(57)【要約】本発明は、外部装置に対する情報の送信および／または外部装置からの情報の受信を行うＩＣカードに関するものであって、コレステリック液晶の特性を最大限に生かして情報の表示を効果的に行うことを目的とする。本発明のＩＣカードは、プレーナ状態において赤色光を反射するコレステリック液晶層（６３１）（６３２）と、青色光を反射するコレステリック液晶層（６３３）とを積層し、積層されたコレスレリック液晶層（６３１）（６３２）（６３３）にそれぞれ電圧を印加して、コレステリック液晶分子の配向状態をプレーナ状態とフォーカルコニック状態との間で変化させて、光を透過または反射させることにより所定の情報を表示する情報表示手段を備える。
2005024499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部装置に対する情報の送信および／または該外部装置からの情報の受信をおこなうＩＣカードであって、
プレーナ状態においてそれぞれ異なる主波長の光を反射するコレステリック相を形成する液晶層を少なくとも２層以上に積層し、積層されたコレステリック相を形成する液晶層に電圧を印加してコレステリック相を形成する液晶の液晶分子の配向状態を変化させ、光を透過または反射させることにより所定の情報を表示する情報表示手段を備えたこと、
を特徴とするＩＣカード。
【請求項２】
前記情報表示手段は、積層されたすべてのコレステリック相を形成する液晶層を透過した光を吸収する光吸収層をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のＩＣカード。
【請求項３】
前記情報表示手段は、プレーナ状態において互いに補色関係にある２つの光をそれぞれ反射する２つの積層されたコレステリック相を形成する液晶層を備えたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のＩＣカード。
【請求項４】
前記補色関係にある２つの光の主波長は、それぞれ５７０ナノメートル以上６４０ナノメートル以下の範囲および４５０ナノメートル以上５００ナノメートル以下の範囲内であることを特徴とする請求の範囲第３項に記載のＩＣカード。
【請求項５】
前記情報表示手段は、情報を表示するパターンを形成する複数のセグメントごとに独立して電圧を印加する電極を備えたコレステリック相を形成する液晶層と、前記複数のセグメントに一律に電圧を印加する電極を備えたコレステリック相を形成する液晶層とが積層されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のＩＣカード。
【請求項６】
積層された複数のコレステリック相を形成する液晶層は、左円偏光の光を反射する液晶分子の螺旋構造を有するコレステリック相を形成する液晶層と、右円偏光の光を反射する液晶分子の螺旋構造を有するコレステリック相を形成する液晶層とを含んでいることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のＩＣカード。
【請求項７】
表示をおこなう情報が所定の条件を満足したかどうかを判定する条件判定手段をさらに備え、前記情報表示手段は、前記条件判定手段による判定結果に基づいて、積層されたコレステリック相を形成する液晶層に電圧を印加してコレステリック相を形成する液晶の液晶分子の配向状態を変化させ、光を透過または反射させることにより前記情報の表示色を所定の表示色に設定することを特徴とする請求の範囲第１項に記載のＩＣカード。
【請求項８】
外部装置に対する情報の送信および／または該外部装置からの情報の受信をおこなうＩＣカードであって、
情報を表示するパターンを形成するセグメントごとに、プレーナ状態においてそれぞれ異なる波長の光を反射するコレステリック相を形成する液晶層を少なくとも２つ以上並列し、並列されたコレステリック相を形成する液晶層に電圧を印加してコレステリック相を形成する液晶の液晶分子の配向状態を変化させ、光を透過または反射させることにより所定の情報を表示する情報表示手段を備えたこと、
を特徴とするＩＣカード。
【請求項９】
前記情報表示手段の並列された各コレステリック相を形成する液晶層の幅は１ミリメートル以下であることを特徴とする請求の範囲第８項に記載のＩＣカード。
【請求項１０】
前記情報表示手段は、プレーナ状態において互いに補色関係にある２つの光をそれぞれ反射する２つの並列されたコレステリック相を形成する液晶層を備えたことを特徴とする請求の範囲第８項に記載のＩＣカード。
【請求項１１】
前記情報表示手段は、プレーナ状態において主波長が４５０ナノメートル以上４９０ナノメートル以下、５３０ナノメートル以上５７０ナノメートル以下、および、６１０ナノメートル以上６５０ナノメートル以下である光をそれぞれ反射するコレステリック相を形成する液晶層を少なくとも３つ並列したことを特徴とする請求の範囲第８項に記載のＩＣカード。
【請求項１２】
単一の情報の表示から複数の情報の一斉表示へと切り替える切替要求の入力を受け付ける入力受付手段をさらに備え、前記情報表示手段は、前記切替要求受付手段により切替要求を受け付けた場合に、単一の情報の表示から複数の情報の一斉表示へと切り替えることを特徴とする請求の範囲第１項または第８項に記載のＩＣカード。
【請求項１３】
前記情報表示手段は、前記複数の情報をそれぞれ異なる色で表示することを特徴とする請求の範囲第１２項に記載のＩＣカード。
【請求項１４】
前記情報表示手段は、２つの情報を一斉表示する場合に、第１のコレステリック相を形成する液晶が反射する主波長が５３０ナノメートル以上５７０ナノメートル以下の光および第２のコレステリック相を形成する液晶が反射する主波長が４５０ナノメートル以上４９０ナノメートル以下の光の重ね合わせにより生じる色と、第３のコレステリック相を形成する液晶が反射する主波長が５３０ナノメートル以上５７０ナノメートル以下の光および第４のコレステリック相を形成する液晶が反射する主波長が６１０ナノメートル以上６５０ナノメートル以下の光の重ね合わせにより生じる色とでそれぞれの情報を表示することを特徴とする請求の範囲第１２項に記載のＩＣカード。
【請求項１５】
電力を蓄積する電力蓄積手段をさらに備え、前記情報表示手段は、前記電力蓄積手段により蓄積された電力を利用して情報の表示をおこなうことを特徴とする請求の範囲第１２項に記載のＩＣカード。
【請求項１６】
前記電力蓄積手段は、振動による運動エネルギーを電力に変換し、変換された電力を蓄積することを特徴とする請求の範囲第１５項に記載のＩＣカード。
【請求項１７】
前記電力蓄積手段は、光のエネルギーを電力に変換し、変換された電力を蓄積することを特徴とする請求の範囲第１５項に記載のＩＣカード。
【請求項１８】
前記電力蓄積手段は、外部の電力供給装置から供給された電力を蓄積することを特徴とする請求の範囲第１５項に記載のＩＣカード。
【請求項１９】
前記情報表示手段は、光エネルギーを蓄積し、蓄積した光エネルギーを利用して発光する蓄光層をさらに備え、該蓄光層により発光された光が前記コレステリック相を形成する液晶層を照射するよう構成されていることを特徴とする請求の範囲第１項、第６項または第８項に記載のＩＣカード。
【請求項２０】
前記蓄光層により発光される光の主波長は、前記コレステリック相を形成する液晶がプレーナ状態において反射する反射光の波長領域に含まれることを特徴とする請求の範囲第１９項に記載のＩＣカード。
【請求項２１】
前記コレステリック相を形成する液晶層は、プレーナ状態において左円偏光または右円偏光の光を反射する液晶分子の螺旋構造を有し、前記情報表示手段は、左円偏光または右円偏光の光を反射するコレステリック相を形成する液晶層と前記蓄光層との間に、光の偏光状態をそれぞれ左円偏光または右円偏光に変換する４分の１波長板と偏光板とを備えたことを特徴とする請求の範囲第１９項に記載のＩＣカード。
【請求項２２】
前記外部装置から光エネルギーの供給を受け付ける光エネルギー受付手段をさらに備え、前記蓄光層は、光エネルギー受付手段により受け付けられた光エネルギーを蓄積することを特徴とする請求の範囲第１９項に記載のＩＣカード。
【請求項２３】
前記情報表示手段によりコレステリック相を形成する液晶に電圧を印加してコレステリック相を形成する液晶の液晶分子の配向状態をプレーナ状態とフォーカルコニック状態との間で切り替える場合に、該状態を切り替える際に印加する正負いずれかの極性を示す電圧の極性を、プレーナ状態に切り替える電圧とフォーカルコニック状態に切り替える電圧とで反対の極性とすることを特徴とする請求の範囲第１項または第８項に記載のＩＣカード。
【請求項２４】
前記情報表示手段は、情報の表示に係る初期化を前記コレステリック相を形成する液晶の液晶分子の配向状態をプレーナ状態またはフォーカルコニック状態に設定する電圧を印加することにより実行し、該配向状態をフォーカルコニック状態またはプレーナ状態に切り替える場合に、該状態を切り替える際に印加する正負いずれかの極性を示す電圧の極性を、前記情報の表示に係る初期化を実行する際に印加した電圧の極性と反対の極性とすることを特徴とする請求の範囲第１項または第８項に記載のＩＣカード。
【請求項２５】
前記情報表示手段によりコレステリック相を形成する液晶に電圧を印加してコレステリック相を形成する液晶の液晶分子の配向状態をプレーナ状態とフォーカルコニック状態との間で切り替える場合に、該状態を切り替える際に印加する正負の極性が反転する電圧を、該極性の反転時に電圧が印加されない期間を有する電圧とすることを特徴とする請求の範囲第１項または第８項に記載のＩＣカード。
【請求項２６】
前記情報表示手段によりコレステリック相を形成する液晶に電圧を印加してコレステリック相を形成する液晶の液晶分子の配向状態をプレーナ状態とフォーカルコニック状態との間で切り替える場合に、該状態を切り替える際に印加する正負いずれかの極性を示す電圧の極性を、該状態を切り替えた回数に基づいて正負いずれかに設定することを特徴とする請求の範囲第１項または第８項に記載のＩＣカード。
【請求項２７】
前記情報表示手段によりコレステリック相を形成する液晶の液晶分子の配向状態が切り替えられた回数を記憶する切替回数記憶手段をさらに備え、前記情報表示手段は、該状態を切り替える際に印加する正負いずれかの極性を示す電圧の極性を、前記切替回数記憶手段により記憶された回数に基づいて正負いずれかに設定することを特徴とする請求の範囲第２６項に記載のＩＣカード。
【請求項２８】
前記情報表示手段は、コレステリック相を形成する液晶に電圧を印加してコレステリック相を形成する液晶の液晶分子の配向状態をプレーナ状態とフォーカルコニック状態との間で切り替える場合に、該状態を切り替える際に印加する電圧は極性が反転する電圧であり、かつ、正負いずれか一方の極性の電圧の絶対値は該状態の切り替えに必要な値であり、他方の極性の電圧の絶対値は、前記状態の切り替えが生じない値であることを特徴とする請求の範囲第１項または第８項に記載のＩＣカード。
【請求項２９】
前記情報表示手段は、前記情報の表示に係る初期化を前記外部装置との間の通信の初期化実行中に発せられる所定の信号と同期をとることにより開始することを特徴とする特許請求の範囲第１項または第８項に記載のＩＣカード。
【請求項３０】
前記情報表示手段は、前記情報の表示に係る初期化を前記コレステリック相を形成する液晶の液晶分子の配向状態をプレーナ状態またはフォーカルコニック状態に設定する電圧を印加することにより実行し、前記所定の情報を表示する際、該配向状態を前記初期化により設定された状態に維持する場合に、前記初期化により設定された配向状態にコレステリック相を形成する液晶の状態を設定する電圧を再度印加することを特徴とする請求の範囲第２９項に記載のＩＣカード。
【請求項３１】
前記情報表示手段は、前記外部装置に対する情報の送信および／または前記外部装置からの情報の受信が終了した場合に、通信が終了したことを示す通信終了信号を発することを特徴とする請求の範囲第１項または第８項に記載のＩＣカード。
【請求項３２】
前記情報表示手段は、前記外部装置に対する情報の送信および／または前記外部装置からの情報の受信が終了した場合に、前記コレステリック相を形成する液晶に電圧を印加してコレステリック相を形成する液晶の配向状態をプレーナ状態とホメオトロピック状態との間で切り替えることにより所定の情報を点滅表示することを特徴とする請求の範囲第３１項に記載のＩＣカード。
【請求項３３】
音を発生する音発生手段をさらに備え、前記外部装置に対する情報の送信および／または前記外部装置からの情報の受信が終了した場合に、前記音発生手段は、通信が終了したことを示す音を発生することを特徴とする請求の範囲第３１項に記載のＩＣカード。
【請求項３４】
前記コレステリック相を形成する液晶層は、所定の温度範囲に対してプレーナ状態において可視光領域の光を反射するよう形成され、前記情報表示手段は、光を透過または反射させることにより所定の情報を表示するとともに、温度に係る情報を該温度に応じた前記コレステリック相を形成する液晶層の反射光の色で表示することを特徴とする請求の範囲第１項または第８項に記載のＩＣカード。
【請求項３５】
前記情報表示手段により表示された前記コレステリック相を形成する液晶層の反射光の色と温度に係る情報との間の対応関係を示す対応関係表示手段をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第３４項に記載のＩＣカード。
【請求項３６】
前記情報表示手段は、前記コレステリック相を形成する液晶層に紫外線が入射するのを抑制する紫外線カット層を備えていることを特徴とする請求の範囲第３４項に記載のＩＣカード。
【請求項３７】
前記コレステリック相を形成する液晶層は、温度が高くなるほどプレーナ状態において反射する光の波長が長くなることを特徴とする請求の範囲第３４項に記載のＩＣカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  この発明は、外部装置に対する情報の送信および／または外部装置からの情報の受信をおこなうＩＣカードに関するものであり、特に、コレステリック液晶の特性を最大限に生かして情報の表示を効果的におこない、利用者の利便性を高めることのできるＩＣカードに関するものである。
【背景技術】  従来、メモリやマイクロプロセッサなどの集積回路（ＩＣ，Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）を内蔵し、情報の記憶・処理機能を有するＩＣカードが広く利用されている。さらに、記憶しているデータを表示する表示機能を有するＩＣカードも近年利用されるようになってきている。
この表示機能を有するＩＣカードには、感熱発色型の材料を用いて印字消去をおこなう熱書込み方式のＩＣカードや、磁性体材料を用いて印字消去をおこなう磁気書込み方式のＩＣカードがある。
ところが、これらの表示方式においては、表示の書き換えをおこなうために、サーマルヘッドや磁気ヘッド等を有する情報記録装置にＩＣカードを挿入する必要があり、非接触型のＩＣカードへの適用には不向きであるという問題があった。
そこで、特許文献１には外部ターミナルから受けた電波を電力源として表示の書き換えをおこない、表示の保持に電力を消費しないメモリ性を有する液晶表示素子を用いて情報の表示をおこなう非接触情報記録表示方法が開示されている。この液晶表示素子の例としては、コレステリック液晶による光の選択反射を利用したものが挙げられている。
【特許文献１】特開２０００−１１３１３７号公報
しかしながら、前述した文献に記載された非接触情報記録表示方法では、メモリ性を有する液晶表示素子の一例としてコレステリック液晶が挙げられているのみであり、ＩＣカードにおいてコレステリック液晶の有する特性をいかに有効に利用するかという点が十分言及されていないという問題があった。すなわち、コレステリック液晶の特性を効果的に利用する具体的な方法が十分開示されていなかった。
たとえば、メモリ性以外にも、コレステリック液晶が有する特性を有効に利用することにより、視認性を高めるなど、表示機能を有するＩＣカードの利便性をさらに高めることができるようになる。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コレステリック液晶の特性を最大限に生かして情報の表示を効果的におこない、利用者の利便性を高めることのできるＩＣカードを提供することを目的とする。
【発明の開示】
本発明によれば、外部装置に対する情報の送信および／または該外部装置からの情報の受信をおこなうＩＣカードであって、プレーナ状態においてそれぞれ異なる主波長の光を反射するコレステリック相を形成する液晶層を少なくとも２層以上に積層し、積層されたコレステリック相を形成する液晶層に電圧を印加してコレステリック相を形成する液晶の液晶分子の配向状態を変化させ、光を透過または反射させることにより所定の情報を表示する情報表示手段を備えたこと、を特徴とする。
また、本発明によれば、外部装置に対する情報の送信および／または該外部装置からの情報の受信をおこなうＩＣカードであって、情報を表示するパターンを形成するセグメントごとに、プレーナ状態においてそれぞれ異なる波長の光を反射するコレステリック相を形成する液晶層を少なくとも２つ以上並列し、並列されたコレステリック相を形成する液晶層に電圧を印加してコレステリック相を形成する液晶の液晶分子の配向状態を変化させ、光を透過または反射させることにより所定の情報を表示する情報表示手段を備えたこと、を特徴とする。
これらの発明によれば、表示される情報に応じて表示色を変えるなどして視認性を高め、コレステリック相を形成する液晶の特性を最大限に生かして情報の表示を効果的におこない、利用者の利便性を高めることができる。また、コレステリック相を形成する液晶を用いることにより、明度の高いカラー表示が可能な液晶ディスプレイを備えたＩＣカードを安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】  第１図は、実施の形態１に係るＩＣカードシステムの構成を示す図であり、第２図は、実施の形態１に係るＩＣカードのハードウェア構成を示す概略構成図であり、第３図は、コレステリック液晶による液晶ディスプレイの表示原理について説明する説明図であり、第４図は、コレステリック液晶を用いておこなったデータ表示の一例を示す図であり、第５図は、コレステリック液晶の液晶分子の配向状態の設定方法を説明する概念図であり、第６図は、実施の形態１に係る液晶ディスプレイの構造を示す図であり、第７図は、赤色光と青色光とが混じりあって生じた白色光のスペクトルの一例を示す図であり、第８図は、実施の形態１に係る液晶ディスプレイのカラー表示の一例を示す図であり、第９図は、人間の視感度特性を表す視感度曲線を示す図であり、第１０図は、青色反射光の明度と青色反射光のスペクトルの半値幅との間の関係を示す図であり、第１１図は、赤色反射光および青色反射光が混じりあってできる白色反射光の明度と青色反射光の半値幅との間の関係を示す図であり、第１２図は、赤色反射光および青色反射光が混じりあってできる白色反射光の青色反射光に対するコントラスト比と青色反射光の半値幅との間の関係を示す図であり、第１３図は、実施の形態１に係る液晶ディスプレイの表示の一例を示す図であり、第１４図は、実施の形態２に係る液晶ディスプレイの構成を示す図であり、第１５図は、コレステリック液晶層により反射される赤色光、緑色光および青色光のスペクトルを示した図であり、第１６図は、白黒の縞模様の空間周波数に対する視覚伝達関数を示す図であり、第１７図は、実施の形態３に係るＩＣカードシステムの構成を示す図であり、第１８図は、実施の形態３に係るデータの表示方式を説明するための概念図であり、第１９図は、実施の形態３に係る液晶ディスプレイの構造を示す図であり、第２０図は、第１９図に示した液晶ディスプレイの構造を簡略化した構造を示す図であり、第２１図は、第２０図に示した液晶ディスプレイを用いて単一のデータ表示から２つのデータ表示に切り替える切り替え表示の一例を示す図であり、第２２図は、第２０図または第２１図に示した液晶ディスプレイを備えたＩＣカードの概観を示す図であり、第２３図は、実施の形態４に係る液晶ディスプレイの構成を示す図であり、第２４図は、蓄光層を備えた液晶ディスプレイの表示の一例を示す図であり、第２５図は、４分の１波長板および偏光板を用いて改良した液晶ディスプレイの構成を示す図であり、第２６図は、右円偏光の光を反射するコレステリック液晶層と左円偏光の光を反射するコレステリック液晶層を有する液晶ディスプレイの構成を示す図であり、第２７図は、暗所において蓄光層により発せられた光のコレステリック液晶部透過後のスペクトルを示す図であり、第２８図は、ＩＣカードがリーダ／ライタから光エネルギーの供給を受ける方式を示す図であり、第２９図は、極性が正負逆転し、かつ、振幅の絶対値が等しい交流パルス電圧の一例を示す図であり、第３０図は、コレステリック液晶層に印加される直流パルス電圧の一例を示す図であり、第３１図は、極性の反転時に電圧が印加されないインターバルを有する交流パルス電圧���一例を示す図であり、第３２図は、正負の電圧振幅が異なる交流パルス電圧の一例を示す図であり、第３３図は、液晶ディスプレイの表示の書き換え回数に応じて極性が異なる直流パルス電圧の一例を示す図であり、第３４図は、表示の書き換えを２段階でおこなう場合に印加する直流パルス電圧の一例を示す図であり、第３５図は、コレステリック液晶の状態を遷移させるのに必要な電圧と温度との関係を示す図であり、第３６図は、コレステリック液晶に電圧を印加する電圧印加回数と表示の明度およびコントラストとの間の関係を示す図であり、第３７図は、コレステリック液晶の初期化のタイミングを示すタイミング図であり、第３８図は、コレステリック液晶層の表示の初期化処理を示す図であり、第３９図は、液晶ディスプレイの表示の切り替えによりデータ通信の完了を通知する通知処理を示す図であり、第４０図は、コレステリック液晶に印加する交流パルス電圧の減衰を示す図であり、第４１図は、データ通信の終了を通知する音を発生するＩＣカードの構造を示す図であり、第４２図は、ＩＣカードが利用者にデータ通信が正常に終了したかどうかを通知する通知処理の処理手順を示すフローチャートであり、第４３図は、コレステリック液晶で構成される液晶ディスプレイを気温計として用いる場合の表示状態の一例を示す図であり、第４４図は、コレステリック液晶で構成される液晶ディスプレイを体温計として用いる場合の表示の一例を示す図であり、第４５図は、実施の形態８に係る温度計が測定する温度範囲とコレステリック液晶がプレーナ状態において反射する反射光波長との間の関係を示す図であり、第４６図は、気温計として機能する液晶ディスプレイを備えたＩＣカードの一例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、添付図面を参照して、この発明に係るＩＣカードおよび外部装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下では、ＩＣカードと外部装置とが非接触で通信する非接触型のＩＣカードの例を示すが、本発明はそれに限定されるものではなく、外部装置と接触して通信する接触型ＩＣカード、および、接触型と非接触型の両方を兼ね備えたハイブリッド型ＩＣカードにも同様に適用されるものである。
（実施の形態１）
まず、本実施の形態１に係るＩＣカードシステムの構成について説明する。第１図は、実施の形態１に係るＩＣカードシステムの構成を示す図である。同図に示すように、このＩＣカードシステムは、ホストコンピュータ１０、リーダ／ライタ１１およびＩＣカード１２から構成される。
ホストコンピュータ１０は、ＩＣカード１２に送信するデータの生成やＩＣカード１２から受信したデータのデータ処理および管理などをおこなうコンピュータである。リーダ／ライタ１１は、ホストコンピュータ１０に接続され、ＩＣカード１２との間で通信を確立して、データの授受をおこなう装置である。
ＩＣカード１２は、ＩＣチップが組み込まれたカード状のデバイスであり、リーダ／ライタ１１との間で種々の情報を送受信する。また、ＩＣカード１２は、受信したデータに対して演算や記憶などのデータ処理をおこなうことができる。
さらに、本発明に係るＩＣカード１２は、熱書込み方式や磁気書き込み方式のＩＣカードとは異なり、リーダ／ライタ１１から受信したデータの内容や、演算結果、記憶しているデータなどをカラー表示するよう構成され、ＩＣカード１２の利便性をさらに高めている。このカラー表示は、異なる波長の光をそれぞれ反射する複数のコレステリック液晶層を用いることにより実現している。また、液晶ディスプレイがコレステリック液晶を利用して構成されるため、電圧を常時印加していなくとも表示を保持することができ、電力の消費量が少なくてすむ。
第１図に示すように、このＩＣカード１２は、通信部１３、記憶部１４、情報表示部１５および制御部１６を有する。通信部１３は、リーダ／ライタ１１との間でデータ通信をおこなう通信部である。記憶部１４は、リーダ／ライタ１１から受信したデータや、データの演算処理をおこなった結果などを記憶する記憶部である。
情報表示部１５は、リーダ／ライタ１１から受信したデータや、記憶部１４に記憶されたデータ、あるいはエラーメッセージなどの種々の情報を複数のコレステリック液晶層を用いることによりカラー表示する表示部である。カラー表示をおこなう具体的な方法については後に詳しく説明する。
制御部１６は、各機能部１３〜１５に種々の制御信号を送信し、ＩＣカード１２の全体制御をおこなう制御部である。またこの制御部１６は、データの記憶や演算などのさまざまな処理をおこなう。たとえば、受信したデータが所定の条件を満足したかどうかを判定し、判定結果に基づいてデータの表示色を変更するよう情報表示部１５に要求する処理などをおこなう。
第２図は、実施の形態１に係るＩＣカード１２のハードウェア構成を示す概略構成図である。ＩＣカード１２は、アンテナ２０、液晶ディスプレイ２１、液晶ディスプレイ制御ＩＣ２２、通信制御ＩＣ２３およびカード制御ＩＣ２４を有する。
アンテナ２０および通信制御ＩＣ２３は、第１図に示した通信部１３に対応し、液晶ディスプレイ２１および液晶ディスプレイ制御ＩＣ２２は、第１図に示した情報表示部１５に対応し、カード制御ＩＣ２４は、第１図に示した記憶部１４および制御部１６に対応する。
アンテナ２０は、リーダ／ライタ１１との間で通信する際に、電波を空間に放射し、あるいは、電波を空間から受け取る金属線である。液晶ディスプレイ２１は、データやメッセージなどをカラー表示するディスプレイである。液晶ディスプレイ制御ＩＣ２２は、液晶ディスプレイ２１を制御して、データやメッセージなどをカラー表示するＩＣである。
通信制御ＩＣ２３は、アンテナ２０から電波を放射して、リーダ／ライタ１１にデータを送信する処理の制御をおこなうＩＣである。また、この通信制御ＩＣ２３は、アンテナ２０が受け取った電波から通信データを抽出する処理をおこなう。
カード制御ＩＣ２４は、液晶ディスプレイ制御ＩＣ２２や通信制御ＩＣ２３に種々の制御信号を送信し、ＩＣカード１２の全体制御をおこなう。また、このカード制御ＩＣ２４は、内部に種々のデータを記憶するメモリを有している。さらに、このカード制御ＩＣ２４は、データの演算や記憶などのさまざまなデータ処理をおこなうことができ、演算結果などをメモリに記憶することができる。
つぎに、コレステリック液晶による液晶ディスプレイの表示原理について説明する。第３図は、コレステリック液晶による液晶ディスプレイの表示原理について説明する説明図である。コレステリック液晶は、液晶分子が螺旋構造を形成している液晶であり、第３図（ａ）に示すプレーナ状態および第３図（ｂ）に示すフォーカルコニック状態の２つの安定した状態が存在する。これらの状態は、電圧が印加されていなくとも安定して存在することができるため、双安定性と称される。
プレーナ状態は、螺旋構造を有する液晶分子３０の螺旋軸方向が電極３１および３２により発生された電界の方向となっており、特定の波長帯域の光を反射する。液晶分子３０の螺旋構造における周期（ピッチ）をｐとすると、反射率が最大となる光の波長λと、液晶の平均屈折率ｎとの間の関係は、λ＝ｐ×ｎで表され、反射される光の反射波長帯域Δλと、液晶の屈折率異方性Δｎとの間の関係は、Δλ＝ｐ×Δｎで表される。反射波長帯域Δλは、液晶の屈折率異方性Δｎが大きくなるにつれ広くなる。
また、コレステリック液晶は、螺旋構造のねじれの向きと同じ巻きとなる円偏光を選択的に反射する。したがって、右円偏光あるいは左円偏光のいずれか一方が反射され、他方は透過するので反射率は理論上５０％となる。
フォーカルコニック状態は、螺旋構造を有する液晶分子３０の螺旋軸方向が電極３１および３２により発生された電界の方向と垂直になっており、入射した光のほとんどを透過する。
第４図は、コレステリック液晶を用いておこなったデータ表示の一例を示す図である。第４図には、「３３３３３３」という数字を液晶ディスプレイ２１に表示した例を示している。各数字を表示する表示パターンは、７つのセグメント４０１〜４０７により形成される。そして、各セグメント４０１〜４０７は独立にコレステリック液晶の状態をプレーナ状態あるいはフォーカルコニック状態に設定することができ、それによりさまざまな表示パターンを形成する。
