(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電池セル（６１）と、前記光電池セルの前面に配置され、前記光電池セルに入射光を透過する透明領域を有する電子光学セル（２８）とを含むディスプレイ・アセンブリであって、
前記光電池セル（６１）が、前記電子光学セル（２８）を通って透過した光の所定の可視波長を反射するように構成され、前記光電池セルが、前記電子光学セルの後ろに色が付いた反射器を形成し、
前記電子光学セルと前記光電池セルとの間に配置されたアナログ・ディスプレイ部材（１２、１４、１６）を含み、
前記所定の波長の反射が、前記光電池セル（６１）の透明上部電極（６９）を含む多層反射フィルタを介する干渉反射であり、
前記光電池セルが、反射基板（６２）により形成される内部反射器と、前記上部電極（６９）の実数の屈折率より大きい実数の屈折率を有する半導体材料で形成されたアクティブ・フォトダイオード部分（６８）とを含むことを特徴とするディスプレイ・アセンブリ。
【請求項２】
光電池セル（６１）と、前記光電池セルの前面に配置され、前記光電池セルに入射光を透過する透明領域を有する電子光学セル（２８）とを含むディスプレイ・アセンブリであって、
前記光電池セル（６１）が、前記電子光学セル（２８）を通って透過した光の所定の可視波長を反射するように構成され、前記光電池セルが、前記電子光学セルの後ろに色が付いた反射器を形成し、
前記電子光学セルと前記光電池セルとの間に配置されたアナログ・ディスプレイ部材（１２、１４、１６）を含み、
前記所定の波長の反射が、前記光電池セル（６１）の透明上部電極（６９）を含む多層反射フィルタを介する干渉反射であり、
前記光電池セルが、底部反射電極（６３）により形成される内部反射器と、前記上部電極（６９）の実数の屈折率より大きい実数の屈折率を有する半導体材料で形成されたアクティブ・フォトダイオード部分（６８）とを含むことを特徴とするディスプレイ・アセンブリ。
【請求項３】
前記電子光学セル（２８）が、液晶セルであることを特徴とする請求項１または２に記載のディスプレイ・アセンブリ。
【請求項４】
前記電子光学セル（２８）が、エレクトロクロミック・タイプまたは電解タイプであることを特徴とする請求項１または２に記載のディスプレイ・アセンブリ。
【請求項５】
前記電子光学セル（２８）が、前記電子光学セル（２８）の非透明ゾーンで入射光に色が付いた反射を与える手段（４８、５０）を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のディスプレイ・アセンブリ。
【請求項６】
前記半導体材料が、水素化された非晶質シリコンであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のディスプレイ・アセンブリ。
【請求項７】
前記アクティブ・シリコン・フォトダイオード部分（６８）が１００ｎｍから６００ｎｍの厚さ（ｅ2)を有し、前記上部電極（６９）が６０ｎｍから３００ｎｍの厚さ（ｅ1)を有し、前記厚さを対にすることで反射された光（７４）を所定の色に導くことを特徴とする請求項６に記載のディスプレイ・アセンブリ。
【請求項８】
シリコンから作られる前記アクティブ・フォトダイオード部分（６８）が、２５０ｎｍから４５０ｎｍの厚さ（ｅ2)を有し、前記上部電極（６９）が、７０ｎｍから１５０ｎｍの厚さ（ｅ1)を有することを特長とする請求項７に記載のディスプレイ・アセンブリ。
【請求項９】
前記上部電極（６９）が、透明または僅かに散乱するラッカー層（７６、７８）で被覆されることを特徴とする請求項１または２に記載のディスプレイ・アセンブリ。
【請求項１０】
前記ラッカー層（７８）が、染料または顔料を含むことを特徴とする請求項９に記載のディスプレイ・アセンブリ。
【請求項１１】
前記光電池セル（６１）が、前記色が付いた反射器を形成する半透明金属上部電極（９９）を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のディスプレイ・アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光電池セルと、光電池セル前面に配置された電子光学セルとを含み、光電池セルに入射光を透過するための透明ゾーンを与えることができるディスプレイ・アセンブリに関する。
【０００２】
【従来の技術】
