半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス、該デバイスのためのバックライト付き給電装置、並びに、該デバイス及び該給電装置を備えるシステム
【課題】小型軽量で携帯性に優れながら動作時間が長い半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス、該デバイスのためのバックライト付き給電装置、並びに、該デバイス及び該給電装置を備えるシステムを提供する。
【解決手段】半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス(10)は、回路基板(26)の開口部(34)に配置され、コントローラにより制御されてメモリに記憶されたデータを表示可能な半透過型の液晶表示ユニット(36)と、外部から供給された電力を蓄電可能であるとともに、蓄えた電力をコントローラ及び液晶表示ユニットに供給可能な電源と、回路基板(26)の一方の面に接着され、液晶表示ユニット(36)を受け入れる凹み(46)を有するとともに液晶表示ユニット(36)の受光部に重なる領域を透光性とした基材とを備え、且つ、液晶表示ユニット(36)に光を供給する発光体を備えない。
【解決手段】半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス(10)は、回路基板(26)の開口部(34)に配置され、コントローラにより制御されてメモリに記憶されたデータを表示可能な半透過型の液晶表示ユニット(36)と、外部から供給された電力を蓄電可能であるとともに、蓄えた電力をコントローラ及び液晶表示ユニットに供給可能な電源と、回路基板(26)の一方の面に接着され、液晶表示ユニット(36)を受け入れる凹み(46)を有するとともに液晶表示ユニット(36)の受光部に重なる領域を透光性とした基材とを備え、且つ、液晶表示ユニット(36)に光を供給する発光体を備えない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス、該デバイスのためのバックライト付き給電装置、並びに、該デバイス及び該給電装置を備えるシステム。
【背景技術】
【０００２】
カード型デバイスとして、例えばＲＦＩＤカードやＩＣカードが知られている。カード型デバイスは、樹脂製の基材を有し、基材には回路基板が埋設されている。回路基板には、ＩＣチップと、必要に応じてアンテナ等が設けられている。そして、カード型デバイスには、液晶表示装置等からなる表示部を有するものもある。
【０００３】
例えば、特許文献１が開示するＩＣカードは、カイラルネマティック型液晶を用いた反射型液晶表示装置を有する。反射型液晶表示装置は、バックライトを不要とでき、バッテリーレス化が出来るため、ＩＣカードのような小型、薄型装置に搭載することができるものと考えられている。
【０００４】
特許文献２が開示するＩＣカードは、液晶表示パネルからなる表示部と太陽電池を有する。このＩＣカードによれば、カードリーダライタに設けられた光源が太陽電池に光を照射することで、太陽電池が表示部に電力を供給する。
また、特許文献３には、ＩＣカードに透過型液晶表示装置、及び、半透過型液晶表示装置を搭載できるという記載がある。透過型液晶表示装置及び半透過型液晶表示装置は、通常、バックライトを内蔵している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１５７４１４号公報（例えば段落番号００１０）
【特許文献２】特開２００２―３２７２８号公報（例えば要約）
【特許文献３】特開２００６−３２３６８３公報（例えば請求項７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、反射型液晶表示装置では、外光を取り込み、その反射光により表示画面を発光させる機構になっている。このため、反射型液晶表示装置を用いたＩＣカードでは、夜間など外光が弱いときには、画面を認識することが困難であった。
【０００７】
また、透過型液晶表示装置を用いた場合、内蔵されているバックライトにも電力を供給する必要がある。このため、透過型液晶表示装置を用いたＩＣカードでは、大型の電池が必要になり、カード自体が大型化してしまう。なお、太陽電池を用いたとしても、専用の光源を用いれば別として、発電量には限りがあり、透過型液晶表示装置に十分な電力を供給することは困難である。
【０００８】
更に、半透過型液晶表示装置を用いた場合にも、内蔵されているバックライトに電力を供給する必要がある。このため、半透過型液晶表示装置を用いたＩＣカードでも大型の電池が必要になり、カード自体が大型化してしまう。
【０００９】
本発明は上述した事情に鑑みてなされ、その目的とするところは、小型軽量で携帯性に優れながら動作時間が長い半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス、該デバイスのためのバックライト付き給電装置、並びに、該デバイス及び該給電装置を備えるシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的を達成するため、本発明の一態様によれば、コントローラ、メモリ、及び、外部から前記メモリにデータを渡すためのインターフェースが設けられるとともに、開口部を有する回路基板と、前記回路基板の開口部に配置され、前記コントローラにより制御されて前記メモリに記憶されたデータを表示可能な半透過型の液晶表示ユニットと、外部から供給された電力を蓄電可能であるとともに、蓄えた電力を前記コントローラ及び前記液晶表示ユニットに供給可能な電源と、前記回路基板の一方の面に接着され、前記液晶表示ユニットを受け入れる凹みを有するとともに前記液晶表示ユニットの受光部に重なる領域を透光性とした基材とを備え、且つ、前記液晶表示ユニットに光を供給する発光体を備えないことを特徴とする半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスが提供される（請求項１）。
【００１１】
請求項１の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスによれば、発光体（バックライト）を備えないので、消費電力が抑制され、十分な動作時間が確保される。また、消費電力が抑制されることにより、大型の電池を内蔵する必要が無く、デバイス自体の大型化や重量の増大が防止される。
一方、発光体を備えていなくても、半透過型の液晶表示ユニットによれば、外光を取り込んで反射させ、反射光によって画像を表示させることで、利用者は画像を視認する。
その上、回路基板の開口部に半透過型の液晶表示ユニットが配置され、液晶表示ユニットの受光部と重なる基材の領域は透光性を有しているため、液晶表示ユニットに対し背面から光を照射すれば、透過光によって画像が更に明るくなる。つまり、この半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスによれば、外光が暗いときでも、鮮明な画像を表示することが可能である。
【００１２】
好ましくは、前記液晶表示ユニットは、液晶を挟む２つのプラスチック製の基板を含む（請求項２）。
【００１３】
請求項２の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスは、前記液晶表示ユニットがプラスチック製の基板を有しているため、ガラス製の基板を有する場合に比較して軽量で柔軟性に富み、破損もし難い。
【００１４】
好ましくは、前記基材は、前記回路基板側に位置し、透光性を有する第１層と、前記第１層に積層された有色の第２層と、前記第２層に積層されるとともに前記第１層と同じ材料からなり、透光性を有する第３層とを含み、前記凹みは、少なくとも前記第１層から前記第２層まで貫通している（請求項３）。
【００１５】
請求項３の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスでは、基材の第１層と第３層とが同一の材料からなるため、基材が反りがたい。このため、この半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスは長期に渡り変形し難い。
また、この半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスは、有色の第２層によって回路基板の一方の面が隠されることで、優れた意匠を有する。
【００１６】
好ましくは、前記回路基板の他方の面を覆う第１の外装層と、前記第３層の表面に設けられた第２の外装層とを更に備え、前記第１の外装層及び前記第２の外装層の前記液晶表示ユニットの表示部および受光部と重なる領域は透光性材料からなる（請求項４）。
【００１７】
請求項４の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスは、第１の外装層及び第２の外装層に適当な意匠を付与することで、更に優れた意匠を有する。
【００１８】
好ましくは、半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスは、非接触認証機能を更に備える（請求項５）。
【００１９】
請求項５の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスによれば、非接触認証機能によって利用者の利便性が高まる。
【００２０】
好ましくは、外部から前記コントローラ及び前記液晶表示ユニットに電力を供給するための受電端子を更に備える（請求項６）。
【００２１】
