(57)【要約】【課題】液晶表示素子および表示装置において、大きくて嵩張るバッテリなどの電源を搭載する必要がなく、紙のように扱うことができるようにする。【解決手段】表示装置の１画素とする液晶表示素子１０は、可視光を受光する受光セル１２と、その出力から電圧ＶＲｓｔを生成する電圧変換器１６と、受光セル１２の出力に対応した電圧ＶODを生成する増幅器１８とを備え、液晶セル４０の書き換えを行うとき、液晶セル４０は、電圧ＶＲｓｔでリセットされてから電圧ＶODが印加され、入射光の強弱に応じた反射率（階調）に設定される。受光セル１４は、赤外光を受光し、制御回路４２が、液晶セル４０に印加される電圧ＶＲｓｔまたは電圧ＶODの切り換えの制御を行う。【選択図】図２
2011075692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光に反応する第１の受光セルと、
不可視光に反応する第２の受光セルと、
コレステリック液晶を２つの駆動電極で挟んでなる液晶セルと、
前記第１の受光セルによって出力された電圧を前記液晶セルの表示を消去するのに必要なリセット電圧に変換する電圧変換器と、
前記第１の受光セルによって出力された電圧を増幅して前記第１の受光セルが受光した可視光の強さに対応した電圧を出力する増幅器と、
前記電圧変換器の出力を前記液晶セルに印加するか前記増幅器の出力を前記液晶セルに印加するかを切り換えるスイッチ回路と、
前記第２の受光セルが不可視光を受光しているときに、前記スイッチ回路を、前記電圧変換器の出力の側に切り換えて前記液晶セルをリセットした後、前記増幅器の出力の側に切り換えるよう制御する制御回路と、
を備えていることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記制御回路は、前記第２の受光セルが所定の強さ以上の不可視光を受光したときにイネーブル信号を出力するリセット回路と、前記イネーブル信号を受けて前記スイッチ回路を切り換える際のタイミングを作成するタイミング発生回路とを有し、
前記タイミング発生回路は、前記イネーブル信号を受けてからリセット期間および描画期間を表すリセット信号および描画信号を順次出力して、前記スイッチ回路を切り換えるようにしたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記液晶セルの前記駆動電極に接続される信号線を切り換えて前記コレステリック液晶に印加する極性を反転する極性反転回路を備え、
前記タイミング発生回路は、前記リセット期間および前記描画期間の間にそれぞれ１周期ずつのフレーム信号を出力して前記極性反転回路を反転動作させるようにしたことを特徴とする請求項２記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記液晶セルは、特定の異なる波長の光を反射する３つの液晶層を積層配置して構成され、前記第１の受光セルおよび前記第２の受光セルは、前記液晶セルの周囲に配置されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項５】
前記液晶セルは、特定の異なる波長の光を反射する３つの液晶層が並列に配置して構成され、前記第１の受光セルおよび前記第２の受光セルは、前記液晶セルの周囲に配置されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項６】
前記液晶セルは、薄膜状の前記コレステリック液晶の両面を透明電極付きのフィルムで挟持し、周囲をシール材で封止されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項７】
前記液晶セルは、薄膜状の前記コレステリック液晶の両面をフィルムで挟持し、周囲をシール材で封止し、前記シール材の対向する部分は、これに電極を有するかまたは導電性の材料を使用して電極としたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項８】
前記電圧変換器、前記増幅器、前記スイッチ回路および前記制御回路は、前記第１の受光セル、前記第２の受光セルおよび前記液晶セルを担持している基板の背面に配置されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項９】