米国特許第４０９５２１７号は、計算機およびデジタル腕時計などの電子装置に用いることができるこのタイプのディスプレイ・アセンブリを開示する。このアセンブリは、周囲光の反射を低減しコントラストを向上させるために、ネマチック液晶ディスプレイの両面に偏光子を設け、前面の偏光子の前にフィルタを備えたネマチック液晶ディスプレイを含む。例えばシリコン・セルのソーラ・セルが、背面の偏光子の後ろに設けられ、液晶ディスプレイの反射器として動作し、一方、ソーラ・セルに到達する光エネルギーの反射されない部分は、装置を動作させるために電気エネルギーに変換させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そのような構成の１つの欠点は、このタイプのソーラ・セルによって反射される光の色が、魅力的ではないことである。特に、シリコン光電池セルは、鈍く暗い色、特に茶色がかった色または灰色がかった色を有しており、時計のような、審美的な外観が重要な役割をするには適していない。
【０００４】
これを解消するために、液晶ディスプレイに反射される光が、所望の色を有するように、液晶ディスプレイと光電池セルとの間にフィルムを挿入することが提案された。例えば、日本国特許６０−１４７７２０Ａに関するＥｓｐａｃｅｎｅｔデータベースに公開されている概要においては、選択的反射フィルムが液晶ディスプレイの背面に配置され、液晶ディスプレイに向けて特定の波長の光、例えば青を反射させるようになっている。フィルタを通って透過した光は、ソーラ・セルであってもよい吸収層によって吸収される。透明モードにある液晶ゾーンを通過した光は、これらのゾーンが観察者に黒く見えるように下方へ反射される。逆に、分散モードにある液晶ゾーンにおいて、反射した青の光は、これらのゾーンによって分散され、したがって、観察者には黒の背景上の青に見える。この液晶ディスプレイ構造は、ディスプレイの散乱ゾーンの色を自由に選択することができるという利点を有するが、背景は常に黒である。さらに、ディスプレイ内のそのようなフィルタリング層は、ある光エネルギーの吸収を伴い、電気に変換されるエネルギーの量を低減させる。一方、例えば、アナログおよびデジタル・ディスプレイの組み合わせの場合の腕時計の針など、液晶ディスプレイの後ろに他の要素を現したいと望む場合は、これらの要素は、フィルタによって反射された光を差し引くことによって色が付いて見えるであろう。
【０００５】
欧州特許０８１４３６５も、上部から底部へ向かって、透明状態と散乱状態との間でスイッチングすることができる領域を有する液晶セルと、５％から５０％の反射率を有し、可視範囲内の特定の色を反射する反射層と、ソーラ・セルであることができる吸収層とを含むディスプレイ・アセンブリを開示する。ソーラ・セルへの十分なエネルギーを透過させるために、反射層は、低い吸収を有し、可視範囲および赤外範囲の残りの他の大部分の光を透過させる。反射層は、２５層から３０層を含む誘電体フィルム、または金属フィルムから形成することができる。これらのフィルムは、特定の場合には、ソーラ・セルに堆積させてもよい。しかしながら、日本国特許６０−１４７７２０Ａの場合のように、この構造は、２つのセル間に配置される半反射層を必要とし、同じ欠点を有する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光電池セルが電子光学セルを通して透過された光の所定の可視波長を反射するように構成され、光電池セルが電子光学セルの後ろにあって色の付いた反射器となることを特徴とするディスプレイ・アセンブリによりこれらの欠点を解消する。
【０００７】
言い換えれば、本発明は、２つのセル間に他のフィルタリングまたは反射層を挿入する必要なしに、所望の色の光を電子光学セルの方向に反射する１つまたは複数の機能層による光電池自体である。
【０００８】
したがって、観察者が見ることになる、ディスプレイの背景色を形成する電子光学セルの透明ゾーンの色を選択することができる。ディスプレイの他のゾーンは、電子光学セルの性質および構造により決定され、背景の色に関する相当なコントラストを持つ自身の色を有する。電子光学セルと光電池セルとの間に挿入されるあらゆる要素は、ディスプレイの透明ゾーンの自身の色で見られることができ、したがって、所望の審美的な効果を得るために、背景の色と良く調和する色を与えることができる。光電池上の反射は、鏡のタイプであることができ、しかし、望ましくない光学効果を取り除くために、わずかに散乱する反射を与えることができる。
【０００９】
