(57)【要約】【課題】低コストで、簡易な装置構成により、可視、不可視の表示が可能で、真贋判定に適した表示素子及びそれを用いたカードを提供する。【解決手段】対向する電極間に電界を印加し、電極間の物質の光透過率の可逆変化により画像形成する表示素子において、該表示素子への電界印加が電磁誘導または電磁結合による非接触方式であり、該表示素子は一対の対向電極から構成され、該対向電極の少なくとも一方の電極の内側に接して絶縁層を有し、該絶縁層を部分的に破壊することによって潜像を形成し、電界印加の有無により潜像を可視または不可視にすることを特徴とする表示素子。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する電極間に電界を印加し、電極間の物質の光透過率の可逆変化により画像形成する表示素子において、該表示素子への電界印加が電磁誘導または電磁結合による非接触方式であり、該表示素子は一対の対向電極から構成され、該対向電極の少なくとも一方の電極の内側に接して絶縁層を有し、該絶縁層を部分的に破壊することによって潜像を形成し、電界印加の有無により潜像を可視または不可視にすることを特徴とする表示素子。
【請求項２】
前記対向電極のうち少なくとも観察者側の電極は透明電極であることを特徴とする請求項１に記載の表示素子。
【請求項３】
前記絶縁層に透明な赤外吸収染料を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の表示素子。
【請求項４】
前記絶縁層を、光又は熱により破壊することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の表示素子。
【請求項５】
前記電極間の物質の可逆変化が、銀、または銀を化学構造中に含む化合物を用い電極上に銀溶解／析出を生じさせるものであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の表示素子。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の表示素子を有することを特徴とするＩＣカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示素子に関し、特に一対の対向電極により画像を表示する表示素子および、それを用いたＩＣカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＣカードの普及により、各個人が複数枚のカードを所有するようになっている。ＩＣカードは銀行カードやクレジットカードの他に、現金をチャージして物を購入するという、現金の代わりの電子マネーとしての機能や、店舗で購入した金額に対して一定の割合のポイントを付与し、その店でお金と同等の役割をするポイントカードとしての機能を持つようになってきた。
【０００３】
電子マネーやポイントカードとしての機能を持つようになると、カードの中にどれくらいの価値のお金又はポイントがあるか記憶していることは難しく、表示機能が必要となり、従来からの表示手段としては、可逆性感熱記録層を用いた表示や、磁気粉末層で表示することが行われてきている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、ＩＣチップ内の情報を表示させるためには、別途磁気書き込み装置や、感熱記録装置が必要になったり、常に内部情報が表示されるため、セキュリティの面から好ましくないという欠点があった。
【０００４】
このような電子情報の閲覧手段として電気を用いて表示させる液晶ディスプレイやＬＣＤ、有機ＬＥＤ、電子ペーパーやフレキシブルディスプレイに用いられる可変表示装置等をカードに使用することが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
しかし、可変表示してしまうが故、セキュリティや真贋判定等、偽造防止をするための用途としては考えられていなかった。また、高画質、高解像度、フルカラーの各画素ごとに表示制御すると、部品が高コストになったり、制御するためにＩＣチップが必要になり、オペレーションシステム等必要となり、高コストになったり、電力消費量が増加したり、厚みが厚くなったり、耐久性が低下したりしてしまい、カード、タグ、チケット等に搭載することが難しかった。
【特許文献１】特開２００５−１０７６５８号公報
