专利名称：显示设备与电子表的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于显示字母字符，数值字符，图案等的显示设备。此外，本发明涉及用于计时和显示时间的诸如手表，秒表的电子表。
至今，使用诸如液晶显示设备的平面显示设备，用于显示数值字符，字符和其它信息图案等的显示设备已被广泛熟知了。作为这种显示设备，如图31所示，通常已知一对起偏器102与103分别放置在液晶显示板的两端，此外，反射板放置在液晶显示板的背面。这样放置这对起偏器102与103，使得，例如，它们的透射偏向轴形成一个直角。
根据此传统的显示设备，通过在液晶显示板的电极之间加上一个预定电压可以影响诸如数值字符或类似信息的显示，而未加电压的区域是白色或类似的背景。在图中，加上电压以显示信息的区域表示为“ON”，而未加电压的背景区域表示为“OFF”。
在显示设备中，当背景显示(即，液晶显示板101关闭时)，如箭头P所示，外部光，即自然光时，平行于图的平面的线性极化光由起偏器102透射，而极化方向被在OFF状态的液晶显示板101扭转90°，而被变为与图的平面垂直的线性极化光。此线性极化光在由起偏器103透射以后，由反射板104的表面不规则地反射，然后，一部分不规则反射光在被起偏器103，液晶显示板101和起偏器102继续地透射后，显示到外部，该部分被认为是反射板104的反射图象，通常，为均匀的白背景。
接着，当显示诸如数值字符的信息时(也即，液晶显示板101为打开时)，如箭头Q所示，起偏器102从外部光中取出平行于附图所在平面方向的线性极化光，并由液晶显示板101透射此线性极化光。因为此时液晶显示板为打开状态，所以线性极化光的极化方向仍为平行于附图所在平面方向，而未被扭转，因此，线性极化光被起偏器103吸收。所以，该部分从外部看，为诸如黑色的深色。
根据前述部分，在普通显示设备中，诸如数值字符的信息以诸如黑色的深色显示在来自反射板104的反射图象上，反射图象通常为均匀的白色背景。
在上述普通显示设备中，由于起偏器102和103的两个薄片分别置于液晶显示板101的两端，而这些起偏器具有吸收极化轴不在预定极化轴上的线性极化光，导向外部以显示诸如背景颜色和数值字符等等的光的强度被极大地衰减，因此诸如数值字符和背景的信息变暗，并难以辨认，这是一个问题。
另外，在上述普通显示设备中，由于背景为暗，甚至如果将各种颜色，图案和其它设计加到背景上，图案等仍可以清晰地辨认，因此，几乎所有的背景都可用诸如白色的单色显示到普通显示设备上。
本发明考虑了普通显示设备中的上述问题后，它的第一个目的是使诸如数值字符及其类似物和背景的信息以相对较亮的亮度显示，并易于观看，而且通过改变背景以提供给观看者各种信息，从而易于吸引观看者的兴趣。
顺便说明，已知如普通电子表的设备也具有这样的结构，使得在光反射板处提供背景光。根据这种结构的电子表，可以选择两种类型中的一种以影响显示一种影响显示的类型是使用诸如光反射层的背景光的表面，而一种影响显示的类型是使用来自背光的发射光(emittedlight)。通常，在明亮的白天时间，选择反射型显示器结构，而在黑暗的夜晚时间，则选择使用背光的显示器结构。
然而，在上述普通电子表中，存在一个问题，即，电子表的计时内容不可能在诸如夜晚时间和类似的黑暗环境下看得清楚。
另外，根据上述使用背光的普通电子表，背光在外形上较大，并需要电源，这使得电子表在外形上较大而不易携带，并且增加了费用。
本发明考虑了普通电子表的上述问题，它的第二目的是，除了实现第一目的外，也即，除了实现同时以相对较亮的亮度和易于观看的状态显示诸如数值字符和背景，并使得背景可变外，还提供一种显示器表面的计时内容甚至在诸如夜晚时间的黑暗环境下也可看见的电子表，它可以减小外形，而且成本较低。
顺便说明，如上所述，在具有这样一种结构，使得诸如液晶显示板101的透射极化轴可变装置以三明治形式夹在极化分离装置中间的显示设备和电子表中，第一目的是以相对较亮的亮度和易于观看的状态显示诸如数值字符和背景的信息，并改变背景。除了这一事实外，本发明还做了集中的努力以通过设计一些极化分离装置和方式实现相似的目的，它们已考虑了本发明的另一实施例。本发明的第三目的是通过增加极化分离装置以相对较亮的亮度和易于观看的状态显示诸如数值字符和背景的信息，并改变背景，极化分离装置放置在透射极化装置的对面。
(1)为了实现上述第一目的，根据本发明的显示设备包括(a)透射面向第一方向的线性极化光，并且不透射其它线性极化光的第一极化分离装置；(b)放置在接收从第一极化分离装置发射的线性极化光处的透射极化轴可变装置，并且该装置可以选择所透射的极化光的极化轴改变和不改变状态中的一种；(c)面向透射极化轴可变装置，放置在上述第一极化分离装置的对面的第二极化分离装置，它透射在第一方向的线性极化光，并且反射其它线性极化光；和(d)面向第二极化分离装置，放置在上述透射极化轴可变装置的对面以反射光的光反射层，(e)其中光反射层包括在光反射表面上的图案。
(2)为了实现上述第一目的，根据本发明的电子表包括(a)透射面向第一方向的线性极化光，并且不透射其它线性极化光的第一极化分离装置；(b)放置在接收从第一极化分离装置发射的线性极化光处的透射极化轴可变装置，并且该装置可以选择所透射的极化光的极化轴改变和不改变状态中的一种；(c)面向透射极化轴可变装置，放置在上述第一极化分离装置的对面的第二极化分离装置，它透射在第一方向的线性极化光，并且反射其它线性极化光；和(d)面向第二极化分离装置，放置在上述透射极化轴可变装置的对面以反射光的光反射层，(e)其中光反射层包括在光反射表面上的图案。
在上述配置中，第一极化分离装置可由标准起偏器形成。标准起偏器是具有相对于自然光的入射，在一个方向上发射线性极化光的功能的薄膜状元件，并可以由，例如TAC(cellulose triacetate)的保护层形成。
上述的透射极化轴可变装置可通过，例如，使用液晶面板形成。作为液晶，可以采用各种类型的液晶，例如TN(扭转向列)液晶，STN(超扭转向列)液晶，ECB(电子控制双折射)液晶等类型。顺便说明，在STN液晶中，包括诸如F-STN(薄膜补偿超扭转向列)液晶或类似物的，使用色补偿重折光性体(Color Compensating Optical AnisotropicBody)的液晶。
上述第二极化分离装置可以通过采用下列装置形成(1)一个具有许多薄膜叠积结构的极化分离装置，如在国际公布的国际专利(国际专利号NO.WO95/17692或WO95/27919)，(2)在cholesteric液晶层的两端或一端有(1/4)λ薄膜的极化分离板，(3)具有用于以Brewster角度分离反射极化光和透射极化光的结构的极化分离元件(SID 92 DIGEST第427-429页)，或(4)使用全息图的极化分离元件。
如上所述，根据本发明构成的显示设备和电子表的特征如下。
(A)上述部件(c)的第二极化分离装置被提供在放置于普通电子表中透射极化轴可变装置的后部的起偏器处；另外(B)一个合适的图案提供在放置于第二极化分离装置的后部的光反射层表面。
在一个起偏器具有透射面向一个方向的线性极化光，和不透射其它极化光的功能的同时，在本发明中采用的第二极化分离装置具有透射一个方向的线性极化光，和反射其它极化光的功能，具体地说，完全反射在垂直于透射极化光的方向中的线性极化光。
因此，如果如上所述构成的第二极化分离装置象在上面特征(A)中一样，被放置于标准起偏器处，通常已被起偏器吸收或散射的光可通过反射提供给显示，使得显示设和电子表备的背景或诸如数值字符或类似的信息可以相当亮地显示。
具体地，当光反射层象上面特征(B)中一样，被放置在第二极化分离装置的后部，如果第二极化分离装置由标准起偏器以普通方式形成，来自光反射层的反射光被起偏器吸收，因此不能为观看者提供足够的反射光。
相反地，如果一种用于反射的极化分离部件，它仅吸收一种预定方向的线性极化光，被用于作为本发明的上述部件(C)的第二极化分离装置，则反射光在第二极化分离装置与光反射层之间来回地反射直至它与第二极化分离装置的透射极化轴匹配，当它的极化轴最终与第二极化分离装置的透射极化轴匹配时，反射光穿过第二极化分离装置而到达观看者。或者说，通常被吸收所白白地消耗掉的反射光量可以有效地提供给观看者，因而在光反射层上放置的图案可以用足够的光提供给观看者。
根据第一极化分离装置，透射极化轴可变装置和第二极化分离装置的每个部件的极化轴的设置，来自光反射层的反射光可以用于显示诸如数值字符或类似的信息，或用于显示背景。当来自光反射层的反射光用于显示背景时，如果在光反射层上形成合适的图案，背景可以改变，从而除了诸如数值字符或类似的信息的各种信息可以提供给观看者，而且观看者可以被强烈地吸引。
(3)在上述电子表中，提供在光反射层上的图案可以通过印刷形成在光反射层上，或图案可以通过将具有形成于光反射层上的图案的薄片材料叠积在光反射层上而形成在光反射层上。如果图案通过印刷直接形成在光反射层上，则仅需要很少量的部件，并且可以简化电子表或类似物的组装步骤。
(4)在上述电子表中，作为提供在光反射层上的图案，(1)一个包括具有诸如公司名，产品名或类似的明确意义的一个或几个单词的被称为连合活字的表示，(2)诸如商标，徽章(emblem)或类似的标记，(3)可以考虑一个人，一个动物和其它合适的人物。与提供无意义的图案的情形相比，这可以提供各种信息给观看者。
(5)在上述电子表中，光反射层上可以包括荧光材料。这些荧光材料可以是能积聚光的光积聚荧光材料。如果光积聚荧光材料被包括在光反射层中，则观看者可以看到提供在光反射层上的图案好象是从背景上升起，这因此会给观看者带来强烈的印象。
(6)在上述电子表中，第一极化分离装置可以相对透射极化轴可变装置旋转。这使得第一极化分离装置的透射极化轴可以改变到所需要的方向，使得电子表的显示形式可以多方面地变化。例如，一种用于关掉诸如字符或类似的背景图案的显示而只显示诸如数值字符或类似的信息的显示形式，和一种用于同时显示诸如字符或类似的背景图案和诸如数值字符或类似的信息的显示形式可以根据需要自由地选择。
(7)当这样构成第一极化分离装置，使得它可以相对透射极化轴可变装置旋转，可以采用如下的结构以实现此动作。也即，提供一个用于包围第一极化分离装置，透射极化轴可变装置，第二极化分离装置，光反射层的盒，和一个安装于盒上的可旋转的旋转环，并且这样构成第一极化分离装置，使得它可以与旋转环成一个整体地旋转。如果这样构成，观看者从电子表或类似物的外部旋转该旋转环，从而第一极化分离装置可以相对于此旋转以改变其极化轴的方向。
