TWI627587B - 光電晶片卡 - Google Patents

Abstract

本發明有關於一種光電晶片卡，包含有一第一基片，其具有一正面以及一背面，正面係貼附有一晶片電路；一光感測陣列薄膜，係膠合於第一基片之正面鄰近晶片電路之位置，並與晶片電路電性連接；一定位部，係設置於第一基片之正面鄰近光感測陣列薄膜之位置；以及一辨識部，係設置於第一基片之正面；此光電晶片卡將晶片電路結合光學技術，能夠直接讓晶片卡與顯示面板以面接觸的方式，實現光學讀卡的簡易操作，提升晶片卡驗證程序的便利性以及使用上的安全性。

Description

光電晶片卡

本發明係有關於一種晶片卡，尤其係指一種將光學辨識技術應用在晶片卡的光電晶片卡，利用光感測陣列薄膜的特性，提供一種新式的讀卡認證技術，可直接由面接觸的方式，以行動裝置之顯示面板或其他裝置之感測面板發出的加密光信號，對光電晶片卡的光感測陣列薄膜進行感測驗證並讀取晶片卡之資料；其能提升晶片卡使用上的安全性，又達到晶片卡讀取的方便性。

按，法國人Roland Moreno於1974年率先發明了晶片卡，首先由布爾電腦公司於1976年將其製成晶片卡產品。晶片卡一般又可稱為IC卡，係由於卡片內嵌具有儲存加密及資料處理能力的積體電路(Integrated Circuit,IC)。最簡易結構之晶片卡是由三層塑膠基片膠合層壓所形成，通常係在中間層的基片上嵌入IC晶片，該IC晶片包含了微處理器、電子數位信號輸入/輸出介面，以及記憶體等，提供了資料的運算、存取控制及儲存功能；目前大部分的銀行公司或是政府單位也發行各種晶片卡，係將使用者的個人資料或是加密資訊儲存在IC晶片中，相較於傳統的磁條卡片，具有更大的儲存空間，又有較高的安全性。

由於晶片卡主要是用電子數位訊號作為識別或認證的基礎，因此晶片卡須藉由電子式讀卡裝置對晶片卡上外露之印刷電路作電子信號的接觸與傳輸，並透過讀卡裝置完成晶片卡所需電力之 電源供應，例如銀行、郵局的ATM，或是透過USB讀卡機，可在個人電腦上讀取晶片卡的資料，以進行線上的金融交易或其他操作；然而，於國內外已經發生多次使用偽造晶片卡進行金融盜領之犯罪事件，係直接以偽造晶片黏貼在原晶片上，改變原晶片的電路接點，在讀卡裝備進行認證過程當中，攔截了讀卡裝置對原晶片的密碼確認請求，直接回傳正確信號給讀卡裝置讀卡機，讓盜用者輸入任何密碼都可以獲得資料存取的權限。

為了提高晶片卡使用上的安全性，已有許多公司提供不同的認證方式，以維護原使用者的個資安全以及財務安全；目前市面上較常見到的有結合生理資訊或動態密碼等安全認證方式，生理資訊通常係結合外部的電子裝置，例如以照片或指紋先進行確認後，才能獲得資料存取的權限，中華民國發明專利TW I573035「提供輸入資料以進行證件驗證之裝置及其方法」即為一種利用證件照片取得資料的驗證裝置，其先拍攝證件之照片，取得識別資料後，由使用者輸入驗證的預設資訊，比對判斷是否正確，以完成驗證；但此種驗證需要由攝影鏡頭先拍攝影像，才能繼續進行驗證的動作，程序上係不夠方便，且他人的證件照片不難取得，安全性上仍有不足的地方。

中華民國新型專利TW M514614「線上支付防盜刷系統」則為一種線上交易時，以動態密碼驗證確認的方式，係消費者欲在線上交易平台進行金錢支付時，銀行端會傳送一個動態密碼至消費者的電子設備，消費者在於交易平台上輸入該動態密碼，確認之後，即可完成付款動作；此種方法藉由動態密碼認證的方式有較高的安全性且密碼不易複製，但其需要使用者自行手動輸入動態密碼，且需要等待動態密碼的傳送，而動態密碼又有輸入時間上的限制，在使用上對使用者亦不夠便利。

