-
Die Erfindung betrifft eine Karte, insbesondere Chipkarte, mit einem integrierten Display und gegebenenfalls einer Solarzelle sowie einer das Display zumindest teilweise überdeckenden grafischen Schicht.
-
Chipkarten mit Displays bilden eine Weiterentwicklung herkömmlicher Chipkarten und sind vorzugsweise einsetzbar als Geldkarte („elektronische Börse”), Kreditkarte, Scheckkarte, Fahrkarte, Ausweiskarte oder dergleichen. Um die Energieversorgung der Chipkarte und insbesondere des Displays zu sichern, kann eine Solarzelle in die Karte integriert werden. Dabei ist es entscheidend, die Oberfläche der Solarzelle möglichst groß zu wählen, so daß die Energieausbeute maximal ist und die Karte auch unter ungünstigen Lichtverhältnissen noch einwandfrei funktioniert. Auch das Display darf im Sinne einer guten Lesbarkeit nicht zu klein ausfallen.
-
Zusätzlich zu den in der Karte elektronisch gespeicherten Daten sind jedoch spezielle Daten, beispielsweise benutzerbezogene Informationen, auf der Kartenoberfläche aufgebracht, insbesondere aufgedruckt. Desweiteren dient die Kartenoberfläche häufig als Werbeträger.
-
Aufgrund der Baugröße von Display und Solarzelle ist allerdings die für grafische Gestaltungen zur Verfügung stehende Fläche stark begrenzt, da zumindest die aktiven Bereiche des Displays und der Solarzelle sichtbar bleiben müssen.
-
Die
DE 198 22 024 A1 beschreibt eine Chipkarte mit einem bistabilen Flüssigkristalldisplay und einer autarken Energieversorgung in Form einer fotovoltaischen Zelle. Auf der Oberfläche der fotovoltaischen Zelle ist als licht absorbierende Schicht ein Halbleiter angeordnet, dessen spektrale Empfindlichkeit durch die Wahl des entsprechenden Materials bestimmt wird.
-
Aus der
DE 19631 557 A1 ist eine Anzeigevorrichtung für eine Chipkarte bekannt, die es dem Benutzer auf einfache Weise ermöglicht, den Speicherinhalt des Chips sichtbar zu machen. Zur Energieversorgung der Karte dient eine Solarzelle.
-
Den Stand der Technik bildet weiterhin die
DE 199 63 165 C1 , die auf die Anmelderin selbst zurückgeht. Um eine hohe Bruchsicherheit zu erreichen, wird ein Teil der Anzeigevorrichtung aus einem mechanisch flexiblen Glas-Kunststoff-Verbund gefertigt.
-
Die
DE 199 35 527 A1 beschreibt eine Folie zum Einsatz in Chipkarten mit Display. Auf der Folie aus organischem Halbleitermaterial sind sowohl die Anzeigeelemente selber als auch deren Ansteuerung angeordnet.
-
Weiterhin ist aus der
WO 00/ 57355 A1 bekannt, ein Display auf einer Karte vorzusehen und die tatsächliche Betätigung des Displays davon abhängig zu machen, ob seine Verwendung plausibel erscheint. Hierzu wird vor der Freischaltung des Displays die Wahrscheinlichkeit der Nutzung festgestellt. Auf diese Weise lässt sich der Energieverbrauch reduzieren und die Lebensdauer der Karte verlängern.
