(57)【要約】【課題】液晶表示装置において、液晶パネルの表示面上にて、タッチ操作並びに非接触式ＩＣカードの読み書き操作を行えるようにすることを目的としている。【解決手段】液晶パネル２の表示面２ａの所定位置に、透明な導電性材料よりなると共に所定の周波数の電磁波を発信可能な膜状の非接触式ＩＣカード用透明アンテナ１０と、透明な導電性材料よりなる膜状の透明タッチセンサー電極１１と、を設けている。好ましくは、前記液晶パネル２は、前記透明アンテナ１０に対応する位置に、ＩＣカードをかざす箇所であることを示すアイコンを表示可能とすると共に、前記タッチセンサー電極１１に対応する位置に、接触する箇所であること示すアイコンを表示可能としている。さらに、前記透明アンテナ１０は、液晶パネルの表示面上の円又は楕円に概ね沿って面状に延びるように形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルの表示面の所定位置に、透明な導電性材料よりなると共に所定の周波数の電磁波を送受信可能な膜状の非接触式ＩＣカード用透明アンテナと、透明な導電性材料よりなる膜状の透明タッチセンサー電極と、を設けていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記液晶パネルは、前記透明アンテナに対応する位置に、ＩＣカードをかざす箇所であることを示すアイコンを表示可能とすると共に、前記タッチセンサー電極に対応する位置に、操作者が触れる箇所であること示すアイコンを表示可能としていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記透明アンテナは、液晶パネルの表示面上の円又は楕円に概ね沿って面状に延びるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記透明アンテナは、前記円又は楕円で囲まれた領域の一箇所を、前記円又は楕円の外周端から略中心部まで切り欠いた略Ｃ字状に形成されていることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記円形の透明アンテナの外径は、１００ｍｍ乃至１７０ｍｍであることを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。
【請求項６】
ＰＯＳシステム端末機に組み込まれたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
出入り管理システム端末機に組み込まれたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項８】
自動販売機に組み込まれたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に関し、特に、液晶パネルの表示面にタッチ操作可能なタッチセンサー電極を有する液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、テレビ、パソコンのディスプレイ等、広い分野に亘って利用されており、特に、タッチ操作可能なタッチセンサー電極を有する液晶表示装置は、各種システムの端末機としても多く利用されている。たとえば、店舗における料金支払い等を管理するＰＯＳシステム（販売時点情報管理システム）、建物や部屋の出入りを管理する出入管理システム及び自動販売機システム等に利用されている。
【０００３】
一方、最近では、ＩＣチップを内蔵したＩＣカードが普及しており、上記各システムにおいても、ＩＣカードを併せて利用できるようになっていることが多い。タッチセンサー電極を有する液晶表示装置に、ＩＣカードを利用可能にする場合、通常は、図９に示すように、タッチセンサー電極を有する液晶表示装置〔端末機）１０１に、非接触式（又は接触式）のＩＣカードリードライター１０２を外付けしている。非接触式のＩＣカードリードライター１０２は、周知のように、客がＩＣカード１０３を所定位置にかざすことにより、液晶表示装置１０１との間で情報を送受信できるようになっており、接触式のＩＣカードリードライターよりも便利である。
【０００４】
