JP2001067452A - 反射型液晶表示素子付きicカード - Google Patents

反射型液晶表示素子付きicカード

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JP2001067452A
JP2001067452A JP24364599A JP24364599A JP2001067452A JP 2001067452 A JP2001067452 A JP 2001067452A JP 24364599 A JP24364599 A JP 24364599A JP 24364599 A JP24364599 A JP 24364599A JP 2001067452 A JP2001067452 A JP 2001067452A
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JP
Japan
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card
liquid crystal
crystal display
display element
substrate
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JP24364599A
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English (en)
Inventor
Shuichi Hikiji
秀一 曳地
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄型化され、かつ製造プロセスが短縮された
反射型液晶表示素子付きICカードの提供。 【解決手段】 反射型液晶表示素子付きICカードにお
いて、液晶表示素子の反射板をICカードの基板に設け
たことを特徴とするICカード。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、液晶表示素子付きICカード、
特にプラスチックフィルムを用いた液晶表示素子付きI
Cカードに関する。液晶表示素子付きICカードはスト
アードバリューカードやプリペイドカード等として、広
範囲の分野で利用されつつある。
【0002】
【従来技術】一般的なプリペイドカードにおいては、残
額等のカード内の情報は、リーダライタ内に穿孔装置や
プリンタ等を設け、プリペイドカードの使用時にリーダ
ライタに通す時にそれらの装置を用いてカード自身に金
額に見合ったパンチ穴を開けたり、リライト印刷を行い
表示している。しかしながら、非接触型ICカードの場
合、リーダライタに通す必要がないため、そのような方
法によってカード内情報を表示することはできない。こ
のため、非接触型ICカードにおけるカード内情報表示
方法として、たとえば、特開平5−210771、特開
平5−264950、特開平7−41652、特開平9
−311922、特開平9−311921号公報等に開
示されているように、非接触型ICカードに表示素子を
設け、非接触型ICカード本体に内蔵された薄型ボタン
電池や太陽電池等により前述した表示素子を駆動して表
示を行うものが提案されている。これらのICカードに
用いられる液晶表示素子の基板はガラス製が一般的であ
るが、カードの強度アップや薄型化を考慮すると、フレ
キシブルタイプのものが望まれ、ガラスの代わりに透明
のプラスチックシートを用いた液晶表示素子や、ガラス
の代わりにポリマーフィルムを用いた太陽電池が製造さ
れており、量産レベルでの入手が可能である。
【0003】図1は従来の非接触型ICカードの構造を
示す断面図で、図1(a)は組立て前、図1(b)は組
立て後を示している。図1(a)に示すように、基体は
ガラス、エポキシ等の樹脂基板やプラスチックシート基
板等を用い、この基体の表裏にはCu等の電極や導体が
形成され、バンプによりICチップが搭載されている。
また、情報の送・受信を行うための電磁アンテナ(導
体)が同様に形成されている。液晶表示素子は、上下2
枚のポリマーフィルム基板の内面に透明電極を形成し、
その上に配向膜が積層形成されている。配向膜の間に液
晶封入部のセル厚を均一に保持するためのスペーサと液
晶が挟まれている。
【0004】前記液晶表示素子は図2のようなプロセス
で作られる。まず、厚み〜0.4mmのプラスチックシ
ート基板上にスパッタ法等により透明電極を15nm成
膜し、フォトリソグラフィとエッチングにより電極を形
成した後、スピンナーもしくはグラビア印刷等により配
向膜を形成し、ラビング処理を行う。その後、一方の基
板上にスチレン系の樹脂からなるφ10μmのスペーサ
を散布密度が200個/mmとなるよう散布、固定化
し、表示領域の外周にシール接着材をスクリーン印刷等
により印刷して、両基板を貼り合わせ接着後、液晶を注
入し、注入口を光硬化性樹脂で封止する。その後、両面
に厚さ約0.2mmの粘着材付き偏向板を、さらにその
片面に厚さ約0.2mmの粘着材付き反射板を貼って液
晶表示素子を完成する。完成した液晶表示素子の電極は
