JP6126371B2 - 電子ペーパータグ - Google Patents

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電子ペーパータグに関し、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電子ペーパータグに関する。

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は、一方の面に全面電極を具備する情報表示層が、表示電極が形成されたベース基板上に積層され、この全面電極と表示電極との間の電位差によって電位が付与されて情報を表示する。そのため、情報表示層に電位を付与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。

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。

ここで、情報を表示する情報表示層とアンテナとがベース基板上の同一面に形成された情報表示媒体において、情報表示層が配置された領域のみを避けるようにアンテナが情報表示媒体の外周に沿うように形成された構成が、特許文献１に開示されている。この構成によれば、情報表示層が配置された領域のみを避けるようにアンテナが情報表示媒体の外周に沿うように形成されていることにより、アンテナ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。

ところで、情報を表示する情報表示層においても、視認性向上のために大型化することが望まれている。

ここで、情報を表示する情報表示層と、ベース基板に形成されたアンテナとを有する情報表示媒体において、ベース基板のアンテナとは反対側の面に情報表示層が積層された構成が、特許文献２に開示されている。この技術によれば、アンテナの大きさによらずに情報表示層の大きさが設定されているため、視認性を向上させることができる。

特開２００６−２６２１２５号公報 特開２０１２−１３８０５６号公報

しかしながら、上述したように情報表示層を大きくした場合、情報表示層が静電気の影響を受けやすくなり、情報表示層にて意図しない情報が表示されてしまったり、表示されている情報が消去されてしまったりする虞れがある。

また、情報表示層が積層されたベース基板においては、ＰＥＴ等の水蒸気バリア性能が低い樹脂材料から構成されている場合がほとんどである。そのため、情報表示層に対しては、全面電極が設けられた面側からは全面電極によって水蒸気が遮断されるものの、それとは反対側の面側には水蒸気を遮断するものがないことになり、それにより、その面側から水蒸気が進入してくることになる。その場合、情報表示層は湿度に弱いため、情報表示層が水蒸気の影響を受け、表示される情報が視認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、アンテナの大きさによらずに情報の視認性を向上させながらも情報表示層の大きさによらずに静電気や影響を受けにくくし、かつ、水蒸気の影響を受けずに情報を視認させることができる電子ペーパータグ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、
一方の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、前記情報表示層の他方の面に積層され、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電子ペーパータグにおいて、
前記情報表示層は、前記アンテナよりも大きな形状を具備し、
前記アンテナの前記情報表示層とは反対側に積層された磁性層と、
前記情報表示層の前記他方の面の全面に前記アンテナ及び前記磁性層を覆って積層された金属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、情報表示層がアンテナよりも大きな形状を具備していることにより、アンテナの大きさによらずに情報の視認性が向上する。また、アンテナの情報表示層とは反対側に磁性層が積層されていることにより、情報表示層を大きくしたことによって静電気が生じても、その静電気が磁性層によって放電し、情報表示層が静電気による影響を受けにくくなる。さらに、情報表示層には全面電極が設けられていない面の全面にアンテナ及び磁性層を覆って金属層が積層されていることにより、全面電極が設けられていない面からの水蒸気が金属層によって遮断され、情報表示層に進入してくることが回避され、情報表示層にて表示される情報が水蒸気による影響を受けずに視認されることになる。

本発明によれば、情報表示層が、アンテナよりも大きな形状を具備するとともに、アンテナの情報表示層とは反対側に磁性層が積層されている構成としたため、アンテナの大きさによらずに情報の視認性を向上させながらも情報表示層の大きさによらずに静電気による影響を受けにくくすることができる。さらに、情報表示層には全面電極が設けられていない面の全面にアンテナ及び磁性層を覆って金属層が積層されているため、水蒸気が進入してくることが回避され、情報表示層にて表示される情報を水蒸気による影響を受けずに視認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（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）は電極基板の表面の構成を示す図、（ｂ）はコントローラ基板の表面の構成を示す図である。 図１及び図２に示した電子ペーパータグの作用を説明するための図であり、（ａ）はアンテナと電子ペーパーとの大きさの関係を示す図、（ｂ）はアンテナと磁性層との大きさの関係を示す図である。 図１及び図２に示した電子ペーパータグにおける金属層による作用を説明するための断面図である。

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（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の表面の構成を示す図、（ｂ）はコントローラ基板５０の表面の構成を示す図である。

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、表面基材１０と、情報表示層となる電子ペーパー３０と、電極基板４０と、コントローラ基板５０とが積層さ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、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。これら透明基板３１、透明電極３２及び情報表示部３３は、その外形が互いに同一であって、そのため、電子ペーパー３０の外形は、透明基板３１、透明電極３２及び情報表示部３３それぞれの外形にもなっている。

電極基板４０の表示電極４１及び配線電極４２が形成された面とは反対側の面には、コントローラ基板５０が積層されている。コントローラ基板５０は図１及び図２に示すように、その表面に表示制御用ＩＣ５３及び通信制御用ＩＣ５２が設けられているとともに、その裏面には、コイル状のアンテナ５１が形成されている。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の表面に形成された配線５４とコントローラ基板５０の裏面に形成されたアンテナ５１とが、スルーホール５７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５０は、表示制御用ＩＣ５３及び通信制御用ＩＣ５２が設けられた面側が電極基板４０に対向するように積層されている。そして、配線５６が形成された側の端部が、配線５６が形成された面が内側となるように折り返され、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（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）（不図示）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（不図示）によって封止されている。この封止剤は、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。

