(57)【要約】【課題】書き換え耐久性が向上した好適なカードを提供することを目的とする。【解決手段】情報表示カードの電子インク層には、複数対の外部電極３２及び内部電極３４が２次元配列されている。表示制御部５４には、演算処理部５２（ＣＰＵ）から、文字、図形、記号等を表示領域に表示するための表示データが入力される。表示制御部５４は、その表示データの各画素データに応じた指令を列表示制御部５６及び行表示制御部５８に入力し、列表示制御部５６、行表示制御部５８はこの指令に従い、それぞれ列方向ライン３８および行方向ライン３６に電圧を印加して、外部電極３２と内部電極３４間に電界を発生させて、電子インクの表示を制御する。また、表示データは、アンテナ６０、データ入出力部６４を介して外部から演算処理部５２に入力される。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の板面形状を有する板状のカードであって、その板面に情報を目視可能に表示する情報表示カードにおいて、
カプセル内に帯電粒子が備えられて形成され、前記情報が表示される表示領域に配置された複数の電子インクと、
前記表示領域の複数の位置に電圧を印加する複数の電極と、
表示データに応じて前記各電極に印加される電圧を制御する表示制御手段と、を備えることを特徴とする情報表示カード。
【請求項２】
請求項１に記載された情報表示カードであって、
カード外部から前記表示データを取得する表示データ取得手段を備え、
前記表示制御手段は、前記表示データ取得手段により取得された表示データに応じて、前記各電極に印加される電圧を制御することを特徴とする情報表示カード。
【請求項３】
請求項２に記載された情報表示カードであって、
前記表示データ取得手段は、無線通信により前記表示データを取得することを特徴とする情報表示カード。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つに記載された情報表示カードであって、
現在表示されている表示データと、新たに取得された表示データとの相違である相違データを抽出する相違データ抽出手段を備え、
前記表示制御手段は、前記相違データに応じて、前記各電極に印加される電圧を制御することを特徴とする情報表示カード。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つに記載された情報表示カードであって、
電子インクの表示の劣化を防止する手段を備えることを特徴とする情報表示カード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の板面形状を有する板状のカードであって、その板面に情報を目視可能に表示する情報表示カードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、様々な用途においてカードが用いられている。例えば、電車の定期券、クレジットカード、プリペイドカード、ポイントカードなどである。これらのカードは、一般に、ほぼ長方形の板面形状を有する板状のカードであり、その板面には、そのカードの有効期限、残額、ＩＤ番号、所有者名などの様々な情報が表示されている。
【０００３】
カード表面にこれらの情報を表示する方法としては、カード表面にインク等で印字する方法、カード表面に磁性体粉粒を配置する方法、又は感熱式の表示媒体を利用した表示方法（例えば、特願２０００−５７７６１４）などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
カードに表示されたこれらの情報は、カードの管理上の都合により、書き換えて更新する必要が生じることがある。
【０００５】
このようなときに、インクや磁気体粉粒によりカード表面に情報を表示する場合には、インクによる表示を消して書き直したり、磁気ヘッドを用いて磁性体粉粒に磁気を印加して書き直すことが行われている。しかし、これらの書き換え方法では、書き換えの際にカード表面にヘッド等を接触させる必要があり、カードの寿命が短くなってしまっていた。
【０００６】
一方、感熱式の表示媒体を利用した表示方法では、熱を加えることで非接触で書き換えが行えるものの、熱を安定させることが難しいため、書き換えを安定して行うことができなかった。また、書き換え可能回数は一般的に数百回程度であり、寿命が短いという問題があった。このため、繰り返し利用されるカードには適さなかった。
【０００７】
本発明は、上述の課題に鑑みたものであり、書き換え耐久性が向上した好適なカードを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る情報表示カードは、所定の板面形状を有する板状のカードであって、その板面に情報を目視可能に表示する情報表示カードにおいて、カプセル内に帯電粒子が備えられて形成され、前記情報が表示される表示領域に配置された複数の電子インクと、前記表示領域の複数の位置に電圧を印加する複数の電極と、表示データに応じて前記各電極に印加される電圧を制御する表示制御手段と、を備えるものである。このように情報表示カードを構成することにより、情報表示カードの表示を繰り返し書き換えることが可能となり、また熱などによる悪影響もないため、情報表示カードの書き換え耐久性を向上させることができる。