画面解像度の１画素として１つの液晶表示素子を複数個２次元的に配列して表示画面を構成し、
前記液晶表示素子は、
可視光に反応する第１の受光セルと、
不可視光に反応する第２の受光セルと、
コレステリック液晶を２つの駆動電極で挟んでなる液晶セルと、
前記第１の受光セルによって出力された電圧を前記液晶セルの表示を消去するのに必要なリセット電圧に変換する電圧変換器と、
前記第１の受光セルによって出力された電圧を増幅して前記第１の受光セルが受光した可視光の強さに対応した電圧を出力する増幅器と、
前記電圧変換器の出力を前記液晶セルに印加するか前記増幅器の出力を前記液晶セルに印加するかを切り換えるスイッチ回路と、
前記第２の受光セルが不可視光を受光しているときに、前記スイッチ回路を、前記電圧変換器の出力の側に切り換えて前記液晶セルをリセットした後、前記増幅器の出力の側に切り換えるよう制御する制御回路と、
を備えていることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示素子および表示装置に関し、特に薄く、軽く、メモリ性があって電源がなくても表示を保持することができる電子ペーパーに適用して好適な液晶表示素子および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子ペーパーは、薄くて軽量であるという紙媒体のような性質と、表示の書き換えをするとき以外は電力を必要としないという低消費電力性およびメモリ性という性質とを併せ持つコレステリック液晶を用いた反射型表示素子である。
【０００３】
電子ペーパーは、コレステリック液晶における所定の座標に対して反射率を決めるコモン駆動回路およびセグメント駆動回路、表示させる画像データを処理するための中央処理装置、メモリ、制御回路を備えている（たとえば、特許文献１参照）。電子ペーパーに画像を表示させるには、メモリ等に画像データを転送し、画像データに応じた電圧を駆動回路を介してコレステリック液晶に印加し、これによって反射率が決められる。つまり、電子ペーパーでは、一度画像データとして扱うことが前提で、その画像データをメモリに格納したり、駆動回路へ転送したりしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−６９２５４号公報（図７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の電子ペーパーは、一度書き込んだ画像データを表示し続けるのに電源を必要としないが、画像データの書き換えを行うには、各回路を駆動するのに電源が必要であり、バッテリなどを搭載した装置として可搬しなくてはならず、紙のように扱うことができないという問題点があった。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、大きくて嵩張るバッテリなどの電源を搭載する必要がなく、紙のように扱うことができる液晶表示素子および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】
【０００７】
本発明では上記の課題を解決するために、可視光に反応する第１の受光セルと、不可視光に反応する第２の受光セルと、コレステリック液晶を２つの駆動電極で挟んでなる液晶セルと、前記第１の受光セルによって出力された電圧を前記液晶セルの表示を消去するのに必要なリセット電圧に変換する電圧変換器と、前記第１の受光セルによって出力された電圧を増幅して前記第１の受光セルが受光した可視光の強さに対応した電圧を出力する増幅器と、前記電圧変換器の出力を前記液晶セルに印加するか前記増幅器の出力を前記液晶セルに印加するかを切り換えるスイッチ回路と、前記第２の受光セルが不可視光を受光しているときに、前記スイッチ回路を、前記電圧変換器の出力の側に切り換えて前記液晶セルをリセットした後、前記増幅器の出力の側に切り換えるよう制御する制御回路と、を備えていることを特徴とする液晶表示素子が提供される。
【０００８】
