JP5268182B2 - 玩具用ブロックセット及びその管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信可能なブロックを有する玩具用ブロックセット及びその管理方法に関する。

近年、幼児の知育に高い関心が寄せられており、幼児の脳の発達を促すと考えられる様々な知育玩具が開発され発売されている。特に玩具用ブロック（以下、ブロックと記す。）や積み木は、空間の認識能力やものを創り出す能力を養うのに役立つと考えられ、また手を動かすことにより脳の発達を促すと考えられる。

このような幼児の知育を目的としたブロックは多数存在する（例えば、特許文献１、２参照）。

また学習支援システムとして、漢字の構成要素を表示したブロック部材に表示した漢字構成要素を特定するための識別コードを記憶したＲＦＩＤタグを装着したものが提案されている（特許文献３参照）。
特開２０００−２８８２６０号公報 実公平６−４９３５０号公報 特開２００２−２１５０１２号公報

幼児は、何かの形を模倣することで空間認識力や創造力を養うと考えられており、実際に作られたもの（例えば、自動車、電車、飛行機など）を見ることや、複数個のブロックが一組になったブロックセットを購入した際に付属されている組み立て手順書を見ることで、ブロックを組み立てる。

既存のブロックセットに付属されている手順書は、紙に印刷されており、ブロックの開発元で新たな組み立て手順書を作成したとしても容易に更新されることはない。

また、幼児の発育に合わせてブロックセットを追加購入した場合、追加購入したブロックセットの組み立て手順書では、以前に購入したブロックセットのブロックを用いて組み立てることができない。

そこで本発明は、組み立て手順書の変更を容易にし、幼児の発達をより促すことが期待できるブロックとその管理方法を提供することを目的とする。

上記課題を鑑み、ブロックに無線チップを内蔵させ、前記無線チップを内蔵したブロックを多数収納できる機能と、収納した無線チップ内の情報を取得できる機能と、取得した情報を、インターネットを介して送ることのできる機能と、インターネットを介して受け取った情報を表示できる機能とを有した収納箱を設けることにより、ブロックを効率的に管理し、組み立て手順書を容易に更新することができる。

本発明の一形態は、無線チップを有するブロック及び該ブロックの収納箱を有し、前記収納箱は前記ブロックを収納する機能を有し、前記収納箱は前記無線チップの情報を取得する機能を有し、前記収納箱はインターネットを介して、前記取得した情報を通信する機能を有し、前記収納箱は、前記インターネットを介して受信した情報を表示する表示部を有することを特徴とする玩具用ブロックセットである。

上記構成の本発明において、前記ブロックには、前記無線チップが貼り付けられていることが好ましい。

上記構成の本発明において、前記無線チップは、絶縁基板上に形成された薄膜トランジスタを有することが好ましい。

上記構成の本発明において、前記絶縁基板はフィルム基板であることが好ましい。

本発明の別形態は、ブロックに内蔵された無線チップと、収納箱により構成される玩具用ブロックセットの管理方法であって、前記無線チップは、共振回路と、電力生成回路と、クロック生成回路と、復調回路と、読み出し回路と、認証レジスタと、符号化回路と、変調回路と、を有し、前記共振回路は、前記収納箱から受信した電波にて交流信号を発生し、前記電力生成回路は、前記交流信号から電力を生成し、前記クロック生成回路は、前記交流信号からクロック信号を生成し、前記復調回路は、前記交流信号を復調して前記読み出し回路へ復調データを送信し、前記読み出し回路は、前記復調データが有する認証番号読み出し命令を前記認証レジスタへ送信し、前記認証レジスタは、前記認証番号読み出し命令により前記符号化回路に前記無線チップに固有の認証番号を送信し、前記符号化回路は、前記認証番号を符号化した認証信号を前記変調回路に送信し、前記変調回路は、前記認証信号を変調した変調データを前記共振回路に送信することでブロックを管理することを特徴とする玩具用ブロックセットの管理方法である。

上記構成の本発明において、前記収納箱はブロックの収納部と、前記ブロックの組み立て手順を表示する表示部と、前記収納箱を制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は前記無線チップと前記認証信号を送受信することができるリーダ部を有することが好ましい。

上記構成の本発明において、前記制御装置は、インターネット経由で組み立て手順を受信して更新することが好ましい。

なお、本発明において、半導体装置とは、半導体素子を有する装置をいう。

なお、本発明において、無線チップとは、無線通信可能な半導体装置をいう。

本発明のブロックセット（玩具用ブロックセットともよぶ）は、少なくとも２つのブロックと、収納箱を有する。２つのブロックは、それぞれ、無線チップを有する。無線チップは、認証番号が記憶された記憶部（認証レジスタともよぶ）を有する。収納箱は、無線チップの認証番号を取得するリーダ部と、インターネットを介して、サーバーから無線チップの認証番号を送信し、サーバーから手順書（組み立て手順ともよぶ）を受信するインターフェース部と、手順書を記憶する記憶部と、手順書を表示する表示部と、を有することを特徴とする。

