JP6199764B2 - 情報表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、非接触通信が可能な情報表示装置に関する。

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、デジタル情報を紙のように薄い表示媒体に表示する薄型の情報表示装置が普及しはじめている。このような薄型の情報表示装置は、紙のように薄いために携帯がしやすいとともに、消費電力が少なく、また視野角が広く、さらには、電極に印加する電圧によって表示される情報を書き換えることができるとともに、電源を切断した場合でも表示内容を保持できることから、今後のさらなる普及が予想される。

図４は、薄型の情報表示装置の一例を示す図であり、（ａ）は表面図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は（ｂ）に示したベース基材２１４上の構成を示す図である。

本例は図４に示すように、ガラスや透明フィルム等からなる透明基板２２２の一方の面に透明電極（例えば、ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）２２１が形成されてなる透明導電膜基板２２０と、ベース基材２１４上に形成された表示電極２１１ａ〜２１１ｎ及び背景電極２１２ａ〜２１２ｄ，２１３との間に情報表示層２３０が挟み込まれて構成されている。

表示電極２１１ａ〜２１１ｎは、ベース基材２１４の一方の面上に、表示される情報に応じたパターンで形成されている。本例は、この表示電極２１１ａ〜２１１ｎを用いて２桁の数字を表示するものであって、配線（不図示）を介して選択的に電圧が印加され、“００”〜“９９”までの数字を表示することができる。背景電極２１２ａ〜２１２ｄ，２１３は、表示電極２１１ａ〜２１１ｎが形成されていない領域を埋め尽くすようにベース基材２１４上に形成されており、そのうち背景電極２１３は、表示電極２１１ａ〜２１１ｎの全てをループ状に取り囲むように形成されている。

そして、表示電極２１１ａ〜２１１ｎに対向する領域が、情報を表示するための情報表示部２０２となり、その他の領域が背景部２０３となっている。

上記のように構成された情報表示装置２０１においては、透明電極２２１が基準電位とされた状態で、背景電極２１２ａ〜２１２ｄ，２１３に所定の電圧が印加されるとともに、情報表示部２０２にて表示する情報に応じて表示電極２１１ａ〜２１１ｎに対して２種類の電圧が選択的に印加されると、透明電極２２１と表示電極２１１ａ〜２１１ｎ及び背景電極２１２ａ〜２１２ｄ，２１３との間の電位差に応じて情報表示層２３０の状態が変化する。そして、表示電極２１１ａ〜２１１ｎのうち、２種類の電圧の一方の電圧が印加された表示電極に対向する領域と、２種類の電圧の他方の電圧が印加された表示電極に対向する領域とで情報表示部２０２の色が互いに異なるものとなり、この色の違いが透明導電膜基板２２０側から視認されて情報表示部２０２にて情報が表示されることになる。なお、背景電極２１２ａ〜２１２ｄ，２１３には、表示電極２１１ａ〜２１１ｎに印加される２種類の電圧のうちいずれか一方の電圧が印加されるため、情報表示層２３０の背景部２０３となる領域においては、情報表示部２に表示される２色のうちいずれか一方の色が表示されることになる。これにより、表示電極２１１ａ〜２１１ｎのうち、背景電極２１２ａ〜２１２ｄ，２１３とは異なる電圧が印加された表示電極に対向する領域が、背景部２０３とは異なる色となって情報が表示されることになる。

近年、このような情報表示装置に非接触通信機能を付加したものが考えられている。このような情報表示装置は、例えば、リーダライタに近接すると、リーダライタからの磁界による電磁誘導によって生じた電力によって表示素子を駆動させ、リーダライタから送信されてきた情報やメモリに書き込まれた情報を表示することができるように構成されている。

ところが、上述したような情報表示装置には、ベース基材の一方の面に表示電極や背景電極が形成されているため、リーダライタに近接すると、リーダライタからの磁界によって表示電極や背景電極の表面に渦電流が生じ、それにより、リーダライタからの磁界による電磁誘導が生じにくくなり、通信特性が劣化してしまう。

そこで、セグメント電極を用いて情報を表示するとともに、非接触通信が可能な情報表示装置において、非接触通信用アンテナをセグメント電極に並べて配置することにより、通信特性の劣化が生じにくくなる構成が、例えば、特許文献１に開示されている。

