ＩＣカード
【課題】カード制御用素子、外部装置、ディスプレイ制御用素子で相互に通信を行うことが可能であるとともに、製造コストの増加を抑制可能なＩＣカードを提供する。
【解決手段】ＩＣカード１０は、カード基材と、カード基材上に設けられたディスプレイ１４と、外部装置５０に接続可能な通信用の入出力部Ｃ７と、前記入出力部Ｃ７に接続されたカード制御用素子３２と、前記入出力部Ｃ７と前記外部装置５０との通信伝送路に接続され前記ディスプレイ１４を制御するディスプレイ制御用素子３４と、を備える。
【解決手段】ＩＣカード１０は、カード基材と、カード基材上に設けられたディスプレイ１４と、外部装置５０に接続可能な通信用の入出力部Ｃ７と、前記入出力部Ｃ７に接続されたカード制御用素子３２と、前記入出力部Ｃ７と前記外部装置５０との通信伝送路に接続され前記ディスプレイ１４を制御するディスプレイ制御用素子３４と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ディスプレイを備えたＩＣカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＩＣカードと呼ばれるものには、ＩＳＯ／ＩＥＣ ７８１６に規定される接触式ＩＣカード、ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３に規定される非接触カード（無線カード）、およびその双方の機能を有するデュアルインターフェイスカードがある。デュアルインターフェイスカードは、接触通信、無線通信の機能を１つのＩＣでまかなうコンビカードと、それぞれの機能を個々のＩＣでまかなうハイブリッドカードとに分類される。
【０００３】
例えば、接触式ＩＣカードは一般的に、内部にＩＣを有するＩＣモジュールをポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、紙などのカード基材内に埋め込むことで形成される。ＩＣモジュールは６つないしは８つの外部と通信するための端子を備え、接触端子裏側に配置したＩＣと各端子が、金線などにより電気的に接続され、更に、ＩＣと金線は熱硬化樹脂などで封止されている。それぞれの端子の機能はＩＳＯ／ＩＥＣ ７８１６にて規定されている。ＩＣモジュールのカードへの埋め込みは、一般的に、接着テープを貼り付けられたＩＣモジュールを、カード基材の定められた位置に設けられたザグリ穴に設置し、加熱圧着することでＩＣモジュールとカード基材との接着が行われる。
【０００４】
また、液晶などのディスプレイを搭載したＩＣカードが提案されている。しかし、ディスプレイ付きＩＣカードは、製造コストや曲げなどに対する耐久性、電源の必要性などの問題から現在まで普及には至っていない。近年、電子ペーパーに代表されるようなフレキシブルで低消費電力にて駆動可能なディスプレイが開発され、これまでの問題点を解決し得るため、ディスプレイ付きカードが普及する実現性が急速に高まっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１０８３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ディスプレイ付きＩＣカードを実現する場合、ＩＣカード機能用ＩＣ、外部端末、ディスプレイ制御用ＩＣの３つのデバイスでどのように通信を行うかを考える必要がある。
【０００７】
外部端末がＩＣカード機能用ＩＣとディスプレイ制御用ＩＣのそれぞれと通信を行う場合、外部端末とディスプレイ制御用ＩＣが通信を行うためのインターフェイスを新たに設ける必要がある。また、ＩＣカード機能用ＩＣが外部端末とディスプレイ制御用ＩＣのそれぞれと通信を行う場合、ＩＣカード機能用ＩＣはディスプレイ制御用ＩＣと通信を行うためのインターフェイスを新たに設ける必要がある。そのため、ＩＣカードの製造コストが高くなる。
【０００８】
この発明は、上記事情に鑑みなされたもので、その課題は、カード制御用素子、外部装置、ディスプレイ制御用素子で相互に通信を行うことが可能であるとともに、製造コストの増加を抑制可能なＩＣカードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態によれば、ＩＣカードは、カード基材と、前記カード基材上に設けられたディスプレイと、外部装置に接続可能な通信用の入出力部と、前記入出力部に接続されたカード制御用素子と、前記入出力部と外部装置との通信伝送路に接続され前記ディスプレイを制御するディスプレイ制御用素子と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＩＣカードを示す平面図。
【図２】図２は、図１の線Ａ−Ａに沿ったＩＣカードの断面図。
【図３】図３は、前記ＩＣカードのＩＣモジュールを示す平面図。
【図４】図４は、前記ＩＣモジュールの裏面側を示す平面図。
【図５】図５は、前記ＩＣカードのＩＣモジュールとカード基材を分解して示す平面図。
【図６】図６は、前記ＩＣカードのＩＣモジュールとカード基材を分解して示す断面図。
【図７】図７は、前記ＩＣカードの伝送データとして用いる通信フレームを模式的に示す図。
【図８】図８は、前記ＩＣカードと外部端末との通信状態を模式的に示す平面図。
【図９】図９は、前記ＩＣカードのカード制御用ＩＣ、ディスプレイ制御用ＩＣ、外部端末の相互の通信状態を模式的に示す平面図。
【図１０】図１０は、第２の実施形態に係るＩＣカードを示す平面図。
【図１１】図１１は、図１０の線Ｂ−Ｂに沿ったＩＣカードの断面図。
【図１２】図１２は、前記ＩＣカードのＩＣモジュールを示す平面図。
【図１３】図１３は、前記ＩＣモジュールの裏面側を示す平面図。
【図１４】図１４は、前記ＩＣカードのＩＣモジュールとカード基材を分解して示す平面図。
【図１５】図１５は、前記ＩＣカードのＩＣモジュールとカード基材を分解して示す断面図。
【図１６】図１６は、第３の実施形態に係るＩＣカードを示す平面図。
【図１７】図１７は、図１６の線Ｃ−Ｃに沿ったＩＣカードの断面図。
【図１８】図１８は、前記ＩＣカードのＩＣモジュールを示す平面図。
【図１９】図１９は、前記ＩＣモジュールの裏面側を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、この発明の種々の実施形態について詳細に説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１ないし図４は、第１の実施形態に係る接触式のＩＣカードを示している。ＩＣカード１０は、矩形板状のカード基材１２と、カード基材１２上に設けられたディスプレイ１４と、カード基材１２に埋め込まれたＩＣモジュール１６と、を備えている。
【００１３】
図１、図２および図５に示すように、カード基材１２は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ＰＥＴ−Ｇ、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などの材料からなる薄厚のプラスチックシートを複数積層し、熱プレスで接着してＩＳＯ／ＩＥＣ７８１０に規定される厚さ（0.76±0.08mm）のシートを形成した後、このシートを所定サイズのカード形状に打ち抜くことにより、形成される。その他、カード基材１２は、カード形状の金型を用いて、合成樹脂により射出成形してもよい。
【００１４】
カード基材１２には、ディスプレイ１４が搭載される第１凹所１８、およびＩＣモジュール１６が装着される段付きの第２凹所２０が形成され、それぞれカード基材１２の表面に開口している。カード基材１２内にディスプレイ接続用の配線２２が埋め込まれ、この配線２２は、第１凹所１８から第２凹所２０まで延びている。配線２２の一端は第１凹所１８内に露出し、他端は第２凹所２０内に露出している。また、凹所１８の近傍でカード基材１２内に、ディスプレイ制御用ＩＣ３４が埋め込まれている。
【００１５】
