JP2014095939A - 情報表示媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】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情報表示層に供給するアンテナとの間に通信制御部と表示制御部とが接続されてなる構成において、簡易な構成で通信性能を向上させる。
【解決手段】アンテナ２１及び通信制御用ＩＣ２２をコントローラ基板２０の表面に設けるとともに、表示制御用ＩＣ２３をコントローラ基板２０の裏面の面に設け、通信制御用ＩＣと表示制御用ＩＣ２３とを、コントローラ基板２０に形成されたスルーホール２８を介して接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、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は、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とともに情報を受信し、情報を表示するものが考えられている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４５９２８４７号公報

一般に、非接触通信における通信性能はアンテナの大きさに依存するため、通信性能を向上させるにはアンテナを大きくすることが好ましい。特に、上述したように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ため、アンテナを必要以上に小さくすることは好ましくない。一方、上述したような情報表示媒体は小型化が求められる場合が多いため、情報を可変表示するために必要となるエネルギーを得るためには、情報表示媒体の大きさによって制限される範囲内においてアンテナをできるだけ大きくすることが好ましい。

ところで、上述したようにアンテナを介した非接触通信によって電源を得るとともに情報を受信して表示するためには、アンテナにて受信した搬送波を直流電源に変換する整流回路や定電圧制御回路等を内蔵した通信制御用の半導体と、アンテナから供給された電源を用いて情報表示層に電位を付与して情報の表示を制御する表示制御用の半導体とが、アンテナと情報表示層との間に接続されている必要がある。

そのため、これらの半導体をアンテナが設けられた基板上に設けることになるが、その場合、これらの半導体が設けられるスペースや、アンテナの形状がコイル状等といった決められたものである場合に生じるデッドスペースの分、アンテナが小さくなってしまい、通信性能が低下してしまうことになる。

また、アンテナがコイル状のものである場合、通信制御用の半導体や表示制御用の半導体をアンテナの内部に設けることによってアンテナを大きくすることができるが、その場合、表示制御用の半導体と情報表示層との間の配線とアンテナとが交差する部分にて混線が生じてしまうことになる。情報表示層は、表示する情報に応じたパターンでセグメント形状に形成された多数の表示電極に電圧が印加されることで電位が付与されることになるため、表示制御用の半導体と情報表示層とは、この多数の表示電極のそれぞれに接続された配線を介して接続されている。そのため、これら多数の配線とアンテナとの混線は複雑なものとなり、多数の配線のそれぞれについてレジスト層やスルーホールを用いてアンテナとの混線を回避しようとした場合、製造工程が複雑になるとともに、断線の可能性が高くなってしまう。

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、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情報表示層に供給するアンテナとの間に通信制御部と表示制御部とが接続されてなる構成において、簡易な構成で通信性能を向上させ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、
電位により情報を可変表示する情報表示層を具備する表示部と、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を具備する通信部とが横並びに配置され、前記通信部が、前記アンテナと、該アンテナに接続され、前記非接触通信を制御する通信制御部と、前記通信制御部と前記情報表示層との間に接続され、前記アンテナから供給される電源を用いて前記情報表示層における情報の表示を制御する表示制御部とがそれぞれ基板上に設けられて構成され、前記通信制御部と前記表示制御部とを接続する第１の配線の本数が、前記表示制御部と前記情報表示層とを接続する第２の配線の本数よりも少ない情報表示媒体において、
前記アンテナ及び前記通信制御部が前記基板の一方の面に設けられ、
前記表示制御部が前記基板の他方の面に設けられ、
前記通信制御部と前記表示制御部とが、前記第１の配線及び該第１の配線に接続されて前記基板に形成されたスルーホールを介して接続されてい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、アンテナ及び通信制御部が基板の一方の面に設けられるとともに、表示制御部が基板の他方の面に設けられ、通信制御部と表示制御部とが、基板に形成されたスルーホールを用いて接続されていることにより、通信部においては、基板の一方の面において表示制御部が設けられるスペースに無関係にアンテナの大きさを設定することができる。また、情報表示層を具備する表示部とアンテナを具備する通信部とが横並びに配置されていることにより、通信部にてアンテナを大きくした場合、表示部と通信部とを接続するための配線とアンテナとの間にて混線が生じることになるが、基板の一方の面と他方の面とを電気的に接続するためのスルーホールを、通信制御部と表示制御部とを接続する第１の配線と、表示制御部と情報表示層とを接続する第２の配線とのうち本数が少ない第１の配線と接続されたものとすることにより、簡易な構成でアンテナと配線との混線が回避される。