本発明のブロックセット（玩具用ブロックセットともよぶ）の管理方法は、収納箱が含むリーダ部により、ブロックが含む無線チップの認証番号を取得する工程と、収納箱が含むインターフェース部により、インターネットを介して、サーバーから無線チップの認証番号を送信し、サーバーから手順書を受信する工程と、収納箱が含む表示部により手順書を表示する工程を含むことを特徴とする。

本発明のブロックセット（玩具用ブロックセットともよぶ）の管理方法は、収納箱が含むリーダ部により、前記ブロックが含む無線チップの認証番号を取得する工程と、収納箱が含むインターフェース部により、インターネットを介して、サーバーから無線チップの認証番号を送信し、サーバーから第１の手順書を受信する工程と、収納箱が含む記憶部に、第１の手順書が記憶される工程と、収納箱が含む表示部により第１の手順書を表示する工程と、インターフェース部により、インターネットを介して、サーバーに無線チップの認証番号を送信し、サーバーから第２の手順書を受信する工程と、記憶部に第２の手順書が記憶される工程と、表示部により第２の手順書を表示する工程とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、ブロックに無線チップを内蔵させることにより、ブロックを効率的に管理し、幼児の発育に合わせ、より高度な組み立て手順書に容易に更新することができ、幼児の脳の発達を促すことが期待できる。
である。

以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。尚、実施の形態を説明するための全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
（実施の形態１）

本実施の形態では、本発明の無線チップを内蔵したブロックの構成例と、内蔵されている無線チップの構成例について説明する。また本実施の形態では、ブロックを管理し組み立て手順を取り込む収納箱の構成例、及び、組み立て手順の取り込み方法例について説明する。

本実施の形態の無線チップを内蔵したブロックの構成について、図１を用いて説明する。ブロック１００は、無線チップ２００を有する。無線チップ２００は、ブロック１００の完成後にブロック１００の一部を除去して貼り付け、又は埋め込む等して作り込めばよい。また無線チップ２００をブロック１００に内蔵するように、ブロック１００の製造過程で作り込んでもよい。図１には、無線チップ２００を埋め込んだブロック１００を示す。

尚、図１には無線チップ２００を内蔵した直方体状の白色のブロック１００を記載している。しかし、無線チップを内蔵したブロックは様々な形状、色が考えられる。本発明のブロックは特定の形状や色に限定されない。

次に、本実施の形態の無線チップの構成について、図２を用いて説明する。無線チップ２００は、アンテナと共振容量を有する共振回路２０１と、電力生成回路２０２と、クロック生成回路２０３と、復調回路２０４と、変調回路２０５と、読み出し回路２０６と、符号化回路２０７と、認証レジスタ２０８と、を有する。認証レジスタはＩＤレジスタとも呼ばれる。

共振回路２０１は収納箱３００からの電波を受信し、アンテナ両端に交流信号を発生することができる回路である。発生した交流信号は、収納箱３００からの情報を含んでいる。更には、該交流信号は無線チップ２００の電力源にもなりうる。また、共振回路２０１は、アンテナを介し電波にて、変調データを収納箱３００に送信することができる回路である。

電力生成回路２０２は、共振回路２０１に発生した交流信号を整流回路（ダイオードを含む。）で整流し、容量を用いて平滑化することで、電力を生成し、各回路へ供給することができる回路である。つまり、電力生成回路２０２は、整流回路を有する。

クロック生成回路２０３は、共振回路２０１に発生した交流信号を基に、クロック信号を生成し、各回路へ供給することができる回路である。

復調回路２０４は、共振回路２０１に発生した交流信号を復調し、読み出し回路２０６へ復調データを送ることができる回路である。

読み出し回路２０６は、送られてきた復調データから読み出し命令情報を抽出し、認証レジスタ２０８へ認証番号読み出し命令を出すことができる回路である。

認証レジスタ２０８は、無線チップ製造時に各無線チップ固有の認証番号が作り込まれるメモリを有しており、読み出し回路２０６から認証番号読み出し命令が届くと、符号化回路２０７へ認証番号を送ることができる回路である。メモリには、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、不揮発性メモリ、ＲＯＭまたはＦｅＲＡＭ等や、有機材料が一対の電極間に挟持された有機メモリ等を適用することができる。つまり、本発明は、無線チップの認証番号が記憶されるメモリとして、情報が作り込まれるメモリに限定されない。