第１凹所１８は、例えば、ディスプレイサイズに対応した細長い矩形状に形成されている。ディスプレイ１４は第１凹所１８に装着され、カード基材１２に固定されているとともに、第１凹所１８内に露出する配線２２に電気的に接続されている。ディスプレイ制御用ＩＣ（ディスプレイ制御用素子）３４は、配線２２に電気的に接続され、更に、ディスプレイ１４の基板２５上の複数の配線に接続されている。ディスプレイ制御用ＩＣ３４は、ディスプレイ１４を制御し、ディスプレイ１４に任意の情報、例えば、時間、駅名、カード番号、カード残高等を表示する。
【００１６】
製造においては、ディスプレイサイズに対応した孔をプラスチックシートに開けて、プラスチックシート間にディスプレイ１４をセットした状態で熱プレスを行い、カードサイズに打ち抜いて形成する。カード基材１２の最も外側の面に透明のオーバーコート層をさらに積層してもよい。
【００１７】
ディスプレイ１４としては、フレキシブルかつ低消費電力のものが望ましい。例えば、ディスプレイ１４は、白黒の顔料粒子を収めたマイクロカプセルが並べられて電界により粒子を移動させて白黒表示を行う電気泳動方式の電子ペーパーを用いる。あるいは、薄型の液晶パネルや有機ＥＬを用いてもよい。ディスプレイ１４の表示や書換えに必要な電力の供給は接触式ＩＣモジュール１６の電源を用いてもよいが、薄型の電池をカード基材１２に内蔵してもよいし、非接触ＩＣカードのようにカード基材内部にアンテナを設けて電磁誘導方式で電力を供給してもよい。
【００１８】
ＩＣモジュール１６を埋設する第２凹所２０は、矩形状の大径凹所２０ａと、大径凹所の中心部に、この大径凹所２０ａよりも深く形成された矩形状の小径凹所２０ｂとを有し、矩形状の２段凹所に形成されている。第２凹所２０は、積層時にプラスチックシートに孔を開けて、ディスプレイ１４からの配線２２を露出した状態で予め設けてもよく、あるいは、ＩＣモジュールの接着前に、板状に形成されたカード基材を切削加工することにより第２凹所を形成し、配線２２を露出させてもよい。
【００１９】
図２ないし図５に示すように、ＩＣモジュール１６は、絶縁材料で形成された矩形状の基板３０と、この基板３０の上面上に形成されＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６にて規定される接触通信用の接触端子Ｃ１〜Ｃ８と、基板３０の裏面に実装されたカード制御用ＩＣ（カード制御用素子）３２と、を備えている。例えば、接触端子Ｃ１は電源、接触端子Ｃ２はリセット、接触端子Ｃ３はクロック、接触端子Ｃ５はグランド、接触端子Ｃ７は伝送（入出力（I/O））として機能する。
【００２０】
カード制御用ＩＣ３２は、接触通信インターフェイスを有し、ＩＣ３２のパッドは、金線のボンディングワイヤ３７等により外部端子Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ５、Ｃ７に電気的に接続されている。基板３０の裏面上に、ディスプレイ接続用の接続端子３６が形成されている。接続端子３６は、細長い帯状に形成され、基板３０の幅方向に沿って、基板の一側縁から中心部側に延びている。接続端子３６は、接触端子Ｃ７の近傍に設けられている。接続端子３６は、配線、例えば、ボンディングワイヤ３５により、基板３０の透孔を介して接触端子Ｃ７に電気的に接続されている。
【００２１】
基板３０の裏面上に実装されたカード制御用ＩＣ３２、ボンディングワイヤ３５、３７、および、接続端子３６の中央側の端部は、熱硬化樹脂、モールド樹脂等の封止材４２によって封止されている。接続端子３６の外側の端部は、封止材４２で覆われることなく、基板３０の裏面側に露出している。
【００２２】
上記のように構成されたＩＣモジュール１６は、図２および図５に示すように、カード基材１２の第２凹所２０に埋め込まれ、接着剤４４によりカード基材１２に加熱圧着される。第２凹所２０の大径凹所２０ａは、基板３０に対応した大きさおよび形状に形成され、ＩＣモジュール１６の基板３０および接触端子が、大径凹所２０ａ内に収容されている。基板３０は、裏面の周縁部が接着剤４４により大径凹所２０ａの底に接着される。ＩＣモジュール１６の接触端子Ｃ１〜Ｃ８は、カード基材１２の表面とほぼ面一に配置され、外部に露出している。小径凹所２０ｂは、ＩＣモジュール１６の封止部分に対応した大きさおよび深さに形成され、この小径凹所２０ｂに封止部分が収容されている。
【００２３】
２段の第２凹所２０のうち、浅い大径凹所２０ａを切削加工することにより、ディスプレイ１４からの配線２２が大径凹所２０ａの底に露出している。ＩＣモジュール１６の基板裏面に設けられた接続端子３６は、導電性接着剤４６などにより配線２２に物理的に接着され、かつ電気的に接続されている。これにより、ディスプレイ制御用ＩＣ３４が、配線２２、接続端子３６、およびボンディングワイヤ３５を介して通信用の接触端子Ｃ７に電気的に接続される。すなわち、ディスプレイ１４を制御するディスプレイ制御用ＩＣ３４は、入出力部（接触端子Ｃ７）と外部装置との通信伝送路に接続され、更に、カード制御用ＩＣ３２にも入出力部を介して電気的に接続されている。
以上により、接触式のＩＣカード１０が形成される。
【００２４】
上記のように構成されたＩＣカード１０と外部端末５０との通信は、Ｔ＝１プロトコルの場合、図７に示すようなブロックフレームにより行われる。フレームの先頭のＮＡＤ（Node Address）にて送信先ＤＡＤ（外部端末５０、カード制御用ＩＣ３２、ディスプレイ制御用ＩＣ３４）、送信元ＳＡＤ（外部端末５０、カード制御用ＩＣ３２、ディスプレイ制御用ＩＣ３４）のアドレスが指定される。通常、外部端末５０とＩＣカード１０は１対１で通信を行うため、未使用（”00”）となる。その他、ブロックフレームは、ＮＡＤ、ＰＣＢ、ＬＥＮを含むプロローグ領域、情報領域、エピローグ領域を有している。ＬＥＮは、フレームの長さを示している。
【００２５】
図７ないし図９に示すように、外部端末５０、カード制御用ＩＣ３２、ディスプレイ制御用ＩＣ３４のそれぞれにNode Addressを割り付け、Ｔ＝１プロトコルのブロックフレーム先頭のＮＡＤ(Node Address)にて送信先のアドレスを指定することで、外部端末、カード用制御ＩＣ、ディスプレイ制御用ＩＣのそれぞれが相互に通信を行うことができる。
【００２６】
仮に、Node addressをそれぞれ、外部端末５０をNode#0、カード制御用ＩＣをNode#1、ディスプレイ制御用ＩＣをNode#7とした場合、外部端末５０からカード制御用ＩＣ３２への通信にはＮＡＤ＝１０、カード制御用ＩＣ３２から外部端末５０への通信にはＮＡＤ＝１、外部端末５０からディスプレイ制御用ＩＣへの通信にはＮＡＤ＝７０のようになる。
【００２７】
上記のようにＮＡＤにて指定される送信先識別情報ＤＡＤおよび送信元識別情報ＳＡＤは、外部端末５０、カード制御用ＩＣ３２、ディスプレイ制御用ＩＣ３４ごとの固定情報として用いられる。
【００２８】
なお、送信先識別情報ＤＡＤおよび送信元識別情報ＳＡＤは、適用する外部端末が変更された場合、これに応じて、変更可能な可変情報としてもよい。ＤＡＤ、ＳＡＤは端末側から初めに情報が送信される際に設定され、以降の通信に使用される値とすれば、外部端末が変更されても、外部端末からアドレスが指定されるので変更が可能となる。ただし、端末側から初めに送信される情報がカード制御用ＩＣへ送信されているのか、ディスプレイ制御用ＩＣに送信されているのかの区別が必要であり、例えば端末側から初めに送信される情報は、カード制御用ＩＣが応答することとする、といった法則を予め決めておくことが望ましい。
【００２９】
カード制御用ＩＣ３２およびディスプレイ制御用ＩＣ３４は、通信フレームの送信先識別情報に応じて、処理すべき通信フレームであるか否かを判定する判定部をそれぞれ有している。また、カード制御用ＩＣ３２およびディスプレイ制御用ＩＣ３４は、送信先識別情報および送信元識別情報を予め記憶したメモリ３２ａ、３４ａを備えている。
【００３０】
上記のように構成されたＩＣカード１０によれば、共通の入出力部（入出力端子）を用いて、カード制御用ＩＣおよびディスプレイ制御用ＩＣと外部端末５０との間の通信、並びに、カード制御用ＩＣおよびディスプレイ制御用ＩＣ相互の通信を行うことができる。このように、カード制御用ＩＣ、外部端末、ディスプレイ制御用ＩＣが相互に通信を行うことが可能になる上に、カード制御用ＩＣと外部端末は新たなインターフェイスを設ける必要がないため、低コストにディスプレイ付ＩＣカードを実現することができる。
