專利名稱：顯示裝置及電子計時器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及顯示字符、數(shù)字、圖案等的顯示裝置。另外，還涉及使用該顯示裝置的手表、停表等電子計時器。尤其是涉及像液晶元件之類的通過選擇使所透過的直線偏振光分量的透射偏振軸改變的狀態(tài)和不改變的狀態(tài)進行信息顯示的技術。
背景技術：
作為利用室外的外部光進行顯示的顯示裝置，最為一般的是電子計時器。作為這種電子計時器，以往，已知有一種將第1偏振片、可以對使所透過的直線偏振光分量的透射偏振軸改變的狀態(tài)和不改變的狀態(tài)的任何一種狀態(tài)進行選擇的液晶元件等透射偏振軸可變光學元件(透射偏振軸可變裝置)、第2偏振片、反射板按其順序?qū)盈B后的型式。對于液晶元件，例如采用TN(扭曲向列型)液晶、STN(超扭曲向列型)液晶、ECB(電控雙折射型)液晶等。
在按如上方式構成的電子計時器(顯示裝置)中，第1和第2偏振片，都能使所入射的光中的透射偏振軸方向的直線偏振光分量透過，而吸收與該透射偏振軸方向正交的吸收軸方向的直線偏振光分量。因此，當外部光入射到第1偏振片并僅使第1方向的透射偏振軸的直線偏振光分量入射到透射偏振軸可變光學元件時，通過使透射偏振軸改變的區(qū)域的直線偏振光分量及通過不改變透射偏振軸的區(qū)域的直線偏振光分量中的一個直線偏振光分量，被第2偏振片吸收，而另一個直線偏振光分量則透過第2偏振片后到達反射板。因此，只是由反射板反射后的光、即只是從透射偏振軸可變光學元件中的改變透射偏振軸的區(qū)域及不改變透射偏振軸的區(qū)域中的一個區(qū)域透過的光，透過透射偏振軸可變光學元件及第1偏振片，所以，可以根據(jù)該光線識別時刻。
在這種現(xiàn)有的電子計時器中，在從透射偏振軸可變光學元件的改變透射偏振軸的區(qū)域透過的直線偏振光分量及從不改變透射偏振軸的區(qū)域透過的直線偏振光分量中，只有一個直線偏振光分量由反射板反射，并在透過透射偏振軸可變光學元件及偏振片后應用于顯示。與此相反，透過另一區(qū)域的光被第2偏振片吸收，因而對顯示沒有任何作用。
因此，在現(xiàn)有的電子計時器中，存在著圖段部分或其背景部分形成暗的顯示的問題。另外，顯示的亮度及識別清晰性，將主要決定于透過偏振片的直線偏振光分量的光量。此外，在現(xiàn)有的電子計時器中，基于同樣的理由，還存在著很難使圖段部分或其背景部分兩者形成鏡像狀、無光澤面或彩色顯示的問題。
另外，在現(xiàn)有的電子計時器中，即使是應透過偏振片的直線偏振光分量，但因其透射偏振軸的方向與偏振片的透射軸存在著偏移，因而也會有被偏振片吸收而無助于顯示的部分。
發(fā)明的公開本發(fā)明是在上述背景下開發(fā)的，其兩個主要目的如下。第1目的是，提供一種在結(jié)構上使無論從改變透射偏振軸的區(qū)域及不改變透射偏振軸的哪個區(qū)域透過的直線偏振光分量都向使用者一側(cè)射出從而可以利用外部光提高識別清晰性并能進行多種質(zhì)感和色調(diào)組合的反射型顯示的顯示裝置及使用該顯示裝置的電子計時器。
另外，第2目的是，提供一種通過使應透過偏振光分離裝置并應用于顯示的直線偏振光分量中的透射偏振軸存在偏移的直線偏振光分量也能透過偏振光分離裝置從而使應用于顯示的光量增加并因而能進行明亮顯示的顯示裝置及使用該顯示裝置的電子計時器。
本發(fā)明是在上述背景下開發(fā)的，為達到第1目的，提供以下的顯示裝置。該顯示裝置的特征在于，按其順序配置第1偏振光分離裝置，使所入射的光中朝向第1方向的直線偏振光分量透過，而不使與其正交的直線偏振光分量透過；透射偏振軸可變裝置，當所入射的直線偏振光分量透過時，可以對使透射偏振軸改變的第1狀態(tài)和不改變的第2狀態(tài)的任何一種狀態(tài)進行選擇；第2偏振光分離裝置，使所入射的直線偏振光分量中的第2方向的直線偏振光分量透過，而對與該第2方向正交的第3方向的直線偏振光分量進行鏡面反射；及鏡面反射裝置，可以將透過該第2偏振光分離裝置后的直線偏振光分量向該第2偏振光分離裝置鏡面反射；從而，可以利用從相對于上述第1偏振光分離裝置的與上述透射偏振軸可變裝置相反的一側(cè)入射的光中的由上述鏡面反射裝置進行鏡面反射后透過上述第2偏振光分離裝置、上述透射偏振軸可變裝置及上述第1偏振光分離裝置的第1返回光及由上述第2偏振光分離裝置進行鏡面反射后透過上述透射偏振軸可變裝置及上述第1偏振光分離裝置的第2返回光顯示規(guī)定的信息。
這里，上述鏡面反射裝置，可以是對所入射的直線偏振光分量的全部或大部分進行鏡面反射的全反射光學元件。
進一步，上述全反射光學元件，可以是對所入射的光的全部或大部分進行反射的全反射鏡。
另外，上述全反射光學元件，也可以是對上述朝向第2方向的直線偏振光分量的全部或大部分進行反射但不反射與其正交的直線偏振光分量的第3偏振光分離裝置。
另外，上述鏡面反射裝置，也可以是對所入射的直線偏振光分量的一部分進行鏡面反射并使其余的光透過的部分反射光學元件。
這里，上述部分反射光學元件，可以是在透光性襯底表面上形成金屬薄膜層的半反射鏡。
另外，上述部分反射光學元件，是使朝向第4方向的直線偏振光分量透過而對朝向與該第4方向正交的第5方向的直線偏振光分量進行鏡面反射的第3偏振光分離裝置，通過使上述第4方向與上述第2方向存在偏移，上述第3偏振光分離裝置，可以對所入射的直線偏振光分量的一部分進行鏡面反射并使一部分光透過。
另外，在結(jié)構上，在與上述第2偏振光分離裝置之間隔著上述鏡面反射裝置的位置上，設有一個可以向該鏡面反射裝置發(fā)射光的背照用光源，可以利用從該背照用光源射出并透過上述鏡面反射裝置、上述第2偏振光分離裝置、上述透射偏振軸可變裝置及上述第1偏振光分離裝置后的直線偏振光分量顯示規(guī)定的信息。
另外，在上述第1偏振光分離裝置與上述透射偏振軸可變裝置之間，設有使朝向上述第6方向的直線偏振光分量透過，而對朝向與該第6方向正交的第7方向的直線偏振光分量進行反射的第4偏振光分離裝置，上述第6方向可以是與上述第1方向相同的方向或從該第1方向稍微偏移后的方向。
另外，在上述鏡面反射裝置與上述第2偏振光分離裝置之間，可以設有使所入射的光漫射并透過的第1光漫射裝置。
另外，在上述第2偏振光分離裝置與上述透射偏振軸可變裝置之間，可以設有以與上述第1光漫射裝置不同的模式使所入射的光漫射并透過的第2光漫射裝置。