しかしながら、特許文献１に開示されたものにおいては、非接触通信用アンテナとセグメント電極とが並べて配置された構成であるため、装置全体の大きさが決められている場合は、情報を表示する表示領域の面積が狭くなり、それに伴って、表示可能な情報量が減少してしまい、また、情報を表示する表示領域の面積が決められている場合は、装置全体の大きさが大きくなってしまうという問題点がある。特に、情報表示装置をカード形状とする場合、表示可能な情報量が減少してしまうとともに、アンテナの大きさも小さなものとなって非接触通信可能な距離が短くなってしまう。

そこで、本願出願人は、セグメント電極を線状パターンの集合体から構成することにより、セグメント電極にて渦電流を生じにくくする構成を考え出し、特許文献２に開示している。特許文献２に開示された技術においては、非接触通信を行うための非接触通信用アンテナがセグメント電極の少なくとも一部を取り囲むように配置されているものの、セグメント電極のうち、少なくとも非接触通信用アンテナに取り囲まれた領域が、その主体が面状のものではなく線状パターンの集合体から構成されていることにより、非接触通信を行うためにリーダライタに近接した場合に渦電流が生じにくくなり、通信特性の劣化が回避されることになる。

特許第４５９２８４７号公報 特開２０１２−１９０１２９号公報

特許文献２に開示されたものは、セグメント電極のうち、少なくとも非接触通信用アンテナに取り囲まれた領域が、その主体が面状のものではなく線状パターンの集合体から構成されていることにより、非接触通信を行う際に渦電流を生じにくくするものであるため、特許文献１に開示されたもののように、表示可能な情報量が減少してしまったり、装置全体の大きさが大きくなってしまったりすることを回避できる。

本願出願人は、さらに鋭意研究を行い、セグメント電極を線状パターンの集合体から構成することなく、表示可能な情報量が減少してしまったり、装置全体の大きさが大きくなってしまったりすることを回避しながらも、非接触通信における通信特性の劣化を回避できる情報表示装置を見出した。

本発明は、表示可能な情報量が減少したり、装置全体が大きくなったりすることを回避しながらも、非接触通信における通信特性の劣化を回避できる情報表示装置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、
ベース基材上に形成された少なくとも１つの表示電極からなる表示電極群と、前記表示電極群の前記ベース基材とは反対側に対向配置された共通電極と、前記表示電極群と前記共通電極との間に挟み込まれた情報表示層とを有し、前記表示用電極と前記共通電極との間の電位差に応じて、前記情報表示層を一方の面側から視認した場合の前記情報表示層における表示色が変化することにより情報を表示する情報表示装置において、
前記ベース基材上に前記表示用電極群をループ状に取り囲むように設けられた導電体と、
前記導電体に対向するように設けられたループ状の非接触通信用アンテナと、
前記非接触通信用アンテナを介して非接触通信を行う通信回路とを有し、
前記導電体は、少なくとも一箇所においてループが途切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、共通電極に所定の電圧が印加された状態で、共通電極に印加した電圧とは異なる電圧が表示電極に印加されることにより、共通電極と表示電極との間に電位差が生じると、その電位差に応じて、情報表示装置を一方の面側から視認した場合に情報表示層における表示色が変化し、それにより情報が表示されることになる。また、ループ状の非接触通信用アンテナが設けられており、この非接触通信用アンテナを介して非接触通信が行われることになる。ここで、表示電極が形成されたベース基材上には、表示電極によって構成される表示電極群をループ状に取り囲むように、かつ非接触通信用アンテナに対向するように導電体が設けられており、この導電体の少なくとも一箇所においてループが途切れているため、非接触通信を行うためにリーダライタに近接した場合、このループが途切れた部分によって渦電流が生じにくくなり、通信特性の劣化が回避される。

このように、表示電極群をループ状に取り囲むようにベース基材上に設けられた導電体のループの少なくとも一箇所が途切れた構成とすることで、渦電流を生じにくくしているので、非接触通信用アンテナを表示電極と並べて配置することなく、通信特性の劣化を回避することができる。

