(57)【要約】【課題】低い電力で、明るく、美的効果を得ることができる表示装置を提供する。【解決手段】光学シャッタ５によって美的効果を提供する表示装置を提供する。この表示装置は電源８のスイッチングによって、光学シャッタ５の後面に配置された、非ランバートタイプの最適化された拡散リフレクタ１２に印刷されたカラー装飾デザイン１１を露呈させ且つ隠れさせる。このような表示装置によって、時計の文字盤が全体的に又は部分的に形成される。【選択図】図２
2008225504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー装飾デザイン（１１）と、
該カラー装飾デザイン（１１）が観察される前面（５ａ）と、拡散リフレクタ（１２）が対面して配置され且つ該カラー装飾デザイン（１１）が配置される後面（５ｂ）とを有し、電圧の印加によって不透明状態から透明状態へ変化することのできる光学シャッタ（５）と、
該光学シャッタ（５）の状態の変化のために必要な電圧を印加するために配置された制御装置（９）を含む電源（８）とを備え、
前記拡散リフレクタ（１２）は、非ランバートタイプのものであるとともに、輝度が５０パーセントのときに前記拡散リフレクタの平面に垂直な方向と４０°〜６０°の角度、好ましくは５０°の角度を形成する拡散突起構造を有し、前記カラー装飾デザイン（１１）は、前記拡散リフレクタ（１２）の表面の光学的性質を変更することなく該拡散リフレクタ（１２）に直接に印刷されたインクによって形成されることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記拡散リフレクタ（１２）は、金属メッキされたプラスチックシートであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記カラー装飾デザイン（１１）はインクでコートされていない領域を備えることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記光学シャッタ（５）は液晶セルからなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記液晶セルはツイストネマチックタイプのものであって、平行な偏光子を含むことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記カラー装飾デザイン（１１）は写真であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
文字盤と結合して時を表示するように意図された少なくとも１つのムーブメント（７）を備え、該ムーブメント（７）は蓋（４）によって閉じられるケース（３）に収められており、該文字盤は請求項１に記載の表示装置の前記光学シャッタ（５）の前面（５ａ）によって形成されることを特徴とする時計。
【請求項８】
前記電源（８）のスイッチングは外部の制御部材によって行われるようにしたことを特徴とする請求項７に記載の時計。
【請求項９】
前記電源（８）のスイッチングは該時計のタイムベースによって送られた信号によって行われるようにしたことを特徴とする請求項８に記載の時計。
【請求項１０】
文字盤を形成する装置がさらに針（１、２）を担持するパイプのための通路を備えることを特徴とする請求項７に記載の時計。
【請求項１１】
文字盤を形成する装置の前面（５ａ）がさらに装飾又はサインを備えることを特徴とする請求項７に記載の時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学シャッタの状態の変化のために必要な電力の供給以外の電力の供給なしに、後面に配置されたカラー装飾デザインを露呈させたり隠したりさせる電界効果又は電荷効果光学シャッタによって美的効果を提供する表示装置に関する。
【０００２】
さらに本発明は、文字盤の全て又は一部が外部の制御部材の作動によってトリガーされる信号又はそのタイムベースから受けた信号の関数として電源のスイッチングが制御される表示装置を備えた腕時計、アラーム時計、振り子時計等の時計に関する。
【背景技術】
【０００３】
時計の文字盤上に永久的に見ることができるものではない装飾的デザインを表示させるある種の表示装置が、公知である。そのような表示装置の多くは、しばしば時計のムーブメントによって駆動される透明な装飾ディスクを備える。
【０００４】
例えば特許文献１は、第２の針によって駆動される透明なディスクが時計のガラス蓋に担持されるその他のデザインと協働するように意図されたデザインを備え、装飾を形成するようにした腕時計を開示している。
【０００５】
時計の文字盤に担持される装飾は時計の作動そのものとは独立的な制御部材によって露呈させたり隠したりすることができる。よって、特許文献２においては、２つの重ねて配置された偏光ディスクで形成された光学システムが文字盤によって担持される装飾と時計のガラス蓋との間に配置される。一方のディスクをマニュアルで回転させると、装飾が露呈したり隠れたりする。
【０００６】
そのような全ての表示装置において、装飾デザインが部分的に現れたり、あるいは時計の通常の外観を変更させるような制御アクセサリーを付加することが必要になったりする、といったことがあった。
