(57)【要約】【課題】圧電素子を内蔵するＩＣカードにおいて、該圧電素子が発生する電力を増加させることが可能な技術を提供する。【解決手段】ＩＣカード２０は、ＩＣ部１と、アンテナ部２と、圧電素子部３と、表示部４とを搭載し、ＩＣカード２０には、その内部に圧電素子部３が変形する空間部５が設けられる。圧電素子部３は、圧電部材と、この圧電部材を挟み込む一対の電極を有して構成され、指で押されるなどして矢印Ａで示される方向から圧力が加わると、空間部５内に向かって撓むように変形する。このように圧電素子部３が変形すると、圧電部材が分極を起こして電荷（＋、−）が発生し、これを挟み込んだ一対の電極に電力が発生する。そして、発生した電力がＩＣ部１や表示部４に供給される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変形により発電する圧電素子部と、前記圧電素子部が発生させた電気により駆動され、情報を表示する表示部とを備えたＩＣカードであって、その内部に前記圧電素子部が変形可能な空間部を有することを特徴とするＩＣカード。
【請求項２】
前記空間部は、前記ＩＣカードを構成する基板に設けられた第１凹部と、前記第１凹部を塞ぐように配置された前記圧電素子部とにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＩＣカード。
【請求項３】
前記圧電素子部は、圧電部材とこの圧電部材を挟み込む一対の電極とが前記ＩＣカードの厚み方向に積層され、前記空間部内で、前記ＩＣカードの厚み方向に変形可能に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のＩＣカード。
【請求項４】
前記空間部には、前記基板よりも変形し易い軟質材が充填されていることを特徴とする請求項２または３に記載のＩＣカード。
【請求項５】
前記圧電素子部と対向する前記第１凹部の底部には、前記圧電素子部に向かって突出する突起部が設けられていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のＩＣカード。
【請求項６】
前記圧電素子部は、前記ＩＣカードの厚み方向に凹凸を有する波状の圧電部材とこの圧電部材を挟み込む一対の電極とを有して構成され、
前記一対の電極は、波状の前記圧電部材の凸領域に沿って選択的に設けられた第１電極と、この第１電極と前記圧電部材を挟んで対向し、波状の前記圧電部材の凹領域に沿って選択的に設けられた第２電極とを有していることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のＩＣカード。
【請求項７】
前記圧電素子部は、圧電部材とこの圧電部材を挟み込む一対の電極とを有して構成され、さらに前記ＩＣカードの厚み方向に突出する第１凸部を有していることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のＩＣカード。
【請求項８】
前記圧電素子部と対向する前記第１凹部の底面には、さらに第２凹部が形成されており、
前記第２凹部の開口面の角部を支点として回動可能なように支持された板部材を備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のＩＣカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子を備えたＩＣカードに関し、特に内蔵する圧電素子が発生させた電気により駆動される表示部を有するＩＣカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣカードは、カード内部に集積回路（ＩＣチップ）を搭載することにより、ＩＤ情報や使用状況（使用度数、残額など）に関する情報を記憶保持するとともに、カードの使用に伴い必要となるデータ処理を行う。こうしたＩＣカードには、内蔵する圧電素子に圧力を加えて発生する電力を利用してＩＣチップを動作させるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１２は、特許文献１に記載された圧電素子を内蔵する従来のＩＣカードの概略図である。図１２（Ａ）はＩＣカードの概略平面図であり、図１２（Ｂ）はＩＣカードの厚さ方向の概略断面図である。
【０００４】
ＩＣカード１００は、図１２（Ａ）に示すように、ＩＣチップ９１と、通信用アンテナ９２と、圧電素子９３とを搭載する。ＩＣチップ９１は、通信用アンテナ９２と圧電素子９３にそれぞれ接続される。
【０００５】