這里，上述光漫射裝置，可以利用微細的凹凸使光漫射。
另外，在上述鏡面反射裝置與上述第2偏振光分離裝置之間，還可以備有將所入射的光著色后射出的第1著色裝置。
另外，在上述第1偏振光分離裝置與上述第2偏振光分離裝置之間，還可以備有將所入射的光著色后射出的第2著色裝置。
另外，進一步，還可以在上述鏡面反射裝置與上述第2偏振光分離裝置之間備有將所入射的光著色后射出的第1著色裝置，并在上述第1偏振光分離裝置與上述第2偏振光分離裝置之間備有按照與該第1著色裝置不同的色調(diào)將所入射的光著色后射出的第2著色裝置。
進一步，上述著色裝置，可以是濾色器。
另外，上述著色裝置，也可以是設在上述多個偏振光分離裝置中的至少一個偏振光分離裝置上的染色層。
另外，上述透射偏振軸可變裝置，可以包含液晶元件。
該顯示裝置，可以應用于電子計時器。在這種情況下，備有上述顯示裝置的電子計時器的特征在于在結(jié)構上，由在上述透射偏振軸可變裝置內(nèi)對使透過了上述第1偏振光分離裝置的直線偏振光分量的透射偏振軸改變后透過的狀態(tài)及不改變而透過的狀態(tài)進行選擇后的各區(qū)域顯示時刻或時間的測量結(jié)果。
這里，在結(jié)構上，可以由在上述透射偏振軸可變裝置內(nèi)對使透過了上述第1偏振光分離裝置的直線偏振光分量的透射偏振軸改變后透過的狀態(tài)及不改變而透過的狀態(tài)進行選擇后的各區(qū)域?qū)r刻或時間的測量結(jié)果進行數(shù)字顯示。
另外，在結(jié)構上，也可以由在上述透射偏振軸可變裝置內(nèi)對使透過了上述第1偏振光分離裝置后的直線偏振光分量的透射偏振軸改變后透過的狀態(tài)及不改變而透過的狀態(tài)進行選擇后的各區(qū)域以與指針相當?shù)娘@示模式對時刻或時間的測量結(jié)果進行模擬顯示。
另外，本發(fā)明，同樣，為達到第2目的，提供以下的顯示裝置。
該顯示裝置的特征在于，按順序配置第1偏振光分離裝置，使所入射的光中朝向第1方向的直線偏振光分量透過，而不使與其正交的直線偏振光分量透過；透射偏振軸可變裝置，當所入射的直線偏振光分量透過時，可以對使透射偏振軸改變的第1狀態(tài)和不改變的第2狀態(tài)的任何一種狀態(tài)進行選擇；第2偏振光分離裝置，使所入射的直線偏振光分量中朝向第2方向的直線偏振光分量透過；及反射裝置，可以將透過該第2偏振光分離裝置后的直線偏振光分量向該第2偏振光分離裝置反射；從而可以利用從相對于上述第1偏振光分離裝置的與上述透射偏振軸可變裝置相反的一側(cè)入射的光中的由上述反射裝置反射后透過上述第2偏振光分離裝置、上述透射偏振軸可變裝置及上述第1偏振光分離裝置的返回光顯示規(guī)定的信息，同時，在上述第1偏振光分離裝置與上述第2偏振光分離裝置之間，配置著使所入射的光中朝向與上述第1方向相同的方向或從該第1方向稍微偏移后的方向的直線偏振光分量透過、而對朝向與該直線偏振光分量正交的方向的直線偏振光分量進行反射的第4偏振光分離裝置。
這里，透過上述第3偏振光分離裝置的直線偏振光分量的透射偏振軸方向與上述第1方向所成的角度，可以在20°以下。
另外，透過上述第3偏振光分離裝置的直線偏振光分量的透射偏振軸方向與上述第1方向所成的角度，可以在5°以下。
進一步，上述第2偏振光分離裝置，在結(jié)構上，可以使朝向與上述第2方向正交的第3方向的直線偏振光分量進行反射。
另外，上述反射裝置，可以是使所入射的直線偏振光分量的全部或大部分進行反射的全反射光學元件。
進一步，上述全反射光學元件，可以是對所入射的光的全部或大部分進行反射的全反射鏡。
另外，在權利要求5中，上述全反射光學元件，也可以是使上述朝向第2方向的直線偏振光分量的全部或大部分進行反射但不反射與其正交的直線偏振光分量的第3偏振光分離裝置。
另外，上述反射裝置，也可以是使所入射的直線偏振光的一部分進行反射并使其余的光透過的部分反射光學元件。
這里，上述部分反射光學元件，可以是在透光性襯底表面上形成金屬薄膜層的半反射鏡。
另外，上述部分反射光學元件，是使朝向第4方向的直線偏振光分量透過而對朝向與該第4方向正交的第5方向的直線偏振光分量進行反射的第3偏振光分離裝置，通過使上述第4方向與上述第2方向存在偏移，該第3偏振光分離裝置，可以對所入射的直線偏振光的一部分進行反射并使一部分光透過。
另外，在結(jié)構上，在與上述第2偏振光分離裝置之間隔著上述反射裝置的位置上，設有一個可以向該反射裝置發(fā)射光的背照用光源，可以利用從該背照用光源射出并透過上述反射裝置、上述第2偏振光分離裝置、上述透射偏振軸可變裝置及上述第1偏振光分離裝置后的直線偏振光分量顯示規(guī)定的信息。
另外，在上述反射裝置與上述第2偏振光分離裝置之間，可以設有使所入射的光漫射并透過的第1光漫射裝置。
這里，在上述第2偏振光分離裝置與上述透射偏振軸可變裝置之間，可以設有以與上述第1光漫射裝置不同的模式使所入射的光漫射并透過的第2光漫射裝置。
進一步，上述光漫射裝置，可以利用微細的凹凸使光漫射。
另外，在上述反射裝置與上述第2偏振光分離裝置之間，還可以備有將所入射的光著色后射出的第1著色裝置。
另外，在上述第1偏振光分離裝置與上述第2偏振光分離裝置之間，還可以備有將所入射的光著色后射出的第2著色裝置。
另外，進一步，還可以在上述反射裝置與上述第2偏振光分離裝置之間備有使所入射的光著色后射出的第1著色裝置，并在上述第1偏振光分離裝置與上述第2偏振光分離裝置之間備有按照與該第1著色裝置不同的色調(diào)將所入射的光著色后射出的第2著色裝置。
這里，上述著色裝置，可以是濾色器。
另外，上述著色裝置，也可以是設在上述多個偏振光分離裝置中的至少一個偏振光分離裝置上的染色層。
另外，上述透射偏振軸可變裝置可以包含液晶元件。
該顯示裝置，可以應用于電子計時器。在這種情況下，備有上述顯示裝置的電子計時器的特征在于在結(jié)構上，由在上述透射偏振軸可變裝置內(nèi)對使透過了上述第1偏振光分離裝置的直線偏振光分量的透射偏振軸改變后透過的狀態(tài)及不改變而透過的狀態(tài)進行選擇后的各區(qū)域顯示時刻或時間的測量結(jié)果。
這里，在結(jié)構上，可以由在上述透射偏振軸可變裝置內(nèi)對使透過了上述第1偏振光分離裝置的直線偏振光分量的透射偏振軸改變后透過的狀態(tài)及不改變而透過的狀態(tài)進行選擇后的各區(qū)域?qū)r刻或時間的測量結(jié)果進行數(shù)字顯示。