(8)在上述电子表中，光反射层可以相对第二极化分离装置旋转。这使得提供给观看者的图案可以通过移动光反射层而多方面地改变，因此更多的各种信息可以提供给观看者，并可以进一步地吸引观看者。
用于移动光反射层的结构不限于一个具体结构。例如，在伸长的光反射层绕承装卷轴(take-up reel)成环状的状态中，光反射层的一部分放置在第二极化分离装置的后部以将它作为背景显示，并可以旋转承装卷轴以将光反射层的另外部分传送到后部，从而可以将背景变为另外的图案。
(9)在上述电子表中，第二极化分离装置可以由各种极化分离装置形成，如上所述。然而，第二极化分离装置最好使用具有在国际公布的国际申请(国际公开号No.WO95/17692或WO95/27919)中公开的结构的极化分离薄膜来构成。例如，如图2所示，这种极化分离薄膜具有通过交替地叠积两种类型的层A和B，在与叠积方向有关的两个相邻层中，在两个相邻层中的一个方向上的折射率被设置为相同，而两个相邻层中与之垂直的另外一个方向上的折射率被设置为不同，并且每个层的厚度是不同的。
在图2中，当考虑XYZ的直角三坐标轴方向时，两层A和B可以在多层状态中通过挤出，并进一步地在一个方向上拉出(例如，X方向)，在另外一个方向上不拉出而形成。也即，X-轴方向是拉出方向，Y-方向是横侧方向。材料B具有折射率n8(例如，n8＝1.64)，而它基本不会由于拉伸而改变。例如，如果由材料A形成的薄片在一个方向上进行拉伸，此薄片在拉伸方向(也即，X-方向)具有一个折射率nAX(例如，nAX＝1.88)，而在横侧方向(也即，Y-方向)具有一个不同的折射率nAY(例如，nAY＝1.64)。
如果由材料A和B形成的叠层结构在X方向被拉出，将在拉伸方向上产生一个大的折射率差Δn＝1.88-1.64＝0.24。另一方面，在与之垂直的Y方向上，在A和B两层之间的折射率差Δn＝1.64-1.64＝0。因为这种光学特性，如果光入射到本发明的极化分离薄膜12上，入射光的在透射轴E方向上的极化光分量(a)由极化分离薄膜12传输。另一方面，入射光的在吸收轴方向上的极化光分量(b)面临折射率差，因此由那一部分被反射。
此外，各层A和B的厚度t1，t2，t3，.........是渐变的，以使得从各层的界面反射不同波长的光(b-1)，(b-2)......。也就是说，通过具有不同厚度的两层A和B的多层结构，包括所有波长的光可以有效地被反射。如果各层的厚度组合被设置为可反射所有波长，则白光可以被反射。
如上所述，当通过将许多薄膜叠积形成的薄膜叠积结构的极化分离薄膜被用作第二极化分离装置，这种结构的极化分离薄膜可以非常薄的厚度形成，并可给予它柔软性，使得电子表的全部厚度可以被减少，而且可以简化制造步骤。
(10)接着，为了实现上述第一个目的，根据本发明的另外一个显示设备包括a)透射面向第一方向的线性极化光，并且不透射其它线性极化光的第一极化分离装置；(b)放置在接收从第一极化分离装置发射的线性极化光处的透射极化轴可变装置，并且该装置可以选择所透射的极化光的极化轴改变和不改变状态中的一种；(c)面向透射极化轴可变装置，放置在上述第一极化分离装置的对面的第二极化分离装置，它透射在第一方向的线性极化光，并且反射其它线性极化光；和(d)面向第二极化分离装置，放置在上述透射极化轴可变装置的对面以反射光的光反射层，(e)其中光反射层具有视觉识别状态随观看角度而变化的特性。
(11)为了实现上述第一目的，根据本发明的电子表包括(a)透射面向第一方向的线性极化光，并且不透射其它线性极化光的第一极化分离装置；(b)放置在接收从第一极化分离装置发射的线性极化光处的透射极化轴可变装置，并且该装置可以选择所透射的极化光的极化轴改变和不改变状态中的一种；(c)面向透射极化轴可变装置，放置在上述第一极化分离装置的对面的第二极化分离装置，它透射在第一方向的线性极化光，并且反射其它线性极化光；和(d)面向第二极化分离装置，放置在上述透射极化轴可变装置的对面以反射光的光反射层，(e)其中其中光反射层具有视觉识别状态随观看角度而变化的特性。
在上面(10)和(11)所描述的配置中，可以使用具有与在上面(1)和(2)中所描述配置中的第一极化分离装置，透射极化轴可变装置和第二极化分离装置相同结构的第一极化分离装置，透射极化轴可变装置和第二极化分离装置。
如上所述，根据本发明构成的显示设备和电子表的特征如下。
(A)上述部件(c)的第二极化分离装置被提供在放置于普通电子表中透射极化轴可变装置的后部的起偏器处；另外(B)放置于第二极化分离装置的后部的光反射层是由一种具有视觉识别状态随观看角度而变化的特性的物质而构成的。
在一个起偏器具有透射面向一个方向的线性极化光，和不透射其它极化光的功能的同时，在本发明中采用的第二极化分离装置具有透射一个方向的线性极化光，和反射其它极化光的功能，具体地说，完全反射在垂直于透射极化光的方向中的线性极化光。
因此，如果如上所述构成的第二极化分离装置象在上面特征(A)中一样，被放置于标准起偏器处，通常已被起偏器吸收或散射的光可通过反射提供给显示，使得显示设和电子表备的背景或诸如数值字符或类似的信息可以相当亮地显示。
具体地，当光反射层象上面特征(B)中一样，被放置在第二极化分离装置的后部，如果第二极化分离装置由标准起偏器以普通方式形成，来自光反射层的反射光被起偏器吸收，因此不能为观看者提供足够的反射光。相反地，如果一种用于反射的极化分离部件，它仅吸收一种预定方向的线性极化光，被用于作为本发明的上述部件(C)的第二极化分离装置，则反射光在第二极化分离装置与光反射层之间来回地反射直至它与第二极化分离装置的透射极化轴匹配，当它的极化轴最终与第二极化分离装置的透射极化轴匹配时，反射光穿过第二极化分离装置而到达观看者。或者说，通常被吸收所白白地消耗掉的反射光量可以有效地提供给观看者，因而在光反射层上放置的图案可以用足够的光提供给观看者。
根据第一极化分离装置，透射极化轴可变装置和第二极化分离装置的每个部件的极化轴的设置，来自光反射层的反射光可以用于显示诸如数值字符或类似的信息，或用于显示背景。当来自光反射层的反射光用于显示背景时，如果光反射层是由一种具有视觉识别状态随观看角度而变化的特性的物质而构成的，背景可以改变，从而除了诸如数值字符或类似的信息的各种信息可以提供给观看者，而且观看者可以被强烈地吸引。
(12)作为上述的“一种具有视觉识别状态随观看角度而变化的特性的物质”，可以使用在其表面具有菲涅耳透镜(Fresnel lens)的物质，例如，薄片材料。
(13)另外，作为上述的“一种具有视觉识别状态随观看角度而变化的特性的物质”，可以使用在其表面具有凸凹不平几何结构的图案(rugged geometrical pattern)的物质，例如，薄片材料。
(14)再另外，作为上述的“一种具有视觉识别状态随观看角度而变化的特性的物质”，可以使用包括全息图象薄片(hologram sheet)的物质。
在上面(12)至(14)所描述的薄片材料中，如果观看者改变观看薄片材料的角度，反射在薄片材料上的图象的外观会有各种各样的变化。因此，如果这是用作为电子表等中的背景，可强烈地吸引观看者，并可以实现各种显示器。
(15)具体地，当使用全息图象薄片时，在全息图象薄片上形成马赛克图案(mosaic pattern)，并可以根据目的而改变马赛克图案的各个图案部分的全息特征。这就允许根据特定全息特征以特定的反射颜色而照亮马赛克图案的各个图案部分，因此马赛克图案可在各个图案部分以各种反射颜色而被照亮。而且，如果观看者改变观看全息图象薄片的角度时，各个图案部分的反射颜色会根据全息特征而连续地变化，从而可进一步改变电子表或类似物的显示形式。
(16)在上面(11)至(15)所述的电子表中，第二极化分离装置可以由各种极化分离装置形成，如上所述。然而，第二极化分离装置最好使用具有在国际公布的国际申请(国际公开号No.WO95/17692或WO95/27919)中公开的结构的极化分离薄膜来构成。关于极化分离薄膜，它已使用图2和图3进行描述，所以将省略对它的说明。
(17)接着，为了实现上述第二个目的，根据本发明的电子表是一个用于计时和显示时间的电子表，它包括a)透射面向第一方向的线性极化光，并且不透射其它线性极化光的第一极化分离装置；(b)放置在接收从第一极化分离装置发射的线性极化光处的透射极化轴可变装置，并且该装置可以选择所透射的极化光的极化轴改变和不改变状态中的一种；(c)面向透射极化轴可变装置，放置在上述第一极化分离装置的对面的第二极化分离装置，它透射在第一方向的线性极化光，并且反射其它线性极化光；和(d)面向第二极化分离装置，放置在上述透射极化轴可变装置的对面的光反射层，(e)其中光反射层包括具有当外部明亮时，积聚光能的功能的光积聚发光层(light-accumulatingluminescent layer)。
如果这种电子表放置在明亮的外部环境中，能量在光积聚发光层中被积聚，而当它放置在诸如夜晚或类似的黑暗环境中时，光从光积聚发光层中发射出来，表的显示表面对外界显示为亮，从而能被观看者识别。因为光积聚发光层不需要特殊的能源，而它本身的厚度很薄，所以可以用较低的成本提供一种小尺寸的电子表。
在上述配置中，可以使用与在上面(1)中描述的显示设备和在上面(2)中描述的电子表中使用的透射极化轴可变装置相同的透射极化轴可变装置。
在上面(17)描述的电子表中，第一极化分离装置和第二极化分离装置都可以由标准起偏器构成。标准起偏器是具有透射一个方向的线性极化光，而吸收其它方向的线性极化光的功能的光学元件。也即，标准起偏器吸收除了预定方向外的其它方向的，因此阻止了线性极化光的透射。
根据这种电子表，第一极化分离装置和第二极化分离装置都可以由具有这种结构的标准起偏器构成，使得元件的经营变得很容易，并可以降低成本。
另外，在上面(17)描述的电子表中，第一极化分离装置可以由标准起偏器构成，而第二极化分离装置可以由具有如下功能的反射性极化分离元件构成，也即，由透射朝向一个方向的线性极化光，而反射在其垂直方向的线性极化光的反射性极化分离元件构成。该反射性极化分离元件反射除了预定方向外的方向的线性极化光，从而阻止了线性极化光的透射。
根据这种电子表，在标准起偏器吸收除了预定方向外的方向的线性极化光的同时，上述反射性极化分离元件具有反射除了预定方向外的方向的线性极化光的功能，这使得可以实现一种新颖和特殊的显示形式，而它在使用标准起偏器时是不可能实现的。
具有如上所述功能的反射性极化分离元件可以通过采用下列装置形成(1)一个具有许多薄膜叠积结构的极化分jas离装置，如在国际公布的国际专利(国际专利号NO.WO95/17692或WO95/27919)，(2)在cholesteric液晶层的两端或一端有(1/4)λ薄膜的极化分离板，(3)具有用于以Brewster角度分离反射极化光和透射极化光的结构的极化分离元件(SID 92 DIGEST第427-429页)，或(4)使用全息图的极化分离元件。
