(57)【要約】【課題】太陽電池を備え、その太陽電池の発電効率に優れた非接触型データ受送信体を提供する。【解決手段】本発明の非接触型データ受送信体１０は、対向する一対の第一電極１１および第二電極１２と、これらの電極の間に設けられた高分子発電層１３と、第一電極１１側または第二電極１２側に配設されたインレットインレット２０と、を備え、第一電極１１および第二電極１２にはそれぞれ、インレット２０と重なる領域において開口部１１ａ、１２ａが設けられ、インレット２０は、そのベース基材２１が高分子発電層１３の第一電極１１または第二電極１２と対向する側の面に沿うように配設されたことを特徴とする。【選択図】図１
2010134744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の第一電極および第二電極と、これらの電極の間に設けられた高分子発電層と、前記第一電極側または前記第二電極側に配設されたインレットと、を備えた非接触型データ受送信体であって、
前記第一電極および前記第二電極にはそれぞれ、前記インレットと重なる領域において開口部が設けられ、
前記インレットは、前記ベース基材が前記高分子発電層の前記第一電極または前記第二電極と対向する側の面に沿うように配設されたことを特徴とする非接触型データ受送信体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）用途の情報記録メディアのように、電波または電磁波を媒体として外部から情報を受信し、また、外部に情報を送信できるようにした非接触型データ受送信体に関し、さらに詳しくは、太陽電池を備えた非接触型データ受送信体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
非接触型データ受送信体の一例であるＩＣタグは、基材と、その一方の面に設けられ互いに接続されたアンテナおよびＩＣチップとから構成されるインレットを備えており、これらは、情報書込／読出装置からの電磁波を受信すると共振作用によりアンテナに起電力が発生し、この起電力によりＩＣタグ内のＩＣチップが起動し、このＩＣチップ内の情報を信号化し、この信号がＩＣタグのアンテナから発信される。
ＩＣタグから発信された信号は、情報書込／読出装置のアンテナで受信され、コントローラーを介してデータ処理装置へ送られ、識別などのデータ処理が行われる。
【０００３】
近年、このような非接触型データ受送信体は、ＩＣチップに対する情報の書き込みおよび読み出しを行うだけでなく、所定の情報を表示できることが望まれている。
このような情報の表示を行うために、液晶表示素子などの表示素子を備えた非接触型データ受送信体が提案されている。この表示素子を備えた非接触型データ受送信体としては、表示素子を動作させる電源として、太陽電池と、太陽電池が発生した電力を充電するバッテリーを具備するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１６２７０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている非接触型データ受送信体は、アンテナやＩＣチップと同一面上に、太陽電池を配置しているものの、これらが互いに重ならないように配置されている。そのため、非接触型データ受送信体の表面において、太陽電池の占める面積が小さく、ひいては、太陽電池の受光面（光を受ける面）の面積が小さく、太陽電池の発電効率が悪いので、表示素子を動作させるのに十分な電力を得るためには、非接触型データ受送信体は、比較的長い時間、光を受ける必要があり、非常に不便であった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、太陽電池を備え、その太陽電池の発電効率に優れた非接触型データ受送信体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】
【０００６】
本発明の非接触型データ受送信体は、対向する一対の第一電極および第二電極と、これらの電極の間に設けられた高分子発電層と、前記第一電極側または前記第二電極側に配設されたインレットと、を備えた非接触型データ受送信体であって、前記第一電極および前記第二電極にはそれぞれ、前記インレットと重なる領域において開口部が設けられ、前記インレットは、前記ベース基材が前記高分子発電層の前記第一電極または前記第二電極と対向する側の面に沿うように配設されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の非接触型データ受送信体によれば、対向する一対の第一電極および第二電極と、これらの電極の間に設けられた高分子発電層と、前記第一電極側または前記第二電極側に配設されたインレットと、を備えた非接触型データ受送信体であって、前記第一電極および前記第二電極にはそれぞれ、前記インレットと重なる領域において開口部が設けられ、前記インレットは、前記ベース基材が前記高分子発電層の前記第一電極または前記第二電極と対向する側の面に沿うように配設されたので、高分子発電層の受光面の面積を大きくすることができるから、高分子発電層における発電効率に優れている。