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Die
Erfindung betrifft einen tragbaren Datenträger mit einem Kartenkörper und
einem darin oder daran angeordneten Displayelement.
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Derartige
Datenträger
werden beispielsweise als Ausweiskarten, als EC-Karten, als Telefonkarten oder als sogenannte „elektronische
Geldbörsen" für den bargeldlosen
Zahlungsverkehr eingesetzt. Um die Einsatzmöglichkeiten und die Akzeptanz
derartiger Datenträger
zu erhöhen,
ist der Einbau von Displays wünschenswert.
Solche Displays können beispielsweise
bei einer elektronischen Geldbörse das
aktuelle Guthaben anzeigen. Ein Problem beim Einbau von Displays
in tragbare Datenträger
besteht jedoch darin, daß die
Karten zum Teil starken mechanischen Belastungen, insbesondere Biegebelastungen,
ausgesetzt sind, die sich dementsprechend auf das eingebaute Display
fortsetzen können
und zu seiner Beschädigung
oder Zerstörung
führen
können.
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Zur
Realisierung von Chipkarten mit optischen Anzeigen wird deshalb
versucht, biegsame Displays einzusetzen. Allgemein werden Displays heute
in der Regel aus Glassubstraten aufgebaut. Um den Anforderungen
an die Biegsamkeit zu genügen,
werden daher speziell für
die Kartenanwendung Displays aus Kunststoffmaterialien entwickelt.
Allerdings erreichen die Kunststoffe die geforderten Qualitätseigenschaften
und die Anforderungen an die bestehende Prozeßtechnik zur Zeit noch nicht,
so daß eine
Serienproduktion von Kunststoff-Displays nicht möglich ist. Ein anderer Ansatz
zur Herstellung biegsamer Displays ist die sogenannte „Dünnglastechnik", bei der an sich
bekannte Glassubstrate zum Einsatz kommen, die aber so stark gedünnt sind,
daß sie um
einen spezifizierten Radius biegsam sind. Derartige Dünngläser weisen
jedoch den Nachteil auf, daß bei
unspezifizierter Belastung, bei zu starker Biegung oder durch Vorschädigungen
beim Herstellungsprozeß eine
höhere
Bruchgefahr prinzipiell nicht auszuschließen ist.
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Die
Schrift Patent Abstracts of Japan JP 63-181309 offenbart zur Abwehr
von Biegekräften auf
Chipmodule in IC-Karten die Ausbildung eines Verstei fungsrahmens,
der entlang seines Umfanges fest mit dem Kartenkörper verbunden ist. Am Chipmodul
selbst sind ferner Nuten angebracht. Auf das Chipmodul wirkende
Biegekräfte
werden durch den Versteifungsrahmen und die Nuten aufgenommen. Schon
wegen der auszubildenden Nuten eignet sich diese bekannte Lösung nicht
für Displayelemente.
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Aus
der
US 5,581,445 ist
es bekannt, zur Verbesserung der Ausfallsicherheit des integrierten Schaltkreises
einer Smartcard infolge von Biege- oder Torsionsbelastungen im Kartenkörper eine
Versteifungsstruktur auszubilden, die im wesentlichen den integrierten
Schaltkreis umgibt. Die Versteifungsstruktur kann verschiedene Gestaltungen
besitzen. Vorgeschlagen werden besonders die Gestalt einer Platte,
welche unmittelbar über
dem zu stabilisierenden integrierten Schaltkreis oder an der gegenüberliegenden
Kartenkörperseite
angeordnet ist, eine Hutform, wobei der Hut über den integrierten Schaltkreis
gestülpt
oder von der Unterseite dagegengesetzt wird, oder die Form einer
Einbettungsstruktur, wobei der integrierte Schaltkreis in die Einbettungsstruktur,
diese dann in den Kartenkörper
eingesetzt wird. Die vorgeschlagenen Maßnahmen zielen darauf ab, den
Bereich einer Smartcard, wo sich der integrierte Schaltkreis befindet,
zu versteifen. Eine Versteifung des integrierten Schaltkreises selbst
ist nicht vorgesehen.