在国际公布的国际申请(国际公布号No.WO95/17692，WO95/27919)中公开的极化分离薄膜是，例如，图2中所示的一种，这种薄膜已进行了描述，所以在这里将省略其描述。
64a.(20)在上面(17)描述的电子表中，光积聚发光层可以通过吸收光来将所激发的电子保持在其激发态，它可以通过包括一种物质而形成，这种物质通过所保持的电子和正空穴的再结合而引起光的发射。如果这种发光物质吸收光，电子首先被激发到第一激发态，随后，从第一激发态被由掺杂中心和晶格缺陷组成的捕捉中心捕捉，从而保持在预定的激发态上。
随后，由于热激发，被捕捉中心捕捉的电子返回到第一激发态，并再次与正空穴组合而发射光。作为这种发光材料，例如，将提到具有作为基本晶体的氧化铯铝(SrAl2O3)，并进一步包括作为掺杂物的稀土元素的物质，根据这种电子表，当该光反射层用作为光源时，发光时间可以延续很长。
(21)此外，为了实现上述第三目的，根据本发明的电子表是一种由于计时和显示时间的电子表，它包括(a)一个可以改变极化方向的透射极化轴可变装置；(b)分别放置在透射极化轴可变装置两端的第一极化分离装置和第二极化分离装置；(c)相对于第二极化分离装置，放置在透射极化轴可变装置对面的第三极化分离装置；(d)其中第一极化分离装置是一种相对于光从第一端入射，可以在第一端的相对端发射线性极化光的极化分离装置，它相对于光从第一端入射，可以在第一端的相对端发射线性极化光，(e)第二极化分离装置是一种极化分离装置(i)它可以透射从第三端入射光的作为第二方向的线性极化光的在第二方向的线性极化光分量到与第三端相对的第四端；(ii)它可以反射从第三端入射光的，在第一波长范围的作为第三方向线性极化光的，在与第二方向垂直的第三方向线性极化光分量到第三端；和(iii)它可以发射从第三端入射光的，在第三方向，并在第二波长范围的作为第三方向线性极化光的第三方向线性极化光分量到第四端，(f)其中第三极化分离装置是一种极化分离装置(i)(i)它可以透射从第五端入射光的作为第四方向的线性极化光的在第二方向的线性极化光分量到与第五端相对的第六端；(ii)它可以反射从第五端入射光的，在第三波长范围的作为第五方向线性极化光的，在与第六方向垂直的第五方向线性极化光分量到第五端；和(iii)它可以发射从第五端入射光的，在第五方向，并在第四波长范围的作为第四方向线性极化光的第四方向线性极化光分量到第六端。
根据这种电子表，可以根据透射极化轴可变装置的透射极化轴的状态获得第一极化分离装置和第二极化分离装置的两种显示状态。由于第一种显示状态的显示颜色和第二种显示状态的显示颜色相互不同，因此该电子表可以有两种颜色的效果。此外，两种显示状态都是应归于从极化分离装置反射的光的显示状态，这与通过具有通过光吸收来分离光的结构的两个起偏器薄片传输光的普通系统的显示元件相比，可以获得相对较亮的显示。
(22)在上面(21)描述的电子表中，透射极化轴可变装置可以包括液晶显示设备。
(23)另外，液晶显示设备可以包括TN(扭转向列)液晶设备，STN(超扭转向列)液晶设备，ECB(电子控制双折射)液晶设备。顺便说明，STN液晶设备可以使用色补偿重折光性体(Color CompensatingOptical Anisotropic Body)的STN液晶设备。
(24)在上面(21)至(23)描述的电子表中，第一极化分离装置可以包括起偏器。
(25)在上面(21)至(24)描述的电子表中，由第一方向与第二方向形成的角度为45°至90°。
(26)在上面(21)至(24)描述的电子表中，由第二方向与第四方向形成的角度为60°至90°。
(27)在上面(21)至(24)描述的电子表中，由第一方向与第二方向形成的角度为75°至90°。
(28)在上面(21)至(27)描述的电子表中，还可以提供光散射装置。这允许电子表的显示状态改变为非镜面状态。
(29)在上面(21)至(28)描述的电子表中，还可以提供光吸收装置。
(30)在上面(21)至(28)描述的电子表中，进一步还可以提供光源。
(31)在上面(21)至(30)描述的电子表中，第二极化分离装置可以是一种叠积产品，其中通过将各层相互地粘合而叠积许多层，多层的折射率在第六方向上，可以是在相邻两层之间相同的，而在与第六方向垂直的第七方向上，可以是不同的。
(32)在上面(21)至(31)描述的电子表中，第三极化分离装置可以是一种叠积产品，其中通过将各层相互地粘合而叠积许多层，多层的折射率在第八方向上，可以是在相邻两层之间相同的，而在与第八方向垂直的第九方向上，可以是不同的。
(32)在上面(31)至(32)描述的电子表中，例如，可以采用图27简略所示的叠层结构的极化分离器21。下面将描述该极化分离器21的功能性原理。
这里所示的极化分离器21具有有A和B层交替叠积而形成的多层结构。层A在X方向的折射率nAX和在Y方向的折射率nAY相互不同，即，nAX＝/nAY。另外，层B在X方向的折射率nBX和在Y方向的折射率nBY相同，即，nBX＝nBY。
因此，如果光从垂直于表面的方向入射到极化分离器21的顶部表面，则光的在Y方向的线性极化光被极化分离器21传输而作为Y方向的线性极化光，从底部表面发射出去。相反地，如果光从垂直于表面的方向入射到极化分离器21的底部表面，则光的在Y方向的线性极化光被极化分离器21传输而作为Y方向的线性极化光，从顶部表面发射出去。这里，透射的Y方向被称为透射轴。
另一方面，如果在Z方向的层A的厚度取为tA，如果在Z方向的层B的厚度取为tB，入射光的波长取为λ，通过设定光学特性以满足下式，tA*nAX+tB*nBX＝λ/2............(1)当波长为λ的光从垂直于表面的方向入射到极化分离器21的顶部表面，则光的在X方向的线性极化光被极化分离器21反射而作为X方向的线性极化光，从底部表面发射出去。另外，如果波长为λ的光从垂直于表面的方向入射到极化分离器21的底部表面，则光的在X方向的线性极化光被极化分离器21反射而作为X方向的线性极化光，从顶部表面发射出去。这里，反射的X方向被称为反射轴。
通过多方面地改变层A在Z方向的厚度和层B在Z方向的厚度可以使得上式(1)维持在可见光的一个确定波长范围，只有在确定波长范围(Δλ)可以被反射，而在另外的波长范围(-Δλ)可以被透射。也即，在Y方向的线性极化光分量作为Y方向的线性极化光被透射，在X方向的，并在确定波长范围(Δλ)中的线性极化光分量作为X方向的线性极化光被反射，在X方向的，并在另外的波长范围(-Δλ)中的线性极化光分量作为X方向的线性极化光被透射。
(第一实施例)图4显示了使用根据本发明的，作为显示部分的显示设备和电子表的实施例的横截面图。该电子表是包括塑料外壳1，在外壳1中所存的机械装置(movement)2，固定于外壳1，并放置在机械装置2上的玻璃片3，和用于固定机械装置2的后盖。数值6表示表带。
机械装置2包括，如图6所示，一个嵌板框架7，一个由嵌板框架7支撑的作为透射极化轴可变装置的液晶显示板8，一个粘附在液晶显示板8的外表面(图中的上表面)作为第一极化分离装置的起偏器11，一个面向液晶显示板8，而放置在起偏器11对面的作为第二极化分离装置的极化分离薄膜12，放置在极化分离薄膜12的底部表面的背光18，和电池9。
起偏器11由标准极化板构成，表现为可以透射一个方向的线性极化光，而通过吸收和散射等不透射其它方向的极化光。根据在
图1中的该实施例，这样设置起偏器11的位置，使得起偏器11的极化轴面向垂直于图所在平面的极化轴。另外，如图2所示，极化分离薄膜12由具有多层薄膜叠积的结构的极化分离薄膜构成。如更前面所述，极化分离薄膜12，表现为可以透射一个方向的线性极化光，反射其它方向的极化光，而不是吸收其它方向的极化光，具体地说，表现为完全反射在垂直于极化轴的方向的线性极化光。
顺便说明，在该实施例的极化分离薄膜12中，这样设定各层的厚度t1，t2，t3，.........(见图2)，使得可以反射在可见光范围内的所有波长的光。顺便说明，与液晶显示板8相对的极化分离薄膜12的平面可以是光滑平面以镜象反射光，或可以是光散射层，即光漫射层。在光滑平面的情况中，来自极化分离薄膜12的反射图象是镜反射象。在光漫射层的情况中，来自极化分离薄膜12的反射图象是单一的背景颜色(正常地，为白色)，而没有图案。如果在极化分离薄膜12表面放置颜色层，则图象可以有合适的颜色。
图6的背光18由，例如，一个EL构成，它是一种平面型光发射元件。如图1所示，背光18的表面是用于不规则地反射光的光反射层18a。在此实施例中，如图8所示，光反射层18a通过在白色背景上印刷图案20而形成。虽然诸如连合活字和商标的合适标记，合适的字符和其它各种图案可以被认为是图案20，但在此实施例中应画上字符“ABC” 。
在图6中，液晶显示板8具有一对彼此相对的透明玻璃基底13a和13b，和密封在形成于玻璃基底之间的缝隙中的诸如TN液晶L的液晶，这被称为晶胞缝隙(cell gap)。许多用于显示诸如数值字符，字符或类似信息的透明电极14形成于玻璃基底13a和13b上，如图5所示。在此实施例中，分为七段的透明电极被用作显示一个数字的数值字符。
可以在分别形成于一对玻璃基底13a和13b的一对彼此相对的分段透明电极14之间加上一个预定电压，并可根据电压是加上(ON)或是未加上(OFF)，将液晶的排列设置为两个状态中的一个。本实施例中的液晶被设置为，使得当液晶处于ON状态时，穿过液晶的线性极化光的极化轴不改变，同时当液晶处于OFF状态时，穿过液晶的线性极化光的极化轴仅被扭转90°。
在下文中，将描述如上构成的电子手表的操作。该手表具有两种光源形式一种使用背光18辐射的光源形式，和一种使用外部自然光，而不使用背光18辐射的光源形式。此外，当背景显示在手表的显示表面上时，那一区域的液晶显示板8被设置为OFF状态，而当在手表的显示表面上显示诸如数值字符或类似信息时，那一区域的液晶显示板8被设置为ON状态。在下文中，将单独描述各种情况。
第一，在图1中，当使用自然光显示时，尤其是当显示背景时，液晶显示板8被设置为OFF状态。其后，如图中箭头Q所示，外部光，即自然光的，在垂直于图所在平面的方向的线性极化光被起偏器11透射，而极化方向被处于OFF状态的液晶显示板8扭转90°而变为在平行于图所在平面的方向的线性极化光。
