JPH0210397B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ダイヤルの前面を移動する時刻表示
指針と、デイジタル表示セルとを有し、前記時刻
表示指針は該デイジタル表示セルの前面を移動す
るものであつて、該デイジタル表示セルは前記時
刻表示指針のためのダイヤルを形成し、また該デ
イジタル表示セルは、少なくとも前記時刻表示指
針が移動する領域に亘つており、また該デイジタ
ル表示セルは、情報を表示するために、外部的操
作に応答して発生する電界の作用によつて不透明
度が変化する幾つかの領域を有する複合層を含
み、該複合層は液晶の層を有するものであり、ま
た前記デイジタル表示セルは、フロントプレー
ト、リヤプレートおよび液晶の層を収容する閉じ
られた空間を規定するためのスペーシング兼密閉
装置を有する液体気密形容器を含み、且つ前記複
合層の後部に設けられた光反射拡散装置を含むも
のである腕時計に関する。

液晶セルは、外部的な操作によつて、例えば時
刻の数字表示等のデータ項目を表示する第１モー
ドまたはデータ表示をしない第２モードのいずれ
かにセツトされることが可能である。

前述の型式の腕時計は日本特許出願昭52−
14367号によつて知られている。この腕時計にお
いては、液晶セルはそれが何のデータも表示しな
い時には一様に明るい色となつている。セルがデ
ータを表示する時、記号は明るい背景上に暗い色
として現れる。結果として、この公知の時計では
ダイヤル構成面がセルの背面に設けられた光反射
拡散器によつて構成される。

この公知の時計は欠点として、指針とダイヤル
構成面との間に比較的大きなギヤツプによる美観
上の欠陥を有している。

本発明の課題はこの不都合を克服することであ
る。

本発明によれば、この課題は、冒頭デイジタル
表示セルが、セルの中の前記複合層が電界のない
ときには一様に不透明であり、従つて指針のため
の暗い背景を形成し、データは表示域において、
前記電界の作用の下に暗い背景上に明るく表示さ
れるようにすることにより解決される。

こうして、腕時計の美観効果は、ダイヤルを形
成する表面（即ち改善前は、この表面はユーザー
の目に達することのできる光を反射する指針背面
の最も遠い位置にある反射拡散器であつた）が指
針にさらに近い位置に設けられるので改善され
る。

本発明の腕時計では、時刻表示指針のためのダ
イヤルをデイジタル表示セルが形成し、ダイヤル
の前面を時刻表示指針が移動するので、時刻表示
指針はデイジタル表示セルの上方に設けられてお
り、この表示セルの前面を移動する。

従つて、デイジタル表示セルの特徴は、以下の
とおりである。すなわち、表示セルの機能はダイ
ヤルとしても作用することであり、表示セルの位
置は、時刻表示指針の下方であり、また表示セル
の構造は複合層、液体気密容器、および光反射拡
散装置から成立するものである。本発明による表
示セルの主な特徴は、電界が印加されていない複
合層が不透明であることであり、従つてダイヤル
も不透明である。

腕時計のセルは、正の誘電異方性を有するネマ
チツク化合物と、実質的に総ての可視光線波長に
おいて十分な光吸収係数を持つ多色性分子とを有
する液晶層を含むような型式であることが望まし
い。

偏光板は液晶層と反射拡散器との間に設けられ
る。

また、表示セルに含まれる複合層は、本発明の
実施例によれば、以下のように構成される。

(a) 液晶の層１６と２つの偏光板１７，１１８ま
たは、 (b) 多色性染料を含む正の誘電異方性を持つネマ
チツク液晶の層１６０と、この層１６０に設け
られた１つの偏光板１８０または、 (c) 偏光板が備えられていないキラル成分を含む
液晶の層 従つて、第１実施例および第２実施例では、こ
の構造は複数の素子を垂直方向に積み重ねたもの
であり１６＋１７＋１８、１６０＋１８０、第３
実施例では、異なつた分子化合物を混合したもの
である。これが「複合」という言葉を用いる理由
である。また、この「複合」構造は大変薄いもの
なので（約数ミクロン）、「層」という言葉を用い
る。

また、表示セルは、フロントプレート１３およ
びリヤプレート１４を有し、これらのプレート
は、表示領域内に、電極２０および２１とともに
設けられている。

使用者による制御が行われない場合、すなわ
ち、表示されるデイジタル情報がないときには、
複合層は一様に不透明である。しかし、外部的な
操作が行われると、与えられた情報を表示するた
めに選択される電極間の液晶の部分は電界にさら
される。

