Ic卡的制作方法

专利名称：Ic卡的制作方法
技术领域：
本发明涉及IC卡。详细地说，涉及具有电源的IC卡。
背景技术：
近年来，具有能够以电子方式存储信息的集成电路(IC，Integrated Circuit)以 及与该集成电路连接的可收发电磁波的线圈状天线的非接触型IC卡被广泛使用。在该非 接触型IC卡中，利用天线从读写器(reader/writer)接收电磁波后使用由电磁感应产生的 电力来驱动集成电路，从而进行与读写器间的通信。然而，近年来，在这样的IC卡中，逐渐变成能够在用户喜欢的时间或地点显示 存储在IC卡中的信息例如余额或要点等并确认。因此，为了响应这样的要求，在特开 2007-280372号公报中提出了这样的技术在IC卡上装载液体二次电池，并利用该二次电 池来驱动显示装置，从而显示信息。而且，在特开2003-273386号公报中提出了在IC卡上 装载太阳能电池并通过该太阳能电池来驱动显示装置的技术。然而，在特开2007-280372号公报所记载的技术中，由于使用液体电解质作为二 次电池的电解质，而导致IC卡变厚，破坏了 IC卡的薄且柔软的优点。另外，在破损时有发 生液体泄漏并导致电路或电池短路的危险，故将液体二次电池装载在IC卡中在安全性这 一点上就存在问题。另外，在特开2003-273386号公报所记载的技术中，在不能获得充分光照的环境 下，很难在显示装置上显示余额等信息。因此，为了提高IC卡便利性，需要在IC卡上装载 二次电池。因此，本发明的目的在于提供不引起厚度增加且有良好安全性的具有二次电池的 IC卡。

发明内容
为了解决上述的课题，第一发明的IC卡包括天线线圈，通过电磁感应来感生电 力；薄膜电池，蓄积通过天线线圈感生到的电力；以及控制部，控制从天线线圈向薄膜电池 的电力蓄积。第二发明的IC卡包括包括太阳能电池；薄膜电池，蓄积通过太阳能电池产生的 电力；以及控制部，控制从太阳能电池向薄膜电池的电力蓄积。第一发明中，如果IC卡接近读写器，则通过读写器的电磁场在IC卡内的天线线圈 中产生电力并有电流流过。如果电流这样流过天线线圈，则控制部控制从天线线圈向薄膜 电池充电，并在薄膜电池中蓄积电荷。然后，以这种方式充电的薄膜电池为电源，控制部驱 动显示部等。第二发明中，如果向太阳能电池照射光线，则太阳能电池将光转换为电力。如果太 阳能电池这样发电，则控制部控制从太阳能电池向薄膜电池充电，并在薄膜电池中蓄积电 荷。然后，以这种方式充电的薄膜电池为电源，控制部驱动显示部等。
另外，第一及第二发明中，由于薄膜电池薄且有良好柔韧性，因此，IC卡的厚度不 会增加且柔韧性不会受损。另外，由于薄膜电池不使用液体电解质，因此，破损时不会发生 液体泄漏。根据本发明，能够得到不引起厚度增加且有良好安全性的具有二次电池的IC卡。


图1是示出本发明的第一实施方式的IC卡的一构成例的分解立体图。图2是示出本发明的第一实施方式的IC卡的一构成例的框图。图3是示出设置在本发明的第一实施方式的IC卡上的薄膜电池的一构成例的立 体图。图4是用于说明本发明的第一实施方式的IC卡的操作的一例的概略图。图5是示出锂离子导体内的锂离子扩散路径的图表。图6是本发明的第二实施方式的薄膜电池的扩大截面图。图7是示出本发明的第三实施方式的薄膜电池的一构成例的立体图。图8是本发明的第四实施方式的薄膜电池的一构成例的立体图。图9是示出本发明的第五实施方式的IC卡的一构成例的框图。图10是示出本发明的第六实施方式的IC卡1的外观的一例的平面图。图11是示出本发明的第六实施方式的薄膜电池的一构成例的立体图。
