JP2014095743A - 情報表示媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】非接触通信によって得た電源を用いて情報を可変表示させる構成において、金属に近づけた場合に情報が表示できなくなってしまうことを回避する。
【解決手段】電位により情報を可変表示する電子ペーパー３０と、非接触通信によって得た電源を、電位を付与するために電子ペーパー３０に供給するアンテナ２１とを有し、一方の面側から電子ペーパー３０にて表示される情報が視認される構成において、アンテナ２１に対して情報が視認される面とは反対側に設けられた緩衝材層６０と、緩衝材層６０に対して情報が視認される面とは反対側に設けられた樹脂スペーサ８０と、樹脂スペーサ８０に対して情報が視認される面とは反対側に設けられた磁性層９０とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、付与された電位に応じて情報を可変表示する情報表示媒体に関し、特に、非接触通信によって得られる電源を用いて情報を可変表示する情報表示媒体に関する。

従来より、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。

近年、上述したような表示装置に加えて、電位により情報を可変表示する薄型の情報表示層を用いた情報表示媒体が普及しはじめている。このような情報表示媒体においても、情報を表示するための電源が必要となるが、非接触通信機能を有するアンテナを設け、このアンテナを介して電源を得ることが考えられている（例えば、特許文献１，２参照）。

ここで、上記のようにアンテナを有する構成においては、金属からなる物品に取り付けられた場合、金属の影響によってアンテナを介して電源を得ることができなくなってしまう場合がある。そこで、アンテナが形成された基板のアンテナとは反対側の面に磁性体を配置することによって磁束の通り道を確保し、金属からなる物品に取り付けられた場合においても、金属の影響によってアンテナを介して電源を得ることができなくなってしまうことを回避する技術が考えられている（例えば、特許文献３参照）。また、絶縁性の基板上にアンテナコイルが形成された構成において、基板の裏面に磁性層を設けることによって、アンテナコイル内にて発生した磁束の洩れを小さくする技術も考えられている（例えば、特許文献４参照）。

特許第４５９２８４７号公報 特表２００７−５３２４４７号公報 特開２００６−２６２１２５号公報 特開昭６２−２７５７９０号公報

しかしながら、上述したようにアンテナが形成された基板の裏面に磁性層を設けただけでは、通信性能は向上するものの、金属に近づけた場合、アンテナにて得られるエネルギーが小さくなってしまうことには変わりない。

ここで、上述したような情報表示媒体は、アンテナにおける非接触通信によって得られた電源を用いて情報を可変表示することになるが、情報を可変表示するために必要となるエネルギーは、非接触通信を行うだけのものや、非接触通信によって得られた電源で回路を動作させるもの等に比べて格段に大きい。そのため、上述したようにアンテナが形成された基板の裏面に磁性層を設けただけでは、金属に近づけた状態で使用した場合、情報を可変表示するために必要となるエネルギーを得られずに情報を可変表示できなくなってしまう虞れがある。

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、非接触通信によって得た電源を用いて情報を可変表示させる構成において、金属に近づけた場合に情報が表示できなくなってしまうことを回避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、
電位により情報を可変表示する情報表示層と、非接触通信によって得た電源を、前記電位を付与するために前記情報表示層に供給するアンテナとを有し、一方の面側から前記情報表示層にて表示される情報が視認される情報表示媒体において、
前記アンテナに対して前記一方の面とは反対側に設けられた第１の樹脂層と、
前記第１の樹脂層に対して前記一方の面とは反対側に設けられた第２の樹脂層と、
前記第２の樹脂層に対して前記一方の面とは反対側に設けられた磁性層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、アンテナにおける非接触通信によって得られた電源が情報表示層に供給され、情報表示層においてこの供給された電源による電位によって情報が可変表示される。ここで、アンテナに対して情報が視認される面とは反対側には第１の樹脂層が設けられているが、この第１の樹脂層に対して情報が視認される面とは反対側に磁性層が設けられていることにより、情報が視認される面とは反対側の面が金属に近づけられた場合でも磁束の通り道が確保され、アンテナの通信性能の低下をある程度抑えることができる。ところが、情報表示層にて情報を可変表示するためには大きなエネルギーが必要であるため、磁性層を上記のように設けただけでは十分なエネルギーを得ることができない場合がある。そこで、第１の樹脂層に対して情報が視認される面とは反対側に第２の樹脂層が設けられ、磁性層がこの第２の樹脂層に対して情報が視認される面とは反対側に設けられていることにより、アンテナに対して情報が視認される面とは反対側において第１の樹脂層と磁性層に加えて第２の樹脂層においても磁束が通ることができ、それにより、磁束の通り道が増え、情報が視認される面とは反対側の面が金属に近づけられた場合でも、情報表示層にて情報を可変表示するために十分なエネルギーを得ることができるようになる。

