Документ с электронным прибором
Изобретение относится к области создания различных документов с заданной действительностью, т.е. с заданным сроком действия. Техническим результатом является то, что после прекращения действия документ не может больше подвергаться машинной обработки. В заявленных документах с электронным прибором в результате постепенно протекающего физического и/или химического процессов под конец своего действия электронный прибор становится неработоспособным. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 13 ил.
Изобретение относится к документу с электронным прибором, выполненному в виде так называемой интеллектуальной карточки (smartcard), с контактным, бесконтактным или дуальным интерфейсом. В случае документа речь идет, например, о структуре карточки, в частности о так называемой интеллектуальной карточке (smartcard), или о бумажном документе, или о наклейке.
Из уровня техники известны различные радиосистемы опознания, называемые также системами радиочастотной идентификации (Radio Frequency Identification (RFID)). Ранее известные системы RFID содержат в общем случае по меньшей мере транспондер и приемопередатчик. Транспондер называется также меткой, чипом, тегом, меткой RFID или радиометкой. Приемопередатчик называется также устройством считывания или Reader. Кроме того, часто предусмотрена интеграция с серверами, услугами и прочими системами, как например кассовыми системами или системами товарного хозяйства с помощью так называемого middle ware.
Данные, записанные на транспондере RFID, предоставляются с помощью радиоволн. На низких частотах это происходит индуктивно с помощью поля ближней зоны, на высоких частотах с помощью электромагнитного поля дальней зоны. Расстояние, на котором транспондер RFID может сработать и на котором с него можно считывать, колеблется в зависимости от исполнения (пассивного/активного), используемой полосы частот, мощности передатчика и прочих воздействий окружающей среды от нескольких сантиметров до километра и более.
Обычно транспондер содержит микрочип и антенну, размещенные в основе или в корпусе, или нанесенные на подложку. Кроме того, активные транспондеры RFID имеют источник энергии, например батарейку.
Транспондеры RFID используются с различными документами, в частности с карточками с чипами, например, для реализации электронных кошельков или электронной регистрации предварительных заказов на билеты, или они интегрируются в бумажную документацию, как например, в ценные документы и документы с защитой от подделки, как например банкноты и документы, удостоверяющие личность.
Из DE 20100158 U1 известна, например, идентификационная карточка из слоистого пластика и/или литой пластмассы с защитным элементом, содержащая интегрированный полупроводник и антенну для реализации способа RFID. Из DE 102004008841 А стал известен также ценный документ в книжной форме, как например паспорт, содержащий блок транспондера.
Такие документы с защитой от подделки или ценные документы частично реализованы в соответствии с уровнем техники в виде карточек с чипом. Последние могут быть оснащены контактным и бесконтактным интерфейсом, например интерфейсом RFID или интерфейсом, допускающим как проводную, так и беспроводную связь с терминалом для карточек с чипом. В последнем случае речь идет о так называемых карточках с чипом с дуальным интерфейсом. Протоколы связи на карточках с чипом, а также способы связи установлены согласно стандартам ISO 14443.
Карточки с бесконтактными модулями ИС, которые могут подключаться и отключаться дополнительно, относятся к уровню техники. Так, например, ЕР 0557934 В1 и ЕР 0562292 В1 описывают выключатель, приводимый в действие вручную, который соединяет друг с другом определенные электронные компоненты и таким образом вызывает изменения резонансной частоты. Однако обе вышеупомянутые публикации раскрывают конструкцию или принцип действия выключателя неявно, а говорят лишь о коммутационном процессе.
ЕР 0946926 В1 описывает также механический выключатель для бесконтактного модуля RFID. Контактные поверхности ИС/антенны в принципе пространственно разделены и могут быть соединены только путем механического давления, что вызывает активацию модуля. При этом недостаток заключается в том, что модуль работает только «в нажатом виде». В этом случае из-за индивидуальных возможностей включения не следует ожидать достаточно точного воспроизведения коммутационных процессов.
DE 10140662 C1, US 6,863,220 D2, WO 09/916019 A1 и WO 00/106182 A1 описывают формы выполнения механических (клавишных) выключателей для использования в карточках с чипом.
В то же время в US 6,830,293 B2, среди прочего, показаны принципы коммутации, а именно, с одной стороны, электромеханические контакты ИС с антенной, а с другой, модуляция резонансной частоты с помощью выключателя для включения и выключения с нескольких мест. Этот выключатель обслуживается механически и за счет связи определенных деталей антенны обеспечивает ей различную геометрию, которая, в свою очередь, выражается в различии резонансных частот.
Из DE 102004018859 В3 известна запоминающая схема для передачи информации в заданный промежуток времени. Под информацией имеется в виду аудио- и видеоинформация. Запоминающая схема имеет ячейку памяти с резистором РМС, имеющим величину сопротивления, которая с течением времени понижается. Применение такой запоминающей схемы для документов, в частности для ценных документов и документов с защитой от подделки из данного источника, не известно.
В противоположность этому в основу изобретения положена задача создания усовершенствованного документа, в частности ценного документа, идентификационного документа или документа с защитой от подделки, обладающих заданной действительностью.