すなわち、インレットがベース基材と重なる部分においても、高分子発電層は光を受けることができるから、発電に寄与する受光面の面積が大きくなる。また、インレットと重なる部分には、その通信特性を劣化する電極が存在しないので、太陽電池とインレットをほぼ同一面上に配置した状態で、インレットのＩＣチップに対する情報の書き込みや読み出しを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の非接触型データ受送信体の最良の形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【０００９】
図１は、本発明の非接触型データ受送信体の一実施形態を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
この非接触型データ受送信体１０は、対向する一対の第一電極１１および第二電極１２と、第一電極１１および第二電極１２の間に設けられた高分子発電層１３と、第二電極１２側の中央部に配設されたインレット２０と、第一電極１１を支持する第一基材１４と、第二電極１２およびインレット２０を覆う第二基材１５とから概略構成されている。
【００１０】
インレット２０は、光透過性のベース基材２１と、ＩＣチップ２２と、アンテナ２３とから概略構成されている。また、ＩＣチップ２２およびアンテナ２３は、ベース基材２１の一方の面２１ａに設けられ、それぞれの接点を介して、互いに電気的に接続されている。
また、アンテナ２３は、一方が三角形の面状をなすダイポールアンテナである。
【００１１】
非接触型データ受送信体１０では、第一基材１４の一方の面１４ａに、第一電極１１が設けられており、その第一電極１１の中央部には、開口部１１ａが設けられている。この第一電極１１は、太陽電池の対極として機能する。
【００１２】
また、第一電極１１の開口部１１ａにおいて、第一基材１４の一方の面１４ａに、線状の第一導電部１６が格子縞状に設けられている。すなわち、第一導電部１６は、第一電極１１の開口部１１ａにおいて、第一基材１４の長手方向に沿って、対向する第一電極１１同士を接続する複数のバス配線１６ａと、第一電極１１の開口部１１ａにおいて、第一基材１４の短手方向に沿って、対向する第一電極１１同士を接続する複数のバス配線１６ｂとから構成されている。
【００１３】
複数のバス配線１６ａは所定の間隔を置いて並列に設けられており、複数のバス配線１６ｂは所定の間隔を置いて並列に設けられている。なお、バス配線１６ａの間隔、および、バス配線１６ｂの間隔は、特に限定されないが、アンテナ２３が共振する周波数に応じて適宜調整される。
【００１４】
第一電極１１の第一基材１４と接している面とは反対側の面（以下、「一方の面」と言う。）１１ｂ、および、第一電極１１の開口部１１ａ内の第一基材１４の一方の面１４ａには、高分子発電層１３が設けられている。したがって、第一電極１１の開口部１１ａにおいて、高分子発電層１３と第一導電部１６が接している。
【００１５】
高分子発電層１３の第一電極１１と接している面とは反対側の面（以下、「一方の面」と言う。）１３ａには、透明電極からなる第二電極１２が設けられており、その第二電極１２の中央部には、第一電極１１の開口部１１ａと同一形状の開口部１２ａが設けられている。そして、第一電極１１の開口部１１ａと第二電極１２の開口部１２ａが、重なり合っている。
この第二電極１２は、太陽電池の窓極として機能する。
【００１６】
また、第二電極１２の開口部１２ａにおいて、高分子発電層１３には、第一電極１１側に窪んだ凹部１３ｂが設けられ、この凹部１３ｂの底面１３ｃに、線状の第二導電部１７が格子縞状に設けられている。すなわち、第二導電部１７は、第二電極１２の開口部１２ａにおいて、高分子発電層１３の長手方向に沿って、対向する第二電極１２同士を接続する複数のバス配線１７ａと、第二電極１２の開口部１２ａにおいて、高分子発電層１３の短手方向に沿って、対向する第二電極１２同士を接続する複数のバス配線１７ｂとから構成されている。
【００１７】
複数のバス配線１７ａは所定の間隔を置いて並列に設けられており、複数のバス配線１７ｂは所定の間隔を置いて並列に設けられている。なお、バス配線１７ａの間隔は、特に限定されず、アンテナ２３が共振する周波数に応じて適宜調整されるが、バス配線１６ａの間隔と等しいことが好ましい。また、バス配線１７ｂの間隔は、特に限定されず、アンテナ２３が共振する周波数に応じて適宜調整されるが、バス配線１６ｂの間隔と等しいことが好ましい。
【００１８】
