JP2005011189A

JP2005011189A - 表示機能付き情報媒体

Info

Publication number: JP2005011189A
Application number: JP2003176446A
Authority: JP
Inventors: Takeo Kakinuma; 武夫柿沼; Hideo Kobayashi; 英夫小林; Naoki Hiji; 直樹氷治; Taketo Hikiji; 丈人曳地; Masaaki Araki; 雅昭荒木; Shigeru Yamamoto; 滋山本
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-06-20
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2023-06-20
Also published as: JP4581343B2

Abstract

【課題】厚みを薄くすることなく柔軟性を持たせることができるカード状の表示機能付き情報媒体を提供する。
【解決手段】カード状の表示機能付き情報媒体１０は、ＰＥＴ−Ｇ樹脂からなる基盤１２上にＩＣチップ１６が実装されている。基板１２上にはループ状のアンテナ１４が固定され、外部処理装置とのデータ送受信を無線方式で実現できる。基板１２上にはシリコーンゴムからなる可撓性部２６を介して電子ペーパー１８が固定されている。さらに基板１２の外側からはＰＥＴ−Ｇからなる樹脂２８，３０が加熱融着され、さらに外側から透明樹脂３２，３４が接着されている。弾力性のある可撓性部２６を設けることにより、カード全体の柔軟性が増し、破断することなく容易に曲がることができる。このため、カードフォルダへの出し入れなど操作性が向上する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流通業，小売り業，製造業，オフィスなどで用いられるＩＣカードなどの表示機能付き情報媒体に関し、特に、通行券，プリペイドカード，乗車券，入場券，ＩＤカード，遊戯カード，ポイントカード，キャッシュカード，クレジットカード，電話カード，搭乗券等として使用される表示機能付き情報媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣカードは、カードの外部端子と外部処理装置の端子とを接続してデータの送受信を行う接触方式のＩＣカードと、電磁波でデータの送受信を行うアンテナコイルとデータ処理のための半導体素子とを内蔵し、外部処理装置との間の読み書きをいわゆる無線方式で実現できる非接触方式のＩＣカードとが開発されている。
【０００３】
上記のうち非接触式ＩＣカードは、定期券，運転免許証，キャッシュカード，クレジットカード等として導入が始まっている。非接触式ＩＣカードは、一般に樹脂基板と、樹脂基板上に設けられた金属製アンテナコイルと、アンテナコイルに接続されたＩＣチップとを備えている。非接触式ＩＣカードに対して読取装置側から電磁波が発せられると、アンテナコイルに誘導電圧が発生し、ＩＣチップを作動させるようになっている。
【０００４】
このような接触式又は非接触式のＩＣカードは、残高などの内容情報が見えないという不便がある。そのため、画像表示部を一体とした表示機能付きのＩＣカードが提案されている。
【０００５】
ＩＣカードの表示機構としては、例えば、ＴＮ液晶を使ったものや、ロイコ色素を使った感熱リライタブルが提案されているが、表示が見にくかったり、接触式であるため書換え回数に限界があるなどの欠点がある（例えば特許文献１を参照）。
【０００６】
これに対して、感光体とコレステリック液晶を用いた光書込み型電子ペーパーは、明るく見やすい表示であり、書換えが非接触であるため書換え時に疵がつきにくいという利点があり、非接触式ＩＣカードの表示機構として優れている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−９１２７３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような表示機能付きＩＣカードは、バーコードなどの小容量デジタル情報を有する紙のカードを高機能化したものとしての利用が期待されている。具体的な用途は、流通帳簿，カルテ，生産指示書などである。このような用途を想定した場合、紙と同様の使い勝手を実現する形態が表示機能付きＩＣカードに求められる。すなわち、多数枚を束ねたときや机などの平面上に置いた状態で取り上げるときの捲り操作や、壁面に貼り付けられたカードフォルダへの出し入れ時のカードの屈曲性など、紙と同様の柔軟性とコシが求められる。
【０００９】