Задача, положенная в основу изобретения, решается с помощью признаков п.1 формулы изобретения. Предпочтительные формы выполнения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Согласно изобретению создается документ с заданной действительностью и с электронным прибором. Электронный прибор выполнен таким образом, что в результате постепенно протекающих физического и/или химического процессов он под конец своего действия становится неработоспособным. При этом процесс может происходить в самом приборе и/или в его непосредственном или опосредованном окружении, так что он становится неработоспособным.
В одной из форм выполнения изобретения у этого документа целенаправленно используются свойства материала в непосредственном или опосредованном окружении электронного прибора, благодаря которым он может активироваться или дезактивироваться. Этот прибор в отличие от механического выключателя в соответствии с уровнем техники имеет то преимущество, что в исполнении согласно изобретению этот коммутационный процесс интегрирован в документ, так что манипуляция после выдачи документа становится невозможной.
Это имеет то преимущество, что документ после прекращения действия не может больше подвергаться машинной обработке.
Согласно другой форме выполнения изобретения одно из свойств электронного прибора изменяется в результате процесса таким образом, что никакого взаимодействия со стандартным устройством считывания больше не происходит. Таким образом, в случае исполнения документа по системе RFID выгодным образом получается так, что из электромагнитного поля никакой энергии не изымается и тем самым связь с другими элементами RFID, например в самом документе, не нарушается. Кроме того, тем самым затрудняется или в идеальном случае делается невозможным несанкционированное считывание данных.
В то же время поглощение энергии транспондером RFID из электромагнитного поля происходит, причем диапазон частот, в котором транспондер RFID в состоянии эффективно поглощать ее, среди прочего, определяется его емкостью и индуктивностью. Если же два или более транспондеров располагаются в непосредственной близости друг от друга, то индуктивности взаимно влияют друг на друга таким образом, что резонансная частота изменяется, и в результат передача энергии становится менее эффективной. По этой причине предпочтительно, чтобы транспондер RFID дезактивировался таким образом, чтобы никакого взаимодействия описанного типа между активными транспондерами не происходило.
Предварительно заданная действительность документа может задаваться, например, как срок годности или как максимальное количество операций обращения к электронному прибору.
Говоря о документе, предпочтительно имеют в виду ценный документ, идентификационный документ или документ с защитой от подделки, как например водительские права, удостоверение личности, загранпаспорт или визу. В этом случае в электронном приборе записываются данные, относящиеся к личности, к которым можно обращаться с помощью соответствующего устройства считывания или с терминала для карточек с чипом. Такой доступ после прекращения действия документа становится невозможным, поскольку электронный прибор в результате постепенного протекания физического и/или химического процессов за время его действия по меньшей мере частично стал неработоспособным.
Поэтому дальнейшее использование документа после прекращения его действия даже в смысле его машинной обработки или проверки является невозможным, поскольку в результате неработоспособности электронного прибора доступ к данным, записанным в электронном приборе, прекращается. Кроме того, таким образом пресекаются попытки манипуляций с целью программирования продления действительности электронного прибора.
Согласно одной из форм выполнения изобретения документ выполнен как наклейка, например как переводная картинка.
Согласно одной из форм выполнения документ имеет надпечатку, выполненную с помощью способа печати ценных документов или печати с защитой от подделки. При этом могут применяться способы печати ценных документов или печати с защитой от подделки, какие используются для печати банкнот, почтовых марок, документов, удостоверяющих личность, и т.п.
В соответствии с одной из форм выполнения изобретения электронный прибор содержит электронную интегральную схему или он образован такой электронной интегральной схемой. В результате постепенно протекающих физического и/или химического процессов в период действия документа один или несколько компонентов электронной интегральной схемы подвергаются прогрессирующему превращению, так что электронная интегральная схема после прекращения действия документа по меньшей мере частично становится неработоспособной.
Согласно одной из дальнейших форм выполнения изобретения электронный прибор содержит интерфейс связи, например проводной, беспроводной или дуальный интерфейс связи. В результате протекания физического и/или химического процессов в период действия документа интерфейс связи и/или связь интерфейса связи с электронным прибором становятся неработоспособными.
Согласно одной из последующих форм выполнения изобретения электронный прибор содержит токопроводящую или оптическую проводящую дорожку, которая в результате постепенного протекания физического и/или химического процессов по истечении заданного срока действия прерывается или закорачивается, так что электронный прибор по меньшей мере частично становится неработоспособным.
Согласно одной из последующих форм выполнения изобретения электронный прибор содержит антенну, соединенную с помощью проводящей дорожки с каким-либо другим компонентом электронного прибора. В результате постепенного протекания физического и/или химического процессов сама антенна и/или проводящая дорожка, соединяющая антенну с компонентом электронного прибора, делается неработоспособной, т.е., например, прерывается или замыкается накоротко.
Согласно одной из последующих форм выполнения изобретения энергоснабжение электронного прибора осуществляется за счет радиоволн, принимаемых антенной. При этом электронный прибор может быть выполнен с дополнительным источником энергоснабжения, например с батарейкой, солнечным элементом, термоэлементом, как например элементами Зеебека или Пельтье и т.п. или без таковых.
