JP2001258184A

JP2001258184A - 自己電力供給型カード型情報記録媒体、カード型情報記録媒体入出力装置、電力供給方法、及び通信方法

Info

Publication number: JP2001258184A
Application number: JP2000065313A
Authority: JP
Inventors: Seiji Suzuki; 星児鈴木; Shigeru Yagi; 茂八木
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2000-03-09
Filing date: 2000-03-09
Publication date: 2001-09-21

Abstract

(57)【要約】【課題】外観を損なうことなく、光によって電力を供
給することができ、さらに低重量化、小型化及び低コス
ト化が図れるカード型情報記録媒体、カード型情報記録
媒体入出力装置、カード型情報記録媒体の電力供給方
法、及び通信方法を提供すること。【解決手段】非接触で情報入出力の通信が可能で、且
つ少なくとも一つの面に電力供給用透明光起電力素子を
設けてなるカード型情報記録媒体、電力供給用光源を備
えるカード型情報記録媒体入出力装置、並びに、これら
を用いて、光を照射して、電力を供給する電力供給方法
及び非接触、且つ電波、静磁場、静電場、及び光の少な
くともを利用して行う通信方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非接触方式で、且
つ自己電力供給可能なカード型情報記録媒体（以下、
「ＩＣ（集積回路）カード」ということがある）、カー
ド型情報記録媒体入出力装置（以下、「入出力装置）と
いうことがある）、電力供給方法、及び通信方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子流通システムが急速に社会に
広がりつつあり、プロセッサーなどのＩＣを内蔵したい
わゆるＩＣカードを用いたシステムがあらゆる分野で検
討され標準化しつつある。その内容は電子マネー、金
融、流通、交通など社会の基幹部分での検討が進んでい
る。従来のＩＣカードは上位端末装置である入出力装置
（読み書き装置）との情報伝達を接点を用いて行うもの
が主体であったが、接触型では端子の汚れや繰り返し使
用時の破損などによる信頼性の低下が問題であった。こ
のため最近では接点での接触不良が少なくて信頼性のあ
る非接触式のＩＣカード及び入出力装置の開発が進めら
れている。非接触式の場合にはこれらのＩＣカードに電
力を供給することが問題となっている。非接触型の場
合、密着型、１０ｃｍ程度の距離での近接型、７０ｃｍ
程度の近傍型、さらに遠隔型に分けることができる。こ
れらのＩＣカードでは近傍型や遠隔型に関しては電力供
給は電池で行うことが前提となっているが、非接触密着
型や近接型ではＩＣカードのアンテナに向けて入出力装
置から短波からマイクロ波領域の電波の照射を行うこと
により電力供給を行う方式が検討されている。

【０００３】非接触式ＩＣカードを構成する場合、ＩＣ
カードに供給する電力を伝達する手段、及びＩＣカード
と通信する手段として電波が多く用いられるが、電波を
用いた電力の伝送は直流電力を得るために検波と整流が
必要で回路規模が増大する。また非接触近接型での電波
による電力供給に関しては人体やその他携帯通信機器、
ペースメーカ等の医療機器などへの影響が懸念されてい
る。さらに非接触近傍型や遠隔型の場合、電池切れや低
重量化や小型化の点で問題が有った。

【０００４】これらの問題を改善するために光起電力素
子を電力供給用に設けたＩＣカードが検討されている
（特開昭６１−０８４７８８号公報等）。電力用として
は入出力装置に疑似太陽光の光源を設けたものも提案さ
れている（特開昭６２−２６７１９８号公報等）。

【０００５】しかしながら、この光起電力素子は、可視
光を利用するために不透明でＩＣカードのデザイン性を
著しく損なうといった欠点があった。また、近接型での
使用では通常手で持ったまま使用することが多く、片面
使用のため太陽電池を設ける場所が無いなどの問題があ
った。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来に
おける諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課
題とする。即ち、本発明の目的は、外観を損なうことな
く、光によって電力を供給することができ、さらに低重
量化、小型化及び低コスト化が図れるカード型情報記録
媒体、カード型情報記録媒体入出力装置、カード型情報
記録媒体の電力供給方法、及び通信方法を提供すること
に関する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題は、以下の手段
により解決される。即ち、本発明は、＜１＞非接触で情報入出力の通信が可能で、且つ少なく
とも一つの面に電力供給用透明光起電力素子を設けてな
ることを特徴とするカード型情報記録媒体である。

【０００８】＜２＞前記＜１＞に記載のカード型情報記
録媒体を用い、情報入出力の通信を非接触で行うカード
型情報記録媒体入出力装置であって、該本発明のカード
型情報記録媒体に光を照射して、電力を供給する電力供
給用光源を備えることを特徴とするカード型情報記録媒
体入出力装置である。

【０００９】＜３＞前記＜１＞に記載のカード型情報記
録媒体と前記＜２＞に記載のカード型情報記録媒体入出
力装置とで行われる情報入出力の通信時、非接触、且つ
該カード型情報記録媒体に光を照射して、電力を供給す
ることを特徴とする電力供給方法である。

【００１０】＜４＞前記＜１＞に記載のカード型情報記
録媒体と前記＜２＞に記載のカード型情報記録媒体入出
力装置とで行われる情報入出力の通信を、非接触、且つ
電波、静磁場、静電場、及び光の少なくとも一つを利用
して行うことを特徴とする通信方法である。

【００１１】

【発明の実施の形態】（カード型情報記録媒体）本発明
のカード型情報記録媒体は、非接触で情報入出力の通信
が可能で、且つ少なくとも一つの面に電力供給用透明光
起電力素子を設けてなる。また、必要に応じて、その他
の部材を備える。なお、以下、本発明は、密着型、１０
ｃｍ程度の距離での近接型、７０ｃｍ程度の近傍型、遠
隔型いずれのタイプの非接触方式に適応できる。

【００１２】−電力供給用透明光起電力素子− 電力供給用透明光起電力素子（以下、単に「透明光起電
力素子」ということがある）は、導電性あるいは導電処
理した透明基板（以下、「透明導電性基板」ということ
がある）上に半導体層を有し、更に必要に応じて、該半
導体層上に透明導電性電極等のその他の部材を有してな
る。

【００１３】透明光起電力素子において、透明とは、可
視光に対して透明或いは半透明であることを示す。ここ
で、透明光起電力素子を、可視光に対して透明或いは半
透明とするには、透明導電性基板上に設けられる半導体
層が、可視光に対して透明或いは半透明であればよい。
このように、本発明のカード型情報記録媒体は、透明光
起電力素子が、可視光に対して透明或いは半透明である
ことで、外観を損なうことなく、光によって電力を供給
されることができる。また、この電力で、通信などの回
路駆動を行わせることができるので、電力生成回路を簡
略化、電力用のアンテナ等を無くすことができる。この
ため、低重量化、小型化及び低コスト化が図れる。

【００１４】半導体層としては、可視光に対して透明或
いは半透明であるものであれば、如何なるものでもよい
が、周期律表におけるIIIＡ族元素から選択される１以
上の元素、及びＶＡ族元素から選択される１以上の元素
を含んでなる半導体層であることが好ましい。この半導
体層は、紫外光或いは短波光を吸収して電力に変換する
一方、可視光を吸収しない或いは吸収が少ないので透明
であり、光学ギャップが大きいので、取り出せる電圧が
従来の光起電力素子と比較して大きく、同じ面積でも多
くの電気量が利用できる。また耐光性、耐熱性、耐酸化
性に優れているため長寿命であるという利点をも有す
る。また、この半導体層は、紫外光或いは短波光を吸収
するので、ＩＣカードの実質的全面に設けると、耐光性
が向上し、表面劣化を防止することができる。この半導
体層は、必要に応じて、その他の成分を含んでもよい。

【００１５】IIIＡ族元素としては、Ａｌ、Ｇａ及びＩ
ｎが好ましく挙げられる。反応性スパッタ法、蒸着法、
有機気相成長法を用いる場合、これらの元素を含む有機
金属化合物を用いて、透明半導体層を形成することが好
ましい。具体的には、例えば、トリメチルアルミニウ
ム、トリエチルアルミニウム、ｔ−ブチルアルミニウ
ム、トリメチルガリウム、トリエチルガリウム、ｔ−ブ
チルガリウム、トリメチルインジウム、トリエチルイン
ジウム、ｔ−ブチルインジウム等の有機金属化合物の液
体や固体を気化して単独、又はキャリアガスでバブリン
グされた混合状態のガスを用いて、透明半導体層を形成
することができる。これら有機金属化合物は、１種単独
で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。キャリア
ガスとしては、Ｈｅ，Ａｒ等の希ガス、Ｈ₂，Ｎ₂等の単
元素ガス、メタンやエタン等の炭化水素、ＣＦ₄，Ｃ₂Ｆ
₆等のハロゲン化炭素等を用いることができる。