爰此，如何提供一種對使用者更為便利，使用程序上不繁複，且同時具有高驗證安全性的晶片卡，保護使用者的個人資料以及財務安全，即為發明人思及之方向。

今，發明人即是鑑於上述現有之晶片卡於實際實施使用時仍具有多處缺失，於是乃一本孜孜不倦之精神，並藉由其豐富專業知識及多年之實務經驗所輔佐，而加以改善，並據此研創出本發明。

本發明主要目的為提供一種貼附有光感測陣列薄膜的光電晶片卡，能以光學技術直接對光電晶片卡進行感測，藉由光信號的傳輸達到高安全性的驗證，待驗證通過後，再提供存取晶片卡資料的權限，其驗證程序係相當快速又方便，且可省去使用者須手動輸入資料的時間。

為了達到上述實施目的，本發明一種光電晶片卡，其包含有一第一基片，其具有一正面以及一背面，正面係貼附有一晶片電路；一光感測陣列薄膜，係膠合於第一基片之正面鄰近晶片電路之位置，並與晶片電路電性連接；一定位部，係設置於第一基片之正面鄰近光感測陣列薄膜之位置；以及一辨識部，係設置於第一基片之正面。

於本發明之一實施例中，第一基片之背面與一第二基片膠合層壓。

於本發明之一實施例中，光感測陣列薄膜為薄膜電晶體(Thin-Film Transistor,TFT)光偵測器件形成之感測陣列。

於本發明之一實施例中，光感測陣列薄膜選擇性進一步配置具有不同的光子晶體波導結構設計。

於本發明之一實施例中，光電晶片卡係進一步含有一薄膜太陽能電池模組，並將其貼附於第一基片或第二基片。

於本發明之一實施例中，定位部為複數個實體凸點或為二維條碼(QR code)的定位標記，其中複數個實體凸點或二維條碼的定位標記係設置於光感測陣列薄膜的周圍或鄰近處。

於本發明之一實施例中，辨識部為浮凸式的數字或文字，或以一電性連接該晶片電路之薄膜顯示器顯示數字或文字。

於本發明之一實施例中，薄膜顯示器可例如為扭曲向列型液晶薄膜(TN-LCD)、微發光二極體陣列(Micro-LED)array或電子紙(e-paper)等，並與晶片電路電性連接，此薄膜顯示器亦能作為一光發射器，發出一光信號，提供雙向認證的使用。

本發明光電晶片卡係由一具有影像感測陣列薄膜的顯示面板進行讀取，且顯示面板上之任一點係發射出一光信號；其中，影像感測陣列薄膜亦為薄膜電晶體光偵測器件形成之感測陣列。

(1)‧‧‧第一基片

(11)‧‧‧晶片電路

(12)‧‧‧第二基片

(13)‧‧‧光感測陣列薄膜

(14)‧‧‧定位部

(15)‧‧‧辨識部

(2)‧‧‧光子晶體波導結構

(3)‧‧‧薄膜顯示器

第一圖：本發明其較佳實施例之結構示意圖。

第二圖：本發明其較佳實施例之整體外觀示意圖。

第三圖：本發明其較佳實施例之實際操作示意圖(一)。

第四圖：本發明其較佳實施例之實際操作示意圖(二)。

第五圖：本發明另一較佳實施例之光子晶體波導示意圖。

第六圖：本發明又一較佳實施例之整體外觀示意圖。

本發明之目的及其結構功能上的優點，將依據以下圖面所示之結構，配合具體實施例予以說明，俾使審查委員能對本發明有更深入且具體之瞭解。

請參閱第一圖~第四圖，本發明一種光電晶片卡，其包含有一第一基片(1)，其具有一正面以及一背面，正面係貼附有一晶片電路(11)，背面與一第二基片(12)膠合層壓，以封裝光電晶片卡； 一光感測陣列薄膜(13)，係膠合於第一基片(1)之正面鄰近晶片電路(11)之位置，並與晶片電路(11)電性連接，其中光感測陣列薄膜(13)係選用薄膜電晶體(Thin-Film Transistor,TFT)光偵測器件形成之感測陣列；一定位部(14)，係設置於第一基片(1)之正面鄰近光感測陣列薄膜(13)之位置，定位部(14)可例如為複數個實體凸點或為二維條碼(QR code)的定位標記，其中複數個實體凸點係設置於光感測陣列薄膜(13)的周圍，主要用於感測時，可以使感測之電子設備可以獲取光電晶片卡的置放位置；以及一辨識部(15)，係設置於第一基片(1)之正面，可例如為浮凸式的數字或文字。