【特許文献２】特開平１０−１６２１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、低コストで、簡易な装置構成により、可視、不可視の表示が可能で、真贋判定に適した表示素子及びそれを用いたカードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、以下の構成により解決することができた。
【０００８】
１．対向する電極間に電界を印加し、電極間の物質の光透過率の可逆変化により画像形成する表示素子において、該表示素子への電界印加が電磁誘導または電磁結合による非接触方式であり、該表示素子は一対の対向電極から構成され、該対向電極の少なくとも一方の電極の内側に接して絶縁層を有し、該絶縁層を部分的に破壊することによって潜像を形成し、電界印加の有無により潜像を可視または不可視にすることを特徴とする表示素子。
【０００９】
２．前記対向電極のうち少なくとも観察者側の電極は透明電極であることを特徴とする前記１に記載の表示素子。
【００１０】
３．前記絶縁層に透明な赤外吸収染料を含むことを特徴とする前記１または２に記載の表示素子。
【００１１】
４．前記絶縁層を、光又は熱により破壊することを特徴とする前記１〜３の何れか１項に記載の表示素子。
【００１２】
５．前記電極間の物質の可逆変化が、銀、または銀を化学構造中に含む化合物を用い電極上に銀溶解／析出を生じさせるものであることを特徴とする前記１〜４の何れか１項に記載の表示素子。
【００１３】
６．前記１〜５の何れか１項に記載の表示素子を有することを特徴とするＩＣカード。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、簡易、低コストの表示素子であって、オンデマンドで潜像情報の書き込みが可能な表示素子を提供することができ、該表示素子を有するカードにより、高いセキュリティー性を有し、真贋判定の容易なカードを提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明を更に詳細に説明する。
【００１６】
本発明の表示素子の構成を図をもって説明する。
【００１７】
図１は、本発明の表示素子の概略構成図である。
【００１８】
表示素子１は、対向する一対の電極２及び電極３から構成されている。即ち、本発明の表示素子は、素子面が一対のベタ電極から構成されている。
【００１９】
電極２は観察側の電極を示し、透明基板４に透明電極５が形成されたものを用いることが好ましい。また、電極２の透明電極５上に絶縁層９が形成されている。
【００２０】
もう一方の電極３は、電極２に対向する電極である。電極３は、基板６上に金属電極７が形成されている。
【００２１】
この対向する電極２，３間には、電解質層８が形成されており、該電解質層８には電界印加より可逆的に光透過率が変化する物質が保持されている。
【００２２】
ここで、本発明に用いられる一対のベタ電極とは、表示素子面が一対の電極で形成され、対向する一対の電極に電圧が印加されると、いずれかの電極が正電極、または、負電極となり、両電極に挟まれた電解質層８に濃／淡の一様な画像のみが形成される電極のことを指す。
【００２３】
本発明では、該ベタ電極を外から視認した場合に、可視化時には該ベタ電極内に濃（或いは淡）の一様な画像、不可視時には淡（或いは濃）の一様な画像のみが形成され、後述する潜像を介することにより可視画像を表示すことができる。
【００２４】
本発明の表示素子においては、このように構成された表示素子の絶縁層をオンデマンドで像様に破壊して電極部分を露出させ潜像を形成し、対向電極間に電界印加することにより、該潜像を可視表示することを特徴とする。
【００２５】
本発明に用いられる電界印加方法としては、非接触で対向電極間に電荷を印加できるものであれば特に制限はないが、好ましくは電磁誘導若しくは電磁結合等の方式である。
【００２６】
例えば規格化されている１２５−１３４ｋＨｚ帯、１３．５６ＭＨｚ帯、８６０−９６０ＭＨｚ帯、２．４５ＧＨｚ帯等の波長に対し好適な共振点を持つアンテナを用いることができる。非接触ＩＣカードで用いられる１３．５６ＭＨｚ近傍がＩＣカードのリーダーライターと兼用することもできるため好ましい。
【００２７】
電極上の絶縁層に、潜像を形成する具体的方法としては、例えば、基板上に絶縁層を形成し、紫外線、可視光線、赤外線、電子線、レーザー光線等の光や熱を吸収して破壊する物質を予め絶縁層に含有させ、これらの光や熱を用いて潜像様に破壊する。
【００２８】
本発明の表示素子は、カード、タグやシートに予め組み込まれた形態として形成し、その後オンデマンドで潜像を形成し、電界印加の有無により、該潜像を可視又は不可視にすることを特徴とするものである。
