JP5841092B2 - デジタル・ディスプレイを有するカード - Google Patents

Description

本発明は、電子ディスプレイを組み込んだカードに関する。この電子ディスプレイは、一般的に電子データを処理する回路に関連する。別の変形例においては、ユーザにある機能を活性化させるようなスイッチ或いはセンサーに関連する。

電子ディスプレイは、様々なコードあるいは他のデータを表示し、これにより銀行のカードのセキュリティを増加させ、カードへの安全を確保したアクセスを提供する。例えば、カード内に電子ディスプレイを組み込む場合には、そのカードがディスプレイ上方で透明な場合には、製造時の制約がある。この電子ディスプレイのモジュールは、本発明によれば、カード内に配置される。斯くして、ディスプレイ・モジュールは、少なくとも一つの追加的な外側の保護層でカバーされる。

様々な電子要素を組み込んだカードを製造する一方法によれば、電子要素は、レジン内に埋設される。このレジンが、カードのコア即ち中間層を形成する。特許文献１は、この種のカードの製造方法を開示する。平坦且つ均一な表面を有するコアを得るために、カード内に組み込まれた全ての電子要素を、コーティングすることが好ましい。かくして電子ディスプレイをレジン・コーティングするのが好ましい。この後者の方法においては、レジンは少なくともディスプレイ領域で透明でなければならない。レジンが透明であることにより、高品質の印刷を得るためには、問題が生じる。特にディスプレイが現れる上部表面に２つの問題が発生する。第１に、透明な層の上にパターンをプリントすることにより、色の強度とコントラストの両方が悪くなる。その結果色は不透明になる。第２に、透明なコア内に様々な電子要素が存在することにより、コアにより反射される光が変わり、この結果コアの表面上に暗い領域が現れる。パターンがプリントされるサポート部分は、斯くして光学的に均一でなくなる。その結果、コントラストと色強度の変動が、最終カードの上部表面で起きる。

ヨーロッパ特許第０５７０７８４号明細書

上記の問題を解決するために、従来のカードの製造方法においては、明るい色好ましくは白色のインク又はニスを、カードのコアに対し印刷されたパターンの下に、シルクスクリーンプリント技術で、配置する。その結果、インク又はニスの薄い層は、ある厚さを有することになる。この方法により製造された二種類のカードを、図１，２に示す。

図１のカード２はコア４から形成される。このコア４は、電子ユニット８と電子ディスプレイ１０とを組み込む。電子ユニット８と電子ディスプレイ１０は、透明なレジン６内に埋設される。このレジン６がコア４を構成する。このコア４は、カードの製造の第一ステップで形成される。コア４は、従来公知の技術、特にプレス方法又はレジンをモールド内に注入する方法で、形成される。次に透明外側フィルム１２をコア４の上部表面側に配置する。このコア４の内側表面にはパターン１４がプリントされる。高品質のプリンティング即ち高精細のプリントを得るために、プリントされたパターン１４は、オフセット印刷技術により得られる。その後この従来方法によれば、インク／ニス層１６がパターン１４の上にプリントされる。このインク／ニス層１６は、好ましくは白色で、透明外側フィルム１２の底部全体に伸びるが、電子ディスプレイ１０上方の表示領域を除く。斯くして、インク／ニス層１６がウインドウを形成する。このウインドウを介して電子ディスプレイ１０が見える。

同様に、透明フィルム１８が、カード２の底部表面側に配置される。透明フィルム１８の上部表面上にパターン２０がプリントされる。このパターン２０は、インク／ニス層２２でカバーされる。このインク／ニス層２２も、シルクスクリーン印刷で形成される。インク／ニス層１６，２２は、様々な印刷技術で堆積（形成）できる。

