表示機能付きＩＣカード
【課題】 専用端末から、持続性のあるチケット等の情報を反復して印字記録でき、かつ非接触ＩＣカードとして利用できる表示機能付きＩＣカードを提供する。
【解決手段】 本表示機能付きＩＣカード１は、均一な厚みの薄板状に形成された札入れサイズのカード表面に、書き込み消去可能なメモリー性電子ペーパーによる表示部５と接触端子板４を有し、カード基体１０内に該電子ペーパー表示制御用ＩＣ２と該電子ペーパードライバＩＣ３とを有し、表示部とは電気的に分離した非接触ＩＣ回路を有する非接触ＩＣカードであって、非接触ＩＣカードが外部専用リーダライタ２０に接続している間に、前記接触端子板４を介して表示データを取得し、同じく、表示駆動電力により該電子ペーパー表示部５に情報記録し、非接触ＩＣカード１が当該外部専用リーダライタから切り離された後も持続的な情報表示を行うことを特徴とする。
【解決手段】 本表示機能付きＩＣカード１は、均一な厚みの薄板状に形成された札入れサイズのカード表面に、書き込み消去可能なメモリー性電子ペーパーによる表示部５と接触端子板４を有し、カード基体１０内に該電子ペーパー表示制御用ＩＣ２と該電子ペーパードライバＩＣ３とを有し、表示部とは電気的に分離した非接触ＩＣ回路を有する非接触ＩＣカードであって、非接触ＩＣカードが外部専用リーダライタ２０に接続している間に、前記接触端子板４を介して表示データを取得し、同じく、表示駆動電力により該電子ペーパー表示部５に情報記録し、非接触ＩＣカード１が当該外部専用リーダライタから切り離された後も持続的な情報表示を行うことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、札入れサイズのいわゆる非接触ＩＣカード表面に、メモリー性電子ペーパーによる表示部を設け、パーソナルコンピュータで作成された表示データを専用の外部リーダライタ端末を介して、当該非接触ＩＣカードに転送してメモリー性電子ペーパーに表示させ、その表示特性を利用して長期間持続表示させようとするものである。
将来的な目標としては、家庭や店頭でパーソナルコンピュータと専用リーダライタ端末を用いて各種券類を発券し、そのまま新幹線等に乗車することを企図するものである。
このような表示機能付きＩＣカードは、交通機関用のチケットや定期券、搭乗券や乗船券、あるいは各種入場券や娯楽施設券、当選券等に好適に用いられるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、非接触ＩＣカードは、簡易迅速に読み取りできる特性とリーダライタのメンテナンスの容易性から広範に使用されるようになっている。例えば、交通機関のゲートパスや特定施設への入場パスとしての用途である。この非接触ＩＣカードに、「残高」や「残期間」等の可変情報を表示できれば使用勝手を高められることは明らかである。
しかし、非接触ＩＣカードの交信時間は瞬間的であって十分な電力が得られない問題がある。そのため、実用的な可変情報を表示させることは困難であり、一定の用途のものに制限されているのが実情である。特に内部に電源や蓄電池を持たない非接触ＩＣカードに実用的な書き換え可能表示部を持たせた例は見られないと考えられる。
【０００３】
近年開発された電子ペーパーは消去可能、多数回の書き換え可能で、かつメモリー性を有していて好ましいが、書き込みに高電圧が必要とされ、通常の非接触通信では十分な電圧が得られないことが確認されている。特許文献３のように、可逆性感熱記録材料によるリライト記録層をＩＣカードの表面に持たせる例はあるが、非接触交信による電力により動作するものではない。また、書き換え表示するためには、サーマルヘッドによるプリンタ装置が必要になることや繰り返し印字性に乏しい問題がある。
【０００４】
一方、太陽電池は光が不十分では電力が得られないこと、内蔵電池は電池交換に手間のかかることのほか、一般にカード構造が複雑化し製造コストが増大する問題がある。
そこで、本発明は非接触ＩＣカードに、非接触ＩＣ回路とは別に、外部リーダライタから接触端子板により直接表示データと電力の供給を受ける回路を設けて、表示部を書き換えすることを検討するものである。
【０００５】
他方、非接触ＩＣカードに可視情報を表示させることは各種提案されている。例えば、特許文献１は、非接触ＩＣカードに強誘電性液晶を使用した表示装置を設けることを提案し、特許文献２は、接触型または非接触型ＩＣカードにおいて、マイクロカプセル電気泳動方式の表示部を設けることを提案している。しかし、いずれも本願の電子粉流体やコレステリック液晶を使用するものと相違している。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１５４２１５号公報
【特許文献２】特開２００４−１０２３８４号公報
【特許文献３】特開２００３−３４６１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
非接触ＩＣカードのＣＰＵやＲＦ回路を有する本体ＩＣチップにより表示駆動用電力を得て、表示装置を表示させることは特許文献では各種提案されているが、一般に非接触交信時間は極めて短時間であることから十分な表示駆動電力を得ることは困難である。
一般的に、電子ペーパーは４０Ｖ〜９０Ｖの高電圧駆動であり、通常の非接触交信で得られる電力で表示書き換えをすることは、実際上困難である。
そこで、本願は非接触ＩＣの通信制御回路とは切り離して、ＩＣカードが外部リーダライタに接続している間に、当該リーダライタから表示データと書き換え電力を得て、非接触ＩＣカードの表示部に持続的な表示を行おうとするものである。
【０００８】
また、ＩＣカードに用いられる表示装置は、薄くて高い屈曲性を備えることが求められる。これらの目的を達成するために本願は、電子ペーパー、特に電子粉流体を用いる場合とコレステリック液晶タイプを用いる場合とを研究し本願発明を完成するに至ったものである。なお、電子粉流体を用いる電子ペーパーに関しては、特許文献４、特許文献５等がある。コレステリック液晶を使用する電子ペーパーに関連するものとしては、特許文献６、特許文献７等がある。ただし、同文献は、セグメント表示を主体に記載している。
【０００９】
【特許文献４】特開２００５−３２６４３６号公報
【特許文献５】特開２００７− ４７２６２号公報
【特許文献６】ＷＯ２００５／０２４５０４号公報
【特許文献７】ＷＯ２００５／０２４４９９号公報
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決する本発明の要旨は、均一な厚みの薄板状に形成された札入れサイズのカード表面に、書き込み消去可能なメモリー性電子ペーパーによる表示部と接触端子板とを有し、カード基体内に該電子ペーパー表示制御用ＩＣと該電子ペーパードライバＩＣとを有し、該表示部とは電気的に分離した非接触ＩＣ回路を別に有する非接触ＩＣカードであって、非接触ＩＣカードが外部専用リーダライタに接続している間に、前記接触端子板を介して表示データを取得し、同じく当該リーダライタから供給される表示駆動電力により該電子ペーパーに情報記録し、非接触ＩＣカードが当該外部専用リーダライタから切り離された後も持続的な情報表示を行うことを特徴とする表示機能付きＩＣカード、にある。
【００１１】
上記において、メモリー性電子ペーパーを電子粉流体を利用したパッシブ駆動型の電子ペーパーである、ようにすることができ、コレステリック液晶を利用したパッシブ駆動型の電子ペーパーである、ようにすることもできる。
