JP2018124743A

JP2018124743A - カード

Info

Publication number: JP2018124743A
Application number: JP2017015777A
Authority: JP
Inventors: 明彦半谷; Akihiko Hanya; 功三郎伊藤; Kozaburo Ito; 宙人福嶋; Hiroto Fukushima; 司伊村; Tsukasa Imura; 励起多田; Reiki Tada
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2017-01-31
Filing date: 2017-01-31
Publication date: 2018-08-09

Abstract

【課題】配線が少なく、単純な構成で、かつ、薄型でありながら、ユーザに情報を表示することができるカードを提供する。【解決手段】樹脂製のカード基板と、カード基板に（直接）設けられた配線パターンと、カード基板上に搭載され、配線パターンに接合されたＬＥＤダイと、ＬＥＤダイの発光面側に配置され、セグメント形状の開口を１以上備えた遮光層４とを有するカードが提供される。配線パターンは、導電性粒子を光によって焼結されたものであり、ＬＥＤダイは、光焼結により配線パターンに接合されている。【選択図】図２

Description

本発明は、ユーザに対して情報を表示することが可能なカードに関する。

クレジットカード等のカードのユーザに対して、第三者にその内容を知られることなく、決済等の情報を知らせるために、カード自体に外部から受信した情報を表示させる機能を備えることが提案されている。例えば、特許文献１には、カードにＬＥＤを搭載し、その発光色を変えることで決済情報を表示する構成が開示されている。特許文献２には、ＩＣカードに有機ＥＬ発光パネルを搭載し、その発光位置または発光パターンにより、残額を表示する構成が開示されている。特許文献３には、セキュリティ文書の一部にＬＥＤディスプレイ等の表示装置を配置し、表示装置に機械が読み取り可能な光信号を出力させる構成が提案されている。

特開２００８−２３４５９５号公報特開２００８−２１７２１５号公報特許第５０７７８７８号公報

特許文献１に記載の技術は、カードに搭載したＬＥＤの発光色を変えることにより情報を表示するため、表示可能な情報量が少ない。また、ＬＥＤをどのようにカード内に配置するのか、具体的な構造は特許文献１には開示されていない。一方、特許文献２のように、有機ＥＬ発光パネルを搭載したカードは、その発光位置または発光パターンにより情報を表示する構成であるため、予め定めた位置やパターンの情報しか表示できない。一方、有機ＥＬ発光パネルの有機ＥＬをマトリクス状に配置した場合には、情報量を増やすことができるが、マトリクス状の有機ＥＬのそれぞれに電流を供給する必要があるため、回路構成が複雑になる。

また、ＬＥＤをカードに搭載する場合、特許文献１には詳細な構造は記載されていないが、サブマウント等にＬＥＤチップがダイボンディング等されたパッケージ化されたＬＥＤを用いる必要がある。その理由は、クレジットカードのような樹脂製のカードは、熱によって変形するため、ＬＥＤ素子をダイボンディングやワイヤボンディングする温度（１８０℃以上）まで加熱することができず、樹脂製のカードに直接ＬＥＤ素子を搭載することが難しいからである。そのため、ＬＥＤパッケージの厚さよりカードの厚さを薄くすることができない。一方、有機ＥＬ素子は、樹脂製のフィルムの上に、直接搭載することはできるが、有機ＥＬは湿度に弱いため防湿構造をとる必要があり、現状は、有機ＥＬをガラス製の筐体内に封入する必要がある。また、ガラス基材は脆く割れやすいため、一定程度以上の厚さが必要になる。このため、湿度の高い用途で用いられるクレジットカードのようなカードに、有機ＥＬ素子を搭載すると、ガラス筐体の厚さが必要になるため薄型化することが難しい。また、ガラス筐体に封入された有機ＥＬ素子は、曲げることができなくなってしまうため、カードを撓ませることができなくなる。

また、特許文献３の技術は、ＬＥＤディスプレイ等の表示装置の具体的な構造が明らかにされていない。

本発明の目的は、配線が少なく、単純な構成で、かつ、薄型でありながら、ユーザに情報を表示することができるカードを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明によれば、樹脂製のカード基板と、カード基板に設けられた配線パターンと、カード基板上に搭載され、配線パターンに接合されたＬＥＤダイと、ＬＥＤダイの発光面側に配置され、セグメント形状の開口を１以上備えた遮光層とを有するカードが提供される。配線パターンは、導電性粒子が光によって焼結されたものであり、ＬＥＤダイは、光焼結により配線パターンに接合されている。