請求項６の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスによれば、外部から受電端子を経由して電力が供給されるので、電源の蓄電量にかかわらず、データサイズが大きい画像であっても表示される。
【００２２】
好ましくは、利用者が前記コントローラに命令を入力するためのマンマシンインターフェースを更に備える（請求項７）。
【００２３】
請求項７の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスによれば、マンマシンインターフェースを利用して、例えば表示のオンオフによる省電力化の達成や、表示させる画像を切り替えることによる利用者の利便性の更なる向上が図られる。
【００２４】
本発明の他の態様によれば、請求項１乃至７の何れか一項に記載の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスのためのバックライト付き給電装置であって、ハウジングと、前記液晶表示ユニットの受光部に光を照射するバックライトユニットと、前記コントローラ及び前記液晶表示ユニットに供給するための電力を蓄電する親電源と、前記メモリにデータを渡すとともに、前記コントローラ及び前記液晶表示ユニットに前記親電源から電力を供給するためのハードウェアインターフェースとを備えることを特徴とするバックライト付き給電装置が提供される（請求項８）。
【００２５】
請求項８のバックライト付き給電装置を用いた場合、半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスの半透過型の液晶表示ユニットは、バックライトから受けた光を透過させることで、画像をより明るく表示する。
また、このバックライト付き給電装置から、コントローラ及び液晶表示ユニットに電力が供給されるので、半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスの電源の蓄電量にかかわらず、データサイズが大きい画像であっても表示される。
【００２６】
更に、このバックライト付き給電装置から画像データを半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスのメモリに送信することにより、簡単な構成にて、利用者は任意の画像を液晶表示ユニットに表示させることができる。
その上、このバックライト付き給電装置は、電源を内蔵しているので、携帯が可能であり、屋外等においても、半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスとともに使用可能である。
【００２７】
本発明の更に他の態様によれば、請求項１乃至７の何れか一項に記載の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスと、請求項８に記載のバックライト付き給電装置とを備えることを特徴とする半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスシステムが提供される（請求項９）。
【００２８】
請求項９の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスシステムによれば、半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスとバックライト付き給電装置を一緒に用いることで、外部環境にかかわらず、鮮明な画像が表示される。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、小型軽量で携帯性に優れながら動作時間が長い半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス、該デバイスのためのバックライト付き給電装置、並びに、該デバイス及び該給電装置を備えるシステムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】一実施形態のＩＣカードシステムを概略的に示す斜視図である。
【図２】図１中のＩＣカードを概略的に示す斜視図である。
【図３】図２のＩＣカードの裏面を概略的に示す平面図である。
【図４】図２のＩＣカードに内蔵された回路基板を実装された電気部品とともに示す概略的な断面図である。
【図５】図２中のＶ−Ｖ線に沿う概略的な断面図である。
【図６】図５中の液晶表示ユニットの構成を概略的に示す断面図である。
【図７】図２のＩＣカードの電気回路を概略的に示すブロック図である。
【図８】図１中の給電装置を固定部材が外された状態で概略的に示す斜視図である。
【図９】図８の給電装置の電気回路を概略的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、一実施形態の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスシステム（以下、単にＩＣカードシステムともいう）を示す概略的な斜視図である。ＩＣカードシステムは、半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス（以下、単にＩＣカードともいう）１０とバックライト付き給電装置（以下、単に給電装置ともいう）１２からなる。
【００３２】
図２は、ＩＣカード１０を示す概略的な斜視図である。ＩＣカード１０は、携帯な便利なカード形状を有し、好ましくは、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１０によって定められた形状を有する。具体的には、ＩＣカード１０の長さは８６ｍｍ、幅は５４ｍｍ、そして、厚さは０．７６ｍｍであるのが好ましい。
【００３３】
ＩＣカード１０の一方の面（表面）には、画像表示部１４が設けられている。また、ＩＣカード１０の表面には、画像表示部１４における画像表示のオンオフ、及び、表示される内容を変更するための操作部として、ボタン１６が設けられている。
【００３４】
図３は、ＩＣカード１０の他方の面（裏面）を概略的に示す平面図である。ＩＣカード１０の裏面には、画像表示部１４に対応する位置に受光部１８が設けられている。また、ＩＣカード１０の裏面には、凹み２０が設けられ、凹み２０内に２組の電極２２，２４が表出している。電極２２，２４は、ＩＣカード２０の裏面から突出しないよう、凹み２０内に配置されている。凹み２０は、矩形状の他、任意の形状を選択できる。また凹み２０が無くても構わない。
【００３５】
図４は、ＩＣカード１０に内蔵された回路基板２６を実装された複数の電気部品とともに概略的に示す平面図である。
具体的には、回路基板２６としては、例えば薄型リジッド基板又はＦＰＣ基板（フレキシブルプリント基板）を用いることができる。ＩＣカード１０の裏面側に位置する回路基板２６の一方の面（裏面，実装面）には、電気部品として、電極２２，２４とともに、コントローラとしてのＭＣＵ（マイクロコンピュータ）２８を構成するＩＣチップ、メモリ３０を構成するＩＣチップ、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）ドライバ３２を構成するＩＣチップ等が実装されている。
【００３６】
そして、回路基板２６は、画像表示部１４及び受光部１８に対応する位置に開口部３４を有し、開口部３４には、半透過型の液晶表示ユニット３６が配置されており、接着剤などで固定されている。液晶表示ユニット３６は、ＬＣＤドライバ３２に接続されている。
また、回路基板２６には電源３８が搭載されている。電源３８としては、例えばリチウムイオン電池等の二次電池やコンデンサを用いることができる。
【００３７】
更に、好ましい態様として、回路基板２６には、ループアンテナ４０と、ループアンテナ４０に接続された、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）制御ユニット４２を構成するＩＣチップが実装されている。
なお、ボタン１６は、回路基板２６の他方の面（表面，半田面）に搭載されている。
【００３８】
図５は、図２のＶ−Ｖ線に沿う概略的な断面図である。
回路基板２６の裏面には、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の樹脂を主成分とする基材４４が接着されている。基材４４には、回路基板２６全体を受け容れる凹みとともに、液晶表示ユニット３６を受け容れる凹み４６や、他の電気部品を受け容れる凹みが形成されている。
【００３９】
好ましくは、基材４４は、大まかに分けて３層からなり、回路基板２６側から順に、第１層４８、第２層５０、及び、第３層５２を有する。第１層４８及び第３層５２は透光性を有する同一の材料からなり、より好ましくは、透明な同一材料である。第２層５０は、有色の材料からなる。第２層５０が有色の場合、凹み４６は、少なくとも第１層４８及び第２層５０を貫通しているのが好ましく、液晶表示ユニット３６以外の電気部品を受け入れる凹みは、第２層５０を貫通していないのが好ましい。
なお、第１層４８、第２層５０及び第３層５２の各々は、更に複数の層から構成されていてもよい。この場合も、第１層４８と第３層５２の構成は、第２層５０を挟んで対称になるように設定される。
【００４０】
好ましくは、ＩＣカード１０の表面側には、第１の外装層５４が設けられ、ＩＣカード１０の裏面側には、第２の外装層５６が設けられる。
第１の外装層５４は、基材４４の第１層４８及び回路基板２６の表面を覆っている。第１の外装層５４は、例えば樹脂製のフィルムからなり、液晶表示ユニット３６の表示部に重なる領域に透明部を有する。第１の外装層５４の透明部は、画像表示部１４の表面を構成している。