这一线性极化光由极化分离薄膜12传输以到达光反射层18a，并由此被反射。反射光由极化分离薄膜12，液晶显示板8和起偏器11传输以被观看者识别。由于光反射层18a具有图案20，因此图案20画于其上的背景可以从外部识别，如图7所示。在图案周围的背景颜色可以是相对较暗的颜色，例如灰色，以区别诸如字符或类似信息。顺便说明，为了获得相对较暗的背景颜色，可取地，光反射层18a的底色可以相对较暗。
在图1中，从光反射层18a非规则反射的光包括用于变化其极化轴的光学分量，而从极化分离薄膜12反射的光学分量再次返回到光反射层18a，并重复反射直至它与极化分离薄膜12的极化轴相匹配，然后就从上面射出。相反地，根据将起偏器放置在极化分离薄膜12处的普通结构，变化其极化轴的光学分量被起偏器吸收，而不再射出。也即，根据使用极化分离薄膜12的本实施例，从光反射层18a反射的光可以被有效地导向外部，因此图案20能以相对明亮和易于观看的状态显示。
接着，当使用自然光显示诸如数值字符或类似信息时，液晶显示板8被设置于ON状态。因此，如箭头P所示，在垂直于图所在平面的方向的线性极化光被起偏器11从自然光中取出，该线性极化光被液晶显示板8传输。由于此时液晶显示板8处于ON状态，线性极化光的极化轴被维持在垂直于图所在平面的方向，而未被扭转，因此线性极化光对应于波长，在极化分离薄膜12的每个层表面之间被反射，反射光在随后被液晶显示板8和起偏器11传输之后，显示到外部。这使得在图7的透明电极14中的一段部分可以由极化分离薄膜12的反射颜色来显示。
根据前面的描述，当使用外部自然光来显示时，由分段电极14显示的诸如数值字符或类似信息可以在其上画有图案的灰色或类似的背景上识别。在普通显示形式中，只有诸如数值字符或类似的信息显示在诸如白色的单一背景上，使得显示很单调。然而，在本实施例中，图案可以画在背景上，并可以改变，使得可以提供各种信息给观看者，并可以强烈地吸引观看者。
接着，当使用背光18显示时，尤其是当显示背景时，背光被点亮，而且液晶显示板8被设置为OFF状态。因而，如箭头D所示，在平行于图所在平面的方向的线性极化光被极化分离薄膜12从辐射光，即背光18的自然光中取出，而极化方向被处于OFF状态的液晶显示板8扭转90°而被转变为在垂直于图所在平面的方向的线性极化光。该线性极化光被起偏器11传输而辐射到外部，被看作是背景。也即，以背光18的辐射颜色显示的具有图案的背景被识别。
接着，当使用背光18的辐射光显示诸如数值字符或类似信息时，背光被点亮，而且液晶显示板8被设置为ON状态。因此，如箭头C所示，在平行于图所在平面的方向的线性极化光被极化分离薄膜12从背光的辐射光中取出，该线性极化光被处于ON状态的液晶显示板8传输。由于线性极化光的极化方向为在平行于图所在平面的方向，它被起偏器11吸收，而被阻止辐射到外部，因此这一部分从外部看是黑色的。
根据前面的描述，当由于黑暗，没有外部光入射而使用背光18的辐射光显示时，诸如数值字符或类似信息以深色，例如在其上画有图案20的深色背光18的辐射光的背景上的黑色，来显示。
顺便说明，图1的光反射层18a可以包括当光射在其上时，发射荧光的荧光材料。这使得在光反射层18a上的图案能以这样一种方式被清楚地识别，好象从辐射荧光的背景颜色上升起，从而给观看者带来强烈的效果。
(第二实施例)图9显示了使用根据本发明的，作为显示部分的显示设备和电子表的另一实施例。该实施例与图4的前一实施例不同之处在于，在外壳1上提供了一个可相对于外壳旋转的旋转环10，而玻璃板3和起偏器11作为一个整体被连接到旋转环10上。根据本实施例，观看者用手指抬起该旋转环10，并将它绕手表的中心轴L0旋转，从而使得起偏器11可以绕中心轴L0旋转。如果起偏器以这种方式旋转，由于起偏器11的极化轴从垂直于图所在平面的方向变化，归因于起偏器11的线性极化光的透射特性也将改变，使得显示到外部的显示内容将多方面地变化，这将强烈地吸引观看者。
例如，如果起偏器11从图1的状态旋转90°，起偏器11的透射极化轴可改变到平行于图所在平面的方向，如图10所示。因此，当使用外部自然光显示时，背景可以用极化分离薄膜12的反射图象显示，如箭头Q所示，同时诸如数值字符或类似信息由来自光反射层18a的反射光显示。也就是说，在这种情况中，背景不由来自光反射层18a的反射光显示，使得图案20不显示在背景上，而诸如数值字符或类似信息由没有图案的单色背景上的分段电极14来显示。
也就是说，根据本实施例，通过旋转该旋转环10，电子表的显示形式可以在图7所示的同时显示背景和诸如数值字符或类似信息的显示形式，和图5所示的通过关掉图案而仅显示诸如数值字符或类似信息的显示形式之间自由地变换。
顺便说明，在图7的情况中，包括图案20的背景由光反射层18a的反射图象(图1的箭头Q)显示，而归因于分段电极的诸如数值字符或类似信息用极化分离薄膜12的反射颜色(图1的箭头P)显示。另一方面，在图5的情况中，背景由极化分离薄膜12的反射图象(图10的箭头Q)显示，而诸如数值字符或类似信息由光反射层18a的反射颜色(图10的箭头P)显示。换句话说，当显示形式通过旋转该旋转环在图5的状态和图7的状态之间变换时，图案20可以打开和关掉，而同时，背景和诸如数值字符或类似信息可以改变。因此，可以提供给观看者一种非常令人兴奋的显示设备。
(第三实施例)图11显示了使用根据本发明的，作为显示部分的显示设备和电子表的第三实施例。该实施例与图4的前一实施例不同之处在于，在背光18的两端提供了一对承装卷轴(take-up reel)16a和16b，而光反射层18a以连续形式绕在卷轴上。在光反射层18a的垂直方向，代替图8所示的“ABC”的图案20，印刷包括合适的连合活字，标志，字符等的另一图案。因此，如果光反射层18a由卷轴16a和16b之一承装，同时光反射层18a由另一个卷轴卷绕拉出，可以将各种图案装在对应于背光18的部分，从而可以提供各种背景图案给观看者。顺便说明，观看者可以从外部通过手动旋转驱动卷轴16a和16b，或使用手表中的驱动源自动地旋转驱动卷轴16a和16b。
(其它实施例)在以其优选实施例对本发明进行描述的同时，本发明并不仅限于这些实施例，而可以在权利要求所说明的本发明的范围内进行各种变化。
例如，虽然本发明的显示设备是提供给电子手表的显示部分的，但本发明的显示设备也可以应用于所有类型的电子设备。此外，虽然，在上述实施例中显示了本发明应用于手表的情况，但显然本发明可以应用于具有诸如秒表等等的另外形式的电子表中。
此外，虽然液晶板采用TN液晶作为可以选择在上述实施例中的透射极化光的极化轴改变和不改变状态中的一种的透射极化轴可变装置，而在此处也可采用使用STN液晶或ECB液晶的液晶板。
此外，采用如图2所示的其中许多薄膜叠积的多层结构作为第二极化分离装置，用以透射一个方向的线性极化光和反射其它线性极化光。然而，再此处，(1)具有在cholesteric 液晶层的两端或一端有(1/4)λ薄膜的结构的极化分离板，(2)具有用于以Brewster角度分离反射极化光和透射极化光的结构的极化分离元件(SID 92 DIGEST第427-429页)，或(3)使用全息图的极化分离元件。
(第四实施例)图12显示了使用根据本发明的，如权利要求10所述显示设备的实施例的横截面图。如果这种显示设备被用作图4所示的电子表的显示部分，可以构成如权利要求11所述的电子表。由于电子表的结构已用图2，图3，图6进行了描述，所以将省略对它的描述。此外，由于图12中的元件用与图1中的元件相同的数字指示，因此也将省略对此的描述。
在此实施例中，与图1的实施例相比较，为光反射层28增加了一种选择。也即，光反射层28可以由全息图象薄片形成。众所周知的，如果观看全息图象薄片的角度改变，从全息图象薄片反射的光的颜色也会随之改变。
例如，如图13中的箭头C所示，如果观看全息图象薄片28的角度在较小轴向中以a-b-c-d-e的方式渐变，则整个全息图象薄片2的颜色8对于观看者来说，以诸如蓝-红-绿-红-蓝的方式连续变化。此外，如图14中的箭头D所示，如果观看全息图象薄片28的角度在较小轴向中以f-g-h的方式渐变，则整个全息图象薄片28的颜色8对于观看者来说，以诸如白-绿-白的方式连续变化。
在下文中，将描述上述结构的显示设备和使用相同结构的电子表的操作。
第一，图12中，当显示背景时，液晶板8被设定为OFF状态。，其后，如图中箭头Q所示，外部光，即自然光的，在垂直于图所在平面的方向的线性极化光被起偏器11透射，而极化方向被处于OFF状态的液晶显示板8扭转90°而变为在平行于图所在平面的方向的线性极化光。
这一线性极化光由极化分离薄膜12传输以到达光反射板28，并由此被反射。反射光由极化分离薄膜12，液晶显示板8和起偏器11传输以被观看者识别。由于光反射板28包括全息图象薄片，因此如果从外部观看表的显示表面的角度改变，从光反射板28的反射颜色也会随之改变，如图13和图14所示。因此，观看者可以识别到其颜色随角度而有多种变化的背景。
顺便说明，从光反射板28不规则反射的光包括其极化轴变化的分量，该光分量从极化分离薄膜12反射，再次返回到光反射板28，并被重复反射直至它与极化分离薄膜12的极化轴匹配，然后朝上射出。相反地，根据将起偏器放置在极化分离薄膜12处的普通结构，变化其极化轴的光学分量被起偏器吸收，而不再射出。也即，根据使用极化分离薄膜12的本实施例，从光反射板28反射的光可以被有效地导向外部，因此归因于光反射板28的全息图象特性的反射图象能以相对明亮和易于观看的状态显示。
接着，在图12中，当显示诸如数值字符或类似信息时，液晶显示板8被设置于ON状态。因此，如箭头P所示，在垂直于图所在平面的方向的线性极化光被起偏器11从自然光中取出，该线性极化光被液晶显示板8传输。由于此时液晶显示板8处于ON状态，线性极化光的极化轴被维持在垂直于图所在平面的方向，而未被扭转，因此线性极化光对应于波长，在极化分离薄膜12的每个层表面之间被反射，反射光在随后被液晶显示板8和起偏器11传输之后，显示到外部。这使得在图5的透明电极14中的处于ON状态的一段部分可以由极化分离薄膜12的反射颜色来显示。
根据前面的描述，当在本实施例中，表使用外部自然光来显示时，由分段电极14显示的诸如数值字符或类似信息可以在由于全息图象特性而使得其颜色随观看角度改变而变化的背景上识别。在普通显示形式中，只有诸如数值字符或类似的信息显示在诸如白色的单一背景上，使得显示很单调。然而，在本实施例中，背景颜色随观看角度改变而变化，使得观看者可以享受各种显示形式。
(第五实施例)图15显示了可用于根据权利要求10的显示设备和根据权利要求11的电子表中的光反射板38的另一实施例。这里显示的光反射板38通过使用与前面图13和图14所示的光反射板28类似的全息图象薄片而构成。这两者的差别如下。图13的光反射板28的整个表面具有单一的全息图象特性，因此，当光反射板28颜色相应观看角度而改变时，整个光反射板28在颜色上统一地变化。