圧電素子９３は、図１２（Ｂ）に示すように、圧電部材９４と、この圧電部材９４を挟み込む一対の電極９５ａ、９５ｂとで構成される。そして、ＩＣカード両面から指で挟んで押すといった動作により圧電素子９３に圧力を加えることで、圧電素子９３は、ＩＣチップ９１の電源として働く。すなわち、ＩＣカード１００の圧電素子９３が搭載された部分に、矢印Ａで示される方向から圧力が加わると、圧電部材９４が分極を起こして電荷（＋、−）を発生する。そして、これを挟み込んだ一対の電極９５ａ、９５ｂに電力が発生し、これがＩＣチップ９１に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３１１２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のＩＣカード１００では、圧電素子９３が内部に設置された状態で、カード両面から圧力によって圧電部材９４を押しつぶして変形させ、これにより圧電部材９４の分極を引き起こしていた。しかしながら、このような圧電部材９４の変形には物理的な限界があり、一度の変形で十分な電力（ＩＣチップ９１の動作を持続させるのに必要な電力）を発生することが困難であった。さらに、近年のＩＣカードには、ＩＣチップに記憶された情報（例えば、使用状況）を表示する表示部をさらに備えるものがあり、記憶された情報を随時確認できるようすることが求められている。こうした表示部を備えるＩＣカードの場合には、圧電素子によって十分な電力が発生しないと、表示部に情報の表示が行われてもすぐに消えてしまうなど、情報の表示を保持できないという問題が生じる。
【０００８】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧電素子を内蔵するＩＣカードにおいて、該圧電素子が発生する電力を増加させることが可能な技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のある態様は、ＩＣカードである。当該ＩＣカードは、変形により発電する圧電素子部と、圧電素子部が発生させた電気により駆動され、情報を表示する表示部とを備えたＩＣカードであって、その内部に圧電素子部が変形可能な空間部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、圧電素子を内蔵するＩＣカードにおいて、該圧電素子が発生する電力を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（Ａ）第１実施形態のＩＣカードの概略平面図、（Ｂ）図１（Ａ）のＸ−Ｘ線に沿ったＩＣカードの概略断面図。
【図２】第１実施形態のＩＣカードを構成する圧電素子部の概略断面図。
【図３】第１実施形態のＩＣカードの構成を説明するための分解断面図。
【図４】第２実施形態のＩＣカードの概略断面図。
【図５】（Ａ）第２実施形態のＩＣカードを構成するコア層の概略平面図、（Ｂ）図２（Ａ）のＸ−Ｘ線に沿ったＩＣカードの概略断面図。
【図６】第３実施形態のＩＣカードの概略断面図。
【図７】第３実施形態のＩＣカードの構成を説明するための分解断面図。
【図８】第４実施形態のＩＣカードの概略断面図。
【図９】（Ａ）第４実施形態のＩＣカードを構成する圧電素子部の概略斜視図、（Ｂ）図９（Ａ）のＹ−Ｙ線に沿った圧電素子部の概略断面図。
【図１０】（Ａ）第５実施形態のＩＣカードを構成する圧電素子部の概略斜視図、（Ｂ）図１０（Ａ）のＹ−Ｙ線に沿った圧電素子部の概略断面図。
【図１１】第６実施形態のＩＣカードの構成の一例を示すブロック図。
【図１２】（Ａ）圧電素子を内蔵する従来のＩＣカードの概略平面図、（Ｂ）ＩＣカードの厚さ方向の概略断面図。
【図１３】（Ａ）は第７実施形態のＩＣカードの断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のコア層（Ｚ領域）の上面図である。
【図１４】圧電素子部を押圧した場合のコア層の断面図である。
【図１５】第８実施形態のＩＣカードの構成を示す断面図である。
【図１６】（Ａ）〜（Ｃ）は圧電素子部を長手方向に沿って連続して押圧した場合における板部材の動作を示す図である。
【図１７】（Ａ）は第９実施形態のＩＣカードの断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のコア層の断面図である。
【図１８】第１０実施形態のＩＣカードの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を好適な実施形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は第１実施形態のＩＣカードの概略図である。図１（Ａ）はＩＣカードの概略平面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＸ−Ｘ線に沿ったＩＣカードの概略断面図である。図２は第１実施形態のＩＣカードを構成する圧電素子部の概略断面図である。
【００１４】
第１実施形態のＩＣカード２０は、図１に示すように、ＩＣ部１と、アンテナ部２と、圧電素子部（圧電素子）３と、表示部４とを搭載する。そして、ＩＣカード２０には、そ
の内部に圧電素子部３が変形可能な空間部５が設けられる。
【００１５】
ＩＣ部１は、ＣＰＵ、メモリ、インターフェイス等をシステムとして１つのチップに搭載したものであり、ＩＤデータや使用データ（使用度数、残額など）等の必要な情報の記録、カード使用に伴うデータ処理、アンテナ部２や表示部４等の機器との信号のやり取りを行う。
【００１６】
アンテナ部２は、渦巻き状のアンテナ（アンテナコイル）で構成され、ＩＣカード２０の外縁に沿って配置される。アンテナ部２は、外部の端末装置（例えば、リードライタ）との信号の送受信を行う機能を有するとともに、外部の端末装置から送出される電磁波を受信して電力を供給する機能を有する。
【００１７】
