説明

ICカード及び前記ICカードを用いた記帳システム

【課題】顔写真の摩り替えなどの偽造を防止することでセキュリティを確保することができ、なおかつ顔写真以外の画像の表示できる、より高機能なICカードの提案を課題とする。
【解決手段】表示装置と複数の薄膜集積回路とを有するICカードであって、複数の薄膜集積回路によって表示装置の駆動が制御されており、複数の薄膜集積回路及び表示装置に用いられている半導体素子は多結晶半導体膜を用いて形成されており、複数の薄膜集積回路は積層されており、表示装置と複数の薄膜集積回路は同一のプリント配線基板に実装されており、ICカードの膜厚を0.05mm以上1mm以下とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、メモリやマイクロプロセッサ(CPU)などの集積回路を内蔵したICカー
ドに関し、さらには該ICカードをキャッシュカードとして用いた場合の、取引内容の記
帳システムに関する。
【背景技術】
【0002】
磁気で記録するタイプの磁気カードは記録できるデータがわずか数十バイト程度である
のに対し、半導体のメモリが内蔵されているICカードは、記録できるデータが5KB程
度、もしくはそれ以上が一般的であり、格段に大きい容量を確保することができる。その
上、磁気カードのようにカード上に砂鉄をかける等の物理的方法によりデータが読み取ら
れる恐れがなく、また記憶されているデータが改ざんされにくいというメリットがある。
【0003】
そして近年、メモリに加えてCPUが搭載されることによって、ICカードはさらに高
機能化され、その用途は、キャッシュカード、クレジットカード、プリペイドカード、診
察券、学生証や社員証等の身分証明証、定期券、会員証など多岐に渡っている。高機能化
の一例として、下記特許文献1には、単純な文字や数字などを表示できる表示装置と、数
字を入力するためのキーボードとが搭載されたICカードについて記載されている。
【特許文献1】特公平2−7105号公報
【0004】
特許文献1に記載されているように、ICカードに機能を付加することで、新たな利用
の仕方が可能になる。現在、ICカードを用いた電子商取引、在宅勤務、遠隔医療、遠隔
教育、行政サービスの電子化、高速道路の自動料金収受、映像配信サービス等の実用化が
進められており、将来的にはより広範な分野においてICカードが利用されると考えられ
ている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
このように利用が広がるにつれ、ICカードの不正使用が無視できない大きな問題とな
っており、ICカード使用の際の本人認証の確実性を如何に高めるかが、今後の課題であ
る。
【0006】
不正使用の防止策の一つにICカードへの顔写真の掲載がある。顔写真を掲載すること
で、ATM等の無人の端末装置ではない限り、ICカード使用の際に第三者が目視で本人
の認証を行なうことが可能である。そして、至近距離で使用者の顔を撮影できるような防
犯用の監視カメラを設置していない場合でも、不正使用の防止を効果的に行なうことがで
きる。
【0007】
しかし、一般的に顔写真は印刷法によりICカードに転写されており、偽造によって比
較的容易にすり替ることができるという落とし穴がある。
【0008】
またICカードの厚さは一般的に0.7mmと薄い。そのため、集積回路が搭載される
エリアが限られている場合、高機能化を目指そうとすると、回路規模やメモリ容量のより
大きい集積回路をその限られた容積の中により多く搭載する必要がある。
【0009】
そこで本発明は、顔写真のすり替などの偽造を防止することでセキュリティを確保する
ことができ、なおかつ顔写真以外の画像の表示できる、より高機能なICカードの提案を
課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明では、ICカード内に収まるような薄さの表示装置を、ICカード内に搭載する
。具体的には、以下の手法を用いて集積回路と表示装置を作製する。
【0011】
まず第1の基板上に金属膜を成膜し、該金属膜の表面を酸化することで数nmの極薄い
金属酸化膜を成膜する。次に該金属酸化膜上に絶縁膜、半導体膜を順に積層するように成
膜する。そして該半導体膜を用いて、集積回路または表示装置に用いられる半導体素子を
作製する。なお本明細書では、既存のシリコンウェハを用いて形成された集積回路と区別
するために、以下、本発明で用いる上記集積回路を薄膜集積回路と呼ぶ。半導体素子を形
成したら、該素子を覆うように第2の基板を貼り合わせ、第1の基板と第2の基板の間に
半導体素子が挟まれた状態にする。
【0012】
そして第1の基板の半導体素子が形成されている側とは反対の側に、第1の基板の剛性
を補強するために第3の基板を貼り合わせる。第2の基板よりも第1の基板の剛性が高い
ほうが、第1の基板を引き剥がす際に、半導体素子に損傷が与えられにくくスムーズに剥
がすことができる。ただし第3の基板は、後に第1の基板を半導体素子から引き剥がす際
に、第1の基板の剛性が十分であれば、必ずしも貼り合わせる必要はない。
【0013】
次に、加熱処理等を施すことで金属酸化膜を結晶化し、脆性を高め、基板を半導体素子
から剥離しやすくする。そして第1の基板を第3の基板と共に、半導体素子から引き剥が
す。なお、金属酸化膜を結晶化するための加熱処理は、第3の基板を貼り合わせる前であ
ってもよいし、第2の基板を貼り合わせる前であってもよい。或いは、半導体素子を形成
する工程において行なわれる加熱処理が、この金属酸化膜の結晶化の工程を兼ねていても
良い。
【0014】
この引き剥がしによって、金属膜と金属酸化膜の間で分離する部分と、絶縁膜と金属酸
化膜の間で分離する部分と、金属酸化膜自体が双方に分離する部分とが生じる。いずれに
しろ、半導体素子は第2の基板側に貼り付くように、第1の基板から引き剥がされる。
【0015】
そして第1の基板を剥離した後、半導体素子をプリント配線基板またはインターポーザ
にマウントし、第2の基板を剥離する。なお、第2の基板は必ずしも剥離する必要はなく
、第2の基板の厚さが問題にならないようであれば、貼り付けたまま完成としても良い。
【0016】
なお表示装置の表示素子は、マウントした後に作製する。具体的に液晶表示装置の場合
、例えば半導体素子の一つであるTFTに電気的に接続された液晶セルの画素電極や、該
画素電極を覆っている配向膜を作製してからマウントし、その後、別途作製しておいた対
向基板を貼り合わせて液晶を注入し完成させるようにする。
【0017】
また第1の基板を剥離した後、半導体素子をプリント配線基板またはインターポーザで
はなく、表示装置の土台となる別の基板に貼り合わせるようにしても良い。そして表示素
子を形成して表示装置が完成した後、表示装置を土台となる基板ごとプリント配線基板ま
たはインターポーザにマウントするようにしても良い。この場合、第2の基板の剥離は、
マウントの前に行なわれることになる。なお、土台となる基板の厚さは、ICカード自体
の薄膜化を妨げることのない程度とし、具体的には数百μm以下程度とするのが望ましい

【0018】
また、半導体素子を用いて形成された表示装置または薄膜集積回路と、プリント配線基
板またはインターポーザと、の電気的な接続(ボンディング)は、フリップチップ法、TA
B(Tape Automated Bonding)法を用いても、またワイヤボンディング法を用いても良い
。フリップチップ法を用いる場合、ボンディングはマウントと同時に行なわれる。ワイヤ
ボンディング法を用いる場合、ボンディングの工程は、マウントした後、第2の基板が剥
離された状態で行なう。
【0019】
なお1つの基板上に、複数の薄膜集積回路や表示装置を形成する場合、途中でダイシン
グを行ない、薄膜集積回路や表示装置を互いに切り離すようにする。ダイシングを行なう
タイミングは、薄膜集積回路の場合パッケージングの有無によって異なり、表示装置の場
合土台となる基板の有無によって異なるが、いずれの場合においてもプリント配線基板に
マウントまたは実装される前に行なう。
【0020】
また薄膜集積回路をパッケージングする場合、同一のインターポーザ上に複数の薄膜集
積回路をマウントしてMCPとして用いても良い。この場合も、薄膜集積回路間の電気的
なワイヤボンディング法を用いても良いし、フリップチップ法を用いても良い。
【0021】
またインターポーザは、プリント配線基板との電気的接続をリードフレームで行なうタ
