画像表示機能付きカード
【課題】強度の優れるＬＣＤパネルを搭載した画像表示機能付きカードを提供する。
【解決手段】外部機器とのデータ送受信処理を含む全ての動作を制御する中央制御部と、中央制御部からの指示に基づいて必要な情報を表示する液晶セルと、カード各部に電力を供給する電源部と、を備える画像表示機能付きカードである。液晶セルは、使用者に露出する第二ガラス板Ｇ２と、使用者に露出しない第一ガラス板Ｇ１とを貼り合わせた全体の厚みが０．６０ｍｍ以下であり、第二ガラス板Ｇ２の周縁は、その側面が、物理的に切断分離されている一方、第一ガラス板Ｇ１の周縁は、そこに形成された物理的な切断切込線がエッチング処理で滑面化されている。
【解決手段】外部機器とのデータ送受信処理を含む全ての動作を制御する中央制御部と、中央制御部からの指示に基づいて必要な情報を表示する液晶セルと、カード各部に電力を供給する電源部と、を備える画像表示機能付きカードである。液晶セルは、使用者に露出する第二ガラス板Ｇ２と、使用者に露出しない第一ガラス板Ｇ１とを貼り合わせた全体の厚みが０．６０ｍｍ以下であり、第二ガラス板Ｇ２の周縁は、その側面が、物理的に切断分離されている一方、第一ガラス板Ｇ１の周縁は、そこに形成された物理的な切断切込線がエッチング処理で滑面化されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示機能を備えたＩＣカードに関し、特に、強度に優れた液晶セルや有機ＥＬなどの表示素子が使用されているＩＣカードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣカードは、磁気カードなどに比較してメモリ容量が大きいだけでなく演算処理機能を有している利点がある。しかし、メモリの記憶内容を目視確認することができず、この点が大きな問題であり、画像表示機能付きのＩＣカードの開発が進められている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−２７０６５７号公報
【０００３】
この発明では、カードの曲げ変形を考慮して、ガラス基板ではなくプラスチック基板を使用する液晶セルが提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、プラスチックは、耐薬品性や耐熱性においてガラスより劣っており、特に、ガラスに比べて格段に耐熱性に劣るので、製造工程中に熱変形してしまい、配線端子などを微細に配置できないという問題がある。特にＩＣカードに搭載する液晶セルは、配線パターンや内部素子を極限的に小型化せざるを得ないので、プラスチック基板を使用する限り、商品力のある液晶セルを実現することはできない。
【０００５】
そこで、ガラスの利点を生かしつつ、曲げ変形に強い液晶セルや有機ＥＬなどの表示素子を実現するガラス基板の完成が強く望まれている。具体的には、液晶画面を指で押したり、ＩＣカードを曲げても容易には破損しない表示素子のガラス基板が強く嘱望されている。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、押圧力や曲げ変形によっても破損しにくい表示素子を搭載したＩＣカードを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、外部機器とのデータ送受信処理を含む全ての動作を統括的に制御する中央制御部と、前記中央制御部からの指示に基づいて必要な情報を表示する表示素子と、カード各部に電力を供給する電源部と、を備える画像表示機能付きカードであって、前記表示素子は、使用者に露出する第一ガラス板と使用者に露出しない第二ガラス板とが、複数の表示素子領域を内包して貼合された貼合せガラス板について、機械的又は化学的な処理によって全体の厚みが０．６０ｍｍ以下に薄型化され、その後に分離されて完成されることを特徴とする。
【０００８】
ここで、機械的又は化学的な処理には、化学的な処理だけ、物理的な処理だけ、及び、化学的な処理と物理的な処理とを組み合わせた処理の何れも含まれる。化学的な処理とは、典型的には、フッ酸を含有する研磨液を使用した薄型化処理である。本発明では、化学的又は機械的な処理によって、ガラス板全体の厚みは０．６ｍｍ以下に薄型化されるが、好ましくは、０．４ｍｍ以下に薄型化される。なお、画像表示機能には、実施例に記載の通り、写真や絵だけでなく、文字や数字を表示する機能も含まれる。
【０００９】
本発明では、第一ガラス板及び第二ガラス板とも、機械的又は化学的な処理によって薄型化されているので、ガラスのエッチング過程で、割れの基点となるクラックを消滅させることができ、外圧に対して割れにくい液晶セルや有機ＥＬなどの表示素子を実現できる。
【００１０】
ここで、前記表示素子は、好ましくは、貼合せガラス板が薄型化されて個々の素子に分離された後、その周縁端面が、６０μｍを超えない範囲でエッチングされる。この場合には、最もクラックの発生しやすい周縁端面をエッチングによって滑面化できるので、更に強度を高めることができる。なお、６０μｍを超えてエッチングしても強度は変化しないことが本発明者の研究によって確認されている。
【００１１】
また、請求項４に係る発明は、外部機器とのデータ送受信処理を含む全ての動作を統括的に制御する中央制御部と、前記中央制御部からの指示に基づいて必要な情報を表示する表示素子と、カード各部に電力を供給する電源部と、を備える画像表示機能付きカードであって、前記表示素子は、使用者に露出する第二ガラス板と、使用者に露出しない第一ガラス板とを貼り合わせた全体の厚みが０．６０ｍｍ以下であり、前記第二ガラス板の周縁は、その側面が、物理的に切断分離されている一方、前記第一ガラス板の周縁は、そこに形成された物理的な切断切込線がエッチング処理で滑面化されている。この発明でも、ガラス板全体の厚みは、好ましくは、０．４ｍｍ以下である。
【００１２】
本発明では、第一ガラス板の周縁がエッチング処理によって滑面化されているので、第一ガラス板の周縁には、割れの基点となるクラックが存在しない。そのため、使用者に露出する第二ガラス板の方から曲げ力が作用しても、張力を大きく受ける第一ガラス板が割れにくい。
【００１３】
また、請求項５に係る発明は、外部機器とのデータ送受信処理を含む全ての動作を統括的に制御する中央制御部と、前記中央制御部からの指示に基づいて必要な情報を表示する表示素子と、カード各部に電力を供給する電源部と、を備える画像表示機能付きカードであって、前記表示素子は、使用者に露出する第二ガラス板と、使用者に露出しない第一ガラス板とを貼り合わせた全体の厚みが０．６０ｍｍ以下であり、前記第二ガラス板及び前記第一ガラス板の周縁は、そこに形成された物理的な切断切込線がエッチング処理で滑面化されている。ガラス板全体の厚みは、好ましくは、０．４ｍｍ以下である。
【００１４】
本発明では、第一ガラス板及び第二ガラス板の周縁がエッチング処理によって滑面化されているので、何れのガラス板の周縁にも、割れの基点となるクラックが存在しない。そのため、何れの方向から曲げ力が作用しても、ガラス板が割れにくい。
【００１５】
上記各発明の液晶セルは、ＪＩＳ Ｒ １６０１（ファインセラミックスの曲げ強さ試験方法）に準拠した試験方法による４点曲げ強さが、好ましくは１２０ＭＰａ以上、更に好ましくは１４０ＭＰａ以上である。なお、厚さｔの貼合せガラス板を、単一部材であると仮定して、σ＝３Ｐ（Ｌ−ｌ）／（２Ｗｔ２）から曲げ強さσを算出する。前式において、Ｐは最大荷重、Ｌは支点間距離、ｌは支点間距離（荷重側）、Ｗは試験片の幅、ｔは試験片の厚みである。
【００１６】
ここで、請求項４に記載の発明の場合には、使用者に露出する第二ガラス板から、使用者に露出しない第一ガラス板に向けて応力を加えて計測される。一方、請求項３及び請求項５に記載の表示素子では、何れの方向から計測しても、上記の強度を実現することができる。
【００１７】
また、上記何れの発明でも、第一ガラス板及び第二ガラス板は、各々の板厚が０．１０ｍｍ以下であり、ＪＩＳ Ｒ １６０１に準拠した試験方法による４点曲げ強さが、４０００ＭＰａ以上であるのが好ましい。この試験では、第一と第二のガラス板を分離して個々のガラス板で測定するので、各ガラス板が自由に撓むことができ、大きな４点曲げ強さを発揮する。
