WO2017131129A1 - アンテナデバイス - Google Patents

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WO2017131129A1
WO2017131129A1 PCT/JP2017/002857 JP2017002857W WO2017131129A1 WO 2017131129 A1 WO2017131129 A1 WO 2017131129A1 JP 2017002857 W JP2017002857 W JP 2017002857W WO 2017131129 A1 WO2017131129 A1 WO 2017131129A1
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WO
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antenna
layer
patterns
pattern
card
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/002857
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English (en)
French (fr)
Inventor
山岸　慎治
杉田　靖博
ジョン ムジラネザ
Original Assignee
シャープ株式会社
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Publication date
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Priority to US16/073,665 priority patent/US11073958B2/en
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/046—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by electromagnetic means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10297—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves arrangements for handling protocols designed for non-contact record carriers such as RFIDs NFCs, e.g. ISO/IEC 14443 and 18092
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/40—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by components specially adapted for near-field transmission
    • H04B5/43—Antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2208—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
    • H01Q1/2216—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in interrogator/reader equipment

Definitions

  • the present invention relates to an antenna device that includes an antenna pattern for short-range wireless communication and reads information by short-range wireless communication.
  • an IC card non-contact type IC card
  • a communication device that includes a power source
  • a communication device that includes a power source
  • a technology for performing short-range communication on the Internet is often used. For example, when wireless communication (short-range communication) is performed between a communication device and a non-contact type IC card, the non-contact type IC card and the antenna element of the communication device are set to be less than a predetermined distance. Bring the contact IC card closer to the communication device.
  • the communication device has a power source, and a magnetic field is generated by the antenna element by supplying power to the short-distance wireless communication antenna element built in the communication device.
  • the non-contact type IC card operates a circuit (for example, an IC chip) in the non-contact type IC card using the electromotive force generated by the induced current. In this way, wireless communication (short-range communication) can be performed between the non-contact type IC card and the communication device by bringing the non-contact type IC card closer to the communication device.
  • Patent Document 1 An antenna device in which such an antenna element is built in a display terminal is disclosed in Patent Document 1.
  • the display terminal disclosed in Patent Document 1 when a touch operation is performed on the display area with an IC card, data is transmitted / received to / from the IC card reader / writer via the antenna coil at the touch operation position, and in response to the touch operation position. Then, control corresponding to the display content displayed on the display terminal is performed.
  • a plurality of rectangular coil-shaped antennas are arranged on a touch surface on which a touch operation is performed with an IC card, and a touch operation position is detected.
  • the signal of the IC card 91 may not be read. Since the magnetic field generated from the antenna line 92 is a symmetrical concentric circle, if the antenna line 92 passes through the midpoint of the IC card 92, the left and right magnetic fields cancel each other, and no electromotive force is generated on the IC card side. It is because it will be in a state.
  • FIGS. 11A and 11B if the midpoint of the IC card 91 is located on the antenna line 92, the signal of the IC card 91 may not be read. Since the magnetic field generated from the antenna line 92 is a symmetrical concentric circle, if the antenna line 92 passes through the midpoint of the IC card 92, the left and right magnetic fields cancel each other, and no electromotive force is generated on the IC card side. It is because it will be in
  • an object of the present invention is to provide an antenna device that includes a plurality of antenna patterns and reads information by short-range wireless communication, and has no dead area on the touch surface. .
  • an antenna device is an antenna device that reads information by short-range wireless communication, and has an antenna layer having a plurality of antenna patterns arranged in parallel. And at least some of the plurality of antenna patterns are arranged so as to overlap each other in plan view of the antenna layer.
  • the reading target is placed at a position where reading with respect to one antenna pattern is impossible. Even if there is, there is a high possibility that reading can be performed by the adjacent antenna pattern overlapping the antenna pattern.
  • an antenna device that includes a plurality of antenna patterns and reads information by short-range wireless communication, and has no dead area on the touch surface.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of an antenna device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the antenna device according to the first embodiment cut along a cross section parallel to the YZ plane.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a modification of the antenna device according to the first embodiment cut along a cross section parallel to the YZ plane.
  • FIG. 4 is a schematic plan view schematically showing the arrangement of antenna patterns in the antenna layer.
  • FIG. 5 is a schematic plan view illustrating a configuration example of an antenna pattern.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of the antenna device according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of an antenna device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the antenna device according to the first embodiment cut along a cross section parallel to the YZ plane.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a modification of
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the antenna device according to the second embodiment cut along a cross section parallel to the YZ plane.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a modification of the antenna device according to the second embodiment cut along a cross section parallel to the YZ plane.
  • FIG. 9 is a schematic plan view schematically showing the arrangement of antenna patterns in the antenna layer of the second embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic plan view illustrating a configuration example of an antenna pattern.
  • FIG. 11A and FIG. 11B are schematic views showing a state where an IC card cannot be detected in a conventional antenna device.
  • An antenna device is an antenna device that reads information by short-range wireless communication, and includes an antenna layer having a plurality of antenna patterns arranged in parallel. At least some of the antenna layers are arranged to overlap each other in a plan view (first configuration).
  • the reading target is placed at a position where reading with respect to one antenna pattern is impossible. Even if there is, there is a high possibility that reading can be performed by the adjacent antenna pattern overlapping the antenna pattern. As a result, an antenna device having no insensitive area on the touch surface can be provided.
  • At least a part of the plurality of antenna patterns is arranged so as to be shifted by a half pitch (second configuration).
  • a plurality of antenna patterns can be arranged regularly and efficiently.
  • the first or second configuration further includes an FPC board connected to the plurality of antenna patterns at both ends in a second direction intersecting the first direction, and antenna lines of adjacent antenna patterns are seen in a plan view. It is also preferable that the intersecting portion has a configuration in which any one of the antenna lines is wired through a contact hole formed in the FPC board (third configuration).
  • the antenna lines of adjacent antenna patterns can be crossed in the FPC board region without contacting each other.
  • the antenna pattern is formed in a loop shape or a spiral shape of two or more turns (fourth configuration).
  • the antenna layer includes two antenna layers, and the two antenna layers are arranged so that directions in which a plurality of antenna patterns of each of the antenna layers are arranged are orthogonal to each other It is also preferable (fifth configuration).
  • reading can be performed in two directions orthogonal to each other by the two antenna layers, so that the XY coordinates of the position to be read can be detected.
  • Any one of the first to fifth configurations may further include a display panel (sixth configuration). According to this configuration, it is possible to provide a display device having a short-range wireless communication function.
