(57)【要約】【課題】電圧をかけることにより情報表示を書き換えすることのできる表示部に使用される電極や導電性層とＲＦＩＤのアンテナが電磁的に結合し、共振周波数がずれる等の悪影響を除去する。【解決手段】電圧をかけることにより情報表示を書き換えすることのできる表示部２を有する表示ユニット１と、アンテナ回路７を含む回路部を有するＲＦＩＤユニット６を備え、表示部２と回路部が重畳せずに配置されているので上記のような悪影響が生じない。【選択図】図１
2004127279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　電圧をかけることにより情報表示を書き替えすることのできる表示部を有する表示ユニットと、アンテナ回路を含む回路部を有するＲＦＩＤユニットを備え、表示部と回路部が重畳せずに配置されている非接触ＩＣチップ実装体。
【請求項２】
　表示部の周囲を囲んでアンテナ回路を配置する請求項１記載の非接触ＩＣチップ実装体。
【請求項３】
　表示ユニットが電子ペーパーである請求項１又は２記載の非接触ＩＣチップ実装体。
【請求項４】
　表示ユニットとＲＦＩＤユニットが、一体化した支持部材により保持されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の非接触ＩＣチップ実装体。
【請求項５】
　表示ユニットとＲＦＩＤユニットが着脱可能に組み合わされる請求項１〜４のいずれか一項に記載の非接触ＩＣチップ実装体。
【請求項６】
　表示ユニットが電極に電圧を印加した状態において情報投射手段からの情報投射によって情報を書き替える方式の電子ペーパーである請求項１〜５のいずれか一項に記載の非接触ＩＣチップ実装体。
【請求項７】
　表示ユニットがトリガ信号受信手段を有し、該トリガ信号受信手段がトリガ信号を受信して表示部の書き替えの動作を開始させる請求項６記載の非接触ＩＣチップ実装体。
【請求項８】
　前記情報投射手段からの情報光の少なくとも一部をトリガ信号として使用する請求項７記載の非接触ＩＣチップ実装体。
【請求項９】
　表示ユニットが駆動用の電源を有する請求項１から８のいずれか一項に記載の非接触ＩＣチップ実装体。
【請求項１０】
　表示部の表示が実質的に色の有無による表示を少なくとも含むものである請求項１から９のいづれか一項に記載の非接触ＩＣチップ実装体。
【請求項１１】
　表示部にバーコード又は２次元バーコードを表示する請求項１〜１０のいづれか一項に記載の非接触ＩＣチップ実装体。
【請求項１２】
　表示ユニットがコレステリック液晶を用いた電子ペーパーである請求項１〜１１のいづれか一項に記載の非接触ＩＣチップ実装体。
【請求項１３】
　ＦＲＩＤ部に記憶した情報の全て又は一部を、表示部に視認可能に表示する請求項１〜１２のいづれか一項に記載の非接触ＩＣチップ実装体。
【請求項１４】
　請求項５〜１３のいづれか一項に記載の非接触ＩＣチップ実装体からＲＦＩＤユニットを取り外した、ＲＦＩＤユニットを着脱可能な表示ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は非接触ＩＣチップ実装体に関するものである。具体的には表示部を有する表示ユニットとＩＣチップとアンテナを使用したＲＦＩＤ（ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）：無線自動識別）ユニットを備える非接触ＩＣチップ実装体に関する。更には、この実装体からＲＦＩＤユニットを取り除いた表示ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　近年、非接触にデータをやり取りできるＩＣカードやＩＣタグ等のＲＦＩＤが実用化されつつあり、ＩＣチップに内蔵された電子情報を用いて、会員証、身分証明証、鉄道の定期券やプリペイドカード、航空手荷物管理などの広範な用途に使用され始めている。
【０００３】
　しかしながら、例えばプリペイドカードの残額のようなＩＣチップに内蔵された電子情報は直接五感で確認することができないため、いちいちカード読み取り機に挿入して確認せざるを得なかった。また、定期券用途などでは券面にロイコ感熱方式によるリライト印字が実用化されている。が、充分な耐久性が無く、実用的な書き替え回数もせいぜい１００回が限度であり、プリペイドカードの残額表示などの常時書き替え用途には向いていない。
　以上の問題点を解決する手法一つとして、液晶／高分子複合膜を用いたカードが挙げられる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７-３０６３９８号公報（第２−３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
　以上のような問題を解決するため、これらの液晶／高分子複合膜を用いるカードのほかにも、本発明者は所謂電子ペーパーを非接触ＩＣチップ実装体の表示に用いることについて試行した。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
