JP4619551B2 - 書き換え可能な情報表示部を有する非接触ｉｃカード - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示の繰り返し書き換えができる情報表示部を有する非接触ＩＣカードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報記録カードは資源問題、環境問題、セキュリティー性の点で効果的な非接触ＩＣカードが注目されている。非接触ＩＣカードは、磁気記録カードとは異なり、アンテナを介しての情報の伝達が可能であり、定期券等へ利用した場合、自動改札機通過時に要する時間を低減することが可能となる。
【０００３】
このＩＣカードには、内部情報やメッセージ等の情報を表示する視覚的な情報の伝達手段としての表示部を設けることが求められている。ＩＣカードは、磁気カードと異なり、再利用性、長期繰り返し使用性が高く、その表示部にも繰り返し耐久性、保存性が求められる。また、さらには、耐改ざん性も要求される。
【０００４】
このような目的に応用可能な表示媒体としては、特開昭５４−１１９３７７号公報、特開昭５５−１５４１９８号公報に開示されているような高分子母剤に有機低分子化合物を分散し、加える熱の制御によって光の散乱、透過を制御して表示を行う可逆性感熱表示媒体、特開昭６０−１８０８８７号公報、特開昭６２−１１６１９２号公報に開示されているような複数の高分子をブレンドした膜からなり、熱によって相分離をコントロールして表示を行うものがあり、これらは、光透過状態と光散乱状態を可逆的に繰り返すものであり、反射膜上に表示記録層を形成し、正反射部、拡散反射部のコントラスト差によって表示を行う。
【０００５】
メモリー性のある液晶材料を使用するものとしては、特開平５−３０１４８９号に開示されているような製膜性能を有する高分子物質と液晶物質を含有する高分子物質・液晶物質による複合膜からなる書き換え可能なカードは、導電層上に高分子物質と液晶物質を含有する高分子物質・液晶物質による複合膜を形成し、熱および電界により印字消去を行う。
【０００６】
高分子液晶を使用するものとしては、特開昭６３−１９１６７３号公報に開示されている、加える熱の制御によって液晶ドメインの状態による光の散乱、等方性液体状態による透過を制御して表示を行う可逆性表示媒体があり、反射膜上に表示記録層を形成し正反射部、拡散反射部のコントラスト差によって表示を行う。
【０００７】
また、特開昭５９−１０９３０号公報には、高分子液晶への熱と電界または熱の印加時における配向の違いを利用する情報記録媒体が開示されており、特開平２−２１９８６１号公報には、強誘電性高分子液晶を利用し応答速度を向上させた液晶表示媒体が開示されており、特開平４−１１０９２５号公報、特開平６−２６５８６１号公報には、高分子液晶にネマチック液晶を添加しスメクチック相を形成することにより応答速度を向上させた液晶表示媒体が開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述したような繰り返し使用可能な表示媒体には、導電層、金属反射層が必要であり、これを非接触ＩＣカードの表示部として用いた場合、次のような問題が生じていた。
【０００９】
まず、非接触ＩＣカードがその読み取り書き込み装置と通信を行う際に、それらの導電層または反射層とＩＣカードのシールド層やアンテナ部やＩＣチップ等との間の静電容量によるコンデンサ効果が生じ、このため外部との通信が阻害されるという問題があった。
【００１０】
また、非接触ＩＣカードがその読み取り書き込み装置と通信を行う際に、それらの導電層または金属反射層には、読み取り書き込み装置が非接触ＩＣカードに送信する電波が作る磁界によって渦電流が流れ、この渦電流が作る磁界は非接触ＩＣカードが読み取り書き込み装置から受ける電波を打ち消す作用をするため通信が阻害されるという問題があった。
【００１１】
このような渦電流の発生について理解し易くするため、添付図面の図２９は、前述したような光の透過、散乱を利用した表示媒体または高分子液晶を利用した表示媒体の断面図を模式的に示している。この図２９に示されるように、非接触ＩＣカードの基材１には、情報表示部２が設けられており、この情報表示部２は、導電性金属反射層３と、高分子液晶層または光の透過散乱を利用した情報表示層４とからなっている。このように、光の散乱、透過を制御する表示媒体では、表示の視認性を向上させるためにアルミ蒸着等の金属反射層３上に表示記録層４を形成することが好ましい。しかしながら、この金属反射層３には、読み取り書き込み装置が非接触ＩＣカードに送信する電波が作る磁界によって、図３０に示すように渦電流５が流れてしまう。この渦電流５が作る磁界は、非接触ＩＣカードが読み取り書き込み装置から受ける電波を打ち消す作用をしてしまうため、通信が阻害されてしまうのである。また、高分子液晶を使用した表示媒体では、液晶表示媒体に電界を加えるための導電層上に表示記録層を形成する必要があり、このような導電層にも、通信時に同様にして渦電流が流れ、通信が阻害される原因となってしまう。
【００１２】
本発明の目的は、前述したような問題点を解消しうるような、書き換え可能な情報表示部を有する非接触ＩＣカードを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つの観点によれば、ＩＣチップ部に結合されたアンテナ部と、導電層または金属反射層を有する書き換え可能な情報表示部とを備えた非接触ＩＣカードにおいて、該導電層または金属反射層の面積を該カードの面積の５０％以下とする。