【００３１】
また、ＩＣモジュール１６をカード基材１２に装着することで、ＩＣモジュール１６の接続端子とディスプレイ制御用ＩＣ３４とを接続することができる。これにより、従来の製造方法を流用して、ＩＣモジュール１６の接着およびＩＣモジュール１６とディスプレイ１４とを接続を行うことができ、製造設備の投資コストを抑えることができるとともに、信頼性の高いＩＣカードを得ることができる。以上のことから、低コストで製造することができるとともにカードとしての信頼性が向上したディスプレイ付きのＩＣカードが得られる。
【００３２】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係るＩＣカードについて説明する。図１０ないし図１３は、第２の実施形態に係る接触式のＩＣカード１０を示している。ＩＣカード１０は、矩形板状のカード基材１２と、カード基材１２上に設けられたディスプレイ１４と、カード基材１２に埋め込まれたＩＣモジュール１６と、を備えている。
【００３３】
第２の実施形態によれば、ディスプレイ制御用ＩＣ３４は、ＩＣモジュール１６内に設けられている。すなわち、ＩＣモジュール１６は、矩形状の基板３０と、この基板３０の上面上に形成されＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６にて規定される接触通信用の接触端子Ｃ１〜Ｃ８と、基板３０の裏面に実装されたカード制御用ＩＣ（カード制御用素子）３２と、基板３０の裏面に実装されたディスプレイ制御用ＩＣ３４と、を備えている。例えば、接触端子Ｃ１は電源、接触端子Ｃ２はリセット、接触端子Ｃ３はクロック、接触端子Ｃ５はグランド、接触端子Ｃ７は伝送（入出力（I/O））として機能する。
【００３４】
カード制御用ＩＣ３２は、接触通信インターフェイスを有し、ＩＣ３２のパッドは、金線のボンディングワイヤ３７等により外部端子Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ５、Ｃ７に電気的に接続されている。
【００３５】
ディスプレイ制御用ＩＣ３４は、カード制御用ＩＣ３２と同一平面上に設けられている。すなわち、ディスプレイ制御用ＩＣ３４は、基板３０の裏面上に実装され、カード制御用ＩＣ３２と並んで位置している。また、基板３０の裏面上に、ディスプレイ接続用の複数の接続端子３６が形成されている。これらの接続端子３６は、それぞれ細長い帯状に形成され、基板３０の長手方向に沿って、基板の一側縁から中心部側に延びている。また、複数の接続端子３６は、互いに僅かな隙間を置いて、並んでいる。
【００３６】
ディスプレイ制御用ＩＣ３４の複数のパッドは、ボンディングワイヤ３８等により接続端子３６の一端に電気的に接続されている。更に、ディスプレイ制御用ＩＣ３４は、配線、例えば、ボンディングワイヤ４０により、基板３０の透孔を介して接触端子Ｃ７に電気的に接続されている。
【００３７】
基板３０の裏面上に実装されたカード制御用ＩＣ３２、ディスプレイ制御用ＩＣ３４、ボンディングワイヤ３７、３８、４０、および、接続端子３６の中央側の端部は、熱硬化樹脂、モールド樹脂等の封止材４２によって封止されている。接続端子３６の外側の端部は、封止材４２で覆われることなく、基板３０の裏面側に露出している。これにより、カード制御用ＩＣとディスプレイ制御用ＩＣとを搭載したＩＣモジュール１６が形成される。
【００３８】
図１０、図１１、図１４、図１５に示すように、カード基材１２内にディスプレイ接続用の複数本の配線２２が埋め込まれ、これらの配線２２は、第１凹所１８から第２凹所２０まで延びている。各配線２２の一端は第１凹所１８内に露出し、他端は第２凹所２０内に露出している。
【００３９】
第１凹所１８は、例えば、ディスプレイサイズに対応した細長い矩形状に形成されている。ディスプレイ１４は第１凹所１８に装着され、カード基材１２に固定されているとともに、第１凹所１８内に露出する配線２２に電気的に接続されている。
【００４０】
ＩＣモジュール１６は、カード基材１２の第２凹所２０に埋め込まれ、接着剤４４によりカード基材１２に加熱圧着される。第２凹所２０の大径凹所２０ａは、基板３０に対応した大きさおよび形状に形成され、ＩＣモジュール１６の基板３０および外部端子が、大径凹所２０ａ内に収容されている。基板３０は、裏面の周縁部が接着剤４４により大径凹所２０ａの底に接着される。ＩＣモジュール１６の外部端子Ｃ１〜Ｃ８は、カード基材１２の表面とほぼ面一に配置され、外部に露出している。
【００４１】
２段の第２凹所２０のうち、浅い大径凹所２０ａを切削加工することにより、ディスプレイ１４からの配線２２が大径凹所２０ａの底に露出している。ＩＣモジュール１６の基板裏面に設けられた複数の接続端子３６は、導電性接着剤４６などにより配線２２に物理的に接着され、かつ電気的に接続されている。これにより、ディスプレイ制御用ＩＣ３４が、接続端子３６および配線２２を介してディスプレイ１４に電気的に接続される。
【００４２】
同一面上に複数の配線２２が露出している場合、隣り合う配線同士が短絡しないように、導電性接着剤４６として、厚さ方向のみに通電する異方性導電性接着剤を用いることが望ましい。この場合、大径凹所２０ａの配線２２が露出していない面であっても、共通の異方性導電性接着剤を用いて電気的接続を行うことができる。なお、個々の配線２２毎に小さな凹部を設け、この凹所内部を導電性接着剤で満たすことにより配線２２と接続端子３６とを接続する場合は、通電するための距離が長いため、等方性導電性接着剤を用いることが望ましい。
ＩＣカード１０の他の構成は、前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４３】
第２の実施形態によれば、カード制御用ＩＣ、外部端末、ディスプレイ制御用ＩＣが相互に通信を行うことが可能になる上に、カード制御用ＩＣと外部端末は新たなインターフェイスを設ける必要がないため、低コストにディスプレイ付ＩＣカードを実現することができる。また、ＩＣモジュール１６にカード制御用ＩＣ３２とディスプレイ制御用ＩＣ３４とを設け、モジュール内部にてこれらのＩＣを入出力端子に接続することができる。これにより、低コストでディスプレイ付き接触式ＩＣカードの製造を行うことが可能となる。また、ＩＣモジュール１６をカード基材１２に装着することで、ＩＣモジュール１６とディスプレイ１４とを接続することができる。これにより、従来のコンビカードの製造方法を流用して、ＩＣモジュール１６の接着およびＩＣモジュール１６とディスプレイ１４とを接続を行うことができ、製造設備の投資コストを抑えることができるとともに、信頼性の高いＩＣカードを得ることができる。以上のことから、低コストで製造することができるとともにカードとしての信頼性が向上したディスプレイ付きのＩＣカードが得られる。
【００４４】
上述した第２の実施形態において、ＩＣモジュールの２つの制御用ＩＣは、ワイヤボンディングにより直接、接続する構成としたが、これに限らず、基板上に配線を形成し、２つのＩＣをそれぞれワイヤボンディングにより同じ配線に接続することにより、２つのＩＣを入出力部に電気的に接続するようにしてもよい。
【００４５】
上述した第２の実施形態において、カード制御用ＩＣおよびディスプレイ制御用ＩＣは、基板の同一平面上に設けられているが、これに限らず、一方のＩＣの上に、他方のＩＣを重ねて搭載するスタック構造としてもよい。
【００４６】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係るＩＣカードについて説明する。図１６ないし図１９は、第３の実施形態に係るＩＣカード１０を示している。ＩＣカード１０は、非接触式、接触式の両方を兼ね備えたコンビカードとして構成されている。ＩＣカード１０は、矩形板状のカード基材１２と、カード基材１２上に設けられたディスプレイ１４と、カード基材１２に埋め込まれたＩＣモジュール１６と、を備えている。カード基材１２に無線通信用のアンテナ５２が埋め込まれている。
【００４７】