　電圧をかけることにより情報表示を書き替えすることのできる表示部を有する表示ユニットと、アンテナ回路を含む回路部を有するＲＦＩＤユニットを備え、表示部と回路部が重畳せずに配置されている非接触ＩＣチップ実装体では、表示部とＲＦＩＤユニットのアンテナ回路を重ならないように配置することにより、其々の通信電波や表示ユニット等から発生するノイズ電波の影響を軽減することができる。これによって用途に応じて好適な電子ペーパーとＲＦＩＤを自由に組み合わせることができ、電子ペーパーとＲＦＩＤを同時に動作させ、動作に要する時間を短くすることができる。
　また、表示部の周囲を囲んでアンテナ回路を配置することにより、アンテナ回路の開口面積をより大きくできるので、比較的より少ない投影面積にてより高感度のＲＦＩＤユニットを組み合わせることが可能となる。
　また、ＲＦＩＤユニット中に実装されたＩＣチップと表示部に充分な距離が取れるため、稼働中のＩＣチップの発熱による表示部の画像情報の劣化を防ぐことも可能である。
【０００６】
　表示ユニットは後述の電子ペーパーによって構成される。
　表示ユニットとＲＦＩＤユニットが、一体化した支持部材により保持されているので、パネルのごとく安定して取り扱いが可能である。
　また、表示ユニットとＲＦＩＤユニットが着脱可能に組み合わされる。従って、表示ユニットをＩＣカードホルダーまたはＩＣタグホルダーとして使用することが可能である。これを用いることによって、既存のＩＣカード等に電子ペーパーを組み合わせることができ、既に構築されたＩＣカードシステム、ＲＦＩＤ媒体システム等に、必要に応じて簡便に電子表示機能を追加することが可能となる。
【０００７】
　表示ユニットが電極に電圧を印加した状態において情報投射手段からの情報投射によって情報を書き替える方式の電子ペーパーであることが非接触的に情報を各ユニット間で通信する上で好ましい。ここで光とは可視光以外に紫外線、赤外線、電磁波等も含むものである。
　表示ユニットがトリガ信号受信手段を有し、該トリガ信号受信手段がトリガ信号を受信して表示部の書き替えの動作を開始させる。トリガ信号受信手段はＲＦＩＤユニットとは独立した、外部からの特定のトリガ信号を受けて電気的信号を発生する手段である。
　情報投射手段からの情報光の少なくとも一部をトリガ信号として使用することにより、トリガ信号の発信部を特別に設ける必要が無くなる。
【０００８】
　表示ユニットが駆動用の電源を有することは、情報表示を書き替えのための電圧をかけるための電源を内蔵することであり、これにより、電子ペーパー書替え時に外部から駆動用電源を接続する必要がなくなり、非接触であるＲＦＩＤユニットと組み合わせた場合に電極接触等を行うことなく通信が可能になり、特に有効である。
　表示部の表示が実質的に色の有無による表示を少なくとも含むものである場合、定期券のような用途で非接触ＩＣチップ実装体とリーダ／ライタ端末のアクセス時間が短い場合に、大まかな残額を色の有無により、簡単に表示することができる。
【０００９】
　表示部にバーコード又は２次元バーコードを表示することにより、荷物や商品の内容、履歴等の情報を機械的に読み取ることが可能になる。
　ＲＦＩＤユニットに記憶した情報の全て又は一部を、表示部に視認可能に表示することにより、ＲＦＩＤの内部情報を簡単に確認できる。
　非接触ＩＣチップ実装体からＲＦＩＤユニットを取り外した、ＲＦＩＤユニットを着脱可能な表示ユニットは、既存のＩＣカード、タグ等に接続して簡単に内部の情報を確認できる。
【発明の効果】
【００１０】
　電圧をかけることにより情報表示を書き替えすることのできる表示部に使用される電極や導電性層とＲＦＩＤのアンテナが電磁的に結合し、共振周波数がずれる等の悪影響がない。
　電子ペーパー書替え時の電圧印加によりノイズが発生し、そのノイズをＲＦＩＤのアンテナが拾ってＩＣチップが誤動作する等の問題点が発生しなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
　本明細書において電子ペーパーとは、表示層の少なくとも片面に透明電極、金属電極や導電性層を備え、これらの電極に電圧をかけることにより、液晶の光学特性を変化させたり、固体または液体の荷電粒子を電極に吸引したり、白黒に塗り分けられた粒子を回転させることによりコントラストを形成し、書き替え自在に表示を行なうものである。通常の液晶ディスプレイやＣＲＴのように自発光光源を内蔵しておらず、表示を維持するためのバックアップ電源が不要であることを特徴としている。表示の形態は透過光によるもの反射光によるものの両方が可能である。
　また、従来のロイコ感熱方式のリライトとは異なり、表示面に物理的にサーマルヘッドや消去ロールが接触することがなく、システムに可動部が無いため、信頼性が高い。電圧印加状態で画像駆動手段として外部から光等の電磁波などを印加するものも本発明でいう電子ペーパーに含まれる。
【００１２】
　これらの電子ペーパーは書き替え回数が数万回に及ぶものもあり、画像の書替え時以外に電源を必要としないため、書き替え時以外は消費電力がないためＲＦＩＤの表示媒体として好適なものである。
