JP3928082B2

JP3928082B2 - Ｉｃカード及びその使用方法

Info

Publication number: JP3928082B2
Application number: JP2002063951A
Authority: JP
Inventors: 研二丸山; 峰春塚田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2022-03-08
Also published as: US7083105B2; JP2003263616A; US20030169574A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金融・決済、公共、通信・放送、運輸・交通、流通・小売サービス、ＩＤ等の各種分野において好適に使用でき、取り扱いが容易で情報を視認可能なＩＣカード、及び該ＩＣカードの使用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、ＩＣカードの研究開発が盛んに行われている。前記ＩＣカードは、一般に、クレジットカードサイズ大のプラスチックカード上に、情報を記憶可能なＩＣチップ等を搭載してなり、携帯性に優れ、かつ高機能・高性能であることから、各種分野において応用が検討されてきている。これらのＩＣカードには、接触式ＩＣカードと、非接触式ＩＣカードとがある。前記接触式ＩＣカードは、リーダライタ等の端末装置と電気的に接触させることにより、電力の供給を受け端末装置からデータを送受信可能となるように設計されている。前記非接触ＩＣカードは、電磁波を用いることによって電力の供給を受け、リーダライタ等の端末装置と電気的に接触させることなくデータを送受信可能となるように設計されている。
【０００３】
ところで、前記ＩＣカードにおいては、記憶された情報、例えば、使用状況（使用開始前か否か、使用開始以後か否か、使用度数、使用残額など）等の情報が容易に識別可能であることが望ましい。
従来においては、テレホンカード、プリペイドカード等で知られているように、前記使用状況等の情報は、穿孔、感熱記録材料を利用した感熱記録などにより行われていた。
しかし、これらの場合、穿孔機能や加熱機能などの特別な機能を付加した端末装置が必要となる上、該端末装置とカードとを接触させる必要があった。また、これらの場合、表示部がないため、前記使用状況等の情報を確認するためには、駅や商業施設に設置してあるカードリーダのところまで出向くか、パーソナルなカードリーダを有していることが必要であった。
【０００４】
また、従来においては、前記ＩＣカードに液晶表示装置を組み込み、折り曲げに強くするために補強用の保持材を用いることが、例えば、特願２０００-９３１９０号等に提案されている。しかし、この場合、以下のような問題がある。即ち、１）前記ＩＣカードの内部に電池などの電力供給源を搭載する必要がある。また、２）ＩＣカードの厚さ規格である０．７６ｍｍ内に、前記液晶表示装置や前記電池等を組み込むにはスペースが小さすぎ、設計が困難である。３）前記液晶表示装置や前記電池等を組み込む組み込み易くすると分解が容易になり、分解が容易であれば内部解析までも容易となってしまい、偽造され易くなる。４）製造工程が複雑化しコストが高くなる。
【０００５】
また、従来においては、前記ＩＣカード等に、ビオローゲン化合物を利用したエレクトロクロミック表示素子を組み込むことが、例えば、特願平１０-３１１２８号等に提案されている。しかし、この場合、低電圧下で情報の表示が行われた後、電圧が取り去られると該表示が保持されないという問題がある。さらに、前記ＩＣカード等に、トリフェニルメタン構造を有する化合物を利用したエレクトロクロミック表示素子を組み込むことが、特願平１１-１３２４８３号等に提案されている。しかし、この場合、水系電解質が必要であるため、前記ＩＣカード等の製造が煩雑化し、該ＩＣカード等の使用時における液漏れ・破損、該ＩＣカード等の廃棄時における前記水系電解質の飛散、などの問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、キャッシュカード、クレジットカード、プレイペイドカード等の金融・決済分野；住民基本台帳、健康保険、運転免許証、パスポート等の公共分野；テレホンカード、ユーザ識別モジュール(ＵＩＭ)、衛星放送カード等の通信・放送分野；ハイウェイカード、ＥＴＣカード、鉄道・地下鉄カード、バスカード等の運輸・交通分野；デパートカード、コンビニカード、ショッピングカード、自動販売機カード、ガソリンステーションカード、カーメンテナンスカード等の流通・小売サービス業分野；社員証、ドアキー、学生証等のＩＤ分野；ゲームカード、アミューズメントカード、会員カード等のその他の分野など各種分野において好適に使用可能であり、特別な付加装置が不要な非接触型ＩＣカードとして設計可能であり、水系電解質の液漏れ等のおそれがなく、電池などの電力供給源の搭載が不要であり、内部で発生させた電気の電圧を利用して簡便かつ安価に、しかも該電圧が取り去られた後でも実用上差し支えのない時間だけ情報の表示が可能なＩＣカード及びその使用方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。即ち、
＜１＞弾性変形可能な範囲で反らせて変形させて使用され、変形により発電可能な圧電素子と、該圧電素子が発生させた電気により駆動され、情報を表示可能な表示部とを備えたことを特徴とするＩＣカードである。該ＩＣカードにおいては、前記圧電素子が、外部から刺激を受けると電気を発生させる。前記表示部が、該圧電素子が発生させた電気により駆動され、情報を表示する。このため、該表示部により表示された情報を視認することにより、該ＩＣカードの情報が容易に理解される。