アンテナ５２は、絶縁被膜処理された銅線を巻いたものやプラスチック製のフィルム上に銅やアルミニウムをエッチング処理して成形したものが用いられる。アンテナ５２は、カード基材１２の外周部に沿ってほぼ矩形状に捲回され、その入力端および出力端は、カード基材１２の第２凹所２０の近傍に引き出されている。
【００４８】
ＩＣモジュール１６は、絶縁材料で形成された矩形状の基板３０と、この基板３０の上面上に形成されＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６にて規定される接触通信用の接触端子Ｃ１〜Ｃ８と、基板３０の裏面に実装されたカード制御用ＩＣ３２およびディスプレイ制御用ＩＣ３４と、を備えている。基板３０の裏面上に、ディスプレイ接続用の複数の接続端子３６が形成されている。また、基板３０の裏面上に、一対の無線通信用の接続端子５２が形成されている。
【００４９】
カード制御用ＩＣ３２は、接触通信インターフェイスを有し、ＩＣの接触通信用のパッドは、金線のボンディングワイヤ３７等により接触端子Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ５、Ｃ７に電気的に接続されている。カード制御用ＩＣ３２の無線通信用のパッドは、同様に、金線のボンディングワイヤ３５などにより接続端子５２に電気的に接続される。
【００５０】
ディスプレイ制御用ＩＣ３４は、カード制御用ＩＣ３２と同一平面上に設けられている。すなわち、ディスプレイ制御用ＩＣ３４は、基板３０の裏面上に実装され、カード制御用ＩＣ３２と並んで位置している。また、基板３０の裏面上に、ディスプレイ接続用の複数の接続端子３６が形成されている。これらの接続端子３６は、それぞれ細長い帯状に形成され、基板３０の長手方向に沿って、基板の一側縁から中心部側に延びている。また、複数の接続端子３６は、互いに僅かな隙間を置いて、並んでいる。
【００５１】
ディスプレイ制御用ＩＣ３４の複数のパッドは、ボンディングワイヤ３８等により接続端子３６の一端に電気的に接続されている。更に、ディスプレイ制御用ＩＣ３４は、配線、例えば、ボンディングワイヤ４０により、基板３０の透孔を介して通信用の接触端子Ｃ７に電気的に接続されている。
【００５２】
基板３０の裏面上に実装されたカード制御用ＩＣ３２、ディスプレイ制御用ＩＣ３４、ボンディングワイヤ３５、３７、３８、４０、および、接続端子３６の中央側の端部は、熱硬化樹脂、モールド樹脂等の封止材４２によって封止されている。接続端子３６の外側の端部、および接続端子５２の大部分は、封止材４２で覆われることなく、基板３０の裏面側に露出している。これにより、カード制御用ＩＣとディスプレイ制御用ＩＣとを搭載したＩＣモジュール１６が形成される。
【００５３】
図１６および図１７に示すように、ＩＣモジュール１６は、カード基材１２の第２凹所２０に埋め込まれ、接着剤４４によりカード基材１２に加熱圧着される。接着剤４４は、基板３０の裏面において、封止材４２、接続端子３６、５２を除く部分に設けられる。ディスプレイ用の接続端子３６は、例えば、異方性導電接着剤４６により配線２２に物理的かつ電気的に接続されている。また、無線通信用の接続端子５２は、導電性接着剤５６等により、アンテナ５２の入力端および出力端に物理的かつ電気的に接続される。このように、ＩＣモジュール１６をカード基材１２に接着固定することにより、同時に、ＩＣモジュール１６はディスプレイ１４およびアンテナ５２に電気的に接続される。また、ＩＣモジュール１６の外部端子Ｃ１〜Ｃ８は、カード基材１２の表面とほぼ面一に配置され、外部に露出している。
ＩＣカード１０の他の構成は、前述した第２の実施形態と同一であり、同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５４】
第３の実施形態によれば、カード制御用ＩＣ、外部端末、ディスプレイ制御用ＩＣが相互に通信を行うことが可能になる上に、カード制御用ＩＣと外部端末は新たなインターフェイスを設ける必要がないため、低コストにディスプレイ付ＩＣカードを実現することができる。また、アンテナを備えることにより、無線通信が可能なコンビカードが得られる。第１の実施形態と同様に、低コストでディスプレイ付きＩＣカードの製造を行うことが可能となる。ＩＣモジュール１６をカード基材１２に装着することで、ＩＣモジュール１６とディスプレイ１４との接続、および、ＩＣモジュールとアンテナとの接続を行うことができる。これにより、低コストで製造することができるとともにカードとしての信頼性が向上したディスプレイ付きのＩＣカードが得られる。
【００５５】
この発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、前述した実施形態において、ＩＣモジュールのカード制御用ＩＣおよびディスプレイ制御用ＩＣは、独立した２つのＩＣとしたが、これに限らず、単一のＩＣで形成してもよい。また、ＩＣモジュールに搭載されるＩＣは２つに限らず、カード機能用ＩＣとディスプレイ制御用ＩＣとの間の通信を制御する３つ目のＩＣを備えていてもよい。あるいは、別機能のＩＣがＩＣモジュールに搭載されていてもよい。また、この発明は、ＩＣカードに限定されることなく、他の形態の携帯可能電子装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１０…ＩＣカード、１２…カード基材、１４…ディスプレイ、１６…ＩＣモジュール、
１８…第１凹所、２０…第２凹所、２２…配線、３２…カード制御用ＩＣ、
３４…ディスプレイ制御用ＩＣ、３６…接続端子、３５、３７、３８…配線、
５２…アンテナ、Ｃ１〜Ｃ７…接触端子。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ディスプレイを備えたＩＣカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＩＣカードと呼ばれるものには、ＩＳＯ／ＩＥＣ ７８１６に規定される接触式ＩＣカード、ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３に規定される非接触カード（無線カード）、およびその双方の機能を有するデュアルインターフェイスカードがある。デュアルインターフェイスカードは、接触通信、無線通信の機能を１つのＩＣでまかなうコンビカードと、それぞれの機能を個々のＩＣでまかなうハイブリッドカードとに分類される。
【０００３】
例えば、接触式ＩＣカードは一般的に、内部にＩＣを有するＩＣモジュールをポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、紙などのカード基材内に埋め込むことで形成される。ＩＣモジュールは６つないしは８つの外部と通信するための端子を備え、接触端子裏側に配置したＩＣと各端子が、金線などにより電気的に接続され、更に、ＩＣと金線は熱硬化樹脂などで封止されている。それぞれの端子の機能はＩＳＯ／ＩＥＣ ７８１６にて規定されている。ＩＣモジュールのカードへの埋め込みは、一般的に、接着テープを貼り付けられたＩＣモジュールを、カード基材の定められた位置に設けられたザグリ穴に設置し、加熱圧着することでＩＣモジュールとカード基材との接着が行われる。
【０００４】
また、液晶などのディスプレイを搭載したＩＣカードが提案されている。しかし、ディスプレイ付きＩＣカードは、製造コストや曲げなどに対する耐久性、電源の必要性などの問題から現在まで普及には至っていない。近年、電子ペーパーに代表されるようなフレキシブルで低消費電力にて駆動可能なディスプレイが開発され、これまでの問題点を解決し得るため、ディスプレイ付きカードが普及する実現性が急速に高まっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１０８３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ディスプレイ付きＩＣカードを実現する場合、ＩＣカード機能用ＩＣ、外部端末、ディスプレイ制御用ＩＣの３つのデバイスでどのように通信を行うかを考える必要がある。
【０００７】