本発明によれば、表示電極群をループ状に取り囲むようにベース基材上に設けられた導電体のループの少なくとも一箇所が途切れた構成とすることで、渦電流を生じにくくしているため、非接触通信用アンテナを表示電極と並べて配置することなく、通信特性の劣化を回避することができ、それにより、表示可能な情報量が減少したり、装置全体が大きくなったりすることを回避しながらも、非接触通信における通信特性の劣化を回避できる。

本発明の情報表示装置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、（ｃ）は（ｂ）に示したベース基材の表面の構成を示す図、（ｄ）は（ｂ）に示したベース基材の裏面の構成を示す図である。 図１に示した情報表示装置における表示動作を説明するための図であり、（ａ）は情報が表示されていない状態における部分断面図、（ｂ）は情報が表示されている状態における部分断面図、（ｃ）は情報が表示されている状態における表面図である。 本発明の情報表示装置の他の実施の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、（ｃ）は（ｂ）に示したベース基材の情報表示層との積層面の構成を示す図、（ｄ）は（ｂ）に示したベース基材の表出面の構成を示す図である。 薄型の情報表示装置の一例を示す図であり、（ａ）は表面図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は（ｂ）に示したベース基材上の構成を示す図である。

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、本発明の情報表示装置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、（ｃ）は（ｂ）に示したベース基材１４の表面の構成を示す図、（ｄ）は（ｂ）に示したベース基材１４の裏面の構成を示す図である。

本形態は図１に示すように、ベース基材１４の表面に情報表示層３０が積層され、この情報表示層３０のベース基材１４とは反対側に透明導電膜基板２０が積層されて構成されている。

ベース基材１４の表面には、表示電極１１ａ〜１１ｎ及び背景電極１２ａ〜１２ｄ，１３が形成されており、ベース基材１４の裏面には、非接触通信用アンテナ１５が形成されるとともに、このアンテナ１５を介して非接触通信を行う通信回路を含むＩＣチップ１６が搭載されている。表示電極１１ａ〜１１ｎは、この情報表示装置１にて表示される情報に応じたパターンで形成されている。本形態は、この表示電極１１ａ〜１１ｎを用いて２桁の数字を表示するものであって、配線（不図示）を介して選択的に電圧が印加され、“００”〜“９９”までの数字を表示することができる。背景電極１２ａ〜１２ｄ，１３は、表示電極１１ａ〜１１ｎが形成されていない領域を埋め尽くすようにベース基材１４上に形成されており、配線（不図示）を介して所定の電圧が印加される。背景電極１２ａ〜１２ｄ，１３のうち、本発明における導電体となる背景電極１３は、全ての表示電極１１ａ〜１１ｎからなる表示電極群をループ状に取り囲むようにベース基材１４上に形成されており、ループの一箇所が途切れることにより隙間１７を有している。非接触通信用アンテナ１５は、ループ状のものであって、背景電極１３に対向するようにベース基材１４の裏面に形成されている。

透明導電膜基板２０は、ガラスや透明フィルム等からなる透明基板２２の一方の面に共通電極となる透明電極（例えば、ＩＴＯ）２１が形成されて構成されている。そして、表示電極１１ａ〜１１ｎ及び背景電極１２ａ〜１２ｄ，１３と透明電極２１とが対向配置し、これら表示電極１１ａ〜１１ｎ及び背景電極１２ａ〜１２ｄ，１３と透明電極２１との間に情報表示層３０が挟み込まれている。

以下に、上記のように構成された情報表示装置１の動作について説明する。

まず、情報表示装置１における表示動作について説明する。

図２は、図１に示した情報表示装置１における表示動作を説明するための図であり、（ａ）は情報が表示されていない状態における部分断面図、（ｂ）は情報が表示されている状態における部分断面図、（ｃ）は情報が表示されている状態における表面図である。

図１に示した情報表示装置１においては、図２（ａ）に示すように、情報表示層３０が、隔壁３１とシール層３４とで囲まれた領域に、帯電性粒子３３が分散した隔壁内液体３２が収容された構成となっている。そして、ベース基材１４、情報表示層３０及び透明導電膜基板２０が、透明電極２１と表示電極１１ａ〜１１ｎ及び背景電極１２ａ〜１２ｄ，１３とが、隔壁３１とシール層３４とで囲まれた領域に収容された隔壁内液体３２を介して対向するように積層されている。なお、隔壁３１は、底部と、情報表示層３０の外周部となる側部と、側部で囲まれた領域を、例えば１３０μｍ□で複数の領域に区画するための壁部とからなり、底部とは反対側の面が開口した形状となっている。そして、底部側が表示電極１１ａ〜１１ｎ及び背景電極１２ａ〜１２ｄ，１３に対向するように積層されており、開口した側にシール層３４が積層されている。