＜２＞非接触型ＩＣカードであって、圧電素子が略中央部に配置され、表示部が端部側に配置された前記＜１＞に記載のＩＣカードである。
＜３＞圧電素子が、ＰｂＺｒＴｉＯ_３、ＰｂＬａＺｒＴｉＯ_３、ＳｒＢｉ_２Ｔａ_２Ｏ_９、(Ｂｉ，Ｌａ)_４Ｔｉ_３Ｏ_１２、及びＢｉ_４Ｔｉ_３Ｏ_１２から選択される少なくとも１種を含有してなる前記＜１＞又は＜２＞に記載のＩＣカードである。
＜４＞圧電素子が、ポリフッ化ビニリデン、ポリ３フッ化エチレン、ポリ４フッ化エチレン、フッ化ビニリデンと３フッ化エチレンとの共重合体、フッ化ビニリデンと４フッ化エチレンとの共重合体、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート、ポリオキシメチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフェニルスルファイド、結晶性ポリスチレン、結晶性ポリメチルメタクリレート、及び結晶性ポリカーボネートから選択される少なくとも１種を含有してなる前記＜１＞又は＜２＞に記載のＩＣカードである。
前記＜２＞から＜４＞のいずれかに記載のＩＣカードにおいては、該圧電素子が、該ＩＣカードが折り曲げられる等によって外部から圧力を受けると電気を発生させる。前記表示部が、該圧電素子が発生させた電気により駆動され、情報を表示する。
＜５＞表示部が表示する情報を記憶保持する不揮発性メモリを備えた前記＜４＞に記載のＩＣカードである。
＜６＞不揮発性メモリが強誘電体メモリである前記＜５＞に記載のＩＣカードである。
前記＜５＞又は＜６＞に記載のＩＣカードにおいては、該不揮発メモリが情報を記憶保持するので、該発電素子が電気を発生させていない間であっても該情報は失われない。
＜７＞表示部がエレクトロクロミック表示素子で形成された前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載のＩＣカードである。該ＩＣカードにおいては、前記表示部が、前記発電素子が発生した電気によりエレクトロクロミック反応により発色し、該表示部の発色により該ＩＣカードの情報が表示される。
＜８＞エレクトロクロミック表示素子が全固体化エレクトロクロミック表示素子である前記＜７＞に記載のＩＣカードである。該ＩＣカードにおいては、前記表示部が全固体化エレクトロクロミック表示素子で形成されるので、液漏れ等がない。
＜９＞前記＜１＞から＜８＞のいずれかに記載のＩＣカードの使用方法であって、該ＩＣカードを弾性変形可能な範囲内で変形させることにより、圧電素子において電気を発生させ、該電気により表示部を駆動させ、該表示部に情報を表示させることを特徴とするＩＣカードの使用方法である。該ＩＣカードの使用方法においては、前記ＩＣカードを弾性変形可能な範囲内で変形させる。すると、前記圧電素子が電気を発生させる。該電気により前記表示部が駆動され、該表示部に情報が表示される。
＜１０＞前記＜５＞又は＜６＞に記載のＩＣカードの使用方法であって、該ＩＣカードを弾性変形可能な範囲内で変形させることにより、圧電素子において電気を発生させ、該電気により表示部を駆動させ、該表示部に情報を表示させる際、該表示部に表示する情報を不揮発性メモリから読み出すことを特徴とするＩＣカードの使用方法である。前記ＩＣカードを弾性変形可能な範囲内で変形させる。すると、前記圧電素子が電気を発生させる。該電気により前記表示部が駆動され、該表示部に情報が表示される。該表示部に情報が表示される際、該表示部に表示する情報は、不揮発性メモリから読み出されるので、該情報の管理が確実である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（ＩＣカード）
本発明のＩＣカードは、発電素子と、表示部とを備えてなり、更に目的に応じて適宜選択したその他の部材を有してなる。
【０００９】
前記発電素子としては、外部から刺激を受けると発電可能である限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、圧電素子、光電変換素子、熱電変換素子、電磁変換素子などが挙げられる。これらは、単独で使用してもよいし、２以上を併用してもよい。また、前記発電素子の数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、１つであってもよいし、２以上であってもよい。
【００１０】
前記発電素子が、前記圧電素子である場合には、該圧電素子を備えたＩＣカードを折り変形させる等して使用することができ、前記光電変換素子である場合には、該光電変換素子を備えたＩＣカードを太陽光等に晒す等して使用することができ、前記熱電変換素子である場合には、該熱電変換素子を備えたＩＣカードを加熱等して使用することができ、前記電磁変換素子である場合には該電磁変換素子を備えたＩＣカードを磁気等に近づける等して使用することができる。これらの中でも、前記ＩＣカードの取扱性に優れ、情報の漏洩等の危険防止の観点からは圧電素子が好ましい。
【００１１】
前記刺激としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、圧力、光、熱、磁力などが挙げられる。
【００１２】
前記発電素子として前記圧電素子を使用する場合、該圧電素子としては、圧電作用（ピエゾエレクトリック効果）を有するものであればよく、その材料としては、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができ、無機材料、有機材料のいずれであってもよい。これらは、1種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよく、また、前記無機材料と前記有機材料とを併用するのも好ましい。
【００１３】