【００１８】
上記の特性の表示素子は、第一ガラス板と第二ガラス板とが複数の表示素子領域を内包する貼合せガラス板について、前記第一ガラス板の表面に第一スクライブラインを形成する第一工程と、前記第一スクライブラインにエッチング液を接触させる第二工程と、前記第二工程を経た前記貼合せガラス板の第二ガラス板の表面に、第一スクライブラインに対応する第二スクライブラインを形成する第三工程と、前記貼合せガラス板について、使用者に露出する第二ガラス板から、使用者に露出しない第一ガラス板に向けて応力を加えて、前記スクライブラインに沿って前記貼合せガラス板を切断分離する第四工程とを、この順番に実行する製造工程によって製造されるのが好ましい。
【００１９】
この場合、第一ガラス板と第二ガラス板は、外表面が液相エッチングされることで、ガラス板の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）を０．００５μｍ以下、最大表面粗さ（Ｒmax）を０．０６μｍ以下に抑制するのが容易である。なお、ガラス板は、アルミノケイ酸ガラスまたはホウケイ酸ガラスであれば良く、アルミノホウケイ酸ガラスも含まれる。この組成のガラス板であれば、アルカリガラス、低アルカリガラスおよびノンアルカリガラスの何れでも良い。
【００２０】
好ましくは、第四工程の後、前記第一ガラス板及びと第二ガラス板の周縁のみをエッチング液を接触させる第五工程を設けるべきである。この場合、ガラス板の周縁側面にクラックが存在していても、これが消滅するので貼合せガラス板の強度が高まる。なお、エッチング量は、１０μｍ〜６０μｍが好適であり、６０μｍ以上のエッチングをしても強度は高まらない。
【発明の効果】
【００２１】
上記のように構成された発明によれば、曲げ変形に強い可撓性のあるガラス基板を採用した表示素子が実現できるので、曲げ応力が加わったとしても、破損が抑制されたカードを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。図１は、第一実施例に係るＩＣカードの外観図であり、ここでは、クレジットカードとして活用される接触型ＩＣカードを例示している。
【００２３】
図１に示す通り、この実施例のＩＣカードＣＲは、カード左上部にＩＣモジュールＭＯを配置すると共に、カードの右側に液晶セルＬＣＤを配置して構成されている。このＩＣカードＣＲは接触型であるので、ＩＣモジュールＭＯの上面には、接続端子部ＴＭが形成されている。なお、液晶セルＬＣＤを中央位置以外に配置するのは、ＩＣカードＣＲの両端に、曲げ方向の力が加わった場合にも、その影響が液晶セルＬＣＤに及び難いようにするためである。
【００２４】
図２は、ＩＣカードＣＲの内部構成を示すブロック図である。ＩＣカードＣＲは、使用時にカードリーダライタＲＷの接続端子に接触される接続端子部ＴＭと、カードリーダライタＲＷから供給される直流電圧を各部に給電すると共にこれを蓄電する蓄電部ＰＷと、ＣＰＵ及びメモリを含むＩＣモジュールＭＯと、ＩＣモジュールＭＯに制御されて描画動作を実行する液晶駆動部ＣＴと、ＩＣモジュールＭＯの不揮発性メモリ（ＲＯＭ：Read Only Member）の内容を表示する液晶セルＬＣＤとで構成されている。蓄電部ＰＷには、短時間での充電特性に優れているコンデンサのうち、単位体積あたりの蓄電容量に優れた電気二重層コンデンサが使用される。
【００２５】
上記の構成のＩＣカードＣＲは、カード決済時に、店舗などに配置されたカードリーダライタＲＷに装着される。すると、接続端子部ＴＭを通して、カードリーダライタＲＷからＩＣカードＣＲに直流電源電圧が供給され、液晶セルＬＣＤには、不揮発性メモリに格納されているデータに基づき、カード所有者の顔が表示される。そのため、当該ＩＣカードによって支払い料金を清算しようとする店舗側では、確実に本人確認をすることができる。
【００２６】
また、この表示動作と平行して、カードリーダライタＲＷは、接続端子部ＴＭを通して、ＩＣモジュールＭＯのメモリ（ＥＥＰＲＯＭ：Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）のデータを読み出し、料金を清算した後の金額がカードリーダライタＲＷからＩＣモジュールＭＯのメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）に書き込まれる。そして、液晶セルＬＣＤには、今回の利用金額と共に残高が表示される。
【００２７】
そして、カードリーダライタＲＷからＩＣカードＣＲを取り出した後も、蓄電部ＰＷに蓄えられた直流電圧によって液晶セルＬＣＤの表示動作が維持されるので、カード所有者は、今回の精算金額と残高とを確認することができる。
【００２８】
以上、第一実施例のＩＣカードＣＲについて説明したが、本発明は、必ずしも図１や図２の構成に限定されない。図３及び図４は、第二実施例のＩＣカードであり、接続端子部ＴＭを必要としない非接触型のＩＣカードを示す外観図と内部構成図である。このＩＣカードＣＲは、カード左下部に、操作部ＷＨを配置すると共に、カード上部にアンテナＡＮを内蔵して構成されている。また、図４に示す通り、カードに太陽電池ＰＷを配置することで、カードリーダライタＲＷと分離した状態でも表示動作を可能にしている。
【００２９】
なお、カードリーダライタＲＷとＩＣモジュールＭＯのデータ送受信は、アンテナＡＮと変復調部ＴＲとを介して実行される。すなわち、売買代金の清算は、無線回線を通して実行され、清算後の金額がＩＣモジュールＭＯのメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）に書き込まれ、また、液晶セルＬＣＤにも表示される。
【００３０】
操作部ＷＨは、多数のタッチセンサが円環状に配置されて構成され、スクロールホイールとも呼ばれる入力装置である。そして、円周上に配置されたタッチセンサの上下左右の何れかを押圧するか、或いは、円周上を指で時計方向か反時計方向になぞることで、使用者の指示が伝えられるようになっている。そのため、カード所有者は、適宜な手動操作によって電源を投入した後、当該ＩＣカードの残高や使用履歴を確認することができる。また、料金清算に先立って、本人確認を求められた場合にも、自己の写真を表示させて店舗側に示すことができる。
【００３１】
なお、更に別の実施例として、電池を搭載しないＩＣカードＣＲとすることもできる。図５は、第三実施例のＩＣカードであり、無線回線を通して給電動作を実現することで電池の内蔵を不要にしている。すなわち、ＩＣカードＣＲをカードリーダライタＲＷに近づけることによって、このＩＣカードＣＲは、カードリーダライタＲＷと電磁結合させる。そして、カードリーダライタＲＷからアンテナ部に伝送される高周波電磁波は、共振回路を経由して、整流部ＰＷ１において直流電圧に変換された後、この直流電圧が蓄電部ＰＷ２に蓄えられる。そして、蓄電された直流電圧は、各部の電源電圧として使用される。なお、カードリーダライタＲＷからＩＣカードＣＲに対する給動作は、以下のデータ送受信処理の間も引き続き実行される。
【００３２】
そのため、給電動作を受けたＩＣモジュールＭＯは、アンテナ部ＡＮを経由して、カードリーダライタＲＷに必要な情報を伝送することができる。一方、カードリーダライタＲＷでは、料金清算をした後に、清算後の情報をＩＣモジュールＭＯに返送する。したがって、この第三実施例でも、清算後の金額がＩＣモジュールＭＯのメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）に書き込まれ、液晶セルＬＣＤにも表示されることになる。
【００３３】
ところで、上記何れの実施例も、ＩＣカードＣＲに液晶セルが搭載されている点に大きな特徴がある。ところが、ＩＣカードＣＲは、財布などに収納された後、ズボンの後ろポケットなどに収容されるのが常である。そのため、ＩＣカードの表面に押圧力が加わったり、曲げ方向の力を受ける可能性が強い。
