自己給電型電子表示装置
【課題】電子ペーパーの省電力化を実現する。
【解決手段】コレステリック液晶（１２）を用いた電子ペーパー（１０）の裏面に、コントラスト用の光反射面と光エネルギー吸収面を形成する太陽電池（８）を重ねて配置し、この太陽電池（８）の裏面に、電子ペーパー（１０）の表示電子回路を駆動するための電子表示駆動基板（４）を重ねて配置する。太陽電池（８）で発電した電力は電子表示駆動基板（４）に供給され該電力で電子ペーパー（１０）の表示回路が駆動される。
【解決手段】コレステリック液晶（１２）を用いた電子ペーパー（１０）の裏面に、コントラスト用の光反射面と光エネルギー吸収面を形成する太陽電池（８）を重ねて配置し、この太陽電池（８）の裏面に、電子ペーパー（１０）の表示電子回路を駆動するための電子表示駆動基板（４）を重ねて配置する。太陽電池（８）で発電した電力は電子表示駆動基板（４）に供給され該電力で電子ペーパー（１０）の表示回路が駆動される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自己給電型電子表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙のような感覚で利用できる柔らかな素材の極薄の電子表示装置が電子ペーパーとして知られている（例えば特許文献１参照）。この電子ペーパーは、微粒子タイプと、コレステリック液晶タイプがあり、それぞれ開発や実用化が進められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１１１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電子ペーパーを用いた電子表示装置は、装置に書き込むときのみ電力を消費するが、この電力は外部電源から供給される。
そこで本発明は、電子ペーパーを駆動するための電力を電子表示装置自体に組み込まれた太陽電池の電力で賄い、電子表示装置は自己で電力管理を行うようにし、他からは給電しない究極の省電力化が達成できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため本発明は、特定の光波長のみを反射して文字図形等を表示でき、表示内容を保持するメモリー性を有する電子ペーパー（１０）と、この電子ペーパー（１０）の裏面に重ねて配置され、該裏面と接する表面がコントラスト用の光反射面と光エネルギー吸収面を形成する太陽電池（８）と、該太陽電池（８）の裏面に重ねて配置された前記電子ペーパー（１０）の表示電子回路を駆動するための電子表示駆動基板（４）とを備え、前記太陽電池（８）で発電した電力を前記電子表示駆動基板（４）に供給し該電力で前記電子ペーパー（１０）の表示電子回路を駆動するようにしたものである。
また本発明は、透明な太陽電池（２２）と、該透明な太陽電池（８）の裏面に重ねて配置され、特定の光波長のみを反射して文字図形等を表示でき、表示内容を保持するメモリー性を有する電子ペーパー（２６）と、この電子ペーパー（２６）の裏面に重ねて配置され、該裏面と接する表面がコントラスト用の光反射面を形成する光反射層（２８）と、該光反射層（２８）の裏面に重ねて配置された前記電子ペーパー（２６）の表示電子回路を駆動するための電子表示駆動基板（３０）とを備え、前記太陽電池（２２）で発電した電力を前記電子表示駆動基板（３０）に供給し該電力で前記電子ペーパー（２６）の表示回路を駆動するようにしたものである。
また本発明は、前記電子ペーパー（１０）（２６）をコレステリック液晶（１２）（２４）を用いて構成したものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は電子ペーパーを用いた電子表示装置の究極の省電力化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る電子表示装置の説明図である。
【図２】電子表示装置の他の実施形態を示す説明図である。
【図３】電子表示装置のブロック説明図である。
【図４】コレステリック液晶の内部状態を示す説明図である。