また上記において、接触端子板が、ＩＣカード用ＩＣモジュールの接触端子板の形状にされ、非接触ＩＣ回路のアンテナコイルの内側に位置するようにされている、ようにもでき、表示機能付きＩＣカードの厚みを、０．６８ｍｍから０．８４ｍｍの間である、ようにすることもできる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の表示機能付きＩＣカードは、専用端末からチケット情報等をメモリー性の電子ペーパーに記録でき、当該情報が長時間保持できるので、デジタルチケットとして、紙媒体に印字したチケットや入場券の代替として繰り返して使用できる。
本発明の表示機能付きＩＣカードは、均一な薄板状に形成されていて電子ペーパーによる情報表示部を有し、かつ電子ペーパーによる情報表示部が高い耐屈曲性を有するので、通常の取り扱いにおいて、表示情報が損傷して消滅するようなことはない。
請求項４記載の表示機能付きＩＣカードは、接触端子板が、ＩＣカード用ＩＣモジュールの接触端子板の形状にされ、非接触ＩＣ回路のアンテナコイルの内側に位置するようにできるので、表示制御回路の形成が容易になる。また、利用者も通常のＩＣカードと同様の感覚で使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明について図面を参照して説明する。図１は、本発明の表示機能付きＩＣカードの概略ブロック構成を示す図、図２は、表示機能付きＩＣカードのハードウェアの概略配置図、図３は、表示機能付きＩＣカードの概略断面構造を示す図、図４は、ＩＣカード表示書き換えシステムの構成を示す図、図５は、電子粉流体を使用した電子ペーパーを説明する図、である。
【００１４】
図１のように、本発明の表示機能付きＩＣカード１は、カード表面に接触端子板４と電子ペーパー表示部５を有し、カード基体１０内に表示制御用ＩＣ２と電子ペーパードライバＩＣ３を備えている。これらのＩＣは、電子ペーパー表示部５を表示制御するためのものであり、表示機能付きＩＣカード１が非接触通信を行う目的のものではない。
従って、表示機能付きＩＣカード１は、通常の非接触通信のためのアンテナコイル６と非接触ＩＣチップ７とからなる非接触ＩＣ回路を別途に備えている。本発明の表示機能付きＩＣカード１では、表示制御回路と非接触ＩＣ回路は切り離されており、相互に表示データの授受や電力の供給を直接行うことはない。表示制御回路は、ＩＣカード１の使用開始時や更新時に電子ペーパー表示部５を書き換え表示するもので、書き換え表示以外の通常のＩＣカード１の使用時における非接触通信は非接触ＩＣ回路により行われる。
【００１５】
表示機能付きＩＣカード１は、接触端子板４を介して外部の専用リーダライタ２０から、（１）ロジック電源、（２）外部クロック（ＣＬＫ）信号、（３）表示データ用信号、（４）ＧＮＤ（接地）線、（５）表示駆動電源、の供給を受ける。ロジック電源は表示制御用ＩＣ２、電子ペーパードライバＩＣ３を駆動するもので、通常５Ｖ程度である。
接触端子板４は単に、上記表示データ用信号等の授受と電力供給を受けるために介在するので、通常の接触型ＩＣカードのように、背面に制御部（ＣＰＵ）やメモリを有する半導体チップを備えていない。チップを持たないので、もちろん接触型ＩＣカードの機能をすることはない。従って通常のように、接触端子板４は表面が８端子程に分岐した金属板であり、絶縁性基板を中心層とし、その背面に、スルーホールで表面側と導通した必要数の端子またはバンプを有する形態となる。
【００１６】
接触端子板４は、ＩＣカード１のカード基体１０の端面（概略図１の位置等）に小さな端子板面を配列した形態として差し込みにより外部専用リーダライタ２０との接触を確保するものとしてもよいが、ＩＳＯ７８１６の規格に準拠した端子数、位置の外観を呈する接触端子板に構成するのが好ましい。カードの外周に設けるアンテナコイル６との関係で、カードの内側に接触端子板４がある方が回路の構成が容易になり、専用外部リーダライタ２０も接触型ＩＣカードと同様の接点構造を採用できる利点があるからである。
また、利用者も通常の接触型ＩＣカードを使用するのと異ならない感触が得られる。この場合、接触端子板４は、表面に８個の端子板面を有するが、上記用途の場合、全ての端子板を使用することにはならない。接触端子板４は背面に端子またはバンプを設け、表示制御用ＩＣ２と該電子ペーパードライバＩＣ３との間の配線により電気的接続を行うことができる。
【００１７】
接触端子板４と表示制御用ＩＣ２の間は、（１）ロジック電源、（２）外部クロック信号、（３）表示データ用信号、（４）接地（ＧＮＤ）線、が接続される。接地電圧は分岐して電子ペーパー用ドライバＩＣ３にも供給される。ロジック電源は表示制御用ＩＣ（ＣＰＵ）を駆動する電源である。表示制御用ＩＣ２により制御された表示データ用信号は電子ペーパードライバＩＣ３に供給される。接触端子板４と電子ペーパードライバＩＣ３の間には、（５）表示駆動電源の回路が形成される。電子ペーパードライバＩＣ３は、表示データ信号を電子ペーパー表示部５に送信する。
【００１８】
表示制御用ＩＣ２には、８ビットＣＰＵ等を採用できる。外形寸法は、７ｍｍ×７ｍｍ程度、市販品の厚みは１ｍｍ程度であるが、本発明のＩＣカードに使用する場合は、背面を研磨して、０．２ｍｍ程度にして使用する必要がある。電子ペーパードライバＩＣ３の外形寸法は、１．３ｍｍ×９．４ｍｍや１．６ｍｍ×２２．５ｍｍ程度である。かなりの厚みがあるので、同様に研磨して使用する必要がある。非接触ＩＣチップ７は、機能にもよるが通常、４．０ｍｍ角以内の平面サイズ、厚みは、２００μｍ程度以内となる。これらの部品をカード表面が平滑になるように埋め込みする。
【００１９】
図２は、表示機能付きＩＣカードのハードウェアの概略配置図である。接触端子板４は接触型ＩＣカードのＩＣモジュールの端子板面の形態にされたものを示している。各端子板の機能は接触型ＩＣカードとは異なるが、同様の機能のものは同様の位置に接続してよい。例えば、表示駆動電圧はＣ１、クロック信号はＣ３、接地（ＧＮＤ）はＣ５、ロジック電源はＣ６、表示データ信号はＣ７端子、等である。ただし、各端子板の配置は自由にできるのでカード内側にある部品との接続関係で配線部８の形成が容易になるように定めることができる。なお、配線部８とは、接触端子板４、表示制御用ＩＣ２、電子ペーパードライバＩＣ３、電子ペーパー表示部５間の配線をいうものとする。
【００２０】
アンテナコイル６は非接触ＩＣチップ７と共に、非接触ＩＣ回路を構成するものであり、表示機能付きＩＣカード１の周囲を周回する形態等に形成され、その両端が非接触ＩＣチップ７に接続している。ＩＣカード１の周囲を周回しない形態にする場合もある。
表示制御回路は、接触端子板４と表示制御用ＩＣ２と該電子ペーパードライバＩＣ３と電子ペーパー表示部５とそれらの間の配線部８からなっている。これらは、アンテナコイル６の内部に納まるように形成することができる。ただし、アンテナコイル６等の非接触ＩＣ回路と表示制御回路が平面視交錯する形態であっても、アンテナシートの表裏に回路形成するか、２枚の回路シートに形成して短絡を防止することはできる。
電子ペーパードライバＩＣ３は、図２とは異なり、通常は電子ペーパー表示部５の縁辺部にマトリックス配線と一体にして設けられる。
【００２１】
上記において、電子ペーパー表示部５には、コレステリック液晶をマトリックス回路を形成したフィルム基板に塗工してパッシブ駆動するもの、または電子粉流体を用いた電子ペーパーのいずれかを採用することができる。コレステリック液晶を用いる場合は、配向状態をプレーナ状態とフォーカルコニック状態との間で変化させて、光を透過または反射させることにより所定の情報を表示させるものである。例えばプレーナ状態の反射光の波長帯域を５５０ｎｍ付近とし、液晶層の下に光吸収層（黒）を設け、背景色黒の上で緑色の単色表示を行うことができる。コレステリック液晶の発色機構等の詳細内容は、特許文献６、７等に記載されている。このコレステリック液晶タイプ電子ペーパーは、富士通フロンテック株式会社が開発している。
