KR970000278B1 - 카드형 메모리 장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

카드형 메모리 장치
제1(a)도는 본 발명에 따른 카드의 평면도.
제1(b)도는 본 발명에 따른 카드의 단면도.
제1(c)도는 제1(b)도에 도시된 구조의 변형을 도시한 도면.
제2도는 액정 소자에 의해 취해지는 상태를 도시한 도면.
제3도는 본 발명의 카드 시스템을 도시한 도면.
제4도는 본 발명의 카드의 저장 영역의 전송된 빛의 특성을 도시한 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
4,10 : 기판 5,9 : 전극
23 : 돌출부
본 발명은 예를 들면 보안 유지를 위한 ID 카드와 같은 은행 CD(cash dispense
r)카드와 기차표 예매용 카드 등으로 사용될 수 있으며 카드 자체에 데이타 저장 능력이 있는 카드에 관한 것이다.
통상적으로, 은행 CD 카드, 기차표 예매용 카드 등으로 사용되는 카드는 종이 또는 플라스틱 판에 자기테이프를 적용하여 구성된다. 이 자기 테이프 부분은 계좌번호, 현금잔고 등을 저장할 수 있다. 그러나, 상기 자기테이프의 저장 용량이 매우 적으므로 단지 몇줄의 숫자나 기호만을 저장할 수 있을 뿐이다.
더우기, 이 테이프상에 저장된 내용은 본인 의사에 따라 재기록될 수 없다.
상기 문제를 해결하기 위하여, 전기적으로 재기록가능한 ROM(EEPROM)에 저장하는 집적 회로를 가진 카드가 소위 IC 카드이다.
특히, 상기 IC 카드는 저장 용량의 증가를 위해 개발되었으며, 재기록을 위해 큰 메모리 용량을 제공하는 집적 회로를 사용하도록 고려됐다. 그러나, 이러한 카드안에서 가능한 전체 메모리뿐만 아니라 카드 소지자가 알고자 하는 가장 작은 데이타 량에 대해서조차 주컴퓨터에 접속된 터미널 설비의 사용이 필요하며, 상기 데이타는 그 내용을 판독하도록 상기 터미날 설비의 표시 장치에 우선적으로 표시되어야만 한다.
이 때문에, 저장된 데이타 내용이 카드 자체에 나타날 수 있도록 표시할 수 있는 카드가 필요하게 되었다.
또한, 상기 표시를 실행하는 부분과 상기 데이타를 저장하는 부분이 동일 카드상에 형성되는 것이 필요하게 된다.
이러한 표시를 실행하기 위하여 액정 표시가 그것의 표시 능력 및 저 전력 소모성 등으로 인해 가장 일반적으로 사용된다.
반면에, EEPROM(전기적으로 소거가능한 프로그래밍가능 ROM)이 그것의 큰 저장 용량 등으로 인해 데이타를 저장하는 부분으로써 일반적으로 사용된다.
그러나, 동일 카드상에 이들을 형성하는 것은 제조공정수를 증가시키므로써 카드 구조를 복잡하게 하며, 기타 많은 기술적 문제가 발생되게 한다.
본 발명의 발명자는 일본 특허원 소 60-130190에서 강유전성 액정을 사용하는 광학 디스크 장치를 발명했다. 이것은 강유전성 액정을 사용하는 저장 장치(메모리)이다. 저장된 데이타의 판독, 재기입, 소거가 동일한 방법으로 행해진다.
강유전성 액정을 사용하는 광학 디스크 메모리가 실용화될때, 여러 해결해야 할 문제가 존재하게 된다.
그 문제는, 다음과 같다.
1. 상기 디스크 사이에서, 분자가 정확히 정렬해야 하고, 최소한 하나의 비트에 대응하는 영역안에 모노도메인(monodomain)이 형성되어야 한다.
2. 저장 영역이 상기 디스크상에 설정되어야만 한다. 특히, 인접한 개별 저장 영역이 적절하게 분리되어야 하고, 어떠한 오 접근(erroneous access)도 검출되어야 한다.