【００３４】
そこで、そのような外力によっても容易には破損されない液晶セルが、以下の手順で製造される。図６（ａ）は、複数の液晶セル領域を有する第一ガラス板Ｇ１と第二ガラス板Ｇ２とによる貼合せガラス板１を切断分離するまでの製造工程フロー図である。ここでは、使用者に露出する第二ガラス板Ｇ２と、使用者に露出しない第一ガラス板Ｇ１とで構成された貼合せガラス板を、目標の板厚値Ｔまで薄板化すると共に、適宜な深さの切断切込溝を形成している。目標の板厚値Ｔは、ＩＣカードの種類に応じて、０．１〜０．６０ｍｍの範囲で適宜に設定される。
【００３５】
この製法は、貼合せガラス板を目標の板厚値の直近まで化学研磨するエッチング工程（ＳＴ１）と、使用者に露出しない第一ガラス板Ｇ１の表面に、切断切込線たる第一スクライブラインを形成する第一スクライブ工程（ＳＴ２）と、第一スクライブラインにエッチング液を接触させる追加エッチング工程（ＳＴ３）と、第二ガラス板Ｇ２表面に、所定の第二スクライブラインを形成する第二スクライブ工程（ＳＴ４）と、第一ガラス板および第二ガラス板の表面に形成されているスクライブラインに応力を加えて貼合せガラス板を切断分離する切断分離工程（ＳＴ５）と、仕上げエッチング工程（ＳＴ６）を順に経ることにより行なわれる。
【００３６】
図８は、切断分離対象となる貼合せガラス板１を表す図であり、図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ概略断面図である。この貼合せガラス板１は、使用者に露出して液晶パネルの画像表示面となる第二ガラス板Ｇ２と、画像表示面の背面板となる第一ガラス板Ｇ１と、を貼り合せたものである。
【００３７】
第一ガラス板Ｇ１における、第二ガラス板Ｇ２との対向面には、薄膜トランジスタ及び透明電極が形成され、更に配向膜が積層されている（不図示）。一方、画像表示面となる第二ガラス板Ｇ２における、第一ガラス板Ｇ１との対向面には、カラーフィルターがブラックマトリックスに区分けされて形成され、オーバーコート、透明電極及び配向膜が順次積層されている（不図示）。これらガラス板Ｇ１，Ｇ２の貼り合せは、両ガラス板Ｇ１，Ｇ２の間に図示されていないスペーサ、並びに区画樹脂３および外周樹脂７を介在させて行なわれている。なお、貼合せガラス板１の外表面には、仕上げエッチング工程（ＳＴ６）の後に偏光板が貼り付けられる。
【００３８】
ガラス板Ｇ１，Ｇ２の間には、液晶封入領域２が介在している。この液晶封入領域２は、ガラス板Ｇ１，Ｇ２の貼り合せ時に、区画樹脂３を設けることで区画形成される。なお、全ての液晶封入領域２を囲う外周樹脂７が設けられて、エッチング液の浸入を阻止する密閉空間が形成されている。
【００３９】
次に、図７を参照しつつ実施例の製造方法について説明する。図７（ａ）は、第一スクライブ工程（ＳＴ２）、図７（ｂ）は、追加エッチング工程（ＳＴ３）、図７（ｃ）は、第二スクライブ工程（ＳＴ４）、図７（ｄ）は、切断分離工程（ＳＴ５）、図７（ｅ）は、仕上げエッチング工程（ＳＴ６）を示している。
【００４０】
第一スクライブ工程（ＳＴ２）に先立って、エッチング工程（ＳＴ１）が設けられ、貼合せガラス板１は、目標値Ｔの直近までエッチングされてＴ＋δの板厚となる。ここで、エッチング不足値δは、貼合せガラス板１全体として、２００μｍ未満、好ましくは２０〜１２０μｍ、更に好ましくは２０〜８０μｍである。したがって、エッチング不足値は、各ガラス板Ｇ１，Ｇ２当りに換算すると、ガラス板Ｇ１，Ｇ２間の隙間を無視して、１００μｍ未満、好ましくは１０〜６０μｍ、更に好ましくは１０〜４０μｍとなる。
【００４１】
その後、第一スクライブ工程（ＳＴ２）では、図７（ａ）に示すように、第一ガラス板Ｇ１の表面に、その板厚の１０〜１５％程度の深さのスクライブライン５ａが形成される。スクライブライン５ａは、ダイヤモンドや超硬合金製であって周面が尖突状の円板状ホールカッター４の周面で形成される。スクライブライン５ａは、各液晶封入領域２を分割するためのものであり、隣り合う液晶封入領域２の間に形成される。このスクライブライン（切込切断線）５ａは、エッチング処理で切断切込溝に成長し、切断分離工程ＳＴ５におけるガラス板Ｇ１の切断線となる。
【００４２】
図７（ｂ）に示す追加エッチング工程（ＳＴ３）では、貼合せガラス板１の外表面にエッチング液を接触させた後に、エッチング液を貼合せガラス板１の表面から除去する水洗を行なう。エッチング液の接触は、スクライブライン５ａを含んだガラス板Ｇ１，Ｇ２の表面をエッチングすることにより行なわれる。本工程におけるエッチングは、貼合せガラス板１をエッチング液に浸漬することにより行なわれる。エッチング液は、ガラス溶解性の液体であれば特に限定されるものではないが、フッ化水素を５５％以下の濃度で含有させた水溶液が使用される。
【００４３】
この追加エッチング工程では、エッチング不足値δ（換言すると追加エッチング分）だけ、両ガラス板Ｇ１，Ｇ２をエッチングして薄板化する。そのため、この追加エッチングによって、スクライブライン５ａの形成時に生じたガラス板Ｇ１の表面上のクラックが確実に除去される。但し、エッチング量が制限されているので、スクライブライン５ａから成長した切断切込溝が完全に滑面化されてしまうことはない。
【００４４】
追加エッチング工程（ＳＴ３）に続く第二スクライブ工程（ＳＴ４）では、図７（ｃ）に示すように、第二ガラス板Ｇ２の表面に、切断分離工程（ＳＴ５）におけるガラス板Ｇ２の切断線となる第二スクライブライン５ｂが形成される。この第二スクライブライン５ｂは、第一スクライブライン５ａに対応した位置に形成され、ホイールカッター４で隣り合う表示領域２の間に形成される。
【００４５】
このように、この切断分離方法では、第二スクライブ工程（ＳＴ４）で初めて、第二ガラス板Ｇ２にスクライブライン５ｂが形成されることになる。つまり、ガラス割れの起点となるスクライブライン５ｂが、この段階までは第二ガラス板Ｇ２には形成されていないので、第二スクライブ工程（ＳＴ４）に至るまでのエッチング工程（ＳＴ３）や、貼合せガラス板１の運搬工程において、第二ガラス板Ｇ２が第一ガラス板Ｇ１の機械的補強板として機能する。
【００４６】
切断分離工程（ＳＴ５）では、図７（ｄ）に示すように、スクライブライン５ａ，５ｂを切断線とした貼合せガラス板１の切断分離が行なわれる。本工程では、荷重によってスクライブライン５ａ，５ｂに応力を加え、この応力によって、スクライブライン５ａ，５ｂに沿った貼合せガラス板１の切断分離が行なわれる。スクライブライン５ａは、エッチング処理によってクラックの除去された切込切断溝に成長しているので、切断分離後のガラス板Ｇ１の切断面は、ガラス板Ｇ２の切断面よりも滑らかである。
【００４７】
切断分離のための荷重は、第二スクライブライン５ｂが設けられた第二ガラス板Ｇ２から、第一ガラス板Ｇ１に向けて加えられる。なお、必要に応じて、その後、第一ガラス板Ｇ１から、第二ガラス板Ｇ２に向けて荷重を加えても良い。何れにしても、スクライブライン５ａ，５ｂに沿って貼合せガラス板１が分離される。
【００４８】
以上の各工程を経て切断された貼合せガラス板１は、液晶セルとして使用される。この液晶セルは、第一ガラス板Ｇ１の切断面が平滑面となっているので、外部から荷重を受けても破損が確実に抑制される。したがって、この段階の液晶セルに、偏光膜を貼ったのでも良いが、更に強度を高めるには、最後に仕上げエッチング工程（ＳＴ７）に移行される。
【００４９】
仕上げエッチング工程（ＳＴ７）では、図７（ｅ）に示すように、第一ガラス板Ｇ１と第二ガラス板Ｇ２の周縁側面を除いた表裏面を、耐フッ酸性のマスキング材ＭＳで被覆する。このマスキング処理はスクリーン印刷によっても良いし、シート状のマスキング材ＭＳを貼着したのでも良い。また、第一ガラス板Ｇ１と第二ガラス板Ｇ２の周縁についても、耐フッ酸性の封止材ＳＥでシールする。なお、マスキング処理は、切断分離工程（ＳＴ５）に先立って実行しても良く、この場合には、スクライブライン５ａ，５ｂを覆わないようなマスキング処理が実行される。
【００５０】