【００２２】
電子粉流体を用いる電子ペーパーには、ＱＲ−ＬＰＤ（Ｑｕｉｃｋ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ−Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｏｗｄｅｒ Ｄｉｓｐｌａｙ）といわれるものがある。このものは、粒子と液体の中間的な特性を備え、浮遊状態に匹敵する高流動性を有し、かつ電気に敏感に反応する白と黒の電子粉流体をパネル内に納めて、前面板の電圧を背面板より高くすると、白い電子粉流体が前面板側に移動しディスプレイは白く見えるようになり、その逆の電圧にすると黒い電子粉流体が前面板側に移動しディスプレイは黒く見えるというものである。表示駆動電圧でパッシブ駆動する。白黒の切り替えが０．２ｍｓｅｃ以内で行われるといわれる。この電子ペーパーは株式会社ブリヂストンが開発している。
【００２３】
図５は、電子粉流体を使用した電子ペーパーを説明する図である。透明な前面板５１と背面板５２との間に黒の電子粉流体５ｂと白の電子粉流体５ｗを封入した構造になっている。黒の電子粉流体５ｂはプラスに、白の電子粉流体５ｗはマイナスに帯電している。
前面板５１と背面板５２の内面側には、ＩＴＯによる透明マトリックス電極５４，５５が形成されている。前面板５１の電圧を背面板５２よりも高くすると、白い電子粉流体５ｗが前面板５１側に移動するので、前面板５１側から見れば、ディスプレイは白く見え（図５（Ａ））、その逆の電圧にすると黒い電子粉流体５ｂが前面板５１側に移動しディスプレイは黒く見えるようになる（図５（Ｂ））。マトリックス駆動による白と黒のドットの組み合わせにより文字（ひらがな、英数字、漢字）や画像の表示が可能となる。
前面板５１と背面板５２の間は空気で満たされ、リブ５３により一定の間隔に保たれている。従来、前面板５１と背面板５２はガラス板が使用されていたが、最近、プラスチックシートを使用したフレキシブル構造が可能となった。
【００２４】
電子ペーパー表示部５は、縦３０ｍｍ×横４０ｍｍ程度の大きさにするのが、表示量を十分にし見易い表示とする上で好ましい。電子粉流体の場合は黒文字と白地の２色表示となり、コレステリック液晶の場合は、緑文字と黒地の２色表示を採用できる。もっとも、コレステリック液晶電子ペーパーはカラー表示も可能である。解像度は、１００〜１１０ｄｐｉを実現できる。
【００２５】
電子ペーパーの電力消費は表示書き換え時のみで、電力消費なしで表示画面を保持でき、ディスプレイの視認性も確保できる。表示画面は通常の温度（０°Ｃ〜４０°Ｃ）、湿度（４０〜６０％）の条件で、３０日間は保持できる。１画面の書き換え時間は実行開始から１０秒以内に可能である。１００００回の書き換え回数を満足することができる。
【００２６】
図３は、表示機能付きＩＣカードの概略断面構造を示す図である。概略図であり、電子ペーパードライバＩＣ３は図示していない。表示制御用ＩＣ２等の厚みも概略のものである。カード基体１０は、アンテナおよび配線シート１０１を中心層とし、その両側に接着シート１０６，１０７を介してスペーサーシート１０２，１０３を配置し、さらにその外面に白色コアシート１０４，１０５を積層し、最表裏面に透明オーバーシート１０８，１０９をさらに積層する。この例に限定されるものではないが、図３の場合は、都合９層の積層構造とし、全体で０．６８ｍｍから０．８４ｍｍの厚みになるようにされている。
【００２７】
電子ペーパー表示部５の厚みを吸収するために、貫通孔Ｈ１が設けられている。そのため積層の際、スペーサシート１０２、コアシート１０４、接着シート１０６に開口を設ける。同様に表示制御用ＩＣ２のために貫通孔Ｈ２とＨ４、非接触ＩＣチップ７のために貫通孔Ｈ３とＨ５が設けられている。ＩＣチップ２，７の厚みが薄い場合は貫通孔Ｈ４とＨ５はなくても良い場合がある。それらはＩＣの厚み等に応じて適宜調製すればよい。
接触端子板４は、カード基体１０を熱圧プレスして積層した後に、表面側から接触端子板４の面積と厚みの凹部をざぐり掘削して、その開口した凹部に納めるようにする。接触端子板４の背面と凹部の間は、接着シートや液状接着剤５８により固定する。
【００２８】
接触端子板４の凹部を掘削する際、接触端子板４の背面の回路または端子４１，４２と配線部８を接続するための導通孔４３，４４を同時に掘削する。そして、導通孔４３，４４に導電性接着剤を充填してから接触端子板４を被せて固定するようにする。導通孔は接触端子板４に接続する回路の本数だけ形成する必要がある。接続が多数本数になるので、異方性導電接着シートを使用して一括接続してもよい。その場合には、接触端子板４背面の接続端子４１，４２等は凸状のバンプ状にしたものが好ましい。
【００２９】
図４は、ＩＣカード表示書き換えシステムの構成を示す図である。ＩＣカード表示書き換えシステム１００は、ホストコンピュータ３０、専用リーダライタ２０および表示機能付きＩＣカード１から構成されている。ホストコンピュータ３０は、表示機能付きＩＣカード１に送信する表示データ用信号の生成を行うコンピュータである。ホストコンピュータ３０は、インターネットまたは専用回線によりさらに上位機に接続するものとする。
ホストコンピュータ３０は、表示書き換え用ソフトウェアを備え、当該ソフトウェアにより生成した表示データをＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）接続により、専用リーダライタ２０にシリアル供給する。ＵＳＢは２本の信号線（Ｄａｔａ＋，Ｄａｔａ−）とＧＮＤ線と５Ｖ程度のバス電力供給線を有している。
【００３０】
専用リーダライタ２０は、ホストコンピュータ３０にＵＳＢ接続して、シリアルデータを受信し、表示機能付きＩＣカード１に表示データ用信号と表示駆動電源を供給する役割をする。表示機能付きＩＣカード１は非接触ＩＣカードであるが、リーダライタ２０から取得する表示データ等を接触端子板４から受信する。
【００３１】
専用リーダライタ２０は、ＵＳＢデータを電子ペーパー表示部５に適合したシリアルフォーマットに変換するＣＰＵ２１と、バス電圧を昇圧する昇圧回路２２と、およびクロック信号生成回路２３と、を有している。このように昇圧回路２２をリーダライタ３０に持たせることにより、表示機能付きＩＣカード１の部品数を軽減することができる。ロジック電源、クロック信号、表示データ用信号、表示駆動電源等は、接点端子２４を介して表示機能付きＩＣカード１に供給される。専用リーダライタ２０もホストコンピュータ３０からのＵＳＢバス電源により駆動させてもよい。
【００３２】
表示機能付きＩＣカード１の非接触通信は、専用リーダライタ２０が別に備える非接触Ｒ／Ｗ（リーダライタ）２５とのアンテナと表示機能付きＩＣカード１のアンテナコイル６間を介した非接触通信により通常のように行われる。非接触リーダライタ２５とホストコンピュータ３０との間もＵＳＢ接続される。表示機能付きＩＣカード１の非接触ＩＣ回路と非接触リーダライタ２５は通常採用される周知のものであり、特には詳述しない。
【００３３】
次に、表示機能付きＩＣカードの製造方法について簡単に説明することとする。
