JP6084454B2

JP6084454B2 - 情報表示媒体

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Publication number: JP6084454B2
Application number: JP2012272396A
Authority: JP
Inventors: 将義石原; 悠一伊藤
Original assignee: Toppan Forms Co Ltd
Current assignee: Toppan Forms Co Ltd
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2017-02-22
Anticipated expiration: 2032-12-13
Also published as: JP2014119803A

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いる。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、紙のように薄い薄型の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、アンテナが形成された基板上に情報表示層が積層されてなる電子ペーパーが、特許文献１に開示されている。この電子ペーパーにおいては、基板の一方の面に非接触通信機能を有するアンテナが形成されているとともに、一方の面に全面電極を有する情報表示層が基板のアンテナが形成された面上に積層され、アンテナにて得られた電源が全面電極に付与される。この技術においては、情報表示層が、基板のアンテナが形成された面上に積層されていることにより、情報表示層とアンテナとの接続を容易かつ確実にしている。

特開２００８−１１６６３４号公報

しかしながら、上述したように、基板のアンテナが形成された面上に情報表示層が積層されているものにおいては、情報表示層とアンテナとの接続が容易かつ確実になるものの、アンテナと情報表示層の全面電極との間の距離が短くなり、それにより、アンテナが全面電極の影響を受け、アンテナにおける通信性能が低下してしまうという問題点がある。

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、情報表示層とアンテナとの接続を容易かつ確実なものとしながらも、アンテナにおける通信性能の低下を抑制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、
少なくとも片面に全面電極が設けられ、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する情報表示媒体であって、
一方の面に、前記情報表示層が積層されるとともに、前記情報表示層に電気的に接続された第１の配線が形成された第１の基材と、
一方の面に前記アンテナが形成されるとともに、他方の面に、前記アンテナに電気的に接続された第２の配線が形成された第２の基材とを有し、
前記第１の基材の前記第１の配線が形成された面の端部と、前記第２の基材の前記第２の配線が形成された面の端部とが、前記情報表示層と前記アンテナとが併設し、かつ、前記第１の配線と第２の配線とが対向するように導電手段を介して重ね合わされ、前記第１の基材と前記第２の基材とが、前記第１の基材と前記第２の基材とのいずれか一方の前記重ね合わされた領域に沿う領域を折り部として、前記第１の基材の前記情報表示層が積層された面と前記第２の基材の前記アンテナが形成された面とがそれぞれ外側となるように折り畳まれることにより、前記情報表示層と前記アンテナとが前記第１及び第２の基材を介して対向している。

上記のように構成された本発明においては、情報表示層とアンテナとが電気的に接続されて一方の面に併設された基材が、情報表示層が設けられた第１の領域とアンテナが設けられた第２の領域との境界部分を折り部として、情報表示層とアンテナが併設された面が外側となるように折り畳まれることによって情報表示層とアンテナとが基材を介して対向しているので、アンテナと情報表示層とが何も介さずに対向するように積層されたものに対して、基材の厚さだけ情報表示層とアンテナとを遠ざけることができ、アンテナにおける通信性能の低下が抑制される。また、情報表示層とアンテナとが基材を介して対向しているものの、情報表示層とアンテナとが基材上にて電気的に接続されているので、情報表示層とアンテナとの接続が容易かつ確実なものとなる。

本発明によれば、情報表示層とアンテナとが基材を介して対向していることにより、アンテナと情報表示層とが何も介さずに対向するように積層されたものに対して、基材の厚さだけ情報表示層とアンテナとが遠ざかり、アンテナにおける通信性能の低下を抑制することができる。また、情報表示層とアンテナとが基材を介して対向しているものの、情報表示層とアンテナとが基材上にて電気的に接続されているため、情報表示層とアンテナとの接続を容易かつ確実なものとすることができる。

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）は表面図、（ｂ）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タグの内部構造を示す図であり、（ａ）は電極基板とコントローラ基板を見開いた状態の表面図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。図１及び図２に示した電子ペーパータグが奏する効果を説明するための図である。図１及び図２に示した電子ペーパータグが奏する効果を説明するための図である。

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（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タグ１の内部構造を示す図であり、（ａ）は電極基板４０とコントローラ基板５０を見開いた状態の表面図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。

本形態は図１に示すように、情報を表示する表示部２が外枠部３に囲まれて構成された電子ペーパータグ１であって、２枚の表面基材１０ａ，１０ｂ間に、情報表示層となる電子ペーパー３０と、第１の基材となる電極基板４０と、第２の基材となるコントローラ基板５０と、磁性層６０とが挟み込まれて構成されている。

