专利名称:Ic卡的制作方法
技术领域:
本发明涉及进行对于外部装置的信息发送和/或来自外部装置接收信息的IC卡,特别是涉及能够最大限度地发挥胆甾醇液晶的特性并有效地进行信息的显示,以提高使用者的便利性的IC卡。
背景技术:
以往,内置存储器或微处理器等集成电路(IC,IntegratedCircuit)、具有信息存储、处理功能的IC卡已经得到广泛使用。进一步具有可显示所存储的数据的显示功能的IC卡也在近年来开始得以利用。
在该具有显示功能的IC卡中,有使用热敏发色型材料进行印字擦除的热写入方式的IC卡、及使用磁性体材料进行印字擦除的磁写入方式的IC卡等。
然而,在这些显示方式中,为了进行显示的改写,需要将IC卡插入具有加热头或磁头等的信息记录装置,从而存在不适宜非接触型的IC卡的应用之类的问题。
因此,在公开专利1中,公开了一种以从外部终端接收到的电波作为电源来进行显示的改写,使用具有在显示保持上不消耗电力的存储性的液晶显示元件来进行信息显示的非接触信息记录显示方法。作为这种液晶显示元件的例子,其列举了利用借助于胆甾醇液晶(胆甾醇结构液晶)的光的选择反射的情况。
(专利文献1)日本专利公开特开2000-113137号公报但是,在前述文献所记载的非接触信息记录显示方法中,作为具有存储性的液晶显示元件的一个例子仅列举出胆甾醇液晶,存在没有充分言及如何在IC卡中有效地利用胆甾醇液晶所具有的特性这一点之类的问题。即,没有充分地公开有效地利用胆甾醇液晶的特性的具体方法。
例如,除了存储性以外,还可有效地利用胆甾醇液晶所具有的特性,由此能够提高辨认性(视认性)等,进一步提高具有显示功能的IC卡的便利性。
本发明就是鉴于上述问题而完成的,其目的在于提供一种IC卡,能够最大限度地发挥胆甾醇液晶的特性并有效地进行信息显示,以提高使用者的便利性。
发明内容
根据本发明的一个技术方案,提供一种对外部装置发送信息和/或从该外部装置接收信息的IC卡,其特征在于,包括至少层叠2层以上在平面状态下分别反射不同的主波长的光的形成胆甾醇相的液晶层,并通过对被层叠的形成胆甾醇相的液晶层外加电压以使形成胆甾醇相的液晶的液晶分子的取向状态变化,使光透过或者反射,来显示规定的信息的信息显示装置。
此外,根据本发明的另一技术方案,提供一种对外部装置发送信息和/或从该外部装置接收信息的IC卡,其特征在于,包括对形成显示信息的图案的段逐个并列至少2个以上在平面状态下分别反射不同波长的光的形成胆甾醇相的液晶层,并通过对被并列的形成胆甾醇相的液晶层外加电压以使形成胆甾醇相的液晶的液晶分子的取向状态变化,使光透过或者反射,来显示规定的信息的信息显示装置。
根据这些发明,就能够依照所显示的信息来改变显示颜色等而提高辨认性,最大限度地发挥形成胆甾醇相的液晶的特性并有效地进行信息的显示,从而提高使用者的便利性。另外,通过使用形成胆甾醇相的液晶,就能够廉价地制造具备可进行高亮度的彩色显示的液晶显示器的IC卡。
图1所示是涉及实施形态1的IC卡系统的构成;图2所示是涉及实施形态1的IC卡的硬件构成的概略构成;图3是对利用胆甾醇液晶的液晶显示器的显示原理进行说明的说明图;图4所示是一例使用胆甾醇液晶所进行的数据显示的示例图;图5所示是说明胆甾醇液晶的液晶分子取向状态的设定方法的概念图;图6所示是涉及实施形态1的液晶显示器的构造图;图7所示是一例混合红光和蓝光产生的白光的光谱图;图8所示是一例涉及实施形态1的液晶显示器的彩色显示图;图9所示是给出了人类视感度特性的视感度曲线图;图10所示是蓝色反射光的亮度与蓝色反射光的光谱半值宽度之间的关系;图11所示是混合红色反射光以及蓝色反射光而成的白色反射光亮度与蓝色反射光的半值宽度之间的关系;图12所示是混合红色反射光以及蓝色反射光而成的白色反射光相对于蓝色反射光的反差比与蓝色反射光的半值宽度之间的关系;图13所示是一例涉及实施形态1的液晶显示器的显示例;图14所示是涉及实施形态2的液晶显示器的构成图;图15所示是由胆甾醇液晶层所反射的红色光、绿色光以及蓝色光的光谱图;图16所示是对于黑白条纹形状的空间频率的视觉传递函数图;图17所示是涉及实施形态3的IC卡系统的构成图;图18所示是用于说明涉及实施形态3的数据显示方式的概念图;图19所示是涉及实施形态3的液晶显示器的构造图;图20所示是简化了图19所示的液晶显示器的构造的构造图;图21所示是一例使用图20所示的液晶显示器从单一数据显示切换到2个数据显示的切换显示例;图22所示是具备图20或者图21所示的液晶显示器的IC卡的概观图;图23所示是涉及实施形态4的液晶显示器的构成图;图24所示是一例具备蓄光层的液晶显示器的显示例;图25所示是使用1/4波长板以及偏光板经过改良的液晶显示器的构成图;图26所示是具有反射右圆偏振光的胆甾醇液晶层和反射左圆偏振光的胆甾醇液晶层的液晶显示器的构成图;图27所示是在暗处由蓄光层发出的光透过胆甾醇液晶部后的光谱;图28所示是IC卡从读/写器接受光能的供给的方式图;图29所示是一例极性反转正负、且振幅的绝对值相等的交流脉冲电压图;图30所示是一例被外加到胆甾醇液晶层的直流脉冲电压图;图31所示是一例具有在反转极性时不外加电压的间隔的交流脉冲电压图;图32所示是一例正负电压振幅不同的交流脉冲电压图;图33所示是一例依照液晶显示器的显示改写次数极性不同的直流脉冲电压图;图34所示是一例以2个台阶进行显示改写时外加的直流脉冲电压图;图35所示是为了使胆甾醇液晶的状态迁移所需要的电压与温度的关系;图36所示是对胆甾醇液晶外加电压的电压外加次数与显示的亮度以及对比度间的关系图;图37所示是胆甾醇液晶的初始化定时的定时图;图38所示是胆甾醇液晶层的显示的初始化处理图;图39所示是通过液晶显示器的显示切换来通知数据通信完成的通知处理图;图40所示是对胆甾醇液晶外加的交流脉冲电压的衰减图;图41所示是发出通知数据通信结束的声音的IC卡的构造图;图42所示是IC卡通知使用者数据通信是否已正常结束的通知处理的处理过程的流程图;图43所示是一例将由胆甾醇液晶所构成的液晶显示器作为气温计使用时的显示状态图;图44所示是一例将由胆甾醇液晶所构成的液晶显示器作为体温计使用时的显示例;图45所示是涉及实施形态8的温度计测定的温度范围与胆甾醇液晶在平面状态下反射的反射光波长之间的关系;图46所示是一例具备作为气温计发挥功能的液晶显示器的IC卡的示例。
具体实施例方式
下面参照附图详细说明涉及本发明的IC卡以及外部装置的最佳实施形态。这里,虽然在以下说明中例示的是以非接触形式进行IC卡和外部装置的通信的非接触型IC卡,但本发明并非仅限于此,同样也适用于与外部装置接触通信的接触型IC卡以及兼备接触型和非接触型两者的混合型IC卡。
(实施形态1)首先,对涉及实施形态1的IC卡系统的构成进行说明。图1所示是涉及实施形态1的IC卡系统的构成图。如同图所示的那样,该IC卡系统由主计算机10、读/写器11以及IC卡12构成。
主计算机10是进行向IC卡12发送的数据的生成或从IC卡12接收到的数据的数据处理以及管理等的计算机。读/写器11是连接于主计算机10,在与IC卡12之间确立通信并进行数据的授受的装置。
IC卡12是组入了IC芯片的卡片状的器件,在与读/写器11之间发送接收各种信息。此外,IC卡12可以对接收到的数据进行计算或者存储等数据处理。
进而,数据本发明的IC卡12与热写入方式或磁写入方式的IC卡不同,其构成可以彩色显示从读/写器11接收到的数据的内容、或计算结果、存储的数据等,进一步提高了IC卡12的便利性。该彩色显示通过使用分别反射不同波长的光的多个胆甾醇液晶层实现。此外,由于液晶显示器利用胆甾醇液晶构成,故即使是不经常外加电压也可以保持显示,用较少的电力消费量即可。
如图1所示的那样,该IC卡12具有通信部13、存储部14、信息显示部15以及控制部16。通信部13是在与读/写器11之间进行数据通信的通信部。存储部14是保存从读/写器11接收到的数据或进行过数据计算处理的结果等的存储部。
信息显示部15是通过使用多个胆甾醇液晶层彩色显示从读/写器11接收来的数据、存储在存储部14的数据或者错误信息等种种信息的显示部。有关进行彩色显示的具体的方法后面将详细说明。
控制部16是对各功能部13~15发送各种控制信号,进行IC卡12的整体控制的控制部。另外,该控制部16还进行数据的存储或计算等各种各样的处理。例如,判定接收到的数据是否满足了规定的条件,为基于判定结果变更数据的显示色彩而进行信息显示部15所要求的处理等。
图2所示是涉及实施形态1的IC卡12的硬件构成的概略构成图。IC卡12具有天线20、液晶显示器21、液晶显示器控制IC22、通信控制IC23以及卡控制IC24。
天线20以及通信控制IC23对应于图1所示的通信部13,液晶显示器21以及液晶显示器控制IC22对应图1所示的信息显示部15,卡控制IC24对应图1所示的存储部14以及控制部16。
天线20是在与读/写器11之间进行通信之际,向空间发射电波、或者从空间接受电波的金属线。液晶显示器21是彩色显示数据或信息等的显示器。液晶显示器控制IC22是控制液晶显示器21、彩色显示数据或信息等的IC。
通信控制IC23是进行从天线20发射电波,向读/写器11发送数据的处理的控制的IC。另外,该通信控制IC23还进行从天线20接受的电波中提取通信数据的处理。
卡控制IC24向液晶显示器控制IC22或通信控制IC23发送各种控制信号,进行IC卡12的整体控制。此外,该卡控制IC24具有内部存储有各种数据的存储器。进而,该卡控制IC24可以进行数据的计算或存储等各种各样的数据处理,还可以将计算结果等存储到存储器中。
其次,对利用胆甾醇液晶的液晶显示器的显示原理进行说明。图3是对利用胆甾醇液晶的液晶显示器的显示原理进行说明的说明图。胆甾醇液晶是液晶分子形成了螺旋构造的液晶,存在图3(a)所示的平面状态(planar state)以及图3(b)所示的焦锥状态(focal conicstate)2个稳定的状态。由于这些状态即使是不外加电压也可以稳定存在,故被称为双稳定性。
平面状态是具有螺旋构造的液晶分子30的螺旋轴方向为通过电极31及32产生的电场的方向,反射特定波长区域的光。如果取液晶分子30的螺旋构造的周期(间隙)为p,则反射率为最大的光的波长λ与液晶的平均折射率n之间的关系可以用λ=p×n来表示,而被反射的光的反射波长区域Δλ与液晶的折射率异向性Δn之间的关系则可以用Δλ=p×Δn表示。反射波长区域Δλ随着液晶的折射率异向性Δn变大而变宽。
另外,胆甾醇液晶有选择性地反射与螺旋构造的扭曲方向同样扭曲的圆偏振光。从而,由于右圆偏振光或左圆偏振光的任何一种都会被反射,其他的则透过,故反射率在理论上达到50%。