何れにしても切断分離工程の後、第一ガラス板Ｇ１と第二ガラス板Ｇ２の周縁の側面にエッチング液を接触させて周縁側面のみをエッチングする（ＳＴ６）。なお、貼合せガラス板１をエッチング液槽に浸漬するのが効果的である。エッチング量は、６０μｍ未満で十分であり、それ以上のエッチングをしても強度は高まらない。
【００５１】
以上のエッチング処理が終われば、マスキング材を剥離した後に偏光膜の貼着作業に移行される。
【００５２】
ところで、仕上げエッチング工程の後の液晶セルについてＪＩＳ Ｒ １６０１に準拠した試験方法による４点曲げ試験を行ったところ、次式で算出される４点曲げ強度σが１４０ＭＰａ以上であることが確認された。４点曲げ強度σ＝３Ｐ（Ｌ−ｌ）／（２Ｗｔ２） ここで、Ｐは最大荷重、Ｌは支点間距離、ｌは支点間距離、Ｗは試験片の幅、ｔは試験片の厚みである。
【００５３】
上式において、液晶セルの板厚が０．６ｍｍの場合には、同一工程の複数サンプルの４点曲げ強度が、１３８〜２６４ＭＰａであった。また、板厚が０．３ｍｍの場合には、１４２〜３０４ＭＰａであり、板厚が薄い方がむしろ良い結果が得られた。なお、板厚１．０ｍｍの場合には、板厚０．６ｍｍの結果より劣る結果（１２８〜２３９ＭＰａ）となる。
【００５４】
仕上げエッチング工程（ＳＴ５）に移行する以前の貼合せガラス板１についても、使用者に露出する第二ガラス板から、使用者に露出しない第一ガラス板に向けて応力を加えて計測した場合には同様の強度が確認された。
【００５５】
また、貼合せガラス基板を構成する第一ガラス板と第二ガラス板を個々のガラス板に分離して計測した場合には、０．１ｍｍのガラス板について、ＪＩＳ Ｒ １６０１に準拠した試験方法による４点曲げ試験の結果、４０００〜７０００ＭＰａ程度の４点曲げ強度が確認された。なお、個々のガラス板の方が、強度が高まるのは、貼合せガラス板のように、曲げを阻止する部材が存在しないためであると考えられる。
【００５６】
以上の通り、上記した実施例によれば、押圧力や曲げ変形によっても破損しにくい液晶セルを製造できるので、これをＩＣカードに搭載しても十分実用に耐える。なお、具体的な記載内容は特に本発明を限定する趣旨ではなく、各種の設計変更が可能であることは言うまでもない。例えば、液晶セルに代えて、ガラス基板を使用する有機ＥＬについても適用可能であり同等の性能を確認している。
【００５７】
また、上記の実施例では、スクライブライン５ａ，５ｂを設けた貼合せガラス板１をエッチング処理によって薄型化したが、スクライブライン５ａ，５ｂを設けることなく貼合せガラス板１を薄型化しても良い。このような場合には、薄型化された貼合せガラス板１を物理的に分断して、個々の液晶セルを切り出すことになるが、第一ガラス板Ｇ１と第二ガラス板Ｇ２がそれぞれエッチングされることで、外表面のクラックが除去されて曲げ強度を改善することができる。
【００５８】
この場合、４点曲げ強度σは、液晶セルの板厚が０．６ｍｍの場合には、同一工程の複数サンプルの４点曲げ強度が、９７〜１１７ＭＰａであった。また、板厚が０．３ｍｍの場合には、７５〜１１４ＭＰａであった。なお、板厚１．０ｍｍの場合には、板厚０．６ｍｍの結果より劣る結果（６８〜１０３ＭＰａ）を確認している。
【００５９】
このような実施例において、更に曲げ強度を改善するには、図７（ｅ）と同様に、液晶セルの周縁端面のみをエッチングして滑面化すれば良い。この場合のエッチング量も６０μｍ未満で十分であり、周縁端面が滑面化された液晶セルは、４点曲げ強度σが１４０ＭＰａ以上に改善されることが確認された。
【００６０】
なお、本発明は、ＩＣカードの用途に応じて、鉄道の定期券、運転免許証、住民基本台帳などに適用できるのは勿論である。また、メモリのデータ記憶量に応じて、多機能カードとして利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】第一実施例のＩＣカードの外観図である。
【図２】図１のＩＣカードの内部構成図である。
【図３】第二実施例のＩＣカードの外観図である。
【図４】図３のＩＣカードの内部構成図である。
【図５】第三実施例のＩＣカードの内部構成図である。
【図６】液晶セルの製造工程の一部を示す工程図である。
【図７】液晶セルの製造工程を説明する模式図である。
【図８】貼合せガラス板の構造を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００６２】
ＲＷ 外部機器
ＭＯ 中央制御部
ＬＣＤ 液晶セル
ＰＷ 電源部
ＣＲ 画像表示機能付きカード
Ｇ２ 第二ガラス板
Ｇ１ 第一ガラス板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示機能を備えたＩＣカードに関し、特に、強度に優れた液晶セルや有機ＥＬなどの表示素子が使用されているＩＣカードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣカードは、磁気カードなどに比較してメモリ容量が大きいだけでなく演算処理機能を有している利点がある。しかし、メモリの記憶内容を目視確認することができず、この点が大きな問題であり、画像表示機能付きのＩＣカードの開発が進められている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−２７０６５７号公報
【０００３】
この発明では、カードの曲げ変形を考慮して、ガラス基板ではなくプラスチック基板を使用する液晶セルが提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、プラスチックは、耐薬品性や耐熱性においてガラスより劣っており、特に、ガラスに比べて格段に耐熱性に劣るので、製造工程中に熱変形してしまい、配線端子などを微細に配置できないという問題がある。特にＩＣカードに搭載する液晶セルは、配線パターンや内部素子を極限的に小型化せざるを得ないので、プラスチック基板を使用する限り、商品力のある液晶セルを実現することはできない。
【０００５】
そこで、ガラスの利点を生かしつつ、曲げ変形に強い液晶セルや有機ＥＬなどの表示素子を実現するガラス基板の完成が強く望まれている。具体的には、液晶画面を指で押したり、ＩＣカードを曲げても容易には破損しない表示素子のガラス基板が強く嘱望されている。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、押圧力や曲げ変形によっても破損しにくい表示素子を搭載したＩＣカードを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、外部機器とのデータ送受信処理を含む全ての動作を統括的に制御する中央制御部と、前記中央制御部からの指示に基づいて必要な情報を表示する表示素子と、カード各部に電力を供給する電源部と、を備える画像表示機能付きカードであって、前記表示素子は、使用者に露出する第一ガラス板と使用者に露出しない第二ガラス板とが、複数の表示素子領域を内包して貼合された貼合せガラス板について、機械的又は化学的な処理によって全体の厚みが０．６０ｍｍ以下に薄型化され、その後に分離されて完成されることを特徴とする。
【０００８】
ここで、機械的又は化学的な処理には、化学的な処理だけ、物理的な処理だけ、及び、化学的な処理と物理的な処理とを組み合わせた処理の何れも含まれる。化学的な処理とは、典型的には、フッ酸を含有する研磨液を使用した薄型化処理である。本発明では、化学的又は機械的な処理によって、ガラス板全体の厚みは０．６ｍｍ以下に薄型化されるが、好ましくは、０．４ｍｍ以下に薄型化される。なお、画像表示機能には、実施例に記載の通り、写真や絵だけでなく、文字や数字を表示する機能も含まれる。
【０００９】
本発明では、第一ガラス板及び第二ガラス板とも、機械的又は化学的な処理によって薄型化されているので、ガラスのエッチング過程で、割れの基点となるクラックを消滅させることができ、外圧に対して割れにくい液晶セルや有機ＥＬなどの表示素子を実現できる。
【００１０】