본 발명의 목적은 위와 같은 통상적인 장치의 문제점을 고려하여, 소거가능한 비휘발성 카드(IC 카드)를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 간단한 제조 공정으로 상기 표시 영역과 메모리 영역이 강한 유전 특성을 지닌 동일한 액정으로 형성된 IC 카드를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 상기 문제가 개선되고 간단한 구조를 가진 IC 카드를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 액정에서의 방향 결함(orientation defects)의 제거 및 카드 저장 영역의 트래킹이 용이하게 처리될 수 있는 IC 카드를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 양상에 따라, 이는 한쌍의 기판과, 이 기판상에 다수의 전극과, 이 전극상의 액정 방향 부분, 및 상기 한쌍의 기판 사이에 채워진 강한 유전 특성을 가진 액정 물질을 구비하며, 표시 기능 및 데이타 저장 능력을 가진 카드를 제공하므로써 본 발명에서 이루어지며, 상기 강한 유전 특성을 가진 액정 물질은 그림, 문자 및 기호를 포함하는 형태를 디스플레이하기 위한 그림, 문자 및 기호를 포함하는 형태와 행렬 구조중 하나를 취하는 액정 표시 영역과, 상기 액정 물질에 대하여 전기, 열 및 빛 에너지를 포함하는 외부 에너지를 인가하므로써 하나의 신호로서 외부 데이타를 기입(write-in), 삭제, 및 재기록하는 데이타 저장 영역을 제공하는데 사용된다.
본 발명의 카드의 한 특징으로는, 한쌍의 기판내에서 저장 영역이 비트 피치 간격으로 분할되게 하는 돌출부를 들 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원 명세서를 보다 상세히 설명한다.
제1(a)도에 대해 언급하면, 표시 기능과 데이타 저장능력을 가진 카드가 도시되어 있다. 제1(b)도는 방향 A-A'에서 본 단면도이다. 제3도는 본 발명의 카드에 의해 사용되는 시스템이다.
제2도에 도시된 바와 같이, 표시 기능과 데이타 저장 능력을 가진 카드의 저장 방법에 있어서, 각 θ인 방향기(director)를 가진 액정 분자(12)는 층 법선(layer normal)에 대하여 제1경사 상태에 있으며, 외부전기, 열, 또는 빛 에너지가 상기 액정 분자(12)에 입사될때, 상기 액정 분자는 층 법선에 대하여 -θ각도인 제2상태로 변화된다.
이때에, 상기 두 상태의 차는 외부 검출 수단을 사용하여 상기 제1 및 제2상태 사이에서의 차에 따라 검출되는 광학적으로 발생된 변화로부터 결정된다.
특히, 상기 데이타는 0으로 표시되는 제1상태와 1로 표시되는 제2상태를 가진 신호로서 메모리에 기록된다.
상기 액정 분자가 상기 제1 및 제2상태를 취하도록 만들어지는 방법에 제1(B)도에 도시된 이 카드의 메모리 영역 부분 단면도에 의해 설명된다.
상기 분자의 방향이 한쌍의 기판 사이에서 액정 층의 두께에 걸쳐서 동일한 방향을 향한다는 사실을 다음 방법으로 확신할 수 있다. 일반적으로 SSFLC로 지칭되는 이 방법에 있어서, 상기 상태들은 강유전성 액정(7)의 나선형 피치보다 한쌍의 상부 및 하부 기판(4 및 10) 사이에서 충분히 짧은 공간을 제공하므로써 얻어진다. 이 방법에서, 상기 기판의 접촉면으로부터 부과된 힘에 의해, 상기 액정 분자는 두개의 상태를 취한다.
상기 상태의 안정도는 상기 한쌍의 상부 및 하부 액정 방향 막(6 및 8)에 사용되는 강유전성 막을 제공할 때 생성되는 극성의 차이를 이용하여 시험되며, 그에 따라 액정 분자의 방향이 결정된다.
더우기, 상기 액정 방향막(6 및 8)이 유전체막과 금속막으로부터 적충되며, 상기 금속막에 전기적 부하를 저장하므로써 발생되는 전기장이 상기 제1 및 제2상태를 발생시키도록 액정층(7)에 인가되는 다른 시험 방법이 제공된다.