たとえば、「３」の数字を表示する場合には、セグメント４０１、セグメント４０３、セグメント４０４、セグメント４０６およびセグメント４０７をプレーナ状態に、セグメント４０２およびセグメント４０５をフォーカルコニック状態に設定し、光の反射および透過を制御することにより表示をおこなう。
つぎに、コレステリック液晶の液晶分子の配向状態の設定方法について説明する。第５図は、コレステリック液晶の液晶分子の配向状態の設定方法を説明する概念図である。第５図には、コレステリック液晶が光を反射する反射率と、コレステリック液晶に印加された電圧パルスとの関係が示されている。実線５０は、プレーナ状態からフォーカルコニック状態に状態を変化させる場合の関係を示し、点線５１は、フォーカルコニック状態からプレーナ状態に状態を変化させる場合の関係を示している。
実線５０においては、電圧値Ｖ１は、プレーナ状態からフォーカルコニック状態に状態が遷移を始める電圧パルスの閾値電圧であり、電圧値Ｖ２および電圧値Ｖ３は、フォーカルコニック状態となる電圧範囲である。また、電圧値Ｖ４は、完全なプレーナ状態にコレステリック液晶が遷移する電圧パルスの電圧値である。なお、プレーナ状態に遷移するまでにはホメオトロピック状態を経由する。ホメオトロピック状態は、液晶分子の螺旋構造がほどけ、液晶分子の長軸が電界の向きに向いた状態である。
点線５１においては、電圧値Ｖ３は、フォーカルコニック状態からプレーナ状態に遷移を始める電圧パルスの閾値電圧であり、電圧値Ｖ４は、完全なプレーナ状態となる電圧パルスの閾値電圧である。
したがって、プレーナ状態からフォーカルコニック状態に状態を設定する場合には、電圧値Ｖ２から電圧値Ｖ３の範囲内の電圧パルスを与える。また、フォーカルコニック状態からプレーナ状態に状態を設定する場合には、電圧値Ｖ４以上の電圧パルスを与える。
また、中間的な大きさの電圧パルス、すなわち、実線５０における電圧値Ｖ１から電圧値Ｖ２の範囲、および、電圧値Ｖ３から電圧値Ｖ４の範囲の電圧パルスの印加では、コレステリック液晶の配向状態は、プレーナ状態とフォーカルコニック状態とが混在した状態となり、反射される光の色は、プレーナ状態における色とフォーカルコニック状態における色との間の中間的な色となる。点線５１における電圧値Ｖ３から電圧値Ｖ４の範囲の電圧の印加にも同様のことが言える。
ここで、電圧の印加は、極性が正負逆転し、振幅の絶対値が等しい交流パルス電圧を用いておこなう。これは、コレステリック液晶内のイオン性物質が分極し、表示品位が劣化するのを防止するためである。
つぎに、本実施の形態１に係る液晶ディスプレイ２１の構造について説明する。第６図は、実施の形態１に係る液晶ディスプレイ２１の構造を示す図である。第６図には、データの表示パターンを形成する各セグメント４１１〜４１７を示す平面図と、セグメント４１２および４１５を通る直線（一点鎖線）で切断した断面図とが示されている。
第６図の断面図に示すように、この液晶ディスプレイ２１は高分子フィルム６０１〜６０３、隔壁層６１、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）電極６２１〜６２５、コレステリック液晶層６３１〜６３３および光吸収層６４を有する。
高分子フィルム６０１〜６０３は、表面上にＩＴＯ電極６２１〜６２５が形成される透明フィルム基板であり、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ，Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ，Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）などにより形成される。ここで、本実施の形態１では、透明基板として高分子フィルム６０１〜６０３を用いることとするが、高分子フィルム６０１〜６０３の代わりに薄いガラス基板を用いることとしてもよい。
隔壁層６１は、ＩＴＯ電極６２１、６２２およびコレステリック液晶層６３１、６３２を隔離する層である。ＩＴＯ電極６２１〜６２５は、コレステリック液晶層６３１〜６３３に電圧を印加する透明電極である。コレステリック液晶層６３１〜６３３は、プレーナ状態において所定の波長の光を反射し、フォーカルコニック状態においては光を透過する液晶層である。光吸収層６４は、コレステリック液晶層６３１〜６３３を透過した光を吸収し、黒色を呈する層である。光吸収層６４の機能により、コレステリック液晶層６３１〜６３３がフォーカルコニック状態であるとき、表示パターンを黒色で表示することができる。
ＩＴＯ電極６２１および６２２は、表示パターンを形成する各セグメント４１２および４１５の形に整形され、情報の表示面に平行に配置されている。また、ＩＴＯ電極６２３は、ＩＴＯ電極６２１および６２２と組となって機能し、セグメント４１２に対応するコレステリック液晶層６３１と、セグメント４１５に対応するコレステリック液晶層６３２とに独立に電圧を印加することができる。
コレステリック液晶層６３１、６３２および６３３は、ＩＴＯ電極６２１〜６２５を介して電圧パルスの印加を受け、プレーナ状態とフォーカルコニック状態との間で状態が変化する。そして、上部のコレステリック液晶層６３１および６３２と、下部のコレステリック液晶層６３３とが異なる波長の光をプレーナ状態において反射するよう構成することにより、複数色によるカラー表示を実現することができる。
たとえば、コレステリック液晶層６３１および６３２の反射光を赤色光とし、コレステリック液晶層６３３の反射光を青色光とすると、コレステリック液晶層６３１および６３２とコレステリック液晶層６３３との双方をプレーナ状態にした場合は、コレステリック液晶層６３１および６３２から反射された赤色光と、コレステリック液晶層６３３から反射された青色光とが混じりあい、加法混色により白色の表示色となる。第７図には、赤色光と青色光とが混じりあって生じた白色光のスペクトルの一例が示されている。
また、コレステリック液晶層６３１および６３２をプレーナ状態に、コレステリック液晶層６３３をフォーカルコニック状態にした場合は、表示色が赤色になる。コレステリック液晶層６３１および６３２をフォーカルコニック状態に、コレステリック液晶層６３３をプレーナ状態にした場合は、表示色が青色となる。コレステリック液晶層６３１および６３２およびコレステリック液晶層６３３の双方をフォーカルコニック状態にした場合には、光吸収層６４により光が吸収され、黒色の表示となる。
なお、ここでは、ＩＴＯ電極６２４および６２５とコレステリック液晶層６３３とを、表示パターンを形成する各セグメン４１１〜４１７に共通のべた構造としたが、このようにそれらを共通化することにより、電圧を印加する回路を簡略化することができ、低いコストでＩＣカードを製造することができる。
第８図は、実施の形態１に係る液晶ディスプレイのカラー表示の一例を示す図である。第８図（ａ）は、数字の表示色を白色とした場合であり、第８図（ｂ）は、数字の表示色を赤色とした場合の図である。第８図（ａ）の場合には、背景色である黒色８０に対して、白色８１と青色８２とで数字の表示パターンが形成される。この白色８１の表示は、第６図に示したコレステリック液晶層６３１および６３２とコレステリック液晶層６３３とを、ともにプレーナ状態することにより実現することができる。ここで、コレステリック液晶層６３３の反射光が呈する青色８２は、できるだけ暗い色になるようにし、黒色８０の背景色との区別がつきにくくする。
第８図（ｂ）の場合には、背景色である黒色８０に対して、赤色８３と黒色８４とで数字の表示パターンが形成される。この赤色８３の表示は、第６図に示したコレステリック液晶６３１および６３２をプレーナ状態に、コレステリック液晶層６３３をフォーカルコニック状態に設定することにより実現することができる。
ここで、表示のコントラストを高めるためには、コレステリック液晶層６３１および６３２により反射される赤色反射光のスペクトルの主波長は、５７０ナノメートル以上６４０ナノメートル以下の範囲内で、かつ、反射光の反射帯域が広いことが望ましい。また、コレステリック液晶層６３３により反射される青色反射光のスペクトルの主波長は、４５０ナノメートル以上５００ナノメートル以下の範囲内で、かつ、反射光の反射帯域が狭いことが望ましい。
第９図は、人間の視感度特性を表す視感度曲線を示す図である。第９図に示すように、人間の視感度は、およそ５５５ナノメートルにピークを有する。すなわち、そのピークに近い色ほど人間の目に明るく感じられる。そのため、表示パターンを構成する赤色反射光の主波長は、できるだけ５５５ナノメートルのピークに近づけ、５７０ナノメートル以上６４０ナノメートル以下の範囲内とする。また、青色反射光の主波長は、できるだけ５５５ナノメートルのピークから遠ざけ、４５０ナノメートル以上５００ナノメートル以下の範囲内とする。
つぎに、反射光の反射帯域の帯域幅と表示のコントラストの関係について説明する。第１０図は、青色反射光の明度と青色反射光のスペクトルの半値幅との間の関係を示す図である。第１０図に示すように、青色反射光の半値幅が狭いほど明度が低くなる。したがって、青色反射光の反射帯域をできるだけ狭くすることで濃い表示色とすることができ、第８図における背景色の黒色８０との区別をつきにくくすることができる。
第１１図は、赤色反射光および青色反射光が混じりあってできる白色反射光の明度と青色反射光の半値幅との間の関係を示す図である。ここで、赤色反射光の半値幅（ピーク反射率の半分の領域で，概ね反射率２０〜２５％）は約９０ナノメートルとしている。第１１図に示すように、この白色反射光の明度は、青色反射光の半値幅が狭くなってもほぼ一定とすることができ、明るい白色反射光の表示が得られることがわかる。
第１２図は、赤色反射光および青色反射光が混じりあってできる白色反射光の青色反射光に対するコントラスト比と青色反射光の半値幅との間の関係を示す図である。ここでも、赤色反射光の半値幅は約９０ナノメートルとしている。第１２図に示すように、青色反射光の半値幅が狭くなるにつれて、コントラスト比が大きくなり、視認性が向上することがわかる。逆に、半値幅が７０ナノメートル以上になると、コントラストが５未満となり、視認性が劣化する。
このように、赤色反射光の反射帯域を広く、青色反射光の反射帯域を狭くすることで、表示パターンを明瞭に認識できるようにすることができる。また、青色の視感度は、青色領域の面積が小さいとさらに低下するため、ＩＣカードの液晶ディスプレイにおいてはさらに青色を目立たなくすることができる。
また、赤色光を反射するコレステリック液晶層６３１および６３２を、右円偏光の光を反射する螺旋構造を有する液晶分子で形成し、青色光を反射するコレステリック液晶層６３３を、左円偏光の光を反射する螺旋構造を有する液晶分子で形成してもよい。これにより、コレステリック液晶層６３１および６３２の反射波長帯域とコレステリック液晶層６３３の反射波長帯域との共通する波長領域の光が、右円偏向成分および左円偏向成分の両方とも反射されるようになるので、明度の高い表示パターンを得ることができる。コレステリック液晶層６３１および６３２が、左円偏光の光を反射し、コレステリック液晶層６３３が、右円偏光の光を反射するよう構成することとしてもよい。
また、赤色光を反射するコレステリック液晶層６３１および６３２を、右円偏光の光を反射するコレステリック液晶層と左円偏光の光を反射するコレステリック液晶層とを２層組み合わせて形成してもよい。青色光を反射するコレステリック液晶層６３３に関しても同様のことが言える。
第１３図は、実施の形態１に係る液晶ディスプレイ２１の表示の一例を示す図である。ここでは、銀行などの預貯金残高の表示をおこなうＩＣカード１２の例を示している。第１３図（ａ）は、残高が所定の額以上である場合の表示例であり、数字の表示パターンが白色で表示されている。また、第１３図（ｂ）は、残高が所定の額未満である場合の表示例であり、数字の表示パターンが赤色で表示されている。
このように、液晶ディスプレイ２１をカラー表示できるように構成し、所定の条件を満足したかどうかに基づいて異なる色で残高を表示することにより、ＩＣカード１２の利用者に注意を促すことができる。ここでは、銀行などに対する預金残高の表示をおこなうＩＣカード１２の例を示したが、デパートなどの買物ポイントの表示をおこなうＩＣカードなどにも同様の技術を適用することができる。
つぎに、本実施の形態１に係る液晶ディスプレイの作製方法について説明する。まず、第６図に示したコレステリック液晶層６３１および６３２を、液晶分子に右回りの捩れを誘起するカイラル剤をネマチック液晶材料に適量混合することにより、反射する赤色光の主波長が約４８０ナノメートルで、反射スペクトルの半値幅が約７０ナノメートルとなり、かつ、右円偏光の光のみを反射するよう形成する。
また、コレステリック液晶層６３３を、液晶分子に左回りの捩れを誘起するカイラル剤をネマチック液晶材料に適量混合することにより、反射する青色光の主波長が約５９０ナノメートルで、反射スペクトルの半値幅が約９０ナノメートルとなり、かつ、左円偏光の光のみを反射するよう形成する。ここで、コレステリック液晶層６３１〜６３３の厚みはそれぞれ約５マイクロメートルとしている。
そして、形成されたコレステリック液晶層６３１〜６３３は、第６図に示したように、ＩＴＯ電極６２１〜６２５が蒸着された厚みが約１５０マイクロメートルの高分子フィルム６０１〜６０３により狭持され、積層化される。さらに最下部に厚さが１〜５マイクロメートル程度の光吸収層６４を接着し、全体の厚みが約４６０マイクロメートルとなる液晶ディスプレイ２１が形成される。
この液晶ディスプレイ２１を用いて表示をおこなったところ、ＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ  ｄｅ  ｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ）表色系において、白色の色度が、（ｘ，ｙ）＝（０．３１，０．３３）、明度がＹ＝０．３２となり、良好な白色を示した。また、赤色の色度が、（ｘ，ｙ）＝（０．５７，０．４０）、明度が、Ｙ＝０．２１となり、良好な赤色を示した。
その際、コレステリック液晶層６３１〜６３３にそれぞれ印加される電圧は、１周期が５０ミリ秒である１周期分の交流パルス電圧であり、コレステリック液晶層６３１〜６３３をプレーナ状態とする際にはプラスマイナス４０ボルト、フォーカルコニック状態とする際にはプラスマイナス１８ボルトの振幅値を有する交流パルス電圧とした。
以上説明してきたように、本実施の形態１では、ＩＣカード１２が、プレーナ状態において赤色光を反射するコレステリック液晶層６３１および６３２と、青色光を反射するコレステリック液晶層６３３とを積層し、積層されたコレステリック液晶層６３１〜６３３にそれぞれ電圧を印加して、コレステリック液晶の配向状態をプレーナ状態とフォーカルコニック状態との間で変化させ、光を透過または反射させることにより所定の情報を表示することとしたので、表示される情報に応じて表示色を変えるなどして視認性を高め、ＩＣカード１２の利便性をさらに向上させることができる。
なお、本実施の形態１では、２層のコレステリック液晶層を上下に積層することとしたが、これに限定されるものではなく、３層以上のコレステリック液晶層を積層することとしてもよい。
また、本実施の形態１では、コレステリック液晶の積層構造を液晶ディスプレイを有するＩＣカードに応用することとしたが、これに限定されるものではなく、他の用途の電子ペーパ技術に同様の技術を適用することができる。
（実施の形態２）
ところで、上記実施の形態１では、異なる波長の光を反射するコレステリック液晶層を少なくとも２層以上に積層し、カラー表示を実現する場合について説明したが、表示パターンを形成するセグメントごとに、異なる波長の光を反射するコレステリック液晶層を少なくとも２つ以上並列し、カラー表示を実現するようにしてもよい。そこで、本実施の形態２では、異なる波長の光を反射するコレステリック液晶層を少なくとも２つ以上並列し、カラー表示を実現する場合について説明する。
まず、本実施の形態２に係る液晶ディスプレイの構成について説明する。第１４図は、実施の形態２に係る液晶ディスプレイの構成を示す図である。第１４図（ａ）は、データの表示パターンを形成するセグメント１４０１〜１４０７をそれぞれ２つに分割し、プレーナ状態において互いに補色となる色の光を反射する２つのコレステリック液晶層を並列して配設した場合である。
また、第１４図（ｂ）は、データの表示パターンを形成するセグメント１４１１〜１４１７をそれぞれ９つに分割し、プレーナ状態において赤色の光を反射する３つのコレステリック液晶層と、緑色の光を反射する３つのコレステリック液晶層と、青色の光を反射する３つのコレステリック液晶層とを、同色の光を反射するコレステリック液晶が隣り合わないように並列して配設した場合である。
第１４図（ａ）の場合は、２つのコレステリック液晶層を赤色と青色など、互いに補色関係にある色の光をプレーナ状態において反射するよう形成することにより、反射された赤色光と青色光とが混じりあい、並置混色によって白色のパターンを表示することができる。
２つのコレステリック液晶層の一方をプレーナ状態とし、もう一方をフォーカルコニック状態とした場合には、表示パターンの色はプレーナ状態となったコレステリック液晶層が反射する光の色、すなわち、赤色または青色となる。２つのコレステリック液晶層がフォーカルコニック状態である場合には、コレステリック液晶層の下部に配設された下部層の色が表示される。ここで、下部層を光吸収層とすれば、表示色は黒色となる。
このように、情報の表示パターンを形成するセグメント１４０１〜１４０７を２つに分割し、異なる色の光を反射するコレステリック液晶層を並列に配設することにより、白色、赤色、青色および黒色の４色の表示が可能となる。
第１４図（ｂ）の場合は、プレーナ状態において、赤色光を反射するコレステリック液晶と、緑色光を反射するコレステリック液晶と、青色光を反射するコレステリック液晶とを形成し、それらを並列に配設することにより、ＲＧＢ（Ｒｅｄ−Ｇｒｅｅｎ−Ｂｌｕｅ）表示を可能とし、反射された赤色光、緑色光および青色光との並置混色によって白色のパターンを表示することができる。
第１５図は、コレステリック液晶層により反射される赤色光、緑色光および青色光のスペクトルを示した図である。このような青色に対応する波長１５０の光、緑色に対応する波長１５１の光、および、赤色に対応する波長１５２の光を反射するコレステリック液晶層を並列に配設することによりＲＧＢ表示をおこなうことができるようになる。このＲＧＢ表示においては、赤色光、緑色光および青色光を反射する各コレステリック液晶をプレーナ状態あるいはフォーカルコニック状態に設定することにより、白色、シアン、マゼンタ、イエロー、赤色、緑色、青色および黒色の合計８色の表示が可能となる。
ここで、表示色が黒色となるのは、コレステリック液晶層の下部に光吸収層が配設されており、すべてのコレステリック液晶層がフォーカルコニック状態となった場合である。また、コレステリック液晶は、プレーナ状態とフォーカルコニック状態とを混在させ、プレーナ状態における色とフォーカルコニック状態における色との間の中間的な色を表示することもできるため、さらに表示の階調数を増加させることも可能である。
同様のＲＧＢ表示をおこなう方法としては、赤色、緑色および青色をプレーナ状態において反射するコレステリック液晶層を３層積層する方法も考えられるが、ＩＣカードのような限られた厚みでは製造の難度が大きく上昇しコストが高くなるため、本実施の形態の方法が、より適している。また、カラーフィルタを用いたカラー表示方法では、光利用効率が悪く、本実施の形態の方法に比べ、表示が暗くなる。さらに、反射型液晶を用いる方法では、液晶素子がメモリ性を有していないので電源を常に供給する必要があるという問題がある。
第１６図は、白黒の縞模様の空間周波数に対する視覚伝達関数を示す図である。視覚伝達関数とは、人間の目に対する変調度伝達関数（ＭＴＦ，Ｍｏｄｕｌａｒ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）であり、解像度チャートを３５センチメートルの距離から見た場合の目の応答特性を表す関数である。横軸の空間周波数とは、幅１ミリメートル内にある白黒の縞模様の繰り返し回数である。たとえば、５Ｃｙｃｌｅ／ｍｍでは、幅１ミリメートル内で５回白黒のパターンが繰り返されていることを示す。
第１６図に示すように、視覚伝達関数は、空間周波数が０．７９Ｃｙｃｌｅ／ｍｍ（黒のパターン１つの幅に換算すると、（１÷０．７９）÷２＝０．６３３ｍｍ。）で感度がピークとなり、空間周波数が高くなるにつれて感度が徐々に低下していく。感度が低下すると、白黒のコントラストが徐々に感じられなくなり、灰色のパターンとして感じられるようになる。
第１６図に示した視覚伝達関数は白黒の縞模様に対するものであり、有彩色のパターンでは目の感度は若干低下する。しかしながら、プレーナ状態において各色を反射するコレステリック液晶層の幅が約１ｍｍ以下であれば、通常の姿勢での観察であれば並列されたコレステリック液晶により反射される各色が混色されて見えるようになる。
上記のカラー表示が可能な液晶ディスプレイは、銀行などの預貯金残高の表示をおこなうＩＣカードや、デパートなどの買物ポイントの表示をおこなうＩＣカードなどに備えられる。そして、預貯金の残高や買物ポイントのポイント数が所定の条件を満足した場合に、色を変えて表示することにより、ＩＣカードの利用者に注意を促すことができ、ＩＣカードの利便性をさらに高めることができる。
第１４図では、数字を表示する場合について説明したが、アルファベットなどの文字の表示パターンに対応したセグメントとすれば、表示する単語ごとに表示色をかえることもでき、ＩＣカードの利便性をさらに高めることができる。
つぎに、第１４図（ｂ）に示した液晶ディスプレイの作製方法について説明する。まず、プレーナ状態において反射される光の主波長が４５０ナノメートル以上４９０ナノメートル以下（赤色に対応）、５３０ナノメートル以上５７０ナノメートル以下（緑色に対応）、および６１０ナノメートル以上６５０ナノメートル以下（青色に対応）となるコレステリック液晶を、ネマチック液晶にカイラル剤を適量混合してそれぞれ形成する。より好ましくは、赤色に対応する反射光の主波長を約４８０ナノメートル、緑色に対応する反射光の主波長を約５５０ナノメートル、青色に対応する反射光の主波長を約６２０ナノメートルとする。その際、各コレステリック液晶層の駆動電圧が同等になるよう調整すると、回路を安価に製造することができる。ここで、コレステリック液晶層の厚みは、約５マイクロメートル前後とする。
各コレステリック液晶層に印加される電圧は、１周期が５０ミリ秒である交流パルス電圧であり、コレステリック液晶層をプレーナ状態とする際にはプラスマイナス４０ボルト、フォーカルコニック状態とする際にはプラスマイナス１８ボルトの振幅値を有する交流パルス電圧とする。
以上説明してきたように、本実施の形態２では、データの表示パターンを形成するセグメント１４０１〜１４０７または１４１１〜１４１７ごとに、プレーナ状態においてそれぞれ異なる波長の光を反射するコレステリック液晶層を少なくとも２つ以上並列し、並列されたコレステリック液晶層に電圧を印加してコレステリック液晶の配向状態を変化させ、光を透過または反射させることにより所定の情報を表示することとしたので、表示されるデータに応じて表示色を変えるなどして、ＩＣカードの利便性をさらに高めることができる。また、明度の高いカラー表示が可能な液晶ディスプレイを備えたＩＣカードを安価に製造することができる。
なお、本実施の形態２では、液晶ディスプレイを有するＩＣカードにコレステリック液晶の並列構造を適用することとしたが、これに限定されるものではなく、他の用途の電子ペーパ技術に同様の技術を適用することができる。また、コレステリック液晶を用いた液晶ディスプレイだけでなく、電気泳動方式やツイストボール方式など、その他の表示方式に対しても、本実施の形態２で述べた並列構造を同様に適用することができる。
（実施の形態３）
ところで、上記実施の形態１または２では、異なる波長の光を反射するコレステリック液晶層を少なくとも２層以上に積層または並列してカラー表示により単一のデータを表示する場合について説明したが、複数のデータの表示を一斉におこなって利便性をさらに向上させるようにＩＣカードを構成することとしてもよい。そこで、本実施の形態３では、ＩＣカードが複数のデータを一斉に表示する場合について説明することとする。
まず、本実施の形態３に係るＩＣカードシステムの構成について説明する。第１７図は、実施の形態３に係るＩＣカードシステムの構成を示す図である。なお、第１図で説明したＩＣカードシステムと同様の機能部については詳しい説明を省略する。
第１７図に示すように、このＩＣカードシステムは、ホストコンピュータ１７０、リーダ／ライタ１７１およびＩＣカード１７２から構成される。ＩＣカード１７２は、ＩＣチップが組み込まれたカード状のデバイスであり、リーダ／ライタ１７１との間で種々のデータを送受信する。また、ＩＣカード１７２は、受信したデータに対して演算や記憶などのデータ処理をおこなうことができる。
さらに、本発明に係るＩＣカード１７２は、リーダ／ライタ１７１から受信したデータの内容や、演算結果、記憶しているデータなどをカラー表示するよう構成されている。その際、異なる種類のデータをカラーで一斉表示することができ、ＩＣカード１７２の利便性をさらに高めている。
第１７図に示すように、このＩＣカード１７２は、通信部１７３、記憶部１７４、情報表示部１７５、入力受付部１７６、蓄電部１７７および制御部１７８を有する。通信部１７３は、リーダ／ライタ１７１との間でデータ通信をおこなう通信部である。記憶部１７４は、リーダ／ライタ１７１から受信したデータや、データの演算処理をおこなった結果などを記憶する記憶部である。
情報表示部１７５は、リーダ／ライタ１１から受信したデータや、記憶部１７４に記憶されたデータ、あるいはエラーメッセージなどの複数のデータを、コレステリック液晶層を用いることによりカラーで一斉表示する表示部である。入力受付部１７６は、情報表示部１７５が表示するデータの表示様式を、単一データの表示と複数データの表示との間で切り替えるボタンなどの入力デバイスである。この入力受付部１７６は、情報表示部１７５の表示制御をおこなう専用の入出力チャネルを有しており、ＩＣカード全体を制御する後述の制御部１７８を介することなく、記憶部１７４からデータを読み出し、表示の切り替えをおこなうことができる。これにより、高速にデータの表示をおこなうことができる。
蓄電部１７７は、リーダ／ライタ１７１から送信された電波のエネルギーを蓄積し、ＩＣカード１７２に電力を供給する電源部である。この蓄電部１７７に電力を蓄電しておくことにより、ＩＣカード１７２は、リーダ／ライタ１７１との通信をおこなっていないときでも、単一データの表示と複数データの表示との間の表示の切り替えをことができる。制御部１７８は、各機能部１７３〜１７７に種々の制御信号を送信し、ＩＣカード１７２の全体制御をおこなう制御部である。
つぎに、本実施の形態３に係るデータの表示方式について説明する。第１８図は、実施の形態３に係るデータの表示方式を説明するための概念図である。本実施の形態３における液晶ディスプレイには、上下２段に数字パターンを表示できるように各桁にセグメントが１４ずつ配設されている。第１８図（ａ）は、この液晶ディスプレイを用いて「１２３４５６」という１つの数字データ１８０を表示した場合であり、第１８図（ｂ）は、この液晶ディスプレイを用いて「３８００００」と「２０００００」の２つの数字データ１８１および１８２を表示した場合である。また、２つの数字データ１８１および１８２を表示する場合には、互いに異なる色で表示することにより視認性を向上させる。
つぎに、本実施の形態３に係る液晶ディスプレイの構造について説明する。第１９図は、実施の形態３に係る液晶ディスプレイの構造を示す図である。第１９図には、情報の表示パターンを形成する各セグメント１９０１〜１９０１４を示す平面図と、セグメント１９０２、１９０５、１９０９および１９０１２を通る直線（一点鎖線）で切断した断面図とが示されている。なお、以下では、第６図と同様の部分については詳細な説明を省略する。
第１９図の断面図に示すように、この液晶ディスプレイは高分子フィルム１９１１〜１９１４、ＩＴＯ電極１９２１〜１９２１２、隔壁層１９３１〜１９３５、コレステリック液晶層１９４１〜１９４８および光吸収層１９５を有する。
高分子フィルム１９１１〜１９１４は、表面上にＩＴＯ電極１９２１〜１９２１２が形成される透明フィルム基板である。ＩＴＯ電極１９２１〜１９２１２は、コレステリック液晶層１９４１〜１９４８に電圧を印加する電極である。隔壁層１９３１〜１９３５は、ＩＴＯ電極１９２１、１９２２、１９２４、１９２５、１９２７、１９２８、１９２１０および、１９２１１およびコレステリック液晶層１９４１〜１９４８を隔離する層である。コレステリック液晶層１９４１〜１９４８は、プレーナ状態において所定の波長の光を反射し、フォーカルコニック状態においては光を透過する液晶層である。光吸収層１９５は、コレステリック液晶層１９４１〜１９４８を透過した光を吸収し、黒色を呈する層である。