具体实施例方式以下，参照附图来说明本发明的实施方式。另外，在以下实施方式的全部图中，以 同一符号标记相同或对应部分。(1)第一实施方式图1是本发明的第一实施方式的IC卡的一构成例的分解立体图。此IC卡1为所 谓的非接触型IC卡，如图1所示，包括基材(substrate)〗以及设于基材2两面的外装材料 (facing) 2a及外装材料2b。另外，基材2上包括薄膜电池3、天线线圈(antenna coil)5、 显示部6、IC芯片4、外部连接端子7。天线线圈5的两端与IC芯片4连接。显示部6及薄 膜电池3与IC芯片4连接。薄膜电池3与外部连接端子7连接，外部电源能够与该外部连 接端子7连接。基材2的形状可以是膜状、薄片(sheet)状、基板状，但并不限定于这些材料，可根 据IC卡1追求的特性任意选择并使用。作为基材2的材料，从耐久性或便利性等考虑，优 选使用具有柔韧性(flexible)的树脂材料。这样的树脂材料例如可使用PEN(聚萘二甲酸 乙二醇酯)、PET (聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚酰亚胺(PI)、聚酯，但并不限于这些材料，可 根据IC卡1追求的特性从现有公知的树脂材料中任意选择并使用。外装材料2a、2b构成IC卡1的表面及背面，该外装材料2a、2b例如以PET (聚对 苯二甲酸乙二醇酯)、PBT (聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PEG(聚乙二醇)、取向PET等高分子 材料为主成分，但不限于这些材料，可根据IC卡1追求的特性从现有公知的树脂材料中任 意选择并使用。天线线圈5是在基材2上缠绕多圈形成的环形线圈状的电磁感应线圈，其两端连接到IC芯片4上。天线线圈5接收从读写器产生的交流磁场并感生出交流电压，并将此交 流电压供给至IC芯片4。作为天线线圈5的形成方法，例如可使用缠绕法、嵌入缠绕法、蚀 刻方式、电镀方式、屏幕印刷方式等。作为显示部6，优选具有柔韧性，例如可使用液晶显示器、有机电致发光显示器 (Organic Electroluminescence :0EL，有机电致发光)等。显示部6由薄膜电池3供给的 电力的驱动，并显示IC芯片4所存储的信息等。IC卡1可以构成为还可具有控制显示部 6的驱动的按钮，并能够通过用户按下该按钮来驱动显示部，在该显示部显示信息。IC芯片4由薄膜电池3或天线线圈5供给的电力驱动，并控制IC卡1内的各部。 例如IC芯片4经由天线线圈5与读写器进行通信。具体地说，与读写器进行相互认证或数 据往来。此外，IC芯片4控制从连接到外部连接端子7上的外部电源对二次电池进行充电 以及从天线线圈5对薄膜电池3进行充电。薄膜电池3是可反复充放电的薄膜二次电池，对由与外部连接端子7相连接的外 部电源或天线线圈5供给的电荷进行蓄电。此外，薄膜电池3向CPU 14和/或显示部6供 给电力。图2是示出本发明的第一实施方式的IC卡的电路的一构成例的框图。IC 芯片 4 包括接口 11、RAM (Random Access Memory,随机存取存储器)12、 ROM (Read Only Memory，只读存储器)13、CPU (Central Processing Unit，中央处理单 元)14、EEPR0M(Electrically Erasable and Programmable ROM，电可擦除只读存储器)15 以及电压转换部16。接口 11、RAM 12、ROM 13、CPU 14、EEPROM 15连接到总线17上。此 外，薄膜电池3及显示部6经由接口 11连接到总线17。RAM 12被用作CPU 14的工作存储器(work memory)。EEI3ROM 15中存储有充入 (charge) IC卡1中的电子货币的余额或历史等信息。电压转换部16将由天线线圈5供给 的交流电压转换成直流电压。经电压转换部16转换后的直流电压被供给至薄膜电池3。