JP5515540B2

JP5515540B2 - 表示装置

Info

Publication number: JP5515540B2
Application number: JP2009209631A
Authority: JP
Inventors: 勇治高橋; 暢尾崎; 政信畑中; 宏久内藤; 隆弘紀伊; 和己久保田; あきら宮崎; 武史堀江; 潔彦池田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2009-09-10
Filing date: 2009-09-10
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2029-09-10
Also published as: US20110227800A1; JP2011059430A; US8536588B2

Description

本発明は、表示装置に関する。

近年、ＳｕｉｃａやＥｄｙ、ｉＤなど、ループアンテナ及びＩＣを実装した非接触ＩＣカードと、これに対応する外部端末（リーダライタ）との間での、無線の電波を使ったデータ通信を利用したサービスが増えてきている。この種のサービスで使用する電波は、周波数がＲＦ周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）などとされている。

また、最近では、上記非接触ＩＣカードの機能が実装された携帯電話も出現してきている。この携帯電話では、ＩＣカードと同様の機能のほか、街角に貼られた大型広告媒体（例えば大型ポスター）の近傍に設置されたリーダライタにかざすだけでメール送信ができたり、画面上へのウェブサイトの表示ができるなどの機能を有している。この機能は、新しい広告手段として注目されている。

例えば、公共の場において多くの人の興味を引くために大型ポスターを貼り、その近傍に、当該大型ポスターの内容に合致した情報を送信するリーダライタを設けたもの（特許文献１参照）がある。また、大型広告媒体として、大型ポスターに代えて、有機ＥＬや無機ＥＬなどの紙程度の厚みを有する薄型自発光素子を採用したものも実用化されつつある。

特開２００４−１５７４９９号公報

しかしながら、大型広告媒体に近接してリーダライタを配置した場合、以下の課題がある。
(1) 大型広告媒体とリーダライタの位置に関する課題
広告媒体が大型である場合、ユーザが広告媒体を見るときの目線とリーダライタとの距離が大きく離れてしまうおそれがある（特許文献１の図３参照）。このため、ユーザは、リーダライタの存在に気づかない可能性がある。
(2) 薄い広告媒体とリーダライタの一体化に関する課題
広告媒体が紙のように薄い（１ｍｍ厚程度）場合であっても、既存のリーダライタの厚みは５０ｍｍ厚程度であるため、装置全体の厚みは、リーダライタの奥行きに依存して増大してしまう。

これに対し、広告媒体にアンテナを一体化する方法も検討されているが、この場合、以下の課題がある。
(1) アンテナ配線がユーザに視認されることによる表示品質に関する課題
例えば、広告媒体として自発光素子である有機ＥＬや無機ＥＬシートを用いる場合、通信性能を向上しようとすると、アンテナ線を広告媒体の最前面に配置するのが好ましい。しかるに、アンテナ線を最前面に配置する場合、アンテナ線が自発光素子から発せられる光の影となり、表示品質を低下させるおそれがある。このことは、表示品質が要求される広告媒体において特に許容できないものである。
(2) アンテナ線の配線長に関する課題
広告媒体にアンテナ線を実装する場合、広告媒体が大きくなればなるほど駆動回路からアンテナまでの配線長が長くなる。この場合、アンテナ線までの抵抗値が増大し、アンテナ線と回路のインピーダンスの不一致が発生し、通信不可となるおそれがある。例えば、幅２ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ、長さ１００ｍｍの配線のインダクタンスＤを８３ｎＨとすると、非接触ＩＣカード、リーダライタで一般的に用いられる周波数１３．５６ＭＨｚのインピーダンスＺは、
Ｚ＝２πｆＤ
＝２π×１３．５６×１０⁶×８３×１０^-9=７．０７２Ω …（１）
となる。これに対し、自発光素子のシートをＢ０版(１０３０ｍｍ×１４５６ｍｍ)と仮定すると、このシートの４辺に沿ってアンテナを配線する場合，配線は最大(１０３０ｍｍ＋１４５６ｍｍ)×２＝４９７２ｍｍ必要となり、Ｚ＝３５１．６Ωとなる。このように、配線が長くなるにつれて、アンテナのインピーダンスが大きくなるため、アンテナに接続される回路（信号発生源）とのインピーダンスの不整合が避けられなくなるおそれがある。

