JPH1063807A - Card type information controller - Google Patents
Card type information controllerInfo
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- JPH1063807A JPH1063807A JP8222438A JP22243896A JPH1063807A JP H1063807 A JPH1063807 A JP H1063807A JP 8222438 A JP8222438 A JP 8222438A JP 22243896 A JP22243896 A JP 22243896A JP H1063807 A JPH1063807 A JP H1063807A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、カード型情報制御
装置に係り、特に、携帯用に構成されたカード基板を用
いて外部装置と情報の授受を行なうに好適なカード型情
報制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a card-type information control device, and more particularly to a card-type information control device suitable for exchanging information with an external device by using a card board configured to be portable.
【０００２】[0002]
【従来の技術】カード型情報制御装置としては、例え
ば、特開平３−８７２９９号公報に記載されているよう
に、薄型ＬＳＩを内蔵したＩＣカードが知られている。
ＩＣカードはその内部にマイクロプロセッサとメモリを
備えており、ＩＣカードを外部装置に挿入することで、
外部装置と情報の授受を行なうことができる。従来、こ
の種のＩＣカードにおいては、ＩＣカード内に蓄えられ
た情報あるいはＩＣカード内で処理された情報を表示す
るに際しては、ＩＣカードから一旦外部装置に情報を出
力した後、外部装置を介して表示する必要がある。2. Description of the Related Art As a card-type information control device, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-87299, an IC card incorporating a thin LSI is known.
The IC card has a microprocessor and memory inside, and by inserting the IC card into an external device,
It can exchange information with external devices. Conventionally, in this type of IC card, when displaying the information stored in the IC card or the information processed in the IC card, the information is temporarily output from the IC card to an external device, and then the information is output through the external device. Must be displayed.
【０００３】そこで、ＩＣカードに、ＩＣカード内の情
報を表示するための表示装置として液晶表示装置を搭載
することも考えられる。しかし、液晶表示装置は装置自
身の厚さが１ｍｍ以上必要であることから、ＩＣカード
に液晶表示装置を搭載すると、ＩＣカード全体の厚さが
１ｍｍを越えることになり、ＩＣカードを薄型に構成す
ることが困難となる。さらに、ＩＣカードに液晶表示装
置を搭載した場合、液晶材料を封止した表示パネルの信
頼性を確保することが困難となる。すなわち、表示パネ
ルの平行性を維持しながら折り曲げに対する柔軟性を表
示パネルに持たせることは、液晶材料を封止する点にお
いて困難であり、液晶表示パネルの折り曲げ許容度を低
くすることが余儀なくされる。Therefore, it is conceivable to mount a liquid crystal display device on the IC card as a display device for displaying information in the IC card. However, since the liquid crystal display device needs to have a thickness of 1 mm or more, when the liquid crystal display device is mounted on an IC card, the thickness of the entire IC card exceeds 1 mm, and the IC card is configured to be thin. It will be difficult to do. Furthermore, when a liquid crystal display device is mounted on an IC card, it is difficult to ensure the reliability of a display panel in which a liquid crystal material is sealed. That is, it is difficult to provide the display panel with flexibility to bend while maintaining the parallelism of the display panel in terms of sealing the liquid crystal material, and it is necessary to lower the bending tolerance of the liquid crystal display panel. You.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、ＩＣカ
ードを外部装置に装着した後、ＩＣカードに関する情報
を外部装置に表示しなければならず、外部装置と非接触
で外部装置と情報の授受を行なったり、ＩＣカード自体
で情報を表示したりすることができない。なお、ＩＣカ
ードに搭載されたインダクタをアンテナとして用い、電
磁波を情報伝送媒体として用いることもできるが、電磁
波を情報伝達媒体とすると、誘導ノイズの影響を受けや
すく、その対策のために伝送速度が制限される。またＩ
Ｃカードに発光素子、受光素子あるいは光変調素子を搭
載し、光信号を情報伝送媒体として用いることもできる
が、発光素子や受光素子等を単にＩＣカードに搭載して
も、素子自体の厚さが厚くなり、カードの折り曲げに対
応することができない。In the prior art, after an IC card is mounted on an external device, information about the IC card must be displayed on the external device, and information can be transferred to and from the external device without contacting the external device. Or information cannot be displayed on the IC card itself. Note that an inductor mounted on an IC card can be used as an antenna and electromagnetic waves can be used as an information transmission medium. However, if an electromagnetic wave is used as an information transmission medium, it is susceptible to inductive noise, and the transmission speed is reduced due to its countermeasures. Limited. Also I
A light emitting element, a light receiving element or a light modulating element can be mounted on a C card, and an optical signal can be used as an information transmission medium. Becomes too thick to cope with the bending of the card.
【０００５】本発明の目的は、外部装置と非接触で情報
の授受を行なうことができるとともにカード基板に情報
を表示することができるカード型情報制御装置を提供す
ることにある。It is an object of the present invention to provide a card-type information control device capable of transmitting and receiving information without contacting an external device and displaying information on a card board.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、入射光を電気信号に変換するとともに電
気信号を光信号に変換する受発光素子と、半導体集積回
路素子、コンデンサ、およびインダクタを主要素として
受発光素子からの電気信号に基づいて受発光素子と少な
くとも表示情報の授受を行う電子回路とを備え、受発光
素子と電子回路をカード基板上に実装してなるカード型
情報制御装置を構成したものである。In order to achieve the above object, the present invention provides a light emitting / receiving element for converting incident light into an electric signal and converting an electric signal into an optical signal, a semiconductor integrated circuit element, a capacitor, And a light emitting and receiving element and an electronic circuit for transmitting and receiving at least display information based on an electric signal from the light emitting and receiving element with an inductor as a main element, wherein the light receiving and emitting element and the electronic circuit are mounted on a card substrate. This constitutes an information control device.