圧電素子部３は、図２に示すように、圧電部材９と、この圧電部材９を挟み込む一対の電極１０ａ、１０ｂと、さらに各電極を保護するための保護フィルム１１ａ、１１ｂとで構成される。なお、保護フィルム１１ａ、１１ｂは必ずしも設けなくてもよい。そして、こうした圧電素子部３は、圧電部材９と一対の電極１０ａ、１０ｂとがＩＣカード２０の厚み方向に積層した状態で搭載される。
【００１８】
圧電部材９としては、ジルコン酸チタン酸鉛、チタン酸バリウムなどのセラミック系材料、あるいはポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン三フッ化エチレン共重合体、ポリプロピレンなどの高分子系材料が採用される。特に、高分子系材料を採用した場合には、セラミック系材料に比べて柔軟性に優れ、割れにくいため、撓み量を大きくすることができる。
【００１９】
本実施形態では、圧電素子部３は、図１（Ｂ）に示すように、ＩＣカード２０の内部に設置され、さらにＩＣカード２０の内部には圧電素子部３が変形可能な空間部５が設けられている。このため、圧電素子部３は、指で押すなどして矢印Ａで示される方向から圧力が加わると、空間部５内に向かって撓むように変形する。このように圧電素子部３が変形すると、圧電部材９が分極を起こして電荷（＋、−）が発生し、これを挟み込んだ一対の電極１０ａ、１０ｂに電力が発生する。そして、発生した電力がＩＣ部１と表示部４に供給される。なお、圧電素子部３は、指を離して圧力を加えるのをやめると弾性により撓んだ状態から元の状態に戻る。
【００２０】
表示部４は、液晶や有機ＥＬ等で構成され、アンテナ部２または圧電素子部３から供給される電力により駆動され、ＩＣチップ１から供給される情報を表示する。ここで、情報とは、ユーザのＩＤ情報や、ＩＣカードの使用状況（使用度数、残額など）に関する情報を指す。
【００２１】
空間部５は、コア層６に設けられた第１凹部６ｂと機能層７とが圧電素子部３を挟み込んだ状態で重畳して構成される。本実施形態では、図１に示すように、圧電素子部３がコア層６の第１凹部６ｂの開口上部を重畳して塞いた形で構成される。
【００２２】
図３は第１実施形態のＩＣカードの詳細な構成を説明するための分解断面図である。
【００２３】
ＩＣカード２０は、図３に示すように、４層構造で構成され、中心となるコア層６および機能層７と、これらを挟み込むカバー層８ａ、８ｂとを重畳して形成される。
【００２４】
コア層６は、主としてＩＣカード２０の厚みを調整するための層である。コア層６には、機能層７上のＩＣ部１を嵌合するための凹部６ａと、機能層７との間で空間部５を構成するための第１凹部６ｂと、表示部４を嵌合するための凹部または貫通開口部（図示せず
）とがそれぞれ対応する位置に設けられている。なお、凹部６ａの開口部はＩＣ部１よりも大きな寸法を有し、第１凹部６ｂの開口上部は圧電素子部３よりも小さい寸法を有するように形成される。
【００２５】
機能層７は、ＩＣ部１と、アンテナ部２と、圧電素子部３と、表示部４（図示せず）とを配線（図示せず）によって互いに接続するための層である。機能層７には、その一方の面側（コア層６側）の所定の位置に、ＩＣ部１と、アンテナ部２と、圧電素子部３と、表示部４（図示せず）とが設置されている。
【００２６】
カバー層８ａ、８ｂは、コア層６や機能層７を保護するための層であり、またＩＣカードに所望の図柄を印刷するための層である。
【００２７】
上記した各層（計４層）を対応する位置で重畳して圧着することにより、図１（Ｂ）に示した圧電素子部３を備えたＩＣカード２０が形成され、同時にその内部に圧電素子部３が変形可能な空間部５が形成される。
【００２８】
第１実施形態のＩＣカード（圧電素子部３を備えたＩＣカード２０）によれば、以下の効果を得ることができる。
【００２９】
（１）ＩＣカード２０の所定の位置に設けた圧電素子部３を押した際、圧電素子部３をＩＣカード２０の内部に設けた空間部５内で変形するようにした。これにより、従来のように圧電素子（圧電部材）を押しつぶして変形させる場合に比べて、圧電素子部３の変形量を増加させることができる。このため、従来よりも圧電素子部３によって発生する電力が増加する。
【００３０】
（２）圧電素子部３をＩＣカード２０の内部に設けた空間部５内で変形させるようにしたことで、ＩＣカード全体を折り曲げて圧電素子（圧電部材）を変形させる場合に比べて、ＩＣカードを破損させるリスク（例えば、ＩＣカードを折り曲げ過ぎて割ってしまうリスク）を低減することができる。
【００３１】
（３）圧電素子部３をＩＣカード２０の内部に設けた空間部５内で変形させるようにしたことで、ＩＣカード２０をカードケース（例えば、定期入れ）に入れた状態でも、ＩＣカード２０の表面を押すといった動作で圧電素子部３を変形させることができる。このため、表示部４に表示される情報を確認する場合に、カードケースからのＩＣカード２０の出し入れ動作が省略でき、ＩＣカードの利便性を高めることができる。
【００３２】
（第２実施形態）
図４は第２実施形態のＩＣカードの概略断面図である。第１実施形態との相違点は、ＩＣカード２０を構成するコア層６に設けられた第１凹部６ｂの底部に、機能層７側（圧電素子部３）に向かって突出する突起部１２が設けられていることである。それ以外は第１実施形態と同様の構成である。
【００３３】