しかしながら、従来のＩＣカードでは、基板として剛性のある熱可塑性樹脂（例えばＰＦＴ−Ｇなど）が採用されており、カードの厚みが規格化されているため、柔軟性がほどんど無いという問題がある。このため、カードフォルダへの出し入れが困難であったり、特に流通帳簿，カルテ，生産指示書などに使用される大判のカードの場合に操作性が悪いという問題がある。また、単純にカードの厚みを薄くして柔軟性を持たせようとしても、ＩＣチップ部分が露出してしまうという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、厚みを薄くすることなく柔軟性を持たせることができるカード状の表示機能付き情報媒体を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明に係る表示機能付き情報媒体は、画像が表示される表示層と、半導体素子とを内蔵したカード状部材からなる表示機能付き情報媒体であって、前記カード状部材に可撓性部を設けることにより柔軟性を付与したことを特徴としている。
【００１２】
請求項１に記載の表示機能付き情報媒体によれば、カード状部材に可撓性部を設けたので、表示機能付き情報媒体に大きなフレキシビリティーを与えることができる。すなわち、カード状部材全体に折れ曲がりの力が働くと、可撓性部により破断することなくカード状部材全体が曲がる。このため、従来の定期券，運転免許証，キャッシュカード，クレジットカードなどのＩＣカードに加えて、流通帳簿，カルテ，生産指示書など大判のカードの運用が望まれている分野においても、操作性が良く、カードフォルダなどへの出し入れが容易な表示機能付き情報媒体を実現できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明に係る表示機能付き情報媒体は、請求項１に記載の構成において、前記可撓性部が前記カード状部材の概全面に形成されていることを特徴としている。
【００１４】
請求項２に記載の表示機能付き情報媒体によれば、可撓性部がカード状部材の概全面に形成されているので、捲り操作性やカード屈曲性など、紙と同様の柔軟性とコシを与えることができる。このため、カード状部材全体が容易に曲がるようになり、カードフォルダなどへの出し入れが容易で操作性の良い表示機能付き情報媒体を実現できる。
【００１５】
上記可撓性部としては、例えば、請求項３に記載のゴム弾性体、請求項４に記載の多孔質体、又は請求項５に記載の空隙層などが用いられる。このような可撓性部の材質や厚みを調整することで、カード状部材の柔軟性を調整することができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明に係る表示機能付き情報媒体は、請求項１乃至請求項５に記載の構成において、前記表示層が、光書込み型のコレステリック液晶からなることを特徴としている。
【００１７】
請求項６に記載の表示機能付き情報媒体によれば、表示層が光書込み型のコレステリック液晶から形成されているので、明るく見やすい表示を実現でき、また、書換えが非接触であるため書換え時に疵がつきにくく、表示層が湾曲しても見やすい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る表示機能付き情報媒体の第１実施形態を図１から図３に基づいて説明する。
【００１９】
なお、図１に示す表示機能付き情報媒体１０では、機能部品の構成をわかりやすくするために各層が直線状に模式的に表され、幅に対する厚みも大きくなっているが、実際は各層は直線状とは限らず、幅に対する厚みが小さいカード状部材となっている。
【００２０】
図１及び図２に示すように、カード状の表示機能付き情報媒体１０は、熱可塑性のＰＥＴ−Ｇ樹脂（変性ポリエステル樹脂）からなる基板１２を備えている。この基板１２には、アンテナ１４とＩＣチップ１６をつなぐ回路と、電子ペーパー（表示部）１８への電源供給ラインがエッチングにより形成されている。基板１２の表示部側には記憶用のＩＣチップ１６が基板１２上に直接実装されている。なお、基板１２としてＰＥＴ−Ｇ樹脂を用いているが、他にポリイミド，オレフィンなどの樹脂を用いても良い。
【００２１】
また、図２に示すように表示機能付き情報媒体１０には、金属製のループ状のアンテナ１４を樹脂でモールドしたものが基板１２上に固定されている。このアンテナ１４は銅やアルミニウムなどの金属からなり、金属箔をエッチングする方法、金属を電気メッキや電着する方法、金属粉を含む導電ペーストを印刷する方法などで形成されている。
【００２２】
ＩＣチップ１６には、メモリー、ＣＰＵ、電源回路、通信回路などを含み、アンテナ回路とは異方導電フィルムやバンプ接続によって接続されている。このＩＣチップ１６は、外力による破損を防ぐために樹脂２０で封止されており、必要に応じて樹脂２０の外部から２枚の鉄板２２，２３が接着剤２４，２５により貼着され、ＩＣチップ１６が保護されている。
【００２３】
このような表示機能付き情報媒体１０は、アンテナ１４によりデータの送受信及び駆動電力を供給し、ＩＣチップ１６でデータの処理を行うことができ、外部処理装置との間の読み書きを無線方式で実現できる非接触方式のカードとなっている。
【００２４】