図９のようにタッチセンサー電極を有する液晶表示装置１０１と、非接触式ＩＣカードリーダライター１０２とを併設している場合には、客が、ＩＣカード１０３をカードリーダライター１０２にかざす操作と、液晶表示装置１０１の表示面の所定のアイコンに触れるタッチ操作とを、それぞれ行うことになる。
【０００５】
尚、従来、液晶表示装置の表示面に、透明のタッチセンサー電極と共に、電話機、テレビ、ＧＰＳシステムの衛星受信機、ＬＡＮ等に用いる透明アンテナを配置した装置は開発されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平１１−１７７３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図９のように、液晶表示装置１０１とは別に、カードリードライター１０２を設置する方式では、前述のように、カードリードライター１０２の操作と液晶表示装置１０１のタッチ操作とを、別々の箇所で行わなければならず、煩わしさが伴うと共に操作に手間がかかっていた。特にＰＯＳシステムでは、不慣れな客側がそれらの操作を行わなければならず、客側に煩わしさを感じさせることが多かった。勿論、液晶表示装置１０１とは別にＩＣカードリードライター１０２を設置する必要性から、設置面積が大きくなるとうい課題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、液晶パネルの表示面の所定位置に、透明な導電性材料よりなると共に所定の周波数の電磁波を送受信可能な膜状の非接触式ＩＣカード用透明アンテナと、透明な導電性材料よりなる膜状の透明タッチセンサー電極と、を設けている。
【０００８】
上記構成によると、液晶表示装置の設置箇所に、ＩＣカードリードライターの配置スペースを確保する必要がなくなり、各種システムの端末機をコンパクトに配置できると共に、液晶パネルの表示面上で、タッチ操作とＩＣカードのかざし操作とを行うことができ、端末操作がし易くなる。
【０００９】
上記液晶表示装置において、前記液晶パネルは、前記透明アンテナに対応する位置に、ＩＣカードをかざす箇所であることを示すアイコンを表示可能とすると共に、前記タッチセンサー電極に対応する位置に、接触する箇所であること示すアイコンを表示可能とすることができる。
【００１０】
上記構成によると、液晶パネルの表示面上において、タッチ操作のために操作者が触れる位置と、ＩＣカードをかざす位置とを、迅速に、かつ、確実に認識することができる。
【００１１】
上記液晶表示装置において、前記透明アンテナは、液晶パネルの表示面上の円又は楕円に概ね沿って面状に延びるように形成されることができる。
【００１２】
一般に、透明アンテナとして、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）のような抵抗材料を使用する場合、アンテナ配線によるエネルギーロスが大きな障害となるが、上記構成のように、透明アンテナを円形又は楕円形に沿って面状に形成していると、アンテナ部分を太く円形にすることで抵抗値が減り、効率良く送受信することが可能となる。
たとえば、１０〜２０インチ相当の液晶パネルに透明アンテナを貼り合わせ、且つ、液晶パネルの画面内の中央当たりに配置する場合、通常の材料による一般的な配線ではアンテナの実現は困難であるが、本願発明のような円又は楕円に沿って面状に構成することで、送受信が可能となった。
ちみに、従来の通常の材料による一般的な配線では、直径が４インチ程度以下の小型液晶に限定されてしまったり、アンテナの位置が画面の端当たりに限定されてしまったりするが、本願発明によると、中央に配置することが可能となった。
【００１３】
上記液晶表示装置において、前記透明アンテナは、前記円又は楕円で囲まれた領域の一箇所を、前記円又は楕円の外周端から略中心部まで切り欠いた略Ｃ字状に形成されることができる。
【００１４】
上記構成によると、透明アンテナの面積を大幅に広くすることができるので、広い範囲に亘って強い電波を発信できると共にＩＣカードからの電波を受信でき、ＩＣカードとの間での双方向通信性能が向上する。
【００１５】