また、本発明では、画面解像度の１画素として１つの液晶表示素子を複数個２次元的に配列して表示画面を構成し、前記液晶表示素子は、可視光に反応する第１の受光セルと、不可視光に反応する第２の受光セルと、コレステリック液晶を２つの駆動電極で挟んでなる液晶セルと、前記第１の受光セルによって出力された電圧を前記液晶セルの表示を消去するのに必要なリセット電圧に変換する電圧変換器と、前記第１の受光セルによって出力された電圧を増幅して前記第１の受光セルが受光した可視光の強さに対応した電圧を出力する増幅器と、前記電圧変換器の出力を前記液晶セルに印加するか前記増幅器の出力を前記液晶セルに印加するかを切り換えるスイッチ回路と、前記第２の受光セルが不可視光を受光しているときに、前記スイッチ回路を、前記電圧変換器の出力の側に切り換えて前記液晶セルをリセットした後、前記増幅器の出力の側に切り換えるよう制御する制御回路と、を備えていることを特徴とする表示装置が提供される。
【０００９】
このような液晶表示素子および表示装置によれば、被写体から反射する光の強弱をそのまま濃淡を決める反射率に反映することができ、しかも、被写体からの光による起電力を電源として利用することで電源を不要にしている。表示装置の画素を構成する液晶表示素子が被写体の画素を書き込む機能を有しているので、表示装置は、液晶表示素子を並べるだけで構成することができ、電源はもとより、画像データを受け取って書き込むためのすべても回路を不要にすることから、紙のように薄くて軽い表示装置を実現できる。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成の液晶表示素子および表示装置は、液晶表示素子が光電変換を行う受光セルを備え、画素データである被写体からの反射光の起電力を画素データの書き込みを行うときの電源として利用するため、大きくて嵩張るバッテリのような電源が不要になり、紙のように薄い表示装置を実現することができる。液晶表示素子自身が画素単位で書き込みを行う機能を備えているから、表示装置は、複数の液晶表示素子だけで構成することができ、表示画面の形状・大きさを自由に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】液晶表示素子の基本動作原理を説明するための液晶の電圧対反射率の関係を示す図である。
【図２】液晶表示素子の構成を示す図である。
【図３】受光セルおよび液晶の特性の関係を説明する図である。
【図４】増幅器の入出力電圧および階調の関係を示す図である。
【図５】増幅器の入出力電圧特性を示す図である。
【図６】液晶表示素子の要部動作を示すタイミングチャートである。
【図７】液晶表示素子の外観を示す図であって、（Ａ）は液晶表示素子の平面図、（Ｂ）は液晶表示素子の正面図である。
【図８】液晶表示素子の実装例を示す図であって、（Ａ）は液晶表示素子の第１の実装例を示す図、（Ｂ）は液晶表示素子の第２の実装例を示す図である。
【図９】カラー表示用の液晶表示素子の第１の実装例を示す図であって、（Ａ）は液晶表示素子の平面図、（Ｂ）は液晶表示素子の正面図である。
【図１０】カラー表示用の液晶表示素子の第２の実装例を示す図であって、（Ａ）は液晶表示素子の平面図、（Ｂ）は液晶表示素子の正面図である。
【図１１】液晶表示素子からなる表示装置を示す図である。
【図１２】被写体を表示装置へ複写する複写装置の原理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、被写体からの反射光が照射している間にその反射光の強弱を濃淡として書き込むことができる複数の不揮発性の液晶表示素子を面上に並べて表示画面を構成してなる電子ペーパーに適用した場合を例に図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は液晶表示素子の基本動作原理を説明するための液晶の電圧対反射率の関係を示す図である。図１において、横軸は液晶に印加される電圧を示し、縦軸は液晶の反射率を示している。
【００１４】
液晶表示素子に使用される液晶は、コレステリック液晶が使用されており、その電圧対反射率の関係は、図１に示した特性を有している。すなわち、反射率は、電圧を高くしていくと、最大から最小へ向かって変化していき、たとえば電圧Ｖ１から電圧Ｖ２の区間では、ほぼリニアに変化している。反射率が高いと、外部から照射された光が反射して、液晶表示素子は白に見える。反射率が低くなると、外部から照射された光は透過して、液晶の背面に配置された光吸収層に吸収され、液晶表示素子は黒に見えるようになる。
