Integrated Circuit (IC) Card with Lighting Elements and Method of Formation

Abstract

An integrated circuit (IC) card (100, 200) including a card body (102, 202); a micro-controller unit (MCU) (108); an IC module (114, 214); and a plurality of light-emitting diode (LED) connection sites (130) electrically connected with a first plurality of LEDs (112); the MCU being electrically connected with a first antenna (110); the IC module being electrically connected with the first antenna or with a second antenna (116); at least one LED of said first plurality of LEDs being in electrical connection with a first electric wire (132) extending on a front major surface (136) of a double-sided flexible printed circuit board (PCB) (109) and with a second electric wire (139) extending on a back major surface (138) of said double-sided flexible PCB.

Description

Integrated Circuit (IC) Card with Lighting Elements and Method of FormationField of the Invention

[0001] This invention relates to an integrated circuit (IC) card with lighting elements, such as light-emitting diodes (LEDs) and method of forming such an IC card.Background of the Invention

[0002] There are in existence IC cards with a lighting element (such as an LED) which lights up when the card is under certain conditions. For example, when the card is in data communication with a card reader, the LED lights up to indicate that a certain transaction is taking place. Usually, however, given the limited number of lighting elements which can be carried by a standard-sized IC card, the lighting elements can only display a small number of lighting patterns, and thus can convey only a small number of “messages. ”

[0003] It is thus an objective of the present invention to provide an IC card (which may be a dual-interface card or a contactless card) with lighting elements in which the aforesaid shortcomings are mitigated or at least to provide a useful alternative to the trade and public.Summary of the Invention

[0004] According to a first aspect of the present invention, there is provided an integrated circuit (IC) card including a card body; a first micro-controller unit (MCU) ; an IC module; and a plurality of light-emitting diode (LED) connection sites electrically connected with a first plurality of LEDs; wherein said first MCU is electrically connected with a first antenna; wherein said IC module is electrically connected with said first antenna or with a second antenna; and wherein at least one LED of said first plurality of LEDs is in electrical connection with a first electric wire which extends at least partly on a first major surface of a first flexible printed circuit board (PCB) and with a second electric wire which extends at least partly on a second major surface of said first flexible PCB.

[0005] According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of forming an integrated circuit (IC) card including engaging a card body with a first micro-controller unit (MCU) , an IC module, and a first plurality of light-emitting diodes (LEDs) electrically connected with a plurality of LED connection sites; electrically connecting said first MCU with a first antenna; electrically connecting said IC module with said first antenna or with a second antenna; and electrically connecting at least one LED of said first plurality of LEDs with a first electric wire which extends at least partly on a first major surface of a flexible printed circuit board (PCB) and with a second electric wire which extends at least partly on a second major surface of said second flexible PCB.Brief Description of the Drawings

[0006] Embodiments of the present invention will now be described, by way of examples only, with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 shows a front view of an integrated circuit (IC) card according to a first  embodiment of the present invention; Figure 2 shows a perspective view of the IC card of Figure 1 with one body substrate  removed for showing the interior arrangement; Figure 3 shows an exploded view of the IC card of Figure 1; Figure 4 shows an enlarged view of the part marked “S” in Figure 1; Figure 5 shows a further enlarged view of the part marked “L” in Figure 4; Figure 6 shows the LED matrix module of Figure 4 engaged with a number of organic  LEDs (OLEDs) ; Figures 7 and 8 show, respectively, the LEDs of an Upper Area and the LEDs of a  Lower Area of the LED matrix module of Figure 4 being activated; Figure 9 shows an enlarged back view of the first MCU and LED matrix module of  Figure 4; Figure 10 is an enlarged front view of a second micro-controller unit (MCU) and a  light-emitting diode (LED) matrix of the IC card of the part marked “M” in Figure 1; Figure 11 is a back view of the second MCU and LED matrix of Figure 10; Figure 12 shows the LED matrix of Figure 10 engaged with a number of organic  LEDs (OLEDs) ; Figure 13 is a back view of the second MCU and LED matrix of Figure 12; Figure 14 shows an enlarged vertical sectional view of the second MCU and LED  matrix of Figure 12; Figure 15 shows schematically a step of engraving a part of a transparent or  translucent member of the IC card of Figure 1; and Figure 16 shows a front view of an integrated circuit (IC) card according to a second  embodiment of the present invention.Description of the Embodiments

