CN1231034A - 钟表 - Google Patents

Abstract

一种具备至少显示时间信息及日历信息之一的液晶显示屏的钟表,其中:把偏振片分别配置在它们之间封入了液晶的两块透明基板的外侧上;把光吸收片配置在其中一个偏振片的与液晶单元相反的一侧上。而且,上述各偏振片采用反射具有与透光轴垂直的振动面的线偏振光的偏振片,以金属颜色来显示背景部分和显示段部分中的一个,并以光吸收片的颜色来显示背景部分和显示段部分中的另一个。

Description

钟表

本发明涉及使用液晶显示屏的钟表，该钟表至少对时、分、秒等时间信息及年、月、星期、日等日历信息之一进行显示，对时间信息及日历信息进行数字显示的钟表当然还包括：与利用指针对时间信息进行显示的模拟式钟表组合起来的组合钟表，以及利用液晶显示屏对刻度盘的刻度进行显示或者对时针、分针、秒针等指针进行模拟显示的模拟式钟表。

迄今，使用液晶显示屏对时、分、秒等时间信息及年、月、日等日历信息进行数字显示的钟表大多用于具备晶体振荡电路的手表及座钟内。

另外，还有把利用指针对时间信息进行显示的模拟式显示、与利用数字及文字对时间信息及日历信息进行显示的数字式显示组合起来的组合钟表。

进而，还提出了模拟钟表(例如，参照特开昭54-153066号公报)，它或者利用液晶显示屏构成刻度盘有选择地对各种刻度模式进行显示，或者对时针、分针、秒针等指针进行模拟显示。

在这样的钟表内，在现有的用于显示时间信息及日历信息等的液晶显示屏中，将封入了液晶的液晶单元夹在相对的其内表面上分别具有电极的2块透明基板之间，并在液晶单元的两侧配置上偏振片及下偏振片。然后，在液晶单元的一对基板的电极之间施加电压，如果提供电场，则改变液晶所具有的光学特性，部分地控制入射到液晶显示屏上的光的透射及吸收，进行预定的显示。

该上偏振片及下偏振片都是吸收具有与透光轴垂直的振动面的线偏振光的偏振片。

在使用了该现有液晶显示屏的钟表内，在一般的正常白色模式下，以白地上的黑显示对时间信息及日历信息进行显示。

但是，仅这样以白地上的黑显示对时间信息及日历信息进行显示中，在设计上没有变化，也缺乏趣味，使消费者厌倦。因此，近年来数字显示式钟表的消费急剧下降。还有，组合钟表也不很普及，使用液晶显示屏的模拟显示式的钟表也未普及。

本发明正是鉴于这种现状而设计的，其目的在于提供使用液晶显示屏、在设计上有变化的且可进行数字显示或模拟显示的钟表。

为了达到上述目的，在具备至少显示时间信息及日历信息之一的液晶显示屏的钟表内，本发明以下述方式来构成其液晶显示屏。

即，设置在相对的其内表面上分别具有电极的两块透明基板之间已封入液晶的液晶单元，在各基板的外侧分别配置偏振片，并在其中一块偏振片的与液晶单元相反一侧上配置光吸收片。

而且，作为上述各偏振片采用把具有与透光轴垂直的振动面的线偏振光反射的片(反射型偏振片或偏振板)。

再者，希望以其透光轴互相垂直或互相平行的方式来配置该液晶单元两侧的偏振片。

还有，在上述液晶单元中，封入对透光轴的线偏振光进行相位调制式强度调制的液晶即可。作为进行相位调制的液晶有扭曲向列液晶、强介电性或反强介电性液晶等；作为进行强度调制的液晶有宾主液晶，但也可使用扭曲角为90°以下的扭曲向列液晶。

