WO2018225702A1 - アンテナデバイスおよびこれを備えた表示装置 - Google Patents

Abstract

リピータアンテナ技術を利用したアンテナデバイスであって、装置全体の厚みが小さいアンテナデバイスと、これを備えた表示装置とを提供する。アンテナデバイスにおいて、アンテナ基板１２１と、近距離無線通信により情報の送受信を行うメインアンテナ１２Ｍと、リピータアンテナ１２Ｒとを備え、前記メインアンテナ１２Ｍと前記リピータアンテナ１２Ｒとが、前記アンテナ基板１２１の一主面に配置されている。

Description

アンテナデバイスおよびこれを備えた表示装置

　以下の開示は、アンテナデバイスであって、特に、近距離無線通信用のアンテナを備えたアンテナデバイスと、このアンテナデバイスを備えた表示装置とに関する。

　近年、電源を含まず無線通信用のアンテナ素子を内蔵したＩＣカード（非接触型ＩＣカード）と、電源を備える通信装置との間において、ＩＣカードと通信装置とを接触させることなく、両者間で近距離通信を行う技術がよく用いられている。例えば、通信装置と非接触型ＩＣカードとの間において、無線通信（近距離通信）を行う場合、通信装置のアンテナ素子と、非接触型ＩＣカードとが所定の距離以下となるように、非接触型ＩＣカードを通信装置に近づける。通信装置は、電源を有しており、通信装置に内蔵されている近距離無線通信用アンテナ素子に給電することで、当該アンテナ素子により磁界が発生する。そして、非接触型ＩＣカードを通信装置に近づけることで、通信装置が発生させた磁界により、非接触型ＩＣカードのアンテナ素子に誘導電流が流れる。これにより、通信装置から非接触型ＩＣカードに電力を供給することができる。そして、非接触型ＩＣカードは、誘導電流により発生した起電力を用いて、非接触型ＩＣカード内の回路（例えば、ＩＣチップ）を動作させる。このようにして、非接触型ＩＣカードを通信装置に近づけることで、非接触型ＩＣカードと通信装置との間において、無線通信（近距離通信）を行うことができる。

特開２０１４－１２３９２５号公報

　また、近年は、アンテナ性能を向上させるために、いわゆるリピータ（repeater）アンテナ技術も利用されている。リピータアンテナ技術とは、送電デバイスと受電デバイスとの間に、これらのデバイスと同じ周波数で共鳴するリピータデバイスを配置することで、給電効率を維持しつつ給電距離や給電範囲を拡張できる技術である。

　このようなリピータアンテナ技術をアンテナデバイスに適用する場合、リピータアンテナを組み込むことによって装置の厚みが増加しないことが望ましい。

　以下の開示は、上記の課題を鑑み、リピータアンテナ技術を利用したアンテナデバイスにおいて、装置の薄型化を図ることを目的とする。

　上記の課題を解決するために、本発明の一実施形態にかかるアンテナデバイスは、アンテナ基板と、近距離無線通信により情報の送受信を行うメインアンテナと、リピータアンテナとを備え、前記メインアンテナと前記リピータアンテナとが、前記アンテナ基板の一主面に配置されている。

　上記の構成によれば、リピータアンテナ技術を利用したアンテナデバイスであって、装置全体の厚みが小さいアンテナデバイスを提供することができる。

図１は、第１の実施形態にかかる液晶表示装置１の概略構成を示す断面図である。 図２は、第１の実施形態におけるアンテナ層の構成例を示す模式図である。 図３は、第１の実施形態のアンテナ層に対する比較例を示す模式図である。 図４は、第１の実施形態におけるアンテナ層の構成の他の例を示す模式図である。 図５は、第２の実施形態におけるアンテナ層の構成例を示す模式図である。 図６は、第２の実施形態におけるアンテナ層の構成の他の例を示す模式図である。 図７は、第３の実施形態におけるアンテナ層の構成例を示す模式図である。 図８は、第３の実施形態におけるアンテナ層の構成の他の例を示す模式図である。 図９は、第４の実施形態におけるアンテナ層の構成例を示す模式図である。 図１０は、第１～第４の実施形態において、アンテナ性能を測定するためのＥＭＶＣｏ特性の評価方法を示す概略図である。

　以下、発明を実施するための形態について説明する。

　第１の構成にかかるアンテナデバイスは、アンテナ基板と、近距離無線通信により情報の送受信を行うメインアンテナと、リピータアンテナとを備え、前記メインアンテナと前記リピータアンテナとが、前記アンテナ基板の一主面に配置されている。

　この構成によれば、メインアンテナとリピータアンテナとが同一面に配置されているので、アンテナデバイスの全体の厚みを増やすことなく、リピータアンテナを設けることができる。これにより、アンテナデバイスの薄型化とアンテナ性能の向上とを両立させることができる。