CPU 14根据预先存储在ROM 13中的操作程序来操作，并进行与读写器之间的通 信操作的控制等。CPU 14根据预先存储在ROM 13中的操作程序来操作，并在显示部6上显 示信息。CPU 14根据预先存储在ROM 13中的操作程序来操作，并经由接口 11控制薄膜电 池3的充放电。例如，在外部电源已连接到外部连接端子7的情况下，CPU 14控制由外部 电源对薄膜电池3进行的充电。另外，在天线线圈5中已感生了交流电流的情况下，控制由 天线线圈5对薄膜电池3进行的充电。图3是本发明的第一实施方式涉及的薄膜电池3的一构成例。此薄膜电池3是全 固体薄膜二次电池，如图3所示，包括正极21、负极25、设置在正极21及负极25之间的固 体电解质层24。正极21包括正极集电体22和设置在此正极集电体22的一主面上的正极活性物 质层23。另外，正极21在其一端有正极端子22a。正极端子22a例如以与正极集电体22 所使用的材料相同的金属材料等为主成分。正极端子22a可与正极集电体22—体地形成， 也可连接到正极集电体22的端部上。优选正极集电体22以具有良好化学稳定性及导电性的材料为主成分。作为这样 的材料，例如有铝、镍、不锈钢、铜、白金、金、银等金属材料、铟和锡的氧化物(Indium Tin Oxde，以下称为IT0)等。作为正极集电体22，只要是具有电子传导性且不与正极活性物质层23反应的材料即可，并不限定于上述材料。正极活性物质层23以可包藏(吸留)及放出锂的正极活性物质为主成分。可包 藏及放出锂的正极活性物质，可使用例如以化学式LixMO2 (式中M表示过渡金属之中的任一 种或多种的化合物。χ随着电池的充放电状态而不同，通常是0.05以上、1.10以下)为主 体的、锂与过渡金属的复合氧化物。构成锂复合氧化物的过渡金属可以用例如钴(Co)、镍 (Ni)、锰(Mn)等。作为这样的锂复合氧化物，具体地说，可以举例为LiCo02、LiNiO2, LixNiyCcvyO2(x、y随电池的充放电状态而不同，通常0 < χ < 1,0. 7 < y < 1.02)等层状结 构的锂复合氧化物或LiMn2O4等表示的尖晶石型锂锰复合氧化物等。另外，也可使用将过渡 金属元素的一部份取代成其他元素的固溶体。这些锂复合氧化物可产生高电压，具有良好 的能量密度。另外，锂复合氧化物可以用例如由通式LiMPO4表示的橄榄石型结构金属氧化 物。这里，式中的M为选自Fe、Mn、C0及Ni中的至少一种。具体地说，可以列举为LiFeP04、 LiMnPO4, LiCoPO4, LiNiPO4 等。使用层状结构的锂复合氧化物作为正极活性物质的情况下，优选锂复合氧化物取 向为构成锂复合氧化物的层相对于固体电解质层24的主面垂直。薄膜电池3放电时，由 于从负极25放出的锂插入锂复合氧化物的层之间，因此，锂容易移动，能够使正极活性物 质层23的阻力降低。此外，作为正极活性物质，可使用TiS2、MoS2、NbSe2、V205等不含锂的金属硫化物、金 属氧化物或者聚苯胺或聚噻吩等指定的聚合物等。而且，作为正极活性物质层23的材料， 可使用上述的锂复合氧化物、金属硫化物及金属氧化物等之中的任一种或混合了多种的材 料。负极25包括负极集电体26和设置在该负极集电体26的一主面上的负极活性物 质层27。另外，负极25在其一端具有负极端子26a。负极端子26a例如以与负极集电体26 所使用的材料相同的金属材料等为主成分。负极端子26a可以与负极集电体26 —体地形 成，也可连接到负极集电体26的端部。优选负极集电体26与正极集电体22 —样，由具有良好化学稳定性及导电性的材 料构成。作为这样的材料，例如有铝、镍、不锈钢、铜、白金、金、银等金属材料、ITO等。负极 集电体26只要是具有电子传导性且不与负极活性物质层27反应的材料即可，不限于上述 材料。