JP6440194B2 - 情報表示媒体 - Google Patents

Description

本発明は、対向配置された２つの電極層間に挟み込まれた情報表示層において２つの電極層間の電位差に応じて情報を表示する情報表示媒体に関し、特に、非接触通信機能を有する情報表示媒体に関する。

従来、情報を表示する表示装置として、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等が用いられており、これらは、テレビ受像機に用いられることによりテレビ局から送信されたテレビ映像を表示したり、パソコンのディスプレイとして用いられることにより、パソコンに保存された情報やインターネットを介して配信された情報を表示したりすることができる。

昨今、上述したような表示装置に加えて、デジタル情報を紙のように薄い表示媒体に表示する薄型の情報表示媒体が普及しはじめている。このような薄型の情報表示媒体としては、例えば、対向配置された２つの電極層間に、帯電性粒子が液体内に分散した情報表示層を挟み込み、２つの電極層に電圧が印加された場合に帯電性粒子が液体内を移動することにより、情報を表示する電気泳動ディスプレイがある。

さらに近年では、このような情報表示媒体に非接触通信機能を付加したものが考えられている。

図３は、非接触通信機能を有する情報表示媒体の一例を示す図であり、（ａ）は内部構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’に対応する領域の断面図である。

本例は図３に示すように、情報を表示する表示部１３０と、非接触通信を行うためのダイポールアンテナ１２０とを有する情報表示カード１０１である。

表示部１３０は、ダイポールアンテナ１２０の長手方向に沿って配置されている。表示部１３０は、ベース基材１１０上に表示パターンに応じたセグメント形状に表示電極１３１やそれに接続された配線電極（不図示）が形成されており、表示電極１３１に透明導電膜基板１３２が対向配置されて構成されている。これら表示電極１３１と透明導電膜基板１３２との間には、これら表示電極１３１と透明導電膜基板１３２との間の電位差によって表示色が変化する情報表示層１３３が挟み込まれている。このように構成された表示部１３０は、表示ドライバ１７０から供給される電圧によって表示電極１３１と透明導電膜基板１３２との間に電位差が生じ、この電位差によって情報表示層１３３の表示色が変化し、その色が透明導電膜基板１３２側から視認されることにより、情報が認識されることとなる。表示ドライバ１７０には、表示用電源１６０から供給された電力によって駆動するＣＰＵ１５０が接続されており、ＣＰＵ１５０の制御によって表示ドライバ１７０が駆動する。

ダイポールアンテナ１２０は、ベース基材１１０上に空隙を介して直線状に形成された帯状の２つの導電部１２１ａ，１２１ｂから構成されており、外部に設けられたリーダ／ライタに近接することによって電流が流れる。この２つの導電部１２１ａ，１２１ｂの空隙を介して対向する端部が給電点となってＩＣチップ１４０が接続されている。ＩＣチップ１４０は、ダイポールアンテナ１２０に流れた電流が供給されることによって駆動し、ダイポールアンテナ１２０を介した非接触通信によって情報が送受信され、情報の書き込みや読み出しが行われる。

このように、ダイポールアンテナを有する情報表示媒体においては、ダイポールアンテナが、帯状の２つの導電部が給電点を介して直線状に並んで配置された構成であることから、例えば特許文献１に開示された非接触ＩＣカードのように、表示部がダイポールアンテナに沿って配置されることになる。

特開２００７−２００２９１号公報

しかしながら、上述したように、電極層を有する表示部がダイポールアンテナに沿って配置されて構成された情報媒体は、表示部による情報が視認される方向については、電極層等の部品において電波による通信を阻害する作用が働き、ダイポールアンテナの感度が低下して通信距離が短くなってしまうという問題点がある。

図４は、図３に示したダイポールアンテナ１２０の通信範囲の変化を示す図であり、（ａ）はダイポールアンテナ１２０単体の通信範囲を示す図、（ｂ）は図３に示した情報表示カード１０１と同様にダイポールアンテナ１２０の長手方向に沿って表示部１３０が配置された場合の通信範囲を示す図である。

ダイポールアンテナ１２０単体では、ダイポールアンテナ１２０の通信範囲は図４（ａ）に示すように、ダイポールアンテナ１２０を中心軸とした回転体に近いものとなる。そのため、ダイポールアンテナ１２０を中心軸とした放射方向についてはどの方向においても通信範囲が同じものであり、どの方向にリーダ／ライタを配置しても、ダイポールアンテナ１２０単体の通信特性による距離内であれば、ダイポールアンテナ１２０に接続されたＩＣチップ１４０に対して情報の送受信を行うことができる。

