表示装置付き情報カード
【課題】 この発明は、表示装置付き情報カードに関し、従来から使用されている情報カードの大きさの規格の範囲内で、表示装置を付加することを課題とする。
【解決手段】 情報を記憶する記憶部と、記憶情報を表示するための有機エレクトロルミネッセンス素子からなる表示部と、表示部を駆動する制御部とを備える。
【解決手段】 情報を記憶する記憶部と、記憶情報を表示するための有機エレクトロルミネッセンス素子からなる表示部と、表示部を駆動する制御部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、表示装置付き情報カードに関し、特に有機エレクトロルミネッセンス素子を表示装置として用いた表示装置付き情報カードに関する。
【０００２】
【従来の技術】今日、クレジットカードのようなカード形態のメディアは、一般に磁気やＩＣなどによる記録機能がカード自体に付与されている。このカードを用いて端末機からホストコンピュータにアクセスすることにより、本人であることの確認、情報の記録や確認等が行われる。利用者はカードに書き込まれた情報、例えばクレジットカードならば残金や引き落とし日等のデータを担当者に聞くことなく一人で確認できる。さらにホストコンピュータにアクセスする際には、暗号番号を入力するように設定することによって、カードを紛失したり、あるいはカードが誤って他人に渡った場合においても情報内容が他人に漏れないようにすることができる。このようにカード形態のメディアは、情報検索の容易さ、セキュリティ、携帯性の点等で優れているため、従来より広く用いられている。
【０００３】しかし、現状において、このようなカード形態のメディアは、それ自体に表示部を備えておらず、カード自体に書き込まれた情報内容は、その情報を読み出し可能な端末機に付随するディスプレイやスピーカーによって確認される。すなわち、カードを直接見ることにより、書き込まれた情報内容を確認することはできない。
【０００４】一方、携帯電話、ポケットベル、電子手帳等の携帯情報端末機器では、液晶ディスプレイや無機物を発光部に用いた無機エレクトロルミネッセンス素子のディスプレイが備えられているので、この内部に記憶された情報内容をすぐに確認できる。したがって、カード形態のメディアにおいても、同様に、メディア自体で情報内容を容易に確認できるものが要求される。また、例えばクレジットカードを利用するキャッシュサービスコーナーでは情報内容が端末機のモニターに大きく表示されるので、端末機ごとに壁で仕切ることにより情報内容を他人に見られないようにしている。さらに、カード形態のメディアは、所定の規格に適合した読取端末器で読取るため、厚み、強度、屈曲性（ＪＩＳ−Ｘ６３０１に規定）等の規格を満たす必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】カードメディアにディスプレイを搭載しようとする場合、カードに要求される厚み（０．８ｍｍ）を満足するための薄型の表示素子を利用する必要がある。液晶ディスプレイはテレビなどに用いられているＣＲＴディスプレイに比べて厚さを薄く、重量を軽くできる等の特徴を持つことから、上述の携帯情報端末機器やノート型パーソナルコンピュータのディスプレイとして現在広く用いられている。
【０００６】図１０に、従来の液晶ディスプレイの構成の断面の概略図を示す。液晶組成物１１を２枚の透明ガラス基板１２で挟み、２枚の透明ガラス基板１２上にはそれぞれ偏光板１３が張り付けられ、さらに一方の偏光板１３上に反射板１４が設置されている。つまり、最も簡単な構成の液晶ディスプレイでも、少なくとも５枚の基板から構成される。
【０００７】また、液晶ディスプレイは自発光するものではない。したがって利用者が暗所においても表示内容を確認することが出来るようにするためには、上記の構成要素に加えてバックライトが必要となる。また、カラー表示をする為にはカラーフィルターが必要となる。上記の構成を有する液晶ディスプレイは携帯情報端末機器やノート型のパーソナルコンピュータに要求される程度の厚さ（数ｍｍ以上）には対応できる。しかし上記のように何層もの基板から構成されているので、液晶ディスプレイによってカードメディアの規格である０．８ｍｍという厚さを満たすのは、技術的に困難である。
【０００８】また、ディスプレイを携帯情報端末機器やノート型のパーソナルコンピュータに用いる場合には屈曲性は特に要求されないが、カードメディアは厚さだけではなく、屈曲性も要求される。さらに、現在用いられているほとんどのカードメディアはプラスチックで作製されているので、カードにディスプレイを搭載しようとする場合も、ディスプレイの基板としてはプラスチックフィルムを用いることが要求される。また、液晶ディスプレイの基板としてプラスチックフィルムを用いた場合には、液晶素子の複屈折性という問題点が生じる。したがって、複屈折性の問題をさけるために、現在市販されている携帯情報端末機器の液晶ディスプレイには、ガラス基板が用いられている。液晶ディスプレイをカードメディアに用いることは、このように屈曲性の点からも技術的に困難である。
【０００９】また、現在の液晶ディスプレイを備えた携帯情報端末機器は、表示部や制御回路を駆動させるための電力供給源として、一次電池もしくは二次電池を搭載している。しかし、カードメディアの電力供給源としてカード自体に一次電池もしくは二次電池を搭載するとすれば、カードに要求される規格を満たすことは困難である。また、電力供給源として一次もしくは二次電池を用いると、電池が切れてしまうと使えなくなるという問題もある。
【００１０】そこで、表示部の搭載されたカードメディアを実現するためには、表示部がカードに要求される厚みや屈曲性の規格を満たすこと、及び表示部や制御回路部の駆動のための電力供給部をカードに搭載することが課題となる。