識別カードの厚みは、０．７６ｍｍ±０．０８ｍｍとされている。本カードは、表示制御用ＩＣ２、電子ペーパードライバＩＣ３、電子ペーパー表示部５、非接触ＩＣチップ７等の多数の部品を内蔵し、それぞれある程度の厚みを有している。従って、当該厚みに納めカード表面に凹凸が生じないようにする製造上の工夫が必要となる。一般に、非接触ＩＣカードではアンテナコイルとそれに装着した非接触ＩＣからなるアンテナシートを予め準備し、その表裏にオーバーシートを積層する製造方法が行われる。
【００３４】
本表示機能付きＩＣカード１も、アンテナおよび配線シートに、アンテナコイル６と非接触ＩＣ７とからなる非接触ＩＣ回路と、表示制御用ＩＣ２、電子ペーパードライバＩＣ３と電子ペーパー表示部５を接続する配線部８を形成し、それぞれの部品を装着した後、表裏のコアシート、オーバーシートをスペーサーシートと接着シートを介して積層する製造方法を採用することができる。スペーサーシートやコアシート、接着シートには、各部品の厚みを納める貫通孔を形成しておくことが好ましい。接触端子板４は、カード基体を積層後にオーバーシート１０８とコアシート１０４の一部を掘削して、予め形成してある配線部８と接続しながら固定する製造方法を採用できる。
【実施例１】
【００３５】
アンテナおよび配線シート１０１として、厚み１００μｍのＰＥＴシートの片面に、厚み２０μｍのアルミ箔を接着剤を介して貼り合わせ、このアルミ箔をエッチングすることで、アンテナコイル６、および電子ペーパー表示用の配線部８を図２のように形成した。 なお、配線部８はアンテナコイル６の内側に納まるようにし、アンテナおよび配線シート１０１の電子ペーパー表示部５が搭載される側の同一面に形成した。
【００３６】
アンテナコイル６の内側に、大きさが、縦３１ｍｍ×４０ｍｍで、厚み０．３〜０．４ｍｍの電子粉流体からなる電子ペーパー表示部［株式会社ブリヂストン製造］５を接着シートで固定した。このものは、解像度１００ｄｐｉのものである。電子ペーパードライバＩＣ３間との配線を異方性導電接着テープを使用して接続し、表示制御用ＩＣ２を配線部８の所定箇所に同様に異方性導電接着テープを使用して固定した。表示制御用ＩＣ２と電子ペーパードライバＩＣ３間の接続も同様にして行った。表示制御用ＩＣ２には、外形寸法７．１×７．３ｍｍのものを使用し、チップ背面を研磨して厚みが０．２ｍｍ程度になるようにした。電子ペーパードライバＩＣ３には、外形１．６ｍｍ×２２．５ｍｍ程度のものを使用し、チップ背面を研磨して厚みが０．２ｍｍ程度になるようにした。 さらに、アンテナコイル６の両端に、通常の非接触用ＩＣチップ（厚み１９０μｍ）７を装着してアンテナおよび配線シート１０１を完成した。
【００３７】
カード基体１０の層構成は、図３のように、厚み１００μｍのアンテナおよび配線シート１０１を中心層とし、その表裏に、厚さ５０μｍの接着シート１０６，１０７を介して、厚さ１００μｍのＰＥＴ−Ｇ製スペーサシート１０２，１０３を置き、さらにその表面側に厚さ２００μｍのＰＥＴ−Ｇ製白色コアシート１０４と裏面側にＰＥＴ−Ｇ製白色コアシート１０５を重ね、さらに表裏面に厚み５０μｍの透明オーバーシートを重ねる都合９層の層構成となるようにした。
【００３８】
接着シート１０６，１０７には、アンテナシート１０１のＰＥＴフィルムとスペーサシート１０２，１０３のＰＥＴ−Ｇとの接着性を考慮して、ポリエステル系ホットメルト接着剤（溶融粘度２０００ｐｏｉｓｅ：１９０°Ｃ）を採用した。
スペーサシート１０２とコアシート１０４、接着シート１０６には電子ペーパー表示部５が実装される位置に、電子ペーパー表示部５よりはやや大きい面積（約３１ｍｍ×４１ｍｍ）の貫通孔Ｈ１を打ち抜きして形成した。同様に、表示制御用ＩＣ２、非接触ＩＣチップ７が納まるように、各ＩＣチップよりはやや大きい大きさの貫通孔Ｈ２，Ｈ３を、図３のように打ち抜きして形成した。電子ペーパードライバＩＣ３は図示していないが、同様に貫通孔を形成した。
【００３９】
上記９層からなる積層体をピンに嵌め込みして位置合わせし、プレス機の熱板上に載置して、プレスラミネートした。プレス工程の条件は、熱板温度１２０°Ｃ、圧力２．０ＭＰａ、成形（加熱）時間２０ｍｉｎ．に設定して行った。
このようにして総厚、０．８１ｍｍの電子ペーパー表示部５内蔵の非接触ＩＣカードが完成した。使用した材料の総厚が９００μｍであるから、シート全体として、約１０％の収縮があったことになる。非接触ＩＣカード１の全体は平坦に仕上がり、電子ペーパー表示部５部分を含めた撓み性も実用上、十分であることが確認できた。
【００４０】
上記実施例１で完成した表示機能付きＩＣカード１を、専用リーダーライタ２０に接続して、表示データ用信号と表示駆動電源を与えると、電子ペーパー表示部５に、白黒の文字表示をすることができ、当該表示情報は専用リーダーライタ２０から切り離した後も、長時間（約３０日間）持続することが確認できた。
【実施例２】
【００４１】
電子ペーパー表示部５に、コレステリック液晶を利用したパッシブ駆動の電子ペーパー表示部［富士通フロンテック株式会社製］５を使用した以外は、実施例１と同一の条件で表示機能付きＩＣカード１を製造した。電子ペーパー表示部５は、大きさが、縦２８ｍｍ×３７ｍｍで、厚み０．３〜０．４ｍｍのものである。このものは、解像度１１０ｄｐｉとされる。
【００４２】
上記実施例２で完成した表示機能付きＩＣカード１を、専用リーダーライタ２０に接続して、表示データ用信号と表示駆動電源を与えると、電子ペーパー表示部５に、緑と黒の文字表示をすることができ、当該表示情報は専用リーダーライタ２０から切り離した後も、長時間（約３０日間）持続することが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の表示機能付きＩＣカードの概略ブロック構成を示す図である。
【図２】表示機能付きＩＣカードのハードウェアの概略配置図である。
【図３】表示機能付きＩＣカードの概略断面構造を示す図である。
【図４】ＩＣカード表示書き換えシステムの構成を示す図である。
【図５】電子粉流体を使用した電子ペーパーを説明する図である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 表示機能付きＩＣカード
２ 表示制御用ＩＣ
３ 電子ペーパードライバＩＣ
４ 接触端子板
５ 電子ペーパー表示部
６ アンテナコイル
７ 非接触ＩＣチップ
８ 配線部
１０ カード基体
２０ 専用リーダライタ
２１ ＣＰＵ
２２ 昇圧回路
２３ クロック信号生成回路
３０ ホストコンピュータ
１００ ＩＣカード表示書き換えシステム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、札入れサイズのいわゆる非接触ＩＣカード表面に、メモリー性電子ペーパーによる表示部を設け、パーソナルコンピュータで作成された表示データを専用の外部リーダライタ端末を介して、当該非接触ＩＣカードに転送してメモリー性電子ペーパーに表示させ、その表示特性を利用して長期間持続表示させようとするものである。
将来的な目標としては、家庭や店頭でパーソナルコンピュータと専用リーダライタ端末を用いて各種券類を発券し、そのまま新幹線等に乗車することを企図するものである。
このような表示機能付きＩＣカードは、交通機関用のチケットや定期券、搭乗券や乗船券、あるいは各種入場券や娯楽施設券、当選券等に好適に用いられるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、非接触ＩＣカードは、簡易迅速に読み取りできる特性とリーダライタのメンテナンスの容易性から広範に使用されるようになっている。例えば、交通機関のゲートパスや特定施設への入場パスとしての用途である。この非接触ＩＣカードに、「残高」や「残期間」等の可変情報を表示できれば使用勝手を高められることは明らかである。
