DE19935527A1 - Aktive Folie für Chipkarten mit Display - Google Patents

Aktive Folie für Chipkarten mit Display

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Abstract

Die Erfindung betrifft Chipkarten mit Display und insbesondere ein Verfahren zum Herstellen von Anzeigeelementen mit elektronischer Ansteuerung und Ansteuerungsleitungen für die Anzeigeelemente. Es wird vorgeschlagen, sowohl die optischen Anzeigeelemente 3 als auch die elektronischen Ansteuerungsbestandteile 6, 7 und gegebenenfalls auch die Spannungsquelle 8, beispielsweise als Solarzelle, mittels organischen Halbleitermaterialien nebeneinander auf einer Kunststoffolie 1 anzuordnen. Der zur Ausbildung der elektronischen Schaltkreise in organischer Halbleitertechnik erforderliche Platzbedarf ist auf der Kunststoffolie 1 insbesondere bei 7-Segment-Displays ausreichend vorhanden. DOLLAR A Die so hergestellte aktive Folie für ein Display einer Chipkarte ist in einfacher Weise zu realisieren sowie preiswert und dünn.

Description

Die Erfindung betrifft ganz allgemein das Gebiet der Chipkarten mit Dis­ play, und insbesondere ein Verfahren zum Herstellen von Anzeigeelementen mit elektronischer Ansteuerung und Ansteuerungsleitungen für diese An­ zeigeelemente, eine aktive Folie mit solchen Anzeigeelementen mit Ansteue­ rung und Ansteuerungsleitungen zur Verwendung in Chipkarten mit Dis­ play sowie eine Chipkarte mit entsprechenden Anzeigeelementen mit An­ steuerung und Ansteuerungsleitungen.
Die Entwicklung der Chipkartentechnik geht dahin, daß Chipkarten zu­ künftig mit Displays bzw. Anzeigen versehen sein werden, beispielsweise um im Falle einer Geldkarte den auf der Geldkarte verfügbaren Geldbetrag anzuzeigen.
Anstelle der üblichen spröden, anorganischen Halbleitermaterialien für her­ kömmliche LED-Displays, beispielsweise auf Silizium- oder Gallium- Arsenid-Basis, können für Chipkarten flexible, organische Halbleitermate­ rialien als "aktives" Material in Form sogenannter Kunststoffleuchtdioden eingesetzt werden. Damit sind sehr dünne und insbesondere flexible Dis­ plays mit hervorragenden optischen Eigenschaften herstellbar. Die organi­ schen Halbleitermaterialien haben elektrische Eigenschaften, die es erlauben, elektronische Schaltkreise ähnlich dem Einsatz anorganischen Halbleiterma­ terialien herzustellen.
Auf organischen Halbleitermaterialien basieren beispielsweise die OLED- und PLED-Technologien (OLED = organic light emitting diode; PLED = po­ lymer light emitting diode). Beiden Technologien ist gemeinsam, daß organi­ sches Material durch Anlegen einer Spannung zur Elektrolumineszenz ange­ regt wird. Der übliche Aufbau eines solchen Displays sieht vor, daß auf ei­ nem Substrat erste Ansteuerungsleitungen aufgebracht werden. Über die Ansteuerungsleitungen wird das organische Material als "aktive" Schicht angeordnet, und über der aktiven Schicht werden zweite Ansteuerungslei­ tungen als Gegenelektroden zu den ersten Ansteuerungsleitungen aufge­ bracht. Dadurch können verschiedene Typen von Anzeigen realisiet werden, wobei es beispielsweise durch gezieltes Ansteuern einer ausgewählten An­ steuerungsleitung der ersten Ansteuerungsleitungen und einer ausgewähl­ ten Ansteuerungsleitung der zweiten Ansteuerungsleitungen möglich ist, das zwischen dem entsprechenden Kreuzungspunkt der beiden ausgewähl­ ten Ansteuerungsleitungen liegende Pixel der aktiven Schicht zur Elektro­ lumineszenz anregen. Da die Elektrolumineszenz vergleichsweise langsam abklingt, läßt sich durch schnelles Multiplexen der Ansteuerungsleitungen scheinbar gleichzeitig eine ein Bild ergebende Anzahl von Pixeln auf dem Display zur Elektrolumineszenz anregen. Die in unterschiedlichen Ebenen befindlichen Ansteuerungsleitungen sind mit einem Controller kontaktiert, der üblicherweise in dem separat vorgesehenen Siliziumchip der Chipkarte integriert ist (WO 98/41898; EP-A-0 852 403). Neben dem Multiplexen der einzelnen Pixel oder Anzeigenelemente sind andere Verfahren zur Ansteue­ rung von Anzeigenelementen bekannt, z. B. die separate Ansteuerung eines jeden Pixels oder Anzeigenelements.