【００２９】
即ち、本発明の潜像情報は、カード毎に特有の個別情報をオンデマンドで記録することが可能である。
【００３０】
本発明の表示素子に用いる個別情報としては、個人情報を記録することが最も好ましい。
【００３１】
個人情報としては、氏名、住所、顔画像情報や、生体情報、例えば血液型、ＤＮＡ、歯形、眼底画像等、或いは鍵情報等の個人の所有する特有の情報であり、これらの情報を必要により表示、非表示とすることにより、カードと個人を識別したり、真贋を判定したりすることが可能となる。
【００３２】
本発明の表示素子をカードに用いる時、該カードの表面には可視情報が印字されていることが好ましい。
【００３３】
可視情報としては、該カードが、例えば定期券として用いる場合は、鉄道会社名、駅名、有効期間、所有者の名前等であり、身分証明書や従業員証として用いる場合は、会社や団体名、住所、電話番号等、発行日、本人の氏名等、である。
【００３４】
また、このようなカードにはＩＣが組み込まれていることが好ましい。
【００３５】
ＩＣには、更に多くの情報を記録することが可能であり、銀行カードやクレジットカード、運転免許証といったカードやそれらを複合した総合カードを形成することができる。
【００３６】
本発明の表示素子は非接触式ＩＣカードに用いることが好ましい。
【００３７】
本発明の表示素子をＩＣカードに用いた例を図２に示す。
【００３８】
図２は、本発明の表示素子を従業員証として用いた例である。
【００３９】
図２（ａ）では、非接触式ＩＣカード１０には、表面には従業員証である会社名、ロゴ、従業員の氏名、従業員Ｎｏ．等が印字されている。
【００４０】
表示素子１１には、潜像情報として、例えば、顔画像情報を記録する。
【００４１】
ＩＣには従業員の住所、電話番号、所属、役職、職歴等が記録されている。
【００４２】
図２（ｂ）では、リーダーライター等の表示装置にかざすことにより、潜像情報が表示され、ＩＣに記録された情報は別途情報表示端末に表示される。これらの情報から、使用者がカード保有者本人で有る事が確認され、入門或いは出門が許可されることになる。
【００４３】
本発明の表示素子を用いたＩＣカードにより、潜像情報、印字情報、ＩＣ中に記録されたデータ等を比較し、カード使用者が保有者本人であるかどうかを確認したり、カードが改竄されたものであるかどうかを容易に判断することができる。
【００４４】
また、カードをリーダーライターから遠ざけると、表示された潜像情報は不可視となり、潜像の個別情報は必要時のみ表示されることにより、高いセキュリティー性を有するものとなる。更に、表示された潜像情報が不可視となる時間をコントロールすることにより、更に確認を容易としたり、改竄防止に有効となる。
【００４５】
本発明の表示素子を形成する材料について以下に説明する。
【００４６】
〈電極〉
本発明の表示素子の対向電極を形成する電極材料としては、金属電極または透明電極を用いることができる。金属電極としては、例えば、白金、金、銀、銅、アルミニウム、亜鉛、ニッケル、チタン、ビスマス、及びそれらの合金等の公知の金属種を用いることができる。電極の作製方法は、蒸着法、印刷法、インクジェット法、スピンコート法、ＣＶＤ法等の既存の方法を用いることができる。
【００４７】
透明電極としては、透明で電気を通じるものであれば特に制限はない。例えば、Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯ：インジウム錫酸化物）、Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ（ＩＺＯ：インジウム亜鉛酸化物）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化インジウム、酸化亜鉛、白金、金、銀、ロジウム、銅、クロム、炭素、アルミニウム、シリコン、アモルファスシリコン、ＢＳＯ（Ｂｉｓｍｕｔｈ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｘｉｄｅ）等が挙げられる。電極を形成するには、例えば、後述する基板上にＩＴＯ膜をスパッタリング法等で蒸着する。
【００４８】
〈基板〉