【００１１】この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであり、カードメディアに記憶された情報内容をカード自体で容易に確認することができるようにするために、現状のカードメディアの規格の範囲内で、有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した表示装置を有する情報カードを提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明は、情報を記憶する記憶部と、記憶情報を表示するための有機エレクトロルミネッセンス素子からなる表示部と、表示部を駆動する制御部とを備えることを特徴とする情報カードを提供するものである。ここで、前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、互いにマトリクス状に配置された透明導電膜ラインと金属電極ライン、および前記透明導電膜ラインと金属電極ラインとの間に挿入された有機薄膜層とから構成できる。また、前記有機薄膜層は、ホール輸送層と発光層とから構成できる。また、前記制御部は、電磁誘導回路あるいは太陽電池を含む電力供給部を備える。また、前記表示部は、プラスチックフィルム上に貼付され、封止用材料により封止されるようにしてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳述する。なお、これによってこの発明が限定されるものではない。図１に、この発明の一実施例である情報カードの概略図を示す。一般に、情報カード３１は、５４ｍｍ×８５ｍｍの形状のプラスチックフィルム基板２１からなる。図１に示すように、この発明の情報カード３１は、有機エレクトロルミネッセンス素子で構成される表示部３２、表示部３２を駆動するためのＩＣ部３３、情報内容を記録した磁気記録部３４、電力の供給を受ける電磁誘導回路部３５、およびホスト端末機から電力供給を行うためにカード中に埋め込まれた電極端子部３６から構成される。
【００１４】図２に、この発明の一実施例である情報カードの断面図を示す。ここでは、表示部３２が存在する部分の断面図を示している。有機エレクトロルミネッセンス素子で構成される表示部３２は、情報カード３１のプラスチックフィルム基板２に貼り付けられ、封止用高分子樹脂２３で封止される。封止用高分子樹脂２３は、信頼性確保のために施されるものであり、有機エレクトロルミネッセンス素子部が外気と直接接触することによる機械的損傷、あるいは空気中の酸素や水分による有機薄膜層や金属電極ラインの劣化を防いでいる。用いる高分子樹脂には、これらの機械的強度や防湿性等が要求される。場合によっては数種類の高分子樹脂や高分子フィルムを組み合わせても構わない。例えば、テフロン系のポリマーやポリカーボネート等は防湿性に優れており、これらと熱可塑性樹脂との組み合わせによっても満たされる。
【００１５】磁気記録部３４には、例えば、プリペイドカードとして用いる場合を例にとると、カード発行年月日、額面金額、有効期限、暗唱番号、カード使用残高、使用店舗等が記憶される。
【００１６】屈曲性に関して、基板はプラスチックであり、それ以外の構成要素も情報カードに使用するための十分な屈曲性を有している。
【００１７】また、情報カード３１の情報を読みとる場合には、図３に示すように、情報カードをピックアップモジュール３７に近づけることによって、ＩＣ部３３に電磁誘導によって非接触で電力の供給がされる。電力が供給されたＩＣ部３３は、磁気記録部３４に記録された情報を読み取る。ＩＣ部３３が読み取った情報は、情報カードの表示部３２に表示される。また、セキュリティ上の観点から、情報を表示させる際に、暗号番号を端末装置から入力するようにすることが好ましい。
【００１８】表示部３２は単色、フルカラーのいずれでもよい。表示部３２の表示面積は、情報カード３１上にＩＣ部３３や電磁誘導回路部３５を設置した残りの部分に収納でき、必要な文字、図形等の情報を表示できる程度の大きさであればよい。
【００１９】図４は、この発明の情報カード３１に、非接触で表示部の駆動のための電力を供給する装置の構成の概略図である。ここでは、電力供給方法として電磁誘導を用いた場合について示す。情報カード３１を端末機側のピックアップモジュール３７に設置すると、ホストコンピュータ４３からのアクセスにより、データ線４２を通してデータ信号がドライブ回路モジュール３８に送信される。送信されたデータ信号に従ってドライブ回路モジュール３８中の高周波電源４０が作動し、電極３９を通して情報カード３１の基板の中に埋め込まれた電極３６に、電力が非接触で供給される。情報カード３１に電力が供給されると、この電極３６とＩＣ部３３とは接続されているので、ＩＣ部３３が駆動される。そして、ＩＣ部３３は、情報カード３１に搭載された有機エレクトロルミネッセンス素子からなる表示部３２に、記録情報を表示させる。
【００２０】図５は、この発明の電磁誘導に係わる部分の回路構成図である。ピックアップモジュール３７に配置される電力誘導回路は、発振器５１、高周波電力ドライバ５２および一次コイル５３で構成される。情報カード３１側の電磁誘導回路部３５は、二次コイル５４および整流回路５５で構成され、表示部３２を駆動するＩＣ部３３を通して、表示部３２へも電力を与える。表示部３２に電力を供給するための電磁誘導回路部３５は情報カード３１の上に構成される。なお、電磁誘導回路部３５はカードの表面だけでなく、場合によっては多層プリント配線板に用いられているように層間をスルホールで接続し層状の回路構成にしてもよい。
【００２１】図５において、一次コイル、二次コイルの間は非接触であるが、電磁誘導により一次コイル５３に発生した電力が二次コイルに受け渡される。すなわち、ドライブ回路モジュール３８の高周波電源から供給された電力は、発振器５１によって例えば４００ｋＨｚ程度の高周波に変換され、高周波電力ドライバ５２によって一次コイルに運ばれる。電力の供給を受ける情報カード３１では、二次コイル５４によって一次コイルで発生した電力を受け取る。二次コイル５４において電磁誘導で供給される電力は交流であるが、ＩＣ部３３及び有機エレクトロルミネッセンス素子３２は直流で駆動されるので、整流回路５５にて直流に変換され、ＩＣ部３３及び有機エレクトロルミネッセンス素子３２に供給される。なお、電力供給のために電磁誘導回路３５を用いた場合においても、有機エレクトロルミネッセンス素子は連続的な発光表示が可能である。以上が、情報カード３１に電磁誘導回路部３５を備えた場合の実施例である。
【００２２】次に、非接触で情報カードへの電力を供給する他の実施例として、太陽電池を情報カードに組み込んだ実施例を示す。図６に、太陽電池６１を備えた情報カードの一部分の概略図を示す。太陽電池６１は、情報カード３１の表面に配置され、ＩＣ部３３と電気的に接続される。
