CN1158562C - 钟表装置 - Google Patents

Abstract

一种带背光源的钟表装置，为了使得即便是在背光源不发光时也可以以良好的对比度观看时刻信息和其它的信息，该钟表装置具备：在分别具有形成于相向的面上的电极的第1和第2透明基板(1、4)之间的空间内封入液晶(6)，以构成至少显示时刻信息和日历信息中的一方的液晶面板(10)；配置在液晶面板(10)的观看一侧的第1基板(1)的外侧，吸收具有与透过容易轴垂直的振动面的线偏振光的吸收式偏振片(2)；配置在第2基板(4)与观看一侧相反一侧，反射与透过容易轴垂直的振动面的线偏振光的反射式偏振片(3)；在该反射式偏振片(3)的外侧，设置背光源(8)。

Description

钟表装置

技术领域

本发明涉及用液晶面板显示时刻信息或日历信息的手表和座钟等的钟表装置，特别是涉及具有用来进行透过式的显示的背光源的钟表装置。

技术背景

数字显示时分秒等的时刻信息或年月日星期等的日历信息的钟表装置，作为数字钟表已广为普及。这些的数字显示几乎都是用液晶显示面板来实现的。

在该液晶显示面板中，虽然一部分面板使用超扭曲向列(STN)液晶，但是绝大部分都使用扭曲向列(TN)液晶。

为要在显示中实际使用，无论是在STN液晶中或TN液晶中，为了产生对比度都与偏振片进行组合，在液晶显示面板中使用的偏振片，是吸收具有与透过容易轴直交的振动面的线偏振光的吸收式偏振片。

虽然在通常的数字钟表中几乎都使用这样的液晶显示面板，但是，人们知道如果作为背光源组合有光发射二极管(LED)则具有外观设计上的趣味性，故已数量众多地商品化。

把液晶显示面板和作为背光源的LED组合进来的理由，可以举出下述两点：要想使数字显示都用LED进行，LED价格昂贵，与数字显示的字符段数的LED的价格比，液晶显示面板的价格都便宜，以及使用液晶显示面板可以显示更为微细的图形。

使用液晶显示面板，在其背光源中使用LED的情况下，虽然与显示部分的面积有关，但使用2～3个LED即可。此外，即便是在功耗方面液晶显示面板的功耗低得多，也是有利的。

在这里，用图对液晶显示面板和在背光源中具有LED的现有的钟表装置更为详细地进行说明。

图7的示意性的斜视图示出了显示该时刻信息或日历信息的数字显示部分的构成例。

把扭曲角度为90度的TN液晶层105，用未画出来的密封剂封入并夹持于在相向的内面上分别形成了透明的电极(未画出来)的第1玻璃基板101和第2玻璃基板104的间隙内，构成液晶显示面板100。

在其观看一侧的第1玻璃基板101的外侧，配置第1吸收式偏振片102，在第2玻璃基板104的外侧配置第2吸收式偏振片103。

该第1、第2吸收式偏振片102、103和液晶显示面板100被配置得使第1吸收式偏振片102的透过容易轴102a成为与TN液晶层105的第1玻璃基板101一侧的液晶分子的长轴方向平行，第2吸收式偏振片103的透过容易轴103a成为与TN液晶层105的第2玻璃基板104一侧的液晶分子的长轴方向垂直的方向。

在与该第2吸收式偏振片103的观看一侧相反的一侧，配置扩散层106和由2个红色的LED107构成的背光源108。该扩散层106使用聚碳酸酯或丙烯酸类树脂制作的厚板或厚纸，或者加进了为了使之具有扩散性的粒子的粘接剂，为了提高扩散性有时候还要对表面施行压花加工。

这样一来，当配置了液晶显示面板100和2枚吸收式偏振片102、103后，就变成了在被称之为常态显示黑色的黑色背景上透过显示表示时刻等的文字的显示模式。

在图8中示出了背光源工作时的显示状态。若在图7的状态下背光源的LED107发光，则从红色LED107发出的光之内，具有与第2吸收式偏振片103的透过容易轴平行的振动面的线偏振光成分透过。由于图8的显示文字是在液晶显示面板100的未画出来的电极间加有电压的部分，故该线偏振光将不被扭曲地透过TN液晶层105，作为具有与第1吸收式偏振片103的透过容易轴平行的振动面的线偏振光，透过该偏振片到达观看一侧，变成为红色的发光显示颜色。