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Aus
den Druckschriften
DE
196 31557 A1 sowie
DE 199 23 138 C1 sind jeweils Vorschläge zur Realisierung
einer Chipkarte mit einem Display entnehmbar.
US 4,876,441 offenbart einen Taschenrechner
im Format einer Chipkarte, der über
eine Tastatur sowie über
ein Display verfügt.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen tragbaren Datenträger mit
einem Displayelement, vorzugsweise einem Dünnglasdisplay, zu schaffen,
welcher einfach und kostengünstig
herstellbar ist und bei dem auch bei grösseren Belastungen die Gefahr
von Beschädigungen
des Displays nur minimal ist.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Datenträger gemäß Anspruch
1 gelöst.
Die abhängigen
Ansprüche
enthalten besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen
der Erfindung.
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Durch
die erfindungsgemäße feste
Verbindung des Displayelements mit dem Versteifungselement werden
auftretende Kräfte
zumindest zum großen
Teil von diesem aufgenommen. So wird eine zu starke Biegung des
Displayelements selbst verhindert. Die Belastung des Displayelements – und dementsprechend
bei der Verwendung eines Glassubstrats zum Aufbau des Displays die
Belastung des Glassubstrats – werden
deutlich reduziert, und es wird verhindert, daß das Displayelement aufgrund der
Belastung beschädigt
wird.
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Das
Versteifungselement kann einteilig sein. Vorzugsweise ist es jedoch
mehrteilig aufgebaut. Auf diese Weise ist ein umgreifender Schutz
des Displays bei den verschiedensten Belastungen möglich.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist
das Versteifungselement einen Versteifungsrahmen auf. Dabei kann
das Displayelement zum einen innerhalb des Versteifungsrahmens angeordnet sein,
wobei es in den Versteifungsrahmen eingelegt ist. Alternativ kann
der Versteifungsrahmen auch vorder- und/oder rückseitig auf dem Displayelement
angeordnet sein. Ein besonders guter Schutz des Displays wird erreicht,
wenn der Versteifungsrahmen gestuft ausgebildet ist und das Display
in einer Stufe angeordnet ist. Dadurch wird das Display insgesamt entlang
seiner Außenkante
versteift und zusätzlich auch
die Kante selbst vor Beschädigungen
besonders gut geschützt.
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Bei
einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
weist das Versteifungselement eine vorder- oder rückseitig
auf dem Displayelement angeordnete Versteifungsplatte auf. Die Verwendung einer
Versteifungsplatte hat gegenüber
einem Versteifungsrahmen den Vorteil, daß auch solche Kräfte aufgenommen
werden, die senkrecht zur Displayoberfläche punktförmig angreifen.
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Es
ist auch eine Anordnung von Versteifungsplatten sowohl auf der Rückals auch
auf der Vorderseite möglich.
Wenn die Versteifungsplatte auf der Vorderseite, d.h. auf der Sichtseite
des Displayelements, angeordnet ist, handelt es sich entweder um eine
transparente Versteifungsplatte oder es ist beispielsweise eine
Aussparung über
dem Anzeigebereich des Displayelements in der Versteifungsplatte angeordnet.
Diese Aussparung kann auch mehrfach unterteilt sein, d.h. es befinden
sich über
einzelnen unterteilten Anzeigebereichen bzw. Anzeigeelementen des
Displayelements kleinere separate Aussparungen, die beispielsweise
durch Stege voneinander getrennt sind.
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Ebenso
kann die Versteifungsplatte eine Ausnehmung aufweisen, in welche
das Displayelement eingelegt wird. Das Displayelement ist dann in die
Versteifungsplatte eingebettet, wodurch wiederum ein Kantenschutz
erreicht wird. Der gleiche Effekt lässt sich auch durch die Kombination
einer Versteifungsplatte auf der Rück- oder Vorderseite des Displayelements
und einen Versteifungsrahmen um das Displayelement erreichen.