【００２３】この場合、端末機側のピックアップモジュール３７には、カードに光を照射するための発光部を設ける。情報カード３１をピックアップモジュール３７に近づけ所定の位置にセットすると、光が発光部からカードへ照射される。照射された光はカードに搭載された太陽電池６１に当たり、電子・ホール対が作られて電力が発生する。生じた電力はＩＣ部３３を通して、表示部３２へも与えられる。電力供給を太陽電池６１で行う場合は、電力は直流で供給されるので、電磁誘導を用いる際に必要であった整流回路５５は不要となり、情報カード内部の回路をより簡素化できる。
【００２４】電磁誘導、もしくは太陽電池により供給された電力が表示部の駆動回路であるＩＣ部３３に与えられると、例えば図７に示すようにドットマトリックス状にパターニングさた有機エレクトロルミネッセンス素子３２にＩＣ部３３から表示に必要な信号が与えられ、磁気記録部３４に記憶されている文字、図形等の情報が表示部３２に点灯表示される。
【００２５】図７に、情報カードの表示部３２である有機エレクトロルミネッセンス素子の一実施例の構成図を示す。ここでは、ドットマトリックス状にパターニングされ、単色の発光が得られる有機エレクトロルミネッセンス素子を示している。実際の有機エレクトロルミネッセンス素子においては信頼性確保のために封止用高分子樹脂２３によるコーティング処理が施されているが、説明のために図２に示した封止用高分子樹脂２３は省略している。
【００２６】有機エレクトロルミネッセンス素子は、プラスチックフィルム基板２１上に形成され、透明導電膜７２、有機薄膜層７３、及び金属電極７４から構成される。透明導電膜７２には、ＩＴＯを用いることができる。透明導電膜７２は、フォトリソグラフィ法等を用いて、プラスチックフィルム基板２１上にストライプライン状にパターニングされる。この透明導電膜７２の上に全面にわたって有機薄膜層７３が形成される。有機薄膜層７３は、後述するように２つの層からなる。
【００２７】さらに、この有機薄膜層７３の上に金属電極７４がストライプライン状に形成される。金属電極７４は、マスクや隔壁を使った手法によりパターニングされるが、金属電極７４のライン方向は透明導電膜７２のライン方向と直交するようにパターニングされる。発光色を２色以上にする場合には、有機薄膜層７３を全面に形成せずに、画素となるドット毎に、有機層薄膜７３を発光色が異なる種類のものとすればよい。
【００２８】図８にドットマトリックス状に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動原理の説明図を示す。ここで示す駆動方法は、液晶ディスプレイにおいて用いられるものと同様である。図８に示すディスプレイは、列電極（信号電極）８１がｍ本（Ｙ１，Ｙ２，…，Ｙｍ）、行電極（走査電極）８２がｎ本（Ｘ1，Ｘ2，…，Ｘn）によって構成されるｍ×ｎ画素のディスプレイであるとする。
【００２９】情報カードのＩＣ部３３が、行電極８２を上から下へ走査するために、選択信号が順次行電極に与えられる。選択された行電極８２はある一定時間保持され、その間は行電極と列電極が交差するｍ個の画素が動作状態にある。一方、列電極８１には、発光させたい位置の画素に表示信号が一定時間与えられる。１行目からｎ行目までの行電極で走査が進み、１画面分の信号アドレスが完了する。ｎ行目の行電極まで走査が完了すると、走査が１行目に戻り、繰り返されて画面が表示される。連続的に画像を表示させるためには、この画面走査が繰り返し実行される。
【００３０】このような駆動を実現するための駆動回路であるＩＣ回路３３としては、有機エレクトロルミネッセンス素子において得られる発光輝度は電流の大きさにほぼ比例するので、電流制御型の駆動回路を用いることが好ましい。
【００３１】図９に、図７のようなドットマトリックスにパターンニングされた有機エレクトロルミネッセンス素子の断面図を示す。プラスチックフィルム基板２１は、厚みが０．１〜０．３ｍｍ程度のポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエチレンテレフタラート等の高分子フィルムからなる。この基板２１の上に、透明導電膜７２、例えばＩＴＯが１５００〜２０００Åの厚さにスパッタリング、エレクトロンビーム蒸着法等の手段により形成される。
【００３２】透明導電膜７２の上に、ホール輸送層７６、発光層７５からなる有機薄膜層７３が形成される。ホール輸送層７６は、フォソリソグラフィー工程等で透明導電膜７２をストライプラインにパターン形成した構造上に、ポリアミン、フタロシアニン、その他の正の電荷を輸送するホール輸送材によって形成される。発光層７５は、さらにその上部に形成された電子輸送を受け持つ層であり、アルミキノリノール等の発光材を用いることができる。これら２つの層（７５，７６）からなる有機薄膜層７３は、６００Å程度の厚さになるように、たとえば抵抗加熱蒸着法等で形成すればよい。
【００３３】また、これらの有機薄膜層７３を形成する際に、有機エレクトロルミネッセンス素子の特性や耐久性を向上させるために、ホールを輸送するホール輸送層７６を２層にしたり、発光層７５中にキナクリドン、ルブレン、クマリン６といった蛍光性の色素をドーピングしてもよい。また、素子の特性を改善するために発光層７５を形成した後に、さらに電子輸送を受け持つ有機薄膜層を抵抗加熱蒸着法で形成してもよい。さらに、ホール注入効率を高めるために、上記のようなホール輸送材を複数重ねて形成してもよい。有機薄膜層の薄膜構成については発光材の役割を担う層７５は絶対に必要であるが、それ以外のホール輸送層７６については、素子の特性を高くすることのできる材料を用いればよく、様々なタイプが考えられる。
【００３４】有機薄膜層７３を形成した後、金属電極７４がその上部に形成される。金属電極７４は、電子の注入が容易な仕事関数の小さな金属、例えばリチウム、マグネシウムなどのアルカリ金属、アルカリ土類金属を用いればよく、抵抗加熱蒸着法やエレクトロンビーム法等で１０〜２０００Å程度形成する。アルカリ金属やアルカリ土類金属は単体では大気中の酸素によって酸化されて信頼性に問題が生じるので、アルミニウム、インジウム、銀等の比較的酸化されにくい金属と共蒸着をすることが好ましい。また、これらの有機薄膜層７３や金属電極７４を形成する際に、マスクや隔壁を使用することによって、ドットマトリックスディスプレイにするために必要なパターンを形成することができる。