【００１４】
本発明の一つの実施の形態によれば、前記アンテナ部は、該カードの周辺にそって延在するようにして形成されたアンテナコイルを備えており、前記導電層または金属反射層は、該カードの長辺方向または短辺方向の中心線を境界とするいずれか一方の面内に設けられる。
【００１５】
本発明の別の観点によれば、ＩＣチップ部に結合されたアンテナ部と、 導電層または金属反射層を有する書き換え可能な情報表示部とを備えた非接触ＩＣカードにおいて、前記導電層または金属反射層を２つ以上の領域に分割し、且つ該領域の各々の面積が該カードの面積の５０％以下となるようにする。
【００１６】
本発明の一つの実施の形態によれば、前記各領域は、接続部にて相互に接続されている。
【００１７】
本発明の別の実施の形態によれば、前記導電層または金属反射層は、前記アンテナ部と重ならない位置に形成される。
【００１８】
本発明のさらに別の実施の形態によれば、前記導電層または金属反射層は、前記ＩＣチップ部と重ならない位置に形成される。
【００１９】
本発明のさらに別の実施の形態によれば、前記情報表示部は、液晶材料からなる液晶記録層を有する。
【００２０】
本発明のさらに別の実施の形態によれば、前記情報表示部は、液晶型可逆情報表示媒体からなり、該液晶型可逆情報表示媒体は、主成分が室温でガラス状態を示す液晶性組成物と二色性色素からなる記録層を有し、前記液晶性組成物は、熱の印加により等方性液体状態または液晶ドメイン状態を示し、且つ熱と電界の印加によりホメオトロピック配向状態を示すものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面の図１から図２８に基づいて、本発明の実施の態様および実施例について、本発明をより詳細に説明する。
【００２２】
本発明者は、非接触ＩＣカードに設ける情報表示部に存在する導電層、導電性金属反射層等による外部装置との通信の阻害の問題を解明するため、次のような種々な実験を行ってみた。
【００２３】
図１は、典型的な非接触ＩＣカードの構成を示すための概略平面図であり、この図１に示すように、非接触ＩＣカード１０は、カード基材１１に、ＩＣチップ１２と、このＩＣチップ１２に結合されたアンテナ１３とを埋設して有している。本発明者は、図２の側面図に示すように、このようなＩＣカード１０の基材１１の上面にアルミ蒸着膜２０を形成したものと、図３の側面図に示すように、ＩＣカード１０の基材１１の下面にアルミ蒸着膜２０を形成したものと、の２種類のＩＣカードを作製し、これらＩＣカードの下方にカードリーダー３０を設置してＩＣカードとの読み取り通信を行い、その通信効率の測定を行った。
【００２４】
これらの測定結果について説明するに、先ず、アルミ（Ａｌ）蒸着膜２０を、図４の平面図に示すような蒸着面積から、図５の平面図に示すような蒸着面積へというように、長手方向に徐々に減少させるようにして付与した東京磁気印刷（株）製の非接触ＩＣカード１０を用いて読み取り可能距離の測定を行った。ここで、読み取り可能距離とは、図２および図３のカードリーダー３０の設置状態において、非接触ＩＣカード１０の記録情報を読み取ることができる非接触ＩＣカード１０とカードリーダー３０との間の最大垂直距離（通信距離）を意味している。その結果を図６の表１と図７のグラフにまとめて示す。これら表およびグラフにおいて、「上部」とは、図２に示したような配置における測定によるものを意味し、「下部」とは、図３に示したような配置における測定によるものを意味している。なお、導電層面積比はアルミ蒸着膜が無いときを０％とし、通信可能距離はアルミ蒸着膜が無いときの通信可能距離を１００％とした相対値で示す。図７より、アルミ蒸着膜の面積がカード面積の５０％の場合、通信距離がアルミ蒸着膜を付与していない非接触ＩＣカードと同程度であり、アルミ蒸着膜による電磁シールド効果が低減されていることがわかる。
【００２５】
次に、アルミ蒸着膜２０を、図４の平面図に示すような蒸着面積から、図５の平面図に示すような蒸着面積へというように、幅手方向に徐々に減少させるようにして付与した東京磁気印刷（株）製の非接触ＩＣカード１０を用いて読み取り可能距離の測定を行った。その結果を図８の表２と図９のグラフにまとめて示す。このような通信距離の測定結果によれば、アルミ蒸着膜の面積がカード面積の５０％の場合、通信距離がアルミ蒸着膜を付与していない非接触ＩＣカードと同程度であり、アルミ蒸着膜による電磁シールド効果が低減されていることがわかる。
【００２６】
次に、アルミ蒸着膜２０を、図１０、図１１、図５、図１２および図１３の平面図に示すように付与した東京磁気印刷（株）製の非接触ＩＣカード１０を用いて読み取り可能距離の測定を行った。その結果を図１６の表３にまとめて示す。このような通信距離の測定結果によれば、図５、図１２、図１３の場合、アンテナ部１３の露出面積に従い通信距離は無蒸着ＩＣカードに近づくが、全面を露出した図５の場合でも５％以上の距離の低下があることがわかる。また、図１０と図１１の場合、通信距離の低下はみられないことがわかる。
【００２７】