本発明によれば、１枚の基板に複数の発光素子を隣り合うように並べることが可能であり、発光素子の配置密度の大きな半導体装置を提供することができる。

実施形態のカードの上面図。実施形態のカードのＬＥＤ表示部の断面図。セグメント表示のＬＥＤ発光が隣のセグメント（開口）から漏れることを示す説明図。本実施形態のカードであって、仕切り部を傾斜させた構造を示す断面図。本実施形態のカードであって、反射率調節層を配置した構成を示す断面図。本実施形態のカードであって、配線パターンの一部を第２基板側に配置した例を示す断面図。（ａ）〜（ｃ）従来のセグメント表示における熱残像を示す説明図。（ａ）〜（ｄ）本実施形態のカードの配線パターンの製造工程を示す断面図。

本発明の一実施形態のカードについて図面を用いて説明する。

本実施形態のカードは、図１に上面図を、図２に断面図を示したように、樹脂製のカード基板１と、カード基板１に設けられた配線パターン２と、カード基板１上に搭載され、配線パターン２に接合されたＬＥＤダイ３と、ＬＥＤダイ３の発光面側に配置され、セグメント形状の開口４０を１以上備えた遮光層４とを有する構造である。ここで、配線パターン２は、導電性粒子を電磁波によって焼結したものを用いる。また、ＬＥＤダイ３は、電磁波焼結により配線パターン２に接合されている。なお、ここでいう電磁波とは、紫外光、可視光、赤外光、マイクロ波の波長域のものを含む。

このように、配線パターン２を電磁波焼結した導電性粒子によって構成し、ＬＥＤダイ３を電磁波焼結により配線パターン２に接合することにより、配線パターン２の形成時、ならびに、ＬＥＤダイ３の接合時には、電磁波を集束して配線パターン形成箇所および接合箇所に照射すればよく、カード基板全体に熱を印加する必要が無い。このため、配線パターン２の形成時および接合時の加熱領域が、集束された電磁波のスポット径程度と極めて局所的になり、局所的な熱を周囲のカード基板１に熱伝導させ、空気中に放熱することができる。よって、樹脂製の基板１の温度上昇を抑えることができるため、樹脂製の基板１に直接、ＬＥＤダイ３を実装することができる。これにより、ＬＥＤダイ３を予めサブマウント基板等に実装してパッケージ化したＬＥＤパッケージをカード基板１に搭載する場合と比較して、薄型で、かつ、ＬＥＤダイ３の実装密度の高いカードを構成することができ、製造コストも低減することができる。また、配線パターン２を形成する際に電磁波を集束させず、配線パターン２部に使用するインク材料が吸収可能な電磁波の波長を選択し、かつ、カード基板１は、その波長の電磁波を透過する特性のものを用いて電磁波を吸収しにくくすることで、カード基板１全体に熱を印加せず、配線パターン２部のみ加熱することが可能である。

また、ＬＥＤダイ３と配線パターンとの接合を、電磁波焼結により行っているため、カード基板１が湾曲した場合の歪応力が加わっても接合部が破断や剥離を生じにくく、耐久性を高めることができる。

ＬＥＤダイ３およびセグメント形状の開口４０は、ＬＥＤ表示部２０を構成している。セグメント表示部２０の開口４０は、図１のように７セグメント表示用に配列されている場合、各セグメントのＯＮ／ＯＦＦを制御することにより、多様な内容を表示することができるため好ましい。

また、配線パターン２は、図２のように、カード基板１の表面に直接固着した構造であることが望ましい。これにより、配線パターン２とカード基板１との密着性を高めることができるため、カード基板１が湾曲した場合にも配線パターン２がカード基板１から剥離しにくく、配線パターン２に断線等が生じにくい。また、配線パターン２がＬＥＤダイ３の発光時の発熱を熱伝導して効率よくカード基板１に伝導することができるため、ＬＥＤダイ２の放熱性能を高めることができる。