インレット２０は、高分子発電層１３の凹部１３ｂ内に配置されるとともに、そのベース基材２１が高分子発電層１３の凹部１３ｂの底面１３ｃに沿うように、第二電極１２の開口部１２ａ内に配設されている。すなわち、インレット２０は、第二電極１２の開口部１２ａ内において、第一電極１１の開口部１１ａと重なるように配設されている。
【００１９】
第二電極１２の高分子発電層１３と接している面とは反対側の面（以下、「一方の面」と言う。）１２ｂには、第二電極１２およびインレット２０を覆うように、光透過性の第二基材１５が設けられている。
【００２０】
この非接触型データ受送信体１０では、第一基材１４、第一電極１１、第一導電部１６、高分子発電層１３、第二導電部１７、第二電極１２および第二基材１５からなる積層体が、高分子型太陽電池を構成している。
すなわち、非接触型データ受送信体１０は、高分子型太陽電池素子を備えたものである。
【００２１】
第一基材１４としては、フィルム状、シート状または板状のものであれば特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体およびこれらの金属架橋物などからなるフィルム、シートまたは板などや、ガラス繊維、アルミナ繊維などの無機繊維からなる織布、不織布、マット、紙などまたはこれらを組み合わせたもの、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維などの有機繊維からなる織布、不織布、マット、紙などまたはこれらを組み合わせたものや、あるいはこれらに樹脂ワニスを含浸させて成形した被覆部材、ガラス基材、各種金属基材などが挙げられる。
【００２２】
第一電極１１は、第一基材１４の一方の面１４ａに、ポリマー型導電インクを用いて所定のパターンにスクリーン印刷、インクジェット印刷などの印刷法により形成してなるもの、もしくは、導電性箔を所定のパターンにエッチングしてなるもの、金属メッキにより所定のパターンを形成してなるものである。
【００２３】
ポリマー型導電インクとしては、例えば、銀粉末、金粉末、白金粉末、アルミニウム粉末、パラジウム粉末、ロジウム粉末、カーボン粉末（カーボンブラック、カーボンナノチューブなど）などの導電微粒子が樹脂組成物に配合されたものが用いられる。
【００２４】
樹脂組成物として熱硬化型樹脂を用いれば、ポリマー型導電インクは、２００℃以下、例えば、１００〜１５０℃程度で第一電極１１をなす塗膜を形成することができる熱硬化型となる。第一電極１１をなす塗膜の電気の流れる経路は、塗膜をなす導電微粒子が互いに接触することによる形成され、この塗膜の抵抗値は１０-5Ω・ｃｍオーダーである。
また、本発明におけるポリマー型導電インクとしては、熱硬化型の他にも、光硬化型、浸透乾燥型、溶剤揮発型といった公知のものが用いられる。
【００２５】
光硬化型のポリマー型導電インクは、光硬化性樹脂を樹脂組成物に含むものであり、硬化時間が短いので、製造効率を向上させることができる。光硬化型のポリマー型導電インクとしては、例えば、熱可塑性樹脂のみ、あるいは、熱可塑性樹脂と架橋性樹脂（特にポリエステルとイソシアネートによる架橋系樹脂など）とのブレンド樹脂組成物に、導電微粒子が６０質量％以上配合され、ポリエステル樹脂が１０質量％以上配合されたもの、すなわち、溶剤揮発型かあるいは架橋／熱可塑併用型（ただし熱可塑型が５０質量％以上である）のものや、熱可塑性樹脂のみ、あるいは熱可塑性樹脂と架橋性樹脂（特にポリエステルとイソシアネートによる架橋系樹脂など）とのブレンド樹脂組成物に、ポリエステル樹脂が１０質量％以上配合されたもの、すなわち、架橋型かあるいは架橋／熱可塑併用型のものなどが好適に用いられる。
【００２６】
また、第一電極１１をなす導電性箔としては、銅箔、銀箔、金箔、白金箔、アルミニウム箔などが挙げられる。
さらに、第一電極１１をなす金属メッキとしては、銅メッキ、銀メッキ、金メッキ、白金メッキなどが挙げられる。
【００２７】
高分子発電層１３をなす材料としては、特表２００５−５３０３５１号公報や特開２００６−１２８０２号公報に開示されている機能性膜形成用の材料が用いられる。
【００２８】
第二電極１２としては、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ：Ｆｌｕｏｒｉｄｅ−ｄｏｐｅｄ  ＴｉｎＯｘｉｄｅ）、アンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ：Ａｎｔｉｍｏｎｙ−ｄｏｐｅｄ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ：Ａｌｕｍｉｎｕｍ−ｄｏｐｅｄ  Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ガリウムドープ酸化亜鉛（ＧＺＯ：Ｇａｌｌｉｕｍ−ｄｏｐｅｄ  Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）などの導電性金属酸化物の薄膜からなるものが挙げられる。