　前記第１の構成において、前記メインアンテナがループ状に形成され、前記リピータアンテナが、前記メインアンテナの外周を囲むループ状に形成された構成としても良い（第２の構成）。

　あるいは、前記第１の構成において、前記リピータアンテナがループ状に形成され、前記メインアンテナが、前記リピータアンテナの外周を囲むループ状に形成された構成としても良い（第３の構成）。

　あるいは、前記第１の構成において、前記メインアンテナがループ状に形成され、前記リピータアンテナがループ状に形成され、前記メインアンテナと前記リピータアンテナとが前記アンテナ基板の中央から外周へ向かう方向において交互に配置された構成としても良い（第４の構成）。

　第１～第３のいずれかの構成において、前記アンテナ基板に接続された配線基板をさらに備え、前記メインアンテナと前記リピータアンテナとが、前記配線基板に形成された接続配線を含む構成としても良い（第５の構成）。

　この構成によれば、配線基板上の接続配線を利用して、メインアンテナとリピータアンテナのループ形状を形成することができる。

　第５の構成においてさらに、前記接続配線の少なくとも一部が、前記配線基板において互いに異なる層に形成されている構成としても良い（第６の構成）。

　この構成によれば、配線基板において、平面視において交差する接続配線を互いに異なる層に形成することにより、接続配線同士の電気的接触を回避しつつ、配線基板上の配線面積を小さくすることができる。

　本発明の他の実施形態は、第１～第６のいずれかの構成にかかるアンテナデバイスと、画像を表示する表示モジュールとを備えた表示装置である（第７の構成）。この構成によれば、表示装置全体の厚みを小さく抑えつつ、アンテナデバイスのアンテナ性能を向上させることができる。

　第７の構成において、前記表示モジュールが前記アンテナデバイスに積層され、前記メインアンテナと前記リピータアンテナとの少なくとも一部が、メッシュメタルで形成された構成としても良い（第８の構成）。

　メッシュメタルは、網目の開口部において光を透過させるので、メインアンテナとリピータアンテナの少なくとも一部をメッシュメタルで形成することにより、アンテナデバイスを表示モジュールに積層した際に、表示モジュールの表示領域に相当する箇所にもアンテナを配置することが可能となる。

　第８の構成において、前記メインアンテナと前記リピータアンテナのうち、前記アンテナ基板において、前記表示モジュールの表示領域外に対応する領域に配置されている部分が、網目の無い金属線で形成されている構成としても良い（第９の構成）。

　この構成では、表示モジュールの表示領域外に対応する領域（いわゆる額縁領域）のアンテナが、網目の無い金属線で形成されている。網目の無い金属線は、線幅が同じである場合、メッシュメタルで形成されたアンテナ線よりも抵抗率が低い。これにより、第９の構成によれば、アンテナ線の全体がメッシュメタルで形成された構成と比較して、アンテナ性能を向上させることができる。

　［実施の形態］
　以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。

　［第１の実施形態］
　図１は、第１の実施形態にかかる液晶表示装置１の概略構成を示す断面図である。図１に示すように、液晶表示装置１は、液晶モジュール１１と、アンテナ層１２と、タッチパネル１３と、カバーガラス１８との積層構成を含む。アンテナ層１２は、液晶モジュール１１に対して、接着部材１４を介して接着されている。接着部材１４としては、例えば両面テープ等を用いることができる。図１に示した例では、接着部材１４はある程度の厚みを有しているので、液晶モジュール１１とアンテナ層１２との間にはエアギャップ１５が形成されている。ただし、エアギャップ１５は無くても良い。

　本実施形態におけるアンテナ層１２は、外部機器と近距離無線通信を行うために、ＮＦＣ（Near Field Communication）アンテナを有している。ただし、外部機器との通信規格はＮＦＣに限定されない。アンテナ層１２の一方の主面の端部には、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）基板１６が接続されている。

　アンテナ層１２において、ＦＰＣ基板１６が接続された主面とは反対側の主面には、タッチパネル１３が積層されている。なお、タッチパネル１３は必須ではない。タッチパネル１３には、カバーガラス１８が積層されている。カバーガラス１８も必須ではない。

　また、図１に示した構成では、ＦＰＣ基板１６においてアンテナ層１２に接する面とは反対側に、遮磁界効果を有するフェライトシート１７が設けられている。なお、フェライトシート１７は、必須ではなく、遮磁界効果を有する他のシートと置き換えることも可能である。

　ここで、アンテナ層１２について、図２を参照しながら詳細に説明する。図２は、第１の実施形態におけるアンテナ層１２の構成の一例を示す模式図である。アンテナ層１２は、例えばＰＥＴ（polyethylene terephthalate）等の合成樹脂材料からなるアンテナ基板１２１と、アンテナ基板１２１上でメッシュメタル（網目状金属膜）を線状にパターニングすることによって形成されたアンテナパターン１２２とを有する。