-
Die
EP 1 023 692 B1 beschreibt ein Herstellungsverfahren zur Herstellung einer Karte mit Display. Das Display besteht aus einem elektrolumineszierenden Material, welches auf einer Seite einer flexiblen Schutzdeckschicht aufgedruckt wird und welches zur Verbindung der einzelnen Komponenten leitfähige Tinte verwendet. Anschließend wird die Karte laminiert, so dass alle Elemente miteinander verbunden werden und die Karte ein integrales Bauteil bildet.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Displaykarte vorzuschlagen, welche einerseits den Einbau eines ausreichend großen Displays sowie vorzugsweise einer Solarzelle ermöglicht und außerdem eine möglichst große Fläche zur grafischen Gestaltung zur Verfügung stellt.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Displaykarte mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
-
Demnach wird das Display zumindest in einem Teilbereich von einer lichtdurchlässigen Grafikschicht überdeckt. Dabei kann es sich beispielsweise um eine dünne Druckschicht aus lichtdurchlässiger Druckfarbe handeln und/oder um eine fein strukturierte Druckschicht mit unbedruckten Zwischenräumen, die dem Betrachter als homogene Farbfläche erscheint, die aber dennoch genügend freie Flächen aufweist, dass ein darunter liegendes, leuchtendes Display sichtbar bleibt.
-
Da sich das Display durch die lichtdurchlässige Druckschicht auch im ausgeschalteten Zustand als Fremdkörper in der Karte abzeichnen würde, ist zwischen der grafischen Schicht und dem Display eine semitransparente Schicht vorgesehen, die Strahlung vom Display zur Kartenoberfläche durchläßt und in umgekehrter Richtung für Licht reflektierend und/oder absorbierend ist. Fällt Umgebungslicht auf die Karte, dann bleibt die Displaykontur unter der semitransparenten Schicht verborgen. Das Erscheinungsbild des Displaybereichs hängt vielmehr von den Reflexions- und Absorptionseigenschaften der semitransparenten Schicht ab. Entgegen der Betrachtungsrichtung ist die semitransparente Schicht jedoch lichtdurchlässig, so dass das Licht des Displays im eingeschalteten Zustand die semitransparente Schicht ohne weiteres durchdringt.
-
Die das Display überdeckende semitransparente Schicht wird vorzugsweise so gewählt, dass sie farblich mit benachbarten Flächen des Kartenkörpers möglichst übereinstimmt. Sie kann den Kartenkörper stattdessen auch vollflächig überdecken. In beiden Fällen wird ein einheitlicher Hintergrund für die darüberliegende Druckschicht gebildet, so dass die Kartenoberfläche für den Betrachter trotz des darunter liegenden Displays homogen erscheint.
-
Ist die semitransparente Schicht lediglich lokal über dem Display vorgesehen, so kann sie mit in die Kartenkörperkavität für das Display integriert werden, indem sie beispielsweise auf einer Auflageschulter der Kavität verklebt wird. Die Gegenwart der semitransparenten Schicht liefert dann keinen Beitrag zur Kartenkörperdicke, welche im Falle einer ID-1-Chipkarte 0,84 mm nicht überschreiten darf. Auch die Kombination mit einer in den Kartenkörper integrierten Solarzelle wird vereinfacht, wenn die semitransparente Schicht lediglich lokal über dem Display vorgesehen ist. Denn im anderen Falle einer vollflächigen semitransparenten Schicht muss zusätzlich ein Fenster in der semitransparenten Schicht vorgesehen werden, damit Licht zur Solarzelle gelangen kann. Die Farbe der Solarzelle kann im übrigen genau wie die Farbe der lokalen semitransparenten Schicht entsprechend der Farbe der angrenzenden Kartenkörperflächen gewählt werden, um dem Betrachter ein einheitliches Erscheinungsbild zu bieten.
-
Besonders brillant ist das Erscheinungsbild des über der semitransparenten Schicht liegenden, lichtdurchlässigen Druckbilds, wenn die semitransparente Schicht eine reflektierende metallbedampfte Schicht umfasst. Beispielsweise kann es sich um eine metallbedampfte Spiegelfolie handeln. Die reflektierende metallische Schicht kann auch unmittelbar auf eine Schicht des Displays aufgedampft sein.