図２に示す変形例によるカードはコア２４を有する。このコア２４は、レジン等の材料２６により形成される。図２のコア２４が図１のコア４と異なる点は、電子ディスプレイ１０の上部表面がコア２４の上部表面と面一となる点である。前記の変形例とは異なって、レジン等の材料２６は、ここでは透明である必要はない。レジン等の材料２６は、プレス装置又は注入モールド装置で、液体の形態で追加される。これは図１のコア４と同様である。コア２４の別の製造方法においては、電子ディスプレイ１０は、ハウジングを形成するシェル内或いはコア２４を形成する層の開口内に挿入される。このコア２４は、ラミネーション又はプレス、ボンディングにより組み立てられた一つ或いは複数の層から形成される。プリンティング・パターン１４用に平坦で均一の支持部材を形成するために、プリント・フィルム３０は、コア２４の上部表面に配置される。インク／ニス層１６は、プリント・フィルム３０の上部表面に配置され、電子ディスプレイ１０用のウインドウが形成される。パターン１４は、インク／ニス層１６の底部にオフセット印刷技術でプリントされる。透明な外側フィルム１２が、その後プリント・フィルム３０に組み立てられる。薄い接着層或いはレジンが、プリント・フィルム３０と透明外側フィルム１２の間に配置されて、その間の接着性を向上させる。インク／ニス層２２の底部表面側に、不透明層３２がコア２４に当たって配置され、このコア２４の底部表面上にパターン２０がプリントされる。その後パターン２０は、透明フィルム１８と、薄い接着層３６でカバーされる。

インク／ニス層２２の厚さに関連する問題以外に、本発明を実施しようとすると、従来のカードの実施例は、上記した問題を効率的に解決しているわけではない。即ち、コントラスト比の低下の問題と色強度の低下の問題が、透明な層の存在故に、プリントされたパターン１４の後のフィルムの存在故に発生する。この２つの主要な問題は、図１と２の実施例でも現れる。

第一に、プリント技術によりインク／ニス層１６を堆積することは、完全に不透明なバックグラウンドを提供できない。様々な実験結果によれば、特にシルクスクリーン印刷により複数の層を堆積（印刷）することが、高品質のカードに満足すべき外観を提供する不透明なバックグラウンドを得るのに必要である。さらに、このような不透明な層１６を生成することのできるインク又はニスは、２つの要素を有する。このようなインク又はニスは、比較的長い乾燥時間が必要であり、これにより幾つかの製造上の問題が生じる。斯くして、不透明なバックグラウンドを形成するために、ニス又はインクの複数の層をプリントする即ち堆積するのに必要な時間は、かなり長くなる。このことは、複数回インク又はニスをプリントするために、乾燥する間貯蔵しておかなければならないという問題が生ずる。このことは大きな保管場所が必要となり高価な製造方法となる。この保管は、プリントされたフィルムはこの乾燥期間の間接触してはならない為に、簡単なことではない。

第二の問題点は、最終のカード内の透明外側フィルム１２の接着性の問題である。オフセット印刷技術により形成されたパターン１４は、透明なプラスティック・フィルム１２への接着性が悪い。この透明外側フィルム１２への接着性を改善するために、パターン１４は、薄い接着層又は透明なプラスチックフィルムに十分接着するレジンで、カバーしなければならない。カードの底部層である不透明層３２と透明フィルム１８は、パターン２０とそれらの間の接着層３６により互いにラミネートされると、不透明層３２と透明フィルム１８の間の接着性は十分となる。これは、接着層３４がプリントされたパターンを若干貫通して、パターン２０がプリントされる層又はフィルムとの固定ポイントの大きさを増加させるためである。言い換えると、パターン２０はパターン２０への接着剤を十分貫通して、２つのプラスチックフィルム（層）の間の実際の接着インターフェイスを形成する。同様な効果は、図１のカードと同様なカード（プリントされたパターン１４とパターン２０のみが提供される）の場合にも見られる。透明フィルム（層）１２と１８に十分接着するレジン６を選択することにより、これ等の層１２と１８は、コア４に十分接着することになる。その理由は、レジン６は、カードのラミネーション組立の間、若干パターン１４と２０を貫通するからである。斯くして底部層が存在することにより、接着層或いはレジンへのバリヤを形成する。その結果、それらは、カード内の透明外側フィルム１２と、カード２内の透明フィルム１８の適正な接着性を確保しない。