【０００７】
光学シャッタ、より詳細には液晶セル、及び投射された又は照射された透明陽画の使用は、特許文献３に開示されており、３つの提案された実施例によれば、特別の効果をもった広告サインを得ることができるようになっている。１つの実施例においては、透明陽画が液晶セルの後面に配置され、後面の強い照明のおかげで、透明になった状態で前面から観察できるようになっている。よって、そのような表示装置は嵩張るものであり、多くの電力を消費し、いずれにしても時計に使用できるものではないことが分かる。
【０００８】
特許文献４では、光学シャッタ装置が、ミラーと該光学シャッタとの間に配置された透明なフイルムに印刷された画像を露呈させたり隠したりさせるようになっており、この画像は透明の状態で、すなわち、光線のミラーでの反射により観察されることができ、これにより、認識された画像の品質は観察角度に大きく依存することになる。さらに、各インターフェースにおける反射により生じた光の強度のロスが観察された像の輝度をかなり低下させる。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第３，７６３，６４８号明細書
【特許文献２】スイス特許第４６５，５０７号明細書
【特許文献３】米国特許第３，５７６，３６４号明細書
【特許文献４】フランス特許第２，１１１，８８６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、光学シャッタの後に配置されたカラー装飾デザインを隠したり露呈させたりさせ、光学シャッタが透過モードのときに公知の表示装置、特に特許文献４に記載されたものよりも明るく且つコントラストの優れた画像をうることのできる表示装置を提供することによって、上記した従来技術の問題点を解決することである。本発明による表示装置はさらに部品点数が少なく且つより低い製造コストで構成されることのできる利点を有するものである。
【００１１】
本発明の他の目的は、低い電力の消費で観察者が所望の美的効果を得ることができるようにした表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、カラー装飾デザインと、該カラー装飾デザインが観察される前面と、拡散リフレクタが対面して配置され且つ該カラー装飾デザインが配置される後面とを有し、電圧の印加によって不透明状態から透明状態へ変化することのできる光学シャッタと、該光学シャッタの状態の変化のために必要な電圧を印加するために配置された制御装置を含む電力源とを備え、前記拡散リフレクタは非ランバートタイプのものであり、前記カラー装飾デザインは表面の特徴を大きく変更することなく該拡散リフレクタに直接に印刷されたインクによって形成されることを特徴とする表示装置を提供するものである。さらに本発明による表示装置に特に適した拡散リフレクタは、拡散リフレクタの平面に垂直な線とともに４０°と６０°の間の角度、好ましくは５０°の角度を形成する方向に、５０パーセントのオーダーの輝度が得られるようにした調整された拡散突起を有する。
【００１３】
よって本発明による表示装置の美的効果は、非ランバートタイプの拡散リフレクタ、すなわち鏡のような反射をもつものではないがランバートタイプの拡散リフレクタよりもより多くの指向性拡散突起をもつ拡散リフレクタの効果と、拡散リフレクタに直接に印刷されたカラー装飾デザインの印刷の効果との結合された効果から得られ、視差効果、及び透明陽画タイプの透明なサポートがもつ反射を介した、特に厚さによる、輝度のロスを減少させることができる。
【００１４】
種々の公知の光学シャッタを使用することができるが、特に時計への応用において、電力の低減のために、液晶セルを選択するのが好ましい。電力の低減が重要な問題ではない応用、例えばミニチュァクロックにおいては、１つの状態から他の状態へ変えるのにより多くの電力を必要とする電気クロミック又は電気化学セルを使用することもできる。
【００１５】
本発明による表示装置で使用される液晶セルは電界が切り換えられたときに不透明状態から透明状態へ変わることのできるあらゆる液晶セルを使用することができる。例えば、いわゆるHeilmeirセルを使用することができ、このセルは正の誘電性の異方性のネマチック成分を含む液晶層と所定の波長において良好な可視光吸収率をもつように選択されたプレオクロイック色素とを含むものである。カラー装飾デザインのより完全な遮蔽を可能とするためには、多くの波長において高い吸収率をもつプレオクロイック色素が選択され、電界がないときには液晶セルが実質的に黒となるようにする。そのような色素は例えばドイツ特許第ＤＥ３，０２８，５９３号に開示されている。
【００１６】
液晶層の前後に配置された平行な軸線の偏光子を備えたいわゆるツイストネマチックタイプの液晶セルを使用することによって、液晶セルの外観は電界がないときには一様に暗くなる。クロスした軸線の偏光子とともに構成された液晶セルでは逆の効果が得られる。液晶セルのタイプがどのようなものであれ、液晶層が挟持される透明プレートの内面に担持される電極は少なくとも装飾が配置される領域においては透明である。
【００１７】