物理的操作を受けた液晶のこれらの部分と、相
応する液晶のヘリカル構造は同形構造に変化し、
その結果、表示される数字は暗い背景上に明るく
見える。

従つて、使用者はいかなる時も情報を呼び出す
ことができ、外部的な操作に応答して発生する電
界の作用によつて、複合層の選択された領域の不
透明度を変化させ、この領域を透明にすることが
できる。

本発明は添付図面を参照しながら、例としてあ
げられたいくつかの実施例に関する説明を読むこ
とによつて、さらによく理解されるであろう。

これらの図面は、そのケースがケースバンド１
と腕時計ガラス２を有するような腕時計を示して
いる。この腕時計は時針３と分針４とから構成さ
れるアナログ時刻表示装置を有している。これら
指針３，４は、腕時計ガラス２によつて覆われて
いるケースの開口部６の総ての範囲にわたつて広
がる液晶表示セル５の上方に配置されている。液
晶表示セル５は、また指針３および４に対するダ
イヤルを形成している。このセルは、実質的にそ
の中央に設けられた穴５ａを有している。この穴
は時針３のパイプアーバー３ａと分針４を載せる
アーバー４ａとを収容している。

第１図の実施例では、液晶表示セル５によつて
被覆されている領域は、時計の前表面全体にわた
つているが、時計の前表面の一部分のみを液晶表
示セルが被覆する時計を作成することもできる。
表示セルが時計の前表面体にわたつているか、ま
たは一部分のみにわたつているかは、選択的に設
計できる。しかし表示セルは時刻表示指針のため
のダイヤルを形成するので、少なくとも時計の表
面上で時刻表示指針が移動する領域は表示セルに
よつて被覆されていなければならない。

また、表示セルにより表示することのできるデ
イジタル情報は、通常の数字の形をした電極が設
けられるセル表面の一部分に位置するだけであ
る。表示される数字の形や数、および表示される
情報の種類の選択も、完全に設計者の自由であ
る。第１図の時計では、情報は、時計前表面の上
部と下部の領域に表示される。

この腕時計はさらに、第２図と第３図において
概略的にブロツク７として示されている制御回路
をも有している。回路７は装置８から供給される
操作信号に応答して、表示セル５の入力端子５ｂ
に適当な制御信号を印加する。操作装置８はセツ
ト用の竜頭９や押しボタン１０のような、腕時計
の外部からのデータの入力を可能とする装置を有
している。竜頭９と押しボタン１０とは明らか
に、データを腕時計の中に入力することを可能と
する、容量性装置または感光素子のようなあらゆ
る他の素子によつて置換が可能である。

装置８による回路７へのデータ伝達によつて、
後者はセル５がいくつかのデータの型態のうちか
ら選択されたデータの特定項目を表示するよう、
セル５の端子５ｂに制御信号を印加する。この表
示データは第１図に示されるような、時間、分お
よび秒のような時刻に関するデータ、日付、時間
測定に関する情報その他である。この数字形状で
表わされるデータと同時に、セル５はこのデータ
の型式の特質を示す符号を表示する。これは第１
図において、セル５がその下側表面部に設けられ
た時間、分および秒に関するデータ１１に加え
て、形式化された情報符号１２がこのデータが時
間に関するデータであることを表わしていること
から知ることができる。第１図に示されるよう
に、情報符号１２がアナログ時刻表示用指針３，
４の移動範囲によつて覆われないセルの部分に設
けられていることは優れている点である。第１図
に示されているように、開口部の形状が長方形で
あれば１２のような情報符号は改善的に開口部の
２つの上側コーナー６ａ，６ｂに設けることがで
きる。

良く知られているように、回路７は水晶発振器
のような標準時間信号発生器と、デバイダーと、
カウンターと、カウンターから供給される計数デ
ータ信号を受けるデコーダーとを有している。装
置８は例えば、デコーダーと表示セル５の入力端
子５ｂの間に設けられたスイツチを有している。
このスイツチは例えば操作装置８の１部を構成す
る押しボタン１０によつて制御される。例えば、
押しボタン１０の押し下げの都度に接点が接触し
てＴ型フリツプフロツプの入力Ｔに電源電圧が加
えられる。このフリツプフロツプの出力Ｑは前述
のスイツチを構成するMOSトランジスタの制御
電極に接続されている。こうして、押しボタン１
０の最初の押し下げは、セル５によつて１１のよ
うなデータ項目と１２のような符号とを表示させ
る。押しボタン１０の第２の押し下げは、これら
の表示を消滅させる。