表示部１８ａを備える電子ペーパー１８は、弾性樹脂であるシリコーンゴムからなる可撓性部２６を介して両面に配線された基板１２に固定されている。さらに、電子ペーパー１８に電力を供給するための端子３８が、銀ペースト、ハトメなどからなるスルーホール３６を通して裏面側の配線パターン３７と接続されている。なお、図１ではアンテナ１４を見せるために可撓性部２６がアンテナ１４に載っているように見えるが、上述したように可撓性部２６は基板１２に図示しない接着剤で固定されている。
【００２５】
これらのアンテナ１４、ＩＣチップ１６、電子ペーパー１８などの機能部品が実装された基板１２の外側からは、ＰＥＴ−Ｇからなる樹脂２８，３０が加熱加圧融着されている。さらに電子ペーパー１８を保護するとともに印刷ベースを形成するために、樹脂２８，３０の外側から透明樹脂３２，３４が接着されている。
【００２６】
このとき、可撓性部２６を設けず、従来の如く断面をアンテナ１４、ＩＣチップ１６、電子ペーパー１８などの機能部品とＰＥＴ−Ｇ樹脂で埋め尽くす構成にすると、カードは剛性が高く曲がりにくい構造となる。本実施形態においては、基板１２と電子ペーパー１８との間をＰＥＴ−Ｇ樹脂で充填せずに、弾力性のあるシリコーンゴムからなる可撓性部２６を設けているので、カード全体の柔軟性を増し、容易に曲がることができる。このため、普通サイズのＩＣカードに加えて、大判のカードの運用が望まれている分野においても、カードフォルダなどへの出し入れが容易で操作性の良い表示機能付き情報媒体を実現できる。
【００２７】
可撓性部２６を形成するシリコーンゴムとしては、例えばビニルメチルシリコーンゴム、メチルシリコーンゴム、フェニルメチルシリコーンゴム、フロロシリコーンゴム等が利用できる。
【００２８】
また、本実施形態では、可撓性部２６としてシリコーンゴムを用いたが、他のゴム弾性体（エラストマー）を用いることもできる。例えば、イソプレンゴム，クロロプレンゴム，エピクロルヒドリンゴム，ブチルゴム，ウレタンゴム，フッ素ゴム，ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム），ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム），ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム），アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム、これらのブレンドゴム等が挙げられる。これらのゴム材は発泡したものでもあるいは無発泡のものでもよい。
【００２９】
表示機能付き情報媒体１０は、携帯しているときも表示を維持する必要があるため、電子ペーパー１８にはメモリー性表示方式の表示部１８ａが用いられている。
【００３０】
この電子ペーパー１８は、図３に示すように、電極５０の上に、光照射によって電荷を発生する電荷発生材料と電界によって電荷移動を生じる電荷輸送材料との複合体からなる光電導層５２が形成されている。この光電導層５２の上には光吸収層５４が形成され、この光吸収層５４の上にはコレステリック液晶からなる表示層５６が形成されている。さらに表示層５６の上に透明電極５８が設けられている。この透明電極５８はＰＥＴ樹脂からなるフィルムにＩＴＯ電極が印刷されたものである。電極５０と透明電極５８にはそれぞれ端子３８から電圧が印加されるようになっている。
【００３１】
この電子ペーパー１８は、透明電極５８を通して光像を照射しながら、電源３８から透明電極５８と電極５０間に電圧を印加する。これにより、光電導層５２の抵抗が変わり、表示層５６を形成するコレステリック液晶の配向が変化することで、液晶の螺旋ピッチに応じた色光を選択反射することができ、光吸収層５４によってデータの表示／非表示を実現することができるようになっている。
【００３２】
この光電導層５２としては、（ａ）無機半導体材料；アモルファス・シリコンや，ＺｎＳｅ，ＣｄＳなどの化合物半導体や，（ｂ）有機半導体材料；アントラセン，ポリビニルカルバゾールなどや，（ｃ）光照射によって電荷を発生する電荷発生材料と電界によって電荷移動を生ずる電荷輸送材料との複合体；電荷発生材料としては，例えば，ペリレン系、フタロシアニン系、ビスアゾ系、ジチオピトケロピロール系、スクワリリウム系、アズレニウム系、チアピリリウム・ポリカーボネート系化合物など，電荷輸送材料としては，例えば，トリニトロフルオレン系、ポリビニルカルバゾール系、オキサジアゾール系、ピラリゾン系、ヒドラゾン系、スチルベン系、トリフェニルアミン系、トリフェニルメタン系、ジアミン系化合物や，ＬｉＣｌＯ_４を添加したポリビニルアルコ−ルやポリエチレンオキシドのようなイオン導電性材料など，複合形態としては積層体，混合物，マイクロカプセルなど，を利用することができる。
【００３３】