另外，在結(jié)構上，也可以由在上述透射偏振軸可變裝置內(nèi)對使透過了上述第1偏振光分離裝置的直線偏振光分量的透射偏振軸改變后透過的狀態(tài)及不改變而透過的狀態(tài)進行選擇后的各區(qū)域以與指針相當?shù)娘@示模式對時刻或時間的測量結(jié)果進行模擬顯示。
附圖的簡單說明圖1是表示本發(fā)明的顯示裝置中與權利要求1有關的顯示裝置的構成要素的簡略結(jié)構圖。
圖2是表示本發(fā)明的顯示裝置中與權利要求3有關的顯示裝置的構成要素的簡略結(jié)構圖。
圖3是表示在圖2所示的顯示裝置中利用背照用光源進行透射型顯示的動作的說明圖。
圖4是表示對圖1所示的顯示裝置應用了與權利要求8有關的發(fā)明后的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
圖5是表示對圖2所示的顯示裝置應用了與權利要求8有關的發(fā)明后的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
圖6是表示安裝了本發(fā)明的顯示裝置的電子計時器的一例的斷面圖。
圖7是圖6所示的電子計時器的平面圖。
圖8是表示裝在圖6所示電子計時器內(nèi)部的傳動機構的斷面圖。
圖9是本發(fā)明中用作偏振光分離裝置的偏振光分離膜的說明圖。
圖10是本發(fā)明第1實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
圖11是本發(fā)明第2實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
圖12是本發(fā)明第3實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
圖13是本發(fā)明第4實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
圖14是本發(fā)明第5實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
圖15是本發(fā)明第6實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
圖16是本發(fā)明第7實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
圖17是表示在圖16所示的顯示裝置中利用背照用光源進行透射型顯示的動作的說明圖。
圖18是本發(fā)明第8實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
圖19是本發(fā)明第9實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
圖20是表示在圖19所示的顯示裝置中利用背照用光源進行透射型顯示的動作的說明圖。
圖21是本發(fā)明第10實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
圖22是本發(fā)明第11實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
圖23是本發(fā)明第12實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
圖24是本發(fā)明第13實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
圖25是本發(fā)明第14實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
圖26是本發(fā)明第15實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
圖27是本發(fā)明第16實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
圖28是表示在圖27所示的顯示裝置中利用背照用光源進行透射型顯示的動作的說明圖。
用于實施發(fā)明的最佳形態(tài)以下，參照


本發(fā)明的實施形態(tài)。
(電子計時器的簡略結(jié)構)圖6～圖8分別是作為本發(fā)明電子計時器一實施形態(tài)的電子計時器的斷面圖、平面圖、及傳動機構12的斷面圖。
在圖6～圖8中，該電子計時器，在結(jié)構上例如包含塑料制外殼11、裝在該外殼11內(nèi)部的傳動機構12、固定于外殼11并位于傳動機構12之上的玻璃板13、及固定傳動機構12的背蓋14。如圖8所示，在傳動機構12上構成將在下文中按每種形態(tài)說明的顯示裝置10，并根據(jù)需要配置背照用光源6。此外，如圖所示，配置電池19。傳動機構12，由其本身具有的框體17支承。
另外，在圖7所示的例中，在顯示裝置10上對時刻進行數(shù)字顯示，但也可以按照與指針相當?shù)娘@示模式對時刻進行模擬顯示。
(用于顯示裝置10的各構件的說明)在說明各實施形態(tài)之前，先對在本發(fā)明中使用的各構件進行說明(參照圖1～圖5、及圖10～圖20)。
第1偏振光分離裝置2，可采用其本身已眾所周知的偏振片。當自然光入射到該偏振片上時，對于規(guī)定方向(例如，與紙面平行的方向/第1方向)的直線偏振光分量，使其透過，而當入射與其成正交的即與紙面垂直方向的直線偏振光分量時，將其吸收而不透過。
作為透射偏振軸可變裝置3，可采用其本身已眾所周知的液晶板(液晶元件)。液晶板，雖然在圖中省略，但它具有彼此相對的一對透明玻璃襯底，在這兩個玻璃襯底之間形成的間隙、即所謂的單元間隙內(nèi)封入液晶、例如TN液晶。在各玻璃襯底上，形成用于顯示如圖7所示的數(shù)字、字符等信息的多個段電極(透明電極)，使其在兩襯底之間彼此相對。在圖7所示的液晶板內(nèi)，將被分為7段的透明電極用作顯示1位數(shù)字用的透明電極。這里。可以在彼此相對的上述一對段電極之間施加規(guī)定的電壓，并根據(jù)施加該電壓(ON)或未施加該電壓(OFF)而將液晶的定向設定為兩種狀態(tài)中的任何一種。其結(jié)果是，在本形態(tài)中，當段電極為OFF狀態(tài)時，設定為使通過該液晶的直線偏振光的透射偏振軸扭轉(zhuǎn)90°(第1狀態(tài))。與此相反，當段電極為ON狀態(tài)時，設定為使通過該液晶的直線偏振光以不改變其透射偏振軸的方式透過(第2狀態(tài))。