希望以下述方式来配置在液晶单元目视一侧配置的偏振片，即，使其透光轴与液晶单元目视一侧的液晶分子长轴方向一致或者垂直。

在这样构成的本发明的钟表内，控制来自液晶显示屏目视一侧(上侧)的入射光使其全部反射或者只使其中一半反射，可进行金属色的显示。

根据使液晶单元两侧的偏振片的透光轴垂直或者使它们平行，或者根据使配置在液晶单元目视一侧上的偏振片的透光轴与液晶单元的目视一侧的液晶分子的长轴方向一致或者使它们垂直，或者根据液晶的种类及电压施加的方法，能够以全反射的金属颜色来显示背景部分与显示段部分之一，并且，能以光吸收片的颜色来显示背景部分与显示段部中的另一个。

例如，如果以使其透光轴平行的方式配置夹住液晶单元的即在其上、下配置的偏振片，并且液晶单元中封入扭曲角为90°的扭曲向列液晶的话，则从液晶单元的目视一侧(上侧)入射的光一半被上侧偏振片反射，而其余一半透射穿过液晶单元。但是，由于在液晶单元的液晶中的不施加电压的背景部分该透射光被旋光90°，成为具有与下侧偏振片的透光轴垂直的振动面的线偏振光，被下侧偏振片全部反射。因而，背景部分成为金属色(镜面状)的显示。

另一方面，由于在液晶单元的显示时间信息及日历信息的段部分的液晶上施加了电压，透过液晶单元的光不被旋光，成为具有与下侧偏振片的透光轴方向相同的振动面的线偏振光，从而透过下侧偏振片并被光吸收片吸收。因此，显示段部分显示黑色，但是，如果使用着色的光吸收片，则由于只有特定颜色的光被反射，故该光反过来通过下侧偏振片、液晶单元及上侧偏振片而出射到目视一侧，以光吸收片的颜色进行显示。但是，由于入射光的一半被上侧偏振片反射，故液晶显示屏的整个面大体成为金属色调。

再者，如上所述，可使该显示反过来，即背景部分以光吸收片的颜色显示而显示段部分以金属颜色显示。

因此，与以白地上的黑显示对时间信息及日历信息进行显示的现有钟表相比较，本发明的钟表可进行新鲜的、有变化的时间信息及日历信息的显示，在设计上有变化且有趣味。

本发明的钟表还通过配置背光源来代替上述光吸收片，使得在夜间或暗的地方能利用背光源的光进行显示。

如果在该背光源与邻接于该背光源的偏振片之间设置半透射半吸收片，则利用背光源的透射型显示和利用外光的反射型显示也都容易看到。

进而，通过把吸收具有与透光轴垂直的振动面的线偏振光的偏振板(吸收型偏振板)配置在上述液晶显示屏中液晶单元目视一侧配置的偏振片外侧，并使该偏振板的透光轴方向与上述偏振片的透光轴方向大体一致，可减少上侧偏振片产生的反射光向目视一侧的出射量，可抑制整个表面上的金属感(光泽)，容易看到显示并改善视野角特性。

这时，如果使用主要吸收具有与透光轴垂直的振动面的线偏振光中特定波长光的色偏振板作为上述偏振板，就能在亮度降低不多的情况下抑制整个表面的金属感。

或者，即使把光扩散层设置在上述液晶显示屏中液晶单元目视一侧配置的偏振片外侧以代替上述偏振板，也可使上侧偏振片产生的整个表面的反射光扩散而抑制金属感，也能进行柔和显示并改善视野角特性。

还有，在上述本发明的钟表内，也可以配置吸收型偏振片来代替在液晶显示屏液晶单元目视一侧配置的反射型偏振片。

图1为示出实施了本发明的数字显示式石英钟表的外观实例的斜视图；

图2为示出其内部结构的剖面图；

图3为说明在本发明的钟表中使用的液晶显示屏的结构实例的模式剖面图；

图4为示出该液晶单元结构的放大剖面图；

图5-图10分别为说明在本发明的钟表中使用的液晶显示屏的其它结构实例的、与图3同样的模式剖面图。

下面，参照附图，说明本发明钟表的最佳实施例。

首先，根据图1及图2，说明实施了本发明的数字显示式石英钟表的外观例及其内部结构。

图1为示出该石英钟表外观的斜视图，图2为示出其内部结构的剖面图。

把挡风玻璃22及后盖23接合到金属制的壳体21上，形成该石英钟表的钟表外壳20。

挡风玻璃22由蔚蓝色玻璃或强化玻璃或树脂材料等透明材料构成，通过粘结或密封将其嵌合到壳体21上并接合起来。通过旋入或密封把后盖23嵌合到壳体21的背面一侧，接合起来。