また、アルミ蒸着膜２０を、図１４の平面図に示すように、アルミ蒸着膜２０を非接触ＩＣカード１０の長手方向の中心線にそって２つ折りにした片方の面に付与する場合でも、アンテナ部の一部分がそのアルミ蒸着膜によって覆われるにもかかわらず、アルミ蒸着膜による電磁波シールド効果が低減されることもわかった。同様に、アルミ蒸着膜２０を、図１５の平面図に示すように、アルミ蒸着膜２０を非接触ＩＣカード１０の幅手方向の中心線にそって２つ折りにした片方の面に付与する場合でも、アンテナ部の一部分がそのアルミ蒸着膜によって覆われるにもかかわらず、アルミ蒸着膜による電磁波シールド効果が低減されることもわかった。
【００２８】
これらの結果、非接触ＩＣカードに導電層または金属反射層を設ける場合において、非接触ＩＣカードの長手方向もしくは幅手方向の半面、またはアンテナ部を避けた長手方向もしくは幅手方向の半面に限定して設けることにより、その非接触ＩＣカードの通信距離に影響を与えないようにすることができることがわかる。したがって、このような導電層または金属反射層を有する情報表示部を非接触ＩＣカードに設ける場合にも、同様に制限された場所に設けることにより、その非接触ＩＣカードの通信距離に影響を与えないようにすることができることがわかる。
【００２９】
次に、前述したような実験結果に基づいて、導電性金属反射層を有する書き換え可能な情報表示部を非接触ＩＣカードに設けた実施例について説明する。
【００３０】
図１７は、本発明の一実施例としての導電性金属反射層を有する書き換え可能な情報表示部の面積をカード面積の５０％以下にした非接触ＩＣカードを示す概略平面図である。この図１７に略示されるように、この実施例の非接触ＩＣカード１０は、ＩＣチップ１２およびアンテナ１３を基材１１内に埋設して有しており、且つ導電性金属反射層を含む情報表示部４０を基材１１の面に設けてなっている。この実施例では、情報表示部４０は、基材１１の面のほぼ左側半分で且つアンテナ１３を避けた場所に設けられている。
【００３１】
図１７に示す構成において、情報表示部４０が占める面積を変化させたとき、すなわち、カード面積に対する導電性金属反射層（情報表示部が含む）の面積を変化させたときの非接触ＩＣカードと読み取り書き込み装置間の通信可能距離を測定してみた結果を、図１８のグラフにまとめて示す。なお、このグラフにおいては、通信可能距離は、金属反射層がないときの通信可能距離を１００％とした相対値で示している。図１８のグラフからわかるように、金属反射層の面積をカード面積の５０％以下にすると、通信距離は、金属反射層が無い場合と比較して９０％以上を確保できる。
【００３２】
なお、本発明で用いられる情報表示部における金属反射層としては、光を反射するものであればどのようなものでもよく、例えば、アルミニウム、クロム、ニッケル、コバルト、銅、銀、金、錫、亜鉛、黄銅、ステンレススチール等の金属等を利用できる。また、導電層は、導電性を有するものであれば良く、例えば、カーボンブラック等の導電性有機材料による層、アルミニウム、クロム、ニッケル、コバルト、銅、銀、金、錫、亜鉛、黄銅、ステンレススチール等の金属およびそれらの酸化物、窒化物、さらには、ＺｎＯｘ、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｏｘ等の透明導電層を利用できる。
【００３３】
金属反射層または導電層の形成方法としては、蒸着層、スパッタリング層、無電界メッキ層、溶射メッキ層、さらには箔層として、また、上記導電性材料を粉体とし、これを樹脂に分散させた塗工剤を利用して一般的なコーティング法による塗工層の形成も可能である。これらの層は、ＰＥＴ、ＰＥＴ−Ｇ、ＰＶＣ、ＡＢＣ等の樹脂基材上に通常０．０１〜５０μｍ程度の厚さに形成される。
【００３４】
図１７に例示したような情報表示部を有する非接触ＩＣカードの製造方法の一例について以下説明する。先ず、前述したような導電性の金属反射層上に高分子液晶層または加える熱の制御により光の散乱、透過を制御して表示を行う材料を付与して可逆性感熱表示層を可逆性印字層として形成した可逆性印字層シートを作製する。次いで、図１９に平面図にて例示するようなインレットシートを作製する。このインレットシート５０は、アンテナ１３を形成したアンテナ基板に非接触ＩＣ１２を実装してなるものである。アンテナ基板としては、ＰＥＴ、ＰＥＴ−Ｇ、ＰＶＣ、ＡＢＣ等の樹脂基材上に銀、銅またはそれらの合金等の金属粉末、カーボン粉末等の導電性粉末をバインダに分散してなる導電ペーストでアンテナコイル１３を形成したもの、または銅等の金属箔で形成したもの、ワイヤーを巻いたアンテナコイル１３等を付与したものが使用できる。このアンテナ基板に、例えば、ＩＳＯ／ＩＥＣ−１４４４３の仕様に規定される非接触ＩＣカード用チップ１２を実装して非接触ＩＣカードインレット５０を得ることができる。このインレットシート５０に、前述した可逆性印字層シートを、ホットメルト接着剤等を用いて貼り合わせ、所定の外形寸法に打ち抜き、または断裁し、図１７に例示したような書き換え可能な情報表示部を有する非接触ＩＣカードを得ることができる。
【００３５】
なお、インレットシートおよび可逆印字層を付与したシートにＰＶＣ、ＰＥＴ−Ｇ、ＡＢＳ等の熱可塑性樹脂を用いた場合には、ホットメルト接着剤を用いずに熱融着によってラミネートする方法で製造することも可能である。
【００３６】
図２０は、本発明の別の実施例としての非接触ＩＣカードを示す概略平面図である。この実施例では、ひとつの情報表示面積４０Ａ、４０Ｂがカード面積の５０％以下となるように、導電層、金属反射層を有する情報表示部を複数に分割して設けるようにしている。図２０の例は、２つの領域に分割しているが、この数は２つに限定するものではなく、さらに多数に分割したものであってもよい。
