(57)【要約】【課題】  耐久性に優れるとともに、比較的安定した通信感度が得られるＩＣカードを提供する。【解決手段】  本開示のＩＣカードは、第１部材と、第２部材と、前記第１部材および前記第２部材との間に位置するＩＣチップとを備え、前記第１部材および前記第２部材の少なくともいずれかがサファイアからなる。本開示のＩＣカードは、前記第１部材および前記第２部材がサファイアからなる。本開示のＩＣカードは、前記第１部材における第１面と、該第１面の反対に位置する前記第２部材における第２面は結晶方位が同じである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と、第２部材と、前記第１部材および前記第２部材との間に位置するＩＣチップとを備え、
前記第１部材および前記第２部材の少なくともいずれかがサファイアからなるＩＣカード。
【請求項２】
前記第１部材および前記第２部材がサファイアからなる請求項１記載のＩＣカード。
【請求項３】
前記第１部材における第１面と、該第１面の反対に位置する前記第２部材における第２面は結晶方位が同じである、請求項２記載のＩＣカード。
【請求項４】
前記第１面の法線に直交する結晶軸と、前記第２面の法線に直交する前記結晶軸とが平行でない、請求項３記載のＩＣＩＣカード。
【請求項５】
前記第１面における前記結晶軸と、前記第２面における前結晶軸とが直交する、請求項４記載のＩＣカード。
【請求項６】
前記第１部材および前記第２部材との間に位置する、前記ＩＣチップを囲う第３部材を備える、請求項１〜５のいずれかに記載のＩＣカード。
【請求項７】
前記第３部材がサファイアからなる、請求項６記載のＩＣカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
キャッシュカード、クレジットカード、電子マネーカード等に、ＩＣ（集積回路）チップを内蔵したＩＣカードが用いられている。ＩＣカードは、接触式ＩＣカードと非接触式ＩＣカードとに大別される。接触式ＩＣカードは、カードの表面に設置された電極とカードリーダーライターの端子を接触させてデータの送受信を行う。一方、非接触式ＩＣカードは、カードの内部にコイル式のアンテナが内蔵されており、カードとリーダ、ライタとを接触させなくとも、カードをかざすだけでデータの送受信が可能となっている。これらＩＣカードの外装部となる本体はプラスチックからなるのが一般的であるが、下記特許文献１には、耐久性向上を目的として、本体がジルコニアなどのセラミックスからなるＩＣカードが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１２２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ジルコニアなどのセラミックスからなるＩＣカードは、結晶粒の大きさや形状のばらつき、結晶粒界の大きさや形状のばらつきが、存在していることが多い。結晶粒の大きさや形状のばらつきや、結晶粒界の大きさや形状のばらつきがあるときには、電磁波の透過特性が低下することがあった。ジルコニアなどのセラミックスからなるＩＣカードは、耐久性が比較的高い一方で、通信感度（受信感度および送信感度）の低下やばらつきが生じ易かった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、第１部材と、第２部材と、前記第１部材および前記第２部材との間に位置するＩＣチップとを備え、前記第１部材および前記第２部材の少なくともいずれかがサファイアからなるＩＣカードを提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示に係るＩＣカードは、耐久性に優れるとともに、比較的安定した通信感度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示のＩＣカードの一実施形態を示す上面図と断面図である。
【図２】サファイアの結晶構造を示す図である。
【図３】本開示のＩＣカードの他の実施形態を示す分解斜視図である。
【図４】本開示のＩＣカードの他の実施形態を示す上面図と断面図である。
【図５】本開示のＩＣカードの他の実施形態を示す上面図と断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本件の実施形態について、図を参照しながら説明する。図１（ａ）は本件のＩＣカードの一実施形態を示す上面図であり、図１（ｂ）はその断面図である。
【０００９】
