KR100897310B1 - 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 전원을 갖지 않는 표시 장치(1)와, 표시 데이터나 전력을 표시 장치(1)에 보내는 무선 단말 등의 정보 표시 장치(2)와의 사이에서, 예컨대 기계적 탈착을 가능하게 하여 시스템을 구성하기 위해서, 장치(1)는 전원이 절단된 후에도 표시를 계속할 수 있는 표시부(3), 외부로부터 표시 데이터를 수취하는 근거리 통신부(4), 수취한 데이터에 대한 표시 제어부(5)를 구비하고, 장치(2)는 표시 데이터를 기억하는 기억부(6), 표시 데이터를 장치(1) 측으로 보내는 통신부(7)를 구비하며, 예컨대 장치(2)가 장치(1)를 자장치에 부착하기 위한 기계적 탈착부를 더 구비한다.

Description

표시 장치 {DISPLAY DEVICE}

본 발명은, 예컨대 모바일 기기와, 그 기기로부터 주어지는 임의의 데이터를 표시하는 장치에 의해서 구성되는 정보 표시 시스템, 그와 같은 정보 장치에 있어서 사용되는 표시 소자, 표시 소자 구동 방법 및 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 자세히는, 예컨대 무선 단말과 비접촉 IC 카드에 의해서 구성되는 시스템, 전원을 끊더라도 표시가 유지되는 콜레스테릭 액정 등을 이용한 표시 소자와 그 구동 방법 및 이러한 메모리성을 갖는 전자 페이퍼 등을 이용한 표시 장치에 관한 것이다.

휴대 전화, PDA, 디지털 카메라 등의 표시 정보를 확대하여 표시하고 싶다고 하는 요구가 있다. 이를 위한 하나의 방법으로서는, 단말의 화면의 일부분만을 확대하는 방법이 채용되고 있다. 이 방법에서는 당연히 전체 화상을 한번에 볼 수 없기 때문에 스크롤 등의 번거로움이 있다. 또 하나의 방법으로서, 휴대 단말에 Bluetooth, 적외선, 무선 LAN 등의 근거리 무선 통신 기능을 설치하여, 퍼스널 컴퓨터, TV 등에 탑재된 대(大)화면 표시기에 무선으로 화상 정보를 이송 표시시키는 방법이 있다. 혹은 무선 전송이 아니라, USB, IEEE1394 등의 유선 인터페이스 접속 기능에 의해 화상을 전송하여, 대화면 표시시키는 방법이 채용되고 있다. 그러나, 외부 등의 모바일 환경 하에서는 표시기에 교류 전원 혹은 어떠한 배터리가 필요하다는 것, 장치 자체가 무겁다는 것 등 때문에 이러한 확대 표시 방법은 모바일 기기에는 문제점이 있다.

이것을 피하기 위한 모바일 환경 하에서의 표시 방법으로서는, 휴대 단말에 경량이며 또 저소비 전력인 확대 표시기를 접속하는 것을 생각할 수 있다. 경량, 저소비 전력의 전자 페이퍼를 이용하여, 이러한 시도가 제안되어 있다. 이러한 방법에서는 전기적으로 접촉 접속되어 있기 때문에, 1) 항상 접속에서는 휴대 단말의 사이즈가 실질적으로 커진다, 2) 사용시에만 접속하는 경우는 전기 접점의 피로에 의한 열화가 생긴다, 3) 접속을 분리한 후에 있어서의 표시의 소실, 혹은 표시 소실 방지를 위한 표시기에의 전지 탑재라는 문제점이 생긴다. 전지 탑재는 표시기의 전지 교환 혹은 배터리 급전이 불편할 뿐만 아니라, 표시기의 두께나 중량을 증대시킨다. 이들 문제를 해결하는, 단말 자체는 실질적으로 작고, 확대 표시 화면을 구비하며, 또한 핸즈프리인 모바일 표시 시스템이 요구되고 있다.

또한, 휴대 전화, PDA, 디지털 카메라 등의 임의의 표시 정보를 출장지나 방문한 곳에서 프린트아웃하고 싶다고 하는 요구가 있다. 이에 대해서는, 배터리 구동의 모바일 프린터 장치가 판매되고 있지만, 중량과 체적, 나아가서는 종이나 전지의 보급이라는 문제가 있다. 이러한 프린터 장치 대신에, 프린터가 없고 실질적으로 종이 프린트와 동등하게, 휴대 단말과 이격된 상태로 표시를 하게 하는 것이 기대된다.

이러한 표시를 위해, 접촉 IC 카드나 RF(Radio Frequency) 태그를 이용하는 종래 기술이나, 근거리 무선을 이용한 비접촉의 IC 카드에 관한 다음의 문헌이 있다. 특허문헌 1에는 표시부의 표시 내용을 재기록할 수 있는 IC 카드가 개시되어 있다.

특허문헌 2, 특허문헌 3 및 특허문헌 4에는 표시용의 전원을 갖는 IC 카드가 개시되어 있으며, 특허문헌 2에서는 태양 전지가, 특허문헌 3에서는 리튬 전지가, 특허문헌 4에서는 보조 전원으로서, 예컨대 태양 전지가 이용되고 있다.

특허문헌 5 및 특허문헌 6에서는, 태양 전지 등의 보조 전원을 사용하지 않고서, 전원이 끊어지더라도 표시 내용을 유지할 수 있는 메모리성 표시 소자가 사용되고 있다. 특허문헌 5에서는, 예컨대 강유전성의 액정 표시 소자나 일렉트로크로믹 표시 소자가 사용되고, 특허문헌 6에서는 콜레스테릭 네마틱 상전이형 액정의 사용이 제안되어 있다.

<특허문헌 1>

일본 실용신안 공고 평7-30384호 공보 「IC 카드」

<특허문헌 2>

일본 특허 공개 소62-242592호 공보 「IC 카드」

<특허문헌 3>

일본 특허 공개 소63-3393호 공보 「표시 기능을 지닌 카드 처리 시스템」

<특허문헌 4>

일본 특허 공개 2003-6590호 공보 「보조 전원을 지닌 정보 기록 매체」

<특허문헌 5>

일본 특허 공개 평10-93484호 공보 「데이터 캐리어」

<특허문헌 6>

일본 특허 공개 2000-113137호 공보 「비접촉 정보 기록 표시 방법 및 비접촉 정보 기록 표시 매체」

이런 유형의 근거리 무선에서는, 일반적으로 고정의 터미널에 탑재된 IC 카드 리더/라이터로부터, 무선으로 무전원의 IC 카드와 정보를 교환한다. 카드와 라이터가 근접하고 있으면 원리적으로 표시 기록 전력과 표시 정보를 부여하여, 기록 표시하는 것이 가능하다. 그러나, 종래에는 모바일 단말과 비접촉 무선 방법을 이용하여 링크한 편리성이 좋은 표시 시스템은 없고, 또한, 현실적으로는 몇 개의 기술적인 이유, 예를 들면 기록 전력, 전압, 메모리 유지성, 기록 속도가 불충분하기 때문에 아직 비접촉 IC 카드에 표시하는 것은 실현되고 있지 못하다. 이러한 비접촉 무선 방법을 이용하여, 휴대 단말로부터 임의의 표시 정보를 전달하여, 확대 표시하는 모바일 용도에 알맞은 편리성이 좋은 표시 시스템이나 전자 페이퍼가 요망되고 있다.

메모리성 매체로서 유력한 전기영동법은, 캡슐 내의 흰 액체에 백이나 흑의 하전 미립자를 현탁시켜, 정전기에 의해 입자를 끌어당기기 때문에, 원리적으로 메모리 유지성과 고속 구동성, 저전압 구동성이 상반된다. 이것을 무전원 기록에 이용하는 것은 곤란하다. 일렉트로크로믹은 화학 변화를 이용한 메모리 표시 방법이지만, 기록 전력이 커, 무선 기록은 곤란하다. 또한, 메모리성 액정은, 강유전성 메모리 액정 매체는 기록 속도는 빠르지만, 편광막을 사용하기 때문에 반사 백(white) 표시에서의 밝기가 불충분하다는 점과 기계적 쇼크로 표시가 소실된다고 하는 문제가 있다.

메모리성 액정으로서는, 전술한 특허문헌 6에 제안되어 있는 콜레스테릭 네마틱 상전이형 액정 소자가 있다. 이 재료는 광산란성을 이용하는 것이지만, 콘트라스트가 낮다고 하는 문제점이나, 표시를 안정적으로 유지하기 위해서 바이어스 전압이 필요하다고 하는 문제점이 있었다.

이에 대하여 콜레스테릭 액정(카이럴 네마틱 액정을 포함함)은 어떤 파장의 빛을 선택적으로 반사하는 선택 반사성을 가지며, 액정의 층 피치에 따른 광파장을 반사하여, 단색의 색을 나타낸다. 그 때문에 다색화를 위해서는 다음의 특허문헌 7과 같은 적층 구조가 제안되어 있다.

<특허문헌 7>

일본 특허 공개 평9-160066호 공보 「반사형 액정 표시 디바이스」

도 1은 콜레스테릭 액정을 이용한 적층 구조의 액정 소자의 종래의 예를 도시한다. 도 1에서는 상하의 기판(201) 사이에 3층의 액정(204, 205, 206)이 삽입되어, 각각 투명 전극(202)을 통해 접착됨으로써 액정 소자가 구성되어 있지만, 이 구조에서는 계면이 다수이며 노이즈광이 많아 표시의 콘트라스트가 저하된다. 구성 부재도 많아 고가의 장치가 되는 문제점이 있었다.

즉 콜레스테릭 액정은 어느 단색의 색을 나타내며, 2개의 액정이 혼재하면 용이하게 혼합되어, 원하는 색을 반사할 수 없다. 2개 이상의 액정이 혼합하면 중간색 또는 무반사 상태로 되어 버린다. 액정을 분리하는 방법으로서, 액정을 캡슐 내에 가두는 캡슐 구조도 있지만, 캡슐의 계면과 두께의 영향으로 노이즈광에 의한 콘트라스트 저하와 구동 전압의 상승을 야기하여 표시 장치에 사용하기에는 바람직하지 못하며, 또한 원하는 화소에 원하는 캡슐을 배치하는 것도 곤란하다고 하는 문제점이 있었다.

이어서 이러한 콜레스테릭 액정을 무전원의 표시 장치, 예컨대 비접촉형 IC 카드나 전자 페이퍼에 사용하는 경우의 전원 회로 등에 관한 문제점을 설명한다. 일반적으로 무전원의 비접촉 IC 카드 등에 있어서는, 예컨대 휴대 단말이나 IC 카드 리더/라이터 등으로부터 근거리 무선에 의해서 데이터와 함께 표시용의 전력을 수취하여 표시를 하는 방식이기 때문에, 전원으로서 사용할 수 있는 전력의 값이 작아 전원 회로 등에 대하여 예컨대 전류 제한 등을 할 필요가 있다.

특히 콜레스테릭 액정에서는 후술하는 바와 같이 2개의 안정 상태로서의 플레너(planar) 상태 및 포컬코닉(focal-conic) 상태의 각각으로 구동하기 위해서 파고치가 다른 2종류의 구동 파형이 필요하다. 게다가 플레너 상태로의 구동 전압으로서는 40 V 정도를 필요로 하여 다른 표시 소자에 비하면 값은 꽤 높다. 이 때문에 전원 회로가 비용이 높아진다고 하는 문제점이 있었다. 또한 일반적인 DC-DC 컨버터를 사용하면 정전 용량이 큰 콘덴서(μF 오더)를 필요로 하기 때문에, 전원 회로를 두께 1 mm 정도 이내로 하는 것은 매우 곤란하다고 하는 문제점이 있었다.

도 2는 패시브 매트릭스형의 소자에 대한 구동 파형의 종래의 예를 도시한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 선택 레벨의 라인 상에 있는 화소에는 신호선에 대하여 온, 오프에 따라서 플레너 및 포컬코닉 상태로의 구동 전압이 인가되지 않으 면 안되고, 또한 비선택 레벨의 라인 상에 있는 화소에는 선택시에 기록된 상태가 변화되지 않는 전압을 인가할 필요가 있어서, 시판되는 STN 액정 드라이버 LSI에서는 예컨대 5종류의 전압을 필요로 하여 전원 회로의 비용이 높아지게 되는 문제점도 있었다.

이어서 예컨대 비접촉 IC 카드를 IC 카드 리더/라이터로부터의 전력 공급만으로 가동시키는 경우에 공급되는 전력량은 예컨대 리더/라이터와 IC 카드 사이의 거리에 따라 크게 변동된다. 이 때문에 표시부를 항상 가동시키면 표시부가 없는 통상의 비접촉 IC 카드에 비해서 통신 거리가 현저히 단축되거나 통신 중에 일시적으로 비접촉 IC 카드 칩에 필요한 전력이 부족하게 되어 동작이 불안정하게 된다고 하는 문제점이 있었다. 이러한 문제점에 대해서는 전력 공급량에 따른 표시 제어가 필요하게 된다.

또한 패시브 매트릭스형의 콜레스테릭 액정을 구동하기 위한 전력은 기동시를 제외하면 비교적 작아서 PDA 등에 탑재된 미약 출력의 비접촉 IC 카드 리더/라이터로부터 공급되는 전력으로 충분히 동작 가능하다. 그러나 기존의 드라이버 LSI에서는 동화상 표시가 전제로 되어, 최종단의 트랜지스터의 도통시 임피던스가 낮기 때문에, 기동시의 과도 상태에서는 매우 큰 순간 전류(정상(定常) 동작시의 5∼10배)가 흐른다. 이 때문에, 정상 동작시의 수배의 전력을 공급하더라도 기존의 드라이버 LSI를 기동할 수 없는 경우가 있다고 하는 문제점이 있었다.

기동시만을 위해 공급 능력이 큰 전원을 준비하는 것은 비용적으로 매우 이롭지 못하며, 또한 PDA 등에 탑재된 미약 출력의 리더/라이터로는 정상 동작시의 5 ∼10배의 전력을 공급하는 것은 전혀 불가능하다. 이 때문에, 가능한 한 정상 동작시의 소비 전력에 가까운 공급 전력으로 기존 드라이버 LSI를 안정적으로 기동하는 제어 방법의 개발이 불가결하다.

더욱이 상술한 바와 같이 콜레스테릭 액정에서는, 플레너 구동 및 포컬코닉 구동에 각각 대응하여, 파고치가 다른 2종류의 구동 파형이 필요하며, 더구나 그 파고치는 온도에 따라 변화시킬 필요가 있다. 이 때문에 동작 온도 범위를 넓히고자 하는 경우, 고온에서의 플레너 구동의 파고치와 저온에서의 포컬코닉 구동의 파고치가 접근해 버려, 파고치의 마진 확보가 곤란하게 된다고 하는 문제점이 있었다. 콜레스테릭 액정의 응용 범위를 넓히기 위해서는 넓은 동작 온도 범위에서 파고치의 마진을 확보하기 위한 방법이 요망된다.

이어서 콜레스테릭 액정의 고속 구동의 문제점에 관해서 설명한다. 상술한 바와 같이, 콜레스테릭 액정의 구동에는 플레너 구동과 포컬코닉 구동이 있으며 일반적으로 교류의 펄스 전압이 이용되는데, 액정의 재료에 따라 다르기도 하지만, 거의 20 ms의 주기, 즉 20 ms/라인보다 빠른 속도로 기록을 하면, 도 3에 도시한 바와 같이 포컬코닉 상태로의 천이가 불충분하게 되어, 도 4에 도시한 바와 같이 콘트라스트가 크게 저하한다고 하는 문제점이 있었다. 이것보다 느린 속도로 기록을 하면 충분한 콘트라스트를 얻을 수 있지만, 예컨대 QVGA 사이즈(320×240 도트)의 화면이라도 기록 종료까지 약 5초가 걸려, 표시 완료까지의 대기 시간이 길어지는 문제점이 있었다.

이 문제점을 해결하는 고속 구동 방법으로서, 이하에 설명하는 것과 같은 구 동법이 개발되어 있지만, 이러한 방법에서는 본 발명이 대상으로 하는 비접촉 IC 카드와 같이 미약한 전자파를 이용한 무선 구동에 있어서는 각종 문제점이 있었다. 이하에 콜레스테릭 액정의 사용을 전제로 하는 대표적인 고속 구동법과 그 문제점을 설명한다.

·다음의 특허문헌 8에는, 처음에 전체 주사 전극에 포컬코닉 상태로 천이시키기 위한 리셋 전압을 인가한 후에, 1 주사 전극씩 순차 선택 전압을 부여하는 FCR(Focal Conic Reset)법이라고 명명된 기록 방법이 개시되어 있는데, 전체 주사 전극을 선택하는 일괄 리셋은 전체 주사 전극의 선택인 까닭에 그 때의 소비 전력이 막대하기 때문에 무선 구동에는 알맞지 않다. 특히, 포컬코닉 상태로 천이시킬 때에는 전력 소비가 크다.

·또한, 특허문헌 9도, 전면 호메오트로픽 리셋(Homeotropic reset)의 방법을 이용하고 있어, 상기와 마찬가지로 리셋시의 소비 전력은 매우 크다. 그 때문에, 무선 구동은 실현성이 부족하다.

·특허문헌 10 등에 개시되어 있는 DDS(Dynamic Drive Scheme)법도, 스캔 속도는 빠르지만, 복잡한 구동 파형이기 때문에 구동 회로가 복잡하게 되어, 고가로 되어 버린다. 더욱이 화소의 표시 상태가 정해지기까지의 합계 시간(리셋 기간∼유지 기간)이 길기 때문에 소비 전력이 커, 무선 구동에 알맞지 않다.

·또한, STN 구동으로 널리 알려져 있는 MLA(멀티 라인 액세스)법도, 다수의 라인을 일괄적으로 구동하기 때문에 소비 전력이 커, 무선 구동에 알맞지 않다. 또한, 구동 회로도 복잡하게 되어 비싸진다.

·체크 무늬와 같은 공간 주파수가 높은 화상은 소비 전력이 현저히 커지기 때문에, 상기한 구동법은 점점 더 무선 구동에 불리하게 된다.

·플레너 리셋에서는 잔상이 남는다.

·특허문헌 11에는, 예컨대 동일한 기록 라인 데이터를 포함하는 복수의 라인을 검출하여, 그 복수의 라인에 동시에 기록을 하는 방법이 개시되어 있지만, 동시 기록을 하는 최대 라인수의 결정법이 불명확하다.

