(57)【要約】      （修正有）【課題】電源を持たない情報表示装置と、その情報表示装置に任意の表示データや電力を送る無線端末との間で、機械的脱着を可能として、全体としての情報表示システムを提供する。複数色のコレステリック液晶を用いて、高いコントラストを低いコストで実現できる表示素子、およびそのような表示素子を用いた表示装置を提供する。【解決手段】液晶を用いた表示装置において、該液晶の２つの安定状態に対応する２種類の駆動電圧波形の波高値を、温度に応じて変化させる温度補償手段を備えることを特徴とする表示装置。【選択図】図５３
2008052276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶を用いた表示装置において、
該液晶の２つの安定状態に対応する２種類の駆動電圧波形の波高値を、温度に応じて変化させる温度補償手段を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記液晶がコレステリック相を形成する液晶であり、前記温度補償手段が前記２つの安定状態のうちの１つであるフォーカルコニック状態に対応する駆動波形の波高値を、動作温度範囲下限における該駆動波形の波高値の上限値と下限値との平均値と、動作温度範囲上限における該駆動波形の波高値の上限値と下限値との平均値とを結ぶ直線に対応して変化させることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばモバイル機器と、その機器から与えられる任意のデータを表示する装置によって構成される情報表示システム、そのような情報装置において使用される表示素子、表示素子駆動方法、および表示装置に係り、さらに詳しくは、例えば無線端末と非接触ＩＣカードによって構成されるシステム、電源を切断しても表示が保持されるコレステリック液晶などを用いた表示素子とその駆動方法、およびこのようなメモリ性を持つ電子ペーパなどを利用した表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、ＰＤＡ、デジタルカメラなどの表示情報を拡大表示したいという要求がある。そのためのひとつの方法としては、端末の画面の一部分のみを拡大する方法がとられている。この方法では当然、全体画像を一度にみることができないため、スクロールなどの煩わしさがある。もう１つの方法として、携帯端末にＢｌｕｅｔｏｏｔｈ、赤外線、無線ＬＡＮなどの近距離無線通信機能を設け、パソコン、ＴＶなどに搭載された大画面表示器に無線で画像情報を送り表示させる方法がある。あるいは無線伝送ではなく、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４などの有線インタフェース接続機能により画像を伝送し、大画面表示させる方法がとられている。しかし、外出先などのモバイル環境下では、表示器に交流電源あるいは何らかのバッテリが必要なこと、装置自体が重いことなどのため、このような拡大表示方法はモバイル機器には不都合である。  
【０００３】
これを避けるためのモバイル環境下での表示方法としては、携帯端末に軽量かつ低消費電力の拡大表示器を接続することが考えられている。軽量、低消費電力の電子ペーパを用いて、このような試みが提案されている。このような方法では電気的に接触接続されているため、１）常時接続では携帯端末のサイズが実質的に大きくなる、２）使用時のみに接続する場合は電気接点の疲労による劣化が生じる、３）接続を切り離した後での表示の消失、あるいは表示消失防止のための表示器への電池搭載という不都合が生じる。電池搭載は表示器の電池交換あるいはバッテリ給電の不便さだけでなく、表示器の厚みや重量を増大させる。これらの問題を解決するような、端末自体は実質的に小さく、拡大表示画面を持ち、かつハンズフリーなモバイル表示システムが要求されている。
【０００４】
また、携帯電話、ＰＤＡ、デジタルカメラなどの任意の表示情報を外出先や訪問先でプリントアウトしたいという要求がある。これに対しては、バッテリ駆動のモバイルプリンタ装置が販売されているが、重量と体積、さらには紙や電池の補給という問題がある。このようなプリンタ装置の代わりに、プリンタ無しで実質的に紙プリントと同等に、携帯端末と離間された状態で表示をさせることが期待される。
【０００５】
このような表示のために、接触ＩＣカードやＲＦ（ラジオ・フリケンシ）タグを用いる従来技術や、近距離無線を用いた非接触のＩＣカードに関する次の文献がある。特許文献１には、表示部の表示内容を書き替え可能なＩＣカードが開示されている。
【０００６】
特許文献２、特許文献３、および特許文献４には表示用の電源を持つＩＣカードが開示されており、特許文献２では太陽電池が、特許文献３ではリチウム電池が、特許文献４では補助電源として、例えば太陽電池が用いられている。
【０００７】
特許文献５および特許文献６では、太陽電池などの補助電源を使用することなく、電源が切断されても表示内容を保持できるメモリ性表示素子が使用されている。特許文献５では、例えば強誘電性の液晶表示素子や、エレクトロクロミック表示素子が使用され、特許文献６ではコレステリック・ネマティック相転移型液晶の使用が提案されている。
【０００８】
この種の近距離無線では、一般に固定のターミナルに搭載されたＩＣカードリーダ／ライタから、無線で無電源のＩＣカードと情報を授受する。カードとライタが近接していれば原理的に表示記録電力と表示情報を与え、記録表示することが可能である。しかし、従来はモバイル端末と非接触無線手法を用いてリンクした利便性の良い表示システムはなく、また、現実にはいくつかの技術的な理由、たとえば記録電力、電圧、メモリ保持性、記録速度が不十分なために未だ非接触ＩＣカードへの表示は実現されてない。このような非接触無線手法を利用し、携帯端末から任意の表示情報を伝達し、拡大表示するモバイル用途に適した利便性の良い表示システムや電子ペーパが望まれている。
メモリ性媒体として有力な電気泳動法は、カプセル内の白い液に白や黒の荷電微粒子を懸濁させ、静電気により粒子をひきつけるため、原理的にメモリ保持性と高速駆動性、低電圧駆動性が相反する。これを無電源記録に利用することは困難である。エレクトロクロミックは化学変化を利用したメモリ表示方法であるが、書き込み電力が大きく、無線書込みは困難である。また、メモリ性液晶に関しては、強誘電性メモリ液晶媒体は記録速度は速いが、偏光膜を使うため反射白表示での明るさが不十分という点と機械的ショックで表示が消失するという問題がある。
【０００９】
メモリ性液晶としては、前述の特許文献６に提案されているコレステリック・ネマティック相転移型液晶素子がある。この材料は光散乱性を利用するものであるが、コントラストが低いという問題点や、表示を安定に保つためバイアス電圧が必要であるという問題点があった。
【００１０】
これに対してコレステリック液晶（カイラルネマティック液晶を含む）は、ある波長の光を選択的に反射する選択反射性を有し、液晶の層ピッチに応じた光波長を反射し、単色の色を示す。そのため多色化のためには、特許文献７のように積層構造が提案されている。
【００１１】
図１はコレステリック液晶を用いた積層構造の液晶素子の従来例を示す。同図においては上下の基板２０１の間に３層の液晶２０４、２０５、２０６が挿入され、それぞれ透明電極２０２を介して接着されることによって液晶素子が構成されているが、この構造では界面が多数であり、ノイズ光が多く、表示のコントラストが低下する。構成部材も多く、高価な装置となってしまうという問題点があった。
【００１２】
すなわちコレステリック液晶はある単色の色を示し、２つの液晶が混在すると容易に混合し、所望の色を反射することができない。２つ以上の液晶が混合すると中間色、または無反射状態となってしまう。液晶を分離する方法として、液晶をカプセル内に封じ込めるカプセル構造もあるが、カプセルの界面と厚さの影響で、ノイズ光によるコントラスト低下と駆動電圧の上昇を引き起こし、表示装置に使用するには好ましくなく、また所望の画素に所望のカプセルを配置することも困難であるという問題点があった。
【００１３】
次にこのようなコレステリック液晶を無電源の表示装置、例えば非接触型ＩＣカードや電子ぺーパに使用する場合の電源回路などについての問題点を説明する。一般的に無電源の非接触ＩＣカードなどにおいては、例えば携帯端末やＩＣカードリーダ／ライタなどから、近距離無線によってデータと共に表示用の電力を受け取り、表示を行う方式であるために、電源として使用できる電力の値が小さく、電源回路などに対して例えば電流制限などを行う必要がある。
【００１４】
特にコレステリック液晶では、後述するように２つの安定状態としてのプレーナ状態、およびフォーカルコニック状態のそれぞれに駆動するために、波高値の異なる２種類の駆動波形が必要である。しかもプレーナ状態への駆動電圧としては４０Ｖ程度を必要とし、他の表示素子に比べると値はかなり高い。このため電源回路がコスト高になるという問題点があった。また一般的なＤＣ−ＤＣコンバータを使用すると、静電容量の大きいコンデンサ（μＦオーダ）を必要とするために、電源回路を厚さ１mm程度以内にすることは極めて困難であるという問題点があった。
【００１５】
図２はパッシブマトリクス型の素子に対する駆動波形の従来例を示す。同図に示すように、選択レベルのライン上にある画素には、信号線に対してオン、オフに応じてプレーナ、およびフォーカルコニック状態への駆動電圧が印加されなければならず、また非選択レベルのライン上にある画素には、選択時に書き込まれた状態が変化しないような電圧を印加する必要があり、市販のＳＴＮ液晶ドライバＬＳＩでは例えば５種類の電圧を必要とし、電源回路がコスト高になるという問題点もあった。
【００１６】
次に例えば非接触ＩＣカードをＩＣカードリーダ／ライタからの電力供給だけで稼動させる場合に供給される電力量は、例えばリーダ／ライタとＩＣカードとの間の距離によって大きく変動する。このため表示部を常時稼動させると、表示部がない通常の非接触ＩＣカードに比べて通信距離が著しく短縮したり、通信中に一時的に非接触ＩＣカードチップに必要な電力が不足し、動作が不安定になるという問題点があった。このような問題点に対しては、電力供給量に応じた表示制御が必要となる。
【００１７】
またパッシブマトリクス型のコレステリック液晶を駆動するための電力は、起動時を除けば比較的小さく、ＰＤＡなどに搭載された微弱出力の非接触ＩＣカードリーダ／ライタから供給される電力で十分動作可能である。しかし既存のドライバＬＳＩでは動画表示が前提とされ、最終段のトランジスタの導通時インピーダンスが低いため、起動時の過渡状態では極めて大きな瞬時電流（定常動作時の５〜１０倍）が流れる。このため、定常動作時の数倍の電力を供給しても、既存のドライバＬＳＩを起動できない場合があるという問題点があった。
【００１８】
起動時だけのために供給能力の大きい電源を用意することはコスト的に極めて不利であり、またＰＤＡなどに搭載された微弱出力のリーダ／ライタでは、定常動作時の５〜１０倍の電力を供給することは全く不可能である。このため、できる限り定常動作時の消費電力に近い供給電力で既存ドライバＬＳＩを安定に起動する制御方法の開発が不可欠である。
【００１９】
さらに前述のようにコレステリック液晶では、プレーナ駆動およびフォーカルコニック駆動にそれぞれ対応して、波高値の異なる２種類の駆動波形が必要であり、しかもその波高値は温度によって変化させる必要がある。このため動作温度範囲を広げようとすると、高温でのプレーナ駆動の波高値と、低温でのフォーカルコニック駆動の波高値とが接近してしまい、波高値のマージンの確保が困難になるという問題点があった。コレステリック液晶の応用範囲を広げるためには、広い動作温度範囲で波高値のマージンを確保するための方法が望まれる。
【００２０】
次にコレステリック液晶の高速駆動の問題点について説明する。前述のように、コレステリック液晶の駆動にはプレーナ駆動とフォーカルコニック駆動とがあり、一般的に交流のパルス電圧が用いられるが、液晶の材料にもよるが、ほぼ２０ｍｓの周期、すなわち２０ｍｓ／ラインより早い速度で書き込みを行うと、図３に示すようにフォーカルコニック状態への遷移が不十分となり、図４に示すようにコントラストが大きく低下するという問題点があった。これより遅い速度での書き込みであれば十分なコントラストが得られるが、例えばＱＶＧＡサイズ（３２０×２４０ドット）の画面であっても書き込み終了まで約５秒かかり、表示完了までの待ち時間が大きくなってしまうという問題点があった。
【００２１】
この問題点を解決する高速駆動方法として、以下に述べるような駆動法が開発されているが、このような方法では本発明が対象とする非接触ＩＣカードのように微弱な電磁波を用いたワイヤレス駆動においては各種の問題点があった。以下にコレステリック液晶の使用を前提として、代表的な高速駆動法と、その問題点を述べる。
【００２２】
・特許文献８には、始めに全走査電極にフォーカルコニック状態に遷移させるためのリセット電圧を印加した後に、一走査電極ずつ順次選択電圧を与えるＦＣＲ（Ｆｏｃａｌ Ｃｏｎｉｃ  Ｒｅｓｅｔ）法と名付けられた書き込み方法が開示されているが、全走査電極を選択しての一括リセットは、全走査電極の選択ゆえその時の消費電力が莫大であるため、ワイヤレス駆動には適さない。特に、フォーカルコニック状態へ遷移させる時は、電力消費が大きい。
【００２３】
・また、特許文献９も、全面ホメオトロピックリセットの手法を用いており、上記同様リセット時の消費電力は非常に大きい。そのため、ワイヤレス駆動は実現性が乏しい。
【００２４】
・特許文献１０などに開示されているＤＤＳ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｄｒｉｖｅ  Ｓｃｈｅｍｅ）法も、スキャン速度は速いが、複雑な駆動波形のため駆動回路が複雑化し、高価になってしまう。更に画素の表示状態が定まるまでののべ時間（リセット期間〜維持期間）が長いために消費電力は大きく、ワイヤレス駆動に適さない。
【００２５】
・また、ＳＴＮ駆動で広く知られているＭＬＡ（マルチラインアクセス）法も、多数のラインを一括して駆動するため消費電力が大きく、ワイヤレス駆動に適さない。また、駆動回路も複雑化し高価になる。
【００２６】
・市松模様のような空間周波数の高い画像は、消費電力が著しく大きくなるため、上記の駆動法はますますワイヤレス駆動に不利になる。
【００２７】
・プレーナリセットでは残像が残る。
【００２８】
・特許文献１１には、例えば同一の書き込みラインデータを含む複数のラインを検出し、その複数のラインに同時に書き込みを行う方法が開示されているが、同時書き込みを行う最大ライン数の決定法が不明である。