【図５】コレステリック液晶の内部状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に本発明の構成を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る自己給電型電子表示装置２の第１の実施形態の原理的構造説明図を示している。電子表示装置２の主たる構成は、３層の積層構造となっており、図３に示す電子表示駆動基板４と、フィルム状のコントラスト用の光反射面と光エネルギー吸収層を兼ねた太陽電池（モジュール）８と、一層又は複数層のコレステリック液晶を用いた電子ペーパー１０とから構成されている。
【０００９】
本実施形態では電子ペーパー１０にコレステリック液晶１２を使用している。コレステリック液晶１２は、図４に示すように、液晶分子がらせん状に配列され、層状構造となっている。
コレステリック液晶１２は、波長がらせんピッチと等しく、しかもらせんの巻きと同じ向きの円偏光を反射する選択反射という性質を持つが、この選択波長反射状態でも他の波長は透過するという性質を有する。
【００１０】
透過した光は、光反射板又は膜としても機能するように着色された太陽電池（モジュール）８に到達し、ここで反射し、且つエネルギーが吸収される。図５Ａは、コレステリック液晶１２の電源無し状態における双安定状態での光の選択反射のプレーナー状態を示し、図５Ｂは、弱い光の散乱であるフォーカルコニック状態を示している。これら、プレナー状態、フォーカルコニック状態のいずれの状態においても、太陽光、室内光などの光が、表示電子回路を構成する透明電極ガラス基板１４，１６間に配置されたコレステリック液晶１２を透過し、太陽電池８に到達する。
【００１１】
図５Ｃは、透明電極ガラス基板１４，１６間に 電源が印加されたホメオトロビック状態を示し、コレステリック液晶１２の液晶分子は縦向きとなって光を透過する状態となる。コレステリック液晶１２を透過した光は、太陽電池８に到達する。太陽電池８は、特定波長反射による光の色とのコントラストを出すために表面に、例えば黒又は白の着色がなされている。
【００１２】
電子表示装置２は、太陽電池８を電子ペーパー１０と電子表示駆動基板４とではさんだサンドイッチ状３層構造となっている。太陽電池８は電子ペーパー１０の裏面に配置され、電子表示駆動基板４は太陽電池８の裏面に配置されている。電子表示駆動基板４は、主制御ＣＰＵ６と、電源回路１８と、無線モジュール２０を備えている。太陽電池８の出力端は、電子表示駆動基板４の電源回路１８に接続し、この電源回路１８から、主制御ＣＰＵ６に電源が供給されるとともに、電子ペーパー１０の表示電子回路に、表示のための電源が供給される。
【００１３】
図３に示すように、電子表示駆動基板４の主制御ＣＰＵ６には無線モジュール２０を介して、外部情報機器により、書き込みデータが入力されるように構成されている。電子ペーパー１０の電極間電圧を供給する電子表示駆動基板４は、書くときのみ電力を消費するが、この電力は、太陽電池８からの電力で賄い、他からは給電せず電子表示装置２で自己電力管理を行うように構成されている。
電子表示装置２は、全体が樹脂製の外囲体（図示省略）で保護され、この外囲体は、電子ペーパー１０の上面を透明樹脂により覆っている。
【００１４】
次に本発明の他の実施形態について、図２を参照して説明する。
電子表示装置２は、透明な薄板フィルム状の太陽電池２２と、表示電子回路を構成する透明電極ガラス基板にはさまれたコレステリック液晶２４からなる一層又は複数層の電子ペーパー２６と、特定波長反射の光の色とのコントラスト用の板状又は膜状の部材からなる、黒又は白の、光反射（吸収）層２８と、電子ペーパー２６の透明電極即ち表示電子回路を制御する電子表示駆動基板３０とからなり、これらは４層を構成している。
【００１５】
電子ペーパー２６は透明太陽電池２２の裏面に配置される。電子ペーパー２６の上面に配置された太陽電池２２は、太陽光又は、室内光から得られた起電力を電子表示駆動基板３０に設けられた電源回路に供給する。本実施形態の電子表示駆動基板３０、電子ペーパー２６は、図１に示す第１の実施形態の電子表示駆動基板４、電子ペーパー１０と同一である。尚、カラー表示の場合は、電子ペーパー１０、２６は色の３原色ＲＧＢに対応した３層の電子ペーパーが積層して構成される。