  • a light diffusion film is provided between the display panel and the antenna layer (seventh configuration). According to this configuration, it is possible to suppress moire or the like caused by interference between the pixel pattern of the display panel and the antenna pattern of the antenna layer.
  • a touch panel may be further provided (eighth configuration). According to this configuration, it is possible to provide a display device with a touch panel having a short-range wireless communication function.
  • the antenna layer can be formed using a transparent metal or a metal patterned in a mesh shape (9th configuration). According to the antenna device according to the ninth configuration, light blocking by the antenna layer can be suppressed particularly when the antenna device is laminated with a display panel, a touch panel, or the like.
  • the first embodiment is an antenna device configured as a display device provided with a touch panel and an antenna element.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of an antenna device 1 according to the first embodiment.
  • the antenna device 1 includes a touch panel 10, an antenna layer 20, and a display panel 30.
  • the antenna device 1 detects the touch position with the touch panel 10 when the user touches the screen with a finger, a pen, or the like, and performs processing according to the object displayed at the touch position.
  • the antenna layer 20 reads information on the IC card in a non-contact state and performs corresponding processing. That is, the antenna device according to the present embodiment can perform both input by a touch operation with a finger, a pen, and the like and input by causing an IC card to be read.
  • the display panel 30 is a liquid crystal panel, for example.
  • the display panel 30 is described as a liquid crystal panel.
  • the display panel 30 is not limited to a liquid crystal panel, and may be any panel having a function of displaying an image, such as an organic EL (Electro Luminescence) panel. Any display panel can be used.
  • FIG. 1 illustration of well-known members, such as the backlight of the display panel 30, is abbreviate
  • the touch panel 10 includes a first electrode layer 11 and a second electrode layer 12.
  • the first electrode layer 11 includes an X-direction electrode pattern Ex formed on a base material made of an insulating material (for example, PET (polyethylene terephthalate)).
  • the number of X-direction electrode patterns Ex is arbitrary.
  • the X direction electrode pattern Ex is, for example, a transparent conductive pattern (transparent electrode) formed of ITO or the like. Further, the X-direction electrode pattern Ex may be configured by a fine metal wire (for example, copper) mesh pattern.
  • a fine metal wire for example, copper
  • the second electrode layer 12 includes a plurality of Y-direction electrode patterns Ey along the Y direction orthogonal to the X-direction electrode pattern Ex.
  • the Y direction electrode pattern Ey is made of the same material as the X direction electrode pattern Ex.
  • the number of Y direction electrode patterns Ey is also arbitrary.
  • the X direction electrode pattern Ex has an elongated shape in the X direction.
  • the Y direction electrode pattern Ey has an elongated shape in the Y direction.
  • Each of the X direction electrode pattern Ex and the Y direction electrode pattern Ey is connected to a touch panel controller (not shown) via a conductive wire.
  • the touch panel controller sequentially outputs a drive signal to the X direction electrode pattern Ex according to a drive signal for sequentially driving the X direction electrode pattern Ex.
  • an electric field is generated between the X-direction electrode pattern Ex and the Y-direction electrode pattern Ey.
  • the touch panel controller can detect a touch point on the touch panel surface (a portion where the electric field changes) by receiving a sense signal from the Y-direction electrode pattern Ey and examining the signal value of the sense signal. .
  • the antenna layer 20 is formed with a plurality of antenna patterns. Details of the antenna pattern in the antenna layer 20 will be described later.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the antenna device 1 is cut in a cross section parallel to the YZ plane.
  • the first electrode layer 11 has an X-direction electrode pattern Ex on one side of the PET film 11a.
  • the second electrode layer 12 has a Y-direction electrode pattern Ey on one side of the PET film 12a. 2 illustrates a configuration in which the X-direction electrode pattern Ex of the first electrode layer 11 and the Y-direction electrode pattern Ey of the second electrode layer 12 are formed on different PET films.
  • the X direction electrode pattern Ex of the first electrode layer 11 and the Y direction electrode pattern Ey of the second electrode layer 12 may be formed on both surfaces of the film, respectively.
  • the antenna layer 20 has an antenna pattern 21 formed on one side of a PET film 22.
  • FPC Flexible Printed Circuits
  • an OCR (Optically Clear Clear) layer 46 Between the display panel 30 and the antenna layer 20, an OCR (Optically Clear Clear) layer 46, a protective PET film 45, and an OCA (Optically Clear Clear Adhesive) layer 44 are provided.
  • the OCR layer 46 and the OCA layer 44 fill a gap between the display panel 30, the protective PET film 45, and the antenna layer 20, and also have a function of adjusting a refractive index.
  • a light diffusing film 47 may be provided instead of the protective PET film 45 shown in FIG.
  • the light diffusion film 47 By providing the light diffusion film 47 between the display panel 30 and the antenna layer 20, it is possible to suppress moire or the like caused by interference between the pixel pattern of the display panel 30 and the antenna pattern of the antenna layer 20.
  • a lead wire (not shown) is drawn from one end portion in the X direction, and a lead wire 12b is drawn from the Y direction electrode pattern Ey to the touch panel controller (not shown). It is connected.
  • An OCA layer 42 and a cover glass 41 are laminated on the upper layer of the touch panel 10.
  • the configurations shown in FIGS. 1 to 3 are merely examples, and other arbitrary configurations can be added as necessary.
  • the first electrode layer 11 on which the X-direction electrode pattern Ex is formed is disposed on the front side, and the second electrode layer 12 includes the first electrode layer 11 and the antenna layer 20.
  • the stacking order of the first electrode layer 11 and the second electrode layer 12 may be reversed.
  • antenna patterns 21a, 21b, 21c, 21d, 21e,..., 21k, 21l are formed so as to overlap each other with a half pitch shift. That is, the center line of the gap between the antenna pattern 21a and the antenna pattern 21c is arranged so as to coincide with the center line of the antenna pattern 21b.
  • the structure provided with 12 antenna patterns is illustrated here, it is not limited to this, The number of antenna patterns is arbitrary. In the following description, when it is not necessary to distinguish individual antenna patterns with respect to the antenna pattern 21, they are collectively referred to as the antenna pattern 21.
  • the rectangles representing the antenna patterns 21a, 21b,... Shown in FIG. 4 schematically show areas where individual antenna coils are arranged, and do not show the actual antenna line shape. .
  • An actual antenna coil is arranged as a loop-shaped or two or more spiral antenna coils in each of these regions.