【００１６】ＶＡ族元素としては、窒素が特に好ましく
挙げられる。通常は、窒素元素を含む化合物を用いて、
半導体層を形成する。具体的には、窒素原料としては、
Ｎ₂、ＮＨ₃、ＮＦ₃、Ｎ₂Ｈ₄、モノメチルヒドラジン、
ジメチルヒドラジン等の気体、又はこれらをキャリアガ
スでバブリングした混合ガスを用いて、透明半導体層を
形成することができる。ここで使用されるキャリアガス
は、先に例示したものを使用することができる。

【００１７】IIIＡ族元素とＶＡ族元素との原子数比は
０．５：１．０〜１．０：０．５が好ましい。この範囲
外の場合には、IIIＡ族元素とＶＡ族元素との結合にお
いて四面体結合型を取る部分が少なくなるため欠陥が多
くなり、良好な光起電力素子として機能しなくなること
がある。

【００１８】半導体層は、水素が含まれることが好まし
い。水素濃度は０．１ａｔｏｍ％以上５０ａｔｏｍ％以
下が好ましい。半導体層（以下、「膜」ということがあ
る）中の水素濃度が０．１ａｔｏｍ％未満であると、欠
陥が十分に不活性化できず、光導電性特性が不良となり
やすく、一方、５０ａｔｏｍ％を超えると、電気的な特
性が劣化すると共に硬度等の機械的性質が低下したり、
更に膜が酸化されやすくなり、耐候性が悪くなることが
ある。水素濃度は、ハイドジェンフォワードスキャタリ
ング（ＨＦＳ）により絶対値を測定することができる。
また、シリコン、サファイア等の赤外透明な基板に膜作
製時に同時に成膜することによって、水素の含有状態を
赤外吸収スペクトルによって容易に測定することでき
る。

【００１９】半導体層には、ｐ、ｎ制御のための元素を
含む化合物を導入して、膜中にドープすることができ
る。ドーピング用ガスはIIIＡ族元素を含む有機金属化
合物と混合してもよいし別々に導入してもよい。また前
記有機金属化合物と同時に導入してもよいし、連続導入
でもよい。

【００２０】ｎ型用の元素としては、ＩＡ族（ＩＵＰＡ
Ｃの1989年無機化学命名法改訂版による族番号は１）の
Ｌｉ、ＩＢ族（ＩＵＰＡＣの1989年無機化学命名法改訂
版による族番号は１１)のＣｕ，Ａｇ，Ａｕ、IIＡ族
（ＩＵＰＡＣの1989年無機化学命名法改訂版による族番
号は２）のＭｇ、IIＢ族（ＩＵＰＡＣの1989年無機化学
命名法改訂版による族番号は１２)のＺｎ、IVＡ族（Ｉ
ＵＰＡＣの1989年無機化学命名法改訂版による族番号は
１４)のＣ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ、VIＡ族（ＩＵＰ
ＡＣの1989年無機化学命名法改訂版による族番号は１
６)のＳ，Ｓｅ，Ｔｅを用いることができる。中でも
Ｃ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎが電荷担体の制御性の点から好ま
しい。

【００２１】ｐ型用の元素としては、ＩＡ族のＬｉ，Ｎ
ａ，Ｋ、ＩＢ族のＣｕ，Ａｇ，Ａｕ、IIＡ族のＢｅ，Ｍ
ｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｒａ、IIＢ族のＺｎ，Ｃｄ，Ｈ
ｇ、IVＡ族のＣ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ、VIＡ族（Ｉ
ＵＰＡＣの1989年無機化学命名法改訂版による族番号は
１６）のＳ，Ｓｅ，Ｔｅ、VIＢ族（ＩＵＰＡＣの1989年
無機化学命名法改訂版による族番号は６）のＣｒ，Ｍ
ｏ，Ｗ、VIII族のＦｅ（ＩＵＰＡＣの1989年無機化学命
名法改訂版による族番号は８）、Ｃｏ（ＩＵＰＡＣの19
89年無機化学命名法改訂版による族番号は９）、Ｎｉ
（ＩＵＰＡＣの1989年無機化学命名法改訂版による族番
号は１０)等を用いることができる。中でもＢｅ，Ｍ
ｇ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｓｒが電荷担体の制御性の点から好ま
しい。

【００２２】ｉ型用の元素としては、ｐ型用の元素と同
じものを低濃度で使用することができる。

【００２３】また、膜中の水素が、ドーパントに結合し
不活性化しないようにする必要があり、欠陥準位をパッ
シベーションするための水素をドーパントよりもIIIＡ
族元素及びＶＡ元素に選択的に結合させる観点から、ｎ
型用の元素としては、特に、Ｃ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｎが好
ましく、ｐ型用の元素としては、特に、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃ
ａ，Ｚｎ，Ｓｒが好ましく、ｉ型用の元素としては、特
に、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｚｎ，Ｓｒが好ましい。

【００２４】ドーピングにはｎ型用としては、Ｓｉ
Ｈ₄、Ｓｉ₂Ｈ₆、ＧｅＨ₄、ＧｅＦ₄、ＳｎＨ₄を、ｐ型用
としては、ＢｅＨ₂、ＢｅＣｌ₂、ＢｅＣｌ₄、シクロペ
ンタジエニルマグネシウム、ジメチルカルシウム、ジメ
チルストロンチウム、ジメチル亜鉛、ジエチル亜鉛等
を、ｉ型用としては、ｐ型用の元素と同じ化合物を、ガ
ス状態で使用し、膜中にドーピングすることができる。
また、ドーピング元素を元素のまま膜中に拡散させた
り、イオンとして膜中に取り込ませることもできる。

【００２５】半導体層は、単層構造でも積層構造でもよ
い。単層型の半導体層を形成することによってショット
キー型の光起電力素子とすることができ、ｐｎダイオー
ド構成やｐｉｎ構成等の積層構造を形成することによっ
て更に高効率化を図ることができる。透明とするために
は紫外線や紫の短波長光を利用することになり、光量自
体は余り多くないため、有効に利用するために、光学ギ
ャップの異なる膜を積層させることもできる。

【００２６】半導体層の組成や膜厚の制御は、原料ガス
とキャリアガスとの濃度を変えてもよく、流量を変えて
もよく、放電のエネルギーを変えてもよい。膜厚の制御
に対しては、成膜時間を制御することが好ましい。半導
体層は、ｎ型あるいはｐ型の半導体層からなるものでも
よく、更に高濃度のドーピングを行った膜ｐ⁺あるいは
ｎ⁺層を挿入してもよく、低濃度のドーピングを行った
膜ｐ^-あるいはｎ^-層を挿入してもよい。

【００２７】半導体層は、透明性や障壁の形成のため
に、ｐ型、ｉ型、ｎ型の各層は各々異なるＡｌ_xＧａ_yＩ
ｎ_z（ｘ＝０〜１．０、ｙ＝０〜１．０、ｚ＝０〜１．
０）で表されるＡｌ、Ｇａ、ＩｎとＮとの組成を持って
いてもよく、ｐ型、ｉ型、ｎ型それぞれの膜が複数のＡ
ｌ_xＧａ_yＩｎ_zＮ：Ｈ（ｘ＝０〜１．０、ｙ＝０〜１．
０、ｚ＝０〜１．０）の組成から成っていてもよい。

【００２８】半導体層の光学ギャップは、可視光の主な
部分を透過し実質的に無色あるいは淡色の透明にするた
めに、２．５ｅＶ以上であることが好ましい。光学ギャ
ップは、IIIＡ族元素の混合比によって任意にかえるこ
とができる。ＧａＮ：Ｈを基準にすると３．５ｅＶより
大きくする場合には、Ａｌを加えることによって６．５
ｅＶ程度にまで大きくすることができ、３．２ｅＶより
小さくする場合には、Ｉｎを加えることによって透明の
まま測定波長域を変化させることができる。光学ギャッ
プは、波長（ｅＶ）と吸収係数（αｅ）の２乗のプロッ
トより、低エネルギーの直線部分を外挿した点から求め
られる。あるいは吸収係数が１０，０００ｃｍ^-1の波長
（ｅＶ）としてもよい。吸収係数はバックグランドを除
外した吸光度を用いるか膜厚依存性を測定して求められ
る。