本発明の有利な実施態様において、所定の波長の反射は、光電池セルの透明上部電極を含む多層反射フィルタ上での反射である。光電池の一体部分を形成する透明電極によるそのような反射モードを用いることによって、光エネルギーの最大量が電気エネルギーへの変換に利用可能であるように、光吸収できる任意の光要素を追加することなしに、色の付いた反射を得ることができる。この態様は、電気エネルギー蓄電池を用い、腕時計の場合のように長期間の機能自立性を有する必要がある、携帯可能な電子装置には特に重要である。
【００１０】
本発明の他の実施態様において、光電池は、前記色の付いた反射器を形成する半透明な金属上部電極を含む。
【００１１】
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して非限定例によって与えられる、以下の様々な実施形態の説明で明らかになるであろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の説明は、腕時計などの時計への利用の範囲でなされる。しかしながら、言うまでもなく、本発明はその利用に限定されない。有利には、特に、計算機、電話、電子ゲーム、測定機器などの携帯電子装置、またはコンピュータ・スクリーン、広告掲示板、あるいは道路サインなどのデータの表示を必要とする他の利用の範囲内で本発明を使用することができる。
【００１３】
図１から図４には腕時計タイプの時計１が示されている。ケース２には裏カバー４が設けられており、そのケース２内に、電子時計ムーブメント６と、接触スプリング１０を介して裏カバー４に支えられている電気蓄電池８とが配置されている。ムーブメント６は、制御回路を介して、秒針１２、分針１４、時間針１６を有する駆動装置（図示せず）に結合された電子計時回路を含む。これらの針１２、１４、１６は、図２に見える時間シンボル２０を載せる文字盤１８の上で動く。ケース２は、好ましくは、ディスプレイ・アセンブリ全体を覆うガラス蓋２２によって、従来のように閉鎖される。
【００１４】
腕時計１は、さらに、それぞれ上部装置２４と底部装置２６である、２つの重ね合わされたディスプレイ装置を含むディスプレイ・アセンブリを備える。示された例では、底部ディスプレイ装置２６は、時間に関するデータのためのディスプレイ手段、特に、針１２、１４、１６と文字盤１８によって形成されるアナログ時間ディスプレイである。
【００１５】
文字盤１８は、剛性な基板によって形成され、その基板の上面は、ムーブメント６に組み込まれた充電回路を介して蓄電池８を充電するために、光電池セル６１（ソーラ・セルとも呼ばれる）によって、または並置され直列に接続された複数のそのようなセルの組合せによって覆われる。このセル又はセルの組合せは、ディスプレイ装置２４の上部のための反射器として作用する。文字盤の構成は以降に説明される。
【００１６】
上部ディスプレイ装置２４は、とりわけ、参照によって本明細書に引用される欧州特許０９２６５７４および０９３９３３１に記載される、任意のタイプのものであることができる。上部ディスプレイ装置２４は、例えば液晶セルの電子光学セル２８を含み、底部ディスプレイ装置２６とガラス蓋２２との間に広がっている。示された例において、この上部ディスプレイ装置２４は、文字盤１８の全表面を覆う。言うまでもなく代替の実施形態では、上部ディスプレイ装置２４自体で腕時計１のガラス蓋２２とすることができる。底部ディスプレイ装置２６によって、すなわち針１２、１４、および１６と文字盤１８とによって表示されるデータを見えるようにするために、電子光学セル２８が第１のスイッチング状態で透明であるように、上部ディスプレイ装置２４は構成されている。本発明によるディスプレイ装置のそのような構成は図１、図２に示されている。さらに、上部ディスプレイ装置２４は、第２のスイッチング状態の電子光学セル２８が、例えば、英数字タイプのデータのアイテムを表示するように構成されている。本発明によるディスプレイ・アセンブリのそのようなスイッチング構成が図３、図４に示されている。
【００１７】
電子光学セル２８の第１状態から第２状態へのスイッチング、および逆のスイッチングは、ムーブメント６に組み込まれた制御手段（図示されていない）によって確実になされる。これらの制御手段は、従来のコネクタ３２ａ、３２ｂを介してセル２８に接続され、制御手段に制御電圧を与えるようになっている。示された例では、コネクタ３２ａ、３２ｂは、文字盤１８の上部縁とセル２８の底部縁との間に配置されたフランジを形成している。
【００１８】
セル２８は、第２のスイッチング状態において、吸収、散乱、または反射タイプの液晶を有する電子光学セルであることができる。
【００１９】
