(57)【要約】【課題】通信可能距離が充分確保出来ない場合においても表示画像を書換えることができ、さらに操作性に富んだ非接触型の表示装置を提供する。【解決手段】無線送信部からアンテナまでの通信可能距離を充分確保するため、無線受信部に加えてバッテリを表示装置に内蔵する。通信距離が長くても、表示装置に表示される映像信号等をアンテナが受信可能な場合には、バッテリに充電された電荷を内部回路やディスプレイ駆動回路、画素電極、対向電極の電源として用いる。また表示装置の使用時に、現在バッテリへの充電が行われているか否か、バッテリ内の電荷の有無、通信中か否か等を示す表示システムを表示装置に搭載する。【選択図】図１
2008185653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信装置から電力及び映像信号を非接触で受信するアンテナと、
前記電力を用いて充電を行うバッテリと、
一対の第１電極及び前記一対の第１電極の間に設けられた第１表示材料を有する第１画素部と、
前記映像信号に従って、前記一対の第１電極に印加する電圧を制御する第１駆動回路と、
一対の第２電極及び前記一対の第２電極の間に設けられた第２表示材料を有する第２画素部と、
前記バッテリが有する電荷量に従って、前記一対の第２電極の間に印加する電圧を制御する第２駆動回路とを有し、
前記第１表示材料及び前記第２表示材料はメモリ性を有し、
前記一対の第１電極に印加する電圧は前記バッテリから供給されることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
通信装置から電力及び映像信号を非接触で受信するアンテナと、
前記電力を用いて充電を行うバッテリと、
一対の第１電極及び前記一対の第１電極の間に設けられた第１表示材料を有する第１画素部と、
前記映像信号に従って、前記一対の第１電極に印加する電圧を制御する駆動回路と、
一対の第２電極及び前記一対の第２電極の間に設けられた第２表示材料を有する第２画素部とを有し、
前記第１表示材料及び前記第２表示材料はメモリ性を有し、
前記バッテリが有する電荷量に従って、前記一対の第２電極の間に印加する電圧が制御され、
前記一対の第１電極に印加する電圧は前記バッテリから供給されることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
通信装置から電力及び映像信号を非接触で受信するアンテナと、
前記電力を用いて充電を行うバッテリと、
一対の第１電極及び前記一対の第１電極の間に設けられた第１表示材料を有する第１画素部と、
前記映像信号に従って、前記一対の第１電極に印加する電圧を制御する第１駆動回路と、
一対の第２電極及び前記一対の第２電極の間に設けられた第２表示材料を有する第２画素部と、
前記一対の第１電極に印加する電圧を、前記バッテリから供給するかもしくは前記電力から供給するかを切り替える切替回路と、
前記切替回路からの信号を用いて前記通信装置から前記映像信号を受信中か否かを判断し、該判断に従って前記一対の第２電極の間に印加する電圧を制御する第２駆動回路とを有し、
前記第１表示材料及び前記第２表示材料はメモリ性を有することを特徴とする表示装置。
【請求項４】
通信装置から電力及び映像信号を非接触で受信するアンテナと、
前記電力を用いて充電を行うバッテリと、
一対の第１電極及び前記一対の第１電極の間に設けられた第１表示材料を有する第１画素部と、
前記映像信号に従って、前記一対の第１電極に印加する電圧を制御する第１駆動回路と、
一対の第２電極及び前記一対の第２電極の間に設けられた第２表示材料を有する第２画素部と、
前記一対の第１電極に印加する電圧を、前記バッテリから供給するかもしくは前記電力から供給するかの切り替えを制御する制御部と、
前記制御回路からの信号を用いて前記通信装置から前記映像信号を受信中か否かを判断し、該判断に従って前記一対の第２電極の間に印加する電圧を制御する第２駆動回路とを有し、
前記第１表示材料及び前記第２表示材料はメモリ性を有することを特徴とする表示装置。
【請求項５】
通信装置から電力及び映像信号を非接触で受信するアンテナと、
前記電力を用いて充電を行うバッテリと、
前記バッテリの充電を制御する充放電制御回路と、
一対の第１電極及び前記一対の第１電極の間に設けられた第１表示材料を有する第１画素部と、