【００２９】半導体層は、非結晶から微結晶、さらには
単結晶状であってもよい。例えば、透過電子線回折パタ
ーンにおいて全くリング状の回折パターンがなく、ぼん
やりしたハローパターンの完全に長距離秩序の欠如して
いるものから、ハローパターンの中にリング状の回折パ
ターンが見られるもの、更にその中に輝点が見られるも
の、更に輝点のみが見られるものである。このような層
は透過電子線回折より広範囲を観測するＸ線回折測定に
おいては、ほとんど何もピークは得られないことが多
い。また、透過電子線回折パターンにおいてリング状の
回折パターンと共に輝点が多数見られるもの、更にほと
んどスポット状の輝点のみであってもＸ線回折測定にお
いて多結晶あるいは最も強いピーク強度が単結晶に比べ
ると弱く、かつ他に弱い他の面方位のピークが混在して
いる場合もある。また、完全に輝点であり、ほとんど一
つの面方位からなるＸ線回折スペクトルを示す場合もあ
る。

【００３０】例えば、半導体層（III−Ｖ族化合物半導
体）の結晶の大きさは５０ｎｍから５μｍであり、Ｘ線
回折や電子線回折及び断面の電子顕微鏡写真を用いた形
状測定等によって測定することができる。また、光導電
部材の吸光度は４００ｎｍで０．８以下、５００ｎｍで
０．５以下が、無色透明か淡色透明のために好ましい。
また、吸光係数は分光光度計で吸収量を測定し、膜厚で
除したものを自然対数系で表したものであり、４００ｎ
ｍの光透過量は透明とみなせるためには６０，０００ｃ
ｍ^-1以下が好ましく、４０，０００ｃｍ^-1以下がより好
ましい。これらの値はほぼ光学ギャップとしては２．５
ｅＶ以下に相当する。

【００３１】光起電力素子に使用される基板は、可視光
に対して透明或いは半透明であり、かつ導電性を有する
ものであるが、基板を構成する基材が導電性又は半導性
であれば、導電化処理を施すことなく使用することがで
き、基材が絶縁性であれば、絶縁性基材に導電化処理を
施すことによって基板として使用することができる。ま
た、光起電力素子に使用される基板は、結晶又は非晶質
でもよい。

【００３２】透明導電性基板を構成する透光性基材とし
ては、透明な材料、例えば、ガラス、石英、サファイ
ア、ＭｇＯ、ＳｉＣ、ＺｎＯ、ＴｉＯ₂、ＬｉＦ、Ｃａ
Ｆ₂等の透明な無機材料；フッ素樹脂、ポリエステル、
ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリエチレンテレフ
タレート、エポキシ樹脂等の透明な有機樹脂のフィルム
又は板状体；オプティカルファイバー、セルフォック光
学プレート等を使用することができる。

【００３３】透光性基材が絶縁性の場合には、例えば、
ＩＴＯ、酸化亜鉛、酸化錫、酸化鉛、酸化インジウム、
ヨウ化銅等の透明導電性材料を用い、蒸着、イオンプレ
ーティング、スパッタリング等の方法により成膜し導電
化処理が施され、又は、アルミニウム、ステンレススチ
ール、ニッケル、クロム等の金属又は金、銀、銅等ある
いはそれらの合金を、蒸着法、スパッタ法、イオンプレ
ーティング法等により半透明になる程度に成膜し導電化
処理が施される。

【００３４】半導体層の上には、その他の部材として、
透明導電性電極を設けることができる。該透明導電性電
極としては、例えば、ＩＴＯ、酸化亜鉛、酸化錫、酸化
鉛、酸化インジウム、ヨウ化銅等の透明導電性材料を用
い、蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等の
方法により形成したもの、又はアルミニウム、ニッケ
ル、クロム、金、銀、銅等の金属あるいはそれらの合金
を蒸着やスパッタリングにより半透明になる程度に薄く
形成したものが用いられる。

【００３５】次に、本発明のカード型情報記録媒体を構
成する光起電力素子の製造方法の一例について、図を用
いて説明する。図１は、本発明における光起電力素子の
製造装置の一例を示す概略構成図である。図１に示す光
起電力素子製造装置は、円筒状の反応器１と、反応器１
と上部開口を介して連続する第１及び第２の原料活性化
−供給部１３、１４と、反応器１と下部開口を介して連
続し、且つ反応器１内のガスを排気するための排気管２
と、反応器１内に配置され、且つ基板を支持するための
基板ホルダー３と、基板ホルダー３の基板設置面側とは
反対側に配置されたヒーター４と、を備える。

【００３６】第１及び第２の原料活性化−供給部１３、
１４は、それぞれ、反応器１と連通し、且つ反応器１の
径方向外側に配置された円筒状の石英管５、６と、これ
ら石英管５、６の反応器１とは反対側と連通するガス導
入管９、１０とを備える。第１の原料活性化−供給部１
３は、更に石英管５と交差するように配置されたマイク
ロ波導波管８と、石英管５とマイクロ波導波管８との交
差位置より反応器１側で石英管５と連続するガス導入管
１１とを備える。マイクロ波導波管８は筐体状であり、
その中を石英管５が貫通している。また、第２の原料活
性化−供給部１４では、マイクロ波導波管８の代わりに
高周波コイル７が使用され、高周波コイル７は石英管６
の外周に巻き付けられ、図示しない高周波発振器に接続
されている。

【００３７】そして、第１及び第２の原料活性化−供給
部１３、１４のガス導入管９、１０、１１、１２は原料
ガスを供給する図示しない原料供給手段としてのボンベ
等にそれぞれ接続されている。更にガス導入管１１、１
２には原料ガスを間欠的に供給するための流量調節器
（マスフローコントローラ）（図示せず）が接続されて
いる。また、マイクロ波導波管８は図示しないマグネト
ロンを用いたマイクロ波発振器に接続されており、石英
管５内で放電させる。更に、排気管２は図示しない排気
手段としてのポンプに接続されており、反応器１内を略
真空まで排気可能とする。

【００３８】この装置において、窒素元素源として、例
えば、Ｎ₂を用いガス導入管９から石英管５に導入す
る。マグネトロンを用いたマイクロ波発振器（図示せ
ず）に接続されたマイクロ波導波管８にマイクロ波が供
給され、石英管５内に放電を発生させる。別のガス導入
管１０から、例えばＨ₂を石英管６に導入する。高周波
発振器（図示せず）から高周波コイル７に高周波を供給
し、石英管６内に放電を発生させる。放電空間の下流側
より例えばトリメチルガリウムをガス導入管１２より導
入することによって、透明導電性基板上に窒化ガリウム
半導体を成膜することができる。

【００３９】基板温度は１００〜６００℃程度である。
基板温度が高い場合及び／又はIIIＡ族元素の原料ガス
の流量が少ない場合には微結晶になりやすい。基板温度
が３００℃より低い場合には、IIIＡ族原料ガスの流量
が少ない場合に微結晶となりやすく、基板温度が３００
℃より高い場合には、IIIＡ族元素の原料ガスの流量が
低温条件よりも多くても微結晶となりやすい。また、例
えばＨ₂放電を行った場合には、行わない場合よりも微
結晶化を進めることができる。トリメチルガリウムの代
わりに、例えば、インジウム、アルミニウムを含む有機
金属化合物を用いることもでき、また混合することもで
きる。また、これらの有機金属化合物は、ガス導入管１
１から別々に導入してもよい。

【００４０】また、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎから選択され
る１以上の元素を含むガス、あるいはＢｅ、Ｍｇ、Ｃ
ａ、Ｚｎ、Ｓｒから選択される１以上の元素を含むガス
を放電空間の下流側（ガス導入管１１又はガス導入管１
２）から導入することによってｎ型、ｐ型等の任意の伝
導型の非晶質又は微結晶若しくは結晶の半導体層を得る
ことができる。Ｃの場合には条件によっては有機金属化
合物の炭素を使用してもよい。

【００４１】上記装置において放電エネルギーにより形
成される活性窒素あるいは活性水素を独立に制御しても
よく、ＮＨ₃のような窒素原子と水素原子とを同時に含
むガスを用いてもよい。更にＨ₂を加えてもよい。ま
た、前記有機金属化合物から活性水素が遊離生成する条
件を用いることもできる。このようにすることによっ
て、透明導電性基板上には活性化されたIIIＡ族元素の
原子、窒素原子が制御された状態で存在し、かつ水素原
子がメチル基やエチル基をメタンやエタン等の不活性分
子にするため低温にも拘わらず炭素が入らず、膜欠陥が
抑えられた非晶質膜又は微結晶膜若しくは結晶膜を生成
することができる。