好ましい実施形態によれば、電子光学セル２８は、ツイステッド・ネマチック（ＴＮまたはＳＴＮ）タイプの液晶セルである。このセル２８は、透明な前面基板３４、透明な裏面基板３６、およびシーリング・フレーム３８を含む。シーリング・フレーム３８は、基板３４、３６とともに液晶層が配置されるキャビティの範囲を定める。基板３４、３６の互いに対向する面は、例えばインジウム／錫酸化物（ＩＴＯ）で作られた、透明電極４０、４２を含む。示された例では、前面基板３４は、英数字キャラクタを表示させるセグメント電極４０を載せ、一方、裏面基板３６は、裏面基板の全表面にわたって広がる電極４２を載せている。電極４０、４２は、キャビティの外側に配置された接触パッド４４を介して、コネクタ３２ａ、３２ｂに接続される。セル２８は、さらに、ガラス蓋２２側に直線偏光子４６と、文字盤１８側にコレステリック・フィルム５０に結合された１／４波長板４８を含む。
【００２０】
１／４波長板４８およびコレステリック・フィルム５０により形成されるアセンブリは、例えば３Ｍにより製造されたＤＢＥＦまたはＲＤＦ−Ｃタイプの広い帯域を有する反射偏光子、または、表示されるキャラクタまたは記号のセグメントに色を付ける選択反射タイプの反射偏光子に置き換えることができる。
【００２１】
好ましくは、偏光子４６は、例えば番号ＬＬＣ2５６１８ＳＦで日本の企業のＳａｎｒｉｔｕから市販されている偏光子などの、高い偏光度および透過効率を有するタイプのものである。
【００２２】
変形形態によれば、液晶セル２８は、また参照によって本明細書に引用される欧州特許６００３４９に記載されるように、カラー・ディスプレイ装置に置き換えることが可能であることにも留意されたい。
【００２３】
変形形態によれば、所定の色に対応する波長または可視スペクトルの一部を反射することができるコレステリック・フィルム５０を選択ことができる。したがって、文字盤の色に対する補色の表示データを選択することができ、したがって、ディスプレイ・アセンブリのコントラストおよび審美的な外観を改善する。
【００２４】
電圧が、電極４２と特定の電極４０との間に印加されると、これらの電極４０、４２間に配置されるセグメントは、透明状態から吸収、反射、または散乱状態へと移行する。
【００２５】
セル２８は、９０°ねじれたネマチック液晶を有するセルであるため、偏光子４６は、通常の直線タイプであり、１／４波長板４８は、光を右へ回転するように偏光し、コレステリック・フィルム５０は左側へのねじれを有する。したがって、セル２８は、第１のスイッチング状態、すなわち、電極４０、４２の端子間に電圧が印加されない（スイッチングされない状態）とき、全体では透明である（図１および図２）。この状態は、光線Ｉ１がセル２８を通過し文字盤１８によって反射されられていること示している図１における光線Ｉ１によってシンボル化される。一方、セル２８は、第２のスイッチング状態、すなわち、電極４０、４２の端子間に電圧が印加されている（スイッチングされる状態）とき、そのスイッチングされた領域において吸収、反射、又は散乱する（図３および図４）。この第２の状態は、光線がセル２８によって反射させられているのを示した図３における光の光線Ｉ２によって示される。したがって、反射性の背景上に不透明の色でデータ５１を表示することができる。その不透明状態は、コレステリック・フィルム５０によって反射される色によって決定され、背景は、文字盤１８の色によって決定される。
【００２６】
図１から図４に示される腕時計の液晶ディスプレイに向かって、色の付いた光を送り戻すための多層反射フィルタとして特に作用する文字盤１８は、好ましくは、図５から図７に示される１つのタイプの光電池６１によって形成される。これらのタイプの電池は、本願の出願日にはまだ公開されていない欧州特許９９１２６００５．０に記載されている。
【００２７】
図５を参照すると、光電池６１は、セルの底部電極６３として作用する金属基板６２を含む。基板６２は、好ましくはステンレス鋼で作られるが、アルミニウムまたはクロムで被覆された金属基板などの他の金属を使用することもできる。基板の上部表面６４は、パワー効率を改善するために、鏡のようにまたは散乱するように光を反射する。好ましい実施形態において、基板６２は、符号６８によって示されるｎ−ｉ−ｐまたはｐ−ｉ−ｎ接合フォトダイオードのアクティブ部を形成するために、それぞれｎ、ｉ、ｐ型、あるいはその逆である、半導体材料の３つの薄層６５、６６、６７のスタックを支持する。半導体材料は、好ましくは、水素化された非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）である。シリコン層のスタック上には、例えば、錫でドープされたインジウム酸化物（ＩＴＯ）の層、アンチモンでドープされた錫酸化物の層、フッ素でドープされた錫酸化物、またはアルミニウムでドープされた亜鉛酸化物などの、導電酸化物（ＴＣＯ）の薄層で形成された透明上部電極６９が付けられる。