第２図は、米国特許第3731986において説明さ
れているような形式のセルが表示セル５として用
いられる場合の構成例である。この形式のセル
は、ツイスチツドネマチツク型液晶セルとして広
く知られている。

第２図のセル５は、透明なフロントプレート１
３と、透明なリヤプレート１４および、プレート
１３と１４とに関連してプレート間に設けられる
閉じられたスペースを定めるスペーサー１５とを
有している。このスペースは正の誘電異方性を持
つ液晶の層１６を有している。電界のない時に
は、この層１６はその軸が実質的に層に対して直
角であるような、またツイストの合計角度が90゜
であるようなヘリカル構造を有している。

セル５はさらに、プレート１３および１４と液
晶の層１６とによつて構成される組立ての両側に
１つずつ設けられた２つの偏光板１７および１８
とを有しており、これら偏光板の光学軸は互いに
他に対して平行となつている。

セル５は最後に、その表面が、プレート１３お
よび１４ならびに偏光板１７および１８によつて
構成される組立てに対面して、光の反射と拡散を
行うような壁１９を有している。層１６と偏光板
１７および１８とは、その不透明さが電界の作用
の下で変化させられるような、複合層を構成す
る。

時間的な情報１１または情報符号１２のような
表示データが強調される表示範囲においては、フ
ロントプレート１３とリヤプレート１４とには、
電極２０および２１の形状が現われる。

電位差が電極２０および２１の間に加えられる
時、電極の間の液晶１６の部分には電界が加えら
れ、前記部分におけるヘリカル構造を除き同形構
造にこれを置換するような効果を生ずる。

偏光板１７および１８の軸は互いに平行であ
る。結果として、液晶１６の層に加えられる電界
のない場合には複合層は１様に不透明である。こ
うしてセル５はその広がりの総てにわたつて１様
に暗く見える。光に対して見え易くまた明るい色
である指針３，４は浮き上つて見え、このためセ
ル５によつて形成される暗い背景に対して容易に
見ることができる。

さらに、セルの複合層は不透明であるため、ダ
イヤルを構成する面、即ちその前を指針３および
４が移動する面は前面偏光板１７のレベルに設け
られることとなり、こうして反射拡散器１９の反
射面よりもずつと指針に近づいている。

セル５によつて表示されるデータは暗い背景上
に明るく表示されるもので、腕時計のユーザーに
よる要求によつてのみ発生するものであることは
注意すべきである。

図によつて示されている実施例においては、セ
ル５はさらに、第１図において２２として文字
XYZによつて概略的に表現されているマークの
ような、例えばトレードマークなどの、永久的に
表示されるべき符号またはデータ項目を表示する
装置もまた準備されている。この永久的表示は１
つの面、例えばフロントプレート１３の内面側、
に設けられたアルミニウムの層のような金属性付
着物２２ａによつて得られる。他の方法として、
トレードマーク符号は液晶の層に電界を加える装
置によつて表示することもできる。

部分的に反射性の層２３が改善的にプレート１
３の前面に設けられることもできる。

第３図に示される実施例によると、この液晶表
示セル５は米国特許第3551026において説明され
ているような型式のものである。この型式のセル
はハイルマイヤーセルと１般に呼ばれている。

第３図に示される腕時計のセルは、多色性染料
を含んだ正の誘電異方性を持つネマチツク液晶の
層１６０をセルが有していることと、セルの後面
に設けられた単一の偏光板１８０のみを有してい
ることにおいて、第２図に示されたものと異つて
いる。

液晶の層１６０は、フロントプレート１３０、
リヤプレート１４０、およびスペーサー１５０に
よつて定められる閉じたスペースの中に設けられ
ている。

液晶の層１６０に含まれる多色性染料は改善的
に可視波長の大部分において比較的高い吸収係数
を有し、セルはその休止状態、即ち液晶の層１６
０に加えられる電界がない状態において、染料に
含まれる多色性分子の割合いによつて実質的に黒
またはわずかに薄い色となる。この染料は例えば
独国特許出願第3028543において説明されている
ようなものである。

内面側、即ち液晶の層１６０に対面するプレー
ト１３０および１４０の表面にはネマチツク液晶
の分子を整列させることのできる平坦な整列層が
設けられ、層１６０の中に含まれる多色性染料分
子はプレート１３０および１４０に平行な１方向
に整列する。