<특허문헌 8>

일본 특허 공개 평11-326871호 공보 「액정 표시 소자의 구동 방법」

<특허문헌 9>

일본 특허 공개 2002-6287호 공보 「메모리성 콜레스테릭 액정 표시 장치의 구동 방법 및 구동 장치」

<특허문헌 10>

일본 특허 공개 2002-55327호 공보 「액정 표시 장치 및 액정 표시 소자의 구동 방법」

<특허문헌 11>

일본 특허 공개 평10-20809호 공보 「화상 표시 방법 및 장치」

본 발명과 같이, 예컨대 비접촉 IC 카드에 대한 구동을 취급하는 경우에는 μs 오더까지의 고속 구동은 특별히 필요하지 않으며, 무선에 있어서의 공급 전력이 작음에 대응하여, 독자적인 고품질의 고속 구동법이 필요하다.

마지막으로 이상과 같은 콜레스테릭 액정 등을 이용한 전자 페이퍼를 이용한 표시 장치의 문제점에 대해서 설명한다. 즉 전원을 끊더라도 표시가 적어도 곧바로는 꺼지지 않는다고 하는 특징과 표시 내용을 임의로 재기록 가능하다고 하는 특징을 동시에 갖는 전자 페이퍼를 이용한 표시 장치의 개발이 진행되고 있지만, 종래의 그와 같은 장치에서는 자동 표시의 기능이 구비되어 있지 않다고 하는 문제점이 있었다.

즉 자동 표시 장치로서, 표시하여야 할 데이터를 언제, 어디에서, 어떻게 획득할 것인가에 관한 정보나 획득한 표시 데이터의 표시 양식의 정보를 가지고 있지 않기 때문에, 획득 방법의 정보에 따라서 자동적으로 표시 데이터를 획득하여 표시 양식의 정보에 따라서 자동적으로 표시를 한 후에, 자동적으로 대기 상태로 되는 자동 표시 장치가 제공되고 있지 않다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명의 제1 목적은, 예컨대 전원을 갖지 않는 정보 표시 장치와 그 정보 표시 장치에 임의의 표시 데이터나 전력을 보내는 무선 단말과의 사이에서 기계적 탈착을 가능하게 하여, 전체적인 정보 표시 시스템을 제공하는 것이다.

제2의 목적은, 복수 색의 콜레스테릭 액정을 이용하여 높은 콘트라스트를 낮은 비용으로 실현할 수 있는 표시 소자 및 그와 같은 표시 소자를 이용한 표시 장치를 제공하는 것이다.

제3의 목적은, 예컨대 비접촉 IC 카드에 있어서 공급되는 전력량이 작은 경우에도, 여러 가지 제어 방식을 이용하여 카드의 안정적인 동작을 가능하게 하는 전원 회로를 제공하는 것이다.

제4의 목적은, 예컨대 콜레스테릭 액정을 이용한 표시 장치에 있어서, 가능한 한 전력 소비량을 적게 한 소자 구동 방법 및 화상 표시 방법을 제공하는 것이다.

제5의 목적은, 표시하여야 할 데이터의 획득 방법에 관한 정보와 표시 데이터의 표시 양식에 관한 정보를 보존하여, 외부로부터 자동적으로 데이터를 획득하고, 그 데이터를 표시하여 자동적으로 대기 상태로 되돌아갈 수 있으며, 또한 광범 위한 응용 분야를 갖는 자동 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 정보 표시 시스템은 표시 장치와 표시 데이터 유지 장치에 의해 구성된다. 표시 장치는 전원이 끊어지더라도 데이터 표시를 계속할 수 있는 표시 수단과 외부로부터 표시하여야 할 임의의 데이터를 수취하기 위해서 근거리 통신을 하는 근거리 통신 수단과 근거리 통신 수단에 의해서 수취한 데이터에 대응하여, 표시 수단의 표시를 제어하는 표시 제어 수단을 구비한다.

표시 데이터 유지 장치는 표시 데이터를 유지하는 기억 수단과 적어도 근거리의 범위에서 기억 수단의 기억 내용에 대응하여, 표시 데이터를 표시 장치 측으로 송신하는 송신 수단을 구비한다.

표시 장치와 표시 데이터 유지 장치를 기계적으로 탈착 가능하게 하기 위한 기계적 탈착 수단을 구비할 수도 있으며, 표시 데이터 유지 장치, 예컨대 휴대 단말 상의 표시부에 표시된 데이터를 표시 장치 측으로 보내어 확대 표시를 하는 것 이 가능해진다.

본 발명의 표시 소자, 즉 2장의 기판 사이에 액정이 주입되는 표시 소자에 있어서, 2장의 기판 사이에 주입되는 복수 색의 액정을 서로 접촉시키지 않기 위한 구조를 갖는 격벽을 구비한다.

또한 본 발명의 표시 장치는 투과 모드와 반사 모드를 지니며, 표시 내용의 전환이 가능한 제1 표시 소자와 고정 화상 또는 고정 문자를 표시하여, 제1 표시 소자를 통해서 표시 내용을 시각적으로 인지할 수 있는 반사형의 제2 표시 소자를 구비한다.

본 발명의 표시 장치에 있어서는, 예컨대 콜레스테릭 액정의 플레너 및 포컬코닉 상태에 대응하는 각 구동 전압의 파형의 파고치를 온도에 따라서 변화시키는 온도 보상 수단을 구비한다. 또한 본 발명의 표시 장치는, 외부로부터 고주파 자계를 수신하기 위해서 설치된 코일을 갖는 것으로, 이 코일이 중간 탭을 구비하는 동시에, 코일의 일단이 접지되고, 중간 탭과 접지 사이에 공진용 콘덴서가 접속되어, 그 공진용 콘덴서의 양단에 생기는 고주파 전압을 정류하여 표시용 이외의 회로에 대한 전압을 부여하는 로직용 전원 수단과, 코일의 타단과 중간 탭 사이의 고주파 전압을 정류하여 표시용 전압을 부여하는 표시용 전원 수단을 구비한다.

본 발명의 소자 구동 방법으로서, 콜레스테릭 액정을 이용한 매트릭스형 표시 장치에 있어서, 주사 전극의 일부를 선택 상태의 리셋 라인과 기록 라인, 비선택 상태의 중지 라인으로 각각 설정하여, 리셋 라인, 중지 라인, 기록 라인을 각각 시프트시키면서 신호 전극 측에 기록 데이터 신호를 부여하는 구동 방법이 이용된 다.

또한 본 발명의 표시 소자 구동 방법으로서, 전술한 것과 같은 매트릭스형 표시 장치에 있어서, 표시 화면 상의 복수 라인 중에서, 표시하여야 할 데이터 패턴이 동일한 복수의 라인을 검출하고, 검출된 복수의 라인을 동시에 선택하여, 동일 패턴의 데이터를 신호 전극에 부여하여 동일 패턴의 일괄 기록을 하는 구동 방법이 이용된다.

본 발명의 표시 장치는, 예컨대 전원이 끊어지더라도 데이터 표시를 계속할 수 있는 표시 수단과 표시하여야 할 데이터의 획득 방법에 관한 정보와 획득한 표시 데이터의 표시 양식에 관한 정보를 기억하는 기억 수단과 그 기억 수단의 기억 내용에 따라 외부로부터의 표시 데이터의 획득과 표시 데이터의 표시 수단 상에서의 표시를 제어하는 제어 수단을 구비한다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 예컨대 전원이 끊어지더라도 데이터 표시를 계속할 수 있는 콜레스테릭 액정 표시 소자 등을 이용하여 표시 장치가 구성되고, 그 표시 장치와 표시 장치 측에 표시 데이터와 함께 전력을 동시에 공급하는 표시 데이터 유지 장치, 예컨대 휴대 단말에 의해서 정보 표시 시스템이 구성된다.

도 5는 본 발명의 정보 표시 시스템의 원리 구성 블럭도이다. 도 5에 있어서 시스템은 표시 장치(1)와 표시 데이터 유지 장치(2)로 구성된다.

표시 장치(1)는 예컨대 전원이 끊어지더라도 데이터 표시를 계속할 수 있는 표시부(3)와 외부로부터 표시하여야 할 데이터를 수취하기 위해서 근거리에서의 통신을 행하는 근거리 통신부(4)와 근거리 통신부(4)에 의해서 수취한 임의의 데이터에 대응하여, 표시부(3)의 표시를 제어하는 표시 제어부(5)를 구비한다.

표시 데이터 유지 장치(2), 예컨대 휴대 단말은 표시 데이터를 유지하는 기억부(6)와 적어도 근거리의 범위에서 기억부(6)의 기억 내용에 대응하여, 표시 데이터를 표시 장치(1) 측으로 송신하는 통신부(7)를 구비한다.

표시 데이터 유지 장치(2)는 통신부(7)와 달리 원거리 통신이 가능하고, 외부로부터 표시 데이터를 획득하기 위한 원거리 통신부를 더욱 구비하며, 통신부(7)가 원거리 통신부에 의해서 획득된 표시 데이터를 표시 장치(1) 측으로 송신할 수도 있다.

표시 장치(1)는 자장치를 인체 혹은 의복에 부착하기 위한 기계적 탈착부를 더욱 구비할 수도 있다.

또한 표시 데이터 유지 장치(2)는 표시 장치(1) 상의 표시부(3)보다도 작은 표시 영역을 갖는 표시부와 자장치에 표시 장치(1)를 부착하기 위한 기계적 탈착부를 더욱 구비할 수도 있고, 혹은 표시 데이터 유지 장치(2)가 전술한 것과 같은 표시부를 더 구비하는 동시에, 표시 장치(1)가 자장치에 표시 데이터 유지 장치(2)를 부착하기 위한 기계적 탈착부를 더욱 구비할 수도 있다.

또한 표시 장치(1) 상의 근거리 통신부(4)는 표시 데이터 유지 장치(2) 측으로부터 표시하여야 할 데이터에 더하여, 표시를 위한 전력, 표시 제어 정보를 더욱 수취할 수도 있다.

본 발명의 표시 소자는 2장의 기판 사이에 주입되는 복수 색의 액정을 서로 접촉시키지 않기 위한 구조를 갖는 격벽을 갖춘다.

격벽의 기판과 대향하는 면이 기판과의 접착력을 갖는 것도, 복수 색의 액정이 콜레스테릭 액정인 것도, 또 복수 색의 액정의 가법색(加法色)이 백색으로 되는 것도 가능하다.

또한 본 발명의 표시 장치는 투과 모드와 반사 모드를 지니며, 표시 내용의 전환이 가능한 제1 표시 소자와 고정 화상 또는 고정 문자를 표시하고 제1 표시 소자를 통해서 표시 내용을 시각적으로 인지할 수 있는 반사형의 제2 표시 소자를 구비한다.

제2 표시 소자가 인쇄물 또는 문자나 화상이 손으로 그려진 물체로서 제1 표시 소자에 착탈 가능하거나, 또 제1 표시 소자가 착탈 가능한 제2 표시 소자 상의 고정 화상 또는 고정 문자의 위치 및 형상에 따라서 표시 범위를 변화할 수 있게 하는 기능을 갖는 것도 가능하다.

또한 본 발명의 표시 장치는 액정의 2개의 안정 상태에 대응하는 2종류의 구동 전압 파형의 파고치를 온도에 따라서 변화시키는 온도 보상부를 구비한다.

이 액정은 콜레스테릭 액정이며, 이 온도 보상부는 포컬코닉 상태에 대응하는 구동 파형의 파고치를 온도 범위 하한에서의 구동 파형의 파고치의 상한치와 하한치의 평균치와 범위 상한에서의 구동 파형의 파고치의 상한치와 하한치의 평균치를 잇는 직선에 대응하여 변화시키는 것도 가능하다.

또한 본 발명의 표시 장치는 외부로부터 고주파 자계를 수신하기 위해서 설 치된 코일을 포함하며, 그 코일에 유기되는 고주파 전압을 정류하여 표시용 전압을 부여하는 표시용 전원부와 코일에 유기되는 고주파 전압을 정류하여 표시용 이외의 회로에 대한 전압을 부여하는 로직용 전원부를 구비한다.

이 경우, 코일이 중간 탭을 구비하며, 코일의 일단이 접지되고 중간 탭과 접지 사이에 공진용 콘덴서가 접속되어, 로직용 전원부가 공진용 콘덴서의 양단의 전압을 정류하여, 표시용 전원부가 코일의 타단과 중간 탭 사이의 전압을 정류하는 것도 가능하다.

또한 표시 장치는 외부로부터 비접촉으로 전력을 공급받아, 그 전력을 이용하여 데이터 표시를 행하는 표시부를 구비하는 것으로 외부로부터의 전력 공급량에 대응하여, 표시부의 표시 기능을 제한하는 표시 기능 제어부를 구비한다.

또한 표시 장치는 외부로부터 비접촉으로 전력을 공급받아, 그 전력의 일부를 이용하는 표시용 전원과 그 일부를 이용하여 표시부 이외의 회로에 전력을 공급하는 로직 전원을 구비하는 것으로, 로직 전원의 전압 저하에 대응하여 표시용 전원의 출력 전류를 제한하는 전류 제어부를 구비한다.

본 발명의 표시 소자 구동 방법에서는 콜레스테릭 액정을 이용한 매트릭스형 표시 장치에 있어서, 주사 전극의 일부를 선택 상태의 리셋 라인과 기록 라인, 비선택 상태의 중지 라인으로 각각 설정하여, 리셋 라인, 중지 라인, 기록 라인을 각각 시프트시키면서, 신호 전극 측에 기록 데이터 신호를 부여한다.

이 경우, 선택 상태의 리셋 라인과 기록 라인에 대한 기록 교류 신호가 1 라인에 대응하는 시간 내에 극성 반전하는 동시에, 2 라인에 대응하는 시간의 주기를 갖는 것도 가능하다.

이어서 본 발명의 표시 소자 구동 방법은 매트릭스형 표시 장치에 있어서, 표시 화면 상의 복수 라인 중에서 표시하여야 할 데이터 패턴이 동일한 복수의 라인을 검출하고, 검출된 복수의 라인을 동시에 선택하여 동일 패턴의 데이터를 신호 전극에 부여하여, 동일 패턴 데이터를 일괄 기록하는 것으로, 일괄 기록이 이루어지는 복수 라인의 수의 최대치는 동일 패턴 데이터의 공간 주파수와 반비례의 관계에 있도록 할 수도 있다.

더욱이 본 발명의 표시 소자 구동 방법에 있어서는 액정 소자에 기록해야 하는 화상 데이터를 n 계조의 화상 데이터로 변환하는 단계, 변환한 후에 각 계조 레벨의 화소를 추출하는 단계, 추출한 화소에 대하여, 1번째로 휘도가 낮은 계조 레벨 1(즉 흑 레벨)과 n번째로 휘도가 낮은 계조 레벨 n(즉 백 레벨)을 각각 흑 레벨과 백 레벨로 변환하여 형성한 서브 화상 1, 1번째로 휘도가 낮은 계조 레벨 1에서부터 2번째로 휘도가 낮은 계조 레벨 2까지를 흑 레벨로 변환하여 계조 레벨 n과 조합하여 형성한 서브 화상 2, …, 1번째로 휘도가 낮은 계조 레벨 1에서부터 (n-1)번째로 휘도가 낮은 계조 레벨 (n-1)까지를 흑 레벨로 변환하여 계조 레벨 n과 조합하여 형성한 서브 화상 (n-1)을 형성하는 단계를 포함하고, 서브 화상 1의 기록에서부터 시작하여, 순차 서브 화상 2, …, 서브 화상 (n-1)의 순서대로 기록하여 n 계조의 표시를 얻는 기록 방법이 이용된다.

또한, 이 액정 소자에 기록해야 하는 화상 데이터를 n 계조의 화상 데이터로 변환하는 단계, 변환한 후에 각 계조 레벨의 화소를 추출하는 단계, 이 추출한 화 소에 대하여, 1번째로 휘도가 높은 계조 레벨 1과 n번째로 휘도가 높은 계조 레벨 n을 각각 백 레벨과 흑 레벨로 변환하여 형성한 서브 화상 1, 1번째로 휘도가 높은 계조 레벨 1에서부터 2번째로 휘도가 높은 계조 레벨 2까지를 백 레벨로 변환하여 계조 레벨 n과 조합하여 형성한 서브 화상 2, …, 1번째로 휘도가 높은 계조 레벨 1에서부터 (n-1)번째로 휘도가 높은 계조 레벨 (n-1)까지를 백 레벨로 변환하여 계조 레벨 n과 조합하여 형성한 서브 화상 (n-1)까지를 형성하는 단계를 포함하고, 서브 화상 1의 기록에서부터 시작하여, 순차 서브 화상 1, 서브 화상 2, …, 서브 화상 (n-1)의 순서대로 기록하여 n 계조의 표시를 얻는 기록 방법이 이용된다.

도 6은 본 발명의 표시 장치의 원리 구성 블럭도이다. 도 6에 있어서 표시 장치(10)는 데이터 표시를 행하는 표시부(11)와, 표시하여야 할 데이터의 획득 방법에 관한 정보와, 표시 데이터의 표시 양식에 관한 정보를 기억하는 기억부(12)와, 기억부(12)의 기억 내용에 따라 외부로부터의 표시 데이터의 획득과, 표시 데이터의 표시부(11) 상에서의 표시를 제어하는 제어부(13)를 구비한다. 표시부(11)로서는 전원이 끊어지더라도 반영구적으로 혹은 어느 정도 시간은 데이터 표시를 계속할 수 있는 것을 사용할 수 있다.

도 10의 표시 장치(10)에 있어서, 제어부(13)가 외부 또는 내부로부터 주어지는 지령에 대응하여 표시 장치(10)의 자동 기동을 행하는 것도, 또 외부로부터의 표시 데이터의 획득과 그 표시의 종료 후에, 표시 장치(10)를 자동적으로 대기 상태로 하는 것도 가능하다.

또한 표시 장치(10)는 외부로부터의 표시 데이터의 획득 도중에 외부와의 통 신이 도중에 끊겼을 때, 통신 재개시에 획득 미완료분의 표시 데이터를 획득하는 데이터 획득부와, 또 표시부(11)에 표시되어 있는 데이터의 재기록을 금지하는 재기록 금지부와, 또한 표시부(11)가 표시할 수 있는 데이터로서의 1 페이지분 이상의 데이터를 기억하는 불휘발 기억부를 더 구비하는 것도 가능하다.

이하 본 발명의 실시 형태에 관해서 몇 개의 실시예로 나누어 설명한다. 우선 실시예 1로서 정보 표시 장치, 즉 표시기 측에는 전원을 갖지 않고, 비접촉의 IC 카드와 같이, 예컨대 무선 단말 측으로부터 데이터와 함께 보내지는 전력을 이용하여 표시 장치 측에서 표시가 이루어지는 정보 표시 시스템에 관해서 설명한다.