【０００９】
また、本発明に係る情報表示カードは、カード外部から前記表示データを取得する表示データ取得手段を備え、前記表示制御手段は、前記表示データ取得手段により取得された表示データに応じて、前記各電極に印加される電圧を制御することが好ましい。さらに、前記表示データ取得手段は、無線通信により前記表示データを取得することが好ましい。
【００１０】
また、本発明に係る情報表示カードは、現在表示されている表示データと、新たに取得された表示データとの相違である相違データを抽出する相違データ抽出手段を備え、前記表示制御手段は、前記相違データに応じて、前記各電極に印加される電圧を制御することが好ましい。これにより、書き換える必要のある部分のみが書き換えられるため、書き換えの際のエネルギーの消費が抑えられ、省エネルギーを達成できる。
【００１１】
また、本発明に係る情報表示カードは、電子インクの表示の劣化を防止する手段を備えることが好ましい。例えば、メモリに記憶された表示データに応じて、一定周期で表示を書き換えたり、または表示の劣化が検出されたときに情報表示カードの表示を書き換えるとよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明の実施形態に係る情報表示カードについて説明する。この情報表示カードは、その表面に文字、図形、記号等の情報を表示し、定期的又は非定期的にその情報の書き換えを行う必要があるカードである。情報表示カードとしては、例えば、電車の定期券、クレジットカード、プリペイドカード、ポイントカードなどが考えられる。また、内部に演算処理部（ＣＰＵ）を備えるＩＣカードに適用することも可能である。
【００１３】
図１は、情報表示カードの概略構成を示す斜視図である。情報表示カードは、ほぼ長方形の板面形状を有する板状のカードである。情報表示カードの表示領域には表示素子である電子インクが塗布され、情報を表示する電子インク層２０と、表示データに応じて電子インク層２０の表示制御を行う回路層５０と、情報表示カードの表面、裏面をそれぞれ覆う表面保護層１０と、裏面保護層７０とから構成される。電子インク層２０、回路層５０の厚さはそれぞれ０．１ｍｍ、０．５ｍｍ程度である。製造時には、これらの各層が圧着され、結合される。なお、表面保護層１０は透明であり、電子インク層２０に表示された情報を読み取り可能としている。
【００１４】
次に、上述した構成の一つである電子インク層２０について説明する。図２は、電子インク層２０の概略構成を示す断面図である。電子インク層２０は、紙などの薄膜上に内部電極３４、外部電極３２、及び電子インク２２を配置して形成されている。この電子インク２２は、略球形状であり透明なカプセル２４内に、透明な封入液体２６と、プラス電荷を持った白色の微粒子２８、及びマイナス電荷を持った黒色の微粒子３０とを配置して構成される。そして、電子インク２２の表面保護層１０側に透明な複数の外部電極３２が配置され、電子インク２２の回路層５０側に各外部電極３２と対となる内部電極３４が配置されている。この両電極３２，３４は図２において上又は下から見るとそれぞれ正方形形状であり、表示領域に所定間隔ごとに格子状に２次元配列されている。この格子の任意の領域において、外部電極３２の電位を高くし、内部電極３４の電位を低くすると、電界が発生し、マイナス電荷を持った黒色微粒子３０は液体中を外部電極３２側に電気泳動により移動し、プラス電荷を持った白色微粒子２８は内部電極３４側に移動する。逆に、内部電極３４の電位を高くし、外部電極３２の電位を低くすると、マイナス電荷を持った黒色微粒子３０は液体中を内部電極３４側に電気泳動により移動し、プラス電荷を持った白色微粒子２８は外部電極３２側に移動する。したがって、外部電極３２の電位を内部電極３４の電位より高くすると、その区画では黒色に表示され、また、外部電極３２の電位を内部電極３４の電位より低くすると、その区画では白色に表示される。なお、各微粒子２８，３０は、一度電圧が印加された後は電圧印加を止めても、封入液体２６の粘性により、その位置が変動しないため、表示の維持に電力を必要としない。また、本実施形態では、外部電極３２を格子状に配置された電極としたが、別の実施形態では、外部電極３２を表示領域を覆う一枚の同電位の電極として、内部電極３４の電位のみを制御して電界を発生させてもよい。
【００１５】