本発明によれば、アンテナに対して情報が視認される面とは反対側において第１の樹脂層と磁性層に加えて第２の樹脂層においても磁束が通ることができ、それにより、磁束の通り道が増え、情報が視認される面とは反対側の面が金属に近づけられた場合でも、情報表示層にて情報を可変表示するために十分なエネルギーを得ることができるようになる。これにより、非接触通信によって得た電源を用いて情報を可変表示させる構成において、金属に近づけた場合に情報が表示できなくなってしまうことを回避できる。

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）は表面図、（ｂ）は裏面図、（ｃ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。 図１に示した電子ペーパーラベルの内部構造を示す図である。 図１及び図２に示した電子ペーパーラベルの作用を説明するための図であり、（ａ）は電子ペーパーラベルが物品に貼付された状態を示す表面図、（ｂ）は図１及び図２に示した構成から樹脂スペーサを除いた構成における磁束の流れを示す通信部の断面図、（ｃ）は図１及び図２に示した構成における磁束の流れを示す通信部の断面図である。

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）は表面図、（ｂ）は裏面図、（ｃ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。図２は、図１に示した電子ペーパーラベル１の内部構造を示す図である。

本形態は図１に示すように、表示部２と通信部３とが併設されて構成された電子ペーパーラベル１であって、マスクフィルム１０と第２の樹脂層となる樹脂スペーサ８０との間に、情報表示層となる電子ペーパー３０と、バリアフィルム３１と、電極基板４０と、コントローラ基板２０と、緩衝材層６０とが挟み込まれて構成されている。

電極基板４０は、その表面に１４個の表示電極４１及びこれに接続された配線４２が形成されているとともに、その裏面の全面に導電層となるアルミニウム層５０が蒸着されて構成されている。１４個の表示電極４１は、表示部２にて情報が表示される領域にセグメント形状に形成されており、例えば表示部２にて“００”〜“９９”の２桁の数字を表示するためのものである。配線４２は、１４個の表示電極４１のそれぞれに接続されており、表示電極４１に電位を付与するためのものである。このように構成された電極基板４０は、アルミニウム層５０が蒸着された面側を接着面として、樹脂スペーサ８０のうち表示部２となる領域上に両面テープ等の粘着層７１によって接着されている。

樹脂スペーサ８０としては、例えば、非晶質ポリエチレンテレフタレート（Ａ−ＰＥＴ）、結晶性ポリエチレンテレフタレート（Ｃ−ＰＥＴ）等のポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、アクリルアミド、セルロースプロピオネート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、アクリロニトリルスチレン共重合樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、環状ポリオレフィン、ポリフェニレンスルフィド、ポリテトラフルロエチレン、ポリスルホン、非晶ポリアリレート、ポリイミド、ポリアミドイミド、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、アイオノマー共重合体、その他アクリル樹脂、アクリルニトリルブタジエンスチレン等が挙げられる。