Согласно одной из последующих форм выполнения изобретения в случае электронного прибора речь идет о транспондере, предпочтительно о транспондере RFID. Особенно предпочтительным является выполнение транспондера в виде пассивного транспондера RFID, поскольку в этом случае можно отказаться от батарейки для электроснабжения. Этот вариант является предпочтительным для документов, действительных в течение длительного срока действия.
Согласно одной из последующих форм выполнения изобретения электронный прибор выполнен таким образом, чтобы постепенно протекающие физический и/или химический процессы инициировались при изготовлении электронного прибора или документа. Это особенно предпочтительно в случае централизованной персонификации документа.
Согласно одной из последующих форм выполнения изобретения документ обладает средствами контролируемого инициирования постепенно протекающих физического и/или химического процессов. Это особенно предпочтительно в случае децентрализованной персонификации документа, поскольку при этом в общем случае длительность действия также устанавливается в децентрализованном порядке.
Согласно одной из последующих форм выполнения изобретения постепенно протекающий процесс включает диффузию вещества, которая после прекращения действия документа по меньшей мере частично нарушает работоспособность электронного прибора. При этом вещество может диффундировать из окружающей среды или поступать из внутреннего резервуара документа.
Согласно одной из последующих форм выполнения изобретения резервуар имеет стенки, разрушаемые в ходе механического, физического и/или химического процессов, так что вещество может диффундировать в документ, т.е. в электронный прибор. Резервуар может быть образован, например, одной или несколькими микрокапсулами, заделанными в документ, которые вскрываются от внешнего силового воздействия, например от давления штампа властей, выдающих паспорт.
В соответствии с одной из последующих форм выполнения изобретения диффузия вещества инициирует непосредственно или опосредованно другие физические и/или химические процессы, которые постепенно по меньшей мере частично нарушают работоспособность электронного прибора.
Согласно одной из последующих форм выполнения изобретения постепенно протекающий процесс включает окислительно-восстановительную реакцию. Например, в результате контролируемой диффузии кислорода, например, из окружающей среды, происходит окисление по меньшей мере одного компонента электронного прибора, так что его проводимость, например, постепенно уменьшается настолько, что после прекращения действия документа наступает по меньшей мере частичная потеря работоспособности электронного прибора.
Согласно одной из последующих форм выполнения изобретения постепенно протекающий процесс включает изменение величины pH. Например, электронный прибор содержит проводящий полимер, как например полианилин. В результате постепенного изменения величины pH проводимость полимера может сократиться настолько, что после прекращения действия документа произойдет по меньшей мере частичное нарушение работоспособности. В такой форме выполнения электронный прибор, предпочтительно, по меньшей мере частично наносится на документ с использованием печати проводящим полимером.
Согласно одной из последующих форм выполнения изобретения постепенно протекающий процесс включает прерывание сопряженной системы и/или деполяризацию. Как прерывание сопряженной системы, так и деполяризация могут быть использованы для уменьшения проводимости проводящих полимеров с тем, чтобы постепенно вызвать нарушение работоспособности электронного прибора, по меньшей мере частично реализованного с использованием проводящих полимеров такого рода.
В соответствии с одной из последующих форм выполнения изобретения постепенно протекающий процесс включает процесс поглощения. Документ или прибор имеют, например, сшитые ионные полимеры, т.е. так называемый суперабсорбер. В результате поглощения влаги, проникающей в документ путем целенаправленной диффузии через соответствующие слои или попадающей в него из внутреннего резервуара, за счет поглощения воды изменяется объем суперабсорбера, так что электронный прибор по меньшей мере частично становится неработоспособным. Из-за расширения суперабсорбера прерывается, например, проводящая дорожка, так что антенна отделяется от электронного прибора.
В соответствии с одной из дальнейших форм выполнения изобретения постепенно протекающий процесс включает ориентацию проводящих частиц, предпочтительно с помощью электрического или магнитного поля. Проводящие частицы, например, благодаря наведению полей внешним устройством в результате последовательности операций считывания постепенно ориентируются таким образом, что возникает короткое замыкание, делающее электронный прибор по меньшей мере частично неработоспособным. Определенное число операций обращения с внешнего прибора к электронному прибору документа вызывает, например, короткое замыкание и тем самым нарушение его работоспособности.
Согласно одной из последующих форм выполнения изобретения данные, записанные в электронном приборе документа, например данные, относящиеся к лицам и/или объектам, защищены от несанкционированного доступа криптографическим протоколом.
Согласно одной из последующих форм выполнения изобретения данные о действительности документа можно прочитать на нем открытым тестом. Например, срок действия печатается на документе и индицируется с помощью индикаторного устройства.