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Vorzugsweise
kann auf der Vorderseite eines Displays eine transparente Deckfolie
angeordnet sein, die zum einen ebenfalls das Displayelement ver steift,
aber auch den Anzeigebereich des Displays vor Beschädigungen,
insbesondere durch punktförmige
Belastungen, schützt.
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Bei
einem speziellen Ausführungsbeispiel, welches
einen besonders guten Schutz des Displays bietet, befindet sich
auf der Vorderseite des Displays zum einen eine Versteifungsplatte
mit jeweils einer Ausnehmung in den Anzeigebereichen des Displayelements.
Darüber
ist eine transparente Deckfolie oder Deckplatte angeordnet. Durch
das Überspannen
der Anzeigebereiche mit einer Folie wird ein guter Schutz gegen
punktförmige
Belastungen des Displays erreicht, der sich insbesondere dadurch
ergibt, daß die
Deckfolie oder Deckplatte eine Distanz zur Displayoberfläche aufweist.
Die Distanz entspricht der Dicke der Versteifungsplatte und kann
auf optimale Verhältnisse
innerhalb der Karte ausgelegt werden.
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Als
Material für
die Versteifungselemente eignen sich Metall oder Kunststoffe, insbesondere glasfaserverstärkte oder ähnliche
feste Kunststoffe. Das Versteifungselement und das Display oder
auch die einzelnen Teile des Versteifungselements untereinander
können
beispielsweise durch Verkleben miteinander verbunden werden. Damit
wird ein insgesamt besonders steifer Aufbau erreicht.
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Das
mittels des Versteifungselements versteifte Display wird vorzugsweise
mittels einer punktförmigen,
festen Verbindung mit dem Kartenkörper verbunden, beispielsweise
in eine Ausnehmung des Kartenkörpers
eingeklebt. Durch das punktförmige Einkleben
wird bei starker Biegung der Karte das Display mit dem Versteifungselement
weniger stark gebogen als die Karte selbst. Die Verbindung kann
alternativ auch flächig
mittels eines flexiblen Verbindungsmittels erfolgen. Als Klebeelement
bietet sich hierfür
auch ein elastisches, beidseitig klebendes Element, beispielsweise
aus einem geschäumten Material,
an.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 einen
Schnitt durch einen tragbaren Datenträger mit einem in einer Ausnehmung
angeordneten Displayelement mit Versteifungselement,
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2 eine
Sprengzeichnung eines Displayelementes mit einem rückseitigen
Versteifungsrahmen und einer vorderseitigen Deckfolie,
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3 eine
Sprengzeichnung eines Displayelementes mit einem rückseitigen,
gestuften Versteifungsrahmen (im Teilschnitt) und mit einer vorderseitigen
Deckfolie,
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4 eine
Sprengzeichnung eines Displayelementes mit einem vorderseitigen,
gestuften Versteifungsrahmen (im Teilschnitt),
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5 eine
Sprengzeichnung eines Displayelementes mit einer rückseitigen
Versteifungsplatte und einer vorderseitigen Deckfolie,
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6 eine
Sprengzeichnung eines Displayelementes mit einer rückseitigen
Versteifungsplatte, einem umlaufenden Versteifungsrahmen und mit
einer vorderseitigen Deckfolie,
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7 eine
Sprengzeichnung eines Displayelements mit einer rückseitigen,
durchgehenden Versteifungsplatte, einer vorderseitigen Versteifungsplatte
mit Aussparungen und mit einer darüber angeordneten Deckfolie.
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Bei
dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Displayelement 5 allseitig
mit Ausnahme der Vorderseite von einem Versteifungselement 6 umgeben;
das Displayelement 5 ist somit in das Versteifungselement 6 eingebettet.