作為第2偏振光分離裝置4和第4偏振光分離裝置8，可以采用在國際公開編號WO95/17692或WO95/27919的國際申請書中公開的偏振光分離膜。該偏振光分離膜，在結(jié)構上使某個方向的直線偏振光透過，并對其余的直線偏振光進行鏡面反射而不是吸收等。此外，該偏振光分離膜，對與透射偏振軸正交的所有直線偏振光進行鏡面反射。
該偏振光分離膜，例如，如圖9所示，具有將A層、B層交替地層疊而形成的多層結(jié)構。A層的X方向折射率nAX與Y方向折射率nAY不同。B層的X方向折射率nBX與Y方向的折射率nBY相等。而A層的Y方向折射率nAY與B層的Y方向折射率nBY相等。
因此，當使光從與該偏振光分離膜1的上表面1a垂直的方向入射到該表面上時，該光中的Y方向的直線偏振光透過該偏振光分離膜1，并作為Y方向的直線偏振光從底面1b射出。相反，當使光從與該偏振光分離膜1的底面1b垂直的方向入射到該底面上時，該光中的Y方向的直線偏振光透過該偏振光分離膜1，并作為Y方向的直線偏振光從上表面1a射出。這里，將透過的方向即Y方向稱為透射偏振軸(透射軸)。
另一方面，如設A層的Z方向厚度為tA，并設B層的Z方向厚度為tB，則通過按下式設定光學特性tA·nAX+tB·nBX＝λ/2 ... (1)當使波長λ的光從與偏振光分離膜1的上表面1a垂直的方向入射到該表面上時，該光中的X方向的直線偏振光，由該偏振光分離膜1作為X方向的直線偏振光反射。而從與偏振光分離膜1的底面1b垂直的方向入射到底面上的波長為λ的直線偏振光，由該偏振光分離膜1作為X方向的直線偏振光反射。這里，將反射方向即X方向稱為反射軸。
另外，在偏振光分離膜1中，如通過將A層的Z方向厚度為tA及B層的Z方向厚度為tB改變?yōu)楦鞣N值而使上式(1)在可見光的某個波長范圍上成立，則可以只反射某個波長范圍的光(Δλ)，并使其他波長區(qū)域(-Δλ)的光透過。即，可以使Y方向的直線偏振光分量作為Y方向的直線偏振光透過，并能使既是X方向的直線偏振光分量而且又是位于上述其他波長區(qū)域(-Δλ)的光作為X方向的直線偏振光透過。
鏡面反射裝置5，只要能進行鏡面反射，則可以采用對所入射的全部直線偏振光分量進行鏡面反射的全反射光學元件、或只對入射光的一部分進行鏡面反射并使其余的光透過的部分反射光學元件。
這里，作為全反射光學元件，例如可采用全反射鏡。另外，作為全反射光學元件，只要所入射的光是使透射偏振軸對準特定方向的直線偏振光分量，則也可以采用對該方向上的光進行反射并使朝向與該方向正交的方向的直線偏振光分量透過的偏振分離膜等。
與此不同，部分反射光學元件，例如是在透光性襯底表面上形成金屬薄膜層(鋁薄膜)的半反射鏡。該半反射鏡，通過將鋁等蒸鍍在具有透光性的薄膜上形成。
另外，作為部分反射光學元件，只要所入射的光是使透射偏振軸對準特定方向(例如第2方向)的直線偏振光分量，則可以采用使與該方向成規(guī)定角度的第4方向的直線偏振光分量透過并對朝向與該第4方向正交的第5方向的直線偏振光分量進行鏡面反射的第3偏振分離裝置。該第3偏振分離裝置，也可以采用參照圖9說明過的偏振分離膜1。在該第3偏振分離裝置內(nèi)，通過使透射方向即第4方向與入射到該第3偏振分離裝置的直線偏振光分量的透射偏振軸方向即第2方向偏離規(guī)定的角度，可以將第3偏振分離裝置用作對所入射的直線偏振光分量的一部分進行鏡面反射并使一部分光透過的部分反射光學元件。即，通過使2個偏振光分離膜的透射偏振軸方向稍微偏移，即可構成部分反射光學元件。
作為第1和第2光漫射裝置92，可以采用在透明的襯底表面上形成無光澤狀或同心圓狀凹凸圖案(紋理/texture)的型式。此外，第1和第2光漫射裝置92，由于只要能使光漫射即可，所以也可以形成水紋圖案。另外，作為第1和第2光漫射裝置92，也可以不是單個的光學元件而是通過在其他光學元件的表面上進行加工形成。無論是哪一種情況，對于光漫射的程度，作為以下式表示的霾系數(shù)，最好是在10％～60％左右。
霾系數(shù)(％)＝(散射光線透射率)÷(全光線透射率)×100作為第1和第2著色裝置71、72，最一般的和廉價的是濾色器。而如果是濾色器，則因其是在最終組裝階段按規(guī)格選用，所以便于進行生產(chǎn)管理。但是，在本發(fā)明中，也可以將設在構成作為偏振分離裝置使用的偏振分離膜1的樹脂層上的染色層用作第1和第2著色裝置71、72。即，由于上述偏振分離膜由聚酯樹脂(polyester resin)構成，所以，可以利用采用了摻有陰離子系表面活性劑(anionicsurface-active agent)的特殊乙二醇醚(glycolether)的低粘性(low-viscosity)分散染料(dispersion-dye)即樹脂用染料(dyefor resin)對該聚酯樹脂進行染色。在該染色工序中，在樹脂用染料的原液中添加20cc的水，將其作為染色液并將溫度保持在70±10℃。然后，將只剝下一側(cè)的保護皮的偏振分離膜在染色液中浸漬5～8分鐘并進行攪拌。將按如上方式進行了染色的偏振分離膜進行水洗后干燥。在將按這種方式構成的裝置用作著色裝置時，與采用濾色器時相比，具有無須考慮由濾色器引起的透射偏振軸的轉(zhuǎn)動的優(yōu)點。此外，由于不存在濾色器表面上的散射和反射，所以還具有使顯示明亮的優(yōu)點。進一步，由于部件數(shù)減少，所以能減少組裝工序。再有，由于可以將濾色器省去，所以能相應地壓縮顯示裝置的厚度。而且，由于可以根據(jù)染色方法的工序形成具有各種質(zhì)感的顯示，所以能形成具有高級質(zhì)感的型式。
作為背照用光源6，可以使用EL(電致發(fā)光)元件、冷陰極管型、LED(發(fā)光二極管)等。
以下，說明用如上所述的光學部件構成的各顯示裝置。在表示以下說明的任何一種形態(tài)的圖中，都是以各構成要素之間分開的方式表示，但在實際使用中各構成要素是緊貼在一起的。
(第1實施形態(tài))圖10是本發(fā)明第1實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