尚、本実施の形態の全ての認証情報は、ブロック開発元で管理されており、ブロック開発元は、固有の認証番号を持った無線チップとその無線チップを作り込んだブロックの形状と色を対応できるようにしている。ここで管理方法の例について、図３を用いて説明する。図３は認証情報を管理する表を示しており、認証番号７００とブロックの形状１及び色１、認証番号７０１とブロックの形状２及び色２、等を対応させて管理することができる。

認証情報とは、無線チップの認証番号７００と、ブロックの形状の情報と、ブロックの色の情報等を含むものである。上記の形態では、無線チップに認証番号が記憶される形態を示したが、本発明はこれに限定されない。無線チップには、認証情報が記憶されていてもよい。

符号化回路２０７は、認証レジスタ２０８から認証番号が送られると、認証番号を符号化した信号を生成し、符号化した信号を変調回路２０５に出力することができる回路である。

変調回路２０５は、符号化信号を変調し、変調データを共振回路２０１に出力することができる回路である。

次に、本実施の形態の収納箱の構成について、図４を用いて説明する。収納箱３００は、数多くのブロックを収納するための十分大きな容積を持つ収納部３０１と、本収納箱に収納されるブロックを用いて構成される構造物の組み立て手順を表示する表示部３０２と、収納箱３００を制御する制御装置３０３と、ＩＤ取得ボタン３０６と、送信ボタン３０７と、を有する。

次に、本実施の形態の制御装置３０３の構成について、図５を用いて説明する。制御装置３０３は、リーダ部３０４と、入出力インタフェース部３０５と、ネットワークインタフェース部３０８と、メモリ部３０９と、本体制御部３１０と、を有する。

以下に、制御装置３０３の有している各部の機能を示す。

メモリ部３０９は、本体制御部３１０によって実行されるプログラムを格納するプログラム格納領域３１１と、各ブロックの無線チップの認証番号を格納する認証番号格納領域３１２と、組み立て手順データを格納する組み立て手順格納領域３１３と、を有している。メモリ部３０９には、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、不揮発性メモリ、ＲＯＭまたはＦｅＲＡＭ等や、有機材料が一対の電極間に挟持された有機メモリ等を適用することができる。特に、電源を供給しなくとも、格納されているデータが消失しない、不揮発性メモリを適用することが好ましい。

なお、認証番号格納領域３１２には、認証番号、形状及び色などの情報を含む認証情報が記憶されてもよい。

リーダ部３０４は、本体制御部３１０からの命令により、収納箱３００に収納された各ブロックの無線チップの認証番号を取得するために、電波を送信する機能を有している。またリーダ部３０４は、各ブロックから送信された無線チップの認証番号を受信しメモリ部３０９の認証番号格納領域３１２に格納する機能を有している。

リーダ部３０４は、共振回路を有する。共振回路は、アンテナと共振容量を有する。共振回路は、ブロックの無線チップからの電波を受信する。

入出力インタフェース部３０５は、ＩＤ取得ボタン及び送信ボタンが押下されたことを信号として受け付け、本体制御部３１０に知らせる機能を有している。また入出力インタフェース部３０５は、本体制御部３１０からの命令により、メモリ部３０９の組み立て手順格納領域３１３に格納された組み立て手順データを表示部３０２に表示する機能を有している。

ネットワークインタフェース部３０８は、本体制御部３１０からの命令により、メモリ部３０９の認証番号格納領域３１２に格納された各ブロックの無線チップの認証番号をインターネット経由でブロックの開発元サーバに送信する機能を有している。またネットワークインタフェース部３０８は、開発元サーバから送信されてきた新しい組み立て手順データをメモリ部３０９の組み立て手順格納領域３１３に格納する機能を有している。

本体制御部３１０は、メモリ部３０９のプログラム格納領域３１１からプログラムを読み出し、各部に命令を出す機能を有している。

次に、組み立て手順の取り込み方法について示す。尚、以下の組み立て手順の取り込みは、メモリ部３０９のプログラム格納領域３１１に格納されているプログラムが本体制御部３１０によって実行されることにより行われる。

先ず、本実施の形態において、ブロックの管理に必要となる無線チップの認証番号を収納箱３００が取得するまでの無線チップの一連の動作について、図６を用いて説明する。

Ｓ１００の「待機」状態は、無線チップ２００が収納箱３００のリーダ部３０４からの電波を待っており、何の動作もしていないことを示す。リーダ部３０４からの電波を受信しなければ、「待機」状態を保つ。リーダ部３０４から電波を受信したならば、Ｓ１０１の「電波受信」状態に遷移する。