イプであっても良いし、バンプを用いて行なうタイプであっても良いし、その他公知の形
態を有していても良い。
【0022】
本発明では、シリコンウェハで作製された集積回路の膜厚が50μm程度であるのに対
し、膜厚500nm以下の薄膜の半導体膜を用いて、トータルの膜厚が1μm以上5μm
以下、代表的には2μm程度の飛躍的に薄い薄膜集積回路を形成することができる。また
表示装置の厚さを0.5mm程度、より望ましくは0.02mm程度とすることができる
。よって、表示装置を薄さ0.05mm以上1mm以下のICカードに搭載することが可
能であり、また、回路規模やメモリ容量のより大きい薄膜集積回路を、ICカードの限ら
れた容積の中により多く搭載することができ、小型化、軽量化を妨げずにICカードの多
機能を実現することができる。
【0023】
また本発明は、シリコンウェハに比べて安価で大型のガラス基板を用いることができる
ので、より低いコストで、なおかつ高いスループットで薄膜集積回路を大量生産すること
ができ、生産コストを飛躍的に抑えることができる。また、基板を繰り返し使用すること
も可能なので、コストを削減することができる。
【0024】
また、シリコンウェハで作製された集積回路のように、クラックや研磨痕の原因となる
バックグラインド処理を行なう必要がなく、また厚さのバラツキも、薄膜集積回路を構成
する各膜の成膜時におけるばらつきに依存することになるので、大きくても数百nm程度
であり、バックグラインド処理による数〜数十μmのばらつきと比べて飛躍的に小さく抑
えることができる。
【0025】
またプリント配線基板の形状に合わせて薄膜集積回路や表示装置を貼り合わせることが
可能なので、ICカードの形状の自由度が高まる。よって例えば、円柱状のビンなどに貼
り付けられるような、曲面を有する形状にICカードを形成することも可能である。
【0026】
なお、薄膜集積回路はプリント配線基板上にベアチップとして直接実装する形態に限定
されず、インターポーザ上にマウントしてパッケージングしてから実装する形態も取り得
る。ベアチップとして実装することで小型化、軽量化を図ることができる。一方、パッケ
ージングしてから実装することで、パッケージングメーカーから供給された薄膜集積回路
を電子機器メーカー側で実装する際に、クリーンルームや特殊なボンダ等の設備・技術を
必要とせず、実装を容易にすることができる。そして、薄膜集積回路を外部環境から守り
、プリント配線基板のフットプリントを標準化することができ、サブミクロンスケールの
薄膜集積回路の配線をプリント配線基板と同程度のミリメートルスケールまで拡大するこ
とができる。
【0027】
パッケージは、CSP(Chip Size Package)、MCP(Multi Chip Package)のみな
らず、DIP(Dual In-line Package)、QFP(Quad Flat Package)、SOP(Small
Outline Package)などのあらゆる公知の形態が可能である。
【0028】
なお表示装置は、例えば液晶表示装置、有機発光素子に代表される発光素子を各画素に
備えた発光装置、DMD(Digital Micromirror Device)等を用いることができる。また
薄膜集積回路にはマイクロプロセッサ(CPU)、メモリ、電源回路、またその他のデジ
タル回路やアナログ回路を設けることができる。さらに該表示装置の駆動回路や、該駆動
回路に供給する信号を生成するコントローラを薄膜集積回路内に設けても良い。
【0029】
なお本発明はカードのみに限定されず、上述したような薄膜集積回路及び表示装置を兼
ね備え、なおかつホストとのデータの送受が可能な携帯型の記録媒体をその範疇に含む。
【発明の効果】
【0030】
このように本発明では、シリコンウェハに比べて安価で大型のガラス基板を用いること
ができるので、より低いコストで、なおかつ高いスループットで薄膜集積回路を大量生産
することができ、生産コストを飛躍的に抑えることができる。また、基板を繰り返し使用
することも可能なので、コストを削減することができる。
【0031】
また本発明では飛躍的に薄い薄膜集積回路を形成することができるので、回路規模やメ
モリ容量のより大きい薄膜集積回路を、ICカードの限られた容積の中により多く搭載す
ることができる。また表示装置を薄さ0.05mm以上1mm以下のICカードに搭載す
ることが可能な程度の厚さで形成することができる。したがって、小型化、軽量化を妨げ
ずにICカードの多機能を実現することができる。
【0032】
またプリント配線基板の形状に合わせて薄膜集積回路や表示装置を貼り合わせることが
可能なので、ICカードの形状の自由度が高まる。よって例えば、円柱状のビンなどに貼
り付けられるような、曲面を有する形状にICカードを形成することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0033】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多く
の異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱すること
なくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従っ
て、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【0034】
図1(A)に、本発明のICカードの上面図を示す。図1(A)に示すICカードは、
ICカードに設けられた接続端子と端末装置のリーダライタとを電気的に接続し、データ
の送受信を行なう接触型であるが、非接触でデータの送受信を行なう非接触型であっても
よい。
【0035】
101はカード本体であり、102はカード本体101に搭載されている表示装置の画
素部、103は同じくカード本体101に搭載されている薄膜集積回路の接続端子に相当
する。
【0036】
図1(B)に、図1(A)に示したカード本体の内部に封止されているプリント配線基
板104の構成を示す。また図1(C)に、図1(B)に示したプリント配線基板104
の裏側の構成を示す。プリント配線基板104の一方の面には表示装置105が実装され
ており、他方の面には薄膜集積回路106が実装されている。
【0037】
なお図1に示すICカードは、表示装置105と薄膜集積回路106が、プリント配線
基板104の異なる面に実装されているが、共に同じ面に実装されていても良い。図1に
示すように、表示装置105と薄膜集積回路106が、プリント配線基板104の異なる
面に実装されている場合、表示装置105に電気的に接続されているリード(配線)10
8と、薄膜集積回路106に電気的に接続されているリード(配線)109とを、コンタ
クトホール107を介して電気的に接続させる。
【0038】
接続端子103は、端末装置に備えられたリーダライタと直接接続し、端末装置とIC
カードとの間のデータの送受信を行なうための端子である。図2(A)に、図1(B)に
示した接続端子103の拡大図を示す。また、図2(B)に、図1(C)に示した薄膜集
積回路106の拡大図を示す。
【0039】
図2(A)では、プリント配線基板104の一方の面に、接続端子103が8つ設けら
れている例を示しており、無論接続端子の数はこれに限定されない。また図2(B)に示
すように、プリント配線基板104の他方の面に、パッド111が複数設けられている。
【0040】
パッド111は、ワイヤ112によって薄膜集積回路106と電気的に接続されている
。パッド111には、プリント配線基板104に設けられたコンタクトホール110を介
して接続端子103と電気的に接続されたものや、リード109に電気的に接続されたも
のが存在する。また時には、ワイヤ112を設けずに薄膜集積回路106と電気的に接続
することなく、接続端子103やリード109と電気的に接続されているパッド111を
設けても良い。
【0041】
また図2(C)に、表示装置105とリード108の接続部分の断面図を示す。図2(
C)に示すように、表示装置105に設けられた端子114とリード108とが、ワイヤ
113によって電気的に接続されており、リード108とリード109とが、コンタクト
ホール107を介して電気的に接続されている。
【0042】
なお本実施の形態では、パッド111と薄膜集積回路106との間の電気的な接続を、