　しかしながら、電子ペーパーは書き替え時に電圧印加が必要であるためにＩＴＯ（インジウム錫オキサイド）、ＡＴＯ（アンチモン錫オキサイド）やネサ膜（導電性Ｓｎ０２膜）などの透明電極や、ＰＤＰ（プラズマディスプレイ）のバス電極に使用されるような不透明の金属（主に銀や銅など）厚膜、金属（アルミニウム、銅又はクロム／銅／クロムの三層構成などを含む）薄膜や、受光によりインピーダンスが変化する光導電層が必要である。これらの導電性層により次の悪影響が出ることを発見した。(1)導電性層とＲＦＩＤのアンテナ回路と重畳した部分でコンデンサを形成するなど、相互作用するために、電磁的に結合し、共振周波数がずれるために通信距離が伸びない。またアンテナを覆うような大きい導電性層の場合は導電性層がシールドとなり通信できなくなる。(2)電子ペーパー書替え時の電圧印加によりノイズが発生し、そのノイズをＲＦＩＤのアンテナが拾ってＩＣチップが誤動作する。また最悪の場合はＩＣチップが破壊される。上記(1)、(2)の問題を解決する上で、特定の電子ペーパーとＲＦＩＤの組み合わせを前提にアンテナ設計、層構成等の面で共振周波数を最適化したり、電子ペーパー書き替えとＲＦＩＤ通信のタイミングをずらしたりすることが考えられるが、電子ペーパーとＲＦＩＤの組み合わせが限定されたり、動作に要する時間が長くなるという問題があった。
【００１３】
　また、(3)ＲＦＩＤに実装されたＩＣチップと電子ペーパー部が接近している場合、稼働中のＩＣチップの発熱により、電子ペーパー部の画像が熱劣化するという問題が起こる場合もあった。
　本発明では、これらの課題を解決した非接触ＩＣチップ実装体を提供することを目的としている。
【００１４】
　本発明でいうＲＦＩＤとは、主に電子情報が記録されたＩＣチップとＩＣチップに接合されたアンテナ回路を含む回路部より形成される。ＲＦＩＤでは該アンテナが外部のリーダ／ライタから特定の電磁波を受けると、電磁誘導効果や静電結合効果によりＩＣチップに電源が供給されるとともに、ＩＣチップに搭載されたシステムに応じた電子情報の授受がＲＦＩＤとリーダ／ライタの間で電磁波によって行なわれる。本明細書でＲＦＩＤは一般に非接触ＩＣカードや非接触ＩＣタグと呼ばれる媒体と同様のものであり、コンビ型のＩＣカード等も含むものである。
【００１５】
　本発明でいう電子ペーパー部は表示ユニットとも呼べ、一般的には少なくとも片面に透明電極や導電性層のような電極を有する、後述の種々の方式による表示部と、表示を制御する制御回路、電源供給および信号入力のための端子から構成されている。
【００１６】
　以下、本発明の各実施の形態について図によって説明する。図１は本発明による非接触ＩＣチップ実装体の一例の構成図である。本実施の形態では各種のプロジェクタ、ＣＲＴなどから電子ペーパーに画像情報を転写することが可能である。後述の液晶の光散乱モードを用いたタイプの電子ペーパーを使用した例について説明する。表示ユニット１は以下の各部から構成される。表示部２はコレステリック液晶層や光導電層、透明電極などから構成される。制御回路３はトリガ信号受信手段であるトリガ受信部４からの信号に基づくタイマ機能と、所定の時間待機した後に表示部２の透明電極、光導電層にパルス電圧を印加する働きをするもので表示部２を制御する。駆動用電源５は制御回路３を介して表示部２の駆動用の電源を供給する。電池または外部電源が使用される。トリガ受信部４は赤外線受光部などから構成され、情報投射ユニット１１のトリガ発信部１５から発信されたトリガ信号を検知する素子である。
【００１７】
　ＲＦＩＤユニット６は以下のように構成される。アンテナ回路７を含む回路部がメモリを有するＩＣチップ８に接続される。本例ではＩＣチップは非接触ＩＣカードに使用されるインフィニオン社製Ｉ−ｃｏｄｅを使用した。アンテナ回路は３ターンのループアンテナを使用した。ここで、ＲＦＩＤユニットと表示ユニットは一体化した支持部材の上に平面的に表示部と回路部が重畳せずに配置される。この状態を図８に示した。図８は本非接触ＩＣチップ実装体の一例の断面図である。一体化した支持部材２０の上に接着層２１を介して表示ユニット１とＲＦＩＤユニット６がそれぞれ併置して取り付けられている。
【００１８】
　表示ユニット１は非接触ＩＣチップ実装体９の外部に置かれる情報投射手段である情報投射ユニット１１からの光照射によって情報を表示部２に表示させる。情報投射ユニット１１は、情報光を投射するプロジェクタ１２、ＲＦＩＤ用リーダ／ライタ（以下Ｒ／Ｗとする）ユニット１０や外部の情報入力端末１４の指示に基づいてトリガ発信部１５やプロジェクタ１２を駆動する制御回路１３、非接触ＩＣチップ実装体９に対してトリガ信号を発信するトリガ発信部１５から構成される。また、制御回路１３を通じて主にプロジェクタ１２に電源を供給する電源部１６は別置きされる。本例ではＲ／Ｗユニット１０と情報投射ユニット１１が一体となって、Ｒ／Ｗ＋情報投射装置１７を構成している。プロジェクタ１２は一般的なプロジェクタが使用される。光源とＩＣチップ実装体の間に介在する液晶などのフィルタによって形成させることも可能である。ここで表示部２の情報を書き替える時は、プロジェクタ１２は表示部２とできるだけ密着して、一時的に両者が一体に固定されることが微細な情報を表示させる上では好ましい。また、表示部２と制御回路３の少なくとも一部が同一基板上等に一体化して形成される場合もある。このような場合は、表示部は制御回路をも含むものとして考える。
【００１９】