【０００７】前記カード型情報制御装置を構成するに際
しては、以下の要素を付加することができる。In configuring the card type information control device, the following elements can be added.
【０００８】（１）受発光素子は、少なくとも発光素子
と受光素子を含み、発光素子が表示画素として複数個配
置され、電子回路は、受光素子の受光に基づいた表示情
報を生成しこの表示情報に従って各発光素子の発光を制
御してなる。(1) The light emitting / receiving element includes at least a light emitting element and a light receiving element, a plurality of light emitting elements are arranged as display pixels, and an electronic circuit generates display information based on light reception of the light receiving element. The light emission of each light emitting element is controlled according to the following equation.
【０００９】（２）受発光素子は化合物半導体材料から
構成され、且つその厚さが１０μｍ以下である。(2) The light emitting / receiving element is made of a compound semiconductor material and has a thickness of 10 μm or less.
【００１０】（３）カード基板は光信号を透過する透明
基板で構成され、受発光素子と電子回路が透明基板の一
方の面に実装されてなる。(3) The card substrate is formed of a transparent substrate that transmits optical signals, and the light receiving / emitting element and the electronic circuit are mounted on one surface of the transparent substrate.
【００１１】（４）カード基板にはカード基板外からの
光信号を電力に変換する光電変換素子が実装され、光電
変換素子から発生する電力が受発光素子と電子回路に供
給されてなる。(4) A photoelectric conversion element for converting an optical signal from the outside of the card substrate into electric power is mounted on the card substrate, and electric power generated from the photoelectric conversion element is supplied to the light receiving / emitting element and the electronic circuit.
【００１２】（５）光電変換素子は化合物半導体材料か
ら構成され、且つその厚さが１０μｍ以下である。(5) The photoelectric conversion element is made of a compound semiconductor material and has a thickness of 10 μm or less.
【００１３】（６）カード基板にはカード基板外からの
光信号を収光して受発光素子に導くとともに受発光素子
からの光をカード基板外に放射する光学系が実装されて
なる。 （７）カード基板には、少なくともカード基板
に実装された受発光素子と電子回路を覆うラミネート構
造の保護シートが装着され、保護シートの回路部品側に
は、少なくとも受発光素子と電子回路の一部と電気的に
接続された導電性パターンが形成されてなる。(6) The card board is mounted with an optical system that collects an optical signal from outside the card board, guides the signal to the light emitting / receiving element, and radiates light from the light receiving / emitting element outside the card board. (7) A protective sheet having a laminated structure that covers at least the light emitting and receiving elements mounted on the card board and the electronic circuit is mounted on the card substrate, and at least one of the light emitting and receiving elements and the electronic circuit is mounted on the circuit component side of the protective sheet. A conductive pattern electrically connected to the portion is formed.
【００１４】（８）カード基板には、少なくともカード
基板に実装された受発光素子と電子回路を覆うラミネー
ト構造の保護シートが装着され、保護シートの回路部品
側には、少なくとも受発光素子と電子回路の一部と電気
的に接続されて受発光素子と電子回路の共通電位を示す
導電性パターンが形成されてなる。(8) A protective sheet having a laminated structure that covers at least the light emitting and receiving elements mounted on the card substrate and the electronic circuit is mounted on the card substrate, and at least the light emitting and receiving elements and the electronic parts are mounted on the circuit component side of the protective sheet. A conductive pattern which is electrically connected to a part of the circuit and indicates a common potential of the light emitting / receiving element and the electronic circuit is formed.
【００１５】（９）少なくとも受発光素子とカード基板
との間隙に樹脂性の充填剤が埋め込まれてなる。(9) A resin filler is embedded at least in a gap between the light emitting / receiving element and the card substrate.
【００１６】（１０）カード基板は一定程度までの屈曲
力に対して復元力を有する合成樹脂材料で構成されてな
る。(10) The card substrate is made of a synthetic resin material having a restoring force to a certain degree of bending force.
【００１７】前記した手段によれば、受発光素子の電子
回路との間で表示情報の授受が行なわれるため、受発光
素子と外部装置との間で光信号の授受を行なうことで、
非接触でも外部装置と情報の授受を行なうことができ
る。さらに受発光素子のうち発光素子を表示画素に対応
づけて配列し、発光素子の波長を可視域とすることでカ
ード基板自体で情報を表示することができる。また受発
光素子の厚さを１０μｍ以下とすることで、カード基板
を、一定程度までの屈曲力に対して復元力を有する合成
樹脂材料で構成することができる。According to the above-described means, since display information is transmitted and received between the electronic circuit of the light emitting and receiving element, an optical signal is transmitted and received between the light emitting and receiving element and the external device.
Information can be exchanged with an external device even without contact. Further, among the light receiving and emitting elements, the light emitting elements are arranged in association with the display pixels, and information can be displayed on the card substrate itself by setting the wavelength of the light emitting element to a visible region. When the thickness of the light emitting / receiving element is 10 μm or less, the card substrate can be made of a synthetic resin material having a restoring force with respect to a bending force up to a certain level.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１９】図１は本発明の一実施形態であるカード型
情報制御装置の表面側から見た斜視図、図２はカード型
制御装置の裏面側から見た斜視図、図３はカード型情報
制御装置の要部断面側面図、図４はカード型情報制御装
置の要部側面拡大断面図、図５はカード型情報制御装置
の要部側面拡大断面図である。FIG. 1 is a perspective view of a card-type information control device according to an embodiment of the present invention as viewed from the front side, FIG. 2 is a perspective view of the card-type control device as viewed from the back side, and FIG. FIG. 4 is an enlarged side view of a main part of the card-type information control device, and FIG. 5 is an enlarged side view of an essential part of the card-type information control device.