図１，２に示した従来の解決方法の問題点を鑑みると、本発明の目的は上記した問題点を解決することである。本発明により、その中に電子ディスプレイを組み込んだカードを提供でき、高度な印刷技術でプリントされたパターンを上部表面に有するカードを提供できる。

本発明のカードのコア内に電子ディスプレイを有するカードは、前記コアの上方に、プラスティック材料層を有する。前記プラスティック材料層の第１部分は、不透明材料で形成され、前記プラスティック材料層のディスプレイ部分は、前記電子ディスプレイの上方に配置され、透明材料で形成される。

本発明の変形例においては、プラスチック層がプリント用のサポート部材即ち基板を形成して、プラスチック層の不透明な部分上に、少なくとも１つのプリントされたパターンを提供する。好ましくはこの不透明材料は白色である。

本発明の他の変形例においては、プラスチック層は、不透明材料からなるシートから形成される。このシート内に開口が上記のディスプレイ領域に形成される。透明なプレートがこの開口に配置される。プレートの厚さは不透明シートの厚さにほぼ等しい。

従来の方法により形成されたカードの縦方向の断面図。 従来の方法により形成されたカードの縦方向の断面図。 本発明の方法により形成されたカードの縦方向の断面図。 本発明の方法により形成されたカードの他の実施例の縦方向の断面図。 図３，４のカードを形成する際の穴のあいた不透明シートを表す図。 透明な材料で充填されたウインドウを有するプリントされた不透明なシートの第１変形例を表す図。 図３に示すカードの一部が、特定の製造方法により形成される方法を表す図。

図３は本発明のカードの一実施例を示す。このカード３８はコア４を有する。これは図１のカード２のコアと類似する。このコア４内に、電子ユニット８と電子ディスプレイ１０が埋設される。コア４は透明なレジン６で形成される。このレジン６は電子ディスプレイ１０をカバーする。斯くして電子要素はレジン６内にコートされる或いは埋設される。これにより２つの平坦な表面を有するコンパクトなコア４を規定する。このコアの他の変形例においては、電子要素のみがレジンでカバーされ、レジンがコア全体をカバーすることはない。

プラスティック材料層４０は、大きな面積を占める部分である不透明材料部分（特許請求の範囲の第１部分）４２と透明材料部分（特許請求の範囲のディスプレイ部分）４４で形成される。プラスティック材料層４０は、コア４の上で、電子ディスプレイ１０の上方に配置される。その結果、電子ディスプレイ１０はカード３８外から見ることができる。プラスティック材料層４０の不透明材料部分４２は、不透明材料好ましくは白色で形成される。１個の開口４６が透明材料部分４４で充填される。開口４６は、電子ディスプレイ１０の上方のディスプレイ領域内の不透明材料部分４２により規定されるが、開口４６はウインドウを規定する。その寸法は、電子ディスプレイ１０のキャラクタ、番号、他のパターンのディスプレイに使用される部分のみが見える程度である。透明材料部分４４の厚さは不透明材料部分４２のそれとほぼ等しい。斯くして開口４６の外側で、プラスティック材料層４０は、完全に不透明な明るい色のバックグラウンドを規定する。これはプラスティック材料層４０の上部表面にパターン１４をプリントするためである。パターン１４はオフセット印刷技術によりプリントされる。透明外側フィルム１２は、プラスティック材料層４０の上に接着層３４を用いて配置される。これにより透明外側フィルム１２が、プラスティック材料層４０に適正に接着するようになる。上記したように、パターンをプリントする場合には、特にオフセットプリント装置で印刷する場合には、接着層３４がプラスティック材料層４０と透明外側フィルム１２の間の接着界面を規定する。従来技術にインク／ニス層２２で述べた問題点は、斯くして本発明のカード３８により解決される。