ここでは、コレステリック液晶層１９４１、１９４２、１９４５および１９４６は、プレーナ状態において緑色の波長を有する光を反射するように形成される。好ましくは、反射光の主波長が５３０ナノメートル以上５７０ナノメートル以下の範囲とすると、明るい表示とすることができる。
また、コレステリック液晶層１９４３および１９４４は、プレーナ状態において青色の波長を有する光を反射するように形成され、コレステリック液晶層１９４７および１９４８は、プレーナ状態において赤色の波長を有する光を反射するように形成される。ここで、青色反射光の主波長を４５０ナノメートル以上４９０ナノメートル以下、赤色反射光の主波長を６１０ナノメートル以上６５０ナノメートル以下とすると、緑色の反射光と混ぜ合わされた場合に混色の度合いが好ましいものとなる。
そして、コレステリック液晶層１９４１〜１９４８に独立に電圧を印加し、それぞれをプレーナ状態あるいはフォーカルコニック状態に設定することにより、異なる色でセグメント１９０１〜１９０７とセグメント１９０８〜１９０１４とに数字を表示することができる。
具体的には、コレステリック液晶層１９４１および１９４２とコレステリック液晶層１９４３および１９４４とがプレーナ状態となる場合には、緑色と青色との混色となるので表示色はシアンとなり、コレステリック液晶層１９４５および１９４６とコレステリック液晶層１９４７および１９４８とがプレーナ状態となる場合には、緑色と赤色との混色となるので表示色はマゼンタとなる。シアンとマゼンタは反対色であるため、同時に表示させると色の対比効果により明瞭に区別して視認できるようになる。
第２０図は、第１９図に示した液晶ディスプレイの構造を簡略化した構造を示す図である。第２０図に示された構造においては、第１９図のＩＴＯ電極１９２４および１９２５が、ＩＴＯ電極１９２１３に、第１９図のＩＴＯ電極１９２１０および１９２１１が、べた構造のＩＴＯ電極１９２１４に置換えられている。また、第１９図のコレステリック液晶層１９４３および１９４４が、べた構造のコレステリック液晶層１９４９に、第１９図のコレステリック液晶層１９４７および１９４８が、べた構造のコレステリック液晶層１９４１０に置換えられている。
このように、第１９図のＩＴＯ電極１９２４および１９２５と、ＩＴＯ電極１９２１０および１９２１１と、コレステリック液晶層１９４３および１９４４と、コレステリック液晶層１９４３および１９４４とをべた構造とすることにより、コレステリック液晶の配向状態を切り替える回路を簡略化することができ、低いコストでＩＣカードを製造することができる。
コレステリック液晶層１９４１および１９４２とコレステリック液晶層１９４９とがプレーナ状態となる場合には、数字の表示パターンを形成するセグメント１９０１〜１９０７のうち、数字の部分以外はコレステリック液晶層１９４９の反射光の色である青色の表示色となる。また、コレステリック液晶層１９４５および１９４６とコレステリック液晶層１９４１０とがプレーナ状態となる場合には、数字の表示パターンを形成するセグメント１９０８〜１９０１４のうち、数字の部分以外はコレステリック液晶層１９４１０の反射光の色である赤色の表示色となる。
そのため、青色反射光と赤色反射光との波長帯域を、第９図に示した視感度曲線の両端に該当する近紫外領域および近赤外領域の波長帯域にそれぞれ設定することにより、表示パターン以外の部分の青色反射光と赤色反射光との視感度が低くなり、数字部分との間の色のコントラストを大きくすることができる。
また、緑色光を反射するコレステリック液晶層１９４１、１９４２、１９４５および１９４６を、右円偏光の光を反射する螺旋構造を有する液晶分子で形成し、青色光を反射するコレステリック液晶層１９４３および１９４４と、赤色光を反射するコレステリック液晶層１９４７および１９４８とを左円偏光の光を反射する螺旋構造を有する液晶分子で形成すると、上下のコレステリック液晶層の反射波長帯域において共通する波長領域の光が、右円偏向成分および左円偏向成分の両方とも反射されるようになるので、明度の高い表示パターンを得ることができる。コレステリック液晶層１９４１、１９４２、１９４５および１９４６が、左円偏光の光を反射し、コレステリック液晶層１９４３および１９４４とコレステリック液晶層１９４７および１９４８とが、右円偏光の光を反射するようにしてもよい。
第２１図は、第２０図に示した液晶ディスプレイを用いて単一のデータ表示から２つのデータ表示に切り替える切り替え表示の一例を示す図である。第２１図（ａ）に示すように、第１の表示モードにおいては、第１９図または第２０図に示した上下１４個のセグメント１９０１〜１９０１４を用いて単一のデータを緑色２１０で表示する。そして、第１７図に示された入力受付部１７６により、表示の切り替え指示を受け付けた場合には、第２１図（ｂ−１）または（ｂ−２）に示すような表示に切り替えられる。
第２１図（ｂ−１）は、シアン２１１とマゼンタ２１３との表示色で２つのデータを表示した場合である。数字部分以外は、青色２１２および赤色２１４の表示となる。第２１図（ｂ−２）は、シアン２１５と緑色２１７との表示色で２つのデータを表示した場合である。この場合、数字部分以外は、青色２１６および黒色２１８の表示となる。緑色２１７と背景となる黒色とは色が良好に融合するため、第２１図（ｂ−２）のような色の組み合わせも適切である。
第２２図は、第２０図または第２１図に示した液晶ディスプレイ２２１を備えたＩＣカード２２０の概観を示す図である。このＩＣカード２２０は、単一のデータと２つのデータとを切り替え表示できる液晶ディスプレイ２２１と、その切り替えを指示するための表示切替ボタン２２２とを有している。
ＩＣカード２２０の利用者は表示切替ボタン２２２を押圧することにより、単一のデータと２つのデータとを切り替え表示することができる。たとえば、表示切替ボタン２２２を一度押圧すると単一のデータの表示がおこなわれ、再度表示切替ボタン２２２を押圧すると２つのデータの表示がおこなわれ、さらにもう一度表示切替ボタン２２２を押圧すると表示が消去されるように構成する。
以上説明してきたように、本実施の形態３では、単一のデータの表示から複数のデータの一斉表示へと切り替える切替要求の入力を受け付ける入力受付部１７６をさらに備え、情報表示部１７５は、入力受付部１７６により表示の切替要求の入力を受け付けた場合に、単一のデータの表示から複数のデータの一斉表示へと切り替えることとしたので、複数のデータを即座に確認することができ、ＩＣカード２２０の利便性を高めることができる。
なお、本実施の形態３では、表示切替ボタン２２２の押圧により単一のデータと２つのデータとを切り替え表示する場合を示したが、これに限定されるものではなく、ジョグダイヤルの回転により切り替え表示をおこなうこととしてもよい。ジョグダイヤルを表示切替ボタン２２２の代わりに用いることにより、表示切替ボタン２２２を不意に押圧し、表示が不必要におこなわれるのを防止することができる。
この場合は、たとえば、ジョグダイヤルを１回転させると単一データの表示がおこなわれ、再度ジョグダイヤルを１回転させると２つのデータの表示がおこなわれ、さらにジョグダイヤルを１回転させると表示が消去されるように構成する。さらに、ジョグダイヤルの回転を電力に変換する回路を設け、発生した電力を用いて表示をおこなうように構成してもよい。
また、本実施の形態３では、リーダ／ライタ１７１から電力の供給を受けることとしたが、これに限定されるものではなく、携帯電話やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）などの他の装置から有線または無線で供給を受けるようにしてもよい。また、ＩＣカード１７２に太陽電池を備え、太陽電池から電力の供給を受けることとしてもよい。より、好ましくは、電力供給をおこなう装置を各地に備え、どこにいる場合でも容易に電力の供給を受けられるよう整備されると、ＩＣカード１７２の利便性が大きく向上する。
また、本実施の形態３では、異なる主波長の光を反射する２つのコレステリック液晶層を有する液晶ディスプレイを用いて複数データの一斉表示をおこなうこととしたが、これに限定されるものではなく、コレステリック液晶層が１つのみの場合に単一の色で複数データの一斉表示をおこなうこととしてもよい。
（実施の形態４）
ところで、上記実施の形態１、２または３では、カラー表示をおこなうことのできるコレステリック液晶を用いた液晶ディスプレイをＩＣカードに備える場合について説明したが、暗所において発光し、液晶表示面を照射する蓄光層を液晶ディスプレイに備えることにより、暗所においての視認性を向上することができる。そこで、本実施の形態４では、液晶ディスプレイにさらに蓄光層を備えた場合について説明する。
まず、本実施の形態４に係る液晶ディスプレイの構成について説明する。第２３図は、実施の形態４に係る液晶ディスプレイの構成を示す図である。第２３図に示すように、この液晶ディスプレイはコレステリック液晶部２３０、蓄光層２３１および光吸収層２３２を有する。
コレステリック液晶部２３０は、実施の形態１〜３で示したようなカラー表示が可能な液晶ディスプレイ部である。ただし、実施の形態１〜３で示した液晶ディスプレイの光吸収層は、光吸収層２３２で代替されている。蓄光層２３１は、光の照射を受けるとそのエネルギーを蓄積し、数十分から数時間発光する蓄光顔料や夜光材料などにより形成される透明な層である。光吸収層２３２は、光を吸収し、黒色を呈する層である。
第２４図は、蓄光層２３１を備えた液晶ディスプレイの表示の一例を示す図である。第２４図（ａ）は、明所において数字の「３」を表示した表示例であり、第２４図（ｂ）は、暗所において数字の「３」を表示した表示例である。
第２４図（ａ）では、蓄光層２３１は光のエネルギーを蓄積している状態であり、蓄光層２３１の発光はほとんど気にならない。たとえば、コレステリック液晶部２３０が緑色２４０の波長の光のみを反射するよう形成されている場合、数字部分以外は光吸収層２３２により黒色２４１となる。
第２４図（ｂ）では、コレステリック液晶部２３０が緑色２４０の波長の光のみを反射するよう形成されている場合、蓄光層２３１から発光された光のうち、緑色２４０の波長の光が反射される。また、暗所であるために外部から入射する光の量も少ないため、第２４図（ａ）の緑色２４０に比べて数字部分の表示は暗い緑色２４２の表示となる。しかしながら、表示パターン以外の部分は蓄光層２３２から発光された光が透過して明るくなり、第２４図（ａ）に示した表示とは明暗が反転して暗所でも表示を十分に認識することができるようになる。
この場合、蓄光層２３２が発する光の主波長をコレステリック液晶部２３０が反射する光の主波長とほぼ一致させ、さらに、蓄光層２３２の発する光の波長帯域を、コレステリック液晶部２３０が反射する光の波長帯域よりもできるだけ広くするようにすることで、表示パターンと表示パターン以外の部分との間のコントラストを大きくすることができ、視認性を向上させることができる。
つぎに、第２３図に示した蓄光層２３２を有する液晶ディスプレイをさらに改良した液晶ディスプレイについて説明する。第２５図は、４分の１波長板２５１および偏光板２５２を用いて改良した液晶ディスプレイの構成を示す図である。第２５図に示すように、この液晶ディスプレイは、コレステリック液晶部２５０、４分の１波長板２５１、偏光板２５２、蓄光層２５３および光吸収層２５４を有する。
コレステリック液晶部２５０は、実施の形態１〜３で示したようなカラー表示が可能な液晶ディスプレイ部である。ただし、実施の形態１〜３で示した液晶ディスプレイの光吸収層は、光吸収層２５４で代替されている。４分の１波長板２５１は、平面偏光を右円偏光または左円偏光に変換する波長板である。偏光板２５２は、光を平面偏光に変換する偏光板である。蓄光層２５３は、光の照射を受けるとそのエネルギーを蓄積し、数十分から数時間発光する蓄光顔料や夜光材料などにより形成される透明な層であり、発せられる光の主波長はコレステリック液晶部２５０が反射する光の主波長とほぼ一致している。光吸収層２５４は、光を吸収し、黒色を呈する層である。
このように、蓄光層２５３の上部に偏光板２５２と４分の１波長板２５１とを配置して、蓄光層２５３から発せられた光が右円偏光または左円偏光に変換されるようにし、コレステリック液晶部２５０をプレーナ状態において右円偏光または左円偏光の光を反射するように構成する。すると、コレステリック液晶部２５０がプレーナ状態となった場合に、蓄光層２５３から発せられた光はコレステリック液晶部２５０により反射され、表示パターンがより暗くなり、表示パターン以外の部分は蓄光層２５３から発せられた光により明るくなるので、表示パターンとそれ以外の部分との間のコントラストをさらに大きくすることができ、視認性を向上させることができる。
第２６図は、右円偏光の光を反射するコレステリック液晶層２６０１と左円偏光の光を反射するコレステリック液晶層２６０２を有する液晶ディスプレイの構成を示す図である。第２６図に示すように、この液晶ディスプレイは、コレステリック液晶部２６０１および２６０２、蓄光層２６１および光吸収層２６２を有する。
コレステリック液晶部２６０１および２６０２は、実施の形態１〜３で示したようなカラー表示が可能な液晶ディスプレイ部である。ただし、実施の形態１〜３で示した液晶ディスプレイの光吸収層は、光吸収層２６２で代替されている。また、コレステリック液晶部２６０１は、右円偏光の光のみを反射し、コレステリック液晶部２６０２は、左円偏光の光のみを反射するよう構成されている。蓄光層２６１は、光の照射を受けるとそのエネルギーを蓄積し、数十分から数時間発光する蓄光顔料や夜光材料などにより形成される透明な層であり、発せられる光の主波長はコレステリック液晶部２５０が反射する光の主波長とほぼ一致している。光吸収層２６２は、光を吸収し、黒色を呈する層である。
このように、右円偏光および左円偏光の光をそれぞれ反射するコレステリック液晶部２６０１および２６０２を配設することにより、明所においては上下のコレステリック液晶層２６０１および２６０２の反射波長帯域において共通する波長領域の光が、右円偏向成分および左円偏向成分の両方とも反射されるようになるので、明瞭な表示パターンを得ることができる。
ここでは、コレステリック液晶層２６０１が右円偏光の光を反射し、コレステリック液晶層２６０２が左円偏光の光を反射するようにしたが、コレステリック液晶層２６０１が左円偏光の光を反射し、コレステリック液晶層２６０２が右円偏光の光を反射するようにしてもよい。
暗所においては蓄光層２６１から発せられた光の遮蔽率が大きく向上し、表示パターンがより暗くなるので、表示パターンと表示パターン以外の部分との間のコントラストをさらに大きくすることができ、視認性を向上させることができる。この場合には、第２５図で示した液晶ディスプレイの構成と異なり、４分の１波長板２５１と偏光板２５２とを必要とせずに、視認性の向上が図れる。
第２７図は、暗所において蓄光層により発せられた光のコレステリック液晶部透過後のスペクトルを示す図である。第２７図（ａ）は、表示パターン以外の部分の光のスペクトル，すなわち蓄光層から発せられた光のスペクトル例であり、表示パターン以外の部分では蓄光層２６１から発せられた光のほとんどはコレステリック液晶部を透過する。第２７図（ｂ）は、表示パターンの部分の光のスペクトルであり、第２７図（ａ）のピーク波長を示す光が左円偏光の光を反射するコレステリック液晶部２６０２を透過した場合のスペクトルである。この場合、同図（ａ）のピーク波長を示す光のほぼ半分が反射される。
第２７図（ｃ）は、第２７図（ｂ）と同じく、表示パターンの部分の光のスペクトルであり、第２７図（ａ）のピーク波長を示す光が左円偏光を反射するコレステリック液晶部２６０２および右円偏光を反射するコレステリック液晶部２６０１の両方を透過した場合のスペクトルである。この場合は、第２７図（ａ）のピーク波長を示す光の大部分が反射される。したがって、右円偏光を反射するコレステリック液晶部と左円偏光を反射するコレステリック液晶部とを双方配設することにより、表示パターンと非表示パターンとの間のコントラストをさらに大きくすることができ、視認性を向上させることができる。
つぎに、ＩＣカードがリーダ／ライタから光エネルギーの供給を受ける方式について説明する。第２８図は、ＩＣカード２８２がリーダ／ライタ２８０から光エネルギーの供給を受ける方式を示す図である。第２８図に示すように、ＩＣカード２８２がリーダ／ライタ２８０との通信をおこなうために、リーダ／ライタ２８０上に翳されている場合を示している。リーダ／ライタ２８０は、ＩＣカード２８２に光エネルギーを供給する光源２８１を有する。一方、ＩＣカード２８２は、リーダ／ライタ２８０から照射される光のエネルギーを液晶ディスプレイ２８３に備えられた蓄光層２６１が蓄積し、暗所においてはそのエネルギーを利用して発光する。このようにして、ＩＣカード２８２が通信をおこなうたびに確実に光エネルギーの蓄積をおこなうことができる。
以上説明したように、本実施の形態４では、光エネルギーを蓄積し、蓄積した光エネルギーを利用して発光する蓄光層２６１を備え、蓄光層２６１により発光された光がコレステリック液晶部を照射するよう構成され、また、蓄光層２６１により発光される光の反射主波長は、コレステリック液晶２３０、２５０、２６０１および２６０２がプレーナ状態において反射する反射光の反射主波長とほぼ等しいこととしたので、暗所においても視認性が高い液晶ディスプレイを備えたＩＣカードを実現することができる。
なお、本実施の形態４では、コレステリック液晶を用いた液晶ディスプレイに蓄光層を備えることとしたが、これに限定されるものではなく、電気泳動方式やツイストボール方式などのその他の表示方式においても、蓄光層を備えることとしてもよい。
また、本実施の形態４では、異なる主波長の光を反射する２つのコレステリック液晶層を有する液晶ディスプレイに対して蓄光層を備えることとしたが、これに限定されるものではなく、コレステリック液晶層が３つ以上の場合に蓄光層を備えるようにしてもよいし、コレステリック液晶層が１つのみの場合に蓄光層を備えることとしてもよい。
（実施の形態５）
ところで、上記実施の形態１〜５においては、コレステリック液晶層の液晶分子の配向状態をプレーナ状態あるいはフォーカルコニック状態に遷移させるために、極性が正負逆転し、振幅の絶対値が等しい交流パルス電圧を用いることとしたが、ＩＣカードに備えられる液晶ディスプレイは、他の用途に用いられる液晶ディスプレイに比べて表示パターンの書き換え頻度が少ないため、上記交流パルス電圧とは異なる電圧波形を用いることとしてもよい。そこで、本実施の形態５では、ＩＣカードへの適用に最適化された電圧波形を用いて液晶ディスプレイを駆動させる場合について説明する。
まず、極性が正負逆転し、かつ、振幅の絶対値が等しい交流パルス電圧について説明する。第２９図は、極性が正負逆転し、かつ、振幅の絶対値が等しい交流パルス電圧の一例を示す図である。第２９図（ａ）は、フォーカルコニック状態からプレーナ状態にコレステリック液晶層の状態を遷移させる場合に印加される交流パルス電圧である。この場合、振幅がプラスマイナス４０ボルトの交流パルス電圧を５０ミリ秒の幅で印加する。第２９図（ｂ）は、プレーナ状態からフォーカルコニック状態にコレステリック液晶層の状態を遷移させる場合に印加される交流パルス電圧である。この場合は、振幅がプラスマイナス１８ボルトの交流パルス電圧を５０ミリ秒の幅で印加する。
ここで、交流パルス電圧のパルス幅をおよそ５０ミリ秒とするのは、材料にもよるが、プレーナ状態あるいはフォーカルコニック状態に状態を十分遷移させるためには、およそ５０ミリ秒以上のパルス幅を有するパルス電圧の印加が必要となるためである。
このように、極性が正負逆転し、かつ、振幅の絶対値が等しい交流パルス電圧を印加するのは、コレステリック液晶内のイオン性物質が分極し、劣化するのを防止するためである。ところが、第２９図（ａ）のような交流パルス電圧を印加するためには、耐電圧マージンが８０ボルト以上である電圧駆動回路が必要となり、ＩＣカードの製造コストが高くなる。そこで、電圧駆動回路の耐電圧マージンを小さくすることができる波形のパルス電圧を以下に示すこととする。
第３０図は、コレステリック液晶層に印加される直流パルス電圧の一例を示す図である。第３０図（ａ−１）は、フォーカルコニック状態からプレーナ状態に遷移させる場合に印加される極性が正の直流パルス電圧であり、第３０図（ａ−２）は、プレーナ状態からフォーカルコニック状態に遷移させる場合に印加される極性が負の直流パルス電圧である。第３０図（ａ−１）のパルス波形と第３０図（ａ−２）のパルス波形は極性が反転しており、状態の切り替えをおこなうたびに極性が反転するパルス電圧を印加することにより、電圧駆動回路の耐電圧マージンを小さくできる。
また、第３０図（ｂ−１）および第３０図（ｂ−２）に示すように、フォーカルコニック状態からプレーナ状態に遷移させる場合に印加される直流パルス電圧の極性を負とし、第３０図（ａ−２）は、プレーナ状態からフォーカルコニック状態に遷移させる場合に印加される直流パルス電圧の極性を正としてもよい。
ここで、第３０図に示した波形は直流パルス電圧であり、第２９図に示した交流パルス電圧に比べて、コレステリック液晶が分極することにより劣化するのを抑制する効果は小さい。しかしながら、ＩＣカードの液晶ディスプレイにおいては、液晶ディスプレイなどのように、表示の書き換え回数が多くないので実用上は問題がない。
たとえば、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）等の液晶ディスプレイにおいて、毎秒３０フレームで１日平均１時間表示をおこなったとすると、一年間では１画素あたり約４千万回パルス電圧が印加されることになる。一方、ＩＣカードの表示の書き換え回数は、ＩＣカードが使用される期間全体で１万回程度とされ、液晶ディスプレイのように毎秒３０フレームといった頻度で書き換えられることもないので、第３０図に示したような直流パルス電圧を用いる方法でも十分実用可能である。
第３１図は、極性の反転時に電圧が印加されないインターバルを有する交流パルス電圧の一例を示す図である。第３１図（ａ）は、フォーカルコニック状態からプレーナ状態に遷移させる場合に印加される交流パルス電圧であり、第３１図（ｂ）は、プレーナ状態からフォーカルコニック状態に遷移させる場合に印加される交流パルス電圧である。
第３１図（ａ）および（ｂ）においては、各交流パルス電圧は、極性の反転時に電圧が印加されないインターバルを有している。このインターバルは、好ましくは、液晶分子の配向変化が進行する前の約１０ミリ秒以下とする。これは、プレーナ状態あるいはフォーカルコニック状態に状態を十分遷移させるためには、正負極性が反転する交流パルス電圧のパルス幅はおよそ５０ミリ秒以上必要となるが、インターバルを１０ミリ秒以上とすると、パルス幅が短い２つの独立した直流パルス電圧となり、状態が遷移しにくくなるためである。このような波形の交流パルス電圧を用いることにより、第２９図に示したように正値の電圧から負値の電圧へと電圧値が一度に大きく変化することがなくなり、電圧駆動回路の耐電圧マージンが小さくて済むという利点が生じる。
第３２図は、正負の電圧振幅が異なる交流パルス電圧の一例を示す図である。第３２図（ａ）は、フォーカルコニック状態からプレーナ状態に遷移させる場合に印加される交流パルス電圧であり、第３２図（ｂ）は、プレーナ状態からフォーカルコニック状態に遷移させる場合に印加される交流パルス電圧である。
第３２図（ａ）では、電圧の正の振幅値はフォーカルコニック状態からプレーナ状態に遷移させるのに必要な電圧値（第５図に示した電圧値Ｖ４）以上であり、電圧の負の振幅値は絶対値がその電圧値より小さい値とする。また、第３２図（ｂ）では、電圧の正の振幅値はプレーナ状態からフォーカルコニック状態に遷移させるのに必要な範囲内の電圧値（第５図に示した電圧値Ｖ２からＶ３の範囲の電圧値）であり、電圧の負の振幅値は絶対値がその電圧値より小さい値とする。これにより、電圧駆動回路の耐電圧マージンを小さくすることができるとともに、コレステリック液晶が分極することにより劣化するのを抑制することができる。
第３２図（ａ）では、１つの正の電圧パルスの前後に２つの負の電圧パルスを印加することとしているが、電圧駆動回路のコストをさらに安く抑えるため、印加する負の電圧パルスを１つのみにしてもよい。第３２図（ｂ）でも同様である。また、第３２図では、フォーカルコニック状態からプレーナ状態に遷移させる場合に印加される交流パルス電圧の極性と、プレーナ状態からフォーカルコニック状態に遷移させる場合に印加される交流パルス電圧の極性とを同じ極性としたが、それらを逆の極性としてもよい。
第３３図は、液晶ディスプレイの表示の書き換え回数に応じて極性が異なる直流パルス電圧の一例を示す図である。第３３図（ａ−１）は、書き換え回数が偶数である場合に、フォーカルコニック状態からプレーナ状態に遷移させるために印加される極性が正の直流パルス電圧であり、第３３図（ａ−２）は、書き換え回数が偶数である場合に、プレーナ状態からフォーカルコニック状態に遷移させるために印加される極性が正の直流パルス電圧である。
第３３図（ｂ−１）は、書き換え回数が奇数である場合に、フォーカルコニック状態からプレーナ状態に遷移させるために印加される極性が負の直流パルス電圧であり、第３３図（ｂ−２）は、書き換え回数が奇数である場合に、プレーナ状態からフォーカルコニック状態に遷移させるために印加される極性が負の直流パルス電圧である。以降、表示の書き換えをおこなうたびに、第３３図（ａ−１）および（ａ−２）に示される正の極性の直流パルス電圧と、第３３図（ｂ−１）および（ｂ−２）に示される負の極性の直流パルス電圧とを交互に印加する。
このように、書き換え回数に応じて印加される直流パルス電圧の極性を交互に変更することにより、電圧駆動回路の耐電圧マージンを小さくすることができるとともに、コレステリック液晶が分極することによって生じる劣化を抑制することができる。
書き換え回数の記憶は、ＩＣカードが有する記憶部によりおこなわれるか、ＩＣカードとの間で通信をおこなうリーダ／ライタが有する記憶部によりおこなわれる。ＩＣカードが書き換え回数を記憶する場合には、リーダ／ライタは、ＩＣカードから書き換え回数のデータを読み込み、たとえば、書込み回数が偶数であれば正の極性の直流パルス電圧で表示を書き換えるよう制御する電波を放射する。書込み回数が奇数であれば負の極性の直流パルス電圧で表示を書き換えるよう制御する電波を放射する。その後、ＩＣカードは記憶部に記憶された書込み回数を１増加させる。
リーダ／ライタが書き換え回数を記憶する場合には、不特定多数のＩＣカードの書き換え回数を累積して記憶する。この場合は、同一のＩＣカードに２回続けて同じ極性の直流パルス電圧が印加される可能性が生じるが、長期的に見れば、正の極性の直流パルス電圧が印加される確率と、負の極性の直流パルス電圧が印加される確率とは半々となるため、実用上は問題がない。
また、第３０図で示したパルス波形を用いる方法、あるいは、第３２図で示したパルス波形を用いる方法と第３３図で示した表示の書き換え回数に応じて印加する電圧の極性を決定する方法とを組み合わせると、コレステリック液晶が分極することによって生じる劣化をさらに効果的に抑制することができる。
第３４図は、表示の書き換えを２段階でおこなう場合に印加する直流パルス電圧の一例を示す図である。第３４図（ａ−１）は、すべての表示セグメントをプレーナ状態にリセットするために印加する正の極性の直流パルス電圧であり、第３４図（ａ−２）は、そのプレーナ状態をフォーカルコニック状態に遷移させ、所定の表示パターンを形成するために印加する負の極性の直流パルス電圧である。また、第３４図（ｂ−１）は、すべての表示セグメントをフォーカルコニック状態にリセットするために印加する正の極性の直流パルス電圧であり、第３４図（ｂ−２）は、そのフォーカルコニック状態をプレーナ状態に遷移させ、所定の表示パターンを形成するために印加する負の極性の直流パルス電圧である。
このように、コレステリック液晶のリセットと表示パターンの形成とを極性の異なる直流パルス電圧を２段階で印加しておこなうことにより、電圧駆動回路の耐電圧マージンを小さくすることができるとともに、コレステリック液晶が分極することによって生じる劣化を抑制することができる。
以上説明してきたように、本実施の形態５では、ＩＣカードの液晶ディスプレイにおける表示パターンの書き換え頻度が少ないことを利用して、直流パルス電圧や、極性の反転時に電圧が印加されないインターバルを有する交流パルス電圧、あるいは、正負で振幅が異なる交流パルス電圧などを用いて表示の書き換えをおこなうこととしたので、電圧駆動回路の耐電圧マージンを小さくすることができるとともに、コレステリック液晶が分極することによって生じる劣化を抑制することができる。
なお、本実施の形態５では、液晶ディスプレイを有するＩＣカードに応用することとしたが、これに限定されるものではなく、他の用途の電子ペーパ技術に同様の技術を適用することができる。また、液晶ディスプレイを構成するコレステリック液晶層の数は、実施の形態１または２に示されるように複数色の表示ができるよう複数であってもよいし、単数であってもよい。