使用される拡散リフレクタは好ましくは最適化された光学的性質、すなわち全入射光を全ての方向に拡散するランバートの拡散リフレクタとは反対の性質をもった金属メッキされたプラスチックシートによって形成される。
【００１８】
使用されるインクは例えば非吸収性の光沢紙に高級印刷で使用されるタイプのものである。全ての公知の印刷方法の中でも、経験の結果、写真製版法が小さなシリーズの製造のために、且つ拡散リフレクタの表面の特徴を変更することなく十分に薄いインクの層を付着させるために、最も適した方法である。
【００１９】
本発明による表示装置が時計に組み込まれているときには、本発明の精神から離れることなく、文字盤を形成する液晶セルの面は製造者の名称や時間のシンボル等の装飾又はサインをも備えている。同様に、装飾的デザインが全文字盤を占めるものでないときには、利用できる残余部分は標準的なデジタルセグメント表示のために使用できる。文字盤は幾つかの並置された本発明による表示装置で形成されることもできる。時計がアナログ表示を備えているときには、液晶セル及びカラー装飾デザインを担持する拡散リフレクタを貫通して、時計の針を担持するパイプのための通路を備える。
【００２０】
時計においては、ある状態から他の状態への液晶セルのスイッチングは竜頭等の前から存在する制御部材、又は押しボタン等の追加の部材を操作することによって行われる。そのようなスイッチングはまたアラームタイムや誕生日等のタイムベースから受けた信号を介して予め定められた時期に行われる。本発明の特徴及び利点は添付の図面に例として、限定されないように示された実施例の説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１及び図２に示される例によると、針１、２をもったアナログ表示時計は、ガラス蓋４で閉じられるケース３を備える。針１、２は、時計の文字盤を形成し且つ文字盤の全可視面を形成する液晶セル５の前面５ａの上方に配置される。液晶セル５は、針１、２を担持するパイプを通すための通路６をその中央部に有し、このパイプはガラス蓋４と液晶セル５の前面５ａとの間に設けられる空間から部分的にのみ示されているムーブメント７へ延びる。さらに、時計は電源８を備え、電源８はスイッチ９によって象徴的に示される制御回路を介して液晶セル５に接続されることができる。そのような制御回路は例えば竜頭１０によって作動されることができ、竜頭１０に継続的な圧力が加えられると液晶セル５の状態が変えられるようになっている。当然、略図的に示された部材は適切な手段によって構成される。よって、制御回路を作動せしめる制御部材は光官能タイプ、容量タイプ、又は圧電タイプの部材をもった装置とすることができる。電源８はあらゆるタイプのものとすることができるが、好ましくは時計の電池で形成される。拡散リフレクタ１２に印刷されたカラー装飾デザイン１１は、液晶セル５の後面５ｂとムーブメント７の上面との間に配置される。
【００２２】
図１において、時計の左半分Ｇが液晶セル５が不透明であるときの文字盤の外観を示し、時計の右半分Ｄが液晶セル５が透明であってカラー装飾デザイン１１が見えるようになるときの文字盤の外観を示している。
【００２３】
図２に示される断面において、例として示される液晶セル５はツイストネマチックタイプのものである。よりよい理解のために、本装置の部材の厚さはかなり誇張して示されており、完全な液晶セル５の全厚さは実際的には０．９ｍｍのオーダーである。そのような液晶セル５は透明な前部プレート１３と、透明な後部プレート１４と、これらのプレート１３、１４と協働して閉鎖空間１６を形成するシールフレーム１５とからなり、正の誘電率の異方性のネマチック液晶層がこの閉鎖空間１６内に位置する。そのような液晶は例えばメルク社から番号ＺＬＩ−４４６８−０００として入手することができる。プレート１３、１４の互いに対面する表面は、各々、その全面にわたって薄い混合されたスズ−酸化インジウム層（ＩＴＯ）等の公知の透明電極（図示せず）を備える。さらに、液晶セル５は、ガラス蓋４を向いたプレート１３の外面に配置された第１の偏光子１７と、ムーブメント７を向いたプレート１４の外面に配置された第２の偏光子１８とを備え、これらの偏光子１７、１８はそれらの軸線が平行に配置されている。拡散リフレクタ１２に印刷されたカラー装飾デザイン１１は、第２の偏光子１８とムーブメント７の前面との間に配置される。
【００２４】
カラー装飾デザイン１１は、公知の印刷技術によって得られる。オーバーピグメンテッドタイプの印刷インクが、小さな厚さでカラー飽和を許容する溶剤とともに選択される。時計の応用において使用されるカラー装飾デザイン１１の寸法が比較的に小さいならば、バッチ印刷技術が、写真製版印刷方法を使用して好便に使用される。
【００２５】
本発明の基本的な特徴によれば、カラー装飾デザイン１１を作るのに使用されるインクは、その表面の状態、及び従って光学的性質が変わらないように、非常に小さな厚さで拡散リフレクタ１２に塗布される。電子スキャニングコンパレータ（米国のTaylor-Hobson から入手可能なTaylorstepＩ）を使用して、拡散リフレクタ１２の裸の領域によって分離された赤、黄、緑、青、及び灰色を含むカラー装飾デザイン１１のテストサンプルで行われた測定は、２０から５０ｎｍの間の厚さが、その分布及び周波数を統計的に変更することなしに、表面粗度のピークの振幅を増加させることのみに寄与することを示した。光学的性質の保存は前述した拡散突起測定によって確認された。