しかし、非接触ＩＣカードの交信時間は瞬間的であって十分な電力が得られない問題がある。そのため、実用的な可変情報を表示させることは困難であり、一定の用途のものに制限されているのが実情である。特に内部に電源や蓄電池を持たない非接触ＩＣカードに実用的な書き換え可能表示部を持たせた例は見られないと考えられる。
【０００３】
近年開発された電子ペーパーは消去可能、多数回の書き換え可能で、かつメモリー性を有していて好ましいが、書き込みに高電圧が必要とされ、通常の非接触通信では十分な電圧が得られないことが確認されている。特許文献３のように、可逆性感熱記録材料によるリライト記録層をＩＣカードの表面に持たせる例はあるが、非接触交信による電力により動作するものではない。また、書き換え表示するためには、サーマルヘッドによるプリンタ装置が必要になることや繰り返し印字性に乏しい問題がある。
【０００４】
一方、太陽電池は光が不十分では電力が得られないこと、内蔵電池は電池交換に手間のかかることのほか、一般にカード構造が複雑化し製造コストが増大する問題がある。
そこで、本発明は非接触ＩＣカードに、非接触ＩＣ回路とは別に、外部リーダライタから接触端子板により直接表示データと電力の供給を受ける回路を設けて、表示部を書き換えすることを検討するものである。
【０００５】
他方、非接触ＩＣカードに可視情報を表示させることは各種提案されている。例えば、特許文献１は、非接触ＩＣカードに強誘電性液晶を使用した表示装置を設けることを提案し、特許文献２は、接触型または非接触型ＩＣカードにおいて、マイクロカプセル電気泳動方式の表示部を設けることを提案している。しかし、いずれも本願の電子粉流体やコレステリック液晶を使用するものと相違している。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１５４２１５号公報
【特許文献２】特開２００４−１０２３８４号公報
【特許文献３】特開２００３−３４６１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
非接触ＩＣカードのＣＰＵやＲＦ回路を有する本体ＩＣチップにより表示駆動用電力を得て、表示装置を表示させることは特許文献では各種提案されているが、一般に非接触交信時間は極めて短時間であることから十分な表示駆動電力を得ることは困難である。
一般的に、電子ペーパーは４０Ｖ〜９０Ｖの高電圧駆動であり、通常の非接触交信で得られる電力で表示書き換えをすることは、実際上困難である。
そこで、本願は非接触ＩＣの通信制御回路とは切り離して、ＩＣカードが外部リーダライタに接続している間に、当該リーダライタから表示データと書き換え電力を得て、非接触ＩＣカードの表示部に持続的な表示を行おうとするものである。
【０００８】
また、ＩＣカードに用いられる表示装置は、薄くて高い屈曲性を備えることが求められる。これらの目的を達成するために本願は、電子ペーパー、特に電子粉流体を用いる場合とコレステリック液晶タイプを用いる場合とを研究し本願発明を完成するに至ったものである。なお、電子粉流体を用いる電子ペーパーに関しては、特許文献４、特許文献５等がある。コレステリック液晶を使用する電子ペーパーに関連するものとしては、特許文献６、特許文献７等がある。ただし、同文献は、セグメント表示を主体に記載している。
【０００９】
【特許文献４】特開２００５−３２６４３６号公報
【特許文献５】特開２００７− ４７２６２号公報
【特許文献６】ＷＯ２００５／０２４５０４号公報
【特許文献７】ＷＯ２００５／０２４４９９号公報
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決する本発明の要旨は、均一な厚みの薄板状に形成された札入れサイズのカード表面に、書き込み消去可能なメモリー性電子ペーパーによる表示部と接触端子板とを有し、カード基体内に該電子ペーパー表示制御用ＩＣと該電子ペーパードライバＩＣとを有し、該表示部とは電気的に分離した非接触ＩＣ回路を別に有する非接触ＩＣカードであって、非接触ＩＣカードが外部専用リーダライタに接続している間に、前記接触端子板を介して表示データを取得し、同じく当該リーダライタから供給される表示駆動電力により該電子ペーパーに情報記録し、非接触ＩＣカードが当該外部専用リーダライタから切り離された後も持続的な情報表示を行うことを特徴とする表示機能付きＩＣカード、にある。
【００１１】
上記において、メモリー性電子ペーパーを電子粉流体を利用したパッシブ駆動型の電子ペーパーである、ようにすることができ、コレステリック液晶を利用したパッシブ駆動型の電子ペーパーである、ようにすることもできる。
また上記において、接触端子板が、ＩＣカード用ＩＣモジュールの接触端子板の形状にされ、非接触ＩＣ回路のアンテナコイルの内側に位置するようにされている、ようにもでき、表示機能付きＩＣカードの厚みを、０．６８ｍｍから０．８４ｍｍの間である、ようにすることもできる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の表示機能付きＩＣカードは、専用端末からチケット情報等をメモリー性の電子ペーパーに記録でき、当該情報が長時間保持できるので、デジタルチケットとして、紙媒体に印字したチケットや入場券の代替として繰り返して使用できる。
本発明の表示機能付きＩＣカードは、均一な薄板状に形成されていて電子ペーパーによる情報表示部を有し、かつ電子ペーパーによる情報表示部が高い耐屈曲性を有するので、通常の取り扱いにおいて、表示情報が損傷して消滅するようなことはない。
請求項４記載の表示機能付きＩＣカードは、接触端子板が、ＩＣカード用ＩＣモジュールの接触端子板の形状にされ、非接触ＩＣ回路のアンテナコイルの内側に位置するようにできるので、表示制御回路の形成が容易になる。また、利用者も通常のＩＣカードと同様の感覚で使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明について図面を参照して説明する。図１は、本発明の表示機能付きＩＣカードの概略ブロック構成を示す図、図２は、表示機能付きＩＣカードのハードウェアの概略配置図、図３は、表示機能付きＩＣカードの概略断面構造を示す図、図４は、ＩＣカード表示書き換えシステムの構成を示す図、図５は、電子粉流体を使用した電子ペーパーを説明する図、である。
【００１４】
図１のように、本発明の表示機能付きＩＣカード１は、カード表面に接触端子板４と電子ペーパー表示部５を有し、カード基体１０内に表示制御用ＩＣ２と電子ペーパードライバＩＣ３を備えている。これらのＩＣは、電子ペーパー表示部５を表示制御するためのものであり、表示機能付きＩＣカード１が非接触通信を行う目的のものではない。
従って、表示機能付きＩＣカード１は、通常の非接触通信のためのアンテナコイル６と非接触ＩＣチップ７とからなる非接触ＩＣ回路を別途に備えている。本発明の表示機能付きＩＣカード１では、表示制御回路と非接触ＩＣ回路は切り離されており、相互に表示データの授受や電力の供給を直接行うことはない。表示制御回路は、ＩＣカード１の使用開始時や更新時に電子ペーパー表示部５を書き換え表示するもので、書き換え表示以外の通常のＩＣカード１の使用時における非接触通信は非接触ＩＣ回路により行われる。
【００１５】