【００２９】
本発明のように、例えば非接触ＩＣカードに対する駆動を扱うような場合にはμｓオーダまでの高速駆動は特に必要なく、ワイヤレスにおける供給電力の小ささに対応して、独自の高品位で高速の駆動法が必要である。
【００３０】
最後に以上のようなコレステリック液晶などを利用した電子ペーパを用いた表示装置の問題点について説明する。すなわち電源を切断しても表示が、少なくともすぐには消えないという特徴と、表示内容を任意に書き替え可能という特徴とを同時に持つ電子ペーパを用いた表示装置の開発が進められているが、従来のそのような装置では自動表示の機能が備えられていないという問題点があった。
【００３１】
すなわち自動表示装置として、表示すべきデータをいつ、どこから、どのように獲得すべきかに関する情報や、獲得した表示データの表示様式の情報を持っていないため、獲得方法の情報に従って自動的に表示データを獲得し、表示様式の情報に従って自動的に表示を行った後に、自動的に待機状態になるというような自動表示装置が提供されていないという問題点があった。
【特許文献１】実公平７−３０３８４号公報
【特許文献２】特開昭６２−２４２５９２号公報
【特許文献３】特開昭６３−３３９３号公報
【特許文献４】特開２００３−６５９０号公報
【特許文献５】特開平１０−９３４８４号公報
【特許文献６】特開２０００−１１３１３７号公報
【特許文献７】特開平９−１６００６６号公報
【特許文献８】特開平１１−３２６８７１号公報
【特許文献９】特開２００２−６２８７号公報
【特許文献１０】特開２００２−５５３２７号公報
【特許文献１１】特開平１０−２０８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３２】
本発明の第１の目的は、例えば電源を持たない情報表示装置と、その情報表示装置に任意の表示データや電力を送る無線端末との間で、機械的脱着を可能として、全体としての情報表示システムを提供することである。
【００３３】
第２の目的は、複数色のコレステリック液晶を用いて、高いコントラストを低いコストで実現できる表示素子、およびそのような表示素子を用いた表示装置を提供することである。
【００３４】
第３の目的は、例えば非接触ICカードにおいて供給される電力量が小さい場合にも、様々な制御方式を用いてカードの安定な動作を可能とする電源回路を提供することである。
【００３５】
第４の目的は、例えばコレステリック液晶を用いた表示装置において、できるだけ電力消費量を少なくした素子駆動方法、および画像表示方法を提供することである。
【００３６】
第５の目的は、表示すべきデータの獲得方法に関する情報と、表示データの表示様式に関する情報とを保存し、外部から自動的にデータを獲得し、そのデータを表示して自動的に待機状態に戻ることができ、また広範な応用分野を持つ自動表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
本発明の情報表示システムは、表示装置と表示データ保持装置によって構成される。表示装置は、電源が切断されてもデータ表示を継続できる表示手段と、外部から表示すべき任意のデータを受け取るために近距離の通信を行なう近距離通信手段と、近距離通信手段によって受け取ったデータに対応して、表示手段の表示を制御する表示制御手段とを備える。
【００３８】
表示データ保持装置は、表示データを保持する記憶手段と、少なくとも近距離の範囲で記憶手段の記憶内容に対応して、表示データを表示装置側に送信する送信手段とを備える。
【００３９】
表示装置と表示データ保持装置とを機械的に脱着可能とさせるための機械的脱着手段を備えることもでき、表示データ保持装置、例えば携帯端末上の表示部に表示されたデータを表示装置側に送り、拡大表示を行なうことが可能となる。
【００４０】
本発明の表示素子、すなわち２枚の基板の間に液晶が注入される表示素子において、2枚の基板の間に注入される複数色の液晶を相互に接触させないための構造を持つ隔壁を備える。
【００４１】
また本発明の表示装置は、透過モードと反射モードとを有し，表示内容の切換え可能な第１の表示素子と、固定画像または固定文字を表示し、第１の表示素子を通して表示内容を視認可能な反射型の第２の表示素子とを備える。
【００４２】
本発明の表示装置においては、例えばコレステリック液晶のプレーナおよびフォーカルコニック状態に対応する各駆動電圧の波形の波高値を、温度に応じて変化させる温度補償手段を備える。また本発明の表示装置は、外部から高周波磁界を受信するために設置されたコイルを有するものであり、該コイルが中間タップを備えると共に、コイルの一端がアースされ、中間タップとアースの間に共振用コンデンサが接続され、その共振用コンデンサの両端に生ずる高周波電圧を整流して表示用以外の回路に対する電圧を与えるロジック用電源手段と、コイルの他端と中間タップとの間の高周波電圧を整流して表示用の電圧を与える表示用電源手段とを備える。
【００４３】
本発明の素子駆動方法として、コレステリック液晶を用いたマトリクス型表示装置において、走査電極の1部を選択状態のリセットラインと書き込みライン、非選択状態の休止ラインにそれぞれ設定し、リセットライン、休止ライン、書き込みラインをそれぞれシフトさせながら、信号電極側に書き込みデータ信号を与える駆動方法が用いられる。
【００４４】
また本発明の表示素子駆動方法として、前述のようなマトリクス型表示装置において、表示画面上の複数ラインのうちで、表示すべきデータパターンが同一である複数のラインを検出し、検出された複数のラインを同時に選択し、同一パターンのデータを信号電極に与えて同一パターンの一括書き込みを行う駆動方法が用いられる。
【００４５】
本発明の表示装置は、例えば電源が切断されてもデータ表示を継続できる表示手段と、表示すべきデータの獲得方法に関する情報と、獲得した表示データの表示様式に関する情報とを記憶する記憶手段と、その記憶手段の記憶内容に従った、外部からの表示データの獲得と、表示データの表示手段上での表示とを制御する制御手段とを備える。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、例えば電源が切断されてもデータ表示を継続できるコレステリック液晶表示素子などを用いて表示装置が構成され、その表示装置と、表示装置側に表示データと共に電力を同時に供給する表示データ保持装置、例えば携帯端末とによって情報表示システムが構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
図５は本発明の情報表示システムの原理構成ブロック図である。同図においてシステムは表示装置１と、表示データ保持装置２とから構成される。
【００４８】
表示装置１は、例えば電源が切断されてもデータ表示を継続できる表示部３と、外部から表示すべきデータを受け取るために近距離での通信を行なう近距離通信部４と、近距離通信部４によって受け取った任意のデータに対応して、表示部３の表示を制御する表示制御部５とを備える。
【００４９】
表示データ保持装置２、例えば携帯端末は表示データを保持する記憶部６と、少なくとも近距離の範囲で、記憶部６の記憶内容に対応して、表示データを表示装置１側に送信する通信部７とを備える。
【００５０】
表示データ保持装置２は、通信部７と異なって遠距離通信が可能で、外部から表示データを獲得するための遠距離通信部を更に備え、通信部７が遠距離通信部によって獲得された表示データを表示装置１側に送信することもできる。
【００５１】
表示装置１は、自装置を人体あるいは衣服に取り付けるための機械的脱着部を更に備えることもできる。
【００５２】
また表示データ保持装置２は、表示装置１上の表示部３よりも小さい表示領域を有する表示部と、自装置に表示装置１を取り付けるための機械的脱着部を更に備えることもでき、あるいは表示データ保持装置２が前述と同様の表示部を更に備えると共に、表示装置１が自装置に表示データ保持装置２を取り付けるための機械的脱着部を更に備えることもできる。
【００５３】
また表示装置１上の近距離通信部４は、表示データ保持装置２側から、表示すべきデータに加えて、表示のための電力、表示制御情報を更に受け取ることもできる。
【００５４】
本発明の表示素子は、２板の基板の間に注入される複数色の液晶を相互に接触させないための構造を持つ隔壁を備える。
【００５５】
隔壁の基板と対向する面が基板との接着力を有することも、複数色の液晶がコレステリック液晶であることも、また複数色の液晶の加法色が白色となることもできる。
【００５６】
また本発明の表示装置は、透過モードと反射モードとを有し，表示内容の切換え可能な第１の表示素子と、固定画像または固定文字を表示し、第１の表示素子を通して表示内容を視認可能な反射型の第２の表示素子とを備える。
【００５７】
第２の表示素子が、印刷物または文字や画像が手書きされた物体であって、第１の表示素子に着脱可能であることも、また第１の表示素子が、着脱可能な第２の表示素子上の固定画像または固定文字の位置、および形状に応じて、表示範囲を変化可能とする機能を有することもできる。
【００５８】
また本発明の表示装置は、液晶の２つの安定状態に対応する２種類の駆動電圧波形の波高値を、温度に応じて変化させる温度補償部を備える。
【００５９】
この液晶がコレステリック液晶であり、フォーカルコニック状態に対応する駆動波形の波高値を、温度範囲下限での駆動波形の波高値の上限値と下限値との平均値と、範囲上限での駆動波形の波高値の上限値と下限値との平均値とを結ぶ直線に対応して変化させることもできる。
【００６０】
また本発明の表示装置は、外部から高周波磁界を受信するために設置されたコイルを有し、そのコイルに誘起される高周波電圧を整流して表示用の電圧を与える表示用電源部と、コイルに誘起される高周波電圧を整流して表示用以外の回路に対する電圧を与えるロジック用電源部とを備える。
【００６１】
この場合、コイルが中間タップを備え、コイルの一端がアースされ、中間タップとアースの間に共振用コンデンサが接続され、ロジック用電源部が共振用コンデンサの両端の電圧を整流し、表示用電源部がコイルの他端と中間タップとの間の電圧を整流することもできる。
【００６２】
また表示装置は外部から非接触で電力の供給を受け、その電力を用いてデータ表示を行なう表示部を備えるものであり、外部からの電力供給量に対応して、表示部の表示機能を制限する表示機能制御部を備える。
【００６３】
また表示装置は外部から非接触で電力の供給を受け、その電力の1部を用いる表示用電源と、その1部を用いて表示部以外の回路に電力を供給するロジック電源とを備えるものであり、ロジック電源の電圧低下に対応して、表示用電源の出力電流を制限する電流制御部を備える。
【００６４】
本発明の表示素子駆動方法では、コレステリック液晶を用いたマトリクス型表示装置において、走査電極の１部を選択状態のリセットラインと書き込みライン、非選択状態の休止ラインにそれぞれ設定し、リセットライン、休止ライン、書き込みラインをそれぞれシフトさせながら、信号電極側に書き込みデータ信号を与える。
【００６５】
この場合、選択状態のリセットラインと書き込みラインに対する書き込み交流信号が、１ラインに対応する時間内で極性反転すると共に、２ラインに対応する時間の周期を持つこともできる。
【００６６】
次に本発明の表示素子駆動方法は、マトリクス型表示装置において、表示画面上の複数ラインのうちで表示すべきデータパターンが同一である複数のラインを検出し、検出された複数のラインを同時に選択し、同一パターンのデータを信号電極に与えて、同一パターンデータの一括書き込みを行うものであり、一括書き込みが行われる複数のラインの数の最大値は、同一パターンデータの空間周波数と、反比例の関係にあるようにすることもできる。
【００６７】
更に本発明の表示素子駆動方法においては、液晶素子に書き込むべき画像データをｎ階調の画像データに変換するステップ、変換後に各階調レベルの画素を抽出するステップ、抽出した画素に対して、1番目に輝度の低い階調レベル１（即ち黒レベル）とｎ番目に輝度の低い階調レベルｎ（即ち白レベル）をそれぞれ黒レベルと白レベルに変換して形成したサブ画像１、１番目に輝度の低い階調レベル１から２番目に輝度の低い階調レベル２までを黒レベルに変換して階調レベルｎと組み合わせて形成したサブ画像２、・・・、１番目に輝度の低い階調レベル１から（ｎ−１）番目に輝度の低い階調レベル（ｎ−１）までを黒レベルに変換して階調レベルｎと組み合わせて形成したサブ画像（ｎ−１）を形成するステップを有し、サブ画像１の書き込みから初めて，順次サブ画像２、・・・サブ画像（ｎ−１）の順番に書き込んでｎ階調の表示を得る書き込み方法が用いられる。
また，該液晶素子に書き込むべき画像データをｎ階調の画像データに変換するステップ、変換後に各階調レベルの画素を抽出するステップ、該抽出した画素に対して、１番目に輝度の高い階調レベル１とｎ番目に輝度の高い階調レベルｎをそれぞれ白レベルと黒レベルに変換して形成したサブ画像１、１番目に輝度の高い階調レベル１から２番目に輝度の高い階調レベル２までを白レベルに変換して階調レベルｎと組み合わせて形成したサブ画像２、・・・、１番目に輝度の高い階調レベル１から（ｎ−１）番目に輝度の高い階調レベル（ｎ−１）までを白レベルに変換して階調レベルｎと組み合わせて形成したサブ画像（ｎ−１）までを形成するステップを有し、サブ画像１の書き込みから初めて、順次サブ画像１、サブ画像２、・・・、サブ画像（ｎ−１）の順番に書き込んでｎ階調の表示を得る書き込み方法が用いられる。
【００６８】
図６は本発明の表示装置の原理構成ブロック図である。同図において表示装置１０は、データ表示を行なう表示部１１と、表示すべきデータの獲得方法に関する情報と、表示データの表示様式に関する情報とを記憶する記憶部１２と、記憶部１２の記憶内容に従った、外部からの表示データの獲得と、表示データの表示部１１上での表示とを制御する制御部１３とを備える。表示部１１としては、電源が切断されても半永久的に、あるいはある程度の時間はデータ表示継続可能なものを使用可能である。
【００６９】
図１０の表示装置１０において、制御部１３が外部、または内部から与えられる指令に対応して表示装置１０の自動起動を行なうことも、また外部からの表示データの獲得と、その表示との終了後に、表示装置１０を自動的に待機状態とすることもできる。
【００７０】