焦锥状态其具有螺旋构造的液晶分子30的螺旋轴方向与通过电极31及32产生的电场的方向相垂直,透过被入射的光的大部分。
图4所示是一例使用胆甾醇液晶进行的数据显示例。在图4中,给出的是在液晶显示器21上显示了“333333”这样的数字的例子。显示各数字的显示图案由7个段(segment数码段)401~407形成。而各个段401~407可以独立地将胆甾醇液晶的状态设定为平面状态或者焦锥状态,由此形成各种各样的显示图案。
例如,在显示“3”这个数字时,段401、段403、段404、段406以及段407设定为平面状态,段402和段408设定为焦锥状态,通过控制光的反射以及透过来进行显示。
其次,对胆甾醇液晶的液晶分子的取向状态的设定方法进行说明。图5为说明胆甾醇液晶的液晶分子的取向状态设定方法的概念图。在图5中,给出了胆甾醇液晶反射光的反射率与外加在胆甾醇液晶上的电压脉冲的关系。实线50所示是使状态从平面状态变化到焦锥状态时的关系,虚线51所示是使状态从焦锥状态变化到平面状态时的关系。
在实线50中,电压值V1是状态开始从平面状态迁移到焦锥状态的电压脉冲的阈值电压,电压值V2以及电压值V3是达到焦锥状态的电压范围。另外,电压值V4是胆甾醇液晶迁移到完全的平面状态的电压脉冲的电压值。此外,在迁移到平面状态之前要经由各向同性状态(homeotropic state)。各向同性状态是液晶分子的螺旋构造拆解,液晶分子的长轴朝向电场方向的状态。
在虚线51中,电压值V3是开始从焦锥状态迁移到平面状态的电压脉冲的阈值电压,电压值V4是达到完全的平面状态的电压脉冲的阈值电压。
从而,在从平面状态到焦锥状态设定状态时,赋予从电压值V2到电压值V3范围内的电压脉冲。另外,在从焦锥状态到平面状态设定状态时,赋予电压值V4以及V4以上的电压脉冲。
另外,在中间大小的电压脉冲,即实线50中的电压值V1到电压值V2范围和电压值V3到电压值V4范围的电压脉冲的外加过程中,胆甾醇液晶的取向状态为混合了平面状态和焦锥状态的状态,被反射的光的颜色为平面状态的颜色和焦锥状态的颜色之间的中间色。可以说虚线51中的从电压值V3到电压值V4范围的电压的外加也同样如此。
这里,外加电压使用极性正负反转、振幅的绝对值相等的交流脉冲电压进行。这是为了防止胆甾醇液晶内的离子性物质分极而劣化显示质量。
其次,对涉及本实施形态1的液晶显示器21的构造进行说明。图6所示是涉及实施形态1的液晶显示器21的构造图。在图6中,给出的是形成数据显示图案的各段411~417的平面图和按通过段412以及415的直线(单点划线)进行了切断的截面图。
如图6的截面图所示的那样,该液晶显示器21具有高分子薄膜601~603、间隔层61、ITO(Indium-Tin Oxide)电极621~625、胆甾醇液晶层631~633以及光吸收层64。
高分子薄膜601~603是表面上形成ITO电极621~625的透明薄膜基板,由聚对苯二甲酸乙二酯(PET,Polyethylene terephthalate聚酯)或聚苯二甲酸乙二酯(PEN,Polyethylene Naphthalate)等形成。这里,在本实施形态1中,作为透明基板使用的是高分子薄膜601~603,但也可以代替高分子薄膜601~603使用薄的玻璃基板。
间隔层61是隔离ITO电极621、622以及胆甾醇液晶层631、632的层。ITO电极621~625是对胆甾醇液晶层631~633外加电压的透明电极。胆甾醇液晶层631~633是在平面状态下反射规定的波长,在焦锥状态下透过光的液晶层。光吸收层64吸收透过了胆甾醇液晶层631~633的光,是一种呈黑色的层。利用光吸收层64的功能,可以在胆甾醇液晶层631~633为焦锥状态时用黑色显示显示图案。
ITO电极621以及622被整形为形成显示图案的各段412以及415的形状,平行于信息的显示面配置。另外,ITO电极623与ITO电极621以及622成组发挥功能,可以独立地对对应段412的胆甾醇液晶层631和对应段415的胆甾醇液晶层632外加电压。
胆甾醇液晶层631、632以及633经由ITO电极621~625接受电压脉冲的外加,在平面状态和焦锥状态之间变化状态。进而,通过采用构成使上部的胆甾醇液晶层631以及632和下部的胆甾醇液晶层633在平面状态下反射不同波长的光,可以实现利用多种色彩的彩色显示。
例如,如果使胆甾醇液晶层631以及632的反射光为红色光,胆甾醇液晶层633的反射光为蓝色光,则在使胆甾醇液晶层631以及632和胆甾醇液晶层633双方均为平面状态时,从胆甾醇液晶层631以及632反射的红色光和从胆甾醇液晶层633反射的蓝色光混合,通过加法混色而成为白色的显示色。在图7中给出了一例混合红色光和蓝色光生成的白色光的光谱。
另外,在使胆甾醇液晶层631以及632为平面状态,胆甾醇液晶层633为焦锥状态时,显示色为红色。而在使胆甾醇液晶层631以及632为焦锥状态,胆甾醇液晶层633为平面状态时,显示色为蓝色。在使胆甾醇液晶层631以及632和胆甾醇液晶层633双方均为焦锥状态时,光被光吸收层64吸收,因而呈黑色的显示。
此外,在这里ITO电极624以及625和胆甾醇液晶层633采用了与形成显示图案的各个段411~417通用的整体构造,通过这样地使它们通用化,就可以简化外加电压的电路,低成本地制造IC卡。
图8是一例涉及实施形态1的液晶显示器的彩色显示示例图。图8(a)为数字的显示色为白色的情况,图8(b)为数字的显示色为红色的情况。在图8(a)的情况,相对于作为背景色的黑色80,由白色81和蓝色82形成数字的显示图案。该白色81的显示可以通过使图6所示的胆甾醇液晶层631以及632和胆甾醇液晶层633同时为平面状态来实现。这里,使胆甾醇液晶层633的反射光呈现的蓝色82尽可能地成为暗的颜色,以难以做到与黑色80的背景色的区别。
在图8(b)的情况下,相对于作为背景色的黑色80,由红色83和黑色84形成数字的显示图案。该红色83的显示通过将图6所示的胆甾醇液晶层631以及632设定为平面状态,将胆甾醇液晶层633设定为焦锥状态来实现。
这里,为了提高显示的对比度,胆甾醇液晶层631以及632反射的红色反射光的光谱主波长最好在570nm(nanometer纳米)以上640nm以下的范围内,且反射光的反射区域要宽。另外,胆甾醇液晶层633反射的蓝色反射光的光谱主波长最好在450nm以上500nm以下的范围内,且反射光的反射区域要窄。
图9所示是给出人类的视感度特性的视感度曲线图。如图9所示的那样,人类的视感度(人眼光谱灵敏度)在约555nm处具有峰值。即越靠近该峰值的颜色人眼的感觉就越明亮。为此,构成显示图案的红色反射光的主波长应尽可能地靠近555nm的峰值,故取在570nm以上640nm以下的范围内。此外,蓝色反射光的主波长则应尽可能远离555nm的峰值,故取在450nm以上500nm以下的范围内。
其次,对反射光的反射区域的区域宽度与显示的对比度的关系进行说明。图10所示是蓝色反射光的亮度与蓝色反射光的光谱的半值宽度之间的关系。如图10所示的那样,蓝色反射光的半值宽度越窄亮度越低。因而,通过尽可能窄地形成蓝色反射光的反射区域,可以获得深色的显示色,使之不易做到与图8所示的背景色的黑色80的区别。
图11所示是混合红色反射光以及蓝色反射光而成的白色反射光的亮度与蓝色反射光的半值宽度之间的关系。这里,取红色反射光的半值宽度(峰值反射率一半的区域,反射率大约为20%~25%)为约90nm。如图11所示的那样,可知即使变窄蓝色反射光的半值宽度该白色反射光的亮度也近乎恒定,可以得到明亮的白色反射光的显示。
图12所示是混合红色反射光以及蓝色反射光而成的白色反射光的相对蓝色反射光的对比度与蓝色反射光的半值宽度之间的关系。这里也取红色反射光的半值宽度为约90nm。如图12所示的那样,随着蓝色反射光的半值宽度变窄,可知反差比变大,提高了辨认性。反之,如果半值宽度达到70nm以上则对比度达不到5,辨认性劣化。
这样,通过加宽红色反射光的反射区域,缩窄蓝色反射光的反射区域,就可以实现明确地认知显示图案。另外,由于如果蓝色区域的面积变小则蓝色的视感度进一步低下,故在IC卡的液晶显示器中,可以进一步使蓝色不引人注目。
另外,也可以用具有反射右圆偏振光的光的螺旋构造的液晶分子形成反射红色光的胆甾醇液晶层631以及632,用具有反射左圆偏振光的光的螺旋构造的液晶分子形成反射蓝色光的胆甾醇液晶层633。据此,由于胆甾醇液晶层631以及632的反射波长区域和胆甾醇液晶层633的反射波长区域的共同的波长区域的光被同时反射了右圆偏振光成分以及左圆偏振光成分两种成分,故可以获得高亮度的显示图案。当然,也可以采用构成使胆甾醇液晶层631以及632反射左圆偏振光的光,胆甾醇液晶层633反射右圆偏振光的光。
另外,也可以2层组合反射右圆偏振光的光的胆甾醇液晶层和反射左圆偏振光的光的胆甾醇液晶层形成反射红色光的胆甾醇液晶层631以及632。可以说有关反射蓝色光的胆甾醇液晶层633也同样如此。
图13所示是一例涉及实施形态1的液晶显示器21的显示例。这里所示的是进行银行等的存款余额显示的IC卡12的例子。图13(a)所示是余额为规定金额以及超过规定金额时的显示例,用白色显示着数字的显示图案。图13(b)所示则是余额不足规定金额时的显示例,用红色显示了数字的显示图案。
这样,通过可以进行彩色显示地构成液晶显示器21并基于是否满足规定的条件以不同的颜色显示余额,可以促请IC卡12的使用者注意。这里所示的是虽然进行对银行等的存款余额的显示的IC卡12的例子,但对进行商场等的购物费用的显示的IC卡等也可以适用同样的技术。
其次,对涉及本实施形态1的液晶显示器的制作方法进行说明。首先,通过在向列液晶(向列结构液晶)材料中适量混合诱发液晶分子右旋扭转的手性(chiral手征性)试剂,可以形成图6所示的胆甾醇液晶层631以及632,使之反射的红色光的主波长为约480nm,反射谱的半值宽度为约70nm,且只反射右圆偏振光的光。
另外,通过在向列液晶材料中适量混合诱发液晶分子左旋扭转的手性试剂,可以形成胆甾醇液晶层633,使之反射的蓝色光的主波长为约590nm,反射谱的半值宽度为约90nm,且只反射左圆偏振光的光。这里,胆甾醇液晶层631~633的厚度分别取为约5μm。
然后,如图6所示的那样,所形成的胆甾醇液晶层631~633由ITO电极621~625蒸敷了厚度约为150μm的高分子薄膜601~603挟持、积层化。进而,在最下部粘接有厚度1~5μm左右的光吸收层64,形成整体厚度约为460μm的液晶显示器21。