在圖10中，在本形態(tài)的顯示裝置10內(nèi)，按其順序配置第1偏振光分離裝置2，使入射光中朝向第1方向的直線偏振光分量透過；透射偏振軸可變裝置3，當所入射的直線偏振光分量透過時，可以對使透射偏振軸改變的第1狀態(tài)和不改變的第2狀態(tài)的任何一種狀態(tài)進行選擇；第2偏振光分離裝置4，使所入射的直線偏振光分量中朝向第2方向的直線偏振光分量透過，而對與該第2方向正交的第3方向的直線偏振光分量進行反射；及鏡面反射裝置5，配置在與上述透射偏振軸可變裝置3之間隔著上述第2偏振光分離裝置4的位置上，可以將透過該第2偏振光分離裝置4后的直線偏振光分量向該第2偏振光分離裝置4進行鏡面反射。這里，鏡面反射裝置5，是對所入射的光的全部或大部分進行反射的全反射光學元件。
另外，在鏡面反射裝置5與第2偏振光分離裝置4之間，配置著將所入射的光著色后射出的第1著色裝置71。
因此，在結(jié)構上，可以利用從相對于第1偏振光分離裝置2的與透射偏振軸可變裝置3相反的一側(cè)入射的外部光中的由鏡面反射裝置5反射后透過第2偏振光分離裝置4、透射偏振軸可變裝置3及第1偏振光分離裝置2的第1返回光、及由上述第2偏振光分離裝置4反射后透過上述透射偏振軸可變裝置3及上述第1偏振光分離裝置2的第2返回光顯示規(guī)定的信息。
以下，詳細說明上述的顯示動作。首先，電子計時器，在有外部光的場所進行利用了該外部光的反射的反射型顯示。而當想要在電子計時器的顯示面上顯示背景底色時，使該區(qū)域的液晶元件(透射偏振軸可變裝置3)為OFF狀態(tài)，而當在顯示面上對數(shù)字等信息進行圖段顯示時，使該區(qū)域的液晶元件為ON狀態(tài)。
當在該狀態(tài)下對電子計時器入射外部光時，該外部光中的與紙面平行方向的直線偏振光分量透過第1偏振光分離裝置2，而與紙面垂直方向的直線偏振光分量，則被第1偏振光分離裝置2吸收。
然后，在透射偏振軸可變裝置3的未施加電壓(OFF)區(qū)域上，與紙面平行方向的直線偏振光，由TN液晶扭轉(zhuǎn)90°后變?yōu)榕c紙面垂直方向的直線偏振光。該直線偏振光到達第2偏振光分離裝置4。
該與紙面垂直方向的直線偏振光，透過第2偏振光分離裝置4，并通過第1著色裝置71而到達鏡面反射裝置5。
接著，由鏡面反射裝置5反射后的與紙面垂直方向的直線偏振光，透過第2偏振光分離裝置4，并入射到透射偏振軸可變裝置3。然后，入射到透射偏振軸可變裝置3的直線偏振光分量，在透射偏振軸可變裝置3內(nèi)再次由TN液晶扭轉(zhuǎn)90°后變?yōu)榕c紙面平行方向的直線偏振光。因此，從鏡面反射裝置5反射回來的第1返回光，作為與紙面平行方向的直線偏振光從第1偏振光分離裝置2射出。所以，背景部分，以由第1著色裝置71規(guī)定的色彩顯示為鏡像狀。
與此相反，在施加電壓(ON)的區(qū)域上，外部光中的透過第1偏振光分離裝置2的與紙面平行方向的直線偏振光，其偏振方向在透射偏振軸可變裝置3內(nèi)沒有由TN液晶改變而射出，并到達第2偏振光分離裝置4。該與紙面平行方向的直線偏振光，由第2偏振光分離裝置4反射。這里，第2偏振光分離裝置4，由參照圖9說明過的偏振分離膜1構成，所以，可以對從透射偏振軸可變裝置3射出的光進行鏡面反射。
由該第2偏振光分離裝置4反射后的與紙面平行方向的直線偏振光(第2返回光)，入射到透射偏振軸可變裝置3。然后，入射到透射偏振軸可變裝置3的直線偏振光分量，不改變偏振方向而仍作為與紙面平行方向的直線偏振光射出。因此，從第2偏振光分離裝置4反射回來的第2返回光，作為與紙面平行方向的直線偏振光從第1偏振光分離裝置2射出。所以，圖段部分，顯示為無色彩的鏡像狀。
如上所述，在本形態(tài)中，分別從透射偏振軸可變裝置3內(nèi)的改變透射偏振軸的區(qū)域及不改變透射偏振軸的區(qū)域透過的光，作為由鏡面反射裝置5反射后透過第2偏振光分離裝置4、透射偏振軸可變裝置3及第1偏振光分離裝置2的直線偏振光分量(第1返回光)、及由第2偏振光分離裝置4反射后透過透射偏振軸可變裝置3及第1偏振光分離裝置2的直線偏振光分量(第2返回光)到達使用者的眼睛，所以，可以對例如電子計時器等的背景部分和圖段部分都進行明亮的顯示。因此，具有顯示的識別清晰性高的優(yōu)點。此外，透過第2偏振光分離裝置4、透射偏振軸可變裝置3及第1偏振光分離裝置2的直線偏振光分量，由鏡面反射裝置5反射，所以，可以將背景部分和圖段部分顯示為鏡像狀。
(第2實施形態(tài))圖11是本發(fā)明第2實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
在第1實施形態(tài)中，與透射偏振軸可變裝置3內(nèi)施加電壓(ON)的區(qū)域相當?shù)膱D段部分，顯示為無色彩的鏡像狀，但如圖11所示，如果在透射偏振軸可變裝置3與第2偏振光分離裝置4之間插入第2著色裝置72，則圖段部分也可以用由第2著色裝置72決定的色調(diào)顯示為鏡像狀。這時，與透射偏振軸可變裝置3內(nèi)未施加電壓(OFF)的區(qū)域相當?shù)谋尘安糠郑詫⒌?著色裝置71附加的色彩與第2著色裝置72附加的色彩合成后的色調(diào)顯示為鏡像狀。
(第3實施形態(tài))圖12是本發(fā)明第3實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
從圖12可以看出，在本形態(tài)中，在第2偏振光分離裝置4與鏡面反射裝置5之間插入第1光漫射裝置91，而沒有配置著色裝置。在這種結(jié)構中，圖段部分顯示為無色彩的鏡像狀，但在背景區(qū)域上，不是鏡像狀，而是以由第1光漫射裝置91附加的紋理等形成微細圖案后的狀態(tài)進行顯示。
(第4實施形態(tài))
圖13是本發(fā)明第4實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
在第3實施形態(tài)中，與透射偏振軸可變裝置3內(nèi)施加電壓(ON)的區(qū)域相當?shù)膱D段部分，顯示為無色彩的鏡像狀，但如圖13所示，如果在透射偏振軸可變裝置3與第2偏振光分離裝置4之間插入第2光漫射裝置92，則圖段部分也能以由第2光漫射裝置92附加的紋理等形成微細圖案后的狀態(tài)進行顯示。而與透射偏振軸可變裝置3內(nèi)未施加電壓(OFF)的區(qū)域相當?shù)谋尘安糠郑趯⒂傻?光漫射裝置91和第2光漫射裝置92附加的圖案合成后的狀態(tài)下進行顯示。