ここで、前記表示素子は、好ましくは、貼合せガラス板が薄型化されて個々の素子に分離された後、その周縁端面が、６０μｍを超えない範囲でエッチングされる。この場合には、最もクラックの発生しやすい周縁端面をエッチングによって滑面化できるので、更に強度を高めることができる。なお、６０μｍを超えてエッチングしても強度は変化しないことが本発明者の研究によって確認されている。
【００１１】
また、請求項４に係る発明は、外部機器とのデータ送受信処理を含む全ての動作を統括的に制御する中央制御部と、前記中央制御部からの指示に基づいて必要な情報を表示する表示素子と、カード各部に電力を供給する電源部と、を備える画像表示機能付きカードであって、前記表示素子は、使用者に露出する第二ガラス板と、使用者に露出しない第一ガラス板とを貼り合わせた全体の厚みが０．６０ｍｍ以下であり、前記第二ガラス板の周縁は、その側面が、物理的に切断分離されている一方、前記第一ガラス板の周縁は、そこに形成された物理的な切断切込線がエッチング処理で滑面化されている。この発明でも、ガラス板全体の厚みは、好ましくは、０．４ｍｍ以下である。
【００１２】
本発明では、第一ガラス板の周縁がエッチング処理によって滑面化されているので、第一ガラス板の周縁には、割れの基点となるクラックが存在しない。そのため、使用者に露出する第二ガラス板の方から曲げ力が作用しても、張力を大きく受ける第一ガラス板が割れにくい。
【００１３】
また、請求項５に係る発明は、外部機器とのデータ送受信処理を含む全ての動作を統括的に制御する中央制御部と、前記中央制御部からの指示に基づいて必要な情報を表示する表示素子と、カード各部に電力を供給する電源部と、を備える画像表示機能付きカードであって、前記表示素子は、使用者に露出する第二ガラス板と、使用者に露出しない第一ガラス板とを貼り合わせた全体の厚みが０．６０ｍｍ以下であり、前記第二ガラス板及び前記第一ガラス板の周縁は、そこに形成された物理的な切断切込線がエッチング処理で滑面化されている。ガラス板全体の厚みは、好ましくは、０．４ｍｍ以下である。
【００１４】
本発明では、第一ガラス板及び第二ガラス板の周縁がエッチング処理によって滑面化されているので、何れのガラス板の周縁にも、割れの基点となるクラックが存在しない。そのため、何れの方向から曲げ力が作用しても、ガラス板が割れにくい。
【００１５】
上記各発明の液晶セルは、ＪＩＳ Ｒ １６０１（ファインセラミックスの曲げ強さ試験方法）に準拠した試験方法による４点曲げ強さが、好ましくは１２０ＭＰａ以上、更に好ましくは１４０ＭＰａ以上である。なお、厚さｔの貼合せガラス板を、単一部材であると仮定して、σ＝３Ｐ（Ｌ−ｌ）／（２Ｗｔ２）から曲げ強さσを算出する。前式において、Ｐは最大荷重、Ｌは支点間距離、ｌは支点間距離（荷重側）、Ｗは試験片の幅、ｔは試験片の厚みである。
【００１６】
ここで、請求項４に記載の発明の場合には、使用者に露出する第二ガラス板から、使用者に露出しない第一ガラス板に向けて応力を加えて計測される。一方、請求項３及び請求項５に記載の表示素子では、何れの方向から計測しても、上記の強度を実現することができる。
【００１７】
また、上記何れの発明でも、第一ガラス板及び第二ガラス板は、各々の板厚が０．１０ｍｍ以下であり、ＪＩＳ Ｒ １６０１に準拠した試験方法による４点曲げ強さが、４０００ＭＰａ以上であるのが好ましい。この試験では、第一と第二のガラス板を分離して個々のガラス板で測定するので、各ガラス板が自由に撓むことができ、大きな４点曲げ強さを発揮する。
【００１８】
上記の特性の表示素子は、第一ガラス板と第二ガラス板とが複数の表示素子領域を内包する貼合せガラス板について、前記第一ガラス板の表面に第一スクライブラインを形成する第一工程と、前記第一スクライブラインにエッチング液を接触させる第二工程と、前記第二工程を経た前記貼合せガラス板の第二ガラス板の表面に、第一スクライブラインに対応する第二スクライブラインを形成する第三工程と、前記貼合せガラス板について、使用者に露出する第二ガラス板から、使用者に露出しない第一ガラス板に向けて応力を加えて、前記スクライブラインに沿って前記貼合せガラス板を切断分離する第四工程とを、この順番に実行する製造工程によって製造されるのが好ましい。
【００１９】
この場合、第一ガラス板と第二ガラス板は、外表面が液相エッチングされることで、ガラス板の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）を０．００５μｍ以下、最大表面粗さ（Ｒmax）を０．０６μｍ以下に抑制するのが容易である。なお、ガラス板は、アルミノケイ酸ガラスまたはホウケイ酸ガラスであれば良く、アルミノホウケイ酸ガラスも含まれる。この組成のガラス板であれば、アルカリガラス、低アルカリガラスおよびノンアルカリガラスの何れでも良い。
【００２０】
好ましくは、第四工程の後、前記第一ガラス板及びと第二ガラス板の周縁のみをエッチング液を接触させる第五工程を設けるべきである。この場合、ガラス板の周縁側面にクラックが存在していても、これが消滅するので貼合せガラス板の強度が高まる。なお、エッチング量は、１０μｍ〜６０μｍが好適であり、６０μｍ以上のエッチングをしても強度は高まらない。
【発明の効果】
【００２１】
上記のように構成された発明によれば、曲げ変形に強い可撓性のあるガラス基板を採用した表示素子が実現できるので、曲げ応力が加わったとしても、破損が抑制されたカードを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。図１は、第一実施例に係るＩＣカードの外観図であり、ここでは、クレジットカードとして活用される接触型ＩＣカードを例示している。
【００２３】
図１に示す通り、この実施例のＩＣカードＣＲは、カード左上部にＩＣモジュールＭＯを配置すると共に、カードの右側に液晶セルＬＣＤを配置して構成されている。このＩＣカードＣＲは接触型であるので、ＩＣモジュールＭＯの上面には、接続端子部ＴＭが形成されている。なお、液晶セルＬＣＤを中央位置以外に配置するのは、ＩＣカードＣＲの両端に、曲げ方向の力が加わった場合にも、その影響が液晶セルＬＣＤに及び難いようにするためである。
【００２４】
図２は、ＩＣカードＣＲの内部構成を示すブロック図である。ＩＣカードＣＲは、使用時にカードリーダライタＲＷの接続端子に接触される接続端子部ＴＭと、カードリーダライタＲＷから供給される直流電圧を各部に給電すると共にこれを蓄電する蓄電部ＰＷと、ＣＰＵ及びメモリを含むＩＣモジュールＭＯと、ＩＣモジュールＭＯに制御されて描画動作を実行する液晶駆動部ＣＴと、ＩＣモジュールＭＯの不揮発性メモリ（ＲＯＭ：Read Only Member）の内容を表示する液晶セルＬＣＤとで構成されている。蓄電部ＰＷには、短時間での充電特性に優れているコンデンサのうち、単位体積あたりの蓄電容量に優れた電気二重層コンデンサが使用される。
【００２５】
上記の構成のＩＣカードＣＲは、カード決済時に、店舗などに配置されたカードリーダライタＲＷに装着される。すると、接続端子部ＴＭを通して、カードリーダライタＲＷからＩＣカードＣＲに直流電源電圧が供給され、液晶セルＬＣＤには、不揮発性メモリに格納されているデータに基づき、カード所有者の顔が表示される。そのため、当該ＩＣカードによって支払い料金を清算しようとする店舗側では、確実に本人確認をすることができる。
【００２６】
また、この表示動作と平行して、カードリーダライタＲＷは、接続端子部ＴＭを通して、ＩＣモジュールＭＯのメモリ（ＥＥＰＲＯＭ：Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）のデータを読み出し、料金を清算した後の金額がカードリーダライタＲＷからＩＣモジュールＭＯのメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）に書き込まれる。そして、液晶セルＬＣＤには、今回の利用金額と共に残高が表示される。
【００２７】
そして、カードリーダライタＲＷからＩＣカードＣＲを取り出した後も、蓄電部ＰＷに蓄えられた直流電圧によって液晶セルＬＣＤの表示動作が維持されるので、カード所有者は、今回の精算金額と残高とを確認することができる。