前記映像信号に従って、前記一対の第１電極に印加する電圧を制御する第１駆動回路と、
一対の第２電極及び前記一対の第２電極の間に設けられた第２表示材料を有する第２画素部と、
前記充放電制御回路からの信号を用いて前記バッテリが充電を行っているか否かを判断し、該判断に従って前記一対の第２電極の間に印加する電圧を制御する第２駆動回路とを有し、
前記第１表示材料及び前記第２表示材料はメモリ性を有し、
前記一対の第１電極に印加する電圧は前記バッテリから供給されることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項において、
前記第１表示材料または前記第２表示材料は、マイクロカプセルまたはコレステリック液晶であ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、無線で映像信号を受信する非接触型の表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ：Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）は多分野において需要があり、技術開発が活発に進められてきている。中でもその薄さ、軽さ、メモリ性から紙の代用品に最も近いディスプレイとして注目されているのが電子ペーパーである。
【０００３】
電子ペーパーの代表的なものは、白と黒の粒子が入ったマイクロカプセルを電極（画素電極及び対向電極）で挟み、マイクロカプセルに電圧を印加することで位置や向きを制御し、画像を表示する。両電極に電圧が印加されない間マイクロカプセルは前の状態を保つため、画像の書換え以外に電源の供給が必要なく、低消費電力である。
【０００４】
一方で、無線通信を利用した個体識別技術ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）もまた広く応用が期待されている技術である（特許文献１及び特許文献２）。ＲＦＩＤ技術は非接触の無線送信部とアンテナや内部回路、ＩＤを内蔵させた無線受信部とを利用し、無線送信部から電磁波（搬送波）をアンテナへ送り、信号のやり取りを行うことで、非接触状態のまま対象の個体識別を行うシステムである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３１６７２４号公報
【特許文献２】特表２００６−５０３３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述したような無線受信部を内蔵する非接触型の電子ペーパーは、非接触状態において表示画像を書換える場合、映像信号の他に、表示画像の書換えに必要となる電力をもアンテナにおいて受信することが必要となる。しかし、無線受信部の内部回路を形成するデバイスやアンテナ等の特性によっては、書換えに必要となる電力が得られる程度に無線送信部からアンテナまでの通信距離（通信可能距離）を充分確保出来ないという問題がある。
【０００７】
また非接触で通信を行う電子ペーパーは、バッテリに蓄積されている電荷量、外部の通信装置から映像信号が受信中であるか否か、バッテリが充電中であるか否かなど、その内部の様子や動作状況が外観からでは判断が付かず、操作性に劣るという問題がある。
【０００８】
上述した問題に鑑み、本発明は、通信可能距離が充分確保出来ない場合においても表示画像を書換えることができる、非接触型の表示装置の提供を課題とする。また本発明は、通信可能距離が確保されているかどうかを、通信の可否を実際に確かめる前に判断することができる、操作性に富んだ非接触型の表示装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、無線送信部からアンテナまでの通信可能距離を充分確保するため、無線受信部に加えてバッテリを表示装置に内蔵する。通信距離が長くても、表示装置に表示される映像信号等をアンテナが受信可能な場合には、バッテリに充電された電荷を内部回路やディスプレイ駆動回路、画素電極、対向電極の電源として用いる。
【００１０】
そして、表示画像の書換えに必要となる電力が得られる程度に、無線送信部からアンテナまでの通信距離を充分確保出来る場合、すなわちアンテナが通信可能距離の範囲内である場合や、無線受信部が映像信号を受信しない場合は、無線送信部から送信される電波を利用し、バッテリに電荷を充電していく。