도 7은 이러한 표시 시스템의 제1의 예의 구성 블럭도이다. 도 7에 있어서 시스템은 무선 단말기(20), 무선 표시기(21)에 의해서 구성되며, 무선 단말기(20)는 외부 무선 송수신부(23)를 갖추어, 무선 송수신 단말국(22)과의 사이에서 외부 무선 정보를 교환할 수 있다. 외부 무선 송수신부(23)는 무선 LAN 송수신부라도 좋다.

무선 단말기(20)는 전원부(25), 제어부(26), 무선 표시기(21) 측과의 근거리 통신을 하기 위한 안테나(27), 안테나(27)를 이용하는 통신을 제어하는 비접촉 송수신부(28), 무선 표시기(21) 측으로 보내야 하는 표시 데이터 등을 저장하는 메모리부(29), 무선 단말기(20) 측에서의 데이터 표시를 제어하는 표시부 구동 회로(30), 표시부(31) 및 스피커(32)를 갖추고 있다.

무선 표시기(21)는 무선 단말기(20) 측과의 근거리 통신을 위한 안테나(36), 그 통신을 하는 송수신부(37), 전체를 제어하는 제어부(35), 표시용 데이터, 제어 용 데이터를 저장하는 메모리부(38), 데이터 표시를 하기 위한 표시부 구동 회로(39), 메모리성 표시부(40) 및 무선 단말기(20)에 무선 표시기(21)를 기계적으로 탈착 가능하게 하기 위한 기계적 부착 기구(41)를 갖추고 있다.

일반적으로 무선 단말기(20), 예컨대 휴대 전화에는 작은 디스플레이가 붙어 있다. 그 화면 표시를 확대하거나, 전체적으로 대화면으로 표시하기 위해서, 무전원 표시 카드로서의 무선 표시기(21)를 이용하며, 휴대 전화에 무선 표시기(21)를 부착하기 위한 기계적 탈착부로서의 기계적 부착 기구(41)를 갖춰, 일체화할 수 있게 한다. 이 때, 기계적 부착 기구(41)의 근처에 근거리 통신을 위한 송수신부(37)가 설치되고, 그 근거리 통신 시스템은 표시 데이터의 통신과 동시에 무선 표시기(21) 측에서의 표시를 위한 전력을 공급하는 기능을 가지고 있다. 그 예로서는 IC 카드 혹은 RF(Radio Frequency) 태그와 같은 근거리 무선 통신 기능을 이용할 수 있다.

메모리성 표시부(40)로서는 예컨대 전원을 끊더라도 반영구적으로 표시 상태를 유지하는, 예컨대 후술하는 콜레스테릭 액정을 이용할 수도 있고, 또 반드시 반영구적이지는 않지만 어느 정도 기간 표시 상태를 유지할 수 있는 메모리 표시 매체 혹은 일반적인 버퍼 메모리와 그 내용의 표시부를 이용할 수도 있다.

도 8은 제1의 실시예에 있어서의 정보 표시 시스템의 제2의 예를 나타내는 구성 블럭도이다. 도 8에 있어서는 무선 표시기(21) 측에서 디지털 카메라(43)로부터 보내지는 화상 데이터의 표시가 이루어진다. 즉 화상(44)이 촬상기(45)에 의해서 촬영되어, 디지털 카메라(43)의 뒷쪽의 면에 있는 배면 표시기(46)에 배면 표시 기 구동 회로(47)의 제어에 의해서 화상(44)이 표시되는 동시에, 안테나(27)를 통해 그 데이터가 무선 표시기(21) 측으로 보내진다.

도 9 및 도 10은 도 7의 시스템에 있어서의 화면 표시 모드의 설명도이다. 도 9에서는, 무선 단말기(20), 즉 휴대 전화의 디스플레이 상의 표시 데이터, 즉 표시 A가 무선 표시기(21) 측에, 예컨대 휴대 전화(20)에 표시기(21)가 기계적으로 부착된 상태로 송신되어, 무선 표시기(21)를 휴대 전화(20)로부터 떼어낸 상태라도 그 표시는 그대로 이루어진다.

도 10은 무선 단말기(20) 측의 표시 데이터와 무선 표시기(21) 측에서의 표시 데이터가 다른 이(異)화면 모드의 설명도이다. 무선 단말기(20) 측에서는 표시 A가 이루어지는 데 대하여, 무선 표시기(21) 측에서는 표시 B가 이루어진다.

도 11은 도 7의 시스템에 있어서의 화면 선택 송신 모드의 설명도이다. 우선 무선 단말기(20) 측에서, 무선 표시기(21) 측으로 보내야 하는 화면 A가 선택되고, 송신 버튼이 눌림으로써 선택된 화면 A의 데이터가 무선 표시기(21) 측으로 송신되는데, 무선 단말기(20) 측에서는 그 데이터의 송신 이전에는 송신 가능, 송신 중에는 표시 송신중, 또 송신이 종료되면 표시 종료가 디스플레이 상에 표시된다.

도 12는 디지털 카메라를 포함하는 여러 가지 단말에서부터 무전원 표시 카드, 즉 무선 표시기 상으로의 데이터 표시의 설명도이다. 디지털 카메라에 한하지 않고, 휴대 전화 혹은 PDA의 표시 데이터를 무전원 표시 카드 상에 표시시킬 수 있다. 예컨대 휴대 전화는 도 7에서 설명한 바와 같이 무선 기지국으로부터 수신한 데이터나, 인터넷을 통해 취득한 데이터를 무전원 표시 카드 상에 표시시킬 수도 있다.

도 13은 무선 단말기(20), 예컨대 휴대 단말과 무선 표시기, 즉 무전원 표시 카드와의 기계적 탈착부로서의 기계적 부착 기구(41)의 설명도이다. 도 13에 있어서는 무선 표시기(21) 상에 판스프링(50)이 고정되어 있고, 그 부분을 휴대 단말 측의 삽입부에 삽입하여, 무선 표시기(21)에 고정할 수 있다. 판스프링(50)은 휴대 단말의 삽입부 측에 고정할 수도 있으며, 무선 표시기(21) 측에는 기계적인 보강판을 설치할 수도 있다. 접합부는 전기적인 접촉을 하는 것이 아니라, 마찰 등에 의해서 다소 흠이 가더라도 문제는 없다. 부착부 부근에, 예컨대 도 7에서 설명한 근거리 통신용의 안테나(27)에 상당하는 전자 코일(51)을 설치할 수 있다.

도 14는 도 13의 판스프링(50)을 대신하여 스프링(52, 53)을 이용한 것으로, 이 스프링 사이에 무선 표시기(21)를 삽입함으로써 기계적 부착이 이루어진다.

도 15 및 도 16은 무선 표시기(21), 즉 무전원 표시 카드 측의 기계적인 부착부의 설명도이다. 표시 카드를 세로, 또는 가로로 하여 부착할 수 있도록 카드에 2개의 부착부(54)가 설치되며, 도 15에서는 세로로 부착되는 경우의 표시 상태가 나타내어져 있다. 2개의 부착부의 근처에는 예컨대 도 7의 안테나(36)에 상당하는 코일이 구비되고, 또한 카드 상에는 표시를 하기 위한 드라이버(55)와 제어용의 IC(56)가 구비되고 있다. 도 16에는 무선 표시기(21), 즉 무전원 표시 카드가 가로로 부착되는 경우의 표시 상태가 나타내어져 있다.

도 17 및 도 18은 도 13∼도 16과는 다른 기계적 부착 기구의 예이다. 여기서는 부착 기구로서 자석 매직 테이프(57)가 이용되며, 도 17은 무전원 표시 카드 가 무선 단말기(휴대 단말)(20)에 부착된 상태를 나타내고 있다. 도 18은 무전원 표시 카드가, 무선 단말기(20)로부터 떼어내어진 상태를 나타내며, 도 15의 부착부(54)를 대신하여 자석 매직 테이프(57)가 이용되고 있다.

도 19는 무선 표시기(21)를, 예컨대 양복 등에 부착하는 착용식(wearable) 표시 시스템의 예이다. 무선 표시기(21), 즉 무전원 표시 카드의 이면에 매직 테이프(58)를 붙이거나, 표시 카드 자체를 팔에 감아 붙이는 형식으로 인체에 부착하여, 이 표시 카드에 무선 단말기(20)를 가까이 함으로써 필요한 시점에서 인체에 부착한 표시 카드에 화면 표시를 할 수 있다.

예컨대 팔에 표시 카드를 부착하고, 휴대 전화를 귀에 가까이 한 상태로 음성을 듣고, 또 팔을 휴대 전화에 가까이 함으로써 카드 상의 화면 표시를 보면서 회화를 하는 것도 가능하다. 이 경우, 표시는 대(大)화면이며, 또한 무전원 카드이기 때문에 배터리가 필요 없어, 가볍고 부피가 늘어나지 않는다고 하는 이점이 있다. 예컨대 가슴의 주머니에 휴대 전화를 넣은 채로 표시 카드를 가슴에 가까이 했을 때에, 표시 카드가 검지되어, 데이터의 송신이 이루어져 화면 표시가 이루어지도록 할 수도 있다.

여기서 무선 표시기(21), 즉 무전원 표시 카드 측에서의 화면 표시는 정지 화상의 표시를 하는 것이 바람직하다. 그 이유는 예컨대 전원을 끊더라도 표시가 계속되는 식의 소자는 일반적으로 기록 속도가 느리기 때문이기도 하지만, 대화면 표시 자체 정보량이 많기 때문에, 정지 화상으로서 이용하는 경우가 많아지기 때문이며, 또한 대화면 정보를 동화상으로 다루면 많은 소비 전력이 필요하기 때문이 다. 더욱이 일반적으로 소비 전력을 작게 하기 위해서 무전원 표시 카드에의 송신 표시는 간헐적으로 하는 것이 바람직하다. 예컨대 50 ms로 데이터를 송신 표시하고, 100초 동안은 송신을 정지하는 것으로 하면 표시 전력을 대폭 삭감할 수 있다.

한편 본 발명의 청구의 범위 제1항의 표시 수단은 도 7의 메모리성 표시부(40), 근거리 통신 수단은 안테나(36)와 송수신부(37), 표시 제어 수단은 제어부(35)와 표시부 구동 회로(39)에 상당하며, 또한 기억 수단은 메모리부(29), 통신 수단은 안테나(27)와 비접촉 송수신부(28)에 상당한다.

또한 청구항 2의 원거리 통신 수단은 외부 무선 송수신부(23)에 상당한다. 청구항 3에 있어서의 기계적 탈착 수단은 기계적 부착 기구(41)에 상당하고, 또한 청구항 4의 표시 수단은 표시부(31)에 상당하고, 기계적 탈착 수단은 예컨대 도 13에 있어서의 부착부(50)에 상당한다.

이상과 같이 실시예 1에 따르면, 통상은 모바일 기기 등과 분리된 무전원의 대화면 표시기를, 사용할 때는 휴대 단말이나, 디지털 카메라 등의 모바일 기기에 일체화하여 부착함으로써, 핸즈프리이며 모바일 기기의 화면을 대화면화 혹은 대화면화할 수 있는 동시에, 사용한 후에는 분리하고, 메모리 기능을 이용하여 표시가 남아 있는 대화면의 표시 결과를 이용할 수 있다.

특히 콜레스테릭 액정 표시 소자를 이용함으로써, 비용이 낮고, 또 필름화가 용이한 패시브 구동형의 고선명으로 컬러의 메모리성 표시를 얻을 수 있다. 프린터를 이용하지 않고서, 모바일 프린터로 인자(印字)한 결과와 동일한 효과를 실현할 수 있으며, 모바일 프린터로서는 실현하기 어려운 컬러 표시나 대화면화가 가능하 게 된다. 특히 휴대 전화와 같이 소형화가 요구되는 단말에 있어서는, 대화면 표시의 실질적인 효과가 매우 크다.

또한 휴대 단말의 무선 통신 기능을 이용하여 자료나 카탈로그의 정보를 인터넷을 통하여 획득하여, 대화면의 표시 기록으로서 남길 수 있다. 메모리성 표시 기능이 있는 표시기를 가방이나 포켓에 넣어 두면, 즉시 대화면의 보기 쉬운 표시가 가능해진다. 또한 무전원 표시 카드를 인체에 부착함으로써, 종래의 배터리 등을 이용한 착용식 표시의 결점인 중량이나 부피 증가 혹은 충전의 수고 등도 해소할 수 있게 된다.

이어서 본 발명의 실시형태에 있어서의 실시예 2로서, 전원이 끊어진 상태에서 표시가 계속되는 대표적인 표시 매체로서의 콜레스테릭 액정 표시 소자 및 그 표시 소자를 이용한 표시 장치를 설명한다.

우선 콜레스테릭 액정의 성질에 관해서 일반적으로 설명한다. 콜레스테릭 액정은 어느 파장 범위의 빛을 선택적으로 반사하는 것으로, 그 일종으로서의 카이럴 네마틱 액정은 네마틱 액정에 키랄성 물질(카이럴재)을 첨가함으로써 콜레스테릭상을 형성시킨 액정이다. 콜레스테릭 액정은 전기적인 제어에 의해서 반사 상태로서의 플레너 상태와, 투과 상태로서의 포컬코닉 상태의 2개의 안정 상태를 얻을 수 있으며, 이 플레너 상태와 포컬코닉 상태는 어떠한 외력이 가해지지 않는 한, 반영구적으로 유지되는 메모리성을 가지고 있다.

도 20 및 도 21은 콜레스테릭 액정의 플레너 상태와 포컬코닉 상태의 설명도이다. 콜레스테릭 액정을 이용한 표시 장치에서는 액정 분자의 배향 상태의 스위칭 을 행함으로써 2개의 상태의 제어가 이루어진다. 도 20은 특정한 파장 영역의 빛을 선택적으로 반사하는 플레너 상태를 도시한다. 이 플레너 상태에서는 액정 분자의 나선 피치와 나선의 회전 방향을 따른 원편광이 선택적으로 반사된다. 반사가 최대가 되는 파장(λ)은 액정의 평균 굴절율(n), 나선 피치(p)를 이용하여 이하의 식에 의해서 주어진다.

λ=n×p

반사 대역(Δλ)은 액정의 굴절율 이방성(Δn)의 증가에 따라 커진다.

도 21은 포컬코닉 상태를 도시한다. 이 상태에서는 입사광의 대부분이 투과하여 투명 상태가 된다. 따라서 액정층의 아래에 임의 색의 층을 형성하면, 포컬코닉 상태에서는 그 색을 표시시킬 수 있다. 그래서 예컨대 플레너 상태의 반사광의 파장 대역을 550 nm 부근으로 하고, 액정층의 아래에 광흡수층(흑색)을 형성함으로써, 배경색 흑색 위에서 녹색의 단색 표시를 할 수 있다.

도 22는 콜레스테릭 액정의 반사 스펙트럼의 예이다. 반사 대역이 다른 복수종류의 액정 소자(청, 녹, 적)를 병용함으로써, 풀 컬러 표시도 원리적으로 가능하게 된다. 또한 반사율은 좌우 중 어느 한 원편광의 반사이기 때문에 이론상 50% 가까이 된다.

도 23, 도 24는 콜레스테릭 액정에 대한 일반적인 구동 파형의 설명도이다. 콜레스테릭 액정에 대해서는 펄스 전압의 인가에 의해서 구동이 이루어진다. 강한 전계를 부여하면 액정 분자의 나선 구조가 풀어져 모든 분자가 전계의 방향에 따른 호메오트로픽 상태가 된다.

도 23에 있어서 예컨대 ±40 V의 펄스를 부여한 후에 전계를 제거함으로써 액정 분자의 나선축이 전극에 수직으로 되는 나선 구조가 형성되어 나선 피치에 따른 빛을 선택적으로 반사하는 플레너 상태가 된다.

도 24에 있어서 예컨대 ±24 V의 펄스를 부여한 후에 전계를 제거하는 즉 액정 분자의 나선축이 완전히 풀어지지 않을 정도의 약한 전계를 가한 후에 전계를 제거하는 경우에는 액정의 나선축은 전극에 평행하게 되어 입사광을 투과하는 포컬코닉 상태를 얻을 수 있다. 이에 대하여 중간적인 세기의 전계를 부여한 후에 그 전계를 제거하면 플레너 상태와 포컬코닉 상태가 혼재한 상태를 얻을 수 있어 중간조의 표시를 가능하게 할 수 있다.

도 25는 콜레스테릭 액정의 응답 특성을 정리한 것이다. 도 25에 있어서 V_F0는 포컬코닉 상태로의 천이가 시작되는 역치의 전압이며, V_F100a에서부터 V_F100b까지는 완전한 포컬코닉 상태가 되는 전압 범위, V_P0은 플레너 상태로의 천이가 시작되는 역치 전압, V_P100은 완전하게 플레너 상태가 되는 역치 전압이다. 초기 상태가 플레너 상태인 경우에는 펄스 전압을 올려 가면 어느 범위까지는 포컬코닉 상태로의 구동 대역으로 되고, 더욱 펄스 전압을 올리면 재차 플레너 상태로의 구동 대역으로 된다. 초기 상태가 포컬코닉 상태인 경우에는 펄스 전압을 올림에 따라서 점차로 플레너 상태로의 구동 대역으로 된다.

도 26은 콜레스테릭 액정을 이용한 반사형 액정 표시 소자의 구성예이다. 도 26에 있어서 기판(60)의 내측에 ITO(indium tin oxide) 전극(61), 표시층(62) 및 광흡수층(63)이 삽입되고, 표시층(62), 즉 액정층은 시일재(64)에 의해서 그 양단이 시일되어 있다.

도 27은 콜레스테릭 액정을 이용한 세그멘트 표시의 예를 나타내는 설명도이다. 예컨대 최종 자릿수 "3"의 표시에 있어서 (2)와 (5)의 부분을 포컬코닉 상태로, 그 밖의 (1), (3), (4), (6) 및 (7)의 부분을 플레너 상태로 구동함으로써 표시가 이루어진다.

콜레스테릭 액정을 이용한 표시 소자의 구성에 관해서 설명한다. 콜레스테릭 액정은 기본적으로 있는 색조의 단색 표시를 나타내고, 2개의 액정이 혼재하면 용이하게 혼합되어, 원하는 색조를 반사할 수 없게 된다. 즉 2개 이상의 액정이 혼합되면 중간색 또는 무반사 상태가 된다. 그래서 대향하는 1쌍의 매트릭스 기판 내에 격벽을 설치하여, 인접 화소 또는 도트의 단위로 복수의 액정이 혼합되지 않는 분리 구조로 하여, 각각의 액정을 다른 주입구로부터 주입할 필요가 있다.