薄型ボタン電池や太陽電池、ICチップ等の電極部とを
基体の導体をとおし、ヒートシールで電気的かつ機械的
に接続している。このようにして、組立てられた基体部
をフレームに納め、表面フィルムでシールして完成とな
る。
【0005】しかしながら、上記した従来の液晶表示付
きICカードの構造では、以下のような問題があった。 1. このような方法で作られたICカードは液晶表示
部分だけで規格サイズである厚み0.76mmの80%
を占める。さらに、この液晶表示素子、電池、ICチッ
プ等を設置固定するメインフィルムとこれらの保護フィ
ルムの厚みを加えると規格達成が極めて困難である。 2. ICカードは、その利用環境から薄利多売品であ
り、ターゲットコストは数百円から千数百円程度であ
る。従来技術で説明したICカードは、金融用カード等
のカードであり、低価格化がカード拡販の最重要課題と
なっている。 3. ICカードの耐久性に関する規格があり、特に曲
げ、ねじり等の機械的強度に関し改善が必要である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
課題を解決した反射型液晶表示素子付きICカードを提
供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の第1は、反射型
液晶表示素子付きICカードにおいて、液晶表示素子の
反射板をICカードの基板に設けたことを特徴とするI
Cカードを提供することにより、前記課題を解決したこ
とにある。
【0008】本発明の第2は、反射型液晶表示素子付き
ICカードにおいて、反射板と送・受信アンテナが同一
基板面に形成されたICカードを提供することにより、
前記課題を解決したことにある。
【0009】本発明の第3は、反射型液晶表示素子付き
ICカードにおいて、反射板が水蒸気を導入して実施さ
れる真空薄膜プロセスにおいて形成されたICカードを
提供することにより、前記課題を解決したことにある。
前記真空薄膜プロセスとしては、スパッタリング法、真
空蒸着法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着
法、イオンビームスパッタリング法等が挙げられる。
【0010】本発明の第4は、反射型液晶表示素子付き
ICカードにおいて、反射板と送・受信アンテナが同一
材質の材料を使用して同一プロセスで形成されたICカ
ードを提供することにより、前記課題を解決したことに
ある。特に、本発明においては、反射板および送・受信
アンテナを印刷により形成することでより低コスト化で
きる。
【0011】本発明の第5は、反射型液晶表示素子付き
ICカードにおいて、反射型液晶表示素子の基板が0.
2mm以下の可撓性基板であるICカードを提供するこ
とにより、前記課題を解決したことにある。
【0012】本発明の液晶表示素子付きICカードは、
反射型液晶表示素子に併設して、ICチップを実装した
基板と電池とキー電極とを少なくとも搭載して構成され
るものである。本発明で用いる液晶表示素子の基板とし
ては、ガラス基板も用いられるが、携帯に際し、折り曲
げ等の外力がたえずかかるので、プラスチック基板のよ
うな可撓性基板が好ましい。また、該基板は視認性が向
上するので好ましくは0.2mm以下、さらに好ましく
は0.05〜0.2mmである。ただし、前記の好まし
い基板の厚さは、基板の種類によって相違する。
【0013】
【実施例】以下、本発明の液晶表示素子付きICカード
の構成を実施例に基づいて具体的に説明する。
【0014】実施例1 図3は液晶表示機能付き非接触型ICカードの基本とな
る液晶表示素子付きフィルムの構成図である。図3
(a)は組立て前、図3(b)は組立て後の断面を示
す。図4は反射板形成工程を示す図である。この図に示
すように、液晶表示素子付きフィルムは薄型化を可能と
するためにICカード基板の片面に反射板を形成し、こ
の上に偏向板を貼った液晶表示素子を接着設置する。反
射板は白金、金、銀、銅、パラジウム、ニッケルやアル
ミニウム、すず、亜鉛、クロム、コバルト、モリブデ
ン、タンタル、チタン等の金属、およびそれらの酸化物
あるいは窒化物の単層膜および、多層膜構造を採る。I
Cカード基板たとえば、フェノール、ポリエステル、硬
質塩化ビニル、ABS、AS、エポキシ、ポリアセター
ル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリブチレンテレ
フタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニ
レンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリスル
フォン、フッ素樹脂等、エンジニアリングプラスチック
の単体またはこれらの複合フィルムおよび、これらにガ
ラス繊維、炭素繊維等の強化繊維を充填材として添加し
た厚さ0.01〜0.4mmのフィルムを用い、この基
板の片面に前述した反射膜材料を真空蒸着、スパッタリ
ング法等により厚み0.001〜10μmの範囲で形成
するが、ポリマーフィルムおよび、反射膜の厚みはそれ