【００１１】
また、表示装置の使用時に、現在バッテリへの充電が行われているか否か、バッテリ内の電荷の有無、通信装置から映像信号を受信中であるか否か等を示す表示システムを表示装置に搭載することにより、より操作性の良い表示装置の実現が可能である。
【発明の効果】
【００１２】
無線受信部を備えた表示装置に更にバッテリを内蔵することにより、無線送信部からアンテナまでの通信可能距離を充分に確保することが出来、表示装置の使用可能範囲、更には使用可能用途の拡大が実現できる。
【００１３】
また、表示装置の使用時に、現在バッテリへの充電が行われているか否か、バッテリ内の電荷の有無、通信装置から映像信号を受信中であるか否か、をディスプレイで確認出来るため、操作性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、本発明は多くの異なる様態で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１５】
アンテナと通信装置間で送受信される搬送波の周波数は、１２５ｋＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚなどがあり、それぞれＩＳＯ規格などで設定される。勿論、アンテナと通信装置間で送受信される搬送波の周波数はこれに限定されず、例えばサブミリ波である３００ＧＨｚ〜３ＴＨｚ、ミリ波である３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ、マイクロ波である３ＧＨｚ〜３０ＧＨｚ、極超短波である３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ、超短波である３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ、短波である３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ、中波である３００ｋＨｚ〜３ＭＨｚ、長波である３０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ、及び超長波である３ｋＨｚ〜３０ｋＨｚのいずれの周波数も用いることができる。
【００１６】
搬送波の変調方式は、アナログ変調であってもデジタル変調であってもよく、振幅変調、位相変調、周波数変調、及びスペクトラム拡散のいずれであってもよい。好ましくは、振幅変調又は周波数変調にするとよい。
【００１７】
また、本発明に用いることのできるアンテナの形状については特に限定されない。そのため、伝送方式は、電磁結合方式、電磁誘導方式又は電波方式等を用いることができる。伝送方式は、実施者が使用用途を考慮して適宜選択すればよく、伝送方式に伴って最適な長さ及び形状を有するアンテナを設ければよい。本発明では信号の伝送方式として、電波方式を用いることができ、更にはマイクロ波方式を用いることができる。
【００１８】
伝送方式として電磁結合方式又は電磁誘導方式（例えば、１３．５６ＭＨｚ帯）を適用する場合には、電界密度の変化による電磁誘導を利用するため、アンテナとして機能する導電膜を輪状（例えば、ループアンテナ）又はらせん状（例えば、スパイラルアンテナ）に形成する。
【００１９】
伝送方式として電波方式の一種であるマイクロ波方式（例えば、ＵＨＦ帯（８６０〜９６０ＭＨｚ帯）又は２．４５ＧＨｚ帯等）を適用する場合には、信号の伝送に用いる電波の波長を考慮してアンテナとして機能する導電膜の長さや形状を適宜設定すればよい。アンテナとして機能する導電膜を例えば、線状（例えば、ダイポールアンテナ）、平坦な形状（例えば、パッチアンテナ）等に形成することができる。また、アンテナとして機能する導電膜の形状は線状に限られず、電磁波の波長を考慮して曲線状や蛇行形状又はこれらを組み合わせた形状で設けてもよい。
【００２０】
（実施の形態１）
本発明を実施するための最良の形態を図１に示す。
【００２１】
図１は無線受信部（アンテナ）１０８を備えた表示装置１００及び無線送信部を内蔵した通信装置１１０を有し、アンテナ１０８が受信した信号はＲＦ回路１０６及びバッテリ回路１０７へ取り込まれる。
【００２２】