액정을 분리하는 방법으로서는 액정을 캡슐 내에 가두는 캡슐 구조도 이용되고 있지만, 캡슐의 계면 및 캡슐의 두께의 영향에 의해서 노이즈광에 의한 콘트라스트 저하와 구동 전압의 상승을 초래하여 표시 장치로서는 바람직하지 못하다. 또 원하는 화소에 원하는 캡슐을 배치하는 것도 곤란하여 실시예 2에서는 격벽에 의한 분리 구조를 채용함으로써 높은 콘트라스트와 낮은 비용을 실현할 수 있다.

도 28에, 매트릭스 기판에 있어서의 액정 분리 구조를 도시한다. 패시브형의 단순 매트릭스 기판과 TFT 등의 액티브형 매트릭스 기판의 어느 쪽에도 적용 가능하다. 실시예 2에서는 패시브형의 단순 매트릭스 기판에서의 예로서, 2개의 액정을 삽입하기 위한 분리 구조의 예를 도시한다. 인접하는 도트에 2개의 액정을 삽입하기 위해서, 하측의 기판(60) 측의 전극(61)의 라인마다 격벽(62)을 형성한다. 상측의 대향 기판(60)은 직교한 전극 라인을 가지며 매트릭스 구동이 실현된다. 격벽(62)은 액정에 용해되지 않는 수지이며 포토리소그래피법에 의해 형성할 수 있다. 격벽(62)은 셀 내부를 감압시켜 놓음으로써, 대향 기판에 밀착시킬 수 있지만, 격벽 재료에 접착성을 부여하여, 대향 기판을 강력히 고정시킴으로써, 내구성을 향상시키는 것이 바람직하다. 격벽 재료는 수지이며, 가압, 가열 처리에 의해, 대향 기판과의 접착이 가능하다.

도 29는 2개의 액정(63, 64)의 분리도를 도시한다. 각 액정을 혼합시키지 않도록 주입구를 2개 마련하고 있다. 액정의 주입 방법은 일반적으로 진공 속에서 액정 저장 용기에 침지하고, 대기압으로 되돌려 주입을 완료시킨다. 그 때문에, 2개의 주입구는 액정이 빈 셀의 다른 끝변에 형성할 필요가 있다. 주입 순서는 한 쪽의 액정을 주입한 후, 밀봉재(65)로 밀봉 처리하고서, 또 한 쪽의 액정을 주입한다. 도면에 도시한 바와 같이, 인접하는 전극 라인마다 다른 액정을 삽입하는 것이 가능하게 된다. 소정의 라인을 구동함으로써 멀티 컬러 표시와 가법 혼색을 표시하는 것이 가능하게 된다.

도 30에, 도 29에 있어서의 2개의 액정(63, 64)을 이용한 경우의 화소 구성을 도시한다. 표시 소자로서 백과 흑의 표시가 요구되고 있기 때문에 2개의 액정은 가법 혼색으로 백색이 되도록 보색의 관계로 한다. 예컨대, 오렌지색과 청색을 콜레스테릭 액정의 반사광으로 함으로써 백색으로 된다. 도 30에서는 오렌지색과 청 색의 2개의 도트(66)(서브 픽셀)로 화소(픽셀)(67)를 형성하고 있다. 콜레스테릭 액정의 반사광은 인가 전압의 조정으로 중간적인 반사율로 하고, 계조 표시도 가능하지만, 안정적인 구동 형식은 2치 표시(반사율 max와 min)이다. 2치 표시라면, 액정의 두께의 차에 의한 명암이나, 2개의 액정의 구동 조건의 정밀도를 완화시킬 수 있다. 한편, 액정의 픽셀(67)의 구분에 대응하는 가로 방향의 분할은 도 28에서는 상측의 기판(60) 측의 전극(61)의 라인에 의한 구동의 단위에 상당한다.

그래서, 도 31에 도시한 바와 같이, 도트를 더욱 분할하여 서브 도트(68)를 형성한다. 서브 도트를 개별적으로 구동함으로써 계조 표시가 가능하게 된다. 도 30에서는 백, 흑, 오렌지, 청의 4색이었지만, 도 31에서는 9색 표시가 가능해진다.

또한, 도 30, 도 31에 있어서, 각 도트 또는 서브 도트의 구동 가능한 최소 단위를 가상적인 화소 단위로 하여 구동 표시할 수 있다. 아무것도 처리하지 않으면 고선명의 화상이 형성되지만, 화상에 따라서는 한 쪽의 색 도트가 연속되어, 오렌지색 또는 청색계의 얼룩짐이 형성되어 버린다. 그래서, 화상을 표시하는 경우에, 어떤 면적, 예컨대, 수 평방 ㎜의 범위에서, 점등시키는 2개의 색의 개수가 같은 정도가 되도록 화상 처리함으로써, 고선명의 흑백 화상을 표시하는 것이 가능하게 된다. 예컨대, 오렌지색이 연속되는 경우, 오렌지색의 도트의 근방을 청색 도트의 표시로 변환한다. 이 방법에 의해, 도트를 가상적인 화소로 보고서, 흑백 표시의 모드로, 고선명 표시 모드로 변환하는 것이 가능하게 된다.

도 32는 3개의 액정(69, 70, 71)을 이용했을 때의 실시예를 도시한다. 3원색인 R색, G색, B색의 반사를 나타내는 콜레스테릭 액정을 삽입하는 예이다. 하나의 평면의 기판 내에 3종류의 액정을 분리하여 삽입하는 것은 곤란하지만, 도 32에 도시하는 도트 배열을 실현하기 위해서, 하나의 액정(Y)(70)이 다른 2개의 액정(Z)(69)과 액정(X)(71) 사이에 교대로 주입되는 X, Y, Z, Z, Y, X의 주기를 갖는 도트 배열의 라인 구조라면, 3종류의 액정을 1 평면의 기판 내에 삽입하는 것이 가능하게 되는 것을 알았다. 도트 배열은 RGB로 1 화소와 BGR로 1 화소의 2종류가 교대로 배치된다. G색은 인간의 지각의 해상력이 높아, G색 도트만 등간격으로 배치한다. R색, B색은 지각적 해상력이 낮기 때문에 등간격으로 배치되지 않더라도 문제는 적다. 주입구는 혼합을 방지하기 위해서 각각 다른 끝변에 배치한다.

도 33, 도 34에, 도트를 더욱 분할하여 서브 도트(68)를 형성하여, 고해상도로 계조 표시를 실현한 예를 도시한다. 도 30과 마찬가지로 2치 표시를 하는 것을 상정하면, 도 33에서는 8색 표시, 도 34에서는 64색 표시가 가능해진다. 또한, 도 33, 도 34에 있어서, 각 도트 또는 서브 도트의 구동 가능한 최소 단위를 가상적인 화소 단위로 하여 구동 표시하면, 도 30, 도 31과 마찬가지로 고선명의 화상이 형성된다. 화상 처리에 의해서 흑백 화상의 고선명 표시 모드로 변환하는 것도 가능하게 된다.

이어서 콜레스테릭 액정을 이용한 표시 소자와 종이나 사진을 이용한 인쇄 매체를 조합한 표시 장치에 관해서 설명한다. 상술한 바와 같이 콜레스테릭 액정은 선택 반사 상태로서의 플레너 상태와 실질적으로 투명 상태인 포컬코닉 상태의 2개의 안정 상태가 존재한다. 일반적으로는 액정 소자 하에 광흡수층(흑층)을 두어, 반사 상태인 밝은 표시와 투과 상태인 어두운 표시가 이루어지고 있다.

그러나 콜레스테릭 액정에서는 광흡수층을 설치하지 않으면 투명 상태, 즉 포컬코닉 상태에서는 액정 소자의 배경을 시각적으로 인지할 수 있다. 그래서 이 포컬코닉 상태에서의 투명 상태를 이용하여, 인쇄 매체, 일반적으로는 종이 매체와의 융합을 도모함으로써, 응용 범위가 넓은 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.

예컨대, 반영구성 표시가 가능한 전자 페이퍼의 응용예로서 레스토랑의 메뉴 표시 등이 제안되어 있지만, 메뉴의 전체 영역에 대해서 표시를 가변시킬 필요는 없다. 예컨대 상품 화상은 일반적으로 고정된 표시라도 좋지만, 화질을 좋게 하기 위해서는 사진을 이용하는 것이 바람직하다. 함께 표시되어야 하는 가격이나 오늘의 스페셜 메뉴 안내 등에 대해서는 가변 표시를 이용하는 것이 바람직하다. 그래서 실시예 2에서는 인쇄 매체로서의 사진 등과, 전자 페이퍼 매체, 예컨대 콜레스테릭 액정을 이용한 표시 소자를 서로 합쳐, 전체적으로 중첩된 표시 형식을 실현한다. 상품 화상은 인쇄물로서 리얼리티성이 높고, 가격이나 특가 안내 등은 전자 페이퍼를 이용하여 용이하게 그 내용을 변화시키는 것이 가능하게 되어, 종이와 전자 페이퍼의 융합을 도모할 수 있다.

예컨대 콜레스테릭 액정을 이용하는 전자 페이퍼를 매트릭스 표시형으로 함으로써 인쇄물에 대한 표시 내용에 따른 적정한 표시를 실현할 수 있다. 인쇄물은 템플릿화함으로써 보다 많은 응용 형태를 생각할 수 있다. 예컨대, 인쇄물로서 카렌더를 이용함으로써 그 카렌더에 중첩된 전자 페이퍼의 표시를 이용하여 가변형의 스케줄표가 실현된다.

도 35에, 고정 표시한 인쇄물(사진)과 콜레스테릭 액정을 이용한 가변형 표 시 소자의 중첩 표시의 예를 도시한다. 인쇄물(74)의 표면에 가변형 표시 소자(75)를 겹친다. 이 가변형의 표시 소자는 광흡수층을 형성하고 있지 않다. 도 36에, 표시 상태를 도시한다. 인쇄물(74) 위에 있는 표시 소자(75)에 있어서, 투과 모드(포컬코닉 상태)(좌측)와 반사 모드(플레너 상태)(우측)를 나타내고 있다. 조명광인 입사광(77)이 표시 소자에 조사되면, 투과 모드(좌측)에서는 그대로 인쇄물에 조명되어 인쇄물의 화상에 따른 반사광(78)이 반사되고 투과 모드의 표시 소자를 통과하여 그대로 시각적으로 인지된다. 즉, 인쇄물이 그대로 시각적으로 인지된다. 반사 모드(우측)에서는 콜레스테릭 액정의 층 피치에 따른 파장의 빛이 반사되고 다른 빛은 액정을 투과하여 인쇄물에 조사된다. 인쇄물의 화상에 따른 반사광이 반사되어 반사 모드의 액정을 투과한다. 그 때문에, 액정의 반사광(79)과 인쇄물의 반사광(78)이 중첩되어 표시광(80)으로 된다. 화상 품질이 좋은 종이 매체의 인쇄물과 가변 표시 매체의 표시 소자의 융합이 도모된다.

액정은 층 피치에 따른 색을 나타낸다. 그 때문에, 하층의 인쇄물의 색에 따라서는 시각적으로 인지하기 힘든 경우가 있어, 가변 표시를 하는 인쇄물의 영역에 대해서는 고려가 필요하다. 가장 콘트라스트를 높게 하여 시인성(視認性)을 올리기 위해서는 인쇄물의 이 영역은 흑색이 좋다. 또는, 반사율이 낮은 회색을 사용하면 시인성을 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 이 영역을 착색하여 반사광(78)을 특정한 색으로 함으로써, 표시 소자 반사광(79)과 가법 혼색으로 되어, 색을 변화시키는 것이 가능하다. 예컨대, 표시 소자의 반사광(79)을 오렌지색으로 설정하고, 인쇄물을 청색으로 함으로써, 표시색은 백색이 된다. 인쇄물의 여러 가지 고안으 로, 영역마다 색의 변화를 주는 것도 가능하다. 백색은 가장 요구되는 표시색이다. 백색 표시 실현을 위해서는, 인쇄물의 색과 표시 소자의 반사광의 색을 보색의 관계로 설정함으로써 실현할 수 있다. 오렌지색과 청색은 보색의 관계에 있다.

도 37에, 메뉴 또는 카탈로그 등의 상품 판매를 목적으로 한 일례를 도시한다. 상품 화상으로서는, 표시 품질이 우수한 인쇄물을 사용한다. 예컨대, 레스토랑에서는, 맛있게 보이는 화상을 인쇄하여, 고정 표시로 한다. 그 밖의 표시, 주로 캐릭터 표시는 가변형의 표시 소자로 한다. 가변형의 표시 소자(75)의 하층부의 인쇄물 부분은 흑색 등, 시인성이 좋아지는 인쇄 도안으로 하고 있다. 캐릭터 표시로서는 가격, 스페셜 메뉴, 런치 메뉴의 지정, 영업 시간의 안내, 광고 등 여러 표시를 상정할 수 있다. 가변형의 표시 소자의 표시를 온라인으로 가변함으로써, 여러 가지 응용을 생각할 수 있다. 예컨대, 시간대에 맞춘 가격 설정, 재고량의 조정, 스페셜 메뉴의 변경, 손님에 맞춘 광고 표시, 단체 할인, 여성 할인, 가족 할인 표시, 회원 할인, 포인트 할인 등, 손님에 맞춘 주문식 메뉴를 그 자리에서 제공할 수 있다. 노인을 대상으로 그 자리에서 확대하여 표시하는 것도 가능하다. 상품 화상으로서는 리얼리티가 좋은 화상을 표시한다.

도 38에 도시하는 예는, 그 레스토랑 메뉴의 예이다. 화상의 아래쪽으로, 가변 표시 영역을 설정하여, 가격을 표시하고 있다. 도 38은 인쇄부와 가변 표시부의 분해도이다. 상품의 교체 등으로, 화상을 변경하는 경우는 인쇄물만을 바꾸면 된다. 인쇄물은 용이하게 착탈할 수 있게 하고 있다. 가변 표시 소자는 매트릭스형의 표시 소자로 하고 있기 때문에, 인쇄물의 레이아웃 변경에도 용이하게 대응할 수 있다.

도 39는 도 37, 도 38의 인쇄물을 바꿔 스케줄표로 한 예이다. 인쇄물은 카렌더이다. 가변형의 표시 소자에는 온라인으로 예정을 기입한다. 온라인이라면, 예정 변경도 수시로 기입할 수 있는 동시에, 여러 명의 예정을 보는 것도 가능하다. 예정 변경이 있더라도 곧바로 반영하는 것이 가능하다. 공통화도 도모되어 정보 공유가 가능하게 되어 효과적인 관리가 실현된다. 달이 바뀌면 인쇄물을 착탈하여 교체하여 새로운 스케줄표가 된다. 또한, 수기로 기입하고 싶으면 착탈하여 인쇄물에 손으로 써서 추기하는 것도 가능하다. 가변형의 표시 소자는 도 35 내지 도 38과 마찬가지로 매트릭스 표시 소자이기 때문에, 인쇄물에 맞춘 레이아웃 변경을 용이하게 할 수 있다. 인쇄물에는 표시 영역을 고려하여 도안을 인쇄하고 있다. 스케줄 표시부는 흑색 또는 회색, 또는 보색 등의 시각적으로 인지하기 쉬운 도안으로 하고 있다.

도 40은 지도 표시에 사용하는 응용예를 도시한다. 구조는 도 39 등과 동일하다. 인쇄물은 도로 지도, 회장 안내도, 건물 평면도 등의 레이아웃도이며, 가변 표시부는 현재 위치, 목적지 지시, 통과 이력 등을 표시할 수 있다. 목적지에 맞춘 광고를 표시하는 것도 가능하다. 온라인만이 가능한 통과 예정 시각도 표시할 수 있다. 목적지가 크게 변경될 때는, 인쇄물을 착탈시켜 새로운 인쇄물의 지도를 셋트한다. 이 표시 장치를 사용하면 대단히 편리한 안내판이 된다. 도 40에서는, 이벤트 등의 회장 안내의 예를 도시하고 있다. 손님에 맞춰 인쇄물을 변경하여 배포할 수 있다. 무선 표시 시스템을 탑재해 두면 각 게이트를 통과할 때마다 현재 위 치를 표시하는 것이 가능하다. 현재 있는 곳의 근처의 유용한 정보를 표시하게 하는 것도 가능하다.

도 41은 참고서, 문제집에 대응시킨 예이다. 인쇄물에는 문제를 인쇄해 두고, 해답, 해설을 뒤에서부터 표시한다. 그 자리에서 해답, 해설을 읽을 수 있기 때문에 이해하기 쉽다. 문제를 변경하는 경우, 인쇄물을 착탈시켜, 교체하면 된다. 도 41은 문제집의 예이다. 퍼스널 컴퓨터의 모니터 표시와는 달리, 반사형의 표시 장치로, 장시간 공부하더라도 피로가 적어, 효율적으로 이해하는 것이 가능해진다.

도 42는 은행 또는 보험 등의 금융 기관 등에서 이용되는 시뮬레이션용 표시에 대응시킨 예이다. 인쇄물에는 공통 항목을 인쇄해 두고서, 손님의 주문 수치는 온라인으로 표시한다. 그 자리에서 시뮬레이션 결과를 얻을 수 있기 때문에, 알기 쉽게 설명할 수 있다. 상품을 변경하는 경우, 인쇄물을 착탈시켜 교체하면 된다. 도 42는 은행의 대출 시뮬레이션의 예이다. 생명 보험의 설명원인 경우는 노트북 퍼스널 컴퓨터를 가지고서 손님에게 찾아가는 경우가 있다. 퍼스널 컴퓨터의 표시를 손님에게 설명하는 경우가 있는데, 대단히 시각적으로 인지하기 어려워 손님을 납득시키는 것이 어렵다. 실시예 2의 표시 장치를 사용하면, 시인성이 좋아 손님은 용이하게 설명을 이해할 수 있게 된다.

이상과 같이 실시예 2에 따르면, 콜레스테릭 액정을 이용하는 매트릭스 표시 소자 등에 있어서, 복수 색의 액정을 주입하여 멀티컬러화를 실현할 수 있다. 적층 구조와 비교하여, 계면이 적고 높은 콘트라스트를 가지고, 간소화된 부재를 이용함으로써 비용 저감이 실현된다.