【００１５】
反射率がリニアに変化する電圧区間において、ある電圧が印加された後に消失した場合には、その電圧に対応する反射率が保持される。したがって、反射率がリニアに変化する電圧区間は、色の濃淡を表現する階調として利用することができる。
【００１６】
さらに、電圧を高くして電圧ＶＲｓｔを超えると、反射率は、再び最大になる。この電圧ＶＲｓｔは、液晶表示素子の書き換えを行う前に、画面を白色にリセットするリセット電圧として使用することができる。
【００１７】
図２は液晶表示素子の構成を示す図である。
液晶表示素子１０は、２つの受光セル１２，１４を備えている。受光セル１２は、可視光に反応してその強さに応じた電圧Ｖｚを出力し、受光セル１４は、赤外光のような不可視光に反応してその強さに応じた電圧を出力する。受光セル１２の出力は、電圧変換器１６、増幅器１８および基準電圧源２０に接続されている。電圧変換器１６は、受光セル１２が出力した電圧Ｖｚを昇圧・調整して所定の電圧ＶＲｓｔに変換する電圧レギュレータによって構成される。基準電圧源２０も、受光セル１２が出力した電圧Ｖｚを昇圧・調整して所定の電圧に変換する電圧レギュレータによって構成される。
【００１８】
増幅器１８は、オペアンプ１８ａによる反転増幅回路によって構成されている。オペアンプ１８ａの反転入力は、抵抗Ｒ１を介して受光セル１２に接続され、抵抗Ｒ２を介してオペアンプ１８ａの出力に接続されている。オペアンプ１８ａの非反転入力は、抵抗Ｒｃを介して基準電圧源２０に接続されている。
【００１９】
電圧変換器１６の出力は、スイッチ２２の一端に接続され、増幅器１８の出力は、スイッチ２４の一端に接続されている。スイッチ２２，２４の他端は、それぞれダイオード２６，２８を介してスイッチ３０の一端に接続されている。スイッチ３０の他端は、セグメント駆動回路３２およびコモン駆動回路３４の入力に接続されている。セグメント駆動回路３２およびコモン駆動回路３４の出力は、駆動電極３６，３８を介して液晶セル４０の透明電極に接続されている。
【００２０】
受光セル１４の出力は、制御回路４２に接続されている。制御回路４２は、受光セル１４の出力を受けて、受光セル１４が所定以上の強さの赤外光を受けている間、イネーブル信号を出力するリセット回路４４を有している。リセット回路４４の出力は、タイミング発生回路４６およびＮＡＮＤゲート４８の一方の入力に接続されている。タイミング発生回路４６は、イネーブル信号を有効・無効にする信号を生成する出力を有し、その出力は、ＮＡＮＤゲート４８の他方の入力に接続されている。タイミング発生回路４６は、スイッチ２２，２４を制御する信号Ｒ／Ｇｅの出力を有し、その出力は、スイッチ２２のイネーブル入力に接続され、スイッチ２４には、インバータ５０を介してイネーブル入力に接続されている。タイミング発生回路４６は、フレーム信号ＦＲの出力を有し、その出力は、セグメント駆動回路３２のイネーブル入力（ＦＲ）に接続され、コモン駆動回路３４には、インバータ５２を介してイネーブル入力（ＦＲ）に接続されている。ＮＡＮＤゲート４８は、スイッチ３０のイネーブル入力に信号ＥＣｎｔを供給するように接続されている。
【００２１】
スイッチ２２，２４およびインバータ５０は、電圧変換器１６が出力する電圧ＶＲｓｔを液晶セル４０に印加するか増幅器１８が出力する電圧ＶODを液晶セル４０に印加するかを切り換えるスイッチ回路を構成している。
【００２２】
セグメント駆動回路３２、コモン駆動回路３４およびインバータ５２は、タイミング発生回路４６からのフレーム信号ＦＲを受けて液晶セル４０の駆動電極３６，３８に接続される信号線を切り換えることによりコレステリック液晶に印加する電圧の極性を反転する極性反転回路を構成している。
【００２３】
ＮＡＮＤゲート４８が出力する信号ＥＣｎｔは、液晶セル４０をリセットして受光セル１２が受光した被写体を書き込む期間のみスイッチ３０をオンにし、それ以外の期間は、スイッチ３０をオフにする。
【００２４】
図３は受光セルおよび液晶の特性の関係を説明する図、図４は増幅器の入出力電圧および階調の関係を示す図、図５は増幅器の入出力電圧特性を示す図、図６は液晶表示素子の要部動作を示すタイミングチャートである。
