非接触駆動型表示装置
【課題】本発明は、製造及びメンテナンスが容易で、低コストで構成可能な非接触駆動型表示装置１を提供する。
【解決手段】非接触駆動型表示装置１は、所定の共振周波数を有する直列共振回路２５と表示素子２３とを備える表示回路２１が形成された表示基板２と、表示回路２１を駆動する駆動信号を出力する駆動回路３１と、駆動回路３１が生成した駆動信号を出力する駆動側インダクタ３Ｌとが形成された駆動基板３と、表示基板２及び駆動基板３を保持する保持部材５０とを備え、表示基板２と駆動基板３とを離間して対面させると共に駆動回路３１から表示回路２１に駆動信号を電磁誘導で伝える。
【解決手段】非接触駆動型表示装置１は、所定の共振周波数を有する直列共振回路２５と表示素子２３とを備える表示回路２１が形成された表示基板２と、表示回路２１を駆動する駆動信号を出力する駆動回路３１と、駆動回路３１が生成した駆動信号を出力する駆動側インダクタ３Ｌとが形成された駆動基板３と、表示基板２及び駆動基板３を保持する保持部材５０とを備え、表示基板２と駆動基板３とを離間して対面させると共に駆動回路３１から表示回路２１に駆動信号を電磁誘導で伝える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動回路から表示回路に駆動信号を電磁誘導で伝える非接触駆動型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、様々な種類のディスプレイが研究及び開発されている。これらのディスプレイは、大きく２つに分類することができる。一方としては、例えば、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、有機ＥＬ（Electro Luminescence）、無機ＥＬ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＦＥＤ（Field Emission Display）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等の表示素子自体が発光するものがあげられる。他方としては、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）、電子ペーパー等の表示素子自体が発光せず、別の光源が必要となるものがあげられる。
【０００３】
ここで、ＬＣＤ及びＰＤＰ等を用いたテレビ用ディスプレイは、大画面化が進み、例えば、１００インチ以上の大型ディスプレイも開発されている（例えば、非特許文献１参照）。また、有機ＥＬを用いたディスプレイは、例えば、携帯電話端末や小型モバイル機器に搭載されている（例えば、非特許文献２参照）。また、ＬＥＤを用いたディスプレイは、例えば、駅等の屋外での様々な情報（例えば、電車の時刻）を表示する電光掲示板として広く利用されている。さらに、無機ＥＬを用いたディスプレイは、例えば、シート状の安値な面光源として広く利用されている。
【０００４】
これらのディスプレイは、発光体及び光シャッターを備える表示素子と、この表示素子を駆動する駆動回路とを積層して一枚の基板とする構造が主流である。また、これらのディスプレイは、表示素子を備える基板と駆動回路を有する基板との二枚の基板で構成し、表示素子と駆動回路とを配線で物理的に接続する構造も可能である（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の発明は、発光層ＴＦＴを有する表示回路を有する基板と、駆動回路を有する基板とを別々に製造し、両回路を電極で接続して駆動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２８１９８６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】R.Murai et al.:Proc.IDW07,2007 pp.783-786
【非特許文献２】M.Kobayashi et al.:Proc.IDW07,2007 pp.221-224
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前記したような表示素子と駆動回路とを一枚の基板に積層した構造、及び、二枚の基板を配線で物理的に接続した構造では、以下のような問題が生じる。表示素子と駆動回路の何れか一方のみが故障又は破損した場合、これらを分離できないことから、基板全体を修理又は交換する必要があり、メンテナンスが容易ではなく、メンテナンスコストが高くなるという問題がある。
【０００８】
また、表示素子と駆動回路とを一枚の基板に積層した構造では、製造工程において、表示素子又は駆動回路の何れか一方に不良が発生するだけで、基板全体を不良品として扱うこととなり、製造の歩留まりを向上させることが難しい。さらに、有機ＥＬやＬＣＤを表示素子として用いる場合、駆動用のＴＦＴをこの表示素子の近くに形成する必要があり、製造工程が複雑になり、製造コストが高くなるという問題もある。特に、基板に電極を蒸着するといった高熱処理を含む場合、表示素子への悪影響を防ぐために、製造工程が余計に複雑になってしまう。
【０００９】
そこで、本発明は、製造及びメンテナンスが容易で、低コストで構成可能な非接触駆動型表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記した課題を解決するため、本願第１発明に係る非接触駆動型表示装置は、所定の共振周波数を有する共振回路と表示素子とを備える表示回路が形成された表示基板と、当該表示回路を駆動する駆動信号を出力する駆動回路が形成された駆動基板とを離間して対面させると共に、前記駆動回路から前記表示回路に前記駆動信号を電磁誘導で伝える非接触駆動型表示装置であって、前記駆動基板は、前記駆動回路が生成した駆動信号を出力する駆動側インダクタを備え、前記表示回路は、前記駆動側インダクタから入力された前記駆動信号の周波数が、当該表示回路が備える前記共振回路の前記共振周波数に一致するときは、前記表示素子に前記駆動信号を出力することを特徴とする。
【００１１】
かかる構成によれば、非接触駆動型表示装置は、互いに非接触な駆動回路と表示回路との間で、電磁誘導によって駆動信号を伝えることができる。これによって、非接触駆動型表示装置は、表示基板と駆動基板とを別々に製造できるので、駆動基板製造工程での高熱処理による表示素子への悪影響が殆ど無い。また、非接触駆動型表示装置は、完成後においても表示基板と駆動基板とを容易に分離できるので、表示基板と駆動基板の何れか一方のみを交換又は修理することができる。
【００１２】
また、本願第２発明に係る非接触駆動型表示装置は、前記共振回路が、前記駆動側インダクタから前記駆動信号が入力される表示側インダクタとコンデンサとを直列に接続した直列共振回路であり、前記表示回路が、前記表示素子と前記直列共振回路とを直列に接続したことを特徴とする。
【００１３】
かかる構成によれば、非接触駆動型表示装置は、駆動信号の周波数が直列共振回路の共振周波数に一致するときは、直列共振回路のインピーダンスが略ゼロになることで、駆動信号が直列共振回路を伝わって表示素子に出力される。
【００１４】
また、本願第３発明に係る非接触駆動型表示装置は、前記共振回路が、表示側インダクタとコンデンサとを並列に接続した並列共振回路であり、前記表示回路が、前記駆動側インダクタから前記駆動信号が入力される入力用インダクタをさらに備え、前記入力用インダクタに対して前記表示素子と前記並列共振回路とを直列に接続したことを特徴とする。
【００１５】
かかる構成によれば、非接触駆動型表示装置は、駆動信号の周波数が並列共振回路の共振周波数に一致するときは、並列共振回路のインピーダンスが無限大になることで、駆動信号が並列共振回路を伝わらずに表示素子に出力される。
【００１６】
また、本願第４発明に係る非接触駆動型表示装置は、前記表示側インダクタが、比透磁率が１０以上１００００以下の芯材を備え、前記コンデンサが、厚さが０．０１マイクロメートル以上５マイクロメートル以下の厚さで、かつ、比誘電率が１０以上５０００以下の誘電体を備えることを特徴とする。
【００１７】
かかる構成によれば、非接触駆動型表示装置は、表示側インダクタ及びコンデンサを小型化できる。この場合、芯材としては、例えば、鉄、コバルト又はニッケルを用いることができる。また、誘電体としては、例えば、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム又はチタン酸ジルコニウム酸鉛（ＰＺＴ）を用いることができる。