【符号の説明】
【００１６】
２ 電子表示装置
４ 電子表示駆動基板
６ 主制御ＣＰＵ（中央処理装置）
８ 太陽電池
１０ 電子ペーパー
１２ コレステリック液晶
１４ 透明電極ガラス基板
１６ 透明電極ガラス基板
１８ 電源回路
２０ 無線モジュール
２２ 透明太陽電池
２４ コレステリック液晶
２６ 電子ペーパー
２８ 光反射層
３０ 電子表示駆動基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は自己給電型電子表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙のような感覚で利用できる柔らかな素材の極薄の電子表示装置が電子ペーパーとして知られている（例えば特許文献１参照）。この電子ペーパーは、微粒子タイプと、コレステリック液晶タイプがあり、それぞれ開発や実用化が進められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１１１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電子ペーパーを用いた電子表示装置は、装置に書き込むときのみ電力を消費するが、この電力は外部電源から供給される。
そこで本発明は、電子ペーパーを駆動するための電力を電子表示装置自体に組み込まれた太陽電池の電力で賄い、電子表示装置は自己で電力管理を行うようにし、他からは給電しない究極の省電力化が達成できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため本発明は、特定の光波長のみを反射して文字図形等を表示でき、表示内容を保持するメモリー性を有する電子ペーパー（１０）と、この電子ペーパー（１０）の裏面に重ねて配置され、該裏面と接する表面がコントラスト用の光反射面と光エネルギー吸収面を形成する太陽電池（８）と、該太陽電池（８）の裏面に重ねて配置された前記電子ペーパー（１０）の表示電子回路を駆動するための電子表示駆動基板（４）とを備え、前記太陽電池（８）で発電した電力を前記電子表示駆動基板（４）に供給し該電力で前記電子ペーパー（１０）の表示電子回路を駆動するようにしたものである。
また本発明は、透明な太陽電池（２２）と、該透明な太陽電池（８）の裏面に重ねて配置され、特定の光波長のみを反射して文字図形等を表示でき、表示内容を保持するメモリー性を有する電子ペーパー（２６）と、この電子ペーパー（２６）の裏面に重ねて配置され、該裏面と接する表面がコントラスト用の光反射面を形成する光反射層（２８）と、該光反射層（２８）の裏面に重ねて配置された前記電子ペーパー（２６）の表示電子回路を駆動するための電子表示駆動基板（３０）とを備え、前記太陽電池（２２）で発電した電力を前記電子表示駆動基板（３０）に供給し該電力で前記電子ペーパー（２６）の表示回路を駆動するようにしたものである。
また本発明は、前記電子ペーパー（１０）（２６）をコレステリック液晶（１２）（２４）を用いて構成したものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は電子ペーパーを用いた電子表示装置の究極の省電力化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る電子表示装置の説明図である。
【図２】電子表示装置の他の実施形態を示す説明図である。
【図３】電子表示装置のブロック説明図である。
【図４】コレステリック液晶の内部状態を示す説明図である。
【図５】コレステリック液晶の内部状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に本発明の構成を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る自己給電型電子表示装置２の第１の実施形態の原理的構造説明図を示している。電子表示装置２の主たる構成は、３層の積層構造となっており、図３に示す電子表示駆動基板４と、フィルム状のコントラスト用の光反射面と光エネルギー吸収層を兼ねた太陽電池（モジュール）８と、一層又は複数層のコレステリック液晶を用いた電子ペーパー１０とから構成されている。