【００２８】
以上、第一実施例のＩＣカードＣＲについて説明したが、本発明は、必ずしも図１や図２の構成に限定されない。図３及び図４は、第二実施例のＩＣカードであり、接続端子部ＴＭを必要としない非接触型のＩＣカードを示す外観図と内部構成図である。このＩＣカードＣＲは、カード左下部に、操作部ＷＨを配置すると共に、カード上部にアンテナＡＮを内蔵して構成されている。また、図４に示す通り、カードに太陽電池ＰＷを配置することで、カードリーダライタＲＷと分離した状態でも表示動作を可能にしている。
【００２９】
なお、カードリーダライタＲＷとＩＣモジュールＭＯのデータ送受信は、アンテナＡＮと変復調部ＴＲとを介して実行される。すなわち、売買代金の清算は、無線回線を通して実行され、清算後の金額がＩＣモジュールＭＯのメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）に書き込まれ、また、液晶セルＬＣＤにも表示される。
【００３０】
操作部ＷＨは、多数のタッチセンサが円環状に配置されて構成され、スクロールホイールとも呼ばれる入力装置である。そして、円周上に配置されたタッチセンサの上下左右の何れかを押圧するか、或いは、円周上を指で時計方向か反時計方向になぞることで、使用者の指示が伝えられるようになっている。そのため、カード所有者は、適宜な手動操作によって電源を投入した後、当該ＩＣカードの残高や使用履歴を確認することができる。また、料金清算に先立って、本人確認を求められた場合にも、自己の写真を表示させて店舗側に示すことができる。
【００３１】
なお、更に別の実施例として、電池を搭載しないＩＣカードＣＲとすることもできる。図５は、第三実施例のＩＣカードであり、無線回線を通して給電動作を実現することで電池の内蔵を不要にしている。すなわち、ＩＣカードＣＲをカードリーダライタＲＷに近づけることによって、このＩＣカードＣＲは、カードリーダライタＲＷと電磁結合させる。そして、カードリーダライタＲＷからアンテナ部に伝送される高周波電磁波は、共振回路を経由して、整流部ＰＷ１において直流電圧に変換された後、この直流電圧が蓄電部ＰＷ２に蓄えられる。そして、蓄電された直流電圧は、各部の電源電圧として使用される。なお、カードリーダライタＲＷからＩＣカードＣＲに対する給動作は、以下のデータ送受信処理の間も引き続き実行される。
【００３２】
そのため、給電動作を受けたＩＣモジュールＭＯは、アンテナ部ＡＮを経由して、カードリーダライタＲＷに必要な情報を伝送することができる。一方、カードリーダライタＲＷでは、料金清算をした後に、清算後の情報をＩＣモジュールＭＯに返送する。したがって、この第三実施例でも、清算後の金額がＩＣモジュールＭＯのメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）に書き込まれ、液晶セルＬＣＤにも表示されることになる。
【００３３】
ところで、上記何れの実施例も、ＩＣカードＣＲに液晶セルが搭載されている点に大きな特徴がある。ところが、ＩＣカードＣＲは、財布などに収納された後、ズボンの後ろポケットなどに収容されるのが常である。そのため、ＩＣカードの表面に押圧力が加わったり、曲げ方向の力を受ける可能性が強い。
【００３４】
そこで、そのような外力によっても容易には破損されない液晶セルが、以下の手順で製造される。図６（ａ）は、複数の液晶セル領域を有する第一ガラス板Ｇ１と第二ガラス板Ｇ２とによる貼合せガラス板１を切断分離するまでの製造工程フロー図である。ここでは、使用者に露出する第二ガラス板Ｇ２と、使用者に露出しない第一ガラス板Ｇ１とで構成された貼合せガラス板を、目標の板厚値Ｔまで薄板化すると共に、適宜な深さの切断切込溝を形成している。目標の板厚値Ｔは、ＩＣカードの種類に応じて、０．１〜０．６０ｍｍの範囲で適宜に設定される。
【００３５】
この製法は、貼合せガラス板を目標の板厚値の直近まで化学研磨するエッチング工程（ＳＴ１）と、使用者に露出しない第一ガラス板Ｇ１の表面に、切断切込線たる第一スクライブラインを形成する第一スクライブ工程（ＳＴ２）と、第一スクライブラインにエッチング液を接触させる追加エッチング工程（ＳＴ３）と、第二ガラス板Ｇ２表面に、所定の第二スクライブラインを形成する第二スクライブ工程（ＳＴ４）と、第一ガラス板および第二ガラス板の表面に形成されているスクライブラインに応力を加えて貼合せガラス板を切断分離する切断分離工程（ＳＴ５）と、仕上げエッチング工程（ＳＴ６）を順に経ることにより行なわれる。
【００３６】
図８は、切断分離対象となる貼合せガラス板１を表す図であり、図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ概略断面図である。この貼合せガラス板１は、使用者に露出して液晶パネルの画像表示面となる第二ガラス板Ｇ２と、画像表示面の背面板となる第一ガラス板Ｇ１と、を貼り合せたものである。
【００３７】
第一ガラス板Ｇ１における、第二ガラス板Ｇ２との対向面には、薄膜トランジスタ及び透明電極が形成され、更に配向膜が積層されている（不図示）。一方、画像表示面となる第二ガラス板Ｇ２における、第一ガラス板Ｇ１との対向面には、カラーフィルターがブラックマトリックスに区分けされて形成され、オーバーコート、透明電極及び配向膜が順次積層されている（不図示）。これらガラス板Ｇ１，Ｇ２の貼り合せは、両ガラス板Ｇ１，Ｇ２の間に図示されていないスペーサ、並びに区画樹脂３および外周樹脂７を介在させて行なわれている。なお、貼合せガラス板１の外表面には、仕上げエッチング工程（ＳＴ６）の後に偏光板が貼り付けられる。
【００３８】
ガラス板Ｇ１，Ｇ２の間には、液晶封入領域２が介在している。この液晶封入領域２は、ガラス板Ｇ１，Ｇ２の貼り合せ時に、区画樹脂３を設けることで区画形成される。なお、全ての液晶封入領域２を囲う外周樹脂７が設けられて、エッチング液の浸入を阻止する密閉空間が形成されている。
【００３９】
次に、図７を参照しつつ実施例の製造方法について説明する。図７（ａ）は、第一スクライブ工程（ＳＴ２）、図７（ｂ）は、追加エッチング工程（ＳＴ３）、図７（ｃ）は、第二スクライブ工程（ＳＴ４）、図７（ｄ）は、切断分離工程（ＳＴ５）、図７（ｅ）は、仕上げエッチング工程（ＳＴ６）を示している。
【００４０】
第一スクライブ工程（ＳＴ２）に先立って、エッチング工程（ＳＴ１）が設けられ、貼合せガラス板１は、目標値Ｔの直近までエッチングされてＴ＋δの板厚となる。ここで、エッチング不足値δは、貼合せガラス板１全体として、２００μｍ未満、好ましくは２０〜１２０μｍ、更に好ましくは２０〜８０μｍである。したがって、エッチング不足値は、各ガラス板Ｇ１，Ｇ２当りに換算すると、ガラス板Ｇ１，Ｇ２間の隙間を無視して、１００μｍ未満、好ましくは１０〜６０μｍ、更に好ましくは１０〜４０μｍとなる。
【００４１】
その後、第一スクライブ工程（ＳＴ２）では、図７（ａ）に示すように、第一ガラス板Ｇ１の表面に、その板厚の１０〜１５％程度の深さのスクライブライン５ａが形成される。スクライブライン５ａは、ダイヤモンドや超硬合金製であって周面が尖突状の円板状ホールカッター４の周面で形成される。スクライブライン５ａは、各液晶封入領域２を分割するためのものであり、隣り合う液晶封入領域２の間に形成される。このスクライブライン（切込切断線）５ａは、エッチング処理で切断切込溝に成長し、切断分離工程ＳＴ５におけるガラス板Ｇ１の切断線となる。
【００４２】
図７（ｂ）に示す追加エッチング工程（ＳＴ３）では、貼合せガラス板１の外表面にエッチング液を接触させた後に、エッチング液を貼合せガラス板１の表面から除去する水洗を行なう。エッチング液の接触は、スクライブライン５ａを含んだガラス板Ｇ１，Ｇ２の表面をエッチングすることにより行なわれる。本工程におけるエッチングは、貼合せガラス板１をエッチング液に浸漬することにより行なわれる。エッチング液は、ガラス溶解性の液体であれば特に限定されるものではないが、フッ化水素を５５％以下の濃度で含有させた水溶液が使用される。