このように構成された電子インク層２０は、図３に示されるように回路層５０と接続されている。図示されるように、複数対の外部電極３２及び内部電極３４が２次元配列されている。このように配列された各電極に対して１つずつトランジスタが配置されており、トランジスタのドレインが各電極３２，３４に接続されている。また、横方向に並んだ複数の電極に沿って行方向ライン３６が配設され、各トランジスタのソースに接続されている。同様に、縦方向に並んだ複数の電極に沿って列方向ライン３８が配設され、各トランジスタのゲートに接続されている。
【００１６】
表示制御部５４には、演算処理部５２（ＣＰＵ）から、文字、図形、記号等を表示領域に表示するための表示データが入力される。表示データは、複数の画素データを含んだ画像データである。表示制御部５４は、その表示データの各画素データに応じた指令を列表示制御部５６及び行表示制御部５８に入力し、列表示制御部５６、行表示制御部５８はこの指令に従い、それぞれ各電極３２，３４に電圧を印加する。つまり、行表示制御部５８は各行方向ライン３６に順番に電圧を印加してトランジスタのソースに電圧を印加し、列表示制御部５６は行表示制御部５８による電圧の印加にタイミングを合わせてトランジスタのゲートに電圧を印加し、各電極３２，３４に電圧を印加する。このように各電極３２，３４に電圧を印加することで、外部電極３２と内部電極３４間に電界を発生させて、電子インク２２の表示を制御する。
【００１７】
また、回路層５０には、アンテナ６０、電力供給部６２、データ入出力部６４、不揮発性メモリ６６などが備えられている。データ入出力部６４は、無線周波数でリーダライタとの通信を行うための変調・復調回路、ベースバンド制御回路などを備えている。これらを用いた情報表示カードの表示を書き換える処理について、図４のフローチャートを参照して説明する。
【００１８】
ユーザが情報表示カードを通常所持している状態では、情報表示カードに電力は供給されておらず、カード内部の演算処理部５２などは停止している（Ｓ１０１）。
【００１９】
リーダライタ（情報表示カードに対して表示データを入力するなど、データを入出力を行うための装置）の電力の供給が行われるエリアに、情報表示カードが入ると、情報表示カードはアンテナ６０を介してマイクロ波給電される。電力供給部６２は、供給される電力が所定値以上になったことを判定すると（Ｓ１０２）、演算処理部５２、不揮発性メモリ６６、表示制御部５４、列表示制御部５６、行表示制御部５８に電力を供給し、また、演算処理部５２を起動する。
【００２０】
次に、演算処理部５２は不揮発性メモリ６６に記憶された表示データを読み出し（Ｓ１０３）、表示制御部に送る。
【００２１】
次に、演算処理部５２は、アンテナを介してリーダライタより表示データを送信するアクセスがあるか否かを判定する（Ｓ１０４）。具体的には、演算処理部５２が電力の供給を受けてから所定時間内にアクセスがあればアクセスがあることを判定し、所定時間何のアクセスもなければアクセスがないことを判定する。
【００２２】
このアクセスがあった場合には、演算処理部５２は、アクセスがあった情報、即ち新しい表示データを不揮発性メモリ６６に記憶させるための指令を、不揮発性メモリ６６に対して出力する（Ｓ１０５）。これにより、不揮発性メモリ６６は表示データを入力し記憶する（Ｓ１０６）。なお、このとき、本実施形態の情報表示カードが、表示データ以外のＩＤ番号、カードの有効期限などのデータを内部に記憶するＩＣカードである場合には、それらの情報も入出力される。
【００２３】
次に、演算処理部５２は、不揮発性メモリ６６への表示の書き換えがあり、表示データが変更されたか否かを判定する（Ｓ１０７）。表示データの変更があった場合には、演算処理部５２は不揮発性メモリ６６に書き込まれた表示データを読み出し、表示制御部５４に向けて出力する。そして、表示制御部５４は、演算処理部５２から入力された新しい表示データと、既に入力されている現在表示されている表示データとを比較し、それら２つの表示データのうち、互いに相違する画素データである相違データのみを抽出する（Ｓ１０８）。表示制御部５４はこの抽出された相違データに応じた指令を列表示制御部５６および行表示制御部５８に送信する。列表示制御部５６および行表示制御部５８は、この指令に従い電極３２，３４に電圧を印加し、表示の書き換えを行う（Ｓ１０９）。そして、演算処理部５２は、書き換え後の表示されている表示データを、表示制御部５４から入力し、不揮発性メモリ６６に記憶する。この記憶された表示データは次回の書き換え時に用いられることとなる。
【００２４】
以上の処理の後に、演算処理部５２は、リーダライタに対して、表示の書き換えが終了したことを通知する信号を、データ入出力部６４、アンテナ６０を介して送信する（Ｓ１１１）。リーダライタは、この信号を受信すると、音を発したり、発光するなどして、ユーザに書き換え処理が終了したことを知らせる。これにより、ユーザは、リーダライタの電力供給エリアから情報表示カードを離してもよいことを知り、カードを離す。そして、情報表示カードはカード停止状態となる（Ｓ１１２）。