当使用该液晶显示器21进行显示之际,在CIE(CommissionInternationale de 1’Eclairage)表色系统中,白色的色度为(x,y)=(0.31,0.33),亮度为Y =0.32,显示了良好的白色。此外,红色的色度为(x,y)=(0.57,0.40),亮度为Y=0.21,显示了良好的红色。
此时,分别外加到胆甾醇液晶层631~633的电压是周期为50毫秒的1个周期程度的交流脉冲电压,使胆甾醇液晶层631~633为平面状态时采用的为具有正负40伏特振幅值的交流脉冲电压,为焦锥状态时采用的为具有正负18伏特振幅值的交流脉冲电压。
如以上说明过的那样,在本实施形态1中,由于IC卡12是通过层叠在平面状态反射红色光的胆甾醇液晶层631以及632和反射蓝色光的胆甾醇液晶层633,并分别对所层叠的胆甾醇液晶层631~633外加电压,使胆甾醇液晶的取向状态在平面状态和焦锥状态之间变化,使光线透过或者反射来显示规定的信息,故可以依照所显示的信息来改变显示颜色等提高辨认性,使IC卡12的便利性进一步得到改善。
此外,在本实施形态1中,列举的是上下层叠2层胆甾醇液晶层的情况,但本实施形态并非仅限于此,也可以层叠3层以及3层以上的胆甾醇液晶层。
另外,在本实施形态1中,列举的是将胆甾醇液晶层的积层构造应用于具有液晶显示器的IC卡的情况,但本实施形态并非仅限于此,对其他用途的电子平显技术也可以适用同样的技术。
(实施形态2)可是,虽然在上述实施形态1中,我们对至少层叠2层以及2层以上反射不同波长的光的胆甾醇液晶层实现彩色显示的情况进行了说明,但也可以逐个形成显示图案的段地至少并列2个以及2个以上反射不同波长的光的胆甾醇液晶层来实现彩色显示。因此,在本实施形态2中,我们将对至少并列2个以及2个以上反射不同波长的光的胆甾醇液晶层实现彩色显示的情况进行说明。
首先,对涉及本实施形态2的液晶显示器的构成进行说明。图14所示是涉及实施形态2的液晶显示器的构成图。图14(a)给出的是将形成数据的显示图案的段1401~1407分别分割成2个部分,且并列配备设置了2个在平面状态反射相互成为补色的彩色的光的胆甾醇液晶层的情况。
另外,图14(b)给出将形成数据的显示图案的段1411~1417分别分割成9个部分,且不使反射同色光的胆甾醇液晶相邻地并列配备设置了在平面状态下反射红色反射光的3个胆甾醇液晶层、反射绿色光的3个胆甾醇液晶层和反射蓝色光的3个胆甾醇液晶层的情况。
在图14(a)的情况下,通过在平面状态下反射红色和蓝色等相互处于补色关系的彩色光地形成2个胆甾醇液晶层,可以混合所反射的红色光和蓝色光,通过并置混色,可以显示白色的图案。
在将2个胆甾醇液晶层的一方设置成为平面状态,将另一方设置成为焦锥状态时,显示图案的颜色为成为平面状态的胆甾醇液晶层反射的光的颜色,即为红色或者蓝色。在2个胆甾醇液晶层为焦锥状态时,显示的是配备设置在胆甾醇液晶层下部的下部层的颜色。这里,如果下部层为吸收层,则显示色为黑色。
这样,通过将形成信息的显示图案的段1401~1407分割成2个部分并并列地配备设置反射不同颜色的光的胆甾醇液晶层,可以形成白色、红色、蓝色以及黑色4种颜色的显示。
在图14(b)的情况下,通过在平面状态下形成反射红色光的胆甾醇液晶、反射绿色光的胆甾醇液晶和反射蓝色光的胆甾醇液晶,并并列地配备设置它们,可以形成RGB(Red-Green-Blue)显示,利用所反射的红色光、绿色光以及和蓝色光的并置混色,可以显示白色的图案。
图15所示的是利用胆甾醇液晶层反射的红色光、绿色光以及蓝色光的光谱图。通过并列地配备设置对应这样的蓝色的波长150的光、对应绿色的波长151的光以及对应红色波长152的光的胆甾醇液晶层,可以进行RGB显示。在该RGB显示中,通过将反射红色光、绿色光以及蓝色光的各个胆甾醇液晶设定为平面状态或者焦锥状态,可以形成白色、氰色、品红、黄色、红色、绿色、蓝色以及黑色共计8种颜色的显示。
这里,所谓的显示色为黑色,指的是在胆甾醇液晶层的下部配备设置光吸收层,所有的胆甾醇液晶层为焦锥状态的情况。另外,由于混合平面状态和焦锥状态,胆甾醇液晶也可以显示平面状态的颜色和焦锥状态的颜色,故还可以进一步增加显示的灰阶数。
作为进行同样的RGB显示的方法,虽然也可以考虑层叠3层在平面状态下反射红色、绿色以及蓝色的胆甾醇液晶层的方法,但由于在IC卡这样的有限的厚度内将大大地升高制造的难度而提高成本,故本实施形态的方法更为适用。此外,在使用了彩色滤光片的彩色显示方法中,光的利用效率恶化,与本实施形态的方法相比,显示变暗。进而,在使用反射型液晶的方法中,由于液晶元件不具有存储性,故存在需要长时地供给电源的问题。
图16所示是对应黑白条纹图案的空间频率的视觉传递函数图。所谓视觉传递函数是指针对人眼的调制度传递函数(MTF,ModularTransfer Function),是表示从35cm(centimeters厘米)的距离观察析像度测试图时的眼睛的响应特性的函数。所谓的横轴的空间频率,指的是1mm宽度内黑白条纹图案的重复次数。例如,用5cycle/mm表示在1毫米内重复了5次黑白图案。
如图16所示的那样,视觉传递函数在空间频率0.79cycle/mm(换算为1个黑图案的宽度为(1/0.79)/2=0.633mm)处灵敏度为峰值,随着空间频率的变高,其灵敏度渐渐地下降。如果灵敏度变低,则会渐渐感觉不出黑白对比度,感觉到的是一种灰色的图案。
图16所示的视觉传递函数是对于黑白条纹图案的函数,在带有彩色的图案下人眼的灵敏度将有一定程度的降低。但是,如果在平面状态下反射各种颜色的胆甾醇液晶层的宽度为约1mm及其以下,在通常姿态下进行观察则由所并列的胆甾醇液晶所反射的各种颜色被混合起来而可以看到。
可以进行上述彩色显示的液晶显示器配备于进行银行等的存款余额的显示的IC卡、进行商场等的购物费用的显示的IC卡等。进而,在存款余额或购物费用的额度满足了规定条件时,可以通过改变颜色进行显示,促请IC卡使用者注意,可进一步提高IC卡的便利性。
在图14中,是对显示数字的情况进行了说明,但如果是对应字母等文字显示图案的段,则也可以逐个所显示的单词地改变颜色,也可以进一步提高IC卡的便利性。
其次,对图14(b)所示的液晶显示器的制作方法进行说明。首先,分别在向列液晶中适量混合手性试剂,形成在平面状态下反射的光的主波长为450nm以上490nm以下(对应红色)、530nm以上570nm以下(对应绿色)以及610nm以上650nm以下(对应蓝色)的胆甾醇液晶。最好是使对应红色的反射光的主波长为约480nm,对应绿色的反射光的主波长为约550nm,对应蓝色的反射光的主波长为约620nm。此时,如果能通过调整使各个胆甾醇液晶层的驱动电压达到等同,则可以廉价地制造电路。这里,胆甾醇液晶层的厚度取为约5μm左右。
外加到各胆甾醇液晶层的电压是周期为50毫秒的交流脉冲电压,在使胆甾醇液晶层为平面状态时,对胆甾醇液晶层采用的是具有正负40伏特振幅值的交流脉冲电压,在使其为焦锥状态时,对胆甾醇液晶层采用的是具有正负18伏特振幅值的交流脉冲电压。
如以上说明过的那样,在本实施形态2中,由于是逐个形成数据的显示图案的段1401~1407或者1411~1417地至少并列2个以上在平面状态下分别反射不同波长的光的胆甾醇相的液晶层,通过对并列了的胆甾醇液晶层外加电压,改变胆甾醇液晶的取向状态,使之透过或者反射光来显示规定的信息,故可以依照所显示的数据来改变显示颜色等,进一步提高IC卡的便利性。另外,还可以廉价地制造具备可进行高亮度彩色显示的液晶显示器的IC卡。
此外,虽然在本实施形态2中,列举的是对带有液晶显示器的IC卡适用胆甾醇液晶的并列构造的情况,但本实施形态并非仅限于此,对其他用途的电子平显技术也可以适用同样的技术。另外,不仅仅是使用了胆甾醇液晶的液晶显示器,对电泳方式或螺旋杆方式等其他的显示方式也可以同样适用本实施形态2所述的并列构造。
(实施形态3)虽然在上述实施形态1以及2中,对至少层叠2层以及2层以上或者并列反射不同波长的光的胆甾醇液晶层,通过彩色显示显示单一数据的情况进行了说明,但也可以构成IC卡使之一齐进行多个数据的显示,进一步提高其便利性。因此,在本实施形态3中,将对IC卡一齐显示多个数据的情况进行说明。
首先,对涉及本实施形态3的IC卡系统的构成进行说明。图17所示是涉及实施形态3的IC卡系统的构成图。这里,省略对与通过图1进行过说明的IC卡系统相同的功能部的详细说明。
如图17所示的那样,该IC卡系统由主计算机170、读/写器171以及IC卡172构成。IC卡172是组入了IC芯片的卡片状的器件,在与读/写器171之间发送接收各种数据。此外,IC卡172还可以对接收到的数据进行计算或存储等数据处理。
进而,涉及本发明的IC卡172采用的构成可以彩色显示从读/写器171接收来的数据的内容或计算结果、保存着的数据等。此时,可以通过彩色一齐显示不同种类的数据,进一步提高了IC卡172的便利性。
如图17所示的那样,该IC卡172具有通信部173、存储部174、信息显示部175、输入受理部176、蓄电部177以及控制部178。通信部173是进行与读/写器171之间进行数据通信的通信部。存储部174是存储从读/写器171接收来的数据或进行了数据的计算处理的结果等的存储部。
信息显示部175是通过使用胆甾醇液晶层以彩色方式一齐显示从读/写器11接收来的数据,或存储在存储部174的数据以及错误信息等多个数据的显示部。输入受理部176是在单一数据显示和多个数据显示之间切换信息显示部175所显示所数据的显示样式的按钮等输入器件。该输入受理部176具有进行信息显示部175的显示控制的专用的输入输出图案,可以不经由控制IC卡整体的后述的控制部178地从存储部174读出数据,进行显示的切换。由此,可以高速地进行数据的显示。
蓄电部177是蓄积从读/写器171发送来的电波的能量,并向IC卡172供给电力的电源部。通过对该蓄电部177蓄积电力,IC卡172既便在不进行与读/写器171之间通信时也可以进行单一数据显示和多个数据显示之间的显示切换。控制部178是对各功能部173~177发送各种控制信号并进行IC卡172的整体控制的控制部。
其次,对涉及本实施形态3的数据的显示方式进行说明。图18是用于说明涉及实施形态3的数据显示方式的概念图。在本实施形态3的液晶显示器中,各个位上分别配备设置有14个可以用于上下2段地显示数字图案的段。图18(a)所示是使用该液晶显示器显示了“123456”之类的1个数字数据180的情况,图18(b)所示是使用该液晶显示器显示了“380000”和“200000”的2个数字数据181以及182的情况。另外,在显示2个数字数据181以及182时,通过用相互不同的颜色进行显示,可以提高其辨认性。