【００４３】
この追加エッチング工程では、エッチング不足値δ（換言すると追加エッチング分）だけ、両ガラス板Ｇ１，Ｇ２をエッチングして薄板化する。そのため、この追加エッチングによって、スクライブライン５ａの形成時に生じたガラス板Ｇ１の表面上のクラックが確実に除去される。但し、エッチング量が制限されているので、スクライブライン５ａから成長した切断切込溝が完全に滑面化されてしまうことはない。
【００４４】
追加エッチング工程（ＳＴ３）に続く第二スクライブ工程（ＳＴ４）では、図７（ｃ）に示すように、第二ガラス板Ｇ２の表面に、切断分離工程（ＳＴ５）におけるガラス板Ｇ２の切断線となる第二スクライブライン５ｂが形成される。この第二スクライブライン５ｂは、第一スクライブライン５ａに対応した位置に形成され、ホイールカッター４で隣り合う表示領域２の間に形成される。
【００４５】
このように、この切断分離方法では、第二スクライブ工程（ＳＴ４）で初めて、第二ガラス板Ｇ２にスクライブライン５ｂが形成されることになる。つまり、ガラス割れの起点となるスクライブライン５ｂが、この段階までは第二ガラス板Ｇ２には形成されていないので、第二スクライブ工程（ＳＴ４）に至るまでのエッチング工程（ＳＴ３）や、貼合せガラス板１の運搬工程において、第二ガラス板Ｇ２が第一ガラス板Ｇ１の機械的補強板として機能する。
【００４６】
切断分離工程（ＳＴ５）では、図７（ｄ）に示すように、スクライブライン５ａ，５ｂを切断線とした貼合せガラス板１の切断分離が行なわれる。本工程では、荷重によってスクライブライン５ａ，５ｂに応力を加え、この応力によって、スクライブライン５ａ，５ｂに沿った貼合せガラス板１の切断分離が行なわれる。スクライブライン５ａは、エッチング処理によってクラックの除去された切込切断溝に成長しているので、切断分離後のガラス板Ｇ１の切断面は、ガラス板Ｇ２の切断面よりも滑らかである。
【００４７】
切断分離のための荷重は、第二スクライブライン５ｂが設けられた第二ガラス板Ｇ２から、第一ガラス板Ｇ１に向けて加えられる。なお、必要に応じて、その後、第一ガラス板Ｇ１から、第二ガラス板Ｇ２に向けて荷重を加えても良い。何れにしても、スクライブライン５ａ，５ｂに沿って貼合せガラス板１が分離される。
【００４８】
以上の各工程を経て切断された貼合せガラス板１は、液晶セルとして使用される。この液晶セルは、第一ガラス板Ｇ１の切断面が平滑面となっているので、外部から荷重を受けても破損が確実に抑制される。したがって、この段階の液晶セルに、偏光膜を貼ったのでも良いが、更に強度を高めるには、最後に仕上げエッチング工程（ＳＴ７）に移行される。
【００４９】
仕上げエッチング工程（ＳＴ７）では、図７（ｅ）に示すように、第一ガラス板Ｇ１と第二ガラス板Ｇ２の周縁側面を除いた表裏面を、耐フッ酸性のマスキング材ＭＳで被覆する。このマスキング処理はスクリーン印刷によっても良いし、シート状のマスキング材ＭＳを貼着したのでも良い。また、第一ガラス板Ｇ１と第二ガラス板Ｇ２の周縁についても、耐フッ酸性の封止材ＳＥでシールする。なお、マスキング処理は、切断分離工程（ＳＴ５）に先立って実行しても良く、この場合には、スクライブライン５ａ，５ｂを覆わないようなマスキング処理が実行される。
【００５０】
何れにしても切断分離工程の後、第一ガラス板Ｇ１と第二ガラス板Ｇ２の周縁の側面にエッチング液を接触させて周縁側面のみをエッチングする（ＳＴ６）。なお、貼合せガラス板１をエッチング液槽に浸漬するのが効果的である。エッチング量は、６０μｍ未満で十分であり、それ以上のエッチングをしても強度は高まらない。
【００５１】
以上のエッチング処理が終われば、マスキング材を剥離した後に偏光膜の貼着作業に移行される。
【００５２】
ところで、仕上げエッチング工程の後の液晶セルについてＪＩＳ Ｒ １６０１に準拠した試験方法による４点曲げ試験を行ったところ、次式で算出される４点曲げ強度σが１４０ＭＰａ以上であることが確認された。４点曲げ強度σ＝３Ｐ（Ｌ−ｌ）／（２Ｗｔ２） ここで、Ｐは最大荷重、Ｌは支点間距離、ｌは支点間距離、Ｗは試験片の幅、ｔは試験片の厚みである。
【００５３】
上式において、液晶セルの板厚が０．６ｍｍの場合には、同一工程の複数サンプルの４点曲げ強度が、１３８〜２６４ＭＰａであった。また、板厚が０．３ｍｍの場合には、１４２〜３０４ＭＰａであり、板厚が薄い方がむしろ良い結果が得られた。なお、板厚１．０ｍｍの場合には、板厚０．６ｍｍの結果より劣る結果（１２８〜２３９ＭＰａ）となる。
【００５４】
仕上げエッチング工程（ＳＴ５）に移行する以前の貼合せガラス板１についても、使用者に露出する第二ガラス板から、使用者に露出しない第一ガラス板に向けて応力を加えて計測した場合には同様の強度が確認された。
【００５５】
また、貼合せガラス基板を構成する第一ガラス板と第二ガラス板を個々のガラス板に分離して計測した場合には、０．１ｍｍのガラス板について、ＪＩＳ Ｒ １６０１に準拠した試験方法による４点曲げ試験の結果、４０００〜７０００ＭＰａ程度の４点曲げ強度が確認された。なお、個々のガラス板の方が、強度が高まるのは、貼合せガラス板のように、曲げを阻止する部材が存在しないためであると考えられる。
【００５６】
以上の通り、上記した実施例によれば、押圧力や曲げ変形によっても破損しにくい液晶セルを製造できるので、これをＩＣカードに搭載しても十分実用に耐える。なお、具体的な記載内容は特に本発明を限定する趣旨ではなく、各種の設計変更が可能であることは言うまでもない。例えば、液晶セルに代えて、ガラス基板を使用する有機ＥＬについても適用可能であり同等の性能を確認している。
【００５７】
また、上記の実施例では、スクライブライン５ａ，５ｂを設けた貼合せガラス板１をエッチング処理によって薄型化したが、スクライブライン５ａ，５ｂを設けることなく貼合せガラス板１を薄型化しても良い。このような場合には、薄型化された貼合せガラス板１を物理的に分断して、個々の液晶セルを切り出すことになるが、第一ガラス板Ｇ１と第二ガラス板Ｇ２がそれぞれエッチングされることで、外表面のクラックが除去されて曲げ強度を改善することができる。
【００５８】
この場合、４点曲げ強度σは、液晶セルの板厚が０．６ｍｍの場合には、同一工程の複数サンプルの４点曲げ強度が、９７〜１１７ＭＰａであった。また、板厚が０．３ｍｍの場合には、７５〜１１４ＭＰａであった。なお、板厚１．０ｍｍの場合には、板厚０．６ｍｍの結果より劣る結果（６８〜１０３ＭＰａ）を確認している。
【００５９】
このような実施例において、更に曲げ強度を改善するには、図７（ｅ）と同様に、液晶セルの周縁端面のみをエッチングして滑面化すれば良い。この場合のエッチング量も６０μｍ未満で十分であり、周縁端面が滑面化された液晶セルは、４点曲げ強度σが１４０ＭＰａ以上に改善されることが確認された。
【００６０】
なお、本発明は、ＩＣカードの用途に応じて、鉄道の定期券、運転免許証、住民基本台帳などに適用できるのは勿論である。また、メモリのデータ記憶量に応じて、多機能カードとして利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】第一実施例のＩＣカードの外観図である。
【図２】図１のＩＣカードの内部構成図である。
【図３】第二実施例のＩＣカードの外観図である。
【図４】図３のＩＣカードの内部構成図である。
【図５】第三実施例のＩＣカードの内部構成図である。
【図６】液晶セルの製造工程の一部を示す工程図である。
【図７】液晶セルの製造工程を説明する模式図である。
【図８】貼合せガラス板の構造を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００６２】
ＲＷ 外部機器
ＭＯ 中央制御部
ＬＣＤ 液晶セル
ＰＷ 電源部
ＣＲ 画像表示機能付きカード
Ｇ２ 第二ガラス板
Ｇ１ 第一ガラス板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部機器とのデータ送受信処理を含む全ての動作を統括的に制御する中央制御部と、前記中央制御部からの指示に基づいて必要な情報を表示する表示素子と、カード各部に電力を供給する電源部と、を備える画像表示機能付きカードであって、