再者，每一個光感測陣列薄膜(13)可進一步分區或分組配置具有不同的光子晶體波導結構(2)設計，此設計可依照光電晶片卡的需求而有不同層級的編碼組合設計，例如僅能接受特定波長或特定位置的光信號，即如第五圖所示，其能與一具有影像感測陣列薄膜的顯示面板配合，由顯示面板上之影像感測陣列薄膜的任一點發射出光信號，可例如為可見光或不可見光，以驗證加密的編碼訊息，進一步的提升晶片卡的安全性。

又如第六圖所示，第一基片(1)之正面選擇性設置一薄膜顯示器(3)，可例如為扭曲向列型液晶薄膜(TN-LCD)、微發光二極體陣列(Micro-LED)array或電子紙(e-paper)等，並與晶片電路(11)電性連接，可作為回饋的光信號，能夠達到雙向加密傳輸驗證的功能，或是取代原辨識部(15)浮凸式的數字與文字，以薄膜顯示器(3)顯示；光電晶片卡則可進一步含有一薄膜太陽能電池模組，並將其貼附於第一基片(1)或第二基片(12)，作為光電晶片卡的供電來源，而由於晶片電路(11)的耗電量相當小，薄膜太陽能電池模組之尺寸亦不需要過大。

此外，藉由下述具體實施例，可進一步證明本發明可實際應 用之範圍，但不意欲以任何形式限制本發明之範圍。

請再繼續參閱第一圖與第二圖，本發明光電晶片卡可應用於一般金融單位或政府機關發行的晶片卡產品，例如信用卡、金融卡、健保卡、自然人憑證等。其係將TFT生產製備之大面積光感測陣列薄膜(13)裁切成適當大小後，貼附於第一基片(1)上有內嵌晶片電路(11)的那一面，再將晶片電路(11)的輸出輸入接點與光感測陣列薄膜(13)連接，並於晶片電路(11)的微處理器寫入光信號感測的資料，將光電晶片卡以第二基片(12)封裝時，一同壓印定位部(14)之實體凸點或QR code在晶片卡的外觀，可再視光電晶片卡擁有人的資料，壓印辨識部(15)之浮凸式的帳號數字或其他文字。一般而言，習知的晶片卡會由上中下三層基片所膠合組成，而本發明係以第一基片(1)概括了原上基片以及中間基片的構造，當然本發明亦能以習知的三層基片實施，即係將晶片電路(11)與光感測陣列薄膜(13)配置於中間基片，上基片則印刷或壓印有定位部(14)與辨識部(15)，並由透明膜讓晶片電路(11)與光感測陣列薄膜(13)可以顯露出來。

實際使用時，可參考第三圖與第四圖，係由一具有影像感測陣列薄膜的顯示面板進行讀取，此顯示面板可為智慧型手機、平板之螢幕，亦可將此顯示面板安裝於ATM或其他讀取裝置上，其主要特徵在於需要包含有TFT之影像感測陣列薄膜。以主動式有機發光二極體(AMOLED)以及薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)為例，AMOLED主要結構為有機發光二極體(OLED)畫素陣列、TFT主動陣列以及TFT影像感測陣列薄膜；TFT-LCD主要結構有LCD畫素陣列、TFT主動陣列、TFT影像感測陣列薄膜以及LCD背光模組；此種顯示面板皆同時具備了光學信號接收與發射之功能。

本發明實施時，以智慧型手機以及信用卡為實施例，在手機 上進行線上交易時，使用者通常會利用線上交易之平台或金融單位的應用程式，當需要款項支付或其他身分的確認時，就可以將光電晶片卡之第一基片(1)的正面與手機之顯示面板面對面接觸，具有光感測陣列之顯示面板的影像感測陣列薄膜會感測定位部(14)的位置(實體凸點或QR code的定位標記)，根據顯示面板的光源，以光反射的原理追蹤其位置，可以定位出晶片卡與顯示面板間的相對方位，確認目前卡片放置的方向以及涵蓋的範圍，使得顯示面板與光電晶片卡之信用卡無需作四個邊或角的平行或垂直定位，使用者不需要精確對準，亦即無論以任何角度擺放光電晶片卡與顯示面板進行面接觸，第一基片(1)的資料仍可以正確被感測，即可直接以顯示面板之影像感測陣列薄膜精確地讀取辨識部(15)之浮凸式的數字或文字，使用者就不需要以手動或其他方式額外輸入至應用程式內。