上記のように構成された情報表示装置１において、例えば、２桁の数字“２３”を表示する場合は、透明電極２１をＧＮＤ電位とし、表示電極１１ａ，１１ｄ，１１ｈ，１１ｍ及び背景電極１２ａ〜１２ｄ，１３にそれぞれマイナスの電圧を印加するとともに、表示電極１１ｂ，１１ｃ，１１ｅ〜１１ｇ，１１ｉ〜１１ｌ，１１ｎにそれぞれプラスの電圧を印加する。

すると、隔壁３１及びシール層３４で囲まれた領域に収容された隔壁内液体３２が誘電性物質からなり、帯電性粒子３３がマイナス電位に帯電しているものであることから、図２（ｂ）に示すように、帯電性粒子３３が隔壁内液体３２内をクーロン力で移動し、マイナスの電圧が印加された表示電極１１ａ，１１ｄ，１１ｈ，１１ｍ及び背景電極１２ａ〜１２ｄ，１３が形成された領域においては帯電性粒子３３が透明電極２１側に引き寄せられる。また、同様に、プラスの電圧が印加された表示電極１１ｂ，１１ｃ，１１ｅ〜１１ｇ，１１ｉ〜１１ｌ，１１ｎが形成された領域においては、帯電性粒子３３が表示電極側に引き寄せられる。

そして、隔壁内液体３２が染料または顔料で着色されており、帯電性粒子３３が高屈折率の光散乱成分を含むことにより、情報表示装置１を透明導電膜基板２０側から見た場合、表示電極１１ａ〜１１ｎ側に帯電性粒子３３が引き寄せられた領域、すなわち、プラスの電圧が印加された表示電極１１ｂ，１１ｃ，１１ｅ〜１１ｇ，１１ｉ〜１１ｌ，１１ｎに対向する領域が着色された状態に見え、また、透明電極２１側に帯電性粒子３３が引き寄せられた領域、すなわち、マイナスの電圧が印加された表示電極１１ａ，１１ｄ，１１ｈ，１１ｍ及び背景電極１２ａ〜１２ｄ，１３に対向する領域が白色に見えるようになる。

このように、表示電極１１ａ〜１１ｎと透明電極２１との間の電位差に応じて、情報表示層３０を一方の側から視認した場合の情報表示部２における情報表示層３０の表示色が変化することにより、図２（ｃ）に示すように、背景電極１２ａ〜１２ｄ，１３に対向する領域が白色の背景部３となり、情報表示部２においては、表示電極１１ａ，１１ｄ，１１ｈ，１１ｍに対向する領域が白色の非表示部２ｂとなり、表示電極１１ｂ，１１ｃ，１１ｅ〜１１ｇ，１１ｉ〜１１ｌ，１１ｎに対向する領域が着色された表示部２ａとなり、２桁の数字“２３”が表示されることになる。

次に、情報表示装置１における非接触通信動作について説明する。

図１に示した情報表示装置１をリーダライタに近接させると、リーダライタからの磁束がループ状の非接触通信用アンテナ１５の内部を貫通し、電磁誘導によって非接触通信用アンテナ１５に電流が流れる。この際、ベース基材１４上には、表示電極１１ａ〜１１ｎによって構成される表示電極群をループ状に取り囲むように、かつ非接触通信用アンテナ１５に対向するように背景電極１３が形成されているが、この背景電極１３が、その一箇所に隙間１７が形成されることによってループが途切れているため、非接触通信を行うためにリーダライタに近接した場合、このループが途切れた部分によって渦電流が生じにくくなる。

それにより、リーダライタからの磁束に応じた電流が非接触通信用アンテナ１５に流れ、この電流がＩＣチップ１６に供給されることでＩＣチップ１６が駆動し、リーダライタとＩＣチップ１６との間にて非接触通信用アンテナ１５を介してデータの書き込みや読み出しの非接触通信が行われることになる。