　図２に示すように、アンテナパターン１２２は、メインアンテナ１２Ｍとリピータアンテナ１２Ｒとを含んでいる。メインアンテナ１２Ｍとリピータアンテナ１２Ｒとは、共に、メッシュメタルをパターニングして形成されているので、アンテナ基板１２１の表面に、すなわち同一平面上に、形成されている。図２に示した例では、メインアンテナ１２Ｍは、４巻きのループ形状を有している。リピータアンテナ１２Ｒは、メインアンテナ１２Ｍの外側を囲むように形成され、２巻きのループ形状を有している。

　メインアンテナ１２Ｍは、アンテナ基板１２１上にメッシュメタルで形成されているアンテナ線１２Ｍ１～１２Ｍ４と、ＦＰＣ基板１６上に網目の無い金属線で形成された接続線１２ＭＣ１～１２ＭＣ３とを含む。

　図２に示すように、接続線１２ＭＣ１は、アンテナ線１２Ｍ１の一端とアンテナ線１２Ｍ２の一端とを接続している。接続線１２ＭＣ２は、アンテナ線１２Ｍ２の他端とアンテナ線１２Ｍ３の一端とを接続している。接続線１２ＭＣ３は、アンテナ線１２Ｍ３の他端とアンテナ線１２Ｍ４の一端とを接続している。これにより、メインアンテナ１２Ｍは、４巻きのループ状に形成されている。

　リピータアンテナ１２Ｒは、アンテナ基板１２１上にメッシュメタルで形成されているアンテナ線１２Ｒ１～１２Ｒ２と、ＦＰＣ基板１６上に網目の無い金属線で形成された接続線１２ＲＣ１とを含む。接続線１２ＲＣ１は、アンテナ線１２Ｒ１の一端とアンテナ線１２Ｒ２の一端とを接続している。これにより、リピータアンテナ１２Ｒは、２巻きのループ状に形成されている。

　なお、アンテナのサイズは、対角５インチ程度（約１２．７ｃｍ）で、アンテナ線１２Ｍ１～１２Ｍ４および１２Ｒ１～１２Ｒ２のそれぞれの線幅は約３００μｍとし、隣接するアンテナ線の間隔は約５０μｍとした。

　なお、本実施形態においては、メインアンテナ１２Ｍの共振周波数を１４ＭＨｚ、リピータアンテナ１２Ｒの共振周波数を２０ＭＨｚとするよう調整した。この構成によれば、ＥＭＶ仕様で要求される特性を満たすことが確認された。なお、ＥＭＶ仕様とは、金融取引用ＩＣカードの国際的なデファクト・スタンダードである。ＥＭＶ仕様を満たすか否かのテストは、ＥＭＶ規格のテスト用の所定の受信アンテナを、液晶表示装置１の表示面に対して平行に、かつ、前記表示面から４０ｍｍの距離に置いて、受信アンテナの出力電圧の振幅のピーク値（ＥＭＶＣｏ特性）を測定した。アンテナデバイスを備えた表示装置がＥＭＶ仕様を満たすためには、表示面から法線上方向に４０ｍｍの距離にある受信アンテナの出力電圧のピーク値が２．５５Ｖ以上であれば良い。しかし、図１０において破線で示される動作空間Ｖの全体においてＥＭＶＣｏ特性をクリアするためには、表示面Ｐから法線上方向に４０ｍｍの距離にある受信アンテナの出力電圧のピーク値が３．０Ｖ以上であることが必要である。なお、図１０に示した動作空間Ｖ上の各座標（ｒ，φ，ｚ）は、表示面Ｐ内の半径方向の位置ｒと、表示面Ｐ内における基準位置からの角度φと、表示面Ｐの法線方向の高さｚとを表したものである。本実施形態においては、表示面Ｐから法線上方向に４０ｍｍの距離で、３．０Ｖ以上の出力電圧ピーク値が出ることを確認している。

　図２に示した構成では、ＥＭＶＣｏ特性は約３．５Ｖであった。したがって、この構成は、ＥＭＶ仕様で要求される特性を満たす。なお、この出力電圧値が得られた時の電流値は、０．３１３Ａであった。

　なお、比較例として、図３に示すように、図２の構成から接続線１２ＲＣ１を省略してアンテナ線１２Ｒ１～１２Ｒ２をフローティング状態とすることにより、リピータアンテナが無くメインアンテナ１２Ｍだけの構成として、前記と同条件にてＥＭＶＣｏ特性を測定すると、２．９１Ｖであった。また、この出力電圧値が得られた時の電流値は、０．３４５Ａであった。この結果から、リピータアンテナ１２Ｒを設けることにより、ＥＭＶＣｏ特性が向上すると共に、電流値が小さくなるので消費電力も抑制されることがわかる。