【００４２】上記装置における原料活性化−供給部の活
性化方法としては、直流放電、低周波放電、高周波放
電、マイクロ波放電、エレクトロンサイクロトロン共鳴
方式、ヘリコンプラズマ方式のいずれであってもよく、
また加熱フィラメントによるものでもよい。これらは１
種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
また、高周波放電の場合、誘導結合形でも、容量形でも
よい。１つの空間において、２種以上の活性化方法を用
いる場合には、同じ圧力で同時に放電が生起できるよう
にする必要があり、マイクロ波導波管内（又は高周波導
波管内）と石英管内（又は反応器内)とに圧力差を設け
てもよい。またこれらの圧力を同一とする場合、異なる
原料活性化手段、例えば、マイクロ波放電と高周波放電
とを用いることによって活性種の励起エネルギーを大き
く変えることができ、これによって膜質を制御すること
ができる。本発明においては、反応性蒸着法やイオンプ
レーイング、リアクティブスパッター等、少なくとも水
素が活性化された雰囲気で成膜を行うことも可能であ
る。

【００４３】以下、本発明における電力用透明光起電力
素子の具体例を示す。図２は、本発明における電力用透
明光起電力素子の一例を示す概略構成図である。この光
起電力素子は、透明導電性基板２０上に半導体層２１及
び透明導電性電極２２がこの順に設けられており、半導
体層２１は単層構造を成している。図３は、本発明にお
ける光起電力素子の他の一例を示す概略構成図である。
この光起電力素子も、透明導電性基板２０上に半導体層
２１及び透明導電性電極２２がこの順に設けられている
が、半導体層２１は積層構造を成している。即ち、半導
体層２１は、透明導電性基板２０側からｎ型半導体層２
５、ｉ型半導体層２４、ｐ型半導体層２３の順に積層さ
れた構造を成している。尚、半導体層が積層構造を成す
場合に、該半導体層は、透明導電性基板側からｐ型半導
体層、ｉ型半導体層、ｎ型半導体層の順に積層されてい
てもよい。

【００４４】―カード型情報記録媒体― 本発明のカード型情報記録媒体は、非接触で情報入出力
の通信が可能で、且つ少なくとも一つの面に、前述した
電力供給用透明光起電力素子を設けてなる以外は、特に
制限はなく、情報の記憶或いはその入出力の通信を行う
通信端子、及び内部回路等の従来公知の手段を、必要に
応じ、適宜選択して備える。

【００４５】カード型情報記録媒体は、その前面、背
面、或いは両面に透明光起電力素子が設けられるが、少
なくとも前面に設けることが、該素子が透明である観点
から好ましい。この透明光起電力素子は、任意の配列の
素子アレイとしてＩＣカードに設けられることが好まし
い。該素子アレイは、単数でも複数でもよく、また、素
子アレイ同士の接続は直列接続でも並列接続でもよい。
このように配設された透明光起電力素子と内部回路とを
電気的に接続させることで、内部回路を駆動させること
ができる。また、透明光起電力素子の配置は、接着材
（例えば、合成ゴム系、エポキシ系、等）等を用いて、
ＩＣカードと接着させることにより行われる。

【００４６】通信端子は、入出力信号（情報）を受信及
び送信する端子であり、通信方法によって、後述する入
出力装置における通信端子との組み合わせで備える。具
体的には、例えば、通信方法として電波を利用する場
合、コイルとコイルの組み合わせ、通信方法として静磁
場を利用する場合、磁気抵抗素子及び／又はホール素子
とコイルとの組み合わせ、通信方法として静電場を利用
する場合、電極と電極の組み合わせ、通信方法として光
を利用する場合、通信用光源と受光素子との組み合わ
せ、が挙げられる。また、この通信端子は、後述する内
部回路中に内臓させてもよい。詳細は、本発明の通信方
法で述べる。

【００４７】内部回路は、特に制限はないが、例えば、
入力信号受信回路、出力信号送信回路、演算記憶回路、
及び必要に応じて拡張記憶回路等、従来公知の回路を適
宜選択して構成される。

【００４８】入力信号受信回路は、通信端子で受信した
入力信号を、必要により増幅、変換して演算記憶回路に
出力する回路であり、通信端子、即ち通信方法によっ
て、従来公知の回路を適宜選択して構成される。

【００４９】出力信号送信回路は、演算記憶回路からの
出力信号を、必要により増幅、変換して通信端子に出力
する回路であり、通信端子、即ち通信方法によって、従
来公知の回路を適宜選択して構成される。

【００５０】演算記憶回路は、入力信号受信回路からの
入力信号を、記憶、必要により暗号化、圧縮、比較処
理、出力信号（演算記憶回路或いは拡張記憶回路が有す
る情報）の出力を行う回路であり、従来公知のものを適
宜選択して構成される。演算記憶回路に配設される記憶
素子は、多数回書き換えのできる素子（例えば不揮発性
記憶素子）であることが、記憶媒体の長寿命化の観点か
ら好ましい。また、演算記憶回路には、その記憶容量を
拡張する目的で、拡張記憶回路と接続されていてもよ
い。これにより、ＩＣカードの大容量化が可能となる。

【００５１】（カード型情報記録媒体入出力装置）本発
明のカード型情報記録媒体入出力装置は、前記本発明の
カード型情報記録媒体を用いて、情報入出力の通信を非
接触で行い、前記本発明のカード型情報記録媒体に、情
報を読み込み或いは書き込みする上位端末装置である。

【００５２】本発明のカード型情報記録媒体入出力装置
は、カード型情報記録媒体に光を照射して、電力を供給
する電力供給用光源を備える。この電力供給用光源によ
り発する光を、ＩＣカードにおける電力供給用透明光起
電力素子が吸収し、電力に変換される。このように、本
発明のカード型情報記録入出力装置は、電力供給源とし
て光源を備えることで、従来の電波（マイクロ波等）を
電力供給源に用いた入出力装置と比べ、その電力生成回
路が簡素であり、低重量化、小型化及び低コスト化が図
れる。

【００５３】電力供給用光源としては、蛍光管、発光ダ
イオード、レーザダイオード等が挙げられる。また、電
力供給用光源は、紫外光、４５０ｎｍ〜２００ｎｍの短
波長光を発する光源であることが、前述したIII−Ｖ族
化合物半導体を用いた透明光起電力素子を効率よく発電
させる観点から好ましい。

【００５４】電力供給用光源は、効率よく光を透明光起
電力素子に照射できるように配設されることが好まし
い。具体的には、例えば、透明光起電力素子の正面にく
るように配設、或いは周囲を放物面の鏡で覆って配設す
ることで、効率よく光を透明光起電力素子に照射可能と
なる。

【００５５】本発明のカード型情報記録媒体入出力装置
は、電力供給用光源を備える以外は、特に制限はなく、
情報の読み込み或いは書き込みする通信端子、及び内部
回路等の従来公知の手段を、必要に応じ、適宜選択して
備える。

【００５６】通信端子は、上述したように通信方法によ
って、カード型情報記録媒体における通信端子との組み
合わせで備える。詳細は、本発明の通信方法で述べる。
また、内部回路も特に制限はなく、従来公知のものを必
要に応じ、適宜選択して構成される。

【００５７】本発明のカード型情報記録媒体は、カード
型情報記録媒体が正常に挿入されたことを検出する手段
を備えてもよい。例えば、カード型情報記録媒体が正常
に挿入されたことを検出し、光をカード型情報記録媒体
に照射する構成をとることもできる。カード型情報記録
媒体に光が照射され、電力が供給されると自動的に通信
可能状態に遷移する構成（スイッチング機能）をとれ
ば、省電力化が図れる。

【００５８】（電力供給方法）本発明の電力供給方法
は、前記本発明のカード型情報記録媒体と前記本発明の
カード型情報記録媒体入出力装置とで行われる情報入出
力の通信時、該カード型情報記録媒体における電力供給
用透明光起電力素子に光を照射して、電力を供給する方
法である。本発明の電力供給方法においては、入出力装
置から発する光を、ＩＣカードにおける電力供給用透明
光起電力素子が吸収し、電力に変換することで、ＩＣカ
ードに電力を供給する。このように、本発明の電力供給
方法は、光を照射することで、電力を供給できるので、
カード型情報記録媒体及びカード型情報記録媒体入出力
装置の構成を簡素化することができ、簡易な電力供給方
法である。