负极活性物质层27含有可包藏及放出锂的负极活性物质作为主成分。作为可包 藏及放出锂的负极活性物质，可使用例如能吸留及释放锂的碳材料、金属材料与碳材料的 复合材料以及可与锂成为合金的材料等。具体地说，作为能包藏或放出锂的碳材料，可以 使用石墨、难石墨化碳、易石墨化碳等，更具体地说，可以使用热分解碳类、焦炭类(浙青焦 炭、针状焦炭、石油焦炭)、石墨类、玻璃状碳类、有机高分子化合物煅烧体(在适当的温度 下煅烧苯酚树脂、呋喃树脂等并进行碳化而得到的物质)、碳纤维、活性碳等碳材料。另外，在使用石墨等具有层状结构的材料作为负极活性物质的情况下，优选负极 活性物质的取向为构成石墨等的层相对于固体电解质层24的主面垂直。在薄膜电池3充 电时，由于锂被包藏在石墨等构成的层与层之间，因此锂容易移动，能够降低负极活性物质 层27的阻力。
作为可对锂进行合金化的材料，可使用多种金属元素及半金属元素，而且，它们可 以是单质、可以是合金、也可以是化合物，或者是至少在一部分中具有这些的1种或2种以 上相(phase)的物质。另外，在本发明中，在合金中除包含由2种以上金属元素的构成的物 质之外，还包括含有由1种以上的金属元素与1种以上的半金属元素的物质。另外，也可包 含非金属元素。在其组织(structure)中具有固溶体、共晶(共融混合物，低共熔晶)、金属 间化合物或其中2种以上共存的共存物。作为这样的金属元素或半金属元素，具体地说，可以举例为镁(Mg)、硼(B)、铝 (Al)、镓(Ga)、铟(In)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)、铋(Bi)、镉(Cd)、银(Ag)、锌 (Zn)、铪(Hf)、锆(Zr)M (Y)、钯(Pd)或钼(Pt)等。其中，作为这样的元素，优选是含有长周期型周期表中的14族的金属元素或半金 属元素作为构成元素的物质，特别优选是含有硅及锡的至少一者作为构成元素的物质。这 是因为硅及锡包藏及放出锂的能力很强，且能获得高的能量密度。具体地说，可以举例为 具有硅单质、合金或化合物，或者锡单质、合金或化合物，或者至少部分地具有这些中的1 种或2种以上相的材料。另外，可也使用包含锡(Sn)、钴(Co)及碳(C)的合金等。另外，作为可包藏及放 出锂的材料，也可使用聚乙炔、聚吡咯等高分子或SnO2等氧化物等。而且，在负极活性物质 层27中，作为负极活性物质，可混合上述可包藏及放出锂的负极材料等中的任一种或多种 进行使用。固体电解质层24例如以具有锂离子导电性的无机固体电解质为主成分。作为 具有锂离子导电性的无机固体电解质，可以举例为Li的氮化物、卤化物、氧化物、硫化磷 化合物等。更具体地,可以举例为Li3N、Lil、Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li3P04-Li4Si04、Li2SiS3、La2/3_xLi3xTi03、LiSr2TiTa06 等。由于使用了无机固体电解质的固体 电解质层24未使用电解液等可燃性有机溶剂，因此不存在液体泄漏等问题，安全性良好。另外，作为具有锂离子导电性的无机固体电解质，可使用例如含有锂与钛的磷酸 钛酸锂(LiTi2 (PO4)3)。磷酸钛酸锂具有NASIC0N(钠超离子导体)型结构，可获得高的离子 传导性。在由电压转换部16或外部连接端子7供给直流电压时，该薄膜电池3被充电。在 充电时，例如从正极活性物质层23放出锂离子，并经由固体电解质层24包藏到负极活性物 质层27中。薄膜电池3由于可以利用由电磁感应方式获得的电力进行充电，因此可在使用 IC卡1的同时也进行充电。因此可节省麻烦的充电作业的工夫。另外，在薄膜电池3放电时，锂离子从例如负极活性物质层27放出，并经由固体电 解质层24包藏在正极活性物质层23中。