そこで、本件は上記の課題に鑑みてなされたものであり、表示品質の低下を引き起こすことなく、アンテナを用いた情報提供における利便性を向上することが可能な表示装置を提供することを目的とする。

本明細書に記載の表示装置は、ＲＦ周波数の電波を透過する電極板と、前記電極板の一方の面側に設けられ、当該電極板を裏面電極とする発光体と、前記電極板の他方の面側に設けられ、当該電極板にかかる電位を基準電位とする、ストリップライン又はマイクロストリップライン構造のアンテナと、を備える表示装置である。

本明細書に記載の表示装置は、表示品質の低下を引き起こすことなく、アンテナを用いた情報提供における利便性を向上することができるという効果を奏する。

表示装置の使用例を示す図である。表示装置の断面図である。シート３２及びアンテナ電極２４の配置を示す図である。銅、銀、カーボン、ＩＴＯの体積抵抗率と、電波透過の可否を示す表である。マイクロストリップライン構造を模式的に示す図である。表示装置の制御系を示す図である。ストリップライン構造を模式的に示す図である。面発光素子部として、有機ＥＬを採用した場合の例を示す図である。表示装置の使用例の変形例（その１）である。表示装置の使用例の変形例（その２）である。

以下、一実施形態に係る表示装置１００について図１〜図６に基づいて詳細に説明する。

図１には、表示装置１００の使用例が示されている。図１に示すように、表示装置１００は、駅の通路や、商業施設の壁面などに設置され、通行人に対して商品やイベントなどの広告を表示するためのものである。

表示装置１００は、図２の断面図に示すような構造を有している。具体的には、表示装置１００は、発光体としての面発光素子部１０と、アンテナとしてのアンテナ部２０と、これら面発光素子部１０及びアンテナ部２０を包囲するパッケージ部３０と、を備える。パッケージ部３０は、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）などを材料とし、防水性を有している。パッケージ部３０の表面（図２における上面）には、図３に示すように広告がプリントされた光透過性のシート３２が貼られる。なお、シート３２を用いずに、パッケージ部３０の表面に広告を直接プリントすることとしても良い。

面発光素子部１０は、厚さが１ｍｍ程度であり、透明電極１２と、発光体層１４と、誘電体層１６と、電極板としての裏面電極１８と、を有する。透明電極１２は、Indium Tin Oxide（ＩＴＯ：インジウム錫酸化物）を材料とする。ただし、これに代えて、Indium Zinc Oxide（ＩＺＯ：インジウム亜鉛酸化物）等の透明導電膜などを用いた電極を用いても良い。発光体層１４は、ＺｎＳ：Ｃｕなどの無機蛍光体粒子を有機バインダに分散させた構成を有している。なお、ＺｎＳ：Ｃｕ以外にも、ＺｎＳ：Ｍｎなどを用いることができる。ここで、発光体層１４は、面発光素子部１０の輝度と効率を決定付ける層である。また、発光体層１４の発光色は発光層に用いられる無機蛍光体粒子によって決まる。例えば無機蛍光体粒子にＺｎＳ：Ｃｕを用いた場合には青緑色の発光を示し、無機蛍光体粒子にＺｎＳ：Ｍｎを用いた場合には橙色の発光を示すこととなる。