其次,对涉及本实施形态3的液晶显示器的构造进行说明。图19所示是涉及实施形态3的液晶显示器的构造图。在图19中,给出的是表示形成信息显示图案的各段1901~19014的平面图和用通过段1902、1905、1909以及19012的直线(单点划线)进行了切断的截面图。这里,在下面省略对与图6同样部分的详细说明。
如图19的截面图所示的那样,该液晶显示器具有高分子薄膜1911~19114、ITO电极1921~19212、间隔层1931~1935、胆甾醇液晶层1941~1948以及光吸收层195。
高分子薄膜1911~19114是表面上形成ITO电极1921~19212的透明薄膜基板。ITO电极1921~19212是对胆甾醇液晶层1941~1948外加电压的电极。间隔层1931~1935是隔离ITO电极1921、1922、1924、1925、1927、1928、19210、19211以及胆甾醇液晶层1941~1948的层。胆甾醇液晶层1941~1948是在平面状态下反射规定波长的光,在焦锥状态下透过光的液晶层。光吸收层195是吸收透过胆甾醇液晶层1941~1948的光呈黑色的层。
在这里,胆甾醇液晶层1941、1942、1945以及1946被形成为在平面状态下反射具有绿色波长的光。在此,最好能使反射光的主波长处于530nm以上570nm以下的范围,这样可以进行明亮的显示。
另外,胆甾醇液晶层1943以及1944被形成为在平面状态下反射具有蓝色波长的光,所形成的胆甾醇液晶层1947以及1948可在平面状态下反射具有红色波长的光。这里,如果能使蓝色反射光的主波长处于450nm以上490nm以下,红色反射光的主波长处于610nm以上650nm以下,则在与绿色反射光混合了时,可以得到混色状况最为理想的显示。
然后,通过独立地对胆甾醇液晶层1941~1948外加电压,分别将之设定为平面状态或者焦锥状态,就可以用不同的颜色在段1901~1907和段1908~19014上显示数字。
具体言之就是,在胆甾醇液晶层1941以及1942和胆甾醇液晶层1943以及1944为平面状态时,由于形成了绿色和蓝色的混色,故显示色为氰色,在胆甾醇液晶层1945以及1946和胆甾醇液晶层1947以及1948为平面状态时,由于形成了绿色和红色的混色,故显示色为品红色。由于氰色与品红为相反色,故如果同时使之显示则可以利用颜色的对比效果明了地进行区别及辨认。
图20所示是简化了图19所示的液晶显示器的构造的构造图。在图20所示的构造中,图19的ITO电极1924以及1925被置换为ITO电极19213,图19的ITO电极19210以及19211被置换为整体构造的ITO电极19214。另外,图19的胆甾醇液晶层1943以及1944被置换为整体构造的胆甾醇液晶层1949,图19的胆甾醇液晶层1947以及1948被置换为整体构造的胆甾醇液晶层19410。
这样,通过将图19的ITO电极1924以及1925、ITO电极19210以及19211、胆甾醇液晶层1943以及1944、胆甾醇液晶层1947以及1948做成整体构造,可以简化切换胆甾醇液晶的取向状态的电路,以低成本制造IC卡。
在胆甾醇液晶层1941以及1942和胆甾醇液晶层1949为平面状态时,在形成数字的显示图案的段1901~1907中,数字部分之外为作为胆甾醇液晶层1949的反射光颜色的蓝色的显示色。此外,在胆甾醇液晶层1945以及1946和胆甾醇液晶层19410为平面状态时,在形成数字的显示图案的段1908~19014中,数字部分之外为作为胆甾醇液晶层19410的反射光颜色的红色的显示色。
为此,通过分别将蓝色反射光和红色反射光的波长区域设定在相当于图9所示的视感度曲线两端的近紫外区域以及近红外区域的波长区域,可以降低显示图案之外部分的蓝色反射光和红色反射光的视感度,加大与数字部分之间的色彩的对比度。
另外,如果用具有反射右圆偏振光的螺旋构造的液晶分子形成反射绿色光的胆甾醇液晶层1941、1942、1945以及1946,用具有反射左圆偏振光的螺旋构造的液晶分子形成反射蓝色光的胆甾醇液晶层1943和1944、反射红色光的胆甾醇液晶层1947以及1948,则由于在上下胆甾醇液晶层的反射波长区域共同波长区域的光被同时反射了右圆偏振光成分以及左圆偏振光成分双方,故可以得到高亮度的显示图案。当然,也可以使胆甾醇液晶层1941、1942、1945以及1946反射左圆偏振光的光,使胆甾醇液晶层1943以及1944和胆甾醇液晶层1947以及1948反射右圆偏振光的光。
图21所示是一例使用图20所示的液晶显示器从单一数据显示切换到2种数据显示的切换显示图。如图21(a)所示的那样,在第1显示模式中,使用图19或者图20所示的上下14个段1901~19014以绿色210显示单一的数据。进而,在通过图17所示的输入受理部176接受了显示切换指示时,显示将被切换到图21(b-1)或者(b-2)所示那样的显示。
图21(b-1)所示是用氰色211和品红色213的显示色显示了2个数据的情况。数字部分之外为蓝色212以及红色214的显示。图21(b-2)所示是用氰色215和绿色217的显示色显示了2个数据的情况。该情况下,数字部分之外为蓝色216以及黑色218的显示。由于绿色217和作为背景的黑色可以良好地进行色融合,故图21(b-2)所示那样的色彩组合也是适当的。
图22所示是具备图20或者图21所示的液晶显示器的IC卡220的概观图。该IC卡220具有可以切换显示单一数据和2个数据的液晶显示器221和用于指示其切换的显示切换按钮222。
IC卡220的使用者通过按压显示切换按钮222,可以切换显示单一数据和2个数据。例如,采用构成使之按压一次显示切换按钮222进行单一数据的显示,再一次按压显示切换按钮222则进行2个数据的显示,进而再一次按压显示切换按钮222则擦除显示。
如以上所说明过的那样,在本实施形态3中,由于进一步具备接受从单一数据的显示切换到多个数据的一齐显示的切换要求的输入的输入受理部176,信息显示部175在通过输入受理部176接受到了显示的切换要求的输入时,将从单一数据的显示切换到多个数据的一齐显示,可以即时确认多个数据,提高IC卡220的便利性。
此外,虽然在本实施形态3中,给出了通过显示切换按钮222的按压切换显示单一数据和2个数据的情况,但本实施形态并非仅限于此,也可以通过微动度盘的旋转进行切换显示。通过代之显示切换按钮222使用微动度盘,可以防止无意中按压显示切换按钮222不必要地进行了显示。
在该情况下,进行构成使得例如若旋转一圈微动度盘则进行单一数据的显示,若再次旋转一圈微动度盘则进行2个数据的显示,若进一步旋转一圈微动度盘则显示被消除。进而,也可以构成为设置将微动度盘的旋转变换成电力的电路,并使用所产生的电力进行显示。
另外,虽然在本实施形态3中,设从读/写器171接收电力的供给,但本实施形态并非仅限于此,也可以通过手机或PDA(PersonalDigital Assistants)等其他装置以有线或无线的方式接受供给。另外,还可以在IC卡172上配备太阳能电池,从太阳能电池接受电力的供给。最好是能够进行整备以在各处配备进行电力供给的装置,使之无论在哪里都能够容易地接受到电力的供给,极大地提高IC卡172的便利性。
再有,虽然在本实施形态3中,设使用具有反射不同主波长的光的2个胆甾醇液晶层的液晶显示器进行多个数据的一齐显示,但本实施形态并非仅限于此,在只有1个胆甾醇液晶层时,也可以以单一颜色进行多个数据的一齐显示。
(实施形态4)可是,虽然在上述实施形态1、2或3中,对在IC卡上配备使用了可以进行彩色显示的胆甾醇液晶层的液晶显示器的情况进行了说明,但通过在液晶显示器上配备在暗处发光照射液晶显示面的蓄光层就可以提高在暗处的辨认性。因此,在本实施形态4中,将对在液晶显示器上还具备蓄光层的情况进行说明。
首先,对涉及本实施形态4的液晶显示器的构成进行说明。图23所示是涉及实施形态4的液晶显示器的构成图。如图23所示的那样,该液晶显示器具有胆甾醇液晶部230,蓄光层231以及光吸收层232。
胆甾醇液晶部230是可以进行实施形态1~3所示那样的彩色显示的液晶显示部。不过,这里用光吸收层232代替了实施形态1~3所示的液晶显示器的光吸收层。蓄光层231如果受到光照则蓄积其能量,是利用可发光数十分钟到数小时的蓄光颜料或夜光材料等形成的透明层。光吸收层232是吸收光线,呈黑色的层。
图24所示是一例具备蓄光层231的液晶显示器的显示图。图24(a)是在亮处显示数字“3”的显示例,图24(b)是在暗处显示数字“3”的显示例。
在图24(a)中,蓄光层231为蓄积了光能量的状态,蓄光层231的发光几乎不被人注意到。例如,在形成的胆甾醇液晶部230只反射绿色240波长的光时,数字部分之外因光吸收层232而为黑色241。
在图24(b)中,在形成的胆甾醇液晶部230只反射绿色240波长的光时,从蓄光层230发出的光中,绿色240波长的光将被反射。此外,由于是暗处,从外部入射的光量也少,故与图24(a)的绿色240相比,数字部分的显示呈暗绿色242的显示。但是,由于显示图案以外的部分透过从蓄光层232发出的光而变得明亮,相对于图24(a)所示的显示明暗反转,故即使是在暗处也可以充分地认知显示。
在此情况下,通过使蓄光层232发出的光的主波长与胆甾醇液晶部230反射的光的主波长近乎一致,并且尽可能地让蓄光层232发出的光的波长区域宽于胆甾醇液晶部230反射的光的波长区域,可以加大显示图案与显示图案之外部分之间的对比度,使辨认性提高。
接着,对进一步改良了图23所示的具有蓄光层232的液晶显示器的液晶显示器进行说明。图25所示是使用1/4波长板251以及偏光板252改良了液晶显示器的构成图。如图25所示的那样,该液晶显示器具有胆甾醇液晶部250、1/4波长板251、偏光板252、蓄光层253以及光吸收层254。
胆甾醇液晶部250是可以进行通过实施形态1~3所示那样的彩色显示的液晶显示部。不过,这里的实施形态1~3所示那样的液晶显示器的光吸收层由光吸收层254所取代。1/4波长板251是将平面偏振光变换成右圆偏振光或者左圆偏振光的波长板。偏光板252是将光变换成平面偏振光的偏光板。蓄光层253如果受到光照则蓄积其能量,是利用可发光数十分钟到数小时的蓄光颜料或夜光材料等形成的透明层,所发出的光的主波长近乎一致于胆甾醇液晶部250反射的光的主波长。光吸收层254是吸收光线,呈黑色的层。