なお、本実施形態では、表示機能付き情報媒体１０を構成する樹脂２８，３０としてＰＥＴ−Ｇ樹脂が用いられているが、その他、オレフィン系樹脂、アイオノマー、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）樹脂、ＡＳ（アクリロニトリル−スチレン）樹脂、ポリスチレン、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリビニルアセテート、ビニルブチラール樹脂、ＥＶＡＣ（エチレン−酢酸ビニル樹脂）、セルロース誘導体系樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド系樹脂、ナイロン、ポリアセタール、ポリカーボネート、フッ素樹脂、ポリエーテルイミド、ポリイミド等の単独、混合体、共重合体、等の熱可塑性樹脂を用いてもよい。
【００３４】
次に、本発明に係る表示機能付き情報媒体の第２実施形態を図４に基づいて説明する。
【００３５】
なお、第１実施形態で説明した部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３６】
図４に示すように表示機能付き情報媒体１００は、第１実施形態のシリコーンゴム（図１参照）に代えて、発泡ウレタンからなる可撓性部１０２が形成されている。このような可撓性部１０２を設けることにより、表示機能付き情報媒体１００全体の柔軟性が増し、容易に曲がることができる。また、可撓性部１０２の材料として発泡ウレタンを用いることにより、表示機能付き情報媒体１００全体が軽量となり、さらに取り扱いがしやすくなるという利点がある。
【００３７】
なお、本実施形態では、可撓性部１０２の材料として発泡ウレタン（多孔質ポリウレタン樹脂）を用いたが、他の多孔質樹脂を用いても良い。例えば、多孔質フッ素樹脂（ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン重合体）、ＰＦＡ（四フッ化エチレン／パーフルオロビニルエーテル共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン／六フッ化プロピレン共重合体）、ＥＴＦＥ（エチレン／四フッ化エチレン共重合体）、ＰＣＴＦＥ（三フッ化塩化エチレン重合体）など）、多孔質ポリオレフィン樹脂（ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン））、多孔質ポリスルホン系樹脂（ポリスルホン重合体）、多孔質ポリエステル系樹脂（ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート））、多孔質ポリアミド系樹脂（ポリアミド）、多孔質ポリイミド系樹脂（ポリイミド、ポリアミドイミド）、多孔質ポリアクリル系樹脂（ポリアクリルニトリル重合体、メタアクリル酸アルキルエステル、Ｎ−アルキル（メタ）アクリルアミド、カルボキシ（メタ）アクリレート）、多孔質ポリスチレン系樹脂（ヒドロキシスチレン樹脂）、多孔質ポリケトン系樹脂（ポリエーテルケトン樹脂）、多孔質シリコーン系樹脂（シリコーンゲル）等が挙げられる。多孔質樹脂を製造する場合は、例えば、発泡法、燒結法、延伸法、抽出法、トラックエッチング法、溶融相分離法、相転換法等を利用でき、材料にあわせて最適な方法を選択することができる。
【００３８】
次に、本発明に係る表示機能付き情報媒体の第３実施形態を図５に基づいて説明する。
【００３９】
なお、第１実施形態で説明した部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４０】
図５に示すように表示機能付き情報媒体１１０は、シリコーンゴム（図１参照）などの弾性体の代わりに、可撓性部１１２として空気で満たされた空隙が形成されている。
【００４１】
この表示機能付き情報媒体１１０は、電子ペーパー１８とアンテナ１４との間に空隙が形成されるように、樹脂３０に予め可撓性部１１２の寸法に合わせた開孔を形成しておき、基板１２の外側からＰＥＴ−Ｇ樹脂２８，３０を加熱加圧融着させることによって作製されたものである。
【００４２】
このような空隙からなる可撓性部１１２を設けることにより、表示機能付き情報媒体１１０全体の柔軟性が増し、容易に曲がることができる。また、空隙を利用することにより、もっとも単純な構成によって所望のフレキシブルな表示機能付き情報媒体１１０を得ることができる。
【００４３】
次に、本発明に係る表示機能付き情報媒体の第３実施形態の変形例を図６に基づいて説明する。
【００４４】
なお、第１実施形態で説明した部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４５】
図６に示すように、本実施形態の表示機能付き情報媒体１２０においても、可撓性部１２２として空気で満たされた空隙が形成されている。図５と異なるのは、空隙の形成部分が電子ペーパー１８の周縁にとどまらず、ＩＣチップ１６を封止した樹脂２０の周囲を含めたカードのほぼ全面になっている点である。
【００４６】