Die beschriebenen Displays sind komplex und daher teuer in der Herstel­ lung. Wegen der erfoderlichen Kontaktierung der Ansteuerungsleitungen mit dem Controller bzw. Siliziumchip ist die Herstellung von Displays umso aufwendiger, je höher die Anzahl von benötigten "Anzeigeelementen" bzw. "Bildpunkten" und den daraus resultierenden erforderlichen Ansteuerlei­ tungen ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Chipkarte mit Dis­ play und ein Herstellungsverfahren vorzuschlagen, das weniger aufwendig und daher kostengünstiger in der Herstellung ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Herstellungsverfahren und durch eine Chipkarte mit Display sowie durch eine aktive Folie für den Ein­ satz in einer solchen Chipkarte gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen angegeben.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die aktiven Bestandteile zur Realisierung des Displays, insbesondere also die Anzeigeelemente und die Ansteuerung, d. h. der Controller, und gegebenenfalls auch die Ansteue­ rungsleitungen aus organischen Halbleitermaterialien erzeugt und neben­ einander auf einem gemeinsamen Substrat angeordnet werden. Dies ist ins­ besondere bei einfach aufgebauten Displays, beispielsweise 7-Segment- Anzeigen, vorteilhaft, da solche Displays nur wenige Anzeigeelemente auf­ weisen, so daß genug Platz zur Verfügung steht, um auf der Substratoberflä­ che desweiteren einerseits einen Controller in Form eines Schaltkreises aus organischem Material (Kunststoffchip) und andererseits Ansteuerungslei­ tungen zum Anlegen einer Anregungsspannung an jedes einzelne Anzeigee­ lement parallel zur Substratoberfläche vorzusehen. Es ergeben sich dabei auch keine Kontaktierungsprobleme mehr, da die Ansteuerung als organi­ sche elektronische Schaltung sowie die Ansteuerungsleitungen auf dem Substrat selbst erzeugt werden. Das gesamte Display einschließlich Ansteue­ rung und Ansteuerungsleitungen kann somit auf einem gemeinsamen Substrat realisiert werden, wobei sich die Kontaktierung der einzelnen Ele­ mente sowie die Elemente selbst im Zuge des (mehrstufigen) Herstellungs­ vorgangs durch entsprechende Überlappung unmittelbar realisieren lassen.
Da für die Ansteuerung der Displays, insbesondere von 7-Segment-Displays, keine aufwendigen Rechenoperationen durchzuführen sind, werden für den Controller nur wenige Schaltkreise benötigt, so daß die organische elektri­ sche Schaltung trotz ihrer vergleichsweise langsamen Operationsgeschwin­ digkeit und ihres vergleichsweise großen Platzbedarfs für die benötigten Zwecke vollkommen ausreichend ist.
Auf dem Substrat kann zusätzlich zu den Anzeigeelementen und der An­ steuerung für die Anzeigeelemente eine Solarzelle als Spannungsquelle für die Anzeige und/oder eine Photodiode ebenfalls auf Basis organischer Ma­ terialien erzeugt werden.
Die Erfindung ermöglicht es somit, die gesamten aktiven Bestandteile für ein Display auf einer gemeinsamen Oberfläche zu erzeugen. Insbesondere ent­ fallen zusätzliche Schritte zur Kontaktierung der einzelnen Bestandteile. Desweiteren ist die Realisierung des Controllers als Plastikchip preiswert gegenüber den üblicherweise verwendeten Siliziumchips. Insgesamt ergibt sich dadurch eine wesentliche Reduzierung der Herstellungskosten von Chipkarten mit Displays. Außerdem wird der vorhandene Platz in der Chipkarte optimal ausgenutzt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer einzigen Figur beschrieben, in der auf einem Substrat 1 eine 7-Segment-Anzeige 2 mit Bereichen 4, 5 dar­ gestellt ist, die Platz für die Ansteuerung 6 und Ansteuerungsleitungen 7 zur Ansteuerung der Anzeigeelemente 3 bieten.