Ниже предпочтительные примеры выполнения изобретения более подробно поясняются со ссылкой на чертежи:
фиг.1 изображает блок-схему первой формы выполнения документа с электронным прибором согласно изобретению, например интеллектуальной карточки (smartcard) и устройства считывания,
фиг.2 - разрез формы выполнения документа согласно изобретению,
фиг.3 - форму выполнения, показанную на фиг.2 после инициирования постепенно протекающего процесса, в результате которого электронный прибор в документе становится неработоспособным по меньшей мере частично,
фиг.4 - разрез формы выполнения документа согласно изобретению с изображением процесса диффузии,
фиг.5 - реакция кислоты с основанием на примере полианилина,
фиг.6 - окислительно-восстановительная реакция на примере PEDOT,
фиг.7 - сшивание проводящих полимеров для уменьшения проводимости на примере полиэтина,
фиг.8 - разрез формы выполнения документа согласно изобретению, в котором диффузионный процесс происходит через запирающий слой,
фиг.9 - форма выполнения документа согласно изобретению с замкнутым электрическим или оптическим контактом,
фиг.10 - размыкание контакта на фиг.9 в результате процесса поглощения,
фиг.11 - форма выполнения документа согласно изобретению с токопроводящими частицами, вначале хаотически расположенными между двумя электродами,
фиг.12 - документ фиг.11 после ориентации токопроводящих частиц, так что между обоими электродами происходит короткое замыкание,
фиг.13 - блок-схема формы выполнения документа согласно изобретению с устройством считывания.
На фиг.1 изображен документ 100 с электронным прибором 102. Электронный прибор 102 жестко соединен с документом 100. Например, электронный прибор 102 заделан, например, ламинирован, в слой документа 100.
Например, электронный прибор 102 включает модуль 104, содержащий электронную интегральную схему. К модулю 104 подключена антенна 106, которая, например, в виде нескольких витков располагается по краю документа 100.
Документ 100 может иметь основу из бумаги или пластмассы, или из нескольких слоев бумаги и/или пластмассы, в частности документ 100 может быть реализован в виде так называемой карточки с чипом. Причем в этом случае модуль 104 выполнен в виде так называемого модуля карточки с чипом. Что касается самих по себе ранее известных модулей карточек с чипом и соответствующих стандартов, то в этой связи следует назвать «Справочник по карточкам с чипом» («Handbuch der Chipkarten», Wolfgang Ranki, Wolfgang Effing, Hansa Verlag 1999), в частности главу 3.2.2; стр.71).
В случае документа 100 речь может идти о ценных документах, идентификационных документах или документах с защитой от подделки, например об удостоверении личности или о загранпаспорте. Документ 100 имеет заданную действительность, например заданный срок действия. Законная сила документа 100 в порядке альтернативы или дополнения к сроку действия может быть задана максимальным количеством обращений к электронному прибору 102. Действительность предпочтительно, подтверждается в документе 100 напечатанным открытым текстом.
Интегральная схема, находящаяся в модуле 104, предпочтительно содержит энергонезависимую электронную память. Для доступа к данным, записанным в электронную память, устройство 108 считывания посылает радиосигнал, принимаемый антенной 106 электронного прибора 102. Этот радиосигнал служит источником энергии электронной интегральной схемы модуля 104, так что модуль считывает данные, записанные в его энергонезависимую электронную память, и генерирует соответствующий радиосигнал, излучаемый антенной 106, так чтобы он мог быть принят устройством 108 считывания.
Электронный прибор 102 предпочтительно выполнен в виде так называемого транспондера RFID.
Электронный прибор 102 участвует в постепенно протекающих физическом и/или химическом процессах, приводящих к тому, что к окончанию действительности документа, т.е. по истечении срока его действия или по достижении или превышении им заданного максимального количества считывающих обращений электронный прибор 102 по меньшей мере частично становится неработоспособным. При этом физические и/или химические процессы, делающие электронный прибор 102 неработоспособным, могут относиться к антенне 106, ее контакту с модулем 104, к окружению модуля 104, антенны 106 и/или ее контактов, к модулю 104 и/или к электронной интегральной схеме модуля 104.
При этом речь может идти о диффузионном процессе из окружающей среды и/или из внутреннего резервуара документа 100 или из электронного прибора 102, об окислительно-восстановительной реакции, о легировании, о постепенном изменении величины pH, о прерывании сопряженной системы, о полимеризации или деполимеризации, абсорбции, постепенной ориентации частиц или о каком-либо ином постепенно, непрерывно, квазинепрерывно или ступенчато протекающих физическом или химическом процессах.
На фиг.2 изображена форма выполнения, в которой в результате диффузионного процесса происходит, например, окисление какого-либо компонента электронного прибора. При этом элементы форм выполнения на последующих фигурах обозначены соответствующими позициями.
Электронный прибор (см. электронный прибор 102, фиг.1), заделанный в документ 200, содержит проводящие дорожки 210, причем в этом случае речь идет, например, об антенне (см. антенну 106, фиг.1), и/или проводящие дорожки электронной интегральной схемы в модуле (см. модуль, 104, фиг.1). Проводящие дорожки 210 находятся в матрице 212, расположенной на подложке 214. Подложка 214 образует, например, основу карточки с чипом.
На матрицу 212 нанесен запирающий слой 216. На нем находится покрытие 218. На покрытии 218 имеется удаляемая пленка 220. В окружающей среде документа 200 содержатся вещества 222, например кислород и влага из атмосферы, окружающей документ 200. Пленка 220 в основном является непроницаемой для веществ 222 или имеет относительно последних на несколько порядков меньшую проницаемость, чем запирающий слой 216.