【０００９】
本実施形態では電子ペーパー１０にコレステリック液晶１２を使用している。コレステリック液晶１２は、図４に示すように、液晶分子がらせん状に配列され、層状構造となっている。
コレステリック液晶１２は、波長がらせんピッチと等しく、しかもらせんの巻きと同じ向きの円偏光を反射する選択反射という性質を持つが、この選択波長反射状態でも他の波長は透過するという性質を有する。
【００１０】
透過した光は、光反射板又は膜としても機能するように着色された太陽電池（モジュール）８に到達し、ここで反射し、且つエネルギーが吸収される。図５Ａは、コレステリック液晶１２の電源無し状態における双安定状態での光の選択反射のプレーナー状態を示し、図５Ｂは、弱い光の散乱であるフォーカルコニック状態を示している。これら、プレナー状態、フォーカルコニック状態のいずれの状態においても、太陽光、室内光などの光が、表示電子回路を構成する透明電極ガラス基板１４，１６間に配置されたコレステリック液晶１２を透過し、太陽電池８に到達する。
【００１１】
図５Ｃは、透明電極ガラス基板１４，１６間に 電源が印加されたホメオトロビック状態を示し、コレステリック液晶１２の液晶分子は縦向きとなって光を透過する状態となる。コレステリック液晶１２を透過した光は、太陽電池８に到達する。太陽電池８は、特定波長反射による光の色とのコントラストを出すために表面に、例えば黒又は白の着色がなされている。
【００１２】
電子表示装置２は、太陽電池８を電子ペーパー１０と電子表示駆動基板４とではさんだサンドイッチ状３層構造となっている。太陽電池８は電子ペーパー１０の裏面に配置され、電子表示駆動基板４は太陽電池８の裏面に配置されている。電子表示駆動基板４は、主制御ＣＰＵ６と、電源回路１８と、無線モジュール２０を備えている。太陽電池８の出力端は、電子表示駆動基板４の電源回路１８に接続し、この電源回路１８から、主制御ＣＰＵ６に電源が供給されるとともに、電子ペーパー１０の表示電子回路に、表示のための電源が供給される。
【００１３】
図３に示すように、電子表示駆動基板４の主制御ＣＰＵ６には無線モジュール２０を介して、外部情報機器により、書き込みデータが入力されるように構成されている。電子ペーパー１０の電極間電圧を供給する電子表示駆動基板４は、書くときのみ電力を消費するが、この電力は、太陽電池８からの電力で賄い、他からは給電せず電子表示装置２で自己電力管理を行うように構成されている。
電子表示装置２は、全体が樹脂製の外囲体（図示省略）で保護され、この外囲体は、電子ペーパー１０の上面を透明樹脂により覆っている。
【００１４】
次に本発明の他の実施形態について、図２を参照して説明する。
電子表示装置２は、透明な薄板フィルム状の太陽電池２２と、表示電子回路を構成する透明電極ガラス基板にはさまれたコレステリック液晶２４からなる一層又は複数層の電子ペーパー２６と、特定波長反射の光の色とのコントラスト用の板状又は膜状の部材からなる、黒又は白の、光反射（吸収）層２８と、電子ペーパー２６の透明電極即ち表示電子回路を制御する電子表示駆動基板３０とからなり、これらは４層を構成している。
【００１５】
電子ペーパー２６は透明太陽電池２２の裏面に配置される。電子ペーパー２６の上面に配置された太陽電池２２は、太陽光又は、室内光から得られた起電力を電子表示駆動基板３０に設けられた電源回路に供給する。本実施形態の電子表示駆動基板３０、電子ペーパー２６は、図１に示す第１の実施形態の電子表示駆動基板４、電子ペーパー１０と同一である。尚、カラー表示の場合は、電子ペーパー１０、２６は色の３原色ＲＧＢに対応した３層の電子ペーパーが積層して構成される。
【符号の説明】
【００１６】
２ 電子表示装置
４ 電子表示駆動基板
６ 主制御ＣＰＵ（中央処理装置）
８ 太陽電池
１０ 電子ペーパー
１２ コレステリック液晶
１４ 透明電極ガラス基板
１６ 透明電極ガラス基板
１８ 電源回路
２０ 無線モジュール
２２ 透明太陽電池
２４ コレステリック液晶
２６ 電子ペーパー
２８ 光反射層