電極基板４０は図１及び図２に示すように、一方の面に１４個の表示電極４１及びこれに接続された第１の配線となる配線電極４２が形成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。配線電極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。

電極基板４０の表示電極４１及び配線電極４２が形成された面には、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る。この電子ペーパー３０は、透明基板３１の一方の面の全面に全面電極となるＩＴＯ等の透明電極３２が積層され、この透明電極３２上に、透明電極３２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情報表示部３３が積層されて構成されており、情報表示部３３側が電極基板４０と対向するように配置されている。

コントローラ基板５０は、可撓性を具備する材料からなり、図１及び図２に示すように、一方の面にコイル状のアンテナ５１が形成されるとともに、他方の面に表示制御用ＩＣ５３及び通信制御用ＩＣ５２が設けられている。表示制御用ＩＣ５３及び通信制御用ＩＣ５２は、コイル状のアンテナ５１の内部に対向するように配置されている。また、アンテナ５１の両端部にはそれぞれ、コントローラ基板５０の表裏貫通したスルーホール５７が形成されている。

表示制御用ＩＣ５３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３２及び電極基板４０の表示電極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５０の表示制御用ＩＣ５３と同一面に形成された第２の配線５６の一端に接続されている。通信制御用ＩＣ５２は、アンテナ５１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５０の通信制御用ＩＣ５２と同一面に形成された配線５４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５５を介して表示制御用ＩＣ５３と接続されている。また、配線５４の他端は、スルーホール５７と接続されており、それにより、コントローラ基板５０の一方の面に形成されたアンテナ５１と、コントローラ基板５０の他方の面に形成された配線５４とが、スルーホール５７を介して電気的に導通している。また、このように、配線５６の一端が表示制御用ＩＣ５３に接続され、表示制御用ＩＣが配線５５を介して通信制御用ＩＣ５２と接続され、通信制御用ＩＣ５２に接続された配線５４がスルーホール５７を介してアンテナ５１と電気的に接続されていることにより、配線５６は、これら表示制御用ＩＣ５３、通信制御用ＩＣ５２、配線５４，５５及びスルーホール５７を介して間接的にアンテナ５１と接続されていることになる。また、配線５６は、透明電極３２に接続されており、表示制御用ＩＣ５３の制御によって透明電極３２に電圧が印加される。

このように構成された電極基板４０及びコントローラ基板５０は、図２に示すように、電極基板４０の配線電極４２が形成された端部とコントロール基板５０の配線５６が形成された端部とが、電極基板４０の配線電極４２が形成された面とコントロール基板５０の配線５６が形成された面とが対向するように異方導電性接着フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）４３を介して重ね合わされ、１枚の基材として構成されている。１枚の基材として構成された場合、電極基板４０が第１の領域４となり、コントローラ基板５０の電極基板４０と重ね合わされた領域を除いた部分が第２の領域５となり、電極基板４０とコントローラ基板５０からなる１枚の基材の一方の面にて、電子ペーパー３０とアンテナ５１とが電気的に接続されて併設されていることになる。そして、図１に示すように、コントローラ基板５０が、第１の領域４と第２の領域５との境界部分を折り部としてアンテナ５１が形成された面が外側となるように折り畳まれている。これにより、コントローラ基板５０の電極基板４０と重ね合わされた領域が折り返し部５０ａとなり、この折り返し部５０ａにおいて、配線５６の表示制御用ＩＣ５３と接続されていない側の一端と電極基板４０の配線電極４２の一端とが異方導電性接着フィルム４３によって電気的に接続された状態となっている。また、配線５６と配線電極４２とが電気的に接続された領域が、封止剤４４によって封止されている。この封止剤４４は、コントローラ基板５０の配線５６と電極基板４０の配線電極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。

このようにして電極基板４０及びコントローラ基板５０からなる基材が折り畳まれることにより、電極基板４０とコントローラ基板５０とが、電極基板４０の表示電極４１及び配線電極４２が形成された面とは反対側の面と、コントロール基板５０の通信制御用ＩＣ５２及び表示制御用ＩＣ５３が設けられた面とが対向するように積層されることになり、電子ペーパー３０とアンテナ５１とが電極基板４０及びコントローラ基板５０を介して対向することになる。

このように積層された電子ペーパー３０、電極基板４０及びコントローラ基板５０は、電子ペーパー３０が表面基材１０ａ側となるように表面基材１０ａ，１０ｂ間に配置されている。

コントローラ基板５０のアンテナ５１が形成された面側には、磁性体シートからなる磁性層６０が配置されている。この磁性層６０は、両面テープ等の粘着材によって表面基材１０ｂに接着されている。磁性層６０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６０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。