【００３５】以上の工程に続き、素子の信頼性確保のために、上記構造の上に封止用高分子樹脂２３をコーティングする。このようにして、厚みが０．８ｍｍ以下の有機エレクトロルミネッセンス素子が構成される。ここで、基板２１と封止用高分子樹脂２３を除いた部分の厚さは１μｍ以下である。このような有機エレクトロルミネッセンス素子を用いれば、現在使用されている情報カードに、現在の大きさの規格の範囲内で表示装置を組み込むことができる。
【００３６】最後に、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光の原理を説明する。フォトリソグラフィー工程等の手法により、パターン形成されたＩＴＯ等の透明導電膜７２が陽極、金属電極７４が陰極となるように直流電圧を印加する。透明導電膜７２から注入されてホール輸送層７６を通ってきたホールと金属電極７４から注入された電子が、発光層７５中で所定の確率で再結合すると、発光層７５において励起状態が形成される。この励起状態が基底状態に緩和する際にエレクトロルミネッセンスの発光が観測される。発光色は使用する発光材によって変えることができる。発光材は有機物であり、数多くの種類が開発されているので、適宜選択することにより希望に応じた発光色を得ることができる。したがって、フルカラー表示も含め、使用目的に応じた様々な色で表示する情報カードを作製することができる。
【００３７】例えば、発光層にアルミキノリノールを用いた場合には、緑色の表示ができる。また、印加電圧を５Ｖとすれば、情報カードの表示部３２として必要十分な１００ｃｄ／ｍ2の輝度を得ることができる。また、情報カードの基板２１にプラスチックフィルムを用いて、その上に有機エレクトロルミネッセンス素子を形成しているので、カードに要求される厚みや屈曲性を満足できる。
【００３８】
【発明の効果】この発明によれば、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いて表示部を形成しているので、従来から使用されている情報カードに、記憶情報を表示することができる。
【００３９】この発明によれば、カード自体に書き込まれた情報内容、例えばクレジットカードならば残金や引き落とし日等を、カードに付与された表示部で直接確認することができるので、ホストシステムにアクセスする端末機には情報を確認するためのディスプレイやスピーカーは不要である。従って、個人の情報が第三者に漏れる可能性を少なくすることができるので、端末機のモニターに表示される文字やスピーカーから発せられる音声が他人に漏れないようにするための仕切り板や防音壁等の設備は不要となる。
【００４０】また、カードに付与された表示部を駆動させるための電力供給源には電磁誘導や太陽電池を用いるので、化学反応を利用する一次電池の場合と異なり、カードを使用中に、電力供給が停止して表示部が駆動しなくなることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を表示部に持つ情報カードの概略図である。
【図２】この発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を表示部に持つ情報カードの断面の概略図である。
【図３】この発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を表示部に持つ情報カードの外観図である。
【図４】この発明の情報カードに電力を供給するための装置の構成の概略図である。
【図５】この発明の電磁誘導に係わる部分の回路構成図である。
【図６】この発明において、太陽電池を備えた情報カードの一部分の概略図である。
【図７】この発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の一実施例の構成図である。
【図８】この発明のドットマトリックスディスプレイとして形成された有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動原理の説明図である。
【図９】この発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の構成を示す断面図である。
【図１０】従来技術である液晶ディプレイの断面概略図である。
【符号の説明】
２１ プラスチックフィルム基板
２３ 封止用高分子樹脂
３１ 情報カード
３２ 表示部
３３ ＩＣ部
３４ 磁気記録部
３５ 電磁誘導回路部
３６ 電極端子部
３７ ピックアップモジュール
３８ ドライブ回路モジュール
３９ 電極
４０ 高周波電源
４３ ホストコンピュータ
５１ 発振器
５２ 高周波電力ドライバ
５３ 一次コイル
５４ 二次コイル
５５ 整流回路
６１ 太陽電池
７２ 透明導電膜
７３ 有機薄膜層
７４ 金属電極
７５ 発光層
７６ ホール輸送層
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、表示装置付き情報カードに関し、特に有機エレクトロルミネッセンス素子を表示装置として用いた表示装置付き情報カードに関する。
【０００２】
【従来の技術】今日、クレジットカードのようなカード形態のメディアは、一般に磁気やＩＣなどによる記録機能がカード自体に付与されている。このカードを用いて端末機からホストコンピュータにアクセスすることにより、本人であることの確認、情報の記録や確認等が行われる。利用者はカードに書き込まれた情報、例えばクレジットカードならば残金や引き落とし日等のデータを担当者に聞くことなく一人で確認できる。さらにホストコンピュータにアクセスする際には、暗号番号を入力するように設定することによって、カードを紛失したり、あるいはカードが誤って他人に渡った場合においても情報内容が他人に漏れないようにすることができる。このようにカード形態のメディアは、情報検索の容易さ、セキュリティ、携帯性の点等で優れているため、従来より広く用いられている。
【０００３】しかし、現状において、このようなカード形態のメディアは、それ自体に表示部を備えておらず、カード自体に書き込まれた情報内容は、その情報を読み出し可能な端末機に付随するディスプレイやスピーカーによって確認される。すなわち、カードを直接見ることにより、書き込まれた情報内容を確認することはできない。