表示機能付きＩＣカード１は、接触端子板４を介して外部の専用リーダライタ２０から、（１）ロジック電源、（２）外部クロック（ＣＬＫ）信号、（３）表示データ用信号、（４）ＧＮＤ（接地）線、（５）表示駆動電源、の供給を受ける。ロジック電源は表示制御用ＩＣ２、電子ペーパードライバＩＣ３を駆動するもので、通常５Ｖ程度である。
接触端子板４は単に、上記表示データ用信号等の授受と電力供給を受けるために介在するので、通常の接触型ＩＣカードのように、背面に制御部（ＣＰＵ）やメモリを有する半導体チップを備えていない。チップを持たないので、もちろん接触型ＩＣカードの機能をすることはない。従って通常のように、接触端子板４は表面が８端子程に分岐した金属板であり、絶縁性基板を中心層とし、その背面に、スルーホールで表面側と導通した必要数の端子またはバンプを有する形態となる。
【００１６】
接触端子板４は、ＩＣカード１のカード基体１０の端面（概略図１の位置等）に小さな端子板面を配列した形態として差し込みにより外部専用リーダライタ２０との接触を確保するものとしてもよいが、ＩＳＯ７８１６の規格に準拠した端子数、位置の外観を呈する接触端子板に構成するのが好ましい。カードの外周に設けるアンテナコイル６との関係で、カードの内側に接触端子板４がある方が回路の構成が容易になり、専用外部リーダライタ２０も接触型ＩＣカードと同様の接点構造を採用できる利点があるからである。
また、利用者も通常の接触型ＩＣカードを使用するのと異ならない感触が得られる。この場合、接触端子板４は、表面に８個の端子板面を有するが、上記用途の場合、全ての端子板を使用することにはならない。接触端子板４は背面に端子またはバンプを設け、表示制御用ＩＣ２と該電子ペーパードライバＩＣ３との間の配線により電気的接続を行うことができる。
【００１７】
接触端子板４と表示制御用ＩＣ２の間は、（１）ロジック電源、（２）外部クロック信号、（３）表示データ用信号、（４）接地（ＧＮＤ）線、が接続される。接地電圧は分岐して電子ペーパー用ドライバＩＣ３にも供給される。ロジック電源は表示制御用ＩＣ（ＣＰＵ）を駆動する電源である。表示制御用ＩＣ２により制御された表示データ用信号は電子ペーパードライバＩＣ３に供給される。接触端子板４と電子ペーパードライバＩＣ３の間には、（５）表示駆動電源の回路が形成される。電子ペーパードライバＩＣ３は、表示データ信号を電子ペーパー表示部５に送信する。
【００１８】
表示制御用ＩＣ２には、８ビットＣＰＵ等を採用できる。外形寸法は、７ｍｍ×７ｍｍ程度、市販品の厚みは１ｍｍ程度であるが、本発明のＩＣカードに使用する場合は、背面を研磨して、０．２ｍｍ程度にして使用する必要がある。電子ペーパードライバＩＣ３の外形寸法は、１．３ｍｍ×９．４ｍｍや１．６ｍｍ×２２．５ｍｍ程度である。かなりの厚みがあるので、同様に研磨して使用する必要がある。非接触ＩＣチップ７は、機能にもよるが通常、４．０ｍｍ角以内の平面サイズ、厚みは、２００μｍ程度以内となる。これらの部品をカード表面が平滑になるように埋め込みする。
【００１９】
図２は、表示機能付きＩＣカードのハードウェアの概略配置図である。接触端子板４は接触型ＩＣカードのＩＣモジュールの端子板面の形態にされたものを示している。各端子板の機能は接触型ＩＣカードとは異なるが、同様の機能のものは同様の位置に接続してよい。例えば、表示駆動電圧はＣ１、クロック信号はＣ３、接地（ＧＮＤ）はＣ５、ロジック電源はＣ６、表示データ信号はＣ７端子、等である。ただし、各端子板の配置は自由にできるのでカード内側にある部品との接続関係で配線部８の形成が容易になるように定めることができる。なお、配線部８とは、接触端子板４、表示制御用ＩＣ２、電子ペーパードライバＩＣ３、電子ペーパー表示部５間の配線をいうものとする。
【００２０】
アンテナコイル６は非接触ＩＣチップ７と共に、非接触ＩＣ回路を構成するものであり、表示機能付きＩＣカード１の周囲を周回する形態等に形成され、その両端が非接触ＩＣチップ７に接続している。ＩＣカード１の周囲を周回しない形態にする場合もある。
表示制御回路は、接触端子板４と表示制御用ＩＣ２と該電子ペーパードライバＩＣ３と電子ペーパー表示部５とそれらの間の配線部８からなっている。これらは、アンテナコイル６の内部に納まるように形成することができる。ただし、アンテナコイル６等の非接触ＩＣ回路と表示制御回路が平面視交錯する形態であっても、アンテナシートの表裏に回路形成するか、２枚の回路シートに形成して短絡を防止することはできる。
電子ペーパードライバＩＣ３は、図２とは異なり、通常は電子ペーパー表示部５の縁辺部にマトリックス配線と一体にして設けられる。
【００２１】
上記において、電子ペーパー表示部５には、コレステリック液晶をマトリックス回路を形成したフィルム基板に塗工してパッシブ駆動するもの、または電子粉流体を用いた電子ペーパーのいずれかを採用することができる。コレステリック液晶を用いる場合は、配向状態をプレーナ状態とフォーカルコニック状態との間で変化させて、光を透過または反射させることにより所定の情報を表示させるものである。例えばプレーナ状態の反射光の波長帯域を５５０ｎｍ付近とし、液晶層の下に光吸収層（黒）を設け、背景色黒の上で緑色の単色表示を行うことができる。コレステリック液晶の発色機構等の詳細内容は、特許文献６、７等に記載されている。このコレステリック液晶タイプ電子ペーパーは、富士通フロンテック株式会社が開発している。
【００２２】
電子粉流体を用いる電子ペーパーには、ＱＲ−ＬＰＤ（Ｑｕｉｃｋ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ−Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｏｗｄｅｒ Ｄｉｓｐｌａｙ）といわれるものがある。このものは、粒子と液体の中間的な特性を備え、浮遊状態に匹敵する高流動性を有し、かつ電気に敏感に反応する白と黒の電子粉流体をパネル内に納めて、前面板の電圧を背面板より高くすると、白い電子粉流体が前面板側に移動しディスプレイは白く見えるようになり、その逆の電圧にすると黒い電子粉流体が前面板側に移動しディスプレイは黒く見えるというものである。表示駆動電圧でパッシブ駆動する。白黒の切り替えが０．２ｍｓｅｃ以内で行われるといわれる。この電子ペーパーは株式会社ブリヂストンが開発している。
【００２３】
図５は、電子粉流体を使用した電子ペーパーを説明する図である。透明な前面板５１と背面板５２との間に黒の電子粉流体５ｂと白の電子粉流体５ｗを封入した構造になっている。黒の電子粉流体５ｂはプラスに、白の電子粉流体５ｗはマイナスに帯電している。
前面板５１と背面板５２の内面側には、ＩＴＯによる透明マトリックス電極５４，５５が形成されている。前面板５１の電圧を背面板５２よりも高くすると、白い電子粉流体５ｗが前面板５１側に移動するので、前面板５１側から見れば、ディスプレイは白く見え（図５（Ａ））、その逆の電圧にすると黒い電子粉流体５ｂが前面板５１側に移動しディスプレイは黒く見えるようになる（図５（Ｂ））。マトリックス駆動による白と黒のドットの組み合わせにより文字（ひらがな、英数字、漢字）や画像の表示が可能となる。
前面板５１と背面板５２の間は空気で満たされ、リブ５３により一定の間隔に保たれている。従来、前面板５１と背面板５２はガラス板が使用されていたが、最近、プラスチックシートを使用したフレキシブル構造が可能となった。
【００２４】
電子ペーパー表示部５は、縦３０ｍｍ×横４０ｍｍ程度の大きさにするのが、表示量を十分にし見易い表示とする上で好ましい。電子粉流体の場合は黒文字と白地の２色表示となり、コレステリック液晶の場合は、緑文字と黒地の２色表示を採用できる。もっとも、コレステリック液晶電子ペーパーはカラー表示も可能である。解像度は、１００〜１１０ｄｐｉを実現できる。