このように、２枚の表面基材１０ａ，１０ｂ間には、表面基材１０ａ側から、電子ペーパー３０、電極基板４０、コントローラ基板５０及び磁性層６０が順次積層された状態となっている。そして、その周囲に設けられたフレーム１１によって表面基材１０ａ，１０ｂ間が封止されており、表面基材１０ａ，１０ｂとフレーム１１とによって形成される空間に透明樹脂７０が充填されている。透明樹脂７０は液状のものからなり、その材質としては、例えば、ウレタン系樹脂やポリエチレン系樹脂、ＣＲ系ゴム、ＮＲ系ゴム、ＮＢＲ系ゴム、ＥＰＤＭ系ゴム、シリコン系ゴム、メラミン系樹脂、アクリル系樹脂、ＥＶＡ系樹脂等が挙げられるが、特に限定されない。

表面基材１０ａは、電子ペーパー３０における色の変化を視認可能なものとするため透明な材料から構成され、その表面にマスク層２０が積層されている。マスク層２０は、隠蔽層２１とカラー印刷層２２とからなる。隠蔽層２１は、表面基材１０ａの表面のうち表示電極４１に対向しない領域の全面に積層されており、例えば、表示部２にて情報が表示されていない状態にて電子ペーパー３０が視認される色に着色されている。この隠蔽層２１によって表面基材１０ａ側から配線基板４２が視認不可能となっている。カラー印刷層２２は、表示部２を囲むように積層されており、隠蔽層２１とは異なる色に着色されることにより、外枠部３が形成されている。

表面基材１０ａ，１０ｂの材質としては、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。

上記のように構成された電子ペーパータグ１においては、電子ペーパー３０の透明電極３２に所定の電圧が印加された状態で、表示部２にて表示する情報に応じて配線電極４２を介して表示電極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、この状態の変化が表面基材１０ａ側から視認された場合に表示部２において２色で情報が表示される。この際、透明電極３２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５１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５２及び表示制御部５３を介して透明電極３２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タグ１が奏する効果について説明する。

まず、コントローラ基板５０を折り畳むことによる効果について説明する。

図３は、図１及び図２に示した電子ペーパータグ１が奏する効果を説明するための図であり、電子ペーパー３０と電極基板４０とコントロール基板５０との積層状態を示す。なお、図３においては、電子ペーパータグ１が奏する効果をわかりやすく説明するために、通信制御用ＩＣ５２及び表示制御用ＩＣ５３の厚さ、並びに透明樹脂７０を省略している。

上述したように、本形態の電子ペーパータグ１は、コントローラ基板５０が折り畳まれることにより、電極基板４０の表示電極４１及び配線電極４２が形成された面上に電子ペーパー３０が積層されるとともに、電極基板４０のそれとは反対側の面に、配線５６が形成された面が電極基板４０に対向するようにコントローラ基板５０が配置された構成となっている。そのため、透明樹脂７０を除いた場合であっても、図３に示すように、電子ペーパー３０とアンテナ５１との間には電極基板４０及びコントローラ基板５０が存在することになる。ここで、電極基板４０の厚さをｄ₁とし、コントローラ基板５０の厚さをｄ₂とすると、本形態の電子ペーパータグ１においては、電子ペーパー３０とアンテナ５１との間の距離ｄが、ｄ₁＋ｄ₂となる。

一方、アンテナ５１がコントローラ基板５０の電極基板４０と対向する面に形成されている場合は、電子ペーパー３０とアンテナ５１との間の距離ｄがｄ₁となる。

このように、本形態の電子ペーパータグ１においては、アンテナ５１がコントローラ基板５０の電極基板４０と対向する面に形成されているものに対して、コントローラ基板５０の厚さｄ₂だけ電子ペーパー３０とアンテナ５１とを遠ざけることができ、アンテナ５１における通信性能の低下が抑制される。これは、コントロール基板５０と電子ペーパー３０との間に電極基板４０が介在しない場合であっても同様である。

なお、アンテナ５１がコントローラ基板５０の電極基板４０と対向する面に形成されている構成において、折り畳んだコントローラ基板５０と電極基板４０との間隔を広げることによって電子ペーパー３０とアンテナ５１とを遠ざけることも考えられる。ところが、コントローラ基板５０と電極基板４０との間隔を一定として固定することは困難であり、例えば、これらコントローラ基板５０と電極基板４０との間に液体や流動性を有する接着剤が介在している場合であっても、外力が加わった場合、コントローラ基板５０と電極基板４０との間隔が狭まり、電子ペーパー３０とアンテナ５１とが近づきすぎてしまうことになる。また、これらの間隔をコントローラ基板５０の折り部を幾重にも折り畳むことによって固定する場合、製造工程が複雑になる等、コストが嵩んでしまう。これに対して本形態においては、電子ペーパー３０とアンテナ５１との間に、電極基板４０以外にコントローラ基板５１という固形の要素が介在するため、外力が加わった場合においても、電子ペーパー３０とアンテナ５１との間の距離ｄとして、上述した電極基板４０の厚さｄ₁以外にコントローラ基板５０の厚さｄ₂だけ確保することができ、電子ペーパー３０とアンテナ５１とが近づきすぎてしまうことを回避できる。