一方、ダイポールアンテナ１２０の長手方向に沿って表示部１３０が配置された場合は、表示部１３０が、表示電極１３１や配線電極、さらには透明導電膜基板１３２が有する透明電極を具備することで反射器として機能し、図４（ｂ）に示すように、ダイポールアンテナ１２０の表示部１３０とは反対側の方向については、ダイポールアンテナ１２０の指向性が増幅され、ダイポールアンテナ１２０による通信距離が短くなることがない。ところが、ダイポールアンテナ１２０と表示部１３０とが配置される面に垂直方向においては、ダイポールアンテナ１２０単体の場合と比べて通信距離が短くなってしまう。

ここで、図３に示した情報表示カード１０１において、表示部１３０に表示された情報を、ダイポールアンテナ１２０を介した非接触通信によって書き換える場合、作業者は、表示部１３０にて表示される情報を見ながらダイポールアンテナ１２０を介した非接触通信を実施することになる。そのため、ダイポールアンテナ１２０と表示部１３０とが配置される面に垂直方向の通信距離が短くなってしまうと、表示部１３０に表示される情報の書き換え作業が困難となってしまう場合がある。

本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、非接触通信機能を有する情報表示媒体において、情報を視認する方向の通信距離を十分に確保することができる情報表示媒体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、
ベース基材上に形成された複数の表示電極からなり、前記複数の表示電極が正または負の電位に選択的にされる第１の電極層と、前記第１の電極層に対向して透明基板上に形成され、接地電位とされる第２の電極層と、前記第１の電極層と前記第２の電極層との間に挟み込まれた情報表示層とを有し、前記複数の表示電極と前記第２の電極層との間の電位差に応じた前記情報表示層による色が前記第２の電極層側から認識される情報表示媒体において、
前記第２の電極層と電気的に接続されて前記ベース基材上に形成された導電部と、
前記ベース基材上に形成され、一端が空隙を介して前記導電部と対向し、前記一端から前記第２の電極層とは反対側の方向に延びたアンテナ素子部と、
前記アンテナ素子部の前記一端と前記導電部とに接続された非接触通信素子とを有することを特徴とする。

上記のように構成された本発明においては、非接触通信素子に導電部を介して接続された第２の電極層が接地電位とされることにより、この第２の電極層と、非接触通信素子に接続されたアンテナ素子部とにより、第２の電極層が接地されたモノポールアンテナが構成される。このように、情報表示層にて情報を表示するための第２の電極層を用いてモノポールアンテナが構成されるので、第２の電極層によってアンテナ素子部による通信距離が短くなることがなく、情報を視認する方向においても、通信距離が十分に確保されることになる。

本発明によれば、情報表示層にて情報を表示するための第２の電極層と、非接触通信素子に接続されたアンテナ素子部とによりモノポールアンテナが構成されることにより、第２の電極層によってアンテナ素子部による通信距離が短くなることがなく、情報を視認する方向の通信距離を十分に確保することができる。

本発明の情報表示媒体の実施の一形態を示す図であり、（ａ）は内部構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’に対応する領域の断面図である。 図１に示した情報表示カードの通信範囲を示す図である。 非接触通信機能を有する情報表示媒体の一例を示す図であり、（ａ）は内部構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’に対応する領域の断面図である。 図３に示したダイポールアンテナの通信範囲の変化を示す図であり、（ａ）はダイポールアンテナ単体の通信範囲を示す図、（ｂ）は図３に示した情報表示カードと同様にダイポールアンテナの長手方向に沿って表示部が配置された場合の通信範囲を示す図である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の情報表示媒体の実施の一形態を示す図であり、（ａ）は内部構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’に対応する領域の断面図である。

本形態における情報表示媒体は図１に示すように、表示部３０と、導電部２２と、アンテナ素子部２０と、ＩＣチップ４０と、表示用電源６０と、ＣＰＵ５０と、表示ドライバ７０とを有する情報表示カード１である。