　本例は以上のように構成されており、特に、表示部と、該表示部と重畳しないアンテナ回路を含む回路部を有することにより、コンデンサ効果による浮遊静電容量の変化を防ぐため、安定した通信周波数を保持する効果が得られる。
　また、表示部を含む表示ユニットと、該表示部と重畳しないアンテナ回路を含む回路部を有することにより、表示ユニットの書替え時に発生するノイズ電磁波のＲＦＩＤユニットのアンテナコイル回路を通過する成分を大幅に軽減することができるため、アンテナコイルで発生する起電力を抑えて、ＩＣチップの誤動作や破壊を防ぐことができる。
　尚、このように表示部と、該表示部と重畳しないアンテナ回路の具体的な配置例としては後述の図５に示すように表示ユニットとＲＦＩＤユニットが並置されるような配置が一例として挙げられる。また別の一例としては表示部を中心としてその周りにアンテナ回路を配置するようにして、ＲＦＩＤユニットを配置する例も挙げられる。このような例を図９に示した。図９は本発明に係る非接触ＩＣチップ実装体の別の一例の平面図である。この例のような配置を取ると、アンテナ回路の開口部を大きくとることが可能になるので通信距離を長くさせることが容易になる。なお、表示部２を中心にその周りにアンテナ回路７を配置する場合、表示ユニット１の構成要素である制御回路３、駆動用電源５等は表示部と同様アンテナ回路に囲まれて位置しても良いし、またアンテナ回路の外側に位置しても良い。
【００２０】
　図２に図１に示した非接触ＩＣチップ実装体の表示時の概略の時系列的なフローチャートを示す。
　Ｒ／Ｗユニット１０からＲＦＩＤユニット６に電波が送信されると、電磁誘導効果によりＲＦＩＤユニットのアンテナ回路７に起電力が発生し、ＩＣチップ８に電源供給され、ＩＣチップが活性化し、Ｒ／ＷユニットとＩＣチップ間に通信が成立する。この段階がステップ１である。
【００２１】
　パーソナルコンピュータのような情報入力端末１４から入力された情報などに従って、Ｒ／Ｗユニット１０から情報がＲＦＩＤユニット６に送られ、ＩＣチップ内の電子情報が書き替えられる。例えばプリペイドカードのような用途の場合は、当初の残額から使用額を引き落とした残額情報に書き替えられる。この段階がステップ２である。
【００２２】
　電子情報の書き替えが正規に行われたことを確認した後、Ｒ／Ｗユニット１０は電子ペーパー情報書き替えのために制御回路１３を介してトリガ発信部１５により赤外線や超音波などのトリガ信号の発信させるとともに情報投射ユニット１１側のプロジェクタ１２を発光させるためのタイマを起動する。この段階がステップ３，４である。
【００２３】
　前記タイマにより情報投射ユニット１１は予め設定したタイミングにより電子ペーパー書き替えのための情報光を表示部２に対して照射する。これがステップ７である。
【００２４】
　表示ユニット１のトリガ受信部４はトリガ信号を受信するとタイマを起動させる。これがステップ５および６である。所定のタイミングで情報光が照射されている表示部２の光導電性層に制御回路３からパルス電圧を印加する。これによりあらかじめステップ７により照射中になっている情報光の情報が表示部に定着される。これがステップ８である。このようなタイミングに従って、その後照射が終わり、ステップ９に示されるように情報光の情報が表示部に定着されるわけである。
【００２５】
　図１の例では、ＩＣチップ実装体にトリガ受信部４と表示部の駆動用電源５を搭載することにより、表示ユニット１がＲＦＩＤユニット６と完全に独立していることを特徴とする。
【００２６】
　一般的な電子ペーパーは透明電極を使用した単純マトリックスやＴＦＴのような電極で画素を構成し、画像表示するための制御用ＩＣチップが必要である。この画像制御用ＩＣチップは、コスト等の問題から、多くの場合ＲＦＩＤユニットのＩＣチップで兼用することも可能と考えられるが、その場合はＲＦＩＤユニットと表示ユニットを有線回路で接続する必要が発生し、両者を着脱可能に組み合わす場合は物理的な接続端子部が不可欠となる。実際に運用する場合、接続端子部は汚れや錆、異物の混入により良好な状態に維持することがひとつの課題となる。
【００２７】
　図３に別のタイプの電子ペーパーを使用した例の非接触ＩＣチップ実装体の構成図を示した。図中同一番号を付してある各部は基本的に同一のものである。本例は情報投射によって情報を書き替える方式ではなく透明電極でマトリックスを形成するタイプの表示ユニットを有する非接触ＩＣチップ実装体の例である。ＲＦＩＤユニット６のＩＣチップ８から有線で情報を表示ユニット１の制御回路３に送る必要があるため、表示ユニット１とＲＦＩＤユニット６を独立して運用するためには物理的な接合端子を設置する必要がある。また、透明電極のマトリックス形成と表示部駆動回路１７が必要となるため、構成等が複雑になり易い。
【００２８】
　図１に示した非接触ＩＣチップ実装体の例では、表示ユニットが独自の電磁波刺激による表示書き替えのトリガを有することによって、ＲＦＩＤユニットと完全に独立しているため、上記のような問題は発生しないのでより好ましい。
　上記の説明中に例示された各要素技術について以下に詳細に説明する。
【００２９】
・電子ペーパー