【００５９】本発明のカード型情報記録媒体の電力供給
方法において、光の照射は、上述のように蛍光管、発光
ダイオード、レーザダイオード等を用いて行われること
が好ましい。また、照射する光は、紫外光、４５０ｎｍ
〜２００ｎｍの短波長光であることが、前述したIII−
Ｖ族化合物半導体を用いた透明光起電力素子を効率よく
発電させる観点から好ましい。

【００６０】（本発明の通信方法）本発明の通信方法
は、前記本発明のカード型情報記録媒体と前記本発明の
カード型情報記録媒体入出力装置とで行われる情報入出
力の通信を、非接触で、且つ電波、静磁場、静電場、及
び光の少なくとも一つを利用して行う方法である。これ
らの中でも、静磁場、静電場、及び光の少なくとも一つ
を利用して行うことが、内部回路の簡素化、透明光起電
力素子から供給される電力で十分な通信距離を得る観点
から好ましく、静磁場を利用して行うことが、消費電力
を下げる観点からさらに好ましい。

【００６１】電波を利用する電波方式は、電波を、変復
調（例えばＰＳＫ変復調等）して、情報入出力の送受信
（通信）をする方式である。この場合、ＩＣカード及び
入出力装置の通信端子としてはコイルが備えられる。コ
イルから発生する電波の出力の変化を、他方のコイルで
検出することで、情報の伝達が行われる。電波を利用す
る電波方式は、一般的に多く用いられ、規格化も進んで
いるが、電波を用いた信号伝達には線形増幅器が必要で
効率が悪く、変調回路、同調回路が必要なため、回路が
複雑になるという問題もある。

【００６２】静磁場を利用する静磁場方式は、磁気抵抗
効果及びホール効果の少なくとも一方を用いて通信を行
う方式である。この場合、入出力装置側に磁界を発生す
るためのコイルを配置し、ＩＣカード側にコイルによっ
て発生した磁界を読み取るためにホール素子或いは磁気
抵抗素子を配置することで、入出力装置からＩＣカード
への情報の伝達が可能となる。また、この構成を逆とす
ることで、即ち、ＩＣカード側にはコイルを配置し、入
出力装置側にはホール素子或いは磁気抵抗素子を配置す
ることで、ＩＣカードから入出力装置への情報の伝達が
可能となる。ホール素子の場合、静磁場によって端子間
に電位差が発生し、この電位を検出することで、情報の
伝達が行われる。また、磁気抵抗素子の場合、静磁場に
よって抵抗値が変化し、この抵抗を検出することで情報
の伝達が行われる。

【００６３】静電場を利用する静電場方式は、ＩＣカー
ド及び入出力装置自体、並びに、ＩＣカードと入出力装
置とで形成される空間を誘電体とした、コンデンサーを
用いて通信を用いて行う方式である。この場合、ＩＣカ
ード及び入出力装置の両方に電極を配置する。非接触
で、ＩＣカードを入出力装置に挿入すると、両者間に僅
かな空間が形成され、この空間とＩＣカードと入出力装
置自体の材質とからなる、一つのコンデンサーが形成さ
れる。この状態で、入出力装置側の電極に電荷を蓄積す
ると、ＩＣカード側の電極（対抗電極）に反対の電荷が
集積し、電位勾配が発生する。これを検出することで、
入出力装置からＩＣカードへの情報の伝達が可能とな
る。逆に、ＩＣカード側の電極に電荷を蓄積すると、入
出力装置側の電極（対抗電極）に反対の電荷が集積し、
電位勾配が発生し、これを検出することで、ＩＣカード
から入出力装置への情報の伝達が可能となる。

【００６４】光を利用する光方式は、通信用光源と、通
信用光源から発する光を受光する受光素子（センサ）と
を用いて通信を行う方式である。この場合、入出力装置
側に通信用光源を配置し、ＩＣカード側に受光素子を配
置することで、入出力装置からＩＣカードへの情報の伝
達が可能となる。また、この構成を逆とすることで、即
ち、ＩＣカード側に通信用光源を配置し、入出力装置側
には受光素子を配置することで、ＩＣカードから入出力
装置への情報の伝達が可能となる。受光素子に向けて光
をを照射すると、該受光素子は電圧或いは電流の変化が
生じ、これをを検出することで、情報の伝達が行われ
る。

【００６５】光を利用する光方式において、通信用光源
としては、上述した電力供給用光源と同じものを用いる
ことができる。また、受光素子としては、透明受光素子
（例えば、上述した透明光起電力素子等）を用いてもよ
いし、非透明受光素子（例えば、Ｓｉ、ＧａＰ、ＧａＡ
ｓ等を含有してなる半導体を用いた、可視光に不透明な
受光素子等）を用いることもできるが、ＩＣカード側に
配置する場合は、外観を損なうことなく配置できる観点
から、透明受光素子を用いることが好ましい。

【００６６】光を利用する光方式において、通信用光源
及び受光素子は、それぞれ、上述した電力供給用光源及
び電力供給用透明起電力素子を利用してもよいし、別途
配置してもよい。受光素子として、電力供給用透明起電
力素子を利用する場合、光起電力素子の電圧或いは電流
変化信号を、変調回路を掛け、コンデンサーによって信
号のみを抽出することで、情報の伝達が行われる。通信
用光源及び受光素子を別途設ける場合は、通信用光源及
び受光素子と電力供給用光源及び電力供給用光起電力素
子とを離して配置したり、入出力装置側にＩＣカードが
挿入されたとき、これらを隔離する遮光壁を配置したり
することが好ましい。これにより、電力供給用光源から
の干渉を防止することができる。

【００６７】

【実施例】以下、本発明を、実施例を挙げてさらに具体
的に説明する。ただし、これら各実施例は、本発明を制
限するものではない。また、各実施例は、通信端子と内
部回路とを分離して製作したが、通信端子を内部回路に
組み込みカード状に加工することは、技術的に本質的な
問題ではなく、本発明を何ら制限するものではない。

【００６８】＜紫外光起電力素子の作製＞図１に示す光
起電力素子製造装置を用いて、洗浄したコーニング７０
５９ガラス上に酸化インジウムスズをスパッターにて１
００ｎｍ形成した基板をホルダー３に載せ、排気口２を
介して容器１内を真空排気後、ヒーター４により基板を
４００℃に加熱した。Ｎ₂ガスをガス導入管９より直径
２５ｍｍの石英管５内に２０００ｓｃｃｍ導入し、マイ
クロ波導波管８を介して２．４５ＧＨｚのマイクロ波を
出力２５０Ｗにセットしチューナでマッチングを取り放
電を行った。この時の反射波は０Ｗであった。Ｈ₂ガス
はガス導入管１０より直径３０ｍｍの石英管６内に１０
００ｓｃｃｍ導入した。マイクロ波の出力を１００Ｗに
セットした。反射波は０Ｗであった。この状態でガス導
入管１１より０℃で保持されたトリメチルガリウム（Ｔ
ＭＧａ）の蒸気を窒素をキヤリアガスとして用い１０
３．９７４ｋＰａ（７８０Ｔｏｒｒ）でバブリングしな
がらマスフローコントローラー（ＭＦＣ）を通して０．
２ｓｃｃｍ間欠的に導入した。導入間隔は５秒導入５秒
停止とした。

【００６９】シクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ
₂Ｍｇ）を５０℃で加熱し窒素を導入して１０．６６４
ｋＰａ（８０Ｔｏｒｒ）とし、混合気体にしながらガス
導入管１２より連続でマスフローコントラーを通し２ｓ
ｓｃｍ導入した。この時バラトロン真空計で測定した反
応圧力は６６．６５Ｐａ（０．５Ｔｏｒｒ）であった。
この時のＭＦＣのコンバージョンファクターから求めた
ＴＭＧａの流量に対するＣｐ₂Ｍｇ流量は０．０４ｓｃ
ｃｍであり、ＧａＮ膜中の濃度は４．０％であった。成
膜を６０分行い０．３μｍのＧａＮ膜を作製した。

【００７０】このＧａＮ膜に半透明金電極（透過率６０
％）を蒸着し、紫外光起電力素子を作製した。このよう
に作製された紫外光起電力素子は、下記実施例１〜４の
各透明紫外光起電力素子アレイにおける紫外光起電力素
子として、ＩＣカードに配置した。

【００７１】（実施例１）以下に示すカード型情報記録
媒体、及びカード型情報記録媒体入出力装置を作製し
た。図４は、本発明のカード型情報記録媒体（ａ）、及
びカード型情報記録媒体入出力装置（ｂ）の一例を示す
概略構成図である。