３０ 電子表示駆動基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の光波長のみを反射して文字図形等を表示でき、表示内容を保持するメモリー性を有する電子ペーパー（１０）と、この電子ペーパー（１０）の裏面に重ねて配置され、該裏面と接する表面がコントラスト用の光反射面と光エネルギー吸収面を形成する太陽電池（８）と、該太陽電池（８）の裏面に重ねて配置された前記電子ペーパー（１０）の表示電子回路を駆動するための電子表示駆動基板（４）とを備え、前記太陽電池（８）で発電した電力を前記電子表示駆動基板（４）に供給し該電力で前記電子ペーパー（１０）の表示回路を駆動するようにしたことを特徴とする自己給電型電子表示装置。
【請求項２】
透明な太陽電池（２２）と、該透明な太陽電池（８）の裏面に重ねて配置され、特定の光波長のみを反射して文字図形等を表示でき、表示内容を保持するメモリー性を有する電子ペーパー（２６）と、この電子ペーパー（２６）の裏面に重ねて配置され、該裏面と接する表面がコントラスト用の光反射面を形成する光反射層（２８）と、該光反射層（２８）の裏面に重ねて配置された前記電子ペーパー（２６）の表示電子回路を駆動するための電子表示駆動基板（３０）とを備え、前記太陽電池（２２）で発電した電力を前記電子表示駆動基板（３０）に供給し該電力で前記電子ペーパー（２６）の表示回路を駆動するようにしたことを特徴とする自己給電型電子表示装置。
【請求項３】
前記電子ペーパー（１０）（２６）をコレステリック液晶（１２）（２４）を用いて構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自己給電型電子表示装置。
【請求項１】
特定の光波長のみを反射して文字図形等を表示でき、表示内容を保持するメモリー性を有する電子ペーパー（１０）と、この電子ペーパー（１０）の裏面に重ねて配置され、該裏面と接する表面がコントラスト用の光反射面と光エネルギー吸収面を形成する太陽電池（８）と、該太陽電池（８）の裏面に重ねて配置された前記電子ペーパー（１０）の表示電子回路を駆動するための電子表示駆動基板（４）とを備え、前記太陽電池（８）で発電した電力を前記電子表示駆動基板（４）に供給し該電力で前記電子ペーパー（１０）の表示回路を駆動するようにしたことを特徴とする自己給電型電子表示装置。
【請求項２】
透明な太陽電池（２２）と、該透明な太陽電池（８）の裏面に重ねて配置され、特定の光波長のみを反射して文字図形等を表示でき、表示内容を保持するメモリー性を有する電子ペーパー（２６）と、この電子ペーパー（２６）の裏面に重ねて配置され、該裏面と接する表面がコントラスト用の光反射面を形成する光反射層（２８）と、該光反射層（２８）の裏面に重ねて配置された前記電子ペーパー（２６）の表示電子回路を駆動するための電子表示駆動基板（３０）とを備え、前記太陽電池（２２）で発電した電力を前記電子表示駆動基板（３０）に供給し該電力で前記電子ペーパー（２６）の表示回路を駆動するようにしたことを特徴とする自己給電型電子表示装置。
【請求項３】
前記電子ペーパー（１０）（２６）をコレステリック液晶（１２）（２４）を用いて構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自己給電型電子表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２７８２９（Ｐ２０１１−２７８２９Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７１０８０（Ｐ２００９−１７１０８０）
【出願日】平成２１年７月２２日（２００９．７．２２）
【出願人】（５０９２０７３５７）オフィスワトー合同会社 (2)
【出願人】（５０９２０６４５３）株式会社スライブ (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２２日（２００９．７．２２）
【出願人】（５０９２０７３５７）オフィスワトー合同会社 (2)
【出願人】（５０９２０６４５３）株式会社スライブ (2)
【Ｆターム（参考）】
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