なお、第１の外装層５４の透明部以外の領域は、回路基板２６を見えなくするとともに、ＩＣカード１０の意匠を高めるために、有色であるのが好ましい。また、第１の外装層５４には、反射防止機能を有するフィルムを使用してもよく、あるいは、反射防止コーティングを施してもよい。
【００４１】
一方、第２の外装層５６は、基材４４の第３層５２の表面を覆っている。第２の外装層５６は、例えば、樹脂製のフィルム若しくは印刷塗布層によって構成され、液晶表示ユニット３６の受光部に重なる領域に透明部を有する。第２の外装層５６の透明部は、受光部１８の表面を構成している。
なお、第２の外装層５６の透明部以外の領域は、回路基板２６を確実に見えなくするとともに、ＩＣカード１０の意匠を高めるために、有色であるのが好ましい。
【００４２】
図６は、半透過型の液晶表示ユニット３６の概略的な構成を示す断面図である。ＩＣカード１０の表面側から、偏光板６０、位相差フィルム６２、プラスチック基板６４、カラーフィルタ層６６、例えばＩＴＯからなる透明電極層６８、液晶７０を挟む一対の配向膜７２，７４、透明電極層７６、拡散反射層７８、プラスチック基板８０、位相差フィルム８２、及び、偏光板８４を含む。
【００４３】
カラーフィルタ層６６、透明電極層６８、配向膜７２は、プラスチック基板６４上に一体に設けられ、拡散反射層７８、透明電極層７６、及び、配向膜７４は、プラスチック基板８０上に一体に設けられている。
なお、液晶７０は、配向膜７２，７４間に設けられたシール部材８６によって密封され、且つ、配向膜７２，７４間には、間隔を確保するためのスペーサ８８が設けられている。
【００４４】
ここで、液晶表示ユニット３６は半透過型であるため、拡散反射層７８は、開口を有し、表から裏に向かう光を反射するとともに、裏から表に向かう光の透過を許容する。本実施形態では、拡散反射層７８による、表から裏からに向かう光の反射率は７５％であり、透過率は２５％である。反射率及び透過率は、これに限定されることはないが、反射率が透過率よりも大であるのが好ましい。反射率及び透過率は、拡散反射層７８の開口率を変更することによって調整可能である。
【００４５】
図７は、ＩＣカード１０の電気回路を概略的に示すブロック図である。
ＩＣカード１０は、本実施形態では、大まかに分けて、表示機能部９０とＲＦＩＤ機能部９２を有する。
表示機能部９０は、ボタン１６、電極２２，２４、ＭＣＵ２８、メモリ３０、ＬＣＤドライバ３２、液晶表示ユニット３６、及び、電源３８を含んでいる。一方、ＲＦＩＤ機能部９２は、ループアンテナ４０とＲＦＩＤ制御ユニット４２を含んでいる。なお、本実施形態では、ＲＦＩＤ機能部と表示機能部とが繋がっていないが、ＲＦＩＤ機能部と表示機能部とを繋いで連係動作を可能とした構成は、より好ましい。
【００４６】
図８は給電装置１２を概略的に示す斜視図である。
給電装置１２は、例えば樹脂製のハウジング９４を有する。ハウジング９４は、例えば略直方体形状を有し、ＩＣカード１０が配置される搭載面９６を有する。搭載面９６には、ＩＣカード１０の受光部１８に対応する位置に開口９８が設けられ、開口９８には、バックライトユニット１００の面発光部が表出している。
【００４７】
また、搭載面９６からは、ＩＣカード１０の電極２２，２４に対応する位置に、二組の電極１０２，１０４が突出している。電極１０２，１０４は、ＩＣカード１０が搭載面９６に配置されたときに、電極２２，２４にそれぞれ当接する。
【００４８】
一方、ハウジング９４の一端には、ＩＣカード１０を固定するための係合部として、断面Ｌ字形状の爪１０６が一体に設けられている。そして、ハウジング９４の他端には、分離可能にて断面Ｌ字形状の係合部材１０８が固定される。係合部材１０８は、爪１０６と協働して、搭載面９６上のＩＣカード１０を固定する。
【００４９】
なお、ハウジング９４の他端には突出部１１０が設けられ、係合部材１０８には、突出部１１０と嵌合する孔１１２が形成されている。突出部１１０が孔１１２に嵌合することにより、ハウジング９４に対して係合部材１０８が固定される。
【００５０】
図９は、給電装置１２の電気回路を概略的に示すブロック図である。
給電装置１２は、ＩＣカード１０に光及び電力を供給するためのバックライト・給電機能部１１４を有する。バックライト・給電機能部１１４は、バックライトユニット１００及び電極１０２，１０４とともに、ＭＣＵ１１６、ボタン等の操作部１１８、及び、電源（親電源）１２０を含む。
【００５１】
バックライトユニット１００としては、好ましくは、発光体としてのＬＥＤ（発光ダイオード）と、ＬＥＤの光を拡散させるための導光板とを含むものを用いることができる。
電源１２０としては、例えばリチウムイオン電池等の二次電池やコンデンサを用いることができる。好ましくは、給電装置１２の電源１２０の蓄電容量は、ＩＣカード１０の電源３８の蓄電容量よりも大である。なお、電源１２０には、例えば外部の１００Ｖの商用電源から、取り外し可能な電源コードを用いて充電することができる。
【００５２】
また、給電装置１２は、ＩＣカード１０以外の外部の機器と通信するための無線通信機能部１２２を有する。無線通信機能部１２２は、アンテナ１２４と、アンテナ１２４に接続された無線通信ユニット１２６とからなる。無線通信ユニット１２６は、バックライト・給電機能部１１４と繋がっており、無線通信機能部１２２及びバックライト・給電機能部１１４は連係動作可能である。
なお、無線通信の規格としては、例えば、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）等を採用することができる。
【００５３】
以下、上述したＩＣカード１０の製造方法について説明する。
基材４４の材料として、２枚の透明フィルムと１枚の着色フィルムを用意する。透明フィルムとしては、例えば、三菱樹脂株式会社製のＰＧ−ＭＣＴ（商品名）や太平化学製品株式会社製のＣＧ０３０Ｍ（商品名）などのＰＥＴ−Ｇフィルムを用いることができる。着色フィルムとしては、例えば、太平化学製品株式会社製のＣＧ７３１Ｍ（商品名）のＰＥＴ−Ｇフィルムを用いることができる。透明フィルム及び着色フィルムの厚さは、それぞれ例えば１５０〜２００μｍである。
【００５４】
用意した２枚の透明フィルムの間に、１枚の着色フィルムを挟んで、これら３枚のフィルムを熱融着により接着し、積層体を得る。得られた積層体を適当な寸法に裁断した後、裁断された積層体に、回路基板２６、液晶表示ユニット３６、及び、回路基板２６に実装された電気部品を受け容れるための凹みを形成し、基材４４を得る。
【００５５】
得られた基材４４に、接着剤又は両面テープを用いて、電気部品が実装された回路基板２６を接着する。なお、ＬＣＤドライバ３２及び液晶表示ユニット３６は、例えばＡＣＦ（異方性導電接着フィルム）にて回路基板２６に実装されている。
【００５６】
一方、第１の外装層５４及び第２の外装層５６の材料として透明なフィルムを用意し、用意したフィルムに、画像表示部１４及び受光部１８となる部分を除き、裏刷りによって所望のデザインをシルク印刷する。シルク印刷されたフィルムを裁断し、第１の外装層５４及び第２の外装層５６を得る。
シルク印刷によれば、他の印刷方式に比べてインクを厚く塗ることができ、遮光性が高くなる。なおシルク印刷の前に他の方式でより細かいデザインを印刷してから、シルク印刷により遮光層を設けてもよい。
【００５７】
得られた第１の外装層５４を、基材４４の第１層４８及び回路基板２６の裏面（半田面）に接着剤若しくは両面テープを用いて接着するとともに、第２の外装層５６を基材の第３層５２に接着剤若しくは両面テープを用いて接着し、ＩＣカード１０が作製される。
【００５８】
以下、上述したＩＣカード１０及び給電装置１２の動作及び使用方法について説明する。ＩＣカード１０は、単独で携帯して使用可能であるばかりでなく、給電装置１２と併用も可能である。
ＩＣカード１０を単独で使用する場合、ＩＣカード１０の使用に先立ち電源３８に充電するとともに、メモリ３０に画像データを記憶させる。そのために、ＩＣカード１０を給電装置１２に設置し、アンテナ１２４及び無線通信ユニット１２６を通じて外部から受信した画像データを、電極１０４，２４を通じてメモリ３０に記憶させる。
【００５９】
充電及び画像データの記憶後、ＩＣカード１０を給電装置１２から取り外し、ボタン１６を操作して液晶表示ユニット３６にメモリ３０内の画像データを表示させる。具体的には、ボタン１６の操作に従って、ＭＣＵ２８は、ＬＣＤドライバ３２を介して、メモリ３０に記憶された画像データを液晶表示ユニット３６に表示させる。
【００６０】
ＩＣカード１０を単独で使用している場合、液晶表示ユニット３６は、画像表示部１４から外光を取り込んで反射し、反射光によって画像データを表示するとともに、受光部１８からも外光を取り込んで透過させ、透過光によっても画像データを表示する。
表示させる画像は特には限定されないが、例えば利用者の顔写真を表示することにより、社員証や入館証等の身分証明書としてＩＣカード１０を使用することが可能である。
【００６１】
次にＩＣカード１０を給電装置１２と共に使用する場合について説明する。
ＩＣカード１０を給電装置１２に設置した状態で、給電装置１２の操作部１１８を操作し、バックライトユニット１００を点灯させる。そして、ＩＣカード１０のボタン１６を操作することによって、液晶表示ユニット３６にメモリ３０内の画像データを表示させる。
【００６２】
ＩＣカード１０を給電装置１２とともに使用している場合、液晶表示ユニット３６は、画像表示部１４から外光を取り込んで反射し、反射光によって画像データを表示するとともに、受光部１８からバックライトユニット１００の光（バックライト）を取り込んで透過させ、透過光によっても画像データを表示する。