【００２０】図１ないし図５において、カード基板１０
は一定程度までの屈曲力に対し復元力を有する合成樹脂
材料、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）
を用いて構成され、長方形形状に形成されている。この
カード基板１０はその厚さがほぼ１ミリ程度に形成さ
れ、光を透過可能な透明基板として構成されており、こ
のカード基板１０には、カード基板１０の折り曲げに対
しても追従できるように薄膜化された各種の部品が実装
されている。例えば、カード基板１０の裏面側には、複
数の発光素子１２と複数の受光素子１４が受発光素子と
してアレイ状に配列されている。発光素子１２と受光素
子１４は１０ミクロンメートル（μｍ）以下に薄膜化さ
れた化合物半導体材料、例えば、砒化バリウム、アルミ
ニウムガリウム砒素、インジウムガリウム砒素、ガリウ
ムインジウム燐あるいはガリウムインジウム砒素燐、窒
化ガリウム等のIII−Ｖ族半導体ないしはこれらを組合
わせたものから構成されている。そして、これら受発光
素子としてはレーザーダイオードあるいは発光ダイオー
ドが用いられている。Referring to FIGS. 1 to 5, a card substrate 10 is shown.
Is a synthetic resin material having a restoring force to a certain degree of bending force, for example, polyethylene terephthalate (PET)
And is formed in a rectangular shape. The card substrate 10 is formed to have a thickness of about 1 mm, and is configured as a transparent substrate through which light can pass. The card substrate 10 can follow the bending of the card substrate 10. Various thinned parts are mounted. For example, a plurality of light emitting elements 12 and a plurality of light receiving elements 14 are arranged in an array on the back side of the card substrate 10 as light receiving and emitting elements. The light emitting element 12 and the light receiving element 14 are made of a compound semiconductor material thinned to 10 μm or less, for example, barium arsenide, aluminum gallium arsenide, indium gallium arsenide, gallium indium phosphide, gallium indium arsenide phosphide, gallium nitride, or the like. It is composed of a III-V group semiconductor or a combination thereof. A laser diode or a light emitting diode is used as these light receiving and emitting elements.
【００２１】発光素子１２と受光素子１４に相対向する
カード基板１０の表面側には光学系として、複数個のレ
ンズ１６、１８、レンズホルダ２０、２２が設けられて
いる。受光素子１４はレンズ１８を介して収光された入
射光２４を電気信号に変換するように構成されており、
発光素子１２は電気信号に応答して、電気信号に応じた
光信号を出射光２６としてレンズ１６を介して放射する
ようになっている。各発光素子１２と受光素子１４はそ
れぞれ配線２８、３０を介して制御駆動回路３２に接続
されており、制御駆動回路３２からの電気信号が発光素
子１２に供給され、受光素子１４から発生する電気信号
が制御駆動回路３２に入力されている。制御駆動回路３
２は配線３４を介して半導体集積回路３６に接続されて
いる。半導体集積回路３６は配線３８を介して記憶回路
４０に接続されているとともに、配線４２を介してコン
デンサ４４に接続され、配線４６を介してインダクタ４
８に接続されている。制御駆動回路３２、半導体集積回
路３６、記憶回路４０、コンデンサ４４、インダクタ４
８は、発光素子１２、受光素子１４と表示情報の授受を
行なうための電子回路として構成され、カード基板１０
の裏面側に固定されている。また配線２８、３０、３
４、３８、４２、４６は導電性パターンとしてカード基
板１０の裏面側に形成されている。そして発光素子１
２、受光素子１４、制御駆動回路３２、半導体集積回路
３６等の一部には表面電極５０が形成されており、各表
面電極５０と導電性パターンとがフリップチップボンデ
ィング法によって半田バンプ５２を介して溶着されてい
る。すなわち受発光素子と電子回路はそれぞれ表面電極
５０を介して配線と電気的に接続されている。A plurality of lenses 16, 18 and lens holders 20, 22 are provided as an optical system on the front side of the card substrate 10 facing the light emitting element 12 and the light receiving element 14. The light receiving element 14 is configured to convert the incident light 24 collected through the lens 18 into an electric signal,
In response to the electric signal, the light emitting element 12 emits an optical signal corresponding to the electric signal as emission light 26 through the lens 16. Each light emitting element 12 and light receiving element 14 are connected to a control drive circuit 32 via wirings 28 and 30, respectively. An electric signal from the control drive circuit 32 is supplied to the light emitting element 12, and the electric signal generated from the light receiving element 14 is generated. The signal is input to the control drive circuit 32. Control drive circuit 3
2 is connected to a semiconductor integrated circuit 36 via a wiring 34. The semiconductor integrated circuit 36 is connected to a storage circuit 40 via a wiring 38, is connected to a capacitor 44 via a wiring 42, and is connected to the inductor 4 via a wiring 46.
8 is connected. Control drive circuit 32, semiconductor integrated circuit 36, storage circuit 40, capacitor 44, inductor 4
Reference numeral 8 denotes an electronic circuit for transmitting and receiving display information to and from the light-emitting element 12 and the light-receiving element 14.
Is fixed to the back side. Wirings 28, 30, 3
4, 38, 42, and 46 are formed on the back side of the card substrate 10 as conductive patterns. And light emitting element 1
2, a surface electrode 50 is formed on a part of the light receiving element 14, the control drive circuit 32, the semiconductor integrated circuit 36, and the like, and each surface electrode 50 and the conductive pattern are interposed via the solder bump 52 by the flip chip bonding method. Is welded. That is, the light emitting / receiving element and the electronic circuit are each electrically connected to the wiring via the surface electrode 50.