（実施の形態６）
ところで、上記実施の形態１〜５では、プレーナ状態をフォーカルコニック状態に、あるいは、フォーカルコニック状態をプレーナ状態に遷移させて表示を書き換える場合に一度だけ電圧を印加して表示を書き換えることとしたが、複数回の電圧パルスの印加では状態遷移がより完全になるため、コレステリック液晶層に電圧を複数回印加することとしてもよい。そこで、本実施の形態６では、コレステリック液晶層に電圧を複数回印加して所定の表示をおこなう場合について説明する。
まず、コレステリック液晶の状態を遷移させるのに必要な電圧と温度との関係について説明する。一般に、コレステリック液晶は、低い温度になるほど粘性が増加するため、状態を遷移させるのに必要となる印加電圧は大きくなる。第３５図は、コレステリック液晶の状態を遷移させるのに必要な電圧と温度との関係を示す図である。
第３５図（ａ）は、コレステリック液晶の状態を遷移させるのに印加する交流パルス電圧のパルス幅が１０ミリ秒の場合の関係であり、実線３５０と３５１とに挟まれた範囲は、コレステリック液晶がフォーカルコニック状態となる電圧範囲、点線３５２より電圧値が大きい範囲は、コレステリック液晶がプレーナ状態となる電圧範囲である。
また、第３５図（ｂ）は、コレステリック液晶の状態を遷移させるのに印加する交流パルス電圧のパルス幅が５０ミリ秒の場合の関係であり、実線３５３と３５４とに挟まれた範囲は、コレステリック液晶がフォーカルコニック状態となる電圧範囲、点線３５５より電圧値が大きい範囲は、コレステリック液晶がプレーナ状態となる電圧範囲である。
第３５図に示すように、状態を変化させるのに必要な電圧値の温度依存性は、印加する交流パルス電圧のパルス幅が小さいほど顕著なものとなる。具体的には、第３５図（ａ）に示すパルス幅が１０ミリ秒の場合には、摂氏０度から摂氏５０度の温度範囲において、フォーカルコニック状態となる電圧マージンは、２５ボルトから２６ボルトの範囲と狭く、また、プレーナ状態となる電圧値も４４ボルトと大きい。一方、第３５図（ｂ）に示すパルス幅が５０ミリ秒の場合には、摂氏０度から摂氏５０度の温度範囲において、フォーカルコニック状態となる電圧マージンは、１５ボルトから２４ボルトの範囲と広く、また、プレーナ状態となる電圧値も３３ボルトと小さい。さらに、パルス幅を１００ミリ秒とすると、フォーカルコニック状態となる電圧マージンがさらに広くなり、プレーナ状態となる電圧値も小さくなる。
また、ＩＣカードなどの液晶ディスプレイにコレステリック液晶を用いる場合には、コレステリック液晶層を薄く形成する必要があるが、コレステリック液晶層が薄い場合には、状態を変化させるのに要する電圧が全体的に低くなり、第３５図（ａ）または第３５図（ｂ）に示したフォーカルコニック状態となる電圧マージンが狭くなる。さらに、表示パターンの明度も低くなる。したがって、ＩＣカードなどの液晶ディスプレイにコレステリック液晶を用いる場合には、印加するパルス電圧のパルス幅ができるだけ大きい方が望ましい。
さらに、パルス幅が小さいと、残像や表示のコントラストの低下といった問題が生じる。たとえば、第３５図（ａ）において、コレステリック液晶に印加する電圧を２３ボルトとした場合に、摂氏５０度ではフォーカルコニック状態に遷移するのに十分な電圧であったものが、摂氏０度にまで温度が下がるとフォーカルコニック状態に完全には遷移しない電圧値となる。そのため、コレステリック液晶層を光が透過する際に、プレーナ状態となっている一部のコレステリック液晶により光の一部が反射されて、前回の表示パターンの像が残ったり、表示のコントラストが低下したりする。
また、プレーナ状態に遷移する場合にも、温度の低下により、印加した電圧値がプレーナ状態に完全には遷移しない電圧値となるような場合が生じうる。そのため、コレステリック液晶層により光が反射される際に、フォーカルコニック状態となっている一部のコレステリック液晶により光の一部が透過されて、明度が上昇せず、表示のコントラストが低下したりする。
この問題は、電圧を複数回印加することにより改善することができる。第３６図は、コレステリック液晶に電圧を印加する電圧印加回数と表示の明度およびコントラストとの間の関係を示す図である。第３６図において、実線３６０は、電圧を印加することによりフォーカルコニック状態からプレーナ状態へ状態を遷移させる場合である。この場合、１回目の電圧印加では、コレステリック液晶層に反射された反射光の明度がＹ＝０．２８であったものが、２回目の電圧印加では、Ｙ＝０．３０に向上している。また、コントラストは１４から１５に増加している。
また、点線３６１は、電圧を印加することによりプレーナ状態からフォーカルコニック状態へ状態を遷移させる場合である。この場合、１回目の電圧印加では、コレステリック液晶層に反射された反射光の明度がＹ＝０．０３であったものが、２回目の電圧印加では、Ｙ＝０．０２に低下している。また、コントラストは１０から１５に増加している。
このように、電圧を印加する回数を増加させることにより、プレーナ状態においては明度を増加させるとともにコントラストをより向上させ、フォーカルコニック状態においては明度を低下させるとともにコントラストをより向上させることができる。
つぎに、液晶ディスプレイに表示をおこなう場合のコレステリック液晶層の初期化について説明する。第３７図は、コレステリック液晶の初期化のタイミングを示すタイミング図である。このタイミング図は、国際標準規格であるＩＳＯ／ＩＥＣ１０５３６に基づくものである。第３７図（ａ）は、ＩＣカードと通信をおこなうリーダ／ライタが電波を放射することにより電力をＩＣカードに伝送するタイミングを示しており、第３７図（ｂ）は、ＩＣカードがリーダ／ライタにデータを送信するタイミングを示しており、第３７図（ｃ）は、リーダ／ライタがＩＣカードにデータを送信するタイミングを示しており、第３７図（ｄ）は、ＩＣカードが液晶ディスプレイのコレステリック液晶層の初期化をおこなうタイミングを示している。
また、Ｔ０は、リセット復帰時間と呼ばれ、リーダ／ライタが前回電力を伝送した影響をリセットする時間であり、ＩＣカードに電力が供給されない時間である。Ｔ１は、最大電力立ち上がり時間と呼ばれ、ＩＣカードが処理をおこなうのに必要な値にまで電力値が立ち上がるのに必要な時間である。Ｔ２は、データ伝送準備時間と呼ばれ、ＩＣカードが安定するための通信を準備するに要する時間であり、この時間帯に、リーダ／ライタからＩＣカードに論理レベルが１となる信号が送信される。Ｔ３は安定ロジック時間と呼ばれ、リーダ／ライタがＩＣカードに、また、ＩＣカードがリーダ／ライタに、論理レベルが１となる信号を送信する時間帯である。Ｔ４は、最大ＡＴＲ送出時間と呼ばれ、ＩＣカードがリーダ／ライタに転送プロトコルを定義するためのＡＴＲ（Ａｎｓｗｅｒ  Ｔｏ  Ｒｅｓｅｔ）の送信を開始する時間帯である。ただし、ＩＣカードは、Ｔ２のデータ伝送準備時間にＡＴＲの送信を開始してもよい。
ここで、ＩＳＯ／ＩＥＣ１０５３６の規格では、Ｔ０は、８ミリ秒以上の時間とし、Ｔ１は、０．２ミリ秒以下の時間とし、Ｔ２は、８ミリ秒とし、Ｔ３は、２ミリ秒とし、Ｔ４は、３０ミリ秒以下とするよう規定されている。
ここで、ＩＣカードの電力が完全に立ち上がる時間Ｔ２からＩＣカードの処理を制御するオペレーティングシステムの起動が終了するまでの時間が通常１００ミリ秒程度あるので、この時間の間に第３５図で説明したようなパルス幅が５０ミリ秒の交流パルス電圧を印加することが十分可能となる。すなわち、第３７図（ｄ）に示すように、この１００ミリ秒程度の時間を利用して、第３６図で説明した１回目の電圧印加をおこなうこととすれば、ＩＣカードの限られた駆動時間を有効に利用し、表示のコントラストを向上させることができる。
ＩＣカードは、時間Ｔ２において、リーダ／ライタにより送信される論理レベル１の信号とともに、表示パターンを初期化する制御信号を受信する。そして、受信した電波から変換した電圧を利用してコレステリック液晶層に電圧を印加し、表示パターンを初期化する。そして、表示パターンの初期化が終了した後、ＩＣカードとリーダ／ライタとの間での情報の送受信を開始し、２回目の電圧印加をおこなって、所定のデータの表示をおこなう。
初期化をおこなうために印加する交流パルス電圧のパルス幅は、５０ミリ秒程度であればよいが、第３５図で説明したように、できるだけ長いパルス幅とすると、コレステリック液晶層をフォーカルコニック状態とする電圧マージンが広くなり、また、コレステリック液晶層をプレーナ状態とする電圧値も小さくなるので好ましい。
第３８図は、コレステリック液晶層の表示の初期化処理を示す図である。第３８図に示すように、表示の初期化をおこなうには２つの方法がある。１つは、第３８図（ａ−１）に示すように、表示パターンを形成するすべてのセグメント３８０に対応するコレステリック液晶層をプレーナ状態にする方法であり、もう１つは、表示パターンを形成するすべてのセグメント３８２に対応するコレステリック液晶層をフォーカルコニック状態にする方法である。
コレステリック液晶層をプレーナ状態にする方法では、第３７図（ｄ）に示したタイミングでプレーナ状態に設定する電圧を印加する。そして、第３８図（ｂ）に示すように、リーダ／ライタとの間で通信が開始された後、リーダ／ライタから受信したデータを基に、所定の表示パターンを形成するよう各セグメント３８４に電圧を再度印加してプレーナ状態を持続させるか、フォーカルコニック状態に状態を遷移させる。ここで、第３６図で説明したように、プレーナ状態に設定する電圧を２回印加されたセグメントは、より明度が上昇し、背景色３８５との間のコントラストを大きくすることができる。
コレステリック液晶層をフォーカルコニック状態にする方法では、第３７図（ｄ）に示したタイミングでフォーカルコニック状態に設定する電圧を印加する。そして、第３８図（ｂ）に示すように、リーダ／ライタとの間で通信が開始された後、リーダ／ライタから受信したデータを基に、所定の表示パターンを形成するよう各セグメント３８４に電圧を再度印加してフォーカルコニック状態を持続するか、プレーナ状態に状態を遷移させる。ここで、第３６図で説明したように、フォーカルコニック状態に設定する電圧を２回印加されたセグメントは、より明度が低下し、表示パターンを形成するセグメント３８４との間のコントラストを大きくすることができる。
以上説明してきたように、本実施の形態６では、表示パターンの初期化をリーダ／ライタとの間の通信の初期化実行中に発せられる所定の信号と同期をとることにより開始することとしたので、ＩＣカードの限られた駆動時間を有効に利用して表示パターンの初期化をおこなうことができる。
また、表示パターンの初期化をコレステリック液晶の状態をプレーナ状態またはフォーカルコニック状態に設定する電圧を印加することにより実行し、所定のデータを表示する際に、コレステリック液晶の状態を初期化により設定された状態に維持する表示セグメントに対して、初期化と同じコレステリック液晶の状態に設定する電圧を再度印加することとしたので、表示のコントラストをさらに高めることができる。
なお、本実施の形態６では、コレステリック液晶を用いた液晶ディスプレイを有するＩＣカードが、表示パターンの初期化をリーダ／ライタとの間の通信の初期化実行中に発せられる所定の信号と同期をとることにより開始することとしたが、これに限定されるものではなく、電気泳動方式やツイストボール方式などのその他の表示方式においても、同様の処理をおこなうこととしてもよい。
また、液晶ディスプレイを構成するコレステリック液晶層の数は、実施の形態１または２に示されるように複数色の表示ができるよう複数であってもよいし、単数であってもよい。
（実施の形態７）
ところで、上記実施の形態１〜６では、ＩＣカードとリーダ／ライタとの間でデータ通信をおこなうこととしたが、通信が完了した場合にＩＣカードの利用者に通信が完了したことを通知するようＩＣカードを構成することとしてもよい。そこで、本実施の形態７では、ＩＣカードがリーダ／ライタとの間でのデータ通信が完了したことを通知する場合について説明することとする。
まず、液晶ディスプレイの表示の切り替えによりデータ通信の完了を通知する通知処理について説明する。第３９図は、液晶ディスプレイの表示の切り替えによりデータ通信の完了を通知する通知処理を示す図である。第３９図（ａ−１）および第３９図（ａ−２）は、通信が正常におこなわれた場合に切り替え表示される表示パターンであり、第３９図（ｂ−１）および第３９図（ｂ−２）は、通信が正常におこなわれなかった場合に切り替え表示される表示パターンである。
たとえば、第６図に示すような上下２層のコレステリック液晶層を有する液晶ディスプレイにおいて、上部層がプレーナ状態において緑色の光を反射し、下部層がプレーナ状態において青色の光を反射する場合には、通常の表示では、上部層のみがプレーナ状態となり緑色の表示色でデータが表示される。
そして、リーダ／ライタとの間の通信が正常に完了した場合には、上部層をプレーナ状態にしておき、下部層をプレーナ状態とホメオトロピック状態とで交互に状態を変化させることにより、緑色と青色の混色であるシアンでの表示３９０と、緑色での表示３９２とを切り替えることができ、利用者に通信が正常に終了したことを即座かつ明瞭に通知することができる。
また、リーダ／ライタとの間の通信が正常に完了しなかった場合には、下部層をフォーカルコニック状態にしておき、上部層をプレーナ状態とホメオトロピック状態とで交互に状態を変化させることにより、緑色での表示３９４と、何も表示しない状態３９６とを切り替えることができ、利用者に通信が正常に終了しなかったことを即座かつ明瞭に通知することができる。特に、非接触型のＩＣカードでは、ＩＣカードをリーダ／ライタから遠ざけると、通信が不安定になることがあるので、上記のようにＩＣカードの液晶ディスプレイを構成することにより、ＩＣカードの利便性をさらに高めることができる。
ここで、ＩＣカードは、リーダ／ライタからのデータを所定の時間受信しなかった場合などに通信に異常が生じたと判定する。そして、ＩＣカードを制御するカード制御ＩＣが割り込み信号を発生させ、液晶ディスプレイ制御ＩＣが第３９図に示したような点滅表示をおこなうよう制御する。
また、ＩＣカードが駆動電力の供給をリーダ／ライタから受けている場合には、ＩＣカードに電力を供給する電波が減衰するにつれ、液晶ディスプレイのコレステリック液晶層に印加する電圧値が低下する。第４０図は、コレステリック液晶に印加する交流パルス電圧の減衰を示す図である。第４０図に示すように、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１の間では、交流パルス電圧４００の振幅値が第５図に示した電圧値Ｖ４を上回り、プレーナ状態を維持できるが、時刻Ｔ１以降のように、交流パルス電圧４０１の振幅値が減衰すると、第５図に示した電圧値Ｖ２と電圧値Ｖ３との間の電圧値となり、フォーカルコニック状態に状態が変化する。
すなわち、通信が正常に終了した第３９図（ａ−１）および（ａ−２）の場合には、リーダ／ライタからの電力の供給を受けて、上部層をプレーナ状態にし、下部層の状態をプレーナ状態とホメオトロピック状態との間で切り替えるため、表示パターンの色はシアン色と緑色とで変化するが、交流パルス電圧の振幅値が減衰すると、下部層の状態がフォーカルコニック状態へと固定されるため、緑色一色の表示となる。
また、通信が正常に終了しなかった第３９図（ｂ−１）および（ｂ−２）の場合には、リーダ／ライタからの電力の供給を受けて、下部層をフォーカルコニック状態にしておき、上部層の状態をプレーナ状態とホメオトロピック状態との間で切り替えるため、緑色の表示パターンである状態と、何も表示されない状態とで変化するが、交流パルス電圧の振幅値が減衰すると、上部層の状態がフォーカルコニック状態へと固定されるため、無表示状態となる。なお、このような電圧パルスの減衰をもたらすには、適正な容量を持つコンデンサを具備させるか、あるいは電池などの一時的な蓄電部を具備させればよい。
このように、通信が正常に終了した場合に、交流パルス電圧が減衰するにつれ、ＩＣカードの表示が点滅表示から通常の表示と変化する。また、通信が正常に終了しなかった場合には、交流パルス電圧が減衰するにつれ、ＩＣカードの表示が点滅表示から無表示状態へと変化する。そのため、ＩＣカードの表示状態を通常の状態へと復帰させるための駆動回路が不要となり、製造コストを安価にすることができる。
なお、ここでは、液晶ディスプレイを点滅表示させることにより、通信が終了したことを通知することとしたが、さらにＩＣカードが音を発生させることにより、利用者に通信の終了を通知することとしてもよい。
第４１図は、データ通信の終了を通知する音を発生するＩＣカードの構造を示す図である。第４１図に示すように、このＩＣカードは、振動フィルム４１０、バイブレータ４１１、高分子フィルム４１２１および４１２２、コレステリック液晶部４１３、シール材４１４１〜４１４３および壁面部４１５１〜４１５３を有する。
振動フィルム４１０は、振動することにより音を放射するフィルムであり、バイブレータ４１１は、振動フィルム４１０を振動させ、音を発生させるバイブレータである。高分子フィルム４１２１および４１２２は、表面上に電極が形成された透明フィルム基板であり、コレステリック液晶部４１３は、実施の形態１〜６で示したような液晶ディスプレイ部である。シール材４１４１〜４１４３は、振動フィルム４１０、バイブレータ４１１、高分子フィルム４１２１および４１２２およびコレステリック液晶部４１３を固定するシール材であり、壁面部４１５１〜４１５３は、上記各部を側面から固定する壁面部である。
この場合、振動フィルム４１０自体をコレステリック液晶部４１３の基板とすると、振動フィルム４１０の振動によりコレステリック液晶の配向状態が変化してしまうので、コレステリック液晶部４１３の基板には、高分子フィルム４１２１および４１２２を用いることとする。
通信が正常に終了した場合には、バイブレータ４１１が高い振動数で振動フィルム４１０を振動させることにより高音を発生させ、通信が正常に終了しなかった場合には、バイブレータ４１１が低い振動数で振動フィルム４１０を振動させることにより低音を発生させるなどして、音の違いにより利用者に通信が正常に終了したかどうかを明瞭に通知することができる。
第４２図は、ＩＣカードが利用者にデータ通信が正常に終了したかどうかを通知する通知処理の処理手順を示すフローチャートである。まず、このＩＣカードは、通信の初期化をおこない、リーダ／ライタとの間で通信可能な状態とし（ステップＳ４２０）、リーダ／ライタとの間で通信処理を実行する（ステップＳ４２１）。
そして、ＩＣカードは、通信処理が正常に終了したかどうかを調べ（ステップＳ４２２）、通信処理が正常に終了しなかった場合には（ステップＳ４２２，Ｎｏ）、第３９図（ｂ−１）および（ｂ−２）で説明したように、通信に異常が生じたことを示す表示を点滅させ、あるいは、低音を発生させて利用者に通知し（ステップＳ４２６）、ステップＳ４２０に移行する。通信処理が正常に終了した場合には（ステップＳ４２３，Ｙｅｓ）、受信したデータを表示し（ステップＳ４２４）、第３９図（ａ−１）および（ａ−２）で説明したように、通信が完了したことを示すために表示したデータを点滅させ、あるいは、高音を発生させて利用者に通知し（ステップＳ４２６）、この通知処理を終了する。
なお、上記フローチャートでは、音あるいは表示の点滅により通信が正常に終了したかどうかを利用者に通知することとしたが、両方同時に適用してもよい。また、表示の点滅に関しては、利用者に明瞭に通知できるよう、点滅時間や表示色などを任意に選択する。また、出力する音に関しても、音の大きさや高低、パターン、リズムなど任意の表現をとることができる。
以上説明してきたように、本実施の形態７によれば、リーダ／ライタに対するデータの送信やリーダ／ライタからのデータの受信が終了した場合に、表示を点滅させ、あるいは、音を発生させることにより通信が終了したことを利用者に通知することとしたので、リーダ／ライタとの間の通信が問題なく完了したかどうかを容易に確認することができ、ＩＣカードの利便性を高めることができる。
なお、本実施の形態７では、コレステリック液晶の液晶ディスプレイを有するＩＣカードを用いることとしたが、液晶ディスプレイを構成するコレステリック液晶層の数は、実施の形態１または２に示されるように複数色の表示ができるよう複数であってもよいし、単数であってもよい。
また、本実施の形態７で説明した技術は、コレステリック液晶の液晶ディスプレイに適用が限定されるものではなく、電気泳動方式やツイストボール方式などのその他の表示方式の液晶ディスプレイに対しても、同様の技術を適用することができる。また、単純マトリックス方式などで液晶表示がおこなわれる他の用途の電子ペーパ技術にも同様の技術を適用することができる。
（実施の形態８）
ところで、上記実施の形態１〜７では、コレステリック液晶層の液晶分子の配向状態を変化させ、入射する光を反射または透過させることにより所定のデータを表示することとしたが、コレステリック液晶が有する反射光波長の温度依存性を利用して、さらに温度計としての機能を液晶ディスプレイに持たせることとしてもよい。そこで、本実施の形態８では、コレステリック液晶が有する反射光波長の温度依存性を利用して、液晶ディスプレイが温度計としても機能する場合について説明する。
まず、コレステリック液晶が有する反射光波長の温度依存性について説明する。第３図に示したように、コレステリック液晶は、液晶分子が螺旋構造を形成している液晶であり、プレーナ状態においてコレステリック液晶により反射される反射光の波長は、その螺旋構造のピッチに依存する。
コレステリック液晶には、高温になると、螺旋構造のピッチが長くなるものと、短くなるものの２種類がある。螺旋構造のピッチが長くなると、反射光の波長は赤色の波長領域側（長波長側）に遷移し、螺旋構造のピッチが短くなると、反射光の波長は青色の波長領域側（短波長側）に遷移する。すなわち、このような反射光の色と温度との関係を利用することにより、コレステリック液晶層を有する液晶ディスプレイを温度計として用いることができる。
つぎに、コレステリック液晶で構成される液晶ディスプレイを温度計として用いる場合の表示状態について説明する。第４３図は、コレステリック液晶で構成される液晶ディスプレイを気温計として用いる場合の表示状態の一例を示す図である。ここでは、高温になった場合にプレーナ状態における反射光の波長が赤色の波長領域側に遷移し、低温になった場合に青色の波長領域側に遷移するコレステリック液晶を用いることとする。
これは、高温になるほど暖色である赤色の波長領域側に、低温になるほど寒色である青色の波長領域側に反射光の波長が遷移すると、人間の感覚に適合するためである。ただし、高温になった場合に反射光の波長が青色の波長領域側に遷移し、低温になった場合に赤色の波長領域側に遷移するコレステリック液晶を用いても、温度測定上問題はない。
コレステリック液晶を気温計として利用する場合には、幅広い温度範囲で可視光領域の光を反射するようにするのが好ましい。具体的には、摂氏マイナス２０度から摂氏８０度程度の範囲で、反射光の主波長がおよそ４００ナノメートル以上７００ナノメートル以下の範囲になるようにコレステリック液晶を調整する。特に、摂氏マイナス２０度で反射光の主波長が４００ナノメートル前後、摂氏８０度で反射光の主波長が７００ナノメートル前後とするのが好ましい。また、コレステリック液晶に強い直射日光が当たると、直射日光に含まれる紫外線によりコレステリック液晶が劣化してしまうため、液晶ディスプレイの表面に紫外線カットフィルムを備えることとしてもよい。
第４３図（ａ）は、気温が摂氏０度のときのデータの表示状態であり、青色４３０の表示色でデータが表示されている。第４３図（ｂ）は、気温が摂氏２０度のときのデータの表示状態であり、緑色４３１の表示色でデータが表示されている。第４３図（ｃ）は、気温が摂氏５０度のときのデータの表示状態であり、赤色４３２の表示色でデータが表示されている。
第４４図は、コレステリック液晶で構成される液晶ディスプレイを体温計として用いる場合の表示の一例を示す図である。この場合は、人間の体温の範囲である摂氏３４度から摂氏４２度付近の温度範囲で、反射光の主波長が５５０ナノメートル以上６００ナノメートル以下の範囲になるようにコレステリック液晶を調整する。
第４４図（ａ）は、人間の平熱である摂氏３６度付近のときのデータの表示状態であり、緑色４４０の表示色でデータが表示されている。第４４図（ｂ）は、微熱の状態である摂氏３７度付近の時のデータの表示状態であり、黄色４４１の表示色でデータが表示されている。黄色は、利用者に注意を促すのに適した色として最適なものである。第４４図（ｃ）は、体温が摂氏３８度以上になった場合のデータの表示状態であり、赤色４４２の表示色でデータが表示されている。この赤色の表示により、利用者に体調の異変を即座に知らせることができる。
第４５図は、実施の形態８に係る温度計が測定する温度範囲とコレステリック液晶がプレーナ状態において反射する反射光波長との間の関係を示す図である。第４５図に示すように、コレステリック液晶を気温計として利用する場合には、摂氏マイナス２０度から摂氏８０度程度の範囲で、反射光の主波長がおよそ４００ナノメートル以上７００ナノメートル以下の範囲になるようにコレステリック液晶を調整する。また、コレステリック液晶を体温計として利用する場合には、摂氏３４度から摂氏４２度付近の範囲で、反射光の主波長が５５０ナノメートル以上６００ナノメートル以下の範囲になるようにコレステリック液晶を調整する。
第４６図は、気温計として機能する液晶ディスプレイを備えたＩＣカードの一例を示す図である。第４６図（ａ）に示すように、気温が低いときには、データの表示色が青色４６０となり、気温が高いときには、データの表示色が赤色４６１となる。さらに、図示はしていないが、温度とデータの表示色の対応関係を表示した参照表などをＩＣカードに印刷し、利用者が参照できるようにする。
上述してきたように、本実施の形態８によれば、コレステリック液晶が有する反射光波長の温度依存性を利用して、さらに温度計としての機能を液晶ディスプレイに持たせることとしたので、多機能型のＩＣカードを実現することができる。
なお、本実施の形態８では、データの表示をおこなう液晶ディスプレイに温度計としての機能をもたせることとしたが、これに限定されるものではなく、温度計として機能するコレステリック液晶部分を、データを表示する液晶ディスプレイとは別に設けることとしてもよい。また、液晶ディスプレイを構成するコレステリック液晶層の数は、実施の形態１または２に示されるように複数色の表示ができるよう複数であってもよいし、単数であってもよい。
【産業上の利用可能性】  以上のように、本発明にかかるＩＣカードは、コレステリック液晶の特性を最大限に生かして情報の表示を効果的におこない、利用者の利便性を高める必要があるＩＣカードに有用である。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
2005024499.tif 000039
【図３８】
2005024499.tif 000040
【図３９】
2005024499.tif 000041
【図４０】
2005024499.tif 000042
【図４１】
2005024499.tif 000043
【図４２】
2005024499.tif 000044
【図４３】
2005024499.tif 000045
【図４４】
2005024499.tif 000046
【図４５】
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【図４６】
2005024499.tif 000048
【手続補正書】
【提出日】平成18年2月15日(2006.2.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部装置に対する情報の送信および／または該外部装置からの情報の受信をおこなうＩＣカードであって、
コレステリック相を形成する液晶層からなるセグメント型の表示部を具備し、該表示部は前記外部装置から受信した電磁波から変換した電圧パルスにより、複数の波長の選択反射を可能とした情報表示手段を有していること、
を特徴とするＩＣカード。
【請求項２】
前記情報表示手段は、プレーナ状態においてそれぞれ異なる主波長の光を反射するコレステリック相を形成する液晶層を少なくとも２層以上に積層し、積層されたコレステリック相を形成する液晶層に電圧を印加してコレステリック相を形成する液晶の液晶分子の配向状態を変化させ、光を透過または反射させることにより所定の情報を表示することを特徴とする請求項１に記載のＩＣカード。
【請求項３】
前記情報表示手段は、積層されたすべてのコレステリック相を形成する液晶層を透過した光を吸収する光吸収層をさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載のＩＣカード。
【請求項４】
前記情報表示手段は、プレーナ状態において互いに補色関係にある２つの光をそれぞれ反射する２つの積層されたコレステリック相を形成する液晶層を備えたことを特徴とする請求項２に記載のＩＣカード。
【請求項５】