另一方面，由于图8的背景部分52是在液晶显示面板100的电极间没有施加电压的部分，故透过了吸收式偏振片103的线偏振光，在透过TN液晶层105之际其振动面被扭曲90度，成为与第1吸收式偏振片103的透过容易轴垂直的方向，故被该吸收式偏振片102吸收，变成为显示黑色。

这样一来，在图7的构成中，当背光源108的红色LED107发光时，仅仅显示文字51的部分透过红色LED107所发出的光，在黑色的背景上用红色显示文字。

其次，对背光源非发光时的情况进行说明。图9示出了背光源非发光时的显示状态。

如果在图7的状态下背光源108的红色LED107没有发光，则从观看一侧入射进来的光之内，具有与其透过容易轴平行的振动面的线偏振光将透过第1吸收式偏振片103。图9的显示文字61，由于是在液晶显示面板100的电极间加有电压的部分，故其线偏振光将透过TN液晶层而不被扭曲，变成为具有与第2吸收式偏振片103的透过容易轴平行的振动面的线偏振光，透过该偏振片到达背光源108的扩散层106。在扩散层106中，入射线偏振光仅仅向着红色LED107的方向进行扩散，由于在扩散层106下部没有显示出强反射特性的反射层，故成为显示黑色。

图9中的背景部分62，由于是在液晶显示面板100的电极间没有施加电压的部分，故透过了第1吸收式偏振片102的线偏振光，在透过TN液晶层105之际其振动面被扭曲90度，变成为与第1吸收式偏振片102的透过容易轴垂直的方向，故被该吸收式偏振片102吸收，变成为显示黑色。

因此，在图7所示的构成中，在背光源的非发光状态下，显示文字61的部分成为显示黑色，背景部分62也成为显示黑色。

这样一来，在现有的在背光源中使用LED等的光源的液晶显示面板的数字显示式的钟表装置中，在背光源的非发光时，如图9所示，在借助于外光的反射式显示中，由于变成为在黑色背景上显示黑色，故存在着得不到对比度的问题。即，只要是背光源不发光，就不可能看到时刻和日期等的显示。

这是因为在现有的液晶显示面板中使用的偏振片是吸收式的偏振片，当和TN液晶层进行组合时，成为透过和被偏振片吸收的黑色之间的切换的缘故。即，图9中的背景部分62是因偏振片的吸收而产生的黑色，文字显示61是因扩散层106而产生的黑色，故不能产生对比度，文字的识别变得困难起来。当文字的识别象这样地变得困难时，要想确认时刻显示等等，就必须在每次想确认的时候使背光源发光，由于不仅使用起来不方便，所消耗的功率也大，故作为钟表装置成了一个大课题。

发明的公开

本发明的目的是解决上述课题，并提供一种钟表装置，该钟表装置可以以很好的对比度进行显示，使得即便是在背光源非发光时，也可以用液晶显示面板来辨认时刻信息或日历信息等等。

本发明的钟表装置，是一种把液晶层封入到分别在相向的面上形成了电极的第1基板和第2基板的间隙内，构成至少显示时刻信息和日历信息中的一方的液晶显示面板，在该液晶显示面板的观看一侧的第1基板的外侧，配置第1偏振片，在第2基板的外侧，配置第2偏振片，再在该第2偏振片的与观看一侧相反的一侧设置背光源的钟表装置，为了达到上述目的，其构成如下。

把上述第1偏振片作成为吸收具有与透过容易轴垂直的振动面的线偏振光的吸收式偏振片，把上述第2偏振片作成为反射具有与透过容易轴垂直的振动面的线偏振光的反射式偏振片。

此外，在封入到上述液晶显示面板的第1基板和第2基板的间隙内的液晶层，是扭曲角度为90度以下的扭曲向列液晶的时候，可以把上述吸收式偏振片配置得对于液晶显示面板来说，其透过容易轴与扭曲向列液晶的观看一侧的液晶分子的长轴方向大体上平行或垂直，把上述反射式偏振片配置得对于液晶显示面板来说，其透过容易轴与扭曲向列液晶的背光源一侧的液晶分子的长轴方向大体上平行或垂直。