또한 콜레스테릭 액정 매트릭스 표시 소자를 가변의 표시 소자로 하여, 고정 표시 소자로서의 인쇄물과 조합함으로써 전자 페이퍼와 종이의 융합이 도모되어, 전자 페이퍼의 특징과 종이의 특징을 최대한으로 뽑아내는 것이 가능해진다. 인쇄물을 템플릿화하여 가변 표시 소자와 착탈하여 템플릿의 내용을 넣어 바꾸는 것만으로 여러 가지 응용 형태로 발전시키는 것이 가능하게 된다. 인쇄물의 템플릿을 데이터베이스화함으로써, 표시 소자의 레이아웃 변경, 내용 변경, 갱신이 바로 가능해진다. 가변 표시 소자는 다수회의 사용이 가능하고, 비용도 낮아진다. 고정 표시 소자는 인쇄물 대신에 수기로 하더라도 좋고, 또한 건물의 벽에 그려진 그림 위에 콜레스테릭 표시 소자를 겹쳐 중첩 표시를 하는 것도 가능하다.

이어서 실시예 3에 관해서 설명한다. 본 실시형태에 있어서는, 예컨대 반영구적인 데이터 표시를 실현하기 위해서 실시예 1에 있어서와 같은 무전원 표시 카드를 이용하는 경우에는, 예컨대 비접촉 IC 카드 리더/라이터 등으로부터 공급되는 전력량이 작기 때문에, 전원 회로에 대한 여러 가지 제어 방식을 이용할 필요가 있다. 이러한 전원 회로의 제어를 실시예 3으로서 설명한다.

도 23, 도 24에서 설명한 바와 같이 콜레스테릭 액정의 구동을 위해서는 플레너 상태 및 포컬코닉 상태에 각각 대응하여, 2종류의 전압의 값이 필요하게 된다. 더구나 플레너 구동의 전압은 40 V 정도로 다른 표시 소자에 비해서 꽤 높은 값이 된다. 예컨대 일반적인 DC-DC 컨버터를 이용하는 것으로 하면 μF 오더의 정전 용량이 큰 콘덴서가 필요하게 되어, 전원 회로를 두께 1 mm 정도 이내, 즉 무전원 표시 카드의 두께 이내로 하는 것은 매우 곤란하다.

그래서 실시예 3에서는 DC-DC 컨버터를 사용하지 않고, 비접촉 IC 카드나 RF 태그에 있어서, 신호 및 전력의 공급에 이용되고 있는 고주파 자계를 이용하여, 초박형의 회로로 40 V 정도의 고전압을 발생하는 전원 회로를 사용한다.

도 43은 그와 같은 전원 회로의 예이다. 이 전원 회로는 표시용의, 예컨대 액정 드라이버에 대한 로직용 전원과 소자 그 자체, 즉 콜레스테릭 액정에 대한 표시용의 전원을 겸하는 것이다.

도 43에 있어서, 예컨대 비접촉 IC 카드 측으로부터의 고주파 자계에 의해서 전압이 유기되는 인덕턴스(L)를 갖는 코일에 중간 탭(T)을 마련하고 코일의 일단을 접지하여 중간 탭(T)과 접지 사이에 공진용의 콘덴서(C1)를 접속하여, 반파 정류 회로를 통해 로직용 전압을 공급하고, 또 코일의 타단과 중간 탭(T) 사이에는 공진용의 콘덴서를 접속하지 않고, 반파 정류에 의해서 표시용 전압이 공급된다. 이와 같이 로직용 전압을 빼내는 중간 탭과 접지 사이에만 공진용의 콘덴서를 접속함으로써 제조 변동의 영향을 적게 할 수 있으며, 안정된 직류 전력을 공급하는 것이 가능해진다.

도 44는 도 43에 있어서 중간 탭을 설치하는 대신에 로직용과 표시용의 전원을 각각 독립적으로 설치한 것이다. 도면에서 위의 회로는 로직용 전원 회로로, 도 43의 아래의 부분을 독립시킨 것으로 생각할 수 있다. 일반적인 비접촉 IC 카드에 있어서 전력 공급을 받기 위한 L1의 값은 예컨대 1.4 μH 정도이며, C1로서 예컨대 100 pF를 이용함으로써 로직용 전압으로서 5 V를 얻을 수 있다. DC-DC 컨버터를 사용하면 이 전압을 승압하여 표시용 전원 전압을 얻을 수 있지만, 그를 위해서는 상 술한 바와 같이 μF 오더의 콘덴서를 필요로 한다. 그래서, 예컨대 L2=4∼5 μH 정도로 하여 표시용 전원 전압을 얻는 것으로 한다.

이어서 예컨대 패시브 매트릭스 구동 회로에서는 선택 레벨의 주사선 상에 있는 액정 셀에 대해서는 플레너 및 포컬코닉 구동에 대응하는 전압을 인가할 필요가 있고, 또한 비선택 레벨의 주사선 상에 있는 액정 셀에는 세그멘트선의 레벨에 관계없이 선택시에 기록된 상태가 변화되지 않는 전압을 인가할 필요가 있다. 즉 일반적으로 크로스토크를 억제하는 전압을 인가할 필요가 있어, 예컨대 시판되는 STN 액정 드라이버 LSI에서는 5종류의 전압의 값을 필요로 한다.

도 45는 그와 같은 경우에 대응하는 전원 회로의 구성예이다. 로직용 전원 회로는 도 44에 있어서와 마찬가지지만, 표시용의 전원 회로로서는 도 44의 하측에 도시한 전원 회로 대신에, 배전압 정류를 이용한 전원 회로가 다단으로 직렬로 접속된 회로가 이용된다. 이 다단 접속의 회로에 있어서, 필요한 전압의 값에 따라서 적당한 곳의 전압을 빼냄으로써 예컨대 5종류의 전압을 공급하는 것이 가능해진다. 또한 이 정류 회로로서는 반파 정류 회로, 전파 정류 회로를 이용하는 것도 가능하다. 한편, 도 43∼도 45의 회로에 있어서 과전압의 방지가 필요한 경우에는, 전압 출력 단자와 병렬로 접지 사이에 제너 다이오드를 삽입함으로써 전원의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한 도 45에서는 표시용 전원 측의 4개의 코일 중 L2와 L4는 동일 방향으로 감기고 있는 데 대하여 L3과 L5는 그 방향과 역방향으로 감기고 있다. 실험 결과, 이와 같이 감는 방식이 다른 코일을 이용함으로써 높은 전압의 발생이 가능해지는 것이 판명되었다.

이어서 예컨대 비접촉 IC 카드를 무전원 표시 카드로서 이용하는 경우에, 비접촉 IC 카드 리더/라이터로부터의 공급 전력량은 리더/라이터의 기종, 리더/라이터와 카드 사이의 거리 등에 따라서 크게 변화된다. 이 때문에, 카드 상의 표시부를 계속해서 가동시키면, 표시부를 갖지 않는 통상의 비접촉 IC 카드에 비해서 통신 거리가 현저히 줄어들거나 통신 중에 전력 부족 때문에 동작이 불안정하게 될 가능성이 있다. 그래서 실시예 3에서는 그와 같은 경우에 대응하여 전력 공급량에 따라서 표시 기능을 제한하는 것으로 한다.

도 46은 예컨대 리더/라이터 측으로부터의 전력 공급량에 대응하는 표시용 전원 입력 전압의 값에 따라서, 표시부에의 전력 공급을 전면적으로 차단하는 회로의 구성예이다. 도 46에 있어서 표시용 전원 입력 전압을 분압한 VR1로부터의 전압이, 콤퍼레이터(CMP1)에 의해서 기준 전압과 비교되어, 표시용 전원 입력 전압이 높은 경우에는 CMP1의 출력은 하이 레벨(H)로 된다. TR1, TR2 및 R1에 의해서 구성되는 회로는 일반적인 전류 제한 회로이며, CMP1의 출력이 H인 경우에는 표시용 전원 출력이 공급되지만, CMP1의 출력이 로우 레벨(L)인 경우에는 표시용 전원 출력은 전면적으로 차단되게 된다. 기준 전압을 적당히 설정함으로써 전력 공급량, 즉 표시용 전원 입력 전압이, 비접촉 IC 카드 칩이 동작은 하지만, 그 필요치에 가까운 극한의 값인 경우에는 이 회로를 이용하여 표시부에의 전력 공급이 전면적으로 차단된다.

도 47은 예컨대 비접촉 IC 카드에의 전력 공급량에 따라서, 표시부의 구동 주기를 평균적으로 연장하기 위한 클록 출력 회로의 구성예이다. 이 회로는 전력 공급량이 비접촉 IC 카드 칩이 필요로 하는 최소치, 즉 동작을 위한 필요치보다는 충분히 크지만, 정상 상태에 있어서의 표시부 가동시의 평균적 필요량보다는 작은 경우에, 전력 공급량에 따라서 클록의 주기를 평균적으로 연장하여, 표시부의 구동 주기를 느리게 하는 회로이다.

도 47에 있어서 VR2에 의해서 분압된 표시용 전원 전압이 작은 경우에는, CMP2의 출력은 L이 되어, 게이트 AND1의 출력으로서의 클록 출력은 정지한다. 예컨대, 도 44에서 설명한 표시용 전원 회로에 있어서, 클록이 정지하여, 전력 공급이 차단되면 콘덴서(C3)가 충전되어, 표시용 전원 전압이 회복됨으로써, 클록은 다시 출력된다. 이러한 동작이 반복됨으로써 클록 주기, 즉 표시부의 구동 주기가 평균적으로 늦춰진다.

도 48은 전력 공급량에 따라서, 표시부에 있어서 문자 데이터만을 표시하고, 이미지 데이터를 표시시키지 않기 위한 이미지 표시 금지 신호의 출력 회로의 구성예이다. 이 회로는 전력 공급량이 비접촉 IC 카드 칩의 필요치보다는 크지만, 정상 상태에 있어서의 표시부 가동시의 평균적 필요치보다는 꽤 작은 경우에, 표시부에 문자 데이터만을 표시하고, 이미지 데이터를 표시하지 않음으로써 표시 기능을 제한하는 회로이다. 도 48에 있어서 VR3에 의해서 분압된 표시용 전원 전압이 기준 전압보다 작은 경우에는 CMP3의 출력은 H가 되어, 이미지 표시 금지 신호가 출력된다.

이어서 표시용 전원의 전류 제한에 관해서 설명한다. 패시브 매트릭스형의 콜레스테릭 액정 표시 패널에 대해서는 전술한 것과 같은 전원 회로를 이용함으로 써 기존의 패시브 매트릭스형 STN 액정 드라이버 LSI로 구동할 수 있다. 기동시를 제외하면, 소비 전력은 비교적 작아, 미약 출력의 비접촉 IC 카드 리더/라이터 등으로부터 공급되는 전력으로 충분히 동작 가능하다. 그러나, 이러한 기존의 드라이버 LSI는 동화상 표시를 전제로 하고 있기 때문에, 최종단의 트랜지스터의 도통 임피던스가 낮아, 기동시의 과도 상태에서는 매우 큰 순간 전류(정상 동작시의 5∼10배)가 흐른다. 이 때문에, 정상 동작시의 수배의 전력을 공급하더라도 기존 드라이버 LSI를 기동할 수 없을 가능성이 있다.

그러나 기동시만을 위해 공급 능력이 큰 전원을 준비하는 것은 비용 상에서 매우 이롭지 못하다. 또한, 기존의 미약 출력 비접촉 IC 카드 리더/라이터 등으로는 정상 동작시의 5∼10배의 전력 공급을 하는 것은 불가능하다. 이 때문에, 실시예 3에서는, 가능한 한 정상 동작시의 소비 전력에 가까운 공급 전력으로 기존의 드라이버 LSI를 안정적으로 기동하기 위해서 표시용 전원의 전류 제한을 한다.

도 49는 표시용 전원의 전류 제한 회로의 구성예이다. 도 49에 있어서 로직 전원의 전압이 소정치 이하가 된 경우에 전류 제한이 이루어지도록 VR1의 값 등을 미리 설정함으로써, 예컨대, 로직 전원의 전압 저하의 값이 표준치의 5%를 넘은 경우에는 표시용 전원에 대한 전류 제한이 이루어진다.

또한 기동시에 있어서는, 표시용 전원 전압은 일반적으로 시간적으로 단조롭게 증가하기 때문에, 도 47과 동일한 회로를 이용하여 표시용 전원의 전압치가 소정의 값을 넘을 때까지는 클록 출력을 정지시킴으로써, 기존 드라이버 LSI를 안정적이고 또 신속하게 기동할 수 있다. 이 경우에는 도 47에 대한 설명과 달리, 표시 용 전원 전압이 단조롭게 증가할 뿐이기 때문에, 그 값이 소정의 값, 예컨대 표준치의 95%를 넘을 때까지는 클록이 정지된다.

기존의 일반적인 액정 드라이버 LSI에서는, 기동시가 아니더라도 표시 패턴에 따라서는 표시 전원 전류가 정상 동작시의 평균 전류를 크게 넘는 경우가 있다. 이 때에도 기동시와 마찬가지로 전류를 제한하여, 표시 전원 전압이 소정치로 회복될 때까지 표시 패널의 구동을 중단함으로써, 기존의 드라이버 LSI를 안정적으로 동작시키는 것이 가능해진다.

이어서, 실시예 3에 있어서의 콜레스테릭 액정의 구동 특성에 있어서의 온도 보상에 관해서 설명한다. 콜레스테릭 액정은 플레너 및 포컬코닉 상태에 대응하는 파고치가 다른 2종류의 구동 파형이 필요하다. 그와 같이 그 파고치는 온도에 따라서 변화된다. 이 때문에, 동작 온도 범위를 넓히기 위해서는, 온도에 따라서 파고치를 변화시키는 온도 보상이 필요하게 된다. 실시예 3에 있어서는, 구동 파형의 파고치를 온도에 따라서 직선적으로 변화시킴으로써, 넓은 동작 온도 범위에서의 파고치의 마진을 확보한다.

도 50은 펄스 폭 10 ms인 경우의 콜레스테릭 액정의 플레너 및 포컬코닉 구동 파형에 있어서의 파고치의 예이다. 어떤 파고치 이상에서는 반드시 플레너 상태가 되기 때문에, 플레너 상태에 대응하는 파고치는 하한치에 대응하는 1 라인의 곡선으로 나타내어진다. 이에 대하여 포컬코닉 상태로의 변화는 어떤 파고치의 전압 범위에서만 이루어지기 때문에, 포컬코닉 구동에 대응하는 파고치는 하한치와 상한치에 대응하는 2 라인의 곡선으로 나타내어진다.

도 50에 있어서 포컬코닉 상태에 대응하는 파고치는 온도에 따라 크게 변화되기 때문에, 온도에 관계없이 포컬코닉 상태로의 구동을 행하기 위한 파고치의 마진은 작아진다.

이에 대하여 펄스 폭을 넓히면, 포컬코닉 구동에 대응하는 파고치의 마진은 커지는 것이 알려져 있다. 도 51은 펄스 폭 50 ms에서의 플레너 및 포컬코닉 구동에 대응하는 파고치의 예를 도시한다. 파고치의 마진은 도 50의 펄스 폭 10 ms의 경우에 비해서 수배가 되지만 표시 속도는 1/5로 저하된다.

도 52는 실시예 3에 있어서 플레너 구동 및 포컬코닉 구동에 있어서의 2종류의 구동 파형의 파고치를 각각 온도에 따라서 동작 범위 내에서 직선적으로 변화시킨 예를 도시한다. 도 50과 비교하면, 포컬코닉 상태의 상한과 하한 사이에 3 라인의 선이 나타내어져 있는데, 그 중앙의 선은 동작 온도 범위의 하한치, 즉 0℃에 있어서의 포컬코닉 상태에 대응하는 파고치의 상한치와 하한치의 평균과 동작 온도 범위의 상한, 즉 50℃에 있어서의 파고치의 상한치와 하한치의 평균을 이은 직선이다.

실시예 3에 있어서는 온도에 대응하여, 기본적으로 이 중앙의 직선에 의해서 포컬코닉 상태에 대응하는 구동 파형의 파고치를 변화시키기로 하지만, 그 마진은 각각의 온도에 있어서, 원래 도 50에 있어서의 포컬코닉 상태에 대응하는 상한치와 하한치 사이에 들어가면 되게 되어, 도 50에 있어서의 마진에 비해서 새로운 마진은 커진다. 즉, 포컬코닉 상태에 대응하는 전술한 3 라인의 직선 내에서, 상측의 직선은 마진 내에 있어서의 파고치의 최대치, 하측의 직선은 마진 내에 있어서의 파고치의 최소치를 나타나게 된다. 이 3 라인의 직선에 대응하는 마진 내의 값은 0℃에서, 최소 25.4 V, 최대 32.6 V, 평균 29.0 V가 된다. 50℃에서는 최소 15.9 V, 최대 23.7 V, 평균 19.8 V가 된다.

도 52에 있어서, 실시예 3에 있어서의 플레너 상태에서의 구동 파형의 파고치로서는, 예컨대 동일 온도에서의 포컬코닉 상태에 대응하는 구동 파형의 파고치에 소정치를 더하거나, 또는 소정치를 곱한 값으로서 온도에 대응하여 변화시킬 수 있다. 그 특성이 도 52에 있어서, 플레너 상태의 상측에 있는 선으로 나타내어져 있다. 한편, 이 선의 0℃에 있어서의 값은 49.3 V이며, 이것은 포컬코닉 상태에 대응하는 3 라인의 선 안의 평균치 29.0 V의 1.7배이다. 또한 50℃에 있어서의 값은 33.66 V이며, 포컬코닉 상태에 대응하는 평균치 19.8 V의 1.7배이다.

도 53은 도 52에서 설명한 플레너 구동 및 포컬코닉 구동의 전압 파고치의 온도 보상 회로의 구성예이다. 도 53에 있어서 AMP1, 즉 온도 센서 출력이 주어지는 증폭기의 증폭율은 R2/R1과 같고, 그 값은 1.7이다.

어느 온도에 있어서의 센서 출력은 도시하지 않는 연산 회로에 의해서 연산되어, 0℃ 및 50℃에 있어서의 출력치가 도 52에서 설명한 포컬코닉 구동에 대응하는 3 라인의 선의 안에서 평균치를 보이는 선의 값과 같아지도록 설정되어 있다. 즉, 센서 출력치는 0℃에 있어서는 29.0 V, 50℃에 있어서는 19.8 V이다. 그래서 AMP1 출력은 0℃에서 49.3 V, 50℃에서 33.66 V가 된다. 이들 값은 도 52에서 설명한 플레너 상태에 대한 온도 보상 특성 직선의 값과 같다.

TR1과 TR2는 출력 임피던스를 충분히 낮게 하기 위한 에미터 팔로워 회로를 구성하며, 각각의 에미터 전압, 즉 플레너 전압과 포컬코닉 전압의 출력치는 각각의 트랜지스터의 베이스 전압보다 약 0.7 V 낮게 된다. 따라서 플레너 전압 출력치는 0℃에서 약 48.6 V(= 49.3-0.7), 50℃에서는 약 33.0 V(=33.66-0.7)이며, 이들은 플레너 상태에 대응하는 구동 전압 파형의 파고치의 최저치, 즉 도 50에서 설명한 플레너 상태에 대응하는 최저 전압, 0℃에서 43.3 V, 50℃에서 30.9 V보다 충분히 높은 값이다.