本発明の表示素子の対向電極を支える基板としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン類、ポリカーボネート類、セルロースアセテート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンジナフタレンジカルボキシラート、ポリエチレンナフタレート類、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリビニルアセタール類、ポリスチレン等の合成プラスチックフィルムも好ましく使用できる。
【００４９】
光透過性の無い基板としては、電極を兼ねたアルミやステンレス等の金属製基板や、バライタ紙、及びレジンコート紙等の紙支持体ならびに上記プラスチックフィルム等を基板として用いることができる。
【００５０】
〈電界印加より可逆的に光透過率が変化する物質〉
対向する電極間には、電界印加により光透過率が可逆変化する物質が保持されている。
【００５１】
電界印加より光透過率が可逆変化する物質としては、例えば、電気化学的な酸化、還元を利用して材料を変色させる、エレクトロクロミック材料や、金属または金属塩の溶解析出を利用するエレクトロデポジション材料が、また、電場に配向することにより光の透過率を変える液晶物質等が知られている。本発明においては、エレクトロデポジション材料として、銀、または銀を化学構造中に含む化合物を用い電極上に銀溶解／析出を生じさせる物質を用いることが好ましい。
【００５２】
〈電解質材料〉
本発明の表示素子の対向電極には前記電界印加より可逆的に光透過率が変化する物質を保持する電解質層が形成されている。
【００５３】
電解質層を形成する溶媒としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチルラクトン、テトラメチル尿素、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、２−（Ｎ−メチル）−２−ピロリジノン、ヘキサメチルホスホルトリアミド、Ｎ−メチルプロピオンアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、ブチロニトリル、プロピオニトリル、アセトニトリル、アセチルアセトン、４−メチル−２−ペンタノン、２−ブタノール、１−ブタノール、２−プロパノール、１−プロパノール、エタノール、メタノール、無水酢酸、酢酸エチル、プロピオン酸エチル、ジメトキシエタン、ジエトキシフラン、テトラヒドロフラン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル及び水から選ばれる少なくとも１種の溶媒を含むことが好ましい。
【００５４】
電解質としては、カリウム化合物としてＫＣｌ、ＫＩ、ＫＢｒ等、リチウム化合物としてＬｉＢＦ4、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3等、テトラアルキルアンモニウム化合物として過塩素酸テトラエチルアンモニウム、過塩素酸テトラブチルアンモニウム、ホウフッ化テトラエチルアンモニウム、ホウフッ化テトラブチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウムハライド等が挙げられる。更に、Ｉ-／Ｉ3-、Ｂｒ-／Ｂｒ3-、キノン／ハイドロキノン等の酸化還元対になる化合物を用いることができる。
【００５５】
〔白色散乱物質〕
本発明の表示素子おいては、対向電極間の電解質層に、電解質層の溶媒に実質的に溶解しない白色顔料を分散物として含有することができる。
【００５６】
白色顔料としては、例えば、二酸化チタン（アナターゼ型あるいはルチル型）、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウムおよび水酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、リン酸マグネシウム、リン酸水素マグネシウム、アルカリ土類金属塩、タルク、カオリン、ゼオライト、酸性白土、ガラス、有機化合物としてポリエチレン、ポリスチレン、アクリル樹脂、アイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素−ホルマリン樹脂、メラミン−ホルマリン樹脂、ポリアミド樹脂などが用いられる。
【００５７】
〈絶縁層〉
本発明の表示素子に用いられる絶縁層としては、電気絶縁性で強い光や熱で破壊される被膜で有れば特に制限はない。
【００５８】
例えば、赤外線を用いて破壊する場合は、絶縁層として下記のような透明赤外吸収層を用いることができる。
【００５９】