ＩＣカード１０は、第１部材１ａと、第２部材１ｂと、第１部材１ａおよび第２部材１ｂとの間に位置するＩＣチップ２とを備え、第１部材１ａおよび第２部材１ｂの少なくともいずれかがサファイアからなる。図１に示すＩＣカード１０においてはアンテナ３も併せて備えている例を示している。
【００１０】
サファイアは、アルミナを主成分とする単結晶であり、耐摩耗性、耐衝撃性が高く、熱伝導性に優れ、電磁波の透過性も比較的高い。例えば、１ＭＨｚにおける誘電損失（ｔａｎδ）は、アルミナセラミックでは２×１０−４〜１０×１０−４程度であるが、サファイアでは、１×１０−４以下である。また、サファイアは単結晶体であり、セラミックスのような結晶粒の集合体ではないので、結晶粒や結晶粒界の大きさや形状の分布等に起因した通信感度のばらつきが少ない。第１部材１ａおよび第２部材１ｂの少なくともいずれかがサファイアからなるＩＣカード１０は、耐久性が比較的高く、通信感度も高くかつ安定している。また、サファイアは可視光に対して透明なので、プラスチック等の樹脂製のＩＣカードと異なる外観を有するものとすることができる。
【００１１】
ＩＣカード１０の構成として具体的には、第１部材１ａのみがサファイアからなり、第２部材１ｂがプラスチックからなる構成であってもよいし、第２部材１ｂがアルミナからなる構成であってもよい。プラスチック等の樹脂は傷等が付きやすい一方、弾性が高いので外部からの衝撃を吸収して割れ等は発生し難い。比較的大きな衝撃がかかり易い状態で使用することが想定される場合など、第１部材１ａおよび第２部材１ｂの一方をサファイアで構成し、他方をプラスチックで構成しても、比較的高い耐久性を実現できる。また、サファイアとアルミナとは熱膨張係数等が比較的近い。温度の上下動が想定される場合など、例えば第１部材１ａおよび第２部材１ｂの一方をサファイアで構成し、他方をアルミナで構成することで、温度の上下動に応じた熱膨張の違いに起因する応力を比較的小さくすることができる。
【００１２】
本実施形態のＩＣカード１０は、第１部材１ａおよび第２部材１ｂがサファイアからなるものであってもよい。ＩＣカード１０は、第１部材１ａおよび第２部材１ｂの双方がサファイアからなるときには、一方だけがサファイアからなる場合と比べて、耐久性も通信感度も高くかつ安定する。ＩＣカード１０は財布等に入れて携帯できるほど薄いことが望まれるが、例えば透明のＩＣカードの材質としてガラス等を用いた場合、耐久性が極端に低いため割れ等が発生し易い。ＩＣカード１０は、硬度が高く表面に傷がつき難く、また割れ等も発生し難いサファイアを用いているため、充分に高い耐久性をもち、かつ通信感度も安定しており、かつ透明性で言比較的高級感の高い外観を有する。
【００１３】
また、本実施形態のＩＣカード１０において、第１部材１ａにおける第１面１Ａと、第１面１Ａの反対に位置する第２部材１ｂにおける第２面１Ｂとの結晶面が同じであってもよい。図２は、サファイアの結晶構造を示す図である。図２（ａ）〜（ｄ）にそれぞれ示すように、サファイアは代表的な結晶面として、ｃ面、ｍ面、ａ面、ｒ面等の結晶面を有する。例えば、「第１面Ａがｃ面である」とは、第１面１Ａが、サファイアの結晶面であるｃ面と略平行であることをいう。第１面１Ａと第２面１Ｂとが結晶面が同じであるとは、第１面１Ａと第２面１Ｂとの双方が、特定の１つのサファイアの結晶面（例えば、ｃ面、ｍ面、ａ面、ｒ面のいずれか１つ）と略平行であることをいう。
【００１４】
本実施形態では、第１面１Ａと第２面１Ｂとが、いずれもａ面であるときには、抗折強度等の機械的な強度が比較的高いものとなる。また、第１面１Ａと第２面１Ｂとが、いずれもｒ面であるときには、結晶欠陥が比較的少ないため、通信感度が向上する。ＩＣカード１０の目的や用途に応じて、第１面１Ａや第２面１Ｂを構成するサファイアの結晶面を選択すればよい。なお、第１面１Ａや第２面１Ｂのような実際の面が、サファイアの結晶面と略平行であるとは、実際の面（第１面１Ａや第２面１Ｂ）とサファイア結晶面とのな
す角（以降、オフアングルともいう）の大きさが、０．５°未満であることをいう。
【００１５】
ＩＣカード１０では、第１面１Ａの法線に直交する結晶軸と、第２面１Ｂの法線に直交する結晶軸とが平行でなくてもよい。図３は、第１面１Ａと第２面１Ｂとが、いずれもａ面である場合の例を示している。第１面１Ａと第２面１Ｂはａ面であり、第１面１Ａの法線および第２面１Ｂの法線は、いずれもａ軸に平行である。この法線（ａ軸）に直交する結晶軸としてｃ軸がある（図２参照）。図３に示す矢印はｃ軸方向を示している。図３に示すように、第１面１Ａにおけるｃ軸と、第２面１Ｂにおけるｃ軸とは平行でない。より詳しくは図３に示す実施形態では、第１面１Ａにおけるｃ軸と、第２面１Ｂにおけるｃ軸とが直交する。
【００１６】