表示部３０は、電子ペーパーからなり、ＰＥＴフィルムやガラスエポキシ等の絶縁材料からなるベース基材１０上に、銀や銅、あるいはカーボン等の導電ペーストを用いたスクリーン印刷によって、表示パターンに応じたセグメント形状に第１の電極層を構成する表示電極３１やそれに接続された配線電極（不図示）が形成されており、表示電極３１に透明導電膜基板３２が対向配置されて構成されている。透明導電膜基板３２は、ガラスや透明フィルム等からなる透明基板３２ａの一方の面に、第２の電極層となる透明電極３２ｂ（例えば、ＩＴＯ）が表示電極３１に対向して形成されて構成されている。これら表示電極３１と透明導電膜基板３２との間には、表示電極３１と透明電極３２ｂとの電位差によって表示色が変化する情報表示層３３が挟み込まれて構成されている。情報表示層３３としては、例えば、電気泳動タイプや電子粉粒タイプ、エレクトロクロミック等が挙げられる。このように構成された表示部３０は、透明電極３２ｂが接地電位とされた状態で、複数の表示電極３１が正または負の電位に選択的にされることにより、この表示電極３１と透明電極３２ｂとの間に生じた電位差に応じて情報表示層３３の表示色が変化し、その色が透明導電膜基板３２側から視認されることにより、情報が認識されることとなる。

導電部２２は、表示部３０に隣接してベース基材１０上に形成されており、導電性部材２３を介して透明電極３２ｂと電気的に接続されている。

アンテナ素子部２０は、メアンダ形状を有してベース基材１０上に形成されており、その一端が空隙を介して導電部２２と対向し、その一端から表示部３０とは反対側の方向に向かって延びている。すなわち、アンテナ素子部２０は、導電部２２と対向する一端から透明電極３２ｂとは反対側の方向に向かって延びて形成されている。アンテナ素子部２０は、後述するように、透明電極３２ｂとによってモノポールアンテナを構成し、外部に設けられた外部送受信機であるリーダ／ライタから送信された、極超短波（ＵＨＦ）帯の交流からなる搬送波を受信することによって交流電流を取得し、この搬送波に乗せられた電力によって電流が流れる。

ＩＣチップ４０は、本発明における非接触通信素子となるものであって、導電部２２とアンテナ素子部２０の一端とに跨がって接続されている。そして、導電部２２が導電性部材２３を介して透明電極３２ｂと電気的に接続されていることにより、ＩＣチップ４０は、導電部２２とアンテナ素子部２０の一端とがそれぞれ給電点となって、透明電極３２ｂとアンテナ素子部２０とに接続されていることになる。このような構成において、上述したように透明電極３２ｂが接地電位とされることにより、この透明電極３２ｂとアンテナ素子部２０とによってモノポールアンテナが構成される。このように透明電極３２ｂとアンテナ素子部２０とによってモノポールアンテナが構成されることで、ＩＣチップ４０は、アンテナ素子部２０に流れた電流が供給されることによって駆動し、アンテナ素子部２０を介した非接触通信によって情報が送受信され、情報の書き込みや読み出しが行われることになる。

表示用電源６０は、ＣＰＵ５０及び表示ドライバ７０を駆動するための電力を供給する。

ＣＰＵ５０は、表示用電源６０から供給された電力によって駆動し、ＩＣチップ４０にて処理された情報を表示部３０に表示させるために表示ドライバ７０を制御する。

表示ドライバ７０は、表示用電源６０から供給された電力によって駆動し、ＣＰＵ５０の制御によって、表示部３０に電圧を供給する。

上記のように構成された情報表示カード１においては、表示部３０にて情報を表示したりアンテナ素子部２０を介して非接触通信を行ったりする際に透明電極３２ｂが接地電位とされた状態となる。それにより、透明電極３２ｂとアンテナ素子部２０とによってモノポールアンテナが構成され、外部送受信機となるリーダ／ライタに近接すると、アンテナ素子部２０に電流が流れ、この電流がＩＣチップ４０に供給されてリーダ／ライタとの間にて非接触通信が行われて情報が送受信される。そして、リーダ／ライタから受信された情報に応じて、ＩＣチップ４０にて処理された情報や、ＩＣチップ４０に記憶された情報が表示部３０に表示されることとなる。