在封入到上述液晶显示面板的第1基板和第2基板的间隙内的液晶层，是扭曲角度为从180度到270度的超扭曲向列液晶的时候，可以在上述液晶显示面板的第1基板与吸收式偏振片之间设置相位差板。

在这些的钟表装置中，可以在反射式偏振片的液晶显示面板一侧设置扩散板。作为上述吸收式偏振片，也可以采用使用2色性色素的彩色偏振片。

上述背光源可以用光发射二极管或光致发光光等的光源，和使该光源所发的光进行扩散的扩散层构成。

该扩散层可以用向透明粘接剂中扩散有二氧化硅粒子或聚丙烯酸类树脂粒子的涂膜形成。或者作为该扩散板还可以使用滤色片。

倘采用本发明的钟表装置，通过在液晶显示面板的背光源一侧设置反射式偏振片，就可以以良好的对比度进行借助于外光进行的反射式的显示，同时还可以使得借助于背光源的透射照明进行的显示也可以以充分的亮度进行。

附图的简单说明

图1的示意性的斜视图示出了本发明的钟表装置的实施例1。图2和图3的示意性的斜视图示出了其背光源发光时和非发光时的显示状态。

图4的示意性的斜视图示出了本发明的钟表装置的实施例2。图5和图6的示意性的斜视图示出了其背光源发光时和非发光时的显示状态。

图7的示意性的斜视图示出了现有的钟表装置的构成例。图8和图9的示意性的斜视图示出了其背光源发光时和非发光时的显示状态。

优选实施例

以下，根据附图说明本发明的钟表装置的优选实施例。

实施例1

首先，用图1到图3，说明本发明的钟表装置的实施例1。

图1的示意性的斜视图示出了本发明的钟表装置的实施例1。图2和图3分别示出了其背光源发光时的显示状态和背光源不发光时的显示状态。

在图1中，把分别由厚度0.5mm的玻璃构成的第1基板1和第2基板4，在其周围设有未画出来的密封剂地相互贴在一起，在其间隙内封入夹持扭曲角度为90度的TN液晶层5，构成液晶显示面板。在其第2基板1和第2极板4的相向的内面上分别形成由本身为透明导电膜的ITO制成的显示电极和相向电极(未画出来)。

在该液晶显示面板10的观看一侧的第1基板1的外侧，作为第1偏振片配置吸收式偏振片2，在第2基板4的外侧，作为第2偏振片配置反射式偏振片3。

吸收式偏振片2是吸收具有与透过容易轴垂直的振动面的线偏振光的薄片状构件，例如，使用对拉伸的PVA(聚乙烯醇)进行碘染色，并夹在TAC(三乙酰纤维素)薄膜中的、即便是在一般的偏振片之内也是透过率比较高的46％的构件。

在配置该吸收式偏振片2之际，要配置为使得液晶显示面板10的TN液晶层5的观看一侧(第1基板1一侧)的液晶分子的长轴方向和吸收式偏振片2的透过容易轴2a平行。

反射式偏振片3，是反射具有与透过容易轴垂直的振动面的线偏振光的薄片状构件，是一种在基底薄膜上形成了多层薄膜的构件，例如，使用住友3M株式会社出售的D-BEF(商品名)。

采用使用该反射式偏振片的办法，就可以反射以往被吸收式偏振片吸收的光。

在配置该发射式偏振片3之际，要配置得使液晶显示面板10的TN液晶层5的与观看一侧相反一侧(第2基板4)液晶分子的长轴方向和反射式偏振片3的透过容易轴3a垂直(与反射轴3b平行)。