表示装置１００の画素部（第１画素部）１０４の画像は、駆動回路（第１駆動回路）１０５からの信号及び選択パルスにより、ＴＦＴ基板１０２に作製された各画素のスイッチが制御され、対向基板１０１に形成された電極とＴＦＴ基板１０２に形成された電極の間に挟まれたメモリ性を有する表示材料を変化させることにより表現される。対向基板１０１とＴＦＴ基板１０２は封止材１０３により固定されている。また、代表的な表示材料としては、マイクロカプセル、コレステリック液晶等が挙げられ、その駆動方法も様々である。
【００２３】
また、表示システム１０９はＲＦ回路１０６及びバッテリ回路１０７からの信号や、電位に基づき、バッテリの充電状況等を表示する。
【００２４】
図１の構成を更に詳しく図２にブロック図で示す。
【００２５】
ＲＦ回路１０６は、切替回路２６１、整流回路２６２、復調回路２６３、定電圧回路２６４、制御部２６５及び電位選択回路２６６を有する。
【００２６】
通信装置１１０より送信される変調された搬送波（無線信号）をアンテナ１０８が受信する。通常、無線通信信号は１３．５６ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ等のキャリアを振幅変調、位相変調等の処理を行って送信される。受信された信号は整流回路２６２により正に整流され、切替回路２６１を介し、定電圧回路２６４に入力され、各回路に供給される一定電位をつくる。
【００２７】
また、アンテナ１０８が受信した信号は復調回路２６３にも取り込まれ、高周波成分を除去され、復調信号を生成する。前記復調信号は制御部２６５に送られ、画像信号や駆動回路１０５内のデータ信号線駆動回路２５２及び走査線駆動回路２５１を制御する信号や切替回路２６１及び電位選択回路２６６を制御する信号をつくる。
【００２８】
バッテリ回路１０７は、バッテリ２７１及び充放電制御回路２７２を有する。バッテリ２７１への充電は、切替回路２６１及び充放電制御回路２７２により制御される。また、バッテリ２７１へ充電された電荷は充放電制御回路２７２により放電も制御される。
【００２９】
表示システム１０９は表示回路（第２駆動回路）２９１及びセグメント表示部（第２画素部）２９２を有する。バッテリ２７１に充電されている電荷量により表示回路２９１がセグメント表示部２９２のオンオフを制御する。具体的には図３（Ａ）に示すように、バッテリ２７１内の電位をモニターし、表示回路２９１内のコンパレータ３０１に入力する。コンパレータ３０１の基準電位より入力された電位が高いか低いかによって、出力される電位のＨｉｇｈ、Ｌｏｗが決定する。前記出力された電位はスイッチ３０２へ入力され、一対の電極から表示材料３０３に印加される電位が決定し、表示材料の白黒切り替えを制御する。
【００３０】
また、通信装置と通信しておらず、更に表示装置１００の電源を完全にオフした状態で使用する場合には、図３（Ｂ）に示すように、バッテリ２７１内の電位を直接画素電極に取り込み、表示材料３１３の白黒の切り替えを制御する。この時表示材料３１３は画素部１０４に使用される表示材料と同様のものでもよいし、閾値の異なる材料を使用してもよい。
【００３１】
また、表示システム１０９を以下に示す機能に応用する事も可能である。
【００３２】
充放電制御回路２７２からの信号によりバッテリ２７１への充電が実行されているか否かを判断し、表示回路２９１によりセグメント表示部２９２のオンオフを制御する。
【００３３】
更に、切替回路２６１からの信号または制御部２６５からの信号により、通信装置１１０と通信中、すなわち映像信号を受信中であるか否かを、同じように表示回路２９１が判断し、セグメント表示部２９２のオンオフを制御する。
【００３４】
前述したように、無線受信部を備えた表示装置に更にバッテリを内蔵することにより、無線送信部からアンテナまでの通信可能距離を充分に確保することが出来、表示装置の使用可能範囲、更には使用可能用途の拡大が実現できる。
【００３５】
また、表示装置の使用時に、バッテリ内の電荷の有無、現在バッテリへの充電が行われているか否か、通信可能距離であるか否か、をディスプレイで確認出来るため、操作性が向上する。
【実施例１】
【００３６】