情報表示層３３は、例えば、顔料で着色された隔壁内液体中に、高屈折率の光散乱成分を含む帯電性粒子が分散して構成されており、表示電極３１と透明電極３２ｂとの間の電位差に応じて帯電性粒子が隔壁内液体中をクーロン力で移動して表示電極と透明電極とのいずれか一方の側に引き寄せられていく。それにより、表示部３０において、透明導電膜基板３２側から見た場合に、帯電性粒子と隔壁内液体との色の違いによって所望の情報が認識されることになる。

また、ＩＣチップ４０にて処理された情報や、ＩＣチップ４０に記憶された情報が、アンテナ素子部２０を介してリーダ／ライタに送信されることになる。

以下に、上述した情報表示カード１の通信特性について説明する。

図２は、図１に示した情報表示カード１の通信範囲を示す図である。

上述したように、図１に示した情報表示カード１は、ＩＣチップ４０が、導電部２２とアンテナ素子部２０の一端とがそれぞれ給電点となって、透明電極３２ｂとアンテナ素子部２０とに接続されていることにより、表示部３０にて情報を表示したりアンテナ素子部２０を介して非接触通信を行ったりする際に透明電極３２ｂが接地電位とされた状態となると、透明電極３２ｂとアンテナ素子部２０とによって、透明電極３２ｂが接地されたモノポールアンテナが構成される。

このモノポールアンテナの通信範囲は、図２に示すように、アンテナ素子部２０を中心軸とした回転体に近いものとなる。そのため、非接触通信を行うためのアンテナ素子部２０の近傍に、表示電極３１や透明電極３２ｂを有する表示部３０が存在していても、その表示部３０を構成する透明電極３２ｂがモノポールアンテナの一部となることで、アンテナ素子部２０を中心軸とした放射方向についてはどの方向においても通信範囲が同じものとなり、表示部３０による情報を視認する方向についても通信距離が短くなることがない。そして、透明電極３２ｂとアンテナ素子部２０とから構成されるモノポールアンテナの通信特性による距離内であれば、このモノポールアンテナに接続されたＩＣチップ４０に対して情報の送受信を行うことができる。

このように本形態においては、情報表示層３０にて情報を表示するための透明電極３２ｂを、ＩＣチップ４０に接続されたアンテナ素子部２０を用いて構成されるモノポールアンテナの一部とすることにより、非接触通信を行うためのアンテナ素子部２０の近傍に、表示電極３１や透明電極３２ｂを有する表示部３０が存在していても、アンテナ素子部２０による通信距離が短くなることがなく、情報を視認する方向の通信距離を十分に確保することができる。

なお、本形態においては、アンテナ素子部２０として、メアンダ状のものを例に挙げて説明したが、本発明におけるアンテナ素子部としてはメアンダ状のものに限らず、その一端が給電点となって空隙を介して導電部２２と対向し、その一端から表示部３０とは反対側の方向に向かって延びているものであれば、帯状やボウタイ状のものであってもよい。また、アンテナ素子部２０が、給電点となる一端から延びる方向は、表示部３０とは反対側の方向にベクトル成分を有していれば、延びる方向が途中で若干変化したり、給電点と表示部３０とを結ぶ直線の延長線上から若干ずれていたりしてもよい。

１ 情報表示カード
２ 通信範囲
１０ ベース基材
２０ アンテナ素子部
２２ 導電部
２３ 導電性部材
３０ 表示部
３１ 表示電極
３２ 透明導電膜基板
３２ａ 透明基板
３２ｂ 透明電極
３３ 情報表示層
４０ ＩＣチップ
５０ ＣＰＵ
６０ 表示用電源
７０ 表示ドライバ

Claims (1)

1. ベース基材上に形成された複数の表示電極からなり、前記複数の表示電極が正または負の電位に選択的にされる第１の電極層と、前記第１の電極層に対向して透明基板上に形成され、接地電位とされる第２の電極層と、前記第１の電極層と前記第２の電極層との間に挟み込まれた情報表示層とを有し、前記複数の表示電極と前記第２の電極層との間の電位差に応じた前記情報表示層による色が前記第２の電極層側から認識される情報表示媒体において、
   前記第２の電極層と電気的に接続されて前記ベース基材上に形成された導電部と、
   前記ベース基材上に形成され、一端が空隙を介して前記導電部と対向し、前記一端から前記第２の電極層とは反対側の方向に延びたアンテナ素子部と、
   前記アンテナ素子部の前記一端と前記導電部とに接続された非接触通信素子とを有することを特徴とする情報表示媒体。

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