相反地，关于图15的光反射板38，马赛克图案形成于其上，并且每个马赛克图案部分M具有它自己的全息图象特性。因此，每个马赛克图案部分M根据其自身的全息图象特性发射一种颜色的反射光，使得整个光反射板38能以每个马赛克图案部分M具有不同的颜色来发射光。然后，辐射显示可以被用作表显示器的背景。因此，观看者可以享受与观看普通单色背景的情形相比的各种各样的显示形式。
此外，如果观看者逐渐地改变观看表显示器的角度，即用于观看光反射板38的角度，每个马赛克图案部分M根据其自身的全息图象特性而改变反射颜色。如果这在光反射板38被觉察到，则在每个马赛克图案部分M，在颜色上光反射板38连续灿烂地变化，例如，绿-红，-蓝-灰。因此，观看者可以享受更多不同的显示形式。
(第六实施例)图16显示了可用于根据权利要求10的显示设备和根据权利要求11的电子表中的光反射板38的另一实施例。这里显示的光反射板48具有一个由树脂制成的菲涅耳透镜(Fresnel lens)49，该菲涅耳透镜49在光反射板48表面形成为同心图案。菲涅耳透镜49，它是公知的并在图17中图示说明了，通过为每个同心图案分离凸状透镜的透镜表面L，并将它们排列成平坦的表面形式来形成。这两者的差别如下。图13的光反射板28的整个表面具有单一的全息图象特性，因此，当光反射板28颜色相应观看角度而改变时，整个光反射板28在颜色上统一地变化。诸如Al的光反射层47被粘附到菲涅耳透镜49的后部。
如果菲涅耳透镜49被形成为无色和透明的，则入射到光反射板28上的光穿过菲涅耳透镜49入射到光反射层47上，并由此被反射，然后再次穿过菲涅耳透镜49被导入外部。因此，观看图5的表显示器的观看者识别经菲涅耳透镜49光学处理的，作为诸如使用分段电极14的数值字符或类似信息的背景的镜象反射图象。该背景通过改变表显示器的观看角度而变化到不同的状态，使得可以为观看者提供各种各样的显示。顺便说明，如果菲涅耳透镜49是由合适颜色的树脂构成的，则背景形成为彩色反射图象，使得可以观看到更多不同的背景。
(第七实施例)
图18显示了光反射板的另外一种实施例，它可以用于根据权利要求10的显示设备和根据权利要求11的电子表中。例如，这里显示的光反射板58可以形成为图16所示的同心图案的平面状态。光反射板58包括对于每个同心图案，高低不平的Al反射层57，和一个覆盖于其上的彩色树脂层。
根据本实施例，如果观看角度在平行于图所在平面的方向以a-b-c的方式连续地变化，或在垂直于图所在平面的方向通过提供在Al反射层57上的高低不平形状的作用而连续地变化，则从外部看到的反射图象也在各种状态中变化。例如，可以看到诸如图16中的同心图案可以是和不是部分地清晰显示，高亮部分向左，右，上，下移动，或在圆周的方向移动的变化。因此，如果背景采用光反射板58显示，则背景的显示可以相应观看者的观看角度方向的改变而有各种各样的变化，从而表的显示等可以改变。
(其它实施例)在以其优选实施例对根据权利要求10和权利要求11的本发明进行描述的同时，根据权利要求10和权利要求11的本发明并不仅限于这些实施例，而可以在权利要求所说明的本发明的范围内进行各种变化。
例如，虽然权利要求10中所要求的显示设备是提供给除了电子手表外的所有类型的电子设备。此外，虽然液晶板采用TN液晶作为可以选择在上述实施例中的透射极化光的极化轴改变和不改变状态中的一种的透射极化轴可变装置，而在此处也可采用使用STN液晶或ECB液晶的液晶板。
此外，采用如图2所示的其中许多薄膜叠积的多层结构作为第二极化分离装置，用以透射一个方向的线性极化光和反射其它线性极化光。然而，再此处，(1)具有在cholesteric 液晶层的两端或一端有(1/4)λ薄膜的结构的极化分离板，(2)具有用于以Brewster角度分离反射极化光和透射极化光的结构的极化分离元件(SID 92 DIGEST第427-429页)，或(3)使用全息图的极化分离元件。
(第八实施例)图21显示了一种可以用于根据权利要求17的电子表中的(movement)22。该机械装置22可以被包括进图4所示的电子手表中。
机械装置2包括，如图6所示，一个嵌板框架7，一个由嵌板框架7支撑的作为透射极化轴可变装置的液晶显示板8，一个粘附在液晶显示板8的外表面(图中的上表面)作为第一极化分离装置的起偏器11，一个面向液晶显示板8，而放置在起偏器11对面作为第二极化分离装置的的起偏器15，放置在起偏器15的底部表面的光散射层17，安置在光散射层17的后部的光反射板68，和电池9。
第一起偏器11和第二起偏器15表现为可以透射一个方向的线性极化光，而通过吸收和散射等不透射其它方向的极化光。这样设置起偏器11和15的位置，使得起偏器11和15的用于透射的极化轴相互垂直。光反射板68具有在其表面的光积聚发光层，光积聚发光层表现为一种光源，而其表面表现为一种光反射层。光积聚发光层表现为，当外部环境明亮时，光源积聚作为能量的光，而当外部环境黑暗时，将所积聚的能量辐射出来。
液晶显示板8具有一对彼此相对的透明玻璃基底13a和13b，和密封在形成于玻璃基底之间的缝隙中的诸如TN液晶L的液晶，这被称为晶胞缝隙(cell gap)。许多用于显示诸如数值字符，字符或类似信息的透明电极64形成于玻璃基底13a和13b上，如图20所示。在此实施例中，分为七段的透明电极被用作显示一个数字的数值字符。
可以在分别形成于一对玻璃基底13a和13b的透明电极14之间加上一个预定电压，并可根据电压是加上(ON)或是未加上(OFF)，将液晶的排列设置为两个状态中的一个。本实施例中的液晶被设置为，使得当液晶处于ON状态时，穿过液晶的线性极化光的极化轴不改变，同时当液晶处于OFF状态时，穿过液晶的线性极化光的极化轴仅被扭转90°。
在下文中，将描述如上构成的电子手表的操作。该手表具有两种光源形式一种使用光反射板68反射特性的显示形式，和一种使用光反射板68辐射特性的显示形式。此外，如果手表的显示表面被保持为背景颜色，那一区域的液晶显示板8被设置为OFF状态，而如果在手表的显示表面上显示诸如数值字符或类似信息时，那一区域的液晶显示板8被设置为ON状态。在下文中，将单独描述各种情况。
在图19中，当使用在白天明亮环境下的外部自然光显示时，液晶显示板8首先被设置为OFF状态。其后，如图中箭头P所示，外部光，即自然光的，在平行于图所在平面的方向的线性极化光被起偏器11透射，而极化方向被处于OFF状态的液晶显示板8扭转90°而变为在垂直于图所在平面的方向的线性极化光。这一线性极化光在被第二起偏器15和光散射层17传输之后，从光反射板68的表面被不规则地反射，而一部分不规则反射光在被光散射层17液晶板8和第一起偏器11顺序地传输之后，显示到外部，从而那一部分被识别为白色背景。
接着，当使用自然光显示诸如数值字符或类似信息时，液晶板8被设置于ON状态。因此，如箭头Q所示，在平行于图所在平面的方向的线性极化光被起偏器11从自然光中取出，该线性极化光被液晶显示板8传输。由于此时液晶显示板8处于ON状态，线性极化光的极化轴被维持在平行于图所在平面的方向，而未被扭转，因此线性极化光被第二起偏器15吸收。结果，该部分从外部看为“黑色”。
如上所述，当外部环境明亮时，光反射板68表现为一种光反射部件，使得诸如数值字符或类似的信息以黑色显示在白色的背景颜色上。并且此时，光反射板68基于它自身的光积聚发光特性积聚作为能量的外部光。
如果本实施例的电子手表放置在夜晚的黑暗环境下，光反射器68的光积聚发光层中所积聚的能量作为光辐射。此时，当背景颜色显示在表的显示表面上，液晶板8被设定为OFF状态。因而，如箭头C所示，在垂直于图所在平面的方向的线性极化光被第二起偏器15从来自光反射器68的自然光中取出，而极化方向被处于OFF状态的液晶显示板8扭转90°而被转变为在平行于图所在平面的方向的线性极化光，该线性极化光被第一起偏器11传输而辐射到外部。此时所看到的光的颜色是光反射器68的辐射光的颜色，一般为白色。
接着，当使用光反射器68的辐射光显示诸如数值字符或类似信息时，液晶显示板8被设置为ON状态。因此，如箭头D所示，在垂直于图所在平面的方向的线性极化光被第二起偏器15从光反射器68的辐射光中取出，该线性极化光被处于ON状态的液晶显示板8传输而到达第一起偏器11。此时，由于线性极化光的极化方向与第一起偏器11的极化方向不匹配，所以它被起偏器11吸收，因此这一部分从外部看是黑色的。
如上所述，如果外部环境变暗，则光反射板68表现为一个光源，使得诸如数值字符或类似的信息以黑色显示到诸如白色背景的辐射颜色上。连续显示直至在光反射板68的光积聚发射层中所积聚的能量用尽。这种显示的持续时间根据构成光积聚发光层的材料而多方面地变化。
如上所述，根据本实施例的手表，甚至如果表被放置于诸如夜晚时间的黑暗环境下，基于来自光反射板68的光积聚发光层的辐射光，表的显示表面可以被明亮地显示。而且，光积聚发光层不要求特殊的能源，并且它的自身厚度很低，使得手表可以小尺寸，低成本而制成。
(第九实施例)图22原理性地显示了根据权利要求17的电子表的另一实施例的一个主要部分。这里所示的实施例与图19中的前一实施例的不同之处在于，反射型极化分离薄膜12被用作第二极化分离装置，它被放置在第一起偏器11的隔着液晶板8的对面。其它部分与图1的元件相同，并且相同元件采用相同参考数字来指示。
与用于图1的显示设备中的极化分离薄膜12相同的极化分离薄膜12可以用于此实施例，更具体地，可以采用图2所示的多层结构的薄膜。这种极化分离薄膜12与标准起偏器15(图19)不同之处在于，标准起偏器吸收除了可被透射的线性极化光外的其它线性极化光，同时，反射型极化分离薄膜12反射线性极化光。这一事实已被描述。由于，反射型极化分离薄膜12具有这样的光学特性，则可以在图22的实施例中实现下列显示状态。
(当光反射板68用作光反射器时)在图22中，当使用在白天明亮环境下的外部自然光显示时，尤其是当显示背景颜色时，液晶显示板8首先被设置为OFF状态。其后，如图中箭头P所示，外部光，即自然光的，在平行于图所在平面的方向的线性极化光被起偏器11透射，而极化方向被处于OFF状态的液晶显示板8扭转90°而变为在垂直于图所在平面的方向的线性极化光。这一线性极化光对应于波长，在极化分离薄膜12的每层的表面之间被反射，反射光在随后被液晶显示板8和起偏器11顺序地传输之后，显示到外部。这使得背景颜色显示在手表显示表面中。背景颜色一般为白色。