また表示装置１０は、外部からの表示データの獲得の途中で外部との通信が途切れた時、通信再開時に獲得未了分の表示データを獲得するデータ獲得部を、また表示部１１に表示されているデータの書き換えを禁止する書き換え禁止部を、更に表示部１１が表示できるデータとしての１ページ分以上のデータを記憶する不揮発記憶部を更に備えることもできる。
【００７１】
以下本発明の実施の形態についていくつかの実施例にわけて説明する。まず実施例１として情報表示装置、すなわち表示器側には電源を持たず、非接触のＩＣカードのように、例えば無線端末側からデータとともに送られる電力を用いて表示装置側で表示が行われる情報表示システムについて説明する。
【００７２】
図７はこのような表示システムの第１の例の構成ブロック図である。同図においてシステムは無線端末機２０、ワイヤレス表示器２１によって構成され、無線端末機２０は外部無線送受信部２３を備え、無線送受信端末局２２との間で外部無線情報をやりとりすることができる。外部無線送受信部２３は無線ＬＡＮ送受信部でもよい。
【００７３】
無線端末機２０は電源部２５、制御部２６、ワイヤレス表示器２１側との近距離通信を行うためのアンテナ２７、アンテナ２７を用いる通信を制御する非接触送受信部２８、ワイヤレス表示器２１側に送るべき表示データなどを格納するメモリ部２９、無線端末機２０側でのデータ表示を制御する表示部駆動回路３０、表示部３１及びスピーカー３２を備えている。
【００７４】
ワイヤレス表示器２１は無線端末機２０側との近距離通信のためのアンテナ３６、その通信を行う送受信部３７、全体を制御する制御部３５、表示用データ、制御用データを格納するメモリ部３８、データ表示を行うための表示部駆動回路３９、メモリ性表示部４０、および無線端末機２０にワイヤレス表示器２１を機械的に脱着可能とさせるための機械的取付機構４１を備えている。
【００７５】
一般に無線端末機２０、例えば携帯電話には小さなディスプレイがついている。その画面表示を拡大したり、全体的に大画面に表示するために、無電源表示カードとしてのワイヤレス表示器２１を用い、携帯電話にワイヤレス表示器２１を取り付けるための機械的脱着部としての機械的取付機構４１を備え、一体化可能とする。この時、機械的取付機構４１の近くに近距離通信のための送受信部３７が設けられ、その近距離通信システムは表示データの通信と同時にワイヤレス表示器２１側での表示のための電力を供給する機能を持っている。その例としてはＩＣカード、あるいはＲＦ（ラジオ・フリケンシー）タグのような近距離無線通信機能を利用することができる。
【００７６】
メモリ性表示部４０としては、例えば電源を切断しても半永久的に表示状態を保持する、例えば後述するコレステリック液晶を用いることもでき、また必ずしも半永久的ではないが、ある程度の期間表示状態を保持することのできるメモリ表示媒体、あるいは一般的なバッファメモリとその内容の表示部を用いることもできる。
【００７７】
図８は、第１の実施例における情報表示システムの第２の例の構成ブロック図である。同図においてはワイヤレス表示器２１側でデジタルカメラ４３から送られる画像データの表示が行われる。すなわち画像４４が撮像器４５によって撮影され、デジタルカメラ４３の後ろ側の面にある背面表示器４６に、背面表示器駆動回路４７の制御によって画像４４が表示されるとともに、アンテナ２７を介してそのデータがワイヤレス表示器２１側に送られる。
【００７８】
図９および図１０は、図７のシステムにおける画面表示モードの説明図である。図９では、無線端末機２０、すなわち携帯電話のディスプレイ上の表示データ、すなわち表示Ａがワイヤレス表示器２１側に、例えば携帯電話２０に表示器２１が機械的に取り付けられた状態で送信され、ワイヤレス表示器２１を携帯電話２０から取り外した状態でもその表示はそのまま行われる。
【００７９】
図１０は無線端末機２０側の表示データとワイヤレス表示器２１側での表示データが異なる異画面モードの説明図である。無線端末機２０側では表示Ａが行われるのに対して、ワイヤレス表示器２１側では表示Ｂが行われる。
【００８０】
図１１は、図７のシステムにおける画面選択送信モードの説明図である。まず無線端末機２０側で、ワイヤレス表示器２１側に送るべき画面Ａが選択され、送信ボタンが押されることによって選択された画面Ａのデータがワイヤレス表示器２１側に送信されるが、無線端末機２０側ではそのデータ送信前には送信可能、送信中には表示送信中、また送信が終了すると表示終了がディスプレイ上に表示される。
【００８１】
図１２は、デジタルカメラを含む様々な端末から無電源表示カード、すなわちワイヤレス表示器上へのデータ表示の説明図である。デジタルカメラに限らず、携帯電話あるいはＰＤＡの表示データを無電源表示カード上に表示させることができる。例えば携帯電話は図７で説明したように無線基地局から受信したデータや、インターネットを介して取得したデータを無電源表示カード上に表示させることもできる。
【００８２】
図１３は、無線端末機２０、例えば携帯端末とワイヤレス表示器、すなわち無電源表示カードとの機械的脱着部としての機械的取付機構４１の説明図である。同図においてはワイヤレス表示器２１上に板ばね５０が固定されており、その部分を携帯端末側の挿入部に挿入して、ワイヤレス表示器２１に固定することができる。板ばね５０は携帯端末の挿入部側に固定することもでき、ワイヤレス表示器２１側には機械的な補強板を設けることもできる。接合部は電気的な接触を行うものではなく、摩擦などによって多少傷ついても問題はない。取付部付近に、例えば図７で説明した近距離通信用のアンテナ２７に相当する電磁コイル５１を設けることができる。
【００８３】
図１４は、図１３の板ばね５０の替わりにスプリング５２、５３を用いたものであり、このスプリングの間にワイヤレス表示器２１を挿入することによって機械的取付が行われる。
【００８４】
図１５、および図１６はワイヤレス表示器２１、すなわち無電源表示カード側の機械的な取付部の説明図である。表示カードを縦、または横にして取り付け可能なようにカードに２つの取付部５４が設けられ、図１５では縦に取り付けられる場合の表示状態が示されている。２つの取付部の近くには、例えば図７のアンテナ３６に相当するコイルが備えられ、またカード上には表示を行うためのドライバ５５と制御用のＩＣ５６が備えられている。図１６には、ワイヤレス表示器２１、すなわち無電源表示カードが横に取り付けられる場合の表示状態が示されている。
【００８５】
図１７、および図１８は、図１３〜１６とは異なる機械的取付機構の例である。ここでは取付機構として磁石・マジックテープ（登録商標）５７が用いられ、図１７は無電源表示カードが無線端末機（携帯端末）２０に取り付けられた状態を示している。図１８は、無電源表示カードが、無線端末機２０から取り外された状態を示し、図１５の取付部５４の替わりに磁石・マジックテープ５７が用いられている。
【００８６】
図１９は、ワイヤレス表示器２１を、例えば洋服などに取り付けるウエラブル表示システムの例である。ワイヤレス表示器２１、すなわち無電源表示カードの裏側にマジックテープ５８を張ったり、表示カード自体を腕に巻きつけるような形式で人体に取り付け、この表示カードに無線端末機２０を近づけることによって、必要な時点で人体に取り付けた表示カードに画面表示を行うことができる。
【００８７】
例えば腕に表示カードを取り付け、携帯電話を耳に近づけた状態で音声を聞き、さらに腕を携帯電話に近づけることによってカード上の画面表示を見ながら会話をすることもできる。この場合、表示は大画面であり、また無電源カードのためバッテリーが必要なく、軽くかさばらないという利点がある。例えば胸のポケットに携帯電話を入れたままで表示カードを胸に近づけた時に、表示カードが検知され、データの送信が行われて画面表示が行われるようにすることもできる。
【００８８】
ここでワイヤレス表示器２１、すなわち無電源表示カード側での画面表示については静止画像の表示を行うことが好ましい。その理由は例えば電源を切断しても表示が継続されるような素子は一般に書き込み速度が遅いことにもよるが、大画面表示自体情報量が多いため、静止画像として利用する場合が多くなるためであり、また大画面情報を動画で扱うと多大な消費電力を要するためである。さらに一般的に消費電力を小さくするために無電源表示カードへの送信の表示は間欠的に行うことが望ましい。例えば５０ｍｓでデータを送信表示し、１００秒間は送信を停止することにすれば表示電力を大幅に削減することができる。
【００８９】
なお本発明の特徴請求の範囲、第１項の表示手段は図７のメモリ性表示部４０、近距離通信手段はアンテナ３６と送受信部３７、表示制御手段は制御部３５と表示部駆動回路３９とに相当し、また記憶手段はメモリ部２９、通信手段はアンテナ２７と非接触送受信部２８に相当する。
【００９０】
また請求項２の遠距離通信手段は外部無線送受信部２３に相当する。請求項３における機械的脱着手段は機械的取付機構４１に相当し、また請求項４の表示手段は表示部３１に相当し、機械的脱着手段は例えば図１３における取付部５０に相当する。
【００９１】
以上のように実施例１によれば、通常はモバイル機器などと切り離された無電源の大画面表示器を、使用時には携帯端末や、ディジタルカメラなどのモバイル機器に一体化して取り付けることによって、ハンズフリーでモバイル機器の画面を大画面化あるいは、多画面化することができると共に、使用後は切り離し、メモリ機能を利用して表示が残っている大画面の表示結果を利用することができる。
【００９２】
特にコレステリック液晶表示素子を用いることによって、コストが低く、かつフィルム化が容易なパッシブ駆動型の高精細でカラーのメモリ性表示が得られる。プリンタを利用することなく、モバイルプリンタで印字した結果と同様の効果を実現でき、モバイルプリンタでは実現しにくいカラー表示や大画面化が可能となる。特に携帯電話のように小型化が要求される端末においては、大画面表示の実質的な効果が極めて大きい。
【００９３】
また携帯端末の無線通信機能を利用して資料やカタログの情報をインターネットを通じて獲得し、大画面の表示記録として残すことができる。メモリ性表示機能のある表示器をカバンやポケットに入れておけば、即時に大画面の見やすい表示が可能となる。また無電源表示カードを人体に取り付けることによって、従来のバッテリーなどを利用したウェラブル表示の欠点である重量やかさ張り、あるいは充電の手間なども解消可能となる。
【００９４】
続いて本発明の実施形態における実施例２として、電源が切断された状態で表示が継続される代表的な表示媒体としてのコレステリック液晶表示素子、およびその表示素子を用いた表示装置を説明する。
【００９５】
まずコレステリック液晶の性質について一般的に説明する。コレステリック液晶はある波長範囲の光を選択的に反射するものであり、その一種としてのカイラルネマティック液晶は、ネマティック液晶にキラル性物質（カイラル材）を添加することによってコレステリック相を形成させた液晶である。コレステリック液晶は電気的な制御によって反射状態としてのプレーナ状態と、透過状態としてのフォーカルコニック状態の２つの安定状態が得られ、このプレーナ状態とフォーカルコニック状態とは、何らかの外力が加えられない限り、半永久的に保持されるメモリ性を持っている。
【００９６】
図２０、および図２１は、コレステリック液晶のプレーナ状態とフォーカルコニック状態との説明図である。コレステリック液晶を用いた表示装置では、液晶分子の配向状態のスイッチングを行うことによって２つの状態の制御が行われる。図２０は、特定の波長領域の光を選択的に反射するプレーナ状態を示す。このプレーナ状態では液晶分子の螺旋ピッチと、螺旋の回転方向に沿った円偏光が選択的に反射される。反射が最大となる波長λは液晶の平均屈折率ｎ、螺旋ピッチｐを用いて以下の式によって与えられる。
【００９７】
λ  ＝  ｎ  ×  ｐ  
反射帯域Δλは液晶の屈折率異方性Δｎの増加につれて大きくなる。
図２１はフォーカルコニック状態を示す。この状態では入射光のほとんどが透過し、透明状態となる。したがって液晶層の下に任意の色の層を設けると、フォーカルコニック状態ではその色を表示させることができる。そこで例えばプレーナ状態の反射光の波長帯域を５５０ｎｍ付近とし、液晶層の下に光吸収層（黒）を設けることにより、背景色黒の上で緑色の単色表示を行うことができる。
【００９８】
図２２は、コレステリック液晶の反射スペクトルの例である。反射帯域の異なる複数種類の液晶素子（青、緑、赤）を併用することによって、フルカラー表示も原理的に可能となる。また反射率は左右のいずれかの円偏光の反射であるために理論上５０％近くなる。
【００９９】
図２３、図２４は、コレステリック液晶に対する一般的な駆動波形の説明図である。コレステリック液晶に対してはパルス電圧の印加によって駆動が行われる。強い電界を与えると液晶分子の螺旋構造がほどけ、すべての分子が電界の向きに従うホメオトロピック状態となる。
【０１００】
図２３において例えば±４０Ｖのパルスを与えた後に電界を除去することによって、液晶分子の螺旋軸が電極に垂直になる螺旋構造が形成され、螺旋ピッチに応じた光を選択的に反射するプレーナ状態となる。
【０１０１】
図２４において例えば±２４Ｖのパルスを与えた後に電界を除去する、すなわち液晶分子の螺旋軸が完全にほどけない程度の弱い電界を加えた後に電界を除去する場合には、液晶の螺旋軸は電極に平行となり、入射光を透過するフォーカルコニック状態が得られる。これに対して中間的な強さの電界を与えた後にその電界を除去するとプレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在した状態が得られ、中間調の表示を可能とすることができる。
【０１０２】
図２５は、コレステリック液晶の応答特性をまとめたものである。同図においてＶＦ０はフォーカルコニック状態への遷移が始まる閾値の電圧であり、ＶＦ１００ａからＶＦ１００ｂまでは完全なフォーカルコニック状態となる電圧範囲、ＶＰ０はプレーナ状態への遷移が始まる閾値電圧、ＶＰ１００は完全にプレーナ状態となる閾値電圧である。初期状態がプレーナ状態の場合には、パルス電圧を上げていくとある範囲まではフォーカルコニック状態への駆動帯域となり、さらにパルス電圧を上げると再度プレーナ状態への駆動帯域となる。初期状態がフォーカルコニック状態の場合には、パルス電圧を上げるにつれて次第にプレーナ状態への駆動帯域となる。
【０１０３】
図２６はコレステリック液晶を用いた反射型液晶表示素子の構成例である。同図において基板６０の内側にＩＴＯ（インジューム・ティン・オキサイド）電極６１、表示層６２、および光吸収層６３が挿入され、表示層６２、すなわち液晶層はシール材６４によってその両端がシールされている。
【０１０４】