また、図２のように、カード基板１に対して、ＬＥＤダイ３を挟んで対向するように、第２基板５が配置されている構造とすることができる。これにより、両面が平坦なカードを提供することができるとともに、ＬＥＤダイ３を保護し、カードの剛性を高めることができる。

カード基板１は、ＬＥＤダイ３の発する光を透過する性質を有するものを用い、図２のように、ＬＥＤダイ３の発光面をカード基板１に向けてカード基板１に搭載されている構造とすることが望ましい。これにより、ＬＥＤダイ２の発光時の発熱を、カード基板１を介して外気に容易に放熱することができるため、ＬＥＤダイ３の熱を第２基板５に熱伝導させる場合よりも、ＬＥＤダイ２の放熱性能をさらに高めることができる。

なお、遮光層４には、所望のセグメント表示（例えば７セグメント表示）を実現するために、図１および図２のように、セグメント形状の開口４０が複数備えられ、開口４０ごとに１以上のＬＥＤダイ３がカード基板１に搭載されている。カード基板１と第２基板５との間であって、複数のセグメント形状の開口４０間には、遮光性の仕切り部材６が配置されていることが好ましい。このように、遮光性の仕切り部材６を配置することにより、開口４０ａの直下のＬＥＤダイ３の発光が、図３のように隣のセグメントの開口４０ｂ〜４０ｅに到達してしまうのを防ぐことができる。これにより、本来、発光させるべき開口４０ａのセグメントのみから光を出射させることができ、表示内容の明確なセグメント表示を行うことができる。

なお、１セグメント部（開口４０）に対するＬＥＤダイ３の数は、少ない方が好ましく、１セグメントあたりＬＥＤダイ３の数が１個であることがより好ましい。ＬＥＤダイ３の数が少ない方が、給電のための配線パターン２が複雑にならないため、簡素な構成となり、消費電力も低減できるためである。

少ない数のＬＥＤダイ３によって、一つのセグメントの開口４０の全体から均一な光を出射させることが望ましい。そこで、隣り合う仕切り部材６の間の空間は、光拡散材料が添加された透明な材料からなる中間層７によって、充填されていてもよい。これにより、ＬＥＤダイ３の周囲を光拡散材料が添加された中間層７によって充填できるため、ＬＥＤダイ３が発した光を、光拡散材料によって散乱して開口４０の全体に広げることができる。よって、ＬＥＤダイ３が一つのセグメントに対して一つのみ配置されている場合でも、一つのセグメントの開口４０の全体を一様な明るさで表示することができる。なお、中間層は、光拡散材料が添加されていない透明材料であってもよいし、空気層であってもよい。また、開口４０部の表面に光拡散材料を添加した、光透過性の膜を形成することで、中間層７は空気層や透明な材料であっても、均一な光を出射することが可能である。

また、仕切り部材６の側面は、図４のように傾斜させてもよい。これにより、ＬＥＤダイから発光され、仕切り部材６の側面に到達した光を、セグメント形状の開口４０に向けて反射することができ、光の取り出し効率を向上させることができるとともに、光の指向特性をコントロールできる。

さらに、仕切り部材６の側面に光反射物質を含有した材料を構成したり、側面の表層に蒸着・堆積などの手法により光反射物質を構成したりすることで反射率を制御してもよい。これにより、開口４０からの光の取り出し量をコントロールすることができるため、セグメント表示として見やすい適切な光量を実現できる。

また、図５のように、隣り合う仕切り部材６の間の空間に面する第２基板５の表面の少なくとも一部領域に、その反射率を調節するため、光反射物質を含有した材料を構成、もしくは表層のみに構成することで反射率を向上させたり、光吸収物質を含有した材料を構成、もしくは表層のみに構成することで反射率を低減させる反射率調節層５１を配置させたりしてもよい。これにより、光の開口４０からの取り出し量をコントロールすることができるため、セグメント表示として見やすい表示を実現できる。

なお、配線パターン２の一部は、図６に示したように、第２基板５のカード基板１との対向面に配置してもよい。この場合、第２基板５に配置した配線パターン５０と、カード基板１に配置した配線パターン２とが、カード主平面方向で互いに重なり合う部分において、厚さ方向で接触するように、厚さを調整することにより、両者の電気的に接続することができる。この場合、配線パターン５０と配線パターン２とを接触させるだけでもよいが、接触した部分に電磁波を照射して両者を構成する微粒子同士を焼結させて強固に接続してもよい。

