DE10050069A1

DE10050069A1 - Anzeigeeinrichtung

Info

Publication number: DE10050069A1
Application number: DE2000150069
Authority: DE
Inventors: Arno Hohmann; Josef Strasmaier
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Priority date: 2000-10-10
Filing date: 2000-10-10
Publication date: 2002-04-18

Abstract

Es wird eine Anzeigeeinrichtung mit einem elektrisch leitenden Bauelement und einem darauf angeordneten thermochromen Material beschrieben. Das leitende Bauelement weist hierbei eine Leiterbahnstruktur mit einer lokalen Verjüngung auf, so dass durch Anlegen einer Spannung wie Erwärmung der Leiterstruktur auf eine vorgegebene Temperatur und ein Farbumschlag des thermochromen Materials nur im Bereich der lokalen Verjüngung erfolgt. Außerdem wird ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Anzeigeeinrichtung beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigeeinrichtung mit einem elektrisch leiten den Bauelement und einem darauf angeordneten thermochromen Material.

Übliche Displays sind in der Regel aufgrund ihrer Steifigkeit, Biegeempfind lichkeit und ihrer Einbaumaße nicht ohne weiteres für den Einbau in Daten träger, insbesondere in Chipkarten, geeignet. In der DE 40 03 792 A1 wird daher eine Chipkarte beschrieben, welche einen optischen Anzeigebereich in Form einer flexiblen Schicht aus thermochromen Material aufweist. Das opti sche Erscheinungsbild dieser thermochromen Schicht ist durch Wärmeein wirkung zwischen zwei Zuständen, beispielsweise transparent und opak, umschaltbar. Durch unterschiedliche lokale Erwärmung der Schicht lassen sich daher in die Schicht optisch erkennbare Informationen, beispielsweise in nicht transparenter Form in transparenter Umgebung oder umgekehrt, ein bringen. Nachdem die Schicht in einen spezifischen Zustand gebracht wor den ist, bleibt der jeweilige Zustand auch bei einem Temperaturausgleich, beispielsweise auf Raumtemperatur, bestehen. Durch entsprechendes Wie dererwärmen der Schicht ist der Prozeß reversibel, d. h. die Informationen auf der Anzeige können wieder gelöscht werden. Zum Beschreiben und Lö schen des Anzeigebereichs ist ein Chipkarten-Terminal mit einer entspre chenden Lösch- und Schreibvorrichtung vorgesehen, welche beim Schreiben bestimmte Bereiche innerhalb des Anzeigebereichs auf eine vorgegebene Temperatur erhöht, um so die unterschiedlichen Zustände auf dem Anzeige bereich zu erzeugen.

So kann beispielsweise einem Inhaber einer Chipkarte für Bankzwecke der Kontostand auf der Chipkarte angezeigt werden. Zum Löschen der Informa tion wird von der Löschvorrichtung der gesamte Anzeigebereich auf eine Temperatur erhöht, wodurch der gesamte Anzeigebereich wieder denselben optischen Zustand annimmt. Um dem Karteninhaber die Möglichkeit zu ge ben, vertrauliche Informationen, die durch die Schreibvorrichtung im Termi nal aufgebracht wurden, auch selbst wieder zu löschen, ist außerdem unter dem Anzeigebereich eine Widerstandsschicht vorgesehen. Über diese Wider standsschicht kann der gesamte Anzeigebereich erwärmt werden und somit die Information auf dem Anzeigebereich gelöscht werden. Ein Nachteil bei dieser Anzeigeeinrichtung besteht jedoch darin, dass immer eine separate Lösch- bzw. Schreibvorrichtung in einem externen Gerät, beispielsweise dem Terminal, erforderlich ist. Der Datenträger selbst kann keine Anzeige erzeu gen. Lediglich die Löschung ist über die Widerstandsschicht möglich.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kostengünstig her stellbares, flexibles Display zu schaffen, welches sich insbesondere zum Ein bau in Chipkarten und dergleichen eignet und welches direkt vom Chipmo dul der Karte angesteuert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Anzeigeeinrichtung gemäß Anspruch 1 be ziehungsweise durch ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Anzeige einrichtung gemäß Anspruch 9 gelöst.

Erfindungsgemäß ist das leitende Bauelement bei dieser Anzeigeeinrichtung nicht als einfache Widerstandsschicht, sondern als Leiterbahnstruktur mit mindestens einer lokalen Verjüngung ausgebildet. Wird die Leiterbahnstruk tur so an eine Stromquelle angeschlossen, dass durch die Leiterbahnstruktur ein Strom fließt, so erwärmt sich der verjüngte Teil gegenüber den anderen Leiterbahnteilen stärker, wodurch in dem thermochromen Abdeckmaterial ein örtlicher Farbumschlag - oder ein Umschlag zwischen transparent und nicht transparent oder umgekehrt - erzeugt wird. Durch eine geeignete Aus gestaltung der gesamten Leiterbahnstruktur und insbesondere der Lage und der Form verschiedener Verjüngungen sind beliebige Muster im ther mochromen Material erzeugbar. Eine einfache Löschung kann dadurch er reicht werden, dass dieselben Stellen wiederum auf eine zweite Temperatur erhöht werden, bei der der Farbumschlag, oder der Umschlag von transpa rent in opak oder umgekehrt, rückgängig gemacht wird.