Das Versteifungselement 6 ist zweiteilig ausgeführt, mit
einer auf der Rückseite
des Displayelements 5 angeordneten Versteifungsplatte 11 und
einem umlaufenden Versteifungsrahmen 10, in dem das Displayelement 5 eingelegt
ist. Das Displayelement 5 ist fest mit dem Versteifungselement 6 verbunden,
insbesondere verklebt. Ebenso sind die Einzelteile 10, 11 des
Versteifungselements 6 fest miteinander verbunden.
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Anstelle
des zweiteiligen Aufbaus mit einer Versteifungsplatte 11 und
einem Versteifungsrahmen 10 kann ferner ein einteiliges
Versteifungselement 6 verwendet werden, welches aus einer
dann entsprechend dickeren Versteifungsplatte gebildet wird, in die
eine Ausnehmung für
das Displayelement 5 eingebracht ist.
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Der
gesamte Aufbau aus Displayelement 5 und Versteifungselement 6 ist
punktförmig
mittels eines Klebers 4 in eine Ausnehmung 3 des
Kartenkörpers 2 der
Datenträgerkarte 1 eingeklebt.
Wie in 1 angedeutet ist, sorgt die punktförmige Verbindung
dafür,
daß bei
einer starken Biegung des Kartenkörpers 2 die Biegebelastung
nicht an den aus Versteifungselement 6 und Displayelement 5 bestehenden
Aufbau weitergegeben wird. Auch stärkere Biegungen des Kartenkörpers 2 können somit
nicht zu Beschädigungen
des Displayelements 5 führen.
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Der
gleiche Effekt kann auch bei breitflächiger Verklebung mit dem Kartenkörper 2 erreicht
werden, wenn ein flexibles Klebemittel verwendet wird. Ein solches
flexibles Klebemittel kann beispielsweise in Gestalt eines beidseitig
klebenden Zwischenelementes mit einer an die Fläche des Displayelementes 5 angepaßten Größe ausgeführt sein,
welches aus einem elastischen, selbst nicht klebenden Kernmaterial,
etwa einem geschäumten
Material, besteht, das auf beiden Seiten mit einer dünnen Schicht
von vorzugsweise flexiblem Kleber beschichtet ist.
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2 zeigt
eine erste Ausgestaltung des Versteifungselementes 6. Dabei
wird das Versteifungselement 6 von einem Versteifungsrahmen 7 gebildet,
auf dem das Displayelement 5 angeordnet ist. Als weiterer
Schutz wird auf die Oberseite des Displays 5 eine transparente
Deckfolie 14 aufgezogen. Diese Deckfolie 14 wirkt
zusätzlich
versteifend und schützt
die Displayoberfläche.
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Ein
solcher Versteifungsrahmen 7 kann anstatt unter der Rückseite
des Displayelements 5 auch auf die Vorderseite des Displayelements 5 aufgebracht werden.
Ebenso ist es möglich,
auf beiden Seiten einen Versteifungsrahmen 7 aufzubringen.
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3 zeigt
eine Ausführung
eines Versteifungsrahmens 8 mit verbessertem Kantenschutz. Sein
Aufbau entspricht grundsätzlich
dem Aufbau gemäß 2,
jedoch ist der Versteifungsrahmen 8 zusätzlich mit einer Stufe versehen,
in welche das Displayelement 5 eingelegt ist.
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4 zeigt
die umgekehrte Anordnung, bei der der Versteifungsrahmen 9 auf
der Unterseite eine Stufe aufweist und auf die Vorderseite des Displayelements 5 aufgelegt
wird.
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Anstelle
eines Versteifungsrahmens 7 kann ferner, wie in 5 veranschaulicht,
eine durchgehende Versteifungsplatte 11 eingesetzt werden.
Bei Verwendung eines nichttransparenten Materials wird sie, wie
in 5 angedeutet, auf der Rückseite des Displayelementes 5 angeordnet.