【００２５】
可視光に反応する受光セル１２は、図３に示したように、可視光の強弱に従ってリニアに変化する電圧Ｖｚを出力し、ここでは、可視光の強弱の変化を分かり易く示すため、光の強さを８階調で示している。一方、液晶の特性では、液晶に印加される電圧と可視光の８階調に対応した反射率との関係および以前に描画していた表示を消去するのに必要な電圧ＶＲｓｔを示している。この電圧ＶＲｓｔは、受光セル１２が出力した電圧Ｖｚの値に拘わらず、その電圧Ｖｚを電圧変換器１６が昇圧・調整することにより高くて一定の値を有している。
【００２６】
受光セル１２の特性と液晶の特性とから、これらの間に設けられる増幅器１８は、図４に示すような入力の電圧Ｖｚと出力の電圧ＶODとの関係の入出力特性を有することが要求される。図示の例では、最大の強さの光を受光したときに４０ボルトの電圧Ｖｚを出力する受光セル１２を使用した場合、これを８段階に等分したときの増幅器１８の入力の電圧Ｖｚおよび出力の電圧ＶODの値を示している。この増幅器１８の入出力電圧特性を示したのが図５であり、この特性によれば、出力される電圧ＶODは、入力される電圧Ｖｚの値に逆比例して変化している。
【００２７】
この図５に示す特性を実現しているのが図２に示す増幅器１８である。この増幅器１８では、オペアンプ１８ａの反転入力に接続された入力用の抵抗Ｒ１および帰還用の抵抗Ｒ２の値を、Ｒ１：Ｒ２＝４：１に設定し、基準電圧源２０により作られて非反転入力に印加される基準電圧Ｖｒｅｆを１２ボルトに設定している。これにより、増幅器１８が出力する電圧ＶODは、
ＶOD＝Ｖｒｅｆ−（Ｒ２／Ｒ１）＊Ｖｚ
となり、受光セル１２で感知した電圧Ｖｚに対応する階調として液晶セル４０に印加されることになる。
【００２８】
次に、液晶表示素子１０の動作について、図６に示すタイミングチャートを参照して説明する。その前に、受光セル１４は、赤外光を受光すると、赤外光の強さに対応する電圧を出力し、制御回路４２に入力される。制御回路４２では、リセット回路４４が受光セル１４の出力する電圧を受けていて、その電圧が所定のしきい値を超えている間は、リセット回路４４からイネーブル信号が出力されている。また、このイネーブル信号を受けたタイミング発生回路４６は、リセット期間および描画期間を表す信号Ｒ／Ｇｅと、リセット期間および描画期間のそれぞれに１周期のフレーム信号ＦＲとを生成する。さらに、ＮＡＮＤゲート４８は、イネーブル信号が入力されてから描画期間の終了までの間、信号ＥＣｎｔを出力する。このとき、図示はしないが、受光セル１２に入射した可視光の強さに対応する電圧Ｖｚは、電圧変換器１６によって電圧ＶＲｓｔに変換され、増幅器１８によって電圧ＶODに変換され、基準電圧源２０によって電圧Ｖｒｅｆに変換されているとする。
【００２９】
ここで、受光セル１２，１４が可視光および赤外光を受光すると、ＮＡＮＤゲート４８が信号ＥＣｎｔを出力するまでは、スイッチ３０をオフに制御している。次に、タイミング発生回路４６が信号Ｒ／Ｇｅを出力し、そのリセット期間では、スイッチ２２をオン、スイッチ２４をオフに制御する。同時に、ＮＡＮＤゲート４８は、信号ＥＣｎｔを出力して、スイッチ３０をオンに制御する。また、リセット期間の前半では、タイミング発生回路４６がフレーム信号ＦＲを出力して、スイッチ３０の出力をコモン駆動回路３４が受け入れるように制御する。この結果、コモン駆動回路３４に液晶セル４０をリセットする電圧ＶＲｓｔが印加され、セグメント駆動回路３２には基準電位の０ボルトが印加されることになる。リセット期間の後半では、フレーム信号ＦＲによってスイッチ３０の出力をセグメント駆動回路３２が受け入れるように制御される。この結果、セグメント駆動回路３２に液晶セル４０をリセットする電圧ＶＲｓｔが印加され、コモン駆動回路３４には基準電位の０ボルトが印加されることになる。
【００３０】