前記無機材料としては、特に制限はなく、圧電素子の材料として公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、ＰｂＺｒＴｉＯ_３(チタン酸ジルコン酸鉛)、ＰｂＬａＺｒＴｉＯ_３(チタン酸ジルコン酸ランタン鉛)、ＳｒＢｉ_２Ｔａ_２Ｏ_９（タンタル酸ストロンチウムビスマス）、(Ｂｉ，Ｌａ)_４Ｔｉ_３Ｏ_１２（タンタル酸ビスマスランタン）、Ｂｉ_４Ｔｉ_３Ｏ_１２（チタン酸ビスマス）、などが挙げられる。
【００１４】
前記有機材料としては、特に制限はなく、圧電素子の材料として公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、ＰＶＤＦ(ポリフッ化ビニリデン)、ポリ３フッ化エチレン、ポリ４フッ化エチレン、Ｐ(ＶＤＦ−ＴｒＦＥ)(フッ化ビニリデンと３フッ化エチレンとの共重合体)、Ｐ(ＶＤＦ−ＴｅｔｒａＦＥ)(フッ化ビニリデンと４フッ化エチレンとの共重合体)、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート、ポリオキシメチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフェニルスルファイド、結晶性ポリスチレン、結晶性ポリメチルメタクリレート、結晶性ポリカーボネート、などが挙げられる。
【００１５】
前記発電素子による発電量としては、特に制限はなく、前記表示部を駆動させることができる範囲内で適宜選択することができ、該発電素子が前記圧電素子である場合、例えば、該圧電素子として６０ｍｍ(長さ)×２０ｍｍ(幅)×０．６ｍｍ(厚さ)のＰｂＺｒＴｉＯ_３(チタン酸ジルコン酸鉛)材のバイモルフ素子を用いた条件では、変位が１ｍｍの曲げを与えた時、１１Ｖ(ピーク間電圧)の発電量が得られ、１７０μｍ(長さ)×９０μｍ(幅)×１０μｍ(厚さ)のＰｂＺｒＴｉＯ_３(チタン酸ジルコン酸鉛)材のバイモルフ素子を用いた条件では、変位が１７０ｎｍの曲げを与えた時、２０Ｖ(ピーク間電圧)の発電量が得られる。
【００１６】
前記表示部としては、前記発電素子が発生させた電気により駆動され、情報を表示可能である限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、少なくとも表示手段を備えている必要があり、さらに記憶手段等を備えているのが好ましい。
【００１７】
前記表示部の数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、１つであってもよいし、２以上であってもよい。また、１つの前記表示部における前記表示手段の数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、１つであってもよいし、２以上であってもよく、１つの前記表示部における前記記憶手段の数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、１つであってもよいし、２以上であってもよい。また、前記記憶手段は、前記ＩＣカード全体で１つであってもよい。
【００１８】
前記表示手段としては、表示装置等として公知のものの中から適宜選択することができるが、前記ＩＣカードの取扱性、製造容易性、安全性、低コスト表示等の観点からは、低電圧で駆動可能であるのが好ましい。このような表示手段としては、例えば、エレクトロクロミック表示素子などが好ましい。該エレクトロクロミック表示素子の場合、３Ｖの電圧で駆動可能であり、電圧を取り去った後でも（電気が遮断された状態においても）発色・変色状態が保持可能であり、必要な情報を一定時間表示可能である点で有利である。
【００１９】
前記エレクトロクロミック表示素子（「ＥＣ素子」と称することがある）としては、公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、ＩＣカード製作時のアッセンブリの容易さ、カード破損時の液漏れがなく、低コストで製造可能であり、取扱性、安全性等に優れる等の点で、全固体化エレクトロクロミック表示素子が好ましい。
前記全固体化エレクトロクロミック表示素子としては、自己ドープ型導電性高分子、パイ共役高分子などが好適に挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２０】
前記自己ドープ型導電性高分子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ポリ（イソチアナフテンスルホン酸）、ポリ（チオフェンアルカンスルホン酸）、ポリ（ピロールアルカンスルホン酸）、ポリ（アニリンスルホン酸）、ポリ（カルバゾール-Ｎ-アルカンスルホン酸）、ポリ（フェニレン-オキシアルカンスルホン酸）、ポリ（チオフェンアルカンカルボン酸）、ポリ（イソチアナフテン−５−スルホン酸−ｃｏ−イソチアナフテン）、ポリ（チオフェン−３−アルカンスルホン酸−ｃｏ−チオフェン）、ポリ（ピロール−３−アルカンスルホン酸−ｃｏ−ピロール）、ポリ（アニリンスルホン酸−ｃｏ−アニリン）、ポリ（カルバゾール−Ｎ−アルカンスルホン酸−ｃｏ−カルバゾール）、ポリ（フェニレン−オキシアルカンスルホン酸−ｃｏ−フェニレン）、ポリ（チオフェン−３−アルカンカルボン酸−ｃｏ−チオフェン）、などが好適に挙げられる。また、前記自己ドープ型導電性高分子としては、上記のもののほか、Ｎ−ビニルカルボン酸アミド系ポリマーなども好適に挙げられる。
【００２１】