前記補色関係にある２つの光の主波長は、それぞれ５７０ナノメートル以上６４０ナノメートル以下の範囲および４５０ナノメートル以上５００ナノメートル以下の範囲内であることを特徴とする請求項４に記載のＩＣカード。
【請求項６】
前記情報表示手段は、情報を表示するパターンを形成する複数のセグメントごとに独立して電圧を印加する電極を備えたコレステリック相を形成する液晶層と、前記複数のセグメントに一律に電圧を印加する電極を備えたコレステリック相を形成する液晶層とが積層されていることを特徴とする請求項２に記載のＩＣカード。
【請求項７】
積層された複数のコレステリック相を形成する液晶層は、左円偏光の光を反射する液晶分子の螺旋構造を有するコレステリック相を形成する液晶層と、右円偏光の光を反射する液晶分子の螺旋構造を有するコレステリック相を形成する液晶層とを含んでいることを特徴とする請求項２に記載のＩＣカード。
【請求項８】
表示をおこなう情報が所定の条件を満足したかどうかを判定する条件判定手段をさらに備え、前記情報表示手段は、前記条件判定手段による判定結果に基づいて、積層されたコレステリック相を形成する液晶層に電圧を印加してコレステリック相を形成する液晶の液晶分子の配向状態を変化させ、光を透過または反射させることにより前記情報の表示色を所定の表示色に設定することを特徴とする請求項２に記載のＩＣカード。
【請求項９】
外部装置に対する情報の送信および／または該外部装置からの情報の受信をおこなうＩＣカードであって、
情報を表示するパターンを形成するセグメントごとに、プレーナ状態においてそれぞれ異なる波長の光を反射するコレステリック相を形成する液晶層を少なくとも２つ以上並列し、並列されたコレステリック相を形成する液晶層に電圧を印加してコレステリック相を形成する液晶の液晶分子の配向状態を変化させ、光を透過または反射させることにより所定の情報を表示する情報表示手段を備えたこと、
を特徴とするＩＣカード。
【請求項１０】
前記情報表示手段の並列された各コレステリック相を形成する液晶層の幅は１ミリメートル以下であることを特徴とする請求項９に記載のＩＣカード。
【請求項１１】
前記情報表示手段は、プレーナ状態において互いに補色関係にある２つの光をそれぞれ反射する２つの並列されたコレステリック相を形成する液晶層を備えたことを特徴とする請求項９に記載のＩＣカード。
【請求項１２】
前記情報表示手段は、プレーナ状態において主波長が４５０ナノメートル以上４９０ナノメートル以下、５３０ナノメートル以上５７０ナノメートル以下、および、６１０ナノメートル以上６５０ナノメートル以下である光をそれぞれ反射するコレステリック相を形成する液晶層を少なくとも３つ並列したことを特徴とする請求項９に記載のＩＣカード。
【請求項１３】
単一の情報の表示から複数の情報の一斉表示へと切り替える切替要求の入力を受け付ける入力受付手段をさらに備え、前記情報表示手段は、前記切替要求受付手段により切替要求を受け付けた場合に、単一の情報の表示から複数の情報の一斉表示へと切り替えることを特徴とする請求項２または９に記載のＩＣカード。
【請求項１４】
前記情報表示手段は、前記複数の情報をそれぞれ異なる色で表示することを特徴とする請求項１３に記載のＩＣカード。
【請求項１５】
前記情報表示手段は、２つの情報を一斉表示する場合に、第１のコレステリック相を形成する液晶が反射する主波長が５３０ナノメートル以上５７０ナノメートル以下の光および第２のコレステリック相を形成する液晶が反射する主波長が４５０ナノメートル以上４９０ナノメートル以下の光の重ね合わせにより生じる色と、第３のコレステリック相を形成する液晶が反射する主波長が５３０ナノメートル以上５７０ナノメートル以下の光および第４のコレステリック相を形成する液晶が反射する主波長が６１０ナノメートル以上６５０ナノメートル以下の光の重ね合わせにより生じる色とでそれぞれの情報を表示することを特徴とする請求項１３に記載のＩＣカード。
【請求項１６】
電力を蓄積する電力蓄積手段をさらに備え、前記情報表示手段は、前記電力蓄積手段により蓄積された電力を利用して情報の表示をおこなうことを特徴とする請求項１３に記載のＩＣカード。
【請求項１７】
前記電力蓄積手段は、振動による運動エネルギーを電力に変換し、変換された電力を蓄積することを特徴とする請求項１６に記載のＩＣカード。
【請求項１８】
前記電力蓄積手段は、光のエネルギーを電力に変換し、変換された電力を蓄積することを特徴とする請求項１６に記載のＩＣカード。
【請求項１９】
前記電力蓄積手段は、外部の電力供給装置から供給された電力を蓄積することを特徴とする請求項１６に記載のＩＣカード。
【請求項２０】
前記情報表示手段は、光エネルギーを蓄積し、蓄積した光エネルギーを利用して発光する蓄光層をさらに備え、該蓄光層により発光された光が前記コレステリック相を形成する液晶層を照射するよう構成されていることを特徴とする請求項２、７または９に記載のＩＣカード。
【請求項２１】
前記蓄光層により発光される光の主波長は、前記コレステリック相を形成する液晶がプレーナ状態において反射する反射光の波長領域に含まれることを特徴とする請求項２０に記載のＩＣカード。
【請求項２２】
前記コレステリック相を形成する液晶層は、プレーナ状態において左円偏光または右円偏光の光を反射する液晶分子の螺旋構造を有し、前記情報表示手段は、左円偏光または右円偏光の光を反射するコレステリック相を形成する液晶層と前記蓄光層との間に、光の偏光状態をそれぞれ左円偏光または右円偏光に変換する４分の１波長板と偏光板とを備えたことを特徴とする請求項２０に記載のＩＣカード。
【請求項２３】
前記外部装置から光エネルギーの供給を受け付ける光エネルギー受付手段をさらに備え、前記蓄光層は、光エネルギー受付手段により受け付けられた光エネルギーを蓄積することを特徴とする請求項２０に記載のＩＣカード。
【請求項２４】
前記情報表示手段によりコレステリック相を形成する液晶に電圧を印加してコレステリック相を形成する液晶の液晶分子の配向状態をプレーナ状態とフォーカルコニック状態との間で切り替える場合に、該状態を切り替える際に印加する正負いずれかの極性を示す電圧の極性を、プレーナ状態に切り替える電圧とフォーカルコニック状態に切り替える電圧とで反対の極性とすることを特徴とする請求項２または９に記載のＩＣカード。
【請求項２５】
前記情報表示手段は、情報の表示に係る初期化を前記コレステリック相を形成する液晶の液晶分子の配向状態をプレーナ状態またはフォーカルコニック状態に設定する電圧を印加することにより実行し、該配向状態をフォーカルコニック状態またはプレーナ状態に切り替える場合に、該状態を切り替える際に印加する正負いずれかの極性を示す電圧の極性を、前記情報の表示に係る初期化を実行する際に印加した電圧の極性と反対の極性とすることを特徴とする請求項２または９に記載のＩＣカード。
【請求項２６】
前記情報表示手段によりコレステリック相を形成する液晶に電圧を印加してコレステリック相を形成する液晶の液晶分子の配向状態をプレーナ状態とフォーカルコニック状態との間で切り替える場合に、該状態を切り替える際に印加する正負の極性が反転する電圧を、該極性の反転時に電圧が印加されない期間を有する電圧とすることを特徴とする請求項２または９に記載のＩＣカード。
【請求項２７】
前記情報表示手段によりコレステリック相を形成する液晶に電圧を印加してコレステリック相を形成する液晶の液晶分子の配向状態をプレーナ状態とフォーカルコニック状態との間で切り替える場合に、該状態を切り替える際に印加する正負いずれかの極性を示す電圧の極性を、該状態を切り替えた回数に基づいて正負いずれかに設定することを特徴とする請求項２または９に記載のＩＣカード。
【請求項２８】
前記情報表示手段によりコレステリック相を形成する液晶の液晶分子の配向状態が切り替えられた回数を記憶する切替回数記憶手段をさらに備え、前記情報表示手段は、該状態を切り替える際に印加する正負いずれかの極性を示す電圧の極性を、前記切替回数記憶手段により記憶された回数に基づいて正負いずれかに設定することを特徴とする請求項２７に記載のＩＣカード。
【請求項２９】
前記情報表示手段は、コレステリック相を形成する液晶に電圧を印加してコレステリック相を形成する液晶の液晶分子の配向状態をプレーナ状態とフォーカルコニック状態との間で切り替える場合に、該状態を切り替える際に印加する電圧は極性が反転する電圧であり、かつ、正負いずれか一方の極性の電圧の絶対値は該状態の切り替えに必要な値であり、他方の極性の電圧の絶対値は、前記状態の切り替えが生じない値であることを特徴とする請求項２または９に記載のＩＣカード。
【請求項３０】
前記情報表示手段は、前記情報の表示に係る初期化を前記外部装置との間の通信の初期化実行中に発せられる所定の信号と同期をとることにより開始することを特徴とする請求項２または９に記載のＩＣカード。
【請求項３１】
前記情報表示手段は、前記情報の表示に係る初期化を前記コレステリック相を形成する液晶の液晶分子の配向状態をプレーナ状態またはフォーカルコニック状態に設定する電圧を印加することにより実行し、前記所定の情報を表示する際、該配向状態を前記初期化により設定された状態に維持する場合に、前記初期化により設定された配向状態にコレステリック相を形成する液晶の状態を設定する電圧を再度印加することを特徴とする請求項３０に記載のＩＣカード。
【請求項３２】
前記情報表示手段は、前記外部装置に対する情報の送信および／または前記外部装置からの情報の受信が終了した場合に、通信が終了したことを示す通信終了信号を発することを特徴とする請求項２または９に記載のＩＣカード。
【請求項３３】
前記情報表示手段は、前記外部装置に対する情報の送信および／または前記外部装置からの情報の受信が終了した場合に、前記コレステリック相を形成する液晶に電圧を印加してコレステリック相を形成する液晶の配向状態をプレーナ状態とホメオトロピック状態との間で切り替えることにより所定の情報を点滅表示することを特徴とする請求項３２に記載のＩＣカード。
【請求項３４】
音を発生する音発生手段をさらに備え、前記外部装置に対する情報の送信および／または前記外部装置からの情報の受信が終了した場合に、前記音発生手段は、通信が終了したことを示す音を発生することを特徴とする請求項３２に記載のＩＣカード。
【請求項３５】
前記コレステリック相を形成する液晶層は、所定の温度範囲に対してプレーナ状態において可視光領域の光を反射するよう形成され、前記情報表示手段は、光を透過または反射させることにより所定の情報を表示するとともに、温度に係る情報を該温度に応じた前記コレステリック相を形成する液晶層の反射光の色で表示することを特徴とする請求項２または９に記載のＩＣカード。
【請求項３６】
前記情報表示手段により表示された前記コレステリック相を形成する液晶層の反射光の色と温度に係る情報との間の対応関係を示す対応関係表示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項３５に記載のＩＣカード。
【請求項３７】
前記情報表示手段は、前記コレステリック相を形成する液晶層に紫外線が入射するのを抑制する紫外線カット層を備えていることを特徴とする請求項３５に記載のＩＣカード。
【請求項３８】
前記コレステリック相を形成する液晶層は、温度が高くなるほどプレーナ状態において反射する光の波長が長くなることを特徴とする請求項３５に記載のＩＣカード。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、外部装置に対する情報の送信および／または外部装置からの情報の受信をおこなうＩＣカードに関するものであり、特に、コレステリック液晶の特性を最大限に生かして情報の表示を効果的におこない、利用者の利便性を高めることのできるＩＣカードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、メモリやマイクロプロセッサなどの集積回路（ＩＣ，Integrated  Circuit）を内蔵し、情報の記憶・処理機能を有するＩＣカードが広く利用されている。さらに、記憶しているデータを表示する表示機能を有するＩＣカードも近年利用されるようになってきている。
【０００３】
この表示機能を有するＩＣカードには、感熱発色型の材料を用いて印字消去をおこなう熱書込み方式のＩＣカードや、磁性体材料を用いて印字消去をおこなう磁気書込み方式のＩＣカードがある。
【０００４】
ところが、これらの表示方式においては、表示の書き換えをおこなうために、サーマルヘッドや磁気ヘッド等を有する情報記録装置にＩＣカードを挿入する必要があり、非接触型のＩＣカードへの適用には不向きであるという問題があった。
【０００５】
そこで、特許文献１には外部ターミナルから受けた電波を電力源として表示の書き換えをおこない、表示の保持に電力を消費しないメモリ性を有する液晶表示素子を用いて情報の表示をおこなう非接触情報記録表示方法が開示されている。この液晶表示素子の例としては、コレステリック液晶による光の選択反射を利用したものが挙げられている。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１１３１３７号公報
【０００７】
しかしながら、前述した文献に記載された非接触情報記録表示方法では、メモリ性を有する液晶表示素子の一例としてコレステリック液晶が挙げられているのみであり、ＩＣカードにおいてコレステリック液晶の有する特性をいかに有効に利用するかという点が十分言及されていないという問題があった。すなわち、コレステリック液晶の特性を効果的に利用する具体的な方法が十分開示されていなかった。
【０００８】
たとえば、メモリ性以外にも、コレステリック液晶が有する特性を有効に利用することにより、視認性を高めるなど、表示機能を有するＩＣカードの利便性をさらに高めることができるようになる。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コレステリック液晶の特性を最大限に生かして情報の表示を効果的におこない、利用者の利便性を高めることのできるＩＣカードを提供することを目的とする。
【発明の開示】
【００１０】
本発明によれば、外部装置に対する情報の送信および／または該外部装置からの情報の受信をおこなうＩＣカードであって、コレステリック相を形成する液晶層からなるセグメント型の表示部を具備し、該表示部は前記外部装置から受信した電磁波から変換した電圧パルスにより、複数の波長の選択反射を可能とした情報表示手段を有していること、を特徴とする。
【００１１】
また、本発明によれば、前記情報表示手段は、プレーナ状態においてそれぞれ異なる主波長の光を反射するコレステリック相を形成する液晶層を少なくとも２層以上に積層し、積層されたコレステリック相を形成する液晶層に電圧を印加してコレステリック相を形成する液晶の液晶分子の配向状態を変化させ、光を透過または反射させることにより所定の情報を表示することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明によれば、外部装置に対する情報の送信および／または該外部装置からの情報の受信をおこなうＩＣカードであって、情報を表示するパターンを形成するセグメントごとに、プレーナ状態においてそれぞれ異なる波長の光を反射するコレステリック相を形成する液晶層を少なくとも２つ以上並列し、並列されたコレステリック相を形成する液晶層に電圧を印加してコレステリック相を形成する液晶の液晶分子の配向状態を変化させ、光を透過または反射させることにより所定の情報を表示する情報表示手段を備えたこと、を特徴とする。
【００１３】
これらの発明によれば、表示される情報に応じて表示色を変えるなどして視認性を高め、コレステリック相を形成する液晶の特性を最大限に生かして情報の表示を効果的におこない、利用者の利便性を高めることができる。また、コレステリック相を形成する液晶を用いることにより、明度の高いカラー表示が可能な液晶ディスプレイを備えたＩＣカードを安価に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、この発明に係るＩＣカードおよび外部装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下では、ＩＣカードと外部装置とが非接触で通信する非接触型のＩＣカードの例を示すが、本発明はそれに限定されるものではなく、外部装置と接触して通信する接触型ＩＣカード、および、接触型と非接触型の両方を兼ね備えたハイブリッド型ＩＣカードにも同様に適用されるものである。
【００１５】
（実施の形態１）
まず、本実施の形態１に係るＩＣカードシステムの構成について説明する。第１図は、実施の形態１に係るＩＣカードシステムの構成を示す図である。同図に示すように、このＩＣカードシステムは、ホストコンピュータ１０、リーダ／ライタ１１およびＩＣカード１２から構成される。
【００１６】
ホストコンピュータ１０は、ＩＣカード１２に送信するデータの生成やＩＣカード１２から受信したデータのデータ処理および管理などをおこなうコンピュータである。リーダ／ライタ１１は、ホストコンピュータ１０に接続され、ＩＣカード１２との間で通信を確立して、データの授受をおこなう装置である。
【００１７】
ＩＣカード１２は、ＩＣチップが組み込まれたカード状のデバイスであり、リーダ／ライタ１１との間で種々の情報を送受信する。また、ＩＣカード１２は、受信したデータに対して演算や記憶などのデータ処理をおこなうことができる。
【００１８】
さらに、本発明に係るＩＣカード１２は、熱書込み方式や磁気書き込み方式のＩＣカードとは異なり、リーダ／ライタ１１から受信したデータの内容や、演算結果、記憶しているデータなどをカラー表示するよう構成され、ＩＣカード１２の利便性をさらに高めている。このカラー表示は、異なる波長の光をそれぞれ反射する複数のコレステリック液晶層を用いることにより実現している。また、液晶ディスプレイがコレステリック液晶を利用して構成されるため、電圧を常時印加していなくとも表示を保持することができ、電力の消費量が少なくてすむ。
【００１９】
第１図に示すように、このＩＣカード１２は、通信部１３、記憶部１４、情報表示部１５および制御部１６を有する。通信部１３は、リーダ／ライタ１１との間でデータ通信をおこなう通信部である。記憶部１４は、リーダ／ライタ１１から受信したデータや、データの演算処理をおこなった結果などを記憶する記憶部である。
【００２０】
情報表示部１５は、リーダ／ライタ１１から受信したデータや、記憶部１４に記憶されたデータ、あるいはエラーメッセージなどの種々の情報を複数のコレステリック液晶層を用いることによりカラー表示する表示部である。カラー表示をおこなう具体的な方法については後に詳しく説明する。
【００２１】
制御部１６は、各機能部１３〜１５に種々の制御信号を送信し、ＩＣカード１２の全体制御をおこなう制御部である。またこの制御部１６は、データの記憶や演算などのさまざまな処理をおこなう。たとえば、受信したデータが所定の条件を満足したかどうかを判定し、判定結果に基づいてデータの表示色を変更するよう情報表示部１５に要求する処理などをおこなう。
【００２２】
第２図は、実施の形態１に係るＩＣカード１２のハードウェア構成を示す概略構成図である。ＩＣカード１２は、アンテナ２０、液晶ディスプレイ２１、液晶ディスプレイ制御ＩＣ２２、通信制御ＩＣ２３およびカード制御ＩＣ２４を有する。
【００２３】
アンテナ２０および通信制御ＩＣ２３は、第１図に示した通信部１３に対応し、液晶ディスプレイ２１および液晶ディスプレイ制御ＩＣ２２は、第１図に示した情報表示部１５に対応し、カード制御ＩＣ２４は、第１図に示した記憶部１４および制御部１６に対応する。
【００２４】
アンテナ２０は、リーダ／ライタ１１との間で通信する際に、電波を空間に放射し、あるいは、電波を空間から受け取る金属線である。液晶ディスプレイ２１は、データやメッセージなどをカラー表示するディスプレイである。液晶ディスプレイ制御ＩＣ２２は、液晶ディスプレイ２１を制御して、データやメッセージなどをカラー表示するＩＣである。
【００２５】
通信制御ＩＣ２３は、アンテナ２０から電波を放射して、リーダ／ライタ１１にデータを送信する処理の制御をおこなうＩＣである。また、この通信制御ＩＣ２３は、アンテナ２０が受け取った電波から通信データを抽出する処理をおこなう。
【００２６】
カード制御ＩＣ２４は、液晶ディスプレイ制御ＩＣ２２や通信制御ＩＣ２３に種々の制御信号を送信し、ＩＣカード１２の全体制御をおこなう。また、このカード制御ＩＣ２４は、内部に種々のデータを記憶するメモリを有している。さらに、このカード制御ＩＣ２４は、データの演算や記憶などのさまざまなデータ処理をおこなうことができ、演算結果などをメモリに記憶することができる。
【００２７】
つぎに、コレステリック液晶による液晶ディスプレイの表示原理について説明する。第３図は、コレステリック液晶による液晶ディスプレイの表示原理について説明する説明図である。コレステリック液晶は、液晶分子が螺旋構造を形成している液晶であり、第３図（ａ）に示すプレーナ状態および第３図（ｂ）に示すフォーカルコニック状態の２つの安定した状態が存在する。これらの状態は、電圧が印加されていなくとも安定して存在することができるため、双安定性と称される。
【００２８】
プレーナ状態は、螺旋構造を有する液晶分子３０の螺旋軸方向が電極３１および３２により発生された電界の方向となっており、特定の波長帯域の光を反射する。液晶分子３０の螺旋構造における周期（ピッチ）をｐとすると、反射率が最大となる光の波長λと、液晶の平均屈折率ｎとの間の関係は、λ＝ｐ×ｎで表され、反射される光の反射波長帯域Δλと、液晶の屈折率異方性Δｎとの間の関係は、Δλ＝ｐ×Δｎで表される。反射波長帯域Δλは、液晶の屈折率異方性Δｎが大きくなるにつれ広くなる。
【００２９】
また、コレステリック液晶は、螺旋構造のねじれの向きと同じ巻きとなる円偏光を選択的に反射する。したがって、右円偏光あるいは左円偏光のいずれか一方が反射され、他方は透過するので反射率は理論上５０％となる。
【００３０】
フォーカルコニック状態は、螺旋構造を有する液晶分子３０の螺旋軸方向が電極３１および３２により発生された電界の方向と垂直になっており、入射した光のほとんどを透過する。
【００３１】
第４図は、コレステリック液晶を用いておこなったデータ表示の一例を示す図である。第４図には、「３３３３３３」という数字を液晶ディスプレイ２１に表示した例を示している。各数字を表示する表示パターンは、７つのセグメント４０1〜４０7により形成される。そして、各セグメント４０1〜４０7は独立にコレステリック液晶の状態をプレーナ状態あるいはフォーカルコニック状態に設定することができ、それによりさまざまな表示パターンを形成する。
【００３２】
たとえば、「３」の数字を表示する場合には、セグメント４０1、セグメント４０3、セグメント４０4、セグメント４０6およびセグメント４０7をプレーナ状態に、セグメント４０2およびセグメント４０5をフォーカルコニック状態に設定し、光の反射および透過を制御することにより表示をおこなう。
【００３３】
つぎに、コレステリック液晶の液晶分子の配向状態の設定方法について説明する。第５図は、コレステリック液晶の液晶分子の配向状態の設定方法を説明する概念図である。第５図には、コレステリック液晶が光を反射する反射率と、コレステリック液晶に印加された電圧パルスとの関係が示されている。実線５０は、プレーナ状態からフォーカルコニック状態に状態を変化させる場合の関係を示し、点線５１は、フォーカルコニック状態からプレーナ状態に状態を変化させる場合の関係を示している。
【００３４】
実線５０においては、電圧値Ｖ1は、プレーナ状態からフォーカルコニック状態に状態が遷移を始める電圧パルスの閾値電圧であり、電圧値Ｖ2および電圧値Ｖ3は、フォーカルコニック状態となる電圧範囲である。また、電圧値Ｖ4は、完全なプレーナ状態にコレステリック液晶が遷移する電圧パルスの電圧値である。なお、プレーナ状態に遷移するまでにはホメオトロピック状態を経由する。ホメオトロピック状態は、液晶分子の螺旋構造がほどけ、液晶分子の長軸が電界の向きに向いた状態である。
【００３５】
点線５１においては、電圧値Ｖ3は、フォーカルコニック状態からプレーナ状態に遷移を始める電圧パルスの閾値電圧であり、電圧値Ｖ4は、完全なプレーナ状態となる電圧パルスの閾値電圧である。
【００３６】
したがって、プレーナ状態からフォーカルコニック状態に状態を設定する場合には、電圧値Ｖ2から電圧値Ｖ3の範囲内の電圧パルスを与える。また、フォーカルコニック状態からプレーナ状態に状態を設定する場合には、電圧値Ｖ4以上の電圧パルスを与える。
【００３７】
また、中間的な大きさの電圧パルス、すなわち、実線５０における電圧値Ｖ1から電圧値Ｖ2の範囲、および、電圧値Ｖ3から電圧値Ｖ4の範囲の電圧パルスの印加では、コレステリック液晶の配向状態は、プレーナ状態とフォーカルコニック状態とが混在した状態となり、反射される光の色は、プレーナ状態における色とフォーカルコニック状態における色との間の中間的な色となる。点線５１における電圧値Ｖ3から電圧値Ｖ4の範囲の電圧の印加にも同様のことが言える。
【００３８】
ここで、電圧の印加は、極性が正負逆転し、振幅の絶対値が等しい交流パルス電圧を用いておこなう。これは、コレステリック液晶内のイオン性物質が分極し、表示品位が劣化するのを防止するためである。
【００３９】
つぎに、本実施の形態１に係る液晶ディスプレイ２１の構造について説明する。第６図は、実施の形態１に係る液晶ディスプレイ２１の構造を示す図である。第６図には、データの表示パターンを形成する各セグメント４１1〜４１7を示す平面図と、セグメント４１2および４１5を通る直線（一点鎖線）で切断した断面図とが示されている。
【００４０】
第６図の断面図に示すように、この液晶ディスプレイ２１は高分子フィルム６０1〜６０3、隔壁層６１、ＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）電極６２1〜６２5、コレステリック液晶層６３1〜６３3および光吸収層６４を有する。
【００４１】
高分子フィルム６０1〜６０3は、表面上にＩＴＯ電極６２1〜６２5が形成される透明フィルム基板であり、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ，Polyethylene terephthalate）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ，Polyethylene Naphthalate）などにより形成される。ここで、本実施の形態１では、透明基板として高分子フィルム６０1〜６０3を用いることとするが、高分子フィルム６０1〜６０3の代わりに薄いガラス基板を用いることとしてもよい。
【００４２】
隔壁層６１は、ＩＴＯ電極６２1、６２2およびコレステリック液晶層６３1、６３2を隔離する層である。ＩＴＯ電極６２1〜６２5は、コレステリック液晶層６３1〜６３3に電圧を印加する透明電極である。コレステリック液晶層６３1〜６３3は、プレーナ状態において所定の波長の光を反射し、フォーカルコニック状態においては光を透過する液晶層である。光吸収層６４は、コレステリック液晶層６３1〜６３3を透過した光を吸収し、黒色を呈する層である。光吸収層６４の機能により、コレステリック液晶層６３1〜６３3がフォーカルコニック状態であるとき、表示パターンを黒色で表示することができる。
【００４３】
ＩＴＯ電極６２1および６２2は、表示パターンを形成する各セグメント４１2および４１5の形に整形され、情報の表示面に平行に配置されている。また、ＩＴＯ電極６２3は、ＩＴＯ電極６２1および６２2と組となって機能し、セグメント４１2に対応するコレステリック液晶層６３1と、セグメント４１5に対応するコレステリック液晶層６３2とに独立に電圧を印加することができる。
【００４４】
コレステリック液晶層６３1、６３2および６３3は、ＩＴＯ電極６２1〜６２5を介して電圧パルスの印加を受け、プレーナ状態とフォーカルコニック状態との間で状態が変化する。そして、上部のコレステリック液晶層６３1および６３2と、下部のコレステリック液晶層６３3とが異なる波長の光をプレーナ状態において反射するよう構成することにより、複数色によるカラー表示を実現することができる。
【００４５】
たとえば、コレステリック液晶層６３1および６３2の反射光を赤色光とし、コレステリック液晶層６３3の反射光を青色光とすると、コレステリック液晶層６３1および６３2とコレステリック液晶層６３3との双方をプレーナ状態にした場合は、コレステリック液晶層６３1および６３2から反射された赤色光と、コレステリック液晶層６３3から反射された青色光とが混じりあい、加法混色により白色の表示色となる。第７図には、赤色光と青色光とが混じりあって生じた白色光のスペクトルの一例が示されている。
【００４６】
また、コレステリック液晶層６３1および６３2をプレーナ状態に、コレステリック液晶層６３3をフォーカルコニック状態にした場合は、表示色が赤色になる。コレステリック液晶層６３1および６３2をフォーカルコニック状態に、コレステリック液晶層６３3をプレーナ状態にした場合は、表示色が青色となる。コレステリック液晶層６３1および６３2およびコレステリック液晶層６３3の双方をフォーカルコニック状態にした場合には、光吸収層６４により光が吸収され、黒色の表示となる。