【００２８】
腕時計において、電気蓄電池の充電回路への電極６３、６９の接続は、セル６１によって形成される文字盤１８の縁部で従来のように行われる。中央孔７１は腕時計針のシャフトを通過させるためのもので、文字盤を通して配置される。
【００２９】
もちろん、基板材料が、隣接するｎまたはｐタイプの層６５に適合されない場合に、底部電極６３は、基板６２とは異なる材料から作られる反射金属層とすることができる。そのような金属層自身は、非導電性材料で作られた基板上の電極６３として形成される。
【００３０】
半導体およびＴＣＯ層は、例えば、半導体のためのＲＦプラズマ堆積、およびＴＣＯのためのカソード・スパッタリング堆積などの、層の厚さを注意深く制御できる従来の方法によって堆積される。このタイプの光電池セルをバッチで製造する方法の例が、特に、米国特許４４８５１２５および欧州特許９４８０６０に説明されている。
【００３１】
この場合、アクティブ・フォトダイオードの部分６８を形成するシリコン層は、制御された全体の厚さｅ2、および約４の実数部を有する屈折率を有する。上部電極６９を形成するＩＴＯは、制御された厚さｅ1、および約２の実数部を有する屈折率を有し、吸収は、特にそのような層に場合には無視することができる。したがって、空気と金属基板との間に配置される光電池セルの２つの構成層６８と６９は、界面６４、７２、７３によって、反射率Ｒ（λ）を有する干渉光システムを形成する。ここで、λは、特定の強度Ｉ0(λ）を有する入射光７０の波長である。特定の強度Ｉ0(λ）Ｒ（λ）のセル６１によって反射された光７４は、多層反射フィルタを形成する干渉システム要素の屈折率および厚さによって規定される反射率Ｒ（λ）に依存する色のついた外観を有する。
【００３２】
光電池セルを作るための用いられる材料の屈折率を知って、干渉反射スペクトルおよび厚さｅ1とｅ2との関数である対応する色彩の係数を計算し、光電池セルのための良好な電気的および機械的な特性を得るために課される制約を考慮して、所望の色を提供する厚さの組み合わせを選択することができる。同じ操作が、他の屈折率を有する他の材料を用いて行うことができる。
【００３３】
もちろん、フォトダイオードを形成するシリコンの代わりに、他の半導体を用いることが可能である。特に、ＣＵ（Ｉｎ、Ｇａ）、Ｓｅ2およびＣｕＩｎＳ2（ＣＩＧＳおよびＣＩＳとも呼ばれる）、および薄層のＣｄＴｅベースのセルを含む、カルコパイライト（chalcopyrite）族の半導体をベースにする薄層の光電池セルを利用することができる。これらの材料の屈折率は、干渉による色が付いた反射を得るにはあまり適していないが、他については可能である。
【００３４】
図６は、図５を参照して説明された光電池セル６１が、上部電極６９上に設けられた透明または散乱ラッカー層によって完成した第２の実施形態を示す。約１．５の屈折率および１μｍから数十μｍ程度の厚みを有するこの層は、その屈折率が電極６９の屈折率と異なるため、下にある干渉システムの反射率Ｒ（λ）を変更する。さらに、散乱ラッカーは、従来の文字盤の外観をより良く再現し、一方、反射された光の干渉に依存する角を低減しまたは取り除く。この例では、層７６のラッカーは、固有の吸収を有さない、すなわち自身の色はない。その厚さが比較的厚いので、干渉反射におけるその著しい唯一の影響は、ラッカーと上部電極６９との間の界面での光学状態を変更するその屈折率への影響である。さらに、ラッカーは、電極６９のための機械的および化学的な保護を構成する。
【００３５】
図７は、図５を参照して説明された光電池セル６１が、上部電極６９上に加えられた透明またはわずかに散乱する色が付いたラッカー層によって完成した第３の実施形態を示す。色のないラッカーの層７６と同じ効果を作り出すことに加えて、色が付いたラッカー７８は、透過スペクトルＴ（λ）を有し、この透過スペクトルＴ（λ）は、反射された光をスペクトルＩ0（λ）、Ｒ（λ）、およびＴ2（λ）の畳み込みによって得られるスペクトルに変更する。この手段によって、例えば干渉反射スペクトルの所定の望ましくない成分を取り除くために、反射された光の色を変更することが可能である。本発明の原理を用いて得られる色の多数の色合いを可能にする。
【００３６】
図８は、図５に示される構成を有し、異なる３つの厚さｅ1およびｅ2の対についての光電池セルの３つの例に関する、波長λの関数としての反射率Ｒのスペクトル図である。図９は、これら３つの例についてのＲ（赤）、Ｇ（緑）、およびＢ（青）の色の座標を示す。