なお、この表示の際、電極２２を通じて給電装置１２の電源１２０から供給された電力によってＭＣＵ２８、ＬＣＤドライバ３２及び液晶表示ユニット３６は動作し、より好ましくは同時に、電源３８が充電される。
【００６３】
上述した一実施形態のＩＣカード１０によれば、ＩＣカード１０が液晶表示ユニット３６に光を供給する発光体を備えないので、消費電力が抑制され、十分な動作時間が確保される。また、消費電力が抑制されることにより、ＩＣカード１０は大型の電池を内蔵する必要が無く、ＩＣカード１０自体の大型化や重量の増大が防止される。
【００６４】
一方、発光体を備えていなくても、半透過型の液晶表示ユニット３６によれば、外光を取り込んで反射させ、反射光によって画像を表示させることで、利用者は画像を視認する。
その上、回路基板２６の開口部３４に半透過型の液晶表示ユニット３６が配置され、液晶表示ユニット３６の受光部に重なる基材４４の領域は透光性を有しているため、液晶表示ユニット３６に対し背面から光を照射すれば、透過光によって画像が更に明るくなる。つまり、このＩＣカード１０によれば、外光が暗いときでも、鮮明な画像を表示することが可能である。
【００６５】
上述した一実施形態のＩＣカード１０は、前記液晶表示ユニット３６がプラスチック製の基板６４，８０を有しているため、ガラス製の基板を有する場合に比較して軽量で柔軟性に富み、破損もし難い。
【００６６】
上述した一実施形態のＩＣカード１０では、基材４４の第１層４８と第３層５２とが同一の材料からなるため、基材４４が反りがたい。このため、このＩＣカード１０は長期に渡り変形し難い。
また、このＩＣカード１０は、有色の第２層５０によって回路基板２６の一方の面、及び、当該一方の面に実装された液晶表示ユニット３６以外の電気部品が隠されることで、優れた意匠を有する。なお、第２層５０が有色であっても、凹み４６が少なくとも第１層４８及び第２層５０を貫通し、第３層５２が透光性を有しているので、液晶表示ユニット３６の表示部の視認性が低下することはない。
【００６７】
上述した一実施形態のＩＣカード１０は、第１の外装層５４及び第２の外装層５６に適当な意匠を付与することで、更に優れた意匠を有する。
上述した一実施形態のＩＣカード１０によれば、ＲＦＩＤ機能部９２によって非接触認証が行われ、利用者の利便性が高まる。
【００６８】
上述した一実施形態のＩＣカード１０によれば、外部から電極２２を経由して電力が供給されるので、電源３８の蓄電量にかかわらず、データサイズが大きい画像であっても表示される。
【００６９】
上述した一実施形態のＩＣカード１０によれば、マンマシンインターフェースとしてのボタン１６を利用することにより、表示のオンオフによる省電力化の達成や、表示させる画像を切り替えることによる利用者の利便性の更なる向上が図られる。
【００７０】
上述した一実施形態の給電装置１２を用いた場合、ＩＣカード１０の半透過型の液晶表示ユニット３６は、バックライトユニット１００から受けた光を透過させることで、画像をより明るく表示する。
また、この給電装置１２から、ＭＣＵ２８及び液晶表示ユニット３６に電力が供給されるので、ＩＣカード１０の電源３８の蓄電量にかかわらず、データサイズが大きい画像、例えば動画であっても表示できる。
【００７１】
更に、給電装置１２から画像データをＩＣカード１０のメモリ３０に送信することにより、簡単な構成にて、利用者は任意の画像を液晶表示ユニット３６に表示させることができる。また、給電装置１２からメモリ３０を介在させずに、直接に画像を液晶表示ユニット３６に表示させることも可能である。
その上、給電装置１２は、電源１２０を内蔵しているので、携帯が可能であり、屋外等においても、ＩＣカード１０とともに使用可能である。
【００７２】
本発明は、上述した一実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に種々の変更を加えた形態も含み、また、上述した一実施形態と公知技術とを組み合わせた形態も含む。
【００７３】
例えば、上述した一実施形態では、給電装置１２は、外部から受信した画像データをＩＣカード１０に直接渡したが、画像データを記憶するメモリを備えていてもよい。また、給電装置１２は、外部から無線を通じて画像データを受信したが、有線で受信してもよい。
【００７４】
上述した一実施形態では、給電装置１２は、送受信端子としての電極１０４及び送受信端子としての電極２４を通じて、有線により画像データをＩＣカード１０に送信したが、無線によって送信してもよい。また更に、給電装置１２は、給電端子としての電極１０２及び受電端子としての電極２２を通じて有線により電力をＩＣカード１０に供給したが、無線により電力をＩＣカード１０に供給してもよい。
【００７５】
つまり、ＩＣカード１０と給電装置１２との間のハードウェアインターフェースとしては、無線及び有線のいずれを採用してもよい。ただし、無線によりＩＣカード１０への画像データの送信又は電力の供給を行う場合、ＩＣカード１０の大型化を招く。このため、ＩＣカード１０の小型化という観点からは、ＩＣカード１０への画像データの送信及び電力の供給を有線により行うのが好ましい。
【００７６】
上述した一実施形態では、ＩＣカード１０の電極２２，２４が裏面に設けられていたが、電極２２，２４は表面に設けられていてもよい。また、ＩＣカードに搭載される液晶表示ユニット３６の構成は、半透過型であれば、特に限定されることはない。
更に、ＩＣカード１０の固定手段として、給電装置１２は爪１０６と固定部材１０８を有するが、固定手段はこれらに限定されることはない。
【００７７】
最後に、本発明のＩＣカード１０の利用方法は特には限定されず、ＲＦＩＤカードの他、キャッシュカードやクレジットカードにも適用可能であるのは勿論である。
【符号の説明】
【００７８】
１０ ICカード(半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス)
１２ 給電装置（バックライト付き給電装置）
１４ 画像表示部
１６ ボタン（操作部（マンマシンインターフェース））
１８ 受光部
２２ 電極（受電端子，ハードウェアインターフェース）
２４ 電極（送受信端子，ハードウェアインターフェース）
２６ 回路基板
２８ ＭＣＵ（コントローラ）
３０ メモリ
３２ ＬＣＤドライバ
３４ 開口部
３６ 液晶表示ユニット
３８ 電源
４０ ループアンテナ
４２ ＲＦＩＤ制御ユニット
４４ 基材
４６ 凹み
４８ 第１層
５０ 第２層
５２ 第３層
５４ 第１の外装層
５６ 第２の外装層
６０，８４ 偏光板
６２，８２ 位相差フィルム
６４，８０ プラスチック基板
６６ カラーフィルタ層
６８，７６ 透明電極層
７０ 液晶
７２，７４ 配向膜
９４ ハウジング
９６ 搭載面
９８ 開口
１００ バックライトユニット
１０２ 電極（給電端子，ハードウェアインターフェース）
１０４ 電極（送受信端子，ハードウェアインターフェース）
１０６ 爪
１０８ 係合部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス、該デバイスのためのバックライト付き給電装置、並びに、該デバイス及び該給電装置を備えるシステム。
【背景技術】
【０００２】
カード型デバイスとして、例えばＲＦＩＤカードやＩＣカードが知られている。カード型デバイスは、樹脂製の基材を有し、基材には回路基板が埋設されている。回路基板には、ＩＣチップと、必要に応じてアンテナ等が設けられている。そして、カード型デバイスには、液晶表示装置等からなる表示部を有するものもある。
【０００３】
例えば、特許文献１が開示するＩＣカードは、カイラルネマティック型液晶を用いた反射型液晶表示装置を有する。反射型液晶表示装置は、バックライトを不要とでき、バッテリーレス化が出来るため、ＩＣカードのような小型、薄型装置に搭載することができるものと考えられている。
【０００４】
特許文献２が開示するＩＣカードは、液晶表示パネルからなる表示部と太陽電池を有する。このＩＣカードによれば、カードリーダライタに設けられた光源が太陽電池に光を照射することで、太陽電池が表示部に電力を供給する。
また、特許文献３には、ＩＣカードに透過型液晶表示装置、及び、半透過型液晶表示装置を搭載できるという記載がある。透過型液晶表示装置及び半透過型液晶表示装置は、通常、バックライトを内蔵している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１５７４１４号公報（例えば段落番号００１０）
【特許文献２】特開２００２―３２７２８号公報（例えば要約）
【特許文献３】特開２００６−３２３６８３公報（例えば請求項７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、反射型液晶表示装置では、外光を取り込み、その反射光により表示画面を発光させる機構になっている。このため、反射型液晶表示装置を用いたＩＣカードでは、夜間など外光が弱いときには、画面を認識することが困難であった。
【０００７】
また、透過型液晶表示装置を用いた場合、内蔵されているバックライトにも電力を供給する必要がある。このため、透過型液晶表示装置を用いたＩＣカードでは、大型の電池が必要になり、カード自体が大型化してしまう。なお、太陽電池を用いたとしても、専用の光源を用いれば別として、発電量には限りがあり、透過型液晶表示装置に十分な電力を供給することは困難である。
【０００８】
更に、半透過型液晶表示装置を用いた場合にも、内蔵されているバックライトに電力を供給する必要がある。このため、半透過型液晶表示装置を用いたＩＣカードでも大型の電池が必要になり、カード自体が大型化してしまう。
【０００９】