Ｓ１０１の「電波受信」状態は、無線チップ２００がリーダ部３０４から電波を受信し、共振回路２０１が、受信した電波を基に交流信号を発生し、電力生成回路２０２が、発生した交流信号を基に各回路で消費する電力を生成し、各回路に生成した電力を供給し、クロック生成回路２０３が、発生した交流信号を基に各回路が同期動作するためのクロック信号を生成し、各回路に生成したクロック信号を供給し、復調回路２０４が、共振回路２０１で発生した交流信号を復調し、復調データを生成し、読み出し回路２０６が、復調データから読み出し命令情報を抽出し、認証レジスタ２０８に抽出した認証情報読み出し命令を送っていることを示す。この後、Ｓ１０２の「電波送信」状態に遷移する。

Ｓ１０２の「電波送信」状態は、無線チップ２００の認証レジスタ２０８が認証情報読み出し命令を受けた後、無線チップ２００の認証番号を符号化回路２０７へ送り、符号化回路２０７が、認証番号を符号化した信号を生成し、変調回路２０５が、符号化された信号を変調し、共振回路２０１がアンテナを介して電波にて変調されたデータをリーダに送信することを示す。この後、Ｓ１００の「待機」状態に戻り、次の電波を待つ。

以上により、収納箱３００のリーダ部３０４が、各ブロックの無線チップ２００の認証番号を受信し、収納箱３００が各ブロックの無線チップ２００の認証番号を取得することができる。

以下に、本実施の形態において、収納箱３００に組み立て手順が格納されていない場合に、最初に収納箱３００に組み立て手順を取り込む方法について、図７を用いて説明する。

Ｓ２００の「立ち上げ」状態は、収納箱３００に電源が供給され、メモリ部３０９のプログラム格納領域３１１に格納されているプログラムが本体制御部３１０によって実行され始めたことを示す。「立ち上げ」状態は、その後、Ｓ２０１の「表示」状態に遷移する。

Ｓ２０１の「表示」状態は、収納箱３００に組み立て手順が格納されていない場合、最初の「表示」状態に至ると、表示部３０２に組み立て手順がない旨の文が表示される。「表示」状態は、その後、Ｓ２０２の「待機」状態に遷移する。

Ｓ２０２の「待機」状態は、ＩＤ取得ボタンが押下されることを、収納箱３００が待っていることを示す。尚、表示部３０２は、Ｓ２０１で表示されているものから変化しない。ＩＤ取得ボタンが押下されなければ、「待機」状態を保つ。ＩＤ取得ボタンが押下されたならば、Ｓ２０３の「ＩＤ取得」状態に遷移する。

Ｓ２０３の「ＩＤ取得」状態は、リーダ部３０４により収納箱に収納されている各ブロックの無線チップ２００の認証番号が取得され、メモリ部３０９の認証番号格納領域３１４に格納されることを示す。格納が終了したならば、Ｓ２０４の「送信待ち」状態に遷移する。

Ｓ２０４の「送信待ち」状態は、表示部３０２に各ブロックの無線チップ２００の認証番号を開発元サーバに送る旨の文が表示され、送信ボタンが押下されることを待っていることを示す。送信ボタンが押下されなければ、「送信待ち」状態を保つ。送信ボタンが押下されたならば、Ｓ２０５の「送信」状態に遷移する。

Ｓ２０５の「送信」状態は、ネットワークインタフェース部３０８を介して、インターネット経由で無線チップ２００の認証番号を開発元サーバに送信していることを示す。送信が終了したならば、Ｓ２０６の「受信」状態に遷移する。

Ｓ２０６の「受信」状態は、制御装置３０３がインターネット経由で開発元サーバから組み立て手順のデータの受信を行っていることを示し、受信したデータをメモリ部３０９の組み立て手順格納領域３１３に格納していることを示す。格納が終了したならば、Ｓ２０１の「表示」状態に遷移し、取り込まれた組み立て手順が表示される。

尚、最初に組み立て手順を取り込んだ後、収納箱に電源を供給し、Ｓ２０１の「表示」状態に至ったとき、表示部３０２にはメモリ部３０９の組み立て手順格納領域３１３に格納されている最初に取り込んだ組み立て手順データに基づいて、組み立て手順が表示される。

また、新たに組み立て手順データを取り込む場合は、新しく取り込んだ組み立て手順データが、メモリ部３０９の組み立て手順格納領域３１３に上書き格納される。そのため、収納箱に電源を供給する場合は、常に新しく更新された手順が表示部に表示される。