また、このような構成においては、通信制御部と表示制御部とを基板を介して対向して設けることができ、それにより、通信制御部及び表示制御部や配線が配置されていない領域の面積が広くなり、それに伴ってアンテナにて非接触通信を行う際の磁束の通り道が広くなり、通信性能を向上させることができる。

本発明によれば、アンテナを具備する通信部において、表示制御部が基板のアンテナ及び通信制御部とは異なる面に設けられ、通信制御部と表示制御部とが、本数が少ない配線とこれに接続されたスルーホールとを介して接続されているため、表示部と通信部とが横並びに配置された構成において、表示制御部が設けられるスペースに無関係にアンテナの大きさを設定することができ、簡易な構成で通信性能を向上させることができる。

また、通信制御部と表示制御部とを、基板を介して対向して設けることにより、通信制御部及び表示制御部や配線が配置されていない領域の面積が広くなり、それに伴ってアンテナにて非接触通信を行う際の磁束の通り道が広くなり、通信性能を向上させることができる。

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り、（ａ）は正面図、（ｂ）はコントローラ基板の断面図である。 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），（ｂ）は図１及び図２に示したアンテナ、通信制御用ＩＣ及び表示制御用ＩＣがコントローラ基板の同一面に設けられた場合の通信部の内部構造を示す図、（ｃ）は図１及び図２に示した構成における通信部の内部構造を示す図である。

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り、（ａ）は正面図、（ｂ）はコントローラ基板２０の断面図である。

本形態は図１に示すように、表示部２と通信部３とが横並びに配置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。なお、横並びとは、表示部２と通信部３とが平面方向に並んでいる状態であって、積層方向に並んでいる状態ではないことを意味する。

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、ウレタン発泡材やポリエチレン等からなり、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、一方の面となるその表面に、コイル状のアンテナ２１と通信制御部となる通信制御用ＩＣ２２とが設けられているとともに、他方の面となるその裏面には表示制御部となる表示制御用ＩＣ２３が設けられている。表示制御用ＩＣ２３と通信制御用ＩＣ２２とは、コントローラ基板２０を介して対向して設けられている。

通信制御用ＩＣ２２は、アンテナ２１にて受信した搬送波を直流電源に変換する整流回路や定電圧制御回路等を内蔵し、アンテナ２１を介しての非接触通信を制御するとともに、アンテナ２１にて受信した搬送波に乗せられた表示情報を表示制御用ＩＣ２３に送るものであって、コイル状のアンテナ２１の内部に設けられている。また、通信制御用ＩＣ２２は、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を介してアンテナ２１と接続されているとともに、これと同一面に形成された第１の配線２６に接続されている。なお、アンテナ２１はコイル状のものであることから、配線２７を介して通信制御用ＩＣ２２に接続するためにその一部が交差する部分がレジスト層によって絶縁されているがその図示は省略する。表示制御用ＩＣ２３は、通信制御用ＩＣ２２から送られてきた表示情報に基づいて、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第２の配線２５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第１の配線２６に接続されている。そして、配線２６のコントローラ基板２０の表面に形成された部分と裏面に形成された部分とが、コントローラ基板２０に形成されたスルーホール２８を介して電気的に導通している。それにより、コントローラ基板２０の表面に設けられた通信制御用ＩＣ２２とコントローラ基板２０の裏面に設けられた表示制御用ＩＣ２３とが、配線２６及びスルーホール２８を介して電気的に接続された状態となっている。

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），（ｂ）は図１及び図２に示したアンテナ２１、通信制御用ＩＣ２２及び表示制御用ＩＣ２３がコントローラ基板２０の同一面に設けられた場合の通信部の内部構造を示す図、（ｃ）は図１及び図２に示した構成における通信部３の内部構造を示す図である。なお、図３に示す構成においては、アンテナ２１の一部が交差する部分がレジスト層によって絶縁されているがその図示は省略する。

図１及び図２に示したアンテナ２１、通信制御用ＩＣ２２及び表示制御用ＩＣ２３をコントローラ基板２０の同一面に設ける場合、図３（ａ）に示すように、通信制御用ＩＣ２２及び表示制御用ＩＣ２３をコイル状のアンテナ２１の外部に設けることが考えられる。ところがその場合、通信制御用ＩＣ２２及び表示制御用ＩＣ２３が設けられるスペースの分、アンテナ２１を小さくしなければならず、また、アンテナ２１、通信制御用ＩＣ２２及び表示制御用ＩＣ２３のいずれも設けられていないデッドスペース５が生じてしまい、その分によってもアンテナ２１が小型化されてしまう。