(第5實施形態(tài))圖14是本發(fā)明第5實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
在第1～第4實施形態(tài)中，是只利用著色裝置或光漫射裝置中的一種裝置使與施加電壓(ON)的區(qū)域相當?shù)膱D段部分及與未施加電壓(OFF)的區(qū)域相當?shù)谋尘安糠值娘@示形態(tài)不同，但在以下的說明中，可以將著色裝置與光漫射裝置組合使用。
即，在本形態(tài)中，如圖14所示，在第2偏振光分離裝置4與鏡面反射裝置5之間配置第1著色裝置71，并將第2著色裝置72配置在透射偏振軸可變裝置3與第2偏振光分離裝置4之間。另外，在第2偏振光分離裝置4與鏡面反射裝置5之間還配置第1光漫射裝置91。這里，也可以使第1著色裝置71與第1光漫射裝置91的層疊順序相反。
在按如上方式構成的顯示裝置10中，圖段部分，用由第2著色裝置72規(guī)定的色調(diào)顯示為鏡像狀。與此不同，與透射偏振軸可變裝置3內(nèi)未施加電壓(OFF)的區(qū)域相當?shù)谋尘安糠?，以將?著色裝置71附加的色彩與第2著色裝置72附加的色彩合成后的色調(diào)并用由第1光漫射裝置91附加的圖案進行顯示。
(第6實施形態(tài))圖15是本發(fā)明第6實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
在第5實施形態(tài)中，與透射偏振軸可變裝置3內(nèi)施加電壓(ON)的區(qū)域相當?shù)膱D段部分，用由第2著色裝置72規(guī)定的色調(diào)顯示為鏡像狀。但如圖15所示，如果在透射偏振軸可變裝置3與第2偏振光分離裝置4之間插入第2光漫射裝置92，則圖段部分以由第2著色裝置72規(guī)定的色調(diào)并以由第2光漫射裝置附加的圖案進行顯示。與此相反與透射偏振軸可變裝置3內(nèi)未施加電壓(OFF)的區(qū)域相當?shù)谋尘安糠郑磳⒌谝恢b置71附加的色彩與第二著色裝置72附加的色彩合成后的色調(diào)，并以將由第1光漫射裝置91附加的圖案和由第2光漫射裝置92附加的圖案合成后的形態(tài)進行顯示。
另外，無論在哪一種形態(tài)中，都可以使第1著色裝置71與第1光漫射裝置91的層疊順序相反。同樣，也可以使第2著色裝置72與第2光漫射裝置92的層疊順序相反。
(第7實施形態(tài))圖16是本發(fā)明第7實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
在第1～第6實施形態(tài)的顯示裝置10中，鏡面反射裝置5，是對所入射的直線偏振光分量的全部或大部分進行鏡面反射的全反射光學元件，但在本形態(tài)中，如圖16所示，鏡面反射裝置5，是對所入射的直線偏振光分量的一部分進行鏡面反射并使其余的光透過的部分反射光學元件。這種結(jié)構，以實施態(tài)1～6中的任何一種形態(tài)為基礎都能構成，但這里以在第6實施形態(tài)的顯示裝置10中使鏡面反射裝置5為部分反射光學元件為例進行說明。
在本形態(tài)中，也按其順序配置第1偏振光分離裝置2，使入射光中朝向第1方向的直線偏振光分量透過；透射偏振軸可變裝置3，當所入射的直線偏振光分量透過時，可以對使透射偏振軸改變的第1狀態(tài)和不改變的第2狀態(tài)的任何一種狀態(tài)進行選擇；第2偏振光分離裝置4，使所入射的直線偏振光分量中朝向第2方向的直線偏振光分量透過，而對與該第2方向正交的第3方向的直線偏振光分量進行反射；及鏡面反射裝置5，配置在與上述透射偏振軸可變裝置3之間隔著上述第2偏振光分離裝置4的位置上，可以將從該第2偏振光分離裝置4透過的直線偏振光分量向該第2偏振光分離裝置4進行鏡面反射。進一步，在相對于鏡面反射裝置5的與第2偏振光分離裝置4相反的一側(cè)，還配置著背照用光源6。
這里，鏡面反射裝置5，例如是在透光性襯底表面上形成金屬薄膜層的半反射鏡(部分反射光學光學元件)。此外，也可以采用配置成使透射偏振軸(透射軸)與第2偏振光分離裝置4稍有偏移的偏振分離膜1(第3偏振光分離裝置)。
另外，在本形態(tài)中，在第2偏振光分離裝置4與鏡面反射裝置5之間配置第1著色裝置71和第1光漫射裝置91，并在透射偏振軸可變裝置3與第2偏振光分離裝置4之間配置第2著色裝置72和第2光漫射裝置92。因此，基本上以與第6實施形態(tài)相同的形態(tài)進行顯示。
因此，當利用外部光進行反射型顯示時，在本形態(tài)中，由于鏡面反射裝置5是半反射鏡等部分反射光學元件，所以入射到鏡面反射裝置5的光的一部分，向光源6的方向透射，而透射到光源6方向的光，由光源6的表面以足夠的光量向鏡面反射裝置5反射并用于顯示。
在按如上方式構成的顯示裝置10中，采用部分透射光學元件作為用于進行利用外部光的反射型顯示的鏡面反射裝置5，并將背照用光源6配置在該部分透射光學元件的背后。因此，在外部光不夠的場所或夜間，可以進行利用光源6的透射型顯示。
即，在本形態(tài)的顯示裝置10中，如圖17所示，當點亮光源6時，從光源6射出的光，首先透過由半反射鏡等構成的半透射型的反射裝置5，并在透過第1著色裝置71及第1光漫射裝置91后入射到第2偏振光分離裝置4。第2偏振光分離裝置4，使所入射的直線偏振光分量中朝向第2方向的直線偏振光分量向透射偏振軸可變裝置3透射，并對朝向與該第2方向正交的第3方向的直線偏振光分量進行鏡面反射。即，在入射到第2偏振光分離裝置4的與紙面平行方向的直線偏振光及與紙面垂直方向的直線偏振光中，使與紙面垂直方向的直線偏振光透過第2偏振光分離裝置4。因此，與紙面垂直方向的直線偏振光透過第2著色裝置72及第2光漫射裝置92后入射到透射偏振軸可變裝置3。
這里，在電子計時器的顯示面上應構成背景部分的區(qū)域為OFF狀態(tài)，應顯示數(shù)字等信息的圖段部分為ON狀態(tài)。因此，入射到施加電壓(ON)區(qū)域的與紙面垂直方向的直線偏振光，透過透射偏振軸可變裝置3后仍保持與紙面垂直的狀態(tài)，所以不透過第1偏振光分離裝置2。因此，圖段部分，在不能借助外部光的反射進行顯示的暗狀態(tài)下，為接近黑色的暗色。