具体的に第２実施形態のＩＣカード２０を構成するコア層６について説明する。図５は第２実施形態のＩＣカードを構成するコア層の概略図である。図５（Ａ）はコア層の概略平面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＸ−Ｘ線に沿ったコア層の概略断面図である。
【００３４】
コア層６は、第１実施形態と同様、機能層７上のＩＣ部１を嵌合するための凹部６ａと、機能層７との間で空間部５を構成するための第１凹部６ｂと、表示部４を嵌合するための凹部６ｃとがそれぞれ対応する位置に設けられている。但し、このコア層６においては、第１凹部６ｂの底部に、半球状の突起部１２が設けられている。突起部１２は、第１凹
部６ｂの中央部分に１箇所設けられ、その高さは第１凹部６ｂの深さの半分程度である。
【００３５】
なお、図５に示すように、突起部１２をコア層６と一体的に設けているが、第１実施形態のコア層に対して別途突起部を接着するなどして設けてもよい。また、第１凹部６ｂの開口部の寸法や突起部１２の寸法にもよるが、突起部１２は必ずしも１箇所である必要はなく、所定の間隔で複数個所に設けてもよい。
【００３６】
上記したコア層６（突起部１２を有する第１凹部６ｂを備えたコア層６）を用意し、第１実施形態と同様にして各層（計４層）を重畳して圧着する。これにより、図４に示した圧電素子部３を備えたＩＣカード２０が形成され、同時にその内部に圧電素子部３が変形可能な空間部５が形成される。
【００３７】
第２実施形態のＩＣカード２０では、図４に示すように、圧電素子部３に対して矢印Ａで示される方向から圧力を加えることにより、圧電素子部３を空間部５内の突起部１２に向かって変形させ、電力を発生させる。
【００３８】
第２実施形態のＩＣカードによれば、上記（１）〜（３）と同様の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
【００３９】
（４）圧電素子部３の変形を繰り返し行った場合、圧電素子部３の劣化により圧電素子部３が第１凹部６ｂ内側に撓んだ状態（第１凹部６ｂ側に垂れ下がった状態）から元の状態（図４に示す状態）に戻らなくなることがある。しかしながら、第２実施形態のＩＣカード２０では、圧電素子部３が撓んで変形しても、圧電素子部３の中央部分の変形は突起部１２に接触した状態で止まり、突起部１２の周囲には圧電素子部３と第１凹部６ｂの底部との間に隙間（空間）が保持される。このため、圧電素子部３が劣化して撓んだ状態になっても、これまでと同じように指で押すなどして矢印Ａで示される方向から圧力を加えると、突起部１２の周囲の圧電素子部３が変形することが可能になる。したがって、圧電素子部３の繰り返し使用に伴うＩＣカードの信頼性が向上する。
【００４０】
（第３実施形態）
図６は第３実施形態のＩＣカードの概略断面図である。図７は第３実施形態のＩＣカードの詳細な構成を説明するための分解断面図である。第１実施形態との主な相違点は、圧電素子部３がカバー層８ａ側に設けられた状態で、ＩＣカード２０の内部に空間部５が形成されていることである。
【００４１】
具体的には、第３実施形態のコア層６には、機能層７上のＩＣ部１を嵌合するための貫通開口部６ａ１と、機能層７との間で空間部５を構成するための貫通開口部６ｂ１と、表示部４を嵌合するための貫通開口部（図示せず）とがそれぞれ対応する位置に設けられている。そして、コア層６には、その一方の面側（機能層７とは反対側）の貫通開口部６ｂ１を塞ぐように圧電素子部３が設置されている。
【００４２】
機能層７には、第１実施形態と同様、その一方の面側（コア層６側）の所定の位置に、ＩＣ部１と、アンテナ部２と、表示部４（図示せず）とが設置されている。
【００４３】
上記したコア層６（貫通開口部６ｂ１の一方を塞いで設置された圧電素子部３を備えたコア層６）を用意し、第１実施形態と同様にして各層（計４層）を重畳して圧着する。これにより、図６に示した圧電素子部３を備えたＩＣカード２０が形成され、同時にその内部に圧電素子部３が変形可能な空間部５が形成される。
【００４４】
第３実施形態のＩＣカード２０では、図６に示すように、圧電素子部３に対して矢印Ｂ
で示される方向（第１実施形態とは反対側の方向）から圧力を加えることにより、圧電素子部３を空間部５内に向かって変形させ、電力を発生させる。
【００４５】
第３実施形態のＩＣカードによれば、上記（１）〜（３）と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
（第４実施形態）
図８は第４実施形態のＩＣカードの概略断面図である。第１実施形態との相違点は、空間部５内において圧電素子部１３がＩＣカード２０の厚み方向に凹凸を有した波状の状態で設けられていることである。それ以外は第１実施形態と同様の構成である。
【００４７】
具体的に第４実施形態のＩＣカード２０を構成する圧電素子部１３について説明する。図９は第４実施形態のＩＣカードを構成する圧電素子部の概略図である。図９（Ａ）は圧電素子部の概略斜視図であり、図９（Ｂ）は図９（Ａ）のＹ−Ｙ線に沿った圧電素子部の概略断面図である。
【００４８】