【００３７】
さらにまた、前述したように表示領域を複数に分割して付与するということは、必ずしもそれら分割した表示領域の各導電層、金属反射層が電気的に絶縁されている必要はなく、図２１に示すように、カード中央部の接続部４１を介して各領域４０Ａおよび４０Ｂが導通している構造であってもよい。
【００３８】
このように導電性の印字表示領域を分割することによって、通信を妨げる渦電流は、各領域毎に分割して発生するようになり、通信に有害なカード外周を周回する渦電流の発生を防止できる。
【００３９】
図２２は、本発明のさらに別の実施例の非接触ＩＣカードを示す概略平面図である。この実施例は、カード１０の短辺方向中心線６を境界とする、いずれか一方の面に導電層、金属反射層を有する情報表示部４０Ｃを設け、カード中心を周回する渦電流を防ぐようにしたものである。
【００４０】
図２３は、図２２の情報表示部４０Ｃと同一面積の導電性情報表示部４０Ｄを、非接触ＩＣカード１０の中心に配置したものを例示している。そして、図２２の非接触ＩＣカードの通信距離測定結果と、図２３の非接触ＩＣカードの通信距離測定結果とを、図２４の表４にまとめて示している。これらの結果より、導電性情報表示領域の面積が同一であっても、カード中心部を避けて配置することが、電磁波シールド効果を低減する上で、より効果的であることがわかる。
【００４１】
さらに好ましくは、図１７に例示したような実施例の如く、導電性情報表示領域４０をアンテナ１３やＩＣチップ１２と重ならないように配置することによって、導電性領域とアンテナおよびＩＣチップとの静電結合による干渉を防ぐことができ、通信の安定化をはかることができる。また、ＩＣチップ部は、表面が凸状になることがあるため、印字消去のときのサーマルヘッドや熱ローラーや電界印加装置等の接触エネルギー印加装置との接触が悪くなり印字消去ムラが生じてしまうような不都合が生じてしまうのを防ぐ意味でも、ＩＣチップ部を避けて情報表示部を設けることは好ましい。
【００４２】
次に、本発明による非接触ＩＣカードの情報表示部として利用して好ましい液晶型可逆情報表示媒体の例について説明する。
【００４３】
図２５は、本発明の非接触ＩＣカードの情報表示部として使用されうる液晶型可逆情報表示媒体の積層構造を模型的に示す断面図である。この図２５に示すように、この実施例の情報表示媒体は、基材６２と、導電層６３と、液晶記録層６４と、保護層６５とを備える。
【００４４】
基材６２には、携帯に要する剛性を具備するシート、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム等のポリエステルフィルム、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル等のアクリル樹脂系フィルム、更には、ポリスチレンフィルム、アクロニトリル・ブタジェン・スチレン共重合体、三酢酸セルロースフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム等の厚さ２５〜１０００μｍ程度のものが使用される。さらに、これらの他に、アート紙、コート紙、上質紙等の一般的な紙類、合成紙、金属箔、セラミックシート等も使用可能である。
【００４５】
導電性を有する基材６２としては、例えば、アルミニウム、クロム、ニッケル、コバルト、銅、銀、金、錫、亜鉛、黄銅、ステンレススチール等の金属箔やカーボンブラック等の導電性有機材料、アルミニウム、クロム、ニッケル、コバルト、銅、銀、金、錫、亜鉛、ステンレススチール等の金属およびそれらの酸化物、窒化物、さらには、ZnOx、In-Sn-Ox等の導電性材料をポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム等のポリエステルフィルム、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチレン等のアクリル樹脂系フィルム、更には、ポリスチレンフィルム、アクロニトリル・ブタジェン・スチレン共重合体、三酢酸セルロースフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミド等に練り込んで形成した導電性フィルムが使用可能である。
【００４６】
また、基材シートの表面に形成される導電層６３は、文字通り導電性を有するものであれば任意のものでよく、例えば、カーボンブラック等の導電性有機材料による層、アルミニウム、クロム、ニッケル、コバルト、銅、銀、金、錫、亜鉛、黄銅、ステンレススチール等の金属およびそれらの酸化物、窒化物、さらには、ZnOx、In-Sn-Ox等の透明導電層、蒸着層、スパッタリング層、無電界メッキ層、溶射メッキ層、さらには箔層として、また、前述の導電性材料を粉体とし、これを樹脂に分散させた塗工剤を利用しても一般的なコーティング法による塗工層の形成も可能である。これらの層は、基材上に通常０．０１〜５０μm程度の厚さに形成される。なお、基材シートの表面の導電性層を真空蒸着またはスパッタリング等によって形成する場合には、その導電性層の均一性を計る目的で、基材シートの表面にアンカーコート層を形成した後に、導電性層を形成するのが好ましい。また、導電層として金属光沢を有するものを利用する場合には、その導電層が高コントラスト画像を形成するための反射層としての作用も果たす。さらに、導電層を反射層としても利用する場合、表面が鏡面状態では正反射成分が強く視野角が狭くなるため、導電層表面を適度に粗くすることが好ましい。導電層の表面粗さは、基材シートに添加するフィラーの量や、基材シートの表面にアンカーコート層を形成するときの塗工液に添加するフィラーの量による調整も可能である。