表示電極４１が形成された電極基板４０上には、電子ペーパー３０が積層されている。電子ペーパー３０は、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の一般的なものが用いられ、表示電極４１とは反対側の面の全面に全面電極となるＩＴＯ等の透明電極を有している。電子ペーパー３０は、この透明電極と表示電極４１との間の電位差に応じて、視認される色が変化することで情報を可変表示する。

電極基板４０上に積層された電子ペーパー３０は、バリアフィルム３１で覆われている。

樹脂スペーサ８０のうち通信部３となる領域の裏面には、磁性体シートからなる磁性層９０が両面テープ等の粘着層７２によって接着されている。この磁性層９０の材料としては、ポリマーにフェライト粉末や軟磁性体粉末等の透磁性材料を分散した材料や、プラスチックシートに、フェライト粉末や軟磁性体粉末を塗料化した透磁性材料を塗工した材料等が考えられる。ただし、被着体である金属体に流れる磁束ループを少なくし反磁界発生の抑制効果があれば、特に上記材質に限定されない。磁性層９０として使用される磁性体シートは、高透磁率のシート状磁性体のことをいい、通常、フェライトが用いられるが、フェライトだけからなるもの、フェライトと絶縁材料などが複合からなるもの、フェライトと絶縁材料、金属化合物の複合からなるもの等がある。また、フェライト粉末の形状は特に限定されない。上記絶縁材料としては、加工性のよい熱可塑性プラスチックを用いたり、あるいは耐熱性のよい熱硬化性プラスチックを用いたりすることができる。上記金属の粉末としては、カーボニル鉄粉末、鉄−パーマロイ等のアトマイズ粉末、還元鉄粉末等が用いられる。絶縁材料を用いて成形する他に、金属粉とフェライト粉の焼結体や圧粉体としてもよい。また、アモルファス磁性体シートも新しい材料として知られている。磁性体シートの厚みは、紙やプラスチックフィルムと同等の厚みのものを使用できる。上記絶縁材料としては、センダスト、フェライト、カーボニル鉄、鉄−パーマロイ等の透磁性材料をニトリルゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、ポリウレタンゴム、環化ゴム等のゴム系ポリマー、クロロスルホン化ポリエチレン、エポキシ樹脂、塩素化ポリエチレン等のポリマーに分散したものが多く使用されている。

樹脂スペーサ８０のうち通信部３となる領域の磁性層９０とは反対側には、緩衝材層６０を介してコントローラ基板２０が積層されている。

緩衝材層６０は、本発明において第１の樹脂層となるものであって、ウレタン発泡材やポリエチレン等の樹脂からなり、粘着層７１によって樹脂スペーサ８０と接着されている。

コントローラ基板２０は、その表面にコイル状のアンテナ２１が形成されているとともに、その裏面には、表示制御用ＩＣ２３及び通信制御用ＩＣ２２が設けられている。表示制御用ＩＣ２３及び通信制御用ＩＣ２２は、コイル状のアンテナ２１の内部に対向するように配置されている。また、アンテナ２１の両端部にはそれぞれ、コントローラ基板２０の表裏貫通したスルーホール２８が形成されている。なお、コントローラ基板２０においても、基材が樹脂からなるものとすることで本発明の第１の樹脂層となる。すなわち、緩衝を防止する必要がない場合に緩衝材層６０を設けなくても、コントローラ基板２０によって本発明の第１の樹脂層は存在することになる。

表示制御用ＩＣ２３は、表示部２にて情報を可変表示させるために電子ペーパー３０の透明電極及び表示電極４１に印加する電圧を制御するものであって、コントローラ基板２０の表示制御用ＩＣ２３と同一面に形成された配線２５の一端に接続されている。通信制御用ＩＣ２２は、アンテナ２１を介しての非接触通信を制御するものであって、コントローラ基板２０の通信制御用ＩＣ２２と同一面に形成された配線２７の一端に接続されているとともに、これと同一面に形成された配線２６を介して表示制御用ＩＣ２３と接続されている。また、コントローラ基板２０の配線２７の他端は、スルーホール２８と接続されており、それにより、コントローラ基板２０の表面に形成されたアンテナ２１とコントローラ基板２０の裏面に形成された配線２７とが、スルーホール２８を介して電気的に導通している。