上述したようにサファイアでは、結晶面の違いに応じて機械強度等が異なるが、結晶軸の方向の違いによっても機械的強度が異なる。例えばａ面を主面とする基板状のサファイアは、結晶のｃ軸に平行な方向に沿った抗折強度が、結晶のｃ軸に垂直な方向に沿った抗折強度よりも強い。なお抗折強度とは、ＪＩＳ  Ｒ  １６０１に準拠した測定方法で測定した３点曲げ強さの値のことをいう。例えば、ＪＩＳ  Ｒ  １６０１に準拠した測定方法で抗折強度の測定によれば、ａ面サファイアにｃ軸に平行な方向に沿って折り曲げるような力を加えた場合の抗折強度は約９６０ＭＰａであり、ｃ軸に垂直な方向に沿って折り曲げるような力を加えた場合の抗折強度は約４５０ＭＰａである。第１面１Ａの法線に直交する結晶軸と、第２面１Ｂの法線に直交する結晶軸とが平行でないときには、一方向のみに沿った抗折強度のみでなく、他の方向に沿った抗折強度を強くすることができる。
【００１７】
図３に示すように、第１面１Ａにおけるｃ軸と、第２面１Ｂにおけるｃ軸とを直交させた場合、第１部材１ａが曲がり易い方向の力に対しては第２部材１ｂが曲がり難く、第２部材１ｂが曲がりやすい方向の力に対しては第１部材１ａが曲がり難くなる。あらゆる方向に沿った抗折強度を相対的に高くする観点では、図３に示すように、第１面１Ａにおける結晶軸（本実施形態ではｃ軸）と、第２面１Ｂにおけるｃ軸（本実施形態ではｃ軸）とを直交させればよい。
【００１８】
また一般にＩＣカード１０は、長辺と短辺を有する矩形状であり、例えば、ＪＩＳ  Ｘ
６３０２−１、ＩＳＯ／ＩＥＣ  ７８１０にはカードの寸法として、幅８５．６ｍｍ、高さ５４.０ｍｍ、厚さ０．７６ｍｍの記載がある。このような矩形状の板状部材に外力
が加わった場合、板状部材は長辺方向に沿って曲がり易い。ＩＣカード１０に使用するサファイアは、外力が加わった場合に折れ曲がり易い方向に沿って抗折強度がより高くなるように、長辺方向と短辺方向の結晶方位を選択するとよい。例えば、第１面１Ａおよび第２面１Ｂの少なくともいずれか一方について、長辺方向を結晶のｃ軸に平行とする。
【００１９】
上記実施形態では、第１面１Ａおよび第２面１Ｂがａ面の場合について説明したが、第１面１Ａおよび第２面１Ｂは、例えばｒ面でも、ｍ面でも、ｃ面でもよく、特に限定されない。例えばｒ面サファイアは、ａ軸に垂直な方向に沿って折り曲げるような力を加えた場合の抗折強度の方が、ａ軸に平行な方向に沿って折り曲げるような力を加えた場合の抗折強度よりも高い。第１面１Ａおよび第２面１Ｂがｒ面である場合も、第１面１Ａにおけるａ軸と、第２面１Ｂにおけるａ軸とを直交させることで、一方向のみに沿った抗折強度のみでなく、複数方向に沿った抗折強度を比較的強くすることができる。第１面１Ａおよび第２面１Ｂの結晶面は特に限定されず、所望の特性に応じて、その結晶面や結晶軸の組み合わせを選択すればよい。また、第１部材１ａにおける第１面１Ａと、第１面１Ａの反対に位置する第２部材１ｂにおける第２面１Ｂは、結晶面が異なっていてもよい。また、第１面１Ａと第２面１Ｂとの結晶面が同じ場合、第１面１Ａのオフアングルの大きさと第２面１Ｂのオフアングルの大きさとが異なっていてもよい。
【００２０】
第１部材１ａと第２部材１ｂとは、接合部材（不図示）または直接接合によって接合されている。接合部材としては、例えば、低融点ガラス、樹脂系接着剤等を用いればよい。通常、ＩＣチップ２の耐熱温度は３００℃程度なので、硬化温度がＩＣチップ２の耐熱温度よりも低い接合部材を使用すればよい。また、直接接合の場合は、接合部をプラズマ処理によって活性化させるなどしてＩＣチップの耐熱温度よりも低い温度で接合すればよい。ＩＣカード１０は、ＩＣチップ２を載置するための載置部２１を備えている。載置部２１は、第１部材１ａの主面（第１面１Ａと反対側の内面）に、レーザ加工や研削加工等によって形成した凹部である。同様に、ＩＣカード１０は、アンテナ３を配置するための配置部３１を備えている。配置部３１は、第２部材１ｂの主面（第２面１Ｂと反対側の内面）に、レーザ加工や研削加工等によって形成した凹部である。
【００２１】