圧電素子部１３は、図９に示すように、ＩＣカードの厚み方向（図８の上下方向）に凹凸を有する波状の圧電部材１４とこの圧電部材１４を挟み込む一対の電極（第１電極１５ａ、第２電極１５ｂ）とを有して構成される。圧電部材１４は、一定の厚みを有するシート層がＩＣカード２０の厚み方向に蛇行を繰り返した層であり、その表面は凸領域と凹領域の繰り返し（表面が波状の状態）となっている。一対の電極は、波状の圧電部材１４の凸領域に沿って選択的に設けられた第１電極１５ａと、この第１電極１５ａを挟んで対向するとともに、波状の圧電部材１４の凹領域に沿って設けられた第２電極１５ｂとで構成される。この一対の電極はそれぞれ一方の端部側で共通接続される。そして、圧電素子部１３は、圧電部材１４と一対の電極（第１電極１５ａ、第２電極１５ｂ）とがＩＣカード２０の厚み方向に積層した状態で搭載される。
【００４９】
ここで、第１電極１５ａ（および第２電極１５ｂ）を、波状の圧電部材１４の凸領域（および凹領域）に沿って選択的に設けるのは、波状の圧電部材１４が伸縮した際、圧縮応力と引張応力が同時に発生し、圧電部材１４の分極による電荷（＋、−）の発生が互いにキャンセルされることを防止するためである。
【００５０】
上記した圧電素子部１３を設置した機能層７を用意し、第１実施形態と同様にして各層（計４層）を重畳して圧着する。これにより、図８に示した圧電素子部１３を備えたＩＣカード２０が形成され、同時にその内部に圧電素子部１３が変形可能な空間部５が形成される。
【００５１】
第４実施形態のＩＣカード２０では、図８に示すように、指で押すなどして圧電素子部１３に対して矢印Ａで示される方向から圧力を加えることにより、波状の圧電素子部１３を空間部５内で伸長して変形させ、電力を発生させる。なお、圧電素子部１３は、指を離して圧力を加えるのをやめると弾性により撓んだ状態から元の状態に戻る。
【００５２】
第４実施形態のＩＣカードによれば、上記（１）〜（３）と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
（第５実施形態）
図１０は第５実施形態のＩＣカードを構成する圧電素子部の概略図である。ここで、図１０（Ａ）は圧電素子部の概略斜視図であり、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＹ−Ｙ線に沿った圧電素子部の概略断面図である。第４実施形態の圧電素子部１３との相違点は、圧電素子部の構成であり、具体的には圧電素子部１６を構成する圧電部材１７に対してＩＣ
カードの厚み方向に突出する複数の第１凸部１９ｂ（反対側の面は凹部１９ａ）が形成され、この第１凸部１９ｂがＩＣカードを構成するコア層６の第１凹部６ｂの底部に向かって突出するように設置されていることである。それ以外は第４実施形態と同様の構成である。
【００５４】
第５実施形態の圧電素子部１６は、図１０（Ｂ）に示すように、平面シート状の圧電部材１７と、この圧電部材１７を挟み込む一対の電極１８ａ、１８ｂとで構成される。圧電部材１７にはＩＣカードの厚み方向に突出する複数の第１凸部１９ｂ（反対側の面は第１凸部１９ｂに対応したディンプル状の凹部１９ａ）が複数形成され、一対の電極１８ａ、１８ｂはこうした第１凸部１９ｂおよび凹部１９ａの形状を反映して形成されている。そして、圧電素子部１６は、第１凸部１９ｂがＩＣカードを構成するコア層６の第１凹部６ｂの底部に向かって突出するように設置される。
【００５５】
具体的には、圧電素子部１６の凹部１９の開口面を機能層７側に向けて搭載した機能層７を用意し、第４実施形態と同様にして各層（計４層）を重畳して圧着する。これにより、圧電素子部１６を備えたＩＣカードが形成され、同時にその内部に圧電素子部１６が変形可能な空間部５が形成される。
【００５６】
第５実施形態のＩＣカードでは、第４実施形態と同様、指で押すなどして圧電素子部１６に対して圧力を加えることにより、圧電素子部１６の第１凸部１９ｂの先端部を空間部５内で押しつぶすように変形させ、電力を発生させる。なお、圧電素子部１６は、指を離して圧力を加えるのをやめると弾性により撓んだ状態から元の状態に戻る。
【００５７】
第５実施形態のＩＣカードによれば、第４実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５８】
（第６実施形態）
図１１は第６実施形態のＩＣカードの構成の一例を示すブロック図である。第６実施形態のＩＣカード２０は、第１実施形態の構成を基本とし、ＩＣ部１に含まれるメモリ１ａ以外に専用メモリ１ｂを搭載し、圧電素子部３が専用メモリ１ｂと表示部４とに発生する電力を供給するように構成されている。それ以外は第１実施形態の構成と同様である。
【００５９】
第６実施形態のＩＣカードは、図１１に示すように、メモリ１ａを有するＩＣ部１と、アンテナ部２と、圧電素子部３と、表示部４と、専用メモリ１ｂとを備える。
【００６０】
ＩＣ部１は、第１実施形態と同様の機能を有し、本実施形態では特にメモリ１ａに記録される情報のうち、表示部４で随時確認したい情報（使用度数、残額など使用状況に関する情報）に関して専用メモリ１ｂにも記録するように制御する。このＩＣ部１はアンテナ部２から供給される電力により駆動される。
【００６１】
メモリ１ａは、ＩＣ部１により制御され、ＩＤデータや使用データ等の必要な情報を随時記録するためのメモリであり、ＩＣ部１とともにアンテナ部２から供給される電力により駆動される。