这样，一旦薄膜电池3放电，经由接口 11来驱动 CPU 14或显示部6等。图4说明具有上述构成的IC卡1的操作的一例。首先，如果将IC卡1放置于从读写器40的天线线圈41产生的交流磁场42中，则 在IC卡1的天线线圈5中感生出交流电压。该交流电压通过IC卡1的电压转换部16转 换成直流电压，并根据CPU 14的控制对薄膜电池3进行充电。另外，也可将经电压转换部 16转换后的直流电压供给至CPU 14，并驱动CPU 14。根据此第一实施方式，使IC卡1接近读写器，利用读写器的交流磁场在IC卡1的天线线圈5中感生交流电压，通过电压转换部16将该交流电压转换为直流电压并供给至薄 膜电池3。因此，仅让IC卡1接近读写器就能简单地对薄膜电池3充电。此外，用户可按 下IC卡1所具有的按钮等，通过薄膜电池3的电力来驱动显示部6并显示已存储在EEPROM 15中的信息等。也就是说，用户可在喜欢的时间或地点确认各种信息。此外，由于将薄且柔韧性优良的薄膜电池3作为二次电池形成在基材2上，因此不 会增加IC卡1的厚度或损害其柔韧性。另外，薄膜电池3未使用液体电解质，因此，破损时 不会发生液体泄漏。(2)第二实施方式在以由下式(1)或式(2)表示平均组成的锂离子导体为主成分这一点上，该第二 实施方式涉及的IC卡的薄膜电池3的固体电解质层24与第一实施方式不同。Li1+xMlxTi2_x(P04)3 (1)(式中Ml表示选自由铝(Al)、钪(Sc)、铟(In)、铁(Fe)、铬(Cr)、镓(Ga)、钇⑴ 及镧(La)组成的组中的至少一种。χ的值在0彡χ彡2. 0的范围内。)Li1+2xM2xTi2_x(P04)3 (2)(式中M2表示选自由锌(Zn)、硅(S)、锰(Mn)、锗(Ge)、钕(Nd)、锶(Sr)及钒(V) 组成的组中选择的至少一种，M2的价数是2价。χ的值在0彡χ彡2. 0的范围内。)首先，参考图5，说明在由式(1)或式(2)表示平均组成的锂离子导体内的锂离子 的扩散路径。图5A示出三维显示的原子核密度分布。图5B示出二维显示的(010)面的原 子核密度分布。图5C是在图5A所示的原子核密度分布中同时示出原子位置的图。图5B中的箭头a表示(100)方向即结晶轴的a轴方向，箭头c表示(001)方向即 c轴方向。另外，图5B中的白色箭头表示锂离子的扩散路径。另外，图5B及图5C中，“Lil” 及“Li2”表示锂的位置，“Ti/Al”表示钛或铝的位置。此外，“P”表示磷的位置，“0”表示氧 的位置。上述图5中所示的原子核密度分布以如下方式求得。首先，作为以式(1)表示平均组成的锂离子导体，在样品中使用将磷酸钛酸锂 (LiTi2(PO4)3)的一部分钛例如用铝来代替从而得到的Li1+xAlxTi2_x(PO4)3(0 ^ χ ^ 2)的多 晶体粉末，通过中子衍射实验来研究结晶结构。接下来，通过里特维德尔('J 一 K ^ ^卜， Rietveld)解析对结晶结构参数及晶格常数进行精修，以对利用中子衍射实验获得的数据 进行解析。在里特维德尔解析之后，通过基于信息理论的最大熵法进行进一步解析，以求得 原子核密度分布。使已求得的原子核密度分布三维显示，并观测锂离子的行为。从图5可知，由式(1)表示平均组成的锂离子导体中锂离子的流动方向已确定、即 锂离子导体具有各向异性。具体地可知，在Li1+xAlxTi2_x(P04)3内，锂离子沿着结晶轴方向流 动，特别是沿c轴方向流动。另外，虽然在图5中示出了一部分钛用铝来代替的例子，但即 使在一部分钛已由式1中的Ml或式2中的M2所示的其他金属元素代替的情况下，锂离子 的路径也相同。 此外，可知，在Li1+xAlxTi2_x (PO4) 3中，在χ的值大于0的情况下，已增加的锂存在于 在c轴方向上的锂离子扩散路径中。通过该已增加的锂可进一步提高锂离子传导度(传导 率)。 