このように構成されたコントローラ基板２０は、緩衝材層６０上に、表示制御用ＩＣ２３及び通信制御用ＩＣ２２が設けられた面が緩衝材層６０に当接するように積層されている。そして、コントローラ基板２０の配線２５と、電極基板４０に形成された配線４２とが、異方導電性接着フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）層４３によって電気的に接続された状態となっている。このように、コントローラ基板２０の配線２５が電極基板４０に形成された配線４２と接続されるため、配線２５の本数は、電極基板４０に形成された表示電極４１の数以上となっており、表示制御用ＩＣ２３と通信制御用ＩＣ２２とを接続する配線２６の本数よりも多くなっている。また、配線２７の本数は、アンテナ２１の両端部に接続されたスルーホール２８に接続されるものであることから２本となっており、配線２５，２６よりも少なくなっている。

そして、バリアフィルム３１及びコントローラ基板２０上にマスクフィルム１０が積層されており、コントローラ基板２０の配線２５と電極基板４０の配線４２とが電気的に接続された領域が、封止層２４によって封止されている。この封止層２４は、コントローラ基板２０の配線２５と電極基板４０の配線４２とが電気的に接続された領域への水分の侵入を防ぐためのものである。

マスクフィルム１０は、表示部２のうち表示電極４１に対向する領域に表示窓部１１が設けられており、通信部３を含むその他の領域は、その全面が印刷が施された印刷部１２となっている。表示窓部１１は、表示電極４１に対向する領域に設けられているため、電子ペーパー３０の色の変化による情報を視認することができる。

上記のように構成された電子ペーパーラベル１においては、電子ペーパー３０の透明電極に所定の電圧が印加された状態で、表示窓部１１にて表示する情報に応じて表示電極４１に２種類の電圧が選択的に印加されることによって電子ペーパー３０に電位が付与され、電子ペーパー３０がこの電位によって状態が変化し、この状態の変化がマスクフィルム１０側から視認された場合に表示窓部１１において２色で情報が表示される。この際、電子ペーパー３０の透明電極及び表示電極４１に電圧を印加するための電源が、アンテナ２１を介した非接触通信によって得られる。この電源は、通信制御部２２及び表示制御部２３を介して電子ペーパー３０の透明電極及び表示電極４１に供給されることになる。

以下に、上述した電子ペーパーラベル１の作用について説明する。

図３は、図１及び図２に示した電子ペーパーラベル１の作用を説明するための図であり、（ａ）は電子ペーパーラベル１が物品に貼付された状態を示す表面図、（ｂ）は図１及び図２に示した構成から樹脂スペーサ８０を除いた構成における磁束の流れを示す通信部３の断面図、（ｃ）は図１及び図２に示した構成における磁束の流れを示す通信部３の断面図である。なお、図３（ｂ），（ｃ）においては、図１及び図２に示した通信制御用ＩＣ２２及び表示制御用ＩＣ２３の図示は省略している。

図１及び図２に示した電子ペーパーラベル１は、例えば図３に示すように、樹脂スペーサ８０側を貼付面として物品となる金属プレート４に貼付されることによって取り付けられて使用され、表示窓部１１にて情報が表示される。