TR2의 베이스 전압은 AMP1의 출력 전압의 R4배를 (R3+R4)로 나눈 값이 된다. 이 계수의 값은 1/1.7과 같고, TR2의 에미터 전압, 즉 포컬코닉 전압의 출력치는 0℃에 있어서 28.3 V(=29.0-0.7), 50℃에 있어서는 약 19.1 V(=19.8-0.7)이다. 이들 값은 도 52에서 설명한 3 라인의 직선에 의해서 나타내어지며, 포컬코닉 상태에 대응하는 최소 전압(25.4 V 및 15.9 V)보다 충분히 크고, 또 최대 전압(32.6 V 및 23.7 V)보다 충분히 작아지고 있다.

또한, 상술한 바와 같이 포컬코닉 상태에 대응하는 구동 파형의 파고치를, 액정 셀의 동작 온도에 대응하여, 이와 같이 직선적으로 변화시킴으로써 펄스 폭 10 ms라도, 펄스 폭 50 ms의 경우와 동등한 마진을 확보할 수 있다. 즉, 표시 속도를 5배로 하고 있음에도 불구하고, 파고치의 마진으로서 동등한 값을 확보할 수 있어, 콜레스테릭 액정을 이용한 표시 장치에 있어서 넓은 온도 범위에서 안정적인 동작이 가능해진다.

이상에 있어서 실시예 3으로서, 예컨대 비접촉 IC 카드에 대한 전원 회로나, 표시 기능 제한 회로, 표시용 전원 전류 제한 회로, 콜레스테릭 액정 구동 전압의 온도 보상 회로 등에 관해서 설명했지만, 이들 회로는 실제로는 각각 독립적으로 이용되기보다도 몇 개인가가 조합되어 사용되게 된다. 그 조합은, 필요에 따라서 몇 개의 회로를 취사 선택하여 조합하는 형식으로 하는 것이 가능하다.

또한 각 회로에 있어서의 소자의 값이나, 기준 전압의 값은 비교적 용이하게 결정할 수 있다. 도 53의 온도 보상 회로에 대해서는, 저항의 값의 결정 등에 관해서 상세히 설명했지만, 예컨대 도 49에서 설명한 전류 제한 회로의 동작에 대해서는 일반적인 핸드북 등에 기술되어 있으며, 소자의 값 등을 용이하게 결정할 수 있다.

이상과 같이 실시예 3에 따르면, 예컨대 콜레스테릭 액정을 이용한 표시 패널에 대한 전원 회로의 대폭적인 비용 삭감 및 박형화를 실현할 수 있고, 또 공급되는 전력량에 대응하여 표시 기능을 제한함으로써 통신 거리의 단축이나 동작 불안정을 피할 수 있고, 또한 기동시의 표시용 전원의 전류를 제한함으로써 기존의 드라이버 LSI를 안정적이고 또 신속하게 기동할 수 있기 때문에, 모바일 기기 응용의 범위가 대폭 확대된다.

이어서 반영구 메모리성 표시 소자, 예컨대 콜레스테릭 액정을 이용하는 표시 장치에 있어서의 액정 소자의 구동 방법 및 화상 표시 방법 등을 실시예 4로서 설명한다. 실시예 4에 있어서는 예컨대 콜레스테릭 액정 소자가 이용되는 표시 장치를 무전원으로 사용하기 위해서, 액정 소자의 구동이나 화상 표시를 될 수 있는 한 전력 소비가 적은 형식으로 실행하기 위한 구동 방식 및 화상 표시 방법에 관해서 설명한다.

도 54는 실시예 4에 있어서의 액정 표시 소자, 예컨대 매트릭스형의 액정 소자를 구동하기 위한 드라이버의 구성 블럭도이다. 이 드라이버 자체는 예컨대 시판되고 있는 기존의 STN 공통 드라이버와 그 구성은 거의 동일하다. 본 발명에 특유한 구성은 아니며, 실시예 4에서는 그 구동 방법에 특징이 있다.

도 54에 있어서 전력이나 데이터를 발신하는 무선 단말기(20), 혹은 IC 카드 리더/라이터 등으로부터 보내지는 전력 및 데이터는 전력/데이터 수신부(81)에 의해서 수신되어, 그 수신 결과에 대응하여 신호 제어 회로(82)에 의해서 신호 변환 회로(83)의 제어가 이루어져, 매트릭스형 액정 소자(84)의 구동 표시가 이루어진다.

매트릭스형 액정 소자(84)는 일반적으로 라인을 선택하기 위한 주사 전극 및 데이터를 부여하기 위한 신호 전극을 갖추고 있고, 주사 전극 측에는 액정 소자의 구동 신호를 교류로 하기 위한 극성 반전 신호 FR, 라인 선택 신호로서의 Eio 신호, 및 신호 전극 측에 있어서의 데이터의 래치와 함께 주사 라인의 시프트를 행하기 위한 Lp 신호 등이 주어진다. 신호 전극 측에는 FR 신호, Lp 신호에 더하여, 기록에 이용되는 데이터 신호 등이 주어진다.

주사 전극 측에는 일반적으로 가장 위의 라인에서부터 1 라인씩 데이터의 기록을 하기 위해서 주사 전극의 선택을 하는 Eio 신호가 주어지며, 여기서는 그 모드를 공통 모드라고 부른다. 이에 대하여 가장 위에서부터 1 라인씩 기록을 하는 것이 아니라, 임의의 라인에 데이터 기록을 하기 위해서 라인을 선택하는 세그멘트 모드라 불리기 위한 신호를 부여하는 것도 가능하며, 이 2개의 모드를 전환하기 위 한 전환 신호도 주어진다.

도 55는 실시예 4에 있어서의 화면 재기록 방식의 설명도이다. 종래에는 화면 재기록을 할 때에는 이전의 표시 화면이 일괄 리셋되는 방식이 일반적이지만, 이 방식에서는 리셋할 때에 적어도 수십 mW의 전력이 소비되어, 예컨대 비접촉 IC 카드에 있어서 IC 카드 리더/라이터 측으로부터 공급되는 전력인 5∼10 mW보다 꽤 커져, 전원을 갖지 않는 표시 장치 측에서 일괄 리셋을 하는 것은 곤란하다.

그래서 실시예 4에서는 수라인씩, 예컨대 4 라인씩 리셋을 하여, 동시에 1 라인의 데이터 기록을 한다고 하는 동작을 라인수만큼 반복하여 화면 재기록을 행함으로써, 소비 전력을 억제하는 것으로 하고, 또한 리셋용 데이터로서, 예컨대 전부의 화소를 백으로 한다고 하는 특별한 리셋 데이터를 이용하는 일없이, 기록 데이터 자체를 리셋에 사용하는 것으로 한다.

도 55에 있어서 화면의 하반부는 전회 표시분의 화면을 나타내고, 상반부는 신규 표시의 화면을 나타낸다. 여기서는 가장 위의 라인에서부터 시작하여 기록 선두 라인, 즉 전술한 1 라인씩의 기록 라인이 거의 화면의 중앙 부근에 온 상태를 나타내고, 이 라인 상의 데이터의 기록이 이루어지는 동시에 리셋 라인, 예컨대 4 라인에 대해서는 기록 데이터를 이용한 리셋이 이루어지고 있다. 이 동작에 관해서 도 56을 이용하여 더욱 설명한다.

도 56에 있어서, 우선 리셋 라인으로서 4개의 라인을 설정하는 동작이 이루어진다. 도 56에서 Eio 신호와 Lp 신호가 동시에 입력되면, 우선 도 55에 있어서의 화면 상의 위에서부터 1번째의 라인이 선택되어, 그 라인에 데이터를 기록할 수 있 는 상태가 된다. 이어서 Eio와 Lp 신호와의 2개째의 펄스가 함께 입력되면, 맨 처음에 선택된 1번째 라인은 Lp 신호에 의해서 시프트되어, 2번째 라인이 선택되는 동시에, 동시에 입력되는 Eio 신호에 의해서, 1번째 라인도 동시에 선택되어, 1번째 라인과 2번째 라인의 2개의 라인이 선택된 상태가 된다. 이 동작이 반복되어 리셋 라인 설정 구간에서는 1번째 라인에서부터 4번째 라인이 선택 상태가 되어, 그 4개의 라인에 데이터 기록이 가능한 상태가 된다.

다음의 중지 라인 설정 구간에서는 Lp 신호만이 입력되고 있고, 이 펄스에 의해서 1 라인의 시프트가 이루어져, 화면 상의 2번째 라인에서부터 5번째 라인까지가 선택된 상태가 된다.

그 다음의 기록 구간의 최초에, Eio 신호와 Lp 신호가 동시에 입력되어, 그 전에 선택되고 있는 2번째 라인에서부터 5번째 라인은 1 라인씩 시프트되고, 3번째 라인에서부터 6번째 라인이 선택된 상태로 되는 동시에, Eio 신호의 입력에 의해서 화면 상의 최초의 라인, 즉 1번째 라인도 선택된 상태가 된다. 이 상태에서 1번째 라인의 데이터를 부여함으로써, 1번째 라인에는 원래 기록되어야 하는 데이터가 기록되는 동시에, 3번째 라인에서부터 6번째 라인까지는 1번째 라인의 데이터가 리셋을 위한 데이터로서 주어져, 전회 표시된 데이터의 리셋이 이루어진다. 이 때, 2번째 라인은 중지 라인 설정 구간에서 설정된 중지 라인으로 되고 있으며, 데이터의 기록은 이루어지지 않는다.

그 다음의 Lp 펄스의 입력에 대응하여, 그 전에 선택되어 있던 라인은 시프트되어, 2번째 라인과 4번째 라인에서부터 7번째 라인까지가 선택 상태가 된다. 이 상태에서 2번째 라인의 데이터가 주어져, 2번째 라인에 원래 기록되는 데이터가 기록되는 동시에, 4번째 라인에서부터 7번째 라인까지의 전회 표시 데이터의 리셋이 이루어진다.

또한 그 다음의 Lp 펄스의 입력에 의해서, 마찬가지로 3번째 라인과 5번째 라인에서부터 8번째 라인이 선택되어, 3번째 라인의 데이터의 기록이 이루어진다. 3번째 라인에는 그 2개 앞의 Lp 펄스의 입력시에 1번째 라인의 데이터가 기록되고 있지만, 일반적으로 콜레스테릭 액정의 응답 시간은 재료의 물성에 따라 다르기도 하지만, 수십 ms 오더이다. 2번째 라인의 데이터가 기록되는 타이밍으로서의 Lp 펄스의 입력 시점에서는, 3번째 라인은 중지 구간으로 되고 있고, 이 구간(예컨대 50 ms 이하)에 있어서 2번째 라인의 화소는 포컬코닉 상태 혹은 플레너 상태로의 천이 도중의 과도적인 상태로 되고 있고, 3번째 라인의 데이터가 실제로 주어지는 시점에서, 실제의 기록 상태로서의 포컬코닉 상태, 또는 플레너 상태 중 어느 것이 결정되게 된다. 그리고 이러한 동작이, 예컨대 240번째 라인까지, 즉 화면 상의 가장 아래의 라인의 데이터의 기록이 이루어질 때까지 반복된다.

이어서 실시예 4에 있어서의 다른 소비 전력 억제 방식에 관해서 도 57을 이용하여 설명한다. 도 57은 도 54에서 설명한 액정 소자의 구동 파형에 있어서의 극성 반전을 결정하는 신호이지만, 일반적으로 콜레스테릭 액정에서는 1 라인의 데이터 기록 펄스 중에서, 펄스의 극성을 반전시키는 것이 바람직하다. 이것은 액정의 열화나 화질의 열화(잔상이나 크로스토크 등)의 문제를 해결하기 위해서이며, 예컨대 수라인마다나 1 프레임마다 극성을 반전하는 방법도 있지만, 액정 내의 이온의 변동 등에 의한 잔상이나 표시 노이즈의 원인이 되어, 그다지 바람직한 방식은 아니다.

도 57의 상측은 종래의 구동 신호의 극성 반전 방식을 나타내며, 각각의 라인에 대해서는, 처음에는 플러스의 펄스, 다음에 마이너스의 펄스가 주어져 극성 반전이 이루어지는 방식이 이용되고 있었다. 도 57의 하측의 파형이 실시예 4에 있어서의 극성 반전 방식이다. 예컨대 1번째 라인에는 맨 처음에 플러스의 펄스, 다음에 마이너스의 펄스를 가하고, 2번째 라인에는 반대로 맨 처음에 마이너스의 펄스, 다음에 플러스의 펄스를 가하는 식의 형식으로 구동 신호의 극성 반전을 행함으로써, 1 라인 중에서의 극성은 반전되고 있지만, 반전 주기 자체는 2배가 되기 때문에 소비 전력을 억제할 수 있는 동시에, 표시의 품질에 문제를 일으키는 일은 없다.

도 58∼도 60은 도 55∼도 57에서 설명한 구동 방식의 효과의 설명도이다. 도 58, 도 59는 종래 기술로서 설명한 도 3, 도 4에 대응하는 실시예 4의 효과를 도시하는 것이다. 전술한 것과 같은 구동 방식을 이용함으로써, 수십 ms의 주기를 갖는 긴 펄스를 이용하는 대신에, 예컨대 8 ms 정도의 주기를 갖는 짧은 펄스를 이용하더라도 콘트라스트의 저하가 발생하지 않고, 5 mW 정도의 미약한 전력을 이용한 구동 회로에 의해서 QVGA 사이즈(가로 320 도트×세로 240 도트)의 화면에 대하여, 고품질의 데이터 기록을 실행할 수 있다.

도 60은 실시예 4에 있어서 일괄 리셋을 하는 일없이, 수라인, 도 56에서는 4 라인씩 리셋을 함에 의한 소비 전력 억제 효과의 설명도이다. 일괄 리셋을 하는 경우에는, 구동 시작시의 소비 전력이 극단적으로 커지지만, 실시예 4에서는 그와 같은 소비 전력의 증대를 억제할 수 있다.

이어서 실시예 4에 있어서의 화상 기록 방식으로서의 스킵 구동 방식에 대해서 도 61, 도 62를 이용하여 설명한다. 이 구동 방식, 즉 스킵 구동 방식에서는 주사 전극 측에도 전술한 공통 모드가 아니라, 세그멘트 모드의 신호를 부여함으로써, 매트릭스 상의 임의 위치의 화소에 대하여 데이터 기록을 할 수 있는 것으로 한다.

도 61에 있어서, 우선 표시 화면의 전체 리셋이 이루어진다. 이 리셋에 있어서는 전체를 동시에 포컬코닉 상태로 천이시키더라도 좋지만, 소비 전력이 커지기 때문에, 3 ms 이하의 주기가 짧은 펄스에 의한 불완전한 포컬코닉 상태로의 간이 리셋이라도 리셋의 효과가 있다. 혹은 표시부 전체를 복수의 블록으로 나눠, 블록마다 리셋하더라도 좋다.

이어서 주사 전극 측에서 동일 패턴, 여기서는 화이트 백그라운드(white background) 패턴이 기록되어야 하는 부분이 선택되어, 그 부분의 전극에 대한 일괄 기록이 이루어진다. 이에 의해서 복수의 라인에 동시에 화이트 백그라운드 패턴을 그릴 수 있어, 구동 시간의 단축을 도모할 수 있다.

여기서는 동일 패턴으로서 화이트 백그라운드 패턴을 예로 들었지만, 동일 패턴에 대해서는 특별히 한정은 없지만, 체크 무늬와 같이 공간 주파수가 높은 패턴은 소비 전력이 커지기 때문에, 패턴에 따라서 일괄 기록을 하는 라인의 수에 제한을 갖게 할 필요가 있다. 즉, 공간 주파수가 높은 패턴일수록 일괄 선택하는 라 인의 수를 적게 한다.

화상 처리에 있어서 어느 화소에 대한 오차를 주위의 화소로 확산시키는 오차확산법으로 처리된 랜덤 패턴의 화상이라면 동일 패턴이 존재할 확률은 낮아지지만, 계조 화상의 농도 신호에 잡음을 가하여, 역치 처리에 의해 2치화하는 2치디서법의 일종으로서의 조직적 디서법이나, 망점에 의한 하프톤 화상에서는 동일 패턴이 존재하는 경우가 있다. 그러나, 이 스킵 구동 방식은 텍스트 표시와 같이 화이트 백그라운드 등이 많은 경우에 특히 효과적이다.

도 61에 있어서, 동일 패턴의 일괄 기록 후에, 통상의 순차 라인 구동(패시브 구동)이 이루어지고, 동일 패턴 이외의 나머지 부분의 순차 기록이 이루어진다. 이 때, 인터레이스 주사로 하면, 더욱 빠르게 화상 전체를 인식할 수 있다. 이 스킵 구동은 MLA 구동과 같이 복잡한 방식을 이용하지 않고, 간이한 구동 회로로 실현할 수 있으며, 패턴에 의해서 일괄 구동하는 라인의 수를 다르게 한 데에 특징이 있다.

도 62는 이 스킵 구동 방식의 처리 흐름도이다. 도 62에 있어서 좌측은 구동 전처리로서의 동일 패턴 검출 처리 흐름도이다. 이 처리에서는, 예컨대 8 비트의 원화상을 이용하여 단계 S1에서 오차확산법 등에 의한 2치 스크리닝이 이루어지고, 단계 S2에서 루프 1로서 데이터의 비교원으로서의 주사 전극이 선택되고, 단계 S3에서 데이터의 비교처로서의 주사 전극이 선택되고, 단계 S4에서 각각의 전극에 대한 데이터의 패턴 비교가 이루어지고, 단계 S5에서 동일 패턴이 검출되었는지의 여부가 판정되어, 검출된 경우에는 단계 S6에서 동일 패턴이 존재하는 좌표, 혹은 어드레스가 동일 패턴의 어드레스 보존 메모리(86)에 저장된 후에, 또 검출되지 않은 경우는 즉시 단계 S3에서 비교처의 주사 전극이 변경되어 처리가 계속되고, 단계 S2에서 선택된 비교원으로서의 주사 전극의 데이터에 대한 비교가 종료된 시점에서, 단계 S2에서 비교원으로서의 주사 전극이 변경되어 처리가 계속되어, 모든 데이터의 비교가 이루어진 후에 처리를 종료한다.