また、図１及び図２に示したアンテナ２１、通信制御用ＩＣ２２及び表示制御用ＩＣ２３をコントローラ基板２０の同一面に設けた構成においてアンテナ２１を小さくしないために通信制御用ＩＣ２２及び表示制御用ＩＣ２３をコイル状のアンテナ２１の内部に設けた場合は、表示部２と通信部３とが横並びに配置されていることから、図３（ｂ）に示すように、配線２５のアンテナ２１と交差する部分のみをコントローラ基板２０の裏面に設け、この部分を配線２５の他の部分とスルーホール２９を介して接続することになる。ここで、配線２５は、電極基板４０に形成された１４個の表示電極４１のそれぞれに接続された配線４２と接続されているため、１４本以上の本数となっている。表示電極４１は電子ペーパー３０にて表示する情報にもよるが、電極基板４０上に多数形成されているのが一般的である。そのため、多数の表示電極４１のそれぞれに配線４２を介して接続された多数の配線２５のそれぞれにスルーホール２９を設けるとなると、製造工程が複雑になって製造コストが増大してしまうとともに、断線の可能性が高くなってしまう。また、スルーホール２９が形成された部分を封止する場合にその封止する構成が簡易なものではなくなり、それによっても断線の可能性が高くなってしまう。また、配線２５の間隔がスルーホール２９の径によって広がってしまい、場合によっては、電子ペーパーラベル１の小型化に支障をきたしてしまう虞れがある。

そこで、本形態のように、アンテナ２１及び通信制御用ＩＣ２２をコントローラ基板２０の表面に設けるとともに、表示制御用ＩＣ２３をコントローラ基板２０の裏面の面に設け、通信制御用ＩＣ２２と表示制御用ＩＣ２３とを、コントローラ基板２０の通信制御用ＩＣ２２と表示制御用ＩＣ２３の同一面のそれぞれに形成された配線２６と、コントローラ基板２０に形成されたスルーホール２８とを介して電気的に接続された構成とする。それにより、図３（ｃ）に示すように、表示制御用ＩＣ２３と電極基板４０とを接続するために多くの本数からなる配線２５上にスルーホールを設ける必要がなくなり、断線の可能性が高くなってしまうことを回避することができるとともに、製造コストを増大させずに簡易な構成でアンテナ２１を大きくすることができ、通信性能を向上させることができる。また、図３（ｂ）に示したもののように配線２５の間隔が広がってしまうことがなくなり、電子ペーパーラベル１の小型化に支障が生じることがない。

また、上記のように通信制御用ＩＣ２２と表示制御用ＩＣ２３とをコントローラ基板２０の表裏に設け、これらを配線２６及びスルーホール２８とを介して電気的に接続された構成とすることにより、本形態のように通信制御用ＩＣ２２と表示制御用ＩＣ２３とをコントローラ基板２０を介して対向して設けることができるようになる。それにより、アンテナ２１の内部においては、通信制御用ＩＣ２２及び表示制御用ＩＣ２３や配線が配置されていない領域の面積が広くなり、それに伴ってアンテナ２１にて非接触通信を行う際の磁束の通り道が広くなり、通信性能を向上させることができる。

なお、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。

１ 電子ペーパーラベル
２ 表示部
３ 通信部
５ デッドスペース
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 (2)

1. 電位により情報を可変表示する情報表示層を具備する表示部と、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を具備する通信部とが横並びに配置され、前記通信部が、前記アンテナと、該アンテナに接続され、前記非接触通信を制御する通信制御部と、前記通信制御部と前記情報表示層との間に接続され、前記アンテナから供給される電源を用いて前記情報表示層における情報の表示を制御する表示制御部とがそれぞれ基板上に設けられて構成され、前記通信制御部と前記表示制御部とを接続する第１の配線の本数が、前記表示制御部と前記情報表示層とを接続する第２の配線の本数よりも少ない情報表示媒体において、
   前記アンテナ及び前記通信制御部が前記基板の一方の面に設けられ、
   前記表示制御部が前記基板の他方の面に設けられ、
   前記通信制御部と前記表示制御部とが、前記第１の配線及び該第１の配線に接続されて前記基板に形成されたスルーホールを介して接続されていることを特徴とする情報表示媒体。
2. 請求項１に記載の情報表示媒体において、
   前記通信制御部と前記表示制御部とが、前記基板を介して対向して設けられている情報表示媒体。

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