　電子ペーパーについて更に詳しく解説する。基本性能として電子ペーパー内部に光源を必要とせずに視認が可能で、デジタルやアナログ情報を表示・書き替え可能で、表示を維持するためのエネルギー（バックアップ電源）が不要、かつ書き替えエネルギーが小さいことが特徴として挙げられる。また、印刷物のような携帯性を具備しており、種類によっては折り曲げや巻き取りが可能なフレキシブル性を有している。一般的には表示部に電極や導電性部に電圧をかけることにより、液晶の光学特性を変化させたり、固体または液体の荷電粒子を電極に吸引したり、粒子反転を起こすことにより表示を行うものが多い。特許第３０３８６３５号公報などに開示される電圧印加状態で画像駆動手段として外部から光を含む電磁波などを印加するものも本発明でいう電子ペーパーに含まれる。電子ペーパーは高精細な画像を表示できるので、バーコード、２次元バーコード等を表示する上で好ましい。これは物流用途のカンバンシステムや商品管理の際に非常に好都合なものである。
　以下に電子ペーパーの具体的な例を示すが本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【００３０】
(1)マイクロカプセルを用いた電気泳動ディスプレイ
数μｍ〜数十μｍの微小なマイクロカプセル内部に、無機・有機顔料、染料、金属粉、ガラスや樹脂粉などの粒子と、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、アルコール類のような分散媒と、アントラキノン染料、トリフェニルメタン染料などの着色剤と、粒子分散剤としての界面活性剤を封入したものを塗料化し、塗膜を形成したものを上下の電極板内に挟み込む。上下の電極にははＩＴＯなどの素材を用いて、例えば単純マトリックスやＴＦＴのような画素を形成しておく。青色の染料にマイナスに帯電する傾向のある白色の酸化チタン粒子を分散させた系を考えると、画素の上の電極部プラス、下の電極にマイナスの電荷をかけることによって、酸化チタン粒子は上の電極側に移動し、上から見た時に白色となる画素が形成される。逆に上の電極部マイナス、下の電極にプラスの電荷をかてやれば酸化チタン粒子は下の電極側に移動し、上から見た時に青色となる画素が形成される。このような手法で各画素にコントラストを発生させ、画像を形成する。詳細は（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ Ｉｎｋ：Ａ Ｐｒｉｎｔａｂｌｅ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｍａｔｅｒｉａｌ ，ＳＩＤ ９７ Ｄｉｇｅｓｔ ，ｐｐ．７５−７６（１９９７））参照。
【００３１】
(2)半球ごとに塗り分けられた２色微粒子を用いた電子ペーパー
半球ごとに白と黒の２色に塗り分けられた微小球を透明な樹脂層の中に形成された球状の空孔の中に封入する。空孔と微小球の間には必要に応じて潤滑液を満たしておく。例えば上記微小球の白の部分をマイナスに帯電し易い塗剤で形成し、黒の部分をプラスに帯電し易い塗剤で形成した場合、画素の上の電極部プラス、下の電極にマイナスの電荷をかけることによって、微小球の白色側が上の電極側に回転・吸引移動され、上から見た時に白色となる画素が形成される。逆に上の電極部マイナス、下の電極にプラスの電荷をかてやれば、微小球の黒色側が上の電極側に回転・吸引移動され、上から見た時に黒色となる画素が形成される。このような手法で各画素にコントラストを発生させ、画像を形成する。
詳細は（Ｔｈｅ Ｇｙｒｉｃｏｎ ａｓ ａｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐａｐｅｒ Ｍｅｄｉｕｍ ，Ｊａｐａｎ Ｈａｒｄｃｏｐｙ ‘９８ ，ｐｐ９６−９７（１９９８））参照。
【００３２】
(3)液晶の光散乱モードを用いた電子ペーパー
液晶を成分として含む調光層と、調光層の下側に配置された、受けた光に応じてインピーダンスが変化する水素化アモルファスシリコンのような露光によって電子とホールの両方のキャリアを発生する光導電層を具備し、電圧をかけながら光導電層を露光することによって調光層の光透過率を変化させる。光導電層を着色しておくことによって、上から見た時に液晶が垂直に配向している光透過率の高い部位は黒色に、液晶がランダムに配向した光透過率の低い部位では白色（散乱光）に見える。光導電層に照射される光の強弱（変調度）に応じて光導電層のインピーダンスすなわち導電度が変化し、これに応じた量だけ電圧印加手段からの電圧が調光層に印加され、この印加された電圧によって調光層の光透過率、すなわち階調度が決定される。すなわち、各種のプロジェクタ、ＣＲＴなどから電子ペーパーに画像情報を転写することが可能である。本技術の詳細は特許第３０３８８６３５号公報等に開示されているものである。本発明に主に使用する電子ペーパーはこの種類のものが好適である。
【００３３】
　具体例として、電圧印加状態で受光することにより抵抗値が変化する光導電層と透明電極の間に、電気的に双安定状態にしたコレステリック液晶層を積層したものを使用した場合を考える。
　受光したエネルギーに応じて光導電層の抵抗値が変化することによって、透明電極との間に挟まれたコレステリック液晶層の各画素にかかる電界強度が変化する。この電界強度の差によってコレステリック液晶の配向状態が変化する。適切な電界強度の画素ではフォーカルコニック配向となり外来光は通過することになり光導電層の色が視認されることになる。電界が印可されない（光が当たらない）画素においてはプレーナー配向となり、外来光は散乱され白色に視認される。