波長８００〜１０００ｎｍに最大の吸収域を有する赤外吸収剤として、酸化鉄、酸化セリウム、酸化スズや酸化アンチモン等の金属酸化物、またはインジウム−スズ酸化物、六塩化タングステン、塩化スズ、硫化第二銅、クロム−コバルト錯塩、チオール−ニッケル錯体またはアミニウム化合物、ジイモニウム化合物、フタロシアニン化合物等の有機系赤外線吸収剤等から選択する。
【００６０】
また、バインダーとして、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニルアセテート、ポリビニルプロピオネート等のポリビニルアルコール系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＥＶＡ等のポリオレフィン系樹脂等から選択することができる。
【００６１】
バインダー１００質量部に対して赤外線吸収剤２〜１０質量部を分散し、赤外吸収剤を含む液を調製する。必要に応じて有機溶剤を加えて粘度を調整し、公知の塗布や印刷方法を用いて絶縁層を形成することができる。
【００６２】
また、該絶縁層を白色層とする時は、前記の白色顔料を絶縁層塗膜液に含有させることにより形成することができる。
【実施例】
【００６３】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６４】
《表示素子の作製》
（電解質液の作製）
ジメチルスルホキシド２．５ｇ中に、ヨウ化ナトリウム９０ｍｇ、ヨウ化銀７５ｍｇを加えて完全に溶解させた後に、この溶液に酸化チタン（平均一次粒径０．４μｍ）を３００ｍｇ加えて分散し、更に、ポリビニルピロリドンを１５０ｍｇ加えて１２０℃に溶解しながら１時間攪拌し、電解質液を得た。
【００６５】
（透明電極の作製）
厚さ１００μｍで２ｃｍ×４ｃｍのポリエチレン−２，６−ナフタレート樹脂基板上に、乾燥時の厚み１０μｍでＩＴＯ膜を公知の方法に従って形成して透明電極を得た。
【００６６】
（絶縁層の作製）
透明電極の上に印刷インキ用ポリエステル樹脂１００質量部に、赤外線吸収剤として山本化成（株）製フタロシアニン系化合物ＹＫＲ５０１０を１０質量部、メチルエチルケトン、トルエンを各５０質量部混合して作製した液を乾燥後５μｍになるように塗工し、波長８００〜９５０ｎｍでの透過率が３％以下の透明内部マスク層を作製した。
【００６７】
（銀電極の作製）
厚さ１００μｍで２ｃｍ×４ｃｍのポリエチレン−２，６−ナフタレート樹脂基板上に、銀ペーストインキ（東洋紡績社製ＤＷ−２５０Ｈ−５）を乾燥時の厚みが１０μｍとなるように公知の方法に従って形成し、１２０℃の真空オーブン中で３０分間加熱して、銀電極を得た。
【００６８】
銀電極の周縁部に平均粒子径が４０μｍのガラスビーズを含有させたエポキシシール剤を注入口を残して塗布し、透明電極と銀電極を対向させて押圧し、８０℃２時間加熱し、シール剤を硬化させた。次に注入口から上記電解質液を真空注入法にて注入し、注入口をエポキシ系の紫外線硬化樹脂にて硬化させ、表示素子を作製した。得られた表示素子には電界印加のためのアンテナを接続した。
【００６９】
（表示素子付き非接触式ＩＣカードの作製）
非接触式ＩＣカードは、上記のようにして作製した表示素子、アンテナを有するＩＣモジュール、表裏基材、それらを接合する接着剤や接着シート等から構成され、公知の方法で作製した。
【００７０】
（絶縁層の破壊）
波長８４０ｎｍの赤外線を発する半導体レーザ（出力５００ｍＷ）を用いて、非接触式ＩＣカードの表示素子の絶縁層を破壊し、潜像を形成した。
【００７１】
この状態では、表示部は内部マスク層破壊部も非破壊部も同様に白色であり、内部マスク層に形成された潜像は視認されない。
【００７２】
（表示素子の駆動評価）
市販の非接触式ＩＣカードのリーダーライター装置にかざしてから、約１００ｍｓｅｃ後に黒色の潜像が浮かびあがった。１秒後、リーダーライター装置から離すと潜像は徐々に消え、約３秒後に元の状態に戻った。
【００７３】
この駆動条件を１０００回繰り返したが、潜像部分の白化−黒化状態および速度は再現した。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の表示素子の概略断面構成図である。
【図２】本発明の表示素子を従業員証として用いた例である。
【符号の説明】
【００７５】
１  表示素子
２，３  電極
４，６  基板
５  透明電極
７  金属電極
８  電解質層
９  絶縁層
１０  非接触式ＩＣカード
【図１】
2009128470.tif 000003
【図２】
2009128470.tif 000004