In der Figur ist eine Kunststoffolie 1 als Substrat für fünf 7-Segment- Anzeigen 2 dargestellt. Jede einzelne der 7-Segment-Anzeigen 2 setzt sich aus sieben Anzeigeelementen 3 zusammen. Die Anzeigeelemente 3 sind di­ rekt auf der Kunststoffolie 1 aufgebracht. Dadurch ergeben sich auf der Kunststoffolie 1 einerseits Innenbereiche 4, die von den Anzeigeelementen 3 umgeben sind, und andererseits ein Umgebungsbereich 5, der die Anzeigee­ lemente 3 umgibt. Auf diesen Bereichen 4, 5 der Kunststoffolie 1 werden die zur Ansteuerung der Anzeigeelemente 3 notwendigen Bestandteile erzeugt. Beispielhaft ist in dem Umgebungsbereich 5 ein Schaltkreis 6 mit Ansteue­ rungsleitungen 7 zur Ansteuerung der vom Schaltkreis 6 gesteuerten Anzei­ geelemente 3 dargestellt. Der Schaltkreis 6 und die Ansteuerungsleitungen 7 werden, soweit möglich, zusammen mit den Anezeigeelementen 3 erzeugt.
In der Figur ist zu sehen, daß der Schaltkreis 6 über die Ansteuerungsleitun­ gen 7 mit den Anzeigeelementen 3 derart verbunden ist, daß die von einer Spannungsquelle 8 gelieferte Spannung parallel zur Oberfläche der Kunst­ stoffolie 1 an den Anzeigeelementen 3 angelegt ist. Es kann auch in jedem Innenbereich 4 für die angrenzenden Anzeigeelemente 3 ein eigener Schalt­ kreis und gegebenenfalls eine eigene Spannungsquelle vorgesehen sein, wo­ bei die einzelnen Schaltkreise in den jeweiligen Innenbereichen 4 durch ei­ nen übergeordneten Schaltkreis im Außenbereich 5 miteinander koordiniert werden. Dadurch können Leitungswege gering gehalten und der Platz opti­ mal genutzt werden.
Die Anzeigeelemente 3, der Schaltkreis 6 und gegebenenfalls die dem Schaltkreis 6 zugehörigen Ansteuerungsleitungen 7 werden alle aus organi­ schem Halbleitermaterial hergestellt. Die Ansteuerungsleitungen 7 können als Bestandteil des Schaltkreises 6 aus demselben Material bestehen, wie der Schaltkreis 6. Sie können aber auch aus einer Metallschicht oder aus Indi­ umzinnoxid (ITO) bestehen, wenn sie transparent sein sollen.
Die Spannungsquelle 8 ist als Solarzelle ebenfalls aus organischem Halblei­ termaterial auf der Oberfläche der Kunststoffolie 1 realisiert. Bekannt sind in diesem Zusammenhang aber auch andere Techniken, beispielsweise das Aufdampfen einer Siliziumschicht auf der Kunststoffolie. Andere Span­ nungsquellen 8, wie z. B. Batterien, sind möglich und können ebenfalls in flacher Form auf der Kunststoffolie 1 aufgebracht werden.
Die einzelnen organischen Halbleitermaterialien sind je nach ihrer Funktion, ob Anzeigeelement, Solarzelle oder Schaltkreisbestandteil, unterschiedlich. Geeignete Materialien zur Realisierung von Schaltkreisen und Solarzellen sowie zur Realisierung der Anzeigeelemente 3 jeweils aus organischem Ma­ terial sind hinlänglich bekannt und vielfältig. Als organische Materialien kommen insbesondere Poly-Thienylenvinylen, Polyvinylphenol, Alpha- Hexathienylen, Poly-Para-Phenylen, Polythiophen oder Polyacetylen in Fra­ ge. Solarzellen lassen sich auch aus amorphem Silizium herstellen, das in einer dünnen Schicht auf das Substrat aufgebracht wird. Dies hat gegenüber einkristallinem Silizium den Vorteil, mechanisch (z. B. Biegung) wesentlich robuster zu sein sowie einen geringeren Herstellungsaufwand zu erfordern. Ebenso sind die Möglichkeiten zur Realisierung dieser Bestandteile vielfältig und hinlänglich bekannt. Es ist z. B. möglich, die gewünschten Strukturen aufzusprühen, aufzusputtern, aufzudampfen, aufzudrucken, durch foto­ chemische Verfahren herzustellen, sie zu dotieren usw.
Die Kunststoffolie 1 mit den applizierten Bestandteilen bildet somit insge­ samt eine aktive Folie, die in eine Chipkarte als Display integriert werden kann.