ぞれ0.1〜0.2mm、および0.01〜1μmの範
囲が望ましい。
【0015】本実施例では、可視光域での反射率、製造
コスト等を考慮し、スパッタリング法によりアルミニウ
ムを0.05μm単層形成している。さらに、この反射
膜に光散乱性を持たせるため、成膜初期の成膜環境にお
いて、スパッタリングガスであるアルゴンガス中の水蒸
気濃度をppmオーダーに調整してスパッタリング雰囲
気の水蒸気分圧を高くしてアルミニウム膜を形成し、膜
表面の凹凸が大きいアルミニウム膜を得ている。図5に
スパッタリングガス中のHO残留ガス分圧とアルミニ
ウム膜表面ラフネスの概略関係を示した。図5から明ら
かなように、水蒸気分圧は、1×10−5〜1×10
−3Paが好ましい。その後、フォトリソグラフィによ
り、液晶表示素子と接続する面以外の膜をドライエッチ
ング、または、燐酸系のウエットエッチングで除去す
る。必要であれば、このフィルムの耐熱温度以下の温度
で熱処理しさらに凹凸を増大させることができる。ま
た、この膜に、増大反射膜兼保護膜として、SiO
の誘電体膜を設置してもよい。
【0016】一方の液晶表示素子部は厚みが0.05〜
0.2mmの透明ポリマーフィルム上にスパッタ法等に
より透明電極を5〜15nm成膜し、続いてスピンナー
もしくはグラビア印刷等により配向膜を形成する。その
後、一方の基板上にスチレン系の樹脂からなるφ10μ
mのスペーサを散布密度が200個/mmとなるよう
散布、固定化し、表示領域の外周にシール接着材をスク
リーン印刷等により印刷して、両基板を貼り合わせ接着
後、液晶を注入し、注入口を光硬化性樹脂で封止する。
その後、両面に厚さ0.1〜0.15mmの粘着材付き
偏向板を貼り液晶表示素子を完成する。前述した反射板
を設けたICカード基板に、この液晶表示素子を接着す
る。ここでは、本液晶表示素子はICカードの中央にか
からないようにICカードの左右、上下いずれかに偏っ
た位置に設置している。さらに、導電性接着材で本液晶
表示素子部と薄型電池およびICチップと接続される。
このようにして組立てられた基板部にこれら部材に干渉
することがないように切り抜かれたスペーサー(図示し
ていないスペースに相当する)を載置し、カード上部基
板と貼りあわせ完成する。
【0017】実施例2 図6は液晶表示素子付き非接触型ICカードの反射板形
成の詳細図で、送・受信アンテナと同一面に反射板を形
成したものである。実施例1で示した、IC基板上に送
・受信アンテナを形成するため、0.01〜50μm膜
厚の銅や銀、アルミニウム等の低抵抗金属膜を真空蒸着
やスパッタリング、等により形成し、フォトリソグラフ
ィ、ドライエッチング、ウエットエッチング等により、
アンテナを形成する。その後、前述した白金、金、銀、
銅、パラジウム、ニッケルやアルミニウム、すず、亜
鉛、クロム、コバルト、モリブデン、タンタル、チタ
ン、等の金属材料を真空蒸着やスパッタリング等により
0.01〜1μmほど成膜し、液晶表示素子と接続する
面以外の膜をフォトリソグラフィ、ドライエッチング、
ウエットエッチング等で除去し、反射板を形成するが、
本実施例では2枚の版を用いアンテナと反射板を形成す
るスクリーン印刷法を示した。はじめに銅や銀、アルミ
ニウム等の低抵抗金属の微粉末を例えば、水ガラスのよ
うなバインダーに配合し、スクリーン印刷版により、送
・受信アンテナを厚み5〜50μmの範囲に制御し、印
刷形成する。金属微粉末の配合比率は重量比で30%以
上99%以下としているが、望ましくは50%以上90
%以下とするのが低抵抗化、耐久性等の点で望ましい。
その後、100℃以下で予備加熱を実施し印刷したアン
テナ材を定着する。次に、酸化マグネシウム、酸化チタ
ン、酸化亜鉛等の微粉末やアルミニウム、ニッケル、ク
ロム、すず、亜鉛、鉄等の微粉末をバインダーに配合し
た印刷インキを用い、厚み5〜50μmの範囲に制御
し、スクリーン印刷形成する。微粉末の配合比率は重量
比で10%以上99%以下としているが、望ましくは5
0%以上90%以下とするのが反射光強度、耐久性等の
点で望ましい。それぞれ、印刷後フィルム基板の耐熱温
度以下、ガラス転移温度−10℃程度でアニール処理を
行う。ここでは、水ガラスをバインダーに用いたが、耐
熱性エポキシ樹脂接着材等を用いてもよい。
【0018】実施例3 低コストな製造方法として、アンテナと反射板の材質を
同一材料とし、1枚の印刷版でアンテナと反射板を同時
形成する方法を図7に示す。はじめに銅や銀、アルミニ
ウム等の低抵抗金属の微粉末を水ガラスや、耐熱性エポ
キシ樹脂接着材等のバインダーに配合し、スクリーン印
刷法により、反射板と送・受信アンテナを同一材料・同
一プロセスで、厚み5〜50μmの範囲に制御し、形成
する。微粉末の配合比率は重量比で10%以上99%以
下としているが、望ましくは50%以上90%以下とす
るのが反射光強度、耐久性、アンテナの低抵抗化等の点
で望ましい。印刷後フィルム基板の耐熱温度以下、ガラ
ス転移温度−10℃程度でアニール処理を行う。
【0019】実施例4 液晶表示素子付き非接触型ICカードの反射板形成の詳