図２７はコレステリック液晶を用いたセグメント表示の例の説明図である。例えば最終桁の“３”の表示において（２）と（５）の部分をフォーカルコニック状態に、その他の（１）、（３）、（４）、（６）および（７）の部分をプレーナ状態に駆動することによって表示が行われる。
【０１０５】
コレステリック液晶を用いた表示素子の構成について説明する。コレステリック液晶は基本的にある色調の単色表示を示し、２つの液晶が混在すると容易に混合してしまい、所望の色調を反射することができなくなる。すなわち２つ以上の液晶が混合すると中間色または無反射状態となる。そこで対向する１対のマトリクス基板内に隔壁を設け、隣接画素またはドットの単位で複数の液晶が混合しないような分離構造とし、それぞれの液晶を異なる注入口から注入する必要がある。
【０１０６】
液晶を分離する方法としては液晶をカプセル内に封じ込めるカプセル構造も用いられているが、カプセルの界面、およびカプセルの厚さの影響によって、ノイズ光によるコントラスト低下と駆動電圧の上昇を招き、表示装置としては好ましくない。また所望の画素に所望のカプセルを配置することも困難であり、実施例２では隔壁による分離構造を採用することによって高いコントラストと低いコストとを実現することができる。
【０１０７】
図２８に，マトリクス基板における液晶分離構造を示す。パッシブ型の単純マトリクス基板と、ＴＦＴなどのアクティブ型マトリクス基板とのどちらにも適用可能である。実施例２では、パッシブ型の単純マトリクス基板での例として、２つの液晶を挿入するための分離構造例を示す。隣り合うドットに２つの液晶を挿入するため、下側の基板６０側の電極６１のライン毎に隔壁６２を形成する。上側の対向基板６０は、直交した電極ラインを持ち、マトリクス駆動が実現される。隔壁６２は液晶に溶解しない樹脂であり、フォトリソ法により形成することができる。隔壁６２は、セル内部を減圧させておくことで、対向基板に密着させることができるが、隔壁材料に接着性を与え、対向基板を強力に固定させることにより、耐久性を向上させることが望ましい。隔壁材料は樹脂であり、加圧、加熱処理により、対向基板との接着が可能である。
【０１０８】
図２９は、２つの液晶６３、６４の分離図を示す。各液晶を混合させないように、注入口を２つ設けている。液晶の注入方法は、一般的に、真空中で液晶溜り容器に浸漬し、大気圧に戻して注入を完了させる。そのため、２つの注入口は、液晶空セルの異なる端辺に形成しなければならない。注入手順としては、一方の液晶を注入後、封止材６５で封止処理し、もう一方の液晶を注入する。図に示すように、隣接する電極ライン毎に異なる液晶を挿入することが可能となる。所定のラインを駆動することで、マルチカラー表示と加法混色を表示することが可能となる。
【０１０９】
図３０に、図２９における２つの液晶６３、６４を用いた場合の画素構成を示す。表示素子として、白と黒の表示が望まれているため、２つの液晶は、加法混色で白色となるように、補色の関係とする。例えば、オレンジ色と青色をコレステリック液晶の反射光とすることで、白色となる。図３０では、オレンジ色と青色の２つのドット６６（サブピクセル）で画素（ピクセル）６７を形成している。コレステリック液晶の反射光は、印加電圧の調整で中間的な反射率とし、階調表示も可能であるが、安定的な駆動形式は２値表示（反射率ｍａｘとｍｉｎ）である。２値表示ならば、液晶の厚さの差による明暗や、２つの液晶の駆動条件の精度を緩和させることができる。なお、液晶のピクセル６７の区分に対応する横方向の分割は、図２８では上側の基板６０側の電極６１のラインによる駆動の単位に相当する。
【０１１０】
そこで、図３１に示すように、ドットをさらに分割し、サブドット６８を形成する。サブドットを個別に駆動することで、階調表示が可能となる。図３０では、白、黒、オレンジ、青の４色であったが、図３１では、９色表示が可能となる。
【０１１１】
また、図３０、図３１において、各ドットまたはサブドットの駆動可能な最小単位を仮想的な画素単位として駆動表示することができる。なにも処理しなければ、高精細な画像が形成されるが、画像によっては、片方の色ドットが連続し、オレンジ色または青色系のムラが形成されてしまう。そこで、画像を表示させる場合に、ある面積、例えば、数ｍｍ角の範囲で、点灯させる２つの色の個数が同程度となるように画像処理することで、高精細な白黒画像を表示することが可能となる。例えば、オレンジ色が連続する場合、オレンジ色のドットの近傍を青色ドットの表示に変換する。本手法により、ドットを仮想的な画素に見立て、白黒表示のモードで、高精細表示モードに変換することが可能となる。
【０１１２】
図３２は、３つの液晶６９、７０、７１を用いた時の実施例を示す。３原色のＲ色、Ｇ色、Ｂ色の反射を呈するコレステリック液晶の挿入例である。１つの平面の基板内に３種類の液晶を分離して挿入することは困難であったが、図３２に示すドット配列を実現するために、１つの液晶（Ｙ）７０が、他の２つの液晶（Ｚ）６９と（Ｘ）７１間に交互に注入されるＸ，Ｙ，Ｚ，Ｚ，Ｙ，Ｘの周期を持つドット配列のライン構造であるならば、３種類の液晶を１平面の基板内に挿入することが可能となることが判った。ドット配列は、ＲＧＢで１画素と、ＢＧＲで１画素の２種類が交互に配置される。Ｇ色は、人間の知覚の解像力が高く、Ｇ色ドットのみ、等間隔で配置する。Ｒ色、Ｂ色は、知覚的解像力が低いため、等間隔に配置されなくても問題は少ない。注入口は、混合を防止するため、各々異なる端辺に配置する。
【０１１３】
図３３、３４に、ドットをさらに分割し、サブドット６８を形成し、高解像度と階調表示を実現した例を示す。図３０と同様に２値表示を行なうことを想定すると、図３３では８色表示、図３４では６４色表示が可能となる。また、図３３、図３４において、各ドットまたはサブドットの駆動可能な最小単位を仮想的な画素単位として駆動表示すれば、図３０、３１と同様に高精細な画像が形成される。画像処理によって、白黒画像の高精細表示モードに変換することも可能となる。
【０１１４】
次にコレステリック液晶を用いた表示素子と、紙や写真を用いた印刷媒体とを組み合せた表示装置について説明する。前述のようにコレステリック液晶は選択反射状態としてのプレーナ状態と、実質的に透明状態のフォーカルコニック状態との２つの安定状態が存在する。一般には液晶素子の下に光吸収層（黒層）をおいて、反射状態の明と透過状態の暗の表示が行われていた。
【０１１５】
しかしながらコレステリック液晶では光吸収層を設けなければ透明状態、すなわちフォーカルコニック状態では液晶素子の背景を視認することができる。そこでこのフォーカルコニック状態での透明状態を利用し、印刷媒体、一般的には紙媒体との融合を図ることによって、  応用範囲の広い液晶表示装置を提供することができる。
【０１１６】
例えば、半永久性表示のできる電子ペーパの応用例としてレストランのメニュー表示などが提案されているが、メニューの全領域について表示を可変させる必要はない。例えば商品画像は一般的に固定した表示で良いが、画質を良くするためには写真を用いることが望ましい。一緒に表示されるべき価格や、本日の特売物の案内などについては可変表示を用いることが望ましい。そこで実施例２では印刷媒体としての写真などと、電子ペーパ媒体、例えばコレステリック液晶を用いた表示素子とを重ね合わせ、全体として重畳された表示形式を実現する。商品画像は印刷物としてリアリティ性が高く、価格や特価案内などは、電子ペーパを用いて容易にその内容を変化させることが可能となり、紙と電子ペーパの融合を図ることができる。
【０１１７】
例えばコレステリック液晶を用いる電子ペーパをマトリクス表示型とすることによって、印刷物に対する表示内容に応じた適正な表示を実現することができる。印刷物はテンプレート化することによってより多くの応用形態が考えられる。例えば、印刷物としてカレンダーを用いることによって、そのカレンダーに重畳された電子ペーパの表示を用いて、可変型のスケジュール帳が実現される。
【０１１８】
図３５に，固定表示した印刷物（写真）とコレステリック液晶を用いた可変型表示素子の重畳表示例を示す。印刷物７４の表面に可変型表示素子７５を重ねる。この可変型の表示素子は、光吸収層を形成していない。図３６に、表示状態を示す。印刷物７４の上にある表示素子７５において、透過モード（フォーカルコニック状態）（左）と反射モード（プレーナ状態）（右）を示している。照明光である入射光７７が表示素子に照射されると、透過モード（左）では、そのまま印刷物に照明され、印刷物の画像に応じた反射光７８が反射され、透過モードの表示素子を通過して、そのまま視認される。つまり、印刷物がそのまま視認される。反射モード（右）では、コレステリック液晶の層ピッチに応じた波長の光が反射され、他の光は液晶を透過し、印刷物に照射される。印刷物の画像に応じた反射光が反射され、反射モードの液晶を透過する。そのため、液晶の反射光７９と印刷物の反射光７８が重畳され、表示光８０となる。画像品質の良い紙媒体の印刷物と可変表示媒体の表示素子の融合が計られる。
【０１１９】
液晶は、層ピッチに応じた色を呈する。そのため、下層の印刷物の色によっては視認し辛いことがあり、可変表示を行なう印刷物の領域に対しては、考慮が必要である。もっともコントラストを高くして視認性を上げるためには、印刷物のこの領域は黒色が良い。または、灰色などのように反射率を低くすることで、視認性を向上させることが可能となる。また、この領域を着色し、反射光７８を特定の色とすることで、表示素子反射光７９と加法混色となり、色を変化させることが可能である。例えば、表示素子の反射光７９をオレンジ色に設定し、印刷物を青色とすることで、表示色は白色となる。印刷物の様々な工夫で、領域ごとに色の変化を与えることも可能である。白は最も望まれる表示色である。白表示実現のためには、印刷物の色と表示素子の反射光の色を補色の関係に設定することで実現できる。オレンジ色と青色は、補色の関係にある。
【０１２０】
図３７に、メニューまたはカタログなどの商品販売を目的とした一例を示す。商品画像としては、表示品質に優れた印刷物を使用する。例えば、レストランでは、美味しそうに見える画像を印刷し、固定表示とする。その他の表示、主にキャラクタ表示は、可変型の表示素子で行なう。可変型の表示素子７５の下層部の印刷物の部分は、黒色など、視認性が良くなるような印刷柄としている。キャラクタ表示としては、価格、特売品、ランチメニューの指定、営業時間の案内、広告など様々な表示が想定できる。可変型の表示素子の表示を、オンラインで可変することにより、様々な応用が考えられる。例えば、時間帯に合わせた価格設定、在庫量の調整、特売品の変更、お客に合わせた広告表示、団体割引、女性割引、家族割引表示、会員割引、ポイント割引など、お客に合わせたカスタムメニューがその場で提供できる。お年寄り向けに、その場で、拡大表示も可能である。商品画像としては、リアリティの良い画像を表示する。
【０１２１】
図３８に示す例は、そのレストランメニューの例である。画像の下方に、可変表示領域を設定し、価格を表示している。図３８は、印刷部と可変表示部の分解図である。商品の入れ替えなどで、画像を変更する場合は、印刷物のみを差し替えれば良い。印刷物は、容易に着脱可能としている。可変表示素子は、マトリクス型の表示素子としているため、印刷物のレイアウト変更にも容易に対応できる。
【０１２２】
図３９は、図３７、３８の印刷物を差し替え、スケジュール表とした例である。印刷物は、カレンダーである。可変型の表示素子には、オンラインで予定を記入する。オンラインであれば、予定変更も随時記入できるとともに、複数人の予定を見ることも可能である。予定変更があっても、すぐに反映することが可能である。共通化も図られ、情報共有が可能となり、効果的な管理が実現される。月が変われば印刷物を着脱し、入れ替えて新しいスケジュール表となる。また、手書きで記入したければ、着脱して、印刷物に手書き追記も可能である。可変型の表示素子は、図３５〜３８と同様にマトリクス表示素子なので、印刷物に合わせたレイアウト変更が容易にできる。印刷物には、表示領域を考慮して、柄を印刷している。スケジュール表示部は、黒色または灰色、または補色などの視認し易い柄としている。
【０１２３】
図４０は、地図表示に使用する応用例を示す。構造は、図３９などと同じである。印刷物は、道路地図、会場案内図、建屋平面図などのレイアウト図であり、可変表示部は、現在位置、目的地指示、通過履歴などを表示することができる。目的地に合わせた広告を表示することも可能である。オンラインならではの、通過予定時刻も表示することができる。目的地が大きく変更されるときは、印刷物を着脱して、新しい印刷物の地図をセットする。この表示装置を使用すれば、とても便利な案内板となる。図４０では、イベントなどの会場案内の例を示している。お客に合わせて印刷物を変更し、配布することができる。無線表示システムを搭載しておけば、各ゲートを通過するごとに現在位置を表示することが可能である。現在地近くの有用な情報を表示させることも可能である。
【０１２４】
図４１は、参考書、問題集に対応させた例である。印刷物には問題を印刷しておき、解答、解説を後から表示する。その場で解答、解説をよむことができるため、理解し易い。問題を変更する場合、印刷物を着脱させ、入れ替えれば良い。図４１は、問題集の例である。パソコンのモニタ表示とは異なり、反射型の表示装置であって、長時間勉強しても疲労が少なく、効率的に理解することが可能となる。
【０１２５】
図４２は、銀行または保険などの金融機関などで用いられるシミュレーション用表示に対応させた例である。印刷物には共通項目を印刷しておき、お客のカスタムな数値は、オンラインで表示する。その場でシミュレーション結果が得られるので、判りやすく説明することができる。商品を変更する場合、印刷物を着脱させ、入れ替えれば良い。図４２は、銀行のローンのシミュレーション例である。生命保険の説明員の場合、ノートパソコンを持って、お客に出むくことがある。パソコンの表示をお客に説明することがあるが、とても視認し辛く、お客を納得させることが難しい。実施例２の表示装置を使用すれば、視認性が良く、お客は容易に説明を理解できることとなる。
【０１２６】
以上のように実施例２によれば、コレステリック液晶を用いるマトリクス表示素子などにおいて、複数色の液晶を注入してマルチカラー化を実現することができる。積層構造と比較して、界面が少なく、高いコントラストを持ち、簡素化された部材を用いることによって、コストの低減が実現される。
【０１２７】