　液晶に高分子を少量添加したり、配向膜を着膜することによって電気的な双安定状態を保持する処理を実施しておけば、これらの双安定状態は電界が削除された後も維持される。この液晶層の配向状態によって、外来光が透過、散乱されることによってコントラストを形成し、画像情報を視認することが可能となる。このような電子ペーパー表示部はガラス、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）のような基板に、ＩＴＯ（インジウム錫オキサイド）のような透明電極を全面にスパッタリングして形成した透明基板の間に、順に光導電層を形成する各層を蒸着、スピンコート等の手段で積層していき、その上にＰＶＡなどの中間層、表示素子であるコレステリック液晶層をダイコーティング等の手段で積層して形成される。（２００１年３月３１日応用物理学会の富士ゼロックスプレゼンテーション資料および応用物理学会誌 ２０００年３月３１日予稿集 富士ゼロックスＮＢＣ コレステリック液晶を用いた電子ペーパー―有機感光体による光画像書き替えより）
【００３４】
(4)その他の電子ペーパー
プラスとマイナスに荷電し易い、色違いの粉体を混合した薄層を、上下からマトリックスを形成した電極で挟み込み、個々の画素にかかる電荷の方向を制御することによって画像を形成するもの、微小なメカ的ブラインドを電荷を用いて開閉するもの、強誘電性液晶のメモリ性を利用するものなどがある。
【００３５】
　ＲＦＩＤユニットは具備されるアンテナを通じて、１２５ｋＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、ＵＨＦ帯、マイクロ波帯等種々の特定周波数の電磁波によってリーダ／ライタと通信し、情報の授受を行うが、金属板のような電磁波を反射する素材やカーボンブラックを含む電磁波を吸収する素材が近傍にあると、ＲＦＩＤのアンテナ回路との相互作用により、浮遊静電容量が変化し、アンテナが送受信する周波数が規定の中心周波数からずれる現象が発生する。このために通信距離が短くなったり、最悪の場合には通信が不可能になる。電子ペーパーとＲＦＩＤを重ね合わせたときにも、表示部の構成材料である電極部や導電性層などがＲＦＩＤユニットのアンテナと相互作用することによって同様の現象が発生する。本発明のように表示部とアンテナ回路を含む回路部が重畳せずに配置されている非接触ＩＣチップ実装体では上記にような現象は発生しなくなる。
【００３６】
　また、一般に電子ペーパーを書き替えるときは、電極に数十〜数百ボルトの電圧をかける。この時に発生するノイズ電波がＲＦＩＤユニットのアンテナやＩＣチップ内部の回路に起電力を誘起し、ＩＣチップを誤動作させたり、最悪の場合ＩＣチップを破壊することが考えられる。このような電圧の誘起も上記のような配置により殆ど起こらなくなる。
【００３７】
・ＲＦＩＤユニット
　ＲＦＩＤユニットはＩＣチップとＩＣチップに接合されたアンテナから構成されている。ＩＣチップはＩＳＯ１５６９３やＩＳＯ１４４４３に準拠したものなどが使用できる。また、アンテナとしてはアルミニウムや銅などの薄膜をエッチングすることによって作成されるエッチングアンテナ、銅線や白金線などによる巻き線アンテナ、銀粒子などを含有するインクを用いてスクリーン印刷などで形成することのできる印刷アンテナなどが使用可能である。ＩＣベアチップとアンテナの接合はフリップチップ方式で形成される場合が多く、非導電性の接着剤によるＮＣＰ接合の他、銀などの微粒子を分散させた導電性接着剤を用いるＡＣＦ、ＡＣＰ接合などが挙げられる。ベアチップをリードフレームと金線など接合したものをエポキシ樹脂などに封入して形成されるモジュール化ＩＣチップを用いることもできるが、この場合はレーザーや大電流を用いた溶接接合方式を採ることも可能である。
【００３８】
　また、一般にコンビカードやハイブリッドカードといわれる、非接触／接触両方の機能を持ったＩＣカードも本発明でいうＲＦＩＤユニットとして用いることができる。この種のカードの場合はあらかじめ接触端子を有しているので、図３に示したような情報投射によって情報を書き換えるタイプより、むしろ制御回路３とＩＣチップ８の間に物理的な接続端子が必要なタイプに好適なカードといえる。
【００３９】
　トリガ信号受信手段としては、電波や磁界、赤外線のような電磁波の他、音波・超音波などを検知できるセンサが使用できる。赤外線の場合、焦電体セラミックセンサのように赤外線によるわずかな熱エネルギーの変化を電荷の変化として検知可能なセンサを使用することができる。磁界の場合、一般にソフトフェライトと呼ばれるセラミックスや金属を磁芯としてコイルを形成し、その中の磁束密度が変化することによって発生する誘導電流を検知する方法でトリガとすることができる。音波・音波の場合、チタン酸ジルコン酸鉛系などの圧電セラミックスの薄板の両面に銀などの膜を電極として積層し、ステンレスや黄銅の薄い振動板に接着したものなどが利用できる。
　いずれの場合も、センサ＋増幅回路＋制御回路＋タイマー回路のような回路構成で表示部の電極に対する電圧印加を制御し、書き替え用電磁波受容のタイミングに合わせる。