Проводящая дорожка 210 состоит, например, из неблагородного металла или из металлического сплава, которые при контакте, например, с водой и/или кислородом окисляются. В качестве материала проводящих дорожек 210 годится, например, кальций или магний. Проводящая дорожка 210 может также состоять из проводящей пластмассы, например из проводящего полимера, обладающего определенное чувствительностью к веществам 222, так что его проводимость под воздействием веществ 222 постепенно убывает.
Матрица 212 может состоять, например, из пластмассы, лака, печатных красок, клеющего вещества, смолы. Запирающий слой 216 может состоять, например, из поливинилацетата, поливинилового спирта, поливинилпирролидина или полиакриловой кислоты. В случае покрытия 218 речь может идти, например, о покрывной пленке для документов из полиэтилентерефталата, поликарбоната или полиэтилена. В случае пленки 220 речь может идти, например, о металлизированной пластмассовой пленке, как например о полиэтилене с напыленным алюминием.
Пока пленка 220 находится на покрытии 218, документ 200 защищен от проникновения или диффузии веществ 222, поскольку последние не могут или почти не могут проникнуть сквозь пленку 220. Для контролируемого инициирования постепенного окисления проводящей дорожки 210 пленка 220 удаляется с покрытия 218, так что с этого момента вещества 222 в контролируемом количестве могут диффундировать в направлении проводящей дорожки 210 сквозь покрытие 218, запирающий слой 216 и матрицу 212. При этом проницаемость, в частности запирающего слоя 216, выбрана таким образом, чтобы при условии средней концентрации влаги и кислорода в атмосфере, окружающей документ 200, проводимость проводящих дорожек 210 в период действия документа 200 не опускалась ниже заданной.
Пленка 220 может быть наклеена на поверхность документа 200 с возможностью отделения. В порядке альтернативы или дополнения документ 200 может быть герметично заварен в пакетик из пленки. Кроме того, в случае такого пакетика из пленки речь может идти о пластмассе с металлическим напылением, как это известно из области упаковки пищевых продуктов. После изъятия документа 200 из пленочного пакетика процесс диффузии веществ 222 возобновляется, так что проводящая дорожка 210 постепенно окисляется, т.е. ее проводимость падает.
На фиг.3 изображен документ 200 после удаления пленки 220. Как видно на фиг.3, после удаления пленки 220 вещества 222 диффундируют в направлении проводящей дорожки 210 сквозь покрытие 218, запирающий слой 216 и матрицу 212.
На фиг.4 изображена еще одна форма выполнения документа 400 согласно изобретению, причем на фиг.4 в качестве примера показана проводящая дорожка 410 электронного прибора, интегрированного в документ 400 (см. электронный прибор 102, фиг.1).
На подложке 414 документа 400 или электронной интегральной схемы электронного прибора расположен слой 424, содержащий вещество 422, причем несколько частиц или молекул вещества 422 в качестве примера показаны на фиг.4. Слой 424 служит резервуаром для вещества 422, которое из слоя 424 может диффундировать в проводящую дорожку 410, расположенную на нем или рядом с ним.
В результате диффузии вещества 422 в проводящую дорожку 410 ее проводимость оказывается под непосредственным или косвенным воздействием последующих физического или химического процессов.
В результате диффузии вещества 422 в проводящую дорожку 410 происходит, например, легирование проводящей дорожки 410, так что ее проводимость снижается. Проводящая дорожка 410 содержит, например, слой двуокиси олова, легированного фтором (FTO). В случае слоя 424 речь может идти о слое, содержащем натрий, например о стандартном стекле. В результате диффузии, в частности ионов натрия, из слоя 424 в проводящую дорожку 410, образованную слоем FTO, ее проводимость непрерывно уменьшается, так что через некоторое время, определяемое толщиной слоя проводящей дорожки 410 и слоя 424, проводимость проводящей дорожки 410 сокращается настолько, что это ведет к нарушению работоспособности электронного прибора.
При этом толщины слоев выбирают с таким расчетом, чтобы время до выхода электронного прибора из строя примерно соответствовало сроку действия документа 400 и предпочтительно несколько превышало его, так чтобы документ 400 в любом случае оставался в полной мере действительным до истечения максимального срока.
В одной из следующих форм выполнения проводящая дорожка 410 может содержать проводящий полимер, как например полианилин или PEDOT (поли(3,4-этилендиокситиофен)), PEDOT:PSS или комбинацию блок-сополимеров PEDOT с гибким полимером как, например, полисилоксан, сложный полиэфир или полиакрилат. При этом блоки PEDOT и гибкий полимер образуют ковалентные соединения. Однако проводящая дорожка 410 может иметь также другой полимер с собственной проводимостью (intrinsically conducting polymer - ICP).
Некоторые проводящие полимеры обладают тем свойством, что если проводящий полимер вступает в контакт с кислой или щелочной средой, то его проводимость, в частности, в результате происходящей при этом диффузии протонов понижается. Для этого слой 424 содержит соответствующую кислую или щелочную среду, которая благодаря процессу диффузии приводит к снижению проводимости проводящей дорожки 410.
На фиг.5 такая кислотно-основная реакция показана на примере полианилина.