　図２では、メインアンテナ１２Ｍが４巻きのループ状、リピータアンテナ１２Ｒが２巻きのループ状に、それぞれ形成されている構成を例示した。しかし、メインアンテナ１２Ｍおよびリピータアンテナ１２Ｒの巻き数は、これに限定されない。

　例えば、図４に示すように、メインアンテナ１２Ｍが３巻き、リピータアンテナ１２Ｒが３巻きに、それぞれ形成された構成としても良い。図４の構成では、メインアンテナ１２Ｍは、アンテナ線１２Ｍ１～１２Ｍ３および接続線１２ＭＣ１～１２ＭＣ２によって３巻きのループ形状に形成されている。また、リピータアンテナ１２Ｒは、アンテナ線１２Ｒ１～１２Ｒ３および接続線１２ＲＣ１～１２ＲＣ２によって３巻きのループ形状に形成されている。

　図４に示した構成では、ＥＭＶＣｏ特性は約３．５８Ｖであった。したがって、この構成も、ＥＭＶ仕様で要求される特性を満たす。なお、この出力電圧値が得られた時の電流値は、０．３６５Ａであった。

　以上のように、本実施形態の構成によれば、リピータアンテナ１２Ｒを備えたことにより、通信距離および範囲が拡大された、優れたアンテナ性能を得ることができる。また、メインアンテナ１２Ｍと同一平面上にリピータアンテナ１２Ｒを設けたことにより、メインアンテナ１２Ｍとリピータアンテナ１２Ｒとを別層に形成した場合と比較して、装置全体の厚みを小さくすることができる。

　なお、メインアンテナ１２Ｍおよびリピータアンテナ１２Ｒの巻き数や、アンテナ線の幅および間隔は、上述した具体例に限定されず、所要の特性を満たすように任意に調整することができる。例えばＥＭＶ仕様の場合は、前述のテストにおいて出力電圧の振幅のピーク値が３．０Ｖ以上であることが必要とされるが、他の規格においては、必要とされる特性が異なる場合もある。また、メインアンテナ１２Ｍおよびリピータアンテナ１２Ｒの巻き数や、アンテナ線の幅および間隔によって、アンテナ線を流れる電流値も異なるので、消費電力が小さくなるように、巻き数や線幅および間隔を調整しても良い。

　アンテナ線の線幅や間隔は、必ずしも均一でなくても良い。ただし、アンテナ線の線幅や間隔が均一である方が、アンテナ線が目立ちにくいという点においては好ましい。

　［第２の実施形態］
　以下、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態と同じ機能を有する構成については、第１の実施形態と同じ参照符号を付記し、その詳細な説明は省略する。後述する他の実施形態においても同様とする。

　第１の実施形態においては、メインアンテナ１２Ｍの外周にリピータアンテナ１２Ｒが配置された構成を説明した。第２の実施形態は、第１の実施形態とは逆に、メインアンテナ１２Ｍがリピータアンテナ１２Ｒの外周に配置された構成に関する。

　図５は、第２の実施形態におけるアンテナ層１２の構成の一例を示す模式図である。図５に示す例では、メインアンテナ１２Ｍは、３巻きのループ形状を有している。リピータアンテナ１２Ｒは、メインアンテナ１２Ｍの内側に形成され、３巻きのループ形状を有している。

　メインアンテナ１２Ｍは、アンテナ基板１２１上にメッシュメタルで形成されているアンテナ線１２Ｍ１～１２Ｍ３と、ＦＰＣ基板１６上に網目の無い金属線で形成された接続線１２ＭＣ１～１２ＭＣ２とを含む。

　図５に示すように、接続線１２ＭＣ１は、アンテナ線１２Ｍ１の一端とアンテナ線１２Ｍ２の一端とを接続している。接続線１２ＭＣ２は、アンテナ線１２Ｍ２の他端とアンテナ線１２Ｍ３の一端とを接続している。これにより、メインアンテナ１２Ｍは、３巻きのループ状に形成されている。

　リピータアンテナ１２Ｒは、アンテナ基板１２１上にメッシュメタルで形成されているアンテナ線１２Ｒ１～１２Ｒ３と、ＦＰＣ基板１６上に網目の無い金属線で形成された接続線１２ＲＣ１～１２ＲＣ２とを含む。接続線１２ＲＣ１は、アンテナ線１２Ｒ１の一端とアンテナ線１２Ｒ２の一端とを接続している。接続線１２ＲＣ２は、アンテナ線１２Ｒ２の他端とアンテナ線１２Ｒ３の一端とを接続している。これにより、リピータアンテナ１２Ｒは、３巻きのループ状に形成されている。

　なお、アンテナのサイズは、対角５インチ程度（約１２．７ｃｍ）で、アンテナ線１２Ｍ１～１２Ｍ３および１２Ｒ１～１２Ｒ３のそれぞれの線幅は約３００μｍとし、隣接するアンテナ線の間隔は約５０μｍとした。

