защищенный документ с интегральной микросхемой и встроенным индикаторным элементом

Формула изобретения

1. Защищенный документ, содержащий интегральную микросхему для связи с наружным устройством считывания и/или записи и, по меньшей мере, один встроенный в защищенный документ индикаторный элемент для визуального отображения данных о личности и/или продукте, причем индикаторный элемент выполнен бистабильно регулируемым и двусторонне связан с интегральной микросхемой и может программироваться с помощью интегральной микросхемы в качестве считываемой зоны памяти.

2. Защищенный документ по п.1, в котором индикаторный элемент может программироваться или персонализироваться только с помощью интегральной микросхемы.

3. Защищенный документ по любому из пп.1 или 2, в котором индикаторный элемент выполнен в виде электрофоретической индикаторной системы.

4. Защищенный документ по любому из пп.1 или 2, в котором индикаторный элемент выполнен в виде ферроэлектрической индикаторной системы.

5. Защищенный документ по любому из пп.1 или 2, в котором индикаторный элемент выполнен в виде бистабильной холестериновой жидкокристаллической индикаторной системы.

6. Защищенный документ по п.1 или 2, в котором индикаторный элемент выполнен в виде OLED индикаторной системы.

7. Защищенный документ по п.6, в котором индикаторный элемент выполнен в виде активно светящейся индикаторной системы.

8. Защищенный документ по п.1, в котором интегральная микросхема содержится в модуле чипа документа.

9. Защищенный документ по п.8, в котором запись в индикаторный элемент производится через наружные контакты модуля чипа.

10. Защищенный документ по любому из пп.8 или 9, в котором запись в индикаторный элемент производится бесконтактно через модуль чипа.

11. Защищенный документ по п.1, в котором интегральная микросхема содержит двунаправленный индикаторный драйвер.

12. Защищенный документ по п.11, в котором индикаторный драйвер содержится в модуле чипа в виде индикаторного драйвера интегральной микросхемы.

13. Защищенный документ по п.11, в котором индикаторный драйвер содержится в интегральной микросхеме модуля чипа.

14. Защищенный документ по п.1, в котором индикаторный элемент снабжается информацией последовательно через два или три электрических соединения.

15. Защищенный документ по п.1, в котором индикаторный элемент содержит шины строки и вертикальные шины с конденсаторами для последовательного снабжения данными.

16. Защищенный документ по п.1, в котором в индикаторный элемент записаны биометрические данные владельца защищенного документа.

17. Защищенный документ по п.1, в котором запись и/или изменения индикации индикаторной системы обеспечиваются мерами безопасности, в частности криптографическими методами.

18. Защищенный документ по п.1, в котором индикаторный элемент встроен в слоистый пластик документа печатным способом.

19. Защищенный документ по п.18, в котором слоистый пластик состоит из пленок и/или гибких печатных плат.

20. Защищенный документ по п.1, в котором индикаторная система содержит два уровня межсоединений в виде шин строки и вертикальных шин, причем эти уровни расположены внутри и соединены с ответными контактами модуля чипа.

21. Защищенный документ по п.1, в котором индикаторная система содержит три уровня межсоединений в виде шин строки и вертикальных шин и прозрачного закрытого электрода, при этом эти уровни находятся внутри и соединены с ответными контактами модуля чипа.

22. Защищенный документ по п.1, в котором интегральная микросхема содержится в модуле чипа, вставленного в выполненную фрезерованием полость документа.

23. Защищенный документ по п.1, в котором визуальное отображение в индикаторной зоне содержит криптографически скрытую информацию.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к защищенному документу с интегральной микросхемой и встроенным в этот документ индикаторным элементом согласно признакам п.1 формулы изобретения.

Защищенные документы, такие как удостоверения личности, заграничные паспорта, водительские удостоверения, кредитные карточки, проездные документы и пр., в которых содержатся касающиеся личности и/или продукта сведения и которые поэтому должны соответствовать необходимым требованиям безопасности, все чаще оснащаются интегральными компонентами микросхемы, в которых хранится информация о личности и/или продукте. При проверках для обеспечения безопасности такая информация считывается и используется для определения аутентичности, т.е. для проверки документа на подлинность и для контроля соответствия документа предъявившему его лицу. Обычно для этой цели используются как контактные, так и бесконтактные, а также содержащие двойной интерфейс модули чипа. Они содержат интегральные в высокой степени микросхемы с соответствующим программируемым элементом памяти на кремниевой основе. Программируемые элементы памяти выполнены, как правило, в виде ЭП-ПЗУ (электрически перепрограммируемое ПЗУ). Стандарты и требования к качеству соответствующих защищенных от подделки документов приведены в ISO 10373.