前記パイ共役高分子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリアニリン、ポリ−ｏ−フェニレンジアミン、ポリメタニル酸、ポリチオフェン−２，５−ジイル、ポリ３−メチルチオフェン、ポリ３，４−ジメチルチオフェン、ポリ−１，３−ビス２−チエニルベンゼン、ポリイソチアナフテン、ポリピロール、ポリ２，５−ピリジンジイル、ポリ６−ヘキシル−２，５−ピリジンジイル、ポリ１，４−イソキノリンジイル、ポリ２，５−ピリミジンジイル、ポリ５，８−キノキサリンジイル、ポリビニルクォーターチオフェン、ポリ２，６−キノリンジイル、ポリ２−メチル−１，４−アントラキノンジイル、などが好適に挙げられる。
【００２２】
ここで、前記パイ共役高分子における酸化・中性・還元の各状態と発色との関係を以下に示す。括弧内は、酸化・中性・還元の各状態における発色を示す。１)ポリアニリン（酸化状態：青緑、中性状態：淡黄、還元状態：なし）、２)ポリ-ｏ-フェニレンジアミン（酸化状態：赤、中性状態：無色、還元状態：なし）、３)ポリメタニル酸（酸化状態：青、中性状態：無色、還元状態：なし）、４)ポリチオフェン-２，５-ジイル（酸化状態：青、中性状態：赤、還元状態：なし）、５)ポリ３−メチルチオフェン（酸化状態：深青、中性状態：赤、還元状態：なし）、６)ポリ３，４−ジメチルチオフェン（酸化状態：深青、中性状態：淡青、還元状態：なし）、７)ポリ-１，３-ビス２-チエニルベンゼン（酸化状態：緑、中性状態：黄色、還元状態：なし）、８)ポリイソチアナフテン（酸化状態：無色、中性状態：緑、還元状態：なし）、９)ポリピロール（酸化状態：青紫、中性状態：黄、還元状態：なし）、10)ポリ２，５−ピリジンジイル（酸化状態：なし、中性状態：黄、還元状態：赤紫）、11)ポリ６-ヘキシル-２，５-ピリジンジイル（酸化状態：なし、中性状態：黄、還元状態：暗橙）、12)ポリ１，４-イソキノリンジイル（酸化状態：なし、中性状態：淡黄、還元状態：赤紫）、13)ポリ２，５-ピリミジンジイル（酸化状態：なし、中性状態：橙、還元状態：深紫）、14)ポリ５，８-キノキサリンジイル（酸化状態：なし、中性状態：黄、還元状態：赤茶）、15)ポリビニルクォーターチオフェン（酸化状態：緑、中性状態：黄、還元状態：なし）、16)ポリ２，６-キノリンジイル（酸化状態：なし、中性状態：黄、還元状態：濃青）、17)ポリ２-メチル-１，４-アントラキノンジイル（酸化状態：なし、中性状態：黄、還元状態：赤）、である。
【００２３】
前記記憶手段は、前記表示手段により表示する情報等を記憶可能であればよく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、不揮発性メモリ、などが好適に挙げられる。
【００２４】
前記不揮発性メモリとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、強誘電体メモリ（ＦｅＲＡＭ）、などが好適に挙げられる。なお、強誘電体メモリ（ＦｅＲＡＭ）は、例えば、ＬＳＩ等に組み込まれていてもよい。
【００２５】
前記強誘電体メモリ（ＦｅＲＡＭ）としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができる。
前記強誘電体メモリ（ＦｅＲＡＭ）における強誘電体は、極性の異なる２つの残留分極特性を有するので、２つの方向の内の一方向に分極可能であり、分極方向を区別することにより、一方向の分極に対応する”１”、及び他方向の分極に対応する”０”、の情報を記憶することが可能であり、電源をオフにしても分極が維持されるので、データが保持され、不揮発性を示す。
前記強誘電体としては、残留分極による電荷保持特性を示し、不揮発性メモリとして機能し得るものであれば特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、２種以上の元素で形成されたものなどが好適に挙げられる。
【００２６】
前記強誘電体の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、Ｎａ、Ｋ、Ｂａ、Ｃｄ、Ｈｆ、Ｏ、Ｐｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｌａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｔｌ、Ｂｉ、希土類元素、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒ等から選択される２種以上の元素からなる組成のものなどが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２７】
前記強誘電体の材料としては、例えば、鉛系強誘電材料、ビスマス系強誘電材料、などが挙げられる。
前記鉛系強誘電材料としては、例えば、ＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ_ｘＴｉ_１−ｘ）Ｏ_３）、ＰＬＺＴ（Ｐｂ_ｙＬａ_１−ｙＺｒ_ｘＴｉ_１−ｘＯ_３）、ＰｂＴｉＯ_３・ｘＳｒＴｉＯ_３・ｙＬａＭｎＯ_３、（１−ｘ）Ｐｂ（Ｔｉ_１−ｘＺｒ_ｙ）Ｏ_３・ｘＢｉＦｅＯ_３、（Ｐｂ_０．９７Ｌａ_０．０２）（Ｚｒ_０．９２Ｔｉ_０．０８）Ｏ_３、（Ｐｂ_１−ｘＳｒ_ｘ）（Ｔｉ_１−ｙＺｒ_ｙ）Ｏ_３、などが好適に挙げられる。
前記ビスマス系強誘電材料としては、例えば、ＳＢＴ（ＳｒＢｉ_２Ｔａ_２Ｏ_９）、などが好適に挙げられる。
これらの強誘電体の材料は、Ｌａ、Ｃａ及びＳｒから選択される少なくとも１種の元素を含んでいてもよく、更にＴｌ、Ｂｉ、希土類元素、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＣｒから選択される少なくとも１種の元素を含んでいてもよい。
【００２８】
前記強誘電体の材料の具体例としては、ＰｂＺｒＯ_３、ＰｂＴｉＯ_３、ＮａＮｂＯ_３、ＫＮｂＯ_３、ＮａＴａＯ_３、ＣａＴｉＯ_３、ＢａＴｉＯ_３、ＰｂＴｉＯ_３、ＰｂＺｒＯ_３、ＰｂＨｆＯ_３、ＣｄＨｆＯ_３、ＢｉＦｅＯ_３、などが挙げられる。