次に、描画期間では、タイミング発生回路４６の信号Ｒ／Ｇｅによってスイッチ２２がオフ、スイッチ２４がオンに制御される。描画期間の前半では、タイミング発生回路４６がフレーム信号ＦＲを出力して、スイッチ３０の出力をコモン駆動回路３４が受け入れるように制御する。この結果、コモン駆動回路３４に増幅器１８から出力された電圧ＶODが印加され、セグメント駆動回路３２には基準電位の０ボルトが印加されることになる。描画期間の後半では、フレーム信号ＦＲによってスイッチ３０の出力をセグメント駆動回路３２が受け入れるように制御される。この結果、セグメント駆動回路３２に増幅器１８から出力された電圧ＶODが印加され、コモン駆動回路３４には基準電位の０ボルトが印加されることになる。
【００３１】
描画期間が終了すると、ＮＡＮＤゲート４８の信号ＥＣｎｔがスイッチ３０をオフに制御してセグメント駆動回路３２への電圧ＶODの印加を終了する。これにより、液晶表示素子１０は、描画期間終了前の電圧ＶODに対応した反射率を保持し、対応する階調を表示することになる。
【００３２】
なお、以上の構成の液晶表示素子１０は、白と黒の濃淡だけで画像を表現するグレースケール表示を可能にするものである。カラー表示を行う場合は、受光セル１４および制御回路４２を除く構成要素を３組備え、赤色、緑色および青色をそれぞれ表示させるようにすればよい。
【００３３】
図７は液晶表示素子の外観を示す図であって、（Ａ）は液晶表示素子の平面図、（Ｂ）は液晶表示素子の正面図である。
液晶表示素子１０は、基板５４の表示面の中央に液晶セル４０が配置され、その周囲に受光セル１２，１４および駆動電極３６，３８が配置されている。基板５４の裏面には、受光セル１２，１４、駆動電極３６，３８および液晶セル４０を除く電子回路要素５６が配置されている。
【００３４】
図８は液晶表示素子の実装例を示す図であって、（Ａ）は液晶表示素子の第１の実装例を示す図、（Ｂ）は液晶表示素子の第２の実装例を示す図である。
液晶表示素子１０の第１の実装例によれば、図８の（Ａ）に示したように、基板５４の上面に、光吸収層５７、透明のフィルム５８、透明電極６０、コレステリック液晶６２、透明電極６４および透明のフィルム６６を順次積層することで実装している。コレステリック液晶６２は、その周囲にシール材６８を配置することによって封止されている。透明電極６４は、接続電極７０によって基板５４の裏面に実装されたセグメント駆動回路３２に接続され、接続電極７０とともに駆動電極３６を構成している。透明電極６０は、接続電極７２によって基板５４の裏面に実装されたコモン駆動回路３４に接続され、接続電極７２とともに駆動電極３８を構成している。
【００３５】
液晶表示素子１０の第２の実装例によれば、図８の（Ｂ）に示したように、基板５４の上面に、光吸収層５７、透明のフィルム５８、コレステリック液晶６２および透明のフィルム６６を順次積層することで実装している。コレステリック液晶６２は、その周囲にシール材６８を配置することによって封止されている。そのシール材６８の１対の対向面には、電極７４，７６が被着され、それぞれ接続電極７０，７２によってセグメント駆動回路３２およびコモン駆動回路３４に接続されている。電極７４および接続電極７０は、駆動電極３６を構成し、電極７６および接続電極７２は、駆動電極３８を構成している。なお、シール材６８に電極７４，７６を被着する代わりに、対向するシール材６８を導電性の材料によって形成してもよい。
【００３６】
図９はカラー表示用の液晶表示素子の第１の実装例を示す図であって、（Ａ）は液晶表示素子の平面図、（Ｂ）は液晶表示素子の正面図である。
カラー表示用の液晶表示素子１０Ｃは、基板５４の表示面の中央に、コレステリック液晶が透明電極を被着した透明フィルムで挟まれ周囲をシール材によって封止された３つの液晶セル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂを積層することにより構成されている。液晶セル４０Ｒの裏面には、光吸収層５７が配置されている。液晶セル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂのセグメント側は、それぞれ駆動電極３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂに接続され、コモン側は、駆動電極３８に接続されている。駆動電極３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂ，３８が配置された基板５４の辺に隣接する辺には、受光セル１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ，１４が配置されている。