【０００４】一方、携帯電話、ポケットベル、電子手帳等の携帯情報端末機器では、液晶ディスプレイや無機物を発光部に用いた無機エレクトロルミネッセンス素子のディスプレイが備えられているので、この内部に記憶された情報内容をすぐに確認できる。したがって、カード形態のメディアにおいても、同様に、メディア自体で情報内容を容易に確認できるものが要求される。また、例えばクレジットカードを利用するキャッシュサービスコーナーでは情報内容が端末機のモニターに大きく表示されるので、端末機ごとに壁で仕切ることにより情報内容を他人に見られないようにしている。さらに、カード形態のメディアは、所定の規格に適合した読取端末器で読取るため、厚み、強度、屈曲性（ＪＩＳ−Ｘ６３０１に規定）等の規格を満たす必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】カードメディアにディスプレイを搭載しようとする場合、カードに要求される厚み（０．８ｍｍ）を満足するための薄型の表示素子を利用する必要がある。液晶ディスプレイはテレビなどに用いられているＣＲＴディスプレイに比べて厚さを薄く、重量を軽くできる等の特徴を持つことから、上述の携帯情報端末機器やノート型パーソナルコンピュータのディスプレイとして現在広く用いられている。
【０００６】図１０に、従来の液晶ディスプレイの構成の断面の概略図を示す。液晶組成物１１を２枚の透明ガラス基板１２で挟み、２枚の透明ガラス基板１２上にはそれぞれ偏光板１３が張り付けられ、さらに一方の偏光板１３上に反射板１４が設置されている。つまり、最も簡単な構成の液晶ディスプレイでも、少なくとも５枚の基板から構成される。
【０００７】また、液晶ディスプレイは自発光するものではない。したがって利用者が暗所においても表示内容を確認することが出来るようにするためには、上記の構成要素に加えてバックライトが必要となる。また、カラー表示をする為にはカラーフィルターが必要となる。上記の構成を有する液晶ディスプレイは携帯情報端末機器やノート型のパーソナルコンピュータに要求される程度の厚さ（数ｍｍ以上）には対応できる。しかし上記のように何層もの基板から構成されているので、液晶ディスプレイによってカードメディアの規格である０．８ｍｍという厚さを満たすのは、技術的に困難である。
【０００８】また、ディスプレイを携帯情報端末機器やノート型のパーソナルコンピュータに用いる場合には屈曲性は特に要求されないが、カードメディアは厚さだけではなく、屈曲性も要求される。さらに、現在用いられているほとんどのカードメディアはプラスチックで作製されているので、カードにディスプレイを搭載しようとする場合も、ディスプレイの基板としてはプラスチックフィルムを用いることが要求される。また、液晶ディスプレイの基板としてプラスチックフィルムを用いた場合には、液晶素子の複屈折性という問題点が生じる。したがって、複屈折性の問題をさけるために、現在市販されている携帯情報端末機器の液晶ディスプレイには、ガラス基板が用いられている。液晶ディスプレイをカードメディアに用いることは、このように屈曲性の点からも技術的に困難である。
【０００９】また、現在の液晶ディスプレイを備えた携帯情報端末機器は、表示部や制御回路を駆動させるための電力供給源として、一次電池もしくは二次電池を搭載している。しかし、カードメディアの電力供給源としてカード自体に一次電池もしくは二次電池を搭載するとすれば、カードに要求される規格を満たすことは困難である。また、電力供給源として一次もしくは二次電池を用いると、電池が切れてしまうと使えなくなるという問題もある。
【００１０】そこで、表示部の搭載されたカードメディアを実現するためには、表示部がカードに要求される厚みや屈曲性の規格を満たすこと、及び表示部や制御回路部の駆動のための電力供給部をカードに搭載することが課題となる。
【００１１】この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであり、カードメディアに記憶された情報内容をカード自体で容易に確認することができるようにするために、現状のカードメディアの規格の範囲内で、有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した表示装置を有する情報カードを提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明は、情報を記憶する記憶部と、記憶情報を表示するための有機エレクトロルミネッセンス素子からなる表示部と、表示部を駆動する制御部とを備えることを特徴とする情報カードを提供するものである。ここで、前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、互いにマトリクス状に配置された透明導電膜ラインと金属電極ライン、および前記透明導電膜ラインと金属電極ラインとの間に挿入された有機薄膜層とから構成できる。また、前記有機薄膜層は、ホール輸送層と発光層とから構成できる。また、前記制御部は、電磁誘導回路あるいは太陽電池を含む電力供給部を備える。また、前記表示部は、プラスチックフィルム上に貼付され、封止用材料により封止されるようにしてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳述する。なお、これによってこの発明が限定されるものではない。図１に、この発明の一実施例である情報カードの概略図を示す。一般に、情報カード３１は、５４ｍｍ×８５ｍｍの形状のプラスチックフィルム基板２１からなる。図１に示すように、この発明の情報カード３１は、有機エレクトロルミネッセンス素子で構成される表示部３２、表示部３２を駆動するためのＩＣ部３３、情報内容を記録した磁気記録部３４、電力の供給を受ける電磁誘導回路部３５、およびホスト端末機から電力供給を行うためにカード中に埋め込まれた電極端子部３６から構成される。