外部端末がＩＣカード機能用ＩＣとディスプレイ制御用ＩＣのそれぞれと通信を行う場合、外部端末とディスプレイ制御用ＩＣが通信を行うためのインターフェイスを新たに設ける必要がある。また、ＩＣカード機能用ＩＣが外部端末とディスプレイ制御用ＩＣのそれぞれと通信を行う場合、ＩＣカード機能用ＩＣはディスプレイ制御用ＩＣと通信を行うためのインターフェイスを新たに設ける必要がある。そのため、ＩＣカードの製造コストが高くなる。
【０００８】
この発明は、上記事情に鑑みなされたもので、その課題は、カード制御用素子、外部装置、ディスプレイ制御用素子で相互に通信を行うことが可能であるとともに、製造コストの増加を抑制可能なＩＣカードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態によれば、ＩＣカードは、カード基材と、前記カード基材上に設けられたディスプレイと、外部装置に接続可能な通信用の入出力部と、前記入出力部に接続されたカード制御用素子と、前記入出力部と外部装置との通信伝送路に接続され前記ディスプレイを制御するディスプレイ制御用素子と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＩＣカードを示す平面図。
【図２】図２は、図１の線Ａ−Ａに沿ったＩＣカードの断面図。
【図３】図３は、前記ＩＣカードのＩＣモジュールを示す平面図。
【図４】図４は、前記ＩＣモジュールの裏面側を示す平面図。
【図５】図５は、前記ＩＣカードのＩＣモジュールとカード基材を分解して示す平面図。
【図６】図６は、前記ＩＣカードのＩＣモジュールとカード基材を分解して示す断面図。
【図７】図７は、前記ＩＣカードの伝送データとして用いる通信フレームを模式的に示す図。
【図８】図８は、前記ＩＣカードと外部端末との通信状態を模式的に示す平面図。
【図９】図９は、前記ＩＣカードのカード制御用ＩＣ、ディスプレイ制御用ＩＣ、外部端末の相互の通信状態を模式的に示す平面図。
【図１０】図１０は、第２の実施形態に係るＩＣカードを示す平面図。
【図１１】図１１は、図１０の線Ｂ−Ｂに沿ったＩＣカードの断面図。
【図１２】図１２は、前記ＩＣカードのＩＣモジュールを示す平面図。
【図１３】図１３は、前記ＩＣモジュールの裏面側を示す平面図。
【図１４】図１４は、前記ＩＣカードのＩＣモジュールとカード基材を分解して示す平面図。
【図１５】図１５は、前記ＩＣカードのＩＣモジュールとカード基材を分解して示す断面図。
【図１６】図１６は、第３の実施形態に係るＩＣカードを示す平面図。
【図１７】図１７は、図１６の線Ｃ−Ｃに沿ったＩＣカードの断面図。
【図１８】図１８は、前記ＩＣカードのＩＣモジュールを示す平面図。
【図１９】図１９は、前記ＩＣモジュールの裏面側を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、この発明の種々の実施形態について詳細に説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１ないし図４は、第１の実施形態に係る接触式のＩＣカードを示している。ＩＣカード１０は、矩形板状のカード基材１２と、カード基材１２上に設けられたディスプレイ１４と、カード基材１２に埋め込まれたＩＣモジュール１６と、を備えている。
【００１３】
図１、図２および図５に示すように、カード基材１２は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ＰＥＴ−Ｇ、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などの材料からなる薄厚のプラスチックシートを複数積層し、熱プレスで接着してＩＳＯ／ＩＥＣ７８１０に規定される厚さ（0.76±0.08mm）のシートを形成した後、このシートを所定サイズのカード形状に打ち抜くことにより、形成される。その他、カード基材１２は、カード形状の金型を用いて、合成樹脂により射出成形してもよい。
【００１４】
カード基材１２には、ディスプレイ１４が搭載される第１凹所１８、およびＩＣモジュール１６が装着される段付きの第２凹所２０が形成され、それぞれカード基材１２の表面に開口している。カード基材１２内にディスプレイ接続用の配線２２が埋め込まれ、この配線２２は、第１凹所１８から第２凹所２０まで延びている。配線２２の一端は第１凹所１８内に露出し、他端は第２凹所２０内に露出している。また、凹所１８の近傍でカード基材１２内に、ディスプレイ制御用ＩＣ３４が埋め込まれている。
【００１５】
第１凹所１８は、例えば、ディスプレイサイズに対応した細長い矩形状に形成されている。ディスプレイ１４は第１凹所１８に装着され、カード基材１２に固定されているとともに、第１凹所１８内に露出する配線２２に電気的に接続されている。ディスプレイ制御用ＩＣ（ディスプレイ制御用素子）３４は、配線２２に電気的に接続され、更に、ディスプレイ１４の基板２５上の複数の配線に接続されている。ディスプレイ制御用ＩＣ３４は、ディスプレイ１４を制御し、ディスプレイ１４に任意の情報、例えば、時間、駅名、カード番号、カード残高等を表示する。
【００１６】
製造においては、ディスプレイサイズに対応した孔をプラスチックシートに開けて、プラスチックシート間にディスプレイ１４をセットした状態で熱プレスを行い、カードサイズに打ち抜いて形成する。カード基材１２の最も外側の面に透明のオーバーコート層をさらに積層してもよい。
【００１７】
ディスプレイ１４としては、フレキシブルかつ低消費電力のものが望ましい。例えば、ディスプレイ１４は、白黒の顔料粒子を収めたマイクロカプセルが並べられて電界により粒子を移動させて白黒表示を行う電気泳動方式の電子ペーパーを用いる。あるいは、薄型の液晶パネルや有機ＥＬを用いてもよい。ディスプレイ１４の表示や書換えに必要な電力の供給は接触式ＩＣモジュール１６の電源を用いてもよいが、薄型の電池をカード基材１２に内蔵してもよいし、非接触ＩＣカードのようにカード基材内部にアンテナを設けて電磁誘導方式で電力を供給してもよい。
【００１８】
ＩＣモジュール１６を埋設する第２凹所２０は、矩形状の大径凹所２０ａと、大径凹所の中心部に、この大径凹所２０ａよりも深く形成された矩形状の小径凹所２０ｂとを有し、矩形状の２段凹所に形成されている。第２凹所２０は、積層時にプラスチックシートに孔を開けて、ディスプレイ１４からの配線２２を露出した状態で予め設けてもよく、あるいは、ＩＣモジュールの接着前に、板状に形成されたカード基材を切削加工することにより第２凹所を形成し、配線２２を露出させてもよい。
【００１９】
図２ないし図５に示すように、ＩＣモジュール１６は、絶縁材料で形成された矩形状の基板３０と、この基板３０の上面上に形成されＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６にて規定される接触通信用の接触端子Ｃ１〜Ｃ８と、基板３０の裏面に実装されたカード制御用ＩＣ（カード制御用素子）３２と、を備えている。例えば、接触端子Ｃ１は電源、接触端子Ｃ２はリセット、接触端子Ｃ３はクロック、接触端子Ｃ５はグランド、接触端子Ｃ７は伝送（入出力（I/O））として機能する。
【００２０】
カード制御用ＩＣ３２は、接触通信インターフェイスを有し、ＩＣ３２のパッドは、金線のボンディングワイヤ３７等により外部端子Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ５、Ｃ７に電気的に接続されている。基板３０の裏面上に、ディスプレイ接続用の接続端子３６が形成されている。接続端子３６は、細長い帯状に形成され、基板３０の幅方向に沿って、基板の一側縁から中心部側に延びている。接続端子３６は、接触端子Ｃ７の近傍に設けられている。接続端子３６は、配線、例えば、ボンディングワイヤ３５により、基板３０の透孔を介して接触端子Ｃ７に電気的に接続されている。
【００２１】
基板３０の裏面上に実装されたカード制御用ＩＣ３２、ボンディングワイヤ３５、３７、および、接続端子３６の中央側の端部は、熱硬化樹脂、モールド樹脂等の封止材４２によって封止されている。接続端子３６の外側の端部は、封止材４２で覆われることなく、基板３０の裏面側に露出している。
【００２２】