接下来，针对最有效率地使用具有这样的扩散路径的锂离子导体作为固体电解质材料的方法，进行具体地说明。图6示出了薄膜电池3的一构成例。在固体电解质层24以由式⑴或式⑵表 示平均组成的锂离子导体为主成分这一点上，该薄膜电池3与第一实施方式不同。优选由 式(1)或式(2)表示平均组成的锂离子导体为单晶或多晶体，特别优选为单晶体。通过使 用单晶体或多晶体，可使锂离子沿着锂离子扩散路径高效地流动，并能够有效地用作固体 电解质层24的材料。此外，由于锂离子特别是沿着结晶的c轴方向流动，因此优选固体电解质层24中 包含的单晶体或多晶体的c轴方向取向为相对于正极21及负极25的主面垂直。也就是说， 通过使正极21及负极25的主面与固体电解质层24中包含的单晶体或多晶体的c轴方向 正交，能够使锂离子更高效地流动。这里，式⑴及式⑵中χ的值在0彡χ彡2.0的范围内，而且在此范围内χ的值 越大越能够增加锂的浓度并使锂离子导体内的空隙率降低。而且，已增加的锂存在于锂离 子扩散路径中并中继锂离子的移动。其结果，使锂离子容易在结晶内移动，从而提高离子传 导度。因此，X的值越大越优选，具体地说，从提高离子传导度及容易制造的角度看，优选X 的范围在0. 1彡X彡0.5的范围内。此外，在式(1)中，优选Ml为铝。这是因为与钛相比，铝的离子半径小，并且可使 图5B中白色箭头所示的锂离子路径更短，这会导致离子传导度提高。而且，在式(1)及式(2)中，优选Ml及M2为2价元素，或者Ml及M2为1价元素。 这是因为通过使Ml及M2为2价元素或者使Ml及M2为1价元素，可以在锂离子导体中使 锂的浓度增加，从而使离子传导度提高。作为含有单晶体的固体电解质层24的制作方法，可以举例为使用由单晶体组成 的基材并根据需要在对基材施加温度的同时利用激光烧蚀或溅射法等对其进行蒸镀的方 法、通过采用CVD等气相合成法等在基材上层叠的方法。此外，也可以使用将式(1)或式(2) 所示的锂离子导体的多晶体样品通过各种公知的手法溶融、并在得到单晶体的散装(〃> 夂)材料后进行切割的方法等。此第二实施方式中，上述以外的部分与第一实施方式相同。根据该第二实施方式，由于固体电解质层24以由式(1)或式(2)表示平均组成的 锂离子导体为主成分，所以与第一实施方式相比能够提高固体电解质层24中锂离子的传 导性。尤其是，通过使固体电解质层24的c轴取向为相对于正极21及负极25垂直，从而 能够使锂离子扩散路径为从正极21朝向负极25的方向。而且，由于该薄膜电池3可使锂 离子高效地流动，从而使快速充电成为可能。而且，由于固体电解质层24的电阻低，因此能 够降低发热的危险性。(3)第三实施方式在层叠多个薄膜电池3且并联这些薄膜电池3这一点上，该第三实施方式涉及的 IC卡与第一实施方式不同。图7示出了本发明的第三实施方式涉及的薄膜电池3的一构成例。如图7所示， 此薄膜电池3具有经由绝缘层28层叠第一薄膜电池S1和第二薄膜电池32的结构。第一薄 膜电池S1及第二薄膜电池32并联。作为绝缘层28的材料，虽然可使用例如以Si3N4、SiO2 等绝缘材料为主成分的材料，但只要是能获得绝缘层28所期望的功能即可，并不特别地限定于上述材料。CPU 14控制第一薄膜电池S1及第二薄膜电池32的充放电。CPU14例如可以对第 一薄膜电池S1及第二薄膜电池32中的一个充电而对另一个电池放电。在此第三实施方式中，上述以外的部分与第一实施方式相同。根据此第三实施方式，由于层叠多个薄膜电池3且并联这些薄膜电池3，因此与第 一实施方式相比能够获得高容量。(4)第四实施方式在层叠多个薄膜电池3并串联这些薄膜电池3这一点上，该第四实施方式的IC卡 与第一实施方式不同。图8示出了本发明的第四实施方式涉及的薄膜电池3的一构成例。如图8所示， 该薄膜电池3具有经由导电层29层叠第一薄膜电池S1和第二薄膜电池32的结构。