なお、新しく取り込んだ組み立て手順データは、メモリ部３０９の組み立て手順格納領域３１３に、上書き格納されなくてもよい。メモリ部３０９の組み立て手順格納領域３１３には、以前に取り込んだ組み立て手順データと、新しく取り込んだ組み立て手順データが記憶されていてもよい。

本実施の形態においては、以上のように組み立て手順の更新がなされる。

無線チップを内蔵したブロックを追加した場合、現存のブロックと共に追加したブロックを収納箱に収納し、前記組み立て手順を取り込む方法で新たな組み立て手順を取り込むことにより、現存のブロックと追加したブロックとを使用する組み立て手順に更新することができる。

本実施の形態では、最初に組み立て手順を取り込む形態を説明したが、工場集荷時に初めから組み立て手順データが格納されていてもよい。

以上により、本実施の形態によれば、ブロックに無線チップを内蔵させることにより、ブロックを効率的に管理し、組み立て手順を容易に更新することができる。
（実施の形態２）

本実施の形態では、ブロックに貼り付ける無線チップの作製方法について説明する。

図８（Ａ）には、絶縁表面を有する基板（絶縁基板６００）上に、剥離層６０１、絶縁層６０２、半導体膜６０３を順に形成する。絶縁基板６００には、ガラス基板、石英基板、珪素からなる基板、金属基板、プラスチック基板等を用いることができる。また絶縁基板６００は研磨することによって薄型化してもよい。薄型化された絶縁基板を用いることによって、完成品を軽量化、薄型化することができる。

剥離層６０１には、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎｄ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｓｉから選ばれた元素または前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料から形成することができる。剥離層は、上記元素等の単層構造、又は上記元素等の積層構造を用いることができる。このような剥離層はＣＶＤ法、スパッタリング法または電子ビーム等によって形成することができる。本実施の形態では、ＷをＣＶＤ法により形成する。このとき、Ｏ_２、Ｎ_２又はＮ_２Ｏを用いてプラズマで処理を行うとよい。すると、後の工程である剥離工程を簡便に行うことができる。剥離層６０１は、単層構造又は積層構造を用いることができる。また剥離層６０１は、絶縁基板全体に形成する必要はなく、選択的に形成しても良い。すなわち、剥離層６０１は、後に絶縁基板６００を剥離することができればよく、剥離層を形成する領域は限定されない。

絶縁層６０２には、酸化珪素、窒化珪素等の無機材料を用いることができる。絶縁層６０２は、単層構造又は積層構造を用いることができる。窒化珪素を用いることにより、絶縁基板からの不純物元素の侵入を防止することができる。このような窒化珪素は、積層構造を有する場合、いずれか一にあることによって、効果を発揮する。

半導体膜６０３には、シリコンを有する材料を用いることができる。半導体膜はＣＶＤ法、又はスパッタリング法を用いて形成することができる。半導体膜６０３の結晶構造は、非晶質、結晶質、微結晶のいずれであってもよい。結晶性が高いほど、薄膜トランジスタの移動度を高くすることができ、好ましい。また微結晶や非晶質では、隣接する半導体膜間での結晶状態のばらつきがなく、好ましい。

結晶質の半導体膜を形成するためには、絶縁層６０２に直接形成する場合もあるが、絶縁層６０２上に形成された非晶質半導体膜を加熱することにより作製される。例えば、非晶質半導体膜に対して加熱炉、レーザ照射を用いて加熱する。その結果、結晶質の高い半導体膜を形成することができる。このとき、加熱温度を低くするため、結晶化を促進する金属元素を用いてもよい。例えば、ニッケル（Ｎｉ）を非晶質半導体膜表面上に添加し、加熱処理を行うことによって、温度を低下させることができる。その結果、耐熱性の低い絶縁基板上に結晶質半導体膜を形成することができる。なおレーザ照射を用いる場合、選択的に半導体膜を加熱することができるため、加熱温度は使用する絶縁基板の耐熱性に制約されない。

図８（Ｂ）に示すように、半導体膜６０３を所定の形状を有するように加工する。加工には、フォトリソグラフィー法によって形成されたマスクを用いたエッチングを用いることができる。エッチングには、ドライエッチング法又はウエットエッチング法を用いることができる。

加工された半導体膜を覆うように、ゲート絶縁膜６０４として機能する絶縁層を形成する。ゲート絶縁膜６０４は、無機材料を用いて形成することができ、例えば、窒化珪素、酸化珪素を用いて形成することができる。ゲート絶縁膜６０４の形成前、または形成後にプラズマ処理を行ってもよい。プラズマ処理には、酸素プラズマ、又は水素プラズマを用いることができる。このようなプラズマ処理により、ゲート絶縁膜被形成面、又はゲート絶縁膜表面の不純物を除去することができる。