Несмотря на указанное оснащение защищаемых документов электронными средствами, они изготавливаются, в принципе, графическим способом. При этом графическая информация должна соответствовать электронной. Поэтому электронная и графическая записи данных о личности и/или продукте производятся в одном устройстве. Для такой персонализации требуются значительно нейтральные документы, которые в этом устройстве подвергаются, в числе прочего, графическим методам изготовления, таким как лазерная гравировка, струйное и цифровое печатание, термодекалькомания или термографская печать и тиснение.

В других случаях документы после предварительной графической персонализации подвергаются затем электронной персонализации. При таком трудоемком способе необходимо абсолютно точно обеспечить, чтобы надлежащий документ был снабжен правильной соответствующей электронной информацией.

В основу настоящего изобретения положена задача усовершенствования технологии изготовления защищенных от подделки документов.

Согласно изобретению указанная задача решается посредством интегральной микросхемы, предназначенной для связи с наружным устройством считывания/записи и содержащей, по меньшей мере, один встроенный в защищенный от подделки документ индикаторный элемент для визуального отображения данных о личности и/или продукте, при этом индикаторный элемент двунаправлено соединен с интегральной микросхемой и используется одновременно интегральной микросхемой в качестве зоны памяти.

Изобретение покоится на знании того факта, что электронный индикаторный элемент вместе с двунаправленной задающей электроникой может применяться наряду с наглядным отображением также и в качестве программируемого ЗУ для элемента интегральной микросхемы. Таким образом, ЗУ в интегральной микросхеме карточки, обычно ЭП-ПЗУ, может, в зависимости от назначения, полностью отсутствовать или может быть заменено, по меньшей мере, частично электронной индикаторной зоной. Аналогичным образом индикаторная зона может применяться при необходимости, по меньшей мере, частично вместо ПЗУ или стираемого ППЗУ.

Предпочтительно, чтобы индикаторный элемент мог программироваться и персонализироваться исключительно посредством интегральной микросхемы, причем под персонализацией подразумевается относящаяся к документу индивидуализация. При этом записываются преимущественно биометрические данные о владельце документа, такие как изображение лица, отпечатки пальцев, образец подписи, а также фамилия, дата рождения и пр.

Согласно изобретению индикаторный элемент выполнен бистабильным, благодаря чему в обесточенном состоянии он сохраняет свою информацию. Такие индикаторы выполнены предпочтительно в виде электрофоретических, ферроэлектрических или холестериновых жидкокристаллических индикаторов. Также индикаторный элемент может состоять из пассивной или активной самосветящейся индикаторной системы на основе элементов OLED. В случае применения активных элементов OLED индикация активируется с помощью устройства считывания или посредством встроенного источника энергии, благодаря которому изображение может распознаваться визуально.

Интегральная микросхема содержится предпочтительно в модуле чипа, размещенного в документе так, чтобы нельзя было его извлечь без разрушения. Индикаторный элемент вставляется с использованием наружных контактов в полость документа, выполненную фрезерованием, при этом операция фрезерования проводится таким образом, чтобы обнажились и внутренние места подключения.

В варианте выполнения бесконтактной карточки с встроенной микросхемой программирование может проводиться при необходимости с повышенной напряженностью поля FRID в том случае, когда эта операция проводится в замкнутом пространстве с соответствующим экранированием. Для этого в документе может быть предусмотрено наличие индуктивных или емкостных зон связи, через которые привносится повышенная энергия. После программирования может начаться необратимый процесс, при котором, например, расположенный внутри монтажный элемент становится высокоомным, прерывается или вызывает короткое замыкание, вследствие чего повторное программирование и изменение записанных данных не представляется более возможным.

Система индикации или памяти организована в виде электрически управляемых строк и граф. Для этого необходимы задающие микросхемы. Поскольку индикаторную зону можно считать своего рода ЭП-ПЗУ, причем точки памяти представляют собой визуально распознаваемые элементы изображения, то драйвер выполнен согласно изобретению двунаправленным. В случае применения бистабильных индикаторных элементов драйвер может быть подвергнут после программирования необратимому изменению, после которого возможно только считывание записанной информации. После этого индикаторный элемент действует только как ПЗУ.

Персонализация может быть необратимо записана также воздействием лазерным импульсом или посредством локально действующих электрических или магнитных полей или, например, заданных полимеризацией элементов.

Обычно упомянутые драйверы расположены в непосредственной близости от шин строки и вертикальных шин индикаторной зоны для исключения необходимости шунтирования больших участков пробега. Интегральная микросхема с индикаторным драйвером может быть также установлена в модуле чипа в качестве дополнительной. Предпочтительно, чтобы она располагался в интегральной микросхеме самого модуля чипа. В принципе, также возможно обеспечить индикацию через интегральную микросхему индикаторного драйвера, расположенную в устройстве считывания/записи.