同时由于在图19的实施例中的第二起偏器15对光的吸收效应，使得白色背景颜色有变暗的倾向，这一起偏器对光的吸收效应在图22所示的实施例中被消除，从而使得可以增强白色背景，因此，表的显示表面可以更明亮地显示。
接着，当使用自然光显示诸如数值字符或类似信息时，液晶板8被设置于ON状态。因此，如箭头Q所示，在平行于图所在平面的方向的线性极化光被起偏器11从自然光中取出，该线性极化光被液晶显示板8传输。由于此时液晶显示板8处于ON状态，线性极化光的极化轴被维持在平行于图所在平面的方向，而未被扭转，因此线性极化光被极化分离薄膜12透射，并进一步从光反射板68的表面被反射。返回起偏器11一侧的光由于不规则反射而减弱，从而从外部看，这一部分相应于背景显示为诸如灰色的深色，因此可以被观看者识别为诸如数值字符或类似的信息。当然，可以在极化分离薄膜12与光反射板68之间放置一个半透射光吸收器和通过光吸收器积极吸收光而积极地产生高对比度的“黑色”。
根据前面描述，当使用外部自然光时，诸如数值字符或类似的信息可以通过使用光反射器68的反射特性以深色显示在白色背景上。此时，能量积聚在光反射器68的光积聚发射层中。
(当光反射板68用作光源)当在夜晚的黑暗环境下，使用光反射器68的辐射光进行显示时，尤其是当显示背景颜色时，液晶板8被设定为OFF状态。因而，如箭头C所示，在平行于图所在平面的方向的线性极化光被极化分离薄膜12从来自光反射器68的自然光中取出，而极化方向被处于OFF状态的液晶显示板8扭转90°而被转变为在垂直于图所在平面的方向的线性极化光。由于该线性极化光被第一起偏器11吸收或散射，从而被阻止辐射到外部，从而从外部看它是“黑色”的背景颜色。
接着，当使用光反射板68的辐射光显示诸如数值字符或类似信息时，液晶显示板8被设置为ON状态。因此，如箭头D所示，在平行于图所在平面的方向的线性极化光被极化分离薄膜12从光反射板68的辐射光中取出，该线性极化光被处于ON状态的液晶显示板8传输而到达第一起偏器11，从而向外部显示。由于此时所显示的诸如数值字符或类似信息的颜色由光反射板68的辐射光的颜色决定，如果光反射板68的辐射光的颜色被设置为诸如黄绿，红，或橙色，相对于“黑色”，这可以很容易辨认，诸如数值字符或类似信息可以以一种易于辨认的状态观看。顺便说明，辐射光的颜色可以通过配置一个滤色片来设置。
如上所述，根据本实施例，如果外部环境变暗，则光反射板68表现为一个光源，使得诸如数值字符或类似的信息以诸如黄绿和类似的颜色显示到诸如黑背景颜色上。连续显示直至在光反射板68的光积聚发射层中所积聚的能量用尽。
如上所述，根据本实施例的手表，甚至如果表被放置于诸如夜晚时间的黑暗环境下，基于来自光反射板68的光积聚发光层的辐射光，表的显示表面可以被明亮地显示。而且，光积聚发光层不要求特殊的能源，并且它的自身厚度很低，使得手表可以小尺寸，低成本而制成。
此外，根据根据本实施例，当使用外部自然光时，黑色信息显示在白色背景上(箭头Q和箭头P)，同时当采用光反射板68的辐射特性时(箭头C和箭头D)，诸如黄绿的辐射光的颜色显示在黑色背景上。
根据图19所示手表，在使用外部自然光的情形和在采用光反射板68的辐射功能的情形下，显示形式是只有黑色信息显示在白色背景上。从而，当与此相比时，本实施例的显示方式很新颖，诸如数值字符或类似信息的显示颜色在黄绿或其它特殊颜色与标准黑色之间被颠倒，这将强烈地吸引观看者。
同时根据权利要求17的电子表已在其优选实施例中进行了描述，本发明并不仅限于那些实施例，而是可以在由权利要求所描述的发明范围内进行各种各样的改变。
例如，虽然本发明是应用于上述实施例所示的手表，但本发明也可以应用于诸如秒表等等的其它形式的电子表中。此外，虽然液晶板采用TN液晶作为可以选择在上述实施例中的透射极化光的极化轴改变和不改变状态中的一种的透射极化轴可变装置，而在此处也可采用使用STN液晶或ECB液晶的液晶板。
此外，虽然采用如图2所示的其中许多薄膜叠积的多层结构作为图22的实施例中的第二极化分离装置，(1)具有在cholesteric液晶层的两端或一端有(1/4)λ薄膜的结构的极化分离板，(2)具有用于以Brewster角度分离反射极化光和透射极化光的结构的极化分离元件(SID 92 DIGEST第427-429页)，或(3)使用全息图的极化分离元件。
(第十实施例)下面将描述的根据权利要求21的电子表的特征在于，具有多个，例如两个极化分离装置的液晶显示设备被安置在诸如液晶显示板或类似的透射轴可变装置的一侧。现在，在描述本电子表的实施例之前，将描述这种液晶显示设备的结构和操作。
图23原理性地显示了具有两个极化分离器安置在透射轴可变装置一侧的结构的液晶显示设备。顺便说明，在该图所示的液晶显示设备仅显示了一个结构的例子，液晶显示设备并不限于这种结构。在液晶显示设备中，TN液晶8用作透射轴可变装置。起偏器11被配置在TN液晶8的上侧。在TN液晶8的下侧，光散射层17，极化分离器21和极化分离器26以这样的顺序放置。
极化分离器21反射在反射轴方向和在某一确定波长区域(Δλ1)的光，而透射在反射轴方向和在另外的波长区域(-Δλ1)的光。此外，极化分离器26反射在反射轴方向和在不同于Δλ1的某一确定波长区域(Δλ2)的光，而透射在反射轴方向和在另外的波长区域(-Δλ2)的光。由极化分离器21的透射轴T1和极化分离器26的透射轴T6形成的角度为90°。
在图23中，当液晶显示设备的左侧被取作ON-电压应用部分，而当同一液晶显示设备的右侧被取作OFF-电压应用部分，光P被起偏器11转变为在平行于图所在平面的方向的线性极化光，其后，极化方向被TN液晶扭转90°而变为在垂直于图所在平面的方向的线性极化光，在波长区域(Δλ1)的光被反射，而在波长区域(-Δλ1)的光被起偏器21透射。在波长区域(Δλ1)的反射光变为在垂直于图所在平面的方向的线性极化光，极化方向被TN液晶8扭转90°而变为在平行于图所在平面的方向的线性极化光，并从起偏器11发射作为在平行于图所在平面的方向的线性极化光。也即，可以观看到波长区域(Δλ1)的颜色。
另一方面，在波长区域(-Δλ1)的透射光变为垂直于图所在平面的方向的线性极化光而被极化分离器26传输。也即，可以观看到波长区域(-Δλ1)的颜色。在此方式中，当使用OFF-电压，入射光未被极化分离器1吸收，但如所见的，从入射光的一侧被反射，使得可以获得明亮波长区域(Δλ1)的彩色显示。顺便说明，由于光散射层17被提供在极化分离器21和TN液晶8之间，来自极化分离器21的反射光由镜面形式转变到纸面形式。另外，如从来自与入射光相反的一侧观看，入射光的波长区域(-Δλ1)可以通过极化分离器21和极化分离器26获得。
在图23所示的液晶显示设备的左侧的ON电压应用部分中，光Q被起偏器11转变为在平行于图所在平面的方向的线性极化光，并被TN液晶8传输，而未被改变极化方向，其后，被极化分离器21转变为在平行于图所在平面的方向的线性极化光。从极化分离器21辐射的线性极化光入射到极化分离器26上，而入射线性极化光的在波长区域(Δλ2)的光从极化分离器26上反射，而在波长区域(-Δλ2)的光被极化分离器26透射。
从极化分离器26上反射的在波长区域(Δλ2)的光被TN液晶8传输作为在平行于图所在平面的方向的线性极化光，而未改变其极化方向，并从起偏器11作为在在平行于图所在平面的方向的线性极化光而被发射。也即可以观看波长区域(Δλ2)的颜色。另一方面，在极化分离器26的背部，可以通过透射在波长区域(-Δλ2)的光而观看到一种波长区域(-Δλ2)的颜色。
以此方式，当从入射光一侧观看时，在OFF-电压应用部分，被极化分离器21反射的光变为为在波长区域(Δλ2)的颜色的光P1，同时在在ON-电压应用部分，极化分离器26所透射的光被极化分离器26反射而变为在波长区域(Δλ2)的颜色的光Q1。因此，当从入射光一侧观看时，可以在波长区域(Δλ1)的颜色基底上获得波长区域(Δλ2)的颜色显示。
另外，如在入射光的相对侧观看，在OFF-电压应用部分，被极化分离器21透射的光变为在波长区域(-Δλ1)的颜色的光P2，同时在在ON-电压应用部分，极化分离器21所透射的光还被极化分离器26透射而变为在波长区域(-Δλ2)的颜色的光Q3。因此，当从入射光的相对一侧观看时，可以在波长区域(-Δλ1)的颜色基底上获得波长区域(-Δλ2)的颜色显示。
顺便说明，虽然在上面描述中，将TN液晶作为一个例子进行了描述，在TN液晶8处采用了甚至与STN液晶，ECB液晶或类似物等效基本工作原理，STN液晶和ECB液晶是可以通过电压改变透射极化轴的元件。
图24原理性地显示了使用图27所示的极化分离器21的液晶显示设备的另一示例。在液晶显示设备中，TN液晶被用作透射轴可变装置。起偏器11和反射板78安置在TN液晶8的下侧。光散射层17，极化分离器21和极化分离器26被以上述顺序配置在TN液晶8的上侧。
极化分离器21反射在反射轴方向和在某一确定波长区域(Δλ1)的光，而透射在反射轴方向和在另外的波长区域(-Δλ1)的光。此外，极化分离器26反射在反射轴方向和在不同于Δλ1的某一确定波长区域(Δλ2)的光，而透射在反射轴方向和在另外的波长区域(-Δλ2)的光。由极化分离器21的透射轴T1和极化分离器26的透射轴T6形成的角度为90°。
在图23所示的液晶显示设备的右侧的OFF电压应用部分中，在垂直于极化分离器26的透射轴T6的方向和在波长区域(-Δλ2)的光P被极化分离器26作为线性极化光传输。该透射光被极化分离器21转变为在平行于图所在平面的方向的线性极化光，因此被透射。此透射光的极化方向被TN液晶8扭转90°而变为在垂直于图所在平面的方向的线性极化光，从而被起偏器11吸收。
另一方面，在光P的，在平行于极化分离器26的透射轴T6的方向的光被极化分离器26作为线性极化光而传输。该在波长区域(Δλ1)的透射光被极化分离器21转变为在垂直于图所在平面的方向的线性极化光，因此被透射。此透射光的极化方向被TN液晶8扭转90°而变为在平行于图所在平面的方向的线性极化光，从而被起偏器11传输和被反射板78反射。该反射光再次穿过起偏器11，TN液晶8，极化分离器21和极化分离器26。在穿过的中间，光被光散射层17散射，因此，可以在一个很宽的视角内观看到波长区域(-Δλ1)的颜色。
同时在电压应用部分，在光Q的，在垂直于极化分离器26的透射轴T6的方向和在波长区域(-Δλ2)的光被极化分离器26作为线性极化光而传输。该在波长区域(-Δλ2)的透射光被极化分离器21转变为在平行于图所在平面的方向的线性极化光，因此被透射。此透射光被TN液晶8扭转90°而变为在垂直于图所在平面的方向的线性极化光，而没有极化方向的变化，从而被起偏器11传输和被反射板78反射。该反射光再次穿过起偏器11，TN液晶8，极化分离器21和极化分离器26。在穿过的中间，光被光散射层17散射，因此，可以在一个很宽的视角内观看到波长区域(-Δλ2)的颜色。