前記表示素子は、使用者に露出する第一ガラス板と使用者に露出しない第二ガラス板とが、複数の表示素子領域を内包して貼合された貼合せガラス板について、機械的又は化学的な処理によって全体の厚みが０．６０ｍｍ以下に薄型化され、その後に分離されて完成される
ことを特徴とする画像表示機能付きカード。
【請求項２】
フッ酸を含有する研磨液を使用して薄型化する請求項１に記載の画像表示機能付きカード。
【請求項３】
前記表示素子は、貼合せガラス板が薄型化されて個々の素子に分離された後、その周縁端面が、６０μｍを超えない範囲でエッチングされている請求項１又は２に記載の画像表示機能付きカード。
【請求項４】
外部機器とのデータ送受信処理を含む全ての動作を統括的に制御する中央制御部と、前記中央制御部からの指示に基づいて必要な情報を表示する表示素子と、カード各部に電力を供給する電源部と、を備える画像表示機能付きカードであって、
前記表示素子は、使用者に露出する第二ガラス板と、使用者に露出しない第一ガラス板とを貼り合わせた全体の厚みが０．６０ｍｍ以下であり、
前記第二ガラス板の周縁は、その側面が、物理的に切断分離されている一方、
前記第一ガラス板の周縁は、そこに形成された物理的な切断切込線がエッチング処理で滑面化されている
ことを特徴とする画像表示機能付きカード。
【請求項５】
外部機器とのデータ送受信処理を含む全ての動作を統括的に制御する中央制御部と、前記中央制御部からの指示に基づいて必要な情報を表示する表示素子と、カード各部に電力を供給する電源部と、を備える画像表示機能付きカードであって、
前記表示素子は、使用者に露出する第二ガラス板と、使用者に露出しない第一ガラス板とを貼り合わせた全体の厚みが０．６０ｍｍ以下であり、
前記第二ガラス板及び前記第一ガラス板の周縁は、そこに形成された物理的な切断切込線がエッチング処理で滑面化されている
ことを特徴とする画像表示機能付きカード。
【請求項６】
前記表示素子は、
第一ガラス板と第二ガラス板とが複数の表示素子領域を内包する貼合せガラス板について、
前記第一ガラス板の表面に第一スクライブラインを形成する第一工程と、
前記第一スクライブラインにエッチング液を接触させる第二工程と、
前記第二工程を経た前記貼合せガラス板の第二ガラス板の表面に、第一スクライブラインに対応する第二スクライブラインを形成する第三工程と、
前記貼合せガラス板について、使用者に露出する第二ガラス板から、使用者に露出しない第一ガラス板に向けて応力を加えて、前記スクライブラインに沿って前記貼合せガラス板を切断分離する第四工程とを、この順番に実行する製造工程を有する請求項４又は５に記載の画像表示機能付きカード。
【請求項７】
前記第四工程の後、第一ガラス板及び第二ガラス板の周縁のみをエッチング液に接触させる第五工程を有する請求項６に記載の画像表示機能付きカード。
【請求項８】
前記表示素子は、使用者に露出する第二ガラス板から、使用者に露出しない第一ガラス板に向けて応力を加えて計測した場合に、ＪＩＳ Ｒ １６０１に準拠した試験方法による４点曲げ強さが、１２０ＭＰａ以上である請求項４又は５に記載の画像表示機能付きカード。
【請求項９】
前記第一ガラス板及び前記第二ガラス板は、各々の板厚が０．１０ｍｍ以下であり、ＪＩＳ Ｒ １６０１に準拠した試験方法による４点曲げ強さが、４０００ＭＰａ以上である請求項４〜６の何れかに記載の画像表示機能付きカード。
【請求項１】
外部機器とのデータ送受信処理を含む全ての動作を統括的に制御する中央制御部と、前記中央制御部からの指示に基づいて必要な情報を表示する表示素子と、カード各部に電力を供給する電源部と、を備える画像表示機能付きカードであって、
前記表示素子は、使用者に露出する第一ガラス板と使用者に露出しない第二ガラス板とが、複数の表示素子領域を内包して貼合された貼合せガラス板について、機械的又は化学的な処理によって全体の厚みが０．６０ｍｍ以下に薄型化され、その後に分離されて完成される
ことを特徴とする画像表示機能付きカード。
【請求項２】
フッ酸を含有する研磨液を使用して薄型化する請求項１に記載の画像表示機能付きカード。
【請求項３】
前記表示素子は、貼合せガラス板が薄型化されて個々の素子に分離された後、その周縁端面が、６０μｍを超えない範囲でエッチングされている請求項１又は２に記載の画像表示機能付きカード。
【請求項４】
外部機器とのデータ送受信処理を含む全ての動作を統括的に制御する中央制御部と、前記中央制御部からの指示に基づいて必要な情報を表示する表示素子と、カード各部に電力を供給する電源部と、を備える画像表示機能付きカードであって、
前記表示素子は、使用者に露出する第二ガラス板と、使用者に露出しない第一ガラス板とを貼り合わせた全体の厚みが０．６０ｍｍ以下であり、
前記第二ガラス板の周縁は、その側面が、物理的に切断分離されている一方、
前記第一ガラス板の周縁は、そこに形成された物理的な切断切込線がエッチング処理で滑面化されている
ことを特徴とする画像表示機能付きカード。
【請求項５】
外部機器とのデータ送受信処理を含む全ての動作を統括的に制御する中央制御部と、前記中央制御部からの指示に基づいて必要な情報を表示する表示素子と、カード各部に電力を供給する電源部と、を備える画像表示機能付きカードであって、
前記表示素子は、使用者に露出する第二ガラス板と、使用者に露出しない第一ガラス板とを貼り合わせた全体の厚みが０．６０ｍｍ以下であり、
前記第二ガラス板及び前記第一ガラス板の周縁は、そこに形成された物理的な切断切込線がエッチング処理で滑面化されている
ことを特徴とする画像表示機能付きカード。
【請求項６】
前記表示素子は、
第一ガラス板と第二ガラス板とが複数の表示素子領域を内包する貼合せガラス板について、
前記第一ガラス板の表面に第一スクライブラインを形成する第一工程と、
前記第一スクライブラインにエッチング液を接触させる第二工程と、
前記第二工程を経た前記貼合せガラス板の第二ガラス板の表面に、第一スクライブラインに対応する第二スクライブラインを形成する第三工程と、
前記貼合せガラス板について、使用者に露出する第二ガラス板から、使用者に露出しない第一ガラス板に向けて応力を加えて、前記スクライブラインに沿って前記貼合せガラス板を切断分離する第四工程とを、この順番に実行する製造工程を有する請求項４又は５に記載の画像表示機能付きカード。
【請求項７】
前記第四工程の後、第一ガラス板及び第二ガラス板の周縁のみをエッチング液に接触させる第五工程を有する請求項６に記載の画像表示機能付きカード。
【請求項８】
前記表示素子は、使用者に露出する第二ガラス板から、使用者に露出しない第一ガラス板に向けて応力を加えて計測した場合に、ＪＩＳ Ｒ １６０１に準拠した試験方法による４点曲げ強さが、１２０ＭＰａ以上である請求項４又は５に記載の画像表示機能付きカード。
【請求項９】
前記第一ガラス板及び前記第二ガラス板は、各々の板厚が０．１０ｍｍ以下であり、ＪＩＳ Ｒ １６０１に準拠した試験方法による４点曲げ強さが、４０００ＭＰａ以上である請求項４〜６の何れかに記載の画像表示機能付きカード。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１４６３９３（Ｐ２００８−１４６３９３Ａ）
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３３３５３７（Ｐ２００６−３３３５３７）
【出願日】平成１８年１２月１１日（２００６．１２．１１）
【出願人】（０００１９５９３７）西山ステンレスケミカル株式会社 (44)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月１１日（２００６．１２．１１）
【出願人】（０００１９５９３７）西山ステンレスケミカル株式会社 (44)
【Ｆターム（参考）】
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