본 발명은 다음 실시예에 의해 보다 상세히 설명된다.
메모리 카드는 폭 8.6cm, 길이 5.4cm인 한쌍의 대향 기판(4 및 10)을 갖는다. 또한, 상기 기판(4 및 10)쌍의 내측상에는 한쌍의 투명 전극(5 및 9)이 제공된다. 또한, 상기 전극(5 및 9)쌍상에, 한쌍의 방향 제어막(6 및 8)이 각각 형성된다. 상기 기판(4 및 10)사이에는 FLC(7)가 채워진다.
더우기, 저장 영역이 비트 피치 간격으로 분할되게 하는 최소한 하나의 돌출부(23)가, 필요할 경우, 제1(c)도에 도시된 바와 같이 상기 액정 방향 제어막(8)상에 위치 표시기(position marker)로 제공될 수도 있다.
도면에서, 상기 간격은 편의상 확대되어 매우 넓게 도시된다. 사실상, 사용할 때에 하나의 돌출부(23)가 수마이크로미터마다 제공되며 상기 카드상의 저장 영역은 한 방향, 즉 카드 주변에 평행하게 분할된다.
특히, 5㎛의 간격으로 1.5㎛의 높이와, 3㎛의 폭을 가진 다수의 돌출부(23)가 감광성 폴리이미드 수지로 상기 방향 제어막(8)상에 형성된다. 이때, 상기 감광성 폴리이미드 수지가 정면에 인가된 후, 특정 패턴이 포토마스크에 의해 형성된다.
또한, 상기 FCL(7)가 기판사이의 공간에 채워진다.
밀봉재(11)는 FLC(7)가 공기에 접촉하지 않도록 상기 메모리 카드의 주변에 인가된다. 한쌍의 외부 접촉전극(5' 및 9')이 상기 한쌍의 전극(5 및 9)으로 부터 연장되어 메모리 카드의 외부 주변상에 제공된다. 상기 외부 접촉 전극(5' 및 9')은 신호원(13)으로부터 인출된 리드 단자에 접속되며, 상기 메모리에서의 기록을 소거할때(전표면 소거 방법) 소정의 전압을 인가하므로써 소거를 실행한다.
이 방법으로, 전체 메모리 영역에 대한 데이타로서 모든 제로가 기입된다. 빛이 광빔 특히, 적외선(19)으로 부터 미러(18), 반-미러917), 광학 초점 및 위치 보상용 시스템(22)을 경유하여 전체 표면에 걸쳐서 행렬 형태로 배열된 도메인으로 부터의 상기 액정층안의 특정 어드레스상에 방출되며, 상기 특정 어드레스에서의 액정 분자의 상태는 초기 상태로부터 시프트되므로서 기입을 실행한다. 이때, 상부 및 하부 전극(5 및 9) 사이에서 액정을 반전시키도록 임계 직접 전압보다 낮은 전압을 인가하므로서 빠르고 정확한 데이타 기입이 가능해진다. 상기 빛은 미러(16)를 통해 감광 장치(14)에 도달하고 데이타의 기입이 모니터된다.
상기 데이타를 판독하기 위해, 반도체 레이저(21)로 부터 방사된 레이저 빔이 편광기(20), 반-미러917), 및 초점 위치 보상 또는 자동 트래킹용 광학 시스템(22)을 경유하여 메모리 카드로 향한다. 상기 메모리 카드의 저장 영역(3)에 전송된 빛은 편광기(15)와 미러(16)를 경유하여 광 수신 센서(14)에 도달한다. 광 센서(14)에 의해 레이저 빔의 전송 또는 비전송이 상기 데이타를 판독하도록 검출된다.
이 경우, 상기 데이타가 기입되고 판독 출력될때, 상기 미러(16,17 및 18)와 광학 시스템(22)은 각각 상기 카드(1)에 평행하게 이동하고 상기 데이타는 상기 특정 어드레스에 기입되거나 그것으로 부터 판독된다.