ワイヤボンディング法を用いて行っているが、本発明はこれに限定されない。ワイヤボン
ディング法に限らず、ソルダーボールを用いたフリップチップ法で接続しても良いし、そ
の他の方法を用いていても良い。また、表示装置105とリード108との間の電気的な
接続は、ワイヤボンディング法に限定されず、その他の方法を用いていても良い。
【0043】
また接続端子103と薄膜集積回路106との間の電気的な接続は、本実施の形態に示
した形態に限定されない。例えばパッドを設けずに、コンタクトホールを介して直接ワイ
ヤで接続端子と薄膜集積回路とを接続するようにしても良い。
【0044】
次に、薄膜集積回路の作製方法について述べた後、表示装置の作製方法について述べる
。なお本実施の形態では、半導体素子として2つのTFTを例に挙げて示すが、薄膜集積
回路と表示装置に含まれる半導体素子はこれに限定されず、あらゆる回路素子を用いるこ
とができる。例えば、TFTの他に、記憶素子、ダイオード、光電変換素子、抵抗素子、
コイル、容量素子、インダクタなどが代表的に挙げられる。
【0045】
まず図3(A)に示すように、スパッタ法を用いて第1の基板500上に金属膜501
を成膜する。ここでは金属膜501にタングステンを用い、膜厚を10nm〜200nm
、好ましくは50nm〜75nmとする。なお本実施の形態では第1の基板500上に直
接金属膜501を成膜するが、例えば酸化珪素、窒化珪素、窒化酸化珪素等の絶縁膜で第
1の基板500を覆ってから、金属膜501を成膜するようにしても良い。
【0046】
そして金属膜501の成膜後、大気に曝すことなく酸化物膜502を積層するように成
膜する。ここでは酸化物膜502として酸化珪素膜を膜厚150nm〜300nmとなる
ように成膜する。なお、スパッタ法を用いる場合、第1の基板500の端面にも成膜が施
される。そのため、後の工程における剥離の際に、酸化物膜502が第1の基板500側
に残ってしまうのを防ぐために、端面に成膜された金属膜501と酸化物膜502とをO
2アッシングなどで選択的に除去することが好ましい。
【0047】
また酸化物膜502の成膜の際に、スパッタの前段階としてターゲットと基板との間を
シャッターで遮断してプラズマを発生させる、プレスパッタを行なう。プレスパッタはA
rを10sccm、O2をそれぞれ30sccmの流量とし、第1の基板500の温度を
270℃、成膜パワーを3kWの平衡状態に保って行なう。プレスパッタにより、金属膜
501と酸化物膜502の間に極薄い数nm(ここでは3nm)程度の金属酸化膜503
が形成される。金属酸化膜503は、金属膜501の表面が酸化することで形成される。
よって本実施の形態では、金属酸化膜503は酸化タングステンで形成される。
【0048】
なお本実施の形態では、プレスパッタにより金属酸化膜503を形成しているが、本発
明はこれに限定されない。例えば酸素、または酸素にAr等の不活性ガスを添加し、プラ
ズマにより意図的に金属膜501の表面を酸化し、金属酸化膜503を形成するようにし
ても良い。
【0049】
次に酸化物膜502を成膜した後、PCVD法を用いて下地膜504を成膜する。ここ
では下地膜504として、酸化窒化珪素膜を膜厚100nm程度となるように成膜する。
そして下地膜504を成膜した後、大気に曝さずに半導体膜505を形成する。半導体膜
505の膜厚は25〜100nm(好ましくは30〜60nm)とする。なお半導体膜5
05は、非晶質半導体であっても良いし、多結晶半導体であっても良い。また半導体は珪
素だけではなくシリコンゲルマニウムも用いることができる。シリコンゲルマニウムを用
いる場合、ゲルマニウムの濃度は0.01〜4.5atomic%程度であることが好ましい。
【0050】
次に図3(B)に示すように、半導体膜505を公知の技術により結晶化する。公知の
結晶化方法としては、電熱炉を使用した熱結晶化方法、レーザ光を用いたレーザ結晶化法
、赤外光を用いたランプアニール結晶化法がある。或いは特開平7−130652号公報
で開示された技術に従って、触媒元素を用いる結晶化法を用いることもできる。
【0051】
また、なお予め多結晶半導体膜である半導体膜505を、スパッタ法、プラズマCVD
法、熱CVD法などで形成するようにしても良い。
【0052】
本実施の形態ではレーザ結晶化により、半導体膜505を結晶化する。連続発振が可能
な固体レーザを用い、基本波の第2高調波〜第4高調波のレーザ光を照射することで、大
粒径の結晶を得ることができる。例えば、代表的には、Nd:YVO4レーザ(基本波10
64nm)の第2高調波(532nm)や第3高調波(355nm)を用いるのが望ましい。
具体的には、連続発振のYVO4レーザから射出されたレーザ光を非線形光学素子により
高調波に変換し、出力10Wのレーザ光を得る。また非線形光学素子を用いて、高調波を
射出する方法もある。そして、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状
のレーザ光に成形して、半導体膜505に照射する。このときのエネルギー密度は0.0
1〜100MW/cm2程度(好ましくは0.1〜10MW/cm2)が必要である。そし
て、走査速度を10〜2000cm/s程度とし、矢印の方向に向かってレーザ光を照射
する。
【0053】
なおレーザ結晶化は、連続発振の基本波のレーザ光と連続発振の高調波のレーザ光とを
照射するようにしても良いし、連続発振の基本波のレーザ光とパルス発振の高調波のレー
ザ光とを照射するようにしても良い。
【0054】
なお、希ガスや窒素などの不活性ガス雰囲気中でレーザ光を照射するようにしても良い
。これにより、レーザ光照射による半導体表面の荒れを抑えることができ、界面準位密度
のばらつきによって生じる閾値のばらつきを抑えることができる。
【0055】
上述した半導体膜505へのレーザ光の照射により、結晶性がより高められた半導体膜
506が形成される。次に、図3(C)に示すように半導体膜506をパターニングし、
島状の半導体膜507、508が形成され、該島状の半導体膜507、508を用いてT
FTに代表される各種の半導体素子が形成される。なお本実施の形態では、下地膜504
と島状の半導体膜507、508とが接しているが、半導体素子によっては、下地膜50
4と島状の半導体膜507、508との間に、電極や絶縁膜等が形成されていても良い。
例えば半導体素子の1つであるボトムゲート型のTFTの場合、下地膜504と島状の半
導体膜507、508との間に、ゲート電極とゲート絶縁膜が形成される。
【0056】
本実施の形態では、島状の半導体膜507、508を用いてトップゲート型のTFT5
09、510を形成する(図3(D))。具体的には、島状の半導体膜507、508を
覆うようにゲート絶縁膜511を成膜する。そして、ゲート絶縁膜511上に導電膜を成
膜し、パターニングすることで、ゲート電極512、513を形成する。そして、ゲート
電極512、513や、あるいはレジストを成膜しパターニングしたものをマスクとして
用い、島状の半導体膜507、508にn型を付与する不純物を添加し、ソース領域、ド
レイン領域、さらにはLDD領域等を形成する。なおここではTFT509、510をn
型とするが、p型のTFTの場合は、p型の導電性を付与する不純物を添加する。
【0057】
上記一連の工程によってTFT509、510を形成することができる。なおTFTの
作製方法は、上述した工程に限定されない。
【0058】
次にTFT509、510を覆って第1の層間絶縁膜514を成膜する。そして、ゲー
ト絶縁膜511及び第1の層間絶縁膜514にコンタクトホールを形成した後、コンタク
トホールを介してTFT509、510と接続する配線515〜518を、第1の層間絶
縁膜514に接するように形成する。そして配線515〜518を覆うように、第1の層
間絶縁膜514上に第2の層間絶縁膜519を成膜する。
【0059】
そして第2の層間絶縁膜519にコンタクトホールを形成し、該コンタクトホールを介
して配線518と接続する端子520が、第2の層間絶縁膜519上に形成される。なお
本実施の形態では、端子520が配線518を介してTFT510と電気的に接続されて
いるが、半導体素子と端子520との電気的な接続の形態は、これに限定されない。
【0060】
次に、第2の層間絶縁膜519及び端子520上に保護層521を形成する。保護層5
21は、後に第2の基板を張り合わせたり剥離したりする際に、第2の層間絶縁膜519