図１のようにカード基板１には、配線パターン２と同様に電磁波による焼結で形成された導電性粒子により構成されたアンテナ部３０を搭載することができる。アンテナ部３０は、外部から電磁波を照射されることにより、電磁誘導により電流を発生し、ＬＥＤダイ３に駆動電流として供給することができる。これにより、ワイヤレス給電を実現できる。基板１には、駆動電流を制御するためのＩＣチップ３５等の制御回路を搭載してもよい。また、アンテナ部３０を給電源として用いるだけでなく、アンテナ部３０を介して、ＩＣチップ３５内の通信回路に外部から情報を受信させ、受信した情報をセグメント表示部２０に表示させることができる。これにより、本実施形態のカードを例えばクレジットカードとして用い、そのセキュリティ番号やワンタイムパスワードをセグメント表示部２０に表示させることができる。また、ＩＣチップに固有の情報を登録しておき、外部からの情報とリンクさせることでＩＣチップ固有の情報とリンクさせたセキュリティ番号やワンタイムパスワードをセグメント表示部２０に表示させることができる。

本実施形態のカードは、ＬＥＤセグメント表示を用いたデバイスであるため、簡素化された配線パターン２により情報を表示することが可能である。

また、本実施形態のカードは、上述したようにＬＥＤダイ３の熱を、配線パターン２およびカード基板１に熱伝導させ、さらに外気に効率よく放熱することができるため、ＬＥＤ表示部２０の熱残像を抑制できる。従来、セグメント表示のために、図７（ａ）のように、各セグメントの下のＬＥＤを発光させた後、消灯させると（図７（ｂ））、図７（ｃ）のように、ＬＥＤ表示部に表示内容の熱残像が生じていたため、サーモグラフィ等によって残像を観察可能であったが、本実施形態のカードは、放熱効率がよいため、熱残像を短時間で消失させることができる。よって、クレジットカード等でセキュリティコードやワンタイムパスワードを表示させる場合のように、ユーザ以外の第三者には知られたくない秘匿性の高い情報をＬＥＤ表示部２０に表示した場合であっても、消灯後の熱残像による漏洩さえも防ぐことができる。

上述してきた構成において、カード基板１は、光を透過する基板であることが望ましく、その材質としては、ガラス、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ポリイミドなどを用いることができる。カードとしてのトータル厚みは８００μｍ以内にすることが求められているため総厚でのコントロールが必要になるが、カード基板１の厚さは、一例として２５〜１００μｍである。

配線パターン２は、導電性微粒子を含むインクを電磁波によって焼結させたものである。導電性微粒子を含むインクとは、１μｍ以下のナノサイズ粒子を含有するインクであり、微粒子は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、ＩＴＯ、などの導電性金属物質が好適である。インクは、有機溶媒だけで構成されていても良いし、分散性を向上させる添加剤（ポリマー成分等）を添加し、また固着力を向上させるために樹脂成分（エポキシやシリコーン、ウレタンなど）を添加しても良い。

ＬＥＤダイ３としては、セグメント表示に用いる所望の波長の光を発するものを用いる。

遮光性仕切り部材６の材質としては、カーボンブラックやブラックチタン、光を遮光する材料を添加した樹脂（エポキシ、シリコーン、ウレタン、等の有機樹脂）を用いることができる。反射率を向上させる場合には、Ａｇ、Ａｌ、酸化チタン、酸化アルミニウム等の金属物質や酸化物質で光反射可能な材料を添加することが好まれる。また、添加するだけでなくこれらの物質を蒸着・堆積などにより６の表層に構成してもよい。樹脂としては、熱硬化タイプでも熱可塑性タイプでも良い。仕切り部材６は、カード基板１と第２基板５との間に未硬化の状態で挟んでから硬化させてもよいし、予め成型したものを配置してもよい。

中間層７は、光透過樹脂（エポキシやシリコーンなど）で構成してもよいし、光透過樹脂に酸化チタンやシリカなど、光を反射する物質を添加した材料で構成してもよい。中間層７は、空気層であってもよい。なお、開口４０からＬＥＤダイ３の光を取り出す効率を下げたい場合には、カーボンブラックなどの光を遮光する物質を添加した樹脂で中間層７を構成することも可能である。