【００４７】
この導電層６３は、情報記録媒体の基材６２の全面に形成されていても、あるいは、部分的に形成されていてもよい。
【００４８】
透明な導電層６３の場合には、基材シートの色が透過して見えるため、基材シートとして乳白ポリエチレンテレフタレートフィルム、もしくは基材６２に白色塗工剤を塗布したものを利用することで、白地に二色性色素色の表示が可能になる。また、有色または反射性を示す導電層３の場合、導電層３上に白色塗工剤を塗布したものを利用することで、白地に二色性色素色の表示が可能になる。
【００４９】
透明な導電層６３を用いる場合には、基材に透明度の高いシートを用い、シートの裏面に空気層を介して反射層または白色層を形成することで、二色性色素による地肌部分の発色を低減することが可能である。同様に、透明な導電層６３を用いる場合には、この導電層６３と基材６２の上面との間に空気層を形成し、基材６２の上面に反射層または白色層を形成するようにしても、同様の効果を得ることができる。
【００５０】
次に、液晶記録層６４について説明する。図２６、図２７および図２８は、液晶記録層の構成主成分の相状態をそれぞれ示した図である。これら図において、参照符号６４ａは、高分子液晶の主鎖を示し、参照符号６４ｂは、高分子液晶のメソゲンを示し、参照符号６４ｃは、低分子液晶を示し、参照符号６４ｄは、二色性色素を示している。ここで利用可能な高分子液晶は、高分子骨格の側鎖に屈曲性基を介して液晶性を発現できる分子（メソゲン）を化学的に付与したものであり、液晶相温度で電界により配向変化可能であり、液晶相温度以下でガラス状態を示し、液晶相の固定化ができるものである。側鎖型高分子液晶は、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレンに屈曲鎖を介して結合したモノマーの付加重合やポリ[オキシ（メチルシリレン）]等のポリシロキサン骨格ポリマーへのビニル置換メソゲンモノマーとの付加反応によって合成可能である。重合反応の場合、共重合も可能であり架橋部位や多種メソゲン基を導入することも可能である。Tgや液晶相温度は、重合度、メソゲン種、スペーサーの長さ、共重合するメソゲン種や割合によって変化するが、ここでは、Tgが室温以上であるものが使用可能である。また、ここで用いられる高分子液晶のメソゲンは、電界応答性のあるものが好ましく、液晶相としてネマチック相、スメクチック相、コレステリック相のいずれの相状態を示すものでも使用できる。
【００５１】
低分子液晶６４ｃは、高分子液晶との混合状態で液晶相の粘度を低下させ、応答速度を改善する目的で使用される。本発明で利用可能な低分子液晶は、高分子液晶との相溶性が良いものが好ましく、側鎖型高分子液晶の側鎖部と類似骨格を有するものが更に好ましい。低分子液晶の添加量は、高分子液晶との相溶性によって影響を受けるが、高分子液晶と混合し室温でガラス状態を形成できればよく、好ましくは３０％以下である。
【００５２】
二色性色素６４ｄは、高分子液晶の側鎖分子または低分子液晶に保持され、且つ側鎖分子または低分子液晶の配向と同様の配向状態をとり、液晶組成物と同様に光学的な機能を果たす。二色性色素は、アゾ系、アントラキノン系のいずれでもよく、単一成分のみに限らず、多成分の混合により色調を調整することも可能である。このような二色性色素としては、例えば、三井化学（株）から市販されているM-361、SI-484、M-141、M-484、M-34、SI-497、M-403、S-409、M-412、S-428、日本感光色素（株）から市販されているNKX-1366、G-202、G-205、G-206、G-207、G-232、G-239、G-241、G-254、G-256、G-289、G-470、G-471、G-472、昭和化工（株）から市販されているKRD-201、KRD-901、KRD-902、KPD-503、KPD-906、KBD-401、KBD-701、KKD-602、KKD-604等を利用しうる。
【００５３】
高分子液晶または高分子液晶と低分子液晶を混合した液晶組成物は、凝集力が高く、濡れ性が低い。このため、弗素系界面活性剤を添加することで凝集力を低下させ導電層上への濡れ性を向上させることが可能である。このような弗素系界面活性剤としては、例えば、住友３Ｍ（株）製、フロラードFC-430、フロラードFC-431、大日本インキ化学工業（株）製メガファックF-110、F-116、F-120、F-150、F-160、F-171、F-172、F-173、F-177、F-178A、F-178K、F-179、F-183、F-184、F-191、F-812、F-833等が挙げられる。弗素系界面活性剤の添加量が増加すると、塗料が泡立ち易くなり、上下層との密着も低下する。このため弗素系界面活性剤の添加量は、液晶高分子に対して５重量％以下が好ましい。
【００５４】
高分子液晶または液晶高分子と低分子液晶を混合した液晶組成物は、液晶層温度以下では流動性が低いが、液晶相温度では粘度が低下し流動性が高くなる。この流動性を抑制することを目的として液晶高分子にフィラーや高分子物質が加えられる。また、フィラーや樹脂の添加は、上下層との密着を良好にする効果がある。