またコレステリック液晶マトリクス表示素子を可変の表示素子とし、固定表示素子としての印刷物と組み合わせることによって、電子ペーペーと紙の融合が図られ、電子ペーパの特徴と紙の特徴を最大限に引き出すことが可能となる。印刷物をテンプレート化し、可変表示素子と着脱しテンプレートの内容を入れ変えるだけで、様々な応用形態に発展させることが可能となる。印刷物のテンプレートをデータベース化することによって、表示素子のレイアウト変更、内容変更、更新が即座に可能となる。可変表示素子は多数回の使用が可能であり、コストも低くなる。固定表示素子は印刷物の代わりに手書きでもよく、また建物の壁に描かれた絵の上にコレステリック表示素子を重ねて、重畳表示を行なうこともできる。
【０１２８】
次に実施例３について説明する。本実施形態においては、例えば半永久的なデータ表示を実現するために実施例１におけるような無電源表示カードを用いる場合には、例えば非接触ＩＣカードリーダ／ライタなどから供給される電力量が小さいため、電源回路に対する様々な制御方式を用いる必要がある。このような電源回路の制御を実施例３として説明する。
【０１２９】
図２３、図２４で説明したようにコレステリック液晶の駆動のためにはプレーナ状態、およびフォーカルコニック状態にそれぞれ対応して、２種類の電圧の値が必要となる。しかもプレーナ駆動の電圧は４０Ｖ程度と他の表示素子に比べてかなり高い値となる。例えば一般的なＤＣ−ＤＣコンバータを用いることにすると、μＦオーダの静電容量の大きいコンデンサが必要となり、電源回路を厚さ１mm程度以内、すなわち無電源表示カードの厚さ以内とすることは極めて困難である。
【０１３０】
そこで実施例３ではＤＣ−ＤＣコンバータを使用することなく、非接触ＩＣカードやＲＦタグにおいて、信号および電力の供給に用いられている高周波磁界を利用し、超薄型の回路で４０Ｖ程度の高電圧を発生する電源回路を使用する。
【０１３１】
図４３はそのような電源回路の例である。この電源回路は表示用の、例えば液晶ドライバに対するロジック用の電源と、素子そのもの、すなわちコレステリック液晶に対する表示用の電源とを兼ねるものである。
【０１３２】
図４３において、例えば非接触ＩＣカード側からの高周波磁界によって電圧が誘起される、インダクタンスＬを持つコイルに中間タップＴを設け、コイルの一端をアースし、中間タップＴとアースとの間に共振用のコンデンサＣ１を接続し、半波整流回路を介してロジック用の電圧を供給し、またコイルの他端と中間タップＴとの間には共振用のコンデンサを接続せず、半波整流によって表示用の電圧が供給される。このようにロジック用の電圧を取り出す中間タップとアースとの間にのみ共振用のコンデンサを接続することにより、製造ばらつきの影響を少なくでき、安定した直流電力を供給することが可能となる。
【０１３３】
図４４は、図４３において中間タップを設ける替わりに、ロジック用と表示用の電源をそれぞれ独立に設けたものである。図で上の回路はロジック用の電源回路であり、図４３の下の部分を独立させたものと考えることができる。一般的な非接触ＩＣカードにおいて電力供給を受けるためのＬ１の値は、例えば１．４μＨ程度であり、Ｃ１として例えば１００ｐＦを用いることによって、ロジック用の電圧として５Ｖを得ることができる。ＤＣ−ＤＣコンバータを使用すれば、この電圧を昇圧して表示用電源電圧を得ることが出来るが、そのためには前述のようにμＦオーダのコンデンサを必要とする。そこで、例えばＬ２＝４〜５μＨ程度として表示用電源電圧を得るものとする。
【０１３４】
次に例えばパッシブマトリクス駆動回路では選択レベルの走査線上にある液晶セルに対してはプレーナ、およびフォーカルコニック駆動に対応する電圧を印加する必要があり、また非選択レベルの走査線上にある液晶セルには、セグメント線のレベルに関係なく、選択時に書き込まれた状態が変化しないような電圧を印加する必要がある。すなわち一般にクロストークを抑えるような電圧を印加する必要があり、例えば市販のＳＴＮ液晶ドライバＬＳＩでは５種類の電圧の値を必要とする。
【０１３５】
図４５はそのような場合に対応する電源回路の構成例である。ロジック用の電源回路は図４４におけると同様であるが、表示用の電源回路としては図４４の下側に示した電源回路の代わりに、倍電圧整流を用いた電源回路が多段に直列に接続された回路が用いられる。この多段接続の回路において、必要な電圧の値に応じて適当な個所の電圧を取り出すことによって、例えば５種類の電圧を供給することが可能となる。またこの整流回路としては半波整流回路、全波整流回路を用いることもできる。なお、図４３〜図４５の回路において過電圧の防止が必要な場合には、電圧出力端子と並列にアースとの間にツェナーダイオードを挿入することによって、電源の信頼性を高めることができる。また図４５では表示用電源側の４つのコイルのうち、Ｌ２とＬ４とは同一方向に巻かれているのに対して、Ｌ３とＬ５とはその方向と逆方向に巻かれている。実験の結果、このように巻き方の異なるコイルを用いることによって高い電圧の発生が可能となることが判明した。
【０１３６】
次に例えば非接触ＩＣカードを無電源表示カードとして用いる場合に、非接触ＩＣカードリーダ／ライタからの供給電力量は、リーダ／ライタの機種、リーダ／ライタとカードとの間の距離などによって大きく変化する。このため、カード上の表示部を常時稼動させると、表示部を持たない通常の非接触ＩＣカードに比べて通信距離が著しく短くなったり、通信中に電力不足のために動作が不安定になる可能性がある。そこで実施例３ではそのような場合に対応して電力供給量に応じて表示器能を制限することにする。
【０１３７】
図４６は、例えばリーダ／ライタ側からの電力供給量に対応する表示用電源入力電圧の値に応じて、表示部への電力供給を全面的に遮断する回路の構成例である。同図において表示用電源入力電圧を分圧したＶＲ１からの電圧が、コンパレータ（ＣＭＰ１）によって基準電圧と比較され、表示用電源入力電圧が高い場合にはＣＭＰ１の出力はハイレベル（Ｈ）となる。ＴＲ１、ＴＲ２およびＲ１によって構成される回路は一般的な電流制限回路であり、ＣＭＰ１の出力がＨの場合には表示用電源出力が供給されるが、ＣＭＰ１の出力がローレベル（Ｌ）の場合には表示用電源出力は全面的に遮断されることになる。基準電圧を適当に設定することによって電力供給量、すなわち表示用電源入力電圧が、非接触ＩＣカードチップが動作するが、その必要値に近いぎりぎりの値の場合には、この回路を利用して表示部への電力供給が全面的に遮断される。
【０１３８】
図４７は、例えば非接触ＩＣカードへの電力供給量に応じて、表示部の駆動周期を平均的に延長するためのクロック出力回路の構成例である。この回路は電力供給量が非接触ＩＣカードチップが必要とする最小値、すなわち動作のための必要値よりは十分大きいが、定常状態における表示部稼動時の平均的必要量よりは小さい場合に、電力供給量に応じてクロックの周期を平均的に延長し、表示部の駆動周期を遅くする回路である。
【０１３９】
図４７においてＶＲ２によって分圧された表示用電源電圧が小さい場合には、ＣＭＰ２の出力はＬとなり、ゲートＡＮＤ１の出力としてのクロック出力は停止する。例えば、図４４で説明した表示用電源回路において、クロックが停止し、電力供給が遮断されるとコンデンサＣ３が充電され、表示用電源電圧が回復することによって、クロックは再び出力される。このような動作が繰り返されることによってクロック周期、すなわち表示部の駆動周期が平均的に遅くなる。
【０１４０】
図４８は電力供給量に応じて、表示部において文字データのみを表示し、イメージデータを表示させないためのイメージ表示禁止信号の出力回路の構成例である。この回路は電力供給量が非接触ＩＣカードチップの必要値よりは大きいが、定常状態における表示部稼動時の平均的必要値よりはかなり小さい場合に、表示部に文字データのみを表示し、イメージデータを表示しないことによって表示機能を制限する回路である。同図においてＶＲ３によって分圧された表示用電源電圧が基準電圧より小さい場合にはＣＭＰ３の出力はＨとなり、イメージ表示禁止信号が出力される。
【０１４１】
次に表示用電源の電流制限について説明する。パッシブマトリクス型のコレステリック液晶表示パネルに対しては、前述のような電源回路を利用することによって既存のパッシブマトリクス型ＳＴＮ液晶ドライバＬＳＩで駆動することができる。起動時を除けば、消費電力は比較的小さく、微弱出力の非接触ＩＣカードリーダ／ライタなどから供給される電力で十分に動作可能である。しかし、このような既存のドライバＬＳＩは動画表示を前提としているために、最終段のトランジスタの導通インピーダンスが低く、起動時の過渡状態では極めて大きな瞬時電流（定常動作時の５〜１０倍）が流れる。このため、定常動作時の数倍の電力を供給しても、既存ドライバＬＳＩを起動できない可能性がある。
【０１４２】
しかしながら起動時だけのために供給能力の大きな電源を用意することはコストの上で極めて不利である。また、既存の微弱出力非接触ＩＣカードリーダ／ライタなどでは、定常動作時の５〜１０倍の電力供給を行うことは不可能である。このため、実施例３では、できる限り定常動作時の消費電力に近い供給電力で、既存のドライバＬＳＩを安定に起動するために表示用電源の電流制限を行う。
【０１４３】
図４９は、表示用電源の電流制限回路の構成例である。同図においてロジック電源の電圧が所定値以下となった場合に電流制限が行われるようにＶＲ１の値などをあらかじめ設定することによって、例えば、ロジック電源の電圧低下の値が標準値の５％を超えた場合には、表示用電源に対する電流制限が行われる。
【０１４４】
また起動時においては、表示用電源電圧は一般に時間的に単調に増加するため、図４７と同じ回路を用いて表示用電源の電圧値が所定の値を超えるまではクロック出力を停止させることによって、既存ドライバＬＳＩを安定かつ迅速に起動することができる。この場合には図４７に対する説明と異なり、表示用電源電圧が単調に増加するだけであるため、その値が所定の値、例えば標準値の９５％を超えるまではクロックが停止される。
【０１４５】
既存の一般的な液晶ドライバＬＳＩでは、起動時でなくても表示パターンによっては表示電源電流が定常動作時の平均電流を大きく超える場合がある。この時にも起動時と同様に電流を制限し、表示電源電圧が所定値に回復するまで表示パネルの駆動を中断することによって、既存のドライバＬＳＩを安定に動作させることが可能となる。
【０１４６】
続いて、実施例３におけるコレステリック液晶の駆動特性における温度補償について説明する。コレステリック液晶に対してはプレーナ、およびフォーカルコニック状態に対応する波高値の異なる２種類の駆動波形が必要である。しかもその波高値は温度によって変化する。このため、動作温度範囲を広げるためには、温度に応じて波高値を変化させる温度補償が必要となる。実施例３においては、駆動波形の波高値を温度に応じて直線的に変化させることによって、広い動作温度範囲での波高値のマージンを確保する。
【０１４７】
図５０はパルス幅１０ｍｓの場合のコレステリック液晶のプレーナ、およびフォーカルコニック駆動波形における波高値の例である。ある波高値以上では必ずプレーナ状態になるため、プレーナ状態に対応する波高値は、下限値に対応する一本の曲線で表される。これに対してフォーカルコニック状態への変化は、ある波高値の電圧範囲でのみ行われるために、フォーカルコニック駆動に対応する波高値は、下限値と上限値に対応する２本の曲線で表される。
【０１４８】
図５０においてフォーカルコニック状態に対応する波高値は温度によって大きく変化するため、温度に関係なく、フォーカルコニック状態への駆動を行うための波高値のマージンは小さくなる。
【０１４９】
これに対してパルス幅を広くすれば、フォーカルコニック駆動に対応する波高値のマージンは大きくなることが知られている。図５１は、パルス幅５０ｍｓでのプレーナ、およびフォーカルコニック駆動に対応する波高値の例を示す。波高値のマージンは図５０のパルス幅１０ｍｓの場合に比べて数倍となるが、表示速度は１／５に低下する。
【０１５０】
図５２は、実施例３においてプレーナ駆動、およびフォーカルコニック駆動における２種類の駆動波形の波高値を、それぞれ温度に応じて、動作範囲内で直線的に変化させた例を示す。図５０と比較すると、フォーカルコニック状態の上限と下限の間に３本の線が示されているが、その中央の線は動作温度範囲の下限値、すなわち０℃におけるフォーカルコニック状態に対応する波高値の上限値と下限値の平均と、動作温度範囲の上限、すなわち５０℃での波高値の上限値と下限値との平均とを結んだ直線である。
【０１５１】
実施例３においては温度に対応して、基本的にこの中央の直線によってフォーカルコニック状態に対応する駆動波形の波高値を変化させることにするが、そのマージンはそれぞれの温度において、元々図５０におけるフォーカルコニック状態に対応する上限値と下限値との間に入れば良いことになり、図５０におけるマージンに比べて新しいマージンは大きくなる。すなわち、フォーカルコニック状態に対応する前述の３本の直線の内で、上側の直線はマージン内における波高値の最大値、下側の直線はマージン内における波高値の最小値を示すことになる。この３本の直線に対応するマージン内の値は０℃で、最小２５．４Ｖ、最大３２．６Ｖ、平均２９．０Ｖとなる。５０℃では最小１５．９Ｖ、最大２３．７Ｖ、平均１９．８Ｖとなる。
【０１５２】
図５２において、実施例３におけるプレーナ状態での駆動波形の波高値としては、例えば同一温度でのフォーカルコニック状態に対応する駆動波形の波高値に所定値を加えるか、または所定値を乗算した値として温度に対応して変化させることができる。その特性が図５２において、プレーナ状態の上側にある線で示されている。なお、この線の０℃における値は、４９．３Ｖであり、これはフォーカルコニック状態に対応する３本の線の内の平均値２９．０Ｖの１．７倍である。また５０℃における値は３３．６６Ｖであり、フォーカルコニック状態に対応する平均値１９．８Ｖの１．７倍である。
【０１５３】
図５３は、図５２で説明したプレーナ駆動、およびフォーカルコニック駆動の電圧波高値の温度補償回路の構成例である。同図においてＡＭＰ１、すなわち温度センサ出力が与えられる増幅器の増幅率はＲ２／Ｒ１に等しく、その値は１．７である。
【０１５４】
ある温度におけるセンサ出力は図示しない演算回路によって演算され、０℃、および５０℃における出力値が図５２で説明したフォーカルコニック駆動に対応する３本の線の内で平均値を示す線の値と等しくなるように設定されている。すなわち、センサ出力値は０℃においては２９．０Ｖ、５０℃においては１９．８Ｖである。そこでＡＭＰ１出力は０℃で４９．３Ｖ、５０℃で３３．６６Ｖとなる。これらの値は図５２で説明したプレーナ状態に対する温度補償特性直線の値に等しい。
【０１５５】