[0007] Figures 1 to 3 show an integrated circuit (IC) card according to a first embodiment of the present invention, generally designated as 100. The IC card 100 includes a card body 102, which, in the present embodiment, comprises a first body substrate 102a and a second body substrate 102b laminated with each other. When assembled, the IC card 100 has an upper major surface 104 and a lower major surface (not shown) which is opposite to the upper major surface 104.

[0008] A dynamic LED matrix module 106 and a micro-controller unit (MUC) 108 are fixedly engaged with a printed circuit board (such as a double-sided flexible printed circuit board (PCB) 109) fixedly engaged with the second body substrate 102b. The LED matrix module 106 and the MCU 108 are electrically connected with each other and with a first antenna 110 laid on the second body substrate 102b. The LED matrix module 106 includes a number of LED connection sites to which a plurality of LEDs 112, such as organic LEDs (OLEDs) , are respectively electrically connected.

[0009] When the IC card 100 is in data communication with a card reader (not shown) , e.g., for effecting a transaction between the IC card 100 and the card reader, the electromagnetic radiation energy received from the card reader via the first antenna 110 is sufficient to activate and power the MCU 108 to operate the LEDs 112, e.g., to light up some or all of the LEDs 112 in one of a number of pre-determined stationary and / or running / dynamic manners or patterns.

[0010] There is also fixedly engaged with the second body substrate 102b an integrated-circuit (IC) module 114, which, in this embodiment, is a dual-interface IC module. The IC module 114 is electrically connected with a second antenna 116 laid on the second body substrate 102b for establishing wireless data communication between the IC module 114 and a card reader.

[0011] The IC module 114 is electrically connected via electric wires 117 with another micro-controller unit (MCU) 118 fixedly engaged with another printed circuit board (such as a double-sided flexible printed circuit board (PCB) 120) which is in turn fixedly engaged with the second body substrate 102b. A number of LED connection sites are provided on opposite front and back major surfaces of the flexible PCB 120 for respective electrical connection with a number of LEDs 122.

[0012] When the IC card 100 is in data communication with a card reader (not shown) , e.g., for effecting a transaction between the IC card 100 and the card reader, the electromagnetic radiation energy received from the card reader via the second antenna 116 is sufficient to activate the MCU 118 to operate the LEDs 122, e.g., to light up some or all of the LEDs 122 in one of a number of pre-determined stationary and / or running / dynamic manners or patterns.

[0013] While two antennae 110, 116 are shown in the present embodiment, it is envisaged that both the IC module 114 and the flexible PCB 120 are electrically connected with a single antenna for establishing wireless communication with a card reader, and receiving sufficient electromagnetic radiation energy from the card reader via the same antenna for operating the IC module 114, the MCUs 108, 118 and the LEDs 112, 122.

[0014] Turning in particular to Figure 3, it can be seen that the first body substrate 102a includes a number of cavities 124a, 124b, 124c, 124d. When the IC card 100 is duly assembled, the various components (including the LED matrix module 106, the MCUs 108, 118, the double-sided flexible PCBs 109, 120, the antennae 110, 116, the LEDs 112, 122, the IC module 114, and the electric wires 117) are embedded and fixed between the first body substrate 102a and the second body substrate 102b, with a contact surface 126 of the IC module 114 exposed through the cavity 124a, the LEDs 112 exposed through the cavity 124b, the LEDs 122 exposed through the cavity 124c, and a transparent or translucent piece 128 of a circular cross-section received with and viewable through the cavity 124d (see Figure 2) .

[0015] Turning to Figure 4, such shows a front major surface 136 of the flexible PCB 109 mounted with the MCU 108 and the LED matrix module 106. Two hundred LED connection sites 130 are provided on the LED matrix module 106, to each of which a respective LED (e.g., OLED) may be electrically connected. The MCU 108 and the LED matrix module 106 are electrically connected with each other to allow the MCU 108 to control the operation of LEDs electrically connected with the LED connection sites 130.