【００２５】
電子ペーパーの電力消費は表示書き換え時のみで、電力消費なしで表示画面を保持でき、ディスプレイの視認性も確保できる。表示画面は通常の温度（０°Ｃ〜４０°Ｃ）、湿度（４０〜６０％）の条件で、３０日間は保持できる。１画面の書き換え時間は実行開始から１０秒以内に可能である。１００００回の書き換え回数を満足することができる。
【００２６】
図３は、表示機能付きＩＣカードの概略断面構造を示す図である。概略図であり、電子ペーパードライバＩＣ３は図示していない。表示制御用ＩＣ２等の厚みも概略のものである。カード基体１０は、アンテナおよび配線シート１０１を中心層とし、その両側に接着シート１０６，１０７を介してスペーサーシート１０２，１０３を配置し、さらにその外面に白色コアシート１０４，１０５を積層し、最表裏面に透明オーバーシート１０８，１０９をさらに積層する。この例に限定されるものではないが、図３の場合は、都合９層の積層構造とし、全体で０．６８ｍｍから０．８４ｍｍの厚みになるようにされている。
【００２７】
電子ペーパー表示部５の厚みを吸収するために、貫通孔Ｈ１が設けられている。そのため積層の際、スペーサシート１０２、コアシート１０４、接着シート１０６に開口を設ける。同様に表示制御用ＩＣ２のために貫通孔Ｈ２とＨ４、非接触ＩＣチップ７のために貫通孔Ｈ３とＨ５が設けられている。ＩＣチップ２，７の厚みが薄い場合は貫通孔Ｈ４とＨ５はなくても良い場合がある。それらはＩＣの厚み等に応じて適宜調製すればよい。
接触端子板４は、カード基体１０を熱圧プレスして積層した後に、表面側から接触端子板４の面積と厚みの凹部をざぐり掘削して、その開口した凹部に納めるようにする。接触端子板４の背面と凹部の間は、接着シートや液状接着剤５８により固定する。
【００２８】
接触端子板４の凹部を掘削する際、接触端子板４の背面の回路または端子４１，４２と配線部８を接続するための導通孔４３，４４を同時に掘削する。そして、導通孔４３，４４に導電性接着剤を充填してから接触端子板４を被せて固定するようにする。導通孔は接触端子板４に接続する回路の本数だけ形成する必要がある。接続が多数本数になるので、異方性導電接着シートを使用して一括接続してもよい。その場合には、接触端子板４背面の接続端子４１，４２等は凸状のバンプ状にしたものが好ましい。
【００２９】
図４は、ＩＣカード表示書き換えシステムの構成を示す図である。ＩＣカード表示書き換えシステム１００は、ホストコンピュータ３０、専用リーダライタ２０および表示機能付きＩＣカード１から構成されている。ホストコンピュータ３０は、表示機能付きＩＣカード１に送信する表示データ用信号の生成を行うコンピュータである。ホストコンピュータ３０は、インターネットまたは専用回線によりさらに上位機に接続するものとする。
ホストコンピュータ３０は、表示書き換え用ソフトウェアを備え、当該ソフトウェアにより生成した表示データをＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）接続により、専用リーダライタ２０にシリアル供給する。ＵＳＢは２本の信号線（Ｄａｔａ＋，Ｄａｔａ−）とＧＮＤ線と５Ｖ程度のバス電力供給線を有している。
【００３０】
専用リーダライタ２０は、ホストコンピュータ３０にＵＳＢ接続して、シリアルデータを受信し、表示機能付きＩＣカード１に表示データ用信号と表示駆動電源を供給する役割をする。表示機能付きＩＣカード１は非接触ＩＣカードであるが、リーダライタ２０から取得する表示データ等を接触端子板４から受信する。
【００３１】
専用リーダライタ２０は、ＵＳＢデータを電子ペーパー表示部５に適合したシリアルフォーマットに変換するＣＰＵ２１と、バス電圧を昇圧する昇圧回路２２と、およびクロック信号生成回路２３と、を有している。このように昇圧回路２２をリーダライタ３０に持たせることにより、表示機能付きＩＣカード１の部品数を軽減することができる。ロジック電源、クロック信号、表示データ用信号、表示駆動電源等は、接点端子２４を介して表示機能付きＩＣカード１に供給される。専用リーダライタ２０もホストコンピュータ３０からのＵＳＢバス電源により駆動させてもよい。
【００３２】
表示機能付きＩＣカード１の非接触通信は、専用リーダライタ２０が別に備える非接触Ｒ／Ｗ（リーダライタ）２５とのアンテナと表示機能付きＩＣカード１のアンテナコイル６間を介した非接触通信により通常のように行われる。非接触リーダライタ２５とホストコンピュータ３０との間もＵＳＢ接続される。表示機能付きＩＣカード１の非接触ＩＣ回路と非接触リーダライタ２５は通常採用される周知のものであり、特には詳述しない。
【００３３】
次に、表示機能付きＩＣカードの製造方法について簡単に説明することとする。
識別カードの厚みは、０．７６ｍｍ±０．０８ｍｍとされている。本カードは、表示制御用ＩＣ２、電子ペーパードライバＩＣ３、電子ペーパー表示部５、非接触ＩＣチップ７等の多数の部品を内蔵し、それぞれある程度の厚みを有している。従って、当該厚みに納めカード表面に凹凸が生じないようにする製造上の工夫が必要となる。一般に、非接触ＩＣカードではアンテナコイルとそれに装着した非接触ＩＣからなるアンテナシートを予め準備し、その表裏にオーバーシートを積層する製造方法が行われる。
【００３４】
本表示機能付きＩＣカード１も、アンテナおよび配線シートに、アンテナコイル６と非接触ＩＣ７とからなる非接触ＩＣ回路と、表示制御用ＩＣ２、電子ペーパードライバＩＣ３と電子ペーパー表示部５を接続する配線部８を形成し、それぞれの部品を装着した後、表裏のコアシート、オーバーシートをスペーサーシートと接着シートを介して積層する製造方法を採用することができる。スペーサーシートやコアシート、接着シートには、各部品の厚みを納める貫通孔を形成しておくことが好ましい。接触端子板４は、カード基体を積層後にオーバーシート１０８とコアシート１０４の一部を掘削して、予め形成してある配線部８と接続しながら固定する製造方法を採用できる。
【実施例１】
【００３５】
アンテナおよび配線シート１０１として、厚み１００μｍのＰＥＴシートの片面に、厚み２０μｍのアルミ箔を接着剤を介して貼り合わせ、このアルミ箔をエッチングすることで、アンテナコイル６、および電子ペーパー表示用の配線部８を図２のように形成した。 なお、配線部８はアンテナコイル６の内側に納まるようにし、アンテナおよび配線シート１０１の電子ペーパー表示部５が搭載される側の同一面に形成した。
【００３６】
アンテナコイル６の内側に、大きさが、縦３１ｍｍ×４０ｍｍで、厚み０．３〜０．４ｍｍの電子粉流体からなる電子ペーパー表示部［株式会社ブリヂストン製造］５を接着シートで固定した。このものは、解像度１００ｄｐｉのものである。電子ペーパードライバＩＣ３間との配線を異方性導電接着テープを使用して接続し、表示制御用ＩＣ２を配線部８の所定箇所に同様に異方性導電接着テープを使用して固定した。表示制御用ＩＣ２と電子ペーパードライバＩＣ３間の接続も同様にして行った。表示制御用ＩＣ２には、外形寸法７．１×７．３ｍｍのものを使用し、チップ背面を研磨して厚みが０．２ｍｍ程度になるようにした。電子ペーパードライバＩＣ３には、外形１．６ｍｍ×２２．５ｍｍ程度のものを使用し、チップ背面を研磨して厚みが０．２ｍｍ程度になるようにした。 さらに、アンテナコイル６の両端に、通常の非接触用ＩＣチップ（厚み１９０μｍ）７を装着してアンテナおよび配線シート１０１を完成した。
【００３７】