另一方面，在平行于极化分离器26的透射轴T6的方向的光Q被极化分离器26作为线性极化光传输。在波长区域(-Δλ2)的透射光被极化分离器26变为在平行于图所在平面的方向的线性极化光，从而被传输。该透射光变为线性极化光，而未被TN液晶8改变极化方向，并被起偏器11吸收。
以此方式，在OFF-电压应用部分，可以观看到在波长区域(-Δλ1)的颜色，和在ON-电压应用部分，可以观看到在波长区域(-Δλ2)的颜色。
图25显示了一个根据权利要求21的电子表的实施例。该电子表是包括塑料外壳3，在外壳31中所存的机械装置(movement)32，固定于外壳31，并放置在机械装置32上的用于保护的玻璃片33，和固定于外壳31的表带36。由于该电子表的横截面构造与图4所示的构造相同，因此省略其描述。
机械装置32包括，如图26所示，一个嵌板框架37，一个由嵌板框架37支撑的作为透射极化轴可变装置的液晶显示设备40，合适的基底35和电池9。如图28所示，此液晶显示设备40使用STN液晶显示板19作为透射轴可变装置。迟延薄膜34和起偏器11以这一顺序安置在STN液晶板19的上侧。散射板27，极化分离器21，极化分离器26和光吸收器39以这一顺序安置在STN液晶板19的下侧。
作为极化分离器21和极化分离器26，使用图27所描述的极化分离器，然而，极化分离器21是用于维持下列表现的极化分离器(1)关于只有一个特定波长Δλ3在可见光内，将在Y-轴的线性极化光作为在Y-轴的线性极化光而传输，将在X-轴的线性极化光的在波长区域(Δλ3)的光作为在X-轴的线性极化光来反射，而在X-轴的线性极化光的在非波长区域(Δλ3)的波长区域(-Δλ3)的光作为在X-轴的线性极化光来传输。
另外，极化分离器26是用于维持下列表现的极化分离器(1)关于只有一个特定波长(Δλ4)在可见光内，将在Y-轴的线性极化光作为在Y-轴的线性极化光而传输，将在X-轴的线性极化光的在波长区域(Δλ4)的光作为在X-轴的线性极化光来反射，而在X-轴的线性极化光的在非波长区域(Δλ4)的波长区域(-Δλ4)的光作为在X-轴的线性极化光来传输。顺便说明，由极化分离器21的透射轴T1和极化分离器26的透射轴T6形成的角度为90°。
在STN液晶显示板19中，STN液晶LS的液晶被密封在两个透明玻璃基底13a和13b和一个密封元件41形成的单元中。透明电极14a安置于玻璃基底13a的上表面上，透明电极14b安置于玻璃基底13a的上表面上。关于透明电极14a和透明电极14b，可以使用ITO(氧化铟锡)。
在本实施例的情况下，作为表的显示图案，这些透明电极1414a和透明电极14b是以如下状态形成的，即七段构成以为一位数值字符，共有六位数值字符。通过选择性地改变各段在颜色上的变化，可以显示用于显示时间的各种数值字符。当然，也可以显示除了数值字符外的所有其它信息，但将省略对其的描述。
在图28中，延迟薄膜34用作色补偿重折光性体，被用于校正由STN液晶板19所引起的颜色。此外，光吸收器39是黑色薄膜。
在下文中，将描述如上构成的电子表的操作。第一，在OFF电压应用区域，由于起偏器11的动作，自然光变为在预定方向的线性极化光，随后变为其极化方向被STN液晶板19扭转一个预定角度的线性极化光，而在波长区域(Δλ3)的光被极化分离器21反射，而未被吸收，极化方向被STN液晶板19以一个预定角度扭转，然后作为线性极化光从起偏器11发射出去。
另外，在波长区域(-Δλ3)的光被极化分离器21和极化分离器26透射，然后被光吸收器39吸收。以此方式，当应用OFF电压时，光不被吸收，而被极化分离器21反射，使得关于波长区域(Δλ3)可以获得明亮的显示颜色。顺便说明，由于散射板27被配置在STN液晶板19和极化分离器21之间，因此极化分离器21反射的光不会变为镜面形式。
另一方面，在ON电压应用区域，由于起偏器11的动作，自然光变为在预定方向的线性极化光，随后被STN液晶板19和散射板27作为线性极化光透射，也被极化分离器21作为线性极化光透射。而透射光的在波长区域(Δλ3)的光被极化分离器26反射，而反射光被极化分离器21，散射板27，STN液晶板19和起偏器11作为线性极化光透射。此外，在波长区域(-Δλ3)被极化分离器26透射，而被光吸收器39吸收。
以此方式，当应用ON电压时，光不被吸收，而被极化分离器21和极化分离器26反射，使得关于波长区域(Δλ4)可以获得明亮的显示颜色。顺便说明，由于散射板27被配置在STN液晶板19和极化分离器21之间，因此极化分离器21反射的光不会变为镜面形式。根据前面的说明，可以在波长区域(Δλ3)的显示颜色与波长区域(Δλ4)的显示颜色之间切换。
在上述第十实施例(图28)中，如果由极化分离器21和极化分离器26的极化轴形成的角度取为θ，θ在中上述第十实施例中为90°。当角度θ连续变化时，随着角度θ从0°增加，色对比度变得更好，当角度θ变为60°，显示状态得到很好的改善，当角度θ变为90°时，可以获得高色纯度。
(第十二实施例)图29显示了用于根据权利要求21的电子表的主要部分，尤其是一个液晶显示设备，的另一实施例。该液晶显示设备50与图28所示的液晶显示设备40的不同之处在于，散射板27被放置于极化分离器21和极化分离器26之间。在本实施例中，极化分离器21的波长区域(Δλ3)被取为黄色，极化分离器26的波长区域(Δλ4)被取为蓝色。从而，蓝色显示和金属光泽的黄色显示，即，金色可被变化。
(第十三实施例)图30显示了用于根据权利要求21的电子表的主要部分，尤其是液晶显示设备中的另一实施例。液晶显示设备60与图28所示的液晶显示设备40不同之处在于，在光吸收器39处配置了一个光源66。光源66使用了一种LED(发光二极管)67，并用一个导向器65将由LED67发射的光引导从其顶部表面射向外部。
在外部光源下，类似于图28的实施例，可以在波长区域(Δλ3)的显示颜色与波长区域(Δλ4)的显示颜色之间切换。另外，在光源66的照射下，入射到极化分离器26上的光被极化分离器26和极化分离器21透射，从而可以获得在波长区域(Δλ3)的线形极化光与波长区域(Δλ4)的线形极化光，它们成直角相交。通过使用STN液晶8切换这些线形极化光的极化状态，可以在波长区域(Δλ3)的显示颜色与波长区域(Δλ4)的显示颜色之间切换。
(第十四实施例)在图29所示的实施例中，省去延迟薄膜34。于是可以获得更明亮的绿色显示和金色显示。
根据权利要求1所要求的显示设备和权利要求2所要求的电子表，将一个用于透射在一个方向的线形极化光，而反射除了上述方向的其它线形极化光的极化分离元件用在标准起偏器处作为第二极化分离装置，这使得诸如数值字符或类似的信息和背景颜色都能以相当明亮和易于观看的状态显示。
此外，可以将诸如连合活字，标记，字符或类似的图案提供于反射层上，这使得与普通的无图案的单色显示表面相比，在该显示表面上的背景可以变化，从而为观看者提供了各种各样的信息，或强烈地吸引观看者。
根据权利要求10所要求的显示设备和权利要求11所要求的电子表，类似于权利要求1所要求的显示设备和权利要求2所要求的电子表，将一个用于透射在一个方向的线形极化光，而反射除了上述方向的其它线形极化光的极化分离元件用在标准起偏器处作为第二极化分离装置，这使得诸如数值字符或类似的信息和背景颜色都能以相当明亮和易于观看的状态显示。
另外，从安置于第二极化分离装置后部的反射层发出的反射光可以被无衰减地充分导向外部，这使得如果设计一个光反射层，则各种背景可以清晰明确地辨认。具体地，根据本发明，光反射层由其视觉识别条件根据观看角度而改变的薄片材料形成，这使得每次当观看者改变观看角度，可以看到各种不同的背景等，因此这使得与普通的无图案的单色显示表面相比，观看者可以享受各种表面显示。
根据权利要求17所要求的电子表，甚至如果电子表被放置于诸如夜晚时间的黑暗环境中，表的显示表面也可以使用来自光反射元件的光积聚发射层的辐射光来向外部明亮地显示。而且，由于光积聚发射层不要求特殊的能源，并且它自身的厚度很薄，因此电子表可以低成本，以很小尺寸来制造。
根据权利要求21所要求的电子表，对应于用于显示诸如数值字符或类似的信息的透射极化轴的状态，可以获得第一显示状态和第二显示状态的两种显示状态。由于第一显示状态的显示颜色和第二显示状态的显示颜色彼此不同，因此电子表可以用两种颜色来显示。此外，由于两种显示状态是基于从极化分离装置反射的光的显示状态，因此与普通透射两个起偏器薄片的显示设备相比，可以获得相当亮的表面显示。
(附图简述)、图1原理性地显示根据本发明的显示设备。
图2是原理性地显示一个用作为图1所示结构的主要部分的极化分离薄膜的内部结构的透视图。
图3原理性地显示图2所示的极化分离薄膜的操作。
图4是显示根据本发明的电子手表的一个实施例的剖面结构的横截面图。
图5是显示用于图4的电子手表的机械装置的平面图。
图6是显示图5的机械装置的剖面结构的横截面图。
图7是显示用于图4的电子手表的一个显示形式示例的平面图。
图8是显示一个光反射层示例的平面图。
图9是显示根据本发明的电子手表和显示设备的另一实施例的剖面结构的横截面图。
图10原理性地显示通过使用图9的电子手表的各种显示形式的示例。
图11原理性地显示根据本发明的显示设备的另一实施例。
图12原理性地显示根据本发明的显示设备的另外的另一实施例。
图13是显示光反射层和其观看角度特性的一个实施例的透视图。
图14是原理性地显示当从图13所示的光反射层的另一角度观看时的观看角度特性的透视图。
图15是显示光反射层的另一实施例的平面图。
图16是显示光反射层的另外的实施例的平面图。
图17是显示从图16的V-V线所取的剖面结构的横截面图。
图18是显示光反射层另外的另一实施例的横截面图。
图19原理性地显示了用于根据本发明的电子手表中的显示设备的另一实施例。
图20是显示用于根据本发明的电子手表中的机械装置示例的平面图。
图21是图20所示机械装置的横截面图。
图22原理性地显示了用于根据本发明的电子手表中的显示设备的另外一个实施例。
图23用于说明一个液晶显示设备的示例的原理，该显示设备用于根据本发明的电子表中的主要部件。
图24用于说明一个液晶显示设备的另一示例的原理，该显示设备用于根据本发明的电子表中的主要部件。
图25是根据本发明的电子表的实施例的前视图。
图26是显示图25中电子表的内部结构的主要部分的横截面图。