【００５５】
ここに用いるフィラーとしては、有機材料、無機材料、有機−無機共重合体、または、これらの複合物が挙げられ、具体的には、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、シリカやアルミナや炭酸カルシウムの表面を有機高分子で被覆したコア−シェル型粒子、有機高分子の存在下で金属アルコキシドの重縮合で得られる有機無機複合粒子、ポリスチレン、スチレン−ブタジェンゴム、ポリメタクリル酸メチル、ポリ酢酸ビニル、ポリ（メタクリル酸２−ヒドロキシエチル）、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリ（スチレン−アクリル酸ブチル）、ポリスチレン／ポリ（メタクリル酸２−ヒドロキシエチル）複合体、ポリ（スチレン−ジビニルベンゼン）、セルロース等が挙げられる。好ましい粒子の屈折率は、下地層の材質により異なる。導電層として金属を用いた場合、表面が鏡面であれば、高分子液晶と屈折率が大きく違うものが好ましく、表面を粗くしてマット調にしてあれば、高分子液晶と同程度のものが好ましい。前述のフィラーの粒子径は、液晶記録層の膜厚よりも大きい場合は、膜の平滑性の面から好ましくなく、粒子径の上限としては、１５μｍである。フィラーの添加量は、フィラーの粒径によっても異なるが、添加量が増加すると記録層中の高分子液晶、色素、低分子成分等の割合が低下するため、コントラストが低下する。このため、添加量としては、２０重量％以下であることが好ましい。
【００５６】
フィラーとして、無機系紫外線吸収剤粒子を使用すると、液晶層に紫外線吸収能を付加することが可能であり、液晶層もしくは中間層に紫外線硬化型樹脂を使用した場合の二色性色素の劣化を低減できる。このような無機系紫外線吸収剤粒子としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウムやこれらの粒子の表面を有機高分子で被覆したコア−シェル型粒子が挙げられる。また、液晶記録層への粒子の添加は、記録層の地肌色の調整にも効果があり、粒子径や混合比によって液晶記録層を透過型と白濁型にすることができる。好ましい粒子の屈折率は、下地層の材質により異なる。導電層として金属を用いた場合、表面が鏡面であれば、高分子液晶と屈折率が大きく違うものが好ましく、表面を粗くしてマット調にしてあれば、高分子液晶と同程度のものが好ましい。前述のフィラーの粒子径は、液晶記録層の膜厚よりも大きい場合は膜の平滑性の面から好ましくなく、粒子径の上限としては、１５μｍである。無機系紫外線吸収剤粒子の添加量は、無機系紫外線吸収剤粒子の粒径によっても異なるが、添加量が増加すると、記録層中の項分子液晶、色素、低分子成分等の割合が低下するため、コントラストが低下する。このため、添加量としては、２０重量％以下であることが好ましい。
【００５７】
また、添加高分子物質としては、モノマー、オリゴマーの状態で高分子液晶と相溶性を有するものが好ましく使用できる。このような樹脂材料としては紫外線硬化型が好ましい。紫外線硬化樹脂としては、例えばアクリル酸エステル、メタクリル酸エステルが挙げられ、モノマー、オリゴマーの状態で、例えばジペンタエリストリトールヘキサアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、イソシアヌール酸（エチレンオキサイド変性）、トリアクリレート、ジペンタエリストリトールテトラアクリレート、トリアクリレート、ジペンタエリストリトールペンタアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート等の多官能性モノマー或いは多官能性ウレタン系、エステル系オリゴマー、更にノニルフェノール変性アクリレート、N-ビニル-2-ピロリドン、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピルアクリレート等の単官能性モノマー或いはオリゴマー等が挙げられる。
【００５８】
紫外線硬化樹脂を硬化するために必要な光重合開始剤としては、例えば2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、1-（4-イソプロピルフェニル）-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、ベンジルジメチルケタール、2-メチル-1-[4-（メチルチオ）フェニル]-2-モルホリノプロパ-1-オン等が挙げられる。
【００５９】
高分子液晶に対する高分子物質の使用割合は２０重量％以下である。高分子物質の添加量を増加していくと、高分子液晶と高分子物質が相分離を生じ表示のコントラストが低下する。また、二色性色素が高分子物質部にも相溶するため地肌濃度の増加によるコントラストの低下が大きくなる。このため、高分子物質の添加量は２０％以下が好ましい。
【００６０】
液晶記録層の形成は上記諸成分からなる塗布溶液を調製し導電性を有する基体または導電層上に形成する。液晶記録層における塗布溶液の固形分濃度は２０〜６０重量％とするとよく、硬化に際して、樹脂の種類、濃度、塗布層温度、紫外線照射条件等の硬化条件を適宜に設定すること必要がある。塗布様式としては、例えば、ブレードコート法、リバースコート法、グラビアコート法、シルク印刷など均一に塗布できるものであれば利用できる。液晶記録層の膜厚は解像性に影響を与えるので乾燥後膜厚１〜５０μｍ、好ましくは３〜１０μｍとするとよく、高解像性を維持しつつ、動作電圧も低くすることができる。膜厚が薄すぎると情報記録部のコントラストが低く、また、厚すぎると動作電圧が高くなるので好ましくない。