偏光板１８０の光学軸はこの１方向に平行であ
る。

これらの配置の結果、液晶の層１６０に加えら
れる電界がない時、第３図のセル５は１様に暗い
黒色に見える。

腕時計のユーザーが装置８を操作して第３図の
セル５によつてあらゆる型式のデータ項目、例え
ばデータ１１の時間に関する項目、を表示させよ
うとした時、回路７は制御信号を端子５ｂに加え
て、プレート１３０および１４０上のある電極２
０とある電極２１との間に電位差が生ずるように
働く。結果として液晶の層１６０は電極２０およ
び２１の間に設けられた位置においてネマチツク
液晶ならびに多色性染料の分子のプレーナー整列
が除かれ、その周波数スペクトルおよびその偏光
方向がどのようであるかにしろ、偏光光線が通過
することを可能とするような特性を持つ同形整列
によつてプレーナー整列を置換する。結果とし
て、第３図のセル５によつて表示されるデータは
暗い背景に明るく見える。

液晶の層１６０に加えられる電界のない時、液
晶の層１６０と偏光板１８０とによつて形成され
る複合層は、セル５の総ての広がりにわたつて１
様に不透明となつている。ある表示域の２つの電
極２０および２１の間に電界が加えられる時、こ
の層は表示域、即ち液晶の層１６０がここにおい
て電界を加えられるような場所、を除いてはかな
り透明になるということはない。第２図の場合と
同様、結果としてその前面を指針３および４が移
動するダイヤルを形成する表面は明らかに反射拡
散器１９の反射面の上方に位置をしめることにな
る。

この、指針３および４がダイヤル形成面から離
れている距離は、こうして比較的小さなものとな
り、これは腕時計の美観上の明らかな向上と認め
られる。

スペーサー１５０は改善的に、樹脂を用いた接
着材料から作られ、これは液晶の層１６０に含ま
れる多色性染料と同じ色を持つ着色媒体を含んで
いる。こうして、スペーサー１５０はダイヤルを
形成する面の全体となる。この樹脂はエポキシ樹
脂、ポリエステル、フエノール樹脂、アクリル樹
脂、ポリエチレンまたはこれらの要素からの誘導
材などである。

スペーサーの機械的特性を減じることのないよ
う、着色媒体は最も低密度であることが望まし
い。無機的着色材の高吸収力により、低密度であ
つても多色分子によつて得られると類似の外観を
得ることは可能である。スペーサーが構成される
材料の適切な発色を得ることを可能にする着色媒
体の密度は同様効果を有する染料のそれよりも著
しく低いものである。

この染料が黒である時、使用される着色媒体は
多色性分子を含む、または含まないカーボンブラ
ツク、ランプブラツク、酸化金属その他である。

これまでに説明した解決策の変形として、偏光
板１８０を第３図に示されるようにリヤプレート
１４０の後面でなく、フロントプレート１３０の
前面に設けることもできる。

他の実施例によれば、セル５は米国特許第
3833287において説明されている型式のものであ
つてもよい。加えて、液晶の層１６０は、そのピ
ツチが総ての光線の要素が吸収されるものである
ようなヘリカル構造を生じさせるキラル成分を含
むこともできる。

液晶の層１６０の特定範囲に加えられた電界の
効果の下で、この層の分子は、光線がもはや多色
性分子によつて吸収されないような方法でプレー
トに対して局部的に垂直な方向を有するようにな
り、このことはそれらの区域を透明とする。この
場合、偏光板１８０は不必要となり、このため除
かれることもできる。

こうして、ユーザーには時刻に対して補足的な
いくつかのデータを提供される他に、それが極め
て指針に近いことから暗いダイヤルが優れた美的
効果を生じさせ得ることは、本発明の３つの実施
例から説明された。

得られる効果は、液晶の層と指針の間の素子に
よつて反射される光線の量が、反射拡散器によつ
て反射された後に複合層を通過する光の量に関し
て、十分に広いスペクトル範囲において、大きけ
ればさらに良好であることは明白なことである。
このことは、反射拡散器の、偏光板の、および／
または多色性分子の吸収特性の賢明な選択の指標
となる。

こうして、人が黒い背景上に灰色で情報を表示
することを欲するなら、可視スペクトルの総ての
幅において吸収する偏光板および／または多色性
分子と、白色の反射拡散器とを選択するであろ
う。人が黒い背景上に着色されたデータを表示す
る表示セルを得たいならば、可視スペクトルの総
ての幅において吸収する偏光板および／または多
色性分子と、着色された反射拡散器とを選択する
であろう。

わずかな淡色の暗い背景と着色されたデータと
を有する表示セルを得たいならば、人は特定の波
長を除いてスペクトルの総ての幅において吸収す
る偏光板および／または多色性分子と、着色され
た反射拡散器とを選択するであろう。