上記のように構成されたＩＣモジュール１６は、図２および図５に示すように、カード基材１２の第２凹所２０に埋め込まれ、接着剤４４によりカード基材１２に加熱圧着される。第２凹所２０の大径凹所２０ａは、基板３０に対応した大きさおよび形状に形成され、ＩＣモジュール１６の基板３０および接触端子が、大径凹所２０ａ内に収容されている。基板３０は、裏面の周縁部が接着剤４４により大径凹所２０ａの底に接着される。ＩＣモジュール１６の接触端子Ｃ１〜Ｃ８は、カード基材１２の表面とほぼ面一に配置され、外部に露出している。小径凹所２０ｂは、ＩＣモジュール１６の封止部分に対応した大きさおよび深さに形成され、この小径凹所２０ｂに封止部分が収容されている。
【００２３】
２段の第２凹所２０のうち、浅い大径凹所２０ａを切削加工することにより、ディスプレイ１４からの配線２２が大径凹所２０ａの底に露出している。ＩＣモジュール１６の基板裏面に設けられた接続端子３６は、導電性接着剤４６などにより配線２２に物理的に接着され、かつ電気的に接続されている。これにより、ディスプレイ制御用ＩＣ３４が、配線２２、接続端子３６、およびボンディングワイヤ３５を介して通信用の接触端子Ｃ７に電気的に接続される。すなわち、ディスプレイ１４を制御するディスプレイ制御用ＩＣ３４は、入出力部（接触端子Ｃ７）と外部装置との通信伝送路に接続され、更に、カード制御用ＩＣ３２にも入出力部を介して電気的に接続されている。
以上により、接触式のＩＣカード１０が形成される。
【００２４】
上記のように構成されたＩＣカード１０と外部端末５０との通信は、Ｔ＝１プロトコルの場合、図７に示すようなブロックフレームにより行われる。フレームの先頭のＮＡＤ（Node Address）にて送信先ＤＡＤ（外部端末５０、カード制御用ＩＣ３２、ディスプレイ制御用ＩＣ３４）、送信元ＳＡＤ（外部端末５０、カード制御用ＩＣ３２、ディスプレイ制御用ＩＣ３４）のアドレスが指定される。通常、外部端末５０とＩＣカード１０は１対１で通信を行うため、未使用（”00”）となる。その他、ブロックフレームは、ＮＡＤ、ＰＣＢ、ＬＥＮを含むプロローグ領域、情報領域、エピローグ領域を有している。ＬＥＮは、フレームの長さを示している。
【００２５】
図７ないし図９に示すように、外部端末５０、カード制御用ＩＣ３２、ディスプレイ制御用ＩＣ３４のそれぞれにNode Addressを割り付け、Ｔ＝１プロトコルのブロックフレーム先頭のＮＡＤ(Node Address)にて送信先のアドレスを指定することで、外部端末、カード用制御ＩＣ、ディスプレイ制御用ＩＣのそれぞれが相互に通信を行うことができる。
【００２６】
仮に、Node addressをそれぞれ、外部端末５０をNode#0、カード制御用ＩＣをNode#1、ディスプレイ制御用ＩＣをNode#7とした場合、外部端末５０からカード制御用ＩＣ３２への通信にはＮＡＤ＝１０、カード制御用ＩＣ３２から外部端末５０への通信にはＮＡＤ＝１、外部端末５０からディスプレイ制御用ＩＣへの通信にはＮＡＤ＝７０のようになる。
【００２７】
上記のようにＮＡＤにて指定される送信先識別情報ＤＡＤおよび送信元識別情報ＳＡＤは、外部端末５０、カード制御用ＩＣ３２、ディスプレイ制御用ＩＣ３４ごとの固定情報として用いられる。
【００２８】
なお、送信先識別情報ＤＡＤおよび送信元識別情報ＳＡＤは、適用する外部端末が変更された場合、これに応じて、変更可能な可変情報としてもよい。ＤＡＤ、ＳＡＤは端末側から初めに情報が送信される際に設定され、以降の通信に使用される値とすれば、外部端末が変更されても、外部端末からアドレスが指定されるので変更が可能となる。ただし、端末側から初めに送信される情報がカード制御用ＩＣへ送信されているのか、ディスプレイ制御用ＩＣに送信されているのかの区別が必要であり、例えば端末側から初めに送信される情報は、カード制御用ＩＣが応答することとする、といった法則を予め決めておくことが望ましい。
【００２９】
カード制御用ＩＣ３２およびディスプレイ制御用ＩＣ３４は、通信フレームの送信先識別情報に応じて、処理すべき通信フレームであるか否かを判定する判定部をそれぞれ有している。また、カード制御用ＩＣ３２およびディスプレイ制御用ＩＣ３４は、送信先識別情報および送信元識別情報を予め記憶したメモリ３２ａ、３４ａを備えている。
【００３０】
上記のように構成されたＩＣカード１０によれば、共通の入出力部（入出力端子）を用いて、カード制御用ＩＣおよびディスプレイ制御用ＩＣと外部端末５０との間の通信、並びに、カード制御用ＩＣおよびディスプレイ制御用ＩＣ相互の通信を行うことができる。このように、カード制御用ＩＣ、外部端末、ディスプレイ制御用ＩＣが相互に通信を行うことが可能になる上に、カード制御用ＩＣと外部端末は新たなインターフェイスを設ける必要がないため、低コストにディスプレイ付ＩＣカードを実現することができる。
【００３１】
また、ＩＣモジュール１６をカード基材１２に装着することで、ＩＣモジュール１６の接続端子とディスプレイ制御用ＩＣ３４とを接続することができる。これにより、従来の製造方法を流用して、ＩＣモジュール１６の接着およびＩＣモジュール１６とディスプレイ１４とを接続を行うことができ、製造設備の投資コストを抑えることができるとともに、信頼性の高いＩＣカードを得ることができる。以上のことから、低コストで製造することができるとともにカードとしての信頼性が向上したディスプレイ付きのＩＣカードが得られる。
【００３２】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係るＩＣカードについて説明する。図１０ないし図１３は、第２の実施形態に係る接触式のＩＣカード１０を示している。ＩＣカード１０は、矩形板状のカード基材１２と、カード基材１２上に設けられたディスプレイ１４と、カード基材１２に埋め込まれたＩＣモジュール１６と、を備えている。
【００３３】
第２の実施形態によれば、ディスプレイ制御用ＩＣ３４は、ＩＣモジュール１６内に設けられている。すなわち、ＩＣモジュール１６は、矩形状の基板３０と、この基板３０の上面上に形成されＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６にて規定される接触通信用の接触端子Ｃ１〜Ｃ８と、基板３０の裏面に実装されたカード制御用ＩＣ（カード制御用素子）３２と、基板３０の裏面に実装されたディスプレイ制御用ＩＣ３４と、を備えている。例えば、接触端子Ｃ１は電源、接触端子Ｃ２はリセット、接触端子Ｃ３はクロック、接触端子Ｃ５はグランド、接触端子Ｃ７は伝送（入出力（I/O））として機能する。
【００３４】
カード制御用ＩＣ３２は、接触通信インターフェイスを有し、ＩＣ３２のパッドは、金線のボンディングワイヤ３７等により外部端子Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ５、Ｃ７に電気的に接続されている。
【００３５】
ディスプレイ制御用ＩＣ３４は、カード制御用ＩＣ３２と同一平面上に設けられている。すなわち、ディスプレイ制御用ＩＣ３４は、基板３０の裏面上に実装され、カード制御用ＩＣ３２と並んで位置している。また、基板３０の裏面上に、ディスプレイ接続用の複数の接続端子３６が形成されている。これらの接続端子３６は、それぞれ細長い帯状に形成され、基板３０の長手方向に沿って、基板の一側縁から中心部側に延びている。また、複数の接続端子３６は、互いに僅かな隙間を置いて、並んでいる。
【００３６】
ディスプレイ制御用ＩＣ３４の複数のパッドは、ボンディングワイヤ３８等により接続端子３６の一端に電気的に接続されている。更に、ディスプレイ制御用ＩＣ３４は、配線、例えば、ボンディングワイヤ４０により、基板３０の透孔を介して接触端子Ｃ７に電気的に接続されている。
【００３７】
基板３０の裏面上に実装されたカード制御用ＩＣ３２、ディスプレイ制御用ＩＣ３４、ボンディングワイヤ３７、３８、４０、および、接続端子３６の中央側の端部は、熱硬化樹脂、モールド樹脂等の封止材４２によって封止されている。接続端子３６の外側の端部は、封止材４２で覆われることなく、基板３０の裏面側に露出している。これにより、カード制御用ＩＣとディスプレイ制御用ＩＣとを搭載したＩＣモジュール１６が形成される。