도 62의 우측의 흐름도는 구동시, 즉 기록 처리의 흐름도이다. 도 62에 있어서 처리가 시작되면, 단계 S10에서 예컨대 표시부 전면의 일괄 리셋 처리가 이루어지고, 단계 S11에서 동일 패턴의 어드레스 보존 메모리(86)로부터 동일 패턴이 하나 빼내어지고, 단계 S12에서 그 패턴을 기록해야 하는 복수의 주사 전극이 동시 선택되고, 단계 S13에서 데이터의 일괄 기록이 이루어지며, 그 다음 패턴에 대해서 단계 S11에서부터 S13의 처리가 이루어진다. 동일 패턴의 기록이 종료되면 단계 S14에서 미기록의 라인에 대한 기록 루프가 실행되고, 단계 S15에서 동일 패턴이 기록된 이외의 나머지 부분에 대하여, 데이터의 패시브 기록이 1 라인씩 이루어져 표시 처리가 완료된다.

이어서 실시예 4에 있어서의 다치(multi value) 기록 방식에 관해서 도 63, 도 64를 이용하여 설명한다. 일반적으로 콜레스테릭 액정을 이용한 표시 장치에서는, 기록이 고속으로 되면 포컬코닉 상태로의 천이가 불충분하게 되기 때문에 화상 전체가 희미해진다고 하는 문제점이 있지만, 실시예 4에서는 이것을 이용하여 중간조의 기록을 하여, 그것을 반복하여 명확한 화상을 표시하는 다치 기록을 실행할 수 있다.

우선 3치 기록의 경우에 관해서 설명한다. 맨 처음에 원화상을 3치, 예컨대 8 비트 256 계조인 경우에는 0, 128 및 255의 3가지의 레벨로 스크리닝 처리를 한다. 이 처리의 종류는 특별히 한정할 필요는 없지만, 전술한 오차확산법이나, 보다 넓은 면적에서의 화상 처리로서의 블루노이즈마스크법 등을 이용함으로써, 해상도가 높은 의사 중간조 화상을 생성할 수 있다.

이 3치 스크리닝 처리를 한 후에, 흑(0) 레벨의 화소를 추출하고, 추출된 화소, 즉 원래 흑이 기록되는 화소만을 추출하여, 그 화소에만 첫회 스캔으로서 중간조의 화상을 기록한다. 즉, 통상시보다도 고속으로 액정 소자를 구동함으로써, 드라이버로부터의 출력 전압을 고정한 상태로 중간 계조 레벨 화상의 기록이 이루어진다. 구동 속도의 조정에 의해서, 도 63과 같이 원래 흑이 기록되어야 하는 화소에 중간조 데이터가 기록된 화상을 얻을 수 있다.

그 후 도 64에 도시한 바와 같이 2회째의 스캔, 즉 흑(0) 레벨과 중간(128) 레벨을 흑(0) 레벨로 변환한 데이터의 기록을 함으로써, 도 63에서는 중간 계조였던 화소가 흑 계조로 되고, 그 이외의 부분에 중간 계조, 혹은 백 계조의 데이터가 기록되어, 최종적으로 3치 화상이 형성된다. 이로써 다치 계조의 화상을 간단히 표시할 수 있는 동시에, 사용자에게 있어서는 표시의 전체 이미지를 빠르게 파악할 수도 있다. 즉, 처음에는 희미한 화상이 서서히 분명하게 표시되어 가게 되고, 3치 이상의 다치 표시도 주사 속도를 적절하게 하여 보다 다수회의 기록을 함으로써 실현 가능하다. 또한 이 방법과는 반대로, 중간 계조에서 백 계조로 하고 싶은 화소를 누적적으로 기록하는 방법도 가능하다.

이상과 같이 실시예 4에 따르면, 콜레스테릭 액정과 같은 반영구 메모리성을 갖는 표시 소자를 이용한 전원을 갖지 않는 표시 장치에 있어서, 구동시의 소비 전력을 대폭 억제할 수 있고, 또 잔상이나 콘트라스트의 저하가 발생하지 않는 고품질의 표시를 단시간에 실행하는 것이 가능해진다.

이어서 실시예 5를 설명한다. 이 실시예 5에 있어서는 예컨대 콜레스테릭 액정과 같은 반영구 메모리성을 갖는 표시 장치의 보다 상세한 구성과 보다 광범위한 응용에 관해서 설명한다. 실시예 5에 있어서 자동 표시 장치는 전원이 끊어지더라도 표시 내용을 유지하는 반영구 메모리성을 갖는 표시 매체와, 표시하여야 할 데이터의 획득 방법에 관한 정보와, 획득한 표시 데이터의 표시 양식에 관한 정보를 유지하는 메모리와, 데이터 획득 방법에 따라서 표시 데이터를 획득하기 위한, 예컨대 인터넷 접속부와, 유지되어 있는 표시 양식에 따라서 획득한 데이터의 표시를 하는 제어부를 적어도 구비하여, 외부 또는 내부로부터 주어지는 지령에 응답하여 기동된 후에 표시 데이터를 획득하고, 표시 양식을 갖춰 반영구 메모리성을 갖는 표시 매체에 데이터 표시를 하는 것이다.

도 65는 그와 같은 자동 표시 장치의 구성예를 도시한다. 도 65에 있어서 자동 표시 장치(90)는 예컨대 도 7에 도시하는 무선 표시기(21)와 비교하면 제어부(35), 표시부 구동 회로(39) 및 메모리성 표시부(40)에 더하여 전원(91), 인터넷 접속부(92), 전지(93), 타이머(94), 불휘발성 메모리(95)를 갖추고 있다.

도 65에 있어서 자동 표시 장치(90)는 호스트 기능과 인터넷에의 접속 기구를 탑재하고 있어, 전원(91)이 투입되면 불휘발성 메모리(95)에 저장된 URL을 이용 하여 인터넷 접속부(92)의 동작에 의해 페이지 데이터를 획득하여, 불휘발성 메모리(95)에 저장된 표시 양식 정보에 따라서 메모리성 표시부(40)에 페이지 데이터를 표시하고, 자동적으로 전원 절단 상태가 된다. 불휘발성 메모리(95)의 내용은 외부, 예컨대 무선 단말기 측으로부터 자유롭게 재기록 가능하다. 또한, 전지(93)에 의해서 백업된 타이머(94)에 의해서 자동 표시 장치(90)를 자동적으로 기동시키는 것도 가능하다.

한편 청구의 범위의 청구항 25에 있어서의 표시 수단은 도 65의 메모리성 표시부(40), 기억 수단은 불휘발성 메모리(95), 제어 수단은 제어부(35)와 표시부 구동 회로(39)에 상당한다. 또 청구항 30에 있어서의 불휘발 기억 수단도 불휘발성 메모리(95)에 상당하고, 이 메모리(95)에 복수 페이지분의 표시 데이터를 저장하여, 메모리성 표시부(40)의 표시 내용을 재기록하는 것도, 또 메모리성 표시부(40)에 표시되어 있던 내용이 어떠한 원인으로 소거된 경우에도, 메모리(95)의 내용을 이용하여 그 내용을 복구하는 것도 가능하다.

도 66은 PC 혹은 PDA 등의 통신 단말(97)과 유선 접속된 자동 표시 장치의 구성예이다. 도 66에 있어서 자동 표시 장치(90)와 통신 단말(97)은 모두 USB나 접촉형 IC 카드와 같은 유선 인터페이스(96, 98)를 갖추고 있다. 자동 표시 장치(90)는 퍼스널 컴퓨터나 슬롯인형 혹은 크레이들형의 IC 카드 리더/라이터에 접속되면, 전원 공급이 시작되어 기동하여, 도 65에 있어서와 같은 동작 후에 자동적으로 대기 상태가 된다. 퍼스널 컴퓨터 등과의 접속이 절단되면 전원이 끊어진다. 불휘발성 메모리(95)의 내용은 유선 인터페이스(98, 96)를 경유하여 호스트 측, 즉 통신 단말(97) 측으로부터 자유롭게 재기록 가능하다. 자동 표시 장치(90)를 통신 단말(97) 측과 항상 접속해 두고, 예컨대 타이머(94)에 의해서 자동적으로 기동할 수도 있다.

도 67은 통신 단말과 무선 접속되는 자동 표시 장치의 구성예이다. 자동 표시 장치(90) 및 통신 단말(97)은 모두 무선 LAN 또는 Bluetooth 등에 대응하는 무선 인터페이스(100, 101)를 갖추고 있고, 자동 표시 장치(90)는 통신 단말(97)로부터의 기동 커맨드의 수신에 대응하여 기동하여, 도 65에 있어서와 같은 동작을 실행한다. 도시하지 않는 전지 백업된 모니터로 항상 통신 단말(97) 측으로부터의 기동 커맨드를 감시하여, 통신 단말(97) 측에 탑재된 도시하지 않는 타이머의 타임업시에 발행되는 기동 커맨드에 의해서 자동적으로 기동할 수도 있다.

도 68은 비접촉 IC 카드 인터페이스를 갖는 자동 표시 장치의 구성예이다. 자동 표시 장치(90)는 비접촉 IC 카드 인터페이스(102) 또는 RF(Radio Frequency) ID 인터페이스를 갖추고, 통신 단말(97), 예컨대 IC 카드 리더/라이터도 비접촉 IC 카드 인터페이스(103)를 갖추고 있다.

통신 단말(97)과의 거리가 소정치 이하가 되면 자동 표시 장치(90)는 자동적으로 기동되어, 도 65에 있어서와 같은 동작을 실행한다. 비접촉 IC 카드에는, 통신 거리는 약 10 cm로 짧지만 통신 속도가 빠른 근접형과, 통신 거리는 약 1 m로 길지만 통신 속도가 느린 근방형이 있다. 자동 표시 장치(90)에는 양방 타입의 IC 카드 칩을 탑재하는 것도 가능하다. 그 경우, 근방형만이 동작 가능한 거리가 긴 상태에서는 통신 단말(97) 측으로부터 얻어지는 전력이 작아지기 때문에, 표시부에 의 전력 공급을 전면적으로 차단하여, 통신 속도의 제한으로 화상 데이터는 전송하지 않고, 문자 데이터만 전송하는 것이 현실적이다.

도 69는 예컨대 도 65의 휘발성 메모리(95)에 저장되어 있는 표시하여야 할 데이터의 획득 방법의 정보와, 획득한 표시 데이터의 표시 양식 정보의 예이다. 도 69에 있어서 어드레스 0-255에는 표시하여야 할 데이터의 획득 방법으로서 URL, 또는 파일에의 경로 이름이 저장되어 있다. 그 내용은 예컨대 ×××××.com의 URL 이다.

어드레스 256 이후는 표시 양식에 관한 데이터이며, 표시 화면의 화소수, 세로 길이, 혹은 가로 길이의 지정, 등배, 확대 혹은 축소의 지정 등, 일반적인 인쇄 양식 데이터와 유사한 표시 양식 데이터가 저장되어 있다.

실시예 5에 있어서 데이터 표시를 하는 것뿐만 아니라, 데이터의 갱신 일시를 표시할 수도 있다. 도 70, 도 71은 갱신 일시 표시 양식의 설명도이다. 도 70에서는, 표시 장치 측에 데이터 그 자체의 표시부와는 독립적으로 세그멘트 화소를 이용한 갱신 일시 표시부가 설치되어 있으며, 이 표시부로서도 콜레스테릭 액정을 이용할 수 있다.

도 71은 데이터의 표시부 내에 갱신 일시도 표시하는 것으로, 이 표시는 호스트(통신 단말) 측으로부터 표시 데이터 내에 추기된 형태로 송신되어 표시된다. 이에 대하여 도 70에서는, 예컨대 호스트 측으로부터 표시 데이터와 갱신 일시 정보가 독립적으로 송신된다. 갱신 일시가 표시되기 때문에, 사용자는 어느 정보인지 바로 판단할 수 있다.

실시예 5에 있어서의 자동 표시 장치의 구성예에 관해서 더욱 설명한다. 우선 도 65 등에 도시된 메모리성 표시부(40)는 상술한 바와 같이 콜레스테릭 액정과 같은 반영구 메모리성을 갖는 것이 최적이지만, 그와 같은 성질을 갖지 않는, 예컨대 수시간이나 하루와 같은 단위로 메모리 내용을 유지할 수 있는 소자나, 전혀 메모리성이 없는 소자와 불휘발 메모리를 조합하는 것도 가능하다.

이 경우, 불휘발 버퍼 메모리의 1 페이지분 또는 복수 페이지분을 갖는 것도 가능하다. 표시 소자가 반영구 메모리성을 갖는 경우, 버퍼 메모리는 반드시 필요하지 않지만, 1 페이지분의 버퍼 메모리를 탑재함으로써, 표시 소자의 표시 내용의 일부 또는 전부가, 예컨대 메모리성 유지 온도 상한을 넘었기 때문에 꺼져 버린 경우에도, 바로 표시 내용을 복구할 수 있다. 또한 복수 페이지분의 버퍼 메모리를 탑재함으로써, 표시 내용을 즉시 바꿀 수도 있다.

또한 자동 표시 장치는, 예컨대 도 65의 메모리성 표시부(40)에 표시된 데이터의 재기록을 금지할 수도 있다. 이 재기록 금지 방법은 예컨대 플렉시블 디스크(플로피 디스크)에 있어서의 기록 금지 방식과 같이 하드웨어적인 것이라도 좋지만, 소프트웨어적인 것이어도 되는 것은 당연하다.

또 자동 표시 장치가 외부로부터 표시 데이터를 획득하고 있는 동작 도중에, 어떠한 원인으로 외부와의 통신이 절단된 경우에, 외부와의 통신 재개시에 표시 데이터 중 획득이 종료되지 않는 미완료분의 데이터를 획득할 수도 있다. 이러한 방법은, 예컨대 프리웨어 등의 다운로드 지원 툴에 있어서 널리 이용되고 있다. 이러한 지원 툴에 있어서의 RESUME 기능은 획득 미완료분의 데이터의 획득에 이용 가능 하다.

또한 실시예 5에 있어서의 자동 표시 장치는 표시 데이터의 획득 방법에 관한 이력의 보존 기능을 갖추더라도 좋다. 이러한 기능은 반드시 필요하지는 않지만, 이러한 기능을 갖춤으로써 과거에 표시한 데이터의 참조가 용이하게 된다. 이러한 이력을 도 65의 불휘발성 메모리(95)에 보존하더라도 좋고, 호스트를 경유하여 외부에 보존하여도 되는 것은 당연하다.

마지막으로 실시예 5에 있어서의 자동 표시 장치의 광범위한 응용에 관해서 설명한다. 이러한 응용예를 우선 간단히 설명하면, 모바일 단말 화면을 그대로 자동 표시 장치에 전송할 수도 있지만, 모바일 단말 화면에 대응하는 고선명, 대화면의 데이터를 별도로 구축하여, 자동 표시 장치에 전송할 수도 있다.

또한 모바일 단말 상의 자동 표시 장치 드라이버를 자동 표시 장치로부터 인스톨하기 위해서, 자동 표시 장치가 모바일 단말용의 인스톨러를 갖출 수도 있다. 일반적으로 모바일 단말은 메모리량이 작아, 드라이버를 필요시에 인스톨하고, 필요가 없어진 시점에서 소거함으로써, 메모리를 유효하게 이용할 수 있다.

또한 자동 표시 장치는, 시스템 수첩에 있어서의 바꿔끼기가 가능한 페이지에 상당하는 리필의 형상을 가지며, 그 리필의 양면에 있어서 데이터의 표시를 할 수 있게 하는 것도 가능하다. 이 경우, 양면에 안테나를 설치하고, 중간에 자기 실드층을 구비하여, 2개의 안테나에 생긴 전압을 비교하여, 전압이 높은 안테나가 설치되어 있는 면의 표시 데이터를 먼저 재기록하는 것도 가능하다.

더욱이 자동 표시 장치에 있어서, 표시 패널+드라이버 LSI를 포함하는 표시 부만을 떼어낼 수 있고, 또한 표시 패널 및 버퍼 메모리의 데이터를 소거하는 기능을 갖출 수도 있어, 표시 화면의 일부가 고정적인 광고 표시 영역으로 되어 있어, 표시 데이터의 갱신시에 소정의 순서로 광고 데이터를 다운로드하여, 거기에 표시할 수도 있다.

이러한 응용예에 관해서 도면을 이용하여 더욱 설명한다. 도 72의 자동 표시 장치(무선 표시 시트 및 무선 표시 카드)는 비접촉형 IC 카드 인터페이스(안테나, IC 칩)를 탑재하고 있다. 자동 표시 장치를 IC 카드 리더/라이터가 탑재된 휴대 전화나 디지털 카메라, PDA에 가까이 하면, 자동 표시 장치는 화면 데이터의 전송을 요구한다. 휴대 전화 등에는 자동 표시 장치 드라이버가 설치되어 있어, 휴대 화면 데이터를 그대로 혹은 휴대 화면 데이터에 대응하는 고선명·대화면 데이터를 구축하여, 자동 표시 장치에 전송한다. 자동 표시 장치는, 전술한 것과 같이 휴대 전화로부터 공급되는 전력에 따른 표시 구동 제어를 하여, 표시 패널에 화면 데이터를 표시하고, 자동적으로 대기 상태가 된다.

시트형인 것을 휴대 전화에 가까이 하는 것만으로, 지도를 확대 표시하거나, 긴 메일 전체를 표시하거나, 메모하고 싶은 내용을 표시하거나 할 수 있어, 매우 편리하다. 휴대 전화의 자동 표시 장치 드라이버는 자동 표시 장치로부터 인스톨할 수도 있다.

도 72의 자동 표시 장치를 IC 카드 리더/라이터가 탑재된 노트북 퍼스널 컴퓨터에 가까이 하면, 자동 표시 장치는 인쇄 데이터의 전송을 요구한다. 노트북 퍼스널 컴퓨터에는 자동 표시 장치 드라이버가 인스톨되어 있어, 통상의 인쇄 순서로 인쇄 데이터를 자동 표시 장치에 전송한다. 자동 표시 장치는 노트북 퍼스널 컴퓨터로부터 공급되는 전력에 따른 표시 구동 제어를 하여, 표시 패널에 인쇄 데이터를 표시하고, 자동적으로 대기 상태가 된다.

자동 표시 장치를 시스템 수첩의 리필 형상으로 하여도 좋다. 그 경우, 양면을 표시할 수 있게 하더라도 좋다. 안테나를 양면에 설치하고, 중간에 자기 실드층을 설치함으로써, IC 카드 리더/라이터가 어느 쪽의 표시면 측에 있는지를 식별할 수 있다. IC 카드 리더/라이터가 있는 측의 표시 데이터 처리를 우선하는 것이 바람직하다.