このように、表示電極１１ａ〜１１ｎによって構成される表示電極群をループ状に取り囲むようにベース基材１４上に形成された背景電極１３のループの少なくとも一箇所が途切れた構成とすることで、渦電流を生じにくくしているので、非接触通信用アンテナ１５を表示電極表示電極１１ａ〜１１ｎと並べて配置することなく、通信特性の劣化を回避することができる。

（他の実施の形態）
図３は、本発明の情報表示装置の他の実施の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、（ｃ）は（ｂ）に示したベース基材１１４の情報表示層１３０との積層面の構成を示す図、（ｄ）は（ｂ）に示したベース基材１１４の表出面の構成を示す図である。

本形態は図３に示すように、図１に示したものに対してベース基材１１４が折り部１１８にて折り畳まれて構成されており、折り部１１８にて折り畳まれた状態にて背景電極１１３と非接触通信用アンテナ１１５とが対向している点が異なるものである。

本形態の情報表示装置１０１においても、ベース基材１１４に形成された背景電極１１３が、ベース基材１１４が折り部１１８にて折り畳まれた状態において、表示電極１１１ａ〜１１１ｎによって構成される表示電極群をループ状に取り囲むように、かつ非接触通信用アンテナ１１５に対向するように形成されており、この背景電極１１３が、その一箇所に隙間１１７が形成されることによってループが途切れているため、非接触通信を行うためにリーダライタに近接した場合、このループが途切れた部分によって渦電流が生じにくくなる。

なお、上述した実施の形態においては、表示電極１１ａ〜１１ｎ，１１１ａ〜１１１ｎによって構成される表示電極群をループ状に取り囲む導電体として、情報表示部２，１０２において非表示部２ｂを表示するための表示電極と同一の電圧が印加され、背景部３，１０３を表示するための背景電極１３，１１３を例に挙げて説明したが、本発明における導電体としては、表示電極１１ａ〜１１ｎ，１１１ａ〜１１１ｎによって構成される表示電極群をループ状に取り囲み、背景部３，１０３のように情報が表示されない領域に設けられたものであれば、電圧が印加されないものであってもよい。また、隙間の数は１つに限らず、導電体が複数箇所にてループが途切れた構成であってもよい。

また、非接触通信用アンテナ１５はベース基材１４，１１４上に形成されたものに限らず、ループ状の導電体に対向していれば、情報表示層３０，１３０の透明導電膜基板２０，１２０側に配置されていてもよい。

１，１０１ 情報表示装置
２，１０２ 情報表示部
２ａ 表示部
２ｂ 非表示部
３，１０３ 背景部
１１ａ〜１１ｎ，１１１ａ〜１１１ｎ 表示電極
１２ａ〜１２ｄ，１３，１１２ａ〜１１２ｄ，１１３ 背景電極
１４，１１４ ベース基材
１５，１１５ 非接触通信用アンテナ
１６，１１６ ＩＣチップ
１７，１１７ 隙間
２０，１２０ 透明導電膜基板
２１，１２１ 透明電極
２２，１２２ 透明基板
３０，１３０ 情報表示層
３１，１３１ 隔壁
３２，１３２ 隔壁内液体
３３，１３３ 帯電性粒子
３４，１３４ シール層
１１８ 折り部

Claims (1)

1. ベース基材上に形成された少なくとも１つの表示電極からなる表示電極群と、前記表示電極群の前記ベース基材とは反対側に対向配置された共通電極と、前記表示電極群と前記共通電極との間に挟み込まれた情報表示層とを有し、前記表示用電極と前記共通電極との間の電位差に応じて、前記情報表示層を一方の面側から視認した場合の前記情報表示層における表示色が変化することにより情報を表示する情報表示装置において、
   前記ベース基材上に前記表示用電極群をループ状に取り囲むように設けられた導電体と、
   前記導電体に対向するように設けられたループ状の非接触通信用アンテナと、
   前記非接触通信用アンテナを介して非接触通信を行う通信回路とを有し、
   前記導電体は、少なくとも一箇所においてループが途切れていることを特徴とする情報表示装置。

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