【００３８】
図１０、図１１、図１４、図１５に示すように、カード基材１２内にディスプレイ接続用の複数本の配線２２が埋め込まれ、これらの配線２２は、第１凹所１８から第２凹所２０まで延びている。各配線２２の一端は第１凹所１８内に露出し、他端は第２凹所２０内に露出している。
【００３９】
第１凹所１８は、例えば、ディスプレイサイズに対応した細長い矩形状に形成されている。ディスプレイ１４は第１凹所１８に装着され、カード基材１２に固定されているとともに、第１凹所１８内に露出する配線２２に電気的に接続されている。
【００４０】
ＩＣモジュール１６は、カード基材１２の第２凹所２０に埋め込まれ、接着剤４４によりカード基材１２に加熱圧着される。第２凹所２０の大径凹所２０ａは、基板３０に対応した大きさおよび形状に形成され、ＩＣモジュール１６の基板３０および外部端子が、大径凹所２０ａ内に収容されている。基板３０は、裏面の周縁部が接着剤４４により大径凹所２０ａの底に接着される。ＩＣモジュール１６の外部端子Ｃ１〜Ｃ８は、カード基材１２の表面とほぼ面一に配置され、外部に露出している。
【００４１】
２段の第２凹所２０のうち、浅い大径凹所２０ａを切削加工することにより、ディスプレイ１４からの配線２２が大径凹所２０ａの底に露出している。ＩＣモジュール１６の基板裏面に設けられた複数の接続端子３６は、導電性接着剤４６などにより配線２２に物理的に接着され、かつ電気的に接続されている。これにより、ディスプレイ制御用ＩＣ３４が、接続端子３６および配線２２を介してディスプレイ１４に電気的に接続される。
【００４２】
同一面上に複数の配線２２が露出している場合、隣り合う配線同士が短絡しないように、導電性接着剤４６として、厚さ方向のみに通電する異方性導電性接着剤を用いることが望ましい。この場合、大径凹所２０ａの配線２２が露出していない面であっても、共通の異方性導電性接着剤を用いて電気的接続を行うことができる。なお、個々の配線２２毎に小さな凹部を設け、この凹所内部を導電性接着剤で満たすことにより配線２２と接続端子３６とを接続する場合は、通電するための距離が長いため、等方性導電性接着剤を用いることが望ましい。
ＩＣカード１０の他の構成は、前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４３】
第２の実施形態によれば、カード制御用ＩＣ、外部端末、ディスプレイ制御用ＩＣが相互に通信を行うことが可能になる上に、カード制御用ＩＣと外部端末は新たなインターフェイスを設ける必要がないため、低コストにディスプレイ付ＩＣカードを実現することができる。また、ＩＣモジュール１６にカード制御用ＩＣ３２とディスプレイ制御用ＩＣ３４とを設け、モジュール内部にてこれらのＩＣを入出力端子に接続することができる。これにより、低コストでディスプレイ付き接触式ＩＣカードの製造を行うことが可能となる。また、ＩＣモジュール１６をカード基材１２に装着することで、ＩＣモジュール１６とディスプレイ１４とを接続することができる。これにより、従来のコンビカードの製造方法を流用して、ＩＣモジュール１６の接着およびＩＣモジュール１６とディスプレイ１４とを接続を行うことができ、製造設備の投資コストを抑えることができるとともに、信頼性の高いＩＣカードを得ることができる。以上のことから、低コストで製造することができるとともにカードとしての信頼性が向上したディスプレイ付きのＩＣカードが得られる。
【００４４】
上述した第２の実施形態において、ＩＣモジュールの２つの制御用ＩＣは、ワイヤボンディングにより直接、接続する構成としたが、これに限らず、基板上に配線を形成し、２つのＩＣをそれぞれワイヤボンディングにより同じ配線に接続することにより、２つのＩＣを入出力部に電気的に接続するようにしてもよい。
【００４５】
上述した第２の実施形態において、カード制御用ＩＣおよびディスプレイ制御用ＩＣは、基板の同一平面上に設けられているが、これに限らず、一方のＩＣの上に、他方のＩＣを重ねて搭載するスタック構造としてもよい。
【００４６】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係るＩＣカードについて説明する。図１６ないし図１９は、第３の実施形態に係るＩＣカード１０を示している。ＩＣカード１０は、非接触式、接触式の両方を兼ね備えたコンビカードとして構成されている。ＩＣカード１０は、矩形板状のカード基材１２と、カード基材１２上に設けられたディスプレイ１４と、カード基材１２に埋め込まれたＩＣモジュール１６と、を備えている。カード基材１２に無線通信用のアンテナ５２が埋め込まれている。
【００４７】
アンテナ５２は、絶縁被膜処理された銅線を巻いたものやプラスチック製のフィルム上に銅やアルミニウムをエッチング処理して成形したものが用いられる。アンテナ５２は、カード基材１２の外周部に沿ってほぼ矩形状に捲回され、その入力端および出力端は、カード基材１２の第２凹所２０の近傍に引き出されている。
【００４８】
ＩＣモジュール１６は、絶縁材料で形成された矩形状の基板３０と、この基板３０の上面上に形成されＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６にて規定される接触通信用の接触端子Ｃ１〜Ｃ８と、基板３０の裏面に実装されたカード制御用ＩＣ３２およびディスプレイ制御用ＩＣ３４と、を備えている。基板３０の裏面上に、ディスプレイ接続用の複数の接続端子３６が形成されている。また、基板３０の裏面上に、一対の無線通信用の接続端子５２が形成されている。
【００４９】
カード制御用ＩＣ３２は、接触通信インターフェイスを有し、ＩＣの接触通信用のパッドは、金線のボンディングワイヤ３７等により接触端子Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ５、Ｃ７に電気的に接続されている。カード制御用ＩＣ３２の無線通信用のパッドは、同様に、金線のボンディングワイヤ３５などにより接続端子５２に電気的に接続される。
【００５０】
ディスプレイ制御用ＩＣ３４は、カード制御用ＩＣ３２と同一平面上に設けられている。すなわち、ディスプレイ制御用ＩＣ３４は、基板３０の裏面上に実装され、カード制御用ＩＣ３２と並んで位置している。また、基板３０の裏面上に、ディスプレイ接続用の複数の接続端子３６が形成されている。これらの接続端子３６は、それぞれ細長い帯状に形成され、基板３０の長手方向に沿って、基板の一側縁から中心部側に延びている。また、複数の接続端子３６は、互いに僅かな隙間を置いて、並んでいる。
【００５１】
ディスプレイ制御用ＩＣ３４の複数のパッドは、ボンディングワイヤ３８等により接続端子３６の一端に電気的に接続されている。更に、ディスプレイ制御用ＩＣ３４は、配線、例えば、ボンディングワイヤ４０により、基板３０の透孔を介して通信用の接触端子Ｃ７に電気的に接続されている。
【００５２】
基板３０の裏面上に実装されたカード制御用ＩＣ３２、ディスプレイ制御用ＩＣ３４、ボンディングワイヤ３５、３７、３８、４０、および、接続端子３６の中央側の端部は、熱硬化樹脂、モールド樹脂等の封止材４２によって封止されている。接続端子３６の外側の端部、および接続端子５２の大部分は、封止材４２で覆われることなく、基板３０の裏面側に露出している。これにより、カード制御用ＩＣとディスプレイ制御用ＩＣとを搭載したＩＣモジュール１６が形成される。
【００５３】
図１６および図１７に示すように、ＩＣモジュール１６は、カード基材１２の第２凹所２０に埋め込まれ、接着剤４４によりカード基材１２に加熱圧着される。接着剤４４は、基板３０の裏面において、封止材４２、接続端子３６、５２を除く部分に設けられる。ディスプレイ用の接続端子３６は、例えば、異方性導電接着剤４６により配線２２に物理的かつ電気的に接続されている。また、無線通信用の接続端子５２は、導電性接着剤５６等により、アンテナ５２の入力端および出力端に物理的かつ電気的に接続される。このように、ＩＣモジュール１６をカード基材１２に接着固定することにより、同時に、ＩＣモジュール１６はディスプレイ１４およびアンテナ５２に電気的に接続される。また、ＩＣモジュール１６の外部端子Ｃ１〜Ｃ８は、カード基材１２の表面とほぼ面一に配置され、外部に露出している。