與此相反，電子計時器的應構成背景部分的區(qū)域為OFF狀態(tài)。因此，入射到未施加電壓(OFF)區(qū)域的與紙面垂直方向的直線偏振光，由TN液晶扭轉(zhuǎn)90°后變?yōu)榕c紙面平行方向的直線偏振光，所以透過第1偏振光分離裝置2。因此，背景部分，以將第1著色裝置71附加的色彩與第2著色裝置72附加的色彩合成后的色調(diào)并以將由第1光漫射裝置91附加的圖案和由第2光漫射裝置92附加的圖案合成后的圖案進行顯示。
(第8實施形態(tài))圖18是本發(fā)明第8實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。并且，本形態(tài)對第1～第7實施形態(tài)也都能適用。
在本形態(tài)中，如圖18所示，也按其順序配置第1偏振光分離裝置2，使入射光中朝向第1方向的直線偏振光分量透過；透射偏振軸可變裝置3，當所入射的直線偏振光分量透過時，可以對使透射偏振軸改變的第1狀態(tài)和不改變的第2狀態(tài)的任何一種狀態(tài)進行選擇；第2偏振光分離裝置4，使所入射的直線偏振光分量中朝向第2方向的直線偏振光分量透過，而對朝向與該第2方向正交的第3方向的直線偏振光分量進行反射；及鏡面反射裝置5，配置在與上述透射偏振軸可變裝置3之間隔著上述第2偏振光分離裝置4的位置上，可以將從該第2偏振光分離裝置4透過的直線偏振光分量向該第2偏振光分離裝置4進行鏡面反射。這里，鏡面反射裝置5，與第1～第6實施形態(tài)一樣，是全反射光學元件。
在本形態(tài)中，在第1偏振光分離裝置2與透射偏振軸可變裝置3之間，配置使朝向第6方向的直線偏振光分量透過而對朝向與該第6方向正交的第7方向的直線偏振光分量進行反射的第4偏振光分離裝置8，上述第6方向，是與第1方向相同的方向或從該第1方向稍微偏移后的方向。這里，對于第4偏振分離裝置8，也可以采用參照圖9說明過的偏振分離膜1。
在按如上方式構成的顯示裝置10中，也在第2偏振光分離裝置4與鏡面反射裝置5之間配置第1著色裝置71和第1光漫射裝置91，并在透射偏振軸可變裝置3與第2偏振光分離裝置4之間配置第2著色裝置72和第2光漫射裝置92。因此，本形態(tài)的顯示裝置10的顯示動作，與參照圖15說明過的第6實施形態(tài)的顯示裝置10相同，與透射偏振軸可變裝置3內(nèi)施加電壓(ON)的區(qū)域相當?shù)膱D段部分，以由第1著色裝置71決定的色調(diào)并以由第2光漫射裝置92附加的圖案進行顯示。與此不同，與透射偏振軸可變裝置3內(nèi)未施加電壓(OFF)的區(qū)域相當?shù)谋尘安糠?，以將?著色裝置71附加的色彩與第2著色裝置72附加的色彩合成后的色調(diào)并以將由第1光漫射裝置91附加的圖案和由第2光漫射裝置92附加的圖案合成后的圖案進行顯示。
另外，在本形態(tài)的顯示裝置中，在由鏡面反射裝置5反射后透過第2偏振光分離裝置4和透射偏振軸可變裝置3的第1返回光及由第2偏振光分離裝置4反射后透過上述透射偏振軸可變裝置3的第2返回光中，其透射偏振軸的方向與可以透過第1偏振分離裝置2的方向(第1方向)存在偏移因而不能透過該第1偏振分離裝置2的直線偏振光分量，由第4偏振分離裝置8反射并再次透過透射偏振軸可變裝置3，然后，由鏡面反射裝置5或第2偏振分離裝置4再次進行反射。按照這種方式，即使是不能透過第1偏振分離裝置2的直線偏振光分量，在由第4偏振分離裝置8反射后在第4偏振分離裝置8與鏡面反射裝置5之間、及在第4偏振分離裝置8與上述第2偏振分離裝置4之間反復進行反射的過程中，也會由于著色裝置和偏振分離裝置表面上的輕微漫反射引起的透射偏振軸轉(zhuǎn)動及如采用光漫射裝置時由光漫射裝置的反射引起的透射偏振軸轉(zhuǎn)動而變成與第4偏振分離裝置8的透射偏振軸一致的直線偏振光分量，依次透過第4偏振分離裝置8和第1偏振分離裝置2。因此，即使是透射偏振軸的方向與可以透過第1偏振分離裝置2的方向(第1方向)存在偏移因而不能透過該第1偏振分離裝置2的直線偏振光分量，也能透過第1偏振分離裝置2而到達使用者的眼睛，所以能進行更明亮的顯示。
另外，在現(xiàn)有的顯示裝置中，在點亮后的圖段等上將出現(xiàn)陰影，雖然從正面看時陰影比較小，但當斜著看去時將出現(xiàn)大的暗影。其結(jié)果是，使圖段和陰影無法區(qū)分，因而成為使視角變得狹小的原因之一，但如本形態(tài)所示，當在第1偏振光分離裝置2與透射偏振軸可變裝置3之間配置第4偏振分離裝置8時，就看不到這樣的陰影了。因此，使圖段的輪廓變得清楚，并顯示邊緣清晰的圖段。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)更易于觀看且辨認性高的顯示裝置。
(第9實施形態(tài))圖19是本發(fā)明第9實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
如第8實施形態(tài)所述，當在第1偏振光分離裝置2與透射偏振軸可變裝置3之間配置第4偏振分離裝置8時，可以實現(xiàn)更明亮的顯示，在將部分反射光學元件用作鏡面反射裝置5的顯示裝置10中，也能達到同樣的效果。即，如圖19所示，即使是不能透過第1偏振分離裝置2的直線偏振光分量，當由第4偏振分離裝置8反射后在第4偏振分離裝置8與鏡面反射裝置5之間、及在第4偏振分離裝置8與第2偏振分離裝置4之間反復進行反射的過程中變成透射偏振軸與第1方向一致的方向時，也能透過第1偏振分離裝置2而到達使用者的眼睛，所以能進行更明亮的顯示。
另外，在該顯示裝置10中，即使當采用背照用光源6進行透射型顯示時，由于在第1偏振光分離裝置2與透射偏振軸可變裝置3之間配置了第4偏振分離裝置8，所以，也仍能進行更明亮的顯示。
即，如圖20所示，在從背照用光源6射出并透過第2偏振光分離裝置4及透射偏振軸可變裝置3的直線偏振光分量中，在與透射偏振軸可變裝置3內(nèi)未施加電壓(OFF)的區(qū)域相當?shù)谋尘安糠稚?，其透射偏振軸的方向與第1方向存在偏移因而不能透過該第1偏振分離裝置2的直線偏振光分量，在由第4偏振分離裝置8反射并再次透過透射偏振軸可變裝置3后，由第2偏振分離裝置4等再次進行反射。因此，不能透過第1偏振分離裝置2的直線偏振光分量，在由第4偏振分離裝置8反射后在第4偏振分離裝置8與第2偏振分離裝置4之間反復進行反射的過程中，其透射偏振軸將變得與第1方向一致，所以，即使是透射偏振軸的方向與第1方向存在偏移因而不能透過上述第1偏振分離裝置2的直線偏振光分量，也能到達使用者的眼睛。因此，能進行更明亮的顯示。
