板とを、電極面が対向するように積層した後、オーバ
ーレイ基材17を両側からラミネートする。更に、一方の
可撓性基板及びオーバーレイ基材に予め設けられたスル
ホールに、ICチップ、太陽電池等の部品を挿入固定し、
情報カードの単位長さ18で切り出して、第１図に示す情
報カードが得られる。

この情報カードの製造法によると、液晶表示部に相当
する電極と駆動回路部、キー操作部等が同一基板上にパ
ターンニング加工されているので、外力に対し強度、耐
久性が優れ、信頼性の高い情報カードが得られる。ま
た、製造工程が簡略化され量産が可能となり、コストダ
ウンが図られる。

〔実施例〕

実施例１ 可撓性基板として、厚み約100μｍの透明なPES（ここ
で、PESはポリエーテルスルホンである。）のフィルム
を用い、このフィルムの片面に、電極として透明な導電
膜である厚み約700ÅのITO膜を設けることにより透明電
極付可撓性基板を作製し、この電極面に、所望の液晶表
示部に相当するマトリクス電極、タッチパネル部並びに
IC周辺及び液晶表示部周りの接続部等の駆動回路部のパ
ターンニング加工をした。この可撓性基板の電極面の液
晶表示部に、下記の式で表される繰り返し単位からな
り、下記の特性を有する強誘電性高分子液晶を、100℃
に加熱して等方相の状態でバーコーターを用いて、スク
リーンマスクを通し、1cm×5cmのサイズで、その厚みが
約2.5μｍになるように塗布した。

〔g:ガラス状態、SmC^＊：カイラルスメクチックＣ相、S
mA:スメクチックＡ相、Iso:等方相〕 次いで、対向基板として厚さ約100μｍのPESのフィル
ムを用い、ITO膜の電極を設け、液晶表示部のマトリク
ス電極をパターンニング加工し、これを上記の強誘電性
高分子液晶の塗布膜の面にラミネートして、所望の液晶
表示部、タッチパネル部等を有する基材とした。なお、
この状態では液晶分子はランダムに配向している。これ
を、60℃に保った自由に回転できる直径30mm、中心間距
離40mmのローラを３本組み合わせたローラ群により、移
動速度2cm/秒で、連続的に曲げ変形し配向処理をおこな
った。この基材にICチップ及び太陽電子部品を装着し、
目的とする情報カードとした。得られた情報カードは機
械的強度、耐久性、信頼性に優れていた。

実施例２ 厚み125μｍのITO膜付き（ここで、ITO厚みは約1000
Åである。）２軸延伸PET（ここで、PETはポリエチレン
テレフタレートである。）を透明電極付可撓性基板と
し、実施例１と同様に電極の加工を行い、電極面の液晶
表示部に、次のポリオキシラン系強誘電性高分子液晶を
ロールコート方法により塗布した。

すなわち、液晶を溶媒（ここで、溶媒はジクロロメタ
ンを用いた。）で10重量％に希釈した溶液をロールコー
ターで約15μｍ厚に塗布し、しかるのち溶媒を蒸発させ
ることで1.5μｍ厚の未配向液晶膜を形成させた。

次に、上記の液晶膜上に、上記と同じ２軸延伸PETか
らなる厚さ125μｍのITO膜付パターンニング加工済対向
基板をラミネートしたのち、実施例１に示す方法を用い
て配向処理し、ICチップ及び太陽電池部品を装着し、所
望の情報カードとした。得られた情報カードは機械的強
度、耐久性、信頼性に優れていた。

実施例３ 可撓性基板の加工を実施例１と同様に行い、強誘電性
高分子液晶として下記の繰り返し単位からなる構造及び
特性を有するポリシロキサン系液晶ポリマーを用いた。