  • the antenna coil can be formed by patterning a transparent metal. Alternatively, for example, the antenna coil can be formed by cutting out a metal mesh spread over the entire antenna layer 20 into an appropriate pattern. Further, by leaving a metal mesh in an area where an antenna line is not necessary in the pixel area (electrically floating), it is possible to make the antenna pattern less visible.
  • FIG. 5 is a schematic plan view showing an example of the antenna pattern 21.
  • antenna patterns 21a to 21g are shown, and other antenna patterns are not shown.
  • the antenna patterns 21a to 21g are formed so as to overlap each other with a half pitch shift.
  • the center line of the gap between the antenna pattern 21a and the antenna pattern 21c is arranged so as to coincide with the center line of the antenna pattern 21b.
  • each antenna pattern 21 is formed as a loop or two or more spiral antenna coils.
  • the antenna line is formed linearly along the Y direction. That is, in the pixel region DP, any antenna line does not intersect with the adjacent antenna line and is arranged in parallel in the Y direction.
  • the antenna wire that has reached the FPC board 23 extends along the X direction.
  • either antenna pattern is separated from the FPC board 23 via a contact hole formed in the FPC board 23. Wired to the layer. Thereby, the antenna lines of adjacent antenna patterns can be crossed in the FPC board region.
  • the portion extending in the X direction in the antenna pattern 21 is preferably arranged on the FPC board 23 instead of the pixel region DP. According to this configuration, in the pixel region DP, all the antenna lines are arranged in parallel to the Y direction, so that the antenna lines are hardly visible.
  • the antenna pattern 21 is connected to an antenna controller (not shown) via the FPC board 23.
  • the antenna controller sequentially applies drive signals to the antenna patterns 21a, 21b, 21c, 21d, 21e, ..., 21k, 21l.
  • NFC Near Field Communication
  • the IC card since adjacent antenna patterns are overlapped, it is assumed that one of the antenna patterns 21a, 21b, 21c, 21d, 21e,. Even if the IC card is touched so that the midpoint of the IC card is positioned on the antenna line, the IC card can be detected by the antenna pattern adjacent to the antenna pattern.
  • antenna patterns 21a and 21d are driven simultaneously, followed by antenna patterns 21b and 21e, antenna patterns 21c and 21f, antenna patterns 21d and 21g, antenna patterns 21e and 21h, antenna patterns 21f and 21i, and antenna pattern 21g. 21j, antenna patterns 21h and 21k, and antenna patterns 21i and 21l are sequentially driven in a predetermined cycle.
  • adjacent antenna patterns are sequentially driven, so that it is possible to detect an IC card that could not be detected with one antenna pattern with the adjacent antenna pattern.
  • the antenna device 1 since the antenna patterns 21 are arranged so as to overlap each other in a plan view of the antenna layer 20, the IC card is in a position that cannot be detected by one antenna pattern. Can be detected by the adjacent antenna pattern. Therefore, it is possible to realize a device in which a dead area does not occur over the entire display area, and usability can be improved. Moreover, since the antenna layer 20 is a single wiring layer, it can be manufactured at low cost.
  • the arrangement of the antenna patterns 21 is not limited to this. In other words, it is only necessary that at least a part of the plurality of antenna patterns overlap with the adjacent antenna pattern, and the interval is not limited to a half pitch.
  • the second embodiment is an antenna device configured as a display device provided with a touch panel and an antenna element.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of the antenna device 2 according to the second embodiment.
  • the antenna device 2 includes the antenna layer 1 described in the first embodiment and, in addition to the antenna layer 50, the antenna device 1 according to the first embodiment. And different.
  • the antenna layer 20 has a plurality of antenna patterns 21 arranged along the X direction so that the position of the IC card in the X direction can be detected.
  • the antenna layer 50 includes a plurality of antenna patterns 51 arranged along the Y direction so that the position of the IC card in the Y direction can be detected.
  • the antenna layer 50 is connected to the FPC board 52 at both ends in the X direction.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the antenna device 2 cut along a cross section parallel to the YZ plane.
  • the antenna device 2 includes an antenna layer 50 between the antenna layer 20 and the touch panel 10.
  • the antenna layer 50 has an antenna pattern 51 on one side of a PET film 52.
  • the configuration in which the antenna pattern 21 of the antenna layer 20 and the antenna pattern 51 of the antenna layer 50 are formed on different PET films is illustrated. However, on both surfaces of one PET film.
  • the antenna pattern 21 of the antenna layer 20 and the antenna pattern 51 of the antenna layer 50 may be formed respectively.
  • FIG. 7 illustrates a configuration in which the antenna layer 50 is disposed between the antenna layer 20 and the touch panel 10, but the positions of the antenna layer 20 and the antenna layer 50 may be reversed.
  • the antenna pattern 51 of the antenna layer 50 is also arranged so as to be overlapped with adjacent antenna patterns by shifting by a half pitch, similarly to the antenna pattern 21 of the antenna layer 20.
  • the structure provided with 12 antenna patterns 51a, 51b, ... 51l is illustrated here, it is not limited to this,
  • the number of the antenna patterns of the antenna layer 50 is arbitrary. In the following description, when it is not necessary to distinguish the individual antenna patterns for the antenna pattern 51, they are collectively referred to as the antenna pattern 51.
  • the rectangles representing the antenna patterns 51a, 51b,... Shown in FIG. 9 schematically show the areas where the individual antenna coils are arranged, and do not show the actual antenna line shapes. .
  • An actual antenna coil is arranged as a loop-shaped or two or more spiral antenna coils in each of these regions.
  • the antenna coil can be formed by patterning a transparent metal. Alternatively, for example, the antenna coil can be formed by cutting out a metal mesh spread over the entire antenna layer 50 into an appropriate pattern. Further, by leaving a metal mesh in an area where an antenna line is not necessary in the pixel area (electrically floating), it is possible to make the antenna pattern less visible.
  • FIG. 10 is a schematic plan view showing an example of the antenna pattern 51.
  • antenna patterns 51a to 51e are shown, and other antenna patterns are not shown.
  • the antenna patterns 51a to 51e are formed so as to overlap each other with a half pitch shift.
  • the center line of the gap between the antenna pattern 51a and the antenna pattern 51c is arranged so as to coincide with the center line of the antenna pattern 51b.
  • each of the antenna patterns 51 is formed as a loop or two or more spiral antenna coils.