这样,通过在蓄光层253的上部配置偏光板252和1/4波长板251,可以将从蓄光层253发出的光变换成右圆偏振光或者左圆偏振光,以使构成的胆甾醇液晶部250能够在平面状态下反射右圆偏振光或者左圆偏振光的光。因此,在胆甾醇液晶部250成为了平面状态时,由于由蓄光层253发出的光被胆甾醇液晶部250反射,显示图案更加变暗,显示图案之外的部分则因蓄光层253发出的光而变得明亮,故可以进一步增大显示图案与其以外部分之间的对比度,提高辨认性。
图26所示是具有反射右圆偏振光的光的胆甾醇液晶层2601和反射左圆偏振光的光的胆甾醇液晶层2602的液晶显示器的构成图。如图26所示的那样,该液晶显示器具有胆甾醇液晶部2601以及2602、蓄光层261以及光吸收层262。
胆甾醇液晶部2601以及2602是可以进行通过实施形态1~3所示那样的彩色显示的液晶显示部。不过,这里的实施形态1~3所示那样的液晶显示器的光吸收层由光吸收层262所取代。此外,所采用的构成是胆甾醇液晶部2601只反射右圆偏振光的光,胆甾醇液晶部2602只反射左圆偏振光的光。蓄光层261是如果受到光照则蓄积其能量,并利用可发光数十分钟到数小时的蓄光颜料或夜光材料等形成的透明层,所发出的光的主波长与胆甾醇液晶部250反射的光的主波长大体一致。光吸收层262是吸收光线,呈黑色的层。
这样,通过配备设置分别反射右圆偏振光以及左圆偏振光的胆甾醇液晶部2601以及2602,因在明处处于上下胆甾醇液晶层2601以及2602的反射波长区域共同波长区域的光被同时反射了右圆偏振光成分以及左圆偏振光成分两者,故可以得到明晰的显示图案。
在这里,虽然是胆甾醇液晶层2601反射右圆偏振光的光,胆甾醇液晶层2602反射左圆偏振光的光,但也可以使胆甾醇液晶层2601反射左圆偏振光的光,胆甾醇液晶层2602反射右圆偏振光的光。
由于在暗处较大地提高了从蓄光层261发出的光的遮蔽率而使显示图案更加变暗,故可以进一步提高显示图案和显示图案之外部分之间的对比度,使辨认性提高。在该情况下,与图25所示的液晶显示器的构成不同,可谋求辨认性的提高而不需要使用1/4波长板251和偏光板252。
图27所示是在暗处蓄光层发出的光透过胆甾醇液晶部后的光谱图。图27(a)所示是显示图案以外部分的光的光谱,即从蓄光层发出的光的光谱的例子,在显示图案以外的部分,由蓄光层261发出的光的几乎全部透过胆甾醇液晶部。图27(b)所示是显示图案部分的光的光谱,是表示图27(a)的峰值波长的光透过了反射左圆偏振光的光的胆甾醇液晶部2622时的光谱。在此情况下,表示同图(a)的峰值波长的光的近乎一半被反射。
图27(c)与图27(b)同样,是显示图案部分的光的光谱,是表示图27(a)的峰值波长的光透过了反射左圆偏振光的光的胆甾醇液晶部2622以及反射右圆偏振光的光的胆甾醇液晶部2621两者时的光谱。此时,表示图27(a)的峰值波长的光的大部分被反射。因而,通过双方配备设置反射右圆偏振光的光的胆甾醇液晶部以及反射左圆偏振光的光的胆甾醇液晶部,可以进一步加大显示图案和非显示图案间的对比度,提高其辨认性。
接着,对IC卡接受来自读/写器的光能的供给方式进行说明。图28所示是IC卡282接受来自读/写器280的光能的供给方式图。如图28所示的那样,给出了为进行与读/写器280的通信而将IC卡282蒙罩在读/写器280上的情况。读/写器280具有向IC卡282供给光能的光源281。另一方面,IC卡282配备在液晶显示器283上的蓄光层261蓄积从读/写器280照射的光的能量,并在暗处利用其能量发光。这样一来,IC卡282每进行通信便能切实地进行光能的蓄积。
如以上所说明过的那样,在本实施形态4中,采用的构成具备蓄积光能并利用蓄积的光能发光的蓄光层261,通过蓄光层261发出的光照明液晶显示部,此外,由于从蓄光层261发出的光的反射主波长近乎等于胆甾醇液晶230、250、2601以及2602在平面状态下反射的反射光的反射主波长,故可以实现具备在暗处也有高辨认性的液晶显示器的IC卡。
此外,虽然在本实施形态4中,设在使用了胆甾醇液晶的液晶显示器上配备蓄光层,但本实施形态并非仅限于此,也可以在电泳方式或螺旋杆方式等其他的显示方式中配备蓄光层。
另外,虽然在本实施形态4中,设对带有反射不同主波长的光的2个胆甾醇液晶层的液晶显示器配备蓄光层,但本实施形态并非仅限于此,既可以在胆甾醇液晶层为3个以及3个以上时配备蓄光层,也可以在胆甾醇液晶层只有1层时配备蓄光层。
(实施形态5)
可是,虽然在上述实施形态1~5中,为了使胆甾醇液晶层的液晶分子的取向状态迁移到平面状态或者焦锥状态,而使用极性正负反转,振幅的绝对值相等的交流脉冲电压,但由于IC卡所配备的液晶显示器与用于其他用途的液晶显示器相比,其显示图案的改写频率较少,故也可以使用与上述交流脉冲电压不同的电压波形。因此,在本实施形态5中,将对使用最佳化了面向IC卡用途的电压波形驱动液晶显示器的情况进行说明。
首先,对极性正负反转且振幅的绝对值相等的交流脉冲电压进行说明。图29所示是一例极性正负反转且振幅的绝对值相等的交流脉冲电压图。图29(a)所示是在使胆甾醇液晶层的状态从焦锥状态迁移到平面状态时外加的交流脉冲电压。此时,以50ms的宽度外加振幅为正负40伏特的交流脉冲电压。图29(b)所示是在使胆甾醇液晶层的状态从平面状态迁移到焦锥状态时外加的交流脉冲电压。此时,以50ms的宽度外加振幅为正负18伏特的交流脉冲电压。
这里,之所以将交流脉冲电压的脉冲宽度设定为50ms虽然也有材料的关系,但也是由于为使状态充分迁移到平面状态或者焦锥状态而需要具有大约50ms以及50ms以上的脉冲宽度的脉冲电压的外加的缘故。
而之所以这样地外加极性正负反转且振幅的绝对值相等的交流脉冲电压则是为了防止胆甾醇液晶内的离子性物质分极劣化的问题。但为了外加图29(a)那样的交流脉冲电压,需要耐压容限为80伏特以上的电压驱动电路,增高了IC卡的制造成本。因此,可采用下面所示的具有可以减小电压驱动电路的耐压容限的波形的脉冲电压。
图30所示是一例胆甾醇液晶层外加直流脉冲电压的示例。图30(a-1)是在从焦锥状态迁移到平面状态时外加的正极性的直流脉冲电压,图30(a-2)是在从平面状态迁移到焦锥状态时外加的负极性的直流脉冲电压。图30(a-1)的脉冲波形和图30(a-2)的脉冲波形通过反转极性且每进行状态的切换便外加反转极性的脉冲电压,可以减小电压驱动电路的耐压容限。
另外,如图30(b-1)和图30(b-2)所示的那样,在使之从焦锥状态迁移到平面状态时取外加的直流脉冲电压的极性为负,图30(a-2)在从平面状态迁移到焦锥状态时外加的直流脉冲电压的极性也可以取为正。
这里,图30所示的波形是直流脉冲电压,与图29所示的交流脉冲电压相比,抑制因胆甾醇液晶分极而劣化的效果较小。但是,在IC卡的液晶显示器中,由于如液晶显示器等那样,显示的改写次数不多,故在实用上不存在问题。
例如,在STN(Super Twisted Nematic)等液晶显示器中,如果设以每秒30帧进行每天平均显示一小时的显示,则在一年时间内每个像素将约外加4千万次脉冲电压。另一方面,如果取IC卡显示的改写次数在使用IC卡的期间整体为1万次左右,因为不存在象液晶显示器那样以每秒30帧之类的频率进行改写,故即使是采用使用图30所示那样的直流脉冲电压的方法也能够充分适用。
图31所示是一例极性反转时带有没有外加电压的间隔的交流脉冲电压图。图31(a)是在使状态从焦锥状态迁移到平面状态时外加的交流脉冲电压,图31(b)是在使状态从平面状态迁移到焦锥状态时外加的交流脉冲电压。
在图31(a)以及图31(b)中,各交流脉冲电压带有极性反转时没有外加电压的间隔。该间隔最好取在进行液晶分子的取向变化之前的约10ms或10ms以下。这是因为虽然为了使状态充分地迁移到平面状态或者焦锥状态而需要反转正负极性的交流脉冲电压的脉冲宽度为约50ms或50ms以上,但如果取间隔为10ms或10ms以上则成为了脉冲宽度短的2个独立的直流脉冲电压而难以进行状态迁移。通过使用这样波形的交流脉冲电压,将不会如图29所示的那样产生从正值的电压到负值的电压而一度较大地变化电压值的情况,发挥以较小电压驱动电路的耐压容限即可达到目的之类的优点。
图32所示是一例正负电压振幅不同的交流脉冲电压图。图32(a)是在使状态从焦锥状态迁移到平面状态时外加的交流脉冲电压,图32(b)是在使状态从平面状态迁移到焦锥状态时外加的交流脉冲电压。
在图32(a)中,电压的正的振幅值是大于用于使状态从焦锥状态迁移到平面状态所需要的电压值(图5所示的电压值V4),电压的负的振幅值取绝对值小于其电压值的值。此外,在图32(b)中,电压的正的振幅值是用于使状态从平面状态迁移到焦锥状态所需要的范围内的电压值(图5所示的从电压值V2到V3范围的电压值),电压的负的振幅值取绝对值小于其电压值的值。由此,可以在减小电压驱动电路的耐压容限的同时,抑制因胆甾醇液晶分极而劣化的现象。
虽然在图32(a)中,采用了在1个正的电压脉冲前后外加2个负的电压脉冲的做法,但为了进一步便宜地抑制电压驱动电路的成本,也可以只采用1个外加的负的电压脉冲。在图32(b)中亦相同。另外,在图32中,采用了使状态从焦锥状态迁移到平面状态时外加的交流脉冲电压的极性与使状态从平面状态迁移到焦锥状态时外加的交流脉冲电压的极性为同样极性的做法,但也可以使它们为相反的极性。
图33所示是一例对应液晶显示器的显示改写次数极性不同的直流脉冲电压图。图33(a-1)是在改写次数为偶数时用于使状态从焦锥状态迁移到平面状态时外加的极性为正的直流脉冲电压,图33(a-2)是在改写次数为偶数时用于使状态从平面状态迁移到焦锥状态时外加的极性为正的直流脉冲电压。
图33(b-1)是在改写次数为奇数时用于使状态从焦锥状态迁移到平面状态时外加的极性为负的直流脉冲电压,图33(b-2)是在改写次数为奇数时用于使状态从平面状态迁移到焦锥状态时外加的极性为负的直流脉冲电压。以后,每进行显示的改写便交互地外加图33(a-1)以及(a-2)给出的正极性的直流脉冲电压和图33(b-1)以及(b-2)给出的负极性的直流脉冲电压。
这样,通过对应改写次数交互地变更外加的直流脉冲电压的极性,可以在减小电压驱动电路的耐压容限的同时,抑制因胆甾醇液晶分极而产生的劣化。
改写次数的存储由IC卡带有的存储部进行,或者由在与IC卡间进行通信的读/写器带有的存储部进行。在IC卡存储改写次数时,读/写器从IC卡读入改写次数的数据,例如,如果写入次数是偶数则以正极性的直流脉冲电压发送控制使之进行改写显示的电波。如果写入次数是奇数则以负极性的直流脉冲电压发送控制使之进行改写显示的电波。此后,IC卡使存储部存储的写入次数加1。