前記液晶表示装置において、前記透明アンテナの外径は、好ましくは１００ｍｍ乃至１７０ｍｍとすることができる。
【００１６】
上記構成によると、１０乃至１４インチ程度の小形の液晶表示装置に十分搭載できる寸法でありながらも、透明アンテナの面積を十分に確保し、配線抵抗値を下げて、送受信性能を高く維持することができる。
【００１７】
前記液晶表示装置は、ＰＯＳシステム端末機、出入り管理システム端末機又は自動販売機に組み込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１乃至図７は、本発明による液晶表示装置を、ＰＯＳシステム端末機に適用した例を示しており、これらの図面に基づいて、本発明の一実施の形態を説明する。
【００１９】
図２は液晶表示装置の縦側断面図であり、液晶表示装置は、硬質樹脂又はアルミ等の金属で成形された額縁状の筐体１内に、液晶パネル２と、共振＆インピーダンスマッチング用の整合回路を有する整合基板４と、タッチセンサー制御用回路を有するタッチセンサー基板５と、ＩＣカード通信制御用回路を有するIＣカード通信用基板６等が配設されている。筐体１の前面には開口１ａが形成され、前記液晶パネル２は、表示面２ａを前記開口１ａに向けた状態で収納され、前記開口１ａは液晶パネル保護用のガラス板９で覆われている。
【００２０】
液晶パネル２の表示面２ａには、透明な導電性材料よりなる平らな膜状の非接触式ＩＣカード用透明アンテナ１０と、透明な導電性材料よりなる平らな膜状の透明タッチセンサー電極１１とが蒸着されている。透明アンテナ１０及び透明タッチセンサー電極１１を形成する透明な導電性材料としては、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）又は導電ポリマーが用いられる。
【００２１】
前記液晶パネル２、透明アンテナ１０、透明タッチセンサー電極１１及び各種基板４，５，６の回路は、リード線７等により必要に応じてそれぞれ接続されている。
【００２２】
図１は画像が表示されていない状態で示す液晶パネル２の表示面２ａの正面図（前面図）であり、透明タッチセンサー電極１１は、表示面２ａの上半部に上下２段に分けて３個ずつ、合計６個配置されている。透明アンテナ１０は、表示面２ａの下半部の左右幅の略中央部に１個配設されている。各透明タッチセンサー電極１１は矩形状に形成されており、一方、透明アンテナ１０は、該実施の形態では、直径Ｄ１を外形とする略円形に形成されている。
【００２３】
該実施の形態における透明アンテナ１０の形状を詳しく説明すると、略円形状に形成される透明アンテナ１０は、外周端１０ａが前記直径Ｄ１の外側の円に沿って形成され、内周端１０ｂが前記外側の円と同心の直径Ｄ２の内側の円に沿って形成され、周方向の一箇所に、外周端１０ａから内周端１０ｂまで略半径方向に直線的に延びる切欠き１０ａが形成され、切欠き１０ａと外周端１０ａとの交差部２１ａ，２１ｂがアンテナ端子となっている。該両アンテナ端２１ａ、２１ｂは、表示面２ａにアンテナ１０と共に蒸着されたリード部２２を介して整合基板４及びIＣカード通信用基板６に接続している。透明アンテナ１０の外周端１０ａの直径Ｄ１は、好ましくは、１００ｍｍ乃至１７０ｍｍの範囲で設定され、該実施の形態では１２０ｍｍ程度に設定されている。また、透明アンテナ１０の内周端１０ｂの直径Ｄ２は、好ましくは２０乃至４０ｍｍの範囲に設定され、該実施の形態では３０ｍｍに設定されている。
【００２４】
また、各タッチセンサー電極１１も、表示面２ａにタッチセンサー電極１１と同様に蒸着されたリード部２３等を介して整合基板４及びタッチセンサー基板５に接続されている。なお、透明アンテナ１０、透明タッチセンサー電極１１及びリード部２２，２３は、透明であるので、実際には前方から見えないが、説明の都合上、図１ではそれらは実線で表している。
【００２５】
図３は透明アンテナ１０（図１）との間で送受信可能な非接触式ＩＣカード３０の配線略図であり、ＩＣカード３０は、たとえば樹脂により矩形状に形成されており、外周端に沿って三重に巻かれたアンテナ３１が設けられると共に、ＩＣチップ３２等が埋め込まれている。ＩＣチップ３２には、ＰＯＳシステム用の各種情報、たとえば使用者の認識番号、残額、過去の支払い記録等が書き込まれており、また、ＰＯＳシステムとは別のシステムの各種情報も書き込まれている場合もある。