及び端子520の表面を保護することができ、なおかつ第2の基板の剥離後に除去するこ
とが可能な材料を用いる。例えば、水またはアルコール類に可溶なエポキシ系、アクリレ
ート系、シリコーン系の樹脂を全面に塗布し、焼成することで保護層521を形成するこ
とができる。
【0061】
本実施の形態ではスピンコートで水溶性樹脂(東亜合成製:VL−WSHL10)を膜
厚30μmとなるように塗布し、仮硬化させるために2分間の露光を行ったあと、UV光
を裏面から2.5分、表面から10分、合計12.5分の露光を行って本硬化させて、保
護層521を形成する(図3(E))。
【0062】
なお、複数の有機樹脂を積層する場合、有機樹脂同士では使用している溶媒によって塗
布または焼成時に一部溶解したり、密着性が高くなりすぎたりする恐れがある。従って、
第2の層間絶縁膜519と保護層521を共に同じ溶媒に可溶な有機樹脂を用いる場合、
後の工程において保護層521の除去がスムーズに行なわれるように、第2の層間絶縁膜
519を覆うように、なおかつ第2の層間絶縁膜519と端子520との間に挟まれるよ
うに、無機絶縁膜(SiNX膜、SiNXY膜、AlNX膜、またはAlNXY膜)を形成
しておくことが好ましい。
【0063】
次に、後の剥離を行ない易くするために、金属酸化膜503を結晶化させる。結晶化に
より、金属酸化膜503が粒界において割れやすくなり、脆性を高めることができる。本
実施の形態では、420℃〜550℃、0.5〜5時間程度加熱処理を行ない、結晶化を
行なった。
【0064】
次に、金属酸化膜503と酸化物膜502の間の密着性、または金属酸化膜503と金
属膜501の間の密着性を部分的に低下させ、剥離開始のきっかけとなる部分を形成する
処理を行なう。具体的には、剥離しようとする領域の周縁に沿って外部から局所的に圧力
を加えて金属酸化膜503の層内または界面近傍の一部に損傷を与える。本実施の形態で
は、ダイヤモンドペンなどの硬い針を金属酸化膜503の端部近傍に垂直に押しつけ、そ
のまま荷重をかけた状態で金属酸化膜503に沿って動かす。好ましくは、スクライバー
装置を用い、押し込み量を0.1mm〜2mmとし、圧力をかけて動かせばよい。このよ
うに、剥離を行なう前に、剥離が開始されるきっかけとなるような、密着性の低下した部
分を形成することで、後の剥離工程における不良を低減させることができ、歩留まり向上
につながる。
【0065】
次いで、両面テープ522を用い、保護層521に第2の基板523を貼り付け、さら
に両面テープ524を用い、第1の基板500に第3の基板525を貼り付ける(図4(
A))。なお両面テープではなく接着剤を用いてもよい。例えば紫外線によって剥離する
接着剤を用いることで、第2の基板剥離の際に半導体素子にかかる負担を軽減させること
ができる。第3の基板525は、後の剥離工程で第1の基板500が破損することを防ぐ
。第2の基板523および第3の基板525としては、第1の基板500よりも剛性の高
い基板、例えば石英基板、半導体基板を用いることが好ましい。
【0066】
次いで、金属膜501と酸化物膜502とを物理的に引き剥がす。引き剥がしは、先の
工程において、金属酸化膜503の金属膜501または酸化物膜502に対する密着性が
部分的に低下した領域から開始する。
【0067】
引き剥がしによって、金属膜501と金属酸化膜503の間で分離する部分と、酸化物
膜502と金属酸化膜503の間で分離する部分と、金属酸化膜503自体が双方に分離
する部分とが生じる。そして第2の基板523側に半導体素子(ここではTFT509、
510)が、第3の基板525側に第1の基板500及び金属膜501が、それぞれ張り
付いたまま分離する。引き剥がしは比較的小さな力(例えば、人間の力、ノズルから吹付
けられるガスの風圧、超音波等)で行なうことができる。剥離後の状態を図4(B)に示
す。
【0068】
次に、接着剤526でプリント配線基板527と、部分的に金属酸化膜503が付着し
ている酸化物膜502とを接着する(図4(C))。なお本実施の形態では、薄膜集積回
路をベアチップとしてプリント配線基板に実装する例について示すが、パッケージングし
てから実装する場合は、インターポーザにマウントする。
【0069】
この接着の際に、両面テープ522による第2の基板523と保護層521との間の密
着力よりも、接着剤526による酸化物膜502とプリント配線基板527との間の密着
力の方が高くなるように、接着剤526の材料を選択することが重要である。
【0070】
なお、金属酸化膜503が酸化物膜502の表面に残存していると、プリント配線基板
527との密着性が悪くなる場合があるので、完全にエッチング等で除去してからプリン
ト配線基板に接着させ、密着性を高めるようにしても良い。
【0071】
プリント配線基板527として、セラミックス基板、ガラスエポキシ基板、ポリイミド
基板等の公知の材料を用いることができる。なお薄膜集積回路や表示装置において発生し
た熱を拡散させるために、2〜30W/mK程度の高い熱伝導率を有するのが望ましい。
【0072】
プリント配線基板527上には、パッド530が設けられている。パッド530は、例
えば銅にはんだ、金またはスズをメッキすることで形成されている。
【0073】
接着剤526としては、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の
光硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤が挙げられる。さらに、銀、ニッ
ケル、アルミニウム、窒化アルミニウムからなる粉末、またはフィラーを含ませて接着剤
526も高い熱伝導性を備えていることが好ましい。
【0074】
次に図5(A)に示すように、保護層521から両面テープ522と第2の基板523
を順に、または同時に剥がす。
【0075】
そして図5(B)に示すように保護層521を除去する。ここでは保護層521に水溶
性の樹脂が使われているので、水に溶かして除去する。保護層521が残留していると不
良の原因となる場合は、除去後の表面に洗浄処理やO2プラズマ処理を施し、残留してい
る保護層521を除去することが好ましい。
【0076】
次に、図5(C)に示すようにワイヤボンディング法を用いて、端子520とパッド5
30をワイヤ532で接続する。マウントと電気的な接続を行なうことで、実装が完了す
る。
【0077】
なお、薄膜集積回路をインターポーザ上にマウントしてパッケージングする場合は、気
密封止方式または樹脂封止方式等で封止することができる。気密封止方式を用いる場合、
一般的にはセラミック、金属またはガラス等のケースを用いて封止する。また樹脂封止方
式を用いる場合、具体的にはモールド樹脂等が用いられる。なお必ずしも薄膜集積回路を
封止する必要はないが、パッケージの強度を高めたり、薄膜集積回路において発生した熱
を放熱したり、隣接する回路からの電磁ノイズを遮ったりすることができる。
【0078】
なお本実施の形態では、金属膜501としてタングステンを用いているが、本発明にお
いて金属膜はこの材料に限定されない。その表面に金属酸化膜503が形成され、該金属
酸化膜503を結晶化することで基板を引き剥がすことができるような金属を含む材料で
あれば良い。例えば、Wの他にTiN、WN、Mo等を用いることができる。またこれら
の合金を金属膜として用いる場合、その組成比によって結晶化の際の加熱処理の最適な温
度が異なる。よって組成比を調整することで、半導体素子の作製工程にとって妨げとなら
ない温度で加熱処理を行なうことができ、半導体素子のプロセスの選択肢が制限されにく
い。
【0079】
なおレーザ結晶化の際、各薄膜集積回路を、レーザ光のビームスポットの走査方向に対
して垂直な方向における幅に収まる領域に形成することで、薄膜集積回路が、ビームスポ
ットの長軸の両端に形成される結晶性の劣った領域(エッジ)を横切るのを防ぎ、少なく
とも結晶粒界のほとんど存在しない半導体膜を、薄膜集積回路内の半導体素子に用いるこ
とができる。
【0080】
上記作製方法によって、トータルの膜厚1μm以上5μm以下、代表的には2μm程度
の飛躍的に薄い薄膜集積回路を形成することができる。なお薄膜集積回路の厚さには、半
導体素子自体の厚さのみならず、金属酸化膜と半導体素子との間に設けた絶縁膜の厚さと
、半導体素子を形成した後に覆う層間絶縁膜の厚さと、端子の厚さとを含める。