【００１８】
また、本願第５発明に係る非接触駆動型表示装置は、予め設定された間隔で前記表示基板と前記駆動基板とを保持する保持部材を備えることを特徴とする。かかる構成によれば、非接触駆動型表示装置は、電磁誘導が発生する間隔で表示基板と駆動基板とを保持することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、以下のような優れた効果を奏する。
本願第１発明によれば、表示基板と駆動基板とを別々に製造すると共に、完成後においても表示基板と駆動基板とを容易に分離できる。これによって、本願第１発明によれば、駆動基板製造工程での高熱処理による表示素子への悪影響が殆ど無く、表示基板と駆動基板の何れか一方のみを交換又は修理することができ、製造及びメンテナンスが容易で、低コストである。
【００２０】
本願第２，３に係る発明によれば、駆動信号の周波数が共振回路の共振周波数に一致するときのみ表示素子が発光するので、何れの表示素子を発光させるか制御（選択）できる。
【００２１】
本願第４に係る発明によれば、表示側インダクタ及びコンデンサを小型化できるので、非接触駆動型表示装置を高精細化できる。
【００２２】
本願第５に係る発明によれば、電磁誘導が発生する間隔で表示基板と駆動基板とを保持できるので、駆動回路から表示回路に駆動信号を伝えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る非接触駆動型表示装置の概略図である。
【図２】図１の非接触駆動型表示装置において、動作原理を説明する説明図である。
【図３】本発明の第１実施形態における保持部材の第１例を説明する説明図であり、（ａ）は非接触駆動型表示装置の斜視図であり、（ｂ）は非接触駆動型表示装置のＡ−Ａ´断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態における保持部材の第２例を説明する説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る非接触駆動型表示装置において、動作原理を説明する説明図である。
【図６】本発明の実施例１を説明する説明図である。
【図７】本発明の実施例２における共振回路において、容量を一定にしたときのインダクタンスと共振周波数との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
第１実施形態：直列共振回路）
［非接触駆動型表示装置の構成］
【００２５】
本発明の各実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態において、同一の部材には同一の符号を付し、説明を省略した。
【００２６】
以下、図１，図２を参照して、本発明の第１実施形態に係る非接触駆動型表示装置の構成について説明する。図１に示すように、非接触駆動型表示装置１は、離間して対向させた表示基板２と駆動基板３とを備える。また、非接触駆動型表示装置１は、後記する保持部材（図３，図４参照）によって、表示基板２と駆動基板３とを一定の間隔に保持する。なお、保持部材の詳細は、後記する。
【００２７】
表示基板２は、後記する表示回路２１が形成されたものである。この表示基板２は、例えば、プリント基板、ガラス基板又はシリコン基板等の一般的な基板である。ここで、表示基板２は、縦方向及び横方向にそれぞれ所定の数の表示回路２１がマトリクス状に形成されている。なお、表示回路２１の個数及び表示基板２における配置は、これに制限されない。
【００２８】
表示回路２１は、それぞれ、図２（ａ）に示すように、表示素子２３と直列共振回路２５とを直列に接続した閉回路である。ここで、表示素子２３は、電気信号（駆動信号）によって光を変調するＬＥＤ、有機ＥＬ、無機ＥＬ、ＬＣＤ、電子ペーパー、ＦＥＤ、ＤＭＤ等の電気−光素子であれば良い。また、表示素子２３は、後記する直列共振回路２５の共振周波数と駆動信号の周波数とが一致しないときの駆動信号の電力で発光せずに、直列共振回路２５の共振周波数と駆動信号の周波数とが一致するときの駆動信号の電力で発光することが好ましい。言い換えると、表示素子２３は、その発光開始電圧が、直列共振回路２５の共振周波数と駆動信号の周波数とが一致しないときの駆動信号の電圧を超え、かつ、直列共振回路２５の共振周波数と駆動信号の周波数とが一致するときの駆動信号の電圧未満であることが好ましい。
【００２９】
ここで、表示回路２１を積層して形成する場合、表示回路２１の膜厚は、１０ｎｍ以上１ｍｍ以下にすることが好ましい。さらに、この膜厚は、フォトリゾグラフィー等の微細加工技術で積層して非接触駆動型表示装置１を高精細化できることから、１μｍ以下とすることがより好ましい。
【００３０】
また、例えば、駅等の屋外での電光掲示板等、高精細化を要求されない場合、表示回路２１は、後記するように、市販されているＬＥＤ等の表示素子、及び、インダクタとコンデンサとのパッケージを用いて形成することもできる。
【００３１】
直列共振回路２５は、表示側インダクタ２５Ｌとコンデンサ２５Ｃとを直列に接続したものであり、所定の共振周波数を有する。また、表示側インダクタ２５Ｌは、直列共振回路２５を構成すると共に、後記する駆動側インダクタ３Ｌからの駆動信号を電磁誘導によって表示回路２１に入力するものである。この表示側インダクタ２５Ｌは、導電性を有する材料で形成されており、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ等の抵抗値の低い材料であることが好ましい。
【００３２】
図１の駆動基板３は、駆動回路３１と、表示回路２１に対応する駆動側インダクタ３Ｌとを備える。この駆動基板３は、例えば、プリント基板、ガラス基板又はシリコン基板等の一般的な基板である。ここで、駆動基板３は、所定数の駆動側インダクタ３Ｌが横方向に直列に接続されたものが、行単位に複数配置される。また、駆動基板３は、駆動回路３１側（図１では右側）に位置する先頭の駆動側インダクタ３Ｌのそれぞれと、駆動回路３１とが接続される。そして、駆動基板３は、最後尾（図１では左側）の駆動側インダクタ３Ｌのそれぞれと、接地した抵抗３Ｒとが接続される。
【００３３】
駆動回路３１は、各表示回路２１を駆動する駆動信号を生成する信号源４０に接続され、この駆動信号を、各表示回路２１に対応する駆動側インダクタ３Ｌに出力するものである。ここでは、図１に示すように、駆動側インダクタ３Ｌが横方向の行単位で配置されているため、信号源４０は、この行単位で駆動信号を順次生成する。また、駆動回路３１は、この駆動信号に対応する駆動側インダクタ３Ｌが含まれる行に対して、駆動信号を出力する。そして、駆動側インダクタ３Ｌは、駆動信号が入力されると、電磁誘導によって、この駆動信号を表示側インダクタ２５Ｌに出力する。
【００３４】
なお、駆動回路３１と駆動側インダクタ３Ｌとの接続方法は、図１のように行単位で行わず、駆動信号の周波数帯域等の条件に応じて任意にできる。ここで、駆動基板３は、全ての駆動側インダクタ３Ｌと駆動回路３１とを直接接続しても良い。また、駆動基板３は、全ての駆動側インダクタ３Ｌ同士を接続すると共に、何れか１個の駆動側インダクタ３Ｌと駆動回路３１とを一箇所だけ接続しても良い。
【００３５】
なお、駆動回路３１及び駆動側インダクタ３Ｌは、表示回路２１と同様にフォトリゾグラフィー等の微細加工技術で積層しても良い。また、駆動側インダクタ３Ｌは、表示側インダクタ２５Ｌと同様のものを用いても良い。さらに、表示回路２１と駆動側インダクタ３Ｌとが一対一で対応させたが、Ｎ対一で対応させても良い（但し、Ｎは２以上の整数）。
【００３６】
＜非接触駆動型表示装置の動作原理＞
以下、図２を参照し、非接触駆動型表示装置１の動作原理について説明する（適宜図１参照）。なお、図２（ａ）〜（ｃ）では、上側が表示基板２に相当し、下側が駆動基板３に相当する。また、図２（ａ）〜（ｃ）では、説明のため、１個の表示回路２１と、これに対応する駆動側インダクタ３Ｌと信号源４とを図示し、駆動回路３１の図示を省略した。
【００３７】
図２（ａ）に示すように、駆動側インダクタ３Ｌは、信号源４０からの駆動信号が入力されると、この駆動信号に応じた磁界Ｂを発生させる。そして、表示側インダクタ２５Ｌでは、この磁界Ｂに応じて、起電力（駆動信号）を発生させる。つまり、非接触駆動型表示装置１は、電磁誘導によって、互いに非接触な駆動側インダクタ３Ｌと表示側インダクタ２５Ｌとの間で駆動信号を伝える。
【００３８】
図２（ｂ）に示すように、直列共振回路２５の共振周波数と駆動信号の周波数とが一致する場合、直列共振回路２５が共振する。このとき、直列共振回路２５のインピーダンスが略ゼロになることで、起電力（駆動信号）Ｅの電力が最大となり、駆動信号に応じて表示素子２３が発光する。