Другой возможностью постепенного уменьшения проводимости проводящего полимера является протекание окислительно-восстановительной реакции. При этом необходимый реагент содержится в слое 424 и постепенно диффундирует в проводящую дорожку 410. На фиг.6 в качестве примера показана такая окислительно-восстановительная реакция, когда проводящая дорожка 410 содержит PEDOT.
Другим постепенно протекающим процессом, приводящим к сокращению проводимости проводящих полимеров, является прерывание сопряженной системы, образованной проводящим полимером. Предпочтительно такое прерывание сопряженной системы достигается путем полимеризации/деполимеризации, вызываемыми диффузией в проводящую дорожку 410 каталитически активных компонентов, так что с помощью контроля условий диффузии можно регулировать срок службы электронного прибора. Слой 424 содержит, например, такие каталитически активные элементы.
На фиг.7 в качестве примера показан такой процесс полимеризации.
Химическое превращение проводящего материала в непроводящий изолятор представляет собой очередная форма выполнения. Так, например, медный контакт с помощью йода может окислиться с образованием йодида меди, являющегося изолятором. Проводящая дорожка 410 содержит, например, медь, которая под действием йода, диффундирующего из слоя 424, постепенно окисляется с образованием йодида меди, так что проводник медь превращается в изолятор. В результате электрический контакт, первоначально установленный проводящей дорожкой 410, прерывается, и, например, электронная интегральная схема электронного прибора отделяется от антенны (см. электронный прибор 102 и антенну 106, фиг.1).
На слой 424, содержащий йод, в документе может быть нанесен крахмал, так что в результате проникновения крахмала в йод происходит окрашивание в синий цвет. Это окрашивание в голубой цвет может быть использовано для того, чтобы содержание печати на документе 400 стало нечитабельным, для чего документ 400 полностью или частично закрашивается в темный цвет. Кроме того, голубая окраска является индикатором неработоспособности электронного прибора.
Кроме того, для активации документа изолятор с помощью химического превращения можно преобразовать в проводящую структуру и тем самым, например, установить контакт между антенной и чипом. Возможна форма выполнения согласно изобретению стала бы фотохимическим восстановлением солей серебра до серебра. Серебро, полученное таким образом, в свою очередь, в результате естественного присутствия в воздухе сероводорода постепенно превращается в сульфид серебра, так что документ снова дезактивируется.
Так, например, для активации документа AgBr путем экспонирования превращается в Ag:
2AgBrhv→2Ag+Br2.
Таким образом, сначала в результате экспозиции из изолятора, например, галогенида серебра, получается металл, который замыкает конакт проводящей дорожки 410. В результате последующего превращения с помощью сероводорода (H2S), присутствующего в естественных условиях, снова образуется изолятор, так что контакт опять размыкается. Вместо окружающей среды соответствующий реагент может также диффундировать в проводящую дорожку из слоя 424.
Химическая формула превращения серебра в изолятор с помощью сероводорода приведена ниже:
2Ag+H2S+ЅО2→Ag2S+H2O.
Таким образом, при изготовлении документа 400 с помощью энергии экспозиции при активации можно контролировать получаемое в результате количество выделившегося элементарного серебра проводящей дорожки 410. Кроме того, благодаря использованию запирающих пленок или чего-либо в этом роде можно контролировать скорость диффузии сероводорода в проводящую дорожку 410, так что время до прерывания контакта регулируется.
На фиг.8 показана форма выполнения документа 800, при которой на слое 824 располагается запирающий слой 816, с помощью которого можно регулировать скорость диффузии частиц из слоя 824 в проводящую дорожку 810.
Формы выполнения изобретения, поясняемые со ссылкой на фиг.4-8, можно приводить в действие, например, путем контролируемого механического высвобождения, например, вещества 422 или 822 внутри документа 400 или 800.
Для этого такое вещество или смесь веществ, т.е., например, активный компонент, радикальный инициатор, кислота, щелочь или окислитель вводятся в область документа, отделенную от окружающей среды. Оболочка или ограничитель этой области могут быть разрушены, например, с помощью механического давления, так чтобы вещество высвободилось, и тем самым был бы однозначно определен и произвольно выбран момент начала реакции дезактивации.
Для этого в структуру документа вводятся, например, микрокапсулы, которые, собственно, оказываются, например, в непосредственной или опосредованной близости от проводящей дорожки 410, с которой вещество должно вступить в реакцию или от которой оно должно быть отделено запирающим слоем, контролирующим диффузию. Предпочтительно микрокапсулы вскрываются при внешнем давлении, причем в целом документ 400 или 800 внешне остается неповрежденным.
В одной из форм выполнения изобретения слой 424 (см. фиг.4) или слой 824 (см. фиг.8) содержит такие микрокапсулы, которые образуют резервуар для веществ 422 или 822.
На фиг.8 схематически изображены две из таких микрокапсул 828 в слое 424. Сначала вещество 822 присутствует только или почти только в микрокапсулах 828 в слое 824. В результате внешнего механического давления, например надавливания со стороны штампа, разрушаются по меньшей мере некоторые из стенок микрокапсул 828, так что вещество 822 из соответствующих микрокапсул 828 диффундирует в направлении проводящей дорожки 810, с тем чтобы воздействовать на ее проводимость с помощью физического и/или химического процессов.