Die beidseitig an die Verjüngung anschließenden Abschnitte der Leiterbahn struktur brauchen nicht zwangsläufig eine übliche, langgestreckte Form auf zuweisen, sondern es kann sich prinzipiell um beliebig ausgebildete Struktu ren oder sogar Flächen handeln. Wesentlich ist nur, dass die gesamte Struk tur mit den Verjüngungen und entsprechenden Anschlüssen so ausgebildet ist, dass bei Anlegen einer Spannung an die Anschlüsse Strom durch die Verjüngungen fließt und dabei nur die Bereiche um die Verjüngungen aus reichend erwärmt werden. Der Begriff Leiterbahnstruktur umfasst jede der artige Ausgestaltung und ist insoweit nicht einschränkend auf bestimmte Bahnstrukturen zu verstehen.

Eine solche Anzeigeeinrichtung wird vorteilhafterweise besonders kosten günstig und einfach mit einem drucktechnischen Verfahren erzeugt, indem zunächst die Leiterbahnstruktur auf einen Träger, beispielsweise eine Chip kartenfolie, aufgedruckt wird. Drucktechnisch erzeugte Leiterbahnstruktu ren sind vergleichsweise dünn und besonders flexibel, weshalb sich dieses Verfahren insbesondere für die Herstellung von Displays eignet. Als Materi al zum Aufdrucken der Leiterbahnstrukturen eignet sich insbesondere Leit paste. Anschließend wird die Leiterbahnstruktur vollflächig mit einem ge eigneten thermochromen Material abgedeckt, wobei auch hier vorzugsweise eine thermochrome Druckfarbe gewählt wird, die sich mit den üblichen Ver fahren auf die Leiterbahnstruktur aufdrucken lässt. Die Chipkartenfolie kann dann in einem üblichen Laminierverfahren in oder auf eine Chipkarte appli ziert werden.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Leiterbahnstruk tur so ausgebildet, dass mehrere lokale Verjüngungen einzelne Segmente ei ner Sieben-Segment-Anzeige bilden, wobei vorzugsweise die Ausbildung der Leiterbahnstruktur so gewählt ist, dass die Segmente einzeln ansteuerbar sind.

Zweckmäßigerweise wird die Ansteuerung der Anzeigeeinrichtung mit einer Steuereinrichtung angesteuert, die ohnehin in dem Gerät vorhanden ist. Bei einer Chipkarte ist dies vorzugsweise das Chipmodul bzw. ein mit dem Chipmodul verbundener Ansteuer-IC.

Vorteilhafterweise weist die Anzeigeeinrichtung außerdem eine Batterie und/oder eine photovoltaische Einrichtung (Solarzelle) auf. Bei der Verwen dung einer Solarzelle wird zweckmäßigerweise eine wiederaufladbare Batte rie als Puffer-Energiespeicher verwendet. Mit einer solchen Batterie und/oder einer Solarzelle kann die Anzeigeeinrichtung jederzeit autark, d. h. ohne externe Energiequelle, betrieben werden. Derartige Batterie- und Solar zellenmodule lassen sich problemlos in viele Datenträger, so auch in Chip karten, einbauen.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügte Zeich nung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die nachfolgend und bereits oben beschriebenen Merkmale können nicht nur in den genann ten Kombinationen, sondern auch einzeln oder in anderen Kombinationen erfindungswesentlich sein.

Insbesondere wird darauf hingewiesen, dass auch Merkmale, die nur bezüg lich der Anzeigeeinrichtung beschrieben werden, auch in Verbindung mit dem Verfahren zur Herstellung einer Anzeigeeinrichtung erfindungswe sentlich sein können und umgekehrt.

Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemä ßen Anzeigeeinrichtung, wobei die thermochrome Abdeckschicht der besse ren Übersichtlichkeit wegen nur halbseitig dargestellt ist.

Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Leiterbahn struktur 3 so ausgebildet, dass mehrere lokale Verjüngungen 4 einzelne Segmente einer typischen Sieben-Segment-Anzeige 7 bilden, welche Bestand teil einer nicht näher dargestellten Chipkarte ist, wie deutlich zu sehen ist, werden die einzelnen Segmente der Anzeige 7 jeweils durch Leiterbahnab schnitte mit einer Breite d, gebildet, welche an beiden Enden an Leiterbahnen 5 mit der Breite d2 angebunden sind. Der Unterschied zwischen den Breiten d1, d2 der Verjüngungen 4 und der übrigen Leiterbahnen 5 ist derart ge wählt, dass der Widerstand in den Verjüngungen 4 im Verhältnis zu dem Widerstand in den übrigen Leiterbahnen 5 so groß ist, dass beim Durchleiten von Strom ein ausreichender Temperaturunterschied zwischen dem Bereich um die Verjüngungen 4 und den Bereichen um die übrigen Leiterbahnen 5 gegeben ist. Dadurch werden beim Durchleiten von Strom nur Bereiche um die Verjüngungen 4 auf eine Temperatur aufgewärmt, bei der die gewünsch te Zustandsänderung des thermochromen Materials 2 erreicht wird.