【００７２】図４（ａ）に示すカード型情報記録媒体
は、透明紫外光起電力素子アレイ３０と、内部回路３２
（図５に示す）と、信号受信用ホール素子３４（受信用
通信端子「旭化成電子製、ＨＷ−１０８Ａ」）と、信号
送信用ソレノイド３６（送信用通信端子「電磁石のソレ
ノイドコイル」）とを備える。

【００７３】透明紫外光起電力素子アレイ３０は、５ｍ
ｍ角に分割した透明紫外光起電力素子を、ＩＣカード上
に９×７の配列で配置してなる。透明紫外光起電力素子
アレイ３０は３×７の配列で透明紫外光起電力素子を並
列接続し、これらを３個直列接続して、内部回路３２と
電気的に接続してある。各透明紫外光起電力素子は、Ｉ
Ｃカードに合成ゴム系接着材を用いて接着して配置し
た。透明紫外光起電力素子アレイ３０は、ＩＣカードを
入出力装置に挿入したとき、それぞれ後述する入出力装
置側の蛍光管光源５８と対向するように配置した。

【００７４】図５に示す内部回路３２は、入力信号受信
回路３８と、出力信号送信回路４０と、演算記憶回路４
２と、拡張記憶回路４４とを備える。入力信号受信回路
３８は、一方を信号受信用ホール素子３４と、他方を演
算記憶回路４２と接続されている。出力信号送信回路４
０は、一方を信号送信用ソレノイド３６と、他方を演算
記憶回路４２と接続されている。演算記憶回路４２は、
それぞれ、入力信号受信回路３８と、出力信号送信回路
４０と、拡張記憶回路４４とに接続されている。

【００７５】入力信号受信回路３８は、信号受信用ホー
ル素子３４が検出する電位（入力信号）の違いを比較し
て２値の信号（入力信号）に変換する電位差比較部４６
と、入力信号増幅部４８とを備え、電位差比較部４６か
ら２値の信号（入力信号）を出力する。演算記憶回路４
２は、入力信号受信回路３８から出力された２値の信号
（入力信号）から、その情報の記憶、暗号化、圧縮、比
較処理を行い、必要により拡張記憶回路４４に情報を出
力し、拡張記憶回路４４で情報を記憶させる。また、演
算記憶回路４２は、入出力装置に情報を送信する場合、
演算記憶回路４２及び拡張記憶回路４４に記憶された情
報を、２値の信号（出力信号）として出力する。演算記
憶回路４２としては、Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ社製、ＰＩＣ
１６Ｆ８４を用い、通信速度が９６００ｂｐｓであっ
た。出力信号送信回路４０は、演算記憶回路４２から出
力される２値の信号（出力信号）から、信号送信用ソレ
ノイド３６に流す電流の方向（順方向或いは逆方向）を
制御する電流方向制御部５０と、出力信号増幅部５２と
を備え、信号送信用ソレノイド３６に出力信号を出力す
る。

【００７６】信号受信用ホール素子３４は、その電源端
子を透明紫外光起電力素子アレイ３０と抵抗（３３ｋΩ
（図示せず））を介して直列接続し、出力端子を入力信
号受信回路３８と接続してある。信号受信用ホール素子
３４は、後述する入出力端子側の信号送信用ソレノイド
５６によって発生する磁界の検出して電圧を出力する。
その検出する電位の違い（入力信号）によって、入力信
号受信回路３８で２値の信号（入力信号）が出力され
る。

【００７７】信号送信用ソレノイド３６は、出力信号送
信回路４０と接続されてあり、出力信号送信回路４０か
ら出力された出力信号によって、電流方向（順方向或い
は逆方向）が変化し、２値の信号（出力信号）を送信す
る。

【００７８】信号受信用ホール素子３４、及び信号送信
用ソレノイド３６は、ＩＣカードを入出力装置に挿入し
たとき、それぞれ後述する入出力装置側の信号送信用ソ
レノイド５６、及び信号受信用ホール素子５４と対向す
るように備える。

【００７９】図４（ｂ）に示すカード型情報記録媒体入
出力装置は、蛍光管光源５８と、信号受信用ホール素子
５４（受信用通信端子「旭化成電子製、ＨＷ−１０８
Ａ」）と、信号送信用ソレノイド５６（送信用通信端子
「電磁石のソレノイドコイル」）とを備える。

【００８０】蛍光管光源５８は、直流駆動可能な、３０
０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長の紫外線を放射する１０Ｗの
蛍光管を３本、ＩＣカードを入出力装置に挿入したと
き、ＩＣカード側の透明紫外光起電力素子アレイ３０に
おける３×７配列透明紫外光起電力素子アレイに、それ
ぞれ対向するように配置してある。各蛍光管は、その周
囲に放物面の鏡で覆い、放物面の焦点に配置し、放物面
の開いた方向にＩＣカードの各透明光起電力と光線とが
垂直になるようにした。

【００８１】信号受信用ホール素子５４、及び信号送信
用ソレノイド５６は、ＩＣカード側の信号受信用ホール
素子３４、及び信号送信用ソレノイド３６と同様に、入
出力信号の送受信が行えるように配置してある。

【００８２】以上のような構成のＩＣカード及び入力装
置を用い、ＩＣカードを入力装置に挿入して、入力装置
の蛍光管光源５８で、紫外線を照射したところ、ＩＣカ
ードの透明紫外光起電力素子アレイ３０から出力された
電力は、３．２Ｖ、７ｍＡであり、内部回路を駆動する
のに十分な電力が得られた。このため、非接触で静磁場
を利用した通信を行うことができた。

【００８３】（実施例２）以下に示すカード型情報記録
媒体、及びカード型情報記録媒体入出力装置を作製し
た。図６は、本発明のカード型情報記録媒体（ａ）、及
びカード型情報記録媒体入出力装置（ｂ）の一例を示す
概略構成図である。

【００８４】図６（ａ）に示すカード型情報記録媒体
は、透明紫外光起電力素子アレイ６０と、内部回路６２
（図７に示す）と、信号受信用磁気抵抗素子６４（受信
用通信端子「旭化成電子製、ＭＷ−０１２」）と、２つ
の信号送信用ソレノイド６６、６７（送信用通信端子
「電磁石のソレノイドコイル」）とを備える。

【００８５】透明紫外光起電力素子アレイ６０は、図４
に示すカード型情報記録媒体における透明紫外光起電力
素子アレイ３０と同様であり、ＩＣカードを入出力装置
に挿入したとき、それぞれ後述する入出力装置側の紫外
線発光ダイオード光源８８と対向するように配置した

【００８６】図７に示す内部回路６２は、入力信号受信
回路６８と、出力信号送信回路７０と、演算記憶回路７
２と、拡張記憶回路７４とを備える。入力信号受信回路
６８は、一方を信号受信用磁気抵抗素子６４と、他方を
演算記憶回路７２と接続されている。出力信号送信回路
７０は、一方を２つの信号送信用ソレノイド６６、６７
と、他方を演算記憶回路７２と接続されている。演算記
憶回路７２は、それぞれ、入力信号受信回路６８と、出
力信号送信回路７０と、拡張記憶回路７４とに接続され
ている。

【００８７】入力信号受信回路６８は、信号受信用磁気
抵抗素子６４が検出する抵抗値の違い（入力信号）を比
較して２値の信号（入力信号）に変換する抵抗差比較部
７６と、入力信号増幅部７８とを備え、抵抗差比較部７
６から２値の信号（入力信号）を出力する。演算記憶回
路７２は、図５に示すカード型情報記録媒体における演
算記憶回路４２と同様である。出力信号送信回路７０
は、演算記憶回路７２から出力される２値の信号（出力
信号）から、２つの信号送信用ソレノイド６６、６７の
一方に多くの電流を流すかを決定する電流制御回路８０
と、出力信号増幅部８２とを備え、信号送信用ソレノイ
ド６６、６７に出力信号を出力する。

【００８８】信号受信用磁気抵抗素子６４は、入力信号
受信回路６８と接続してある。信号受信用磁気抵抗素子
６４は、後述する入出力端子側の２つの信号送信用ソレ
ノイド８６、８７によって発生する磁界による抵抗値を
検出して出力する。その検出する抵抗値の違い（入力信
号）によって、入力信号受信回路６８で２値の信号（入
力信号）が出力される。

【００８９】信号送信用ソレノイド６６、６７は、出力
信号送信回路７０と接続されてあり、出力信号送信回路
７０から出力された出力信号によって、２つの信号送信
用ソレノイド６６、６７の一方に多くの電流を流すか
で、２値の信号（出力信号）を送信する。