ＴＲ１とＴＲ２とは、出力インピーダンスを十分低くするためのエミッタフォロア回路を構成し、それぞれのエミッタ電圧、すなわちプレーナ電圧とフォーカルコニック電圧の出力値はそれぞれのトランジスタのベース電圧より約０．７Ｖ低くなる。したがってプレーナ電圧出力値は０℃で約４８．６Ｖ（＝４９．３−０．７）、５０℃においては約３３．０Ｖ（＝３３．６６−０．７）であり、これらはプレーナ状態に対応する駆動電圧波形の波高値の最低値、すなわち図５０で説明したプレーナ状態に対応する最低電圧、０℃で４３．３Ｖ、５０℃で３０．９Ｖより十分に高い値である。
【０１５６】
ＴＲ２のベース電圧は、ＡＭＰ１の出力電圧のＲ４倍を（Ｒ３＋Ｒ４）で割った値となる。この係数の値は１／１．７に等しく、ＴＲ２のエミッタ電圧、すなわちフォーカルコニック電圧の出力値は０℃において２８．３Ｖ（＝２９．０−０．７）、５０℃においては約１９．１Ｖ（＝１９．８−０．７）である。これらの値は図５２で説明した３本の直線によって表され、フォーカルコニック状態に対応する最小電圧（２５．４Ｖ、および１５．９Ｖ）より十分大きく、かつ最大電圧（３２．６Ｖ、および２３．７Ｖ）より十分小さくなっている。
また、前述のようにフォーカルコニック状態に対応する駆動波形の波高値を、液晶セルの動作温度に対応して、このように直線的に変化させることによってパルス幅１０ｍｓでも、パルス幅５０ｍｓの場合と同等のマージンが確保できる。すなわち、表示速度を５倍にしているにもかかわらず、波高値のマージンとして同等の値が確保でき、コレステリック液晶を用いた表示装置において広い温度範囲で安定な動作が可能となる。
【０１５７】
以上において実施例３として、例えば非接触ＩＣカードに対する電源回路や、表示機能制限回路、表示用電源電流制限回路、コレステリック液晶駆動電圧の温度補償回路などについて説明したが、これらの回路は実際にはそれぞれ独立して用いられるよりも、いくつかが組み合わされて使用されることになる。その組み合わせについては、必要に応じていくつかの回路を取捨選択して、組み合わせる形式とすることが可能である。
【０１５８】
また各回路における素子の値や、基準電圧の値は比較的容易に決定することができる。図５３の温度補償回路に対しては、抵抗の値の決定などについて詳細に説明したが、例えば図４９で説明した電流制限回路の動作については一般的なハンドブックなどに記述されており、素子の値などを容易に決定することができる。
【０１５９】
以上のように実施例３によれば、例えばコレステリック液晶を用いた表示パネルに対する電源回路の大幅なコスト削減、および薄型化が実現でき、また供給される電力量に対応して表示機能を制限することによって通信距離の短縮や動作不安定を回避することができ、さらに起動時の表示用電源の電流を制限することによって既存のドライバＬＳＩを安定かつ迅速に起動できるため、モバイル機器応用の範囲が大幅に拡大される。
【０１６０】
続いて半永久メモリ性表示素子、例えばコレステリック液晶を用いる表示装置における液晶素子の駆動方法、および画像表示方法などを実施例４として説明する。実施例４においては例えばコレステリック液晶素子が用いられる表示装置を無電源で使用するために、液晶素子の駆動や画像表示をできるだけ電力消費が少ない形式で行うための駆動方式、および画像表示方法について説明する。
【０１６１】
図５４は、実施例４における液晶表示素子、例えばマトリクス型の液晶素子を駆動するためのドライバの構成ブロック図である。このドライバ自体は、例えば市販されている既存のＳＴＮコモンドライバとその構成はほぼ同じである。本発明に特有の構成ではなく、実施例４においてはその駆動方法に特徴がある。
【０１６２】
図５４において電力やデータを発信する無線端末機２０、あるいはＩＣカードリーダ／ライタなどから送られる電力およびデータは、電力／データ受信部８１によって受信され、その受信結果に対応して信号制御回路８２によって信号変換回路８３の制御が行われ、マトリクス型液晶素子８４の駆動表示が行われる。
【０１６３】
マトリクス型液晶素子８４は、一般的にラインを選択するための走査電極、およびデータを与えるための信号電極を備えており、走査電極側には液晶素子の駆動信号を交流とするための極性反転信号ＦＲ、ライン選択信号としてのＥｉｏ信号、および信号電極側におけるデータのラッチとともに走査ラインのシフトを行うためのＬｐ信号などが与えられる。信号電極側には、ＦＲ信号、Ｌｐ信号に加えて、書き込みに用いられるデータ信号などが与えられる。
【０１６４】
走査電極側には、一般に一番上のラインから１ラインずつデータの書き込みを行うために走査電極の選択を行うＥｉｏ信号が与えられ、ここではそのモードをコモンモードと呼ぶ。これに対して一番上から１ラインずつ書き込みを行うのではなく、任意のラインにデータ書き込みを行うためにラインを選択するセグメントモードと呼ばれるための信号を与えることもでき、この２つのモードを切り替えるための切り替え信号も与えられる。
【０１６５】
図５５は、実施例４における画面書き換え方式の説明図である。従来は画面書き換え時には前の表示画面が一括リセットされる方式が一般的であったが、この方式ではリセット時に少なくとも数十ｍＷの電力が消費され、例えば非接触ＩＣカードにおいてＩＣカードリーダ／ライタ側から供給される電力の５〜１０ｍＷよりかなり大きくなり、電源を持たない表示装置側で一括リセットを行うことは困難である。
【０１６６】
そこで実施例４では数ラインずつ、例えば４ラインずつリセットを行い、同時に１ラインのデータ書き込みを行うという動作をライン数だけ繰り返して画面書き換えを行うことによって、消費電力を抑制することにし、またリセット用データとして、例えば全部の画素を白にするというような特別のリセットデータを用いることなく、書き込みデータ自体をリセットに使用することにする。
【０１６７】
図５５において画面の下半分は前回表示分の画面を示し、上半分は新規表示の画面を示す。ここでは一番上のラインから始めて書き込み先頭ライン、すなわち前述の１ラインずつの書き込みラインがほぼ画面の中央付近にきた状態を示し、このライン上のデータの書き込みが行われるとともにリセットライン、例えば４ラインについては書き込みデータを用いたリセットが行われている。この動作について図５６を用いてさらに説明する。
【０１６８】
図５６において、まずリセットラインとして４つのラインを設定する動作が行われる。同図においてＥｉｏ信号とＬｐ信号とが同時に入力されると、まず図５５における画面上の上から一番目のラインが選択され、そのラインにデータを書き込み可能な状態となる。次にＥｉｏとＬｐ信号との２つめのパルスが共に入力されると、最初に選択された１ライン目は、Ｌｐ信号によってシフトされ、２ライン目が選択されるとともに、同時に入力されるＥｉｏ信号によって、１ライン目も同時に選択され、１ライン目と２ライン目の２つのラインが選択された状態となる。この動作が繰り返されてリセットライン設定区間では１ライン目から４ライン目が選択状態となって、その４つのラインにデータ書き込みが可能な状態となる。
【０１６９】
次の休止ライン設定区間ではＬｐ信号のみが入力されており、このパルスによって１ラインのシフトが行われ、画面上の２ライン目から５ライン目までが選択された状態となる。
【０１７０】
その次の書き込み区間の最初で、Ｅｉｏ信号とＬｐ信号とが同時に入力され、その前に選択されている２ライン目から５ライン目は１ラインずつシフトされ、３ライン目から６ライン目が選択された状態となるとともに、Ｅｉｏ信号の入力によって画面上の最初のライン、すなわち１ライン目も選択された状態となる。この状態で１ライン目のデータを与えることによって、１ライン目には本来書き込まれるべきデータが書き込まれるとともに、３ライン目から６ライン目までには１ライン目のデータがリセットのためのデータとして与えられ、前回表示されたデータのリセットが行われる。この時、２ライン目は休止ライン設定区間で設定された休止ラインとなっており、データの書き込みは行われない。
【０１７１】
その次のＬｐパルスの入力に対応して、その前に選択されていたラインはシフトされ、２ライン目と４ライン目から７ライン目までが選択状態となる。この状態で２ライン目のデータが与えられ、２ライン目に本来書き込まれるデータが書き込まれるとともに、４ライン目から７ライン目までの前回表示データのリセットが行われる。
【０１７２】
さらにその次のＬｐパルスの入力によって、同様に３ライン目と５ライン目から８ライン目が選択され、３ライン目のデータの書き込みが行われる。３ライン目にはその２つ前のＬｐパルスの入力時に１ライン目のデータが書き込まれているが、一般にコレステリック液晶の応答時間は材料の物性にもよるが、数十ｍｓオーダーである。２ライン目のデータが書き込まれるタイミングとしてのＬｐパルスの入力時点では、３ライン目は休止区間となっており、この区間（例えば５０ｍｓ以下）において２ライン目の画素はフォーカルコニック状態、あるいはプレーナ状態への遷移の途中の過渡的な状態となっており、３ライン目のデータが実際に与えられる時点で、実際の書き込み状態としてのフォーカルコニック状態、またはプレーナ状態のいずれかが決定されることになる。そしてこのような動作が、例えば２４０ライン目まで、すなわち画面上の最も下のラインのデータの書き込みが行われるまで繰り返される。
【０１７３】
次に実施例４における異なる消費電力抑制方式について図５７を用いて説明する。図５７は、図５４で説明した液晶素子の駆動波形における極性反転を決定する信号であるが、一般にコレステリック液晶では１ラインのデータ書き込みパルスの中で、パルスの極性を反転させることが望ましい。これは液晶の劣化や画質の劣化（残像やクロストークなど）の問題を解決するためであり、例えば数ラインごとや１フレームごとに極性を反転する手法もあるが、液晶内のイオンの変動などによる残像や表示ノイズの原因となり、あまり好ましい方式ではない。
【０１７４】
図５７の上側は従来の駆動信号の極性反転方式を示し、それぞれのラインに対しては、最初は正のパルス、次に負のパルスが与えられて極性反転が行われる方式が用いられていた。図５７の下側の波形が実施例４における極性反転方式である。例えば１ライン目には最初に正のパルス、次に負のパルスを加え、２ライン目には逆に最初に負のパルス、次に正のパルスを加えるような形式で駆動信号の極性反転を行うことにより、１ラインの中での極性は反転されているが、反転周期自体は２倍になるため消費電力を抑制できるととにも、表示の品質に問題を生ずることはない。
【０１７５】
図５８から図６０は、図５５から図５７で説明した駆動方式の効果の説明図である。図５８、図５９は、従来技術として説明した図３、図４に対応する実施例４の効果を示すものである。前述のような駆動方式を用いることにより、数十ｍｓの周期を持つ長いパルスを用いる替わりに、例えば８ｍｓ程度の周期を持つ短いパルスを用いてもコントラストの低下が発生せず、５ｍＷ程度の微弱な電力を用いた駆動回路によってＱＶＧＡサイズ（横３２０ドット×縦２４０ドット）の画面に対して、高品位のデータ書き込みを実行することができる。
【０１７６】
図６０は、実施例４において一括リセットを行うことなく、数ライン、図５６では４ラインずつリセットを行うことによる消費電力抑制効果の説明図である。一括リセットを行う場合には、駆動開始時の消費電力が極端に大きくなるが、実施例４ではそのような消費電力の増大を抑制することができる。
【０１７７】
次に実施例４における画像書き込み方式としてのスキップ駆動方式について図６１、図６２を用いて説明する。この駆動方式、すなわちスキップ駆動方式では走査電極側にも前述のコモンモードでなく、セグメントモードの信号を与えることにより、マトリクス上の任意の位置の画素に対してデータ書き込みを行うことができるものとする。
【０１７８】
図６１において、まず表示画面の全体のリセットが行われる。このリセットにおいては全体を同時にフォーカルコニック状態に遷移させても良いが、消費電力が大きくなるため、３ｍｓ以下の周期の短いパルスによる不完全なフォーカルコニック状態への簡易リセットでもリセットの効果がある。あるいは表示部全体を複数のブロックに分け、ブロックごとにリセットしても良い。
【０１７９】
次に走査電極側で同一パターン、ここでは白べたのパターンが書き込まれるべき部分が選択され、その部分の電極に対する一括書き込みが行われる。これによって複数のラインに同時に白べたのパターンを描くことができ、駆動時間の短縮を計ることができる。
【０１８０】
ここでは同一パターンとして白べたのパターンをあげたが、同一パターンについては特に限定はないが、市松模様のように空間周波数が高いパターンは消費電力が大きくなるため、パターンに応じて一括書き込みを行うラインの数に制限を持たせる必要がある。すなわち、空間周波数が高いパターンほど一括選択するライン数を少なくする。
【０１８１】
画像処理においてある画素に対する誤差を周囲の画素に拡散させる誤差拡散法で処理されたランダムパターンの画像であれば同一パターンの存在する確率は低くなるが、階調画像の濃度信号に雑音を加えて、閾値処理により２値化する２値ディザ法の一種としての組織的ディザ法や、網点によるハーフトーン画像においては同一パターンが存在することがある。しかしながら、このスキップ駆動方式はテキスト表示のように白べた部などが多い場合に特に効果的である。
【０１８２】
図６１において、同一パターンの一括書き込みの後に、通常の順次ライン駆動（パッシブ駆動）が行われ、同一パターン以外の残りの部分の順次書き込みが行われる。この時、インターレース走査とすれば、なお早く画像全体を認識することができる。このスキップ駆動は、ＭＬＡ駆動のように複雑な方式を用いることなく、簡易な駆動回路で実現でき、パターンによって一括駆動するラインの数を異ならせることに特徴がある。
【０１８３】
図６２は、このスキップ駆動方式の処理フローチャートである。同図において左側は駆動前処理としての同一パターン検出処理フローチャートである。この処理では、例えば８ビットの原画像を用いてステップＳ１で誤差拡散法などによる２値スクリーニングが行われ、ステップＳ２においてループ１としてデータの比較元としての走査電極が選択され、ステップＳ３でデータの比較先としての走査電極が選択され、ステップＳ４でそれぞれの電極に対するデータのパターン比較が行われ、ステップＳ５で同一パターンが検出されたか否かが判定され、検出された場合にはステップＳ６で同一パターンが存在する座標、あるいはアドレスが同一パターンのアドレス保存メモリ８６に格納された後に、また検出されなかった場合は直ちにステップＳ３で比較先の走査電極が変更されて処理が続けられ、ステップＳ２で選択された比較元としての走査電極のデータに対する比較が終了した時点で、ステップＳ２で比較元としての走査電極が変更されて処理が続けられ、すべてのデータの比較が行われた後に処理を終了する。