【００３９】
一方、図２（ｃ）に示すように、直列共振回路２５の共振周波数と駆動信号の周波数とが一致しない場合、直列共振回路２５が共振しない。このとき、起電力（駆動信号）Ｅが直列共振回路２５にほとんど流れず、表示素子２３は、発光しない。つまり、非接触駆動型表示装置１は、駆動信号の周波数と直列共振回路２５の共振周波数との関係によって、発光させる表示素子２３を制御（選択）することができる。従って、非接触駆動型表示装置１は、直列共振回路２５同士が、異なる共振周波数を有することが好ましい。
【００４０】
＜保持部材：第１例＞
以下、図３を参照し、非接触駆動型表示装置１の保持部材５０の第１例について説明する（適宜図１参照）。なお、図３では、保持部材５０は、非接触駆動型表示装置１の筐体としている。
【００４１】
図３（ａ）に示すように、保持部材５０は、表示基板２で表示回路が形成された表示面２ａが露出するような開口部が形成され、表示基板２及び駆動基板３より少し大きい長方体状である。また、図３（ｂ）に示すように、保持部材５０は、表示基板２の表示面２ａに突出した縁部５１が形成され、表示基板２が外れないようにしている。そして、保持部材５０は、内側面に突出した凸部５３が形成され、表示基板２及び駆動基板３の間隔を一定に保持すると共に、表示基板２及び駆動基板３を筐体内部に固定する。さらに、保持部材５０は、何れか一つの側面を開放可能とし、表示基板２や駆動基板３を取り外し可能とする。
【００４２】
＜保持部材：第２例＞
以下、図４を参照し、非接触駆動型表示装置１の保持部材５０の第２例について説明する（適宜図１参照）。図４では、表示基板２及び駆動基板３は、それぞれ、回路等が形成されていない四隅に貫通穴を形成する。そして、保持部材５０は、各貫通穴に挿入され、表示基板２及び駆動基板３の間隔を一定に保持する。なお、保持部材５０は、円筒状の部材としたが、表示基板２及び駆動基板３の確実に保持固定するため、ボルト及びナットの組み合わせとしても良い。
【００４３】
＜製造方法の具体例＞
以下、図１に戻り、非接触駆動型表示装置１の製造方法の具体例について簡単に説明する。この例は、屋外用のＬＥＤディスプレイとして用いる非接触駆動型表示装置１を製造するものである。まず、非接触駆動型表示装置１は、プリント基板等の表示基板２の表面に配線パターンを印刷する。そして、非接触駆動型表示装置１は、配線パターンが印刷された表示基板２において、配線パターン上の所定位置にＬＥＤ、コンデンサ及びインダクタを配置する。
【００４４】
また、非接触駆動型表示装置１は、プリント基板等の駆動基板３の表面に配線パターンを印刷する。そして、非接触駆動型表示装置１は、配線パターンが印刷された駆動基板３において、配線パターン上の所定位置にインダクタを配置する。なお、駆動回路３１としては、例えば、プログラム可能なＩＣ（Integrated Circuit)を用いることができる。その後、非接触駆動型表示装置１は、表示基板２と駆動基板３とを形成した後、保持部材に両基板を装着する。このように、非接触駆動型表示装置１は、表示基板２と駆動基板３とを電極等を用いて電気的に接続する必要がないため、両基板を別々に製造できると共に、一方の基板のみを容易に交換又は修理できる。
【００４５】
なお、非接触駆動型表示装置１は、一般的なフォトリゾグラフィー等の微細加工技術で表示基板２と駆動基板３とを製造することもできる。このとき、非接触駆動型表示装置１は、図１に示すような平面回路に限定されず、積層回路としても良い。
【００４６】
以上のように、非接触駆動型表示装置１は、互いに非接触な駆動回路３１と表示回路２１との間で、電磁誘導によって駆動信号を伝えることができる。これによって、非接触駆動型表示装置１は、表示基板２と駆動基板３とを別々に製造できるので、駆動基板製造工程での高熱処理による表示素子２３への悪影響が殆ど無い。また、非接触駆動型表示装置１は、完成後においても表示基板２と駆動基板３とを容易に分離できるので、表示基板２と駆動基板３の何れか一方のみを交換又は修理することができる。さらに、非接触駆動型表示装置１は、駆動用のＴＦＴを必要としない。このように、非接触駆動型表示装置１は、製造及びメンテナンスが容易で、低コストである。
【００４７】
また、非接触駆動型表示装置１は、駆動側インダクタ３Ｌが、直列共振回路２５を構成するだけでなく、電磁誘導によって駆動信号を入力する機能も備える。これによって、非接触駆動型表示装置１は、部品数を少なくでき、コストがより低くなる。
【００４８】
（第２実施形態：並列共振回路）
［非接触駆動型表示装置の構成］
以下、図５を参照して、本発明の第２実施形態に係る非接触駆動型表示装置の構成について、第１実施形態と異なる点を主に説明する（適宜図１参照）。第２実施形態に係る非接触駆動型表示装置１Ｂは、表示回路２１に、直列共振回路２５の代わりに、入力用インダクタ２７と並列共振回路２９とが含まれる点が大きく異なる。
【００４９】
図５（ａ）に示すように、表示回路２１は、表示素子２３と、入力用インダクタ２７と、並列共振回路２９とを備える。入力用インダクタ２７は、駆動側インダクタ３Ｌから駆動信号が入力されるものである。また、並列共振回路２９は、表示側インダクタ２９Ｌと、コンデンサ２９Ｃとを並列に接続したものである。そして、表示素子２３及び並列共振回路２９は、入力用インダクタ２７の反対側で、設置した抵抗に接続される。つまり、表示回路２１は、入力用インダクタ２７に対し、表示素子２３と表示側インダクタ２９Ｌとコンデンサ２９Ｃとを直列に接続した回路である。
【００５０】
表示側インダクタ２９Ｌとコンデンサ２９Ｃとは、それぞれ、図２の表示側インダクタ２５Ｌとコンデンサ２５Ｃと同様のものであるため、説明を省略する。また、第２実施形態における駆動基板は、図１の同様のものであるため、説明を省略する。さらに、第２実施形態における保持部材は、図３及び図４と同様のものであるため、説明を省略する。
【００５１】
＜非接触駆動型表示装置の動作原理＞
以下、図５を参照し、非接触駆動型表示装置１Ｂの動作原理について説明する（適宜図１参照）
【００５２】
図５（ａ）に示すように、駆動側インダクタ３Ｌは、信号源４０からの駆動信号が入力されると、この駆動信号に応じた磁界Ｂを発生させる。そして、表示側インダクタ２９Ｌは、この磁界Ｂに応じて、起電力（駆動信号）を発生させる。つまり、非接触駆動型表示装置１は、電磁誘導によって、互いに非接触な駆動側インダクタ３Ｌと表示側インダクタ２９Ｌとの間で駆動信号を伝えることを可能としている。
【００５３】
図５（ｂ）に示すように、並列共振回路２９の共振周波数と駆動信号の周波数とが一致する場合、並列共振回路２９が共振する。このとき、並列共振回路２９のインピーダンスが無限大になることで、起電力（駆動信号）Ｅが並列共振回路２９を伝わらずに表示素子２３に出力され、駆動信号に応じて表示素子２３が発光する。
【００５４】
一方、図５（ｃ）に示すように、並列共振回路２９の共振周波数と駆動信号の周波数とが一致しない場合、並列共振回路２９が共振しない。このとき、起電力（駆動信号）Ｅは、並列共振回路２９にほとんど流れてしまい、表示素子２３は、発光しない。つまり、非接触駆動型表示装置１Ｂは、駆動信号の周波数と並列共振回路２９の共振周波数との関係によって、発光させる表示素子２３を制御（選択）することができる。従って、非接触駆動型表示装置１は、並列共振回路２９同士が、異なる共振周波数を有することが好ましい。
【００５５】
以上のように、非接触駆動型表示装置１Ｂは、互いに非接触な駆動回路３１と表示回路２１との間で、電磁誘導によって駆動信号を伝えることができる。これによって、非接触駆動型表示装置１Ｂは、表示基板２と駆動基板３とを別々に製造できるので、駆動基板製造工程での高熱処理による表示素子２３への悪影響が殆ど無い。また、非接触駆動型表示装置１Ｂは、完成後においても表示基板２と駆動基板３とを容易に分離できるので、表示基板２と駆動基板３の何れか一方のみを交換又は修理することができる。さらに、非接触駆動型表示装置１Ｂは、駆動用のＴＦＴを必要としない。このように、第２実施形態に係る非接触駆動型表示装置１Ｂは、製造及びメンテナンスが容易で、低コストである。
【実施例】
【００５６】
（実施例１）
以下、本発明の各実施例について説明する。実施例１では、本発明の第１実施形態に係る非接触駆動型表示装置１において、動作原理を検証した（適宜図１参照）。図６に示すように、実施例１に係る非接触駆動型表示装置１は、表示基板２に２個の表示回路２１ａ，２１ｂを形成すると共に、各表示回路２１ａ，２１ｂに対応する駆動側インダクタ３Ｌａ，３Ｌｂを駆動基板３に形成している。なお、図６では、上側が表示基板２に相当し、下側が駆動基板３に相当する。また、図６では、駆動回路３１の図示を省略した。