【００２９】
前記記憶手段の数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、１つであってもよいし、２以上であってもよい。
【００３０】
なお、前記記憶手段に記憶された情報の前記表示手段への出力の方法としては、特に制限はなく、公知の方法の中から適宜選択することができ、例えば、特開平１１−１９１１４９号公報等に記載されているように、前記強誘電体に記憶されたアルゴリズムに基づいて、所定の条件下で該強誘電体が信号を生成し出力するようにしてもよい。
【００３１】
前記その他の部材としては、特に制限はなく、前記ＩＣカードの用途等に応じて適宜選択することができるが、例えば、該ＩＣカードを形作るカード基材、保護層、配線類、ＲＯＭ等が挙げられる。
【００３２】
前記カード基材としては、特に制限はなく、目的に応じてその形状、構造、材質、大きさ等を適宜選択することができる。
前記形状としては、例えば、一般には、長方形等が挙げられる。前記構造としては、例えば、積層構造、耐水構造、等が挙げられ、また、前記発電素子等の各部材等を埋め込み可能な構造であるのが好ましい。
前記材質としては、ＩＣカード基材の材質として公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、樹脂などが挙げられる。前記樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂などが挙げられ、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂等のスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂等のフッ素系樹脂、塩化ビニル等の塩素系樹脂、アクリル樹脂、ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、弾性に富み、折り曲げ耐性に優れた材質が好ましい。
また、前記材質は、これらの樹脂に短繊維等を含有させた繊維強化プラスチックであってもよい。このような短繊維としては、前記ＩＣカードの可撓性に悪影響がない範囲内で使用することができ、公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、などが挙げられる。
前記大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、クレジットカードサイズ大が一般的である。
【００３３】
本発明のＩＣカードにおいては、前記発電素子、前記表示部が前記カード基材上に配されていてもよいし、あるいは、該カード基材中に埋め込まれた状態で排されていてもよい。
【００３４】
前記保護層としては、前記カード基材上に配された前記発電素子、前記表示部等を保護するための層であり、目的に応じてその形状、構造、材質、大きさ等を適宜選択することができる。
前記形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、シート状等が挙げられる。
前記構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、単層構造、積層構造等が挙げられる。
前記材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記カード基材の材質として列挙したものなどが好適に挙げられる。
前記大きさとしては、前記ＩＣカード上の全面であってもよいし、一部だけであってもよい。後者の場合、例えば、前記発電素子、前記表示部等の上に前記保護層を設けてもよい。
【００３５】
前記配線類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。該配線類としては、例えば、前記発電素子により発生された電気を前記表示部に導通させるための配線類、前記不揮発メモリに記憶された情報を読み出し又は書き込むための配線類、などが挙げられ、具体的には、リード線、ＩＣカードの読取装置等の端末装置との信号を送受信するためのアンテナ線、などが挙げられる。
【００３６】
本発明のＩＣカードにおいては、前記表示部の表面が該表示部を視認可能であり、該表示部の表面を除く全表面が内部を透視不能であるように設計されているのが、情報の漏洩防止、偽造防止等の観点からは好ましい。このようなＩＣカードとしては、例えば、内部を視認不能な不透明膜等で該ＩＣカードの両面における、前記表示部の表面以外の部分を被覆しておくのが好ましい。
【００３７】
前記ＩＣカードにおける前記発電素子、前記表示部等の配置箇所としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記発電素子が略中央部に配置され、前記表示部が端部側に配置された態様、などが好ましい。この態様の場合、該ＩＣカードの中央部を反らせるだけで、該中央部に配置された前記発電素子が駆動して電気を発生させ、該電気により前記表示部に情報を表示させることができる点で有利である。
また、前記発電素子を前記ＩＣカードの右端側、中央部、左端側等に配置させておき、各発電素子により駆動される表示部を前記ＩＣカードの所定の箇所に配置させておくと、該ＩＣカードにおける、知りたい情報を表示する表示部を駆動させる前記発電素子が配置されている部位のみを反らせる等させて、該発電素子を駆動させることにより必要な情報のみを前記表示部に表示させることができる。
【００３８】
本発明のＩＣカードは、公知のＩＣカードの使用方法によって各種分野で使用することができ、内部情報の確認は、例えば、外部から前記刺激を付与する等して、前記発電素子を駆動させて電気を発生させ、該電気により前記表示部に情報を表示させることにより行うことができるので、便利である。なお、内部情報の確認は、後述する本発明のＩＣカードの使用方法により好適に行うことができる。