【００４７】
なお、ここでは、ＩＴＯ電極６２4および６２5とコレステリック液晶層６３3とを、表示パターンを形成する各セグメント４１1〜４１7に共通のべた構造としたが、このようにそれらを共通化することにより、電圧を印加する回路を簡略化することができ、低いコストでＩＣカードを製造することができる。
【００４８】
第８図は、実施の形態１に係る液晶ディスプレイのカラー表示の一例を示す図である。第８図（ａ）は、数字の表示色を白色とした場合であり、第８図（ｂ）は、数字の表示色を赤色とした場合の図である。第８図（ａ）の場合には、背景色である黒色８０に対して、白色８１と青色８２とで数字の表示パターンが形成される。この白色８１の表示は、第６図に示したコレステリック液晶層６３1および６３2とコレステリック液晶層６３3とを、ともにプレーナ状態することにより実現することができる。ここで、コレステリック液晶層６３3の反射光が呈する青色８２は、できるだけ暗い色になるようにし、黒色８０の背景色との区別がつきにくくする。
【００４９】
第８図（ｂ）の場合には、背景色である黒色８０に対して、赤色８３と黒色８４とで数字の表示パターンが形成される。この赤色８３の表示は、第６図に示したコレステリック液晶６３1および６３2をプレーナ状態に、コレステリック液晶層６３3をフォーカルコニック状態に設定することにより実現することができる。
【００５０】
ここで、表示のコントラストを高めるためには、コレステリック液晶層６３1および６３2により反射される赤色反射光のスペクトルの主波長は、５７０ナノメートル以上６４０ナノメートル以下の範囲内で、かつ、反射光の反射帯域が広いことが望ましい。また、コレステリック液晶層６３3により反射される青色反射光のスペクトルの主波長は、４５０ナノメートル以上５００ナノメートル以下の範囲内で、かつ、反射光の反射帯域が狭いことが望ましい。
【００５１】
第９図は、人間の視感度特性を表す視感度曲線を示す図である。第９図に示すように、人間の視感度は、およそ５５５ナノメートルにピークを有する。すなわち、そのピークに近い色ほど人間の目に明るく感じられる。そのため、表示パターンを構成する赤色反射光の主波長は、できるだけ５５５ナノメートルのピークに近づけ、５７０ナノメートル以上６４０ナノメートル以下の範囲内とする。また、青色反射光の主波長は、できるだけ５５５ナノメートルのピークから遠ざけ、４５０ナノメートル以上５００ナノメートル以下の範囲内とする。
【００５２】
つぎに、反射光の反射帯域の帯域幅と表示のコントラストの関係について説明する。第１０図は、青色反射光の明度と青色反射光のスペクトルの半値幅との間の関係を示す図である。第１０図に示すように、青色反射光の半値幅が狭いほど明度が低くなる。したがって、青色反射光の反射帯域をできるだけ狭くすることで濃い表示色とすることができ、第８図における背景色の黒色８０との区別をつきにくくすることができる。
【００５３】
第１１図は、赤色反射光および青色反射光が混じりあってできる白色反射光の明度と青色反射光の半値幅との間の関係を示す図である。ここで、赤色反射光の半値幅（ピーク反射率の半分の領域で，概ね反射率２０〜２５％）は約９０ナノメートルとしている。第１１図に示すように、この白色反射光の明度は、青色反射光の半値幅が狭くなってもほぼ一定とすることができ、明るい白色反射光の表示が得られることがわかる。
【００５４】
第１２図は、赤色反射光および青色反射光が混じりあってできる白色反射光の青色反射光に対するコントラスト比と青色反射光の半値幅との間の関係を示す図である。ここでも、赤色反射光の半値幅は約９０ナノメートルとしている。第１２図に示すように、青色反射光の半値幅が狭くなるにつれて、コントラスト比が大きくなり、視認性が向上することがわかる。逆に、半値幅が７０ナノメートル以上になると、コントラストが５未満となり、視認性が劣化する。
【００５５】
このように、赤色反射光の反射帯域を広く、青色反射光の反射帯域を狭くすることで、表示パターンを明瞭に認識できるようにすることができる。また、青色の視感度は、青色領域の面積が小さいとさらに低下するため、ＩＣカードの液晶ディスプレイにおいてはさらに青色を目立たなくすることができる。
【００５６】
また、赤色光を反射するコレステリック液晶層６３1および６３2を、右円偏光の光を反射する螺旋構造を有する液晶分子で形成し、青色光を反射するコレステリック液晶層６３3を、左円偏光の光を反射する螺旋構造を有する液晶分子で形成してもよい。これにより、コレステリック液晶層６３1および６３2の反射波長帯域とコレステリック液晶層６３3の反射波長帯域との共通する波長領域の光が、右円偏向成分および左円偏向成分の両方とも反射されるようになるので、明度の高い表示パターンを得ることができる。コレステリック液晶層６３1および６３2が、左円偏光の光を反射し、コレステリック液晶層６３3が、右円偏光の光を反射するよう構成することとしてもよい。
【００５７】
また、赤色光を反射するコレステリック液晶層６３1および６３2を、右円偏光の光を反射するコレステリック液晶層と左円偏光の光を反射するコレステリック液晶層とを２層組み合わせて形成してもよい。青色光を反射するコレステリック液晶層６３3に関しても同様のことが言える。
【００５８】
第１３図は、実施の形態１に係る液晶ディスプレイ２１の表示の一例を示す図である。ここでは、銀行などの預貯金残高の表示をおこなうＩＣカード１２の例を示している。第１３図（ａ）は、残高が所定の額以上である場合の表示例であり、数字の表示パターンが白色で表示されている。また、第１３図（ｂ）は、残高が所定の額未満である場合の表示例であり、数字の表示パターンが赤色で表示されている。
【００５９】
このように、液晶ディスプレイ２１をカラー表示できるように構成し、所定の条件を満足したかどうかに基づいて異なる色で残高を表示することにより、ＩＣカード１２の利用者に注意を促すことができる。ここでは、銀行などに対する預金残高の表示をおこなうＩＣカード１２の例を示したが、デパートなどの買物ポイントの表示をおこなうＩＣカードなどにも同様の技術を適用することができる。
【００６０】
つぎに、本実施の形態１に係る液晶ディスプレイの作製方法について説明する。まず、第６図に示したコレステリック液晶層６３1および６３2を、液晶分子に右回りの捩れを誘起するカイラル剤をネマチック液晶材料に適量混合することにより、反射する赤色光の主波長が約４８０ナノメートルで、反射スペクトルの半値幅が約７０ナノメートルとなり、かつ、右円偏光の光のみを反射するよう形成する。
【００６１】
また、コレステリック液晶層６３3を、液晶分子に左回りの捩れを誘起するカイラル剤をネマチック液晶材料に適量混合することにより、反射する青色光の主波長が約５９０ナノメートルで、反射スペクトルの半値幅が約９０ナノメートルとなり、かつ、左円偏光の光のみを反射するよう形成する。ここで、コレステリック液晶層６３1〜６３3の厚みはそれぞれ約５マイクロメートルとしている。
【００６２】
そして、形成されたコレステリック液晶層６３1〜６３3は、第６図に示したように、ＩＴＯ電極６２1〜６２5が蒸着された厚みが約１５０マイクロメートルの高分子フィルム６０1〜６０3により狭持され、積層化される。さらに最下部に厚さが１〜５マイクロメートル程度の光吸収層６４を接着し、全体の厚みが約４６０マイクロメートルとなる液晶ディスプレイ２１が形成される。
【００６３】
この液晶ディスプレイ２１を用いて表示をおこなったところ、ＣＩＥ（Commission Internationale de l'Eclairage）表色系において、白色の色度が、（ｘ，ｙ）＝（０．３１，０．３３）、明度がＹ＝０．３２となり、良好な白色を示した。また、赤色の色度が、（ｘ，ｙ）＝（０．５７，０．４０）、明度が、Ｙ＝０．２１となり、良好な赤色を示した。
【００６４】
その際、コレステリック液晶層６３1〜６３3にそれぞれ印加される電圧は、１周期が５０ミリ秒である１周期分の交流パルス電圧であり、コレステリック液晶層６３1〜６３3をプレーナ状態とする際にはプラスマイナス４０ボルト、フォーカルコニック状態とする際にはプラスマイナス１８ボルトの振幅値を有する交流パルス電圧とした。
【００６５】
以上説明してきたように、本実施の形態１では、ＩＣカード１２が、コレステリック相を形成する液晶層からなるセグメント型の表示部を具備し、該表示部はリーダ／ライタ１１から受信した電磁波から変換した電圧パルスにより、複数の波長の選択反射を可能とした情報表示部１５を有していることとしたので、表示される情報に応じて表示色を変えるなどして視認性を高め、ＩＣカード１２の利便性をさらに向上させることができる。
【００６６】
また、本実施の形態１では、ＩＣカード１２が、プレーナ状態において赤色光を反射するコレステリック液晶層６３1および６３2と、青色光を反射するコレステリック液晶層６３3とを積層し、積層されたコレステリック液晶層６３1〜６３3にそれぞれ電圧を印加して、コレステリック液晶の配向状態をプレーナ状態とフォーカルコニック状態との間で変化させ、光を透過または反射させることにより所定の情報を表示することとしたので、表示される情報に応じて表示色を変えるなどして視認性を高め、ＩＣカード１２の利便性をさらに向上させることができる。
【００６７】
なお、本実施の形態１では、２層のコレステリック液晶層を上下に積層することとしたが、これに限定されるものではなく、３層以上のコレステリック液晶層を積層することとしてもよい。
【００６８】
また、本実施の形態１では、コレステリック液晶の積層構造を液晶ディスプレイを有するＩＣカードに応用することとしたが、これに限定されるものではなく、他の用途の電子ペーパ技術に同様の技術を適用することができる。
【００６９】
（実施の形態２）
ところで、上記実施の形態１では、異なる波長の光を反射するコレステリック液晶層を少なくとも２層以上に積層し、カラー表示を実現する場合について説明したが、表示パターンを形成するセグメントごとに、異なる波長の光を反射するコレステリック液晶層を少なくとも２つ以上並列し、カラー表示を実現するようにしてもよい。そこで、本実施の形態２では、異なる波長の光を反射するコレステリック液晶層を少なくとも２つ以上並列し、カラー表示を実現する場合について説明する。
【００７０】
まず、本実施の形態２に係る液晶ディスプレイの構成について説明する。第１４図は、実施の形態２に係る液晶ディスプレイの構成を示す図である。第１４図（ａ）は、データの表示パターンを形成するセグメント１４０1〜１４０7をそれぞれ２つに分割し、プレーナ状態において互いに補色となる色の光を反射する２つのコレステリック液晶層を並列して配設した場合である。
【００７１】
また、第１４図（ｂ）は、データの表示パターンを形成するセグメント１４１1〜１４１7をそれぞれ９つに分割し、プレーナ状態において赤色の光を反射する３つのコレステリック液晶層と、緑色の光を反射する３つのコレステリック液晶層と、青色の光を反射する３つのコレステリック液晶層とを、同色の光を反射するコレステリック液晶が隣り合わないように並列して配設した場合である。
【００７２】
第１４図（ａ）の場合は、２つのコレステリック液晶層を赤色と青色など、互いに補色関係にある色の光をプレーナ状態において反射するよう形成することにより、反射された赤色光と青色光とが混じりあい、並置混色によって白色のパターンを表示することができる。
【００７３】
２つのコレステリック液晶層の一方をプレーナ状態とし、もう一方をフォーカルコニック状態とした場合には、表示パターンの色はプレーナ状態となったコレステリック液晶層が反射する光の色、すなわち、赤色または青色となる。２つのコレステリック液晶層がフォーカルコニック状態である場合には、コレステリック液晶層の下部に配設された下部層の色が表示される。ここで、下部層を光吸収層とすれば、表示色は黒色となる。
【００７４】
このように、情報の表示パターンを形成するセグメント１４０1〜１４０7を２つに分割し、異なる色の光を反射するコレステリック液晶層を並列に配設することにより、白色、赤色、青色および黒色の４色の表示が可能となる。
【００７５】
第１４図（ｂ）の場合は、プレーナ状態において、赤色光を反射するコレステリック液晶と、緑色光を反射するコレステリック液晶と、青色光を反射するコレステリック液晶とを形成し、それらを並列に配設することにより、ＲＧＢ（Red-Green-Blue）表示を可能とし、反射された赤色光、緑色光および青色光との並置混色によって白色のパターンを表示することができる。
【００７６】
第１５図は、コレステリック液晶層により反射される赤色光、緑色光および青色光のスペクトルを示した図である。このような青色に対応する波長１５０の光、緑色に対応する波長１５１の光、および、赤色に対応する波長１５２の光を反射するコレステリック液晶層を並列に配設することによりＲＧＢ表示をおこなうことができるようになる。このＲＧＢ表示においては、赤色光、緑色光および青色光を反射する各コレステリック液晶をプレーナ状態あるいはフォーカルコニック状態に設定することにより、白色、シアン、マゼンタ、イエロー、赤色、緑色、青色および黒色の合計８色の表示が可能となる。
【００７７】
ここで、表示色が黒色となるのは、コレステリック液晶層の下部に光吸収層が配設されており、すべてのコレステリック液晶層がフォーカルコニック状態となった場合である。また、コレステリック液晶は、プレーナ状態とフォーカルコニック状態とを混在させ、プレーナ状態における色とフォーカルコニック状態における色との間の中間的な色を表示することもできるため、さらに表示の階調数を増加させることも可能である。
【００７８】
同様のＲＧＢ表示をおこなう方法としては、赤色、緑色および青色をプレーナ状態において反射するコレステリック液晶層を３層積層する方法も考えられるが、ＩＣカードのような限られた厚みでは製造の難度が大きく上昇しコストが高くなるため、本実施の形態の方法が、より適している。また、カラーフィルタを用いたカラー表示方法では、光利用効率が悪く、本実施の形態の方法に比べ、表示が暗くなる。さらに、反射型液晶を用いる方法では、液晶素子がメモリ性を有していないので電源を常に供給する必要があるという問題がある。
【００７９】
第１６図は、白黒の縞模様の空間周波数に対する視覚伝達関数を示す図である。視覚伝達関数とは、人間の目に対する変調度伝達関数（ＭＴＦ，Modular Transfer Function）であり、解像度チャートを３５センチメートルの距離から見た場合の目の応答特性を表す関数である。横軸の空間周波数とは、幅１ミリメートル内にある白黒の縞模様の繰り返し回数である。たとえば、５ Ｃｙｃｌｅ／ｍｍでは、幅１ミリメートル内で５回白黒のパターンが繰り返されていることを示す。
【００８０】
第１６図に示すように、視覚伝達関数は、空間周波数が０．７９ Ｃｙｃｌｅ／ｍｍ（黒のパターン１つの幅に換算すると、（１÷０．７９）÷２＝０．６３３ｍｍ。）で感度がピークとなり、空間周波数が高くなるにつれて感度が徐々に低下していく。感度が低下すると、白黒のコントラストが徐々に感じられなくなり、灰色のパターンとして感じられるようになる。
【００８１】
第１６図に示した視覚伝達関数は白黒の縞模様に対するものであり、有彩色のパターンでは目の感度は若干低下する。しかしながら、プレーナ状態において各色を反射するコレステリック液晶層の幅が約１ｍｍ以下であれば、通常の姿勢での観察であれば並列されたコレステリック液晶により反射される各色が混色されて見えるようになる。
【００８２】
上記のカラー表示が可能な液晶ディスプレイは、銀行などの預貯金残高の表示をおこなうＩＣカードや、デパートなどの買物ポイントの表示をおこなうＩＣカードなどに備えられる。そして、預貯金の残高や買物ポイントのポイント数が所定の条件を満足した場合に、色を変えて表示することにより、ＩＣカードの利用者に注意を促すことができ、ＩＣカードの利便性をさらに高めることができる。
【００８３】
第１４図では、数字を表示する場合について説明したが、アルファベットなどの文字の表示パターンに対応したセグメントとすれば、表示する単語ごとに表示色をかえることもでき、ＩＣカードの利便性をさらに高めることができる。
【００８４】
つぎに、第１４図（ｂ）に示した液晶ディスプレイの作製方法について説明する。まず、プレーナ状態において反射される光の主波長が４５０ナノメートル以上４９０ナノメートル以下（赤色に対応）、５３０ナノメートル以上５７０ナノメートル以下（緑色に対応）、および６１０ナノメートル以上６５０ナノメートル以下（青色に対応）となるコレステリック液晶を、ネマチック液晶にカイラル剤を適量混合してそれぞれ形成する。より好ましくは、赤色に対応する反射光の主波長を約４８０ナノメートル、緑色に対応する反射光の主波長を約５５０ナノメートル、青色に対応する反射光の主波長を約６２０ナノメートルとする。その際、各コレステリック液晶層の駆動電圧が同等になるよう調整すると、回路を安価に製造することができる。ここで、コレステリック液晶層の厚みは、約５マイクロメートル前後とする。
【００８５】
各コレステリック液晶層に印加される電圧は、１周期が５０ミリ秒である交流パルス電圧であり、コレステリック液晶層をプレーナ状態とする際にはプラスマイナス４０ボルト、フォーカルコニック状態とする際にはプラスマイナス１８ボルトの振幅値を有する交流パルス電圧とする。
【００８６】
以上説明してきたように、本実施の形態２では、データの表示パターンを形成するセグメント１４０1〜１４０7または１４１1〜１４１7ごとに、プレーナ状態においてそれぞれ異なる波長の光を反射するコレステリック液晶層を少なくとも２つ以上並列し、並列されたコレステリック液晶層に電圧を印加してコレステリック液晶の配向状態を変化させ、光を透過または反射させることにより所定の情報を表示することとしたので、表示されるデータに応じて表示色を変えるなどして、ＩＣカードの利便性をさらに高めることができる。また、明度の高いカラー表示が可能な液晶ディスプレイを備えたＩＣカードを安価に製造することができる。
【００８７】
なお、本実施の形態２では、液晶ディスプレイを有するＩＣカードにコレステリック液晶の並列構造を適用することとしたが、これに限定されるものではなく、他の用途の電子ペーパ技術に同様の技術を適用することができる。また、コレステリック液晶を用いた液晶ディスプレイだけでなく、電気泳動方式やツイストボール方式など、その他の表示方式に対しても、本実施の形態２で述べた並列構造を同様に適用することができる。
【００８８】
（実施の形態３）
ところで、上記実施の形態１または２では、異なる波長の光を反射するコレステリック液晶層を少なくとも２層以上に積層または並列してカラー表示により単一のデータを表示する場合について説明したが、複数のデータの表示を一斉におこなって利便性をさらに向上させるようにＩＣカードを構成することとしてもよい。そこで、本実施の形態３では、ＩＣカードが複数のデータを一斉に表示する場合について説明することとする。
【００８９】
まず、本実施の形態３に係るＩＣカードシステムの構成について説明する。第１７図は、実施の形態３に係るＩＣカードシステムの構成を示す図である。なお、第１図で説明したＩＣカードシステムと同様の機能部については詳しい説明を省略する。
【００９０】
第１７図に示すように、このＩＣカードシステムは、ホストコンピュータ１７０、リーダ／ライタ１７１およびＩＣカード１７２から構成される。ＩＣカード１７２は、ＩＣチップが組み込まれたカード状のデバイスであり、リーダ／ライタ１７１との間で種々のデータを送受信する。また、ＩＣカード１７２は、受信したデータに対して演算や記憶などのデータ処理をおこなうことができる。
【００９１】
さらに、本発明に係るＩＣカード１７２は、リーダ／ライタ１７１から受信したデータの内容や、演算結果、記憶しているデータなどをカラー表示するよう構成されている。その際、異なる種類のデータをカラーで一斉表示することができ、ＩＣカード１７２の利便性をさらに高めている。
【００９２】
第１７図に示すように、このＩＣカード１７２は、通信部１７３、記憶部１７４、情報表示部１７５、入力受付部１７６、蓄電部１７７および制御部１７８を有する。通信部１７３は、リーダ／ライタ１７１との間でデータ通信をおこなう通信部である。記憶部１７４は、リーダ／ライタ１７１から受信したデータや、データの演算処理をおこなった結果などを記憶する記憶部である。
【００９３】
情報表示部１７５は、リーダ／ライタ１１から受信したデータや、記憶部１７４に記憶されたデータ、あるいはエラーメッセージなどの複数のデータを、コレステリック液晶層を用いることによりカラーで一斉表示する表示部である。入力受付部１７６は、情報表示部１７５が表示するデータの表示様式を、単一データの表示と複数データの表示との間で切り替えるボタンなどの入力デバイスである。この入力受付部１７６は、情報表示部１７５の表示制御をおこなう専用の入出力チャネルを有しており、ＩＣカード全体を制御する後述の制御部１７８を介することなく、記憶部１７４からデータを読み出し、表示の切り替えをおこなうことができる。これにより、高速にデータの表示をおこなうことができる。
【００９４】
蓄電部１７７は、リーダ／ライタ１７１から送信された電波のエネルギーを蓄積し、ＩＣカード１７２に電力を供給する電源部である。この蓄電部１７７に電力を蓄電しておくことにより、ＩＣカード１７２は、リーダ／ライタ１７１との通信をおこなっていないときでも、単一データの表示と複数データの表示との間の表示の切り替えをことができる。制御部１７８は、各機能部１７３〜１７７に種々の制御信号を送信し、ＩＣカード１７２の全体制御をおこなう制御部である。
【００９５】
つぎに、本実施の形態３に係るデータの表示方式について説明する。第１８図は、実施の形態３に係るデータの表示方式を説明するための概念図である。本実施の形態３における液晶ディスプレイには、上下２段に数字パターンを表示できるように各桁にセグメントが１４ずつ配設されている。第１８図（ａ）は、この液晶ディスプレイを用いて「１２３４５６」という１つの数字データ１８０を表示した場合であり、第１８図（ｂ）は、この液晶ディスプレイを用いて「３８００００」と「２０００００」の２つの数字データ１８１および１８２を表示した場合である。また、２つの数字データ１８１および１８２を表示する場合には、互いに異なる色で表示することにより視認性を向上させる。
【００９６】
つぎに、本実施の形態３に係る液晶ディスプレイの構造について説明する。第１９図は、実施の形態３に係る液晶ディスプレイの構造を示す図である。第１９図には、情報の表示パターンを形成する各セグメント１９０1〜１９０14を示す平面図と、セグメント１９０2、１９０5、１９０9および１９０12を通る直線（一点鎖線）で切断した断面図とが示されている。なお、以下では、第６図と同様の部分については詳細な説明を省略する。
【００９７】
第１９図の断面図に示すように、この液晶ディスプレイは高分子フィルム１９１1〜１９１4、ＩＴＯ電極１９２1〜１９２12、隔壁層１９３1〜１９３5、コレステリック液晶層１９４1〜１９４8および光吸収層１９５を有する。
【００９８】
高分子フィルム１９１1〜１９１4は、表面上にＩＴＯ電極１９２1〜１９２12が形成される透明フィルム基板である。ＩＴＯ電極１９２1〜１９２12は、コレステリック液晶層１９４1〜１９４8に電圧を印加する電極である。隔壁層１９３1〜１９３5は、ＩＴＯ電極１９２1、１９２2、１９２4、１９２5、１９２7、１９２8、１９２10および、１９２11およびコレステリック液晶層１９４1〜１９４8を隔離する層である。コレステリック液晶層１９４1〜１９４8は、プレーナ状態において所定の波長の光を反射し、フォーカルコニック状態においては光を透過する液晶層である。光吸収層１９５は、コレステリック液晶層１９４1〜１９４8を透過した光を吸収し、黒色を呈する層である。
【００９９】
ここでは、コレステリック液晶層１９４1、１９４2、１９４5および１９４6は、プレーナ状態において緑色の波長を有する光を反射するように形成される。好ましくは、反射光の主波長が５３０ナノメートル以上５７０ナノメートル以下の範囲とすると、明るい表示とすることができる。
【０１００】
また、コレステリック液晶層１９４3および１９４4は、プレーナ状態において青色の波長を有する光を反射するように形成され、コレステリック液晶層１９４7および１９４8は、プレーナ状態において赤色の波長を有する光を反射するように形成される。ここで、青色反射光の主波長を４５０ナノメートル以上４９０ナノメートル以下、赤色反射光の主波長を６１０ナノメートル以上６５０ナノメートル以下とすると、緑色の反射光と混ぜ合わされた場合に混色の度合いが好ましいものとなる。
【０１０１】
そして、コレステリック液晶層１９４1〜１９４8に独立に電圧を印加し、それぞれをプレーナ状態あるいはフォーカルコニック状態に設定することにより、異なる色でセグメント１９０1〜１９０7とセグメント１９０8〜１９０14とに数字を表示することができる。
【０１０２】
具体的には、コレステリック液晶層１９４1および１９４2とコレステリック液晶層１９４3および１９４4とがプレーナ状態となる場合には、緑色と青色との混色となるので表示色はシアンとなり、コレステリック液晶層１９４5および１９４6とコレステリック液晶層１９４7および１９４8とがプレーナ状態となる場合には、緑色と赤色との混色となるので表示色はマゼンタとなる。シアンとマゼンタは反対色であるため、同時に表示させると色の対比効果により明瞭に区別して視認できるようになる。
【０１０３】
第２０図は、第１９図に示した液晶ディスプレイの構造を簡略化した構造を示す図である。第２０図に示された構造においては、第１９図のＩＴＯ電極１９２4および１９２5が、ＩＴＯ電極１９２13に、第１９図のＩＴＯ電極１９２10および１９２11が、べた構造のＩＴＯ電極１９２14に置換えられている。また、第１９図のコレステリック液晶層１９４3および１９４4が、べた構造のコレステリック液晶層１９４9に、第１９図のコレステリック液晶層１９４7および１９４8が、べた構造のコレステリック液晶層１９４10に置換えられている。
【０１０４】
このように、第１９図のＩＴＯ電極１９２4および１９２5と、ＩＴＯ電極１９２10および１９２11と、コレステリック液晶層１９４3および１９４4と、コレステリック液晶層１９４3および１９４4とをべた構造とすることにより、コレステリック液晶の配向状態を切り替える回路を簡略化することができ、低いコストでＩＣカードを製造することができる。
【０１０５】
コレステリック液晶層１９４1および１９４2とコレステリック液晶層１９４9とがプレーナ状態となる場合には、数字の表示パターンを形成するセグメント１９０1〜１９０7のうち、数字の部分以外はコレステリック液晶層１９４9の反射光の色である青色の表示色となる。また、コレステリック液晶層１９４5および１９４6とコレステリック液晶層１９４10とがプレーナ状態となる場合には、数字の表示パターンを形成するセグメント１９０8〜１９０14のうち、数字の部分以外はコレステリック液晶層１９４10の反射光の色である赤色の表示色となる。
【０１０６】
そのため、青色反射光と赤色反射光との波長帯域を、第９図に示した視感度曲線の両端に該当する近紫外領域および近赤外領域の波長帯域にそれぞれ設定することにより、表示パターン以外の部分の青色反射光と赤色反射光との視感度が低くなり、数字部分との間の色のコントラストを大きくすることができる。
【０１０７】
また、緑色光を反射するコレステリック液晶層１９４1、１９４2、１９４5および１９４6を、右円偏光の光を反射する螺旋構造を有する液晶分子で形成し、青色光を反射するコレステリック液晶層１９４3および１９４4と、赤色光を反射するコレステリック液晶層１９４7および１９４8とを左円偏光の光を反射する螺旋構造を有する液晶分子で形成すると、上下のコレステリック液晶層の反射波長帯域において共通する波長領域の光が、右円偏向成分および左円偏向成分の両方とも反射されるようになるので、明度の高い表示パターンを得ることができる。コレステリック液晶層１９４1、１９４2、１９４5および１９４6が、左円偏光の光を反射し、コレステリック液晶層１９４3および１９４4とコレステリック液晶層１９４7および１９４8とが、右円偏光の光を反射するようにしてもよい。
【０１０８】
第２１図は、第２０図に示した液晶ディスプレイを用いて単一のデータ表示から２つのデータ表示に切り替える切り替え表示の一例を示す図である。第２１図（ａ）に示すように、第１の表示モードにおいては、第１９図または第２０図に示した上下１４個のセグメント１９０1〜１９０14を用いて単一のデータを緑色２１０で表示する。そして、第１７図に示された入力受付部１７６により、表示の切り替え指示を受け付けた場合には、第２１図（ｂ−１）または（ｂ−２）に示すような表示に切り替えられる。
【０１０９】