【００２６】
図４は、液晶パネル２の表示面２ａの初期画面の一例を示しており、各タッチセンサー基板１１に対応する位置に、各種ＩＣカードに対応するアイコン４０が表示され、所望のアイコン４０を指等で触れることにより、所望のＩＣカードが選択できるようになっている。なお、初期画面では、透明アンテナ１０に対応する位置には、未だアイコンは表示されていないが、図６に示すように、ＩＣカード３０をかざす必要が生じた画面において、ＩＣカードをかざす位置を示すアイコン４２が表示されるようになっている。
【００２７】
（操作の一例）
図４乃至図７は、店舗等での支払い操作における画像変化の一例を示しており、これらの図により、支払い操作の一例を簡単に説明する。
【００２８】
（１）初期画面を示す図４において、前述のように、各タッチセンサー電極１１に対応する位置に、各種カードに対応するアイコン４０がそれぞれ表示されている。たとえば、Ｅｄｙカード、Ｓｕｌｉｃａカード、…ＪＣＢカード及びＭａｓｔｅｒカードを示すアイコン４０がそれ表示されており、客は、希望のカードを選択して、対応するアイコン４０に触れる。たとえば、Ｍａｓｔｅｒと表示されたアイコン４０に触れると、図５の画面に切り替わる。
【００２９】
（２）図５において、画面中央に下側に、マスターカードが選択されたことを示す「Ｍａｓｔｅｒ ｃａｒｄ」が表示されると共に、各タッチセンサー電極１１に対応する位置には、各種支払い方法を示すアイコン４１が表示される。たとえば、一括払、分割２回払…リポ払のアイコン４１が表示され、客は、希望の支払い方法を選択して、対応するアイコン４１に触れる。たとえば、一括払と表示されたアイコン４１に触れると、図６の画面に切り替わる。
【００３０】
（３）図６において、透明アンテナ１０に対応する位置に、マスターカードのアイコン４２が表示されると共に、カードをかざすことを指示する文章が表示される。ここで、客は、アイコン４２に自分の非接触式ＩＣカード（マスターカード）３０を近づける。すなわち、透明アンテナ１０にＩＣカード３０を近付ける。
【００３１】
ＩＣカード３０を透明アンテナ１０に近づけた時の作用は、周知の非接触式のＩＣカードリードライターの場合と同様であり、透明アンテナ１０から発信される所定周波数の電磁波（キャリヤ）を、図３のＩＣカード３０のアンテナ３１が受信し、ＩＣカード３０内のＩＣチップ等を作用（起動）させ、カード側アンテナ３１と図６の透明アンテナ１０との間で双方向通信を行い、互いの情報を送受信（双方向通信）する。これにより、図３のＩＣカード３０内のＩＣチップ３２の情報が読み取られ、また、ＩＣチップ３２内に新しい情報が書き込まれる。この読み書きの操作中は、たとえば、図７の画面に切り換えられる。
【００３２】
（４）図７は、処理中であることを示すと共に広告を行っている画面であり、具体的には、客が使用したカードであるマスターカードに関する広告が表示される。そして、支払い処理が終了すると、処理終了を示す画面に続いて、前記図４の初期画面に戻る。
【００３３】
図１に示した透明アンテナ１０の形状において、抵抗容量が１０Ω／ｓｑで、直径１２０ｍｍの透明アンテナ１０を備えた場合には、ＩＣカードとの通信距離１５ｍｍでも正常に作動することが確認できた。また、抵抗容量が５Ω／ｓｑで、直径１２０ｍｍの透明アンテナ１０を備えた場合には、ＩＣカードとの通信距離が３８ｍｍまで拡張することが確認できた。
【００３４】
［実施の形態の効果］
（１）本実施の形態によると、液晶パネル２の表示面２ａに、透明のタッチセンサー電極１１と共に非接触式ＩＣカード用の透明アンテナ１０を蒸着しているので、端末機を設置する場合、カードリードライター用の配置スペースを省略することができ、端末機をコンパクトに配置できると共に、液晶パネル２の表示面２ａ上で、タッチ操作とＩＣカードのかざし操作との両操作を行うことができ、端末操作がし易くなる。
【００３５】