-
Ein homogenes Erscheinungsbild bzw. ein homogener Hintergrund für das lichtdurchlässige Druckbild lässt sich mit einer Spiegelfolie insbesondere dann erzielen, wenn sich die Folie über den gesamten Kartenkörper erstreckt. Eine Aussparung in der Folie oder zumindest in der reflektierenden, auf die Folie aufgedampften Metallbeschichtung ist wiederum als Fenster vorzusehen, damit Licht auf die Solarzelle fallen kann. Die Solarzelle selbst ist in diesem Falle vorzugsweise silbergrau gewählt, damit sie sich von der umgebenden metallischen Spiegelfläche möglichst nicht abhebt.
-
Das Fenster für die Solarzelle kann in der gleichen Weise wie das Display mit einem lichtdurchlässigen Druckbild aus dünner und/oder strukturierter Druckfarbe überdeckt sein. Dadurch dass die Farbe der Solarzelle entsprechend der Farbe der semitransparenten Schicht gewählt ist, ergibt sich für den Betrachter wiederum ein einheitlicher Hintergrund für das darüber liegende Druckbild.
-
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:
-
1 eine Chipkarte mit Display und Solarzelle in Draufsicht,
-
2 den Schichtaufbau einer Chipkarte gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
-
3 den Schichtaufbau einer Chipkarte gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
-
4 den Schichtaufbau einer Chipkarte gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
-
5 den Schichtaufbau einer Chipkarte gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
-
6 den Schichtaufbau einer Chipkarte gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel,
-
7 den Schichtaufbau einer Chipkarte gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel, und
-
8 den Schichtaufbau einer Chipkarte gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel.
-
In 1 ist schematisch eine Chipkarte 1 in Draufsicht gezeigt. Die Chipkarte 1 besitzt einen Chip 2 für den Datenaustausch mit einem externen Datenverarbeitungsgerät, ein Display 3 zur Anzeige von Daten, beispielsweise zur Anzeige eines auf der Karte gespeicherten Geldbetrags, und eine flexible Solarzelle 4 zur Energieversorgung des Displays 3 und gegebenenfalls auch des Chips 2. Ferner kann auch ein (hier nicht dargestellter) Microcontroller auf der Chipkarte 1 angeordnet sein, welcher beispielsweise einen Taktgenerator bereitstellt und als Systemcontroller eingesetzt wird. Bei der Auswahl des Microcontrollers wie auch bei allen anderen eingesetzten Bauteilen ist solchen der Vorzug zu geben, die einen geringen Stromverbrauch aufweisen. Hier nicht dargestellt ist die Oberfläche der Chipkarte 1 mit Ausnahme der Fläche des Chips 2 vollflächig von einer grafischen Schicht überdeckt, die zumindest im Bereich des Displays 3 und der Solarzelle 4 lichtdurchlässig ist, damit einerseits Strahlung vom Display 3 zum Betrachter und andererseits Sonnenlicht zur Solarzelle 4 gelangen können. Das Display 3 ist demzufolge als leuchtendes Display beispielsweise aus LED oder auch aus OLED (Organic LED) aufgebaut.
-
2 zeigt schematisch den Schichtaufbau der Chipkarte 1 aus 1 entlang der Linie A-A im Querschnitt. Im Kartenkörper 5 integriert sind das Display 3 und die Solarzelle 4. Der Kartenkörper 5 kann seinerseits mehrschichtig aufgebaut sein. Insbesondere auf der Kartenkörperrückseite 6 können zusätzliche Grafik- und/oder Deckschichten vorgesehen sein. Das Display 3 und die Solarzelle 4 sind in Kavitäten 7 bzw. 8 des Kartenkörpers 5 integriert.
-
Der Kartenkörper 5 ist auf seiner die Kavitäten 7, 8 aufweisenden Oberfläche mit einer semitransparenten Schicht 9 vollflächig abgedeckt. Die semitransparente Schicht 9 besteht bei dieser Ausführungsform aus einer lichtdurchlässigen Folie 10 und einer dünnen, auf die Folie 10 aufgedampften Metallschicht 11. Es ist selbstverständlich möglich, die Metallschicht 11 außer durch Bedampfen auf andere geeignete Weise auf die Folie 10 aufzubringen, beispielsweise durch Bedrucken der Folie 10 mit leitender Aluminium- oder Silberfarbe oder durch Aufbringen einer zusätzlichen Folie aus Aluminium oder Silber auf die Folie 10.