【００６２】
専用メモリ１ｂは、表示部４で随時確認したい情報のみを記録するためのものであり、圧電素子部３で発生する電力により駆動され、ＩＣ部１を介さずに、記録された情報に関する信号を送り、表示部４に表示させる機能を有する。
【００６３】
なお、その他の部分（アンテナ部２、圧電素子部３、表示部４）については第１実施形態と同様の機能を有する。
【００６４】
第６実施形態のＩＣカードによれば、第１実施形態に対応する効果に加え、以下の効果を得ることができる。
【００６５】
（５）表示部４で随時確認したい情報のみを記録し、表示部４に表示させるための専用メモリ１ｂを設けた。これにより、圧電素子部３で駆動させる回路規模が小さくなり、第１実施形態のようにメモリ１ａを含むＩＣ部１全体を駆動して表示部４に表示させる場合に比べて、消費電力を低減することができる。したがって、表示部４における表示状態を保持する性能が向上する。すなわち、圧電素子部３により発生する電力量が同じであっても、表示部４での表示をより長く持続することができる。
【００６６】
（第７実施形態）
図１３（Ａ）は第７実施形態のＩＣカード２０の断面図であり、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）のコア層（Ｚ領域）の上面図である。第１実施形態との相違点は、コア層６の第１凹部６ｂの底面に第２凹部６ｄが形成されており、第１凹部６ｂの底面から第２凹部６ｄの開口面の一部に跨って板部材２３が設けられていることである。それ以外の構成は、第１実施形態と同一であるので説明は省略する。
【００６７】
第７実施形態のＩＣカード２０では、コア層６に長方形状の第１凹部６ｂが形成されている。さらに、第１凹部６ｂの底面には、その長手方向（Ｘ方向）の中心部において、その短手方向（Ｙ方向）の長さに応じた長方形状の第２凹部６ｄが形成されている。第１凹部６ｂおよび第２凹部６ｄは、Ｘ方向において、その底面よりも開口面の方が広くなっており、その側面はテーパー形状となっている。
【００６８】
また、コア層６の上面には、第１凹部６ｂの開口面を塞ぐように圧電素子部３が配置されている。そのため、圧電素子部３と第１凹部６ｂおよび第２凹部６ｄとによって、空間部５が形成されている。
【００６９】
第２凹部６ｄのＸ方向の両側にはそれぞれ、第１凹部６ｂの底面から第２凹部６ｄの開口面の一部に跨って板部材２３が設けられている。板部材２３は、第１凹部６ｂのＹ方向の長さに応じた長方形状の部材であり、そのＹ方向の両端には突出部２３ａを有している。コア層６には突出部２３ａの形状に応じた嵌合部（図示せず）が形成されている。突出部２３ａをコア層６の嵌合部に嵌め込むことにより、板部材２３は第２凹部６ｄの開口面のＸ方向における両角部を支点として回動自在に支持される。板部材２３を構成する材料としては、ＳＵＳ等の金属材料が好適に用いられるが、一定の硬度を有する材料であればよい。
【００７０】
次に、圧電素子部３を押圧した場合における、板部材２３の作用について図１４を参照して説明する。図１４は、圧電素子部３を押圧した場合のコア層の断面図である。
【００７１】
第７実施形態のＩＣカード２０では、圧電素子部３をＩＣカードの外側から押圧すると、圧電素子部３が第２凹部６ｄの空間部５に向かって変形する。このとき、板部材２３の第２凹部６ｄの開口面に面する端部は、第２凹部６ｄの側面に沿って第２凹部６ｄの空間部５内に傾く。そのため、板部材２３の反対側の端部（第１凹部６ｂの上面に面する端部）は、ＩＣカードの外側に向かって傾き、圧電素子部３を変形させる。すなわち、本実施形態では、直接押圧することによる変形と、板部材２３による変形とが圧電素子部３に生じることにより発電される。
【００７２】
第７実施形態のＩＣカード２０によれば、第１実施形態に対応する効果に加え、以下の効果を得ることができる。
【００７３】
（６）第７実施形態では、コア層６の第１凹部６ｂの底面に第２凹部６ｄが形成されており、第２凹部６ｄの開口面の角部を支点として回動可能なように、第１凹部６ｂの底面から第２凹部６ｄの開口面の一部に跨って設けられた板部材２３を備えている。これにより、圧電素子部３を第２凹部６ｄの空間部５に向かって押圧した場合、板部材２３の第１凹部６ｂの上面に面する端部がＩＣカードの外側に向かって圧電素子部３を変形させる。そのため、板部材２３を設けていない場合と比較して、圧電素子部３の変形を大きくすることができ、発電量を増大させることが可能である。
【００７４】
（第８実施形態）
次に、第８実施形態のＩＣカード２０の構成について説明する。本実施形態のＩＣカード２０は、第１〜第７実施形態のように圧電素子部３の一箇所のみを押圧して発電する構成とは異なり、圧電素子部３を長手方向に沿ってなぞるように連続して押圧することにより発電する構成である。本実施形態は、第７実施形態のＩＣカード２０の変形例であり、第７実施形態と同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して説明は省略する。
【００７５】
第８実施形態のＩＣカード２０の構成について、図１５を参照して説明する。図１５は、第８実施形態のＩＣカード２０の構成を示す断面図である。
【００７６】