  • the antenna line is formed linearly along the X direction. That is, in the pixel region DP, any antenna line of the antenna pattern 51 does not intersect with the adjacent antenna line and is arranged in parallel in the X direction.
  • the antenna wire that has reached the FPC board 53 extends along the Y direction.
  • either antenna pattern is separated from the FPC board 53 via a contact hole formed in the FPC board 53. Wired to the layer. Thereby, the antenna lines of adjacent antenna patterns can be crossed in the FPC board region.
  • the portion extending in the Y direction in the antenna pattern 51 is preferably disposed on the FPC substrate 53 instead of the pixel region DP. According to this configuration, in the pixel region DP, since all the antenna lines are arranged in parallel with the X direction, the antenna lines are not easily seen.
  • the driving method of the antenna pattern 51 of the antenna layer 50 is the same as the driving method of the antenna pattern 21. That is, the touch panel controller sequentially applies drive signals to the antenna patterns 51a, 51b, 51c, 51d, 51e,..., 51k, 51l.
  • the touch panel controller sequentially applies drive signals to the antenna patterns 51a, 51b, 51c, 51d, 51e,..., 51k, 51l.
  • two antenna patterns at distant positions may be driven simultaneously. For example, antenna patterns 51a and 51d are driven simultaneously, followed by antenna patterns 51b and 51e, antenna patterns 51c and 51f, antenna patterns 51d and 51g, antenna patterns 51e and 51h, antenna patterns 51f and 51i, and antenna pattern 51g.
  • antenna patterns 51j, antenna patterns 51h and 51k, and antenna patterns 51i and 51l may be sequentially driven in a predetermined cycle. According to these driving methods, adjacent antenna patterns are driven continuously, so that an IC card that cannot be detected with one antenna pattern can be detected with the adjacent antenna pattern.
  • the antenna layer 20 can detect the X coordinate of the IC card and the antenna layer 50 can accurately detect the Y coordinate of the IC card. . Further, since the antenna layer 20 and the antenna layer 50 are a single wiring layer, they can be manufactured at low cost.
  • the antenna patterns 21 and 51 are arranged such that all the antenna patterns are overlapped by being shifted by a half pitch, but the arrangement of the antenna patterns 21 and 51 is not limited to this. In other words, it is only necessary that at least a part of the plurality of antenna patterns overlap with the adjacent antenna pattern, and the interval is not limited to a half pitch.
  • the touch panel and the display device are not indispensable, and can be implemented as an IC card reader that simply reads the information by bringing the IC card close to the touch panel.
  • the configuration of the touch panel is not limited to the one disclosed here, and a touch panel having an arbitrary configuration (for example, an optical or resistive touch panel) can be employed.
  • an IC card or an NFC card is exemplified as an example of information to be read by short-range wireless communication.
  • the reading target is not limited to the card, and various modes can be adopted.

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Abstract