誘電体層１６は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ₃）などの強誘電体を有機バインダにて分散させた構成を有している。裏面電極１８は、グランドに接続されている。図４には、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、カーボン、ＩＴＯの各材料における体積抵抗率と、電波透過の可否が、表にて示されている。この図４に示すように、カーボン（Ｃ）やＩＴＯは、体積抵抗率が銅や銀ほど小さくなく、電波を透過する性質を有している。したがって、本実施形態では、裏面電極１８の材料として、カーボン又はＩＴＯを材料とする。これにより、面発光素子部１０では、透明電極１２（ＩＴＯ）、発光体層１４（ＺｎＳ：Ｃｕ）、誘電体層１６（ＢａＴｉＯ₃）、及び裏面電極１８（カーボンやＩＴＯ）の全てが、電波を透過することとなる。したがって、本実施形態では、面発光素子部１０全体としても、電波を透過する性質を有することとなる。

なお、裏面電極１８は、電波を透過するという観点からすると、体積抵抗率が１．０×１０^-6Ω・ｍより大きい材料であれば良い。このため、当該体積抵抗率を示すその他の材料を裏面電極１８の材料として用いても良い。

上記のように構成される面発光素子部１０では、面発光素子部駆動回路４０（図６参照）に含まれる不図示の交流電源が、透明電極１２、裏面電極１８間に±１００Ｖ程度で１ｋＨｚの交流電圧を印加することで発光する。この発光により、パッケージ部３０の表面に設けられたシート３２（広告）が照明されるので、広告の視認性を向上することが可能となる。

アンテナ部２０は、図２に示すように、誘電体層２２と、アンテナ電極２４と、を有する。誘電体層２２は、保護層としての機能も有しており、例えばメジウムを材料とする。アンテナ電極２４は、銀（Ａｇ）などを材料とし、図３に示すように、少なくとも一部がループ状の形状を有する。図３では、アンテナ電極２４のループ形状は、シート３２の携帯電話のマークが表示されている部分（クーポンゲットのマークが表示されている部分）に対応して、配置されている。このアンテナ部２０は、図２に示すように、面発光素子部１０の裏面電極１８を共用しており、当該裏面電極１８がグランドに接続されていることから、マイクロストリップライン構造が実現されている。アンテナ部２０からは、図２に示すように、ＲＦ周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）の電波が裏面側から表面側に向けて発信される。なお、本実施形態では、上述のように、面発光素子部１０が、電波を透過する性質を有することから、アンテナ電極２４で発生する電波は、面発光素子部１０を通過して外部（表面側）に発信されるようになっている。この電波は、ユーザが使用する携帯電話にて受信することが可能である。このように、本実施形態では、面発光素子部１０の裏面側にアンテナ部２０を設けても、問題なく、携帯電話と通信をすることができ、かつ、裏面側に設けられたアンテナ部２０は、面発光素子部１０の発する光の影になることも無い。

ここで、アンテナ部２０として、マイクロストリップライン構造を採用したことによる利点について説明する。

マイクロストリップラインにおける寸法を、図５に示すように定義する。より具体的には、アンテナ電極の幅をＷ、厚さをｔとし、誘電体層２２の厚さ（裏面電極１８からの高さ）をＨ、比誘電率をεｒとする。この場合、インピーダンスＺ₀は、次式（２）のように表すことができる。

ここで、例えば、インピーダンスＺ₀を後述するアンテナ部駆動回路５０（図６参照）のインピーダンス（ここでは５０Ωとする）に整合させようとする。この場合、例えば、配線が銅（Ｃｕ）で、配線長がＢ０版の４９７２ｍｍであるならば、Ｗを０．２５ｍｍ、ｔを１８μｍ、Ｈを１００μｍに設定するだけで、Ｚ₀を５０．１Ωに整合させることができる。

このように、マイクロストリップラインを採用することにより、簡易にインピーダンスを所定の値に設定することができるので、配線長が長くなる場合でもインピーダンスの不整合を回避することができる。なお、上記計算は、専用のソフトウェアを用いて行うことができる。