В индикаторной зоне могут применяться двунаправленные матричные драйверы интегральных микросхем, полученные методом перевернутого кристалла. Для монтажа контактных площадок интегральной микросхемы требуются относительно тонкие монтажные провода. При этом могут применяться способы получения тончайших проводников травлением с расстоянием между токопроводящими дорожками от 10 до 30 мкм, а также специальные способы печатания, например струйный.

Последовательное двунаправленное управление индикаторным элементом производится предпочтительно последовательно с помощью двух или трех электрических соединений. Шины строки и вертикальные шины имеют также емкость и при необходимости дополнительные электронные функции, такие как диодные. Последовательное двунаправленное соединение состоит из сигнальной линии и двух линий питания напряжением, которые могут быть соединены внутри непосредственно с контактным модулем чипа или двойным интерфейсом модуля чипа аналогично монтажу антенн.

Следовательно, в принципе имеется несколько возможностей на выбор.

В простом варианте выполнения запись в индикаторный элемент проводится с помощью контактного модуля считывания. Для этого требуется лишь вывести наружу расположенные внутри, последовательные управляющие линии через ответные контактные площадки модуля чипа. В этом простом варианте может применяться незначительно адаптированный модуль чипа и может быть выполнена в устройстве считывания/записи вся управляющая электроника.

Согласно варианту изготовления документа с двойным интерфейсом дополнительно подключаются оба контакта антенны.

Для изготовления бесконтактного документа, в котором не используются наружные омические соединения, весь процесс автоматической персонализации, т.е. записи данных о личности и/или продукте для графической индикации, проводится исключительно через беспроводной интерфейс. Для этого может потребоваться обеспечение документа повышенной энергией, причем в качестве защиты применяются соответствующие экраны. Для обеспечения энергией и информацией в документе может быть предусмотрена выемка в виде отверстия, вокруг которой располагается катушка. В этом случае связь происходит через индукционный стержень, вставленный в указанную выемку.

В индикаторную зону записываются предпочтительно биометрические данные о владельце документа, такие как изображение его лица, отпечатки пальцев и пр. Визуальное изображение в индикаторной зоне получают предпочтительно с помощью криптографически скрытой информации, которая представляет собой дополнительный защитный признак, дополнительно затрудняющий злоупотребление и попытки манипуляций.

В зависимости от сферы действия защищенного от подделки документа запись и/или изменения индикации индикаторной системы происходят при значительных, обусловленных безопасностью затратах. Такие, в частности, криптографические методы, контролируемые разрешения на доступ, номера PIN и пр. являются обычными для плат памяти и карточек с встроенной микросхемой. Структура безопасности модуля чипа, предусмотренная для систем RFID, применяется для преднамеренного разрешенного изменения содержания индикации. Таким образом становится возможным, по меньшей мере, поддерживать стандарт безопасности, обычно действующий для карточек с встроенной микросхемой, также и для защищенных от подделки документов согласно изобретению.

Особое преимущество заключается в том, что индикаторный элемент печатным способом встроен в неразделяемый многослойный пластик документа. При этом могут быть предусмотрены два уровня межсоединений в виде шин строки и вертикальных шин, причем эти уровни располагаются внутри и соединены с ответными контактами модуля чипа. В предпочтительном варианте развития индикаторная система содержит также третий уровень межсоединений в виде прозрачного, закрытого электрода, также расположенного внутри и соединенного с ответными контактами модуля чипа. При осуществлении изобретения могут применяться традиционные монтажные технологии с использованием гибких печатных плат, полимерная электроника и способы печатного изготовления электронных схем.

Защищенный документ согласно изобретению изготавливают по технологии ламинирования в виде материала из нескольких слоев пленки и/или гибких печатных плат. Под гибкими печатными платами подразумеваются известные из уровня техники стойкие к температуре пайки пленки из пластмассы, такой как, например, полиимид, полиэфирсульфон или полиэфир-эфиркетон, а также тканые (например, FR-4) или нетканые субстраты (например, арамид (ароматические полиамиды)). В них применяется медная фольга, и их структурирование проводят травлением по субтрактивной технологии. Этой технологией могут изготавливаться также двухсторонние или многослойные гибкие печатные платы с соответствующими сквозными соединениями. В том случае, когда требуется только ограниченная стойкость к пайке, могут также применяться и полиэфирные пленки с использованием субтрактивной технологии, т.е. вместе с травленой медной или алюминиевой фольгой. Кроме того, все названные субстраты могут быть снабжены посредством так называемой аддитивной технологии, т.е., например, печатанием серебряной, медной или углеродной пастой, также электрическими монтажными структурами. Эти структуры электрически связаны с помощью изотропного или анизотропного токопроводящего клея. Электрическое соединение может быть также получено отгибанием, ультразвуком или подобным воздействием температуры и давления, в частности, при изготовлении интерметаллического токопроводящего соединения.