抑或是，在定位部(14)被感測後，顯示面板的光源再發出特定波長的光信號，或是以間歇式的方式短時間內發出數次的光線，此光信號的種類或形式主要係根據光電晶片卡發行公司所設定，要能夠對應至儲存於晶片電路(11)內之光信號感測的資料；光電晶片卡的光感測陣列薄膜(13)將接收到此光信號後，由晶片電路(11)針對光信號進行解密，判斷正確之後；接著，再由顯示面板之光源再次發光，由於辨識部(15)有浮凸式的帳號數字，因此顯示面板的影像感測陣列薄膜可因為該浮凸數字的光反射狀態，透過顯示面板之畫素陣列孔徑的繞射後，會產生一反射圖紋，由此反射圖紋經演算法計算重建後，可獲得辨識部(15)之浮凸數字之正確影像，再將自動判讀出的帳號數字自動輸入在智慧型手機中。藉由面接觸方式，具有影像感測陣列薄膜之顯示面板可精準地辨識出定位部(14)及辨識部(15)之浮凸式數字。

藉此，使用者可以不用自己以手動或其他輸入方式輸入卡片上的資料，即可快速而準確地完成交易確認的識別，且本發明光電晶片卡同時具備了安全驗證的功能，以光學技術驗證晶片卡的真偽之後，再取得資料，確保使用者的個人資料安全。

此外，為了能有更高的安全性，發明人又提供本光電晶片卡之光感測陣列薄膜(13)搭配不同的光子晶體波導結構(2)設計，以達到更安全的驗證程序。由於光電晶片卡之基片係以塑膠材料製成，而薄膜電晶體之材料係選用非晶矽、多晶矽或氧化銦鎵錫等，因此光的傳輸在光電晶片卡之光感測陣列薄膜(13)與塑膠基片之間會產生全反射，形成波導式的完美光傳輸條件，又，光感測陣列薄膜(13)係由許多組的光感測薄膜組成，因此可將不同位置之光感測薄膜分組，個別配置不同之微光學波導結構，該微光學波導結構有以光繞射機制主導之光柵(Grating)反射結構、以光干涉機制主導之微環(Micro Ring)干涉儀結構、以光子晶體波導主導之二維光能隙(Photonic Bandgap)結構，此類結構允許所接收的光信號在小面積內依循原訂設計好的光路徑傳輸到薄膜光感測陣列的特定位置，增加了光傳輸信號加密的層級。

可參考第五圖，顯示面板在感測光電晶片卡時，係需要根據光電晶片卡上光子晶體波導結構(2)的態樣，在特定的位置發出光信號，才能讓光信號依照正確的路徑，到達光感測陣列薄膜(13)進行感測，甚至需要特定波長的光才能使光線通過光子晶體波導的路徑；據此，晶片卡發行公司即可在光電晶片卡上設計出更多元的加密編碼，利用光子晶體波導結構(2)的特性，搭配顯示面板上之光源不同位置(空間編碼)與畫素亮暗(時序編碼)作為加密之光信號傳輸至晶片卡上之光感測陣列薄膜(13)區域，以作為另一驗證加密的編碼訊息，進一步的提升晶片卡的安全性提供更高層級的安全驗證 方式。

再者，請參閱第六圖，光電晶片卡上亦能設置一薄膜顯示器(3)，可例如為單色的扭曲向列型液晶薄膜(TN-LCD)、微發光二極體陣列(Micro-LED array)或電子紙(e-paper)等，同時作為光發射單元，以達到雙向的二次編碼的加密傳輸之安全驗證。使用時，光電晶片卡於接收到顯示面板所傳遞之光信號，晶片電路(11)會進行第一次的解密驗證，若驗證通過，再由薄膜顯示器單元(3)回饋一個預設的光信號至顯示面板之影像感測陣列薄膜，由行動裝置傳輸驗證碼回交易系統驗證，即可進行第二次的解密驗證，藉由兩次的光信號驗證，確保光電晶片卡的真偽，保護使用者的安全。然，本發明並不限定以此種方式進行雙向的驗證，亦可利用顯示面板光感測陣列進行指紋識別、攝影鏡頭進行臉部辨識、或是額外配置紅外線光源之攝影鏡頭進行虹膜辨識等，以達到更多重，更高層級的安全驗證。