図６には、表示装置１００の制御系がブロック図にて示されている。この図６に示すように、表示装置１００の制御系は、面発光素子部１０を駆動する面発光素子部駆動回路４０と、アンテナ部２０を駆動するアンテナ部駆動回路５０と、各駆動回路４０，５０を制御する制御装置６０と、を有する。制御装置６０は、面発光素子部１０の発光を行う場合に、面発光素子部駆動回路４０を制御する。また、制御装置６０は、アンテナ部２０からＲＦ周波数の電波を発信する場合に、アンテナ部駆動回路５０を制御する。アンテナ部２０から発信するＲＦ周波数の電波には、広告に関連する情報、例えば、図１の例であれば、クーポン情報が記載されたウェブサイトのＵＲＬ情報を乗せることができる。

ユーザは、図１に示す表示装置１００の広告を見て興味を持った場合や、クーポンを必要としている場合には、「クーポンゲット」の表示に携帯電話をかざすことで、クーポン情報の存在するウェブページのＵＲＬ情報を得ることできる。これにより、ユーザは、広告の詳細な内容を携帯電話の画面上で確認したり、クーポンを利用したりすることができるようになる。

以上、説明したように、本実施形態の表示装置１００によると、ＲＦ周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）の電波を透過する裏面電極１８と、裏面電極１８の一方の面側に設けられ、当該裏面電極１８を電極として用いる面発光素子部１０と、裏面電極１８の他方の面側に設けられ、裏面電極１８にかかる電位を基準電位とする、マイクロストリップライン構造のアンテナ部２０と、を備えているので、アンテナ部２０を、裏面電極１８の面発光素子部１０側とは反対側に配置しても、アンテナ部２０から発生する電波を、裏面電極１８を介して外部に発信することができる。これにより、アンテナ部２０が面発光素子部１０から発せられる光の影にならないので、表示装置１００の表示品位を高く維持することができる。また、面発光素子部１０の発光側とは反対側にアンテナ部を一体的に配置することで、ユーザは、携帯電話などを広告そのものに近づけることにより、アンテナ部２０からの情報提供を受けることができるようになる。これにより、従来のように、広告の近傍にリーダライタが設けられていた場合と比べ、ユーザがリーダライタの存在を見逃すのを抑制することができるので、ユーザの使い勝手を向上することができる。更に、アンテナ部２０をマイクロストリップライン構造としているので、アンテナ部２０の厚さを薄くすることができ、ひいては表示装置１００全体の厚さも薄くすることができる。また、アンテナ部２０とアンテナ部駆動回路５０のインピーダンスを簡易に整合させることができる。更に、本実施形態では、面発光素子部１０として無機ＥＬを採用していることにより、表示装置１００が湾曲変形可能（フレキシブル）となる。これにより、表示装置１００を、平面以外、例えば、円柱状の柱などにも掲示することが可能である。

また、本実施形態では、裏面電極１８として、体積抵抗率が１．０×１０^-6Ω・ｍより大きい材料を用いているので、アンテナ部２０を裏面電極１８の裏側に配置しても、電波を表面側に効果的に透過させることができる。

また、本実施形態では、面発光素子部１０の駆動を制御する面発光素子駆動回路４０と、アンテナ部２０の駆動を制御するアンテナ部駆動回路５０と、を備えているので、発光と情報の発信や受信を適宜行うことができる。

なお、上記実施形態では、アンテナ部２０がマイクロストリップライン構造である場合について説明したが、これに限らず、ストリップライン構造であっても良い。図７には、ストリップライン構造が模式的に示されている。この図７に示すように、ストリップライン構造では、アンテナ電極２４’が、誘電体層２２’の内部に設けられた構造を有している。このような構成を採用した場合、例えば、上記実施形態と同様に、アンテナ部のインピーダンスＺ₀を５０Ωに整合させようとするならば、配線が銅（Ｃｕ）で、配線長がＢ０版の４９７２ｍｍであれば、上式（２）から、Ｗを５８μｍ、ｔを１μｍ、Ｈを１００μｍに設定することで、Ｚ₀が５０．３Ωとなるので、簡易にインピーダンスを整合させることができる。