【００５７】
表示素子２３ａ，２３ｂは、それぞれ、緑色に発光するＬＥＤであり、その発光開始電圧が２．６Ｖであった。また、表示側インダクタ２５Ｌａは、インダクタンスが３μＨであった。そして、表示側インダクタ２５Ｌｂは、インダクタンスが２μＨであった。さらに、コンデンサ２５Ｃａ，２５Ｃｂは、容量がともに３０ｐＦであった。
【００５８】
駆動側インダクタ３Ｌａ，３Ｌｂは、インダクタンスがともに６０μＨであった。また、表示回路２１ａ，２１ｂと駆動側インダクタ３Ｌａ，３Ｌｂとの距離が１ｍｍとなるように、保持部材（不図示）が、表示基板２と駆動基板３とを保持した。そして、信号源４０が、７Ｖｐｐの正弦波の駆動信号を、徐々に周波数を変えながら駆動回路に出力した。このとき、表示素子２３ａ，２３ｂがどのように点灯するかを目視によって検証した。
【００５９】
表示素子２３ａは、駆動信号の周波数が１９ＭＨｚ〜２１ＭＨｚの間で発光した。一方、表示素子２３ｂは、駆動信号の周波数が２５ＭＨｚ〜２７ＭＨｚの間で発光した。このように、表示素子２３ａ，２３ｂが点灯する周波数が異なるのは、表示素子２３ａ，２３ｂに接続された表示側インダクタ２５Ｌａ，２５１ｂのインダクタンスが異なることで、これらの共振周波数が異なる結果と考えられる。
【００６０】
次に、信号源４０が、７Ｖｐｐの正弦波の駆動信号を、１５ＭＨｚ〜２５ＭＨｚまで、４９９ｍｓｅｃの周期でスイープさせて出力した。このとき、表示素子２３ａ，２３ｂがどのように点灯するかを目視によって検証した。
【００６１】
表示素子２３ａは、駆動信号の周波数が１９ＭＨｚ〜２１ＭＨｚのときに発光した。また、表示素子２３ｂは、駆動信号の周波数が２５ＭＨｚのときに発光した。このことから、駆動信号の周波数を変えることによって、発光させる表示素子２３ａ，２３ｂを制御（選択）できることが分かった。
【００６２】
さらに、駆動信号が電磁誘導によって伝えられていることを検証した。具体的には、表示素子２３ａが発光する周波数の駆動信号を入力した状態とし、表示基板２と駆動基板３との間隔を徐々に広げた。このとき、表示素子２３ａ，２３ｂの点灯状態を目視した。
【００６３】
表示基板２と駆動基板３との間隔が５ｃｍになったとき、表示素子２３ａが発光しなくなった。このことから、非接触駆動型表示装置１では、駆動信号が、互いに非接触な駆動回路３１と表示回路２１ａとの間を、電磁誘導によって伝えられていることが分かった。
【００６４】
（実施例２）
以下、実施例２について説明する（適宜図１，図２参照）。実施例２は、本発明の第１実施形態に係る非接触駆動型表示装置１を屋外用のＬＥＤディスプレイに適用した例である。
【００６５】
ここで、図７に示すように、コンデンサ２５Ｃの容量を一定（８８５ｐＦ）とし、共振周波数の範囲を約５ＭＨｚ〜１７ＭＨｚとした場合、表示側インダクタ２５Ｌは、そのインダクタンスが０．１μＨ〜１．１μＨとなる。つまり、１００ライン（ＱＶＧＡ）のＬＥＤディスプレイに適用する場合、この０．１μＨ〜１．１μＨの範囲を、０．０１μＨ毎に１００等分すれば、画素の選択性を確保できる。なお、図７に示すように、インダクタンスと共振周波数との関係は非線形になるので、インダクタンスに対する共振周波数の変化が大きい部分（図７で傾きの大きい部分）を、より細かく分割しても良い。
【００６６】
屋外用のＬＥＤディスプレイでは、例えば、画素ピッチが１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度である。一般的に、共振回路では、キャパシタンスと直列抵抗とを小さくするほどＱ値が高くなる。これらのことから、実施例２では、Ｑ値が数十程度あれば十分なので、直列抵抗を１Ω以下とすれば良い。現在、μＨオーダで直列抵抗が１Ωのインダクタは市販されている。つまり、本発明に係る非接触駆動型表示装置１は、屋外用のＬＥＤディスプレイとして、市販されたパッケージを用いて、十分に実現可能である。
【００６７】
なお、前記したように、市販されたパッケージを用いるとコストが高くなる場合がある。そこで、基板に共振回路を直接形成することを考える。具体的には、表示側インダクタ２５Ｌは、平均半径が３ｍｍで、コイル領域の幅が４ｍｍで、１４回巻きのらせん状のインダクタとすると、そのインダクタンスが１．０μＨとなる。このとき、表示側インダクタ２５Ｌは、電極間のピッチが０．２８ｍｍとなり、比較的容易に形成が可能である。また、コンデンサ２５Ｃは、比誘電率が１で、誘電体の面積が１０×１０ｍｍ２で、誘電体の厚みが１０μｍとすれば、容量が８８５ｐＦとなる。このように、コンデンサ２５Ｃは、十分に実現可能なサイズである。つまり、本発明に係る非接触駆動型表示装置１は、屋外用のＬＥＤディスプレイとして、基板に共振回路を直接形成する方法によっても、十分に実現可能である。
【００６８】
（参考例１）
以下、参考例１について説明する（適宜図１，図２参照）。参考例１は、本発明の第１実施形態に係る非接触駆動型表示装置１について、高精細なディスプレイへの適用を検討したものである。
【００６９】
インダクタンスとキャパシタンスとの値が画素の面積に比例することから、画素の面積が０．１×０．１ｍｍ２と小型化すると、インダクタンスとキャパシタンスとの値は、それぞれ、１／１００と、１／１００００とになってしまう。そこで、インダクタンスとキャパシタンスとの値を前記した実施例２と同程度に保つために、表示側インダクタ２５Ｌは、その中心に、比透磁率が１０以上１００００以下の芯材（例えば、鉄、コバルト又はニッケル）を備える。また、コンデンサ２５Ｃは、比誘電率が１０以上５０００以下と高い誘電体（例えば、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム又はチタン酸ジルコニウム酸鉛）とし、この誘電体の厚さを０．０１マイクロメートル以上５マイクロメートル以下と薄くする。前記した表示側インダクタ２５Ｌ及びコンデンサ２５Ｃは、問題なく形成できる。このことから、高精細化に問題はなく、本発明に係る非接触駆動型表示装置１は、高精細なディスプレイとしても、十分に実現可能と考えられる。
【符号の説明】
【００７０】
１，１Ｂ 非接触駆動型表示装置
２ 表示基板
２１，２１ａ，２１ｂ 表示回路
２３，２３ａ，２３ｂ 表示素子
２５ 直列共振回路
２５Ｃ，２５Ｃａ，２５Ｃｂ，２９Ｃ コンデンサ
２５Ｌ，２５Ｌａ，２５Ｌｂ，２９Ｌ 表示側インダクタ
２７ 入力用インダクタ
２９ 並列共振回路
３ 駆動基板
３Ｌ，３Ｌａ，３Ｌｂ 駆動側インダクタ
３Ｒ 抵抗
３１ 駆動回路
４０ 信号源
５０ 保持部材
５１ 縁部
５３ 凸部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動回路から表示回路に駆動信号を電磁誘導で伝える非接触駆動型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、様々な種類のディスプレイが研究及び開発されている。これらのディスプレイは、大きく２つに分類することができる。一方としては、例えば、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、有機ＥＬ（Electro Luminescence）、無機ＥＬ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＦＥＤ（Field Emission Display）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等の表示素子自体が発光するものがあげられる。他方としては、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）、電子ペーパー等の表示素子自体が発光せず、別の光源が必要となるものがあげられる。
【０００３】
ここで、ＬＣＤ及びＰＤＰ等を用いたテレビ用ディスプレイは、大画面化が進み、例えば、１００インチ以上の大型ディスプレイも開発されている（例えば、非特許文献１参照）。また、有機ＥＬを用いたディスプレイは、例えば、携帯電話端末や小型モバイル機器に搭載されている（例えば、非特許文献２参照）。また、ＬＥＤを用いたディスプレイは、例えば、駅等の屋外での様々な情報（例えば、電車の時刻）を表示する電光掲示板として広く利用されている。さらに、無機ＥＬを用いたディスプレイは、例えば、シート状の安値な面光源として広く利用されている。