この表示機能付き情報媒体１２０は、予めＰＥＴ−Ｇ樹脂１２４に、電子ペーパー１８とアンテナ１４との間の空隙部分と、ＩＣチップ１６周囲の空隙部分の寸法に合わせた開孔を形成しておき、電子ペーパー１８とＩＣチップ１６とを配置した状態で基板１２の外側から樹脂２８，１２４を加熱加圧融着させたものである。
【００４７】
このように表示機能付き情報媒体１２０のほぼ全面に可撓性部１２２を設けることにより、カード全面に一様な柔軟性を付与することができる。
【００４８】
次に、本発明に係る表示機能付き情報媒体の第３実施形態の他の変形例を図７に基づいて説明する。
【００４９】
なお、第１実施形態で説明した部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５０】
図７に示すように、本実施形態の表示機能付き情報媒体１３０においても、可撓性部１３２として空気で満たされた空隙が形成されている。図６と異なるのは、ＩＣチップ１６を基板７３とともにカード本体の基板７２から分離して、可撓性部１３２を形成する空隙の中で浮いた形で保持し、分離した基板７３とカード本体の基板７２との間をフレキシブル基板１３６で電気的に接合している点である。
【００５１】
図６に示す表示機能付き情報媒体１２０では、可撓性部１２２によりカード全面にわたって一様な柔軟性を付与することができる一方で、ＩＣチップ１６部分に外力が加えられたときに、ＩＣチップ１６と基板１２との接合部に直接力が加わるためにＩＣチップ１６部分が基板１２から取れやすくなるという欠点がある。これに対して、図７に示す表示機能付き情報媒体１３０では、ＩＣチップ１６を基板７３ごと基板７２から分離し、可撓性部１３２を形成する空隙の中で浮いた形で保持しているので、外力はＩＣチップ１６部分と基板７３との間に直接かかりにくくなる。このため、ＩＣチップ１６が基板７３から取れるのを防止でき、より頑強な表示機能付き情報媒体１３０を実現することができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る表示機能付き情報媒体によれば、カード状部材にフレキシブルな構造を付与することができ、カード状部材全体が曲がりやすくなる。このため、定期券、運転免許証、キャッシュカード、クレジットカードなどに用いられるＩＣカードに加えて、流通帳簿、カルテ、生産指示書などに用いられる大判のカードにおいても、操作性の良い表示機能付き情報媒体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る表示機能付き情報媒体を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る表示機能付き情報媒体を示す平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る表示機能付き情報媒体に用いられる電子ペーパーを示す分解斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る表示機能付き情報媒体を示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る表示機能付き情報媒体を示す断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態の変形例に係る表示機能付き情報媒体を示す断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態の変形例に係る表示機能付き情報媒体を示す断面図である。
【符号の説明】
１０表示機能付き情報媒体
１２基板
１４アンテナ
１６ＩＣチップ
１８電子ペーパー
１８ａ表示部
２６可撓性部
２８，３０樹脂
７２基板
７３基板
１００表示機能付き情報媒体
１０２可撓性部
１１０表示機能付き情報媒体
１１２可撓性部
１２０表示機能付き情報媒体
１２２可撓性部
１２４樹脂
１３０表示機能付き情報媒体
１３２可撓性部
１３６フレキシブル基板

Claims

画像が表示される表示層と、半導体素子とを内蔵したカード状部材からなる表示機能付き情報媒体であって、
前記カード状部材に可撓性部を設けることにより柔軟性を付与したことを特徴とする表示機能付き情報媒体。
前記可撓性部が前記カード状部材の概全面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示機能付き情報媒体。
前記可撓性部がゴム弾性体であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示機能付き情報媒体。
前記可撓性部が多孔質体であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示機能付き情報媒体。
前記可撓性部が空隙層であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示機能付き情報媒体。
前記表示層が、光書込み型のコレステリック液晶からなることを特徴する請求項１から請求項５のいずれかに記載の表示機能付き情報媒体。