JP2011027829A

JP2011027829A - Self-powered electronic display device

Info

Publication number: JP2011027829A
Application number: JP2009171080A
Authority: JP
Inventors: Masamitsu Watanabe; 正光渡辺
Original assignee: OFFICE WATOO KK; THRIVE CORP; Watoo Kk Off
Current assignee: OFFICE WATOO KK; THRIVE CORP; Watoo Kk Off
Priority date: 2009-07-22
Filing date: 2009-07-22
Publication date: 2011-02-10

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a self-powered electronic display device which achieves power-saving of an electronic paper. <P>SOLUTION: A solar battery (8) forming a light reflecting surface for contrast and a light energy absorption surface is disposed over a rear surface of an electronic paper (10) using cholesteric liquid crystal (12), and an electronic display driving substrate (4) for driving a display electronic circuit of the electronic paper (10) is disposed over a rear surface of the solar battery (8). Power generated by the solar battery (8) is supplied to the electronic display driving substrate (4), and the display circuit of the electronic paper (10) is driven by this power. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は自己給電型電子表示装置に関する。 The present invention relates to a self-powered electronic display device.

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。 2. Description of the Related Art Conventionally, an ultra-thin electronic display device made of a soft material that can be used like paper is known as electronic paper (see, for example, Patent Document 1). This electronic paper is classified into a fine particle type and a cholesteric liquid crystal type, which are being developed and put into practical use.

特開２００５−１１１８９号公報JP 2005-11189 A

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。 An electronic display device using electronic paper consumes power only when writing to the device, but this power is supplied from an external power source.
Therefore, the present invention provides power for driving the electronic paper with the power of the solar cell incorporated in the electronic display device itself, and the electronic display device performs power management by itself and does not supply power from others. It aims to be able to achieve electric power.

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。 In order to achieve the above object, the present invention reflects an electronic paper (10) that reflects only a specific light wavelength and can display a character figure and the like, and retains display contents, and a back surface of the electronic paper (10). A solar cell (8) disposed on the back surface of the solar cell (8), the surface contacting the back surface forming a light reflecting surface for contrast and a light energy absorbing surface, and the electronic paper disposed on the back surface of the solar cell (8) An electronic display driving substrate (4) for driving the display electronic circuit of (10), and the electric power generated by the solar cell (8) is supplied to the electronic display driving substrate (4), and the electronic The display electronic circuit of the paper (10) is driven.
Moreover, this invention is arrange | positioned on the back surface of a transparent solar cell (22) and this transparent solar cell (8), can reflect only a specific light wavelength, can display a character figure, etc., and maintains display content An electronic paper (26) having a memory property, a light reflecting layer (28) disposed on the back surface of the electronic paper (26), the surface in contact with the back surface forming a light reflecting surface for contrast, An electric display driving substrate (30) for driving the display electronic circuit of the electronic paper (26) disposed on the back surface of the light reflecting layer (28), and the electric power generated by the solar cell (22) Is supplied to the electronic display driving substrate (30), and the display circuit of the electronic paper (26) is driven by the electric power.
Moreover, this invention comprises the said electronic paper (10) (26) using the cholesteric liquid crystal (12) (24).

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。 The present invention can realize the ultimate power saving of an electronic display device using electronic paper.

本発明に係る電子表示装置の説明図である。It is explanatory drawing of the electronic display apparatus which concerns on this invention. 電子表示装置の他の実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows other embodiment of an electronic display apparatus. 電子表示装置のブロック説明図である。It is block explanatory drawing of an electronic display apparatus. コレステリック液晶の内部状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the internal state of a cholesteric liquid crystal. コレステリック液晶の内部状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the internal state of a cholesteric liquid crystal.

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。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle structure of a first embodiment of a self-powered electronic display device 2 according to the present invention. The main structure of the electronic display device 2 is a three-layer laminated structure. The electronic display driving substrate 4 shown in FIG. 3 and a solar cell that serves as a film-like light reflecting surface for contrast and a light energy absorbing layer ( Module) 8 and electronic paper 10 using one or more layers of cholesteric liquid crystal.

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。 In the present embodiment, the cholesteric liquid crystal 12 is used for the electronic paper 10. As shown in FIG. 4, the cholesteric liquid crystal 12 has a layered structure in which liquid crystal molecules are arranged in a spiral.
The cholesteric liquid crystal 12 has the property of selective reflection in which the wavelength is equal to the helical pitch and reflects circularly polarized light in the same direction as the spiral winding, but other wavelengths are transmitted even in the selective wavelength reflection state.

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。 The transmitted light reaches a solar cell (module) 8 that is colored so as to function also as a light reflector or film, where it is reflected and energy is absorbed. FIG. 5A shows a planar state of selective reflection of light in a bistable state when the cholesteric liquid crystal 12 is not powered, and FIG. 5B shows a focal conic state where light is scattered. In any of these planar and focal conic states, light such as sunlight and room light passes through the cholesteric liquid crystal 12 disposed between the transparent electrode glass substrates 14 and 16 constituting the display electronic circuit, The solar cell 8 is reached.