【００３７】
液晶セル４０Ｒは、６５０ナノメートルの波長の光（赤色）を反射するコレステリック液晶が使用され、液晶セル４０Ｇは、５５０ナノメートルの波長の光（緑色）を反射するコレステリック液晶が使用され、液晶セル４０Ｂは、４５０ナノメートルの波長の光（青色）を反射するコレステリック液晶が使用されている。
【００３８】
液晶セル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂのすべてが最大反射率になると、入射された可視光はすべて反射されるので、液晶表示素子１０Ｃは白色に見え、液晶セル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂのすべてが最小反射率になると、入射された可視光はすべて透過して、液晶表示素子１０Ｃは、光吸収層５７の黒色が見える。液晶セル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂがそれぞれ中間の反射率を有することによって光の３原色が適当に混合され、フルカラー表示を可能にしている。
【００３９】
図１０はカラー表示用の液晶表示素子の第２の実装例を示す図であって、（Ａ）は液晶表示素子の平面図、（Ｂ）は液晶表示素子の正面図である。
カラー表示用の液晶表示素子１０Ｃは、基板５４の表示面の中央に、コレステリック液晶が透明電極を被着した透明フィルムで挟まれ周囲をシール材によって封止された３つの液晶セル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂを並べることによって構成されている。液晶セル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂの裏面には、光吸収層が配置されている。液晶セル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂのセグメント側は、それぞれ駆動電極３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂに接続され、コモン側は、駆動電極３８に接続されている。駆動電極３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂ，３８が配置された基板５４の辺に隣接する辺には、受光セル１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ，１４が配置されている。
【００４０】
液晶表示素子１０Ｃは、図９に示した積層構造のものと同様に、すべての液晶セル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂが最大反射率になると、光の３原色が全反射することになるので、それらが均等に混合して白色を表示する。液晶セル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂが最小反射率になると、液晶セル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂを入射光が透過し、液晶表示素子１０Ｃは、光吸収層の黒を表示することになる。中間の反射率では、液晶セル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂがそれぞれ反射率に応じた階調で反射することによってフルカラー表示が可能になっている。
【００４１】
図１１は液晶表示素子からなる表示装置を示す図である。
表示装置７８は、上記した液晶表示素子１０または液晶表示素子１０Ｃをフレキシブル基板８０の上に２次元的に配列して構成され、書き換え可能な電子ペーパーとして使用することができる。液晶表示素子１０，１０Ｃは、表示装置７８の画面解像度の１画素分の表示素子として機能する。したがって、解像度が６４０画素ｘ４８０画素の表示画面を持った表示装置７８の場合には、約３０万個の液晶表示素子１０（１０Ｃ）を並べることによって表示画面を形成することができる。
【００４２】