【００４０】
　表示ユニットとＲＦＩＤユニットは、ＲＦＩＤユニットのアンテナ回路を含む回路部を有する領域と電子ペーパーの表示部が重畳しないように一体化した支持部材に搭載することが好ましい。搭載方法は２液硬化型や熱硬化型および溶剤蒸発型の接着剤や粘着剤で接合する方法、両面テープで固定する方法、熱可塑性樹脂を用いて熱圧着する方法、勘合・超音波による接合などが可能である。予め充分な余剰領域を有するＲＦＩＤユニットに表示ユニットを搭載したり、表示ユニットの方にＲＦＩＤユニットを搭載することのどちらでも良い。
【００４１】
　図４は本発明による非接触ＩＣチップ実装体の別の実施の形態の一例の構成図である。
　図４では基本的に図１の非接触ＩＣチップ実装体と同様に構成されており、図中同一番号を付してある各部は基本的に同一のものである。この例と図１の例の違いはトリガ受信部の受けるトリガ信号として情報投射ユニット１１の発光する情報光そのものを使用することにある。この場合情報投射ユニット１１側には特別にトリガ発信部を装着する必要がない。非接触ＩＣカード実装体の表示部近傍にトリガ受信部となる受光部を装着しておく。受光部が実際のトリガをかける方法は種々の手法がとれる。例えば、情報光をＲ／Ｗから事前照射し、これをトリガ信号受信機が受信することによってタイマを起動する。所定のタイミング遅れの後に、光情報が照射されている表示部の光導電性層にパルス電圧を印加する。これにより、情報光を表示部に定着することができる。
【００４２】
　また、トリガ受信部として受光部を複数設置し、全ての受光部からの信号により、情報投射ユニットからの投射光が確実に表示部に照射されていることを確認できる。また、受光部の受光素子を表示部表面から奥に設置して、外乱光の光の影響を受けずに確実に情報光が所定の位置に照射されていることを判定してトリガをかけることが可能である。この場合、表示部２の周囲に上記受光部を配置することが、表示部へのより確実な画像定着を確保する上で好ましい。
【００４３】
　図１、３及び４に示した各例では、表示ユニットが表示ユニット駆動用の駆動用電源５を内蔵する例を紹介した。駆動用電源を外部供給にすることも可能ではあるが、駆動用電源を非接触ＩＣチップ実装体９に内蔵していない場合、表示部書き替えのために書き替え機等の外部から電源供給を受けるための電極接続を精度良く実施せねばならず、非接触ＩＣチップ実装体のメリットを生かせない。電源を内蔵することにより、精度の良い電極接合することなく書き替えることが可能となり、非接触ＩＣチップ実装体の本来の機能を発揮させることができる上で好ましい。
【００４４】
　図５にはＲＦＩＤユニットと表示ユニットが着脱可能に組み合わせることのできる構成の非接触ＩＣチップ実装体の一例を示した。図５は本発明の非接触ＩＣチップ実装体の一例の斜視図である。構成的には図１、図４等に示した非接触ＩＣチップ実装体と同じものである。ＲＦＩＤユニットの内部情報を確認する際に図５に示すようにＲＦＩＤユニット６を表示ユニット１に設けられた挿入孔１ａに差込んで両者を一体化し、先に説明したような方法により、Ｒ／Ｗ＋情報投射装置１７により、必要な情報を表示部に表示させることができる。非接触ＩＣカードのような既存のＲＦＩＤ媒体に表示ユニットを着脱可能に接合することによってＩＣチップに収納された電子情報を必要に応じて視認できるようにすることができる。
【００４５】
　例えば物流用途でカンバンシステムなどが運用されているが、屋外暴露環境で運用・保管される場合、ＲＦＩＤユニットは比較的丈夫な素材により密封されていることが多いため、風雨や太陽光、物理的衝撃に対しても充分な耐久性を有すると考えられるが、表示ユニットはＩＴＯなどの透明電極やマイクロカプセル内に封入された液体や液晶を使用することが多いためにＲＦＩＤユニットに比べて堅牢性に劣ることが多く、故障が発生し易い懸念がある。
　そのような場合に、以上のようにＲＦＩＤユニットと表示ユニットが着脱可能に組み合わされると、表示部が情報投射によって情報を書き替える方式の表示部であって、図１や図４に示した構成の非接触ＩＣチップ実装体の場合、先に説明したように、ＲＦＩＤユニットと表示ユニットの間に電気的な接合が必要ないため、運搬や屋外保管のような堅牢性の要求される場面ではＲＦＩＤユニットのみを使用し、工場内等で目視確認が必要な場合のみ表示ユニットと接合し、肉眼による管理を併用することが可能となる。
【００４６】
　図６に示した表示ユニットは上記のＲＦＩＤユニットと分離させた表示ユニットを独立して使用することを想定したものである。図６はＲＦＩＤユニットと分離させた表示ユニットの斜視図である。これは、いわば表示ユニット付きホルダー部である。そのまま単独の電子ペーパーとして使用可能であるほか、非接触ＩＣチップ実装部（ＲＦＩＤユニット）の代わりに広告媒体や学会や展示会などのタイトル紙、付箋、部署名が印刷された紙などをを接合、挿入することによって、乗車券や案内媒体、連絡票として使用することが可能である。
　また、ホルダーの形状として、パスケースや財布、バッグなどに加工して使用した場合、想定した自動改札機での残額表示を行う場合、ＩＣカードをいちいち財布から出す必要がないため便利である。