【００１４】図２に、この発明の一実施例である情報カードの断面図を示す。ここでは、表示部３２が存在する部分の断面図を示している。有機エレクトロルミネッセンス素子で構成される表示部３２は、情報カード３１のプラスチックフィルム基板２に貼り付けられ、封止用高分子樹脂２３で封止される。封止用高分子樹脂２３は、信頼性確保のために施されるものであり、有機エレクトロルミネッセンス素子部が外気と直接接触することによる機械的損傷、あるいは空気中の酸素や水分による有機薄膜層や金属電極ラインの劣化を防いでいる。用いる高分子樹脂には、これらの機械的強度や防湿性等が要求される。場合によっては数種類の高分子樹脂や高分子フィルムを組み合わせても構わない。例えば、テフロン系のポリマーやポリカーボネート等は防湿性に優れており、これらと熱可塑性樹脂との組み合わせによっても満たされる。
【００１５】磁気記録部３４には、例えば、プリペイドカードとして用いる場合を例にとると、カード発行年月日、額面金額、有効期限、暗唱番号、カード使用残高、使用店舗等が記憶される。
【００１６】屈曲性に関して、基板はプラスチックであり、それ以外の構成要素も情報カードに使用するための十分な屈曲性を有している。
【００１７】また、情報カード３１の情報を読みとる場合には、図３に示すように、情報カードをピックアップモジュール３７に近づけることによって、ＩＣ部３３に電磁誘導によって非接触で電力の供給がされる。電力が供給されたＩＣ部３３は、磁気記録部３４に記録された情報を読み取る。ＩＣ部３３が読み取った情報は、情報カードの表示部３２に表示される。また、セキュリティ上の観点から、情報を表示させる際に、暗号番号を端末装置から入力するようにすることが好ましい。
【００１８】表示部３２は単色、フルカラーのいずれでもよい。表示部３２の表示面積は、情報カード３１上にＩＣ部３３や電磁誘導回路部３５を設置した残りの部分に収納でき、必要な文字、図形等の情報を表示できる程度の大きさであればよい。
【００１９】図４は、この発明の情報カード３１に、非接触で表示部の駆動のための電力を供給する装置の構成の概略図である。ここでは、電力供給方法として電磁誘導を用いた場合について示す。情報カード３１を端末機側のピックアップモジュール３７に設置すると、ホストコンピュータ４３からのアクセスにより、データ線４２を通してデータ信号がドライブ回路モジュール３８に送信される。送信されたデータ信号に従ってドライブ回路モジュール３８中の高周波電源４０が作動し、電極３９を通して情報カード３１の基板の中に埋め込まれた電極３６に、電力が非接触で供給される。情報カード３１に電力が供給されると、この電極３６とＩＣ部３３とは接続されているので、ＩＣ部３３が駆動される。そして、ＩＣ部３３は、情報カード３１に搭載された有機エレクトロルミネッセンス素子からなる表示部３２に、記録情報を表示させる。
【００２０】図５は、この発明の電磁誘導に係わる部分の回路構成図である。ピックアップモジュール３７に配置される電力誘導回路は、発振器５１、高周波電力ドライバ５２および一次コイル５３で構成される。情報カード３１側の電磁誘導回路部３５は、二次コイル５４および整流回路５５で構成され、表示部３２を駆動するＩＣ部３３を通して、表示部３２へも電力を与える。表示部３２に電力を供給するための電磁誘導回路部３５は情報カード３１の上に構成される。なお、電磁誘導回路部３５はカードの表面だけでなく、場合によっては多層プリント配線板に用いられているように層間をスルホールで接続し層状の回路構成にしてもよい。
【００２１】図５において、一次コイル、二次コイルの間は非接触であるが、電磁誘導により一次コイル５３に発生した電力が二次コイルに受け渡される。すなわち、ドライブ回路モジュール３８の高周波電源から供給された電力は、発振器５１によって例えば４００ｋＨｚ程度の高周波に変換され、高周波電力ドライバ５２によって一次コイルに運ばれる。電力の供給を受ける情報カード３１では、二次コイル５４によって一次コイルで発生した電力を受け取る。二次コイル５４において電磁誘導で供給される電力は交流であるが、ＩＣ部３３及び有機エレクトロルミネッセンス素子３２は直流で駆動されるので、整流回路５５にて直流に変換され、ＩＣ部３３及び有機エレクトロルミネッセンス素子３２に供給される。なお、電力供給のために電磁誘導回路３５を用いた場合においても、有機エレクトロルミネッセンス素子は連続的な発光表示が可能である。以上が、情報カード３１に電磁誘導回路部３５を備えた場合の実施例である。
【００２２】次に、非接触で情報カードへの電力を供給する他の実施例として、太陽電池を情報カードに組み込んだ実施例を示す。図６に、太陽電池６１を備えた情報カードの一部分の概略図を示す。太陽電池６１は、情報カード３１の表面に配置され、ＩＣ部３３と電気的に接続される。
【００２３】この場合、端末機側のピックアップモジュール３７には、カードに光を照射するための発光部を設ける。情報カード３１をピックアップモジュール３７に近づけ所定の位置にセットすると、光が発光部からカードへ照射される。照射された光はカードに搭載された太陽電池６１に当たり、電子・ホール対が作られて電力が発生する。生じた電力はＩＣ部３３を通して、表示部３２へも与えられる。電力供給を太陽電池６１で行う場合は、電力は直流で供給されるので、電磁誘導を用いる際に必要であった整流回路５５は不要となり、情報カード内部の回路をより簡素化できる。
【００２４】電磁誘導、もしくは太陽電池により供給された電力が表示部の駆動回路であるＩＣ部３３に与えられると、例えば図７に示すようにドットマトリックス状にパターニングさた有機エレクトロルミネッセンス素子３２にＩＣ部３３から表示に必要な信号が与えられ、磁気記録部３４に記憶されている文字、図形等の情報が表示部３２に点灯表示される。
【００２５】図７に、情報カードの表示部３２である有機エレクトロルミネッセンス素子の一実施例の構成図を示す。ここでは、ドットマトリックス状にパターニングされ、単色の発光が得られる有機エレクトロルミネッセンス素子を示している。実際の有機エレクトロルミネッセンス素子においては信頼性確保のために封止用高分子樹脂２３によるコーティング処理が施されているが、説明のために図２に示した封止用高分子樹脂２３は省略している。
【００２６】有機エレクトロルミネッセンス素子は、プラスチックフィルム基板２１上に形成され、透明導電膜７２、有機薄膜層７３、及び金属電極７４から構成される。透明導電膜７２には、ＩＴＯを用いることができる。透明導電膜７２は、フォトリソグラフィ法等を用いて、プラスチックフィルム基板２１上にストライプライン状にパターニングされる。この透明導電膜７２の上に全面にわたって有機薄膜層７３が形成される。有機薄膜層７３は、後述するように２つの層からなる。