【００２５】
また、不揮発性メモリ６６への表示の書き換えがあったか否かを判定するステップＳ１０７において、演算処理部５２が書き換えがなかったと判定した場合には、電子インク層２０の書き換えを行うことなく、表示の書き換えが終了したことを通知する信号を送信する（Ｓ１１１）。
【００２６】
上述した本実施形態では、情報表示カードがカプセル２４内に帯電した微粒子２８，３０を備えた電子インク２２を備え、この電子インク２２に対応して設けられた電極３２，３４に電圧を印加することにより、情報表示カードの表示を制御している。このような電子インク２２を用いた表示方法では、表示の書き換えを何度でも行うことができ、情報表示カードの書き換え耐久性を向上させることができる効果がある。また、電極３２，３４に電圧を安定して印加することが可能であるため、情報表示カードに情報を明瞭に表示させることができる。
【００２７】
また、本実施形態の情報表示カードでは、無線通信により表示データを取得可能に構成されているため、表示データの入力の際にも情報表示カードに接触することがない。これにより、さらに情報表示カードの耐久性は向上している。
【００２８】
また、表示データの書き換え時には、現在表示されている表示データと、新たに取得された表示データを比較し、そのデータの相違する部分のみを抽出し、この相違情報に応じて複数の電極３２，３４に電圧を印加している。これにより、表示を書き換える必要がある部分のみを書き換えるため、書き換えが迅速に行うことができ、また、電力の消費が少ない効果がある。
【００２９】
以上に、本実施形態の情報表示カードを説明したが、上述の情報表示カードに次の機能を追加することも可能である。
【００３０】
ユーザが情報表示カードを通常使用しているときに、列表示制御部５６及び行表示制御部５８を用いて、各電極３２，３４の電位を測定し、現在表示されている表示データを取得する。この電位の測定は、列表示制御部５６が列方向ライン３８に電圧を印加してトランジスタをオープン状態にしたときの行方向ライン３６の電圧を、行方向制御部５８が測定することで行ってもよいし、または、各電極３２，３４に対して別の電圧を検出するための素子を付加することにより行ってもよい。そして、表示データを取得した次に、取得された表示データと不揮発性メモリ６６に記憶された表示データと比較し、相違している部分のみを抽出し、この抽出された相違データに応じて、対応する電極３２，３４のみに電圧を印加する処理を行う。このような処理を行うことにより、電子インクの表示が劣化した箇所が修正され、表示の劣化を防止することができる。また、不揮発性メモリ６６に保存されている現在の表示データに応じて、定期的に表示データの書き換えを行っても、同様に表示の劣化が防止される。なお、この処理を行う場合、情報表示カード内部に電力を定常的に供給する手段を備えておく必要がある。この電力を供給する手段としては、振動により発電するキネマティック発電機構や、バッテリなどを用いればよい。
【００３１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、等価な範囲で様々な変形が可能である。例えば、上述の実施形態の説明では、情報をモノクロ表示する情報表示カードについて説明したが、情報表示カードにカラーフィルタ等を装着することでカラー表示させてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、情報表示カードがカプセル内に帯電した微粒子を備えた電子インクを備え、この電子インクに対応して設けられた電極に電圧を印加することにより、情報表示カードの表示を制御しているため、表示の書き換えを何度でも行うことができ、情報表示カードの書き換え耐久性を向上させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】情報表示カードの概略構成を示す斜視図である。
【図２】電子インク層の概略構成を示す断面図である。
【図３】情報表示カードの概略構成を示すブロック図である。
【図４】情報表示カードが行う処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１０　表面保護層、２０　電子インク層、２２　電子インク、２４　カプセル、２６　封入液体、２８　白色微粒子、３０　黒色微粒子、３２　外部電極、３４　内部電極、３６　行方向ライン、３８　列方向ライン、５０　回路層、５２演算処理部、５４　表示制御部、５６　列表示制御部、５８　行表示制御部、６０　アンテナ、６２　電力供給部、６４　データ入出力部、６６　不揮発性メモリ、７０　裏面保護層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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