細図で、アンテナと反射板を同じ材質とし、薄膜プロセ
スを用いて形成したもので、アンテナを複数ターン数に
した。特に、送・受信アンテナ特性を向上した方法であ
る。実施例1で示した、IC基板上に反射板および送・
受信アンテナを形成するため、0.01〜0.5μm膜
厚の銅や銀、アルミニウム等の低抵抗金属膜を真空蒸着
やスパッタリング等により成膜し、フォトリソグラフ
ィ、ドライエッチング、ウエットエッチング等により、
反射板とアンテナを同時に形成する。アルミニウムを例
にその形成方法を記述する。
【0020】はじめにICカード基板の片面にスパッタ
リングでアルミニウムを0.01〜10μmの範囲で形
成し、ポジレジストをスピナー等で、1〜5μm膜厚に
調整して全面塗布する。その後、反射板、およびアンテ
ナを形採ったポジマスクを用い露光し、その後、現像で
反射板、およびアンテナを形成する。次に、レジストを
マスクにしてドライエッチング、ウエットエッチング等
で反射板、およびアンテナ部分以外の金属膜をエッチン
グ除去後、マスクのレジストを酸素プラズマでアッシン
グ(灰化)する。ここでは、アンテナのターン数を平面
構造の3ターンとしているが、100ターンとしてもよ
いが製造コストとアンテナ感度の関係から2〜50ター
ンが望ましい。また、積層構造としてもよい。
【0021】
【効果】1.請求項1 反射型液晶表示素子の反射板をICカードの基板に設け
たことで反射板を薄くでき、液晶表示素子付きICカー
ドの薄型化を達成できる。 2.請求項2 反射型液晶表示素子の反射板を送・受信アンテナ形成と
同一面に形成することで、製造プロセスを短縮でき、液
晶表示素子付きICカードの低コスト化ができる。 3.請求項3 水蒸気を導入して成膜することで、アルミニウム膜表面
のラフネスが大きくなり、単一プロセスで液晶表示素子
付きICカードの拡散反射板を形成できる。 4.請求項4 低コストな液晶表示素子付きICカードを提供できる。 5.請求項5 反射型液晶表示素子の基板厚みが0.2mm以下と薄い
ことで、視認性が向上し、さらには曲げ等の耐久性が向
上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の非接触型ICカードの断面図である。 (a)組立て前の断面図である。 (b)組立て後の断面図である。
【図2】液晶製造プロセスを示す図である。
【図3】液晶表示素子付き非接触型ICカードの基本と
なる液晶表示素子付きフィルムの構成図である。 (a)組立て前の構成を示す図である。 (b)組立て後の構成を示す図である。
【図4】反射板成形工程を示す図である。
【図5】スパッタリングガス中のHO残留ガス分圧と
アルミニウム膜表面ラフネスの概略関係を示す図であ
る。
【図6】液晶表示素子付き非接触型ICカードの反射板
と送・受信アンテナを同一面に形成する工程を示す図で
ある。
【図7】液晶表示素子付き非接触型ICカードアンテナ
と反射板の材質を同一材料とし、1枚の印刷板でアンテ
ナと反射板を同時形成する工程を示す図である。
【図8】液晶表示素子付き非接触型ICカードの反射板
を形成する工程を示す図である。
フロントページの続き Fターム(参考) 2H091 FA16Z FB03 FB07 FB08 FC02 FC12 FC26 FC28 FC29 FD04 FD14 FD23 GA11 GA17 LA03 LA11 LA18 MA10 5B035 CA23 CA27 5G435 AA00 AA17 BB12 BB16 EE33 FF02 FF03 KK07 LL00

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反射型液晶表示素子付きICカードにお
    いて、液晶表示素子の反射板をICカードの基板に設け
    たことを特徴とするICカード。
  2. 【請求項2】 反射型液晶表示素子付きICカードにお
    いて、反射板と送・受信アンテナが同一基板面に形成さ
    れた請求項1記載のICカード。
  3. 【請求項3】 反射型液晶表示素子付きICカードにお
    いて、反射板が水蒸気を導入して実施される真空薄膜プ
    ロセスで形成されたものである請求項1〜2のいずれか
    に記載のICカード。
  4. 【請求項4】 反射型液晶表示素子付きICカードにお
    いて、反射板と送・受信アンテナが同一材質の材料を使
    用して同一プロセスで形成されたものである請求項1〜
    3のいずれかに記載のICカード。
  5. 【請求項5】 反射型液晶表示素子付きICカードにお
    いて、反射型液晶表示素子の基板が0.2mm以下の可
    撓性基板である請求項1〜4のいずれかに記載のICカ
    ード。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014095940A (ja) * 2012-11-07 2014-05-22 Toppan Forms Co Ltd 情報表示媒体

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