カードの底部表面上に高品質のプリントを有する上下対称なカードを得るために、不透明層３２が追加される。この不透明層３２の底部表面にパターン２０がプリントされる。次に透明外側フィルム（層）１８が、接着層３６によりコーティングされているが、不透明層３２に当てて追加される。この全体の組立をプレス或いはラミネーティングローラを用いてラミネートしてその組立を完成させる。斯くして電子ディスプレイをカード内に組み込んだカードが得られ、電子ディスプレイは、透明な層を介して見ることができ、ディスプレイ領域の外側に非常に良好なコントラストと良好な色特色を有する厚い不透明な層の上にプリントすることができる。カードの底部表面或いはカードの両側に、電子ディスプレイを有することもできる。

図４のカード４８は、図２のカードのコアに類似するコア２４を形成する変形例である。コア２４の上部表面にプラスティック材料層４０が配置される。このプラスティック材料層４０の部分４２は、不透明材料で形成される。電子ディスプレイ１０の上方のディスプレイ領域において、プラスティック材料層４０は、透明材料製の部分４４を有する。プリントされたパターン１４が、不透明材料の部分４２の上に配置される。プラスティック材料層４０は透明外側フィルム１２でカバーされる。この変形例においては、プラスティック材料層４０と透明外側フィルム１２との間に接着層は存在しない。他の変形例においては、接着インターフェイスとして機能するフィルムを、プラスティック材料層４０と透明外側フィルム１２の間に、配置してもよい。薄いレジン又は接着層を、プラスティック材料層４０とコア２４の間に配置して、プラスティック材料層４０を電子ディスプレイ１０に十分接着させることもできる。この薄い接着層は、コア２４に組み立てる（取り付ける）前に、プラスティック材料層４０の底部表面上に形成するのがよい。この薄い接着層は、別の構成として、予めコア２４の上部表面上に堆積するか、或いはプラスティック材料層４０とコア２４の間に、薄いシートの形態で追加配置してもよい。この他の様々な実施例は、プラスティック材料層４０と透明外側フィルム１２の間に、薄い接着層或いはレジンの層を配置することもできる。

パターン１４は、本発明の変形例においては、透明外側フィルム１２の底部表面にプリントすることができる。この透明外側フィルム１２を、その後パターン１４が不透明材料部分４２に向かい合うように、配置することもできる。

コア２４の底部表面の側に、不透明層３２と透明フィルム１８が、それらの間にプリントされたパターン２０を挟んで、配置してもよい。パターン１４と２０を保護できる他の透明材料で置換してもよい。

透明なラッカー層で、透明な外側フィルム１２，１８を置換してもよく、更に、プリントされたパターン１４，２０を保護する透明な他の層を置換してもよい。

図５は、プラスティック材料層４０を形成するのに用いられる穴４６のあいたシート５０を示す。これはバッチ処理で製造される複数のカード用である。カードの外形５８は点線で示す。これは、バッチから最終製品のカードを切断した後に得られるものである。シート５０は、各カードに対し開口４６を有する。大きな面積を占める部分４２は、シート５０の不透明材料特にＰＶＣから形成される。パターン１４は、開口４６を製造する前又はこの作業の後の何れかの時点で、このシート上にプリントされる。予めプリントしておくことにより、各カードに提供される開口を完全に囲むプリントされたパターンを提供できる。

図６は中間生成品５２を示す。この中間生成品５２は、本発明によるカードの製造方法の第一の実施で製造されたものである。

中間生成品５２は、図５に示すシート５０から形成される。このシート５０は、対応する複数のカードの複数の不透明材料部分４２を有する。シート５０の開口４６内に透明材料部分４４がある。この透明材料部分４４は、不透明材料部分４２と同一の厚さで、平坦な構造を規定する中間生成品５２を形成する。複数のパターン１４が、シート５０の上部表面上にプリントされる。透明材料部分４４は、透明なシートから切り離されたプレート４４を開口４６内に挿入することにより、形成される。透明材料部分４４は、他の方法によっても得ることができる。