淡い背景を得ることは、反射拡散器で反射され
た後に複合層を通過する光線の量が増加するとい
う事実から制限される。

この制限は、セルのフロントプレートに載せる
ことができる部分的な反射層２３によつて除去で
きる。この層は液晶の層と指針の間の素子によつ
て反射される光の量を増加させ、また反射拡散器
によつて反射された後に複合層を通過する光の量
を増加させ、同時に、望まれる効果を減じさせな
いものである。

さらにはつきりとした手段によつて基面を淡色
化することも可能であるが、これら手法における
誇張は表示のコントラスト低下につながるもので
あることを指摘しておく必要があろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した腕時計の、上方から
の平面図であり、第２図は腕時計の液晶表示セル
の第１の構成例を示すため第１図の線Ａ―Ａに沿
つて切断した図解的な断面図であり、第３図は本
発明による腕時計の液晶表示セルの第２の構成例
を示すため第１図の線Ａ―Ａに沿つて切断した図
解的な断面図である。 １…ケースバンド、２…ガラス、３…時針、４
…分針、５…表示セル、６…開口部、７…制御回
路、８…操作装置、９…竜頭、１０…押しボタ
ン、１１…データ、１２…情報符号、１３…フロ
ントプレート、１４…リヤプレート、１５…スペ
ーサー、１６…液晶層、１７，１８…偏光板、１
９…反射壁、２０，２１…電極、２２…マーク、
２３…反射層、１３０…フロントプレート、１４
０…リヤプレート、１５０…スペーサー、１６０
…ネマチツク液晶層、１８０…偏光板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a)ダイヤルの前面を移動する時刻表示指針
   ３，４と、(b)デイジタル表示セルとを有し、前記
   時刻表示指針は該デイジタル表示セルの前面を移
   動するものであつて、該デイジタル表示セルは前
   記時刻表示指針のためのダイヤルを形成し、また
   該デイジタル表示セルは、少なくとも前記時刻表
   示指針が移動する領域に亘つており、また前記デ
   イジタル表示セルは、情報を表示するために、外
   部的操作に応答して発生する電界の作用によつて
   不透明度が変化する幾つかの領域を有する複合層
   １６，１７，１８；１６０，１８０を含み、該複
   合層は液晶の層１６；１６０を有するものであ
   り、また前記デイジタル表示セルは、フロントプ
   レート１３、リヤプレート１４および液晶の層を
   収容する閉じられた空間を規定するためのスペー
   シング兼密閉装置を有する液体気密形容器を含み
   且つ前記複合層の後部に設けられた光反射拡散装
   置１９を含むものである腕時計において、 前記デイジタル表示セルが、セルの中の前記複
   合層が前記電界のないときには一様に不透明であ
   り、従つて前記指針のための暗い背景を形成し、
   データは表示域において、前記電界の作用の下に
   暗い背景上に明く表示されることを特徴とする、
   液晶セルによつて形成されるダイヤル面を持つア
   ナログ表示腕時計。 ２ 複合層が、液晶の層の前部に設けられた第１
   偏光板１７と、液晶の層と前記光反射拡散装置１
   ９の間に設けられた第２偏光板１８とを有し、液
   晶の層がヘリカル構造を有し、その軸が実質的に
   前記液晶の層の平面に対して直角であり、且つ、
   そのら旋のツイスト角が90゜であり、さらに前記
   偏光板の軸が互いに他に対して平行である、特許
   請求の範囲第１項記載の腕時計。 ３ 複合層がさらに、偏光板と、ネマチツク化合
   物および多色性染料を含む液晶の層とを有する、
   特許請求の範囲第１項記載の腕時計。 ４ 前記偏光板が光反射拡散装置に接近している
   ような、特許請求の範囲第３項記載の腕時計。 ５ 液晶の層が、ネマチツク化合物と、多色性染
   料と、前記層のヘリカル構造を誘導するキラル化
   合物とを有する、特許請求の範囲第１項記載の腕
   時計。 ６ 多色性染料が実質的に可視光線の総ての波長
   にわたつて比較的高い吸収係数を有している、特
   許請求の範囲第３項から第５項までのいずれか１
   項記載の腕時計。 ７ 前記スペーシングおよび密閉装置が、接着材
   料と、多色性染料と実質的に同色であるような着
   色媒体とを有する、特許請求の範囲第３項から第
   ６項までのいずれか１項記載の腕時計。 ８ フロントプレートが、その両面の１方に部分
   的に反射層２３を載せている、特許請求の範囲第
   １項から第７項までのいずれか１項記載の腕時
   計。