Наряду с этими, в значительной степени традиционными решениями соединение электрических конструктивных элементов может осуществляться посредством так называемой полимерной электроники печатным способом. И хотя при этом одновременно возможна также задающая логика, однако в вариантах выполнения настоящего изобретения предпочтительным является последовательное управление индикаторными зонами или элементами памяти.

Для защиты от прямых попыток манипуляции с индикаторной зоной ее располагают в клетке Фарадея. Например, на обратной стороне документа может быть предусмотрена тонкая, плоская или имеющая вид сетки токопроводящая структура, выполненная из пасты, содержащей углерод или нанотрубки, серебряной пасты, пасты из оксидов индия и олова, или в виде токопроводящего полимерного покрытия, а на лицевой стороне применена прозрачная паста из оксида металла или токопроводящая полимерная пленка.

Графическая информация, содержащаяся обычно возле индикаторной зоны, может наноситься известными способами печатания или с применением высокой технологии тиснения.

В документе согласно изобретению может быть предусмотрен при необходимости также источник энергии в виде солнечного модуля, повторно заряжаемой батареи или пьезоэлектрического источника. При этом источник энергии может активироваться с помощью микропереключателя. Таким образом, в защищенных от подделки документах может быть также обеспечена самосветящаяся индикация, которая включаются только в случае необходимости.

Процесс персонализации при использовании дополнительных критериев защиты может быть поставлен в зависимость от того, чтобы он протекал только при определенных параметрах окружающей среды, например при воздействии электромагнитным облучением в определенном диапазоне длины волн, или при условии применения магнитных полей, или при экспозиции лазерным лучом. Кроме того, при таких эффектах, в частности при использовании специфичного лазерного импульса, отдельные элементы индикаторной зоны могут либо программироваться, либо стать необратимыми.

Таким образом, благодаря изобретению в документах с электронной поддержкой могут быть изготовлены индикаторные системы печатным способом и, следовательно, с обеспечением их гибкости и мягкости, а также высокой контрастности при низкой себестоимости и высокой степени надежности от подделки.

Другие признаки и преимущества изобретения приводятся ниже в описании примеров выполнения.

При этом изображено на:

фиг.1 - типичная архитектура обычной платы памяти 1;

фиг.2 - архитектура вычислителя обычной микропроцессорной платы 1;

фиг.3 - первый пример выполнения защищенного от подделки документа согласно изобретению;

фиг.4 - пример выполнения модуля чипа с двойным интерфейсом;

фиг.5 - пример выполнения в виде заграничного паспорта с дипольной, встроенной в документ антенной.

На фиг.3 схематически изображен защищенный документ 1 согласно изобретению в виде удостоверения личности с контактно или бесконтактно управляемым модулем 3 чипа на контактной площадке 5. Защищенный документ 1 содержит, по меньшей мере, одну индикаторную зону 4 в виде бистабильно регулируемого холестеринового жидкокристаллического дисплея, отображающего в качестве индикаторной информации 11 изображение лица владельца документа. С интегральной микросхемой 2 модуля 3 чипа электронная индикаторная зона 4 соединена с помощью двунаправленного соединения 15. Одностороннее управление требуется только для индикации. Поскольку индикаторная зона используется в данном случае одновременно и как зона памяти, то ее содержание должно быть также считываемым.

На фиг.4 схематически показано удостоверение личности 1 согласно изобретению с расположенным на контактной площадке 5 модулем 3 чипа с двойным интерфейсом. Документ содержит антенну RFED в виде катушки 13, через которую интегральная микросхема 2 имеет связь с наружным устройством считывания/записи. Документ 1 содержит также, по меньшей мере, одну электронную индикаторную зону 4 с изображением 11 лица или других биометрических данных о владельце документа. Индикаторная зона дополнительно выполнена, как описано выше, в виде ЗУ, считываемого посредством интегральной микросхемы 2, и поэтому связанного через двунаправленную линию 15 с интегральной микросхемой.

На фиг.5 приведен пример для иностранного паспорта 1, на стороне персонализации которого показаны индикаторное поле 4, строка 16 ICAO и персональные данные 17. Интегральная микросхема 2 может иметь связь через антенну в виде диполя 12 с наружным устройством считывания/записи и использовать индикаторную зону 4 через двунаправленную линию 15 вместо ЭП-ПЗУ. Содержанием 11 индикации индикаторной зоны 4 являются, в частности, биометрические данные о владельце документа.