【００６１】
また、液晶記録層中に添加される二色性色素は紫外線により分解し機能が失われることもあるので紫外線吸収層を液晶記録層上に形成することで二色性色素の分解を抑制することも可能である。紫外線吸収層は有機系紫外線吸収剤または無機系紫外線吸収剤と高分子物質からなり、有機系紫外線吸収剤または無機系紫外線吸収剤を同時に用いてもよい。有機系紫外線吸収剤はベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、修酸アニリド系、シアノアクリレート系、トリアジン系のいずれでも良く、液体でも固体のものでもよい。例えば、2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-オクトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-ドデシルオキシベンゾフェノン、2,2'-ジヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2,2'-ジヒドロキシ-4,4'-ジメトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシ-5-スルホベンゾフェノン、2-(2'-ヒドロキシ-5'-メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、2-(2'-ヒドロキシ-5'-tert-ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、2-(2'-ヒドロキシ-3'.,5'-ジ-tert-ブチルフェニル）-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-3'-tert-ブチル-5'-メチルフェニル）-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2'-ヒドロキシ-3',5'-ジ-tert-ブチルブチルフェニル）-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2'-ヒドロキシ-3',5'-ジ-tert-アミルフェニル）ベンゾトリアゾール、2-｛2'-ヒドロキシ-3'-（3",4",5",6"-テトラヒドロフタルイミドメチル）-5'-メチルフェニル｝ベンゾトリアゾール、2,2-メチレンビス｛4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル-6-（2H-ベンゾトリアゾール-2-イル）フェノールなどがあり、無機系紫外線吸収剤粒子としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウムやこれらの粒子の表面を有機高分子で被覆したコア─シェル型粒子が挙げらるれる。
【００６２】
また、有機系紫外線吸収剤としては高分子の側鎖に紫外線吸収能を有する分子を導入したもの、例えば（株）日本触媒製 ユーダブルＵＶ、大塚化学（株）製 PUVA、一方社油脂工業（株）製 ULS-935LH、ULS-1935LH等が市販されている。これらの側鎖型高分子紫外線吸収剤はマイグレーションや染み出しがなく、長期間の使用に優れているため屋外使用用途には好ましい。
【００６３】
また、紫外線吸収層に用いる高分子物質は、低分子または高分子紫外線吸収剤と相溶するものであれば良い。無機系紫外線吸収剤の場合、分散が可能であれば良く、分散剤を添加して分散性の改善をすることも可能である。
【００６４】
保護層６５は液晶記録層の保護を計るものであり、堅牢性に優れた作用を具備することが必要である。この保護層は、例えば、シリコン樹脂や分子中に重合性不飽和結合またはエポキシ基を有するプレポリマー、オリゴマー、および単量体等による混合樹脂組成物等によるコーティング剤により、通常、厚さ０．５〜１０μｍ程度で形成される。保護層には紫外線吸収能を付加してもよく無機系紫外線吸収剤粒子を分散してもよい。
【００６５】
【発明の効果】
本発明の書き換え可能な情報表示部を有する非接触ＩＣカードは、ＩＣカードの特性に影響を与えずに、不必要な情報を消去し、必要な情報を表示することが可能となり、定期券や入場券等に応用して効果のあるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】典型的な非接触ＩＣカードの構成を示すための概略平面図である。
【図２】アルミ蒸着膜を上面に形成した非接触ＩＣカードとカードリーダーとの関係を説明するための概略側面図である。
【図３】アルミ蒸着膜を下面に形成した非接触ＩＣカードとカードリーダーとの関係を説明するための概略側面図である。
【図４】アルミ蒸着膜を全面に形成した非接触ＩＣカードの概略平面図である。
【図５】アルミ蒸着膜をアンテナ部を避けてその内部全面に形成した非接触ＩＣカードの概略平面図である。
【図６】長手方向に徐々に面積を変えてアルミ蒸着膜を形成した非接触ＩＣカードの通信可能距離の測定結果をまとめて示す表１を示す図である。