【００４７】
　図７に図１に示した非接触ＩＣチップ実装体の表示ユニットの表示部にコレステリック液晶を使用した場合に、表示部の少なくとも一部に複数種類のコレステリック液晶を使用した例を示した。図７は表示部の一部にそれぞれ異なる液晶を使った個別の表示部分を使用した一例の表示部の平面図である。表示部分は図に示すように比較的小さな領域に設けられることが好ましく、表示窓と呼んでもよい。制御回路３から印加されるパルス電圧に対する各コレステリック液晶の閾値に大きな差を持たせた、すなわち表示部分の各液晶の配向状態が変化する電圧値に大きな差を持たせた、複数の液晶を使って表示部分をそれぞれ構成するわけである。
【００４８】
　このような表示部分は図７に示すように例えばブロック状に並べられ、近傍に大まかな残額の基準を印刷しておく。このブロック状に並んだ、異なった液晶で構成される部分的な表示部分（表示窓）ａ，ｂ，ｃ，ｄはインジケーターの役目を果たし、鉄道の自動改札機のように、書き替えのために充分な時間が取れない場合、自動改札機の電子ペーパー書き替え部にタッチすることにより、細かな画像ではなく、どの箇所の表示部分（表示窓）までが呈色しているかによって、大まかな残額を表示する。すなわち、わずかな光、情報投射ユニット１１からの光または外光が表示部に入光した場合に、ＲＦＩＤユニットからの残金情報に基づく金額領域の表示部分（表示窓）に適した閾値、例えば図ではｃで示した３０００の領域の表示部分の閾値に相当する電圧を制御回路３から加えるわけである。従って、この場合トリガ受信部１５に対して、光情報を表示部に定着させるためのタイミングの情報と合わせて、いずれの領域の閾値に適した電圧を制御回路３で発生させるかという簡単な情報、すなわち、おおまかな残額情報をトリガ発信部１５から発信することが必要になる。このような場合、特に、表示部の一部である表示部分（表示窓）の領域を比較的小面積で構成し、電極等を独立させて、他の表示部と個別に動作するようにすることが好ましい。たとえば自動改札機通過等の瞬間的な通信時は、トリガ信号のみを情報投射ユニット１１から受けて、外光を利用して必要最小限の情報を、ある領域に色がついているか否か等、言い替えれば白黒表示のように色の有無的な表現で簡易的に表示させることができる。このような動作に特化した場合、情報投射ユニット１１はもはやプロジェクタ１２を必要としない簡易な構成となる。
【００４９】
　尚、以上に説明した各表示部分に色の異なる液晶層や着色層を使用することにより、表示部分の表示が実質的に色のみによる表示を少なくとも含むものである表示部を構成することも可能である。この場合も前記と同様に、鉄道の自動改札機のように、書き替えのために充分な時間が取れない場合、自動改札機の電子ペーパー書き替え部にタッチすることにより、細かな画像ではなく、どの色の部分的な表示部が呈色しているかによる表示をする。例えば残額表示を考えると、シアンならチャージ上限の７０％以上が残っている、イエローは４０％以上、マゼンタなら４０％未満でリチャージが必要などという形で運用する。
【００５０】
　なお、カラーの表示が必要とされる場合は、外部から印加されるパルス電圧に対する各コレステリック液晶の閾値に差を持たせた、３原色である赤色、黄色、マゼンタの色を有する３層の液晶層を積層し、印加電圧によって各層のプレーナー及びフォーカルコニック配向状態の組み合わせで種々の色を加色混合によって実現することも可能である。カラー表示の詳細はジャパンハードコピー２０００ ６月１３日予稿集参照。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
　本非接触ＩＣチップ実装体は書き換え可能で常時視認可能な表示部をもつため、ＩＣチップ内の情報を常に参照できるので、名札や標識的なカード等としても使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明による非接触ＩＣチップ実装体の一例の構成図。
【図２】図１に示した非接触ＩＣチップ実装体の表示時の概略の時系列的なフローチャート。
【図３】別のタイプの電子ペーパーを使用した例の非接触ＩＣチップ実装体の構成図。
【図４】本発明による非接触ＩＣチップ実装体の別の実施の形態の一例の構成図。
【図５】ＲＦＩＤユニットと表示ユニットが着脱可能に組み合わせることのできる構成の非接触ＩＣチップ実装体の一例の斜視図。
【図６】ＲＦＩＤユニットと分離させた表示ユニットの斜視図。
【図７】図７は表示部の一部にそれぞれ異なる液晶を使った個別の表示部分を使用した一例の表示部の平面図。
【図８】本発明の非接触ＩＣチップ実装体の一例の断面図。
【図９】本発明に係る非接触ＩＣチップ実装体の別の一例の平面図
【符号の説明】
【００５３】
１　　表示ユニット
２　　表示部
４　　トリガ受信部
６　　ＲＦＩＤユニット
７　　アンテナ回路
８　　ＩＣチップ
９　　非接触ＩＣチップ実装体
１７　Ｒ／Ｗ＋情報投射装置
２０ ＲＦＩＤユニットを取り外したホルダー状表示ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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