このように、ストリップライン構造を採用しても簡易にインピーダンスを所定の値に設定することができるので、配線長が長くなる場合でもインピーダンスの不整合を回避することができる。

なお、上記実施形態では、特に言及していないが、図６の制御系の各部（４０，５０，６０）は、面発光素子部１０の近傍に配置されても良いし、面発光素子部１０から離れた位置に配置されても良い。具体的には、例えば、制御装置６０を、面発光素子部１０から離れた位置に配置し、複数の面発光素子及び複数のアンテナ部を遠隔から一括して制御しても良い。また、制御装置６０は、面発光素子部駆動回路４０やアンテナ部駆動回路５０と有線にて接続されても良いし、無線にて接続されても良い。また、制御装置６０は、面発光素子部駆動回路４０やアンテナ部駆動回路５０と、インターネットやＬＡＮなどにより接続されても良い。

なお、上記実施形態では、シート３２のうち、携帯電話のマークが表示されている部分（クーポンゲットと表示されている部分）に対応して、アンテナ部２０（アンテナ電極２４）のループ形状が設けられている場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、シート３２の全面をカバーする状態でアンテナ部２０（アンテナ電極２４）のループ形状が設けられても良い。

なお、上記実施形態では、表示装置１００の面発光素子部１０として、無機ＥＬを採用した場合について説明したが、これに限らず、有機ＥＬを採用しても良い。図８には、面発光素子部として、有機ＥＬ１０’を採用した場合の例が示されている。図８に示すように、有機ＥＬ１０’は、ガラス基板１１２と、透明電極１１４と、発光体層１１６と、裏面電極１１８と、を備える。透明電極１１４は、ＩＴＯなどを材料とする。裏面電極１１８は、上記実施形態の無機ＥＬと同様、カーボンやＩＴＯを材料とする。裏面電極１１８は、上記実施形態と同様、アンテナ部２０の共通電極とされている。このような構成を採用することで、上記実施形態と同様、アンテナ部２０から発生する電波を、有機ＥＬ１０’を介して裏面側から表面側に発信することができる。これにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、図８のように有機ＥＬを採用する場合でも、アンテナ部を、図７に示すようなストリップライン構造とすることとしても良い。

なお、上記実施形態では、表示装置１００が、駅などに掲示される大型ポスターに適用された場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、図９に示すように、電車やバスの中吊り広告にも適用することができる。また、図１０に示すように、立て看板にも適用することができる。この場合、図９、図１０のように、携帯電話のマークが表示されている部分にのみアンテナ電極２４を設けても良いし、中吊り広告や立て看板全面をカバーする状態でアンテナ電極２４を設けても良い。

上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

１０面発光素子部（発光体）
１８裏面電極（電極板）
２０アンテナ部（アンテナ）
４０面発光素子部駆動回路（発光体駆動制御部の一部）
５０アンテナ部駆動回路（アンテナ駆動制御部の一部）
６０制御装置（発光体駆動制御部の一部、アンテナ駆動制御部の一部）
１００表示装置

Claims

ＲＦ周波数の電波を透過する電極板と、
前記電極板の一方の面側に設けられ、当該電極板を裏面電極とする発光体と、
前記電極板の他方の面側に設けられ、当該電極板にかかる電位を基準電位とする、ストリップライン又はマイクロストリップライン構造のアンテナと、を備える表示装置。
前記電極板は、体積抵抗率が１．０×１０^-6Ω・ｍより大きいことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記発光体の駆動を制御する発光体駆動制御部と、
前記アンテナの駆動を制御するアンテナ駆動制御部と、を更に備える請求項１又は２に記載の表示装置。
前記アンテナ及び前記アンテナ駆動制御部は、外部端末との間で情報のやり取りを行うリーダライタの少なくとも一部を構成することを特徴とする請求項３に記載の表示装置。