【００２２】また、カード基板１０の裏面側に固定され
た受発光素子及び電子回路部品はラミネート構造の保護
シート５４によって覆われている。この保護シート５４
は受発光素子及び電子回路部品の保護・固定のために用
いられており、この保護シート５４の一部には導電性パ
ターンが形成されている。この導電性パターンは発光素
子１２、受光素子１４の裏面電極５６と接続され、この
導電性パターンを介して発光素子１２、受光素子１４が
それぞれ制御駆動回路３２に接続されている。すなわち
発光素子１２、受光素子１４は、表面電極５０、配線２
８、３０を介して制御駆動回路３２に接続されていると
ともに、保護シート５４に形成された導電性パターン、
裏面電極５６を介して制御駆動回路３２に接続されてい
る。このため、発光素子１２、受光素子１４の数が多く
ても、２系統の配線を利用することで複雑な結線が可能
となる。また保護シート５４にはラミネート構造で非導
電性の保護シート５８が装着されており、受発光素子及
び電子回路部品が保護シート５４、５８によって覆われ
ている。The light emitting and receiving elements and electronic circuit components fixed on the back side of the card substrate 10 are covered with a protective sheet 54 having a laminated structure. This protective sheet 54
Are used for protecting and fixing the light emitting and receiving elements and electronic circuit components, and a conductive pattern is formed on a part of the protection sheet 54. The conductive pattern is connected to the back electrode 56 of the light emitting element 12 and the light receiving element 14, and the light emitting element 12 and the light receiving element 14 are connected to the control drive circuit 32 via the conductive pattern. That is, the light emitting element 12 and the light receiving element 14 are formed by
A conductive pattern formed on the protection sheet 54 while being connected to the control drive circuit 32 via
It is connected to the control drive circuit 32 via the back electrode 56. Therefore, even when the number of the light emitting elements 12 and the number of the light receiving elements 14 are large, a complicated connection can be made by using the two systems of wirings. A nonconductive protective sheet 58 having a laminated structure is mounted on the protective sheet 54, and the light emitting and receiving elements and electronic circuit components are covered with the protective sheets 54 and 58.
【００２３】上記構成によるカード基板１０を、受光素
子１４が外部装置の光信号送信部に向くように配置し、
外部装置からの入射光２４を受光素子１４が受けると、
入射光１４に応じた電気信号が受光素子１４から半導体
集積回路３６に出力される。半導体集積回路３６は入射
光２４に基づいた電気信号と記憶回路４０のデータを基
に各種の論理演算等を実行し、表示情報などを生成す
る。半導体集積回路３６の演算処理によって表示情報が
生成されると、この表示情報に従った電気信号が制御駆
動回路３２を介して指定の発光素子１２に供給され、指
定の発光素子１２から出射光２６が放射される。The card substrate 10 having the above configuration is arranged so that the light receiving element 14 faces the optical signal transmitting section of the external device.
When the light receiving element 14 receives the incident light 24 from the external device,
An electric signal corresponding to the incident light 14 is output from the light receiving element 14 to the semiconductor integrated circuit 36. The semiconductor integrated circuit 36 performs various logical operations and the like based on the electric signal based on the incident light 24 and the data of the storage circuit 40 to generate display information and the like. When the display information is generated by the arithmetic processing of the semiconductor integrated circuit 36, an electric signal according to the display information is supplied to the designated light emitting element 12 via the control drive circuit 32, and the emitted light 26 Is emitted.
【００２４】このように、本実施形態によれば、出射光
２６が外部装置２６の受光部に放射されることで、外部
装置と光信号を伝送媒体とした情報の授受を行なうこと
ができる。さらに発光素子１２をそれぞれ一表示画素と
して配列することで、カード基板１０自身で情報を表示
することができる。さらにカード基板１０は受光素子や
電子回路部品が１０ミクロン以下の厚さで構成され、折
り曲げに対して復元力を有する柔軟な材料としてポリエ
チレンテレフタレートを用いて構成されているため、折
り曲げに対しても対応することができる。As described above, according to the present embodiment, the outgoing light 26 is radiated to the light receiving portion of the external device 26, so that information can be exchanged with the external device using the optical signal as a transmission medium. Further, by arranging the light emitting elements 12 as one display pixel, information can be displayed on the card substrate 10 itself. Further, the card substrate 10 has a light receiving element and an electronic circuit component with a thickness of 10 μm or less, and is made of polyethylene terephthalate as a flexible material having a restoring force against bending. Can respond.
【００２５】また、本実施形態においては、発光素子１
２として、単一の光源から構成されるもの、あるいは複
数の光源が同一基板上に形成されたもの、さらには単一
の光源が複数個組合わされたものを用いることができ
る。またカード基板１０としては、少なくとも出射光２
６の経路となる部位の材料として出射光２６の波長に対
して透明になるような材料で構成することが望ましい。In the present embodiment, the light emitting element 1
As 2, a light source composed of a single light source, a light source in which a plurality of light sources are formed on the same substrate, or a light source in which a plurality of single light sources are combined can be used. In addition, at least the outgoing light 2
It is desirable that the material of the portion serving as the path 6 be made of a material that is transparent to the wavelength of the emitted light 26.
【００２６】また、保護シート５４に導電性パターンを
形成する場合、半導体集積回路３６の複数の素子に渡っ
て共通電位となるように、複数の素子全体を共通で覆う
ように導電性パターンを形成すれば、導電性パターンを
接地電位として用いることができる。導電性パターンを
接地電位として用いると、基板の電位を各半導体チップ
（半導体集積回路３６のチップ）の広い面積に渡って固
定することができ、寄生サイリスタ効果、いわゆるラッ
チアップによって素子が動作できなくなるのを防止する
ことができるとともに、外部からのノイズによって素子
が誤動作するのを防止することができる。When a conductive pattern is formed on the protective sheet 54, the conductive pattern is formed so as to have a common potential over a plurality of elements of the semiconductor integrated circuit 36 and to cover the entire plurality of elements in common. Then, the conductive pattern can be used as the ground potential. When the conductive pattern is used as the ground potential, the potential of the substrate can be fixed over a wide area of each semiconductor chip (chip of the semiconductor integrated circuit 36), and the element cannot operate due to the parasitic thyristor effect, so-called latch-up. Can be prevented, and malfunction of the element due to external noise can be prevented.