本発明は上述した事情に鑑みてなされ、その目的とするところは、小型軽量で携帯性に優れながら動作時間が長い半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス、該デバイスのためのバックライト付き給電装置、並びに、該デバイス及び該給電装置を備えるシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的を達成するため、本発明の一態様によれば、コントローラ、メモリ、及び、外部から前記メモリにデータを渡すためのインターフェースが設けられるとともに、開口部を有する回路基板と、前記回路基板の開口部に配置され、前記コントローラにより制御されて前記メモリに記憶されたデータを表示可能な半透過型の液晶表示ユニットと、外部から供給された電力を蓄電可能であるとともに、蓄えた電力を前記コントローラ及び前記液晶表示ユニットに供給可能な電源と、前記回路基板の一方の面に接着され、前記液晶表示ユニットを受け入れる凹みを有するとともに前記液晶表示ユニットの受光部に重なる領域を透光性とした基材とを備え、且つ、前記液晶表示ユニットに光を供給する発光体を備えないことを特徴とする半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスが提供される（請求項１）。
【００１１】
請求項１の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスによれば、発光体（バックライト）を備えないので、消費電力が抑制され、十分な動作時間が確保される。また、消費電力が抑制されることにより、大型の電池を内蔵する必要が無く、デバイス自体の大型化や重量の増大が防止される。
一方、発光体を備えていなくても、半透過型の液晶表示ユニットによれば、外光を取り込んで反射させ、反射光によって画像を表示させることで、利用者は画像を視認する。
その上、回路基板の開口部に半透過型の液晶表示ユニットが配置され、液晶表示ユニットの受光部と重なる基材の領域は透光性を有しているため、液晶表示ユニットに対し背面から光を照射すれば、透過光によって画像が更に明るくなる。つまり、この半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスによれば、外光が暗いときでも、鮮明な画像を表示することが可能である。
【００１２】
好ましくは、前記液晶表示ユニットは、液晶を挟む２つのプラスチック製の基板を含む（請求項２）。
【００１３】
請求項２の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスは、前記液晶表示ユニットがプラスチック製の基板を有しているため、ガラス製の基板を有する場合に比較して軽量で柔軟性に富み、破損もし難い。
【００１４】
好ましくは、前記基材は、前記回路基板側に位置し、透光性を有する第１層と、前記第１層に積層された有色の第２層と、前記第２層に積層されるとともに前記第１層と同じ材料からなり、透光性を有する第３層とを含み、前記凹みは、少なくとも前記第１層から前記第２層まで貫通している（請求項３）。
【００１５】
請求項３の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスでは、基材の第１層と第３層とが同一の材料からなるため、基材が反りがたい。このため、この半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスは長期に渡り変形し難い。
また、この半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスは、有色の第２層によって回路基板の一方の面が隠されることで、優れた意匠を有する。
【００１６】
好ましくは、前記回路基板の他方の面を覆う第１の外装層と、前記第３層の表面に設けられた第２の外装層とを更に備え、前記第１の外装層及び前記第２の外装層の前記液晶表示ユニットの表示部および受光部と重なる領域は透光性材料からなる（請求項４）。
【００１７】
請求項４の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスは、第１の外装層及び第２の外装層に適当な意匠を付与することで、更に優れた意匠を有する。
【００１８】
好ましくは、半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスは、非接触認証機能を更に備える（請求項５）。
【００１９】
請求項５の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスによれば、非接触認証機能によって利用者の利便性が高まる。
【００２０】
好ましくは、外部から前記コントローラ及び前記液晶表示ユニットに電力を供給するための受電端子を更に備える（請求項６）。
【００２１】
請求項６の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスによれば、外部から受電端子を経由して電力が供給されるので、電源の蓄電量にかかわらず、データサイズが大きい画像であっても表示される。
【００２２】
好ましくは、利用者が前記コントローラに命令を入力するためのマンマシンインターフェースを更に備える（請求項７）。
【００２３】
請求項７の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスによれば、マンマシンインターフェースを利用して、例えば表示のオンオフによる省電力化の達成や、表示させる画像を切り替えることによる利用者の利便性の更なる向上が図られる。
【００２４】
本発明の他の態様によれば、請求項１乃至７の何れか一項に記載の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスのためのバックライト付き給電装置であって、ハウジングと、前記液晶表示ユニットの受光部に光を照射するバックライトユニットと、前記コントローラ及び前記液晶表示ユニットに供給するための電力を蓄電する親電源と、前記メモリにデータを渡すとともに、前記コントローラ及び前記液晶表示ユニットに前記親電源から電力を供給するためのハードウェアインターフェースとを備えることを特徴とするバックライト付き給電装置が提供される（請求項８）。
【００２５】
請求項８のバックライト付き給電装置を用いた場合、半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスの半透過型の液晶表示ユニットは、バックライトから受けた光を透過させることで、画像をより明るく表示する。
また、このバックライト付き給電装置から、コントローラ及び液晶表示ユニットに電力が供給されるので、半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスの電源の蓄電量にかかわらず、データサイズが大きい画像であっても表示される。
【００２６】
更に、このバックライト付き給電装置から画像データを半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスのメモリに送信することにより、簡単な構成にて、利用者は任意の画像を液晶表示ユニットに表示させることができる。
その上、このバックライト付き給電装置は、電源を内蔵しているので、携帯が可能であり、屋外等においても、半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスとともに使用可能である。
【００２７】
本発明の更に他の態様によれば、請求項１乃至７の何れか一項に記載の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスと、請求項８に記載のバックライト付き給電装置とを備えることを特徴とする半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスシステムが提供される（請求項９）。
【００２８】
請求項９の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスシステムによれば、半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスとバックライト付き給電装置を一緒に用いることで、外部環境にかかわらず、鮮明な画像が表示される。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、小型軽量で携帯性に優れながら動作時間が長い半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス、該デバイスのためのバックライト付き給電装置、並びに、該デバイス及び該給電装置を備えるシステムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】一実施形態のＩＣカードシステムを概略的に示す斜視図である。
【図２】図１中のＩＣカードを概略的に示す斜視図である。
【図３】図２のＩＣカードの裏面を概略的に示す平面図である。
【図４】図２のＩＣカードに内蔵された回路基板を実装された電気部品とともに示す概略的な断面図である。
【図５】図２中のＶ−Ｖ線に沿う概略的な断面図である。
【図６】図５中の液晶表示ユニットの構成を概略的に示す断面図である。
【図７】図２のＩＣカードの電気回路を概略的に示すブロック図である。
【図８】図１中の給電装置を固定部材が外された状態で概略的に示す斜視図である。