【０００４】
これらのディスプレイは、発光体及び光シャッターを備える表示素子と、この表示素子を駆動する駆動回路とを積層して一枚の基板とする構造が主流である。また、これらのディスプレイは、表示素子を備える基板と駆動回路を有する基板との二枚の基板で構成し、表示素子と駆動回路とを配線で物理的に接続する構造も可能である（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の発明は、発光層ＴＦＴを有する表示回路を有する基板と、駆動回路を有する基板とを別々に製造し、両回路を電極で接続して駆動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２８１９８６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】R.Murai et al.:Proc.IDW07,2007 pp.783-786
【非特許文献２】M.Kobayashi et al.:Proc.IDW07,2007 pp.221-224
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前記したような表示素子と駆動回路とを一枚の基板に積層した構造、及び、二枚の基板を配線で物理的に接続した構造では、以下のような問題が生じる。表示素子と駆動回路の何れか一方のみが故障又は破損した場合、これらを分離できないことから、基板全体を修理又は交換する必要があり、メンテナンスが容易ではなく、メンテナンスコストが高くなるという問題がある。
【０００８】
また、表示素子と駆動回路とを一枚の基板に積層した構造では、製造工程において、表示素子又は駆動回路の何れか一方に不良が発生するだけで、基板全体を不良品として扱うこととなり、製造の歩留まりを向上させることが難しい。さらに、有機ＥＬやＬＣＤを表示素子として用いる場合、駆動用のＴＦＴをこの表示素子の近くに形成する必要があり、製造工程が複雑になり、製造コストが高くなるという問題もある。特に、基板に電極を蒸着するといった高熱処理を含む場合、表示素子への悪影響を防ぐために、製造工程が余計に複雑になってしまう。
【０００９】
そこで、本発明は、製造及びメンテナンスが容易で、低コストで構成可能な非接触駆動型表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記した課題を解決するため、本願第１発明に係る非接触駆動型表示装置は、所定の共振周波数を有する共振回路と表示素子とを備える表示回路が形成された表示基板と、当該表示回路を駆動する駆動信号を出力する駆動回路が形成された駆動基板とを離間して対面させると共に、前記駆動回路から前記表示回路に前記駆動信号を電磁誘導で伝える非接触駆動型表示装置であって、前記駆動基板は、前記駆動回路が生成した駆動信号を出力する駆動側インダクタを備え、前記表示回路は、前記駆動側インダクタから入力された前記駆動信号の周波数が、当該表示回路が備える前記共振回路の前記共振周波数に一致するときは、前記表示素子に前記駆動信号を出力することを特徴とする。
【００１１】
かかる構成によれば、非接触駆動型表示装置は、互いに非接触な駆動回路と表示回路との間で、電磁誘導によって駆動信号を伝えることができる。これによって、非接触駆動型表示装置は、表示基板と駆動基板とを別々に製造できるので、駆動基板製造工程での高熱処理による表示素子への悪影響が殆ど無い。また、非接触駆動型表示装置は、完成後においても表示基板と駆動基板とを容易に分離できるので、表示基板と駆動基板の何れか一方のみを交換又は修理することができる。
【００１２】
また、本願第２発明に係る非接触駆動型表示装置は、前記共振回路が、前記駆動側インダクタから前記駆動信号が入力される表示側インダクタとコンデンサとを直列に接続した直列共振回路であり、前記表示回路が、前記表示素子と前記直列共振回路とを直列に接続したことを特徴とする。
【００１３】
かかる構成によれば、非接触駆動型表示装置は、駆動信号の周波数が直列共振回路の共振周波数に一致するときは、直列共振回路のインピーダンスが略ゼロになることで、駆動信号が直列共振回路を伝わって表示素子に出力される。
【００１４】
また、本願第３発明に係る非接触駆動型表示装置は、前記共振回路が、表示側インダクタとコンデンサとを並列に接続した並列共振回路であり、前記表示回路が、前記駆動側インダクタから前記駆動信号が入力される入力用インダクタをさらに備え、前記入力用インダクタに対して前記表示素子と前記並列共振回路とを直列に接続したことを特徴とする。
【００１５】
かかる構成によれば、非接触駆動型表示装置は、駆動信号の周波数が並列共振回路の共振周波数に一致するときは、並列共振回路のインピーダンスが無限大になることで、駆動信号が並列共振回路を伝わらずに表示素子に出力される。
【００１６】
また、本願第４発明に係る非接触駆動型表示装置は、前記表示側インダクタが、比透磁率が１０以上１００００以下の芯材を備え、前記コンデンサが、厚さが０．０１マイクロメートル以上５マイクロメートル以下の厚さで、かつ、比誘電率が１０以上５０００以下の誘電体を備えることを特徴とする。
【００１７】
かかる構成によれば、非接触駆動型表示装置は、表示側インダクタ及びコンデンサを小型化できる。この場合、芯材としては、例えば、鉄、コバルト又はニッケルを用いることができる。また、誘電体としては、例えば、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム又はチタン酸ジルコニウム酸鉛（ＰＺＴ）を用いることができる。
【００１８】
また、本願第５発明に係る非接触駆動型表示装置は、予め設定された間隔で前記表示基板と前記駆動基板とを保持する保持部材を備えることを特徴とする。かかる構成によれば、非接触駆動型表示装置は、電磁誘導が発生する間隔で表示基板と駆動基板とを保持することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、以下のような優れた効果を奏する。
本願第１発明によれば、表示基板と駆動基板とを別々に製造すると共に、完成後においても表示基板と駆動基板とを容易に分離できる。これによって、本願第１発明によれば、駆動基板製造工程での高熱処理による表示素子への悪影響が殆ど無く、表示基板と駆動基板の何れか一方のみを交換又は修理することができ、製造及びメンテナンスが容易で、低コストである。
【００２０】
本願第２，３に係る発明によれば、駆動信号の周波数が共振回路の共振周波数に一致するときのみ表示素子が発光するので、何れの表示素子を発光させるか制御（選択）できる。
【００２１】
本願第４に係る発明によれば、表示側インダクタ及びコンデンサを小型化できるので、非接触駆動型表示装置を高精細化できる。
【００２２】
本願第５に係る発明によれば、電磁誘導が発生する間隔で表示基板と駆動基板とを保持できるので、駆動回路から表示回路に駆動信号を伝えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る非接触駆動型表示装置の概略図である。
【図２】図１の非接触駆動型表示装置において、動作原理を説明する説明図である。
【図３】本発明の第１実施形態における保持部材の第１例を説明する説明図であり、（ａ）は非接触駆動型表示装置の斜視図であり、（ｂ）は非接触駆動型表示装置のＡ−Ａ´断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態における保持部材の第２例を説明する説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る非接触駆動型表示装置において、動作原理を説明する説明図である。
【図６】本発明の実施例１を説明する説明図である。
【図７】本発明の実施例２における共振回路において、容量を一定にしたときのインダクタンスと共振周波数との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
第１実施形態：直列共振回路）
［非接触駆動型表示装置の構成］
【００２５】
本発明の各実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態において、同一の部材には同一の符号を付し、説明を省略した。
【００２６】
以下、図１，図２を参照して、本発明の第１実施形態に係る非接触駆動型表示装置の構成について説明する。図１に示すように、非接触駆動型表示装置１は、離間して対向させた表示基板２と駆動基板３とを備える。また、非接触駆動型表示装置１は、後記する保持部材（図３，図４参照）によって、表示基板２と駆動基板３とを一定の間隔に保持する。なお、保持部材の詳細は、後記する。