图27是原理性地显示一个极化分离器示例的透视图，该极化分离器是用于根据本发明的电子表中的主要部分。
图28原理性地显示一个液晶显示设备的实施例的剖面结构，该液晶显示设备是用于根据本发明的电子表中的主要部件。
图29原理性地显示一个液晶显示设备的另一实施例的剖面结构，该液晶显示设备是用于根据本发明的电子表中的主要部件。
图30原理性地显示一个液晶显示设备另外的另一实施例的剖面结构，该液晶显示设备是用于根据本发明的电子表中的主要部件。
图31原理性地显示一个普通显示设备示例的主要部分。(参考标号)1，31 外壳2，32 机械装置3，33 玻璃板4 后盖6，36 表带7，37 嵌板框架8 液晶板(透射轴可变装置)9 电池10，旋转环11 起偏器(第一极化分离装置)12 极化分离薄膜(第二极化分离装置)13a，13b玻璃基底14，14a，14b透明电极15 起偏器(第二极化分离装置)16a，16b承装卷轴17 光散射层18 背光18a 光反射层19 STN液晶板(透射极化轴可变装置20 图案21 极化分离器22 机械装置(movement)26 极化分离器27 散射板28，38，48 光反射板34 延迟薄膜(retardation)40，50，60 液晶显示设备47 光反射层49 菲涅耳透镜58 光反射板64 透明电极68 光反射板A，B不同类型薄膜的层C，D背光的光学路径E 透射轴F 光吸收轴L 液晶M 马赛克图案部分P，Q外部光的光学路径
权利要求
1.一种显示设备，它包括透射面向一个方向的线性极化光，并且不透射其它线性极化光的第一极化分离装置；放置在接收从第一极化分离装置发射的线性极化光处的透射极化轴可变装置，并且该装置可以选择所透射的极化光的极化轴改变和不改变状态中的一种；面向透射极化轴可变装置，放置在上述第一极化分离装置的对面的第二极化分离装置，它透射在第一方向的线性极化光，并且反射其它线性极化光；面向第二极化分离装置，放置在上述透射极化轴可变装置的对面以反射光的光反射层；其中光反射层包括在光反射表面上的图案。
2.一种用于计时和显示时间的电子表，它包括透射面向一个方向的线性极化光，并且不透射其它线性极化光的第一极化分离装置；放置在接收从第一极化分离装置发射的线性极化光处的透射极化轴可变装置，并且该装置可以选择所透射的极化光的极化轴改变和不改变状态中的一种；面向透射极化轴可变装置，放置在上述第一极化分离装置的对面的第二极化分离装置，它透射在第一方向的线性极化光，并且反射其它线性极化光；面向第二极化分离装置，放置在上述透射极化轴可变装置的对面以反射光的光反射层；其中光反射层包括在光反射表面上的图案。
3.根据权利要求2的电子表，其特征在于，上述图案通过印刷形成在光反射层之上。
4.根据权利要求2或3的电子表，其特征在于，上述图案是连合活字，标志或字符。
5.根据权利要求2到4中的一个的电子表，其特征在于，光反射层包括荧光材料。
6.根据权利要求2到5中的一个的电子表，其特征在于，第一极化分离装置相对于透射极化轴可变装置可以旋转。
7.根据权利要求6的电子表，其特征在于，进一步包括一个包围第一极化分离装置，透射极化轴可变装置，第二极化分离装置和光反射层的外壳，和一个可旋转地安装在上述第一极化分离装置上的旋转环，其中上述第一极化分离装置是与上述旋转环成一体地旋转。
8.根据权利要求2到7中的一个的电子表，其特征在于，光反射层相对于第二极化分离装置可以移动。
9.根据权利要求2到8中的一个的电子表，其特征在于，第二极化分离装置具有通过两种薄膜交替叠积而形成的多层结构，其中，在多层结构中，相对于叠积方向的两个相邻层中，在一个方向上两层的折射率相同，而在此方向的垂直方向上，两层的折射率不同，其中，在多层结构中上述各层的厚度彼此不同。
10.一种显示设备，它包括透射面向一个方向的线性极化光，并且不透射其它线性极化光的第一极化分离装置；放置在接收从第一极化分离装置发射的线性极化光处的透射极化轴可变装置，并且该装置可以选择所透射的极化光的极化轴改变和不改变状态中的一种；面向透射极化轴可变装置，放置在上述第一极化分离装置的对面的第二极化分离装置，它透射在第一方向的线性极化光，并且反射其它线性极化光；面向第二极化分离装置，放置在上述透射极化轴可变装置的对面以反射光的光反射层；其中光反射层具有随观看角度的变化而改变视觉识别状态的特征。
11.一种用于计时和显示时间的电子表，它包括透射面向一个方向的线性极化光，并且不透射其它线性极化光的第一极化分离装置；放置在接收从第一极化分离装置发射的线性极化光处的透射极化轴可变装置，并且该装置可以选择所透射的极化光的极化轴改变和不改变状态中的一种；面向透射极化轴可变装置，放置在上述第一极化分离装置的对面的第二极化分离装置，它透射在第一方向的线性极化光，并且反射其它线性极化光；面向第二极化分离装置，放置在上述透射极化轴可变装置的对面以反射光的光反射层；其中光反射层具有随观看角度的变化而改变视觉识别状态的特征。
12.根据权利要求11的电子表，其特征在于，光反射层包括一种菲涅耳透镜。
13.根据权利要求11的电子表，其特征在于，光反射层包括一种高低不平的几何结构图案。
14.根据权利要求11的电子表，其特征在于，光反射层包括一种全息图象薄片。
15.根据权利要求11的电子表，其特征在于，光反射层包括具有马赛克图案的全息图象薄片，而马赛克图案的各个图案部分的全息图象特性不同。
16.根据权利要求11到16中的一个的电子表，其特征在于，第二极化分离装置具有通过两种薄膜交替叠积而形成的多层结构，其中，在多层结构中，相对于叠积方向的两个相邻层中，在一个方向上两层的折射率相同，而在此方向的垂直方向上，两层的折射率不同，其中，在多层结构中上述各层的厚度彼此不同。
17.一种用于计时和显示时间的电子表，它包括透射面向一个方向的线性极化光，并且不透射其它线性极化光的第一极化分离装置；放置在接收从第一极化分离装置发射的线性极化光处的透射极化轴可变装置，并且该装置可以选择所透射的极化光的极化轴改变和不改变状态中的一种；面向透射极化轴可变装置，放置在上述第一极化分离装置的对面的第二极化分离装置，它透射在第一方向的线性极化光，并且反射其它线性极化光；面向第二极化分离装置，放置在上述透射极化轴可变装置的对面以反射光的光反射层；其中光反射层具包括具有当外部明亮时积聚光，而当外部黑暗是辐射所积聚的能量的功能的光积聚发射层。
18.根据权利要求17的电子表，其特征在于，上述第一极化分离装置和第二极化分离装置是用于透射朝向一个方向的线性极化光，而吸收其它极化光的起偏器。
19.根据权利要求17的电子表，其特征在于，上述第一极化分离装置是用于透射朝向一个方向的线性极化光，而吸收其它极化光的起偏器，上述第二极化分离装置具有透射朝向一个方向的线性极化光，而反射在其垂直方向上的线性极化光的功能。
20.根据权利要求17到19中的一个的电子表，其特征在于，上述光积聚发光层可以通过吸收光将其电子保持在其激发态，并包括通过所保持的电子与正空穴的重组合而发射光的物质。
21.一种用于计时和显示时间的电子表，它包括一个可以改变极化方向的透射极化轴可变装置；分别放置在透射极化轴可变装置两端的第一极化分离装置和第二极化分离装置；相对于第二极化分离装置，放置在透射极化轴可变装置对面的第三极化分离装置；其中第一极化分离装置是一种相对于光从第一端入射，可以在第一端的相对端发射线性极化光的极化分离装置，它相对于光从第一端入射，可以在第一端的相对端发射线性极化光，其中第二极化分离装置是一种极化分离装置，它可以透射从第三端入射光的作为第二方向的线性极化光的在第二方向的线性极化光分量到与第三端相对的第四端；它可以反射从第三端入射光的，在第一波长范围的作为第三方向线性极化光的，在与第二方向垂直的第三方向线性极化光分量到第三端；它可以发射从第三端入射光的，在第三方向，并在第二波长范围的作为第三方向线性极化光的第三方向线性极化光分量到第四端，和其中第三极化分离装置是一种极化分离装置，它可以透射从第五端入射光的作为第四方向的线性极化光的在第二方向的线性极化光分量到与第五端相对的第六端；它可以反射从第五端入射光的，在第三波长范围的作为第五方向线性极化光的，在与第六方向垂直的第五方向线性极化光分量到第五端；它可以发射从第五端入射光的，在第五方向，并在第四波长范围的作为第四方向线性极化光的第四方向线性极化光分量到第六端。
22.根据权利要求21的电子表，其特征在于，所述透射极化轴可变装置包括一种液晶显示设备。
23.根据权利要求22的电子表，其特征在于，所述液晶显示设备是一种TN液晶设备，STN液晶设备或ECB液晶设备。
24.根据权利要求21到23中的一个的电子表，其特征在于，第一极化分离装置包括一种起偏器。
25.根据权利要求21到24中的一个的电子表，其特征在于，由所述第二方向和第四方向构成的角度是45°到90°。
26.根据权利要求21到24中的一个的电子表，其特征在于，由所述第二方向和第四方向构成的角度是60°到90°。
27.根据权利要求21到24中的一个的电子表，其特征在于，由所述第二方向和第四方向构成的角度是75°到90°。
28.根据权利要求21到27中的一个的电子表，其特征在于，进一步包括光散射装置。
29.根据权利要求21到28中的一个的电子表，其特征在于，进一步包括光吸收装置。
30.根据权利要求21到28中的一个的电子表，其特征在于，进一步包括一个光源。
31.根据权利要求21到30中的一个的电子表，其特征在于，第二极化分离装置是一个其中多层通过彼此粘附而叠积在一起的叠积产品，所述多层中彼此相邻的层的折射率在第六方向上相等，而在与第六方向垂直的第七方向上不同。
32.根据权利要求21到31中的一个的电子表，其特征在于，所述第三极化分离装置是一个其中多层通过彼此粘附而叠积在一起的叠积产品，所述多层中彼此相邻的层的折射率在第八方向上相等，而在与第八方向垂直的第九方向上不同。
全文摘要
为了在用于电子表或类似物的显示设备中,使诸如数值字符或类似的信息和背景都可以明亮并容易地显示,而且向观看者提供各种信息,以使得可以强烈地吸引观看者。本发明提供了一种包括起偏器11,液晶板8和极化分离薄膜12等部件的显示设备。极化分离薄膜12具有透射在一个方向的线形极化光,并反射其它的线形极化光的功能。诸如连合活字、标记、字符或类似的图案通过在配置于极化分离薄膜12后部的光反射层18a上印刷而形成。
文档编号G04G9/00GK1201921SQ9810959
公开日1998年12月16日 申请日期1998年6月9日 优先权日1997年6月9日
发明者有川康夫, 宫泽英一, 平川友章 申请人:精工爱普生株式会社