【００２９】
第二基材１５としては、光透過性のものが用いられ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体およびこれらの金属架橋物などからなるフィルム、シートまたは板などが挙げられる。
【００３０】
なお、第二基材１５と第二電極１２は一体化されたものであってもよい。その場合、第二基材１５の高分子発電層１３と対向する面（以下、「一方の面」と言う。）１５ａに、スパッタリング法などにより、第二電極１２なす導電性金属酸化物の薄膜が設けられ、第二基材１５と第二電極１２からなる透明導電性基材が用いられる。
【００３１】
第一導電部１６および第二導電部１７をなす材料としては、第一電極１１をなす材料と同様のものが用いられる。
【００３２】
ベース基材２１としては、上記の第二基材１５と同様の光透過性のものが用いられる。
【００３３】
ＩＣチップ２２としては、アンテナ２３を介して非接触状態にて情報の書き込みおよび読み出しが可能なものであれば、非接触型ＩＣタグや非接触型ＩＣラベル、あるいは非接触型ＩＣカードなどのＲＦＩＤメディアに適用可能なものであればいかなるものでも用いられる。
【００３４】
アンテナ２３は、ベース基材２１の一方の面２１ａに、ポリマー型導電インクを用いて所定のパターンにスクリーン印刷、インクジェット印刷などの印刷法により形成してなるもの、もしくは、導電性箔を所定のパターンにエッチングしてなるもの、金属メッキにより所定のパターンを形成してなるものである。
また、アンテナ２３をなす材料としては、第一電極１１を形成する材料と同様のものが用いられる。
【００３５】
また、非接触型データ受送信体１０には、上記の構成部材を接着して一体化するとともに、高分子発電層１３を封止して、これらの層と空気との接触を遮断するために、封止用接着剤（図示略）が用いられる。
封止用接着剤としては、特に限定されないが、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤、電子線硬化型接着剤などが用いられる。
熱硬化型接着剤としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン硬化型樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アクリル系反応樹脂などが挙げられる。
紫外線硬化型接着剤としては、紫外線硬化性アクリル樹脂、紫外線硬化性ウレタンアクリレート樹脂、紫外線硬化性ポリエステルアクリレート樹脂、紫外線硬化性ポリウレタン樹脂、紫外線硬化性エポキシアクリレート樹脂、紫外線硬化性イミドアクリレート樹脂などが挙げられる。
電子線硬化型接着剤としては、電子線硬化性アクリル樹脂、電子線硬化性ウレタンアクリレート樹脂、電子線硬化性ポリエステルアクリレート樹脂、電子線硬化性ポリウレタン樹脂、電子線硬化性エポキシアクリレート樹脂、カチオン硬化型樹脂などが挙げられる。
【００３６】
また、この非接触型データ受送信体１０は、高分子発電層１３において発生した電力を蓄積する二次電池を備えていてもよい。
また、この非接触型データ受送信体１０は、各種表示素子、発光素子などを備えていてもよい。
【００３７】
次に、非接触型データ受送信体１０の製造方法について、その一例を挙げて説明する。
まず、ポリマー型導電インクを用いた印刷法により、第一基材１４の一方の面１４ａに、第一電極１１をなし、開口部１１ａを有する印刷層を形成するとともに、第一導電部１６を形成する。
この工程において、印刷法としては、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、ダイコーティング法、スプレーコーティング法、スクリーン印刷法などが用いられる。
【００３８】
次いで、上記の機能性膜形成用の材料を用いた印刷法により、第一基材１４の一方の面１４ａに設けられた第一電極１１および第一導電部１６の上に、高分子発電層１３をなす印刷層を形成する。
この工程において、印刷法としては、インクジェット法、スクリーン印刷法などが用いられる。
【００３９】
次いで、ポリマー型導電インクを用いた印刷法により、高分子発電層１３の凹部１３ｂの底面１３ｃに、第二導電部１７をなす所定形状の印刷層を形成する。
この工程において、印刷法としては、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、ダイコーティング法、スプレーコーティング法、スクリーン印刷法などが用いられる。
【００４０】
次いで、高分子発電層１３の凹部１３ｂ内に、インレット２０を配置する。これにより、第一電極１１の開口部１１ａと重なる位置に、インレット２０を配置する。