複数のアンテナパターンを用いて近距離無線通信により情報の読み取りを行うアンテナデバイスであって、タッチ面に不感領域のないアンテナデバイスを提供する。近距離無線通信により情報を読み取るアンテナデバイスにおいて、平行に並んで設けられた複数のアンテナパターン２１ａ～２１ｌを有するアンテナ層２０を備え、前記複数のアンテナパターン２１ａ～２１ｌの少なくとも一部が、前記アンテナ層２０の平面視において互いに重なり合うよう配置されている。

Description

アンテナデバイス
　本発明は、近距離無線通信用のアンテナパターンを備え、近距離無線通信により情報を読み取るアンテナデバイスに関する。
　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。
　このようなアンテナ素子を表示端末に内蔵させたアンテナデバイスが、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された表示端末では、ＩＣカードで表示領域にタッチ操作を行うと、タッチ操作位置のアンテナコイルを介してＩＣカードリーダライタとデータ送受信をすると共に、タッチ操作位置に対応して、当該表示端末に表示されている表示内容に対応した制御が行われる。
特開２０１２－６４１２３号公報
　特許文献１等に記載されたような従来のアンテナデバイスでは、ＩＣカードによるタッチ操作が行われるタッチ面に、矩形のコイル状のアンテナを複数配置して、タッチ操作位置の検出を行う。しかしながら、たとえば図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、ＩＣカード９１の中点がアンテナ線９２上に位置すると、ＩＣカード９１の信号が読み取れないことがある。アンテナ線９２から発生する磁界は左右対称の同心円状であるため、アンテナ線９２がＩＣカード９２の中点を通る場合、左右の磁界がキャンセルし合ってＩＣカード側に起電力が発生せず不感状態となるからである。なお、図１１（ａ）および図１１（ｂ）においては、説明を分かり易くするために、１本のアンテナ線がＩＣカードの中点を通る場合を例示したが、コイル状のアンテナの場合は、コイルを形成する複数のアンテナ線の束の中央にＩＣカードの中点が位置する場合に、同様の現象が生じる。そのため、ＩＣカード等によるタッチ操作が行われるタッチ面に必ず不感領域が生じるという課題がある。
　本発明は、上記の課題を鑑み、複数のアンテナパターンを備えて近距離無線通信により情報の読み取りを行うアンテナデバイスであって、タッチ面に不感領域のないアンテナデバイスを提供す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、近距離無線通信により情報を読み取るアンテナデバイスであって、平行に並んで設けられた複数のアンテナパターンを有するアンテナ層を備え、前記複数のアンテナパターンの少なくとも一部が、前記アンテナ層の平面視において互いに重なり合うよう配置されている。
　この構成によれば、複数のアンテナパターンの少なくとも一部が、アンテナ層の平面視において互いに重なり合うよう配置されていることにより、読み取り対象が、一つのアンテナパターンに対して読み取りが不可能な位置にあったとしても、そのアンテナパターンに重なる隣のアンテナパターンによって読み取りを行える可能性が高くなる。
　本発明によれば、複数のアンテナパターンを備えて近距離無線通信により情報の読み取りを行うアンテナデバイスであって、タッチ面に不感領域のな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の実施形態におけるアンテナデバイスの概略構成を示す分解斜視図である。 図２は、第１の実施形態にかかるアンテナデバイスをＹＺ平面に平行な断面で切断した様子を示す断面図である。 図３は、第１の実施形態にかかるアンテナデバイスの変形例をＹＺ平面に平行な断面で切断した様子を示す断面図である。 図４は、アンテナ層におけるアンテナパターンの配置を模式的に示す平面模式図である。 図５は、アンテナパターンの構成例を示す平面模式図である。 図６は、第２の実施形態におけるアンテナデバイスの概略構成を示す分解斜視図である。 図７は、第２の実施形態にかかるアンテナデバイスをＹＺ平面に平行な断面で切断した様子を示す断面図である。 図８は、第２の実施形態にかかるアンテナデバイスの変形例をＹＺ平面に平行な断面で切断した様子を示す断面図である。 図９は、第２の実施形態のアンテナ層におけるアンテナパターンの配置を模式的に示す平面模式図である。 図１０は、アンテナパターンの構成例を示す平面模式図である。 図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、従来のアンテナデバイスにおいてＩＣカードを検出できない状態を示す模式図である。
　本発明の一実施形態にかかるアンテナデバイスは、近距離無線通信により情報を読み取るアンテナデバイスであって、平行に並んで設けられた複数のアンテナパターンを有するアンテナ層を備え、前記複数のアンテナパターンの少なくとも一部が、前記アンテナ層の平面視において互いに重なり合うよう配置された構成である（第１の構成）。
　この構成によれば、複数のアンテナパターンの少なくとも一部が、アンテナ層の平面視において互いに重なり合うよう配置されていることにより、読み取り対象が、一つのアンテナパターンに対して読み取りが不可能な位置にあったとしても、そのアンテナパターンに重なる隣のアンテナパターンによって読み取りを行える可能性が高くなる。これにより、タッチ面に不感領域のないアンテナデバイスを提供することができる。
　前記第１の構成において、前記複数のアンテナパターンの少なくとも一部が、半ピッチずつずらして配置されている構成とすることも好ましい（第２の構成）。
　この構成によれば、複数のアンテナパターンを規則的に効率良く配置することができる。
　前記第１または第２の構成において、前記第１の方向に交差する第２の方向の両端において前記複数のアンテナパターンと接続するＦＰＣ基板をさらに備え、隣り合うアンテナパターンのアンテナ線が平面視で交差する箇所は、いずれか一方のアンテナ線が、前記ＦＰＣ基板に形成されたコンタクトホールを介して配線された構成とすることも好ましい（第３の構成）。
　この構成によれば、隣り合うアンテナパターンのアンテナ線を、互いに接触することなく、ＦＰＣ基板領域で交差させることができる。
　前記第１から第３のいずれかの構成において、前記アンテナパターンが、ループ状または２巻以上の螺旋状に形成されている構成とすることも好ましい（第４の構成）。
　前記第１から第４のいずれかの構成において、前記アンテナ層を二層備え、前記二層のアンテナ層が、それぞれが有する複数のアンテナパターンが並ぶ方向が、互いに直交するよう配置された構成とすることも好ましい（第５の構成）。
　この構成によれば、二層のアンテナ層によって、互いに直交する二方向でそれぞれ読み取りを行うことができるので、読み取り対象の位置のＸＹ座標を検出することが可能となる。
　前記第１から第５のいずれかの構成において、表示パネルをさらに備えた構成としても良い（第６の構成）。この構成によれば、近距離無線通信機能を有する表示装置を提供することができる。
　前記第６の構成において、前記表示パネルと前記アンテナ層との間に光拡散フィルムを設けた構成とすることが好ましい（第７の構成）。この構成によれば、表示パネルの画素パターンとアンテナ層のアンテナパターンとの干渉から生じるモワレ等を抑制することができる。
　前記第６または第７の構成において、タッチパネルをさらに備えた構成としても良い（第８の構成）。この構成によれば、近距離無線通信機能を有するタッチパネル付き表示装置を提供することができる。