その後、ゲート絶縁膜６０４を介して、半導体膜上にゲート電極６０５として機能する導電層を形成する。ゲート電極６０５は、単層構造、又は積層構造を有することができる。ゲート電極６０５には、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ネオジウム（Ｎｄ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）から選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料を用いることができる。

図８（Ｃ）に示すように、ゲート電極６０５側面にサイドウォール６０７として機能する絶縁物を形成する。サイドウォール６０７は、無機材料又は有機材料を用いて形成することができる。無機材料として、酸化珪素、窒化珪素が挙げられる。例えば、酸化珪素をゲート電極６０５を覆うように形成し、等方性のエッチングを行うと、ゲート電極６０５の側面にのみ残存し、これをサイドウォールとして用いることができる。等方性のエッチングには、ドライエッチング法又はウエットエッチング法を用いることができる。サイドウォール６０７を加工するとき、ゲート絶縁膜６０４もエッチング除去される。その結果、半導体膜の一部が露出される。

サイドウォール６０７及びゲート電極６０５を用いて、自己整合的に不純物元素を半導体膜へ添加する。その結果、異なる濃度を有する不純物領域が半導体膜に形成される。すなわち、サイドウォール６０７の下方に設けられた低濃度不純物領域６０９と、露出された半導体膜に形成された高濃度不純物領域６０８が形成される。このように不純物濃度の異なる領域を有することによって、短チャネル効果を防止することができる。

図８（Ｄ）に示すように、半導体膜、ゲート電極等を覆って絶縁層６１１、６１２を形成する。半導体膜、ゲート電極等を覆う絶縁層は、単層構造を用いてもよいが、本実施の形態のように積層構造とすると好ましい。なぜなら、絶縁層６１１を無機材料を用いて形成することにより不純物の侵入を防止でき、またＣＶＤ法を用いた無機材料を適用することによって、絶縁層６１１中の水素を用いて半導体膜中のダングリングボンドを終端させることができるからである。その後、絶縁層６１２を有機材料によって形成することにより、平坦性を高めることができる。有機材料はポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテンを用いることができる。その他、シロキサン、又はポリシラザンを用いることができる。なお、シロキサンとは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。ポリシラザンは、珪素（Ｓｉ）と窒素（Ｎ）の結合を有するポリマー材料を出発原料として形成される。

その後、絶縁層６１１、６１２、ゲート絶縁膜６０４を貫通し、不純物領域６０８と接続する配線６１３を形成する。配線６１３は、単層構造、又は積層構造を用いることができ、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ネオジウム（Ｎｄ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）から選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料を用いて形成することができる。配線６１３と同時に、絶縁層６１２上にその他の配線を形成することができる。その他の配線とは、引き回し配線等に相当する。

このようにしてＴＦＴ６１５（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ。薄膜トランジスタ。以下、ＴＦＴという。）、及びＴＦＴ群６１６を形成することができる。ＴＦＴ群とは、一定の機能を奏する回路を構成するＴＦＴの集まりを指す。

図９（Ａ）に示すように、絶縁層６１２上に絶縁層６２０を形成する。絶縁層６２０は絶縁層６１１、６１２と同様に無機材料、又は有機材料等を用いて形成することができる。絶縁層６２０に開口部を形成し、配線６２１を形成する。配線６２１は、配線６１３と同様に形成することができる。配線６２１は、絶縁層６２０に設けられた開口部を介して、領域６２２で配線６１３と電気的に接続している。領域６２２では、後に形成されるメモリ素子の共通電極を接地することができる。また配線６２１と同一層から、パッド６２３が形成される。パッド６２３は、絶縁層６２０に設けられた開口部を介して、領域６２４で配線６１３と電気的に接続している。

図９（Ｂ）に示すように、絶縁層６２０上に絶縁層６３０を形成する。絶縁層６３０は、絶縁層６１１、６１２と同様に無機材料、又は有機材料を用いて形成することができる。そして、絶縁層６３０に開口部を設ける。開口部の側面は、傾斜を有するように絶縁層６３０を加工する。

ＴＦＴ６１５上に設けられた開口部に、有機化合物層６３１を形成する。有機化合物層６３１は、蒸着法、スパッタリング法により形成することができる。このような有機化合物層は、公知のエレクトロルミネッセンス材料から形成することができる。その後、有機化合物層６３１、絶縁層６３０の一部を覆って、配線６３２が形成される。配線６３２は、配線６２１と同様に形成することができる。配線６３２が形成される領域は、メモリ領域及びコンタクト領域となる。配線６３２は、メモリ素子の共通電極となる。