【００２７】さらに、この有機薄膜層７３の上に金属電極７４がストライプライン状に形成される。金属電極７４は、マスクや隔壁を使った手法によりパターニングされるが、金属電極７４のライン方向は透明導電膜７２のライン方向と直交するようにパターニングされる。発光色を２色以上にする場合には、有機薄膜層７３を全面に形成せずに、画素となるドット毎に、有機層薄膜７３を発光色が異なる種類のものとすればよい。
【００２８】図８にドットマトリックス状に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動原理の説明図を示す。ここで示す駆動方法は、液晶ディスプレイにおいて用いられるものと同様である。図８に示すディスプレイは、列電極（信号電極）８１がｍ本（Ｙ１，Ｙ２，…，Ｙｍ）、行電極（走査電極）８２がｎ本（Ｘ1，Ｘ2，…，Ｘn）によって構成されるｍ×ｎ画素のディスプレイであるとする。
【００２９】情報カードのＩＣ部３３が、行電極８２を上から下へ走査するために、選択信号が順次行電極に与えられる。選択された行電極８２はある一定時間保持され、その間は行電極と列電極が交差するｍ個の画素が動作状態にある。一方、列電極８１には、発光させたい位置の画素に表示信号が一定時間与えられる。１行目からｎ行目までの行電極で走査が進み、１画面分の信号アドレスが完了する。ｎ行目の行電極まで走査が完了すると、走査が１行目に戻り、繰り返されて画面が表示される。連続的に画像を表示させるためには、この画面走査が繰り返し実行される。
【００３０】このような駆動を実現するための駆動回路であるＩＣ回路３３としては、有機エレクトロルミネッセンス素子において得られる発光輝度は電流の大きさにほぼ比例するので、電流制御型の駆動回路を用いることが好ましい。
【００３１】図９に、図７のようなドットマトリックスにパターンニングされた有機エレクトロルミネッセンス素子の断面図を示す。プラスチックフィルム基板２１は、厚みが０．１〜０．３ｍｍ程度のポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエチレンテレフタラート等の高分子フィルムからなる。この基板２１の上に、透明導電膜７２、例えばＩＴＯが１５００〜２０００Åの厚さにスパッタリング、エレクトロンビーム蒸着法等の手段により形成される。
【００３２】透明導電膜７２の上に、ホール輸送層７６、発光層７５からなる有機薄膜層７３が形成される。ホール輸送層７６は、フォソリソグラフィー工程等で透明導電膜７２をストライプラインにパターン形成した構造上に、ポリアミン、フタロシアニン、その他の正の電荷を輸送するホール輸送材によって形成される。発光層７５は、さらにその上部に形成された電子輸送を受け持つ層であり、アルミキノリノール等の発光材を用いることができる。これら２つの層（７５，７６）からなる有機薄膜層７３は、６００Å程度の厚さになるように、たとえば抵抗加熱蒸着法等で形成すればよい。
【００３３】また、これらの有機薄膜層７３を形成する際に、有機エレクトロルミネッセンス素子の特性や耐久性を向上させるために、ホールを輸送するホール輸送層７６を２層にしたり、発光層７５中にキナクリドン、ルブレン、クマリン６といった蛍光性の色素をドーピングしてもよい。また、素子の特性を改善するために発光層７５を形成した後に、さらに電子輸送を受け持つ有機薄膜層を抵抗加熱蒸着法で形成してもよい。さらに、ホール注入効率を高めるために、上記のようなホール輸送材を複数重ねて形成してもよい。有機薄膜層の薄膜構成については発光材の役割を担う層７５は絶対に必要であるが、それ以外のホール輸送層７６については、素子の特性を高くすることのできる材料を用いればよく、様々なタイプが考えられる。
【００３４】有機薄膜層７３を形成した後、金属電極７４がその上部に形成される。金属電極７４は、電子の注入が容易な仕事関数の小さな金属、例えばリチウム、マグネシウムなどのアルカリ金属、アルカリ土類金属を用いればよく、抵抗加熱蒸着法やエレクトロンビーム法等で１０〜２０００Å程度形成する。アルカリ金属やアルカリ土類金属は単体では大気中の酸素によって酸化されて信頼性に問題が生じるので、アルミニウム、インジウム、銀等の比較的酸化されにくい金属と共蒸着をすることが好ましい。また、これらの有機薄膜層７３や金属電極７４を形成する際に、マスクや隔壁を使用することによって、ドットマトリックスディスプレイにするために必要なパターンを形成することができる。
【００３５】以上の工程に続き、素子の信頼性確保のために、上記構造の上に封止用高分子樹脂２３をコーティングする。このようにして、厚みが０．８ｍｍ以下の有機エレクトロルミネッセンス素子が構成される。ここで、基板２１と封止用高分子樹脂２３を除いた部分の厚さは１μｍ以下である。このような有機エレクトロルミネッセンス素子を用いれば、現在使用されている情報カードに、現在の大きさの規格の範囲内で表示装置を組み込むことができる。
【００３６】最後に、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光の原理を説明する。フォトリソグラフィー工程等の手法により、パターン形成されたＩＴＯ等の透明導電膜７２が陽極、金属電極７４が陰極となるように直流電圧を印加する。透明導電膜７２から注入されてホール輸送層７６を通ってきたホールと金属電極７４から注入された電子が、発光層７５中で所定の確率で再結合すると、発光層７５において励起状態が形成される。この励起状態が基底状態に緩和する際にエレクトロルミネッセンスの発光が観測される。発光色は使用する発光材によって変えることができる。発光材は有機物であり、数多くの種類が開発されているので、適宜選択することにより希望に応じた発光色を得ることができる。したがって、フルカラー表示も含め、使用目的に応じた様々な色で表示する情報カードを作製することができる。
【００３７】例えば、発光層にアルミキノリノールを用いた場合には、緑色の表示ができる。また、印加電圧を５Ｖとすれば、情報カードの表示部３２として必要十分な１００ｃｄ／ｍ2の輝度を得ることができる。また、情報カードの基板２１にプラスチックフィルムを用いて、その上に有機エレクトロルミネッセンス素子を形成しているので、カードに要求される厚みや屈曲性を満足できる。