　前記第１から第８のいずれかの構成において、アンテナ層は、透明金属またはメッシュ状にパターニングされた金属を用いて形成することができる（第９の構成）。この第９の構成にかかるアンテナデバイスによれば、特に、表示パネルやタッチパネル等と積層する場合に、アンテナ層による光の遮断を抑制できる。
　［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］
　第１の実施形態は、タッチパネルとアンテナ素子とを供えた表示装置として構成されたアンテナデバイスである。
　図１は、第１の実施形態におけるアンテナデバイス１の概略構成を示す分解斜視図である。図１に示すように、アンテナデバイス１は、タッチパネル１０と、アンテナ層２０と、表示パネル３０とを備えている。
　アンテナデバイス１は、利用者が指やペン等で画面をタッチしたときに、そのタッチ位置をタッチパネル１０によって検出し、タッチ位置に表示されているオブジェクトに応じた処理を行う。アンテナ層２０は、画面にＩＣカードが近接すると、非接触状態でＩＣカードの情報を読み取って、対応する処理を行う。すなわち、本実施形態にかかるアンテナデバイスは、指やペン等によるタッチ操作による入力と、ＩＣカードを読み取らせることによる入力との両方が可能である。
　表示パネル３０は、例えば液晶パネルである。本実施形態では、表示パネル３０を液晶パネルとして説明するが、表示パネル３０が液晶パネルに限定されることはなく、有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル等、画像を表示する機能を有するパネルであれば任意の表示パネルを使用することができる。なお、図１においては表示パネル３０のバックライト等の周知の部材の図示を省略し、かつ、以下においてもその詳細な説明は省略する。
　タッチパネル１０は、第１電極層１１と第２電極層１２とを備えている。第１電極層１１は、絶縁物質からなる基材（例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート））上に形成されたＸ方向電極パターンＥｘを備える。なお、Ｘ方向電極パターンＥｘの数は任意である。Ｘ方向電極パターンＥｘは、例えば、ＩＴＯ等により形成される透明導電パターン（透明電極）である。また、Ｘ方向電極パターンＥｘは、金属細線（例えば、銅）のメッシュパターンにより構成されるものであってもよい。このように、Ｘ方向電極パターンＥｘを形成することで、Ｘ方向電極パターンＥｘにより光が遮断されないことを保証することができる（一定の光の透過性を確保することができる）。
　第２電極層１２は、Ｘ方向電極パターンＥｘに直交するＹ方向に沿って、複数のＹ方向電極パターンＥｙを備えている。Ｙ方向電極パターンＥｙは、Ｘ方向電極パターンＥｘと同様の材料で構成される。Ｙ方向電極パターンＥｙの数も任意である。
　Ｘ方向電極パターンＥｘは、Ｘ方向に細長い形状を有する。Ｙ方向電極パターンＥｙは、Ｙ方向に細長い形状を有する。Ｘ方向電極パターンＥｘおよびＹ方向電極パターンＥｙのそれぞれは、導線を介して、タッチパネルコントローラ（図示省略）に接続される。タッチパネルコントローラは、Ｘ方向電極パターンＥｘを順次駆動するための駆動信号により、順次、Ｘ方向電極パターンＥｘに駆動信号を出力する。これにより、Ｘ方向電極パターンＥｘとＹ方向電極パターンＥｙとの間に電界が発生する。そして、タッチパネルコントローラが、Ｙ方向電極パターンＥｙからセンス信号を受信し、当該センス信号の信号値を調べることで、タッチパネル面上のタッチ点（電界が変化している部分）を検知することができる。
　アンテナ層２０には、複数のアンテナパターンが形成されている。アンテナ層２０におけるアンテナパターンの詳細については、後に説明する。
　図２は、アンテナデバイス１をＹＺ平面に平行な断面で切断した様子を示す断面図である。図２に示すように、第１電極層１１は、ＰＥＴフィルム１１ａの片面にＸ方向電極パターンＥｘを有している。第２電極層１２は、ＰＥＴフィルム１２ａの片面にＹ方向電極パターンＥｙを有している。なお、図２では、第１電極層１１のＸ方向電極パターンＥｘと第２電極層１２のＹ方向電極パターンＥｙとが異なるＰＥＴフィルムに形成された構成を例示しているが、１枚のＰＥＴフィルムの両面に、第１電極層１１のＸ方向電極パターンＥｘと第２電極層１２のＹ方向電極パターンＥｙとをそれぞれ形成した構成としても良い。
　アンテナ層２０は、ＰＥＴフィルム２２の片面にアンテナパターン２１が形成されている。アンテナ層２０のＹ方向の両端には、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）基板２３が接続されている。
　表示パネル３０とアンテナ層２０との間は、ＯＣＲ（Optically Clear Resin）層４６、保護ＰＥＴフィルム４５、およびＯＣＡ（Optically Clear Adhesive）層４４が設けられている。ＯＣＲ層４６およびＯＣＡ層４４は、表示パネル３０、保護ＰＥＴフィルム４５、およびアンテナ層２０との間の隙間を充填すると共に、屈折率を調整する等の機能も有する。
　あるいは、図３に示すように、図２に示した保護ＰＥＴフィルム４５の代わりに、光拡散フィルム４７を備えた構成としても良い。光拡散フィルム４７を表示パネル３０とアンテナ層２０との間に設けることにより、表示パネル３０の画素パターンとアンテナ層２０のアンテナパターンとの干渉から生じるモワレ等を抑制することができる。
　タッチパネル１０のＸ方向電極パターンＥｘからは、Ｘ方向の片端部から導線（図示せず）が引き出され、Ｙ方向電極パターンＥｙからは導線１２ｂが引き出され、前述のタッチパネルコントローラ（図示せず）へ接続されている。タッチパネル１０の上層には、ＯＣＡ層４２とカバーガラス４１とが積層されている。
　なお、図１～図３に示した構成はあくまでも一例であり、必要に応じて、他の任意の構成を追加することができる。また、図１～図３に示した構成においては、Ｘ方向電極パターンＥｘが形成された第１電極層１１が前面側に配置され、第２電極層１２は第１電極層１１とアンテナ層２０との間に配置されているが、第１電極層１１と第２電極層１２との積層順序がこの逆であっても良い。
　次に、図４を参照しながら、アンテナ層２０におけるアンテナパターン２１の配置について説明する。アンテナ層２０には、複数のアンテナパターンが、互いに重なるように形成されている。すなわち、図４に示すように、アンテナパターン２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、・・・、２１ｋ、２１ｌが、半ピッチずつずらして重なり合うように形成されている。すなわち、アンテナパターン２１ａとアンテナパターン２１ｃとの間隙の中心線が、アンテナパターン２１ｂの中心線と一致するように配置されている。なお、ここでは１２個のアンテナパターンを備えた構成を例示しているが、これに限定されず、アンテナパターンの数は任意である。なお、以下の説明において、アンテナパターン２１について個々のアンテナパターンを区別する必要がない場合は、アンテナパターン２１と総称する。