【００３７】
連続線で示されるスペクトル８１は、シリコンの厚さｅ2＝２８０ｎｍおよびＩＴＯの厚さｅ1＝８０ｎｍに対応する。図９によれば、反射された光は、主に青色を有する。
【００３８】
連続線で示されるスペクトル８２は、前述の例と同じｅ1＝８０ｎｍの値に対応するが、シリコンの厚さについてｅ2＝４２０ｎｍを有する場合である。したがって、スペクトルは、緑と赤とにおいて変更され、反射された光は、主に青の色であるがわずかに異なっていることが分かる。ａ−Ｓｉ：Ｈで形成されたフォトダイオード６８に関連して、選択的なミラーは、この場合、５００ｎｍから６５０ｎｍの波長範囲の光エネルギーの９０％以上を透過するので、この構成はエネルギーの点から優れ、ａ−Ｓｉ：Ｈは、電気エネルギーへの非常に効率の良い変換を有する。ａ−Ｓｉ：Ｈフォトダイオードが機能するスペクトルの部分において、光の約２０％が反射され、約８０％が光電池によって吸収される。
【００３９】
破線で示されるスペクトル８３は、前述の例と同じｅ2＝４２０ｎｍの値に対応するが、ＩＴＯの厚さについてｅ1＝８０ｎｍの代わりに６０ｎｍを有する場合である。したがって、スペクトルは、いくつかの領域において大幅に変更され、反射された光は、主にマゼンタ色を有することが分かる。したがって、ＩＴＯ電極の厚さは、考慮される例において非常に重要であることが推定されることができる。
【００４０】
図１０は、それぞれシリコンの厚さｅ2＝４５０ｎｍと、ＩＴＯの厚さｅ1＝９０ｎｍの値との同じ値の対のついての、それぞれ図５、図６、図７に示された構成を有する光電池セルの３つの例についての、波長λの関数としての反射率Ｒのスペクトル図である。連続線で示されるスペクトル８４は、図５のラッカーがないバージョンに対応し、主に強い青を有する。一点鎖線で示されるスペクトル８５は、図６のバージョンに対応し、数μｍの厚さを有する屈折率１．５の色のないラッカー７６の層を備える。スペクトル８４と比較して、青において非常に低減し、緑と赤とにおいてより目立つ。破線で示されるスペクトル８６は、図７のバージョンに対応し、吸収スペクトルα（λ）が図１１に示される青の着色剤で混合されたラッカー７８を備え、この層は、数μｍの厚さを有する。着色剤の添加が、反射された光、特に黄色と赤における量を低減していることが分かる。
【００４１】
文字盤１８の光電池セル又は各光電池セル６１によって反射される色が付いた光は、再び上部液晶ディスプレイ２４の透明部分を通過した後、変化せずに観察者に到達する。図１および図２の場合においては、記号および針を除いて、文字盤１８の全体の色を提供する。図３および図４の場合において、上部ディスプレイ２４によって表示されるデータ５１は、文字盤の色が透過して見られる背景上に、その自身の色で見える。しかしながら、逆の構成、すなわち適切に構成された電極４０により液晶セルの透明領域を介してデータ５１を表示することを検討することができる。表示される記号の特徴は、フィルム５０によって決定される背景色上に、文字盤の色を有する。
【００４２】
観察者は、文字盤上に固定された針および記号を、変更されていないそれら独自の色で見る。なぜなら、背景色は、それらの戻る反射によって与えられるからであることに留意されたい。
【００４３】
言うまでもなく、電子光学セル２８は、第１のスイッチング状態において透明で、第２スイッチング状態において反射または散乱するのものであれば、他のタイプでも良いことは言うまでもない。
【００４４】
例えば、リバースＰＤＬＣ、ネマチック・ゲルおよびコレステリック構造、ダイナミック・スキャッタリング・タイプのセル、またはポリマー安定化されたコレステリック・テクスチャ（ＰＳＣＴ）タイプ、または電解セルでも、またはエレクトロクロマティック・セルなどの、他のタイプの液晶セルを選択することもできる。
【００４５】
これらのタイプのセルの構成および動作は、当業者に良く知られており、さらには説明しない。
【００４６】
ネマチック・ゲルおよびコレステリック構造タイプのセルの構造および動作の完全な記載について、例えば、米国特許５１８８７６９および欧州特許４５１９０５が参照される。
【００４７】
ポリマー分散液晶タイプ（ＰＤＬＣ）のセルの構成および動作の完全な記載については、例えば、米国特許４４３５０４７が参照される。これに関して、もし、スイッチングされてない状態で透明であり、スイッチングされた状態で不透明であり反射性であるセルを得たいと望む場合には、リバースＰＤＬＣタイプを選択することに留意されたい。