在读/写器存储改写次数时,累积存储不特定的多个IC卡的改写次数。此时,虽然产生有对同一IC卡连续2次外加同样极性的直流脉冲电压的可能性,但长期地看,由于外加正极性的直流脉冲电压的概率和外加负极性的直流脉冲电压的概率将各占一半,故在实用方面没有问题。
另外,如果将使用由图30给出的脉冲波形的方法,或者由图32给出的脉冲波形的方法和由图33给出的对应显示的改写次数确定外加的电压极性的方法组合起来,则会进一步有效地抑制因胆甾醇液晶分极而产生的劣化。
图34所示是一例在按两阶段进行显示的改写时外加的直流脉冲电压图。图34(a-1)是用于使所有的显示段复位为平面状态而外加的正极性的直流脉冲电压,图34(a-2)是用于使该平面状态迁移到焦锥状态并形成规定的显示图案而外加的负极性的直流脉冲电压。此外,图34(b-1)是用于使所有的显示段复位为焦锥状态而外加的正极性的直流脉冲电压,图34(b-2)是用于使该焦锥状态迁移到平面状态并形成规定的显示图案而外加的负极性的直流脉冲电压。
这样,通过按两阶段外加极性不同的直流脉冲电压进行胆甾醇液晶的复位和显示图案的形成,可以在减小电压驱动电路的耐压容限的同时,抑制因胆甾醇液晶分极而产生的劣化。
如以上所说明过的那样,在本实施形态5中,由于采用了利用IC卡的液晶显示器的显示图案的改写频率上的特点,使用直流脉冲电压、或带有在极性反转时不外加电压的间隔的交流脉冲电压,或者因振幅而振幅不同的交流脉冲电压等进行显示的改写的做法,故可以减小电压驱动电路的耐压容限,同时抑制因胆甾醇液晶分极而产生的劣化。
此外,虽然在本实施形态5中,说明了应用于带有液晶显示器的IC卡的例子,但本实施形态并非仅限于此,可以对其他用途的电子平显技术适用同样的技术。另外,为了能够如实施形态1或者2所示的那样进行多种颜色的显示,构成液晶显示器的胆甾醇液晶层的个数既可以是多个,也可以是单个。
(实施形态6)可是,虽然在上述实施形态1~5中,列举了在使状态从平面状态迁移到焦锥状态,或者从焦锥状态迁移到平面状态改写显示时只一度外加电压改写显示的情况,但由于利用多次数的电压脉冲的外加将使状态迁移更为完全,故也可以采用对胆甾醇液晶层多次外加电压的做法。因此,在本实施形态6中,对对胆甾醇液晶层多次外加电压进行规定显示的情况进行说明。
首先,对迁移胆甾醇液晶的状态所需要的电压与温度的关系进行说明。一般地,由于越是低温胆甾醇液晶越增加粘性,故用于使状态迁移所需要的外加电压将变大。图35所示是迁移胆甾醇液晶的状态所需要的电压与温度的关系图。
图35(a)是使胆甾醇液晶的状态迁移所外加的交流脉冲电压的脉冲宽度为10ms时的关系,实线350和351相挟的范围是胆甾醇液晶为焦锥状态的电压范围,电压值大于虚线352的范围是胆甾醇液晶为平面状态的电压范围。
图35(b)是使胆甾醇液晶的状态迁移所外加的交流脉冲电压的脉冲宽度为50ms时的关系,实线353和354相挟的范围是胆甾醇液晶为焦锥状态的电压范围,电压值大于虚线355的范围是胆甾醇液晶为平面状态的电压范围。
如图35所示的那样,变化状态所需要的电压值的温度依存性是外加的交流脉冲电压的脉冲宽度越小效果越显著。具体言之就是,在图35(a)所示的脉冲宽度为10ms的情况,在摄氏0度到摄氏50度的温度范围内,成为焦锥状态的电压容限狭窄到从25伏特到26伏特的范围,而成为平面状态的电压值则大到44伏特。另一方面,在图35(b)所示的脉冲宽度为50ms的情况,在摄氏0度到摄氏50度的温度范围内,成为焦锥状态的电压容限宽到从15伏特到24伏特的范围,而成为平面状态的电压值也小到33伏特。进而,如果脉冲宽度取为100ms,则成为焦锥状态的电压容限将进一步变宽,成为平面状态的电压值也将变小。
另外,虽然在IC卡等的液晶显示器使用胆甾醇液晶时,需要较薄地形成胆甾醇液晶层,但在胆甾醇液晶层较薄时,用于变化状态所需要的电压整体地变低,图35(a)以及图35(b)所示的成为焦锥状态的电压容限将变窄。进而,显示图案的亮度也将变低。因而,在IC卡等的液晶显示器上使用胆甾醇液晶时,希望外加的脉冲电压的脉冲宽度尽可能地大。
进而,如果脉冲宽度较小则产生残像或显示对比度低下之类的问题。例如,在图35(a)中,在取外加于胆甾醇液晶的电压为23伏特时,虽然在摄氏50度这是用于使状态迁移到焦锥状态的足够的电压值,但如果温度下降到摄氏0度的话,其则是不能完全迁移到焦锥状态的电压值。为此,在光透过胆甾醇液晶层时,因成为平面状态的部分胆甾醇液晶会反射部分的光,故可能会残留上一次显示图案的像,或者使显示的对比度低下。
另外,即便在迁移到平面状态的情况下,也会因温度的低下而产生外加的电压值成为不能完全迁移到平面状态的电压值这样的情况。因此,在光被胆甾醇液晶层反射时,通过成为焦锥状态的一部分胆甾醇液晶将光的一部分透过,亮度不上升地使显示的对比度低下等等。
该问题可以通过多次外加电压进行改善。图36所示是对胆甾醇液晶外加电压的电压外加次数与显示亮度以及对比度之间的关系图。在图36中,实线360是通过外加电压使状态从焦锥状态迁移到平面状态的情况。此时,在第1次的电压外加中,被胆甾醇液晶层反射的反射光的亮度是Y=0.28,在第2次的电压外加中,提高到Y=0.30。此外,对比度从14增加到了15。
另外,虚线361是通过外加电压使状态从平面状态迁移到焦锥状态的情况。此时,在第1次的电压外加中,被胆甾醇液晶层反射的反射光的亮度是Y=0.03,在第2次的电压外加中,降低到了Y=0.02。另外,对比度从10增加到了15。
这样,通过增加外加电压的次数,在平面状态,可以在增加亮度的同时进一步提高对比度,在焦锥状态,可以在降低亮度的同时进一步提高对比度。
接着,对液晶显示器进行显示时的胆甾醇液晶层的初始化进行说明。图37所示是胆甾醇液晶初始化定时的定时图。该定时图是基于作为国际标准规格的ISO/IEC10536的定时图。图37(a)给出了利用与IC卡进行通信的读/写器发送电波向IC卡传送电力的时序,图37(b)给出了IC卡向读/写器发送数据的时序,图37(c)给出了读/写器向IC卡发送数据的时序,图37(d)给出了IC卡进行液晶显示器的胆甾醇液晶层初始化的时序。
另外,T0被称为复位复归时间,是复位读/写器前一次传送电力的影响的时间,是不能向IC卡供给电力的时间。T1被称为最大电力上升时间,是为达到IC卡用于进行处理所需要的值上升电力值所需要的时间。T2被称为数据传送准备时间,是IC卡准备用于进行稳定的通信所需要的时间,在该时间区域,可从读/写器向IC卡发送逻辑电平为1的信号。T3被称为稳定逻辑时间,是从读/写器向IC卡,或者从IC卡向读/写器发送逻辑电平为1的信号的时间区域。T4被称为最大ATR发送时间,是IC卡开始对读/写器用于定义传输协议的ATR(Answer To Reset)的发送的时间区域。不过,IC卡也可以在T2的数据传输准备时间开始ATR的发送。
这里,在ISO/IEC10536标准中,规定T0取8ms或8ms以上的时间,T1取0.2ms或0.2ms以下的时间,T2取为8ms,T3取为2ms,T4取为30ms或30ms以下。
这里,由于从IC卡的电力完全上升的时间T2到结束控制IC卡的处理的操作系统起动的时间通常为100ms左右,故在该时间段内,可以充分进行用图35说明过那样的脉冲宽度为50ms的交流脉冲电压的外加。即,如图37(d)所示的那样,如果利用该100ms左右的时间进行通过图36说明过的第1次的电压外加,则可以有效地利用IC卡的有限的驱动时间,提高显示的对比度。
在时间T2内,IC卡在接受由读/写器发送的逻辑电平为1的信号的同时,还接受初始化显示图案的控制信号。进而,利用由接收的电波变换而来的电压对胆甾醇液晶层外加电压,初始化显示图案。并且在结束了显示图案的初始化后,开始在IC卡与读/写器之间的信息发送接收,进行第2次的电压外加及规定的数据的显示。
为进行初始化而外加的交流脉冲电压的脉冲宽度可以是50ms左右,但最好能如通过图35说明过的那样,尽可能采用长的脉冲宽度,加宽使胆甾醇液晶层成为焦锥状态的电压容限,以及减小使胆甾醇液晶层成为平面状态的电压值。
图38所示是胆甾醇液晶层的显示的初始化处理图。如图38所示的那样,在进行显示的初始化方面有2种方法。如图38(a-1)所示的那样,一种是使对应形成显示图案的所有的段380的胆甾醇液晶层成为平面状态的方法,另一种是使对应形成显示图案的所有的段382的胆甾醇液晶层成为焦锥状态的方法。
在使胆甾醇液晶层成为平面状态的方法中,按照图37(d)所示的时序外加将状态设定成平面状态的电压。进而,如图38(b)所示的那样,在开始了与读/写器之间的通信后,以从读/写器接受的数据为基础,再次对各段384外加电压使之持续平面状态,或者使状态迁移到焦锥状态,以形成规定的显示图案。这里,如通过图36说明过的那样,被2次外加了设定成平面状态的电压的段可以进一步提高亮度,加大与背景色385之间的对比度。
在使胆甾醇液晶层成为焦锥状态的方法中,按照图37(d)所示的时序外加将状态设定成焦锥状态的电压。进而,如图38(b)所示的那样,在开始了与读/写器之间的通信后,以从读/写器接受的数据为基础,再次对各段384外加电压使之持续焦锥状态,或者使状态迁移到平面状态,以形成规定的显示图案。这里,如通过图36说明过的那样,被2次外加了设定成焦锥状态的电压的段可以进一步降低亮度,加大与形成显示图案的段384之间的对比度。
如以上说明过的那样,在本实施形态6中,由于采用了通过与在与读/写器之间的通信的初始化运行过程中发出的规定的信号取得同步来开始显示图案的初始化的做法,故可以有效地利用IC卡的有限的驱动时间进行显示图案的初始化。
另外,在通过外加将胆甾醇液晶层的状态设定为平面状态或者焦锥状态的电压来执行显示图案的初始化、显示规定的数据时,由于采用了对维持胆甾醇液晶层的状态为通过初始化设定的状态的显示段再次外加与初始化同样的设定为胆甾醇液晶层的状态的电压的做法,故可以进一步提高显示的对比度。
此外,虽然在本实施形态6中采用了带有使用了胆甾醇液晶的液晶显示器的IC卡通过与在与读/写器之间的通信的初始化运行过程中发出的规定的信号取得同步来开始显示图案的初始化的做法,但本实施形态并非仅限于此,在电泳方式或螺旋杆方式等其他的显示方式中也可以进行同样的处理。
另外,为了能够如实施形态1或者2所示的那样进行多种颜色的显示,构成液晶显示器的胆甾醇液晶层的个数既可以是多个,也可以是单个。
(实施形态7)可是,虽然在上述实施形态1~6中,采用的是在IC卡与读/写器之间进行通信的做法,但也可以使构成IC使之能够在结束了通信时通知IC卡的使用者通信已经结束。因此,在本实施形态7中,将对IC卡通知结束了在与读/写器之间的数据通信的情况进行说明。