【００２７】また、図６に示すように、非導電性の保護
シート５８のみを用いて各部品を覆うようにすることも
できる。すなわち、保護シート５４の導電性パターンを
共通の電位にすると障害が生じるときには、非導電性の
保護シート５８のみを用いて各種部品を覆う構造とする
ことができる。この場合には、発光素子１２、受光素子
１４については配線２８、３０を利用して電気的な結線
を行なうことになる。Further, as shown in FIG. 6, each component can be covered by using only the non-conductive protective sheet 58. That is, when a failure occurs when the conductive pattern of the protection sheet 54 is set to a common potential, a structure in which various components are covered by using only the non-conductive protection sheet 58 can be employed. In this case, the light emitting element 12 and the light receiving element 14 are electrically connected using the wirings 28 and 30.
【００２８】また、図７に示すように、発光素子１２、
受光素子１４を用いる代わりに、受光素子と発光素子の
機能を備えた受発光素子６０を用いることもできる。こ
の受発光素子６０は、基本的には発光素子１２とほぼ同
じ構造であり、III−Ｖ族化合物半導体を材料とし、カ
ード基板１０の変形に追従できるように薄膜した状態で
カード基板１０に実装される。受発光素子６０を用いる
と、発光と受光を同時に行なうことはできないが、単一
の受発光素子６０が発光と受光の二つの機能を備えるこ
とで部品点数が少なくなり、製造コストを低減すること
ができる。Further, as shown in FIG.
Instead of using the light receiving element 14, a light receiving / emitting element 60 having the functions of a light receiving element and a light emitting element can be used. The light emitting and receiving element 60 has basically the same structure as the light emitting element 12, is made of a III-V compound semiconductor, and is mounted on the card substrate 10 in a thin state so as to follow the deformation of the card substrate 10. Is done. When the light emitting / receiving element 60 is used, light emission and light reception cannot be performed at the same time. However, since the single light emitting / receiving element 60 has two functions of light emission and light reception, the number of parts is reduced, and the manufacturing cost is reduced. Can be.
【００２９】図８はカード基板１０に電源を搭載したと
きの実施形態を示す。FIG. 8 shows an embodiment in which a power supply is mounted on the card substrate 10.
【００３０】本実施形態においては、カード基板１０上
に実装された発光素子１２、受光素子１４、半導体集積
回路３６等に電力を供給するために、カード基板１０の
裏面側に太陽電池６０が実装されている。太陽電池６０
は、発光素子１２等と同様にフリップチップボンディン
グ法によってカード基板１０の裏面側に電気的及び機械
的に結合されている。この太陽電池６０は入射光６２を
受けて入射光に応じた電力を発生する光電変換素子から
構成されている。この光電変換素子の材料としては、薄
膜の状態でも高い光電変換効率が得られるような材料が
用いて構成されている。この材料としては、例えば、非
晶質シリコン、ＣｕＩｎＥｅ2に代表されるようなカル
コパイオライト系の材料あるいはIII−Ｖ族系の化合物
半導体材料を用いることができる。特に、III−Ｖ族系
化合物半導体は高い光電変換効率が実現できるため、カ
ード１０上の限られた面積の中でも大きな電力を得るこ
とができる。そして太陽電池６０から発生した電力は、
保護シート５４の導電性パターンを介して半導体集積回
路３６、制御駆動回路３２、発光素子１２、受光素子１
４等に供給されている。In the present embodiment, a solar cell 60 is mounted on the back side of the card substrate 10 in order to supply power to the light emitting element 12, the light receiving element 14, the semiconductor integrated circuit 36 and the like mounted on the card substrate 10. Have been. Solar cell 60
Are electrically and mechanically coupled to the back surface of the card substrate 10 by a flip chip bonding method in the same manner as the light emitting element 12 and the like. The solar cell 60 is constituted by a photoelectric conversion element that receives incident light 62 and generates electric power according to the incident light. As a material of the photoelectric conversion element, a material that can obtain high photoelectric conversion efficiency even in a thin film state is used. As this material, for example, it can be used an amorphous silicon, a compound semiconductor material of the material or a group III-V of the chalcopyrite pioneer light system as typified CuInEe 2. In particular, since a group III-V compound semiconductor can realize high photoelectric conversion efficiency, a large electric power can be obtained even in a limited area on the card 10. And the electric power generated from the solar cell 60 is
The semiconductor integrated circuit 36, the control drive circuit 32, the light emitting element 12, and the light receiving element 1 via the conductive pattern of the protection sheet 54.
4 and so on.
【００３１】またカード基板１０に光学系を実装するに
際しては、図９に示すように、レンズ１６をカード基板
１０と一体に成形することができる。この場合、出射光
２６の拡散を抑えて外部装置に向けて高い効率で光を送
ることができるとともに、光学系のコストを低減するこ
とができる。光学系に複雑な構造あるいは基板１０と異
なる材料系が要求されるときには、光学系を別に作成し
てカード基板１０に接着することも可能である。また、
樹脂から構成されたカード基板１０においてイオンの導
入あるいは局所的な熱処理によって部分的に基板材料の
屈折率を調整することにより、基板１０に光学系を成形
することもできる。When the optical system is mounted on the card substrate 10, the lens 16 can be formed integrally with the card substrate 10, as shown in FIG. In this case, the diffusion of the outgoing light 26 can be suppressed, the light can be sent to the external device with high efficiency, and the cost of the optical system can be reduced. When a complicated structure or a material system different from that of the substrate 10 is required for the optical system, the optical system can be separately formed and bonded to the card substrate 10. Also,
An optical system can also be formed on the substrate 10 by partially adjusting the refractive index of the substrate material by ion introduction or local heat treatment in the card substrate 10 made of resin.