【００４８】
ダイナミック・スキャッタリング・タイプのセルの構成および動作の完全な記載については、例えば、Ｂ．Ｂａｈａｄｕｒによって編集された「ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌｓ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｕｓｅｓ（液晶応用および使用）」との名称の著作の１巻の頁１９６〜２２７が参照される。
【００４９】
前述の全てのタイプのディスプレイは、もちろん、電極のマトリクス・ネットワークによって受動的にアドレスされてもよいし、または薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：薄膜トランジスタ、ＭＩＭ：金属絶縁体金属）、またはダイオードなどの非線形素子により能動的にアドレスされてもよい。
【００５０】
ＰＳＣＴタイプのセルの構成および動作の完全な記載については、例えば、米国特許５４３７８１１が参照される。
【００５１】
電解タイプのセルの構成および動作の完全な記載については、例えば、Ｄｕｃｈｅｎｅらの「Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙ（電解ディスプレイ）」との名称の、刊行物ＳＩＤ１９７８の頁３４から３７が参照される。そのようなセルが、スイッチングされていない状態で透明であり、スイッチングされた状態で不透明であり反射性であることに留意されたい。
【００５２】
異なるエレクトロクロマティック・セルのタイプの例については、Ｅｄｉｔｏｒｓ、Ｐａｒｔ９：Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅｓ、頁４１４から５４９、ＳＰＩＥ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｎｅｒｉｎｇ  Ｐｒｅｓｓ、１９９０の、Ｃ．Ｍ．ＬａｍｐｅｒｔおよびＣ．Ｇ．Ｇｒａｎｑｖｉｓｔによる、「ｌａｒｇｅ−Ａｒｅａ  Ｃｈｒｏｎｏｇｅｎｉｃｓ：Ｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ｆｏｒ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ  Ｃｏｎｔｏｒｏｌ（大面積クロノジェニックス：透過率制御のための材料および装置）」が参照される。
【００５３】
したがって、本発明によるディスプレイ・アセンブリは、光電池セルによって電気を発生しながら、スイッチング状態と電子光学セルタイプに応じて異なる構成のディスプレイが得られる。
【００５４】
図１２から図１４を参照すると、本発明によるディスプレイ・アセンブリの他の３つの例が説明され、フォトダイオードに到達する入射光の割合が示されている。これらの場合アナログ・ディスプレイが存在しないことに留意されたい。
【００５５】
図１２による構成において、電子光学セル２８および光電池６１は、図１から図７を参照して説明されたものと同じタイプである。しかしながら、最大の光を透過させるために、電子光学セルは、好ましくは、例えば電気化学セルなどの偏光子を備えないタイプのセルであり、光電池セルは、図５に示されるタイプである。矢印は、電子光学セル２８の透明領域９０を通過した後、入射光Ｉが、色が付いたディスプレイ背景９１を形成するために光電池セル６１上で部分的に反射し、一方、黒で表示されるキャラクタ９３を形成する非透明領域９２で吸収される。
【００５６】
もちろん、電子光学セルが、２枚の反射性ではない直線偏光子であるＴＮまたはＳＴＮタイプの従来の液晶セルなら、ディスプレイについて同じ外観を得ることが可能であるが、そのようなセルは、偏光子の固有の吸収のために、通過する光が少なくなり、光電池セルによって得られる電気エネルギーが減少する。
【００５７】
図１２に類似する構成において、偏光子を備えない、特にネマチック・ゲル・タイプ液晶セルの、他のタイプの電子光学セルを用いることが可能である。しかしながら、そのようなセルは透明でない領域９２が散乱し、キャラクタ９３が図１３の下側に示されるように白くなる。
【００５８】
図１３による構成において、液晶電子光学セル２８は、前面偏光子９４と反射性の裏面偏光子９５を含むタイプであり、裏面偏光子は、第２のスイッチング状態で領域９６によって形成されるキャラクタ９３に、特定の色、好ましくは明るい色を与える。したがって、キャラクタ９３は、背景９１、好ましくは暗い色上の明るい色として表れ、すなわち、入射光のわずかな部分が光電池セル６１で反射されなければならない。