这样，钟表外壳20的内部就成为灰尘或水分不能侵入的气密结构。

把液晶显示屏(液晶显示器)10作为进行时间等显示的显示部分，设置在该钟表外壳20内的挡风玻璃22一侧。

在该液晶显示屏10上有显示时、分、秒的时间显示部分10a；显示月、日、星期的日历显示部分10b；以及每秒钟亮灭一次的冒号标记显示部分10c。

而且，可有通常的12个小时或24个小时的时间显示功能、警铃功能、跑表功能、定时器功能等显示。

通过操作设置在钟表外壳20的壳体21上的多个操作开关24来进行该显示功能的切换及时间修正。在该操作开关24与壳体21之间设有密封部分，以使灰尘或水分不能侵入钟表外壳20的内部。

在该石英钟表的内部，如图2中所示，把液晶显示屏10及电路基板30大体平行地配置在钟表外壳20内，把作为其驱动电源的电池31配置在电路基板30的后盖23一侧上。

在电路基板30上设有：振荡频率为32768Hz的石英振子32及半导体集成电路33，该半导体集成电路33设有：使石英振子振荡生成预定信号的石英振荡电路及分频电路；用于驱动液晶显示屏10的驱动电路；以及对该石英钟表进行总控制的中央处理单元(CPU)等。

通过配置在液晶显示屏10与电路基板30之间的斑纹状橡胶34，把液晶显示屏10与电路基板30电连接。而且，为了可靠地进行液晶显示屏10与电路基板30的电连接，以斑纹状橡胶34在其厚度方向上受压缩的方式进行设置。

该斑纹状橡胶34是在绝缘体即硅橡胶中以一定间距形成含有碳或金属粒子的导电层的橡胶，在其厚度方向上通过各导电层导通，而邻接的导电层呈绝缘状态。与该斑纹状橡胶34的导电层的上下导通部分与绝缘部分交替配置的情况相对应，以相同的间距在电路基板30与液晶显示屏10相对的面上分别形成了接线端子图案。

下面，利用图3及图4，详细描述液晶显示屏10的结构。

图3是说明该液晶显示屏10的结构实施的模式剖面图，各层的间隔已被扩大。

如图3所示，该液晶显示屏10具有下列构成：液晶单元11、配置在其上表面一侧的第1偏振片12、配置在液晶单元11的下表面一侧的第2偏振片13以及设置在其下方的光吸收片14。

如图4中所示，在液晶单元中，用密封材料4以封闭的方式把液晶3封入两块玻璃基板1、2之间，该液晶3使用扭曲角为90°以下的扭曲向列(TN)型液晶。

然后，在两块玻璃基板1、2与液晶3相接触一侧的面上分别形成氧化铟锡(ITO)的透明电极5、6，进而，在与该液晶3接触的面上进行取向处理，以使液晶分子取向到给定的方向上。

然后，通过在该电极5与电极6之间施加电压，使电极5、6之间的液晶3的取向状态发生变化，对时间信息及日历信息进行数字显示。

以使它们的透光轴平行的方式配置夹住该液晶单元11并配置在其上、下的第1偏振片12及第2偏振片13。

而且，该第1偏振片12及第2偏振片13都是反射具有与透光轴垂直的振动面的线偏振光的偏振片(反射型偏振片)。作为该第1偏振片12及第2偏振片13，可使用例如住友3M株式会社生产的光膜DBEF(商品名)。

这样的反射型偏振元件由美国的ミネソタマイニング，及マニュフアクチャリングカンパニ一开发，在特表平9-507308号公报(国际公开号：WO95/17691)及特表平9-511844号公报(国际公开号：WO95/27919)中作了详述。