　なお、図５の構成においては、メインアンテナ１２Ｍの共振周波数を１４ＭＨｚ、リピータアンテナ１２Ｒの共振周波数を２０ＭＨｚとするよう調整した。図５に示した構成では、ＥＭＶＣｏ特性は約３．８１Ｖであった。したがって、この構成は、ＥＭＶ仕様で要求される特性を満たす。なお、この出力電圧値が得られた時の電流値は、０．３６５Ａであった。

　このように、リピータアンテナ１２Ｒをメインアンテナ１２Ｍの内側に配置した構成によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、リピータアンテナ１２Ｒを備えたことにより、通信距離および範囲が拡大された、優れたアンテナ性能を得ることができる。また、メインアンテナ１２Ｍと同一平面上にリピータアンテナ１２Ｒを設けたことにより、メインアンテナ１２Ｍとリピータアンテナ１２Ｒとを別層に形成した場合と比較して、装置全体の厚みを小さくすることができる。

　また、図６に示すように、メインアンテナ１２Ｍの巻き数を２巻き、リピータアンテナ１２Ｒの巻き数を４巻きとしても良い。図６に示す例では、メインアンテナ１２Ｍは、アンテナ基板１２１上にメッシュメタルで形成されているアンテナ線１２Ｍ１～１２Ｍ２と、ＦＰＣ基板１６上に網目の無い金属線で形成された接続線１２ＭＣ１とを含む。

　図６に示す例では、接続線１２ＭＣ１は、アンテナ線１２Ｍ１の一端とアンテナ線１２Ｍ２の一端とを接続している。これにより、メインアンテナ１２Ｍは、２巻きのループ状に形成されている。

　リピータアンテナ１２Ｒは、アンテナ基板１２１上にメッシュメタルで形成されているアンテナ線１２Ｒ１～１２Ｒ４と、ＦＰＣ基板１６上に網目の無い金属線で形成された接続線１２ＲＣ１～１２ＲＣ３とを含む。接続線１２ＲＣ１は、アンテナ線１２Ｒ１の一端とアンテナ線１２Ｒ２の一端とを接続している。接続線１２ＲＣ２は、アンテナ線１２Ｒ２の他端とアンテナ線１２Ｒ３の一端とを接続している。接続線１２ＲＣ３は、アンテナ線１２Ｒ３の他端とアンテナ線１２Ｒ４の一端とを接続している。これにより、リピータアンテナ１２Ｒは、４巻きのループ状に形成されている。

　なお、アンテナのサイズは、対角５インチ程度（約１２．７ｃｍ）で、アンテナ線１２Ｍ１～１２Ｍ２および１２Ｒ１～１２Ｒ４のそれぞれの線幅は約３００μｍとし、隣接するアンテナ線の間隔は約５０μｍとした。

　図６の構成では、メインアンテナ１２Ｍの共振周波数を１４ＭＨｚ、リピータアンテナ１２Ｒの共振周波数を２０ＭＨｚとするよう調整した。図６に示した構成では、ＥＭＶＣｏ特性は約３．７５Ｖであった。したがって、この構成は、ＥＭＶ仕様で要求される特性を満たす。なお、この出力電圧値が得られた時の電流値は、０．３４８Ａであった。

　このように、図６に示した構成によっても、図５に示した構成と同様の効果を得ることができる。すなわち、リピータアンテナ１２Ｒを備えたことにより、通信距離および範囲が拡大された、優れたアンテナ性能を得ることができる。また、メインアンテナ１２Ｍと同一平面上にリピータアンテナ１２Ｒを設けたことにより、メインアンテナ１２Ｍとリピータアンテナ１２Ｒとを別層に形成した場合と比較して、装置全体の厚みを小さくすることができる。

　なお、メインアンテナ１２Ｍおよびリピータアンテナ１２Ｒの巻き数や、アンテナ線の幅および間隔は、上述した具体例に限定されず、所要の特性を満たすように任意に調整することができる。

　［第３の実施形態］
　以下、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、メインアンテナ１２Ｍのアンテナ線と、リピータアンテナ１２Ｒのアンテナ線とが、交互に配置された構成に関する。

　図７は、第３の実施形態におけるアンテナ層１２の構成の一例を示す模式図である。図７に示す例では、メインアンテナ１２Ｍは、３巻きのループ形状を有している。リピータアンテナ１２Ｒは、３巻きのループ形状を有している。

　メインアンテナ１２Ｍは、アンテナ基板１２１上にメッシュメタルで形成されているアンテナ線１２Ｍ１～１２Ｍ３と、ＦＰＣ基板１６上に網目の無い金属線で形成された接続線１２ＭＣ１～１２ＭＣ２とを含む。リピータアンテナ１２Ｒは、アンテナ基板１２１上にメッシュメタルで形成されているアンテナ線１２Ｒ１～１２Ｒ３と、ＦＰＣ基板１６上に網目の無い金属線で形成された接続線１２ＲＣ１～１２ＲＣ２とを含む。