上述した電子ペーパーラベル１は、金属プレート４とは反対側、すなわち情報が視認される面側に配置されたリーダ／ライタ（不図示）からの磁束６がコイル状のアンテナ２１の内部を通過することにより、アンテナ２１に電流が流れ、それにより、電源が得られる。そして、アンテナ２１にて得られた電源が、通信制御部２２及び表示制御部２３を介して電子ペーパー３０及び表示電極４１に供給されることによって、電子ペーパー３０に電位が付与されて情報が可変表示される。ここで、図３（ｂ）に示すように、アンテナ２１に対して情報が視認される面とは反対側には緩衝材層６０が設けられているが、この緩衝材層６０の情報が視認される面とは反対側の面に磁性層９０が粘着剤７２によって接着されていることにより、情報が視認される面とは反対側の面が金属プレート４に貼付された場合でも磁束６が磁性層９０を通ることにより磁束６の通り道が確保される。またその際、リーダ／ライタからの磁束６の一部が、図３（ｂ）中破線で示すように緩衝材層６０を通ることによっても磁束の通り道が確保され、アンテナ２１の通信性能の低下をある程度抑えることができる。

ところが、電子ペーパー３０にて情報を可変表示するためには大きなエネルギーが必要であるため、上述したようにアンテナ２１に対して情報が視認される面とは反対側に設けられた緩衝材層６０に磁性層９０が接着された構成とするだけでは、十分なエネルギーを得ることができない場合がある。そこで、図１及び図２に示したように、緩衝材層６０に対して情報が視認される面とは反対側に樹脂スペーサ８０を設け、磁性層９０をこの樹脂スペーサ８０に対して情報が視認される面とは反対側に設けることにより、図３（ｃ）中一点鎖線で示すように、リーダ／ライタからの磁束６の一部が樹脂スペーサ８０を通ることによっても磁束の通り道が確保され、電子ペーパー３０にて情報を可変表示するために十分なエネルギーを得ることができるようになる。

なお、本形態においては、金属プレート４が貼付された状態における作用を例に挙げて説明したが、金属に近づけられた場合にも同様の作用が生じる。その場合においても、金属とは反対側、すなわち情報が視認される面側にリーダ／ライタが配置され、アンテナ２１との間にて非接触通信が行われることになる。

また、本形態においては、情報表示層として、電位により情報を可変表示するものとして電子ペーパー３０を例に挙げて説明したが、電気泳動表示やエレクトロクロミック等の表示メモリ性を有する電子ペーパーではなく、電位により情報を可変表示するものであれば、液晶または有機ＥＬ等の表示メモリ性を有さないものでも構わない。

また、本形態においては、コントローラ基板２０の表面、すなわちマスクフィルム１０側にアンテナ２１が形成されるとともに、コントローラ基板２０のそれとは反対側の面に通信制御用ＩＣ２２及び表示制御用ＩＣ２３が設けられたものを例に挙げて説明したが、アンテナ２１がコントローラ基板２０の裏面に形成されるとともに、通信制御用ＩＣ２２及び表示制御用ＩＣ２３がコントローラ基板２０の表面に設けられていてもよく、さらに、これらが同一面に設けられていてもよい。

１ 電子ペーパーラベル
２ 表示部
３ 通信部
４ 金属プレート
６ 磁束
１０ マスクフィルム
１１ 表示窓部
１２ 印刷部
２０ コントローラ基板
２１ アンテナ
２２ 通信制御用ＩＣ
２３ 表示制御用ＩＣ
２４ 封止層
２５〜２７，４２ 配線
２８ スルーホール
３０ 電子ペーパー
４０ 電極基板
４１ 表示電極
４３ 異方導電性接着フィルム層
５０ アルミニウム層
６０ 緩衝材層
７１，７２ 粘着層
８０ 樹脂スペーサ
９０ 磁性層

Claims (1)

1. 電位により情報を可変表示する情報表示層と、非接触通信によって得た電源を、前記電位を付与するために前記情報表示層に供給するアンテナとを有し、一方の面側から前記情報表示層にて表示される情報が視認される情報表示媒体において、
   前記アンテナに対して前記一方の面とは反対側に設けられた第１の樹脂層と、
   前記第１の樹脂層に対して前記一方の面とは反対側に設けられた第２の樹脂層と、
   前記第２の樹脂層に対して前記一方の面とは反対側に設けられた磁性層とを有することを特徴とする情報表示媒体。

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