【0081】
次に、図6を用いて、本発明の表示装置の作製方法について説明する。
【0082】
図6は、プリント配線基板6000上に、接着剤6001によってマウントされた表示
装置6002の断面図に相当する。図6では、表示装置6002として液晶表示装置を用
いた例を示す。
【0083】
図6に示す表示装置6002では、まず図3(A)に示した作製方法に従って、半導体
膜まで形成する。そして該半導体膜を用いたTFT6003と、該TFT6003を覆っ
ている無機絶縁膜で形成されたパッシベーション膜6015と、層間絶縁膜6005と、
該TFT6003に電気的に接続され、なおかつ層間絶縁膜6005上に形成された画素
電極6004と、同じく層間絶縁膜6005上に形成された表示装置6002用の端子6
006と、画素電極6004を覆っている配向膜6007とを形成する。そして配向膜6
007にはラビング処理を施しておく。また配向膜6007を形成する前に、絶縁膜を用
いてスペーサ6008を形成しても良い。なお端子6006は、配向膜6007によって
覆われず、露出させるようにする。
【0084】
そして、図3(E)に示した作製方法に従って、配向膜6007上に保護膜を形成し、
図4(A)〜図5(B)に示した工程に従って、第1の基板を剥離した後、プリント配線
基板にマウントし、第2の基板と保護膜を除去する。
【0085】
そして別途形成しておいた対向基板6009を、シール材6010を用いて配向膜60
07に貼り合わせる。シール材にはフィラーが混入されていても良い。対向基板6009
は、その厚さが数百μm程度の基板6011上に、透明導電膜からなる対向電極6012
と、ラビング処理が施された配向膜6013が形成されている。なおこれらに加えて、カ
ラーフィルタや、ディスクリネーションを防ぐための遮蔽膜などが形成されていても良い
。また、偏光板6014を、対向基板6009の対向電極6012が形成されている面と
は逆の面に、貼り合わせておく。
【0086】
なお基板6011はプラスチック基板を用いることができる。プラスチック基板として
は、極性基のついたノルボルネン樹脂からなるARTON:JSR製を用いることができ
る。また、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルスルホン(PES)、
ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)、ナイロン、ポリエー
テルエーテルケトン(PEEK)、ポリスルホン(PSF)、ポリエーテルイミド(PE
I)、ポリアリレート(PAR)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリイミド
などのプラスチック基板を用いることができる。
【0087】
そして液晶6025を注入して封止し、表示装置が完成する。そして表示装置6002
用の端子6006と、プリント配線基板6000に設けられたリードとを、ワイヤボンデ
ィング法等を用いて、電気的に接続することで、実装が完了する。
【0088】
なお本実施の形態では、表示装置の作製工程において、第1の基板を剥離した後プリン
ト配線基板にマウントしているが、本発明はこれに限定されない。表示装置の土台となる
基板を別途用意し、第1の基板を剥離した後、該土台となる基板に貼り合わせるようにし
ても良い。そして、プリント配線基板に、該土台となる基板ごとマウントするようにして
も良い。この場合、表示装置が完成してからプリント配線基板に該表示装置をマウントす
ることが可能である。つまり、液晶表示装置の場合、液晶を注入して封止することで表示
装置を完成させてから、プリント配線基板にマウントすることができる。例えば発光装置
では、表示素子である発光素子の作製は、電界発光層の成膜や陰極の成膜などの工程が含
まれるので、プリント配線基板上において行なうのが難しい。よって発光装置の場合、土
台となる基板を用い、表示装置を完成させてから、プリント配線基板にマウントする方法
が有効である。
【0089】
なお、図6に示した液晶表示装置は反射型であるが、バックライトの搭載が可能であれ
ば透過型であってもよい。反射型の液晶表示装置の場合、画像の表示を行なうために消費
される電力を透過型よりも抑えることができる。透過型の液晶表示装置の場合、反射型と
異なり暗いところでの画像の認識が容易になる。
【0090】
なお本発明で用いる表示装置は、顔写真で人物を識別できる程度の解像度を有している
ことが必要である。よって、証明写真の代わりに用いるのならば、少なくともQVGA(
320×240)程度の解像度が必要であると考えられる。
【0091】
プリント配線基板への薄膜集積回路、表示装置の実装が完了したら、プリント配線基板
を封止材で封止する。カードの封止には一般的に用いられている材料を使用することがで
き、例えばポリエステル、アクリル酸、ポリ酢酸ビニル、プロピレン、塩化ビニル、アク
リロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート等の高分子材料を用
いることが可能である。なお封止の際、表示装置の画素部が露出するようにし、なおかつ
接触型のICカードの場合は、画素部に加えて接続端子も露出するようにする。封止によ
って、図1(A)に示したような外観を有するICカードを形成することができる。
【0092】
次に、薄膜集積回路と表示装置の構成の一形態について説明する。図7に、本発明のI
Cカードに搭載された薄膜集積回路201と表示装置202のブロック図を示す。
【0093】
薄膜集積回路201に設けられたインターフェース203を介して、プリント配線基板
に設けられた接続端子215との間で、信号の送受信が行なわれる。またインターフェー
ス203を介して接続端子215からの電源電圧の供給も行なわれる。
【0094】
また図7に示す薄膜集積回路201には、CPU204、ROM205、RAM206
、EEPROM207、コプロセッサ208、コントローラ209が設けられている。
【0095】
CPU204によって、ICカードの全ての処理が制御されており、ROM205には
、CPU204において用いられる各種プログラムが記憶されている。コプロセッサ20
8は、メインとなるCPU204の働きを助ける副プロセッサであり、RAM206は端
末装置との間の通信時のバッファとして機能する他、データ処理時の作業エリアとしても
用いられる。そしてEEPROM207は、信号として入力されたデータを定められたア
ドレスに記憶する。
【0096】
なお、顔写真などの画像データを、書き換え可能な状態で記憶させるならばEEPRO
M207に記憶し、書き換えが不可能な状態で記憶させるならばROM205に記憶する
。また別途画像データの記憶用のメモリを用意しておいても良い。
【0097】
コントローラ209は、画像データを含む信号に表示装置202の仕様に合わせてデー
タ処理を施し、ビデオ信号として表示装置202に供給する。またコントローラ209は
、接続端子215から入力された電源電圧や各種信号をもとに、Hsync信号、Vsy
nc信号、クロック信号CLK、交流電圧(AC Cont)等を生成し、表示装置202に供
給する。
【0098】
表示装置202には、表示素子が各画素に設けられた画素部210と、前記画素部21
0に設けられた画素を選択する走査線駆動回路211と、選択された画素にビデオ信号を
供給する信号線駆動回路212とが設けられている。
【0099】
なお図7に示した薄膜集積回路201と表示装置202の構成は一例であり、本発明は
この構成に限定されない。表示装置202は画像を表示する機能を有していれば良く、ア
クティブ型であってもパッシブ型であっても良い。また薄膜集積回路201は表示装置2
02の駆動を制御する信号を表示装置202に供給することができる機能を有していれば
良い。
【0100】
このように顔写真のデータを、表示装置において表示させることで、印刷法を用いた場
合に比べて顔写真のすり替えを困難にすることができる。さらに顔写真のデータをROM
等の書き換えが不可のメモリに記憶することで、偽造されるのを防ぐことができ、ICカ
ードのセキュリティをより確保することができる。また、無理にICカードを分解すると
ROMが壊れるような構成にしておけば、より確実に偽造を防止することができる。
【0101】
また表示装置に用いられる半導体膜や絶縁膜等に、シリアルナンバーを刻印しておけば