　メインアンテナ１２Ｍのアンテナ線１２Ｍ１～１２Ｍ３と、リピータアンテナ１２Ｒのアンテナ線１２Ｒ１～１２Ｒ３とは、アンテナ基板１２１の中央から外側へ向かって、交互に配置されている。すなわち、アンテナ基板１２１において最も内周側に、リピータアンテナのアンテナ線１２Ｒ１が配置され、その外周に、メインアンテナ１２Ｍのアンテナ線１２Ｍ１が配置されている。以下、アンテナ線１２Ｒ２、１２Ｍ２、１２Ｒ３、１２Ｍ３がこの順に配置されている。

　メインアンテナ１２Ｍの接続線１２ＭＣ１は、アンテナ線１２Ｍ１の一端とアンテナ線１２Ｍ２の一端とを接続している。接続線１２ＭＣ２は、アンテナ線１２Ｍ２の他端とアンテナ線１２Ｍ３の一端とを接続している。これにより、メインアンテナ１２Ｍは、３巻きのループ状に形成されている。リピータアンテナ１２Ｒの接続線１２ＲＣ１は、アンテナ線１２Ｒ１の一端とアンテナ線１２Ｒ２の一端とを接続している。接続線１２ＲＣ２は、アンテナ線１２Ｒ２の他端とアンテナ線１２Ｒ３の一端とを接続している。これにより、リピータアンテナ１２Ｒは、３巻きのループ状に形成されている。

　なお、図７に示すように、接続線１２ＲＣ２と接続線１２ＭＣ１とは、平面視において交差しているが、これらの接続線は、電気的に接触しないように、ＦＰＣ基板１６において互いに異なる層に形成されている。

　なお、アンテナのサイズは、対角５インチ程度（約１２．７ｃｍ）で、アンテナ線１２Ｍ１～１２Ｍ３および１２Ｒ１～１２Ｒ３のそれぞれの線幅は約３００μｍとし、隣接するアンテナ線の間隔は約５０μｍとした。

　なお、図７の構成においては、メインアンテナ１２Ｍの共振周波数を１４ＭＨｚ、リピータアンテナ１２Ｒの共振周波数を２０ＭＨｚとするよう調整した。図７に示した構成では、ＥＭＶＣｏ特性は約３．６０Ｖであった。したがって、この構成は、ＥＭＶ仕様で要求される特性を満たす。なお、この出力電圧値が得られた時の電流値は、０．３５０Ａであった。

　このように、リピータアンテナ１２Ｒのアンテナ線とメインアンテナ１２Ｍのアンテナ線とを交互に配置した構成によっても、リピータアンテナ１２Ｒを備えたことにより、通信距離および範囲が拡大された、優れたアンテナ性能を得ることができる。また、メインアンテナ１２Ｍと同一平面上にリピータアンテナ１２Ｒを設けたことにより、メインアンテナ１２Ｍとリピータアンテナ１２Ｒとを別層に形成した場合と比較して、装置全体の厚みを小さくすることができる。

　また、メインアンテナ１２Ｍのアンテナ線とリピータアンテナ１２Ｒのアンテナ線との位置関係を、図７とは逆にしても良い。すなわち、図８に示した構成では、アンテナ基板１２１において最も内周側に、メインアンテナのアンテナ線１２Ｍ１が配置され、その外周に、メインアンテナ１２Ｒのアンテナ線１２Ｒ１が配置されている。以下、アンテナ線１２Ｍ２、１２Ｒ２、１２Ｍ３、１２Ｒ３がこの順に配置されている。

　メインアンテナ１２Ｍの接続線１２ＭＣ１は、アンテナ線１２Ｍ１の一端とアンテナ線１２Ｍ２の一端とを接続している。接続線１２ＭＣ２は、アンテナ線１２Ｍ２の他端とアンテナ線１２Ｍ３の一端とを接続している。これにより、メインアンテナ１２Ｍは、３巻きのループ状に形成されている。リピータアンテナ１２Ｒの接続線１２ＲＣ１は、アンテナ線１２Ｒ１の一端とアンテナ線１２Ｒ２の一端とを接続している。接続線１２ＲＣ２は、アンテナ線１２Ｒ２の他端とアンテナ線１２Ｒ３の一端とを接続している。これにより、リピータアンテナ１２Ｒは、３巻きのループ状に形成されている。

　なお、図８に示すように、接続線１２ＲＣ１と接続線１２ＭＣ２とは、平面視において交差しているが、これらの接続線は、電気的に接触しないように、ＦＰＣ基板１６において互いに異なる層に形成されている。

　なお、アンテナのサイズは、対角５インチ程度（約１２．７ｃｍ）で、アンテナ線１２Ｍ１～１２Ｍ３および１２Ｒ１～１２Ｒ３のそれぞれの線幅は約３００μｍとし、隣接するアンテナ線の間隔は約５０μｍとした。