【００２７】
表示基板２は、後記する表示回路２１が形成されたものである。この表示基板２は、例えば、プリント基板、ガラス基板又はシリコン基板等の一般的な基板である。ここで、表示基板２は、縦方向及び横方向にそれぞれ所定の数の表示回路２１がマトリクス状に形成されている。なお、表示回路２１の個数及び表示基板２における配置は、これに制限されない。
【００２８】
表示回路２１は、それぞれ、図２（ａ）に示すように、表示素子２３と直列共振回路２５とを直列に接続した閉回路である。ここで、表示素子２３は、電気信号（駆動信号）によって光を変調するＬＥＤ、有機ＥＬ、無機ＥＬ、ＬＣＤ、電子ペーパー、ＦＥＤ、ＤＭＤ等の電気−光素子であれば良い。また、表示素子２３は、後記する直列共振回路２５の共振周波数と駆動信号の周波数とが一致しないときの駆動信号の電力で発光せずに、直列共振回路２５の共振周波数と駆動信号の周波数とが一致するときの駆動信号の電力で発光することが好ましい。言い換えると、表示素子２３は、その発光開始電圧が、直列共振回路２５の共振周波数と駆動信号の周波数とが一致しないときの駆動信号の電圧を超え、かつ、直列共振回路２５の共振周波数と駆動信号の周波数とが一致するときの駆動信号の電圧未満であることが好ましい。
【００２９】
ここで、表示回路２１を積層して形成する場合、表示回路２１の膜厚は、１０ｎｍ以上１ｍｍ以下にすることが好ましい。さらに、この膜厚は、フォトリゾグラフィー等の微細加工技術で積層して非接触駆動型表示装置１を高精細化できることから、１μｍ以下とすることがより好ましい。
【００３０】
また、例えば、駅等の屋外での電光掲示板等、高精細化を要求されない場合、表示回路２１は、後記するように、市販されているＬＥＤ等の表示素子、及び、インダクタとコンデンサとのパッケージを用いて形成することもできる。
【００３１】
直列共振回路２５は、表示側インダクタ２５Ｌとコンデンサ２５Ｃとを直列に接続したものであり、所定の共振周波数を有する。また、表示側インダクタ２５Ｌは、直列共振回路２５を構成すると共に、後記する駆動側インダクタ３Ｌからの駆動信号を電磁誘導によって表示回路２１に入力するものである。この表示側インダクタ２５Ｌは、導電性を有する材料で形成されており、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ等の抵抗値の低い材料であることが好ましい。
【００３２】
図１の駆動基板３は、駆動回路３１と、表示回路２１に対応する駆動側インダクタ３Ｌとを備える。この駆動基板３は、例えば、プリント基板、ガラス基板又はシリコン基板等の一般的な基板である。ここで、駆動基板３は、所定数の駆動側インダクタ３Ｌが横方向に直列に接続されたものが、行単位に複数配置される。また、駆動基板３は、駆動回路３１側（図１では右側）に位置する先頭の駆動側インダクタ３Ｌのそれぞれと、駆動回路３１とが接続される。そして、駆動基板３は、最後尾（図１では左側）の駆動側インダクタ３Ｌのそれぞれと、接地した抵抗３Ｒとが接続される。
【００３３】
駆動回路３１は、各表示回路２１を駆動する駆動信号を生成する信号源４０に接続され、この駆動信号を、各表示回路２１に対応する駆動側インダクタ３Ｌに出力するものである。ここでは、図１に示すように、駆動側インダクタ３Ｌが横方向の行単位で配置されているため、信号源４０は、この行単位で駆動信号を順次生成する。また、駆動回路３１は、この駆動信号に対応する駆動側インダクタ３Ｌが含まれる行に対して、駆動信号を出力する。そして、駆動側インダクタ３Ｌは、駆動信号が入力されると、電磁誘導によって、この駆動信号を表示側インダクタ２５Ｌに出力する。
【００３４】
なお、駆動回路３１と駆動側インダクタ３Ｌとの接続方法は、図１のように行単位で行わず、駆動信号の周波数帯域等の条件に応じて任意にできる。ここで、駆動基板３は、全ての駆動側インダクタ３Ｌと駆動回路３１とを直接接続しても良い。また、駆動基板３は、全ての駆動側インダクタ３Ｌ同士を接続すると共に、何れか１個の駆動側インダクタ３Ｌと駆動回路３１とを一箇所だけ接続しても良い。
【００３５】
なお、駆動回路３１及び駆動側インダクタ３Ｌは、表示回路２１と同様にフォトリゾグラフィー等の微細加工技術で積層しても良い。また、駆動側インダクタ３Ｌは、表示側インダクタ２５Ｌと同様のものを用いても良い。さらに、表示回路２１と駆動側インダクタ３Ｌとが一対一で対応させたが、Ｎ対一で対応させても良い（但し、Ｎは２以上の整数）。
【００３６】
＜非接触駆動型表示装置の動作原理＞
以下、図２を参照し、非接触駆動型表示装置１の動作原理について説明する（適宜図１参照）。なお、図２（ａ）〜（ｃ）では、上側が表示基板２に相当し、下側が駆動基板３に相当する。また、図２（ａ）〜（ｃ）では、説明のため、１個の表示回路２１と、これに対応する駆動側インダクタ３Ｌと信号源４とを図示し、駆動回路３１の図示を省略した。
【００３７】
図２（ａ）に示すように、駆動側インダクタ３Ｌは、信号源４０からの駆動信号が入力されると、この駆動信号に応じた磁界Ｂを発生させる。そして、表示側インダクタ２５Ｌでは、この磁界Ｂに応じて、起電力（駆動信号）を発生させる。つまり、非接触駆動型表示装置１は、電磁誘導によって、互いに非接触な駆動側インダクタ３Ｌと表示側インダクタ２５Ｌとの間で駆動信号を伝える。
【００３８】
図２（ｂ）に示すように、直列共振回路２５の共振周波数と駆動信号の周波数とが一致する場合、直列共振回路２５が共振する。このとき、直列共振回路２５のインピーダンスが略ゼロになることで、起電力（駆動信号）Ｅの電力が最大となり、駆動信号に応じて表示素子２３が発光する。
【００３９】
一方、図２（ｃ）に示すように、直列共振回路２５の共振周波数と駆動信号の周波数とが一致しない場合、直列共振回路２５が共振しない。このとき、起電力（駆動信号）Ｅが直列共振回路２５にほとんど流れず、表示素子２３は、発光しない。つまり、非接触駆動型表示装置１は、駆動信号の周波数と直列共振回路２５の共振周波数との関係によって、発光させる表示素子２３を制御（選択）することができる。従って、非接触駆動型表示装置１は、直列共振回路２５同士が、異なる共振周波数を有することが好ましい。
【００４０】
＜保持部材：第１例＞
以下、図３を参照し、非接触駆動型表示装置１の保持部材５０の第１例について説明する（適宜図１参照）。なお、図３では、保持部材５０は、非接触駆動型表示装置１の筐体としている。
【００４１】
図３（ａ）に示すように、保持部材５０は、表示基板２で表示回路が形成された表示面２ａが露出するような開口部が形成され、表示基板２及び駆動基板３より少し大きい長方体状である。また、図３（ｂ）に示すように、保持部材５０は、表示基板２の表示面２ａに突出した縁部５１が形成され、表示基板２が外れないようにしている。そして、保持部材５０は、内側面に突出した凸部５３が形成され、表示基板２及び駆動基板３の間隔を一定に保持すると共に、表示基板２及び駆動基板３を筐体内部に固定する。さらに、保持部材５０は、何れか一つの側面を開放可能とし、表示基板２や駆動基板３を取り外し可能とする。
【００４２】
＜保持部材：第２例＞
以下、図４を参照し、非接触駆動型表示装置１の保持部材５０の第２例について説明する（適宜図１参照）。図４では、表示基板２及び駆動基板３は、それぞれ、回路等が形成されていない四隅に貫通穴を形成する。そして、保持部材５０は、各貫通穴に挿入され、表示基板２及び駆動基板３の間隔を一定に保持する。なお、保持部材５０は、円筒状の部材としたが、表示基板２及び駆動基板３の確実に保持固定するため、ボルト及びナットの組み合わせとしても良い。
【００４３】
＜製造方法の具体例＞
以下、図１に戻り、非接触駆動型表示装置１の製造方法の具体例について簡単に説明する。この例は、屋外用のＬＥＤディスプレイとして用いる非接触駆動型表示装置１を製造するものである。まず、非接触駆動型表示装置１は、プリント基板等の表示基板２の表面に配線パターンを印刷する。そして、非接触駆動型表示装置１は、配線パターンが印刷された表示基板２において、配線パターン上の所定位置にＬＥＤ、コンデンサ及びインダクタを配置する。
【００４４】