즉, 상기 카드(1)가 이동하거나, 상기 미러 및 광학 시스템이 자동으로 움직이거나 또는 동시에 모두 움직일 수 있다.
이 데이타가 돌출부(23)를 사용하여 기입되거나 판독 출력될때, 상기 돌출부(23)상의 액정(7)의 양은 데이타 저장부(26)에 비하여 극히 적거나 존재하지 않으며, 그에 따라 기입 또는 판독 출력 빔이 데이타 저장부(26)로부터 떨어질 경우, 빔이 포토 셀(14)에 도달할 때 액정 물질의 광학적 이방성에 기인하여 광학 변화가 얻어지지 않는다. 따라서, 상기 빔은 단지 투명 또는 불투명 상태(광 편광 수당(15 및 20)의 배열에 따라)로 발생한다. 이것은 전기적으로 검출되며, 상기 미러 및 광학 시스템의 위치가 교정된다. 그후, 데이타 저장부(26)로 기입 및 판독 출력 빔을 정확하게 향하게 하는 것이 가능해진다.
더우기, 상기 돌출부가 반사 물질로 형성될지라도, 위치변경은 동일한 방법으로 실행될 수 있다.
본 발명의 저장 영역(3)에서, 상기 기판(4 및 10)은 플라스틱 또는 코닝 7059 글라스로 형성된다. 이들 기판상에, 투명 도전막 ITO(산화 인듐 주석)이 진공 증착법에 의해 형성된다. 그후, 상기 기판쌍(5 및 9)의 내측상에 비대칭 방향성 막(6 및 8)이 제공되며, 액정 셀이 2㎛의 기판 두께를 갖도록 형성된다. 상기 액정 셀(7)은 상기 기판사이에 삽입된다. 방향결정이 실행되게 하기 위해, 상기 전극(5)상에, PAN(폴리아크릴 니트릴)과 PVA(폴리비닐 알콜)가 스피닝 방법(spinning method)에 의해 약 0.1㎛ 두께로 제공되며, 공통 마찰 공정으로 처리된다. 상기 방향 제어막은 SiO2 또는 폴리이미드로 형성된다.
무기 합성물로 된 방향성 막이 다른 전극(9)상에 형성되며, 상기 액정 방향 제어막(8)이 마찰없이 제공된다.
상기 액정 방향 제어막(6 및 8) 사이에, 예를 들면 비페닐계 키랄 스메틱 액정과 같은 강유전성 액정이 침전된다.
이들 이외에, BOBAMBC FLC등 또는 다수의 액정 FLC의 혼합이 채워진다. FLC의 임계치 특성의 한예가 제4도에 도시된다. 제4도는 ±5V의 전압을 인가하므로써 얻어지는 한쌍의 곡선(24 및 25)을 도시한다. 특히, 상기 액정 분자를 반전시키는 것에 의해 빛이 전송되거나, 되지 않으며, 그와 동시에, 메모리 효과를 도시하는 히스테리시스가 얻어진다.
제4도에서, 수직축은 빛의 전송율이다.
상기 카드(1)의 표시 영역(2)은 본 발명의 실시에에서, 한쌍의 전극(5 및 9)이 행렬 구조를 갖는 것을 제외하고는 앞서 기술된 저장 영역(3)과 거의 동일한 구조를 가지며, 그에 따라 문자, 그림, 기호 등이 점에 의해 표시될 수 있다. 더우기, 요구된 IC가 상기 카드상에 제공된다.
특별히, 상기 카드의 표시 영역(2)과 저장 영역(3)은 단지 전극 형태만 다르고 기타 다른 부분은 아주 동일하다. 그러므로, 표시 기능 및 저장 능력을 가진 카드가 액정 표시 장치를 준비하기 위해 통상적인 처리 공정으로 형성될 수 있다.
더우기, 한쌍의 편광기(15 및 20)가 카드의 양쪽을 완전히 커버하도록 인가되므로써, 광학 판독 출력 수단안에서의 편광 수단이 완전히 불필요하게 된다.
또한, 상기 카드상의 편광기가 표시 및 저장 영역에서 편광판으로서 2중 기능을 한다.