当業者は様々な組み立て技術を用いて、透明材料部分であるプレート４４を製造されたカードのコアにラミネートするステップまで、その場所に保持することができる。例えば、数カ所の溶接スポットを、簡単な加熱ツールチップを用いて、開口４６のエッジに形成することもできる。プラスチック材料が局部的に溶けて、これにより溶接スポットを形成し、プレート４４をシート５０に組み立てる。これ等の溶接スポットは、シート５０の底部表面（即ちプリントされた表面の反対側）に形成するのが好ましい。しかしこれ等の溶接スポットは、特に、プリントがその後に行われた場合には、プリントされた表面の側に注意深く形成することもできる。プレート４４を接着剤で結合することもできる。プレート４４をその場所に留めておくボンディングステップは、接着層を中間生成品５２の底部表面又は上部表面に堆積するステップと組み合わせて、行うこともできる。透明材料部分であるプレート４４は、ラミネーティング・ステップで、穴のあいたシート５０に組み立ててもよい。このラミネーションは、上記したスポット組み立てに加えて、行ってもよい。斯くして、加熱により、プレートの側面を開口４６の壁に少なくとも部分的に溶接し、平坦で均一の層を形成する。この層を、その後低温でカードを形成する方法に用いることもできる。

中間生成品５２は、不透明なシートを透明なプレートに組み立てた後に、パターン１４をプリントする方法にとって、特に好ましい。これは、プリンティングが、その後部分的に透明なプレートをカバーするからである。

透明材料部分４４は、本発明によりカードを製造する別の方法においては、透明な材料を開口４６を介して注入することにより、得ることもできる。

図７は、本発明によるカードの製造方法の第二の実施例で得られた別の中間生成品５４の断面図である。中間生成品５４を得るために、不透明なシート５０を最初にプリントして、複数のパターン１４を得る。その後、接着層３４でカバーされた透明外側フィルム１２を、パターン１４の側でシート５０に当てて配置する。その後シート５０を透明外側フィルム１２に組み立てる。ハウジングが、底部に接着層３４を有する開口４６により形成される。透明材料部分４４がその後開口４６内に挿入され、透明外側フィルム１２に局部的に加熱した接着層を介して、固定される。中間生成品５４が斯くして得られる。この中間生成品５４を、その後コア４又は２４に組み立てて、本発明のカードを得る。この中間製品は、接着層無しでも得ることができる。後者の場合、一時的な組立を、開口のエッジ上の一方の側或いは他方の側或いはそのセンタで、溶接スポットを介して、プレートを透明外側フィルム１２に溶接することにより達成される。好ましくは、斯くして得られた組立体を、その後ラミネートして平坦で多層の構造体を得る。この組立体には、透明なプレートの一時的な組立の際てる際に発生するスロットやマークは存在しない。

コアが前のステップで形成されずに、カード全体が形成されるのと同時に形成される方法においては、その後中間生成品５４を上部の多層の構造体として用い、これをラミネーティング装置（平坦なプレス又はローラ）内で、粘性液状のレジン上に配置する。これにより、電子要素を組み込んだ中央コアを形成する。底部シート又は多層の構造体がラミネーティング装置で添加されたレジンの下に配置される。予め組み立てられた層１８，３２は、図３，４に示すように、底部の多層構造体を形成してもよい。上部と底部の多層構造体は、高温でラミネートされるが、カード全体は、最終的に低温或いは大気温度で形成され、加熱による電子要素の損傷を防ぐ。

プラスティック材料層４０の透明材料部分４４は、様々な光学的機能特に偏光機能又はフィルター機能を有し、様々な処理特に反射防止処理が施される。本発明の好ましい実施例においては、この透明な部分がフレネルレンズを規定し、これにより拡大鏡の効果を提供する。これ等の機能又は光学的な処理を用いて、電子ディスプレイを読み易くする。又これ等は或る美的な外観を呈するのに用いる事もできる。

以上の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。特許請求の範囲の構成要素の後に記載した括弧内の番号は、図面の部品番号に対応し、発明の容易なる理解の為に付したものであり、発明を限定的に解釈するために用いてはならない。また、同一番号でも明細書と特許請求の範囲の部品名は必ずしも同一ではない。これは上記した理由による。用語「又は」に関して、例えば「Ａ又はＢ」は、「Ａのみ」、「Ｂのみ」ならず、「ＡとＢの両方」を選択することも含む。特に記載のない限り、装置又は手段の数は、単数か複数かを問わない。