在与反射式偏振片3的观看一侧相反的一侧，配置由2个红色LED和用来扩散该LED所发出的光的扩散层6构成的背光源8。

扩散层6使用聚碳酸酯或丙烯酸类树脂制作的厚板或厚纸，或者扩散了用来使之具有扩散性的二氧化硅粒子或丙烯酸类树脂粒子的透明粘接剂的涂膜等显示出光扩散性的构件。为了进一步提高扩散性，有时候还要进行压花加工等。在本实施例中，使用丙烯酸类树脂性的厚度3mm的厚板。

在本实施例中，如果在图1那样的方向上配置吸收式偏振片2和反射式偏振片3，则变成为在被称之为常态反射显示的进行反射的背景部分内透过显示时刻信息等的文字的模式。对于该显示，还要更详细地说明。

图2示出了背光源发光时的显示状态。

当背光源的红色LED7发光时，在由该红色LED7发出的光之内，具有与反射式偏振片3的透过容易轴3a平行的振动面的线偏振光成分，透过反射式偏振片3向液晶显示面板10入射。

图2的显示文字11，由于是在图1中液晶显示面板10的未画出来的电极间已加上电压的部分，故透过了反射式偏振片3的线偏振光不被扭曲地透过液晶层5，由于具有与吸收式偏振片2的透过容易轴2a平行的振动面的线偏振光保持原样不变地透过吸收式偏振片2向观看一侧出射，故变成为红色的发光显示。

另一方面，图2中的背景部分12，由于是在图1中液晶显示面板10的电极间没有加上电压的部分，故透过了反射式偏振片3的线偏振光在透过液晶层5之际被扭曲90度，所以，其振动面的方向变成为与吸收式偏振片2的透过容易轴2a垂直的方向。因此，该线偏振光被吸收式偏振片2吸收，变成为显示黑色。

如上所述，当在图1的构成中背光源8发光时，则背光源8的红色LED的光仅仅透过显示文字11的部分，文字可以用红色在黑色的背景内发光显示。

其次，对背光源的非发光时进行说明。

图3示出了背光源非发光时的显示状态。在图1中如果背光源8的红色LED7不发光，则在从观看一侧入射进来的外光之内，具有与吸收式偏振片2的透过容易轴2a平行的振动面的线偏振光成分将透过吸收式偏振片2。

图3的显示文字21，由于是在图1中液晶显示面板10的未画出来的电极间已加上电压的部分，故透过了反射式偏振片3的线偏振光不被扭曲地透过TN液晶层5。因此，保持具有与吸收式偏振片2的透过容易轴2a平行的振动面的线偏振光的原样不变地透过反射式偏振片3，到达配置于背光源8的上表面上的扩散层6。

在扩散层6中，入射进来的线偏振光仅仅向后方散射，即仅仅向红色LED7的方向扩散，故借助于扩散层6，由于在下部没有显示强的反射特性的反射层，故变成为显示黑色。

另一方面，图3中的背景部分22，由于是在图1中液晶显示面板10的电极间没有加上电压的部分，故透过了反射式偏振片3的线偏振光在透过液晶层5之际被扭曲90度，变成为具有与反射式偏振片3的透过容易轴3a垂直的振动面。因此，被反射式偏振片3全部反射，原样不变地返回观看一侧。因此，背景部分22变成为金属色调的白色显示。

这样一来，在背光源的非发光状态下，显示文字的部分变成为显示黑色，背景部分变成为显示白色。

倘采用本实施例，由于背景变成为用反射式偏振片3进行反射的显示状态，故在LED的非发光时也可以辨认显示状态。如果用现有的吸收式偏振片，则会变成为黑色的背景，但倘采用本发明则可以变成为金属色调的白色背景。

另外，在本实施例中，虽然背光源的光源用的是LED，但是，也可以使用冷阴极管或热阴极管等的荧光管。

如果功耗比辉度优先，则可以使用电致发光光。由于这是一种面发光体，故可以用均一的亮度进行整体照明，还可以省略扩散层6。

此外，在本实施例中，虽然在反射式偏振片3和第2基板4之间，没有配置扩散层，但如果在其间配置扩散层，则由于会使反射式偏振片3的镜面反射漫反射，故将会变成为柔和的显示，减少视觉依赖。