더우기, 상기 액정 분자(12)는 상기 돌출부(23)를 따라 자체 정렬(self-alignment) 기능을 가진다. 이 방법으로, 상기 데이타 저장부(26)의 액정 분자에는 결합이 전혀 없는 개선된 방향 상태가 제공되고, 상기 데이타도 메모리에 정확하게 저장될 수 있다.
상기 돌출부(23)는 또한 액정 셀용 스페이서로 작용할 수 있다. 이것은 제조 공정 단계와 비용을 절감시킨다.
이것은 표시 메모리 카드 사용의 한 에이다. 흔히 은행용 CD 등으로 사용될때, 카드 소유자는 은행으로가서 카드의 전극(5' 및 9')을 컴퓨터에 접속된 CD 터미날 설비에 삽입하여, 전원이 카드에 공급되면, 소유자 이름, 계좌번호, 거래실적 등의 데이타가 광학 시스템 판독 출력 수단에 의해 카드 메모리로 부터 얻어지게 된다. 동시에, 새로운 데이타가 광학 수단에 의해 기입되어 요구된 데이타가 상기 카드상에 표시된다.
이 표시에 사용되는 액정은 강유전성(ferroelectricity)을 나타내는 액정이며(키랄 스메틱 C 액정), 액정의 나선 피치보다 좁은 평행면 공간에서 밀봉될때 안정된 2축 방향으로 위치하게 된다. 이들 2방향중 하나가 전기장에 의해 선택될 수 있다. 이 전기장이 제거될지라도, 상기 액정은 안정 상태로 있게 된다. 편광판과 결합하므로써, (문자 등의)표시가 유지될 수 있다.
따라서, 카드가 CD 터미날로 부터 제거될때, 카드에 대한 전원 공급이 차단되나, 데이타는 강한 유전성을 가진 액정에 의해 그대로 표시 영역과 메모리 영역에 있게 된다.
이 방법으로, 사용자는 언제, 어디서든지 메모리의 내용을 볼 수 있다.
이 예는 단지 은행용 CD로서만 본 발명의 카드를 사용하는 방법을 설명하지만, 이 카드를 다른 용도에 적용하는 것도 가능하다.
이 실시예에서, 본 발명의 카드는 전송 형태의 저장 영역(3)과 표시 영역(2)을 포함하도록 도시되며, 다른 실시에에서의 반사형의 사용은 본 발명의 효과를 감소시키지 않는다. 이 경우에, 레이저 빔은 상기 한쌍의 메모리용 전극의 한 부분인 카드의 전극부에서 반사되어, 상기 기판중 하나를 금속으로 만드는 것이 가능하게 하므로써, 본 발명의 카드 제조가격을 낮춘다.
더우기, 외부 단자가 본 발명의 카드에 제공되지 않는 경우에, 전극 접속을 사용하지 않고 카드의 메모리를 판독하는 것이 가능하며, 이 경우 저장부는 ROM으로 작용한다.
또한, 고객-주인 모드(guest-host mode)에서 데이타를 저장하고 표시하기 위해 FLC내에 2칼라형 염색(tw-color dye)을 가할 수 있다. 이 경우에, 편광 수단이 1 또는 제로가 될 수도 있다.
이제까지 사용된 자기 카드 시스템을 가진 카드에서와는 대조적으로, 카드형 내부에 강유전성 액정을 사용하는 표시 장치와 저장 영역을 통합시키므로써, 카드 자체에 메모리 기능이 제고되며, 카드 메모리의 일부 또는 전부가 표시 장치를 통하여 언제라도 체크될 수 있으며, 따라서 특별한 터미날 장치가 필요없어진다.
더우기, 전원은 단지 재기록만을 위해서만 필요하므로, 카드 자체에 전원을 가질 필요가 없다. 전원이 카드상에 제공될 경우에는, 태양 전지가 사용될 수도 있다.