２ カード
４ コア
６ レジン
８ 電子ユニット
１０ 電子ディスプレイ
１２ 透明フィルム
１４ パターン
１６ インク／ニス層
１８ 透明フィルム
２０ パターン
２２ インク／ニス層
２４ コア
２６ レジン等の材料
３０ プリント・フィルム
３２ 不透明層
３４ 接着層
３６ 接着層
３８ カード
４０ プラスティック材料層
４２ 不透明材料部分
４４ 透明材料部分
４６ 開口
５０ シート
５２ 中間生成品
５４ 中間生成品

Claims (7)

1. そのコア（４，２４）内に複数の電子ディスプレイ・ユニット（１０）を有するカード（３８，４８）を大量生産する際の中間生成品（４０，５２，５４）において、
   前記中間生成品（４０，５２，５４）は、複数の開口（４６）を有する不透明なプラスティック材料シート（４２）で形成され、
   前記複数の開口（４６）は、前記複数の電子ディスプレイ・ユニット（１０）用の複数のウインドウを規定し、
   複数の透明材料部分（４４）が、前記複数の開口（４６）内にそれぞれ配置され、前記不透明なプラスティック材料シート（４２）に組み込まれる
   ことを特徴とするカードを大量生産する際の中間生成品。
2. 前記複数の透明材料部分（４４）の各透明材料部分は透明なプレートで形成され、前記透明なプレートが、前記複数の開口（４６）の各開口内に配置される
   ことを特徴とする請求項１記載の中間生成品。
3. 複数のプリントされたパターン（１４）が、前記不透明なプラスティック材料シート（４２）表面に配置されており、
   透明なフィルム（１２）が、前記不透明なプラスティック材料シート（４２）の前記複数のプリントされたパターン（１４）が配置されている側に配置されている
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の中間生成品。
4. 接着層（３４）が、前記透明なフィルム（１２）と前記透明材料部分（４４）が開口（４６）内に配置された不透明なプラスティック材料シート（４２）との間に配置されている
   ことを特徴とする請求項３記載の中間生成品。
5. 請求項２記載の中間生成品（４０，５２，５４）を製造する方法において、
   （Ａ）複数の透明なプレート（４４）を形成するステップと、
   （Ｂ）前記（Ａ）ステップで形成された複数の透明なプレート（４４）を、プラスティック材料シート（４２）の開口（４６）内に配置するステップと、
   （Ｃ）前記複数の透明なプレートを前記開口（４６）内に、溶接方法、接着方法、積層方法のいずれかにより、保持するステップと
   を有し、
   前記（Ｃ）ステップの溶接方法、接着方法、積層方法のいずれかにより、前記各透明なプレート（４４）の側面が対応する前記開口（４６）の側面に取り付けられる
   ことを特徴とする請求項２記載の中間生成品を製造する方法。
6. 請求項４記載の中間生成品（４０，５２，５４）を製造する方法において、
   （Ａ）複数の透明なプレート（４４）を形成するステップと、
   （Ｂ）前記（Ａ）ステップで形成された透明なプレート（４４）を、プラスティック材料シート（４２）の開口（４６）内に配置するステップと、
   （Ｃ）接着層（３４）が付着した透明なフィルム（１２）を、前記（Ａ）−（Ｂ）ステップで形成したプラスティック材料シート（４２）の面に当てて配置するステップと
   を有し、
   前記接着層（３４）が、前記透明なプレート（４４）を対応する前記開口（４６）内に保持する
   ことを特徴とする請求項４記載の中間生成品を製造する方法。
7. 前記（Ｃ）ステップの前に、
   （Ｘ）前記不透明なプラスティック材料シート（４２）の面に複数のパターンを印刷するステップ
   を更に有する
   ことを特徴とする請求項５又は６記載の方法。

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