【０１８４】
図６２の右側のフローチャートは、駆動時、すなわち書き込み処理のフローチャートである。同図において処理が開始されると、ステップＳ１０で例えば表示部全面の一括リセット処理が行われ、ステップＳ１１で同一パターンのアドレス保存メモリ８６から同一パターンが１つ取り出され、ステップＳ１２でそのパターンを書き込むべき複数の走査電極が同時選択され、ステップＳ１３でデータの一括書き込みが行われ、その次のパターンについてステップＳ１１からＳ１３の処理が行われる。同一パターンの書き込みが終了するとステップＳ１４で未書き込みのラインに対する書き込みループが実行され、ステップＳ１５で同一パターンが書き込まれた以外の残りの部分に対し、データのパッシブ書き込みが１ラインずつ行われて表示処理が完了する。
【０１８５】
次に実施例４における多値書き込み方式について図６３、図６４を用いて説明する。一般にコレステリック液晶を用いた表示装置では、書き込みが高速になるとフォーカルコニック状態への遷移が不十分になるために画像全体が薄くなるという問題点があるが、実施例４ではこれを利用して中間調の書き込みを行い、それを繰り返して明確な画像を表示する多値書き込みを実行することができる。
【０１８６】
まず３値書き込みの場合について説明する。最初に原画像を３値、例えば８ビット２５６階調の場合には、０、１２８、および２５５の３つのレベルでスクリーニング処理を行う。この処理の種類は特に限定する必要はないが、前述の誤差拡散法や、より広い面積での画像処理としてのブルーノイズマスク法などを用いることによって、解像度の高い擬似中間調画像を生成することができる。
【０１８７】
この３値スクリーニングの処理の後に、黒（０）レベルの画素を抽出し、抽出された画素、すなわち本来黒が書き込まれる画素だけを抽出して、その画素だけに初回スキャンとして中間調の画像の書き込みを行う。すなわち、通常時よりも高速で液晶素子を駆動することによって、ドライバからの出力電圧を固定した状態で中間階調レベルの画像の書き込みが行われる。駆動速度の調整によって、図６３のように本来黒が書き込まれるべき画素に中間調データが書き込まれた画像が得られる。
【０１８８】
その後図６４に示すように２回目のスキャン、すなわち黒（０）レベルと中間（１２８）レベルを黒（０）レベルに変換したデータの書き込みを行うことによって、図６３においては中間階調であった画素が黒階調となり、それ以外の部分に中間階調、あるいは白階調のデータが書き込まれ、最終的に３値画像が形成される。これによって多値階調の画像を簡単に表示することができるとともに、ユーザにとっては表示の全体イメージを早くつかむこともできる。すなわち、最初はぼやけた画像が徐々にはっきりと表示されていくことになり、３値以上の多値表示も、走査速度を適切にしてより多数回の書き込みを行うことによって実現可能である。またこの手法とは逆に、中間階調から白階調としたい画素を累積的に書き込む手法も可能である。
【０１８９】
以上のように実施例４によれば、コレステリック液晶のような半永久メモリ性を有する表示素子を用いた電源を持たない表示装置において、駆動時の消費電力を大幅に抑えることができ、また残像やコントラストの低下の発生しない高品位な表示を短時間で行うことが可能となる。
【０１９０】
続いて実施例５を説明する。この実施例５においては例えばコレステリック液晶のような半永久メモリ性を有する表示装置のより詳細な構成とより広範な応用について説明する。実施例５において自動表示装置は電源が切断されても表示内容を保持する半永久メモリ性を有する表示媒体と、表示すべきデータの獲得方法に関する情報と、獲得した表示データの表示様式に関する情報を保持するメモリと、データ獲得方法にしたがって表示データを獲得するための、例えばインターネット接続部と、保持されている表示様式にしたがって獲得したデータの表示を行う制御部とを少なくとも備え、外部または内部から与えられる指令に応答して起動された後に表示データを獲得し、表示様式を整えて半永久メモリ性を持つ表示媒体にデータ表示を行うものである。
【０１９１】
図６５は、そのような自動表示装置の構成例を示す。同図において自動表示装置９０は、例えば図７に示すワイヤレス表示器２１と比較すると制御部３５、表示部駆動回路３９、およびメモリ性表示部４０に加えて電源９１、インターネット接続部９２、電池９３、タイマ９４、不揮発性メモリ９５を備えている。
【０１９２】
図６５において自動表示装置９０は、ホスト機能とインターネットへの接続機構を搭載しており、電源９１が投入されると不揮発性メモリ９５に格納されたＵＲＬを用いてインターネット接続部９２の動作によってページデータを獲得し、不揮発性メモリ９５に格納された表示様式情報にしたがってメモリ性表示部４０にページデータを表示し、自動的に電源切断状態となる。不揮発性メモリ９５の内容は外部、例えば無線端末機側から自由に書き換え可能である。また、電池９３によってバックアップされたタイマ９４によって自動表示装置９０を自動的に起動させることもできる。
【０１９３】
なお請求の範囲の請求項２５における表示手段は図６５のメモリ性表示部４０、記憶手段は不揮発性メモリ９５、制御手段は制御部３５と表示部駆動回路３９とに相当する。また請求項３０における不揮発記憶手段も不揮発性メモリ９５に相当し、このメモリ９５に複数ページ分の表示データを格納し、メモリ性表示部４０の表示内容を書き換えることも、またメモリ性表示部４０に表示されていた内容が何らかの原因で消去された場合にも、メモリ９５の内容を用いてその内容を復旧することができる。
【０１９４】
図６６は、ＰＣ、あるいはＰＤＡなどの通信端末９７と有線接続された自動表示装置の構成例である。同図において自動表示装置９０と通信端末９７は、共にＵＳＢや接触型ＩＣカードのような有線インタフェース９６、９８を備えている。自動表示装置９０は、パソコンやスロットイン型、あるいはクレードル型のＩＣカードリーダ／ライタに接続されると、電源供給が開始されて起動し、図６５におけると同様の動作の後に自動的に待機状態となる。パソコンなどとの接続が切断されると電源が切断される。不揮発性メモリ９５の内容は有線インタフェース９８、９６を経由してホスト側、すなわち通信端末９７側から自由に書き換え可能である。自動表示装置９０を通信端末９７側と常時接続しておき、例えばタイマ９４によって自動的に起動することもできる。
【０１９５】
図６７は、通信端末と無線接続される自動表示装置の構成例である。自動表示装置９０、および通信端末９７は、ともに無線ＬＡＮ、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどに対応する無線インタフェース１００、１０１を備えており、自動表示装置９０は通信端末９７からの起動コマンドの受信に対応して起動し、図６５におけると同様の動作を実行する。図示しない電池バックアップされたモニタで常時通信端末９７側からの起動コマンドを監視し、通信端末９７側に搭載された図示しないタイマのタイムアップ時に発行される起動コマンドによって自動的に起動することもできる。
【０１９６】
図６８は、非接触ＩＣカードインタフェースを持つ自動表示装置の構成例である。自動表示装置９０は非接触ＩＣカードインタフェース１０２、またはＲＦ（ラジオ・フリケンシ）ＩＤインタフェースを備え、通信端末９７、例えばＩＣカードリーダ／ライタも非接触ＩＣカードインタフェース１０３を備えている。
【０１９７】
通信端末９７との距離が所定値以下になると自動表示装置９０は自動的に起動され、図６５におけると同様の動作を実行する。非接触ＩＣカードには、通信距離は約１０ｃｍと短いが通信速度の速い近接型と、通信距離は約１ｍと長いが通信速度の遅い近傍型とがある。自動表示装置９０には両方の型のＩＣカードチップを搭載することも可能である。その場合、近傍型のみが動作可能な距離の長い状態では通信端末９７側から得られる電力が小さくなるため、表示部への電力供給を全面的に遮断し、通信速度の制限から画像データは転送せず、文字データのみ転送するのが現実的である。
【０１９８】
図６９は、例えば図６５の揮発性メモリ９５に格納されている表示すべきデータの獲得方法の情報と、獲得した表示データの表示様式情報の例である。同図においてアドレス０−２５５には表示すべきデータの獲得方法としてＵＲＬ、またはファイルへのパス名が格納されている。その内容は、例えば×××××．ｃｏｍのＵＲＬである。
アドレス２５６以降は表示様式に関するデータであり、表示画面の画素数、縦長、あるいは横長の指定、等倍、拡大、あるいは縮小の指定など、一般の印刷様式データに類似した表示様式データが格納されている。
【０１９９】
実施例５においてデータ表示を行うだけでなく、データの更新日時を表示することもできる。図７０、図７１は、更新日時表示様式の説明図である。図７０では、表示装置側にデータそのものの表示部とは独立してセグメント画素を用いた更新日時表示部が設けられており、この表示部としてもコレステリック液晶を用いることができる。
【０２００】
図７１は、データの表示部内に更新日時も表示するものであり、この表示はホスト（通信端末）側から表示データ内に追記された形で送信されて表示される。これに対して図７０では、例えばホスト側から表示データと更新日時情報が独立して送信される。更新日時が表示されるため、ユーザはいつの情報か即座に判断することができる。
【０２０１】
実施例５における自動表示装置の構成例についてさらに説明する。まず図６５などに示されたメモリ性表示部４０は、前述のようにコレステリック液晶のような半永久メモリ性を持つものが最適であるが、そのような性質を持たない、例えば数時間とか１日というような単位でメモリ内容を保持できる素子や、全くメモリ性のない素子と不揮発メモリとを組み合せることもできる。
【０２０２】
この場合、不揮発バッファメモリの１ページ分、または複数ページ分を持つこともできる。表示素子が半永久メモリ性を持つ場合、バッファメモリは必ずしも必要ではないが、１ページ分のバッファメモリを搭載することによって、表示素子の表示内容の１部、または全部が、例えばメモリ性保持温度上限を越えたために消えてしまったような場合にも、即座に表示内容を復旧することができる。また複数ページ分のバッファメモリを搭載することによって、表示内容を即時に切り替えることもできる。
【０２０３】
また自動表示装置は、例えば図６５のメモリ性表示部４０に表示されたデータの書き換えを禁止することもできる。この書き換え禁止の方法は、例えばフレキシブルディスクにおける書き込み禁止方式のようにハードウェア的なものでもよいが、ソフトウェア的なものでもよいことは当然である。
【０２０４】
また自動表示装置が外部から表示データを獲得している動作の途中で、何らかの原因で外部との通信が切断された場合に、外部との通信再開時に表示データのうち獲得が終了していない未了分のデータを獲得することもできる。このような手法は、例えばフリーウェアなどのダウンロード支援ツールにおいて広く用いられている。このような支援ツールにおけるＲＥＳＵＭＥ機能は、獲得未了分のデータの獲得に利用可能である。
【０２０５】
さらに実施例５における自動表示装置は、表示データの獲得方法に関する履歴の保存機能を備えてもよい。このような機能は必ずしも必要ではないが、このような機能を備えることによって過去に表示したデータの参照が容易になる。このような履歴を図６５の不揮発性メモリ９５に保存してもよく、ホストを経由して外部に保存してもよいことは当然である。
【０２０６】
最後に実施例５における自動表示装置の広範な応用について説明する。このような応用例をまず簡単に述べると、モバイル端末画面をそのまま自動表示装置に転送することもできるが、モバイル端末画面に対応する高精細、大画面のデータを別途に構築し、自動表示装置に転送することもできる。
【０２０７】
またモバイル端末上の自動表示装置ドライバを自動表示装置からインストールするために、自動表示装置がモバイル端末用のインストーラを備えることもできる。一般にモバイル端末はメモリ量が小さく、ドライバを必要時にインストールし、必要がなくなった時点で消去することによって、メモリを有効に利用することができる。
【０２０８】
また自動表示装置は、システム手帳における差し替え可能なページに相当するリフィルの形状を持ち、そのリフィルの両面においてデータの表示を可能とすることもできる。この場合、両面にアンテナを設置し、中間に磁気シールド層を備えて、２つのアンテナに生じた電圧を比較し、電圧の高いアンテナが設置されている面の表示データを先に書き替えることもできる。
【０２０９】
さらに自動表示装置において、表示パネル＋ドライバＬＳＩを含む表示部だけを取り外すことができ、また表示パネルおよびバッファメモリのデータを消去する機能を備えることもでき、表示画面の１部が固定的な広告表示領域となっていて、表示データ更新時に所定の手順で広告データをダウンロードして、そこに表示することもできる。
【０２１０】
このような応用例について図面を用いてさらに説明する。図７２の自動表示装置（ワイヤレス表示シートおよびワイヤレス表示カード）は非接触型ＩＣカードインタフェース（アンテナ、ＩＣチップ）を搭載している。自動表示装置をＩＣカードリーダ／ライタが搭載された携帯電話やディジタルカメラ、ＰＤＡに近づけると、自動表示装置は画面データの転送を要求する。携帯電話等には自動表示装置ドライバがインストールされており、携帯画面データをそのまま、あるいは携帯画面データに対応する高精細・大画面データを構築して、自動表示装置に転送する。自動表示装置は、前述と同様に携帯電話から供給される電力に応じた表示駆動制御を行って、表示パネルに画面データを表示し、自動的に待機状態となる。
【０２１１】
シート状のものを携帯電話に近づけるだけで、地図を拡大表示したり、長いメール全体を表示したり、メモしたい内容を表示したりでき、非常に便利である。携帯電話の自動表示装置ドライバは、自動表示装置からインストールすることもできる。
【０２１２】
図７２の自動表示装置をＩＣカードリーダ／ライタが搭載されたノートパソコンに近づけると、自動表示装置は印刷データの転送を要求する。ノートパソコンには自動表示装置ドライバがインストールされており、通常の印刷手順で印刷データを自動表示装置に転送する。自動表示装置は、ノートパソコンから供給される電力に応じた表示駆動制御を行って、表示パネルに印刷データを表示し、自動的に待機状態となる。
【０２１３】