【００３２】また図１０に示すように、発光素子１２と
カード基板１０との間に形成された間隙に充填剤６４を
埋め込む構造を採用することができる。この場合、充填
剤６４として、屈折率がガラスと同程度以上の材料を用
いることで、出射光２６の伝送損失を減少させることが
できる。Further, as shown in FIG. 10, a structure in which a filler 64 is embedded in a gap formed between the light emitting element 12 and the card substrate 10 can be adopted. In this case, the transmission loss of the emitted light 26 can be reduced by using a material having a refractive index equal to or higher than that of glass as the filler 64.
【００３３】次に、カード型情報製造装置の製造工程の
一例を図１１及び図１２にしたがって説明する。なお、
ここでは、III−Ｖ族化合物半導体からなる発光ダイオ
ードを作成して薄膜化し、これをカード基板１０に搭載
する手順について説明する。Next, an example of a manufacturing process of the card type information manufacturing apparatus will be described with reference to FIGS. In addition,
Here, a procedure for producing a light emitting diode made of a group III-V compound semiconductor, making it thinner, and mounting it on the card substrate 10 will be described.
【００３４】まず、成長工程として、ｎ型ＧａＡｓ基板
８０上に分子線エピタキシー法により発光ダイオード
（ＬＥＤ）を構成するエッチストップ層８２と発光素子
層８４を形成する。発光素子層８４は最初にバッファと
して、不純物のＳｉを加えて厚さ０．５ミクロンメート
ルのｎ型ＧａＡｓ層、以下続いて、裏面側障壁層とし
て、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓを０．１ミクロンメートル、厚
さ５ミクロンメートルの活性層となるｎ型ＧａＡｓ層及
び厚さ０．５ミクロンメートルのＢｅをドープしたｐ型
ＧａＡｓ層、表面側障壁層となる厚さ０．０５ミクロン
メートルのＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓとなる。そして最後にコ
ンタク層となる厚さ０.３ミクロンメートルの高濃度に
ＢｅをドープしたＧａＡｓ層からなる。エッチストップ
層８２は、厚さ０.２ミクロンメートルのＡｌ0.6Ｇａ0.
4Ａｓを発光素子層８４の前に成長する。First, as a growth step, an etch stop layer 82 and a light emitting element layer 84 constituting a light emitting diode (LED) are formed on an n-type GaAs substrate 80 by a molecular beam epitaxy method. The light-emitting element layer 84 is first formed as a buffer by adding impurity Si as an n-type GaAs layer having a thickness of 0.5 μm, and subsequently, as a backside barrier layer, Al 0.3 Ga 0.7 As is formed of 0.1 μm. An n-type GaAs layer serving as an active layer having a thickness of 5 μm, a p-type GaAs layer doped with Be having a thickness of 0.5 μm, and an Al0.3Ga0 layer having a thickness of 0.05 μm serving as a surface-side barrier layer. .7As. Finally, a GaAs layer doped with Be at a high concentration of 0.3 μm thick and serving as a contact layer is formed. The etch stop layer 82 is 0.2 μm thick Al 0.6 Ga 0.
4 As is grown before the light emitting element layer 84.
【００３５】次に、加工工程として、フォトリソグラフ
ィ技術によりフォトレジストをパターンニングし、Ａｕ
−Ｚｎ系合金を蒸着してからリフトオフ法により発光素
子層８４に表面電極５０を形成し、このあと燐酸溶液か
らなるエッチング液を用いて素子分離を行なって発光素
子１２を形成する。Next, as a processing step, a photoresist is patterned by a photolithography technique,
A surface electrode 50 is formed on the light emitting element layer 84 by a lift-off method after vapor deposition of a Zn-based alloy, and then element separation is performed using an etching solution containing a phosphoric acid solution to form the light emitting element 12.
【００３６】次に、裏面電極形成工程として、発光素子
１２の表面に支持基板８８を貼り付け、支持基板８８の
表面側を保護してから、ヨウ化カリウム（ＫＩ）溶液に
よりＧａＡｓ基板８０をエッチングで除去する。次に、
エッチストップ層８２をエッチングにより除去した後Ａ
ｕ−Ｇｅ系合金を蒸着して裏面電極５６を形成する。Next, as a back electrode forming step, a support substrate 88 is attached to the surface of the light emitting element 12 to protect the surface side of the support substrate 88, and then the GaAs substrate 80 is etched with a potassium iodide (KI) solution. To remove. next,
After removing the etch stop layer 82 by etching, A
A back electrode 56 is formed by depositing a u-Ge alloy.
【００３７】次に支持基板への転写工程として、支持基
板８６とは異なる支持基板８８を、薄膜化した発光ダイ
オードの裏面側に貼付たあと、表面側の支持基板８６を
除去する。このあとカード基板貼付工程として、カード
基板１０の裏面側に薄膜化した発光ダイオード（発光素
子）１２を貼付る。このあとラミネート処理工程とし
て、発光素子１２から支持基板８８を取り除いて発光素
子１２とカード基板１０との間隙に充填剤６４を埋め込
む。このあと発光素子１２の周囲を導電性保護シート５
４と非導電性保護シート５８によって覆う。以上の処理
によりカード基板１０上に発光素子１２としての発光ダ
イオードを実装することができる。Next, as a step of transferring to the support substrate, a support substrate 88 different from the support substrate 86 is attached to the back surface of the thinned light emitting diode, and then the support substrate 86 on the front surface is removed. Thereafter, as a card substrate attaching step, a thinned light emitting diode (light emitting element) 12 is attached to the back side of the card substrate 10. Then, as a lamination process, the support substrate 88 is removed from the light emitting element 12 and the filler 64 is embedded in the gap between the light emitting element 12 and the card substrate 10. Thereafter, the periphery of the light emitting element 12 is covered with the conductive protection sheet 5.