ＩＣカード１０の他の構成は、前述した第２の実施形態と同一であり、同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５４】
第３の実施形態によれば、カード制御用ＩＣ、外部端末、ディスプレイ制御用ＩＣが相互に通信を行うことが可能になる上に、カード制御用ＩＣと外部端末は新たなインターフェイスを設ける必要がないため、低コストにディスプレイ付ＩＣカードを実現することができる。また、アンテナを備えることにより、無線通信が可能なコンビカードが得られる。第１の実施形態と同様に、低コストでディスプレイ付きＩＣカードの製造を行うことが可能となる。ＩＣモジュール１６をカード基材１２に装着することで、ＩＣモジュール１６とディスプレイ１４との接続、および、ＩＣモジュールとアンテナとの接続を行うことができる。これにより、低コストで製造することができるとともにカードとしての信頼性が向上したディスプレイ付きのＩＣカードが得られる。
【００５５】
この発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、前述した実施形態において、ＩＣモジュールのカード制御用ＩＣおよびディスプレイ制御用ＩＣは、独立した２つのＩＣとしたが、これに限らず、単一のＩＣで形成してもよい。また、ＩＣモジュールに搭載されるＩＣは２つに限らず、カード機能用ＩＣとディスプレイ制御用ＩＣとの間の通信を制御する３つ目のＩＣを備えていてもよい。あるいは、別機能のＩＣがＩＣモジュールに搭載されていてもよい。また、この発明は、ＩＣカードに限定されることなく、他の形態の携帯可能電子装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１０…ＩＣカード、１２…カード基材、１４…ディスプレイ、１６…ＩＣモジュール、
１８…第１凹所、２０…第２凹所、２２…配線、３２…カード制御用ＩＣ、
３４…ディスプレイ制御用ＩＣ、３６…接続端子、３５、３７、３８…配線、
５２…アンテナ、Ｃ１〜Ｃ７…接触端子。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カード基材と、
前記カード基材上に設けられたディスプレイと、
外部装置に接続可能な通信用の入出力部と、
前記入出力部に接続されたカード制御用素子と、
前記入出力部と外部装置との通信伝送路に接続され前記ディスプレイを制御するディスプレイ制御用素子と、を備えるＩＣカード。
【請求項２】
前記カード基材に露出して設けられ、外部装置に接続可能な複数の接触端子を備え、これらの接触端子は、前記入出力部を構成する入出力端子を含んでいる請求項１に記載のＩＣカード。
【請求項３】
前記通信伝送路に伝送されるデータは、前記外部装置、前記カード制御用素子およびディスプレイ制御用素子を送信先とする送信先識別情報を含む通信フレームを備え、前記カード制御用素子およびディスプレイ制御用素子は、前記通信フレームの送信先識別情報に応じて、処理すべき通信フレームであるか否かを判定する判定部を備える請求項１又は２に記載のＩＣカード。
【請求項４】
前記通信フレームは、送信元を識別する送信元識別情報を含んでいる請求項３に記載のＩＣカード。
【請求項５】
前記送信先識別情報および送信元識別情報は、前記外部装置、カード制御用素子、ディスプレイ制御用素子ごとの固定情報である請求項４に記載のＩＣカード。
【請求項６】
前記送信先識別情報および送信元識別情報を予め記憶したメモリを備えている請求項４又は５に記載のＩＣカード。
【請求項７】
前記送信先識別情報および送信元識別情報は、可変情報である請求項４に記載のＩＣカード。
【請求項８】
前記カード基材に埋め込まれたＩＣモジュールを備え、
前記ＩＣモジュールは、基板と、この基板の上面上に形成された通信用の接触端子と、前記基板の裏面に実装され、前記接触端子に接続された前記カード制御用素子と、前記基板に設けられ、前記接触端子に接続された接続用端子と、を備え、
前記ディスプレイ制御用素子は、前記カード基材内に設けられ配線を介して前記接続用端子に接続されている請求項１ないし７のいずれか１項に記載のＩＣカード。
【請求項９】
前記カード基材に埋め込まれたＩＣモジュールを備え、
前記ＩＣモジュールは、基板と、この基板の上面上に形成された通信用の接触端子と、前記基板の裏面に実装され、前記接触端子に接続された前記カード制御用素子と、前記基板の裏面に実装され、前記接触端子に接続された前記ディスプレイ制御用素子と、前記基板の裏面に設けられ前記ディスプレイ制御用素子に接続されたディスプレイ接続用端子と、を備え、
前記ディスプレイ接続用端子は配線を介して前記ディスプレイに電気的に接続されている請求項１ないし７のいずれか１項に記載のＩＣカード。
【請求項１】
カード基材と、
前記カード基材上に設けられたディスプレイと、
外部装置に接続可能な通信用の入出力部と、
前記入出力部に接続されたカード制御用素子と、
前記入出力部と外部装置との通信伝送路に接続され前記ディスプレイを制御するディスプレイ制御用素子と、を備えるＩＣカード。
【請求項２】
前記カード基材に露出して設けられ、外部装置に接続可能な複数の接触端子を備え、これらの接触端子は、前記入出力部を構成する入出力端子を含んでいる請求項１に記載のＩＣカード。
【請求項３】
前記通信伝送路に伝送されるデータは、前記外部装置、前記カード制御用素子およびディスプレイ制御用素子を送信先とする送信先識別情報を含む通信フレームを備え、前記カード制御用素子およびディスプレイ制御用素子は、前記通信フレームの送信先識別情報に応じて、処理すべき通信フレームであるか否かを判定する判定部を備える請求項１又は２に記載のＩＣカード。
【請求項４】
前記通信フレームは、送信元を識別する送信元識別情報を含んでいる請求項３に記載のＩＣカード。
【請求項５】
前記送信先識別情報および送信元識別情報は、前記外部装置、カード制御用素子、ディスプレイ制御用素子ごとの固定情報である請求項４に記載のＩＣカード。
【請求項６】
前記送信先識別情報および送信元識別情報を予め記憶したメモリを備えている請求項４又は５に記載のＩＣカード。
【請求項７】
前記送信先識別情報および送信元識別情報は、可変情報である請求項４に記載のＩＣカード。
【請求項８】
前記カード基材に埋め込まれたＩＣモジュールを備え、
前記ＩＣモジュールは、基板と、この基板の上面上に形成された通信用の接触端子と、前記基板の裏面に実装され、前記接触端子に接続された前記カード制御用素子と、前記基板に設けられ、前記接触端子に接続された接続用端子と、を備え、
前記ディスプレイ制御用素子は、前記カード基材内に設けられ配線を介して前記接続用端子に接続されている請求項１ないし７のいずれか１項に記載のＩＣカード。
【請求項９】
前記カード基材に埋め込まれたＩＣモジュールを備え、
前記ＩＣモジュールは、基板と、この基板の上面上に形成された通信用の接触端子と、前記基板の裏面に実装され、前記接触端子に接続された前記カード制御用素子と、前記基板の裏面に実装され、前記接触端子に接続された前記ディスプレイ制御用素子と、前記基板の裏面に設けられ前記ディスプレイ制御用素子に接続されたディスプレイ接続用端子と、を備え、
前記ディスプレイ接続用端子は配線を介して前記ディスプレイに電気的に接続されている請求項１ないし７のいずれか１項に記載のＩＣカード。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１３−４０２８（Ｐ２０１３−４０２８Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３７７０８（Ｐ２０１１−１３７７０８）
【出願日】平成２３年６月２１日（２０１１．６．２１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２１日（２０１１．６．２１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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