Claims (12)

1. Verfahren zum Herstellen von Anzeigeelementen (3) mit elektronischer Ansteuerung (6) und Ansteuerungsleitungen (7) für die Anzeigeelemente (3), dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Anzeigeelemente (3) als auch die Ansteuerung (6) für die Anzeigeelemente (3) einschließlich der Ansteue­ rungsleitungen (7) auf einem gemeinsamen Substrat (1) nebeneinander an­ geordnet werden, wobei zumindest die Anzeigeelemente (3) und die elek­ tronische Ansteuerung (6) mittels organischer Halbleitermaterialien erzeugt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Substrat (1) desweiteren eine Solarzelle (8) aus organischem Halbleitermate­ rial oder aus amorphem Silizium erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Substrat (1) desweiteren eine Photodiode aus organischem Halbleitermate­ rial erzeugt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeelemente (3) eine 7-Segment-Anzeige (2) bilden, die von den Anzeigeelementen (3) umschlossene Innenbereiche (4) aufweist, wobei die Ansteuerung (6) für die Anzeigeelemente (3) und/oder die Solarzelle (8) und/oder die Photodiode zumindest teilweise in einem Innenbereich (4) er­ zeugt werden.
5. Chipkarte mit Display, umfassend Anzeigeelemente (3) mit elektronischer Ansteuerung (6) und Ansteuerungsleitungen (7) für die Anzeigeelemente (3), dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Anzeigeelemente (3) als auch die Ansteuerung (6) für die Anzeigeelemente (3) einschließlich der Ansteue­ rungsleitungen (7) nebeneinander auf einem Substrat (1) angeordnet sind, welches in die Chipkarte integriert ist, und zumindest die Anzeigeelemente (3) und die elektronische Ansteuerung (6) aus organischem Halbleitermate­ rial bestehen.
6. Chipkarte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Substrat (1) desweiteren eine Solarzelle (8) aus organischem Halbleitermate­ rial oder aus amorphem Silizium angeordnet ist.
7. Chipkarte nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Substrat (1) desweiteren eine Photodiode aus organischem Halbleitermate­ rial angeordnet ist.
8. Chipkarte nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeelemente (3) eine 7-Segment-Anzeige (2) bilden, die von den Anzeigeelementen (3) umschlossene Innenbereiche (4) aufweisen, wobei die Ansteuerungen (6, 7) für die Anzeigeelemente (3) und/oder die Solarzelle (8) und/oder die Photodiode zumindest teilweise in einem Innenbereich (4) an­ geordnet sind.
9. Aktive Folie für eine Chipkarte mit Display, wobei die aktive Folie Anzei­ geelemente (3) mit elektronischer Ansteuerung (6) und Ansteuerungsleitun­ gen (7) für die Anzeigeelemente (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Anzeigeelemente (3) als auch die Ansteuerung (6) einschließlich der Ansteuerungsleitungen (7) nebeneinander auf einer Kunststoffolie (1) angeordnet sind, wobei zumindest die Anzeigeelemente (3) und die elek­ tronische Ansteuerung (6) aus organischem Halbleitermaterial bestehen.
10. Aktive Folie nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Kunststoffolie (1) desweiteren eine Solarzelle (8) aus organischem Halblei­ termaterial oder aus amorphem Silizium angeordnet ist.
11. Aktive Folie nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Kunststoffolie (1) desweiteren eine Photodiode aus organischem Halblei­ termaterial angeordnet ist.
12. Aktive Folie nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Anzeigeelemente (3) eine 7-Segment-Anzeige (2) bilden, die von den Anzeigeelementen (3) umschlossene Innenbereiche (4) aufweisen, wobei die Ansteuerung (6) für die Anzeigeelemente (3) und/oder die Solarzelle (8) und/oder die Photodiode zumindest teilweise in einem Innenbereich (4) an­ geordnet sind.
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