4 and a non-conductive protective sheet 58. Through the above processing, the light emitting diode as the light emitting element 12 can be mounted on the card substrate 10.
【００３８】上記の実装工程は、受光素子１４にも適用
することができ、受光素子の成長方としては、液相エピ
タキシー（ＬＰＥ）、有機金属化学的気相成長法等を用
いることができる。また受光素子としては、発光ダイオ
ードのほか、レーザーダイオードにも適用することがで
きる。レーザーダイオードを用いるに際しては、端面発
光型のものを用いることもできるが、面発光型のレーザ
ーダイオードを用いれば、素子からの光が成長面と垂直
方向に出射されるため、上記実装工程をレーザーダイオ
ードにも適用することができる。The above mounting step can be applied to the light receiving element 14, and the light receiving element can be grown by liquid phase epitaxy (LPE), metal organic chemical vapor deposition, or the like. The light receiving element can be applied to a laser diode in addition to a light emitting diode. When using a laser diode, an edge-emitting laser diode can be used.However, if a surface-emitting laser diode is used, light from the element is emitted in a direction perpendicular to the growth surface. It can also be applied to diodes.
【００３９】加工工程で発光素子１２を１０ミクロン以
下に薄膜化するに際しては、エピタキシャルリフトオフ
（ＥＬＯ）法を用いることができる。このエピタキシャ
ルリフトオフ法を用いた場合、成長工程において、エッ
チストップ層８２に替えて選択エッチ層を成長する。そ
してこの選択エッチ層としては、例えば厚さ１０ｍｍの
ＡｌＡｓ層を用いることができる。また加工工程では、
基板エッチング除去の代わりに選択エッチングを行な
う。この選択エッチングにはフッ酸溶液を使用し、選択
エッチ層であるＡｌＡｓ層だけを選択的にエッチング
し、薄膜素子部を基板から剥離する。このＥＬＯ法を用
いれば、素子を剥離した後には基板が残るため、基板を
再利用することができ、製造コストの低減に寄与するこ
とができる。When the thickness of the light emitting element 12 is reduced to 10 μm or less in the processing step, an epitaxial lift-off (ELO) method can be used. When this epitaxial lift-off method is used, a selective etch layer is grown instead of the etch stop layer 82 in the growth step. As this selective etch layer, for example, an AlAs layer having a thickness of 10 mm can be used. In the processing process,
Selective etching is performed instead of substrate etching removal. For this selective etching, a hydrofluoric acid solution is used to selectively etch only the AlAs layer which is a selective etching layer, and the thin film element portion is peeled off from the substrate. When the ELO method is used, the substrate remains after the element is peeled off, so that the substrate can be reused, which can contribute to a reduction in manufacturing cost.
【００４０】[0040]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
カード基板上に受発光素子と電子回路とを搭載するよう
にしたため、非接触で外部装置と情報の授受を行なうこ
とができるとともに、カード基板上に情報を表示させる
ことができる。As described above, according to the present invention,
Since the light emitting / receiving element and the electronic circuit are mounted on the card substrate, information can be transmitted / received to / from an external device without contact, and information can be displayed on the card substrate.
【図１】本発明の一実施形態を示すカード型情報制御装
置の表面側から見た斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a card-type information control device according to an embodiment of the present invention, as viewed from the front side.
【図２】カード型情報制御装置の裏面側から見た斜視図
である。FIG. 2 is a perspective view of the card-type information control device as viewed from the back side.
【図３】カード型情報制御装置の要部側面断面図であ
る。FIG. 3 is a side sectional view of a main part of the card type information control device.
【図４】カード型情報制御装置の要部拡大側面断面図で
ある。FIG. 4 is an enlarged side sectional view of a main part of the card-type information control device.
【図５】カード基板のラミネート構造を説明するための
要部拡大側面断面図である。FIG. 5 is an enlarged side sectional view of a main part for describing a laminated structure of a card substrate.
【図６】カード基板の他のラミネート構造を説明するた
めの要部拡大側面断面図でる。FIG. 6 is an enlarged side sectional view of a main part for explaining another laminated structure of the card substrate.
【図７】本発明の他の実施形態を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing another embodiment of the present invention.
【図８】カード基板に太陽電池を設けたときの構成を示
す要部側面断面図である。FIG. 8 is a side sectional view of a main part showing a configuration when a solar cell is provided on a card substrate.
【図９】基板に光学系が一体化されたときの構成を示す
要部側面断面図である。FIG. 9 is a side sectional view of a main part showing a configuration when an optical system is integrated with a substrate.
【図１０】カード基板と保護シートの間に充填剤が埋め
込まれたときの構造を示す要部側面断面図である。FIG. 10 is a side sectional view of a main part showing a structure when a filler is embedded between a card substrate and a protective sheet.
【図１１】発光素子の製造工程及び実装工程を説明する
ための断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing step and a mounting step of the light emitting element.
【図１２】発光素子の製造工程及び実装工程を説明する
ための斜視図である。FIG. 12 is a perspective view for explaining a manufacturing process and a mounting process of the light emitting element.