第２１図（ｂ−１）は、シアン２１１とマゼンタ２１３との表示色で２つのデータを表示した場合である。数字部分以外は、青色２１２および赤色２１４の表示となる。第２１図（ｂ−２）は、シアン２１５と緑色２１７との表示色で２つのデータを表示した場合である。この場合、数字部分以外は、青色２１６および黒色２１８の表示となる。緑色２１７と背景となる黒色とは色が良好に融合するため、第２１図（ｂ−２）のような色の組み合わせも適切である。
【０１１０】
第２２図は、第２０図または第２１図に示した液晶ディスプレイ２２１を備えたＩＣカード２２０の概観を示す図である。このＩＣカード２２０は、単一のデータと２つのデータとを切り替え表示できる液晶ディスプレイ２２１と、その切り替えを指示するための表示切替ボタン２２２とを有している。
【０１１１】
ＩＣカード２２０の利用者は表示切替ボタン２２２を押圧することにより、単一のデータと２つのデータとを切り替え表示することができる。たとえば、表示切替ボタン２２２を一度押圧すると単一のデータの表示がおこなわれ、再度表示切替ボタン２２２を押圧すると２つのデータの表示がおこなわれ、さらにもう一度表示切替ボタン２２２を押圧すると表示が消去されるように構成する。
【０１１２】
以上説明してきたように、本実施の形態３では、単一のデータの表示から複数のデータの一斉表示へと切り替える切替要求の入力を受け付ける入力受付部１７６をさらに備え、情報表示部１７５は、入力受付部１７６により表示の切替要求の入力を受け付けた場合に、単一のデータの表示から複数のデータの一斉表示へと切り替えることとしたので、複数のデータを即座に確認することができ、ＩＣカード２２０の利便性を高めることができる。
【０１１３】
なお、本実施の形態３では、表示切替ボタン２２２の押圧により単一のデータと２つのデータとを切り替え表示する場合を示したが、これに限定されるものではなく、ジョグダイヤルの回転により切り替え表示をおこなうこととしてもよい。ジョグダイヤルを表示切替ボタン２２２の代わりに用いることにより、表示切替ボタン２２２を不意に押圧し、表示が不必要におこなわれるのを防止することができる。
【０１１４】
この場合は、たとえば、ジョグダイヤルを１回転させると単一データの表示がおこなわれ、再度ジョグダイヤルを１回転させると２つのデータの表示がおこなわれ、さらにジョグダイヤルを１回転させると表示が消去されるように構成する。さらに、ジョグダイヤルの回転を電力に変換する回路を設け、発生した電力を用いて表示をおこなうように構成してもよい。
【０１１５】
また、本実施の形態３では、リーダ／ライタ１７１から電力の供給を受けることとしたが、これに限定されるものではなく、携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistants）などの他の装置から有線または無線で供給を受けるようにしてもよい。また、ＩＣカード１７２に太陽電池を備え、太陽電池から電力の供給を受けることとしてもよい。より、好ましくは、電力供給をおこなう装置を各地に備え、どこにいる場合でも容易に電力の供給を受けられるよう整備されると、ＩＣカード１７２の利便性が大きく向上する。
【０１１６】
また、本実施の形態３では、異なる主波長の光を反射する２つのコレステリック液晶層を有する液晶ディスプレイを用いて複数データの一斉表示をおこなうこととしたが、これに限定されるものではなく、コレステリック液晶層が１つのみの場合に単一の色で複数データの一斉表示をおこなうこととしてもよい。
【０１１７】
（実施の形態４）
ところで、上記実施の形態１、２または３では、カラー表示をおこなうことのできるコレステリック液晶を用いた液晶ディスプレイをＩＣカードに備える場合について説明したが、暗所において発光し、液晶表示面を照射する蓄光層を液晶ディスプレイに備えることにより、暗所においての視認性を向上することができる。そこで、本実施の形態４では、液晶ディスプレイにさらに蓄光層を備えた場合について説明する。
【０１１８】
まず、本実施の形態４に係る液晶ディスプレイの構成について説明する。第２３図は、実施の形態４に係る液晶ディスプレイの構成を示す図である。第２３図に示すように、この液晶ディスプレイはコレステリック液晶部２３０、蓄光層２３１および光吸収層２３２を有する。
【０１１９】
コレステリック液晶部２３０は、実施の形態１〜３で示したようなカラー表示が可能な液晶ディスプレイ部である。ただし、実施の形態１〜３で示した液晶ディスプレイの光吸収層は、光吸収層２３２で代替されている。蓄光層２３１は、光の照射を受けるとそのエネルギーを蓄積し、数十分から数時間発光する蓄光顔料や夜光材料などにより形成される透明な層である。光吸収層２３２は、光を吸収し、黒色を呈する層である。
【０１２０】
第２４図は、蓄光層２３１を備えた液晶ディスプレイの表示の一例を示す図である。第２４図（ａ）は、明所において数字の「３」を表示した表示例であり、第２４図（ｂ）は、暗所において数字の「３」を表示した表示例である。
【０１２１】
第２４図（ａ）では、蓄光層２３１は光のエネルギーを蓄積している状態であり、蓄光層２３１の発光はほとんど気にならない。たとえば、コレステリック液晶部２３０が緑色２４０の波長の光のみを反射するよう形成されている場合、数字部分以外は光吸収層２３２により黒色２４１となる。
【０１２２】
第２４図（ｂ）では、コレステリック液晶部２３０が緑色２４０の波長の光のみを反射するよう形成されている場合、蓄光層２３１から発光された光のうち、緑色２４０の波長の光が反射される。また、暗所であるために外部から入射する光の量も少ないため、第２４図（ａ）の緑色２４０に比べて数字部分の表示は暗い緑色２４２の表示となる。しかしながら、表示パターン以外の部分は蓄光層２３２から発光された光が透過して明るくなり、第２４図（ａ）に示した表示とは明暗が反転して暗所でも表示を十分に認識することができるようになる。
【０１２３】
この場合、蓄光層２３２が発する光の主波長をコレステリック液晶部２３０が反射する光の主波長とほぼ一致させ、さらに、蓄光層２３２の発する光の波長帯域を、コレステリック液晶部２３０が反射する光の波長帯域よりもできるだけ広くするようにすることで、表示パターンと表示パターン以外の部分との間のコントラストを大きくすることができ、視認性を向上させることができる。
【０１２４】
つぎに、第２３図に示した蓄光層２３２を有する液晶ディスプレイをさらに改良した液晶ディスプレイについて説明する。第２５図は、４分の１波長板２５１および偏光板２５２を用いて改良した液晶ディスプレイの構成を示す図である。第２５図に示すように、この液晶ディスプレイは、コレステリック液晶部２５０、４分の１波長板２５１、偏光板２５２、蓄光層２５３および光吸収層２５４を有する。
【０１２５】
コレステリック液晶部２５０は、実施の形態１〜３で示したようなカラー表示が可能な液晶ディスプレイ部である。ただし、実施の形態１〜３で示した液晶ディスプレイの光吸収層は、光吸収層２５４で代替されている。４分の１波長板２５１は、平面偏光を右円偏光または左円偏光に変換する波長板である。偏光板２５２は、光を平面偏光に変換する偏光板である。蓄光層２５３は、光の照射を受けるとそのエネルギーを蓄積し、数十分から数時間発光する蓄光顔料や夜光材料などにより形成される透明な層であり、発せられる光の主波長はコレステリック液晶部２５０が反射する光の主波長とほぼ一致している。光吸収層２５４は、光を吸収し、黒色を呈する層である。
【０１２６】
このように、蓄光層２５３の上部に偏光板２５２と４分の１波長板２５１とを配置して、蓄光層２５３から発せられた光が右円偏光または左円偏光に変換されるようにし、コレステリック液晶部２５０をプレーナ状態において右円偏光または左円偏光の光を反射するように構成する。すると、コレステリック液晶部２５０がプレーナ状態となった場合に、蓄光層２５３から発せられた光はコレステリック液晶部２５０により反射され、表示パターンがより暗くなり、表示パターン以外の部分は蓄光層２５３から発せられた光により明るくなるので、表示パターンとそれ以外の部分との間のコントラストをさらに大きくすることができ、視認性を向上させることができる。
【０１２７】
第２６図は、右円偏光の光を反射するコレステリック液晶層２６０1と左円偏光の光を反射するコレステリック液晶層２６０2を有する液晶ディスプレイの構成を示す図である。第２６図に示すように、この液晶ディスプレイは、コレステリック液晶部２６０1および２６０2、蓄光層２６１および光吸収層２６２を有する。
【０１２８】
コレステリック液晶部２６０1および２６０2は、実施の形態１〜３で示したようなカラー表示が可能な液晶ディスプレイ部である。ただし、実施の形態１〜３で示した液晶ディスプレイの光吸収層は、光吸収層２６２で代替されている。また、コレステリック液晶部２６０1は、右円偏光の光のみを反射し、コレステリック液晶部２６０2は、左円偏光の光のみを反射するよう構成されている。蓄光層２６１は、光の照射を受けるとそのエネルギーを蓄積し、数十分から数時間発光する蓄光顔料や夜光材料などにより形成される透明な層であり、発せられる光の主波長はコレステリック液晶部２５０が反射する光の主波長とほぼ一致している。光吸収層２６２は、光を吸収し、黒色を呈する層である。
【０１２９】
このように、右円偏光および左円偏光の光をそれぞれ反射するコレステリック液晶部２６０1および２６０2を配設することにより、明所においては上下のコレステリック液晶層２６０1および２６０2の反射波長帯域において共通する波長領域の光が、右円偏向成分および左円偏向成分の両方とも反射されるようになるので、明瞭な表示パターンを得ることができる。
【０１３０】
ここでは、コレステリック液晶層２６０1が右円偏光の光を反射し、コレステリック液晶層２６０2が左円偏光の光を反射するようにしたが、コレステリック液晶層２６０1が左円偏光の光を反射し、コレステリック液晶層２６０2が右円偏光の光を反射するようにしてもよい。
【０１３１】
暗所においては蓄光層２６１から発せられた光の遮蔽率が大きく向上し、表示パターンがより暗くなるので、表示パターンと表示パターン以外の部分との間のコントラストをさらに大きくすることができ、視認性を向上させることができる。この場合には、第２５図で示した液晶ディスプレイの構成と異なり、４分の１波長板２５１と偏光板２５２とを必要とせずに、視認性の向上が図れる。
【０１３２】
第２７図は、暗所において蓄光層により発せられた光のコレステリック液晶部透過後のスペクトルを示す図である。第２７図（ａ）は、表示パターン以外の部分の光のスペクトル，すなわち蓄光層から発せられた光のスペクトル例であり、表示パターン以外の部分では蓄光層２６１から発せられた光のほとんどはコレステリック液晶部を透過する。第２７図（ｂ）は、表示パターンの部分の光のスペクトルであり、第２７図（ａ）のピーク波長を示す光が左円偏光の光を反射するコレステリック液晶部２６０2を透過した場合のスペクトルである。この場合、同図（ａ）のピーク波長を示す光のほぼ半分が反射される。
【０１３３】
第２７図（ｃ）は、第２７図（ｂ）と同じく、表示パターンの部分の光のスペクトルであり、第２７図（ａ）のピーク波長を示す光が左円偏光を反射するコレステリック液晶部２６０2および右円偏光を反射するコレステリック液晶部２６０1の両方を透過した場合のスペクトルである。この場合は、第２７図（ａ）のピーク波長を示す光の大部分が反射される。したがって、右円偏光を反射するコレステリック液晶部と左円偏光を反射するコレステリック液晶部とを双方配設することにより、表示パターンと非表示パターンとの間のコントラストをさらに大きくすることができ、視認性を向上させることができる。
【０１３４】
つぎに、ＩＣカードがリーダ／ライタから光エネルギーの供給を受ける方式について説明する。第２８図は、ＩＣカード２８２がリーダ／ライタ２８０から光エネルギーの供給を受ける方式を示す図である。第２８図に示すように、ＩＣカード２８２がリーダ／ライタ２８０との通信をおこなうために、リーダ／ライタ２８０上に翳されている場合を示している。リーダ／ライタ２８０は、ＩＣカード２８２に光エネルギーを供給する光源２８１を有する。一方、ＩＣカード２８２は、リーダ／ライタ２８０から照射される光のエネルギーを液晶ディスプレイ２８３に備えられた蓄光層２６１が蓄積し、暗所においてはそのエネルギーを利用して発光する。このようにして、ＩＣカード２８２が通信をおこなうたびに確実に光エネルギーの蓄積をおこなうことができる。
【０１３５】
以上説明したように、本実施の形態４では、光エネルギーを蓄積し、蓄積した光エネルギーを利用して発光する蓄光層２６１を備え、蓄光層２６１により発光された光がコレステリック液晶部を照射するよう構成され、また、蓄光層２６１により発光される光の反射主波長は、コレステリック液晶２３０、２５０、２６０1および２６０2がプレーナ状態において反射する反射光の反射主波長とほぼ等しいこととしたので、暗所においても視認性が高い液晶ディスプレイを備えたＩＣカードを実現することができる。
【０１３６】
なお、本実施の形態４では、コレステリック液晶を用いた液晶ディスプレイに蓄光層を備えることとしたが、これに限定されるものではなく、電気泳動方式やツイストボール方式などのその他の表示方式においても、蓄光層を備えることとしてもよい。
【０１３７】
また、本実施の形態４では、異なる主波長の光を反射する２つのコレステリック液晶層を有する液晶ディスプレイに対して蓄光層を備えることとしたが、これに限定されるものではなく、コレステリック液晶層が３つ以上の場合に蓄光層を備えるようにしてもよいし、コレステリック液晶層が１つのみの場合に蓄光層を備えることとしてもよい。
【０１３８】
（実施の形態５）
ところで、上記実施の形態１〜５においては、コレステリック液晶層の液晶分子の配向状態をプレーナ状態あるいはフォーカルコニック状態に遷移させるために、極性が正負逆転し、振幅の絶対値が等しい交流パルス電圧を用いることとしたが、ＩＣカードに備えられる液晶ディスプレイは、他の用途に用いられる液晶ディスプレイに比べて表示パターンの書き換え頻度が少ないため、上記交流パルス電圧とは異なる電圧波形を用いることとしてもよい。そこで、本実施の形態５では、ＩＣカードへの適用に最適化された電圧波形を用いて液晶ディスプレイを駆動させる場合について説明する。
【０１３９】
まず、極性が正負逆転し、かつ、振幅の絶対値が等しい交流パルス電圧について説明する。第２９図は、極性が正負逆転し、かつ、振幅の絶対値が等しい交流パルス電圧の一例を示す図である。第２９図（ａ）は、フォーカルコニック状態からプレーナ状態にコレステリック液晶層の状態を遷移させる場合に印加される交流パルス電圧である。この場合、振幅がプラスマイナス４０ボルトの交流パルス電圧を５０ミリ秒の幅で印加する。第２９図（ｂ）は、プレーナ状態からフォーカルコニック状態にコレステリック液晶層の状態を遷移させる場合に印加される交流パルス電圧である。この場合は、振幅がプラスマイナス１８ボルトの交流パルス電圧を５０ミリ秒の幅で印加する。
【０１４０】
ここで、交流パルス電圧のパルス幅をおよそ５０ミリ秒とするのは、材料にもよるが、プレーナ状態あるいはフォーカルコニック状態に状態を十分遷移させるためには、およそ５０ミリ秒以上のパルス幅を有するパルス電圧の印加が必要となるためである。
【０１４１】
このように、極性が正負逆転し、かつ、振幅の絶対値が等しい交流パルス電圧を印加するのは、コレステリック液晶内のイオン性物質が分極し、劣化するのを防止するためである。ところが、第２９図（ａ）のような交流パルス電圧を印加するためには、耐電圧マージンが８０ボルト以上である電圧駆動回路が必要となり、ＩＣカードの製造コストが高くなる。そこで、電圧駆動回路の耐電圧マージンを小さくすることができる波形のパルス電圧を以下に示すこととする。
【０１４２】
第３０図は、コレステリック液晶層に印加される直流パルス電圧の一例を示す図である。第３０図（ａ−１）は、フォーカルコニック状態からプレーナ状態に遷移させる場合に印加される極性が正の直流パルス電圧であり、第３０図（ａ−２）は、プレーナ状態からフォーカルコニック状態に遷移させる場合に印加される極性が負の直流パルス電圧である。第３０図（ａ−１）のパルス波形と第３０図（ａ−２）のパルス波形は極性が反転しており、状態の切り替えをおこなうたびに極性が反転するパルス電圧を印加することにより、電圧駆動回路の耐電圧マージンを小さくできる。
【０１４３】
また、第３０図（ｂ−１）および第３０図（ｂ−２）に示すように、フォーカルコニック状態からプレーナ状態に遷移させる場合に印加される直流パルス電圧の極性を負とし、第３０図（ａ−２）は、プレーナ状態からフォーカルコニック状態に遷移させる場合に印加される直流パルス電圧の極性を正としてもよい。
【０１４４】
ここで、第３０図に示した波形は直流パルス電圧であり、第２９図に示した交流パルス電圧に比べて、コレステリック液晶が分極することにより劣化するのを抑制する効果は小さい。しかしながら、ＩＣカードの液晶ディスプレイにおいては、液晶ディスプレイなどのように、表示の書き換え回数が多くないので実用上は問題がない。
【０１４５】
たとえば、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）等の液晶ディスプレイにおいて、毎秒３０フレームで１日平均１時間表示をおこなったとすると、一年間では１画素あたり約４千万回パルス電圧が印加されることになる。一方、ＩＣカードの表示の書き換え回数は、ＩＣカードが使用される期間全体で１万回程度とされ、液晶ディスプレイのように毎秒３０フレームといった頻度で書き換えられることもないので、第３０図に示したような直流パルス電圧を用いる方法でも十分実用可能である。
【０１４６】
第３１図は、極性の反転時に電圧が印加されないインターバルを有する交流パルス電圧の一例を示す図である。第３１図（ａ）は、フォーカルコニック状態からプレーナ状態に遷移させる場合に印加される交流パルス電圧であり、第３１図（ｂ）は、プレーナ状態からフォーカルコニック状態に遷移させる場合に印加される交流パルス電圧である。
【０１４７】
第３１図（ａ）および（ｂ）においては、各交流パルス電圧は、極性の反転時に電圧が印加されないインターバルを有している。このインターバルは、好ましくは、液晶分子の配向変化が進行する前の約１０ミリ秒以下とする。これは、プレーナ状態あるいはフォーカルコニック状態に状態を十分遷移させるためには、正負極性が反転する交流パルス電圧のパルス幅はおよそ５０ミリ秒以上必要となるが、インターバルを１０ミリ秒以上とすると、パルス幅が短い２つの独立した直流パルス電圧となり、状態が遷移しにくくなるためである。このような波形の交流パルス電圧を用いることにより、第２９図に示したように正値の電圧から負値の電圧へと電圧値が一度に大きく変化することがなくなり、電圧駆動回路の耐電圧マージンが小さくて済むという利点が生じる。
【０１４８】
第３２図は、正負の電圧振幅が異なる交流パルス電圧の一例を示す図である。第３２図（ａ）は、フォーカルコニック状態からプレーナ状態に遷移させる場合に印加される交流パルス電圧であり、第３２図（ｂ）は、プレーナ状態からフォーカルコニック状態に遷移させる場合に印加される交流パルス電圧である。
【０１４９】
第３２図（ａ）では、電圧の正の振幅値はフォーカルコニック状態からプレーナ状態に遷移させるのに必要な電圧値（第５図に示した電圧値Ｖ4）以上であり、電圧の負の振幅値は絶対値がその電圧値より小さい値とする。また、第３２図（ｂ）では、電圧の正の振幅値はプレーナ状態からフォーカルコニック状態に遷移させるのに必要な範囲内の電圧値（第５図に示した電圧値Ｖ2からＶ3の範囲の電圧値）であり、電圧の負の振幅値は絶対値がその電圧値より小さい値とする。これにより、電圧駆動回路の耐電圧マージンを小さくすることができるとともに、コレステリック液晶が分極することにより劣化するのを抑制することができる。
【０１５０】
第３２図（ａ）では、１つの正の電圧パルスの前後に２つの負の電圧パルスを印加することとしているが、電圧駆動回路のコストをさらに安く抑えるため、印加する負の電圧パルスを１つのみにしてもよい。第３２図（ｂ）でも同様である。また、第３２図では、フォーカルコニック状態からプレーナ状態に遷移させる場合に印加される交流パルス電圧の極性と、プレーナ状態からフォーカルコニック状態に遷移させる場合に印加される交流パルス電圧の極性とを同じ極性としたが、それらを逆の極性としてもよい。
【０１５１】
第３３図は、液晶ディスプレイの表示の書き換え回数に応じて極性が異なる直流パルス電圧の一例を示す図である。第３３図（ａ−１）は、書き換え回数が偶数である場合に、フォーカルコニック状態からプレーナ状態に遷移させるために印加される極性が正の直流パルス電圧であり、第３３図（ａ−２）は、書き換え回数が偶数である場合に、プレーナ状態からフォーカルコニック状態に遷移させるために印加される極性が正の直流パルス電圧である。
【０１５２】
第３３図（ｂ−１）は、書き換え回数が奇数である場合に、フォーカルコニック状態からプレーナ状態に遷移させるために印加される極性が負の直流パルス電圧であり、第３３図（ｂ−２）は、書き換え回数が奇数である場合に、プレーナ状態からフォーカルコニック状態に遷移させるために印加される極性が負の直流パルス電圧である。以降、表示の書き換えをおこなうたびに、第３３図（ａ−１）および（ａ−２）に示される正の極性の直流パルス電圧と、第３３図（ｂ−１）および（ｂ−２）に示される負の極性の直流パルス電圧とを交互に印加する。
【０１５３】
このように、書き換え回数に応じて印加される直流パルス電圧の極性を交互に変更することにより、電圧駆動回路の耐電圧マージンを小さくすることができるとともに、コレステリック液晶が分極することによって生じる劣化を抑制することができる。
【０１５４】
書き換え回数の記憶は、ＩＣカードが有する記憶部によりおこなわれるか、ＩＣカードとの間で通信をおこなうリーダ／ライタが有する記憶部によりおこなわれる。ＩＣカードが書き換え回数を記憶する場合には、リーダ／ライタは、ＩＣカードから書き換え回数のデータを読み込み、たとえば、書込み回数が偶数であれば正の極性の直流パルス電圧で表示を書き換えるよう制御する電波を放射する。書込み回数が奇数であれば負の極性の直流パルス電圧で表示を書き換えるよう制御する電波を放射する。その後、ＩＣカードは記憶部に記憶された書込み回数を１増加させる。
【０１５５】
リーダ／ライタが書き換え回数を記憶する場合には、不特定多数のＩＣカードの書き換え回数を累積して記憶する。この場合は、同一のＩＣカードに２回続けて同じ極性の直流パルス電圧が印加される可能性が生じるが、長期的に見れば、正の極性の直流パルス電圧が印加される確率と、負の極性の直流パルス電圧が印加される確率とは半々となるため、実用上は問題がない。
【０１５６】
また、第３０図で示したパルス波形を用いる方法、あるいは、第３２図で示したパルス波形を用いる方法と第３３図で示した表示の書き換え回数に応じて印加する電圧の極性を決定する方法とを組み合わせると、コレステリック液晶が分極することによって生じる劣化をさらに効果的に抑制することができる。
【０１５７】
第３４図は、表示の書き換えを２段階でおこなう場合に印加する直流パルス電圧の一例を示す図である。第３４図（ａ−１）は、すべての表示セグメントをプレーナ状態にリセットするために印加する正の極性の直流パルス電圧であり、第３４図（ａ−２）は、そのプレーナ状態をフォーカルコニック状態に遷移させ、所定の表示パターンを形成するために印加する負の極性の直流パルス電圧である。また、第３４図（ｂ−１）は、すべての表示セグメントをフォーカルコニック状態にリセットするために印加する正の極性の直流パルス電圧であり、第３４図（ｂ−２）は、そのフォーカルコニック状態をプレーナ状態に遷移させ、所定の表示パターンを形成するために印加する負の極性の直流パルス電圧である。
【０１５８】
このように、コレステリック液晶のリセットと表示パターンの形成とを極性の異なる直流パルス電圧を２段階で印加しておこなうことにより、電圧駆動回路の耐電圧マージンを小さくすることができるとともに、コレステリック液晶が分極することによって生じる劣化を抑制することができる。
【０１５９】
以上説明してきたように、本実施の形態５では、ＩＣカードの液晶ディスプレイにおける表示パターンの書き換え頻度が少ないことを利用して、直流パルス電圧や、極性の反転時に電圧が印加されないインターバルを有する交流パルス電圧、あるいは、正負で振幅が異なる交流パルス電圧などを用いて表示の書き換えをおこなうこととしたので、電圧駆動回路の耐電圧マージンを小さくすることができるとともに、コレステリック液晶が分極することによって生じる劣化を抑制することができる。
【０１６０】
なお、本実施の形態５では、液晶ディスプレイを有するＩＣカードに応用することとしたが、これに限定されるものではなく、他の用途の電子ペーパ技術に同様の技術を適用することができる。また、液晶ディスプレイを構成するコレステリック液晶層の数は、実施の形態１または２に示されるように複数色の表示ができるよう複数であってもよいし、単数であってもよい。
【０１６１】
（実施の形態６）
ところで、上記実施の形態１〜５では、プレーナ状態をフォーカルコニック状態に、あるいは、フォーカルコニック状態をプレーナ状態に遷移させて表示を書き換える場合に一度だけ電圧を印加して表示を書き換えることとしたが、複数回の電圧パルスの印加では状態遷移がより完全になるため、コレステリック液晶層に電圧を複数回印加することとしてもよい。そこで、本実施の形態６では、コレステリック液晶層に電圧を複数回印加して所定の表示をおこなう場合について説明する。
【０１６２】
まず、コレステリック液晶の状態を遷移させるのに必要な電圧と温度との関係について説明する。一般に、コレステリック液晶は、低い温度になるほど粘性が増加するため、状態を遷移させるのに必要となる印加電圧は大きくなる。第３５図は、コレステリック液晶の状態を遷移させるのに必要な電圧と温度との関係を示す図である。
【０１６３】
第３５図（ａ）は、コレステリック液晶の状態を遷移させるのに印加する交流パルス電圧のパルス幅が１０ミリ秒の場合の関係であり、実線３５０と３５１とに挟まれた範囲は、コレステリック液晶がフォーカルコニック状態となる電圧範囲、点線３５２より電圧値が大きい範囲は、コレステリック液晶がプレーナ状態となる電圧範囲である。
【０１６４】
また、第３５図（ｂ）は、コレステリック液晶の状態を遷移させるのに印加する交流パルス電圧のパルス幅が５０ミリ秒の場合の関係であり、実線３５３と３５４とに挟まれた範囲は、コレステリック液晶がフォーカルコニック状態となる電圧範囲、点線３５５より電圧値が大きい範囲は、コレステリック液晶がプレーナ状態となる電圧範囲である。
【０１６５】
第３５図に示すように、状態を変化させるのに必要な電圧値の温度依存性は、印加する交流パルス電圧のパルス幅が小さいほど顕著なものとなる。具体的には、第３５図（ａ）に示すパルス幅が１０ミリ秒の場合には、摂氏０度から摂氏５０度の温度範囲において、フォーカルコニック状態となる電圧マージンは、２５ボルトから２６ボルトの範囲と狭く、また、プレーナ状態となる電圧値も４４ボルトと大きい。一方、第３５図（ｂ）に示すパルス幅が５０ミリ秒の場合には、摂氏０度から摂氏５０度の温度範囲において、フォーカルコニック状態となる電圧マージンは、１５ボルトから２４ボルトの範囲と広く、また、プレーナ状態となる電圧値も３３ボルトと小さい。さらに、パルス幅を１００ミリ秒とすると、フォーカルコニック状態となる電圧マージンがさらに広くなり、プレーナ状態となる電圧値も小さくなる。
【０１６６】
また、ＩＣカードなどの液晶ディスプレイにコレステリック液晶を用いる場合には、コレステリック液晶層を薄く形成する必要があるが、コレステリック液晶層が薄い場合には、状態を変化させるのに要する電圧が全体的に低くなり、第３５図（ａ）または第３５図（ｂ）に示したフォーカルコニック状態となる電圧マージンが狭くなる。さらに、表示パターンの明度も低くなる。したがって、ＩＣカードなどの液晶ディスプレイにコレステリック液晶を用いる場合には、印加するパルス電圧のパルス幅ができるだけ大きい方が望ましい。
【０１６７】
さらに、パルス幅が小さいと、残像や表示のコントラストの低下といった問題が生じる。たとえば、第３５図（ａ）において、コレステリック液晶に印加する電圧を２３ボルトとした場合に、摂氏５０度ではフォーカルコニック状態に遷移するのに十分な電圧であったものが、摂氏０度にまで温度が下がるとフォーカルコニック状態に完全には遷移しない電圧値となる。そのため、コレステリック液晶層を光が透過する際に、プレーナ状態となっている一部のコレステリック液晶により光の一部が反射されて、前回の表示パターンの像が残ったり、表示のコントラストが低下したりする。
【０１６８】
また、プレーナ状態に遷移する場合にも、温度の低下により、印加した電圧値がプレーナ状態に完全には遷移しない電圧値となるような場合が生じうる。そのため、コレステリック液晶層により光が反射される際に、フォーカルコニック状態となっている一部のコレステリック液晶により光の一部が透過されて、明度が上昇せず、表示のコントラストが低下したりする。
【０１６９】