又，本光電晶片卡之薄膜顯示器(3)，也能夠直接顯示前述定位部(14)之二維條碼與辨識部(15)之帳號數字或其他文字，不用額外在壓印或印刷二維條碼或浮凸式帳號數字。

據此，本發明光電晶片卡可藉由面接觸式光學判別定位部(14)以及辨識部(15)之圖像，讓使用者無須以任何輸入方式，即可通過認證的程序；此外能進一步於光電晶片卡上搭配薄膜顯示器(3)，以達到作雙向認證的功效，而卡片持有者之生物特徵識別資訊於光電晶片卡申辦過程時，也能儲存至晶片電路(11)的記憶體，透過生物特徵識別的機制以保護使用者即使行動裝置與光電晶片卡同時失竊時，仍能確保他人無法啟動之防盜功能。

由上述之實施說明可知，本發明與現有技術相較之下，本發明具有以下優點：

1.本發明光電晶片卡由於具有光感測陣列薄膜，因此能夠以光學技術讓使用者直接以面接觸之方式進行光學讀卡及驗證的程序，透過顯示面板或其他裝置之感測面板發出的加密光信號，對光電晶片卡的光感測陣列薄膜進行感測驗證並讀取晶片卡辨識部之資料，能有效提升晶片卡使用上的安全性，又達到晶片卡讀取的方便性，省去使用者需要自行輸入資料的程序。

2.本發明光電晶片卡之定位部能協助感測光電晶片卡時獲得其擺放位置，確認目前卡片放置的方向以及涵蓋的範圍，讓使用者不用刻意旋轉卡片至特定的方向，增加使用者的便利性，減少使用上的困擾。

3.本發明光電晶片卡之光感測陣列薄膜可搭配不同的光子晶體波導結構設計，藉由不同光波導路徑的設計，使光電晶片卡僅能接收到特定位置或特定波長的光，增加光電晶片卡上加密編碼更多元的選擇，提供一種更安全的驗證方式。

4.本發明光電晶片卡可進一步設置一薄膜顯示器，使光電晶片卡不僅能接收到顯示面板的光信號，亦能夠回饋不同的光信號給顯示面板，以達到雙向的光學驗證，多次驗證確保光電晶片卡的真偽，面對金錢交易時，對使用者能有更好的保護效果；此外，本發明光電晶片卡又可進一步同時搭配生物特徵識別之認證，達到更多重，更高層級的安全驗證。

綜上所述，本發明之光電晶片卡，的確能藉由上述所揭露之實施例，達到所預期之使用功效，且本發明亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求。爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。

惟，上述所揭之圖示及說明，僅為本發明之較佳實施例，非為限定本發明之保護範圍；大凡熟悉該項技藝之人士，其所依本發 明之特徵範疇，所作之其它等效變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之設計範疇。

Claims (8)

1. 一種光電晶片卡，其包含有：一第一基片，其具有一正面以及一背面，該正面係貼附有一晶片電路；一光感測陣列薄膜，係膠合於該第一基片之正面鄰近該晶片電路之位置，並與該晶片電路電性連接，其中該光感測陣列薄膜選擇性進一步配置不同的光子晶體波導結構設計；一定位部，係設置於該第一基片之正面鄰近該光感測陣列薄膜之位置；以及一辨識部，係設置於該第一基片之正面。
2. 如申請專利範圍第1項所述光電晶片卡，其中該第一基片之背面與一第二基片膠合層壓。
3. 如申請專利範圍第1項所述光電晶片卡，其中該光感測陣列薄膜為薄膜電晶體(Thin-Film Transistor,TFT)光偵測器件形成之感測陣列。
4. 如申請專利範圍第1項所述光電晶片卡，其中該光電晶片卡係進一步含有一薄膜太陽能電池模組，該薄膜太陽能電池模組係貼附於該第一基片或第二基片。
5. 如申請專利範圍第1項所述光電晶片卡，其中該定位部為複數個實體凸點或為二維條碼(QR code)的定位標記。
6. 如申請專利範圍第1項所述光電晶片卡，其中該辨識部為浮凸式的數字或文字，或以一電性連接該晶片電路之薄膜顯示器顯示數字或文字。
7. 如申請專利範圍第6項所述光電晶片卡，其中該薄膜顯示器為扭曲向列型液晶薄膜(TN-LCD)、微發光二極體陣列(Micro-LED array)或電子紙(e-paper)其中之一。
8. 如申請專利範圍第6項所述光電晶片卡，其中該薄膜顯示器亦為一光發射器。