１０ カード基板 １２ 発光素子 １４ 受光素子 １６、１８ レンズ ３２ 制御駆動回路 ３６ 半導体集積回路 ４０ 記憶回路 ４４ コンデンサ ４８ インダクタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Card board 12 Light emitting element 14 Light receiving element 16, 18 Lens 32 Control drive circuit 36 Semiconductor integrated circuit 40 Storage circuit 44 Capacitor 48 Inductor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ１１Ｃ 5/00 Ｇ１１Ｃ 5/00 ３０１Ａ ３０１ Ｇ０６Ｋ 19/00 Ｊ Ｈ (72)発明者 綿引 誠次 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 北谷 健 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical display location G11C 5/00 G11C 5/00 301A 301 G06K 19/00 JH (72) Inventor Seiji Watanabe Tokyo 1-280 Higashi-Koigakubo, Tokyo Kokubunji-shi, Hitachi, Ltd.Central Research Laboratory (72) Inventor Ken Kenya 1-280 Higashi-Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo, Hitachi, Ltd.
Claims (11)
気信号を光信号に変換する受発光素子と、半導体集積回
路素子、コンデンサ、およびインダクタを主要素として
受発光素子からの電気信号に基づいて受発光素子と少な
くとも表示情報の授受を行う電子回路とを備え、受発光
素子と電子回路をカード基板上に実装してなるカード型
情報制御装置。1. A light emitting / receiving element that converts incident light into an electric signal and converts an electric signal into an optical signal, and based on an electric signal from the light emitting / receiving element with a semiconductor integrated circuit element, a capacitor, and an inductor as main elements. A card-type information control device comprising a light emitting / receiving element and an electronic circuit for transmitting and receiving at least display information, wherein the light emitting / receiving element and the electronic circuit are mounted on a card substrate.
光素子を含み、発光素子が表示画素として複数個配置さ
れ、電子回路は、受光素子の受光に基づいた表示情報を
生成しこの表示情報に従って各発光素子の発光を制御し
てなる請求項１記載のカード型情報制御装置。2. The light receiving and emitting element includes at least a light emitting element and a light receiving element, a plurality of light emitting elements are arranged as display pixels, and an electronic circuit generates display information based on light reception of the light receiving element and according to the display information. The card-type information control device according to claim 1, wherein light emission of each light-emitting element is controlled.
され、且つその厚さが１０μｍ以下である請求項１また
は２記載のカード型情報制御装置。3. The card type information control device according to claim 1, wherein the light receiving / emitting element is made of a compound semiconductor material and has a thickness of 10 μm or less.
で構成され、受発光素子と電子回路が透明基板の一方の
面に実装されてなる請求項１、２または３記載のカード
型情報制御装置。4. The card type information control according to claim 1, wherein the card substrate is formed of a transparent substrate that transmits an optical signal, and the light emitting / receiving element and the electronic circuit are mounted on one surface of the transparent substrate. apparatus.
号を電力に変換する光電変換素子が実装され、光電変換
素子から発生する電力が受発光素子と電子回路に供給さ
れてなる請求項１、２、３または４記載のカード型情報
制御装置。5. A card substrate, wherein a photoelectric conversion element for converting an optical signal from outside of the card substrate into electric power is mounted, and electric power generated from the photoelectric conversion element is supplied to a light receiving / emitting element and an electronic circuit. The card-type information control device according to 2, 3, or 4.
成され、且つその厚さが１０μｍ以下である請求項５記
載のカード型情報制御装置。6. The card-type information control device according to claim 5, wherein the photoelectric conversion element is made of a compound semiconductor material and has a thickness of 10 μm or less.
号を収光して受発光素子に導くとともに受発光素子から
の光をカード基板外に放射する光学系が実装されてなる
請求項１、２、３、４、５または６記載のカード型情報
制御装置。7. An optical system for collecting an optical signal from the outside of the card substrate to guide the light signal to the light receiving / emitting element and radiating the light from the light receiving / emitting element to the outside of the card substrate is mounted on the card substrate. The card-type information control device according to 2, 3, 4, 5, or 6.
に実装された受発光素子と電子回路を覆うラミネート構
造の保護シートが装着され、保護シートの回路部品側に
は、少なくとも受発光素子と電子回路の一部と電気的に
接続された導電性パターンが形成されてなる請求項１乃
至７のうちいずれか１項に記載のカード型情報制御装
置。8. A protective sheet having a laminated structure for covering at least a light emitting / receiving element mounted on the card board and an electronic circuit is mounted on the card substrate, and at least a light emitting / receiving element and an electronic circuit are provided on a circuit component side of the protective sheet. The card type information control device according to any one of claims 1 to 7, wherein a conductive pattern electrically connected to a part of the card is formed.
に実装された受発光素子と電子回路を覆うラミネート構
造の保護シートが装着され、保護シートの回路部品側に
は、少なくとも受発光素子と電子回路の一部と電気的に
接続されて受発光素子と電子回路の共通電位を示す導電
性パターンが形成されてなる請求項１乃至７のうちいず
れか１項に記載のカード型情報制御装置。9. A laminated protective sheet covering at least the light emitting and receiving element mounted on the card substrate and the electronic circuit is mounted on the card substrate, and at least the light emitting and receiving element and the electronic circuit are mounted on the circuit component side of the protective sheet. The card-type information control device according to any one of claims 1 to 7, wherein a conductive pattern which is electrically connected to a part of the light emitting element and indicates a common potential of the light emitting / receiving element and the electronic circuit is formed.
の間隙に樹脂性の充填剤が埋め込まれてなる請求項１乃
至９のうちいずれか１項に記載のカード型情報制御装
置。10. The card type information control device according to claim 1, wherein a resin filler is embedded at least in a gap between the light emitting / receiving element and the card substrate.
対して復元力を有する合成樹脂材料で構成されてなる請
求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載のカード型情
報制御装置。11. The card-type information control device according to claim 1, wherein the card substrate is made of a synthetic resin material having a restoring force with respect to a certain bending force.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8222438A JPH1063807A (en) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | Card type information controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8222438A JPH1063807A (en) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | Card type information controller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1063807A true JPH1063807A (en) | 1998-03-06 |
Family
ID=16782408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8222438A Pending JPH1063807A (en) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | Card type information controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
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