第一薄 膜电池S1及第二薄膜电池32通过导电层29串联。作为导电层29的材料，可使用例如以 铝、镍、铜、白金、金、银等金属材料为主成分的材料，但只要能够获得导电层29所期望的功 能即可，并不特别地限定于上述材料。此第四实施方式中，上述以外的部分与第一实施方式相同。根据此第四实施方式，由于层叠多个薄膜电池3且串联这些薄膜电池3，因此与第 一实施方式相比能够获得高电压。(5)第五实施方式图9是本发明的第五实施方式的IC卡的一构成例的框图。在还具有太阳能电池 51这一点上，第五实施方式涉及的IC卡与第一实施方式不同。太阳能电池51与薄膜电池3连接，并根据CPU 14的控制进行从太阳能电池51向 薄膜电池3的充电。作为太阳能电池51，可使用例如薄膜硅太阳能电池、CIGS型薄膜太阳 能电池、色素敏化太阳能电池、有机薄膜太阳能电池等。此外，IC卡具有天线8，该天线8与接口 11连接。作为天线8，可使用例如与上述 第一实施方式相同的天线线圈。另外，作为天线8，可使用微波带状线路天线等。在此第五实施方式中，上述以外的部分与第一实施方式相同。(6)第六实施方式图10是第六实施方式涉及的IC卡1的外观的平面图。如图10所示，在具有根据 充电状态改变颜色的薄膜电池3以及用于从外部目视该薄膜电池3的颜色状态的余量显示 部61这一点上，该IC卡1与第一实施方式不同。此外，如图10所示，优选IC卡1在余量显示部61的旁边还具有用于确认薄膜电 池3的剩余容量的刻度62。该刻度62由各充电状态中的薄膜电池3的颜色来表示。具体 地说，刻度62以色调渐变(gradation)来表示薄膜电池3中各充电状态下的颜色，该色调 渐变的一端的颜色是与充满电状态的薄膜电池3相同的颜色，另一端的颜色是与最终放电 电压下的薄膜电池3相同的颜色。用户可通过对比刻度62的颜色与余量显示部61的颜色 容易地判断薄膜电池3的剩余容量。图11是薄膜电池3的一构成例的截面图。如图11所示，该薄膜电池3具有依次 层叠正极集电体22、正极活性物质层23、固体电解质层24及负极25的结构。作为正极集 电体22的材料，可使用例如以ITO等透明导电体为主成分的材料。作为用于正极活性物质层23的正极材料，可用例如以LiMn2O4为主成分的材料。作为固体电解质层24的材料，可 使用例如以Li3PO4为主成分的材料。作为负极25的材料，例如可使用以ITO等透明导电体 为主成分的材料。在具有这样的结构的薄膜电池3中，一旦锂通过充放电而在电极间移动时，则薄 膜电池3的颜色改变。例如，如果锂离子通过充电而从正极21向负极25移动，则薄膜电池 3的颜色变黑。这可认为是由于锂进入作为透明导电体的负极25中或负极25与锂发生分 解反应从而改变薄膜电池3的颜色。根据该第六实施方式，由于使用透明导电体作为集电体，因此用户能够通过余量 显示部61确认薄膜电池3的颜色变化。因此，能够利用薄膜电池3的颜色变化作为电池余 量指示器。此外，用户可一目了然地判断薄膜电池3的充电状态。在现有电池中，由于将液体电解质用作电解质，因此需要通过包装部件来包装电 池，难以目视正极21、负极25、固体电解质层24等。也就是说，即使使用透明导电体作为集 电体也无法确认伴随着充放电的电池颜色变化。与此相对，此第六实施方式涉及的薄膜电 池3中，由于使用固体电解质作为电解质，因此不需要用包装部件来包装电池，从而能够目 视正极21、负极25、固体电解质层24等。也就是说，如果使用透明导电体作为集电体，则能 够确认伴随着充放电的电池颜色变化。另外，在现有的电池中，为了表示显示电池余量的指示器，需要观测电压的单元。 与此相对，在该第六实施方式涉及的薄膜电池3中，由于能够通过确认薄膜电池3的颜色变 化来判断充电状态，因此不需要观测电压的单元。以上针对本发明的第一至第六实施方式进行了具体说明，但本发明并不限定于上 述第一至第六实施方式，可根据本发明的技术思想进行各种变形。例如，上述第一至第六实施方式中所例举的形状或结构终究只是例子，可根据必 要使用与此不同的数值。此外，上述第一至第六实施方式的各结构，只要不脱离本发明的主旨，可以相互组合。此外，在上述第一至第六实施方式中，说明了对非接触型IC卡应用了本发明的例 子，但本发明也可应用于接触型IC卡。此外，本发明也适用于具有非接触型IC卡与接触型 IC卡两者的功能的混合卡。