首先,对通过液晶显示器的显示的切换通知数据通信结束的通知处理进行说明。图39所示是通过液晶显示器的显示的切换通知数据通信结束的通知处理图。图39(a-1)以及图39(a-2)是在正常进行了通信时进行切换显示的显示图案,图39(b-1)以及图39(b-2)是没有正常地进行通信时进行切换显示的显示图案。
例如,在带有图6所示那样的上下2层胆甾醇液晶层的液晶显示器中,当上部层在平面状态反射绿色的光,下部层在平面状态反射蓝色的光时,在通常的显示中,只有上部层为平面状态,可以以绿色的显示色显示数据。
然后,在正常地结束了与读/写器之间的通信时,通过使上部层为平面状态,使下部层以平面状态和各向同性状态交互地变化状态,可以切换以作为绿色与蓝色的混色的氰色进行的显示390和用绿色进行的显示392,可以即时且明了地通知使用者通信已经正常结束。
另外,在没有正常地结束与读/写器之间的通信时,通过使下部层为焦锥状态,使上部层以平面状态和各向同性状态交互地变化状态,可以切换用绿色进行的显示394和什么也没有显示的状态396,立即且明了地通知使用者通信没有正常地结束。特别地,由于在非接触型的IC卡中,一旦IC卡远离读/写器则通信将变得不稳定,故通过如上述这样地构成IC卡的液晶显示器,将能够进一步提高IC卡的便利性。
这里,IC卡在规定的时间没有接收到来自读/写器的数据等情况下判定通信发生了异常。进而,使控制IC卡的卡控制IC产生插入信号,控制液晶显示器控制IC进行图39所示那样的闪烁显示。
另外,在IC卡从读/写器接收到驱动电力的供给时,随着对IC卡供给电力的电波的衰减,外加到液晶显示器的胆甾醇液晶的电压值降低。图40所示是外加到胆甾醇液晶的交流脉冲电压的衰减图。如图40所示的那样,在时刻T0到时刻T1间,交流脉冲电压400的振幅值高于图5所示的电压值V4,可以维持平面状态,但如时刻T1以后的那样,如果交流脉冲电压401的振幅值衰减,则成为图5所示的电压值V2和电压值V3之间的电压值,状态变化到焦锥状态。
即,在通信正常结束的图39(a-1)以及(a-2)的情况下,因接收来自读/写器的电力的供给,使上部层为平面状态,使下部层的状态在平面状态和各向同性状态之间切换,故显示图案的颜色以氰色和绿色变化,但如果交流脉冲电压的振幅值衰减,则由于下部层的状态固定到焦锥状态,故成为绿色的单色显示。
另外,在通信没有正常结束的图39(b-1)以及(b-2)的情况下,因接收来自读/写器的电力的供给,使下部层为焦锥状态,使上部层的状态在平面状态和各向同性状态之间切换,故以绿色的显示图案的状态和什么也没有显示的状态进行变化,但如果交流脉冲电压的振幅值衰减,则由于上部层的状态固定为焦锥状态而成为无显示状态。此外,为了造成这样的电压脉冲的衰减,使之具备持有适当容量的电容器,或者使之具备电池等临时的蓄电部即可。
这样,在通信正常结束时,随着交流脉冲电压衰减,IC卡的显示由闪烁显示变化为通常的显示。而在通信没有正常结束时,随着交流脉冲电压衰减,IC卡的显示由闪烁显示变化为无显示状态。因此,可以不需要用于使IC卡的显示状态复归到通常的状态的驱动电路,使制造成本变得低廉。
此外,虽然在这里是通过使液晶显示器闪烁显示来通知通信已经结束,但也可以进一步通过使IC卡发出声音来通知使用者通信结束的情况。
图41所示是发出通知数据通信结束的声音的IC卡的构造图。如图41所示的那样,该IC卡具有振动薄膜410、振子411、高分子薄膜4121以及4122、胆甾醇液晶部413、片状材料4141~4143以及壁面部4151~4153。
振动薄膜410是通过振动发出声音的薄膜,振子411是使振动薄膜410振动并使之发出声音的振子。高分子薄膜4121以及4122是表面上形成了电极的透明薄膜基板,胆甾醇液晶部413是通过实施形态1~6给出那样的液晶显示部。片状材料4141~4143是固定振动薄膜410、振子411、高分子薄膜4121~4122以及胆甾醇液晶部413的片状材料,壁面部4151~4153是从侧面固定上述各部的壁面部。
在此情况下,如果将振动薄膜410本体作为胆甾醇液晶部413的基板,则振动薄膜410的振动将改变胆甾醇液晶的取向状态,因此在胆甾醇液晶部413的基板上使用了高分子薄膜4121以及4122。
在正常结束了通信时,通过振子411以高的振动次数振动振动薄膜410,将使IC卡发出高频声音,而在没有正常结束通信时,通过振子411以低的振动次数振动振动薄膜410,使IC卡发出低频声音,如此等等,可以根据声音的不同明了地通知使用者通信是否正常结束。
图42所示是IC卡通知使用者数据通信是否正常结束的通知处理的处理步骤流程图。首先,该IC卡进行通信的初始化,成为可以与读/写器之间通信的状态(步骤S420),与读/写器之间执行通信处理(步骤S421)。
然后,IC卡检查通信处理是否正常结束(步骤S422),在通信处理没有正常结束时(步骤S422,“否”),如通过图39(b-1)以及(b-2)说明过的那样,使之闪烁表示通信产生异常的显示,或者使之发出低频声音通知使用者(步骤S426)并跳转到步骤S420。在正常结束了通信处理时(步骤S423,“是”),显示接收到的数据(步骤S424),并如通过图39(a-1)以及(a-2)说明过的那样,为了表示通信已经结束而使显示的数据闪烁来,或者使之发出高频声音来通知使用者(步骤S426),并结束该通知处理。
此外,虽然在上述流程图中,采用的是借助于声音或者显示的闪烁来通知使用者通信是否正常结束的做法,但两者也可以同时适用。另外,有关显示的闪烁,任意地选择闪烁时间或显示颜色等以能够明了地对使用者进行通知。还有,有关输出的声音,可以采用声音的大小或高低、声音模式、节奏等任意的表现。
如以上所说明过的那样,利用本实施形态7,由于采用了可以在结束对读/写器的数据发送或对来自读/写器的数据接收时,通过使显示闪烁,或者使之发出声音来通知使用者通信已经结束的做法,故可以容易地确认是否没有问题地结束了与读/写器之间的通信,提高IC卡的便利性。
此外,虽然在本实施形态7中,列举了使用带有胆甾醇液晶显示器的IC卡的例子,这里,为了能够如实施形态1或者2所示的那样进行多种颜色的显示,构成液晶显示器的胆甾醇液晶层的个数既可以是多个,也可以是单个。
另外,通过本实施形态7说明的技术并非仅限定在适用于胆甾醇液晶的液晶显示器上,对电泳方式或螺旋杆方式等其他显示方式的液晶显示器也可以适用同样的技术。还有,也可以对以单纯矩阵方式等进行液晶显示的其他用途的电子平显技术适用同样的技术。
(实施形态8)可是,虽然在上述实施形态1~7中,说明的是通过使胆甾醇液晶层液晶分子的取向状态变化使之反射或者透过入射的光来显示规定的数据的例子,但实际上,也可以利用胆甾醇液晶所具有的反射光波长的温度依存性,进一步使液晶显示器具有作为温度计的功能。因此,在本实施形态8中,我们将对利用胆甾醇液晶所具有的反射光波长的温度依存性,将液晶显示器也作为温度计使用的情况进行说明。
首先,对胆甾醇液晶具有的反射光波长的温度依存性进行说明。如图3所示的那样,胆甾醇液晶是液晶分子形成了螺旋构造的液晶,在平面状态下,被胆甾醇液晶反射的反射光的波长依存于其螺旋构造的间隙。
在胆甾醇液晶中,有温度升高螺旋构造的间隙变长的液晶和变短的液晶两种液晶。如果螺旋构造的间隙变长,则反射光的波长将迁移到红色的波长区域(长波长侧)侧,如果螺旋构造的间隙变短,则反射光的波长将迁移到蓝色的波长区域(短波长侧)侧。即,通过利用这样的反射光的颜色与温度的关系,可以将带有胆甾醇液晶层的液晶显示器作为温度计来使用。
其次,对将用胆甾醇液晶构成的液晶显示器作为温度计使用时的显示状态进行说明。图43所示是一例将用胆甾醇液晶构成的液晶显示器作为气温计使用时的显示状态图。这里,使用的是在达到高温时平面状态反射光的波长迁移到红色的波长区域侧,在达到低温时迁移到蓝色的波长区域侧的胆甾醇液晶。
这是因为越是高温反射光的波长越是迁移到作为暖色的红色的波长区域侧,越是低温则越是迁移到作为冷色的蓝色的波长区域侧的方式适合于人类的感觉。不过,即便采用高温时反射光的波长迁移到蓝色的波长区域侧,低温时迁移到红色的波长区域侧胆甾醇液晶在温度测定上也并不存在问题。
在将胆甾醇液晶作为气温计利用时,最好能够在宽度广阔的温度范围反射可见光区域的光。具体言之就是,调整胆甾醇液晶使之在摄氏负20度到摄氏80度左右的范围反射光的主波长为大约400nm以上700nm以下的范围。特别地,最好是在摄氏负20度反射光的主波长为400nm前后,在摄氏80度反射光的主波长为700nm前后。另外,由于如果强烈的直射日光照射到胆甾醇液晶,则包含在直射日光中的紫外线将劣化胆甾醇液晶,因此,液晶显示器的表面最好配备上紫外滤光膜。
图43(a)是气温为摄氏0度时的数据的显示状态,以蓝色430显示色显示着数据。图43(b)是气温为摄氏20度时的数据的显示状态,以绿色431显示色显示着数据。图43(c)是气温为摄氏50度时的数据的显示状态,以红色432显示色显示着数据。
图44所示是一例将用胆甾醇液晶构成的液晶显示器作为体温计使用时的显示例图。在此情况下,调整胆甾醇液晶使之在作为人类体温范围的摄氏34度到摄氏42度附近的温度范围反射光的主波长为550nm以上600nm以下的范围。
图44(a)所示是位于作为人类平均热度的摄氏36度附近时的数据的显示状态,以绿色440显示色显示着数据。图44(b)所示是位于作为微热状态的摄氏37度附近时的数据的显示状态,以黄色441显示色显示着数据。作为适合于促请使用者注意的颜色,黄色是最佳的颜色。图44(c)所示是体温达到摄氏38度以上时的数据的显示状态,以红色442显示色显示着数据。通过该红色的显示,可以即刻通知使用者身体状态的变异情况。
图45所示是涉及实施形态8的温度计的测量温度范围与胆甾醇液晶在平面状态下反射的反射光波长之间的关系。如图45所示的那样,在将胆甾醇液晶作为气温计使用时,调整胆甾醇液晶使之在摄氏负20度到摄氏80度左右的范围反射光的主波长为约400nm以上700nm以下的范围。而在将胆甾醇液晶作为体温计使用时,调整胆甾醇液晶使之在摄氏34度到摄氏42度附近的范围反射光的主波长为550nm以上600nm以下的范围。
图46所示是一例具备作为气温计工作的液晶显示器的IC卡例。如图46(a)所示的那样,在气温低时,数据的显示色为蓝色460,在气温高时,数据的显示色为红色461。进而,虽然没有进行图示,但可以在IC卡上印刷上表示有温度与数据显示色的对应关系的参照表等,以便于使用者进行参照。
如上述说明过的那样,根据本实施形态8,由于可以利用胆甾醇液晶所具有的反射光波长的温度依存性使液晶显示器进一步具有作为温度计的功能,故可以实现多功能型的IC卡。