在根据本实施例的石英钟表中从图3的液晶显示屏10的上方入射的光，一半被第1偏振片12反射，另一半透射。然后，在显示时间信息及日历信息的背景部分上，由于在液晶单元11的液晶3上没有施加电压，所以透射的那一半光在通过液晶单元11时被旋光90°而成为具有与第2偏振片13的透光轴垂直的振动面的线偏振光，因此，被第2偏振片13反射。

因而，在信息显示的背景部分上，入射的光几乎全部被反射，故成为金属颜色(镜面状)的显示。

在对时间信息及日历信息进行数字显示的液晶显示单元11的、施加了电压的显示段部分上，透过第1偏振片12的光在透射液晶单元11时不被旋光而成为具有与第2偏振片13的透光轴相同方向的振动面的偏振光，透过第2偏振片13而被光吸收片14吸收，因此，成为黑色的显示。

还有，如果该光吸收片14采用以只反射特定波长光分量的方式着色的光吸收片，就能以任意颜色来进行时间信息及日历信息的数字显示。

由此，与以白地上的黑显示对时间信息及日历信息进行数字显示的现有数字显示式钟表相比较，由于本发明的钟表可在金属色调的背景上以任意颜色进行数字显示，故可使设计上有变化，增加趣味。

还有，如果以使其与液晶3的扭曲角一致、并使其各透光轴垂直的方式来配置夹住液晶单元11的第1偏振片12及第2偏振片13，就能使背景部分及显示段部分的明暗翻转，改为以金属颜色进行数字显示。

进而，还可以把图3中的光吸收片14省略，并使入射光的一半透射的显示段部分或背景部分变成透明的，以便看到图2所示的电路基板30等的钟表内部结构。

而且，还可以把这样的液晶显示屏作成点阵显示的液晶显示屏，或者以一点一点地挪动角度构成对时针、分针、秒针等指针进行模拟图形显示的模拟显示式的钟表。

还有，当然还可以只对日历信息进行数字显示，而对时间信息通过指针进行模拟显示；或者，只对时间信息进行显示，而附加用于警铃、跑表等各种其它功能的显示。

对于在液晶单元11中封入的液晶，以扭曲向列(TN)型液晶为例进行了说明，但是，还可以使用超扭曲向列(STN)液晶或胆甾型液晶。

接着，通过图5-图10说明了本发明的钟表中使用的液晶显示屏的其它结构实例。

这些图的每一个都是示出本发明中使用的液晶显示屏的不同结构实例的、与图3相似的模式剖面图，与图3相同的部分标以同一符号并省略其说明。

图5中所示液晶显示屏与图3中示出的液晶显示屏10同样，在液晶单元11的上、下分别配置夹住它的作为反射型偏振片的第1偏振片12及第2偏振片13，不同的是，在第2偏振片13的下方设有背光源15以代替光吸收片14。

作为背光源15，使用场致发光(EL)元件、发光二极管(LED)元件、或冷阴极管或热阴极管等。

在该液晶显示屏中，利用外光的显示功能与上述液晶显示屏10是同样的，但是，光透射部分以背光源15表面的颜色显示来代替以光吸收片14的颜色显示。

还有，由于如果在外光不够的情况下使背光源15发光则该光通过光透射部分向目视一侧(图5中的上侧)射出，故显示段部分或背景部分之一以背光源15的发光颜色显示，很亮。

因而，如果在背光源15中使用红、绿、黄色等的彩色发光物质，或者把白色发光物质与滤色器组合起来使用，就能进行各种颜色的显示。

即使采用该液晶显示屏，也与上述例同样，可实现各种显示形态的钟表。

图6中所示的液晶显示屏是在图5所示的液晶显示屏中的背光源15和与其邻接的第2偏振片13之间设置了半透射半吸收片16。

如果这样做，利用外光的反射型显示就可以由半透射半吸收片16的颜色容易看到地显示出来。利用背光源的透射型显示由于背光源15发出的光透过半透射半吸收片16时被柔和化了，故也成为柔和的、容易看到的显示。