[0016] In the particular exemplary LED matrix module 106 shown in Figure 4, the LED connection sites 130 are arranged in a matrix of ten columns (marked respectively “A, ” “B, ” “C, ” “D, ” “E, ” “F, ” “G, ” “H, ” “J” and “K” ) and twenty rows (marked respectively from “1” to “20” ) . Taking row K as an example, there are a total of twenty LED connection sites, which will be here referred to respectively as “K1, ” “K2, ” “K3, ” …and “K20” from top to bottom.

[0017] The column of LED connection sites K1 to K10 are electrically connected in series with one another, the column of LED connection sites K11 to K20 are electrically connected in series with one another, but the column of LED connection sites K1 to K10 are not electrically connected with the column of LED connection sites K11 to K20. In particular, the LED connection site K10 and the LED connection site K11 are not electrically connected with each other.

[0018] The MCU 108 is connected with the LED connection site K1 through an electric wire 132a extending on the front major surface 136 of the flexible PCB 109, and is connected with the LED connection site K20 through an electric wire 132b extending on the front major surface 136 of the flexible PCB 109. By way of such an arrangement, the MCU 108 controls independently the operation of the LEDs electrically connected with the column of LED connection sites K1 to K10 through the electric wire 132a and the operation of the LEDs electrically connected with the column of LED connection sites K11 to K20 through the electric wire 132b. It can be seen in Figure 5 that while the column of LED connection sites K1 to K10 are electrically connected in series, there is an electric separation (insulation) between the LED connection sites K10 and K11. Put another way, taking the three LED connection sites K9, K10 and K11 successively arranged in row K as an example, while the LED connection site K10 is in electrical connection with the LED connection site K9, it is out of electrical connection with the LED connection site K11.

[0019] It can also be seen in Figure 5 that each of the LED connection sites 130 is provided with an electrically conductive hole 134 through the thickness of the flexible PCB 109. The holes 134 is filled with or electroplate on the interior surfaces with an electrically conductive material (e.g., copper) to provide electric connection between the two major surfaces of the flexible PCB 109.

[0020] Figure 6 shows two hundred LEDs 112 electrically connected with the two hundred LED connection sites 130 of the dynamic LED matrix module 106 mounted on the flexible PCB 109.

[0021] With the electrical arrangement of the two hundred LED connection sites 130 of the dynamic LED matrix module 106 as discussed above, it is possible to divide the LEDs 112 into independently operable / controllable areas, such as an Upper Area (as shown in Figure 7) and a Lower Area (as shown in Figure 8) , such that the operation of the LEDs 112 in each of the two areas can be independently controlled. The LEDs 112 electrically connected with the LED connection sites A1 to A10 form one column of LEDs 112 whose operation is collectively controlled by one electric wire extending from the MCU 108, the LEDs 112 electrically connected with the LED connection sites A11 to A20 form one column of LEDs 112 whose operation is collectively controlled by one electric wire extending from the MCU 108, the LEDs 112 electrically connected with the LED connection sites B1 to B10 form one column of LEDs 112 whose operation collectively is controlled by one electric wire extending from the MCU 108, and so on. There are thus effectively twenty columns of independently controllable LEDs 112, each column including ten LEDs 112. A total of twenty electric wires 132 (including the electric wires 132a, 132b) on the front major surface 136 of the flexible PCB 109 electrically connect the MCU 108 with the twenty columns of independently controllable LEDs 112.

[0022] As shown in Figure 9, each of the LED connection sites 130 has a back side 137 which is in electrical connection with the respective electric wire 132 electrically connected with the LED connection site 130 via the respective electrically conducting hole 134. For each column of ten LED connection sites 130 which are electrically connected in series with one another (as discussed above) , their back sides 137 are also electrically connected with each other in series to form a corresponding column of ten back sides 137.