【００５９】
図１４による構成において、電子光学セル２８は、図１２、図１３を参照して言及される任意のタイプでよい。しかしながら、光電池セル６１は、上部電極９９がトランスフレクティブ金属フィルムで形成されるタイプであり、すなわち、透明および半反射性である。このタイプのセルは、欧州特許８７２７８３に記載され、特に、電極が、金または銅などの金属で形成され、保護の色が付いたフィルムで被覆されるなら、入射光の色が付いた反射を提供することが可能である。この反射は、明るい金属の外観の背景９１を与え、一方、キャラクタ９３は、図１２の場合のように他の色または黒であることができる。
【００６０】
以下の表は、成分の異なる透過率Ｔの関数として、図１２および図１４による異なる場合の光電池セルに吸収される入射光Ｉの部分Ａについての代表的値を示している。ＬＣＤタイプ１の列は、通常の直線偏光子が備えられた共通の液晶セルに対応する。ＬＣＤタイプ２の列は、例えばネマチック・ゲルの偏光子を有さない共通の液晶セルに対応する。多層反射フィルタの場合は、図８の曲線８２の場合であり、図１２による構成を備え、紫青の背景の反射を与える。金属ミラーの場合は、ミラーを通して３０％の透過に基づき、図１４による構成に対応する。
【表１】
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【００６１】
上述の例は、本発明が、可能な最も簡単な構成および十分な効率を有し、一方、所定の魅力的な色を有する、液晶または他のディスプレイ、および光電池セルまたは光電池セルの組合せを含むアセンブリを設計する手段を当業者に提供することを示す。これらのディスプレイ・アセンブリは、審美的な外観が重要なパラメータである、特に腕時計などの携帯装置に、またはより一般的に、計算機、電話、パーソナル・デジタル・アシスタンス、または電子ディスプレイ掲示板などの装置に、有利に用いられることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶ディスプレイ・セルおよび半導体光電池を含む、ディスプレイ・アセンブリを備える腕時計の断面図であり、液晶ディスプレイは完全に透明な第１のスイッチング状態である。
【図２】図１の示される腕時計の上面図である。
【図３】液晶ディスプレイが、色の付いた背景上に反射する不透明なキャラクタで情報アイテムを表示する、第２のスイッチング状態にある図１と同様の図である。
【図４】液晶ディスプレイが、色の付いた背景上に反射する不透明なキャラクタで情報アイテムを表示する、第２のスイッチング状態にある図２と同様の図である。
【図５】図１から４に示される腕時計の文字盤を形成する、本発明による反射器として用いられるシリコン光電池セルの第１の実施形態の概略の部分断面図である。
【図６】光電池セルの第２の実施形態を示す、図５に類似の図である。
【図７】光電池セルの第３の実施形態を示す、図６に類似の図である。
【図８】シリコンおよび透明上部電極の異なる厚さの対についての図５に示される構造で得られた、波長の関数としての反射率を示す。
【図９】反射スペクトルが図８に示される構造についての、反射された光のＲＧＢの座標を示す。
【図１０】シリコンおよび透明上部電極のそれぞれ選択された対の厚さについての、図５、６および７にそれぞれ示された構造で得られた、波長の関数としての反射率を示す。
【図１１】図７および１０に示される１つ場合に用いられた着色剤の吸収スペクトル（曲線８６）を示す。
【図１２】ディスプレイの簡略された垂直断面および前面図の形態での、本発明によるディスプレイ・アセンブリの他の例を概略的に示す。
【図１３】ディスプレイの簡略された垂直断面および前面図の形態での、本発明によるディスプレイ・アセンブリの他の例を概略的に示す。
【図１４】ディスプレイの簡略された垂直断面および前面図の形態での、本発明によるディスプレイ・アセンブリの他の例を概略的に示す。
【符号の説明】
１  時計
２  ケース
４  裏カバー
６  ムーブメント
１２、１４、１６  針
１８  文字盤
２２  ガラス蓋
２６  ディスプレイ装置
２８  電子光学セル
４０、４２  透明電極
６１  光電池セル
６２  反射基板
６３  底部反射電極
６８  フォトダイオード部分
６９  透明上部電極
７６、７８  ラッカー層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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