、例えばROMに画像データを記憶させる前のICカードが、盗難等により第三者に不正
に渡ったとしても、シリアルナンバーからその流通のルートをある程度割り出すことが可
能である。この場合、復元不可能な程度に表示装置を分解しないと消せないような位置に
、シリアルナンバーを刻印しておくとより効果的である。
【0102】
本発明のICカードは、薄膜集積回路がシリコンウェハで作製したものに比べて飛躍的
に薄いので、ICカードの決められた容積の中により多くの薄膜集積回路を積層させて実
装することができる。よってプリント配線基板上にレイアウトされる薄膜集積回路の面積
を抑えつつ、回路規模やメモリ容量をより大きくすることができ、ICカードをより高機
能化することができる。
【0103】
また、半導体素子の作製工程における加熱処理の温度に対し、プラスチック基板は耐性
が低く用いることが難しい。しかし本発明では、加熱処理を含む作製工程は温度に対する
耐性が比較的高いガラス基板やシリコンウェハ等を用い、該作製工程が終了してから半導
体素子をプラスチック基板上に移すことができるので、ガラス基板などに比べて薄いプラ
スチック基板を用いることができる。そして、ガラス基板の上に形成されている表示装置
の厚さが、せいぜい2、3mm程度であるのに対し、本発明ではプラスチック基板を用い
ることで、表示装置の厚さを0.5mm程度、より望ましくは0.02mm程度と飛躍的
に薄くすることができる。よって、ICカードへの搭載も可能となり、よりICカードを
高機能化させることができる。
【0104】
なお、本発明のICカードは接触型に限定されず、非接触型であっても良い。図8を用
いて、非接触型の本発明のICカードの構成を示す。
【0105】
図8(A)に、非接触型のICカードに封止されているプリント配線基板301の構成
を示す。図8(A)に示すように、プリント配線基板301には、表示装置302と薄膜
集積回路303が実装されており、表示装置302と薄膜集積回路303はリード304
を介して電気的に接続されている。なお、図8(A)では、プリント配線基板301の一
方の面に薄膜集積回路303と表示装置302とが共に実装されているが、本発明はこれ
に限定されない。プリント配線基板301の一方の面に表示装置302が実装され、他方
の面に薄膜集積回路303が実装されていても良い。
【0106】
図8(B)に、図8(A)に示したプリント配線基板301の、裏側の構成を示す。図
8(B)に示すように、プリント配線基板301にアンテナコイル305が実装されてい
る。アンテナコイル305により、端末装置との間のデータの送受信を、電磁誘導を用い
て非接触で行なうことができるので、接触型に比べてICカードが物理的な磨耗や損傷を
受けにくい。
【0107】
図8(B)では、アンテナコイル305が作り込まれたプリント配線基板301を用い
る例を示しているが、別途作製しておいたアンテナコイルをプリント配線基板301に実
装するようにしても良い。例えば銅線などをコイル状に巻き、100μm程度の厚さを有
する2枚のプラスチックフィルムの間に該銅線を挟んでプレスしたものを、アンテナコイ
ルとして用いることができる。
【0108】
また図8(B)では、1つのICカードにアンテナコイル305が1つだけ用いられて
いるが、図8(C)に示すようにアンテナコイル305が複数用いられていても良い。
【0109】
次に、非接触型のICカードにおける、薄膜集積回路と表示装置の構成の一形態につい
て説明する。図9に、本発明のICカードに搭載された薄膜集積回路401と表示装置4
02のブロック図を示す。
【0110】
400は入力用アンテナコイルであり、413は出力用アンテナコイルである。また4
03aは入力用インターフェースであり、403bは出力用インターフェースである。な
お各種アンテナコイルの数は、図9に示した数に限定されない。
【0111】
図9に示す薄膜集積回路401には、図7の場合と同様に、CPU404、ROM40
5、RAM406、EEPROM407、コプロセッサ408、コントローラ409が設
けられている。また表示装置402には、画素部410と、走査線駆動回路411と、信
号線駆動回路412とが設けられている。
【0112】
入力用アンテナコイル400によって、端末装置から入力された交流の電源電圧や各種
信号は、入力用インターフェース403aにおいて波形整形されたり直流化されたりし、
各種回路に供給される。また薄膜集積回路401から出力される出力信号は、出力用イン
ターフェース403bにおいて変調され、出力用アンテナコイル413によって端末装置
に送られる。
【0113】
図10(A)に入力用インターフェース403aのより詳しい構成を示す。図10(A
)に示す入力用インターフェース403aは、整流回路420と、復調回路421とが設
けられている。入力用アンテナコイル400から入力された交流の電源電圧は、整流回路
420において整流化され、直流の電源電圧として薄膜集積回路401内の各種回路に供
給される。また、入力用アンテナコイル400から入力された交流の各種信号は、復調回
路421において復調され、薄膜集積回路401内の各種回路に供給される。
【0114】
図10(B)に出力用インターフェース403bのより詳しい構成を示す。図10(B
)に示す出力用インターフェース403bは、変調回路423と、アンプ424とが設け
られている。薄膜集積回路401内の各種回路から出力用インターフェース403bに入
力された各種信号は、変調回路423において変調され、アンプ424において増幅また
は緩衝増幅された後、出力用アンテナコイル413から端末装置に送られる。
【0115】
なお本実施の形態では、非接触型としてコイルアンテナを用いた例を示したが、非接触
型のICカードはこれに限定されず、発光素子や光センサ等を用いて光でデータの送受信
を行なうようにしても良い。
【0116】
また本実施の形態では、アンテナコイルや接続端子を介してリーダライタから電源電圧
が供給されている例について示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、リチウム
電池等の超薄型の電池を内蔵していても良いし、太陽電池を備えていても良い。
【0117】
このように本発明では、シリコンウェハに比べて安価で大型のガラス基板を用いること
ができるので、より低いコストで、なおかつ高いスループットで薄膜集積回路を大量生産
することができ、生産コストを飛躍的に抑えることができる。また、基板を繰り返し使用
することも可能なので、コストを削減することができる。
【0118】
また本発明では飛躍的に薄い薄膜集積回路を形成することができるので、回路規模やメ
モリ容量のより大きい薄膜集積回路を、ICカードの限られた容積の中により多く搭載す
ることができる。また表示装置を薄さ0.05mm以上1mm以下のICカードに搭載す
ることが可能な程度の厚さで形成することができる。したがって、小型化、軽量化を妨げ
ずにICカードの多機能を実現することができる。
【0119】
またプリント配線基板の形状に合わせて薄膜集積回路や表示装置を貼り合わせることが
可能なので、ICカードの形状の自由度が高まる。よって例えば、円柱状のビンなどに貼
り付けられるような、曲面を有する形状にICカードを形成することも可能である。
【実施例】
【0120】
以下、本発明の実施例について説明する。
【0121】
(実施例1)
本実施例では、接触型のICカードに搭載されているインターポーザと薄膜集積回路と
の電気的な接続の仕方について説明する。
【0122】
図11(A)に、ワイヤボンディング法でインターポーザに接続されている薄膜集積回
路の、断面構造を表す斜視図を示す。601はインターポーザ、602は薄膜集積回路に
相当する。薄膜集積回路602はインターポーザ601上に、マウント用の接着剤604
によりマウントされている。
【0123】
また図11(A)に示すインターポーザ601には、薄膜集積回路602がマウントさ
れている面の裏の面側に、接続端子605が設けられている。そしてインターポーザ60
1に設けられたパッド606は、インターポーザ601に設けられたコンタクトホールを
介して、接続端子605と電気的に接続している。
【0124】
なお本実施例では、接続端子605とパッド606とがコンタクトホールを介して直接
接続しているが、例えばインターポーザ601の内部において多層化された配線を設け、