第８実施形態のコア層６には、長方形状の第１凹部６ｂが形成されている。第１凹部６ｂの底部は凹凸上に成型されており、その結果、複数の第２凹部６ｅが連続して一列に形成されている。第２凹部６ｅは、Ｘ方向において、その底面よりも開口面の方が広くなっており、その側面はテーパー形状となっている。第２凹部６ｅ間に存在する第２凸部６ｅ’の上面には板部材２３がそれぞれ配置されている。第２凸部６ｅ’の高さは、板部材２３の上面がコア層６の上面よりも低くなるように設計されている。
【００７７】
板部材２３は、第２凸部６ｅ’の上面の両角部（第２凹部６ｅの開口面の角部）を支点として回動可能なように、第２凸部６ｅ’に隣接した第２凹部６ｅの一方の開口面の一部から他方の開口面の一部に跨って設けられている。
【００７８】
次に、圧電素子部３を長手方向に沿って連続して押圧した場合における、板部材２３の作用について図１６を参照して説明する。図１６（Ａ）〜（Ｃ）は、圧電素子部３を長手方向に沿って連続して押圧した場合における、板部材２３の動作を示す図である。
【００７９】
第８実施形態のＩＣカード２０は、ＩＣカードの外側からＸ方向に沿って圧電素子部３を押圧した場合、第２凹部６ｅに対向する位置の圧電素子部３を押圧したとき、図１６（Ａ）に示すように、第２凹部６ｅの空間部５に向かって圧電素子部３が変形する。このとき、板部材２３は、圧電素子部３が変形している第２凹部６ｅの開口面に面する端部が、第２凹部６ｅの側面に沿って空間部５内に傾く。そのため、板部材２３の反対側の端部は、ＩＣカードの外側に向かって傾き、圧電素子部３を変形させる。
【００８０】
本実施形態では、圧電素子部３をＸ方向に沿って連続して押圧するため、第２凸部６ｅ’の上面に位置する圧電素子部３を押圧した場合、図１６（Ｂ）に示すように、圧電素子部３はほとんど変形せず発電しない。しかし、隣接する第２凹部６ｅに対向する位置の圧電素子部３を押圧した場合には、図１６（Ｃ）に示すように、再び圧電素子部３は大きく変形して発電する。
【００８１】
このように、本実施形態では、圧電素子部３をＸ方向に沿って１度連続して押圧するだけで、圧電素子部３を複数回伸縮させることができ、発電を複数回行うことが可能である。
【００８２】
第８実施形態のＩＣカード２０によれば、第１および第７実施形態に対応する効果に加え、以下の効果を得ることができる。
【００８３】
（７）第８実施形態では、第２凹部６ｅ間にコア層６の上面よりも低い上面を有する第２凸部６ｅ’が形成されており、第２凸部６ｅ’の上面の両角部を支点として回動可能なように、第２凸部６ｅ’の上面には第２凸部ｅｂ’に隣接した第２凹部６ｅの一方の開口面の一部から他方の開口面の一部に跨って設けられた板部材２３を備えている。これにより、圧電素子部３をＸ方向に沿って連続して押圧した場合、第２凹部６ｅ毎に板部材２３により圧電素子部３を大きく変形することができ、発電量をより増大させることができる。
【００８４】
（８）第８実施形態では、第２凹部６ｅは、Ｘ方向において、その底面よりも開口面の方が広くなっており、その側面はテーパー形状となっている。これにより、圧電素子部３をＸ方向に沿って連続して押圧する場合、第２凹部６ｅの側面が直角となっている場合と比較して、滑らかに押圧することができる。
【００８５】
（第９実施形態）
図１７（Ａ）は第９実施形態のＩＣカード２０の断面図であり、図１７（Ｂ）は図１７（Ａ）のコア層の断面図である。本実施形態は、第８実施形態と同様に、圧電素子部３をＸ方向に沿って連続して押圧することにより発電する構成である。第８実施形態との相違点は、板部材２３が設けられていないことである。それ以外の構成は、第８実施形態と同一であるので説明は省略する。
【００８６】
第９実施形態のコア層６には、複数の第２凹部６ｅが連続して一列に形成されている。第２凹部６ｅは、Ｘ方向において、その底面よりも開口面の方が広くなっており、その側面はテーパー形状となっている。第２凹部６ｅ間には第２凸部６ｅ’が形成されており、第２凸部６ｅ’の高さはコア層６の上面と同一になるように設計されている。
【００８７】
第９実施形態のＩＣカード２０では、ＩＣカードの外側からＸ方向に沿って圧電素子部３を押圧した場合、第２凹部６ｅに対向する位置の圧電素子部３を押圧したとき、圧電素子部３が第２凹部６ｅの空間部５に向かって変形することにより発電する。次に、第２凸部６ｅ’の上面に位置する圧電素子部３を押圧した場合には、圧電素子部３はほとんど変形せず発電しない。しかし、隣接する第２凹部６ｅに対向する位置の圧電素子部３を押圧した場合には、再び圧電素子部３は空間部５に向かって変形して発電する。
【００８８】
第９実施形態のＩＣカード２０によれば、第１実施形態および第８実施形態の（８）に対応する効果に加え、以下の効果を得ることができる。
【００８９】
（９）第９実施形態では、圧電素子部３をＸ方向に沿って連続して押圧した場合、第２凹部６ｅ毎に圧電素子部３を変形することができ、第２凹部６ｅが１つしか設けられていない構成と比較して、発電量をより増大させることができる。
【００９０】
（第１０実施形態）
図１８は第１０実施形態のＩＣカードの断面図である。第１０実施形態のＩＣカードは、第１〜９実施形態のＩＣカード２０に、フィルム型太陽電池２００を積層している。第１０実施形態のＩＣカードによれば、第１〜９実施形態に対応する効果に加え、以下の効果を得ることができる。