遮光層４は、一般的に使わせる塗料であって、遮光性のあるものを用いる。例えば、熱硬化タイプ、常温硬化タイプ、ＵＶ硬化タイプなどの塗料をもちいることができる。また、開口４０部の表面に光拡散材料を添加した、光透過性の膜を構成することで、中間層７は空気層や透明な材料であっても、均一な光を出射することが可能である。

第２基板５は、光を透過しても、しなくてもよく、その材質としては、例えば、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＣ、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリイミドなどの樹脂を用いることができる。カードとしてのトータル厚みは８００μｍ以内にすることが求められているため総厚でのコントロールが必要になるが、第２基板５の厚さは、一例として１００〜５００μｍである。

つぎに、本実施形態のカードの製造方法を説明する。

まず、カード基板１に、所望の方法で微粒子を含むインクを配線パターン２の形状に塗布して、未焼結の配線パターンを形成する。塗布方法は、インクジェット、ディスペンス、フレキソ、グラビア、グラビアオフセット、スクリーン印刷手法などの方法を用いる事が可能である。

未焼結の配線パターン２を形成する際に、ワイヤレス給電用のアンテナ部３０の形状の未焼結の配線パターンを同時に形成することにより、工程を短縮することができる。なお、アンテナ部３０の形成は、別工程で行ってもよい。

形成した未焼結の配線パターン２およびアンテナ部３０の微粒子を焼結させるため、電磁波を照射させることで局所的に配線部のみ加熱し、微粒子を焼結させる。電磁波は、フラッシュランプの様な光のパルス波、レーザー光の様な連続波、マイクロ波の様な長波長の電磁波を用いることができる。電磁波焼結の際には、多孔質の配線パターン２およびアンテナ部３０が形成されるように照射条件を設定することが望ましい。多孔質となるように形成した配線パターン２およびアンテナ部３０は、可撓性を有するため、カード基板１の撓みに追随して変形でき、フレキシブルで断線しにくく、信頼性を高めることができる。

電磁波は、カード基板１のどちらの面から照射しても焼結は可能であるが、未焼結の配線パターン２を形成していない側の面から、カード基板１を通して照射し、未焼結の配線パターン２を焼結した場合、カード基板１と焼結された配線パターン２との密着性が良好となるため好ましい。

なお、配線パターン２を電磁波焼結により形成する工程の詳細については、図面を用いて後で詳しく説明する。

つぎに、ＬＥＤダイ３を配線パターン２上に搭載した後、ＬＥＤダイ３の電極部を未焼結の配線パターン２上に搭載しながら、カード基板１を通して電磁波を照射することで、ＬＥＤダイ３と配線パターン２との接合を行う事が出来る。なお、焼結した配線パターン２の上に、再度微粒子を含むインクを所望の方法で塗布し、この塗布部にＬＥＤダイ３の電極部を搭載し、電磁波によって加熱することで焼結させ、ＬＥＤダイ３の電極部と配線パターン２との接合を行ってもよい。

つぎに、遮光性仕切り部６となる未硬化の樹脂を、印刷等の所望の方法で仕切り部６の形状に形成（塗布）する。未硬化の状態での形状維持性を高めるため、粘度が高い物性値となる樹脂を選択することが望ましい。また、印刷方法は、ディスペンスやグラビア、グラビアオフセット、スクリーン印刷など高粘度タイプに適した手法が望ましい。形成した未硬化の樹脂を、熱を印加する等により硬化させる。なお、高温で溶かした材料で形成する熱可塑タイプの樹脂により仕切り部６を形成することも可能となる。なお、仕切り部６は、カード基板１側に形成すると、ＬＥＤダイ３との位置精度を高めることができる。一方、第２基板５側に仕切り部６を形成する場合、ＬＥＤダイ３部に仕切り部６の樹脂が付着するのを防ぐための治具構造等を用いる必要がないというメリットがある。よって、カード基板１側か、第２基板５側のどちらに仕切り部６を形成するかは、任意に選択できる。

また、予め仕切り部６の形状に成形した部品を、カード基板１または第２基板５に接着物質などによって固定する手法を取ることも可能である。例えば、図４のように、仕切り部６の側面を傾斜させる場合には、塗布する場合よりも精度よく傾斜面を形成することが可能となる。