該配線を介して電気的に接続されるようにしても良い。
【0125】
そして、図11(A)では、薄膜集積回路602とパッド606とが、ワイヤ607に
よって電気的に接続されている。図11(B)に、図11(A)に示したパッケージの断
面図を示す。薄膜集積回路602には半導体素子609が設けられており、また薄膜集積
回路602のインターポーザ601が設けられている側とは反対側に、薄膜集積回路用の
パッド608が設けられている。パッド608は該半導体素子609と電気的に接続され
ている。そして薄膜集積回路用のパッド608は、インターポーザ601に設けられたパ
ッド606と、ワイヤ607によって接続されている。
【0126】
次に図11(C)に、フリップチップ法を用いてインターポーザに接続されている薄膜
集積回路の断面図を示す。図11(C)に示すパッケージは、薄膜集積回路622にソル
ダーボール627が設けられている。ソルダーボール627は、薄膜集積回路622のイ
ンターポーザ621側に設けられており、同じく薄膜集積回路622に設けられたパッド
628に接続されている。そして薄膜集積回路622に設けられている半導体素子629
が、パッド628と接続されている。パッド628は、半導体素子629としてTFTを
用いる場合、該TFTのゲート電極と同じ導電膜から形成されていても良い。
【0127】
ソルダーボール627は、インターポーザ621に設けられたパッド626と接続され
ている。そして図11(C)では、ソルダーボール627間の隙間を埋めるように、アン
ダーフィル624が設けられている。またインターポーザ621の接続端子625は、イ
ンターポーザ621の薄膜集積回路622がマウントされている側とは反対の側に設けら
れている。そしてインターポーザ621に設けられたパッド626は、インターポーザ6
25に設けられたコンタクトホールを介して、接続端子625と電気的に接続している。
【0128】
フリップチップ法の場合、接続すべきパッドの数が増加しても、ワイヤボンディング法
に比べて、比較的パッド間のピッチを広く確保することができるので、端子数の多い薄膜
集積回路の接続に向いている。
【0129】
次に図11(D)に、フリップチップ法を用いて積層されている薄膜集積回路の断面図
を示す。図11(D)では、インターポーザ633上に2つの薄膜集積回路630、63
1が積層されている。そしてインターポーザ633に設けられたパッド636と、薄膜集
積回路630との電気的な接続は、ソルダーボール634を用いて行なわれている。また
、薄膜集積回路630と薄膜集積回路631との電気的な接続も、ソルダーボール632
を用いて行なわれている。
【0130】
なお図11(A)〜図11(D)では、薄膜集積回路がベアチップとしてインターポー
ザにマウントされた例を示したが、本発明では薄膜集積回路がパッケージングされてから
マウントされていても良い。この場合も、薄膜集積回路とインターポーザとの電気的な接
続は、ソルダーボールを用いたものであっても、ワイヤを用いたものであっても、その組
み合わせであっても良い。
【0131】
なおソルダーボールとパッドとの接続は、熱圧着や、超音波による振動を加えた熱圧着
等様々な方法を用いることができる。なお、アンダーフィルが圧着後のソルダーボール間
の隙間を埋めるようにし、接続部分の機械的強度や、パッケージで発生した熱の拡散など
の効率を高めるようにしても良い。アンダーフィルは必ずしも用いる必要はないが、イン
ターポーザまたはインターポーザと、薄膜集積回路との熱膨張係数のミスマッチから生ず
る応力により、接続不良が起こるのを防ぐことができる。超音波を加えて圧着する場合、
単に熱圧着する場合に比べて接続不良を抑えることができる。特に、薄膜集積回路と、イ
ンターポーザまたはインターポーザとの間の接続点が100より多い場合に有効である
【0132】
(実施例2)
本実施例では、本発明のICカードを銀行のキャッシュカードとして用いる場合の、具
体的な利用方法の一例について説明する。
【0133】
図12に示すように、まず銀行などの金融機関において口座を開設する際に、預金者の
顔写真の画像データを、キャッシュカードの薄膜集積回路に設けられたROMに記憶する
。ROMに顔写真のデータを記憶することで、顔写真のすり替などの偽造を防止すること
ができる。そして該キャッシュカードを預金者に提供することで、キャッシュカードの使
用が開始される。
【0134】
キャッシュカードはATM(自動現金預入払出機)または窓口における取引に用いられ
る。そして引き出し、預け入れ、振り込み等の取引が行なわれると、キャッシュカードの
薄膜集積回路に設けられているEEPROMに、預金残高や、取引日時などの明細が記憶
されるようにする。
【0135】
この取引の後、キャッシュカードの画素部において、預金残高や取引日時などの明細が
表示されるようにし、一定時間経過後に該表示が消えるようにプログラムしておいても良
い。そして、この取引の際、例えば自動振り込みよる引き落としなどの、キャッシュカー
ドを用いずに行なわれた決済をすべてICカード内に記帳し、画素部においてこれを確認
することができるようにしても良い。
【0136】
また、デビットカード(R)のように銀行のキャッシュカードを用い、現金のやり取り
なしに口座から直接支払いを行なって決済する前に、決済を行なう際に用いる端末装置を
介して銀行のホストコンピュータから残高の情報を引き出し、ICカードの画素部にその
残高を表示するようにしても良い。端末装置において残高を表示すると使用している際に
背後から第三者に盗み見られる怖れがあるが、ICカードの画素部に残高を表示すること
で、盗み見られることなくICカードの使用者が残高を確認することができる。そして、
販売店に設置された決済に用いる端末装置を用いて残高の確認をすることができるので、
決済の前に残高を確認するためにわざわざ銀行の窓口やATMなどで残高照会や記帳を行
なう煩雑さを解消することができる。
【0137】
なお本発明のICカードはキャッシュカードに限定されない。本発明のICカードを定
期券やプリペイドカードとして用い、残金が画素部に表示されるようにしても良い。
【0138】
(実施例3)
本実施例では、1つの基板から複数の液晶表示装置を作製する場合について説明する。
【0139】
図13(A)に、第1の基板1301上に複数の液晶表示装置を同時に作製している場
合の、基板の上面図を示す。配向膜が形成された第1の基板1301には、液晶が封入さ
れる領域を囲むようにレイアウトされたシール材1302が形成されている。そして、シ
ール材1302で囲まれた領域に液晶1303が滴下されている。
【0140】
図13(B)に、図13(A)の破線A−A’における断面図を示す。図13(B)に
示すように、液晶1303はシール材1302で囲まれた領域に滴下されている。次に図
13(C)に示すように、液晶1303をシール材1302で囲まれた領域に封入するよ
うに、対向基板1304を貼り合わせて圧着する。
【0141】
対向基板の圧着後、図13(D)に示すように、第1の基板1301を剥離して除去し
た後、図13(E)に示すようにプラスチック基板1305を貼り合わせる。そして破線
の位置でダイシングを行ない、図13(F)のように表示装置を互いに切り離す。
【0142】
なお本実施例では液晶表示装置の場合について述べたが、本発明はこれに限定されず、
発光装置やその他の表示装置であっても複数同時に作製することが可能である。
【0143】
図14に、本実施例の液晶表示装置の断面図を示す。図14(A)に示す液晶表示装置
は、画素に柱状のスペーサ1401が設けられており、該柱状のスペーサ1401によっ
て対向基板1402と素子側の基板1403との間の密着性を高めている。これにより、
第1の基板の剥離の際にシール材と重なる領域以外の半導体素子が第1の基板側に残留し
てしまうのを防ぐことができる。
【0144】
また図14(B)に、ネマチック液晶、スメクチック液晶、強誘電性液晶或いはそれら
が高分子樹脂中に含有されたPDLC(ポリマー分散型液晶)を用いた液晶表示装置の断
面図を示す。PDLC1404を用いることで、対向基板1402と素子側の基板140
3との間の密着性が高められ、第1の基板の剥離の際にシール材と重なる領域以外の半導
体素子が第1の基板側に残留してしまうのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【0145】