【００９１】
（１０）第１０実施形態では、ＩＣカード２０と、フィルム型太陽電池２００とを備えている。これにより、消費電力の大きいＩＣカード２０内のマイコンを動作させる場合に
は、ＩＣカード２０の圧電素子部３を変形させることによって発電した電力を用いることができる。また、フィルム型太陽電池２００は明るい場所で発電するため、圧電素子部３を変形させなくとも、フィルム型太陽電池２００で発電した電力を用いて表示部４を長期間駆動することができる。
【００９２】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００９３】
上記第１〜第５実施形態おいて、ＩＣカード内に設ける空間部に対して軟質材を充填するようにしてもよい。この軟質材は、空間部を構成するコア層、機能層、及び圧電素子部よりも軟らかい材料であればよく、例えば、シリコーン樹脂が挙げられる。このような構成にすることで、指を離して圧力を加えるのをやめた場合には、圧電素子部自体の弾性力に加え、軟質材の反発力によっても圧電素子部が撓んだ状態から元の状態に戻るようになる。このため、圧電素子部の繰り返し使用に伴うＩＣカードの信頼性が向上する。
【００９４】
上記第１実施形態では、圧電素子部がコア層の凹部の開口上部を重畳して塞いた形で構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。例えば、圧電素子部全体がコア層の内部に設置され、機能層が直接コア層の凹部の開口上部を重畳して塞いた形で構成してもよい。また、第２〜第５実施形態においても同様の構成としてもよい。こうした場合にも同様の効果を享受することができる。
【００９５】
上記第４および第５実施形態において、第１実施形態の圧電素子部のように、一対の電極を保護するための保護フィルムをさらに設けてもよい。このようにすることで、空間部を構成するコア層の凹部との接触部分において電極が保護されるので、圧電素子部の繰り返し使用に伴うＩＣカードの信頼性が向上する。
【００９６】
上記第５実施形態では、圧電素子部を、凸部がＩＣカードを構成するコア層の凹部の底部に向かって突出するように設置した例を示したが、本発明はこれに限られない。例えば、圧電素子部を、反対向きに設置し、凸部がＩＣカードを構成する機能層に向かって突出するように設置してもよい。この場合にも同様の効果を享受することができる。
【００９７】
上記第６実施形態では、第１実施形態のＩＣカードに対して専用メモリを設け、表示部を動作させる例を示したが、本発明はこれに限られない。例えば、第２〜第５実施形態のＩＣカードに対して専用メモリを設け、表示部を動作させるようにしてもよい。あるいは、従来の圧電素子部の構造を有するＩＣカードに対して専用メモリを設け、表示部を動作させるようにしてもよい。この場合にも同様の効果を享受することができる。
【００９８】
上記第６実施形態では、ＩＣ部を構成するチップとは別に専用メモリを設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。例えば、ＩＣ部と専用メモリとを１つのチップにまとめて構成してもよい。このようにすることで、搭載部品が削減され、専用メモリを別途設ける場合に比べて、ＩＣカードの低コスト化を図ることができる。
【００９９】
上記第７および第８実施形態では、それぞれ分離した板部材２３を用いる構成について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、各板部材２３が、板部材２３を軸として上下に回動可能な支持部材によって連結されている構成であってもかまわない。これにより、圧電素子部３を凹部に対して押圧した場合、隣接する板部材２３はＩＣカードの外側に向かって移動するため、一度の押圧で圧電素子部３を大きく変形させることができる。そのため、簡易な操作で発電量を増大させることが可能である。
【０１００】
上記第８実施形態では、板部材２３は、第２凸部６ｅ’の上面の両角部を支点として回動可能なように、第２凸部６ｅ’に隣接した第２凹部６ｅの一方の開口面の一部から他方の開口面の一部に跨って１つ設けられているが、本発明がこれに限られない。例えば、板部材２３は、１つの第２凸部６ｅ’上において、第２凸部６ｅ’の上面から隣接する第２凹部６ｅの開口面の一部に向かってそれぞれ１つずつ設けられている構成であってもかまわない。
【符号の説明】
【０１０１】
１  ＩＣ部、２  アンテナ部、３  圧電素子部、４  表示部、５  空間部、６  コア層、６ａ、６ｃ  凹部、６ｂ  第１凹部、６ｅ  第２凹部、６ｅ’  第２凸部、７  機能層、８ａ、８ｂ  カバー層、９  圧電部材、１０ａ、１０ｂ  電極、１１ａ、１１ｂ  保護フィルム。
【図１】
2010244503.tif 000003
【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】
2010244503.tif 000009
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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