　図４に示したアンテナパターン２１ａ、２１ｂ・・・を現す矩形は、個々のアンテナコイルが配置されている領域を模式的に示したものであり、実際のアンテナ線の形状を図示したものではない。実際のアンテナコイルは、これらの領域のそれぞれに、ループ状または２巻き以上の螺旋状のアンテナコイルとして配置される。アンテナコイルは、透明金属をパターニングして形成することができる。あるいは、例えば、アンテナ層２０の全体に敷き詰められたメタルメッシュを適宜のパターンに切り欠くことにより、アンテナコイルを形成することができる。また、画素領域内でアンテナ線が必要でない領域にもメタルメッシュを残しておく（電気的にはフロート状態とする）ことにより、アンテナパターンを視認されにくくすることができる。
　図５は、アンテナパターン２１の一例を示す平面模式図である。なお、図５においては、アンテナパターン２１ａ～２１ｇまでを図示し、他のアンテナパターンの図示を省略している。図５に示すように、アンテナパターン２１ａ～２１ｇは、半ピッチずつずらして重なり合うように形成されている。例えば、アンテナパターン２１ａとアンテナパターン２１ｃとの間隙の中心線が、アンテナパターン２１ｂの中心線と一致するように配置されている。
　アンテナパターン２１の各々は、前述したように、ループ状または２巻き以上の螺旋状のアンテナコイルとして形成される。図４に示す画素領域ＤＰにおいては、アンテナ線はＹ方向に沿って直線状に形成される。つまり、画素領域ＤＰでは、いずれのアンテナ線も、隣り合うアンテナ線とは交差せず、Ｙ方向に平行に配置されている。
　一方、ＦＰＣ基板２３上に到達したアンテナ線は、Ｘ方向に沿うように延伸する。そして、ＦＰＣ基板２３上で、隣り合うアンテナパターンのアンテナ線同士が平面視において交差する部分においては、どちらかのアンテナパターンがＦＰＣ基板２３に形成されたコンタクトホールを経由してＦＰＣ基板２３の別層に配線される。これにより、隣り合うアンテナパターンのアンテナ線をＦＰＣ基板領域で交差させることができる。
　アンテナパターン２１においてＸ方向に延伸する部分は、画素領域ＤＰではなくＦＰＣ基板２３上に配置されていることが好ましい。この構成によれば、画素領域ＤＰにおいては、アンテナ線はすべてＹ方向に平行に配置されているので、アンテナ線が視認されにくくなる。
　アンテナパターン２１は、ＦＰＣ基板２３を介して、アンテナコントローラ（図示せず）に接続されている。アンテナコントローラは、アンテナパターン２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、・・・、２１ｋ、２１ｌに対して、駆動信号を順次印加する。例えば、ＮＦＣ（Near Field Communication）カードを検出する場合には、１３．５６メガヘルツの正弦波で駆動する。
　本実施形態の構成によれば、隣接するアンテナパターン同士が重なりあっているため、仮に、アンテナパターン２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、・・・、２１ｋ、２１ｌのうちの一つのアンテナパターンのアンテナ線上にＩＣカードの中点が位置するようにＩＣカードがタッチされたとしても、そのアンテナパターンの隣のアンテナパターンによって当該ＩＣカードを検出できる。
　なお、アンテナパターン２１の駆動方法として、前述のようにすべてのアンテナパターンを順次駆動する方法の他に、離れた位置にある２つのアンテナパターンを同時に駆動するようにしても良い。例えば、アンテナパターン２１ａと２１ｄとを同時に駆動し、続いて、アンテナパターン２１ｂと２１ｅ、アンテナパターン２１ｃと２１ｆ、アンテナパターン２１ｄと２１ｇ、アンテナパターン２１ｅと２１ｈ、アンテナパターン２１ｆと２１ｉ、アンテナパターン２１ｇと２１ｊ、アンテナパターン２１ｈと２１ｋ、アンテナパターン２１ｉと２１ｌを所定の周期で順次駆動する。このような駆動方法によっても、隣接するアンテナパターンが順次駆動されるので、一つのアンテナパターンで検出できなかったＩＣカードを隣のアンテナパターンで検出することが可能となる。
　以上のように、本実施形態にかかるアンテナデバイス１によれば、アンテナパターン２１がアンテナ層２０の平面視において互いに重なり合うよう配置されていることにより、一つのアンテナパターンで検出できない位置にあるＩＣカードを、隣のアンテナパターンで検出することが可能となる。よって、表示領域内全域にわたって不感領域が生じないデバイスを実現でき、ユーザビリティを向上させることができる。また、アンテナ層２０は一層の配線層であるため、低コストで製造することができる。
　なお、本実施形態においては、アンテナパターン２１においてすべてのアンテナパターンが半ピッチずつずらして重なり合うよう配置された例を示したが、アンテナパターン２１の配置はこれに限定されない。つまり、複数のアンテナパターンのうち少なくとも一部のアンテナパターンが、隣のアンテナパターンに重なるように構成されていれば良く、その間隔も半ピッチに限定されない。
　［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２の実施形態は、タッチパネルとアンテナ素子とを供えた表示装置として構成されたアンテナデバイスである。
　図６は、第２の実施形態におけるアンテナデバイス２の概略構成を示す分解斜視図である。図２に示すように、アンテナデバイス２は、第１の実施形態で説明したアンテナ層２０に加えて、もう一つのアンテナ層５０を備えている点において、第１の実施形態にかかるアンテナデバイス１と異なる。
　アンテナ層２０は、Ｘ方向におけるＩＣカードの位置を検出できるように、Ｘ方向に沿って並ぶ複数のアンテナパターン２１を有している。それに対して、アンテナ層５０は、Ｙ方向におけるＩＣカードの位置を検出できるように、Ｙ方向に沿って並ぶ複数のアンテナパターン５１を備えている。アンテナ層５０は、Ｘ方向両端において、ＦＰＣ基板５２に接続されている。このように、二層のアンテナ層を備えたことにより、本実施形態にかかるアンテナデバイス２では、ＩＣカードが画素領域ＤＰにタッチされたときに、タッチ位置のＸＹ座標を検出することができる。
　図７は、アンテナデバイス２をＹＺ平面に平行な断面で切断した様子を示す断面図である。図７に示すように、アンテナデバイス２は、アンテナ層２０とタッチパネル１０との間に、アンテナ層５０を備えている。アンテナ層５０は、ＰＥＴフィルム５２の片面にアンテナパターン５１を有している。
　なお、図７に示した例では、アンテナ層２０のアンテナパターン２１とアンテナ層５０のアンテナパターン５１とが異なるＰＥＴフィルムに形成された構成を例示しているが、１枚のＰＥＴフィルムの両面に、アンテナ層２０のアンテナパターン２１とアンテナ層５０のアンテナパターン５１とをそれぞれ形成した構成としても良い。
　また、図７においては、アンテナ層２０とタッチパネル１０との間にアンテナ層５０が配置された構成を例示したが、アンテナ層２０とアンテナ層５０の位置が逆であっても良い。
　また、図８に示すように、図７に示した保護ＰＥＴフィルム４５の代わりに、光拡散フィルム４７を備えた構成としても良い。光拡散フィルム４７を表示パネル３０とアンテナ層２０との間に設けることにより、表示パネル３０の画素パターンとアンテナ層２０およびアンテナ層５０のアンテナパターンとの干渉から生じるモワレ等を抑制することができる。
　図９に示すように、アンテナ層５０のアンテナパターン５１も、アンテナ層２０のアンテナパターン２１と同様に、半ピッチずつずらして、隣接するアンテナパターンに重なるように配置されている。なお、ここでは、１２個のアンテナパターン５１ａ、５１ｂ、・・・５１ｌを備えた構成を例示しているが、これに限定されず、アンテナ層５０のアンテナパターンの数は任意である。なお、以下の説明において、アンテナパターン５１について個々のアンテナパターンを区別する必要がない場合は、アンテナパターン５１と総称する。