この工程において、インレット２０を、そのベース基材２１が高分子発電層１３の凹部１３ｂの底面１３ｃに沿うように配置する。
【００４１】
また、上記の第一電極１１を形成する工程、高分子発電層１３を形成する工程、第二導電部１７を形成する工程とは別に、スパッタリング法などにより、第二基材１５の一方の面１５ａに、ＩＴＯ、ＦＴＯ、ＡＴＯなどの導電性金属酸化物を蒸着し、この導電性金属酸化物の薄膜からなり、開口部１２ａを有する第二電極１２を形成し、第二基材１５と第二電極１２からなる透明導電性基材を得る。
【００４２】
次いで、第二電極１２の開口部１２ａ内に、インレット２０が配置されるとともに、第二電極１２が高分子発電層１３に接するように、封止用接着剤を用いて、高分子発電層１３に上記の透明導電性基材を接合し、非接触型データ受送信体１０を得る。
【００４３】
この非接触型データ受送信体１０によれば、高分子発電層１３の受光面（一方の面１３ａ）側において、インレット２０の外縁、および、インレット２０のベース基材２１が対向している部分に高分子発電層１３が存在し、さらに、ベース基材２１が光透過性であるので、高分子発電層１３の受光面の面積を大きくすることができるから、高分子発電層１３における発電効率に優れている。すなわち、ベース基材２１と重なる部分においても、高分子発電層１３は、ベース基材２１を透過した光を受けることができるから、発電に寄与する受光面の面積が大きくなる。また、第一電極１１のインレット２０と重なる部分には開口部１１ａが設けられ、第二電極１２のインレット２０と重なる部分には開口部１２ａが設けられ、それぞれの開口部に設けられた第一導電部１６と第二導電部１７は格子縞状であるので、インレット２０はアンテナ２３を介して情報の書き込みや読み出しを行うことができる。すなわち、インレット２０と重なる部分には、アンテナ２３の通信特性を劣化する電極が存在しないので、太陽電池とインレットをほぼ同一面上に配置することができる。
また、高分子発電層１３によって発生した電力は、非接触型データ受送信体１０に備えられた各種表示素子や発光素子を動作させる電力や、インレット２０への情報の書き込みや読み出しに必要な起電力として利用される。
【００４４】
なお、この実施形態では、インレット２０が、高分子発電層１３の凹部１３ｂ内に配置されるとともに、そのベース基材２１が高分子発電層１３の凹部１３ｂの底面１３ｃに沿うように、第二電極１２の開口部１２ａ内に配設されている非接触型データ受送信体１０を例示したが、本発明の非接触型データ受送信体はこれに限定されない。本発明の非接触型データ受送信体にあっては、インレットが第一電極の開口部および第二電極の開口部に重なっていればよく、インレットが高分子発電層の一方の面または他方の面、あるいは、第一基材の第一電極と接する面とは反対側の面または第二基材の第二電極と接する面とは反対側の面に配設されていてもよい。
【００４５】
また、この実施形態では、第一電極１１の開口部１１ａ、第二電極１２の開口部１２ａおよびインレット２０が、中央部に配置された非接触型データ受送信体１０を例示したが、本発明の非接触型データ受送信体はこれに限定されない。本発明の非接触型データ受送信体にあっては、第一電極の開口部、第二電極の開口部およびインレットが重なり合っていれば、これらが非接触型データ受送信体の任意の位置に配置されていてもよい。
【００４６】
また、この実施形態では、一方が三角形の面状をなすダイポールアンテナからなるアンテナ２３有するインレット２０を備えた非接触型データ受送信体１０を例示したが、本発明の非接触型データ受送信体はこれに限定されない。本発明の非接触型データ受送信体にあっては、アンテナは一方が三角形の枠状をなすダイポールアンテナ、メアンダ状のダイポールアンテナ、ループ状アンテナ、スパイラル状アンテナであってもよい。
【００４７】
また、この実施形態では、第一電極１１の開口部１１ａに第一導電部１６が設けられ、第二電極１２の開口部１２ａに第二導電部１７が設けられた非接触型データ受送信体１０を例示したが、本発明の非接触型データ受送信体はこれに限定されない。本発明の非接触型データ受送信体にあっては、第一電極の開口部および第二電極の開口部に、導電部が設けられていなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の非接触型データ受送信体の一実施形態を示す概略構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０・・・非接触型データ受送信体、１１・・・第一電極、１２・・・第二電極、１３・・・高分子発電層、１４・・・第一基材、１５・・・第二基材、１６・・・第一導電部、１７・・・第二導電部、２０・・・インレット、２１・・・ベース基材、２２・・・ＩＣチップ、２３・・・アンテナ。
【図１】
2010134744.tif 000003