本実施例では、本発明の表示装置が有する画素部のより具体的な構成について、一例を挙げて説明する。図４（Ａ）に、本発明の表示装置が有する画素部と、駆動回路の上面図を示す。図４（Ａ）では、画素部１１００の周辺にデータ信号線駆動回路１１０１と、走査線駆動回路１１０２とが配置されている。画素部１１００には、走査線駆動回路１１０２から各画素１１０３をライン毎に選択するための走査線１１０５が複数設けられている。また画素部１１００には、データ信号線駆動回路１１０１から、走査線駆動回路１１０２に選択された画素１１０３への映像信号の供給を行うための信号線１１０４が複数設けられている。
【００３７】
各画素１１０３には、トランジスタ１１０６と、表示素子１１０７と、保持容量１１０８とが設けられている。トランジスタ１１０６のゲートは走査線１１０５に接続されている。トランジスタ１１０６のソース領域とドレイン領域は、いずれか一方が信号線１１０４に、他方が表示素子１１０７の画素電極に接続されている。
【００３８】
表示素子１１０７は画素電極と、対向電極と、上記一対の電極間に設けられたメモリ性のある表示材料とを有する。なお図４（Ａ）では、表示素子１１０７の一対の電極間に印加された電圧を保持するために、表示素子１１０７と並列に保持容量１１０８が接続されているが、表示材料のメモリ性の高さが表示を維持するのに十分な程度に高いのであれば、保持容量１１０８は必ずしも設ける必要はない。
【００３９】
次に図４（Ｂ）に、画素の断面図を一例として示す。図４（Ｂ）に示すように、トランジスタ１０６のソース領域またはドレイン領域は、表示素子１１０７が有する画素電極１１１２に接続されている。画素電極１１１２と対向電極１１０９の間には、マイクロカプセル１１１０を有する表示材料１１１１が設けられている。マイクロカプセル１１１０は、その中に透光性を有する液体と、プラスに帯電した白い微粒子とマイナスに帯電した黒い微粒子とが封入されている。マイクロカプセル１１１０に電圧をかけて、白い微粒子と、黒い微粒子を逆の方向に移動させることで、画素部１１００に画像を表示することが出来る。
【００４０】
なお本発明で用いることが出来る表示材料は、本実施例で示したマイクロカプセルを有する形態に限定されない。またトランジスタ１１０６の形状は図４（Ｂ）に示した形態に限定されない。例えばトランジスタ１１０６として、ゲート電極が基板と活性層の間に設けられたボトムゲート型のトランジスタであっても良い。
【００４１】
なお本実施例では、各画素にスイッチング素子として機能するトランジスタを設けたアクティブマトリクス型の画素部の構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。
画素にスイッチング素子を設けずに、表示素子が有する一対の電極間に印加される電圧を駆動回路で直接制御する、パッシブマトリクス型の画素部であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の概要を示した図である。
【図２】本発明の一例を示したブロック図である。
【図３】本発明の一例を示したブロック図である。
【図４】本発明の表示装置の画素の構成を示す図。
【符号の説明】
【００４３】
１００    表示装置
１０１    対向基板
１０２    ＴＦＴ基板
１０３    封止材
１０４    画素部
１０５    駆動回路
１０６    ＲＦ回路
１０７    バッテリ回路
１０８    アンテナ
１０９    表示システム
１１０    通信装置
２５１    走査線駆動回路
２５２    データ信号線駆動回路
２６１    切替回路
２６２    整流回路
２６３    復調回路
２６４    定電圧回路
２６５    制御部
２６６    電位選択回路
２７１    バッテリ
２７２    充放電制御回路
２９１    表示回路
２９２    セグメント表示部
３０１    コンパレータ
３０２    スイッチ
３０３    表示材料
３１３    表示材料
１１００    画素部
１１０１    データ信号線駆動回路
１１０２    走査線駆動回路
１１０３    画素
１１０４    信号線
１１０５    走査線
１１０６    トランジスタ
１１０７    表示素子
１１０８    保持容量
１１０９    対向電極
１１１０    マイクロカプセル
１１１１    表示材料
１１１２    画素電極
【図１】
2008185653.tif 000003
【図２】
2008185653.tif 000004
【図３】
2008185653.tif 000005
【図４】
2008185653.tif 000006