液晶表示素子１０（１０Ｃ）は、画素単位で表示動作が完結しているので、単に複数個並べて自由な形状・大きさの表示画面を持った表示装置７８を容易に形成することができる。また、フレキシブル基板８０の両面に液晶表示素子１０（１０Ｃ）を並べて表示画面を形成することにより、たとえばポスターなどの大判広告のための電子ペーパーとして利用できる表示装置を構成することができる。
【００４３】
図１２は被写体を表示装置へ複写する複写装置の原理を説明する図である。
複写装置は、原稿となる被写体８２を表示装置７８へ複写するもので、被写体８２および表示装置７８を所定距離だけ離間しておき、それらの間に光源ヘッド８４を平行移動させる構成を有している。被写体８２は、たとえばガラスのような原稿台に乗せられ、表示装置７８は、原稿台に平行な載置面を有するように形成された載置台に乗せられることにより、被写体８２および表示装置７８は、所定距離だけ互いに離間して設置される。原稿台と載置台との間の原稿台に近い位置に光源ヘッド８４が原稿台の面に平行な方向に移動可能に設置されている。光源ヘッド８４は、その移動方向に直交する方向に細長いバー状の形状のボディを有し、そのボディの中に、可視光源８６と、赤外光源８８と、集光レンズ９０とを有している。可視光源８６および赤外光源８８は、集光レンズ９０を挟んで両側に配置され、それらの光軸は、被写体８２に集光レンズ９０の光軸が当たる位置に向けられている。可視光源８６および赤外光源８８は、たとえば可視光用および赤外光用の発光ダイオードを直線状に並べて構成した発光ダイオードアレイによって形成される。
【００４４】
被写体８２を表示装置７８へ複写するときには、光源ヘッド８４を移動する。このとき、可視光源８６および赤外光源８８は、光源ヘッド８４の移動方向に直交する方向にライン状に被写体８２を照射し、被写体８２を反射した可視光および赤外光は、集光レンズにより集光されて表示装置７８へ入射される。表示装置７８は、可視光および赤外光をライン状に照射された位置にある液晶表示素子１０（１０Ｃ）が同時にリセットおよび描画が行われる。光源ヘッド８４が移動することによって、そのようなライン状に配置された液晶表示素子１０（１０Ｃ）のリセットおよび描画動作が移動方向に連続して実施され、表示装置７８への複写が平面的に行われる。
【符号の説明】
【００４５】
１０，１０Ｃ  液晶表示素子
１２，１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ，１４  受光セル
１６  電圧変換器
１８  増幅器
１８ａ  オペアンプ
２０  基準電圧源
２２，２４  スイッチ
２６，２８  ダイオード
３０  スイッチ
３２  セグメント駆動回路
３４  コモン駆動回路
３６，３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂ，３８  駆動電極
４０，４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂ  液晶セル
４２  制御回路
４４  リセット回路
４６  タイミング発生回路
４８  ＮＡＮＤゲート
５０，５２  インバータ
５４  基板
５６  電子回路要素
５７  光吸収層
５８  フィルム
６０  透明電極
６２  コレステリック液晶
６４  透明電極
６６  フィルム
６８  シール材
７０，７２  接続電極
７４，７６  電極
７８  表示装置
８０  フレキシブル基板
８２  被写体
８４  光源ヘッド
８６  可視光源
８８  赤外光源
９０  集光レンズ
【図１】
2011075692.tif 000003
【図２】
2011075692.tif 000004
【図３】
2011075692.tif 000005
【図４】
2011075692.tif 000006
【図５】
2011075692.tif 000007
【図６】
2011075692.tif 000008
【図７】
2011075692.tif 000009
【図８】
2011075692.tif 000010
【図９】
2011075692.tif 000011
【図１０】
2011075692.tif 000012
【図１１】
2011075692.tif 000013
【図１２】
2011075692.tif 000014