また、非接触駆動型表示装置１は、プリント基板等の駆動基板３の表面に配線パターンを印刷する。そして、非接触駆動型表示装置１は、配線パターンが印刷された駆動基板３において、配線パターン上の所定位置にインダクタを配置する。なお、駆動回路３１としては、例えば、プログラム可能なＩＣ（Integrated Circuit)を用いることができる。その後、非接触駆動型表示装置１は、表示基板２と駆動基板３とを形成した後、保持部材に両基板を装着する。このように、非接触駆動型表示装置１は、表示基板２と駆動基板３とを電極等を用いて電気的に接続する必要がないため、両基板を別々に製造できると共に、一方の基板のみを容易に交換又は修理できる。
【００４５】
なお、非接触駆動型表示装置１は、一般的なフォトリゾグラフィー等の微細加工技術で表示基板２と駆動基板３とを製造することもできる。このとき、非接触駆動型表示装置１は、図１に示すような平面回路に限定されず、積層回路としても良い。
【００４６】
以上のように、非接触駆動型表示装置１は、互いに非接触な駆動回路３１と表示回路２１との間で、電磁誘導によって駆動信号を伝えることができる。これによって、非接触駆動型表示装置１は、表示基板２と駆動基板３とを別々に製造できるので、駆動基板製造工程での高熱処理による表示素子２３への悪影響が殆ど無い。また、非接触駆動型表示装置１は、完成後においても表示基板２と駆動基板３とを容易に分離できるので、表示基板２と駆動基板３の何れか一方のみを交換又は修理することができる。さらに、非接触駆動型表示装置１は、駆動用のＴＦＴを必要としない。このように、非接触駆動型表示装置１は、製造及びメンテナンスが容易で、低コストである。
【００４７】
また、非接触駆動型表示装置１は、駆動側インダクタ３Ｌが、直列共振回路２５を構成するだけでなく、電磁誘導によって駆動信号を入力する機能も備える。これによって、非接触駆動型表示装置１は、部品数を少なくでき、コストがより低くなる。
【００４８】
（第２実施形態：並列共振回路）
［非接触駆動型表示装置の構成］
以下、図５を参照して、本発明の第２実施形態に係る非接触駆動型表示装置の構成について、第１実施形態と異なる点を主に説明する（適宜図１参照）。第２実施形態に係る非接触駆動型表示装置１Ｂは、表示回路２１に、直列共振回路２５の代わりに、入力用インダクタ２７と並列共振回路２９とが含まれる点が大きく異なる。
【００４９】
図５（ａ）に示すように、表示回路２１は、表示素子２３と、入力用インダクタ２７と、並列共振回路２９とを備える。入力用インダクタ２７は、駆動側インダクタ３Ｌから駆動信号が入力されるものである。また、並列共振回路２９は、表示側インダクタ２９Ｌと、コンデンサ２９Ｃとを並列に接続したものである。そして、表示素子２３及び並列共振回路２９は、入力用インダクタ２７の反対側で、設置した抵抗に接続される。つまり、表示回路２１は、入力用インダクタ２７に対し、表示素子２３と表示側インダクタ２９Ｌとコンデンサ２９Ｃとを直列に接続した回路である。
【００５０】
表示側インダクタ２９Ｌとコンデンサ２９Ｃとは、それぞれ、図２の表示側インダクタ２５Ｌとコンデンサ２５Ｃと同様のものであるため、説明を省略する。また、第２実施形態における駆動基板は、図１の同様のものであるため、説明を省略する。さらに、第２実施形態における保持部材は、図３及び図４と同様のものであるため、説明を省略する。
【００５１】
＜非接触駆動型表示装置の動作原理＞
以下、図５を参照し、非接触駆動型表示装置１Ｂの動作原理について説明する（適宜図１参照）
【００５２】
図５（ａ）に示すように、駆動側インダクタ３Ｌは、信号源４０からの駆動信号が入力されると、この駆動信号に応じた磁界Ｂを発生させる。そして、表示側インダクタ２９Ｌは、この磁界Ｂに応じて、起電力（駆動信号）を発生させる。つまり、非接触駆動型表示装置１は、電磁誘導によって、互いに非接触な駆動側インダクタ３Ｌと表示側インダクタ２９Ｌとの間で駆動信号を伝えることを可能としている。
【００５３】
図５（ｂ）に示すように、並列共振回路２９の共振周波数と駆動信号の周波数とが一致する場合、並列共振回路２９が共振する。このとき、並列共振回路２９のインピーダンスが無限大になることで、起電力（駆動信号）Ｅが並列共振回路２９を伝わらずに表示素子２３に出力され、駆動信号に応じて表示素子２３が発光する。
【００５４】
一方、図５（ｃ）に示すように、並列共振回路２９の共振周波数と駆動信号の周波数とが一致しない場合、並列共振回路２９が共振しない。このとき、起電力（駆動信号）Ｅは、並列共振回路２９にほとんど流れてしまい、表示素子２３は、発光しない。つまり、非接触駆動型表示装置１Ｂは、駆動信号の周波数と並列共振回路２９の共振周波数との関係によって、発光させる表示素子２３を制御（選択）することができる。従って、非接触駆動型表示装置１は、並列共振回路２９同士が、異なる共振周波数を有することが好ましい。
【００５５】
以上のように、非接触駆動型表示装置１Ｂは、互いに非接触な駆動回路３１と表示回路２１との間で、電磁誘導によって駆動信号を伝えることができる。これによって、非接触駆動型表示装置１Ｂは、表示基板２と駆動基板３とを別々に製造できるので、駆動基板製造工程での高熱処理による表示素子２３への悪影響が殆ど無い。また、非接触駆動型表示装置１Ｂは、完成後においても表示基板２と駆動基板３とを容易に分離できるので、表示基板２と駆動基板３の何れか一方のみを交換又は修理することができる。さらに、非接触駆動型表示装置１Ｂは、駆動用のＴＦＴを必要としない。このように、第２実施形態に係る非接触駆動型表示装置１Ｂは、製造及びメンテナンスが容易で、低コストである。
【実施例】
【００５６】
（実施例１）
以下、本発明の各実施例について説明する。実施例１では、本発明の第１実施形態に係る非接触駆動型表示装置１において、動作原理を検証した（適宜図１参照）。図６に示すように、実施例１に係る非接触駆動型表示装置１は、表示基板２に２個の表示回路２１ａ，２１ｂを形成すると共に、各表示回路２１ａ，２１ｂに対応する駆動側インダクタ３Ｌａ，３Ｌｂを駆動基板３に形成している。なお、図６では、上側が表示基板２に相当し、下側が駆動基板３に相当する。また、図６では、駆動回路３１の図示を省略した。
【００５７】
表示素子２３ａ，２３ｂは、それぞれ、緑色に発光するＬＥＤであり、その発光開始電圧が２．６Ｖであった。また、表示側インダクタ２５Ｌａは、インダクタンスが３μＨであった。そして、表示側インダクタ２５Ｌｂは、インダクタンスが２μＨであった。さらに、コンデンサ２５Ｃａ，２５Ｃｂは、容量がともに３０ｐＦであった。
【００５８】
駆動側インダクタ３Ｌａ，３Ｌｂは、インダクタンスがともに６０μＨであった。また、表示回路２１ａ，２１ｂと駆動側インダクタ３Ｌａ，３Ｌｂとの距離が１ｍｍとなるように、保持部材（不図示）が、表示基板２と駆動基板３とを保持した。そして、信号源４０が、７Ｖｐｐの正弦波の駆動信号を、徐々に周波数を変えながら駆動回路に出力した。このとき、表示素子２３ａ，２３ｂがどのように点灯するかを目視によって検証した。
【００５９】
表示素子２３ａは、駆動信号の周波数が１９ＭＨｚ〜２１ＭＨｚの間で発光した。一方、表示素子２３ｂは、駆動信号の周波数が２５ＭＨｚ〜２７ＭＨｚの間で発光した。このように、表示素子２３ａ，２３ｂが点灯する周波数が異なるのは、表示素子２３ａ，２３ｂに接続された表示側インダクタ２５Ｌａ，２５１ｂのインダクタンスが異なることで、これらの共振周波数が異なる結果と考えられる。
【００６０】
次に、信号源４０が、７Ｖｐｐの正弦波の駆動信号を、１５ＭＨｚ〜２５ＭＨｚまで、４９９ｍｓｅｃの周期でスイープさせて出力した。このとき、表示素子２３ａ，２３ｂがどのように点灯するかを目視によって検証した。
【００６１】
表示素子２３ａは、駆動信号の周波数が１９ＭＨｚ〜２１ＭＨｚのときに発光した。また、表示素子２３ｂは、駆動信号の周波数が２５ＭＨｚのときに発光した。このことから、駆動信号の周波数を変えることによって、発光させる表示素子２３ａ，２３ｂを制御（選択）できることが分かった。
【００６２】
さらに、駆動信号が電磁誘導によって伝えられていることを検証した。具体的には、表示素子２３ａが発光する周波数の駆動信号を入力した状態とし、表示基板２と駆動基板３との間隔を徐々に広げた。このとき、表示素子２３ａ，２３ｂの点灯状態を目視した。
【００６３】
表示基板２と駆動基板３との間隔が５ｃｍになったとき、表示素子２３ａが発光しなくなった。このことから、非接触駆動型表示装置１では、駆動信号が、互いに非接触な駆動回路３１と表示回路２１ａとの間を、電磁誘導によって伝えられていることが分かった。
【００６４】
（実施例２）
以下、実施例２について説明する（適宜図１，図２参照）。実施例２は、本発明の第１実施形態に係る非接触駆動型表示装置１を屋外用のＬＥＤディスプレイに適用した例である。
【００６５】