В случае проводящей дорожки 410 речь может идти о внешней проводящей дорожке, например об антенне электронного прибора или о внутренней проводящей дорожке электронной интегральной схемы электронного прибора. Если речь идет об электронной интегральной схеме на основе кремния/меди, можно воспользоваться, например, вышеупомянутым окислением меди с помощью йода для получения йодида меди, с тем чтобы через определенное время добиться нарушения работоспособности электронной интегральной схемы. Однако в другой форме выполнения могут быть также применены материалы, содержащие ионы, внедряющиеся в кремний и таким образом нарушающие принцип действия электронной интегральной схемы, например, путем изменения проводимостей.
На фиг.9 изображена еще одна форма выполнения документа 900, причем на фиг.9 в качестве примера показана проводящая дорожка 910 документа 900, или его электронного прибора. Проводящая дорожка 910 прерывается, причем разрыв перекрывается коммутационным контактом 930. В случае коммутационного контакта 930 особенно предпочтительно речь идет об электронной интегральной схеме, о так называемом чипе, а в случае контактов 910 - о контактах антенны. На подложке 914 в области прерывания проводящей дорожки 910 внутри коммутационного контакта 930 находится элемент 932. Этот элемент 932 в состоянии изменять свои размеры и форму. Особенно предпочтительно это происходит путем внедрения вещества в этот элемент. В одной из форм выполнения согласно изобретению такой элемент представляет собой сшитый ионный полимер, так называемый суперабсорбер.
В результате постепенной диффузии влаги в документ 400 через его различные слои она попадает в элемент 932, накапливающий ее, благодаря чему его объем увеличивается, как это показано на фиг.10. В результате увеличения объема абсорбционного элемента 932 коммутационный контакт скачкообразно отделяется от проводящей дорожки 910, так что разрыв проводящей дорожки 910 не может больше перекрываться коммутационным контактом 930. Таким образом, в результате размыкания коммутационного контакта 930 проводящая дорожка 910 через определенное время становится неработоспособной. Преимущество этого метода, в числе прочего, заключается в том, что речь идет о коммутационном процессе, квазицифровым способом переходящем из проводящего состояния в непроводящее. Таким образом, дело не доходит до постепенной расстройки прибора, а происходит мгновенная потеря работоспособности. В частности, таким способом чип может отделяться от антенны.
На фиг.11 изображена очередная форма выполнения документа 1100, причем на фиг.11 в качестве примера показаны проводящие дорожки 1110 и 1111 электронного прибора документа 1100. Проводящая дорожка 1110 соединена, например, с электродом 1134, а проводящая дорожка 1111 - с электродом 1136, однако проводящие дорожки могут быть идентичны электродам. Электроды 1134 и 1136 расположены, например, напротив друг друга или предпочтительно не под прямым углом друг к другу. В области между электродами 1134 и 1136 находится матрица 1138, в которую заделаны проводящие частицы 1140. Концентрация этих частиц выбирается настолько малой, что проводящей сети не получается, и потому принцип действия документа не нарушается. В состоянии документа 1100, изображенном на фиг.11, частицы 1140 расположены в матрице 1138 статистически случайно. Это состояние соответствует нерабочему состоянию документа 1100.
При каждом машинном использовании документа 1100 для обращения к его электронному прибору индуцируется электрическое и/или магнитное поле, которое способствует тому, чтобы частицы 1140 в матрице 1138 постепенно сориентировались с помощью приложенного поля, как это показано на фиг.12. В результате этой ориентации частиц 1140 они контактируют друг с другом таким образом, что электроды 1134 и 1136, а тем самым проводящие дорожки 1110 и 1111 замыкаются накоротко, что приводит к нарушению работоспособности электронного прибора.
Такая форма выполнения документа 1100 пригодна, например, для изготовления виз, которые можно использовать для определенного количества въездов и/или выездов. Таким образом, при этой форме выполнения документа его действительность определяется не установленным сроком, а установленным количеством, например, обращений к электронному прибору документа 1100 для считывания.
В случае частиц 1140 речь может идти, например, об угольных волокнах, нанотрубках, как например одностепенные нанотрубки (SWNT) или многостепенные (MWNT), или фуллерены Букминстера ниже границы экстракции.
На фиг.13 изображена очередная форма выполнения документа 1300. Электронный прибор 1302 документа 1300 образован электронной интегральной схемой 1342, содержащей энергонезависимую электронную память 1344. Память 1344 служит, например, для записи данных носителя документа 1300, относящихся к лицам и/или объектам. Для защиты данных в памяти 1344 от несанкционированного доступа с помощью электронной интегральной схемы 1342 используется криптографический протокол 1346.
Электронная интегральная схема 1342 посредством проводящих дорожек 1310 и 1311 соединена с антенной 1306. Между проводящими дорожками 1310 и 1311 в соответствии с формой выполнения фиг.11 равномерно распределены токопроводящие частицы 1340. Пока еще не было обращений к памяти 1344, частицы 1340 сориентированы хаотично.