-
In einem Fensterbereich 12 besitzt die aufgedampfte Metallschicht 11 ein Fenster 13, so dass Licht durch das Fenster 13 und die lichtdurchlässige Folie 10 hindurch auf die Solarzelle 4 fallen kann. Die Metallschicht 11 ist so dünn, dass sie für Strahlung des leuchtenden Displays 3 durchlässig ist, dass sie aber Strahlung in umgekehrter Richtung, insbesondere also Umgebungsstrahlung, reflektiert. Als Metallschichtmaterial eignet sich beispielsweise Aluminium.
-
Über der semitransparenten Schicht 9 liegt eine grafische Schicht 18, die ihrerseits aus einer lichtdurchlässigen Folie 19 und einer Druckschicht 20 besteht. Die Druckschicht 20 ist zumindest im Displaybereich 21 und im Fensterbereich 12 lichtdurchlässig, damit Strahlung vom leuchtenden Display 3 nach außen und Licht von außen zur Solarzelle 4 gelangen können. Um die Druckschicht 20 zumindest in den Bereichen 12, 21 lichtdurchlässig zu gestalten, können entweder lichtdurchlässige Druckfarben verwendet werden oder aber die Druckschicht 20 ist so fein strukturiert, dass einerseits genug Licht zur Solarzelle 4 dringen kann und dass andererseits dem Betrachter die Druckschicht 20 als homogene Farbfläche erscheint.
-
Zum Schutz der Druckschicht 20 ist die grafische Schicht 18 mit einer lichtdurchlässigen Deckfolie 22 abgedeckt.
-
Die semitransparente Schicht 9, grafische Schicht 18 und Deckfolie 22 sind mit dem Kartenkörper 5 laminiertechnisch verbunden. Um die thermische Belastung auf die in den Kartenkörper 5 integrierten Bauelemente, insbesondere Display 3 und Solarzelle 4, gering zu halten, können die semitransparente Schicht 9, grafische Schicht 10 und Deckfolie 22 zunächst heißlaminiert und anschließend mit dem Kartenkörper 5 kaltlaminiert werden. Sie können eine Aussparung zum anschließenden Einsetzen und Kontaktieren des Chips 2 in die ansonsten fertig laminierte Karte aufweisen. Eine solche Aussparung kann aber auch nach der Laminierung in die Karte eingefräst werden.
-
3 zeigt eine Weiterbildung des Schichtaufbaus nach 2. In diesem Falle ist die grafische Schicht 18 umgekehrt, so dass sie mit ihrer lichtdurchlässigen Druckschicht 20 zum Kartenkörper 5 weist. Die lichtdurchlässige Trägerfolie 19 dient dann gleichzeitig als lichtdurchlässige Deckfolie. Auf die lichtdurchlässige Deckfolie 22 aus dem Schichtaufbau gemäß 2 kann daher verzichtet werden.
-
Darüber hinaus ist auch die semitransparente Schicht 9 umgedreht, so dass sie mit der metallischen Beschichtung 11 zum Kartenkörper 5 weist. Diese Maßnahme ist nicht notwendig, besitzt aber den Vorteil, dass eine Laminierung der semitransparenten Schicht 9 mit der grafischen Schicht 18 im Heißlaminierverfahren zu einem besseren Verbund führt. Eine Verbindung mit der metallischen Beschichtung lässt sich anstatt im Heißlaminierverfahren besser im Kaltlaminierverfahren unter Verwendung eines Klebstoffs erzielen. Insoweit ist es daher auch vorteilhaft, die semitransparente Schicht 9 in dem Schichtaufbau gemäß 2 umzudrehen.