【００２６】
拡散突起は拡散リフレクタの平面に垂直な軸線のまわりの回転によって画かれる包絡線をもつので、図３は、垂線に対しての測定角度の関数として、相対パーセンテージで表された軸平面における輝度の変化を示す図である。基準カーブＩはBaSO4を有する基板によって形成されたランバート拡散リフレクタで作られたものであり、カーブIIはその表面にインクをもたない、本発明による最適化された拡散リフレクタで作られたものである。０°位置のまわりの拡散リフレクタの絶対輝度はランバートのディフューザの輝度を大きく越えるが、高い角度については、ランバートのディフューザの輝度は拡散リフレクタの輝度を越え、すなわち本発明の範囲で使用される拡散リフレクタは０°位置のまわりで円錐形に光を集中させる。カーブIIに相当する拡散リフレクタは例えば日本の栃木県下都賀市のサンリツ社によって品名ＷＮＡとして製造されている。
【００２７】
同様に、表面に赤、黄、緑、青、灰色の色をつけた最適化された拡散リフレクタについて、拡散突起のカーブが記録された。下記の表において、垂直入射の下で観察された最大値に対する８０パーセント及び６０パーセントの輝度の低下に対する角度が報告された。
【００２８】
輝度
１００％    ８０％      ６０％
赤色の拡散リフレクタ      ０°    ３６°      ７１°
黄色の拡散リフレクタ      ０°    ３４°      ６０°
緑色の拡散リフレクタ      ０°    ２８°      ５１°
青色の拡散リフレクタ      ０°    ２７°      ４８°
灰色の拡散リフレクタ      ０°    ３１°      ５３°
ベアの拡散リフレクタ      ０°    ２９°      ４５°
【００２９】
この表から、８０％の輝度については、平均の角度は３０．８３°であり、標準偏差は３．５４％であり、６０％の輝度については、平均の角度は５４．６７°であり、標準偏差は９．４８％であることが分かり、これはこれらの５色の拡散突起はベアの最適化された拡散リフレクタの拡散突起のまわりで比較的に低い散乱をもつことを示している。さらに、留意すべきは、図３を参照すると、ランバートの拡散リフレクタについての輝度の８０％の低減は７５％の視角に相当し、カラーインクでコートされ、あるいはコートされていないにかかわらず、同じ８０％への低減は本発明による最適化された拡散リフレクタについて２倍小さい角度で観察される。これは反射された光の集中、よってカラーデザインの輝度に本発明の驚くべき性質を達成する。
【００３０】
直ぐ前に前述した例においては、電界がない場合に、液晶はツイストした平坦な構造を有し、それは、液晶セル５のガラスふた４を向いた表面に一様に暗い表面を有し且つカラー装飾デザイン１１を遮蔽するように２つの光成分を吸収する。電圧が印加されると、スイッチ９を介して、液晶は状態を変化され、光を透過させ、カラー装飾デザイン１１が見えるようになる。偏光子１７、１８がクロスの軸線を有すると、逆の効果が得られる。同様に、本発明の範囲から離れることなく、当業者は他のタイプのセルを使用し、あるいはダイクロイック又はプレオクロイック分子と協働し、又は協働することなく、他のタイプの液晶を使用することができる。
【００３１】
留意すべきは、スイッチ９は液晶セル５に制御電圧を印加するあらゆる手段のシンボルとして示されている。時計に適用されるときには、このスイッチはムーブメント７の集積回路に組み込まれているスイッチングトランジスターとすることができる。例えば、トランジスターは、ムーブメント７がアラームを組み込んであるときにはそのアラームに基づく信号によって、ムーブメント７のタイムベースから周期的に制御されることができる。以上説明した例は修正されることができ、本発明の範囲から離れることなく、当業者にとって種々の態様で適合されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による表示装置が組み込まれた時計の平面図である。
【図２】時計の下の部分、特にムーブメントの部分を省略した、図１の線II−IIに沿った拡大略断面図である。
【図３】軸方向の平面における本発明による最適化された拡散リフレクタの拡散突起及びランバートタイプの拡散リフレクタの拡散突起の角度に対する輝度を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１、２    針
３    ケース
４    ガラス蓋
５    液晶セル
６    通路
７    ムーブメント
８    電源
９    スイッチ
１０    竜頭
１１    カラー装飾デザイン
１２    拡散リフレクタ
１７、１８    偏光子
【図１】
2008225504.tif 000003
【図２】
2008225504.tif 000004
【図３】
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