中間層７を空気層とする場合には、カード基板１と第２基板とを、仕切り部６を挟み込みながら接着物質を介して貼り合わせる。また、接着物質を用いず、熱圧着の手法を用いて貼り合わせることも可能である。

中間層７を光透過樹脂によって形成する場合、隣り合う仕切り部６の間の空間に光透過樹脂をディスペンスやスクリーン印刷等、所望の方法で充填してから貼り合わせる。もしくは、貼り合わせ後に、隣り合う仕切り部６の間の空間に毛細管現象で未硬化の光透過樹脂を充填する方法や、真空注入技術によって、樹脂充填を行うことも可能である。

つぎに、カード基板１のＬＥＤダイ３を搭載していない側の表面に、塗料を印刷等することにより、開口４０を備えた遮光層４を形成する。遮光層４は、カード基板１に配線パターン２を形成した後であればいつでも形成可能である。また、配線パターン２の形成時に照射する電磁波の妨げにならない形状に、遮光層４を形成する場合は、配線パターン２の形成前に遮光層４を形成することも可能である。また、開口４０部の表面に光拡散材料を添加した、光透過性の膜を構成することで、中間層７は空気層や透明な材料であっても、均一な光を出射することが可能である。

このようにしてカード状の薄型に形成することが可能で、必要に応じて任意の外形サイズにカットしても良いし、最初から任意の形状にしていても良い。
本実施形態のカードは、セキュリティーカード、決済カード、ポイントカード、電子マネーカード、クレジットカード等の秘匿性の高い情報をユーザにのみ表示するカードデバイスとして好適である。

本実施形態の配線パターン２の製造工程を図８（ａ）〜（ｄ）を用いて詳しく説明する。ここでは、電磁波として光を用いる例について説明する。

まず、図８（ａ）のように、カード基板１に導電性粒子と絶縁材料とが分散された溶液（インク）、もしくは、絶縁材料層で被覆された導電性粒子が分散された溶液を、カード基板１の表面に所望の形状で塗布する。これにより、カード基板１の表面に、絶縁材料で被覆された導電性粒子の膜２１を形成する。必要に応じて膜２１を加熱し、溶媒を蒸発させて乾燥させる。膜２１内には、導電性ナノ粒子が分散され、導電性ナノ粒子の周囲は絶縁材料で覆われた状態である。よって、本工程では、絶縁材料で完全に導電性ナノ粒子を覆っている場合には膜２１は非導電性であるが、絶縁材料で覆わない部分も有する場合には導電性を有する。すなわち絶縁材料の種類、添加量によって導電性をコントロール可能となる。なお、膜２１の形状は、形成すべき配線パターン２の形状になるように塗布してもよいし、一様な膜であってもよい。一様な膜である場合、配線パターン２以外の領域は、後工程で除去する。

つぎに、図８（ｂ）のように、ＬＥＤダイ３を、その電極３１ａが膜２１に接触するように搭載する。つぎに、図８（ｃ）、（ｄ）のように、カード基板１を透過させて光束１２を膜２１に照射する。この方法では、例えば配線パターン２の形成と、発光素子３０と配線パターン２との接続とを、光束１２の照射により同時にまたは連続して行うことができる。具体的には、図８（ｃ）のように、カード基板１の、膜２１が形成されていない側から光束１２を電極３１とカード基板１の間の領域に照射して、膜２１の導電性粒子を光焼結し、電極接続領域となる配線パターン２を形成する。さらに、図８（ｄ）のように、光束１２を照射し、他の配線パターン２も形成する。形成順序は、他の配線パターンを形成した後にＬＥＤダイ３の電極接続領域となる配線パターン２を形成しても良い。

また、配線パターン２形成後、配線パターン２と電極３１の間に未焼結の導電性粒子含有インクをさらに塗布し、ＬＥＤダイ３の電極３１ａを搭載した後、さらに光束１２を照射することで電極接続領域を形成することも可能である。