또한, 거의 동일한 구조를 가진 표시 영역과 저장 영역을 가진 카드를 제공하는 것이 가능하므로, 카드가 준비될때, 상기 두개의 기능을 가진 카드가 종래의 액정 표시 장치에서 동일한 처리 공정을 사용하여 염가로 제조될 수 있고, 대량 생산이 가능한 메모리 카드가 얻어진다.
본 발명의 저장 영역은 상기 표시 영역과 거의 동일한 구조를 가진다. 그러나, 저장 영역안의 어떠한 데이타도 외부적으로 표시되지 않으며, 따라서 전용 설비없이 판독되지 않을 경우 공지되지 않는다. 그러므로, 상기 카드는 ID 카드로도 사용이 가능하다. 또한, 바테리와 같은 전원이 필요없으므로, CPU 등과 같은 제어 설비가 필요없게 된다. 그러므로, 메카니즘이 간단해지고, 저가의 큰 용량을 제공할 수 있다. 또한 저장된 데이타의 신뢰도는 데이타 저장 수단 및 표시 수단을 제공하므로써 개선된다. 더우기, 액정에 인가되는 전압이나 열없이 재기록이 불가능하므로, 일상생활의 온도 변화로는 데이타가 소거되지 않으며, 그에 따라 저장된 데이타를 변화시키므로써 매우 안전하게 카드를 재사용할 수 있다는 이점이 유지된다.

Claims (12)

  1. 데이타의 비휘발성 저장(non-volatile storage)에 적합하며 상기 저장 데이타가 외부 설비에 의해 판독될 수 있도록 배치된 데이타 저장부(3)를 구비한 카드형(card-like)메모리 장치에 있어서, 상기 데이타 저장부(3)가 상기 카드형 메모리 장치의 제1액정 영역을 구비하고, 상기 카드형 메모리 장치가 사용자에 대한 데이타 표시에 적합하게 배치된 상기 카드형 메모리 장치의 제2액정 영역에 의해 구성된 표시부(2)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 카드형 메모리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2액정 영역(3,2)이 제1 및 제2대향 기판(이들 기판중 최소한 하나는 투명함)(4,10) 사이에 배치된 강유전성 액정 층(7), 및 상기 기판(4,10)과 결합되어 상기 액정 층에 전기장을 인가하는 전극 배열(5,9)을 구비하는 것을 특징으로 하는 카드형 메모리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전극 배열이 각각 상기 액정층(7)이 삽입되어 있는 상기 기판(4,10)의 대향 표면상에 제공된 전극(5,9)을 구비하는 것을 특징으로 하는 카드형 메모리 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제2액정 영역과 결합된 상기 전극 배열이 매트릭스 구조를 한정하는 것을 특징으로 하는 카드형 메모리 장치.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 카드형 메모리 장치의 상기 제1액정 영역(3)의 전극 배열에 접속 되어 외부 데이타 판독 장치로부터 전기 신호(electrical signals)를 수신하는 한쌍의 단자(5',9')를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 카드형 메모리 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 단자가 상기 카드형 메모리 장치의 상기 데이타 저장부(3)의 동작에 필요한 전기적 파워 신호 및 제어 신호를 수신하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 카드형 메모리 장치.
  7. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1 및 제2액정 영역이 동일한 강유전성 액정 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 카드형 메모리 장치.
  8. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 각각이 액정 영역이 상기 기판(4,10)의 대향 표면상에 제공된 한쌍의 방향(orientation) 제어막(6,8)을 더 구비하되, 이 제어막중 하나는 폴리이미드(polyimide)로 형성되고 다른 하나는 SiO2로 형성되는 것을 특징으로 하는 카드형 메모리 장치.
  9. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 카드형 메모리 장치의 상기 액정 저장 및 표시 영역(2,3)에 접속된 집적 회로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 카드형 메모리 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 카드형 메모리 장치에 전원을 공급하는 태양 전지를 더 표함하는 것을 특징으로 하는 카드형 메모리 장치.
  11. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 데이타의 가시적 표시가 문자, 기호, 또는 기타 다른 모양의 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 카드형 메모리 장치.
  12. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1액정 영역(3)이 비트 피치 간격으로 분할된 돌출부923)를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 카드형 메모리 장치.
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