[0023] On the back major surface 138 of the flexible PCB 109 are also twenty electric wires 139. There are also correspondingly formed on the back major surface 138 of the flexible PCB 109 twenty columns of back sides 137 of the LED connection sites 130, each column with ten back sides 137 electrically connected with one another in series. Each of the twenty electric wires 139 electrically connects, on one end, a back side 137 of a respective of the twenty columns of LED connection sites 130, and, on the other end, the MCU 108. Each of the electric wires 139 is thus electrically connected with a respective of the twenty electric wires 132 on the front major surface 136 of the flexible PCB 109 via a respective of the electrically conducting holes 134 of the respective LED connection sites 130, to form a complete circuit for each column of LED connection sites 130, and thus for each column of LEDs 112.

[0024] With such an arrangement, it is possible to independently control / operate the twenty columns of LEDs 112 to collectively emit light to form different patterns (whether stationary or running / changing) ) , words, or symbols, to convey more “messages” to the user or owner of the IC card 100. The LEDs 112 may also be LEDs which can emit light of different colours, so as to enhance the versatility of the LEDs 112.

[0025] While the LED connection sites 130 of the dynamic LED matrix module 106 are thus far discussed in the context of twenty columns of independently controllable LEDs 112, it should be envisaged that such may also be realized in other number of columns of independently controllable LEDs 112, or in the form of a number of rows of independently controllable LEDs 112.

[0026] As shown in Figure 10 and Figure 11, eight LED connection sites 140 (respectively marked “1” to “8” ) are provided on a front major surface 142 of the flexible PCB 120. Each of the LED connection sites 140 is electrically connected with the MCU 118 by a respective electric wire 144 extending on the front major surface 142 of the flexible PCB 120. Each of the LED connection sites 140 is provided with an electrically conductive hole 146 which extends through the thickness of the flexible PCB 120 to a back major surface 148 of the flexible PCB 120. The holes 146 are filled with or electroplated on the interior surfaces with an electrically conductive material (e.g., copper) to provide electric connection between the front major surface 142 and the back major surface 148 of the flexible PCB 120. It can be seen from Figure 11 that each respective back side 150 of the LED connection sites 140 is electrically connected with the MCU 118 via a respective electric wire 151 extending on the back major surface 148 of the flexible PCB 120, thus completing an electric circuit for each of the LED connection sites 140.

[0027] Four further LED connection sites 152 (marked “A, ” “B, ” “C” and “D” respectively) are provided on the back major surface 148 of the flexible PCB 120. Each of the LED connection sites 152 is provided with an electrically conductive hole 154 which extends through the thickness of the flexible PCB 120 to the front major surface 142 of the flexible PCB 120. The holes 154 are filled with or electroplated on the interior surfaces with an electrically conductive material (e.g., copper) to provide electric connection between the front major surface 142 and the back major surface 148 of the flexible PCB 120. The LED connection sites 152 (A, B, C and D) are electrically connected with the MCU 118 via an electric wire 157 extending on the back major surface 148 of the flexible PCB 120. It can be seen from Figure 10 that the front sides 156 of the LED connection sites 152 are electrically connected with the MCU 118 via an electric wire 158 extending on the front major surface 142 of the flexible PCB 120, thus completing the electric circuit of the LED connection sites 152.

[0028] The flexible PCB 120 is provided with a circular hole for receiving at least a part of the transparent or translucent piece 128, which may be made of a plastic material, such as polycarbonate (PC) .

[0029] As shown in Figure 12, to each of the LED connection sites 140 on the front major surface 142 of the flexible PCB 120 is electrically connected a respective of the LEDs 122 (such as an OLED) . Similarly, and as shown in Figure 13, to each of the LED connection sites 152 on the back major surface 148 of the PCB 120 is electrically connected a respective LED 160 (such as an OLED) . By way of such an arrangement, the MCU 118 can control the operation of the LEDs 122, 160 independently.

[0030] As shown in Figure 14, when the IC card 100 is duly assembled, while the light emitted by the LEDs 122 can be seen from the outside environment, as the LEDs 160 are embedded within the card body 102, the light from the LEDs 160 can only be transmitted to the transparent or translucent piece 128, and thus can be seen from the outside environment only after transmission of the light through the transparent or translucent piece 128. The LED 160 emits light into the transparent or translucent piece 128 in a path P which is perpendicular to an axis Q-Q perpendicular to the upper major surface 104 of the card body.