膜２１の光束１２が照射された領域は、導電性粒子が光のエネルギーを吸収して温度が上昇する。これにより、導電性粒子は、その粒子を構成する材料のバルクの融点よりも低い温度で溶融するとともに、導電性粒子の温度上昇に伴い、周囲の絶縁材料層は多くが蒸発し、一部が残存した場合で軟化する。そのため、溶融した導電性ナノ粒子は、隣接する粒子と直接融合するか、もしくは、軟化した絶縁材料層を突き破って隣接する粒子と融合する。これにより、導電性粒子同士が焼結され、カード基板１の上面に導電性の配線パターン２が形成される。このとき、溶融した導電性粒子は、カード基板１に固着する。特に、カード基板１の膜２１が形成されていない側の面から光束１２を照射することにより、カード基板１と配線パターン２の界面の固着強度を高めることができる。

なお、上述のように、膜２１の光束１２の照射を受けた領域の導電性粒子は、光を照射することにより温度が上昇し、この熱は、導電性粒子の焼結に用いられるとともに、周囲の膜２１、カード基板１に伝導し、放熱される。よって、膜２１のうち光束１２の照射を受けた領域のみ、もしくは、その光束１２の照射を受けた領域とその近傍領域のみが、導電性粒子が焼結される温度に到達し、その外側領域の膜２１やカード基板１の温度は、それらを構成する材料を溶融させたり変質させたりする温度には到達しない。すなわち、本実施形態では、膜２１の一部領域のみに光束１２を照射することにより、カード基板１の温度上昇を抑制することができ、カード基板１の光焼結による変形や歪、白濁等の変質を防止することができる。また、カード基板１がフレキシブルである場合にはそのフレキシブル性を維持することができる。

図８（ｃ）、（ｄ）の工程では、形成される配線パターン２が多孔質（ポーラス）となるように形成することが望ましい。すなわち、隣接する導電性粒子同士は、全体が完全に溶融して混ざりあうのではなく、接触する界面で焼結され、焼結後の導電性粒子間の少なくとも一部に空孔４０ａを形成するような温度で光焼結することが望ましい。例えば、光束１２として、レーザー光を用い、通過するカード基板１を溶融させない程度の照射強度で膜２１に照射することにより、光束１２が照射された膜２１の領域に短時間に比較的大きなエネルギーを投入でき、導電性粒子を加熱して溶融させ焼結できるとともに、レーザー光の光束１２の照射を停止することにより、周囲の膜２１やカード基板１への熱伝導により速やかに冷却することができるため、多孔質の配線パターンを形成することができる。言い換えると、膜２１をレーザー光の光束１２で焼結するときに、膜２１が適切な温度になるように、光束１２の照射強度を調節することで、多孔質の配線パターン２を形成できる。具体例としては、カード基板１として、延伸されたポリエチレンテレフタレート（PET）フィルム（融点２５０℃程度、耐熱温度１５０℃程度）を用い、カード基板１の形状が維持されるようにレーザー光の光束１２の強度を調整してカード基板１の裏面から膜２１に照射し、膜２１の導電性粒子を焼結した場合、多孔質の配線パターン２を形成することができる。

配線パターン２が多孔質である場合には、上述したように、配線パターン２自体が追随性（可撓性）を有するため、フレキシブルなカード基板１を変形させた場合にも、それに伴って配線パターン２が追随するため、配線パターン２がカード基板１からはがれにくく、ひび割れ等も生じにくい。よって、断線の生じにくい、フレキシブルな基板を提供することができる。

なお、図８（ｃ）、（ｄ）の工程において、膜２１へ照射する際の光束１２の形状は、マスクを通過させることにより配線パターン２の形状に整形してから照射してもよいし、照射スポットが円形や矩形の光束１２を走査させて配線パターン２を描いてもよい。

以上の工程により、配線パターン２を形成できる。アンテナ部３０も同様の工程により形成することができる。

なお、光束１２は、カード基板１の膜２１が設けられている側の面から照射することももちろん可能である。この場合、ＬＥＤダイ３を搭載する電極の接続部分には使用できないが、他の配線パターン部は焼結できるため、電極接続部と配線パターン形成の工程をパラレルに実施することも可能である。

なお、照射する光束１２の波長は、膜２１に含まれる導電性粒子に吸収される波長を用いる。照射する光は、紫外、可視、赤外いずれの光であってもよいし、マイクロ波であってもよい。例えば導電性粒子として、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｄなどを用いた場合、４００〜６００ｎｍの可視光を用いることができる。