次に、コントローラ基板５０に形成された配線５６と電極基板４０に形成された配線電極４２とがコントローラ基板５０の折り返し部５０ａにて接続されていることによる効果について説明する。

図４は、図１及び図２に示した電子ペーパータグ１が奏する効果を説明するための図であり、コントローラ基板５０の折り返し部５０ａ周辺の拡大図を示す。なお、図４においては、封止剤４４を省略している。

上述したように、コントローラ基板５０の配線５６が形成された側の端部が、アンテナ５１が形成された面が外側となるように折り返され、その折り返し部５０ａにおいて、電極基板４０の配線電極４２が形成された面と、コントローラ基板５０の配線５６が形成された面とが異方導電性接着フィルム４３を介して重ね合わされて配線５６の表示制御用ＩＣ５３と接続されていない側の一端と電極基板４０の配線電極４２の一端とが異方導電性接着フィルム４３によって電気的に接続された状態となっているため、図４に示すように、配線電極４２と配線５６とが、電極基板４０とコントローラ基板５０とからなる基材上にて“面”で当接して接続されることになり、これら配線電極４２及び配線５６を介しての電子ペーパー３０とアンテナ５１との接続が容易かつ確実なものとなる。

なお、本形態においては、電極基板４０とコントローラ基板５０との２枚の基板が折り返し部５０ａにて重ね合わされることによって１枚の基材の構成となっているが、基材を、２枚の基板を用いずに１枚の基板で構成してもよい。その場合においても、１枚の基板の一方の面に電子ペーパー３０とアンテナ５１とが電気的に接続されて併設され、１枚の基板が、電子ペーパー３０が設けられた第１の領域とアンテナ５１が設けられた第２の領域との境界部分を折り部として、電子ペーパー３０及びアンテナ５１が設けられた面が外側となるように折り畳まれることにより、電子ペーパー３０とアンテナ５１とが基板を介して対向することになる。また、基材を２枚の基板から構成する場合、フィルム等からなる２枚の基板が接着剤によって接着された状態となっているものであってもよい。

また、本形態においては、電子ペーパー３０の片面の全面に透明電極３２が設けられるとともに、電極基板４０上のうち表示部２にて情報が表示される領域に１４個の表示電極４１が形成されているが、電極基板４０上の全面に表示電極を形成し、それを表示部２にて表示する情報のパターンに応じて分割してセグメント状としてもよい。

また、本形態においては、電位により情報を可変表示する情報表示層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電子ペーパータグ
２表示部
３外枠部
４第１の領域
５第２の領域
１０ａ，１０ｂ表面基材
１１フレーム
２０マスク層
２１隠蔽層
２２カラー印刷層
３０電子ペーパー
３１透明基板
３２透明電極
３３情報表示層
４０電極基板
４１表示電極
４２配線電極
４３異方導電性接着フィルム
４４封止剤
５０コントローラ基板
５０ａ折り返し部
５１アンテナ
５２通信制御用ＩＣ
５３表示制御用ＩＣ
５４〜５６配線
５７スルーホール
６０磁性層
７０透明樹脂

Claims

少なくとも片面に全面電極が設けられ、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する情報表示媒体であって、
一方の面に、前記情報表示層が積層されるとともに、前記情報表示層に電気的に接続された第１の配線が形成された第１の基材と、
一方の面に前記アンテナが形成されるとともに、他方の面に、前記アンテナに電気的に接続された第２の配線が形成された第２の基材とを有し、
前記第１の基材の前記第１の配線が形成された面の端部と、前記第２の基材の前記第２の配線が形成された面の端部とが、前記情報表示層と前記アンテナとが併設し、かつ、前記第１の配線と第２の配線とが対向するように導電手段を介して重ね合わされ、前記第１の基材と前記第２の基材とが、前記第１の基材と前記第２の基材とのいずれか一方の前記重ね合わされた領域に沿う領域を折り部として、前記第１の基材の前記情報表示層が積層された面と前記第２の基材の前記アンテナが形成された面とがそれぞれ外側となるように折り畳まれることにより、前記情報表示層と前記アンテナとが前記第１及び第２の基材を介して対向している情報表示媒体。