[0031] The four LEDs 160 may each transmit light of a different colour. For example: (a) the LED 160 marked “A” may emit white light, which is activated to indicate that  the IC card 100 has been detected by a card reader; (b) the LED 160 marked “B” may emit yellow light, which is activated to indicate that  payment transaction is underway; (c) the LED 160 marked “C” may emit green light, which is activated to indicate that  payment transaction has successfully completed; and (d) the LED 160 marked “D” may emit red light, which is activated to indicate that  payment transaction has failed.

[0032] Although Figures 10 to 13 show that the LED connection sites 152 (and thus the LEDs 160 electrically connected therewith) are electrically connected with the MCU 118 and with each other in series, it is possible to electrically connect each of the LED connection sites 152 (and thus each of the respective LEDs 160 electrically connected therewith) with the MCU 118 separately via a respective electric wire extending on the front major surface 142 of the flexible PCB 120 and a respective electric wire extending on the back major surface 148 of the flexible PCB 120, so as to allow the MCU 118 to control the operation of the four LEDs 160 (A, B, C and D) independently.

[0033] As shown in Figure 15, it is possible to enhance the aesthetic quality, customization, uniqueness and / or individual character of the IC card 100 by engraving a logo, pattern or image in or on the transparent or translucent piece 128 by a laser engraving machine G.

[0034] One significant feature of the present invention is the provision of electric wires on both front and back major surfaces of the MCUs connected with an electrically conductive hole for completing the electric circuits for operating the LEDs, thereby allowing a large number of LEDs to be operated by a single MCU. Each complete circuit connecting the MCU 108 with the respective LEDs 112 includes one electric wire 132, 132a, 132b extending on the front major surface 136 of the flexible PCB 109 and one electric wire 139 extending on the back major surface 138 of the flexible PCB 109. The electric wire 132, 132a, 132b on the one hand and the electric wire 139 on the other hand are connected with each other by a respective hole 134. It is thus possible to provide more complete electric circuits on the flexible PCB 109, thus supporting the operation of a relatively large number of LEDs 112 which may be independently controlled by the MCU 108. Similarly, each complete circuit connecting the MCU 118 with the respective LEDs 122, 160 includes one electric wire 144, 158 extending on the front major surface 142 of the flexible PCB 120 and one electric wire 151, 157 extending on the back major surface 148 of the flexible PCB 120. The electric wire 144, 158 on the one hand and the electric wire 151, 157 on the other hand are connected with each other by a respective electrically conductive hole 146, 154. It is thus possible to have more complete electric circuits arranged on the flexible PCB 120, thus supporting the operation of a relatively large number of LEDs 122, 160 which may be independently controlled by the MCU 118.

[0035] While the present invention has so far been discussed in the context of a dual-interface IC card 100, it should be understood that the invention is not thus limited. An IC card according to a second embodiment of the present invention is shown in Figure 16, and generally designated as 200. A major difference between the IC card 200 and the IC card 100 is that the IC card 200 includes a contactless IC module 214 for establishing contactless (e.g., wireless) data communication with a data reader. As no physical contact between the contactless IC module 214 and the outside environment is required, the whole contactless IC module 214 is embedded within a card body 202 of the IC card 200.

[0036] It should be understood that the above only illustrates examples whereby the present invention may be carried out, and that various modifications and / or alterations may be made thereto without departing from the spirit of the invention. For example, such as for structural and / or aesthetic reasons, one or more substrates may be provided outer of the first body substrate 102a and / or the second body substrate 102b, and / or between the first body substrate 102a and the second body substrate 102b.

[0037] It should also be understood that certain features of the invention, which are, for clarity, described in the context of separate embodiments, may be provided in combination in a single embodiment. Conversely, various features of the invention which are, for brevity, described in the context of a single embodiment, may also be provided separately or in any appropriate sub-combinations.