ＩＣカード１０には、カード番号等の各種情報、およびロゴマーク等の各種意匠を表記してもよい。これら表記は、印刷、刻印等の方法等で形成することができる。これら表記は、第１面１Ａや第２面１Ｂに形成してもよいが、ＩＣカード１０内に封入される側の面にこれらの表記を設けてもよい。刻印等は、レーザ加工等の手法を用いて、第１部材１ａや第２部材１ｂを加工することで形成してもよい。ＩＣカード１０に封入される側の面に表記部を設ける場合、第１部材１ａと第２部材１ｂを接合する前に、これらＩＣカード１０内に封入される側の面に、レーザ加工等で予め表記部を形成しておけばよい。または、第１部材１ａと第２部材１ｂとを接合した後、ＩＣカード１０の外側の面（第１面１Ａまたは第２面１Ｂ）からレーザ光を照射することで、第１部材１ａや第２部材１ｂのＩＣカード１０に封入される側の面に、刻印等を形成してもよい。このように外側からレーザ光を照射して刻印を形成する場合、レーザ光の焦点位置の調整に加え、例えば刻印を設けたい位置にレーザ光の吸収を高める処理を施しておくこともできる。このような処理としては、例えばセラミック（アルミナ等）やプラスチック樹脂等の部材を配置する手段や、サファイア自体に結晶欠陥や添加物等を配置しておく手段等を用いることができる。
【００２２】
第１部材１ａの両主面および第２部材２ｂの両主面は、それぞれの両主面が鏡面加工されている。鏡面加工とは、算術表面粗さが０．２μｍ未満であることをいう。第１部材１ａの両主面と第２部材１ｂの両主面とを鏡面加工しておくことで、電磁波等の散乱が抑制され、送受信する信号の損失が低減して通信の安定性が向上する。また、第１部材１ａの両主面および第２部材１ｂの両主面の少なくともいずれか１つを、非鏡面としておいてもよい。この場合、非鏡面とした部分の可視光の散乱を大きくして、白っぽく曇った状態に視認される状態とすることができる。このような可視光の散乱を利用し、ＩＣカード１０の外観デザインを構成することで、ＩＣカード１０の意匠性を向上させることもできる。
【００２３】
アンテナ３は、銅などの金属で構成されている。アンテナ３の材質は特に限定されず、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）、ＧＺＯ（ガリウム添加酸化亜鉛）などの透明導電材料でアンテナ３を形成してもよい。アンテナ３は、樹脂等で形成されたシート上に印刷、蒸着等の方法で形成した電極層を用いてもよいし、第２部材１ｂの表面にメタライズ技術によって金属層を形成して、耐久性を比較的高くしてもよい。
【００２４】
なおサファイアは、特定の元素を微量添加させることで着色することが知られている。例えばクロムを添加すると赤色に着色し、鉄を添加すると青色に着色する。第１部材１ａや第２部材１ｂとして、このような着色したサファイアを用いてもよい。ＩＣカード１０は上述のように、レーザ加工等による刻印や、表面粗さの調整による光散乱の向上や、着色サファイアの使用などの各種の手法によって意匠性を高めることができる。
【００２５】
図４はＩＣカードの異なる実施形態を説明する図である。図４に示す実施形態のＩＣカード１０’では、第１部材１ａおよび第２部材１ｂとの間に位置する、ＩＣチップ２を囲う第３部材１ｃ（以下、中間部材１ｃと記載する。）を備えている。第１部材１ａと中間部材１ｃとの接合、および第２部材１ｂと中間部材１ｃとの接合は、例えば直接接合や、低融点ガラス、樹脂系接着剤等の接合部材を用いた接合によって行うことができる。中間部材１ｃの材質は特に限定されないが、中間部材１ｃをサファイアからなる部材とした場合、硬度が高く割れ等も発生し難い。また、第１部材１ａ、第２部材１ｂ、中間部材１ｃを構成するサファイアの面方位や、各部材の結晶軸の方向の組み合わせ等については、所望する特性に応じて適宜設定することができる。なお、中間部材１ｃは、例えばアルミナ等のセラミックスや、プラスチック等の樹脂であってもよい。例えば他の物体と接触・衝突し易い第１部材１ａや第２部材１ｂはサファイアで構成し、中間部材１ｃは、曲がり易く、色や模様をつけ易いプラスチック等の樹脂で構成するなど、種々の組み合わせを用いることができる。
【００２６】
本発明においてサファイアの製造方法に特に制限はないが、ＥＦＧ（Edge-defined Film-fed Growth）法であれば、サファイアが板状に育成できるため、加工工程が簡便で加工ロスが少ない。
【００２７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものでない。例えば図５に示す実施形態のように、ＩＣチップ２との情報の入出力を行うための電極４が第１部材１ａの第１面１Ａに露出した構成としてもよい。本発明は、これら以外の各種変形例を含みものであり、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００２８】
１ａ  第１部材
１ｂ  第２部材
１ｃ  中間部材
１Ａ  第１面
１Ｂ  第２面
２  ＩＣチップ
３  アンテナ
【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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