【図９】図８の給電装置の電気回路を概略的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、一実施形態の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスシステム（以下、単にＩＣカードシステムともいう）を示す概略的な斜視図である。ＩＣカードシステムは、半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス（以下、単にＩＣカードともいう）１０とバックライト付き給電装置（以下、単に給電装置ともいう）１２からなる。
【００３２】
図２は、ＩＣカード１０を示す概略的な斜視図である。ＩＣカード１０は、携帯な便利なカード形状を有し、好ましくは、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１０によって定められた形状を有する。具体的には、ＩＣカード１０の長さは８６ｍｍ、幅は５４ｍｍ、そして、厚さは０．７６ｍｍであるのが好ましい。
【００３３】
ＩＣカード１０の一方の面（表面）には、画像表示部１４が設けられている。また、ＩＣカード１０の表面には、画像表示部１４における画像表示のオンオフ、及び、表示される内容を変更するための操作部として、ボタン１６が設けられている。
【００３４】
図３は、ＩＣカード１０の他方の面（裏面）を概略的に示す平面図である。ＩＣカード１０の裏面には、画像表示部１４に対応する位置に受光部１８が設けられている。また、ＩＣカード１０の裏面には、凹み２０が設けられ、凹み２０内に２組の電極２２，２４が表出している。電極２２，２４は、ＩＣカード２０の裏面から突出しないよう、凹み２０内に配置されている。凹み２０は、矩形状の他、任意の形状を選択できる。また凹み２０が無くても構わない。
【００３５】
図４は、ＩＣカード１０に内蔵された回路基板２６を実装された複数の電気部品とともに概略的に示す平面図である。
具体的には、回路基板２６としては、例えば薄型リジッド基板又はＦＰＣ基板（フレキシブルプリント基板）を用いることができる。ＩＣカード１０の裏面側に位置する回路基板２６の一方の面（裏面，実装面）には、電気部品として、電極２２，２４とともに、コントローラとしてのＭＣＵ（マイクロコンピュータ）２８を構成するＩＣチップ、メモリ３０を構成するＩＣチップ、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）ドライバ３２を構成するＩＣチップ等が実装されている。
【００３６】
そして、回路基板２６は、画像表示部１４及び受光部１８に対応する位置に開口部３４を有し、開口部３４には、半透過型の液晶表示ユニット３６が配置されており、接着剤などで固定されている。液晶表示ユニット３６は、ＬＣＤドライバ３２に接続されている。
また、回路基板２６には電源３８が搭載されている。電源３８としては、例えばリチウムイオン電池等の二次電池やコンデンサを用いることができる。
【００３７】
更に、好ましい態様として、回路基板２６には、ループアンテナ４０と、ループアンテナ４０に接続された、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）制御ユニット４２を構成するＩＣチップが実装されている。
なお、ボタン１６は、回路基板２６の他方の面（表面，半田面）に搭載されている。
【００３８】
図５は、図２のＶ−Ｖ線に沿う概略的な断面図である。
回路基板２６の裏面には、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の樹脂を主成分とする基材４４が接着されている。基材４４には、回路基板２６全体を受け容れる凹みとともに、液晶表示ユニット３６を受け容れる凹み４６や、他の電気部品を受け容れる凹みが形成されている。
【００３９】
好ましくは、基材４４は、大まかに分けて３層からなり、回路基板２６側から順に、第１層４８、第２層５０、及び、第３層５２を有する。第１層４８及び第３層５２は透光性を有する同一の材料からなり、より好ましくは、透明な同一材料である。第２層５０は、有色の材料からなる。第２層５０が有色の場合、凹み４６は、少なくとも第１層４８及び第２層５０を貫通しているのが好ましく、液晶表示ユニット３６以外の電気部品を受け入れる凹みは、第２層５０を貫通していないのが好ましい。
なお、第１層４８、第２層５０及び第３層５２の各々は、更に複数の層から構成されていてもよい。この場合も、第１層４８と第３層５２の構成は、第２層５０を挟んで対称になるように設定される。
【００４０】
好ましくは、ＩＣカード１０の表面側には、第１の外装層５４が設けられ、ＩＣカード１０の裏面側には、第２の外装層５６が設けられる。
第１の外装層５４は、基材４４の第１層４８及び回路基板２６の表面を覆っている。第１の外装層５４は、例えば樹脂製のフィルムからなり、液晶表示ユニット３６の表示部に重なる領域に透明部を有する。第１の外装層５４の透明部は、画像表示部１４の表面を構成している。
なお、第１の外装層５４の透明部以外の領域は、回路基板２６を見えなくするとともに、ＩＣカード１０の意匠を高めるために、有色であるのが好ましい。また、第１の外装層５４には、反射防止機能を有するフィルムを使用してもよく、あるいは、反射防止コーティングを施してもよい。
【００４１】
一方、第２の外装層５６は、基材４４の第３層５２の表面を覆っている。第２の外装層５６は、例えば、樹脂製のフィルム若しくは印刷塗布層によって構成され、液晶表示ユニット３６の受光部に重なる領域に透明部を有する。第２の外装層５６の透明部は、受光部１８の表面を構成している。
なお、第２の外装層５６の透明部以外の領域は、回路基板２６を確実に見えなくするとともに、ＩＣカード１０の意匠を高めるために、有色であるのが好ましい。
【００４２】
図６は、半透過型の液晶表示ユニット３６の概略的な構成を示す断面図である。ＩＣカード１０の表面側から、偏光板６０、位相差フィルム６２、プラスチック基板６４、カラーフィルタ層６６、例えばＩＴＯからなる透明電極層６８、液晶７０を挟む一対の配向膜７２，７４、透明電極層７６、拡散反射層７８、プラスチック基板８０、位相差フィルム８２、及び、偏光板８４を含む。
【００４３】
カラーフィルタ層６６、透明電極層６８、配向膜７２は、プラスチック基板６４上に一体に設けられ、拡散反射層７８、透明電極層７６、及び、配向膜７４は、プラスチック基板８０上に一体に設けられている。
なお、液晶７０は、配向膜７２，７４間に設けられたシール部材８６によって密封され、且つ、配向膜７２，７４間には、間隔を確保するためのスペーサ８８が設けられている。
【００４４】
ここで、液晶表示ユニット３６は半透過型であるため、拡散反射層７８は、開口を有し、表から裏に向かう光を反射するとともに、裏から表に向かう光の透過を許容する。本実施形態では、拡散反射層７８による、表から裏からに向かう光の反射率は７５％であり、透過率は２５％である。反射率及び透過率は、これに限定されることはないが、反射率が透過率よりも大であるのが好ましい。反射率及び透過率は、拡散反射層７８の開口率を変更することによって調整可能である。
【００４５】
図７は、ＩＣカード１０の電気回路を概略的に示すブロック図である。
ＩＣカード１０は、本実施形態では、大まかに分けて、表示機能部９０とＲＦＩＤ機能部９２を有する。
表示機能部９０は、ボタン１６、電極２２，２４、ＭＣＵ２８、メモリ３０、ＬＣＤドライバ３２、液晶表示ユニット３６、及び、電源３８を含んでいる。一方、ＲＦＩＤ機能部９２は、ループアンテナ４０とＲＦＩＤ制御ユニット４２を含んでいる。なお、本実施形態では、ＲＦＩＤ機能部と表示機能部とが繋がっていないが、ＲＦＩＤ機能部と表示機能部とを繋いで連係動作を可能とした構成は、より好ましい。
【００４６】
図８は給電装置１２を概略的に示す斜視図である。
給電装置１２は、例えば樹脂製のハウジング９４を有する。ハウジング９４は、例えば略直方体形状を有し、ＩＣカード１０が配置される搭載面９６を有する。搭載面９６には、ＩＣカード１０の受光部１８に対応する位置に開口９８が設けられ、開口９８には、バックライトユニット１００の面発光部が表出している。
【００４７】
また、搭載面９６からは、ＩＣカード１０の電極２２，２４に対応する位置に、二組の電極１０２，１０４が突出している。電極１０２，１０４は、ＩＣカード１０が搭載面９６に配置されたときに、電極２２，２４にそれぞれ当接する。
【００４８】
一方、ハウジング９４の一端には、ＩＣカード１０を固定するための係合部として、断面Ｌ字形状の爪１０６が一体に設けられている。そして、ハウジング９４の他端には、分離可能にて断面Ｌ字形状の係合部材１０８が固定される。係合部材１０８は、爪１０６と協働して、搭載面９６上のＩＣカード１０を固定する。
【００４９】
なお、ハウジング９４の他端には突出部１１０が設けられ、係合部材１０８には、突出部１１０と嵌合する孔１１２が形成されている。突出部１１０が孔１１２に嵌合することにより、ハウジング９４に対して係合部材１０８が固定される。
【００５０】
図９は、給電装置１２の電気回路を概略的に示すブロック図である。
給電装置１２は、ＩＣカード１０に光及び電力を供給するためのバックライト・給電機能部１１４を有する。バックライト・給電機能部１１４は、バックライトユニット１００及び電極１０２，１０４とともに、ＭＣＵ１１６、ボタン等の操作部１１８、及び、電源（親電源）１２０を含む。
【００５１】
バックライトユニット１００としては、好ましくは、発光体としてのＬＥＤ（発光ダイオード）と、ＬＥＤの光を拡散させるための導光板とを含むものを用いることができる。
電源１２０としては、例えばリチウムイオン電池等の二次電池やコンデンサを用いることができる。好ましくは、給電装置１２の電源１２０の蓄電容量は、ＩＣカード１０の電源３８の蓄電容量よりも大である。なお、電源１２０には、例えば外部の１００Ｖの商用電源から、取り外し可能な電源コードを用いて充電することができる。