【００９０】信号受信用磁気抵抗素子６４、及び信号送
信用ソレノイド６６、６７は、ＩＣカードを入出力装置
に挿入したとき、それぞれ後述する入出力装置側の信号
送信用ソレノイド８６、８７及び信号受信用磁気抵抗素
子８４と対向するように備える。

【００９１】図６（ｂ）に示すカード型情報記録媒体入
出力装置は、紫外線発光ダイオード光源８８と、信号受
信用磁気抵抗素子８４（受信用通信端子「旭化成電子
製、ＭＷ−０１２」）と、２つの信号送信用ソレノイド
８６、８７（送信用通信端子「電磁石のソレノイドコイ
ル」）とを備える。

【００９２】紫外線発光ダイオード光源８８は、紫外線
発光ダイオード（ＮＳＨＵ−５５０「日亜化学（株）
製」）を、９×７の配列で直流駆動するように配置して
ある。各紫外線発光ダイオードはＩＣカード上に配置さ
れた透明紫外光起電力素子アレイ６０の各紫外光起電力
素子の正面に接するよう配置した。

【００９３】信号受信用磁気抵抗素子８４、及び２つの
信号送信用ソレノイド８６、８７は、ＩＣカード側の信
号受信用磁気抵抗素子６４、及び信号送信用ソレノイド
６、６７と同様に、入出力信号の送受信が行えるように
配置してある。

【００９４】以上のような構成のＩＣカード及び入力装
置を用い、ＩＣカードを入力装置に挿入して、入力装置
の紫外線発光ダイオード光源８８で、紫外線を照射した
ところ、ＩＣカードの透明紫外光起電力素子アレイ６０
から出力された電力は、実施例１と同様に、内部回路を
駆動するのに十分な電力が得られた。このため、非接触
で静磁場を利用した通信を行うことができた。

【００９５】（実施例３）図８は、本発明のカード型情
報記録媒体（ａ）、及びカード型情報記録媒体入出力装
置（ｂ）の一例を示す概略構成図である。

【００９６】図８（ａ）に示すカード型情報記録媒体
は、透明紫外光起電力素子アレイ９０と、内部回路９２
（図９に示す）と、２つの信号受信用電極９４、９６
（受信用通信端子「５ｍｍ角のアルミニウム板」）と、
２つの信号送信用電極９８、１００（送信用通信端子
「５ｍｍ角のアルミニウム板」）とを備える。

【００９７】透明紫外光起電力素子アレイ９０は、図４
に示すカード型情報記録媒体における透明紫外光起電力
素子アレイ３０と同様である。

【００９８】図９に示す内部回路９２は、入力信号受信
回路１０２と、出力信号送信回路１０４と、演算記憶回
路１０６と、拡張記憶回路１０８とを備える。入力信号
受信回路１０２は、一方を２つの信号受信用電極９４、
９６と、他方を演算記憶回路１０６と接続されている。
出力信号送信回路１０４は、一方を２つの信号送信用電
極９８、１００と、他方を演算記憶回路１０６と接続さ
れている。演算記憶回路１０６は、それぞれ、入力信号
受信回路１０２と、出力信号送信回路１０４と、拡張記
憶回路１０８とに接続されている。

【００９９】入力信号受信回路１０２は、２つの信号受
信用電極９４、９６が検出する電圧の極性の違い（入力
信号）を比較して２値の信号（入力信号）に変換する電
位差比較部１１０と、入力信号増幅部１１２とを備え、
電位差比較部１１０から２値の信号（入力信号）を出力
する。演算記憶回路１０６は、図５に示すカード型情報
記録媒体における演算記憶回路４２と同様である。出力
信号送信回路１０４は、演算記憶回路１０６から出力さ
れる２値の信号（出力信号）から、２つの信号送信用電
極９８、１００に、それぞれ極性の違う電圧を印加する
（信号送信用電極９８に正の電圧する場合、信号送信用
電極１００に負の電圧を印加する。また、信号送信用電
極９８に負の電圧する場合、信号送信用電極１００に正
の電圧を印加する。）電圧制御部１１４と、出力信号増
幅部１１６とを備え、信号送信用電極９８、１００に出
力信号を出力する。

【０１００】信号受信用電極９４、９６は、それぞれ入
力信号受信回路１０２と接続し、並列に抵抗（４．７ｋ
Ω（図示せず））と接続してある。信号受信用電極９
４、９６は、後述する入出力端子側の２つの信号送信用
電極１２２、１２４の正負の電圧によって、それぞれ逆
の極性の電圧が印加される。その２つの信号受信用電極
９４、９６の電圧の極性の違い（入力信号）によって、
入力信号受信回路１０２で２値の信号（例えば、信号送
信用電極１２２に正の電圧、信号送信用電極１２４に負
の電圧が印加して、信号受信用電極９４が負の電圧、信
号受信用電極９６が正の電圧に印加されたとき、１の信
号が出力。また、逆に信号送信用電極１２２に負の電
圧、信号送信用電極１２４に正の電圧が印加して、信号
受信用電極９４が正の電圧、信号受信用電極９６が負に
印加したとき、０の信号が出力。（入力信号））が出力
される。

【０１０１】信号送信用電極９８、１００は、出力信号
送信回路１０４と接続されてあり、出力信号送信回路１
０４から出力された出力信号によって、２つの信号送信
用電極９８、１００に、それぞれ極性の違う電圧を印加
するかで（信号送信用電極９８に正の電圧、信号送信用
電極１００には負の電圧を印加するか、また、信号送信
用電極９８に負の電圧、信号送信用電極１００は正の電
圧を印加するか）、２値の信号（出力信号）を送信す
る。

【０１０２】信号受信用電極９４、９６、及び信号送信
用電極９８、１００は、ＩＣカードを入出力装置に挿入
したとき、それぞれ後述する入出力装置側の信号送信用
電極１２２、１２４、及び信号受信用電極１１８、１２
０と対向するように備える。

【０１０３】図８（ｂ）に示すカード型情報記録媒体入
出力装置は、紫外線発光ダイオード光源１２６と、２つ
の信号受信用電極１１８、１２０（受信用通信端子「５
ｍｍ角のアルミニウム板」）と、２つの信号送信用電極
１２２、１２４（送信用通信端子「５ｍｍ角のアルミニ
ウム板」）とを備える。

【０１０４】紫外線発光ダイオード光源１２６は、図６
に示すカード型情報記録媒体における紫外線発光ダイオ
ード光源８８と同様である。

【０１０５】信号受信用電極１１８、１２０、及び信号
送信用電極１２２、１２４は、ＩＣカード側の信号受信
用電極９４、９６及び信号送信用電極９８、１００と同
様に、入出力信号の送受信が行えるように配置してあ
る。

【０１０６】以上のような構成のＩＣカード及び入力装
置を用い、ＩＣカードを入力装置に挿入して、入力装置
の紫外線発光ダイオード光源１２６で、紫外線を照射し
たところ、ＩＣカードの透明紫外光起電力素子アレイ９
０から出力された電力は、実施例１と同様に、内部回路
を駆動するのに十分な電力が得られた。このため、非接
触で静電場を利用した通信を行うことができた。

【０１０７】（実施例４）以下に示すカード型情報記録
媒体、及びカード型情報記録媒体入出力装置を作製し
た。図１０は、本発明のカード型情報記録媒体（ａ）、
及びカード型情報記録媒体入出力装置（ｂ）の一例を示
す概略構成図である。

【０１０８】図１０（ａ）に示すカード型情報記録媒体
は、透明紫外光起電力素子アレイ１３０と、内部回路１
３２（図１１に示す）と、信号受信用紫外線受光素子１
３４（受信用通信端子）と、信号送信用紫外線発光ダイ
オード１３６（送信用通信端子ＮＳＨＵ−５５０「日亜
化学（株）製」）とを備える。

【０１０９】透明紫外光起電力素子アレイ１３０は、図
４に示すカード型情報記録媒体における透明紫外光起電
力素子アレイ３０と同様である。

【０１１０】図１１に示す内部回路１３２は、入力信号
受信回路１３８と、出力信号送信回路１４０と、演算記
憶回路１４２と、拡張記憶回路１４４とを備える。入力
信号受信回路１３８は、一方を信号受信用紫外線受光素
子１３４と、他方を演算記憶回路１４２と接続されてい
る。出力信号送信回路１４０は、一方を信号送信用紫外
線発光ダイオード１３６と、他方を演算記憶回路１４２
と接続されている。演算記憶回路１４２は、それぞれ、
入力信号受信回路１３８と、出力信号送信回路１４０
と、拡張記憶回路１４４とに接続されている。