Электронный прибор 1302 предпочтительно выполнен по технологии RFID. Предпочтительно прибор 1302 не имеет собственного источника энергии, а получает энергию за счет радиосигналов, принимаемых антенной 1306.
В случае прибора 1308 речь идет о, например, так называемом RFID-транспондере.
Устройство 1308 считывания служит для доступа к электронному прибору 1302. Для этого устройство 1308 считывания имеет интерфейс RFID 1342, служащий для излучения радиосигналов RFID и для принятия соответствующих ответных сигналов электронного прибора 1302. Устройство 1308 считывания имеет процессор 1350 для выполнения команд программы, управляющих работой устройства 1308 считывания, а также интерфейсом 1352 пользователя, в частности графическим интерфейсом пользователя.
Процессор 1350 служит для участия в криптографическом протоколе 1346 для обращения к данным, хранящимся в памяти 1344.
Для обращения к данным, хранящимся в памяти 1344, между устройством 1308 считывания и документом 1300 или его электронным документом 1302 для считывания данных из памяти 1344 и их передачи на устройство 1308 считывания происходит обмен радиосигналами. Благодаря этим радиосигналам в области между проводящими дорожками 1310 и 1311 создаются электромагнитные поля, периодически вызывающие постепенную ориентацию частиц 1340, пока между проводящими дорожками 1310 и 1311 не произойдет короткого замыкания, которое сделает электронный прибор 1302 неработоспособным, поскольку в результате этого будет закорочен вход электронной интегральной схемы 1342.
Перечень позиций:
100 - документ,
102 - электронный прибор,
104 - модуль,
106 - антенна,
108 - устройство считывания,
200 - документ,
210 - проводящая дорожка,
212 - матрица,
214 - подложка,
216 - запирающий слой,
218 - покрытие,
220 - пленка,
222 - вещество,
400 - документ,
410 - проводящая дорожка,
414 - подложка,
424 - слой,
422 - вещество,
800 - документ,
810 - проводящая дорожка,
816 - запирающий слой,
824 - слой,
822 - вещество,
828 - микрокапсула,
900 - документ,
910 - проводящая дорожка,
914 - подложка,
930 - коммутационный контакт,
932 - абсорбционный элемент,
1100 - документ,
111 - проводящая дорожка,
1111 - проводящая дорожка,
1134 - электрод,
1136 - электрод,
1138 - матрица,
1140 - частица,
1300 - документ,
1302 - электронный прибор,
1306 - антенна,
1310 - проводящая дорожка,
1313 - проводящая дорожка,
1340 - частица,
1342 - электронная интегральная схема,
1344 - память,
1346 - криптографический протокол,
1348 - интерфейс,
1350 - процессор,
1352 - интерфейс пользователя.
1. Документ с заданной действительностью и с электронным прибором (102; 1302), причем электронный прибор выполнен таким образом, что в результате постепенно протекающего процесса он под конец своего действия становится неработоспособным, причем процесс является химическим.
2. Документ по п.1, в котором процесс включает окислительно-восстановительную реакцию.
3. Документ по п.1, в котором процесс включает изменение величины рН.
4. Документ по п.1, в котором процесс включает полимеризацию и/или деполимеризацию.
5. Документ по п.1, имеющий защитную пленку (220), причем процесс инициируется удалением защитной пленки.
6. Документ по п.1, который является ценным документом или документом с защитой от подделки, в частности идентификационным документом, загранпаспортом, удостоверением личности, визой, водительскими правами, кредитной карточкой, дисконтной картой или проездным документом.
7. Документ по п.1, который выполнен в виде наклейки.
8. Документ с заданной действительностью и с электронным прибором (102; 1302), причем электронный прибор выполнен таким образом, что в результате постепенно протекающего физического процесса он под конец своего действия становится неработоспособным, причем физический процесс включает перенос вещества.
9. Документ по п.8, в котором электронный прибор выполнен таким образом, что во время действия он остается работоспособным, а после окончания действия становится неработоспособным.
10. Документ по п.8, в котором в случае электронного прибора речь идет о транспондере RFID.
11. Документ по п.8, имеющий средства (220; 828) для контролируемого инициирования процесса.
12. Документ по п.8, в котором процесс включает диффузию вещества (222; 422; 822).
13. Документ по п.12, в котором микрокапсулы входят в структуру документа, причем микрокапсулы выполнены вскрываемыми от внешнего давления на документ,
в результате чего инициируется диффузия вещества, содержащегося в микрокапсулах.
14. Документ по п.12, имеющий резервуар (424; 824; 828) для вещества.
15. Документ по п.8, в котором прибор содержит первый электрод (1134) и второй электрод (1136),
причем между первым и вторым электродами расположена матрица (1136), в которую заделаны проводящие частицы (1140), причем частицы в матрице постепенно ориентируются под действием внешних электрических и/или магнитных полей, так что первый и второй электроды замыкаются накоротко.
16. Документ по п.8, в котором один или несколько компонентов (210; 410; 810; 1342) электронного прибора наносятся печатью.
17. Документ по п.8, который является ценным документом или документом с защитой от подделки, в частности идентификационным документом, загранпаспортом, удостоверением личности, визой, водительскими правами, кредитной карточкой, дисконтной картой или проездным документом.