自動表示装置をシステム手帳のリフィルの形状としてもよい。その場合、両面を表示可能としてもよい。アンテナを両面に設置し、中間に磁気シールド層を設けることで、ＩＣカードリーダ／ライタがどちらの表示面側にあるかを識別できる。ＩＣカードリーダ／ライタがある側の表示データ処理を優先するのが好ましい。
【０２１４】
図７３のＰＣ用セカンドディスプレイとしての自動表示装置はＵＳＢインタフェースを搭載している。自動表示装置をデスクトップパソコンに接続すると、自動表示装置は２台目以降のディスプレイとして、画面データの転送を要求する。デスクトップパソコンには自動表示装置ドライバがインストールされており、通常のディスプレイと同様に画面データを自動表示装置に転送する。自動表示装置は、表示パネルに画面データを表示し、自動的に次の画面データの転送を要求し、一連の動作を繰り返す。
【０２１５】
ディスプレイを複数台使用すると、作業効率がアップすることはよく知られている。自動表示装置は、通常のディスプレイよりも薄く軽くて場所をとらず、自由なレイアウトで使うことができ、しかも通常のディスプレイより廉価なので、４〜５枚同時に使ってもよい。ネスティングの深いオンラインマニュアルを快適に読むためには、必須アイテムといえる。
【０２１６】
次に本実施例における自動表示装置は無線ＬＡＮインタフェースおよび電池を搭載している。自動表示装置は、所有者のデスクトップパソコンが起動され、所有者の認証が完了すると自動的に起動する。デスクトップパソコンに部員スケジュール表データの転送を要求する。デスクトップパソコンには自動表示装置ドライバがインストールされており、部員スケジュール表データを転送する。自動表示装置は、表示パネルに部員スケジュールを表示し、自動的に待機状態となる。待機状態では、自動表示装置の表示部だけを取り外すことができる。
部員スケジュール表を毎日印刷している人は多い。一人あたり、年間２５０枚程度の紙を消費する。自動表示装置を用いることで、部員スケジュール表を毎日印刷する手間が省けるとともに、紙の消費量削減および紙ゴミ発生量削減ができる。
【０２１７】
本実施例における自動表示装置は非接触型ＩＣカードインタフェース（アンテナ、ＩＣチップ）を搭載している。自動表示装置をＩＣカードリーダ／ライタが搭載された携帯電話に近づけると、自動表示装置は新聞記事の転送を要求する。携帯電話には自動表示装置ドライバがインストールされており、新聞社のホームページから新聞記事をダウンロードし、自動表示装置に転送する。自動表示装置は、携帯電話から供給される電力に応じた表示駆動制御を行って、表示パネルに新聞記事を表示し、自動的に待機状態となる。
【０２１８】
シート状のものを携帯電話に近づけるだけで、最新の新聞記事を読むことができ、非常に便利である。これと同様の技術を、電子書籍に応用することもできる。あらかじめダウンロードする必要はないので、たとえば電車のつり革広告で目についた文庫本や雑誌を、その場で読み始めることもできる。あらかじめ著作権保護などのためのＳＤ（セキュア・ディジタル）カード等にダウンロードする方式の電子書籍に比べて、格段に便利でかつ快適である。
【０２１９】
本実施例における自動表示装置は無線ＬＡＮインタフェースおよび電池を搭載している。自動表示装置は、所有者のデスクトップパソコンが起動されると自動的に起動する。デスクトップパソコンに新聞記事の転送を要求する。デスクトップパソコンには自動表示装置ドライバがインストールされており、新聞社のホームページから新聞記事をダウンロードし、自動表示装置に転送する。自動表示装置は、表示パネル（Ａ６〜Ａ３判見開き）のサイズに応じて新聞記事を表示し、自動的に待機状態となる。待機状態では、自動表示装置の表示部だけを取り外すことができる。
【０２２０】
自動表示装置を用いることで、印刷・配送・各家庭への配達が不要となるため、購読料は従来の新聞より安く、しかも従来の新聞よりはるかに新しい記事が読める。紙の消費量および紙ゴミ発生量も削減できる。
【０２２１】
図７４に示す自動表示装置は電車車両内に多数貼付されており、各々Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈインタフェースおよび電池を搭載している。車両内に持ち込まれたＢｌｕｅｔｏｏｔｈ搭載ノートパソコンからの起動指令によって、自動表示装置のうちの１台がＩＣによってその指令を識別して起動し、広告データの転送を要求する。ノートパソコンには自動表示装置ドライバがインストールされており、起動している自動表示装置に表示すべき広告データを転送する。自動表示装置は、表示パネルに広告を表示し、自動的に待機状態となる。全ての自動表示装置の表示内容更新が完了するまで、一連の動作が繰り返される。
【０２２２】
自動表示装置を用いることで、印刷コスト、貼付コスト、および紙の消費量、紙ゴミ発生量が削減できる。パソコンを車両内に常設し、時間帯・電車の走行地域に応じて、広告内容を全面的に切り替えることもできる。これと同様の技術を、スーパ等の店頭の価格表示器に応用することもできる。
【０２２３】
次にビルの壁面広告に使用される自動表示装置はビルの壁面に多数貼付されており、各々Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈインタフェースおよび電池を搭載している。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ搭載パソコンはビル内に設置され、壁面の複数箇所に設置されたアンテナに接続されている。パソコンからの起動指令によって、自動表示装置のうちの１台が起動し、広告データの転送を要求する。ノートパソコンには自動表示装置ドライバがインストールされており、起動している自動表示装置に表示すべき広告データを転送する。自動表示装置は、表示パネルに広告を表示し、自動的に待機状態となる。全ての自動表示装置の表示内容更新が完了するまで、一連の動作が繰り返される。複数台の自動表示装置で大きな画面を表示する場合に、一台一台がそれぞれの担当する部分の画像データのみを要求するため、画像の切り出し処理は容易である。
【０２２４】
自動表示装置を用いることで、印刷コスト、貼付コストが削減できる。時間帯に応じて、広告内容を全面的に切り替えることもできる。これと同様の技術を、駅の時刻表に応用することもできる。
【０２２５】
図７５に示す会議配布資料として用いられる自動表示装置は会議室内に多数設置されており、各々Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈインタフェースおよび電池を搭載している。会議室内に持ち込まれたＢｌｕｅｔｏｏｔｈ搭載ノートパソコンからの起動指令によって、自動表示装置のうちの１台が起動し、会議資料の転送を要求する。ノートパソコンには自動表示装置ドライバがインストールされており、起動している自動表示装置に表示すべき会議資料を転送する。自動表示装置は、表示パネルに会議資料を表示し、自動的に待機状態となる。全ての自動表示装置の表示が完了するまで、一連の動作が繰り返される。
【０２２６】
自動表示装置を用いることで、印刷コスト、製本コスト、および紙の消費量、紙ゴミ発生量が削減できる。会議中に急遽必要になった資料も、速やかに配布できる。さらに、機密資料は会議終了時に表示パネルおよびバッファメモリのデータを消去することができるため、自動表示装置を用いることでセキュリティを高めることができる。
【０２２７】
次に広告表示機能付のモバイル表示への使用例を説明する。モバイル機器の画面拡大表示（図７２）と同様であるが、表示画面の一部が固定的な広告表示領域となっていることが異なる。表示データ更新時に、所定のＵＲＬから広告データをダウンロードし、広告表示領域に表示する。販売促進ツールとして効果的であるため、企業が自動表示装置を大量に無料配布する可能性が高い。
【０２２８】
このように実施例５によれば、パソコンなどを操作することなく、自動表示装置を起動すること、例えばパソコンやＰＤＡに内蔵されたＩＣカードリーダ／ライタに非接触ＩＣカードを近づけることによって、最新情報を表示させることができ、電源を切断しても表示が消えないという特徴と、表示内容を任意に書き替え可能という特徴とを高度に融合した便利な電子ペーパを用いた自動表示装置が実現される。
【０２２９】
本発明は、ＩＣカードや電子ペーパ、液晶表示素子、および携帯端末やディジタルカメラを含むモバイル機器の製造産業は当然のこととして、これらの表示装置、表示素子、およびモバイル機器を用いるすべての産業において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２３０】
【図１】コレステリック液晶素子の従来例の構造を示す図である。
【図２】パッシブマトリクス型素子に対する駆動波形の従来例を示す図である。
【図３】コレステリック液晶駆動方式の従来例の問題点を示す図（その１）である。
【図４】コレステリック液晶駆動方式の従来例の問題点を示す図（その２）である。
【図５】本発明の情報表示システムの原理構成ブロック図である。
【図６】本発明の表示装置の原理構成ブロック図である。
【図７】実施例１における表示システムの第１の例の構成を示すブロック図である。
【図８】実施例１における表示システムの第２の例の構成を示すブロック図である。
【図９】図７のシステムにおける同一画面表示モードの説明図である。
【図１０】図７のシステムにおける異画面表示モードの説明図である。
【図１１】図７のシステムにおける画面選択送信モードの説明図である。
【図１２】ワイヤレス表示器上におけるデータ表示の説明図である。
【図１３】携帯端末側の機械的取付機構（その１）の説明図である。
【図１４】携帯端末側の機械的取付機構（その２）の説明図である。
【図１５】ワイヤレス表示器側の機械的な取付部（その１）の説明図である。
【図１６】ワイヤレス表示器側の機械的な取付部（その２）の説明図である。
【図１７】端末側の取付機構としての磁石・マジックテープの説明図である。
【図１８】ワイヤレス表示器側の取付機構としての磁石・マジックテープの説明図で  ある。
【図１９】ワイヤレス表示器を用いるウエラブル表示システムの例を示す図である。
【図２０】コレステリック液晶のプレーナ状態の説明図である。
【図２１】コレステリック液晶のフォーカルコニック状態の説明図である。
【図２２】コレステリック液晶の反射スペクトルの例を示す図である。
【図２３】コレステリック液晶に対するプレーナ駆動波形の説明図である。
【図２４】コレステリック液晶に対するフォーカルコニック駆動波形の説明図である  。
【図２５】コレステリック液晶の応答特性を示す図である。
【図２６】コレステリック液晶を用いた反射型液晶表示素子の構成例である。
【図２７】コレステリック液晶を用いたセグメント表示の例の説明図である。
【図２８】マトリクス基板における液晶分離構造を示す図である。
【図２９】２つの液晶の分離構造を示す図である。
【図３０】図２９における画素構成の例を示す図である。
【図３１】図２９におけるサブドットの形成の説明図である。
【図３２】３つの液晶の分離構造を示す図である。
【図３３】図３２におけるドットの形成を示す図である。
【図３４】図３２におけるサブドットの形成を示す図である。
【図３５】印刷物と可変型表示素子との重畳表示例を示す図である。
【図３６】図３５における表示状態を説明する図である。
【図３７】商品販売を目的とした重畳表示例を示す図である。
【図３８】レストランメニューに対応する重畳表示例を示す図である。
【図３９】スケジュール表に対応する重畳表示例を示す図である。
【図４０】地図に対応する重畳表示例を示す図である。
【図４１】問題集に対応する重畳表示例を示す図である。
【図４２】銀行ローンのシミュレーションに対応する重畳表示例を示す図である。
【図４３】実施例３における非接触ＩＣカードなどの電源回路の例を示す図である。
【図４４】ロジック用と表示用の電源を独立に設けた電源回路の例を示す図である。
【図４５】多種類の電圧値を必要とする液晶ドライバＬＳＩに対する電源回路の構成例を示す図である。
【図４６】電力供給量に応じて表示部への電力供給を制限する回路の構成例である。
【図４７】電力供給量に応じて表示部の駆動周期を延長するクロック出力回路の構成例である。
【図４８】電力供給量に応じてイメージ表示禁止信号を出力する回路の構成例である。
【図４９】表示用電源に対する電流制限回路の構成例である。
【図５０】コレステリック液晶の駆動波形における波高値の例である。
【図５１】パルス幅を広げた場合の駆動波形における波高値の例である。
【図５２】駆動波形の波高値を温度に応じて直線的に変化させる例である。
【図５３】図５２の特性を実現するための温度補償回路の構成例である。
【図５４】実施例４における液晶表示素子駆動ドライバの構成例のブロック図である。
【図５５】実施例４における画面書き替え方式の説明図である。
【図５６】図５５の画面書き替え方式のタイムチャートである。
【図５７】実施例４における液晶素子駆動波形の極性反転方式を示す図である。
【図５８】実施例４における駆動方式の効果の説明図（その１）である。
【図５９】実施例４における駆動方式の効果の説明図（その２）である。
【図６０】実施例４における駆動方式の効果の説明図（その３）である。
【図６１】画像書込み方式としてのスキップ駆動方式の説明図である。
【図６２】スキップ駆動方式の処理フローチャートである。
【図６３】３値書込み方式における第１回の書込み結果を示す図である。
【図６４】３値書込み方式における第２回の書込み結果を示す図である。
【図６５】実施例５における自動表示装置の構成例のブロック図である。
【図６６】端末などと有線接続される自動表示装置の構成例である。
【図６７】端末などと無線接続される自動表示装置の構成例である。
【図６８】非接触ＩＣカードインタフェースを持つ自動表示装置の構成例である。
【図６９】データ獲得方法の情報とデータ表示様式の情報の例を示す図である。
【図７０】データの更新日時表示様式の説明図（その１）である。
【図７１】データの更新日時表示様式の説明図（その２）である。
【図７２】端末などの画面を表示する自動表示装置の説明図である。
【図７３】セカンドディスプレイとしての自動表示装置の説明図である。
【図７４】広告データを表示する自動表示装置の説明図である。
【図７５】会議配布資料として用いられる自動表示装置の説明図である。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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