塗布法、ICチップ等の部品装着等は実施例２と同様に
行い、目的とする情報カードとした。得られた情報カー
ドは機械的強度、耐久性、信頼性に優れていた。

実施例４ 厚み125μｍのITO膜付き（ここで、ITO厚みは約1000
Åである。）１軸延伸PETを透明電極付可撓性基板と
し、液晶表示部のマトリクス電極とタッチパネル部のエ
ッチングをおこなった。液晶表示部はドット寸法0.5mm
×0.5mmで16文字×２行が表示でき、タッチパネル部は1
0キー及び演算キー（＋、−、×、÷等）４個×６個で2
4個の操作部からなる。次に、液晶表示部とタッチパネ
ル部とがICチップを介して接続するよう駆動回路部のパ
ターン印刷を行い、これを下側基板とした。また、上記
と同様に対向する透明電極付可撓性基板の電極面に、液
晶表示部のマトリクス電極のパターンが対向する下側基
板のマトリクス電極と直交となようエッチングし、回路
パターン印刷を行い、これを上側基板とした。

次に、下側基板側の電極面の液晶表示部に下記の強誘
電性高分子液晶を用い、ジクロロメタンで10重量％に希
釈したものを、連続的に間欠塗布した。

塗布はロールコーターを用いて行い約15μｍ厚に塗布
し、その後、溶媒を蒸発させ、1.5μｍ厚の液晶膜とし
た。また、上側基板の電極面に、粘着剤を液晶表示部、
ICチップ装着部、キー操作部及び電源装着部の周囲等に
塗布した。この上側基板と下側基板を電極面が対向する
ように積層し、未配向液晶素子とした。これを、70℃及
び30℃に設定した加熱ローラー間を通過させ、配向処理
した。更に、一方の可撓性基板のICチップ及び太陽電池
装着部に予め設けられたスルホールに、ICチップ及び太
陽電池を挿入固定した。最後に、単位長さで切り出し、
所望の液晶表示部とタッチパネル部とを有する情報カー
ドとした。得られた情報カードは機械的強度、耐久性、
信頼性に優れていた。

〔発明の効果〕

本発明は、メモリー性を有し低消費電力であり、機械
的強度、耐久性、信頼性に優れた液晶表示部を有する情
報カードを提供するものである。また、このような情報
カードを生産性よく安価に提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は液晶表示部を有する本発明の情報カードの一例
を示す全体図である。第２図は第１図に示す情報カード
の部分断面図である。第３図は可撓性基板のパターンニ
ングの一例である。第４図は塗布、ラミネート工程のフ
ローの一例を示す略示図である。第５図は液晶塗布部、
第６図は粘着剤塗布部の一例を示す略示図である。 符号の説明 １……液晶表示部を有する情報カード ２……液晶表示部、３……キー操作部 ４……太陽電池、５……ICチップ ６……オーバーレイ層、７……可撓性基板 ８……透明電極、９……強誘電性液晶材料 10……粘着剤 11……液晶表示部のマトリクス電極 12……キー操作部のタッチパネル 13……周辺接続部駆動回路部 14……パターンニング済可撓性基板 15……液晶塗布部、16……粘着剤塗布部 17……オーバーレイ基材 18……情報カードの単位長さ 19……液晶塗布部、20……粘着剤塗布部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】数平均分子量1,000〜200,000の強誘電性液
   晶ポリマーからなる強誘電性液晶材料を透明電極付可撓
   性基板に挟持してなる液晶表示部を有する情報カード。
2. 【請求項２】長尺の透明電極付可撓性基板の電極面に、
   液晶表示部に相当する電極と駆動回路部をパターンニン
   グする工程と、上記可撓性基板の電極面の液晶表示部
   に、数平均分子量1,000〜200,000の強誘電性液晶ポリマ
   ーからなる強誘電性液晶材料を塗布する工程と、該強誘
   電性液晶材料上に電極がパターンニングされた透明電極
   付可撓性対向基板をラミネートする工程と、該強誘電性
   液晶材料をローラーにより曲げ変形させて配向処理する
   工程とからなることを特徴とする情報カードの製造法。