カード基体１０の層構成は、図３のように、厚み１００μｍのアンテナおよび配線シート１０１を中心層とし、その表裏に、厚さ５０μｍの接着シート１０６，１０７を介して、厚さ１００μｍのＰＥＴ−Ｇ製スペーサシート１０２，１０３を置き、さらにその表面側に厚さ２００μｍのＰＥＴ−Ｇ製白色コアシート１０４と裏面側にＰＥＴ−Ｇ製白色コアシート１０５を重ね、さらに表裏面に厚み５０μｍの透明オーバーシートを重ねる都合９層の層構成となるようにした。
【００３８】
接着シート１０６，１０７には、アンテナシート１０１のＰＥＴフィルムとスペーサシート１０２，１０３のＰＥＴ−Ｇとの接着性を考慮して、ポリエステル系ホットメルト接着剤（溶融粘度２０００ｐｏｉｓｅ：１９０°Ｃ）を採用した。
スペーサシート１０２とコアシート１０４、接着シート１０６には電子ペーパー表示部５が実装される位置に、電子ペーパー表示部５よりはやや大きい面積（約３１ｍｍ×４１ｍｍ）の貫通孔Ｈ１を打ち抜きして形成した。同様に、表示制御用ＩＣ２、非接触ＩＣチップ７が納まるように、各ＩＣチップよりはやや大きい大きさの貫通孔Ｈ２，Ｈ３を、図３のように打ち抜きして形成した。電子ペーパードライバＩＣ３は図示していないが、同様に貫通孔を形成した。
【００３９】
上記９層からなる積層体をピンに嵌め込みして位置合わせし、プレス機の熱板上に載置して、プレスラミネートした。プレス工程の条件は、熱板温度１２０°Ｃ、圧力２．０ＭＰａ、成形（加熱）時間２０ｍｉｎ．に設定して行った。
このようにして総厚、０．８１ｍｍの電子ペーパー表示部５内蔵の非接触ＩＣカードが完成した。使用した材料の総厚が９００μｍであるから、シート全体として、約１０％の収縮があったことになる。非接触ＩＣカード１の全体は平坦に仕上がり、電子ペーパー表示部５部分を含めた撓み性も実用上、十分であることが確認できた。
【００４０】
上記実施例１で完成した表示機能付きＩＣカード１を、専用リーダーライタ２０に接続して、表示データ用信号と表示駆動電源を与えると、電子ペーパー表示部５に、白黒の文字表示をすることができ、当該表示情報は専用リーダーライタ２０から切り離した後も、長時間（約３０日間）持続することが確認できた。
【実施例２】
【００４１】
電子ペーパー表示部５に、コレステリック液晶を利用したパッシブ駆動の電子ペーパー表示部［富士通フロンテック株式会社製］５を使用した以外は、実施例１と同一の条件で表示機能付きＩＣカード１を製造した。電子ペーパー表示部５は、大きさが、縦２８ｍｍ×３７ｍｍで、厚み０．３〜０．４ｍｍのものである。このものは、解像度１１０ｄｐｉとされる。
【００４２】
上記実施例２で完成した表示機能付きＩＣカード１を、専用リーダーライタ２０に接続して、表示データ用信号と表示駆動電源を与えると、電子ペーパー表示部５に、緑と黒の文字表示をすることができ、当該表示情報は専用リーダーライタ２０から切り離した後も、長時間（約３０日間）持続することが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の表示機能付きＩＣカードの概略ブロック構成を示す図である。
【図２】表示機能付きＩＣカードのハードウェアの概略配置図である。
【図３】表示機能付きＩＣカードの概略断面構造を示す図である。
【図４】ＩＣカード表示書き換えシステムの構成を示す図である。
【図５】電子粉流体を使用した電子ペーパーを説明する図である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 表示機能付きＩＣカード
２ 表示制御用ＩＣ
３ 電子ペーパードライバＩＣ
４ 接触端子板
５ 電子ペーパー表示部
６ アンテナコイル
７ 非接触ＩＣチップ
８ 配線部
１０ カード基体
２０ 専用リーダライタ
２１ ＣＰＵ
２２ 昇圧回路
２３ クロック信号生成回路
３０ ホストコンピュータ
１００ ＩＣカード表示書き換えシステム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
均一な厚みの薄板状に形成された札入れサイズのカード表面に、書き込み消去可能なメモリー性電子ペーパーによる表示部と接触端子板とを有し、カード基体内に該電子ペーパー表示制御用ＩＣと該電子ペーパードライバＩＣとを有し、該表示部とは電気的に分離した非接触ＩＣ回路を別に有する非接触ＩＣカードであって、非接触ＩＣカードが外部専用リーダライタに接続している間に、前記接触端子板を介して表示データを取得し、同じく当該リーダライタから供給される表示駆動電力により該電子ペーパーに情報記録し、非接触ＩＣカードが当該外部専用リーダライタから切り離された後も持続的な情報表示を行うことを特徴とする表示機能付きＩＣカード。
【請求項２】
メモリー性電子ペーパーが電子粉流体を利用したパッシブ駆動型の電子ペーパーであることを特徴とする請求項１記載の表示機能付きＩＣカード。
【請求項３】
メモリー性電子ペーパーがコレステリック液晶を利用したパッシブ駆動型の電子ペーパーであることを特徴とする請求項１記載の表示機能付きＩＣカード。
【請求項４】
接触端子板が、ＩＣカード用ＩＣモジュールの接触端子板の形状にされ、非接触ＩＣ回路のアンテナコイルの内側に位置するようにされていることを特徴とする請求項１記載の表示機能付きＩＣカード。
【請求項５】
表示機能付きＩＣカードの厚みが、０．６８ｍｍから０．８４ｍｍの間であることを特徴とする請求項１記載の表示機能付きＩＣカード。
【請求項１】
均一な厚みの薄板状に形成された札入れサイズのカード表面に、書き込み消去可能なメモリー性電子ペーパーによる表示部と接触端子板とを有し、カード基体内に該電子ペーパー表示制御用ＩＣと該電子ペーパードライバＩＣとを有し、該表示部とは電気的に分離した非接触ＩＣ回路を別に有する非接触ＩＣカードであって、非接触ＩＣカードが外部専用リーダライタに接続している間に、前記接触端子板を介して表示データを取得し、同じく当該リーダライタから供給される表示駆動電力により該電子ペーパーに情報記録し、非接触ＩＣカードが当該外部専用リーダライタから切り離された後も持続的な情報表示を行うことを特徴とする表示機能付きＩＣカード。
【請求項２】
メモリー性電子ペーパーが電子粉流体を利用したパッシブ駆動型の電子ペーパーであることを特徴とする請求項１記載の表示機能付きＩＣカード。
【請求項３】
メモリー性電子ペーパーがコレステリック液晶を利用したパッシブ駆動型の電子ペーパーであることを特徴とする請求項１記載の表示機能付きＩＣカード。
【請求項４】
接触端子板が、ＩＣカード用ＩＣモジュールの接触端子板の形状にされ、非接触ＩＣ回路のアンテナコイルの内側に位置するようにされていることを特徴とする請求項１記載の表示機能付きＩＣカード。
【請求項５】
表示機能付きＩＣカードの厚みが、０．６８ｍｍから０．８４ｍｍの間であることを特徴とする請求項１記載の表示機能付きＩＣカード。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２７６４３５（Ｐ２００８−２７６４３５Ａ）
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１７９７７（Ｐ２００７−１１７９７７）
【出願日】平成１９年４月２７日（２００７．４．２７）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２７日（２００７．４．２７）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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