此外,虽然在本实施形态8中,列举了使进行数据显示的液晶显示器持有作为温度计的功能,但本实施形态并非仅限于此,也可以分别地设计作为温度计工作的胆甾醇液晶部分和显示数据的液晶显示器。另外,为了能够如实施形态1或者2所示的那样进行多种颜色的显示,构成液晶显示器的胆甾醇液晶层的个数既可以是多个,也可以是单个。
产业上的可利用性如上述这样,本发明所涉及的IC卡对需要最大限度地发挥胆甾醇液晶的特性并有效地进行信息的显示,以提高使用者的便利性的IC卡将非常有用。
权利要求
1.一种对外部装置发送信息和/或从该外部装置接收信息的IC卡,其特征在于,包括至少层叠2层以上在平面状态下分别反射不同的主波长的光的形成胆甾醇相的液晶层,并通过对被层叠的形成胆甾醇相的液晶层外加电压以使形成胆甾醇相的液晶的液晶分子的取向状态变化,使光透过或者反射,来显示规定的信息的信息显示装置。
2.根据权利要求1所述的IC卡,其特征在于上述信息显示装置还具有吸收透过了被层叠的所有形成胆甾醇相的液晶层的光的光吸收层。
3.根据权利要求1所述的IC卡,其特征在于上述信息显示装置具有在平面状态下分别反射相互处于补色关系的2种光的、2个被层叠的形成胆甾醇相的液晶层。
4.根据权利要求3所述的IC卡,其特征在于上述处于补色关系的2种光的主波长分别为570nm以上640nm以下的范围以及450nm以上500nm以下的范围内。
5.根据权利要求1所述的IC卡,其特征在于上述信息显示装置层叠有具备对形成显示信息的图案的多个段逐个独立外加电压的电极的、形成胆甾醇相的液晶层,和具备对上述的多个段统一外加电压的电极的、形成胆甾醇相的液晶层。
6.根据权利要求1所述的IC卡,其特征在于被层叠的多个形成胆甾醇相的液晶层包含具有反射左圆偏振光的光的液晶分子的螺旋构造的、形成胆甾醇相的液晶层,和具有反射右圆偏振光的光的液晶分子的螺旋构造的、形成胆甾醇相的液晶层。
7.根据权利要求1所述的IC卡,其特征在于,还包括判定进行显示的信息是否满足规定的条件的条件判定装置,上述信息显示装置基于利用上述条件判定装置的判定结果,通过对被层叠的形成胆甾醇相的液晶层外加电压以使形成胆甾醇相的液晶的液晶分子的取向状态变化,使光透过或反射,将上述信息的显示色设定成规定的显示色。
8.一种对外部装置发送信息和/或从该外部装置接收信息的IC卡,其特征在于,包括对形成显示信息的图案的段逐个并列至少2个以上在平面状态下分别反射不同波长的光的形成胆甾醇相的液晶层,并通过对被并列的形成胆甾醇相的液晶层外加电压以使形成胆甾醇相的液晶的液晶分子的取向状态变化,使光透过或者反射,来显示规定的信息的信息显示装置。
9.根据权利要求8所述的IC卡,其特征在于上述信息显示装置所并列的形成各胆甾醇相的液晶层的宽度小于等于1mm。
10.根据权利要求8所述的IC卡,其特征在于上述信息显示装置具有在平面状态下分别反射相互处于补色关系的2种光的、2个被并列的形成胆甾醇相的液晶层。
11.根据权利要求8所述的IC卡,其特征在于上述信息显示装置并列了至少3个在平面状态下分别反射主波长为450nm以上490nm以下、530nm以上570nm以下以及610nm以上650nm以下的光的形成胆甾醇相的液晶层。
12.根据权利要求1或8所述的IC卡,其特征在于,还包括接受从单一信息显示切换到多个信息一齐显示的切换要求的输入受理装置,上述信息显示装置在由上述切换要求受理装置受理了切换要求时,从单一信息显示切换到多个信息一齐显示。
13.根据权利要求12所述的IC卡,其特征在于上述信息显示装置分别以不同的颜色来显示上述多个信息。
14.根据权利要求12所述的IC卡,其特征在于上述信息显示装置在一齐显示2个信息时,以通过重合形成第1胆甾醇相的液晶反射的主波长为530nm以上570nm以下的光以及形成第2胆甾醇相的液晶反射的主波长为450nm以上490nm以下的光而产生的颜色,和通过重合形成第3胆甾醇相的液晶反射的主波长为530nm以上570nm以下的光以及形成第4胆甾醇相的液晶反射的主波长为610nm以上650nm以下的光而产生的颜色来显示各自的信息。
15.根据权利要求12所述的IC卡,其特征在于,还包括蓄积电力的电力蓄积装置,上述信息显示装置利用由上述电力蓄积装置所蓄积的电力来进行信息的显示。
16.根据权利要求15所述的IC卡,其特征在于上述电力蓄积装置将由振动产生的动能变换成电力,并蓄积所变换的电力。
17.根据权利要求15所述的IC卡,其特征在于上述电力蓄积装置将光能变换成电力,并蓄积所变换的电力。
18.根据权利要求15所述的IC卡,其特征在于上述电力蓄积装置蓄积从外部的电力供给装置所供给的电力。
19.根据权利要求1、6或者8所述的IC卡,其特征在于上述信息显示装置构成为还具有蓄积光能并利用所蓄积的光能来发光的蓄光层,由该蓄光层所发出的光照射上述形成胆甾醇相的液晶层。
20.根据权利要求19所述的IC卡,其特征在于由上述蓄光层所发出的光的主波长包含于上述形成胆甾醇相的液晶在平面状态下进行反射的反射光的波长区域。
21.根据权利要求19所述的IC卡,其特征在于上述形成胆甾醇相的液晶层具有在平面状态下反射左圆偏振光或者右圆偏振光的光的液晶分子的螺旋构造,上述信息显示装置在反射左圆偏振光或者右圆偏振光的光的形成胆甾醇相的液晶层和上述蓄光层之间具有将光的偏光状态分别变换成左圆偏振光或右圆偏振光的1/4波长板和偏光板。
22.根据权利要求19所述的IC卡,其特征在于,还包括从上述外部装置接受光能的供给的光能接收装置,上述蓄光层蓄积由光能接收装置所接收的光能。
23.根据权利要求1或者8所述的IC卡,其特征在于在由上述信息显示装置对形成胆甾醇相的液晶外加电压以使形成胆甾醇相的液晶的液晶分子的取向状态在平面状态和焦锥状态之间进行切换时,把切换该状态之际将外加的表示正负某一种极性的电压的极性,在切换到平面状态的电压和切换到焦锥状态的电压下设为相反的极性。
24.根据权利要求1或者8所述的IC卡,其特征在于上述信息显示装置通过外加将上述形成胆甾醇相的液晶的液晶分子的取向状态设定成平面状态或焦锥状态的电压来执行有关信息显示的初始化,在将该取向状态切换到焦锥状态或者平面状态时,把切换该状态之际将外加的表示正负某一种极性的电压的极性设为与执行上述有关信息显示的初始化时所外加的电压的极性相反的极性。
25.根据权利要求1或者8所述的IC卡,其特征在于在由上述信息显示装置对形成胆甾醇相的液晶外加电压以使形成胆甾醇相的液晶的液晶分子的取向状态在平面状态和焦锥状态之间进行切换时,将切换该状态之际将外加的正负极性反转的电压设为具有该极性反转时不外加电压的期间的电压。
26.根据权利要求1或者8所述的IC卡,其特征在于在由上述信息显示装置对形成胆甾醇相的液晶外加电压以使形成胆甾醇相的液晶的液晶分子的取向状态在平面状态和焦锥状态之间进行切换时,基于切换了该状态的次数把切换该状态之际将外加的表示正负某一种极性的电压的极性设定成正负之一。
27.根据权利要求26所述的IC卡,其特征在于,还包括存储由上述信息显示装置使形成胆甾醇相的液晶的液晶分子的取向状态进行了切换的次数的切换次数存储装置,上述信息显示装置基于由上述切换次数存储装置所存储的次数把切换该状态之际将外加的表示正负某一种极性的电压的极性设定成正负之一。
28.根据权利要求1或者8所述的IC卡,其特征在于上述信息显示装置,在对形成胆甾醇相的液晶外加电压以使形成胆甾醇相的液晶的液晶分子的取向状态在平面状态和焦锥状态之间进行切换时,在切换该状态之际将外加的电压是极性反转的电压,且正负某一极性的电压的绝对值是该状态的切换所需要的值,另一极性的电压的绝对值为不产生上述状态的切换的值。
29.根据权利要求1或者8所述的IC卡,其特征在于上述信息显示装置通过与在上述外部装置之间的通信初始化执行中所发出的规定的信号取得同步来开始上述有关信息的显示的初始化。
30.根据权利要求29所述的IC卡,其特征在于上述信息显示装置通过外加将上述形成胆甾醇相的液晶的液晶分子的取向状态设定成平面状态或者焦锥状态的电压来执行上述有关信息的显示的初始化,当在显示上述规定的信息之际,将该取向状态维持于通过上述初始化所设定的状态的情况下,再次外加将形成胆甾醇相的液晶的状态设定成通过上述初始化所设定的取向状态的电压。
31.根据权利要求1或者8所述的IC卡,其特征在于上述信息显示装置在对于上述外部装置的信息发送和/或来自上述外部装置的信息接收已结束时,发出表示通信已结束的通信结束信号。
32.根据权利要求31所述的IC卡,其特征在于上述信息显示装置在对于上述外部装置的信息发送和/或来自上述外部装置的信息接收已结束时,通过对上述形成胆甾醇相的液晶外加电压以使形成胆甾醇相的液晶的取向状态在平面状态和各向同性状态之间进行切换,来闪烁显示规定的信息。
33.根据权利要求31所述的IC卡,其特征在于,还包括发出声音的发声装置,在对于上述外部装置的信息发送和/或来自上述外部装置的信息接收已结束时,上述发声装置发出表示通信已结束的声音。
34.根据权利要求1或者8所述的IC卡,其特征在于上述形成胆甾醇相的液晶层相对于规定的温度范围在平面状态下反射可见光区域的光这样来形成,上述信息显示装置通过使光透过或者反射来显示规定的信息,同时还以与该温度相应的上述形成胆甾醇相的液晶层的反射光的颜色来显示有关温度的信息。
35.根据权利要求34所述的IC卡,其特征在于,还包括表示由上述信息显示装置所显示的、上述形成胆甾醇相的液晶层的反射光的颜色与有关温度的信息之间的对应关系的对应关系显示装置。
36.根据权利要求34所述的IC卡,其特征在于上述信息显示装置具有抑制紫外线入射到上述形成胆甾醇相的液晶层的紫外线去除层。
37.根据权利要求34所述的IC卡,其特征在于上述形成胆甾醇相的液晶层,温度越高在平面状态下反射的光的波长就越长。
全文摘要
本发明的目的是提供一种进行对于外部装置的信息发送和/或来自外部装置接收信息的IC卡,能够最大限度地发挥胆甾醇液晶的特性并有效地进行信息的显示。为此,本发明的IC卡具备层叠在平面状态下反射红色光的胆甾醇液晶层(631)(632)和反射蓝色光的胆甾醇液晶层(633),并通过被层叠的胆甾醇液晶层(631)(632)(633)分别外加电压,以使胆甾醇液晶分子的取向状态在平面状态和焦锥状态之间变化,使光透过或者反射,来显示规定的信息的信息显示装置。
文档编号G09G3/18GK1826550SQ038270
公开日2006年8月30日 申请日期2003年9月4日 优先权日2003年9月4日
发明者能势将树, 富田顺二, 新海知久, 山岸文雄, 西出兼三, 桥本繁, 杉村吉康, 矢部嘉一, 来住野太, 平野贵裕 申请人:富士通株式会社, 富士通先端科技株式会社