【００５２】
また、給電装置１２は、ＩＣカード１０以外の外部の機器と通信するための無線通信機能部１２２を有する。無線通信機能部１２２は、アンテナ１２４と、アンテナ１２４に接続された無線通信ユニット１２６とからなる。無線通信ユニット１２６は、バックライト・給電機能部１１４と繋がっており、無線通信機能部１２２及びバックライト・給電機能部１１４は連係動作可能である。
なお、無線通信の規格としては、例えば、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）等を採用することができる。
【００５３】
以下、上述したＩＣカード１０の製造方法について説明する。
基材４４の材料として、２枚の透明フィルムと１枚の着色フィルムを用意する。透明フィルムとしては、例えば、三菱樹脂株式会社製のＰＧ−ＭＣＴ（商品名）や太平化学製品株式会社製のＣＧ０３０Ｍ（商品名）などのＰＥＴ−Ｇフィルムを用いることができる。着色フィルムとしては、例えば、太平化学製品株式会社製のＣＧ７３１Ｍ（商品名）のＰＥＴ−Ｇフィルムを用いることができる。透明フィルム及び着色フィルムの厚さは、それぞれ例えば１５０〜２００μｍである。
【００５４】
用意した２枚の透明フィルムの間に、１枚の着色フィルムを挟んで、これら３枚のフィルムを熱融着により接着し、積層体を得る。得られた積層体を適当な寸法に裁断した後、裁断された積層体に、回路基板２６、液晶表示ユニット３６、及び、回路基板２６に実装された電気部品を受け容れるための凹みを形成し、基材４４を得る。
【００５５】
得られた基材４４に、接着剤又は両面テープを用いて、電気部品が実装された回路基板２６を接着する。なお、ＬＣＤドライバ３２及び液晶表示ユニット３６は、例えばＡＣＦ（異方性導電接着フィルム）にて回路基板２６に実装されている。
【００５６】
一方、第１の外装層５４及び第２の外装層５６の材料として透明なフィルムを用意し、用意したフィルムに、画像表示部１４及び受光部１８となる部分を除き、裏刷りによって所望のデザインをシルク印刷する。シルク印刷されたフィルムを裁断し、第１の外装層５４及び第２の外装層５６を得る。
シルク印刷によれば、他の印刷方式に比べてインクを厚く塗ることができ、遮光性が高くなる。なおシルク印刷の前に他の方式でより細かいデザインを印刷してから、シルク印刷により遮光層を設けてもよい。
【００５７】
得られた第１の外装層５４を、基材４４の第１層４８及び回路基板２６の裏面（半田面）に接着剤若しくは両面テープを用いて接着するとともに、第２の外装層５６を基材の第３層５２に接着剤若しくは両面テープを用いて接着し、ＩＣカード１０が作製される。
【００５８】
以下、上述したＩＣカード１０及び給電装置１２の動作及び使用方法について説明する。ＩＣカード１０は、単独で携帯して使用可能であるばかりでなく、給電装置１２と併用も可能である。
ＩＣカード１０を単独で使用する場合、ＩＣカード１０の使用に先立ち電源３８に充電するとともに、メモリ３０に画像データを記憶させる。そのために、ＩＣカード１０を給電装置１２に設置し、アンテナ１２４及び無線通信ユニット１２６を通じて外部から受信した画像データを、電極１０４，２４を通じてメモリ３０に記憶させる。
【００５９】
充電及び画像データの記憶後、ＩＣカード１０を給電装置１２から取り外し、ボタン１６を操作して液晶表示ユニット３６にメモリ３０内の画像データを表示させる。具体的には、ボタン１６の操作に従って、ＭＣＵ２８は、ＬＣＤドライバ３２を介して、メモリ３０に記憶された画像データを液晶表示ユニット３６に表示させる。
【００６０】
ＩＣカード１０を単独で使用している場合、液晶表示ユニット３６は、画像表示部１４から外光を取り込んで反射し、反射光によって画像データを表示するとともに、受光部１８からも外光を取り込んで透過させ、透過光によっても画像データを表示する。
表示させる画像は特には限定されないが、例えば利用者の顔写真を表示することにより、社員証や入館証等の身分証明書としてＩＣカード１０を使用することが可能である。
【００６１】
次にＩＣカード１０を給電装置１２と共に使用する場合について説明する。
ＩＣカード１０を給電装置１２に設置した状態で、給電装置１２の操作部１１８を操作し、バックライトユニット１００を点灯させる。そして、ＩＣカード１０のボタン１６を操作することによって、液晶表示ユニット３６にメモリ３０内の画像データを表示させる。
【００６２】
ＩＣカード１０を給電装置１２とともに使用している場合、液晶表示ユニット３６は、画像表示部１４から外光を取り込んで反射し、反射光によって画像データを表示するとともに、受光部１８からバックライトユニット１００の光（バックライト）を取り込んで透過させ、透過光によっても画像データを表示する。
なお、この表示の際、電極２２を通じて給電装置１２の電源１２０から供給された電力によってＭＣＵ２８、ＬＣＤドライバ３２及び液晶表示ユニット３６は動作し、より好ましくは同時に、電源３８が充電される。
【００６３】
上述した一実施形態のＩＣカード１０によれば、ＩＣカード１０が液晶表示ユニット３６に光を供給する発光体を備えないので、消費電力が抑制され、十分な動作時間が確保される。また、消費電力が抑制されることにより、ＩＣカード１０は大型の電池を内蔵する必要が無く、ＩＣカード１０自体の大型化や重量の増大が防止される。
【００６４】
一方、発光体を備えていなくても、半透過型の液晶表示ユニット３６によれば、外光を取り込んで反射させ、反射光によって画像を表示させることで、利用者は画像を視認する。
その上、回路基板２６の開口部３４に半透過型の液晶表示ユニット３６が配置され、液晶表示ユニット３６の受光部に重なる基材４４の領域は透光性を有しているため、液晶表示ユニット３６に対し背面から光を照射すれば、透過光によって画像が更に明るくなる。つまり、このＩＣカード１０によれば、外光が暗いときでも、鮮明な画像を表示することが可能である。
【００６５】
上述した一実施形態のＩＣカード１０は、前記液晶表示ユニット３６がプラスチック製の基板６４，８０を有しているため、ガラス製の基板を有する場合に比較して軽量で柔軟性に富み、破損もし難い。
【００６６】
上述した一実施形態のＩＣカード１０では、基材４４の第１層４８と第３層５２とが同一の材料からなるため、基材４４が反りがたい。このため、このＩＣカード１０は長期に渡り変形し難い。
また、このＩＣカード１０は、有色の第２層５０によって回路基板２６の一方の面、及び、当該一方の面に実装された液晶表示ユニット３６以外の電気部品が隠されることで、優れた意匠を有する。なお、第２層５０が有色であっても、凹み４６が少なくとも第１層４８及び第２層５０を貫通し、第３層５２が透光性を有しているので、液晶表示ユニット３６の表示部の視認性が低下することはない。
【００６７】
上述した一実施形態のＩＣカード１０は、第１の外装層５４及び第２の外装層５６に適当な意匠を付与することで、更に優れた意匠を有する。
上述した一実施形態のＩＣカード１０によれば、ＲＦＩＤ機能部９２によって非接触認証が行われ、利用者の利便性が高まる。
【００６８】
上述した一実施形態のＩＣカード１０によれば、外部から電極２２を経由して電力が供給されるので、電源３８の蓄電量にかかわらず、データサイズが大きい画像であっても表示される。
【００６９】
上述した一実施形態のＩＣカード１０によれば、マンマシンインターフェースとしてのボタン１６を利用することにより、表示のオンオフによる省電力化の達成や、表示させる画像を切り替えることによる利用者の利便性の更なる向上が図られる。
【００７０】
上述した一実施形態の給電装置１２を用いた場合、ＩＣカード１０の半透過型の液晶表示ユニット３６は、バックライトユニット１００から受けた光を透過させることで、画像をより明るく表示する。
また、この給電装置１２から、ＭＣＵ２８及び液晶表示ユニット３６に電力が供給されるので、ＩＣカード１０の電源３８の蓄電量にかかわらず、データサイズが大きい画像、例えば動画であっても表示できる。
【００７１】
更に、給電装置１２から画像データをＩＣカード１０のメモリ３０に送信することにより、簡単な構成にて、利用者は任意の画像を液晶表示ユニット３６に表示させることができる。また、給電装置１２からメモリ３０を介在させずに、直接に画像を液晶表示ユニット３６に表示させることも可能である。
その上、給電装置１２は、電源１２０を内蔵しているので、携帯が可能であり、屋外等においても、ＩＣカード１０とともに使用可能である。
【００７２】
本発明は、上述した一実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に種々の変更を加えた形態も含み、また、上述した一実施形態と公知技術とを組み合わせた形態も含む。
【００７３】
例えば、上述した一実施形態では、給電装置１２は、外部から受信した画像データをＩＣカード１０に直接渡したが、画像データを記憶するメモリを備えていてもよい。また、給電装置１２は、外部から無線を通じて画像データを受信したが、有線で受信してもよい。
【００７４】
上述した一実施形態では、給電装置１２は、送受信端子としての電極１０４及び送受信端子としての電極２４を通じて、有線により画像データをＩＣカード１０に送信したが、無線によって送信してもよい。また更に、給電装置１２は、給電端子としての電極１０２及び受電端子としての電極２２を通じて有線により電力をＩＣカード１０に供給したが、無線により電力をＩＣカード１０に供給してもよい。
【００７５】