此外，在本实施例中，虽然吸收式偏振片2使用的是通常的偏振片，但如果用使用2色性色素的彩色偏振片，则即便是在用外光进行的观看时，也可以给文字加上颜色。

此外，虽然在本实施例中，背光源8的光源用的是红色LED，但是，不言而喻，LED的颜色即便是绿色或蓝色也可以得到同样的效果。

此外，虽然在本实施例中，扩散层6用的是白色的扩散层，但是该扩散层6也可以用滤色片。再有，如果使用透过与LED的发光同等程度的波长并进行漫反射的滤色片，由于会吸收除此之外的光，故可以进一步提高用外光观看时的对比度。

本实施例中的吸收式偏振片2的透过容易轴2a和液晶显示面板10的TN液晶层5的观看一侧的液晶分子的长轴方向，可以大体上平行或垂直。此外，反射式偏振片3的透过容易轴3a和液晶显示面板10的TN液晶层5的背光源一侧的液晶分子的长轴方向，也可以大体上平行或垂直。

若使不论哪一方旋转90度进行配置，则将进行显示的白·黑反转。

实施例2

其次，用图4到图6说明本发明的钟表装置的实施例2。

图4的示意性的斜视图示出了该钟表装置的数字显示部分的构成。在该图4中，对与图1相同的部分赋予同一标号，省略对其说明。

在本实施例中，把扭曲角度为180度到270度的STN液晶层15封入并夹持于第1基板1和第2基板4之间的间隙内，构成液晶显示面板20。

在该液晶显示面板20的第1基板1的观看一侧配置相位差板9，在其上部配置吸收式偏振片2。在与第2基板4的观看一侧相反一侧，与实施例1一样，配置反射式偏振片3、构成背光源8的扩散层6和红色LED7。

在该液晶显示面板20的两侧，在配置相位差板9及吸收式偏振片2和反射式偏振片3之际，STN液晶层15与吸收式偏振片2的透过容易轴2a的配置角度关系，和STN液晶层15与反射式偏振片3的透过容易轴3a(或反射轴3b)的配置角度关系，应考虑分光特性或透过率后进行最佳配置。这时的反射式偏振片3的配置，若以不用反射式偏振片而代之以用吸收式偏振片的现有的构成进行的常态显示黑色的状态为基准，则应配置为使得吸收式偏振片2的透过容易轴2a和反射式偏振片3的透过容易轴3a成为相同的方向。

其次，对本实施例的显示状态进行说明。图5示出了背光源发光时的显示状态。

当图4中的背光源8的红色LED7发光时，在由该红色LED7发出的光之内，具有与反射式偏振片3的透过容易轴3a平行的振动面的线偏振光成分透过反射式偏振片3，向液晶显示面板20入射。

图5的显示文字31，由于是在图4中液晶显示面板20的未画出来的电极间已加上电压的部分，故透过了反射式偏振片3的线偏振光不被扭曲地透过STN液晶层15，变成为具有与吸收式偏振片2的透过容易轴2a平行的振动面的线偏振光，透过该吸收式偏振片向观看一侧入射。因此，显示文字31变成为红色的发光显示。

另一方面，图5中的背景部分32，由于是在图4中液晶显示面板20的电极间没有加上电压的部分，故透过了反射式偏振片3的线偏振光在透过STN液晶层15之际被扭曲，变成为具有与吸收式偏振片2的透过容易轴2a垂直的振动面，被吸收式偏振片2吸收，变成为显示黑色。

因此，当背光源8发光时，则背光源8的红色LED7所发出的光仅仅透过图5所示的显示文字31的部分，文字变成为红色的发光显示。

其次，对背光源的非发光时的显示状态进行说明。图6示出了背光源的非发光时的显示状态。

当图4中的背光源8的红色LED7不发光时，在从观看一侧入射进来的外光之内，具有与吸收式偏振片2的透过容易轴2a平行的振动面的线偏振光成分透过吸收式偏振片2，向液晶显示面板20入射。

图6的显示文字41，由于是在液晶显示面板20的未画出来的电极间已加上电压的部分，故透过了反射式偏振片3的线偏振光不被扭曲地透过STN液晶层15。因此，透过反射式偏振片3，到达配置于背光源8的上表面上的扩散层6。