Bei Verwendung eines transparenten Materials kann die Versteifungsplatte 11 auch
auf der Vorderseite angeordnet sein. In diesem Fall wird vorzugsweise über der
Versteifungsplatte 11 wiederum eine transparente Deckfolie 14 aufgebracht.
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Eine
Versteifungsplatte 11 hat gegenüber einem Versteifungsrahmen 7 den
Vorteil, daß sie
zusätzlich
solche Kräfte
aufnehmen kann, die senkrecht zur Displayoberfläche punktförmig angreifen.
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Der
Vorteil eines Versteifungsrahmens 7 liegt dagegen in erster
Linie in einem geringeren Gewicht und geringerem Platzbedarf gegenüber einer
Versteifungsplatte. So lassen sich bei auf der Rückseite des Displayelements 5 angebrachtem
Versteifungsrahmen 7, wie in 2 gezeigt,
innerhalb der von dem Versteifungsrahmen 7 umschlossenen
Ausnehmung noch andere Funktionselemente, etwa ein Controller zur
Steuerung des Displayelementes 5, unterbringen.
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Versteifungsplatte 11 und
Versteifungsrahmen 10 können
ferner auch kombiniert verwendet werden, wie dies in 6 beispielhaft
gezeigt ist. Der Versteifungsrahmen 10 umfaßt dabei
das Displayelement 5 an seinen Kanten. Das Displayelement 5 ist zudem
mit einer transparenten Deckfolie 14 überzogen, die allerdings- wie
bei allen anderen beschriebenen Ausführungsbeispielen – nur optional
ist und auch entfallen kann. Ebenso kann auch auf die Versteifungsplatte 11 verzichtet
werden, so daß das
Versteifungselement nur den Versteifungsrahmen 10 und die
Deckfolie 14 umfaßt.
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7 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
das einen besonders guten Schutz für das Displayelement 5 bietet.
Hierbei ist auf der Rückseite
des Displayelements 5 eine erste Versteifungsplatte 11 angeordnet. Auf
der Vorderseite des Displayelements 5 befindet sich eine
weitere Versteifungsplatte 12, welche im Bereich der einzelnen
Anzeigebereiche 15 des Displayelements 5 Aussparungen 13 aufweist.
Anstelle von einzelnen Aussparungen 13 können auch
größere Aussparungen 13 vorgesehen
sein, die jeweils mehrere Anzeigebereiche 15 übergreifen.
Die obere Versteifungsplatte 12 ist dabei auch durch mehrere umlaufende
Versteifungsrahmen ersetzbar. Oberhalb der oberen Versteifungsplatte 12 wird
wiederum eine transparente Deckfolie 14 aufgezogen. Durch
das Überspannen
der Anzeigebereiche 15 mit der Deckfolie 14 wird
ein besonders guter Schutz gegen punktförmige Belastungen des Displayelements 5 erreicht.
Dieser Schutz ergibt sich dabei insbesondere dadurch, daß die Deckfolie 14 einen
Abstand zur Oberfläche
des Displayelements 5 aufweist. Durch die Dicke der oberen
Versteifungsplatte 12 läßt sich diese
Distanz variieren und somit optimieren.
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Als
Material für
die Versteifungsplatten und Versteifungsrahmen wurde bei den dargestellten Ausführungsbeispielen
Kunststoff verwendet. Ebenso ist aber auch die Verwendung von Metall,
von anderen Materialien oder von einer Mischung verschiedener Materialien
zur Erzeugung eines geeigneten Versteifungselements möglich.
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Insgesamt
zeigen diese Ausführungsbeispiele,
daß durch
eine geeignete Kombination von Versteifungsplatten, Versteifungsrahmen
und Deckfolien eine guter Schutz für das Displayelement erreicht
werden kann, wobei die genaue Konstruktion so aufgebaut werden kann,
daß eine
möglichst
günstige
Integration des gesamten Aufbaus in den Kartenkörper möglich ist.