図９（Ｃ）に示すように、アンテナ６４０を形成する。このとき、パッド６２３に対して熱圧着して、アンテナ６４０を電気的に接続する。このようにして、引き回し配線等が形成される配線領域６４４、メモリ素子が形成されるメモリ領域６４２、ＴＦＴ群を有し、特定の機能を有する回路が形成される集積回路領域６４３、パッド領域６４５、コンタクト領域６４６を有する無線チップが形成される。そして、パッド領域とメモリ領域とは、ある程度に離れて設けられているとよい。その結果、パッド領域におけるアンテナ圧着時に、メモリ領域が応力の影響を受けることなく、データの書き込みを行うことができる。尚、ここで示した集積回路領域６４３の集積回路は、実施の形態１で示した無線チップ２００の有する回路のうち、共振回路２０１のアンテナと認証レジスタ２０８のメモリを除いた部分を指す。

またアンテナ圧着は、絶縁基板の柔軟性が低い状態で行うとよい。そのため、本実施の形態では、アンテナ圧着後、薄膜トランジスタをフィルム基板に転置する形態を示す。

図１０（Ａ）に示すように、剥離層６０１を除去することにより、絶縁基板６００を剥離する。剥離層６０１は、物理的又は化学的に除去することができる。例えば、半導体膜への加熱処理等により、剥離層６０１の結晶構造も変化させることができる。その後、剥離層６０１の一部が露出するよう開口部を設け、露出した剥離層６０１にレーザ光を照射する。剥離層６０１にレーザ光を照射することによって、剥離のきっかけを与えることができる。すると、物理的に絶縁基板と、薄膜トランジスタ等を剥離させることもできる。更には、膜の応力により特段力を加えることなく、絶縁基板から薄膜トランジスタ等が自然に剥がれることもある。または、剥離層６０１へ到達する開口部を形成し、開口部を介してエッチング剤を導入し、化学反応を利用して剥離層６０１を除去することができる。

その後図１０（Ｂ）に示すように、フィルム基板６５０を貼り合わせる。フィルム基板６５０の表面に接着性を有する場合、そのまま貼り合わせることができる。また接着性がない場合、接着剤を介してフィルム基板６５０を貼り合わせることができる。

そして、フィルム基板に薄膜トランジスタ等が転置された無線チップを形成することができる。このような無線チップは、メモリ領域が一体形成された上、軽量化、薄型化が図られており、ブロックに貼り付けることが容易となる。

また、剥離層６０１を除去した後、接着剤を介してブロックに貼り付けても良い。こうすることにより、無線チップを内蔵したブロックの製造工程短縮、コスト削減を図ることができる。
（実施の形態３）

本実施の形態では、上記実施の形態と異なり、ガラス基板上に形成された無線チップの作製方法について説明する。

上記実施の形態では剥離層６０１を形成し、これを剥離することによってフィルム基板に薄膜トランジスタを転置する無線チップの作製方法を説明した。しかしながら、本発明の無線チップは、ガラス基板上に直接形成することができる。

ガラス基板上に形成された無線チップは、最上面に保護膜として窒化珪素膜を形成するとよい。

また薄型化を望む場合、ガラス基板を研磨してもよい。例えば、ガラス基板の薄膜トランジスタが形成されない面を、ＣＭＰ法等によって研磨する。その結果、無線チップにおいて、一般に最も厚みを有するガラス基板の薄型化を達成でき、無線チップ全体の薄型化を図ることができる。

このようにガラス基板上に無線チップを作製できるのは、薄膜トランジスタが有する結晶質半導体膜の作製工程において、結晶化を助長する金属元素や、レーザ照射を用いたことによって低温での結晶化が可能となったこと、又はガラスへの加熱を防止できたことによる。
（実施の形態４）

本実施の形態では、コイル状のアンテナを有する無線チップの構成について説明する。

図１１（Ａ）には、コイル状のアンテナを有する無線チップの上面図を示す。無線チップ２００は、フィルム基板６５０の中心部にメモリ領域６４２、集積回路領域６４３を有し、これらを囲むようにコイル状のアンテナ６４８が設けられている。コイル状のアンテナとは、矩形状に設けられたアンテナであり、４つ以上の角を有する。またこのようなアンテナは、中心から外側へ向かって、直径が増すようにコイル状に巻かれた状態を有する。

そして、アンテナ６４８の先端には、共振回路２０１の共振容量と接続するためのパッド６２３が設けられているとよい。コイル状のアンテナ圧着時における応力の影響を受けることなく、データの書き込みを行うことができるからである。