在扩散层6中，入射进来的线偏振光仅仅向后方散射，即仅仅向红色LED7的方向扩散，故借助于扩散层6，由于在下部没有显示强的反射特性的反射层，故变成为显示黑色。

图6中的背景部分42，由于是在图4中液晶显示面板20的电极间没有加上电压的部分，故透过了吸收式偏振片2的线偏振光在透过STN液晶层15之际被扭曲，因此，由于该线偏振光具有与反射式偏振片3的透过容易轴3a垂直的振动面，故被反射式偏振片3全反射，保持原样不变地返回观看一侧。因此，背景部分42变成为显示金属色调的白色。

因此，倘采用图4所示的构成，则在背光源8的非发光状态下，背景部分为金属色调，显示文字41的部分则显示黑色。

如上所述，倘采用本发明的实施例，由于背景成为显示反射特性的显示状态，故即便是LED的非发光时，也可以观看显示状态。此外，若使用现有的吸收式偏振片，则会变成为黑色的背景，但若采用本发明，则可以变成为白色的背景，可以进行对比度好的显示。

另外，在前边说过的实施例1中讲述的各种的变更例，对于本实施例2也同样的可以适用。

在上边说过的2个实施例中，把配置于液晶显示面板的观看一侧的第1偏振片定为1枚吸收式偏振片，把配置于背光源一侧的第2偏振片定为1枚反射式偏振片。但是，也可以把各偏振片分别配置多枚。

此外，第1偏振片并不限定为吸收式偏振片，既可以是反射式偏振片，也可以用吸收式偏振片与反射式偏振片的组合构成。

第2偏振片也可以用吸收式偏振片与反射式偏振片的组合构成。

工业上利用的可能性

如以上所说明的那样，本发明的钟表装置，采用具备吸收式偏振片、液晶显示面板和反射式偏振片的办法，对于在背光源的非发光时和发光时的两个状态下进行观看，都可以以充分的对比度显示时间信息和日历信息。采用把本发明应用到手表或座钟等的各种数字钟表中去的办法，可以大幅度地提高显示的易观看性，可以显著地减少背光源的使用频度，还可以减少电池的消耗。

Claims (6)

1.一种钟表装置，具有：把液晶层封入到在其相对的面上分别形成了电极的透明的第1基板和第2基板的间隙内，显示时刻信息和日历信息中的至少一方的液晶面板；配置在上述液晶面板的观看一侧的第1基板的外侧的第1偏振片；配置在上述第2基板的外侧的第2偏振片；以及设置在该第2偏振片的与观看一侧相反的一侧的背光源，其特征是：

上述第1偏振片是吸收具有与透过容易轴垂直的振动面的线偏振光的吸收式偏振片；

上述第2偏振片是反射具有与透过容易轴垂直的振动面的线偏振光的反射式偏振片；

封入到上述液晶面板的第1基板和第2基板的间隙内的液晶层是扭曲角度为90以下的扭曲向列液晶；

上述吸收式偏振片被配置成对于上述液晶面板，其透过容易轴与上述扭曲向列液晶的观看一侧的液晶分子的长轴方向大体上平行或垂直；

上述反射式偏振片被配置成对于上述液晶面板，其透过容易轴与上述扭曲向列液晶的背光源一侧的液晶分子的长轴方向大体上平行或垂直。

2.权利要求1所述的钟表装置，其特征是：在上述反射式偏振片的上述液晶面板一侧设置扩散层。

3.权利要求1所述的钟表装置，其特征是：上述吸收式偏振片是使用2色性色素的彩色偏振片。

4.权利要求1所述的钟表装置，其特征是：上述背光源由光发射二极管或电致发光光等的光源，和扩散该光源所发出的光的扩散层构成。

5.权利要求4所述的钟表装置，其特征是：上述扩散层由向透明粘接剂中扩散了二氧化硅粒子或丙烯酸类树脂粒子的涂膜构成。

6.权利要求4所述的钟表装置，其特征是：上述扩散层是滤色片。

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