　図９に示したアンテナパターン５１ａ、５１ｂ・・・を現す矩形は、個々のアンテナコイルが配置されている領域を模式的に示したものであり、実際のアンテナ線の形状を図示したものではない。実際のアンテナコイルは、これらの領域のそれぞれに、ループ状または２巻き以上の螺旋状のアンテナコイルとして配置される。アンテナコイルは、透明金属をパターニングして形成することができる。あるいは、例えば、アンテナ層５０の全体に敷き詰められたメタルメッシュを適宜のパターンに切り欠くことにより、アンテナコイルを形成することができる。また、画素領域内でアンテナ線が必要でない領域にもメタルメッシュを残しておく（電気的にはフロート状態とする）ことにより、アンテナパターンを視認されにくくすることができる。
　図１０は、アンテナパターン５１の一例を示す平面模式図である。なお、図１０においては、アンテナパターン５１ａ～５１ｅまでを図示し、他のアンテナパターンの図示を省略している。図１０に示すように、アンテナパターン５１ａ～５１ｅは、半ピッチずつずらして重なり合うように形成されている。例えば、アンテナパターン５１ａとアンテナパターン５１ｃとの間隙の中心線が、アンテナパターン５１ｂの中心線と一致するように配置されている。
　アンテナパターン５１の各々は、前述したように、ループ状または２巻き以上の螺旋状のアンテナコイルとして形成される。画素領域ＤＰにおいては、アンテナ線はＸ方向に沿って直線状に形成される。つまり、画素領域ＤＰでは、アンテナパターン５１のいずれのアンテナ線も、隣り合うアンテナ線とは交差せず、Ｘ方向に平行に配置されている。
　一方、ＦＰＣ基板５３上に到達したアンテナ線は、Ｙ方向に沿うように延伸する。そして、ＦＰＣ基板５３上で、隣り合うアンテナパターンのアンテナ線同士が平面視において交差する部分においては、どちらかのアンテナパターンがＦＰＣ基板５３に形成されたコンタクトホールを経由してＦＰＣ基板５３の別層に配線される。これにより、隣り合うアンテナパターンのアンテナ線をＦＰＣ基板領域で交差させることができる。
　アンテナパターン５１においてＹ方向に延伸する部分は、画素領域ＤＰではなくＦＰＣ基板５３上に配置されていることが好ましい。この構成によれば、画素領域ＤＰにおいては、アンテナ線はすべてＸ方向に平行に配置されているので、アンテナ線が視認されにくくなる。
　なお、アンテナ層５０のアンテナパターン５１の駆動方法は、アンテナパターン２１の駆動方法と同様である。すなわち、タッチパネルコントローラは、アンテナパターン５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５１ｅ、・・・、５１ｋ、５１ｌに対して、駆動信号を順次印加する。あるいは、このようにアンテナパターン５１のすべてを順次駆動する方法の他に、離れた位置にある２つのアンテナパターンを同時に駆動するようにしても良い。例えば、アンテナパターン５１ａと５１ｄとを同時に駆動し、続いて、アンテナパターン５１ｂと５１ｅ、アンテナパターン５１ｃと５１ｆ、アンテナパターン５１ｄと５１ｇ、アンテナパターン５１ｅと５１ｈ、アンテナパターン５１ｆと５１ｉ、アンテナパターン５１ｇと５１ｊ、アンテナパターン５１ｈと５１ｋ、アンテナパターン５１ｉと５１ｌを所定の周期で順次駆動しても良い。これらの駆動方法によれば、隣接するアンテナパターンが連続して駆動されるので、一つのアンテナパターンで検出できなかったＩＣカードを隣のアンテナパターンで検出することが可能となる。
　以上のように、第２の実施形態にかかるアンテナデバイスによれば、アンテナ層２０でＩＣカードのＸ座標を、アンテナ層５０でＩＣカードのＹ座標を、それぞれ精度良く検出することが可能となる。また、アンテナ層２０およびアンテナ層５０は一層の配線層であるため、低コストで製造することができる。
　なお、本実施形態においても、アンテナパターン２１および５１においてすべてのアンテナパターンが半ピッチずつずらして重なり合うよう配置された例を示したが、アンテナパターン２１および５１の配置はこれに限定されない。つまり、複数のアンテナパターンのうち少なくとも一部のアンテナパターンが、隣のアンテナパターンに重なるように構成されていれば良く、その間隔も半ピッチに限定されない。
　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、上述した第１および第２の実施形態では、本発明によるアンテナデバイスをタッチパネル付き表示装置として構成する例について説明した。しかし、タッチパネルおよび表示装置は必須ではなく、単にＩＣカードを近接させてその情報を読み取るだけのＩＣカードリーダとしても実施が可能である。また、タッチパネルを備える場合であっても、タッチパネルの構成はここに開示したものに限定されず、任意の構成のタッチパネル（例えば光学式や抵抗膜方式のタッチパネル）を採用することができる。
　また、上記の説明においては、近距離無線通信により情報を読み取る対象の例として、ＩＣカードやＮＦＣカードを例示したが、読み取り対象はカードに限定されず、様々な態様を採用することができる。
　１…アンテナデバイス、２…アンテナデバイス、１０…タッチパネル、１１…第１電極層、１２…第２電極層、２０…アンテナ層、２１…アンテナパターン、２３…ＦＰＣ基板、３０…表示パネル、５０…アンテナ層、５１…アンテナパターン、５３…ＦＰＣ基板

Claims (9)

  1. 　近距離無線通信により情報を読み取るアンテナデバイスであって、
    　平行に並んで設けられた複数のアンテナパターンを有するアンテナ層を備え、
    　前記複数のアンテナパターンの少なくとも一部が、前記アンテナ層の平面視において互いに重なり合うよう配置されている、アンテナデバイス。
  2. 　前記複数のアンテナパターンの少なくとも一部が、半ピッチずつずらして配置されている、請求項１に記載のアンテナデバイス。
  3. 　前記第１の方向に交差する第２の方向の両端において前記複数のアンテナパターンと接続するＦＰＣ基板をさらに備え、
    　隣り合うアンテナパターンのアンテナ線が平面視で交差する箇所は、いずれか一方のアンテナ線が、前記ＦＰＣ基板に形成されたコンタクトホールを介して配線されている、請求項１または２に記載のアンテナデバイス。
  4. 　前記アンテナパターンが、ループ状または２巻以上の螺旋状に形成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナデバイス。
  5. 　前記アンテナ層を二層備え、
    　前記二層のアンテナ層が、それぞれが有する複数のアンテナパターンが並ぶ方向が、互いに直交するよう配置されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナデバイス。
  6. 　表示パネルをさらに備えた、請求項１から５のいずれか一項に記載のアンテナデバイス。
  7. 　前記表示パネルと前記アンテナ層との間に光拡散フィルムを設けた、請求項６に記載のアンテナデバイス。
  8. 　タッチパネルをさらに備えた、請求項６または７に記載のアンテナデバイス。
  9. 　前記アンテナ層は、透明金属またはメッシュ状にパターニングされた金属である、請求項１から８のいずれか一項に記載のアンテナデバイス。
     
     
PCT/JP2017/002857 2016-01-29 2017-01-27 アンテナデバイス WO2017131129A1 (ja)

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