-
4 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Schichtaufbaus, bei der die semitransparente Schicht 9 und die Grafikschicht 18 als gemeinsame Schicht 23 ausgebildet sind. In diesem Falle liegen die aufgedampfte Metallschicht 11 und die lichtdurchlässige Druckschicht 20 auf gegenüberliegenden Seiten einer lichtdurchlässigen Folie 24, wobei die lichtdurchlässige Druckschicht 20 vom Kartenkörper 5 weg weist. Bei dieser Variante fällt somit eine weitere Schicht weg. Sie ist für solche Anwendungsfälle geeignet, bei denen ein Verschleiß der lichtdurchlässigen Druckschicht 20 nicht zu erwarten ist. Selbstverständlich kann auch bei dieser Variante die lichtdurchlässige Druckschicht mit einer Deckschicht abgedeckt werden, beispielsweise mittels eines Lacks oder einer weiteren lichtdurchlässigen Folie.
-
5 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach 3, bei dem die semitransparente Schicht 9 im Fensterbereich 12 ausgestanzt ist. Diese Variante besitzt den Vorteil, dass sich die Solarzelle 4 bis in die ausgestanzte Aussparung 25 der semitransparenten Schicht 9 erstrecken kann, wodurch auch der Einsatz dickerer Solarzellen 4 möglich wird. Auch verfahrenstechnisch ist dieser Variante günstig. Denn der Fensterbereich 12 in der Metallschicht 11 gemäß 4 müsste bereits bei der Herstellung der üblicherweise als Endlosmaterial zur Verfügung gestellten semitransparenten Schicht 9 berücksichtigt und im Fertigungsprozess passgenau zugeführt werden, wohingegen die Aussparung 25 in einfacher Weise erst im Fertigungsprozess an der gewünschten Stelle eingebracht werden kann.
-
6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die semitransparente Schicht 9 in den Kartenkörper 5 integriert ist. Die semitransparente Schicht 9 besteht wiederum aus einer lichtdurchlässigen Trägerfolie 10 und einer semitransparenten, aufgedampften Metallschicht 11. Sie liegt mit der Metallschicht 11 auf einer Auflageschulter 26 der Kavität 7 des Kartenkörpers 5 auf und ist darauf verklebt. Auf der anderen Seite schließt die lichtdurchlässige Folie 10 der semitransparenten Schicht 9 bündig mit dem Kartenkörper 5 ab. Der Kartenkörper wird anschließend vollflächig mit der grafischen Schicht 18 abgedeckt, wobei wiederum die lichtdurchlässige Druckschicht 20 zwischen der lichtdurchlässigen Folie 19 und dem Kartenkörper 5 liegt, so dass die lichtdurchlässige Folie 19 als Deckfolie fungiert.
-
7 zeigt eine Weiterbildung des Ausführungsbeispiels aus 6, bei der auf die lichtdurchlässige Folie 19 verzichtet wurde. In diesem Falle ist die lichtdurchlässige Druckschicht 20 unmittelbar auf den Kartenkörper 5 aufgedruckt und lässt den Fensterbereich 12 der Solarzelle 4 frei. Sofern die Solarzelle 4 bedruckbar ist, kann sich die lichtdurchlässige Druckschicht 20 auch über den Fensterbereich 12 erstrecken. Diese Variante ist zweckmäßig für solche Anwendungsfälle, bei denen ein Verschleiß der Druckschicht 20 nicht zu befürchten ist.
-
8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem die semitransparente Schicht 9 lediglich aus der Metallschicht 11 besteht, welche aber in diesem Falle unmittelbar auf eine Schicht des Displays 3 aufgedampft ist.
-
Auf die Trägerfolie 10 für die Metallbeschichtung 11 kann daher verzichtet werden. Im übrigen unterscheidet sich dieses Ausführungsbeispiel nicht von dem Ausführungsbeispiel nach 6.