Claims

1.An integrated circuit (IC) card including:a card body;a first micro-controller unit (MCU) ;an IC module; anda plurality of light-emitting diode (LED) connection sites electrically connected with a first plurality of LEDs;wherein said first MCU is electrically connected with a first antenna;wherein said IC module is electrically connected with said first antenna or with a second antenna; andwherein at least one LED of said first plurality of LEDs is in electrical connection with a first electric wire which extends at least partly on a first major surface of a first flexible printed circuit board (PCB) and with a second electric wire which extends at least partly on a second major surface of said first flexible PCB.2.The IC card of Claim 1,wherein said plurality of LED connection sites include at least a first LED connection site, a second LED connection site, and a third LED connection site arranged successively in a column or a row; andwherein said second LED connection site is in electrical connection with said first LED connection site and is out of electrical connection with said third LED connection site.3.The IC card of Claim 1,wherein said card body is engaged with said first flexible PCB, andwherein said first MCU and an LED matrix module with said plurality of LED connection sites are engaged with said first flexible PCB.4.The IC card of Claim 1, wherein at least one of said first plurality of LEDs is an organic light-emitting diode (OLED) .5.The IC card of Claim 1, further including:a transparent or translucent member engaged with said card body;a second MCU electrically connected with said IC module; anda second plurality of LEDs electrically connected with said second MCU and adapted to emit light into said transparent or translucent member.6.The IC card of Claim 5, wherein said transparent or translucent member is contained at least partly in a cavity of said card body.7.The IC card of Claim 5, wherein at least two LEDs of said second plurality of LEDs are adapted to emit light of different colours.8.The IC card of Claim 5, wherein at least one LED of said second plurality of LEDs is in electrical connection with a third electric wire which extends at least partly on a first major surface of a second flexible PCB and with a fourth electric wire which extends at least partly on a second major surface of said second flexible PCB.9.The IC card of Claim 5, wherein at least one LED of said second plurality of LEDs is adapted to emit light into said transparent or translucent member in a path substantially perpendicular to an axis substantially perpendicular to a major surface of said card body.10.The card of Claim 5,wherein said second MCU and said second plurality of LEDs are engaged with a second flexible PCB, andwherein said second PCB is engaged with said card body.11.A method of forming an integrated circuit (IC) card including:engaging a card body with a first micro-controller unit (MCU) , an IC module, and a first plurality of light-emitting diodes (LEDs) electrically connected with a plurality of LED connection sites;electrically connecting said first MCU with a first antenna;electrically connecting said IC module with said first antenna or with a second antenna; andelectrically connecting at least one LED of said first plurality of LEDs with a first electric wire which extends at least partly on a first major surface of a flexible printed circuit board (PCB) and with a second electric wire which extends at least partly on a second major surface of said second flexible PCB.12.The method of Claim 11,wherein said plurality of LED connection sites include at least a first LED connection site, a second LED connection site, and a third LED connection site arranged successively in a column or a row, andwherein said second LED connection site is in electrical connection with said first LED connection site and is out of electrical connection with said third LED connection site.13.The method of Claim 11, includingengaging said first MCU and an LED matrix module with said plurality of LED connection sites with said first flexible PCB; andengaging said first flexible PCB with said card body.14.The method of Claim 11, wherein at least one of said first plurality of LEDs is an organic light-emitting diode (OLED) .15.The method of Claim 11, further including:engaging a transparent or translucent member with said card body;engaging a second MCU with said card body;electrically connecting said second MCU with said IC module; andelectrically connecting a second plurality of LEDs with said second MCU for emitting light into said transparent or translucent member.16.The method of Claim 15, including engaging said transparent or translucent member at least partly in a cavity of said card body.17.The method of Claim 15, wherein at least two LEDs of said second plurality of LEDs are adapted to emit light of different colours.18.The method of Claim 15, including electrically connecting at least one LED of said second plurality of LEDs with a third electric wire which extends at least partly on a first major surface of a second flexible PCB and with a fourth electric wire which extends at least partly on a second major surface of said second flexible PCB.19.The method of Claim 15, wherein at least one LED of said second plurality of LEDs is adapted to emit light into said transparent or translucent member in a path substantially perpendicular to an axis substantially perpendicular to a major surface of said card body.20.The method of Claim 15, including:engaging said second MCU and said second plurality of LEDs with said second flexible PCB; andengaging said second flexible PCB with said card body.

Images