この問題は、電圧を複数回印加することにより改善することができる。第３６図は、コレステリック液晶に電圧を印加する電圧印加回数と表示の明度およびコントラストとの間の関係を示す図である。第３６図において、実線３６０は、電圧を印加することによりフォーカルコニック状態からプレーナ状態へ状態を遷移させる場合である。この場合、１回目の電圧印加では、コレステリック液晶層に反射された反射光の明度がＹ＝０．２８であったものが、２回目の電圧印加では、Ｙ＝０．３０に向上している。また、コントラストは１４から１５に増加している。
【０１７０】
また、点線３６１は、電圧を印加することによりプレーナ状態からフォーカルコニック状態へ状態を遷移させる場合である。この場合、１回目の電圧印加では、コレステリック液晶層に反射された反射光の明度がＹ＝０．０３であったものが、２回目の電圧印加では、Ｙ＝０．０２に低下している。また、コントラストは１０から１５に増加している。
【０１７１】
このように、電圧を印加する回数を増加させることにより、プレーナ状態においては明度を増加させるとともにコントラストをより向上させ、フォーカルコニック状態においては明度を低下させるとともにコントラストをより向上させることができる。
【０１７２】
つぎに、液晶ディスプレイに表示をおこなう場合のコレステリック液晶層の初期化について説明する。第３７図は、コレステリック液晶の初期化のタイミングを示すタイミング図である。このタイミング図は、国際標準規格であるＩＳＯ／ＩＥＣ１０５３６に基づくものである。第３７図（ａ）は、ＩＣカードと通信をおこなうリーダ／ライタが電波を放射することにより電力をＩＣカードに伝送するタイミングを示しており、第３７図（ｂ）は、ＩＣカードがリーダ／ライタにデータを送信するタイミングを示しており、第３７図（ｃ）は、リーダ／ライタがＩＣカードにデータを送信するタイミングを示しており、第３７図（ｄ）は、ＩＣカードが液晶ディスプレイのコレステリック液晶層の初期化をおこなうタイミングを示している。
【０１７３】
また、Ｔ０は、リセット復帰時間と呼ばれ、リーダ／ライタが前回電力を伝送した影響をリセットする時間であり、ＩＣカードに電力が供給されない時間である。Ｔ１は、最大電力立ち上がり時間と呼ばれ、ＩＣカードが処理をおこなうのに必要な値にまで電力値が立ち上がるのに必要な時間である。Ｔ２は、データ伝送準備時間と呼ばれ、ＩＣカードが安定するための通信を準備するに要する時間であり、この時間帯に、リーダ／ライタからＩＣカードに論理レベルが１となる信号が送信される。Ｔ３は安定ロジック時間と呼ばれ、リーダ／ライタがＩＣカードに、また、ＩＣカードがリーダ／ライタに、論理レベルが１となる信号を送信する時間帯である。Ｔ４は、最大ＡＴＲ送出時間と呼ばれ、ＩＣカードがリーダ／ライタに転送プロトコルを定義するためのＡＴＲ（Answer  To  Reset）の送信を開始する時間帯である。ただし、ＩＣカードは、Ｔ２のデータ伝送準備時間にＡＴＲの送信を開始してもよい。
【０１７４】
ここで、ＩＳＯ／ＩＥＣ１０５３６の規格では、Ｔ０は、８ミリ秒以上の時間とし、Ｔ１は、０．２ミリ秒以下の時間とし、Ｔ２は、８ミリ秒とし、Ｔ３は、２ミリ秒とし、Ｔ４は、３０ミリ秒以下とするよう規定されている。
【０１７５】
ここで、ＩＣカードの電力が完全に立ち上がる時間Ｔ２からＩＣカードの処理を制御するオペレーティングシステムの起動が終了するまでの時間が通常１００ミリ秒程度あるので、この時間の間に第３５図で説明したようなパルス幅が５０ミリ秒の交流パルス電圧を印加することが十分可能となる。すなわち、第３７図（ｄ）に示すように、この１００ミリ秒程度の時間を利用して、第３６図で説明した１回目の電圧印加をおこなうこととすれば、ＩＣカードの限られた駆動時間を有効に利用し、表示のコントラストを向上させることができる。
【０１７６】
ＩＣカードは、時間Ｔ２において、リーダ／ライタにより送信される論理レベル１の信号とともに、表示パターンを初期化する制御信号を受信する。そして、受信した電波から変換した電圧を利用してコレステリック液晶層に電圧を印加し、表示パターンを初期化する。そして、表示パターンの初期化が終了した後、ＩＣカードとリーダ／ライタとの間での情報の送受信を開始し、２回目の電圧印加をおこなって、所定のデータの表示をおこなう。
【０１７７】
初期化をおこなうために印加する交流パルス電圧のパルス幅は、５０ミリ秒程度であればよいが、第３５図で説明したように、できるだけ長いパルス幅とすると、コレステリック液晶層をフォーカルコニック状態とする電圧マージンが広くなり、また、コレステリック液晶層をプレーナ状態とする電圧値も小さくなるので好ましい。
【０１７８】
第３８図は、コレステリック液晶層の表示の初期化処理を示す図である。第３８図に示すように、表示の初期化をおこなうには２つの方法がある。１つは、第３８図（ａ−１）に示すように、表示パターンを形成するすべてのセグメント３８０に対応するコレステリック液晶層をプレーナ状態にする方法であり、もう１つは、表示パターンを形成するすべてのセグメント３８２に対応するコレステリック液晶層をフォーカルコニック状態にする方法である。
【０１７９】
コレステリック液晶層をプレーナ状態にする方法では、第３７図（ｄ）に示したタイミングでプレーナ状態に設定する電圧を印加する。そして、第３８図（ｂ）に示すように、リーダ／ライタとの間で通信が開始された後、リーダ／ライタから受信したデータを基に、所定の表示パターンを形成するよう各セグメント３８４に電圧を再度印加してプレーナ状態を持続させるか、フォーカルコニック状態に状態を遷移させる。ここで、第３６図で説明したように、プレーナ状態に設定する電圧を２回印加されたセグメントは、より明度が上昇し、背景色３８５との間のコントラストを大きくすることができる。
【０１８０】
コレステリック液晶層をフォーカルコニック状態にする方法では、第３７図（ｄ）に示したタイミングでフォーカルコニック状態に設定する電圧を印加する。そして、第３８図（ｂ）に示すように、リーダ／ライタとの間で通信が開始された後、リーダ／ライタから受信したデータを基に、所定の表示パターンを形成するよう各セグメント３８４に電圧を再度印加してフォーカルコニック状態を持続するか、プレーナ状態に状態を遷移させる。ここで、第３６図で説明したように、フォーカルコニック状態に設定する電圧を２回印加されたセグメントは、より明度が低下し、表示パターンを形成するセグメント３８４との間のコントラストを大きくすることができる。
【０１８１】
以上説明してきたように、本実施の形態６では、表示パターンの初期化をリーダ／ライタとの間の通信の初期化実行中に発せられる所定の信号と同期をとることにより開始することとしたので、ＩＣカードの限られた駆動時間を有効に利用して表示パターンの初期化をおこなうことができる。
【０１８２】
また、表示パターンの初期化をコレステリック液晶の状態をプレーナ状態またはフォーカルコニック状態に設定する電圧を印加することにより実行し、所定のデータを表示する際に、コレステリック液晶の状態を初期化により設定された状態に維持する表示セグメントに対して、初期化と同じコレステリック液晶の状態に設定する電圧を再度印加することとしたので、表示のコントラストをさらに高めることができる。
【０１８３】
なお、本実施の形態６では、コレステリック液晶を用いた液晶ディスプレイを有するＩＣカードが、表示パターンの初期化をリーダ／ライタとの間の通信の初期化実行中に発せられる所定の信号と同期をとることにより開始することとしたが、これに限定されるものではなく、電気泳動方式やツイストボール方式などのその他の表示方式においても、同様の処理をおこなうこととしてもよい。
【０１８４】
また、液晶ディスプレイを構成するコレステリック液晶層の数は、実施の形態１または２に示されるように複数色の表示ができるよう複数であってもよいし、単数であってもよい。
【０１８５】
（実施の形態７）
ところで、上記実施の形態１〜６では、ＩＣカードとリーダ／ライタとの間でデータ通信をおこなうこととしたが、通信が完了した場合にＩＣカードの利用者に通信が完了したことを通知するようＩＣカードを構成することとしてもよい。そこで、本実施の形態７では、ＩＣカードがリーダ／ライタとの間でのデータ通信が完了したことを通知する場合について説明することとする。
【０１８６】
まず、液晶ディスプレイの表示の切り替えによりデータ通信の完了を通知する通知処理について説明する。第３９図は、液晶ディスプレイの表示の切り替えによりデータ通信の完了を通知する通知処理を示す図である。第３９図（ａ−１）および第３９図（ａ−２）は、通信が正常におこなわれた場合に切り替え表示される表示パターンであり、第３９図（ｂ−１）および第３９図（ｂ−２）は、通信が正常におこなわれなかった場合に切り替え表示される表示パターンである。
【０１８７】
たとえば、第６図に示すような上下２層のコレステリック液晶層を有する液晶ディスプレイにおいて、上部層がプレーナ状態において緑色の光を反射し、下部層がプレーナ状態において青色の光を反射する場合には、通常の表示では、上部層のみがプレーナ状態となり緑色の表示色でデータが表示される。
【０１８８】
そして、リーダ／ライタとの間の通信が正常に完了した場合には、上部層をプレーナ状態にしておき、下部層をプレーナ状態とホメオトロピック状態とで交互に状態を変化させることにより、緑色と青色の混色であるシアンでの表示３９０と、緑色での表示３９２とを切り替えることができ、利用者に通信が正常に終了したことを即座かつ明瞭に通知することができる。
【０１８９】
また、リーダ／ライタとの間の通信が正常に完了しなかった場合には、下部層をフォーカルコニック状態にしておき、上部層をプレーナ状態とホメオトロピック状態とで交互に状態を変化させることにより、緑色での表示３９４と、何も表示しない状態３９６とを切り替えることができ、利用者に通信が正常に終了しなかったことを即座かつ明瞭に通知することができる。特に、非接触型のＩＣカードでは、ＩＣカードをリーダ／ライタから遠ざけると、通信が不安定になることがあるので、上記のようにＩＣカードの液晶ディスプレイを構成することにより、ＩＣカードの利便性をさらに高めることができる。
【０１９０】
ここで、ＩＣカードは、リーダ／ライタからのデータを所定の時間受信しなかった場合などに通信に異常が生じたと判定する。そして、ＩＣカードを制御するカード制御ＩＣが割り込み信号を発生させ、液晶ディスプレイ制御ＩＣが第３９図に示したような点滅表示をおこなうよう制御する。
【０１９１】
また、ＩＣカードが駆動電力の供給をリーダ／ライタから受けている場合には、ＩＣカードに電力を供給する電波が減衰するにつれ、液晶ディスプレイのコレステリック液晶層に印加する電圧値が低下する。第４０図は、コレステリック液晶に印加する交流パルス電圧の減衰を示す図である。第４０図に示すように、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１の間では、交流パルス電圧４００の振幅値が第５図に示した電圧値Ｖ４を上回り、プレーナ状態を維持できるが、時刻Ｔ１以降のように、交流パルス電圧４０１の振幅値が減衰すると、第５図に示した電圧値Ｖ２と電圧値Ｖ３との間の電圧値となり、フォーカルコニック状態に状態が変化する。
【０１９２】
すなわち、通信が正常に終了した第３９図（ａ−１）および（ａ−２）の場合には、リーダ／ライタからの電力の供給を受けて、上部層をプレーナ状態にし、下部層の状態をプレーナ状態とホメオトロピック状態との間で切り替えるため、表示パターンの色はシアン色と緑色とで変化するが、交流パルス電圧の振幅値が減衰すると、下部層の状態がフォーカルコニック状態へと固定されるため、緑色一色の表示となる。
【０１９３】
また、通信が正常に終了しなかった第３９図（ｂ−１）および（ｂ−２）の場合には、リーダ／ライタからの電力の供給を受けて、下部層をフォーカルコニック状態にしておき、上部層の状態をプレーナ状態とホメオトロピック状態との間で切り替えるため、緑色の表示パターンである状態と、何も表示されない状態とで変化するが、交流パルス電圧の振幅値が減衰すると、上部層の状態がフォーカルコニック状態へと固定されるため、無表示状態となる。なお、このような電圧パルスの減衰をもたらすには、適正な容量を持つコンデンサを具備させるか、あるいは電池などの一時的な蓄電部を具備させればよい。
【０１９４】
このように、通信が正常に終了した場合に、交流パルス電圧が減衰するにつれ、ＩＣカードの表示が点滅表示から通常の表示と変化する。また、通信が正常に終了しなかった場合には、交流パルス電圧が減衰するにつれ、ＩＣカードの表示が点滅表示から無表示状態へと変化する。そのため、ＩＣカードの表示状態を通常の状態へと復帰させるための駆動回路が不要となり、製造コストを安価にすることができる。
【０１９５】
なお、ここでは、液晶ディスプレイを点滅表示させることにより、通信が終了したことを通知することとしたが、さらにＩＣカードが音を発生させることにより、利用者に通信の終了を通知することとしてもよい。
【０１９６】
第４１図は、データ通信の終了を通知する音を発生するＩＣカードの構造を示す図である。第４１図に示すように、このＩＣカードは、振動フィルム４１０、バイブレータ４１１、高分子フィルム４１２1および４１２2、コレステリック液晶部４１３、シール材４１４1〜４１４3および壁面部４１５1〜４１５3を有する。
【０１９７】
振動フィルム４１０は、振動することにより音を放射するフィルムであり、バイブレータ４１１は、振動フィルム４１０を振動させ、音を発生させるバイブレータである。高分子フィルム４１２1および４１２2は、表面上に電極が形成された透明フィルム基板であり、コレステリック液晶部４１３は、実施の形態１〜６で示したような液晶ディスプレイ部である。シール材４１４1〜４１４3は、振動フィルム４１０、バイブレータ４１１、高分子フィルム４１２1および４１２2およびコレステリック液晶部４１３を固定するシール材であり、壁面部４１５1〜４１５3は、上記各部を側面から固定する壁面部である。
【０１９８】
この場合、振動フィルム４１０自体をコレステリック液晶部４１３の基板とすると、振動フィルム４１０の振動によりコレステリック液晶の配向状態が変化してしまうので、コレステリック液晶部４１３の基板には、高分子フィルム４１２1および４１２2を用いることとする。
【０１９９】
通信が正常に終了した場合には、バイブレータ４１１が高い振動数で振動フィルム４１０を振動させることにより高音を発生させ、通信が正常に終了しなかった場合には、バイブレータ４１１が低い振動数で振動フィルム４１０を振動させることにより低音を発生させるなどして、音の違いにより利用者に通信が正常に終了したかどうかを明瞭に通知することができる。
【０２００】
第４２図は、ＩＣカードが利用者にデータ通信が正常に終了したかどうかを通知する通知処理の処理手順を示すフローチャートである。まず、このＩＣカードは、通信の初期化をおこない、リーダ／ライタとの間で通信可能な状態とし（ステップＳ４２０）、リーダ／ライタとの間で通信処理を実行する（ステップＳ４２１）。
【０２０１】
そして、ＩＣカードは、通信処理が正常に終了したかどうかを調べ（ステップＳ４２２）、通信処理が正常に終了しなかった場合には（ステップＳ４２２，Ｎｏ）、第３９図（ｂ−１）および（ｂ−２）で説明したように、通信に異常が生じたことを示す表示を点滅させ、あるいは、低音を発生させて利用者に通知し（ステップＳ４２６）、ステップＳ４２０に移行する。通信処理が正常に終了した場合には（ステップＳ４２３，Ｙｅｓ）、受信したデータを表示し（ステップＳ４２４）、第３９図（ａ−１）および（ａ−２）で説明したように、通信が完了したことを示すために表示したデータを点滅させ、あるいは、高音を発生させて利用者に通知し（ステップＳ４２６）、この通知処理を終了する。
【０２０２】
なお、上記フローチャートでは、音あるいは表示の点滅により通信が正常に終了したかどうかを利用者に通知することとしたが、両方同時に適用してもよい。また、表示の点滅に関しては、利用者に明瞭に通知できるよう、点滅時間や表示色などを任意に選択する。また、出力する音に関しても、音の大きさや高低、パターン、リズムなど任意の表現をとることができる。
【０２０３】
以上説明してきたように、本実施の形態７によれば、リーダ／ライタに対するデータの送信やリーダ／ライタからのデータの受信が終了した場合に、表示を点滅させ、あるいは、音を発生させることにより通信が終了したことを利用者に通知することとしたので、リーダ／ライタとの間の通信が問題なく完了したかどうかを容易に確認することができ、ＩＣカードの利便性を高めることができる。
【０２０４】
なお、本実施の形態７では、コレステリック液晶の液晶ディスプレイを有するＩＣカードを用いることとしたが、液晶ディスプレイを構成するコレステリック液晶層の数は、実施の形態１または２に示されるように複数色の表示ができるよう複数であってもよいし、単数であってもよい。
【０２０５】
また、本実施の形態７で説明した技術は、コレステリック液晶の液晶ディスプレイに適用が限定されるものではなく、電気泳動方式やツイストボール方式などのその他の表示方式の液晶ディスプレイに対しても、同様の技術を適用することができる。また、単純マトリックス方式などで液晶表示がおこなわれる他の用途の電子ペーパ技術にも同様の技術を適用することができる。
【０２０６】
（実施の形態８）
ところで、上記実施の形態１〜７では、コレステリック液晶層の液晶分子の配向状態を変化させ、入射する光を反射または透過させることにより所定のデータを表示することとしたが、コレステリック液晶が有する反射光波長の温度依存性を利用して、さらに温度計としての機能を液晶ディスプレイに持たせることとしてもよい。そこで、本実施の形態８では、コレステリック液晶が有する反射光波長の温度依存性を利用して、液晶ディスプレイが温度計としても機能する場合について説明する。
【０２０７】
まず、コレステリック液晶が有する反射光波長の温度依存性について説明する。第３図に示したように、コレステリック液晶は、液晶分子が螺旋構造を形成している液晶であり、プレーナ状態においてコレステリック液晶により反射される反射光の波長は、その螺旋構造のピッチに依存する。
【０２０８】
コレステリック液晶には、高温になると、螺旋構造のピッチが長くなるものと、短くなるものの２種類がある。螺旋構造のピッチが長くなると、反射光の波長は赤色の波長領域側（長波長側）に遷移し、螺旋構造のピッチが短くなると、反射光の波長は青色の波長領域側（短波長側）に遷移する。すなわち、このような反射光の色と温度との関係を利用することにより、コレステリック液晶層を有する液晶ディスプレイを温度計として用いることができる。
【０２０９】
つぎに、コレステリック液晶で構成される液晶ディスプレイを温度計として用いる場合の表示状態について説明する。第４３図は、コレステリック液晶で構成される液晶ディスプレイを気温計として用いる場合の表示状態の一例を示す図である。ここでは、高温になった場合にプレーナ状態における反射光の波長が赤色の波長領域側に遷移し、低温になった場合に青色の波長領域側に遷移するコレステリック液晶を用いることとする。
【０２１０】
これは、高温になるほど暖色である赤色の波長領域側に、低温になるほど寒色である青色の波長領域側に反射光の波長が遷移すると、人間の感覚に適合するためである。ただし、高温になった場合に反射光の波長が青色の波長領域側に遷移し、低温になった場合に赤色の波長領域側に遷移するコレステリック液晶を用いても、温度測定上問題はない。
【０２１１】
コレステリック液晶を気温計として利用する場合には、幅広い温度範囲で可視光領域の光を反射するようにするのが好ましい。具体的には、摂氏マイナス２０度から摂氏８０度程度の範囲で、反射光の主波長がおよそ４００ナノメートル以上７００ナノメートル以下の範囲になるようにコレステリック液晶を調整する。特に、摂氏マイナス２０度で反射光の主波長が４００ナノメートル前後、摂氏８０度で反射光の主波長が７００ナノメートル前後とするのが好ましい。また、コレステリック液晶に強い直射日光が当たると、直射日光に含まれる紫外線によりコレステリック液晶が劣化してしまうため、液晶ディスプレイの表面に紫外線カットフィルムを備えることとしてもよい。
【０２１２】
第４３図（ａ）は、気温が摂氏０度のときのデータの表示状態であり、青色４３０の表示色でデータが表示されている。第４３図（ｂ）は、気温が摂氏２０度のときのデータの表示状態であり、緑色４３１の表示色でデータが表示されている。第４３図（ｃ）は、気温が摂氏５０度のときのデータの表示状態であり、赤色４３２の表示色でデータが表示されている。
【０２１３】
第４４図は、コレステリック液晶で構成される液晶ディスプレイを体温計として用いる場合の表示の一例を示す図である。この場合は、人間の体温の範囲である摂氏３４度から摂氏４２度付近の温度範囲で、反射光の主波長が５５０ナノメートル以上６００ナノメートル以下の範囲になるようにコレステリック液晶を調整する。
【０２１４】
第４４図（ａ）は、人間の平熱である摂氏３６度付近のときのデータの表示状態であり、緑色４４０の表示色でデータが表示されている。第４４図（ｂ）は、微熱の状態である摂氏３７度付近の時のデータの表示状態であり、黄色４４１の表示色でデータが表示されている。黄色は、利用者に注意を促すのに適した色として最適なものである。第４４図（ｃ）は、体温が摂氏３８度以上になった場合のデータの表示状態であり、赤色４４２の表示色でデータが表示されている。この赤色の表示により、利用者に体調の異変を即座に知らせることができる。
【０２１５】
第４５図は、実施の形態８に係る温度計が測定する温度範囲とコレステリック液晶がプレーナ状態において反射する反射光波長との間の関係を示す図である。第４５図に示すように、コレステリック液晶を気温計として利用する場合には、摂氏マイナス２０度から摂氏８０度程度の範囲で、反射光の主波長がおよそ４００ナノメートル以上７００ナノメートル以下の範囲になるようにコレステリック液晶を調整する。また、コレステリック液晶を体温計として利用する場合には、摂氏３４度から摂氏４２度付近の範囲で、反射光の主波長が５５０ナノメートル以上６００ナノメートル以下の範囲になるようにコレステリック液晶を調整する。
【０２１６】
第４６図は、気温計として機能する液晶ディスプレイを備えたＩＣカードの一例を示す図である。第４６図（ａ）に示すように、気温が低いときには、データの表示色が青色４６０となり、気温が高いときには、データの表示色が赤色４６１となる。さらに、図示はしていないが、温度とデータの表示色の対応関係を表示した参照表などをＩＣカードに印刷し、利用者が参照できるようにする。
【０２１７】
上述してきたように、本実施の形態８によれば、コレステリック液晶が有する反射光波長の温度依存性を利用して、さらに温度計としての機能を液晶ディスプレイに持たせることとしたので、多機能型のＩＣカードを実現することができる。
【０２１８】
なお、本実施の形態８では、データの表示をおこなう液晶ディスプレイに温度計としての機能をもたせることとしたが、これに限定されるものではなく、温度計として機能するコレステリック液晶部分を、データを表示する液晶ディスプレイとは別に設けることとしてもよい。また、液晶ディスプレイを構成するコレステリック液晶層の数は、実施の形態１または２に示されるように複数色の表示ができるよう複数であってもよいし、単数であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２１９】
以上のように、本発明にかかるＩＣカードは、コレステリック液晶の特性を最大限に生かして情報の表示を効果的におこない、利用者の利便性を高める必要があるＩＣカードに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０２２０】
【図１】第１図は、実施の形態１に係るＩＣカードシステムの構成を示す図である。
【図２】第２図は、実施の形態１に係るＩＣカードのハードウェア構成を示す概略構成図である。
【図３】第３図は、コレステリック液晶による液晶ディスプレイの表示原理について説明する説明図である。
【図４】第４図は、コレステリック液晶を用いておこなったデータ表示の一例を示す図である。
【図５】第５図は、コレステリック液晶の液晶分子の配向状態の設定方法を説明する概念図である。
【図６】第６図は、実施の形態１に係る液晶ディスプレイの構造を示す図である。
【図７】第７図は、赤色光と青色光とが混じりあって生じた白色光のスペクトルの一例を示す図である。
【図８】第８図は、実施の形態１に係る液晶ディスプレイのカラー表示の一例を示す図である。
【図９】第９図は、人間の視感度特性を表す視感度曲線を示す図である。
【図１０】第１０図は、青色反射光の明度と青色反射光のスペクトルの半値幅との間の関係を示す図である。
【図１１】第１１図は、赤色反射光および青色反射光が混じりあってできる白色反射光の明度と青色反射光の半値幅との間の関係を示す図である。
【図１２】第１２図は、赤色反射光および青色反射光が混じりあってできる白色反射光の青色反射光に対するコントラスト比と青色反射光の半値幅との間の関係を示す図である。
【図１３】第１３図は、実施の形態１に係る液晶ディスプレイの表示の一例を示す図である。
【図１４】第１４図は、実施の形態２に係る液晶ディスプレイの構成を示す図である。
【図１５】第１５図は、コレステリック液晶層により反射される赤色光、緑色光および青色光のスペクトルを示した図である。
【図１６】第１６図は、白黒の縞模様の空間周波数に対する視覚伝達関数を示す図である。
【図１７】第１７図は、実施の形態３に係るＩＣカードシステムの構成を示す図である。
【図１８】第１８図は、実施の形態３に係るデータの表示方式を説明するための概念図である。
【図１９】第１９図は、実施の形態３に係る液晶ディスプレイの構造を示す図である。
【図２０】第２０図は、第１９図に示した液晶ディスプレイの構造を簡略化した構造を示す図である。
【図２１】第２１図は、第２０図に示した液晶ディスプレイを用いて単一のデータ表示から２つのデータ表示に切り替える切り替え表示の一例を示す図である。
【図２２】第２２図は、第２０図または第２１図に示した液晶ディスプレイを備えたＩＣカードの概観を示す図である。
【図２３】第２３図は、実施の形態４に係る液晶ディスプレイの構成を示す図である。
【図２４】第２４図は、蓄光層を備えた液晶ディスプレイの表示の一例を示す図である。
【図２５】第２５図は、４分の１波長板および偏光板を用いて改良した液晶ディスプレイの構成を示す図である。
【図２６】第２６図は、右円偏光の光を反射するコレステリック液晶層と左円偏光の光を反射するコレステリック液晶層を有する液晶ディスプレイの構成を示す図である。
【図２７】第２７図は、暗所において蓄光層により発せられた光のコレステリック液晶部透過後のスペクトルを示す図である。
【図２８】第２８図は、ＩＣカードがリーダ／ライタから光エネルギーの供給を受ける方式を示す図である。
【図２９】第２９図は、極性が正負逆転し、かつ、振幅の絶対値が等しい交流パルス電圧の一例を示す図である。
【図３０】第３０図は、コレステリック液晶層に印加される直流パルス電圧の一例を示す図である。
【図３１】第３１図は、極性の反転時に電圧が印加されないインターバルを有する交流パルス電圧の一例を示す図である。
【図３２】第３２図は、正負の電圧振幅が異なる交流パルス電圧の一例を示す図である。
【図３３】第３３図は、液晶ディスプレイの表示の書き換え回数に応じて極性が異なる直流パルス電圧の一例を示す図である。
【図３４】第３４図は、表示の書き換えを２段階でおこなう場合に印加する直流パルス電圧の一例を示す図である。
【図３５】第３５図は、コレステリック液晶の状態を遷移させるのに必要な電圧と温度との関係を示す図である。
【図３６】第３６図は、コレステリック液晶に電圧を印加する電圧印加回数と表示の明度およびコントラストとの間の関係を示す図である。
【図３７】第３７図は、コレステリック液晶の初期化のタイミングを示すタイミング図である。
【図３８】第３８図は、コレステリック液晶層の表示の初期化処理を示す図である。
【図３９】第３９図は、液晶ディスプレイの表示の切り替えによりデータ通信の完了を通知する通知処理を示す図である。
【図４０】第４０図は、コレステリック液晶に印加する交流パルス電圧の減衰を示す図である。
【図４１】第４１図は、データ通信の終了を通知する音を発生するＩＣカードの構造を示す図である。
【図４２】第４２図は、ＩＣカードが利用者にデータ通信が正常に終了したかどうかを通知する通知処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図４３】第４３図は、コレステリック液晶で構成される液晶ディスプレイを気温計として用いる場合の表示状態の一例を示す図である。
【図４４】第４４図は、コレステリック液晶で構成される液晶ディスプレイを体温計として用いる場合の表示の一例を示す図である。
【図４５】第４５図は、実施の形態８に係る温度計が測定する温度範囲とコレステリック液晶がプレーナ状態において反射する反射光波長との間の関係を示す図である。
【図４６】第４６図は、気温計として機能する液晶ディスプレイを備えたＩＣカードの一例を示す図である。
【国際調査報告】
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