【図７】長手方向に徐々に面積を変えてアルミ蒸着膜を形成した非接触ＩＣカードの通信可能距離の測定結果をまとめて示すグラフを示す図である。
【図８】幅手方向に徐々に面積を変えてアルミ蒸着膜を形成した非接触ＩＣカードの通信可能距離の測定結果をまとめて示す表２を示す図である。
【図９】幅手方向に徐々に面積を変えてアルミ蒸着膜を形成した非接触ＩＣカードの通信可能距離の測定結果をまとめて示すグラフを示す図である。
【図１０】幅手方向において半面で且つアンテナ部を避けてアルミ蒸着膜を形成した非接触ＩＣカードを示す概略平面図である。
【図１１】長手方向において半面で且つアンテナ部を避けてアルミ蒸着膜を形成した非接触ＩＣカードを示す概略平面図である。
【図１２】長手方向のアンテナ部を避けてアルミ蒸着膜を形成した非接触ＩＣカードを示す概略平面図である。
【図１３】幅手方向のアンテナ部を避けてアルミ蒸着膜を形成した非接触ＩＣカードを示す概略平面図である。
【図１４】長手方向において半面で且つアンテナ部を避けずにアルミ蒸着膜を形成した非接触ＩＣカードを示す概略平面図である。
【図１５】幅手方向において半面で且つアンテナ部を避けずにアルミ蒸着膜を形成した非接触ＩＣカードを示す概略平面図である。
【図１６】図１０、図１１、図５、図１２および図１３の非接触ＩＣカードの通信可能距離を測定した結果をまとめて示す表３を示す図である。
【図１７】本発明の一実施例としての導電性金属反射層を有する書き換え可能な情報表示部の面積をカード面積の５０％以下にした非接触ＩＣカードを示す概略平面図である。
【図１８】図１７の構成の非接触ＩＣカードにおいて導電性金属反射層の面積を種々変えた場合における通信可能距離を測定した結果をまとめて示すグラフを示す図である。
【図１９】アンテナ基板にＩＣチップを実装したインレットシートを示す平面図である。
【図２０】本発明の別の実施例としての非接触ＩＣカードを示す概略平面図である。
【図２１】本発明のさらに別の実施例としての非接触ＩＣカードを示す概略平面図である。
【図２２】本発明のさらに別の実施例の非接触ＩＣカードを示す概略平面図である。
【図２３】図２２の非接触ＩＣカードの情報表示部と同一面積の情報表示部をカード中心に配置した非接触ＩＣカードを示す概略平面図である。
【図２４】図２２の非接触ＩＣカードの通信距離測定結果と図２３の非接触ＩＣカードの通信距離測定結果とをまとめて示す表４を示す図である。
【図２５】本発明の非接触ＩＣカードの情報表示部として使用されうる液晶型可逆情報表示媒体の積層構造を模型的に示す断面図である。
【図２６】図２５の液晶型可逆情報表示媒体の液晶記録層の構成成分の相状態を示す図である。
【図２７】液晶型可逆情報表示媒体の液晶記録層の構成成分の相状態を示す図である。
【図２８】液晶型可逆情報表示媒体の液晶記録層の構成成分の相状態を示す図である。
【図２９】光の透過、散乱を利用した表示媒体または高分子液晶を利用した表示媒体の断面図を模式的に示す図である。
【図３０】非接触ＩＣカードのアルミ蒸着膜等の金属反射層に流れる渦電流の影響について説明するための図である。
【符号の説明】
１０ 非接触ＩＣカード
１１カード基材
１２ ＩＣチップ
１３ アンテナ
２０ アルミ蒸着膜
３０ カードリーダー
４０ 情報表示部
４０Ａ 情報表示領域
４０Ｂ 情報表示領域
４０Ｃ 情報表示部
４１ 接続部

Claims (6)

1. ＩＣチップ部に結合されたアンテナ部と、導電層または金属反射層を有する書き換え可能な情報表示部とを備えた非接触ＩＣカードにおいて、該導電層または金属反射層の面積を該カードの面積の５０％以下とし、
   前記情報表示部は、高分子骨格の側鎖に屈曲性基を介して液晶性を発現できる分子を化学的に付与した側鎖型高分子液晶と、該側鎖型高分子液晶の側鎖部と類似骨格を有する低分子液晶と、二色性色素と、弗素系界面活性剤とを含む液晶性組成物からなる液晶記録層を有し、
   前記液晶性組成物は、熱の印加により等方性液体状態または液晶ドメイン状態を示し、且つ熱と電界の印加によりホメオトロピック配向状態を示すものである
   ことを特徴とする非接触ＩＣカード。
2. 前記アンテナ部は、該カードの周辺にそって延在するようにして形成されたアンテナコイルを備えており、前記導電層または金属反射層は、該カードの長辺方向または短辺方向の中心線を境界とするいずれか一方の面内に設けられる請求項１に記載の非接触ＩＣカード。
3. ＩＣチップ部に結合されたアンテナ部と、
   導電層または金属反射層を有する書き換え可能な情報表示部とを備えた非接触ＩＣカードにおいて、前記導電層または金属反射層を２つ以上の領域に分割し、且つ該領域の各々の面積が該カードの面積の５０％以下となるようにしたことを特徴とする非接触ＩＣカード。
4. 前記各領域は、接続部にて相互に接続されている請求項３に記載の非接触ＩＣカード。
5. 前記導電層または金属反射層は、前記アンテナ部と重ならない位置に形成された請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の非接触ＩＣカード。
6. 前記導電層または金属反射層は、前記ＩＣチップ部と重ならない位置に形成された請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の非接触ＩＣカード。

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