コントローラ基板５０のアンテナ５１が形成された面には、磁性体シートからなる磁性層６０が積層されている。この磁性層６０は、両面テープ等の粘着材によってコントローラ基板５０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。

磁性層６０のコントローラ基板５０とは反対側の面には、金属層７０が積層されている。なお後述するが、本形態においては、磁性層６０はコントローラ基板５０のアンテナ５１が形成された面の全面に積層されているが、磁性層６０がアンテナ５１よりも小さな形状を有するものであってもよい。その場合においても、金属層７０は、電子ペーパータグ１の磁性層６０側の全面に設けられている必要がある。すなわち、本発明においては、金属層７０は、電子ペーパー３０の電極基板４０が積層された面に、電極基板４０及びコントローラ基板５０を介してアンテナ５１及び磁性層６０を覆ってその全面に積層されることになる。この金属層７０としては、アルミニウム等の水蒸気不透過性の金属が好ましく、アルミニウム以外の金属として、亜鉛、錫、インジウム、鉛、銀、銅等を用いることができる。

電子ペーパー３０の透明基板３１側には、表面基材１０が積層されている。表面基材１０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１０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１０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。

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、通信制御用ＩＣ５２及び表示制御用ＩＣ５３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タグ１の作用を説明するための図であり、（ａ）はアンテナ５１と電子ペーパー３０との大きさの関係を示す図、（ｂ）はアンテナ５１と磁性層６０との大きさの関係を示す図である。

上述したように、電子ペーパー３０が電極基板４０の表面基材１０側に積層され、アンテナ５１が、電極基板４０の表面基材１０とは反対側に配置されたコントローラ基板５０の表面基材１０とは反対側の面に形成されていることにより、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を介して異なる側に配置されていることになり、それにより、図３（ａ）に示すように、電子ペーパー３０の大きさをアンテナ５１よりも大きな形状を具備するものとしやすくなっている。これにより、アンテナ５１の大きさによらずに情報の視認性が向上する。なお、アンテナ５１が、コントローラ基板５０の通信制御用ＩＣ５２及び表示制御用ＩＣ５３が設けられた面や電極基板４０の表示電極４１とは反対側の面に形成されている場合でも同様の効果を生じ、さらに、電極基板４０の表示電極４１が形成された面に形成されている場合でも、アンテナ５１と電子ペーパー３０との間に何らかの絶縁層を設けることにより、同様の効果を得ることができる。

また、このように電子ペーパー３０が大きくなることによって電子ペーパー３０が静電気の影響を受けやすくなるが、コントローラ基板５０のアンテナ５１が形成された面、すなわちコントローラ基板５０を介して電子ペーパー３０とは反対側の面に磁性層６０が積層されていることにより、電子ペーパー３０に静電気が生じても、その静電気が磁性層６０によって放電し、電子ペーパー３０が静電気による影響を受けにくくなる。それにより、電子ペーパー３０にて意図しない情報が表示されてしまったり、表示されている情報が消去されてしまったりすることが回避される。なお、本形態の電子ペーパータグ１においては、図３（ｂ）に示すように磁性層６０がアンテナ５１よりも大きなものとなっているが、磁性層６０がアンテナ５１よりも小さな場合であっても、電子ペーパー３０に生じた静電気を放電させることができる。

図４は、図１及び図２に示した電子ペーパータグ１における金属層７０による作用を説明するための断面図である。

図１及び図２に示した電子ペーパータグ１においては、電極基板４０やコントローラ基板５０を、ＰＥＴ等の水蒸気バリア性能が低い樹脂材料から構成することが考えられる。そのため、電子ペーパー３０に対しては、透明電極３２が設けられた面側からは透明電極３２によって水蒸気が遮断されるものの、それとは反対側の面側には水蒸気を遮断するものがないことになり、それにより、電子ペーパー３０に水蒸気が進入してくることになる。その場合、電子ペーパー３０は湿度に弱いため、電子ペーパー３０が水蒸気の影響を受け、表示される情報が視認できなくなってしまう虞れがある。

そこで、上述したように、コントローラ基板５０のアンテナ５１が形成された面においてアンテナ５１及び磁性層６０を覆ってその全面に金属層７０を積層する。それにより、図４に示すように、磁性層６０側からの水蒸気は金属層７０にて遮断されて電子ペーパー３０に進入してくることが回避されることになる。その結果、電子ペーパー３０にて表示される情報が水蒸気による影響を受けずに視認されることになる。なお、上述したように、磁性層６０がアンテナ５１よりも小さな場合は、アンテナ５１と金属層７０との間に何らかの絶縁層を設け、これらアンテナ５１と金属層７０とが導通しないようにする必要がある。

なお、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
１０ 表面基材
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
５０ コントローラ基板
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 金属層

Claims (1)

1. 一方の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、前記情報表示層の他方の面に積層され、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電子ペーパータグにおいて、
   前記情報表示層は、前記アンテナよりも大きな形状を具備し、
   前記アンテナの前記情報表示層とは反対側に積層された磁性層と、
   前記情報表示層の前記他方の面の全面に前記アンテナ及び前記磁性層を覆って積層された金属層とを有することを特徴とする電子ペーパータグ。

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