（２）図６のように、透明アンテナ１０に対応する位置に、ＩＣカードをかざす箇所であることを示すアイコン４２を表示可能とすると共に、図１のようにタッチセンサー電極１１に対応する位置に、接触する箇所であること示すアイコン４０を表示可能としているので、液晶パネル２の表示面２ａ上において、タッチ操作のために指等を触れる位置と、ＩＣカードをかざす位置とを、迅速に、かつ、確実に認識することができる。
【００３６】
（３）図１に示すように、透明アンテナ１０を、円状に形成すると共に、前記円で囲まれた領域の一箇所に、外周端１０ａから内周端１０ｂまで直線的に延びる切欠き１０ｃを形成することにより、略Ｃ字状に形成していると、ＩＣカード３０を透明アンテナ１０に対して、どのような角度でかざしても、略同様に透明アンテナからの電磁波（キャリヤ）を良好に受信することができ、不慣れな人でも確実にＩＣカードの読み取りと書き込みを行うことができる。しかも、透明アンテナ１０を面状に形成していることより、透明アンテナ１０の面積を大幅に広くすることができ、それにより、広い範囲に亘って強い電波を発信することができ、ＩＣカードとの間での通信性能が向上する。
【００３７】
（４）円形状の透明アンテナ１０の外径（Ｄ１）を、１２０ｍｍに形成していることにより、１０乃至１４インチの小形の液晶表示装置に十分搭載できる寸法でありながらも、透明アンテナ１０の面積を十分に確保し、配線抵抗値を下げて、送受信性能を高く維持することができる。
【００３８】
［その他の実施の形態］
（１）図８は、透明アンテナ１０と透明タッチセンサー電極１１の配置パターンの別の例を示しており、表示パネル２の表示面２ａの中心に、直径Ｄ１が１７０ｍｍの円形の透明アンテナ１０を配置し、透明アンテナ１０の左右両側の下部に、それぞれ上下一対の矩形状の透明タッチセンサー電極１１を配置した構造である。透明アンテナ１０の形状は図１の場合と相似しており、内周端１０ｂの径Ｄ２は４０ｍｍに設定されている。このような寸法の透明アンテナ１０によると、最大通信距離がさらに４８ｍｍまで向上した。
【００３９】
（２）図２において、筐体１の開口１ａに配置する透明の板９としては、ガラスの他に透明樹脂、ＰＥＴ等を利用することも可能である。
【００４０】
（３）前記実施の形態では、透明アンテナを略円形に形成することにより、ＩＣカードをいずれの方向に傾けた場合でも良好に通信できるようにしているが、透明アンテナの形状を、略楕円形に形成することもでき、この場合でも上記円形と同様な効果を得ることができる。さらに、透明アンテナを、円形又は楕円形以外に、角張った箇所の無い、全体として滑らかな曲線でつながる環状形状とすることもできる。
【００４１】
（４）非接触式ＩＣカード用透明アンテナ１０は、前記実施の形態のように、通常は、ＩＣチップ３２を埋め込んだＩＣカード３０との間で双方向通信を行うが、ＩＣカードの代わりに、ＩＣチップを有すると共にアンテナを有する携帯電話を利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】画像が表示されていない状態で示す本発明による液晶装置の表示面の正面図である。
【図２】図１の液晶表示装置の縦側断面図である。
【図３】非接触式ＩＣカードの配線略図である。
【図４】図１の液晶表示装置の表示面の初期画面の一例を示す正面図である。
【図５】図４の次の画面を示す図４と同様の正面図である。
【図６】図５の次の画面を示す図４と同様の正面図である。
【図７】図６の次の画面を示す図４と同様の正面図である。
【図８】透明アンテナの配置パターンの別の例を示す図１と同様の正面図である。
【図９】従来の液晶表示装置をＰＯＳシステム端末機と使用した場合の斜視図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  筐体
２  液晶パネル
２ａ  表示面
１０  タッチセンサー電極
１１  非接触式のＩＣカード通信用透明アンテナ
３０  ＩＣカード
３１  カード側アンテナ
３２  ＩＣチップ
４０，４１  タッチ操作用のアイコン
４２  カードをかざす箇所を表示するアイコン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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