　なお、図８の構成においては、メインアンテナ１２Ｍの共振周波数を１４ＭＨｚ、リピータアンテナ１２Ｒの共振周波数を２０ＭＨｚとするよう調整した。図８に示した構成では、ＥＭＶＣｏ特性は約３．６０Ｖであった。したがって、この構成は、ＥＭＶ仕様で要求される特性を満たす。なお、この出力電圧値が得られた時の電流値は、０．３５７Ａであった。

　このように、図８に示した構成によっても、リピータアンテナ１２Ｒを備えたことにより、通信距離および範囲が拡大された、優れたアンテナ性能を得ることができる。また、メインアンテナ１２Ｍと同一平面上にリピータアンテナ１２Ｒを設けたことにより、メインアンテナ１２Ｍとリピータアンテナ１２Ｒとを別層に形成した場合と比較して、装置全体の厚みを小さくすることができる。

　なお、メインアンテナ１２Ｍおよびリピータアンテナ１２Ｒの巻き数や、アンテナ線の幅および間隔は、上述した具体例に限定されず、所要の特性を満たすように任意に調整することができる。また、メインアンテナ１２Ｍの巻き数と、リピータアンテナ１２Ｒの巻き数とは、必ずしも等しくなくても良い。

　［第４の実施形態］
　以下、第４の実施形態について説明する。前述の第１～第３の実施形態においては、メインアンテナ１２Ｍおよびリピータアンテナ１２Ｒのアンテナ線を、メッシュメタルで形成した構成を例示した。これに対して、第４の実施形態では、アンテナ層１２の代わりに、表示領域外に配置されたアンテナ線が、メッシュメタルではなく、網目の無い金属配線で形成されたアンテナ層２２を備えている。

　図９は、第４の実施形態におけるアンテナ層２２の構成の一例を示す模式図である。図９に示すように、アンテナ層２２は、例えばＰＥＴ（polyethylene terephthalate）等の合成樹脂材料からなるアンテナ基板１２１と、アンテナ基板１２１に形成されたアンテナパターン１２３とを有する。アンテナパターン１２３は、表示領域Ｒの内側では、線上にパターニングされたメッシュメタル（網目状金属膜）で形成されているが、表示領域Ｒの外では、網目の無い金属線で形成されている。表示領域Ｒとは、液晶表示装置１を法線方向から見た場合に、アンテナ基板１２１において液晶モジュール１１の画素領域と重なる領域を意味する。すなわち、表示領域Ｒの外側は、一般的に「額縁領域」と称される領域である。

　図９に示すように、アンテナパターン１２３は、メインアンテナ１２Ｍとリピータアンテナ１２Ｒとを含んでいる。メインアンテナ１２Ｍは４巻きのループ形状に形成され、リピータアンテナ１２Ｒは、メインアンテナ１２Ｍの外側を囲むように形成された、２巻きのループ形状を有している。

　メインアンテナ１２Ｍは、アンテナ基板１２１上にメッシュメタルで形成されているアンテナ線１２Ｍ１～１２Ｍ４と、ＦＰＣ基板１６上に網目の無い金属線で形成された接続線１２ＭＣ１～１２ＭＣ３とを含む。

　接続線１２ＭＣ１は、アンテナ線１２Ｍ１の一端とアンテナ線１２Ｍ２の一端とを接続している。接続線１２ＭＣ２は、アンテナ線１２Ｍ２の他端とアンテナ線１２Ｍ３の一端とを接続している。接続線１２ＭＣ３は、アンテナ線１２Ｍ３の他端とアンテナ線１２Ｍ４の一端とを接続している。これにより、メインアンテナ１２Ｍは、４巻きのループ状に形成されている。

　リピータアンテナ１２Ｒは、アンテナ線１２Ｒ１～１２Ｒ２と、ＦＰＣ基板１６上に網目の無い金属線で形成された接続線１２ＲＣ１とを含む。アンテナ線１２Ｒ１は、アンテナ基板１２１上の表示領域Ｒ内にメッシュメタルで形成されている。アンテナ線１２Ｒ２は、表示領域Ｒ内にメッシュメタルで形成された部分１２Ｒ２Ａと、表示領域Ｒの外側において網目の無い金属線で形成された部分１２Ｒ２Ｂとを含む。接続線１２ＲＣ１は、アンテナ線１２Ｒ１の一端とアンテナ線１２Ｒ２の一端とを接続している。これにより、リピータアンテナ１２Ｒは、２巻きのループ状に形成されている。

　なお、リピータアンテナ１２Ｒのアンテナ線１２Ｒ２において、表示領域Ｒの外側において網目の無い金属線で形成された部分１２Ｒ２Ｂの材料は、接続線１２ＲＣ１と同じ材料であっても良いし、異なる材料を用いても良い。また、網目の無い金属線で形成された部分１２Ｒ２Ｂの線幅は、リピータアンテナ１２Ｒの抵抗値の所望の値に応じて、適宜設定すればよい。