도 73의 PC용 세컨드 디스플레이로서의 자동 표시 장치는 USB 인터페이스를 탑재하고 있다. 자동 표시 장치를 데스크탑 퍼스널 컴퓨터에 접속하면, 자동 표시 장치는 2대째 이후의 디스플레이로서, 화면 데이터의 전송을 요구한다. 데스크탑 퍼스널 컴퓨터에는 자동 표시 장치 드라이버가 인스톨되어 있어, 통상의 디스플레이와 마찬가지로 화면 데이터를 자동 표시 장치에 전송한다. 자동 표시 장치는 표시 패널에 화면 데이터를 표시하고, 자동적으로 다음 화면 데이터의 전송을 요구하여, 일련의 동작을 반복한다.

디스플레이를 복수 대 사용하면, 작업 효율이 업되는 것은 잘 알려져 있다. 자동 표시 장치는 통상의 디스플레이보다도 얇고 가벼우며 장소를 차지하지 않아, 자유로운 레이아웃으로 사용할 수 있고, 더구나 통상의 디스플레이보다 저렴하기 때문에, 4∼5장 동시에 사용하여도 좋다. 네스팅이 깊은 온라인 메뉴얼을 쾌적하게 읽기 위해서는 필수 아이템이라고 할 수 있다.

이어서 본 실시예에 있어서의 자동 표시 장치는 무선 LAN 인터페이스 및 전지를 탑재하고 있다. 자동 표시 장치는, 소유자의 데스크탑 퍼스널 컴퓨터가 기동되어, 소유자의 인증이 완료되면 자동적으로 기동된다. 데스크탑 퍼스널 컴퓨터에 부원 스케줄표 데이터의 전송을 요구한다. 데스크탑 퍼스널 컴퓨터에는 자동 표시 장치 드라이버가 인스톨되어 있어, 부원 스케줄표 데이터를 전송한다. 자동 표시 장치는 표시 패널에 부원 스케줄을 표시하여, 자동적으로 대기 상태가 된다. 대기 상태에서는 자동 표시 장치의 표시부만을 떼어낼 수 있다.

부원 스케줄표를 매일 인쇄하고 있는 사람은 많다. 1인당 연간 250장 정도의 종이를 소비한다. 자동 표시 장치를 이용함으로써, 부원 스케줄표를 매일 인쇄하는 수고를 생략할 수 있는 동시에, 종이의 소비량 삭감 및 종이 먼지 발생량의 삭감이 가능하다.

본 실시예에 있어서의 자동 표시 장치는 비접촉형 IC 카드 인터페이스(안테나, IC 칩)를 탑재하고 있다. 자동 표시 장치를 IC 카드 리더/라이터가 탑재된 휴대 전화에 가까이 하면, 자동 표시 장치는 신문 기사의 전송을 요구한다. 휴대 전화에는 자동 표시 장치 드라이버가 인스톨되어 있어, 신문사의 홈페이지로부터 신문 기사를 다운로드하여 자동 표시 장치에 전송한다. 자동 표시 장치는 휴대 전화로부터 공급되는 전력에 따른 표시 구동 제어를 하여 표시 패널에 신문 기사를 표시하고, 자동적으로 대기 상태가 된다.

시트형인 것을 휴대 전화에 가까이 하는 것만으로, 최신의 신문 기사를 읽을 수 있어 매우 편리하다. 이것과 같은 기술을 전자 서적에 응용할 수도 있다. 미리 다운로드할 필요는 없기 때문에, 예를 들면 전차의 가죽 손잡이 광고에서 눈에 띈 문고책이나 잡지를 그 자리에서 읽기 시작할 수도 있다. 미리 저작권 보호 등을 위한 SD(secure digital) 카드 등에 다운로드하는 방식의 전자 서적에 비해서, 현저히 편리하고 또 쾌적하다.

본 실시예에 있어서의 자동 표시 장치는 무선 LAN 인터페이스 및 전지를 탑재하고 있다. 자동 표시 장치는, 소유자의 데스크탑 퍼스널 컴퓨터가 기동되면 자동적으로 기동된다. 데스크탑 퍼스널 컴퓨터에 신문 기사의 전송을 요구한다. 데스크탑 퍼스널 컴퓨터에는 자동 표시 장치 드라이버가 인스톨되어 있어, 신문사의 홈페이지로부터 신문 기사를 다운로드하여 자동 표시 장치에 전송한다. 자동 표시 장치는 표시 패널(A6∼A3판 좌우 양면)의 사이즈에 따라서 신문 기사를 표시하고, 자동적으로 대기 상태가 된다. 대기 상태에서는 자동 표시 장치의 표시부만을 떼어낼 수 있다.

자동 표시 장치를 이용함으로써, 인쇄·배송·각 가정으로의 배달이 불필요하게 되기 때문에, 구독료는 종래의 신문보다 싸고, 더구나 종래의 신문보다 훨씬 새로운 기사가 읽을 수 있다. 종이의 소비량 및 종이 먼지 발생량도 삭감할 수 있다.

도 74에 도시하는 자동 표시 장치는 전차 차량 내에 다수 첨부되어 있으며, 각각 Bluetooth 인터페이스 및 전지를 탑재하고 있다. 차량 내에 가지고 들어간Bluetooth 탑재 노트북 퍼스널 컴퓨터로부터의 기동 지령에 의해서, 자동 표시 장치 중의 1대가 IC에 의해서 그 지령을 식별하여 기동하여, 광고 데이터의 전송을 요구한다. 노트북 퍼스널 컴퓨터에는 자동 표시 장치 드라이버가 인스톨되어 있어, 기동되고 있는 자동 표시 장치에 표시하여야 할 광고 데이터를 전송한다. 자동 표시 장치는 표시 패널에 광고를 표시하고, 자동적으로 대기 상태가 된다. 모든 자동 표시 장치의 표시 내용 갱신이 완료될 때까지 일련의 동작이 반복된다.

자동 표시 장치를 이용함으로써 인쇄 비용, 첨부 비용 및 종이의 소비량, 종이 먼지 발생량을 삭감할 수 있다. 퍼스널 컴퓨터를 차량 내에 상설하여, 시간대·전차의 주행 지역에 따라서, 광고 내용을 전면적으로 바꿀 수도 있다. 이것과 같은 기술을, 슈퍼 등의 점두의 가격 표시기에 응용할 수도 있다.

이어서 빌딩의 벽면 광고에 사용되는 자동 표시 장치는 빌딩의 벽면에 다수 첨부되어 있으며, 각각 Bluetooth 인터페이스 및 전지를 탑재하고 있다. Bluetooth 탑재 퍼스널 컴퓨터는 빌딩 내에 설치되어, 벽면의 복수 부위에 설치된 안테나에 접속되어 있다. 퍼스널 컴퓨터로부터의 기동 지령에 의해서, 자동 표시 장치 중의 1대가 기동하여, 광고 데이터의 전송을 요구한다. 노트북 퍼스널 컴퓨터에는 자동 표시 장치 드라이버가 인스톨되어 있어, 기동하고 있는 자동 표시 장치에 표시하여야 할 광고 데이터를 전송한다. 자동 표시 장치는 표시 패널에 광고를 표시하고, 자동적으로 대기 상태가 된다. 모든 자동 표시 장치의 표시 내용 갱신이 완료될 때까지 일련의 동작이 반복된다. 복수 대의 자동 표시 장치로 큰 화면을 표시하는 경우에, 한대 한대가 각각의 담당하는 부분의 화상 데이터만을 요구하기 때문에, 화상의 커팅 처리는 용이하다.

자동 표시 장치를 이용함으로써, 인쇄 비용, 첨부 비용을 삭감할 수 있다. 시간대에 따라서, 광고 내용을 전면적으로 바꾸는 것도 가능하다. 이것과 같은 기술을, 역의 시각표에 응용할 수도 있다.

도 75에 도시하는 회의 배포 자료로서 이용되는 자동 표시 장치는 회의실 내에 다수 설치되어 있으며, 각각 Bluetooth 인터페이스 및 전지를 탑재하고 있다. 회의실 안으로 가지고 들어간 Bluetooth 탑재 노트북 퍼스널 컴퓨터로부터의 기동 지령에 의해서, 자동 표시 장치 중의 1대가 기동하여, 회의 자료의 전송을 요구한다. 노트북 퍼스널 컴퓨터에는 자동 표시 장치 드라이버가 인스톨되어 있어, 기동하고 있는 자동 표시 장치에 표시하여야 할 회의 자료를 전송한다. 자동 표시 장치는 표시 패널에 회의 자료를 표시하고, 자동적으로 대기 상태가 된다. 모든 자동 표시 장치의 표시가 완료될 때까지 일련의 동작이 반복된다.

자동 표시 장치를 이용함으로써, 인쇄 비용, 제본 비용 및 종이의 소비량, 종이 먼지 발생량을 삭감할 수 있다. 회의 중에 급속하게 필요하게 된 자료도, 신속하게 배포할 수 있다. 또한, 기밀 자료는 회의 종료시에 표시 패널 및 버퍼 메모리의 데이터를 소거할 수 있으므로, 자동 표시 장치를 이용함으로써 시큐러티를 높일 수 있다.

이어서 광고 표시 기능을 지닌 모바일 표시에 사용하는 예를 설명한다. 모바일 기기의 화면 확대 표시(도 72)와 마찬가지이지만, 표시 화면의 일부가 고정적인 광고 표시 영역으로 되어 있는 것이 다르다. 표시 데이터 갱신시에, 소정의 URL로부터 광고 데이터를 다운로드하여, 광고 표시 영역에 표시한다. 판매 촉진 툴로서 효과적이기 때문에, 기업이 자동 표시 장치를 대량으로 무료 배포할 가능성이 높 다.

이와 같이 실시예 5에 따르면, 퍼스널 컴퓨터 등을 조작하지 않고서, 자동 표시 장치를 기동하는 것, 예컨대 퍼스널 컴퓨터나 PDA에 내장된 IC 카드 리더/라이터에 비접촉 IC 카드를 가까이 함으로써, 최신 정보를 표시시킬 수 있어, 전원을 끊더라도 표시가 꺼지지 않는다고 하는 특징과, 표시 내용을 임의로 재기록할 수 있다고 하는 특징을 고도로 융합한 편리한 전자 페이퍼를 이용한 자동 표시 장치를 실현할 수 있다.

본 발명은 IC 카드나 전자 페이퍼, 액정 표시 소자 및 휴대 단말이나 디지털 카메라를 포함하는 모바일 기기의 제조 산업은 당연하고, 이들의 표시 장치, 표시 소자 및 모바일 기기를 이용하는 모든 산업에 있어서 이용 가능하다.

도 1은 콜레스테릭 액정 소자의 종래예의 구조를 도시한 도면이다.

도 2는 패시브 매트릭스형 소자에 대한 구동 파형의 종래예를 도시한 도면이다.

도 3은 콜레스테릭 액정 구동 방식의 종래예의 문제점을 도시한 도면(파트 1)이다.

도 4는 콜레스테릭 액정 구동 방식의 종래예의 문제점을 도시한 도면(파트 2)이다.

도 5는 본 발명의 정보 표시 시스템의 원리 구성 블럭도이다.

도 6은 본 발명의 표시 장치의 원리 구성 블럭도이다.

도 7은 실시예 1에 있어서의 표시 시스템의 제1의 예의 구성을 도시하는 블럭도이다.

도 8은 실시예 1에 있어서의 표시 시스템의 제2의 예의 구성을 도시하는 블럭도이다.

도 9는 도 7의 시스템에 있어서의 동일 화면 표시 모드의 설명도이다.

도 10은 도 7의 시스템에 있어서의 이화면 표시 모드의 설명도이다.

도 11은 도 7의 시스템에 있어서의 화면 선택 송신 모드의 설명도이다.

도 12는 무선 표시기 상에 있어서의 데이터 표시의 설명도이다.

도 13은 휴대 단말 측의 기계적 부착 기구(파트 1)의 설명도이다.

도 14는 휴대 단말 측의 기계적 부착 기구(파트 2)의 설명도이다.

도 15는 무선 표시기 측의 기계적인 부착부(파트 1)의 설명도이다.

도 16은 무선 표시기 측의 기계적인 부착부(파트 2)의 설명도이다.

도 17은 단말 측의 부착 기구로서의 자석 매직 테이프의 설명도이다.

도 18은 무선 표시기 측의 부착 기구로서의 자석 매직 테이프의 설명도이다.

도 19는 무선 표시기를 이용하는 착용식(wearable) 표시 시스템이 예를 도시하는 도면이다.

도 20은 콜레스테릭 액정의 플레너 상태의 설명도이다.

도 21은 콜레스테릭 액정의 포컬코닉 상태의 설명도이다.

도 22는 콜레스테릭 액정의 반사 스펙트럼의 예를 도시하는 도면이다.

도 23은 콜레스테릭 액정에 대한 플레너 구동 파형의 설명도이다.

도 24는 콜레스테릭 액정에 대한 포컬코닉 구동 파형의 설명도이다.

도 25는 콜레스테릭 액정의 응답 특성을 도시한 도면이다.

도 26은 콜레스테릭 액정을 이용한 반사형 액정 표시 소자의 구성예이다.

도 27은 콜레스테릭 액정을 이용한 세그멘트 표시의 예의 설명도이다.

도 28은 매트릭스 기판에 있어서의 액정 분리 구조를 도시한 도면이다.

도 29는 2개의 액정의 분리 구조를 도시한 도면이다.

도 30은 도 29에 있어서의 화소 구성의 예를 도시하는 도면이다.

도 31은 도 29에 있어서의 서브 도트 형성의 설명도이다.

도 32는 3개의 액정의 분리 구조를 도시한 도면이다.

도 33은 도 32에 있어서의 도트의 형성을 도시한 도면이다.

도 34는 도 32에 있어서의 서브 도트의 형성을 도시한 도면이다.

도 35는 인쇄물과 가변형 표시 소자와의 중첩 표시의 예를 도시하는 도면이다.

도 36은 도 35에 있어서의 표시 상태를 설명하는 도면이다.

도 37은 상품 판매를 목적으로 한 중첩 표시의 예를 도시하는 도면이다.

도 38은 레스토랑 메뉴에 대응하는 중첩 표시의 예를 나타내는 도면이다.

도 39는 스케줄표에 대응하는 중첩 표시의 예를 도시하는 도면이다.

도 40은 지도에 대응하는 중첩 표시의 예를 도시하는 도면이다.

도 41은 문제집에 대응하는 중첩 표시의 예를 도시하는 도면이다.

도 42는 은행 대출의 시뮬레이션에 대응하는 중첩 표시의 예를 도시하는 도면이다.

도 43은 실시예 3에 있어서의 비접촉 IC 카드 등의 전원 회로의 예를 도시하는 도면이다.

도 44는 로직용과 표시용의 전원을 독립적으로 설치한 전원 회로의 예를 도시하는 도면이다.

도 45는 다종류의 전압치를 필요로 하는 액정 드라이버 LSI에 대한 전원 회로의 구성예를 도시하는 도이다.

도 46은 전력 공급량에 따라서 표시부에의 전력 공급을 제한하는 회로의 구성예이다.

도 47은 전력 공급량에 따라서 표시부의 구동 주기를 연장하는 클록 출력 회 로의 구성예이다.

도 48은 전력 공급량에 따라서 이미지 표시 금지 신호를 출력하는 회로의 구성예이다.

도 49는 표시용 전원에 대한 전류 제한 회로의 구성예이다.

도 50은 콜레스테릭 액정의 구동 파형에 있어서의 파고치의 예이다.

도 51은 펄스 폭을 넓힌 경우의 구동 파형에 있어서의 파고치의 예이다.

도 52는 구동 파형의 파고치를 온도에 따라서 직선적으로 변화시키는 예이다.

도 53은 도 52의 특성을 실현하기 위한 온도 보상 회로의 구성예이다.

도 54는 실시예 4에 있어서의 액정 표시 소자 구동 드라이버의 구성예의 블럭도이다.

도 55는 실시예 4에 있어서의 화면 재기록 방식의 설명도이다.

도 56은 도 55의 화면 재기록 방식의 타임 챠트이다.

도 57은 실시예 4에 있어서의 액정 소자 구동 파형의 극성 반전 방식을 도시한 도면이다.

도 58은 실시예 4에 있어서의 구동 방식의 효과의 설명도(파트 1)이다.

도 59는 실시예 4에 있어서의 구동 방식의 효과의 설명도(파트 2)이다.

도 60은 실시예 4에 있어서의 구동 방식의 효과의 설명도(파트 3)이다.

도 61은 화상 기록 방식으로서의 스킵 구동 방식의 설명도이다.

도 62는 스킵 구동 방식의 처리 흐름도이다.

도 63은 3치 기록 방식에 있어서의 제1회의 기록 결과를 도시한 도면이다.

도 64는 3치 기록 방식에 있어서의 제2회의 기록 결과를 도시한 도면이다.

도 65는 실시예 5에 있어서의 자동 표시 장치의 구성예의 블럭도이다.

도 66은 단말 등과 유선 접속되는 자동 표시 장치의 구성예이다.

도 67은 단말 등과 무선 접속되는 자동 표시 장치의 구성예이다.

도 68은 비접촉 IC 카드 인터페이스를 갖는 자동 표시 장치의 구성예이다.

도 69는 데이터 획득 방법의 정보와 데이터 표시 양식의 정보의 예를 도시하는 도면이다.

도 70은 데이터의 갱신 일시 표시 양식의 설명도(파트 1)이다.

도 71은 데이터의 갱신 일시 표시 양식의 설명도(파트 2)이다.

도 72는 단말 등의 화면을 표시하는 자동 표시 장치의 설명도이다.

도 73은 세컨드 디스플레이로서의 자동 표시 장치의 설명도이다.

도 74는 광고 데이터를 표시하는 자동 표시 장치의 설명도이다.

도 75는 회의 배포 자료로서 이용되는 자동 표시 장치의 설명도이다.

Claims (2)

1. 콜레스테릭 액정을 이용한 표시 장치에 있어서,

   상기 액정의 포컬코닉 상태 및 플레너 상태에 대응하는 2종류의 구동 전압 파형의 파고치를 온도에 따라서 변화시키는 온도 보상 수단을 구비하고,

   상기 온도 보상 수단은 상기 포컬코닉 상태에 대응하는 구동 파형의 파고치를, 동작 온도 범위 하한에 있어서의 상기 구동 파형의 파고치의 상한치와 하한치와의 평균치와, 동작 온도 범위 상한에 있어서의 상기 구동 파형의 파고치의 상한치와 하한치와의 평균치를 잇는 직선에 대응하여 변화시키는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
2. 삭제

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