ここで、図７に示すように、コンデンサ２５Ｃの容量を一定（８８５ｐＦ）とし、共振周波数の範囲を約５ＭＨｚ〜１７ＭＨｚとした場合、表示側インダクタ２５Ｌは、そのインダクタンスが０．１μＨ〜１．１μＨとなる。つまり、１００ライン（ＱＶＧＡ）のＬＥＤディスプレイに適用する場合、この０．１μＨ〜１．１μＨの範囲を、０．０１μＨ毎に１００等分すれば、画素の選択性を確保できる。なお、図７に示すように、インダクタンスと共振周波数との関係は非線形になるので、インダクタンスに対する共振周波数の変化が大きい部分（図７で傾きの大きい部分）を、より細かく分割しても良い。
【００６６】
屋外用のＬＥＤディスプレイでは、例えば、画素ピッチが１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度である。一般的に、共振回路では、キャパシタンスと直列抵抗とを小さくするほどＱ値が高くなる。これらのことから、実施例２では、Ｑ値が数十程度あれば十分なので、直列抵抗を１Ω以下とすれば良い。現在、μＨオーダで直列抵抗が１Ωのインダクタは市販されている。つまり、本発明に係る非接触駆動型表示装置１は、屋外用のＬＥＤディスプレイとして、市販されたパッケージを用いて、十分に実現可能である。
【００６７】
なお、前記したように、市販されたパッケージを用いるとコストが高くなる場合がある。そこで、基板に共振回路を直接形成することを考える。具体的には、表示側インダクタ２５Ｌは、平均半径が３ｍｍで、コイル領域の幅が４ｍｍで、１４回巻きのらせん状のインダクタとすると、そのインダクタンスが１．０μＨとなる。このとき、表示側インダクタ２５Ｌは、電極間のピッチが０．２８ｍｍとなり、比較的容易に形成が可能である。また、コンデンサ２５Ｃは、比誘電率が１で、誘電体の面積が１０×１０ｍｍ２で、誘電体の厚みが１０μｍとすれば、容量が８８５ｐＦとなる。このように、コンデンサ２５Ｃは、十分に実現可能なサイズである。つまり、本発明に係る非接触駆動型表示装置１は、屋外用のＬＥＤディスプレイとして、基板に共振回路を直接形成する方法によっても、十分に実現可能である。
【００６８】
（参考例１）
以下、参考例１について説明する（適宜図１，図２参照）。参考例１は、本発明の第１実施形態に係る非接触駆動型表示装置１について、高精細なディスプレイへの適用を検討したものである。
【００６９】
インダクタンスとキャパシタンスとの値が画素の面積に比例することから、画素の面積が０．１×０．１ｍｍ２と小型化すると、インダクタンスとキャパシタンスとの値は、それぞれ、１／１００と、１／１００００とになってしまう。そこで、インダクタンスとキャパシタンスとの値を前記した実施例２と同程度に保つために、表示側インダクタ２５Ｌは、その中心に、比透磁率が１０以上１００００以下の芯材（例えば、鉄、コバルト又はニッケル）を備える。また、コンデンサ２５Ｃは、比誘電率が１０以上５０００以下と高い誘電体（例えば、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム又はチタン酸ジルコニウム酸鉛）とし、この誘電体の厚さを０．０１マイクロメートル以上５マイクロメートル以下と薄くする。前記した表示側インダクタ２５Ｌ及びコンデンサ２５Ｃは、問題なく形成できる。このことから、高精細化に問題はなく、本発明に係る非接触駆動型表示装置１は、高精細なディスプレイとしても、十分に実現可能と考えられる。
【符号の説明】
【００７０】
１，１Ｂ 非接触駆動型表示装置
２ 表示基板
２１，２１ａ，２１ｂ 表示回路
２３，２３ａ，２３ｂ 表示素子
２５ 直列共振回路
２５Ｃ，２５Ｃａ，２５Ｃｂ，２９Ｃ コンデンサ
２５Ｌ，２５Ｌａ，２５Ｌｂ，２９Ｌ 表示側インダクタ
２７ 入力用インダクタ
２９ 並列共振回路
３ 駆動基板
３Ｌ，３Ｌａ，３Ｌｂ 駆動側インダクタ
３Ｒ 抵抗
３１ 駆動回路
４０ 信号源
５０ 保持部材
５１ 縁部
５３ 凸部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の共振周波数を有する共振回路と表示素子とを備える表示回路が形成された表示基板と、当該表示回路を駆動する駆動信号を出力する駆動回路が形成された駆動基板とを離間して対面させると共に、前記駆動回路から前記表示回路に前記駆動信号を電磁誘導で伝える非接触駆動型表示装置であって、
前記駆動基板は、前記駆動回路が生成した駆動信号を出力する駆動側インダクタを備え、
前記表示回路は、前記駆動側インダクタから入力された前記駆動信号の周波数が、当該表示回路が備える前記共振回路の前記共振周波数に一致するときは、前記表示素子に前記駆動信号を出力することを特徴とする非接触駆動型表示装置。
【請求項２】
前記共振回路は、前記駆動側インダクタから前記駆動信号が入力される表示側インダクタとコンデンサとを直列に接続した直列共振回路であり、
前記表示回路は、前記表示素子と前記直列共振回路とを直列に接続したことを特徴とする請求項１に記載の非接触駆動型表示装置。
【請求項３】
前記共振回路は、表示側インダクタとコンデンサとを並列に接続した並列共振回路であり、
前記表示回路は、前記駆動側インダクタから前記駆動信号が入力される入力用インダクタをさらに備え、前記入力用インダクタに対して前記表示素子と前記並列共振回路とを直列に接続したことを特徴とする請求項１に記載の非接触駆動型表示装置。
【請求項４】
前記表示側インダクタは、比透磁率が１０以上１００００以下の芯材を備え、
前記コンデンサは、厚さが０．０１マイクロメートル以上５マイクロメートル以下の厚さで、かつ、比誘電率が１０以上５０００以下の誘電体を備えることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の非接触駆動型表示装置。
【請求項５】
予め設定された間隔で前記表示基板と前記駆動基板とを保持する保持部材を備えることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の非接触駆動型表示装置。
【請求項１】
所定の共振周波数を有する共振回路と表示素子とを備える表示回路が形成された表示基板と、当該表示回路を駆動する駆動信号を出力する駆動回路が形成された駆動基板とを離間して対面させると共に、前記駆動回路から前記表示回路に前記駆動信号を電磁誘導で伝える非接触駆動型表示装置であって、
前記駆動基板は、前記駆動回路が生成した駆動信号を出力する駆動側インダクタを備え、
前記表示回路は、前記駆動側インダクタから入力された前記駆動信号の周波数が、当該表示回路が備える前記共振回路の前記共振周波数に一致するときは、前記表示素子に前記駆動信号を出力することを特徴とする非接触駆動型表示装置。
【請求項２】
前記共振回路は、前記駆動側インダクタから前記駆動信号が入力される表示側インダクタとコンデンサとを直列に接続した直列共振回路であり、
前記表示回路は、前記表示素子と前記直列共振回路とを直列に接続したことを特徴とする請求項１に記載の非接触駆動型表示装置。
【請求項３】
前記共振回路は、表示側インダクタとコンデンサとを並列に接続した並列共振回路であり、
前記表示回路は、前記駆動側インダクタから前記駆動信号が入力される入力用インダクタをさらに備え、前記入力用インダクタに対して前記表示素子と前記並列共振回路とを直列に接続したことを特徴とする請求項１に記載の非接触駆動型表示装置。
【請求項４】
前記表示側インダクタは、比透磁率が１０以上１００００以下の芯材を備え、
前記コンデンサは、厚さが０．０１マイクロメートル以上５マイクロメートル以下の厚さで、かつ、比誘電率が１０以上５０００以下の誘電体を備えることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の非接触駆動型表示装置。
【請求項５】
予め設定された間隔で前記表示基板と前記駆動基板とを保持する保持部材を備えることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の非接触駆動型表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２４３５６８（Ｐ２０１０−２４３５６８Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８８９４１（Ｐ２００９−８８９４１）
【出願日】平成２１年４月１日（２００９．４．１）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１日（２００９．４．１）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]