つまり、ＩＣカード１０と給電装置１２との間のハードウェアインターフェースとしては、無線及び有線のいずれを採用してもよい。ただし、無線によりＩＣカード１０への画像データの送信又は電力の供給を行う場合、ＩＣカード１０の大型化を招く。このため、ＩＣカード１０の小型化という観点からは、ＩＣカード１０への画像データの送信及び電力の供給を有線により行うのが好ましい。
【００７６】
上述した一実施形態では、ＩＣカード１０の電極２２，２４が裏面に設けられていたが、電極２２，２４は表面に設けられていてもよい。また、ＩＣカードに搭載される液晶表示ユニット３６の構成は、半透過型であれば、特に限定されることはない。
更に、ＩＣカード１０の固定手段として、給電装置１２は爪１０６と固定部材１０８を有するが、固定手段はこれらに限定されることはない。
【００７７】
最後に、本発明のＩＣカード１０の利用方法は特には限定されず、ＲＦＩＤカードの他、キャッシュカードやクレジットカードにも適用可能であるのは勿論である。
【符号の説明】
【００７８】
１０ ICカード(半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス)
１２ 給電装置（バックライト付き給電装置）
１４ 画像表示部
１６ ボタン（操作部（マンマシンインターフェース））
１８ 受光部
２２ 電極（受電端子，ハードウェアインターフェース）
２４ 電極（送受信端子，ハードウェアインターフェース）
２６ 回路基板
２８ ＭＣＵ（コントローラ）
３０ メモリ
３２ ＬＣＤドライバ
３４ 開口部
３６ 液晶表示ユニット
３８ 電源
４０ ループアンテナ
４２ ＲＦＩＤ制御ユニット
４４ 基材
４６ 凹み
４８ 第１層
５０ 第２層
５２ 第３層
５４ 第１の外装層
５６ 第２の外装層
６０，８４ 偏光板
６２，８２ 位相差フィルム
６４，８０ プラスチック基板
６６ カラーフィルタ層
６８，７６ 透明電極層
７０ 液晶
７２，７４ 配向膜
９４ ハウジング
９６ 搭載面
９８ 開口
１００ バックライトユニット
１０２ 電極（給電端子，ハードウェアインターフェース）
１０４ 電極（送受信端子，ハードウェアインターフェース）
１０６ 爪
１０８ 係合部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コントローラ、メモリ、及び、外部から前記メモリにデータを渡すためのインターフェースが設けられるとともに、開口部を有する回路基板と、
前記回路基板の開口部に配置され、前記コントローラにより制御されて前記メモリに記憶されたデータを表示可能な半透過型の液晶表示ユニットと、
外部から供給された電力を蓄電可能であるとともに、蓄えた電力を前記コントローラ及び前記液晶表示ユニットに供給可能な電源と、
前記回路基板の一方の面に接着され、前記液晶表示ユニットを受け入れる凹みを有するとともに前記液晶表示ユニットの受光部に重なる領域を透光性とした基材とを備え、且つ、
前記液晶表示ユニットに光を供給する発光体を備えない
ことを特徴とする半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス。
【請求項２】
前記液晶表示ユニットは、液晶を挟む２つのプラスチック製の基板を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス。
【請求項３】
前記基材は、
前記回路基板側に位置し、透光性を有する第１層と、
前記第１層に積層された有色の第２層と、
前記第２層に積層されるとともに前記第１層と同じ材料からなり、透光性を有する第３層とを含み、
前記凹みは、少なくとも前記第１層から前記第２層まで貫通している
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス。
【請求項４】
前記回路基板の他方の面を覆う第１の外装層と、
前記第３層の表面に設けられた第２の外装層とを更に備え、
前記第１の外装層及び前記第２の外装層の前記液晶表示ユニットの表示部および受光部に重なる領域は透光性材料からなる
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス。
【請求項５】
非接触認証機能を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス。
【請求項６】
外部から前記コントローラ及び前記液晶表示ユニットに電力を供給するための受電端子を更に備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス。
【請求項７】
利用者が前記コントローラに命令を入力するためのマンマシンインターフェースを更に備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスのためのバックライト付き給電装置であって、
ハウジングと、
前記液晶表示ユニットの受光部に光を照射するバックライトユニットと、
前記コントローラ及び前記液晶表示ユニットに供給するための電力を蓄電する親電源と、
前記メモリにデータを渡すとともに、前記コントローラ及び前記液晶表示ユニットに前記親電源から電力を供給するためのハードウェアインターフェースとを備えることを特徴とするバックライト付き給電装置。
【請求項９】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスと、
請求項８に記載のバックライト付き給電装置と
を備えることを特徴とする半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスシステム。
【請求項１】
コントローラ、メモリ、及び、外部から前記メモリにデータを渡すためのインターフェースが設けられるとともに、開口部を有する回路基板と、
前記回路基板の開口部に配置され、前記コントローラにより制御されて前記メモリに記憶されたデータを表示可能な半透過型の液晶表示ユニットと、
外部から供給された電力を蓄電可能であるとともに、蓄えた電力を前記コントローラ及び前記液晶表示ユニットに供給可能な電源と、
前記回路基板の一方の面に接着され、前記液晶表示ユニットを受け入れる凹みを有するとともに前記液晶表示ユニットの受光部に重なる領域を透光性とした基材とを備え、且つ、
前記液晶表示ユニットに光を供給する発光体を備えない
ことを特徴とする半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス。
【請求項２】
前記液晶表示ユニットは、液晶を挟む２つのプラスチック製の基板を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス。
【請求項３】
前記基材は、
前記回路基板側に位置し、透光性を有する第１層と、
前記第１層に積層された有色の第２層と、
前記第２層に積層されるとともに前記第１層と同じ材料からなり、透光性を有する第３層とを含み、
前記凹みは、少なくとも前記第１層から前記第２層まで貫通している
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス。
【請求項４】
前記回路基板の他方の面を覆う第１の外装層と、
前記第３層の表面に設けられた第２の外装層とを更に備え、
前記第１の外装層及び前記第２の外装層の前記液晶表示ユニットの表示部および受光部に重なる領域は透光性材料からなる
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス。
【請求項５】
非接触認証機能を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス。
【請求項６】
外部から前記コントローラ及び前記液晶表示ユニットに電力を供給するための受電端子を更に備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス。
【請求項７】
利用者が前記コントローラに命令を入力するためのマンマシンインターフェースを更に備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイス。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスのためのバックライト付き給電装置であって、
ハウジングと、
前記液晶表示ユニットの受光部に光を照射するバックライトユニットと、
前記コントローラ及び前記液晶表示ユニットに供給するための電力を蓄電する親電源と、
前記メモリにデータを渡すとともに、前記コントローラ及び前記液晶表示ユニットに前記親電源から電力を供給するためのハードウェアインターフェースとを備えることを特徴とするバックライト付き給電装置。
【請求項９】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスと、
請求項８に記載のバックライト付き給電装置と
を備えることを特徴とする半透過型液晶ディスプレイ付きカード型デバイスシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１７０１５０（Ｐ２０１１−１７０１５０Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３４４２５（Ｐ２０１０−３４４２５）
【出願日】平成２２年２月１９日（２０１０．２．１９）
【出願人】（０００１６２１１３）共同印刷株式会社 (488)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１９日（２０１０．２．１９）
【出願人】（０００１６２１１３）共同印刷株式会社 (488)
【Ｆターム（参考）】
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