本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。例えば絶縁基板からフィルム基板６５０へ薄膜トランジスタを転置することによって無線チップを形成することができる。

図１１（Ｂ）には、このような無線チップのＡ−Ｂにおける断面図を示す。Ａ−Ｂの断面図において、無線チップは、アンテナ６４８を両側に有し、一方のアンテナ６４８から順にコンタクト領域６４６、メモリ領域６４２、集積回路領域６４３、パッド領域６４５が設けられている。

フィルム基板６５０上には、上記実施の形態と同様に絶縁層６０２を介してＴＦＴ６１５、ＴＦＴ群６１６等が設けられている。ＴＦＴ６１５上には、メモリ素子６３３が形成されており、メモリ素子６３３を区分けするための絶縁層６３０がメモリ領域６４２、集積回路領域６４３に渡って設けられている。

絶縁層に開口部を設け、パッド６２３が形成され、パッドに圧着するようにアンテナ６４０が設けられている。

本発明のブロックを示した図である。 本発明のブロックが含む無線チップの構成を示した図である。 認証情報の管理表を示した図である。 本発明の収納箱を示した図である。 本発明の収納箱が含む制御装置を示した図である。 本発明のフローチャートを示した図である。 本発明のフローチャートを示した図である。 本発明のブロックが含む無線チップの作成方法を示した図である。 本発明のブロックが含む無線チップの作成方法を示した図である。 本発明のブロックが含む無線チップの作成方法を示した図である。 本発明のブロックが含む無線チップの上面図と断面図を示した図

符号の説明

１００ ブロック
２００ 無線チップ
２０１ 共振回路
２０２ 電力生成回路
２０３ クロック生成回路
２０４ 復調回路
２０５ 変調回路
２０６ 読み出し回路
２０７ 符号化回路
２０８ 認証レジスタ
３００ 収納箱
３０１ 収納部
３０２ 表示部
３０３ 制御装置
３０４ リーダ部
３０５ 入出力インタフェース部
３０６ ＩＤ取得ボタン
３０７ 送信ボタン
３０８ ネットワークインタフェース部
３０９ メモリ部
３１０ 本体制御部
３１１ プログラム格納領域
３１２ 認証番号格納領域
３１３ 手順格納領域
３１４ 認証番号格納領域
６００ 絶縁基板
６０１ 剥離層
６０２ 絶縁層
６０３ 半導体膜
６０４ ゲート絶縁膜
６０５ ゲート電極
６０７ サイドウォール
６０８ 不純物領域
６０９ 不純物領域
６１１ 絶縁層
６１２ 絶縁層
６１３ 配線
６１５ ＴＦＴ
６１６ ＴＦＴ群
６２０ 絶縁層
６２１ 配線
６２２ 領域
６２３ パッド
６２４ 領域
６３０ 絶縁層
６３１ 有機化合物層
６３２ 配線
６３３ メモリ素子
６４０ アンテナ
６４２ メモリ領域
６４３ 集積回路領域
６４４ 配線領域
６４５ パッド領域
６４６ コンタクト領域
６４８ アンテナ
６５０ フィルム基板
７００ 認証番号
７０１ 認証番号

Claims (5)

1. 無線チップを有するブロック及び該ブロックの収納箱を有し、
   前記収納箱は前記無線チップと送受信して、前記ブロックの認証情報を取得する機能を有し、
   前記収納箱は、インターネットを介して、前記認証情報を送信し、前記ブロックの組立手順を受信する機能を有することを特徴とする玩具用ブロックセット。
2. 無線チップを有するブロック及び該ブロックの収納箱を有し、
   前記収納箱は前記無線チップと送受信して、前記ブロックの認証情報を取得する機能を有し、
   前記収納箱は、インターネットを介して、前記認証情報を送信し、前記ブロックの組立手順を受信する機能を有し、
   前記収納箱はインターネットを介して受信した情報を表示する表示部を有することを特徴とする玩具用ブロックセット。
3. 請求項１または請求項２において、前記無線チップは、絶縁基板上に形成された薄膜トランジスタを有することを特徴とする玩具用ブロックセット。
4. 請求項３において、前記絶縁基板はフィルム基板であることを特徴とする玩具用ブロックセット。
5. 無線チップを有するブロックと、該ブロックを収納する収納箱を有する玩具用ブロックセットの管理方法であって、
   前記収納箱は、前記無線チップと送受信することにより、前記ブロックの認証番号を取得し、取得した前記認証番号をインターネットを介してサーバーに送信し、インターネットを介して前記サーバーから前記ブロックの組み立て手順を受信することを特徴とする玩具用ブロックセットの管理方法。
   

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