图7所示的液晶显示屏是在图3所示的液晶显示屏10的第1偏振片12上侧设置了偏振板17。

该偏振板17是吸收具有与透光轴垂直的振动面的线偏振光的普通吸收型偏振板，以使其透光轴方向与第1偏振片12透光轴方向大体一致的方式进行配置。

根据该液晶显示屏10，入射光的一半被偏振板17吸收，其余一半成为具有与其透光轴相同方向的振动面的线偏振光并入射到第1偏振片12上，透射过该第1偏振片12并入射到液晶单元11中。

其它的功能与图3的液晶显示屏10相同，被液晶单元11旋光90°的那部分入射光被第2偏振片13反射以金属颜色显示，未被液晶单元11旋光的那部分入射光被光吸收片14吸收以该光吸收片14的颜色显示。

这时，由于第1偏振片12的整个面上几乎没有反射光，故显示稍有变暗，但是，可抑制整个显示部分的金属感(光泽)，可容易看到地进行显示，还可改善视野角特性。

作为该偏振板17，也可以采用主要吸收具有与透光轴垂直的振动面的线偏振光中特定波长光的色偏振片。如果这样做，就能在显示亮度降低不多的情况下抑制整个显示部分的金属感(光泽)，可容易看到地进行显示，还可改善视野角特性。

可以设置与图5示出的液晶显示屏同样的背光源15，也可以与图6中所示的液晶显示屏同样，设置半透射半吸收片16及背光源15，以代替该液晶显示屏中的光吸收片14。或者，也可以把这些全部省略，在说明部分中可看到钟表的内部结构。

图8所示的液晶显示屏是在图3示出的液晶显示屏10的第1偏振片12上侧，设置了作为光扩散层的光扩散片18。

该光扩散片18可采用在透明基板薄膜的表面上经过压花加工的扩散片，或者使光散射粒子分散到基板薄膜中的扩散片。或者也可以不单独地设置光扩散片18，而是把光扩散层涂布到第1偏振片12的上表面上，或者把光扩散膜粘结到第1偏振片12的上表面上。

即使这样做，也可以扩散第1偏振片12产生的全部反射光而抑制金属感，可进行柔和的显示且可改善视野角特性。但是，显示的明暗对比度有所降低。

即使在该液晶显示屏中，也可以放置与图5示出的液晶显示屏同样的背光源15，也可以与图6所示的液晶显示屏同样，设置半透射半吸收片16及背光源15，以代替光吸收片14。或者，也可以把这些全部省略，在透明部分中可看到钟表的内部结构。

图9所示的液晶显示屏配置了与图7示出的偏振板17相同的吸收型偏振板17，以代替图3示出的液晶显示屏10中的第1偏振片12。

最好将该偏振板17配置为使其透光轴与第2偏振片13的透光轴平行或者垂直。

即使利用该液晶显示屏，也可得到与图7中示出的液晶显示屏10同等的显示功能。

图10中所示的液晶显示屏设置了半透射半吸收片16及背光源15以代替图9示出的液晶显示屏中的光吸收片14，它是把图6与图9中示出的各液晶显示屏的显示功能结合起来的显示屏。

在该图10中所示的液晶显示屏中，可以省略半透射半吸收片16，也可以把半透射半吸收片16及背光源15都省略，在透明部分中可看到钟表的内部结构。

根据本发明，由于可以用金属颜色、黑色、或光吸收片的各种颜色，或背光源的发光颜色等来进行液晶显示屏的时间信息及日历信息等的显示，故在手表或座钟的设计上能够带来变化，能够提供颜色丰富的且有趣味的数字显示、模拟显示或组合显示的钟表。

Claims (17)

1．一种具备至少显示时间信息及日历信息之一的液晶显示屏的钟表，其特征在于，该液晶显示屏具有：

在其相对的内表面上分别具有电极的两块透明基板之间封入了液晶的液晶单元；分别配置在该液晶单元的各基板外侧的偏振片；以及配置在其中一个偏振片的与上述液晶单元相反一侧的光吸收片，而且