【００３９】
本発明のＩＣカードは、非接触型ＩＣカードとして高い利便性を有し、偽造防止効果にも優れるので、例えば、キャッシュカード、クレジットカード、プレイペイドカード等の金融・決済分野；住民基本台帳、健康保険、運転免許証、パスポート等の公共分野；テレホンカード、ユーザ識別モジュール(ＵＩＭ)、衛星放送カード等の通信・放送分野；ハイウェイカード、ＥＴＣカード、鉄道・地下鉄カード、バスカード等の運輸・交通分野；デパートカード、コンビニカード、ショッピングカード、自動販売機カード、ガソリンステーションカード、カーメンテナンスカード等の流通・小売サービス業分野；社員証、ドアキー、学生証等のＩＤ分野；ゲームカード、アミューズメントカード、会員カード等のその他の分野など各種分野において好適に使用可能である。
【００４０】
（ＩＣカードの使用方法）
本発明のＩＣカードの使用方法は、該ＩＣカードの内部情報の確認方法であって、該ＩＣカードの使用方法においては、本発明の前記ＩＣカードに外部から刺激を付与することにより、前記発電素子において電気を発生させ、該電気により前記表示部を駆動させ、前記表示部に情報を表示させる。なお、前記表示部が前記不揮発メモリを有する場合には、該表示部に情報を表示させる際、該表示部に表示する情報を不揮発性メモリから読み出すのが好ましい。
【００４１】
前記刺激は、前記発電素子の種類に応じて適宜選択すればよい。例えば、前記発電素子が前記圧電素子である場合には、前記ＩＣカードを弾性変形可能な範囲内で変形させることにより、例えば、該ＩＣカードを反らせる等することにより、前記圧電素子において電気を発生させ、該電気により表示部を駆動させ、該表示部に情報を表示させる。なお、この場合の変形には、前記圧電素子において電気を発生させることができる変形は総て含まれ、前記ＩＣカードを押圧すること等による僅かな変形も含まれる。
【００４２】
本発明のＩＣカードの使用方法においては、前記ＩＣカードを弾性変形可能な範囲内で変形させる。すると、前記圧電素子が電気を発生させる。該電気により前記表示部が駆動され、該表示部に情報が表示される。その結果、該表示部を一瞥するだけで、該ＩＣカードにおける情報が容易に視認可能となる。
【００４３】
以上のように、本発明のＩＣカードは、前記本発明のＩＣカードの使用方法によって容易に内部情報を読み取り可能であり、前記ＩＣカードに外部から刺激を付与する、例えば変形等させる、という簡単な操作のみで内部情報を読み出し表示させることが可能であり、利便性が高く、プリペイド機能を有するＩＣカード等のように常に残高を確認する必要がある場合には極めて利便性が高い。
【００４４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００４５】
図１は、本発明のＩＣカードの一例を示す概略説明図である。図１に示すＩＣカード１は、厚みが０．７６ｍｍであるカード基材１００中に、圧電素子２と、ＬＳＩチップ５と、エレクトロクロミック表示素子１０と、リード線（図示せず）と、アンテナ線（図示せず）とを埋め込んだ状態で有している。なお、図１とは異なり実際には、カード基材１００の表面からは、圧電素子２、ＬＳＩチップ５、エレクトロクロミック表示素子１０、前記リード線、前記アンテナ線等は、視認不能である。
【００４６】
圧電素子２は、エレクトロクロミック表示素子１０及びＬＳＩチップ５に電力を供給する。ここでの圧電素子２は、６０ｍｍ(長さ)×２０ｍｍ(幅)×０．６ｍｍ(厚さ)のＰｂＺｒＴｉＯ_３(チタン酸ジルコン酸鉛)材のバイモルフ素子であり、変位が１ｍｍの曲げを与えた時、１１Ｖ(ピーク間電圧)の発電量が得られる。圧電素子２により発生させられた電気は、圧電素子２と、エレクトロクロミック表示素子１０、ＬＳＩチップ５等とを、導電可能に導通する前記リード線により、エレクトロクロミック表示素子１０、ＬＳＩチップ５等に運ばれる。
【００４７】
エレクトロクロミック表示素子１０は、図２に示すように、基板１２と、下部電極１４と、エレクトロクロミック層１６と、上部電極１８と、透明保護層２０とをこの順に積層してなる構造を有する。そして、エレクトロクロミック表示素子１０は、全固体化エレクトロクロミック表示素子であり、エレクトロクロミック層１６がポリアニリン（酸化状態：青緑、中性状態：淡黄、還元状態：なし）で形成されている。エレクトロクロミック表示素子１０は、３Ｖ程度の電圧で駆動可能であるので、圧電素子２により発生させられた電気で十分に駆動可能であり、また、電解液を使用しないので、液漏れ等のおそれがなく、取扱性、安全性等に優れる。
【００４８】
ＬＳＩチップ５は、不揮発メモリを備えており、該不揮発メモリとして次式で表される強誘電体、ＰＬＺＴ（Ｐｂ_ｙＬａ_１−ｙＺｒ_ｘＴｉ_１−ｘＯ_３）を用いている。
【００４９】
ＩＣカード１は、前記アンテナ線により、外部の端末装置との信号を送受信することが可能であるので、通常のＩＣカードの使用ができることのほか、以下に示す本発明のＩＣカードの使用方法により、その内部に記憶された情報を容易に表示させ、ＩＣカード１の使用状態等を一瞥しただけで確認することができる。
【００５０】
即ち、図３（１）に示すように、ＩＣカード１を変形させる前は、圧電素子２において電気が発生してなく、エレクトロクロミック表示素子１０は駆動せず、何も表示されていない。
【００５１】