　このように、表示領域Ｒの外側（額縁領域）に配置されるアンテナ線を、網目の無い金属線で形成することにより、次のような利点がある。すなわち、メッシュメタルのアンテナ線においてアンテナ抵抗を下げたい場合は、メッシュピッチを狭くするか、線幅を太くする必要が生じる。しかし、これらの対策は、メッシュメタルのアンテナ線が配置された領域における光の透過率を低下させ、表示装置の表示品位を低下させてしまう。これに対して、本実施形態のように、表示領域Ｒの外側に位置するアンテナ線を、メッシュメタルよりも抵抗値の低い網目の無い金属線で形成することにより、アンテナ線全体の抵抗値を下げて、アンテナ性能を向上させることができる。

　なお、図９に示した構成は、第１の実施形態において図２に示した構成の変形例に相当するが、図４～図８に示した構成において、表示領域Ｒの外側（額縁領域）に配置されるアンテナ線を、網目の無い金属線で形成した構成としても良い。

　［変形例］
　以上、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

　例えば、上述した各実施形態においては、アンテナ線が、矩形状のアンテナ基板１２１の長辺と短辺とに平行に配置され、合計６巻きループのアンテナ構成を例示した。しかし、アンテナ線のループ数は６巻きに限らず、例えば２～５巻き、または、７巻き以上であっても良い。アンテナ線の構成は、メインアンテナとリピータアンテナとを分離できることを条件として、任意の形状および巻き数に形成することができる。また、アンテナ基板は矩形以外の形状であっても良い。例えば、アンテナ基板を、三角形または五角形以上の多角形、あるいは楕円状等の任意の形状に形成することができる。また、アンテナ線が、アンテナ基板のエッジに沿わない形状に配置されていても良い。例えば、矩形状のアンテナ基板上に、アンテナ線が、三角形または五角形以上の多角形、あるいは楕円状等にパターニングされていても良い。

　また、上述の各実施形態においては、アンテナ層を液晶モジュールと組み合わせた液晶表示装置として、表示装置を実施する例を示した。しかし、液晶表示装置に限らず、有機ＥＬデバイス等の他の任意の表示装置として実施することが可能である。

　さらに、上述の各実施形態においては、アンテナ層を備えた表示装置としての実施例を説明したが、表示モジュールを備えない、アンテナ層のみのアンテナデバイスとして、本発明を実施することも可能である。

　１…液晶表示装置、１１…液晶モジュール、１２…アンテナ層、１３…タッチパネル、１４…接着部材、１５…エアギャップ、１６…ＦＰＣ基板、１７…フェライトシート、１２１…アンテナ基板、１２２…アンテナパターン、１２Ｍ…メインアンテナ、１２Ｒ…リピータアンテナ

Claims (9)

1. 　アンテナ基板と、
   　近距離無線通信により情報の送受信を行うメインアンテナと、リピータアンテナとを備え、
   　前記メインアンテナと前記リピータアンテナとが、前記アンテナ基板の一主面に配置されている、アンテナデバイス。
2. 　前記メインアンテナがループ状に形成され、
   　前記リピータアンテナが、前記メインアンテナの外周を囲むループ状に形成されている、請求項１に記載のアンテナデバイス。
3. 　前記リピータアンテナがループ状に形成され、
   　前記メインアンテナが、前記リピータアンテナの外周を囲むループ状に形成されている、請求項１に記載のアンテナデバイス。
4. 　前記メインアンテナがループ状に形成され、
   　前記リピータアンテナがループ状に形成され、
   　前記メインアンテナと前記リピータアンテナとが前記アンテナ基板の中央から外周へ向かう方向において交互に配置されている、請求項１に記載のアンテナデバイス。
5. 　前記アンテナ基板に接続された配線基板をさらに備え、
   　前記メインアンテナと前記リピータアンテナとが、前記配線基板に形成された接続配線を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載のアンテナデバイス。
6. 　前記接続配線の少なくとも一部が、前記配線基板において互いに異なる層に形成されている、請求項５に記載のアンテナデバイス。
7. 　請求項１～６のいずれか一項に記載のアンテナデバイスと、
   　画像を表示する表示モジュールとを備えた表示装置。
8. 　前記表示モジュールが前記アンテナデバイスに積層され、
   　前記メインアンテナと前記リピータアンテナとの少なくとも一部が、メッシュメタルで形成されている、請求項７に記載の表示装置。
9. 　前記メインアンテナと前記リピータアンテナのうち、前記アンテナ基板において、前記表示モジュールの表示領域外に対応する領域に配置されている部分が、網目の無い金属線で形成されている、請求項８に記載の表示装置。

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