权利要求
一种IC卡，包括天线线圈，通过电磁感应来感生电力；薄膜电池，蓄积通过所述天线线圈感生的电力；以及控制部，控制从所述天线线圈向所述薄膜电池的电力蓄积。
2.根据权利要求1所述的IC卡，其中，所述薄膜电池具有正极、负极以及设置在所述正极和所述负极之间的电解质， 所述正极和所述负极包括以透明导电体为主成分的集电体。
3.根据权利要求2所述的IC卡，其中， 所述透明导电体是铟和锡的氧化物。
4.根据权利要求3所述的IC卡，还包括 余量显示部，用于目视所述透明导电体的颜色变化。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的IC卡，其中，所述薄膜电池具有正极、负极以及设置在所述正极和所述负极之间的电解质， 所述电解质含有由式(1)表示平均组成的锂离子导体的单晶体， Li1+xMlxTi2_x (PO4)3 (1)其中，Ml表示选自由铝(Al)、钪(Sc)、铟(In)、铁(Fe)、铬(Cr)、镓(Ga)、钇(Y)及镧 (La)组成的组中的至少一种；χ的值在0彡χ彡2. 0的范围内。
6.根据权利要求5所述的IC卡，其中，所述单晶体的c轴相对于所述正极和所述负极的表面垂直取向。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的IC卡，其中，所述薄膜电池具有正极、负极以及设置在所述正极和所述负极之间的电解质， 所述电解质含有由式(2)表示平均组成的锂离子导体， Li1+2xM2xTi2_x (PO4)3 (2)其中，M2表示选自由锌(Zn)、硅(S)、锰(Mn)、锗(Ge)、钕(Nd)、锶(Sr)及钒(V)组成 的组的至少一种，且M2的价数是2价；χ的值在0彡χ彡2. 0的范围内。
8.根据权利要求1所述的IC卡，还包括 存储部，用于存储信息；以及显示部，显示存储在所述存储部中的信息。
9.根据权利要求1所述的IC卡，其中， 所述薄膜电池是全固体二次电池。
10.根据权利要求1所述的IC卡，其中， 所述IC卡还包括太阳能电池，所述控制部控制从所述太阳能电池向所述薄膜电池的充电。
11.根据权利要求1所述的IC卡，其中，所述IC卡包括多个用于蓄积通过所述天线线圈感生的电力的薄膜电池， 所述多个薄膜电池在被层叠的同时被串联及/或并联。
12.根据权利要求1所述的IC卡，其中，所述IC卡还具有用于将所述薄膜电池连接到外部电源的连接端子， 所述控制部控制从所述外部电源向所述薄膜电池的充电。
13. 一种IC卡，包括 太阳能电池；薄膜电池，蓄积通过所述太阳能电池产生的电力；以及 控制部，控制从所述太阳能电池向所述薄膜电池的电力蓄积。
全文摘要
本发明提供一种不导致厚度增加且有优良安全性的具有二次电池的IC卡。IC卡包括天线线圈，通过电磁感应感生电力；薄膜电池，蓄积通过天线线圈感生到的电力；以及控制部，控制从天线线圈向薄膜电池的电力蓄积。薄膜电池具有正极、负极以及设置在正极和负极之间的固体电解质层。
文档编号G06K19/077GK101978382SQ200880128230
公开日2011年2月16日 申请日期2008年12月24日 优先权日2008年3月21日
发明者古谷龙也, 守冈宏之, 高原克典 申请人:索尼公司