次に、図３（２）に示すように、ＩＣカード１の中央部を反らせて、弾性変形可能な範囲内で変形させると、圧電素子２において、ピエゾエレクトリック作用により電気を発生させる。このとき、ＩＣカード１の中央部を１ｍｍ程度（通常、１〜４ｍｍ程度）反らせた場合には１１Ｖ(ピーク間電圧)の電気が発生する。そして、この電気による電圧が、前記リード線によりエレクトロクロミック表示素子１０に伝達される。また、前記電気が前記リード線によりＬＳＩチップ５に伝達され、ＬＳＩチップ５における前記強誘電体に記憶された情報を読み出される。この情報は、前記リード線によりエレクトロクロミック表示素子１０に伝達される。
【００５２】
次に、図３（３）におけるように、エレクトロクロミック表示素子１０において、該情報、例えば、使用度数、使用残額等に応じた表示がなされる。即ち該ＩＣカードがプリペイド式の非接触式の鉄道カードである場合において、残額が１４０円未満になると、エレクトロクロミック表示素子１０が「赤色」を発色するようにし、残額が１４０円以上であると、エレクトロクロミック表示素子１０が「青色」を発色するようにしておけば、発色の色によって残額の情報が容易に表示することができる。
【００５３】
なお、この実施例では、エレクトロクロミック表示素子１０は色が変わるだけの１ビットの情報量しか持たない例であるが、本発明においては、表示部を適宜選択することによって数字や文字等の情報量の大きな情報をも表示することが可能である。また、この実施例における１４０円という閾値は、カードリーダライタ等の外部端末を適宜操作すること等によって変更可能である。
また、エレクトロクロミック表示素子１０と圧電素子２とを複数設けることにより、異なる情報を表示させることも可能である。即ち、例えば、ＩＣカードの右端側を反らせて変形させると第一のエレクトロクロミック表示素子により残額が色で表示され、ＩＣカードの中央部を反らせて変形させると第二のエレクトロクロミック表示素子により使用頻度が色で表示され、ＩＣカードの左端部を反らせて変形させるとその他の情報が色で表示されるように設計してもよい。
【００５４】
ここで、本発明の好ましい態様を付記すると、以下の通りである。
（付記１）外部から刺激を受けると発電可能な発電素子と、該発電素子が発生させた電気により駆動され、情報を表示可能な表示部とを備えたことを特徴とするＩＣカード。
（付記２）刺激が、圧力、光、熱及び磁力から選択される少なくとも１種である付記１に記載のＩＣカード。
（付記３）発電素子が、圧電素子、光電変換素子、熱電変換素子、及び電磁変換素子から選択される少なくとも１種である付記１又は２に記載のＩＣカード。
（付記４）発電素子が圧電素子である付記１又は２に記載のＩＣカード。
（付記５）圧電素子が、ＰｂＺｒＴｉＯ_３、ＰｂＬａＺｒＴｉＯ_３、ＳｒＢｉ_２Ｔａ_２Ｏ_９、(Ｂｉ，Ｌａ)_４Ｔｉ_３Ｏ_１２、及びＢｉ_４Ｔｉ_３Ｏ_１２から選択される少なくとも１種を含有してなる付記４に記載のＩＣカード。
（付記６）圧電素子が、ポリフッ化ビニリデン、ポリ３フッ化エチレン、ポリ４フッ化エチレン、フッ化ビニリデンと３フッ化エチレンとの共重合体、フッ化ビニリデンと４フッ化エチレンとの共重合体、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート、ポリオキシメチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフェニルスルファイド、結晶性ポリスチレン、結晶性ポリメチルメタクリレート、及び結晶性ポリカーボネートから選択される少なくとも１種を含有してなる付記４又は５に記載のＩＣカード。
（付記６）弾性変形された際に圧電素子が発生させた電気により表示部が情報を表示可能な付記４から６のいずれかに記載のＩＣカード。
（付記７）表示部が、発電素子からの電気が遮断された状態においても一定時間表示可能な付記１から６のいずれかに記載のＩＣカード。
（付記８）表示部が表示する情報を記憶保持する不揮発性メモリを備えた付記１から７のいずれかに記載のＩＣカード。
（付記９）不揮発性メモリが強誘電体メモリ（ＦｅＲＡＭ）である付記８に記載のＩＣカード。
（付記１０）表示部がエレクトロクロミック表示素子で形成された付記１から９のいずれかに記載のＩＣカード。
（付記１１）エレクトロクロミック表示素子が全固体化エレクトロクロミック表示素子である付記１０に記載のＩＣカード。
（付記１２）全固体化エレクトロクロミック表示素子が自己ドープ型導電性高分子を含有してなる付記１１に記載のＩＣカード。
（付記１３）自己ドープ型導電性高分子が、ポリ（イソチアナフテンスルホン酸）、ポリ（チオフェンアルカンスルホン酸）、ポリ（ピロールアルカンスルホン酸）、ポリ（アニリンスルホン酸）、ポリ（カルバゾール-Ｎ-アルカンスルホン酸）、ポリ（フェニレン-オキシアルカンスルホン酸）、ポリ（チオフェンアルカンカルボン酸）、ポリ（イソチアナフテン−５−スルホン酸−ｃｏ−イソチアナフテン）、ポリ（チオフェン−３−アルカンスルホン酸−ｃｏ−チオフェン）、ポリ（ピロール−３−アルカンスルホン酸−ｃｏ−ピロール）、ポリ（アニリンスルホン酸−ｃｏ−アニリン）、ポリ（カルバゾール−Ｎ−アルカンスルホン酸−ｃｏ−カルバゾール）、ポリ（フェニレン−オキシアルカンスルホン酸−ｃｏ−フェニレン）、及びポリ（チオフェン−３−アルカンカルボン酸−ｃｏ−チオフェン）から選択される少なくとも１種である付記１２に記載のＩＣカード。
（付記１４）自己ドープ型導電性高分子が、Ｎ−ビニルカルボン酸アミド系ポリマーから選択される少なくとも１種である付記１２に記載のＩＣカード。
（付記１５）全固体化エレクトロクロミック表示素子がパイ共役高分子を含有してなる付記１１に記載のＩＣカード。
（付記１６）パイ共役高分子が、ポリアニリン、ポリ−ｏ−フェニレンジアミン、ポリメタニル酸、ポリチオフェン−２，５−ジイル、ポリ３−メチルチオフェン、ポリ３，４−ジメチルチオフェン、ポリ−１，３−ビス２−チエニルベンゼン、ポリイソチアナフテン、ポリピロール、ポリ２，５−ピリジンジイル、ポリ６−ヘキシル−２，５−ピリジンジイル、ポリ１，４−イソキノリンジイル、ポリ２，５−ピリミジンジイル、ポリ５，８−キノキサリンジイル、ポリビニルクォーターチオフェン、ポリ２，６−キノリンジイル、及びポリ２−メチル−１，４−アントラキノンジイルから選択される少なくとも１種である付記１５に記載のＩＣカード。