上述各偏振片是反射具有与透光轴垂直的振动面的线偏振光的(偏振)片。

2．根据权利要求1所述的钟表，其特征在于：

上述液晶单元两侧的偏振片配置为其透光轴互相垂直。

3．根据权利要求1所述的钟表，其特征在于：

上述液晶单元两侧的偏振片配置为其透光轴互相平行。

4．根据权利要求1所述的钟表，其特征在于：

在上述液晶单元中封入了对透光轴的线偏振光进行相位调制或强度调制的液晶。

5．根据权利要求4所述的钟表，其特征在于：

上述液晶是扭曲向列型液晶。

6．根据权利要求1所述的钟表，其特征在于：

在上述液晶单元目视一侧配置的偏振片配置为其透光轴与上述液晶单元目视一侧的液晶分子长轴方向一致或者垂直。

7．一种具备至少显示时间信息及日历信息之一的液晶显示屏的钟表，其特征在于，该液晶显示屏具有：

在相对的内表面上分别具有电极的两块透明基板之间封入了液晶的液晶单元；分别配置在该液晶单元的各基板外侧的偏振片；以及配置在其中一个偏振片的与上述液晶单元相反一侧的背光源，而且

上述各偏振片是反射具有与透光轴垂直的振动面的线偏振光的(偏振)片。

8．根据权利要求7所述的钟表，其特征在于：

在上述背光源和与其邻接的上述偏振片之间设置有半透射半吸收片。

9．根据权利要求1所述的钟表，其特征在于：

上述液晶显示屏中，在配置于上述液晶单元目视一侧的偏振片的外侧上配置有吸收具有与透光轴垂直的振动面的线偏振光的偏振板；以及

该偏振板的透光轴方向与配置在上述液晶单元目视一侧的偏振片的透光轴方向大体一致。

10．根据权利要求7所述的钟表，其特征在于：

上述液晶显示屏中，在配置于上述液晶单元目视一侧的偏振片的外侧配置有吸收具有与透光轴垂直的振动面的线偏振光的偏振板；以及

该偏振板的透光轴方向与配置在上述液晶单元目视一侧的偏振片的透光轴方向大体一致。

11．根据权利要求9所述的钟表，其特征在于：

上述偏振板是主要吸收具有与透光轴垂直的振动面的线偏振光的特定波长光的色偏振板。

12．根据权利要求10所述的钟表，其特征在于：

上述偏振板是主要吸收具有与透光轴垂直的振动面的线偏振光中的特定波长光的色偏振板。

13．根据权利要求1所述的钟表，其特征在于：

上述液晶显示屏中，在上述液晶单元目视一侧配置的偏振片外侧设置有光扩散层。

14．根据权利要求7所述的钟表，其特征在于：

上述液晶显示屏中，在上述液晶单元目视一侧配置的偏振片外侧设置有光扩散层。

15．一种具备至少显示时间信息及日历信息之一的液晶显示屏的钟表，其特征在于，该液晶显示屏具有：

在其相对的内表面上分别具有电极的两块透明基板之间封入了液晶的液晶单元；配置在该液晶单元目视一侧的偏振板；配置在与上述液晶单元目视一侧相反侧的偏振片；以及配置在该偏振片的与上述液晶单元相反侧的光吸收片，而且

上述偏振板是吸收具有与透光轴垂直的振动面的线偏振光的偏振板，

上述偏振片是反射具有与透光轴垂直的振动面的线偏振光的(偏振)片。

16．一种具备至少显示时间信息及日历信息之一的液晶显示屏的钟表，其特征在于，该液晶显示屏具有：

在其相对的内表面上分别具有电极的两块透明基板之间封入了液晶的液晶单元；配置在该液晶单元目视一侧的偏振板；配置在与上述液晶单元目视一侧相反侧的偏振片；以及配置在该偏振片的与上述液晶单元相反一侧的背光源，而且

上述偏振板是吸收具有与透光轴垂直的振动面的线偏振光的偏振板，

上述偏振片是反射具有与透光轴垂直的振动面的线偏振光的(偏振)片。

17．根据权利要求16中所述的钟表，其特征在于：

在上述背光源与上述偏振片之间设置有半透射半吸收片。

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