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。 FIG. 5C shows a homeotropic state in which power is applied between the transparent electrode glass substrates 14 and 16, and the liquid crystal molecules of the cholesteric liquid crystal 12 are vertically oriented and transmit light. The light transmitted through the cholesteric liquid crystal 12 reaches the solar cell 8. For example, black or white is colored on the surface of the solar cell 8 in order to provide a contrast with the color of light by reflection at a specific wavelength.

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。 The electronic display device 2 has a sandwiched three-layer structure in which the solar cell 8 is sandwiched between the electronic paper 10 and the electronic display driving substrate 4. The solar cell 8 is disposed on the back surface of the electronic paper 10, and the electronic display driving substrate 4 is disposed on the back surface of the solar cell 8. The electronic display driving substrate 4 includes a main control CPU 6, a power supply circuit 18, and a wireless module 20. The output terminal of the solar cell 8 is connected to a power supply circuit 18 of the electronic display driving substrate 4, and power is supplied from the power supply circuit 18 to the main control CPU 6, and on the display electronic circuit of the electronic paper 10 for display. Power is supplied.

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。 As shown in FIG. 3, write data is input to the main control CPU 6 of the electronic display drive substrate 4 from the external information device via the wireless module 20. The electronic display driving substrate 4 that supplies the voltage between the electrodes of the electronic paper 10 consumes electric power only when writing, but this electric power is supplied by the electric power from the solar cell 8 and is not supplied from the other by the electronic display device 2. It is configured to perform self-power management.
The entire electronic display device 2 is protected by a resin enclosure (not shown), and the enclosure covers the upper surface of the electronic paper 10 with a transparent resin.

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。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The electronic display device 2 includes a transparent thin-film solar cell 22, one or more layers of electronic paper 26 composed of a cholesteric liquid crystal 24 sandwiched between transparent electrode glass substrates constituting a display electronic circuit, and a specific wavelength reflection. An electronic display driving substrate for controlling a black or white light reflecting (absorbing) layer 28 and a transparent electrode of the electronic paper 26, that is, a display electronic circuit, made of a plate-like or film-like member for contrast with the light color of 30. These consist of four layers.

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。 The electronic paper 26 is disposed on the back surface of the transparent solar cell 22. The solar cell 22 disposed on the upper surface of the electronic paper 26 supplies an electromotive force obtained from sunlight or room light to a power supply circuit provided on the electronic display driving substrate 30. The electronic display driving substrate 30 and the electronic paper 26 of the present embodiment are the same as the electronic display driving substrate 4 and the electronic paper 10 of the first embodiment shown in FIG. In the case of color display, the electronic papers 10 and 26 are configured by stacking three layers of electronic paper corresponding to the three primary colors RGB.

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 2 Electronic display device 4 Electronic display drive substrate 6 Main control CPU (central processing unit)
8 Solar cell 10 Electronic paper 12 Cholesteric liquid crystal 14 Transparent electrode glass substrate 16 Transparent electrode glass substrate 18 Power supply circuit 20 Wireless module 22 Transparent solar cell 24 Cholesteric liquid crystal 26 Electronic paper 28 Light reflection layer 30 Electronic display drive substrate

Claims

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。 An electronic paper (10) that reflects only a specific light wavelength and can display character figures and the like and retains display contents, and is placed on and in contact with the back surface of the electronic paper (10). A solar cell (8) whose surface forms a light reflecting surface for contrast and a light energy absorbing surface, and a display electronic circuit of the electronic paper (10) disposed on the back surface of the solar cell (8) is driven. An electric display driving substrate (4) for supplying the electric power generated by the solar cell (8) to the electronic display driving substrate (4) and driving the display circuit of the electronic paper (10) with the electric power. A self-powered electronic display device characterized by being configured as described above.

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。 A transparent solar cell (22) and a back surface of the transparent solar cell (8) are arranged so as to reflect only a specific light wavelength and display a character figure and the like, and has a memory property to retain display contents An electronic paper (26), a light reflecting layer (28) that is disposed on the back surface of the electronic paper (26) and in which the surface in contact with the back surface forms a light reflecting surface for contrast, and the light reflecting layer (28 ) And an electronic display driving substrate (30) for driving the display electronic circuit of the electronic paper (26) disposed on the back surface of the electronic paper, and driving the electric power generated by the solar cell (22) to the electronic display A self-feeding type electronic display device characterized in that the display circuit of the electronic paper (26) is supplied to the substrate (30) and driven by the electric power.

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。 The self-powered electronic display device according to claim 1 or 2, wherein the electronic paper (10) (26) is configured by using cholesteric liquid crystal (12) (24).