【図1】本発明のICカードの外観図と、内部の構造を示す図。
【図2】接続端子と薄膜集積回路の拡大図と、表示装置とプリント配線基板との接続部分の拡大図。
【図3】半導体素子の作製方法を示す図。
【図4】半導体素子の作製方法を示す図。
【図5】半導体素子の作製方法を示す図。
【図6】液晶表示装置の断面図。
【図7】薄膜集積回路と表示装置のブロック図。
【図8】本発明のICカードの内部の構造を示す図。
【図9】薄膜集積回路と表示装置のブロック図。
【図10】入出力用インターフェースの構造を示すブロック図。
【図11】薄膜集積回路の構造を示す断面図。
【図12】本発明のICカードの利用方法を示す図。
【図13】本発明の表示装置の作製方法を示す図。
【図14】液晶表示装置の断面図。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、薄膜集積回路と、表示装置と、端子とを有し、
前記基板の一方の面に、前記薄膜集積回路が第1の接着剤を介して設けられ、
前記基板の他方の面に、前記基板に設けられたコンタクトホールを介して前記薄膜集積回路と電気的に接続された前記端子と、前記表示装置とが第2の接着剤を介して設けられ、
前記薄膜集積回路によって前記表示装置の駆動が制御されていることを特徴とするICカード。
【請求項2】
基板と、薄膜集積回路と、表示装置と、アンテナとを有し、
前記基板の一方の面に、前記薄膜集積回路が第1の接着剤を介して設けられ、
前記基板の他方の面に、前記基板に設けられたコンタクトホールを介して前記薄膜集積回路と電気的に接続された前記アンテナと前記表示装置とが第2の接着剤を介して設けられ、
前記薄膜集積回路によって前記表示装置の駆動が制御されていることを特徴とするICカード。
【請求項3】
請求項1又は請求項2において、
前記薄膜集積回路及び前記表示装置に用いられている半導体素子は、多結晶半導体膜を用いて形成されていることを特徴とするICカード。
【請求項4】
基板と、積層された複数の薄膜集積回路と、表示装置と、端子とを有し、
前記基板の一方の面に、前記積層された複数の薄膜集積回路が第1の接着剤を介して設けられ、
前記基板の他方の面に、前記基板に設けられたコンタクトホールを介して前記積層された複数の薄膜集積回路と電気的に接続された前記端子と、前記表示装置とが第2の接着剤を介して設けられ、
前記積層された複数の薄膜集積回路によって前記表示装置の駆動が制御されていることを特徴とするICカード。
【請求項5】
基板と、積層された複数の薄膜集積回路と、表示装置と、アンテナとを有し、
前記基板の一方の面に、前記積層された複数の薄膜集積回路が第1の接着剤を介して設けられ、
前記基板の他方の面に、前記基板に設けられたコンタクトホールを介して前記積層された複数の薄膜集積回路と電気的に接続された前記アンテナと前記表示装置とが第2の接着剤を介して設けられ、
前記積層された複数の薄膜集積回路によって前記表示装置の駆動が制御されていることを特徴とするICカード。
【請求項6】
請求項4又は請求項5において、
前記積層された複数の薄膜集積回路及び前記表示装置に用いられている半導体素子は、多結晶半導体膜を用いて形成されていることを特徴とするICカード。
【請求項7】
請求項4乃至請求項6のいずれか一において、
前記積層された複数の薄膜集積回路の各薄膜集積回路の厚さが1μm以上5μm以下であることを特徴とするICカード。
【請求項8】
請求項1乃至請求項7のいずれ一において、
前記ICカードの厚さは、0.05mm以上1mm以下であることを特徴とするICカード。
【請求項9】
請求項1乃至請求項8のいずれか一において、
前記基板は、プリント配線基板であることを特徴とするICカード。
【請求項10】
請求項1乃至請求項9のいずれか一において、
前記表示装置は、液晶表示装置又は発光装置であることを特徴とするICカード。
【請求項11】
請求項1乃至請求項10のいずれか一において、
前記表示装置は、パッシブマトリクス型又はアクティブマトリクス型であることを特徴とするICカード。
【請求項12】
請求項1乃至請求項11のいずれか一において、
前記ICカードは、電池を有することを特徴とするICカード。
【請求項13】
請求項1乃至請求項12のいずれか一に記載の前記ICカードと端末装置を有する記帳システムであって、
前記ICカードは、前記端末装置で行なわれた取引の金額、前記取引の日時または預金残高を前記薄膜集積回路において記録する手段を有し、
前記記録された前記取引の金額、前記取引の日時または前記預金残高を前記表示装置において表示することを特徴とする記帳システム。
【請求項14】
第1の基板及び第2の基板それぞれに金属膜と、金属酸化膜と、絶縁膜と、半導体膜とを順に積層するように形成し、
前記第1の基板及び前記第2の基板それぞれに形成された前記半導体膜を結晶化し、
前記第1の基板及び前記第2の基板それぞれの前記結晶化された半導体膜を用いて、前記第1の基板上に薄膜集積回路及び前記第2の基板上に表示装置を形成し、
前記薄膜集積回路を間に挟んで前記第1の基板と向かい合うように、第1の接着剤を用いて第3の基板を貼り合わせ、かつ前記表示装置を間に挟んで前記第2の基板と向かい合うように、第2の接着剤を用いて第4の基板を貼り合わせ、
前記金属酸化膜を前記金属膜側と前記絶縁膜側とに分離させることで、前記第1の基板及び前記第2の基板を取り除き、
前記薄膜集積回路の前記絶縁膜が形成された側を、第3の接着剤を用いて第5の基板の一方の面に貼り合わせ、
前記表示装置の前記絶縁膜が形成された側を、第4の接着剤を用いて前記第5の基板の他方の面に貼り合わせ、
前記第1の接着剤及び前記第2の接着剤を除去することで、前記第3の基板及び前記第4の基板を取り除き、
前記薄膜集積回路と前記第5の基板の他方の面に設けられた端子とを、前記第5の基板に設けられたコンタクトホールを介して電気的に接続し、
前記薄膜集積回路と前記表示装置とを、電気的に接続することを特徴とするICカードの作製方法。
【請求項15】
第1の基板及び第2の基板それぞれに金属膜と、金属酸化膜と、絶縁膜と、半導体膜とを順に積層するように形成し、
前記第1の基板及び前記第2の基板それぞれに形成された前記半導体膜を結晶化し、
前記第1の基板及び前記第2の基板それぞれの前記結晶化された半導体膜を用いて、前記第1の基板上に薄膜集積回路及び前記第2の基板上に表示装置を形成し、
前記薄膜集積回路を間に挟んで前記第1の基板と向かい合うように、第1の接着剤を用いて第3の基板を貼り合わせ、かつ前記表示装置を間に挟んで前記第2の基板と向かい合うように、第2の接着剤を用いて第4の基板を貼り合わせ、
前記金属酸化膜を前記金属膜側と前記絶縁膜側とに分離させることで、前記第1の基板及び前記第2の基板を取り除き、
前記薄膜集積回路の前記絶縁膜が形成された側を、第3の接着剤を用いて第5の基板の一方の面に貼り合わせ、
前記表示装置の前記絶縁膜が形成された側を、第4の接着剤を用いて前記第5の基板の他方の面に貼り合わせ、
前記第1の接着剤及び前記第2の接着剤を除去することで、前記第3の基板及び前記第4の基板を取り除き、
前記薄膜集積回路と前記第5の基板の他方の面に設けられたアンテナとを、前記第5の基板に設けられたコンタクトホールを介して電気的に接続し、
前記薄膜集積回路と前記表示装置とを、電気的に接続することを特徴とするICカードの作製方法。
【請求項16】
請求項14又は請求項15において、
前記第5の基板は、プリント配線基板であることを特徴とするICカードの作製方法。
【請求項17】
請求項14乃至請求項16のいずれか一において、
前記表示装置は、液晶表示装置又は発光装置であることを特徴とするICカードの作製方法。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【公開番号】特開2007−172632(P2007−172632A)
【公開日】平成19年7月5日(2007.7.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−346310(P2006−346310)
【出願日】平成18年12月22日(2006.12.22)
【分割の表示】特願2003−424174(P2003−424174)の分割
【原出願日】平成15年12月22日(2003.12.22)
【出願人】(000153878)株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Fターム(参考)】