Die gesamte Leiterbahnstruktur 3 ist hier so ausgebildet, dass die einzelnen Segmente einzeln ansteuerbar sind, d. h. jede Verjüngung 4 ist beidseitig mit daran anschließenden separaten Leiterbahnen 5 versehen, die jeweils seitlich zu Anschlüssen 6 weitergeführt werden. Diese Anschlüsse 6 werden dann auf geeignete Weise von einer im Chip der Chipkarte implementierten Steu ereinrichtung mit einer Spannungsquelle beschaltet, so dass durch die aus gewählten Leiterbahnen 4, 5 ein Strom fließt und die gewählten Verjüngun gen 4 auf eine vorgegebene erste Temperatur aufgeheizt werden, wodurch genau an diesen Positionen der optische Zustand der darüber aufgedruckten thermochromen Schicht verändert wird. Mit einer solchen Sie ben-Segment-Anzeige 7 lassen sich daher beliebige Zahlen auf der Anzeige einrichtung 1 darstellen. Zum Löschen bzw. Verändern der dargestellten In formationen werden die jeweiligen Verjüngungen 4 wieder auf eine entspre chende Temperatur gebracht, um die Zustandsänderung rückgängig zu ma chen oder um den Zustand von Bereichen um die anderen Segmente zu ver ändern.

Mehrere solcher Leiterbahnstrukturen 3 können parallel verwendet werden. Das heißt, es können auf diese Weise auch Anzeigebereiche mit mehreren unabhängig steuerbaren Sieben-Segment-Anzeigen 7 aufgebaut werden.

Ein solches erfindungsgemäßes Display ist ausreichend flexibel zur dauern den Verwendung auf einer Chipkarte, da sowohl die Leiterbahnstruktur als auch die thermochrome Schicht flexibel sind. Das Display kann mit den übli chen Fertigungsmethoden der Kartentechnologie kostengünstig hergestellt werden. Chipkarten werden ohnehin üblicherweise aus mehreren miteinan der verbundenen Schichten aufgebaut. Daher ist die Einfügung der zur Her stellung eines erfindungsgemäßen Displays nötigen Fertigungsschritte - Aufdrucken einer Leiterbahnstruktur und Aufdrucken einer weiteren Deck schicht aus thermochromer Druckfarbe - in den Fertigungsprozeß ohne grö ßeren Kostenaufwand möglich. Auch die Kontaktierung der Anschlüsse zu einer Steuereinrichtung bzw. zur Spannungsquelle ist unproblematisch, da Steuereinrichtung (Chipmodul) und Spannungsquelle mit zugehörigen Ver bindungsleitungen bereits für andere Zwecke Bestandteil von Chipkarten sind.

Bezugszeichenliste

1

Anzeigeeinrichtung

2

thermochromes Material

3

Leiterbahnstruktur

4

Verjüngung

5

Leiterbahn

6

Anschluss

7

Sieben-Segment-Anzeige
d₁

Breite der Verjüngung
d₂

Breite der Leiterbahn

Claims

1. Anzeigeeinrichtung (1) mit einem elektrisch leitenden Bauelement und einem darauf angeordneten thermochromen Material (2), dadurch gekenn zeichnet, dass das leitende Bauelement eine Leiterbahnstruktur (3) mit min destens einer lokalen Verjüngung (4) aufweist.

2. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnstruktur (3) zumindest teilweise aus flexiblem, vorzugsweise drucktechnisch aufbringbaren Material gebildet ist.

3. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das thermochrome Material (2) eine thermochrome Druckfarbe ist.

4. Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die Leiterbahnstruktur (3) so ausgebildet ist, dass mehrere lo kale Verjüngungen (4) Segmente einer Sieben-Segment-Anzeige (7) bilden.

5. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnstruktur (3) so ausgebildet ist, dass die die Segmente bildenden Verjüngungen (4) einzeln ansteuerbar sind.

6. Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Batterie und/ oder eine photovoltaische Einrichtung.

7. Datenträger mit einer Anzeigeeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche.

8. Datenträger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Daten träger eine Chipkarte umfasst.

9. Verfahren zur Herstellung einer Anzeigeeinrichtung (1), bei dem auf ei nem Träger ein elektrisch leitendes Bauelement angeordnet wird und darauf ein thermochromes Material (2) aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Bauelement als Leiterbahnstruktur (3) mit mindestens einer lokalen Verjüngung (4) ausgebildet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter bahnstruktur (3) zumindest teilweise auf einen Träger aufgedruckt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das thermochrome Material (2) über die Leiterbahnstruktur (3) auf dem Träger aufgedruckt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Träger eine Chipkartenfolie verwendet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Chip kartenfolie in eine Chipkarte integriert und die Leiterbahnstruktur (3) mit ei nem Chip der Chipkarte elektrisch leitend verbunden werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in die Chipkarte eine Stromquelle integriert und mit dem Chip und der Leiterbahn struktur (3) elektrisch leitend verbunden wird.