【０１１１】入力信号受信回路１３８は、信号受信用紫
外線受光素子１３４が検出する電圧或いは電流（入力信
号）の変化を比較して２値の信号（入力信号）に変換す
る電流電圧差比較部１４６と、入力信号増幅部１４８と
を備え、電流電圧差比較部１４６から２値の信号（入力
信号）を出力する。演算記憶回路１４２は、図５に示す
カード型情報記録媒体における演算記憶回路４２と同様
である。出力信号送信回路１４０は、演算記憶回路１４
２から出力される２値の信号（出力信号）から、信号送
信用紫外線発光ダイオード１３６の発光量を制御する発
光量制御部１５０と、出力信号増幅部１５２とを備え、
信号送信用紫外線発光ダイオード１３６に出力信号を出
力する。

【０１１２】信号受信用紫外線受光素子１３４は、入力
信号受信回路１３８と接続してある。信号受信用紫外線
受光素子１３４は、後述する入出力端子側の信号送信用
紫外線発光ダイオード１５６の発光量によって、電圧或
いは電流が変化する。その電圧或いは電流（入力信号）
の違いによって、入力信号受信回路１０２で２値の信号
（入力信号）が出力される。

【０１１３】信号送信用紫外線発光ダイオード１３６
は、出力信号送信回路１４０と接続されてあり、出力信
号送信回路１４０から出力された出力信号によって、発
光量を変化させて、２値の信号（出力信号）を送信す
る。

【０１１４】信号受信用紫外線受光素子１３４、及び信
号送信用紫外線発光ダイオード１３６は、ＩＣカードを
入出力装置に挿入したとき、それぞれ後述する入出力装
置側の信号送信用紫外線発光ダイオード１５６、及び信
号受信用紫外線受光素子１５４と対向するように備え
る。また、信号受信用紫外線受光素子１３４、及び信号
送信用紫外線発光ダイオード１３６は、後述する入出力
装置側の紫外線発光ダイオード光源１５８からの干渉を
避けるため、透明紫外光起電力素子アレイ１３０から、
１０ｍｍ離したところに備える。

【０１１５】図１０（ｂ）に示すカード型情報記録媒体
入出力装置は、紫外線発光ダイオード光源１５８と、信
号受信用紫外線受光素子１５４（受信用通信端子）と、
信号送信用紫外線発光ダイオード１５６（送信用通信端
子ＮＳＨＵ−５５０「日亜化学（株）製」）、ゴム製Ｌ
字型遮光板１６０とを備える。

【０１１６】紫外線発光ダイオード光源１５８は、図６
に示すカード型情報記録媒体における紫外線発光ダイオ
ード光源８８と同様である。

【０１１７】信号受信用紫外線受光素子１５４、及び信
号送信用紫外線発光ダイオード１５６は、ＩＣカード側
の信号受信用紫外線受光素子１５４及び信号送信用紫外
線発光ダイオード１５６と同様に、入出力信号の送受信
が行えるように配置してある。

【０１１８】Ｌ字型遮光板１６０は、ＩＣカードが入出
力装置に挿入されたとき、紫外線発光ダイオード光源１
５８からの干渉を防止するため、これと、ＩＣカード側
の信号受信用紫外線受光素子１５４及び信号送信用紫外
線発光ダイオード１５６、並びに、入出力装置側の信号
受信用紫外線受光素子１５４、及び信号送信用紫外線発
光ダイオード１５６とを隔離するように配置してある。

【０１１９】以上のような構成のＩＣカード及び入力装
置を用い、ＩＣカードを入力装置に挿入して、入力装置
の紫外線発光ダイオード光源１５８で、紫外線を照射し
たところ、ＩＣカードの透明紫外光起電力素子アレイ１
３０から出力された電力は、実施例１と同様に、内部回
路を駆動するのに十分な電力が得られた。このため、非
接触で静磁場を利用した通信を行うことができた。

【０１２０】実施例１〜４では、ＩＣカード側に電力供
給用電源として透明紫外光起電力素子アレイ、入出力装
置側に電力供給用光源として蛍光管光源或いは紫外線発
光ダイオードを備えることで、ＩＣカードの外観を損ね
ることなく、また、簡易な構成で、光だけで電力を供給
することができた。なお、これら実施例１〜４は、上記
構成に限定されるわけではなく、これらを組み合わせて
もよいし、他の従来公知の構成をとってもよい。

【０１２１】

【発明の効果】以上により、本発明によれば、外観を損
なうことなく、光によって電力を供給することができ、
さらに低重量化、小型化及び低コスト化が図れるカード
型情報記録媒体、カード型情報記録媒体入出力装置、カ
ード型情報記録媒体の電力供給方法、及び通信方法を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における光起電力素子の製造装置の一例
を示す概略構成図である。

【図２】本発明における電力用透明光起電力素子の一例
を示す概略構成図である。

【図３】本発明における電力用透明光起電力素子の他の
一例を示す概略構成図である。

【図４】実施例１で作製したカード型情報記録媒体
（ａ）、及びカード型情報記録媒体入出力装置（ｂ）を
示す概略構成図である。

【図５】実施例１で作製したカード型情報記録媒体
（ａ）の内部回路を示す概略構成図である。

【図６】実施例２で作製したカード型情報記録媒体
（ａ）、及びカード型情報記録媒体入出力装置（ｂ）を
示す概略構成図である。

【図７】実施例２で作製したカード型情報記録媒体
（ａ）の内部回路を示す概略構成図である。

【図８】実施例３で作製したカード型情報記録媒体
（ａ）、及びカード型情報記録媒体入出力装置（ｂ）を
示す概略構成図である。

【図９】実施例３で作製したカード型情報記録媒体
（ａ）の内部回路を示す概略構成図である。

【図１０】実施例４で作製したカード型情報記録媒体
（ａ）、及びカード型情報記録媒体入出力装置（ｂ）を
示す概略構成図である。

【図１１】実施例４で作製したカード型情報記録媒体
（ａ）の内部回路を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１反応器２排気管２排気口３基板ホルダー４ヒーター５〜６石英管７高周波コイル８マイクロ波導波管９〜１２ガス導入管１３第１の原料活性化−供給部１４第２の原料活性化−供給部２０透明導電性基板２１半導体層２２透明導電性電極２３ｐ型半導体層２４ｉ型半導体層２５ｎ型半導体層３０、６０、９０、１３０透明紫外光起電力素子
アレイ３２、６２、９２、１３２内部回路３４、５４信号受信用ホール素子３６、５６、６６〜６７、８６〜８７信号送信用ソレ
ノイド３８、６８、１０２、１３８入力信号受信回路４０、７０、１０４、１４０出力信号送信回路４２、７２、１０６、１４２演算記憶回路４４、７４、１０８、１４４拡張記憶回路４６、１１０電位差比較部４８、７８、１１２、１４８入力信号増幅部５０電流方向制御部５２、８２、１１６、１５２出力信号増幅部５８蛍光管光源６４、８４信号受信用磁気抵抗素子７６抵抗差比較部８０電流制御回路８８、１２６、１５８紫外線発光ダイオード光源９４〜９６、１１８〜１２０信号受信用電極９８〜１００、１２２〜１２４信号送信用電極１１４電圧制御部１３４、１５４信号受信用紫外線受光素子１３６、１５４信号送信用紫外線発光ダイオード１４６電流電圧差比較部１５０発光量制御部１６０Ｌ字型遮光板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０６Ｋ 19/00 Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非接触で情報入出力の通信が可能で、且
つ少なくとも一つの面に電力供給用透明光起電力素子を
設けてなることを特徴とするカード型情報記録媒体。
【請求項２】請求項１に記載のカード型情報記録媒体
を用い、情報入出力の通信を非接触で行うカード型情報
記録媒体入出力装置であって、該本発明のカード型情報
記録媒体に光を照射して、電力を供給する電力供給用光
源を備えることを特徴とするカード型情報記録媒体入出
力装置。
【請求項３】請求項１に記載のカード型情報記録媒体
と請求項２に記載のカード型情報記録媒体入出力装置と
で行われる情報入出力の通信時、非接触、且つ該カード
型情報記録媒体に光を照射して、電力を供給することを
特徴とする電力供給方法。
【請求項４】請求項１に記載のカード型情報記録媒体
と請求項２に記載のカード型情報記録媒体入出力装置と
で行われる情報入出力の通信を、非接触、且つ電波、静
磁場、静電場、及び光の少なくとも一つを利用して行う
ことを特徴とする通信方法。