（付記１７）発電素子が略中央部に配置され、表示部が端部側に配置された付記１から１６のいずれかに記載のＩＣカード。
（付記１８）表示部の表面が該表示部を視認可能であり、該表示部の表面を除く全表面が内部を透視不能である付記１から１７のいずれかに記載のＩＣカード。
（付記１９）付記１から１８のいずれかに記載のＩＣカードの使用方法であって、該ＩＣカードに外部から刺激を付与することにより、発電素子において電気を発生させ、該電気により表示部を駆動させ、該表示部に情報を表示させることを特徴とするＩＣカードの使用方法。
（付記２０）付記４から６のいずれかに記載のＩＣカードの使用方法であって、該ＩＣカードを弾性変形可能な範囲内で変形させることにより、圧電素子において電気を発生させ、該電気により表示部を駆動させ、該表示部に情報を表示させることを特徴とするＩＣカードの使用方法。
（付記２１）付記８又は９に記載のＩＣカードの使用方法であって、該ＩＣカードを弾性変形可能な範囲内で変形させることにより、発電素子において電気を発生させ、該電気により表示部を駆動させ、該表示部に情報を表示させる際、該表示部に表示する情報を不揮発性メモリから読み出すことを特徴とするＩＣカードの使用方法。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によると、従来における前記諸問題を解決することができ、また、本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、キャッシュカード、クレジットカード、プレイペイドカード等の金融・決済分野；住民基本台帳、健康保険、運転免許証、パスポート等の公共分野；テレホンカード、ユーザ識別モジュール(ＵＩＭ)、衛星放送カード等の通信・放送分野；ハイウェイカード、ＥＴＣカード、鉄道・地下鉄カード、バスカード等の運輸・交通分野；デパートカード、コンビニカード、ショッピングカード、自動販売機カード、ガソリンステーションカード、カーメンテナンスカード等の流通・小売サービス業分野；社員証、ドアキー、学生証等のＩＤ分野；ゲームカード、アミューズメントカード、会員カード等のその他の分野など各種分野において好適に使用可能であり、特別な付加装置が不要な非接触型ＩＣカードとして設計可能であり、水系電解質の液漏れ等のおそれがなく、電池などの電力供給源の搭載が不要であり、内部で発生させた電気の電圧を利用して簡便かつ安価に、しかも該電圧が取り去られた後でも実用上差し支えのない時間だけ情報の表示が可能なＩＣカード及びその使用方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のＩＣカードの一例を示す概略説明図である。
【図２】図２は、本発明のＩＣカードにおける表示部の一例を示す断面概略説明図である。
【図３】図３は、本発明のＩＣカードの使用方法の一例を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１ＩＣカード
２圧電素子
５ＬＳＩチップ
１０エレクトロクロミック表示素子
１２基板
１４下部電極
１６エレクトロクロミック層
１８上部電極
２０透明保護層
１００カード基材

Claims

弾性変形可能な範囲で反らせて変形させて使用され、変形により発電可能な圧電素子と、該圧電素子が発生させた電気により駆動され、情報を表示可能な表示部とを備えたことを特徴とするＩＣカード。
非接触型ＩＣカードであって、圧電素子が略中央部に配置され、表示部が端部側に配置された請求項１に記載のＩＣカード。
圧電素子が、ＰｂＺｒＴｉＯ_３、ＰｂＬａＺｒＴｉＯ_３、ＳｒＢｉ_２Ｔａ_２Ｏ_９、(Ｂｉ，Ｌａ)_４Ｔｉ_３Ｏ_１２、及びＢｉ_４Ｔｉ_３Ｏ_１２から選択される少なくとも１種を含有してなる請求項１又は２に記載のＩＣカード。
圧電素子が、ポリフッ化ビニリデン、ポリ３フッ化エチレン、ポリ４フッ化エチレン、フッ化ビニリデンと３フッ化エチレンとの共重合体、フッ化ビニリデンと４フッ化エチレンとの共重合体、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート、ポリオキシメチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフェニルスルファイド、結晶性ポリスチレン、結晶性ポリメチルメタクリレート、及び結晶性ポリカーボネートから選択される少なくとも１種を含有してなる請求項１又は２に記載のＩＣカード。
表示部が表示する情報を記憶保持する不揮発性メモリを備えた請求項１から４のいずれかに記載のＩＣカード。
不揮発性メモリが強誘電体メモリである請求項５に記載のＩＣカード。
表示部がエレクトロクロミック表示素子で形成された請求項１から６のいずれかに記載のＩＣカード。
エレクトロクロミック表示素子が全固体化エレクトロクロミック表示素子である請求項７に記載のＩＣカード。
請求項１から８のいずれかに記載のＩＣカードの使用方法であって、該ＩＣカードを弾性変形可能な範囲内で変形させることにより、圧電素子において電気を発生させ、該電気により表示部を駆動させ、該表示部に情報を表示させることを特徴とするＩＣカードの使用方法。
請求項５又は６に記載のＩＣカードの使用方法であって、該ＩＣカードを弾性変形可能な範囲内で変形させることにより、圧電素子において電気を発生させ、該電気により表示部を駆動させ、該表示部に情報を表示させる際、該表示部に表示する情報を不揮発性メモリから読み出すことを特徴とするＩＣカードの使用方法。