【００３８】
【発明の効果】この発明によれば、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いて表示部を形成しているので、従来から使用されている情報カードに、記憶情報を表示することができる。
【００３９】この発明によれば、カード自体に書き込まれた情報内容、例えばクレジットカードならば残金や引き落とし日等を、カードに付与された表示部で直接確認することができるので、ホストシステムにアクセスする端末機には情報を確認するためのディスプレイやスピーカーは不要である。従って、個人の情報が第三者に漏れる可能性を少なくすることができるので、端末機のモニターに表示される文字やスピーカーから発せられる音声が他人に漏れないようにするための仕切り板や防音壁等の設備は不要となる。
【００４０】また、カードに付与された表示部を駆動させるための電力供給源には電磁誘導や太陽電池を用いるので、化学反応を利用する一次電池の場合と異なり、カードを使用中に、電力供給が停止して表示部が駆動しなくなることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を表示部に持つ情報カードの概略図である。
【図２】この発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を表示部に持つ情報カードの断面の概略図である。
【図３】この発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を表示部に持つ情報カードの外観図である。
【図４】この発明の情報カードに電力を供給するための装置の構成の概略図である。
【図５】この発明の電磁誘導に係わる部分の回路構成図である。
【図６】この発明において、太陽電池を備えた情報カードの一部分の概略図である。
【図７】この発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の一実施例の構成図である。
【図８】この発明のドットマトリックスディスプレイとして形成された有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動原理の説明図である。
【図９】この発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の構成を示す断面図である。
【図１０】従来技術である液晶ディプレイの断面概略図である。
【符号の説明】
２１ プラスチックフィルム基板
２３ 封止用高分子樹脂
３１ 情報カード
３２ 表示部
３３ ＩＣ部
３４ 磁気記録部
３５ 電磁誘導回路部
３６ 電極端子部
３７ ピックアップモジュール
３８ ドライブ回路モジュール
３９ 電極
４０ 高周波電源
４３ ホストコンピュータ
５１ 発振器
５２ 高周波電力ドライバ
５３ 一次コイル
５４ 二次コイル
５５ 整流回路
６１ 太陽電池
７２ 透明導電膜
７３ 有機薄膜層
７４ 金属電極
７５ 発光層
７６ ホール輸送層
【特許請求の範囲】
【請求項１】 情報を記憶する記憶部と、記憶情報を表示するための有機エレクトロルミネッセンス素子からなる表示部と、表示部を駆動する制御部とを備えることを特徴とする情報カード。
【請求項２】 前記有機エレクトロルミネッセンス素子が、互いにマトリクス状に配置された透明導電膜ラインと金属電極ライン、および前記透明導電膜ラインと金属電極ラインとの間に挿入された有機薄膜層とから構成されることを特徴とする請求項１記載の情報カード。
【請求項３】 前記有機薄膜層が、ホール輸送層と発光層とから構成されることを特徴とする請求項２記載の情報カード。
【請求項４】 前記制御部が、電磁誘導回路を含む電力供給部を備えることを特徴とする請求項１記載の情報カード。
【請求項５】 前記制御部が、太陽電池を含む電力供給部を備えることを特徴とする請求項１記載の情報カード。
【請求項６】 前記表示部が、プラスチックフィルム上に貼付され封止用材料により封止されたことを特徴とする請求項１記載の情報カード。
【請求項１】 情報を記憶する記憶部と、記憶情報を表示するための有機エレクトロルミネッセンス素子からなる表示部と、表示部を駆動する制御部とを備えることを特徴とする情報カード。
【請求項２】 前記有機エレクトロルミネッセンス素子が、互いにマトリクス状に配置された透明導電膜ラインと金属電極ライン、および前記透明導電膜ラインと金属電極ラインとの間に挿入された有機薄膜層とから構成されることを特徴とする請求項１記載の情報カード。
【請求項３】 前記有機薄膜層が、ホール輸送層と発光層とから構成されることを特徴とする請求項２記載の情報カード。
【請求項４】 前記制御部が、電磁誘導回路を含む電力供給部を備えることを特徴とする請求項１記載の情報カード。
【請求項５】 前記制御部が、太陽電池を含む電力供給部を備えることを特徴とする請求項１記載の情報カード。
【請求項６】 前記表示部が、プラスチックフィルム上に貼付され封止用材料により封止されたことを特徴とする請求項１記載の情報カード。
【図１】
【図２】
【図６】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図６】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０００−１２３１３５（Ｐ２０００−１２３１３５Ａ）
【公開日】平成１２年４月２８日（２０００．４．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１０−２９３９０５
【出願日】平成１０年１０月１５日（１９９８．１０．１５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１２年４月２８日（２０００．４．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１０年１０月１５日（１９９８．１０．１５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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