光を照射していない膜２１の領域がある場合は、焼結が生じないため、この後の工程で除去してもよい。例えば、有機溶媒等を用いて膜２１を除去することが可能である。また、追加して光を照射したり、加熱をしたりすることによって、膜２１を焼結させることもできる。

膜２１に含有される導電性粒子の材料としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｎｉ、ＩＴＯ、Ｐｔ、Ｆｅなどの導電性金属および導電性金属酸化物のうちの１つ以上を用いることができる。導電性粒子の粒子径は、１μｍ未満のナノ粒子のみであってもよいし、１μｍ未満のナノ粒子と１μｍ以上のマイクロ粒子とが混合されていてもよい。

膜２１に少なくとも含有される絶縁材料、または、膜２１の導電性粒子を被覆する絶縁材料としては、スチレン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、および、アクリル樹脂などの有機材料、ならびに、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２などの無機材料、また有機と無機のハイブリット材料のうちの１以上を用いることができる。また、膜２１において導電性ナノ粒子を被覆する絶縁材料層の厚みは導電性のコントロールによって異なるが、例えば絶縁性を有する場合は１ｎｍ〜１０μｍ程度であることが好ましい。

導電性粒子および絶縁材料、もしくは、絶縁材料の層で被覆された導電性粒子は、溶媒に分散することにより図８（ａ）の工程で塗布する溶液（インク）とする。溶媒としては、有機溶媒や水を用いることができる。

配線パターン２の大きさは、例えば１μｍ以上、厚みは、１ｎｍ〜５０μｍ程度に形成することが可能である。また、配線パターン２，４３ｂの電気抵抗値は、１０^−４Ω／ｃｍ^２以下であることが望ましく、特に、１０^−６Ω／ｃｍ^２オーダー以下の低抵抗であることが望ましい。
上述してきた本実施形態のカードは、発光部にＬＥＤを用いているため、有機ＥＬの様な防湿構造を取らなくても信頼性を確保することが可能であり、フレキシブルで信頼性の高く、かつ、ＬＥＤ表示部２０に情報を表示可能である。

１…カード基板、２…配線パターン、３…ＬＥＤダイ、４…遮光層、５…第２基板、６…仕切り部、７…中間層、２１…膜、３１ａ…電極

Claims

樹脂製のカード基板と、前記カード基板に設けられた配線パターンと、前記カード基板上に搭載され、前記配線パターンに接合されたＬＥＤダイと、前記ＬＥＤダイの発光面側に配置され、セグメント形状の開口を１以上備えた遮光層とを有し、
前記配線パターンは、導電性粒子が光によって焼結されたものであり、前記ＬＥＤダイは、光焼結により前記配線パターンに接合されていることを特徴とするカード。
請求項１に記載のカードであって、前記セグメント形状の開口は、７セグメント表示用に配列されていることを特徴とするカード。
請求項１に記載のカードであって、前記配線パターンは、前記カード基板の表面に直接固着していることを特徴とするカード。
請求項１に記載のカードであって、前記カード基板に対して、前記ＬＥＤダイを挟んで対向するように、第２基板が配置されていることを特徴とするカード。
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のカードであって、前記カード基板は、前記ＬＥＤダイの発する光を透過する性質を有し、前記ＬＥＤダイは、発光面を前記カード基板に向けて前記カード基板に搭載されていることを特徴とするカード。
請求項４に記載のカードであって、前記遮光層には、前記セグメント形状の開口が複数備えられ、前記開口ごとに１以上の前記ＬＥＤダイが前記カード基板に搭載され、
前記カード基板と前記第２基板との間であって、複数の前記セグメント形状の開口の間には、遮光性の仕切り部材が配置されていることを特徴とするカード。
請求項６に記載のカードであって、隣り合う前記仕切り部材の間の空間は、光拡散材料が添加された透明な材料によって、充填されていることを特徴とするカード。
請求項６に記載のカードであって、前記仕切り部材は、傾斜した側面を有し、前記ＬＥＤダイから発光され、前記側面に到達した光を、前記セグメント形状の開口に向けて反射することを特徴とするカード。
請求項６に記載のカードであって、隣り合う前記仕切り部材の間の空間に面する前記第２基板の表面の少なくとも一部には、前記第２基板の表面の反射率を調節する反射率調節層が配置されていることを特徴とするカード。