本發(fā)明第2目的的顯示裝置及電子計時器，在結(jié)構上也采用與上述本發(fā)明第1目的的顯示裝置及電子計時器相同的光學部件。此外，在表示以下說明的任何一種形態(tài)的圖中，都是以各構成要素之間分開的方式表示，但在實際使用中各構成要素是緊貼在一起的。
(第10實施形態(tài))圖21是本發(fā)明第10實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
在圖21中，在本形態(tài)的顯示裝置10內(nèi)，按其順序配置第1偏振光分離裝置2，使入射光中朝向第1方向的直線偏振光分量透過；透射偏振軸可變裝置3，當所入射的直線偏振光分量透過時，可以對使透射偏振軸改變的第1狀態(tài)和不改變的第2狀態(tài)的任何一種狀態(tài)進行選擇；第2偏振光分離裝置4，使所入射的直線偏振光分量中朝向第2方向的直線偏振光分量透過；及反射裝置5，可以將透過該第2偏振光分離裝置4后的直線偏振光分量向該第2偏振光分離裝置4進行反射。
這里，第2偏振光分離裝置4，在結(jié)構上，對朝向與該第2方向正交的第3方向的直線偏振光分量進行鏡面反射。此外，反射裝置5，是對所入射的光的全部或大部分進行反射的全反射光學元件。進一步，在反射裝置5與第2偏振光分離裝置4之間配置著將所入射的光著色后射出的第1著色裝置71。
在本形態(tài)中，在第1偏振光分離裝置2與透射偏振軸可變裝置3之間，配置著使所入射的光中朝向與第1方向(透過第1偏振光分離裝置2的直線偏振光分量的透射偏振軸方向)相同的方向或從該第1方向稍微偏移后的方向的直線偏振光分量透過而對與該直線偏振光分量的透射偏振軸方向正交的方向的直線偏振光分量進行反射的第4偏振光分離裝置8。對于第4偏振分離裝置8，與對本發(fā)明的上述第1目的的顯示裝置的說明一樣，也可以采用參照圖9說明過的偏振分離膜1。
在按如上方式構成的顯示裝置10中，可以利用從相對于第1偏振光分離裝置2的與透射偏振軸可變裝置3相反的一側(cè)入射的光中的由鏡面反射裝置5反射后透過第2偏振光分離裝置4、透射偏振軸可變裝置3及第1偏振光分離裝置2的第1返回光、及由第2偏振光分離裝置4反射后透過透射偏振軸可變裝置3及第1偏振光分離裝置2的第2返回光顯示規(guī)定的信息。
以下，詳細說明上述的顯示動作。首先，電子計時器，在有外部光的場所進行利用了該外部光的反射的反射型顯示。而當要在電子計時器的顯示面上顯示背景底色時，使該區(qū)域的液晶元件(透射偏振軸可變裝置3)為OFF狀態(tài)，而當在顯示面上對數(shù)字等信息進行圖段顯示時，使該區(qū)域的液晶元件為ON狀態(tài)。
當在該狀態(tài)下對電子計時器入射外部光時，該外部光中的與紙面平行方向的直線偏振光分量透過第1偏振光分離裝置2，而與紙面垂直方向的直線偏振光分量，則被第1偏振光分離裝置2吸收。
然后，在透射偏振軸可變裝置3的未施加電壓(OFF)區(qū)域上，與紙面平行方向的直線偏振光，由TN液晶扭轉(zhuǎn)90°后變?yōu)榕c紙面垂直方向的直線偏振光。該直線偏振光到達第2偏振光分離裝置4。
該與紙面垂直方向的直線偏振光，透過第2偏振光分離裝置4，并通過第1著色裝置71而到達反射裝置5。
接著，由反射裝置5反射后的與紙面垂直方向的直線偏振光，透過第2偏振光分離裝置4，并入射到透射偏振軸可變裝置3。然后，入射到透射偏振軸可變裝置3的直線偏振光分量，在透射偏振軸可變裝置3內(nèi)再次由TN液晶扭轉(zhuǎn)90°后變?yōu)榕c紙面平行方向的直線偏振光。因此，從反射裝置5反射回來的第1返回光，作為與紙面平行方向的直線偏振光從第1偏振光分離裝置2射出。所以，背景部分，以由第1著色裝置71規(guī)定的色彩顯示為鏡像狀。
與此相反，在施加電壓(ON)的區(qū)域上，外部光中的透過第1偏振光分離裝置2的與紙面平行方向的直線偏振光，其偏振方向在透射偏振軸可變裝置3內(nèi)沒有由TN液晶改變而射出，并到達第2偏振光分離裝置4。該與紙面平行方向的直線偏振光，由第2偏振光分離裝置4反射。這里，第2偏振光分離裝置4，與對本發(fā)明的上述第1目的的顯示裝置的說明一樣，由參照圖9說明過的偏振分離膜1構成，所以，可以對從透射偏振軸可變裝置3射出的光進行鏡面反射。
由該第2偏振光分離裝置4反射后的與紙面平行方向的直線偏振光(第2返回光)，入射到透射偏振軸可變裝置3。然后，入射到透射偏振軸可變裝置3的直線偏振光分量，不改變偏振方向而仍作為與紙面平行方向的直線偏振光射出。因此，從第2偏振光分離裝置4反射的第2返回光，作為與紙面平行方向的直線偏振光從第1偏振光分離裝置2射出。所以，圖段部分，顯示為無色彩的鏡像狀。
如上所述，在本形態(tài)中，分別從透射偏振軸可變裝置3內(nèi)的使透射偏振軸改變的區(qū)域及不改變透射偏振軸的區(qū)域透過的光，作為由鏡面反射裝置5反射后透過第2偏振光分離裝置4、透射偏振軸可變裝置3及第1偏振光分離裝置2的直線偏振光(第1返回光)、及由第2偏振光分離裝置4反射后透過透射偏振軸可變裝置3及第1偏振光分離裝置2的直線偏振光(第2返回光)到達使用者的眼睛，所以，可以對例如電子計時器等的背景部分和圖段部分都進行明亮的顯示。因此，具有顯示的識別清晰性高的優(yōu)點。此外，由于第1返回光和第2返回光都是反射的光，所以，可以將背景部分及圖段部分兩者都顯示為鏡像狀等，因而顯示形態(tài)的組合自由度高。例如，可以實施將背景部分及圖段部分兩者都顯示為鏡像狀的形態(tài)、將背景部分及圖段部分兩者都顯示為無光澤的圖案狀的形態(tài)、將背景部分及圖段部分中的一個部分顯示為鏡像狀而將另一部分顯示為無光澤的圖案狀的形態(tài)等。
另外，在本形態(tài)的顯示裝置10中，在由反射裝置5反射后透過第2偏振光分離裝置4和透射偏振軸可變裝置3的第1返回光及由第2偏振光分離裝置4反射后透過上述透射偏振軸可變裝置3的第2返回光中，其透射偏振軸的方向與可以透過第1偏振分離裝置2的方向(第1方向)存在偏移因而不能透過該第1偏振分離裝置2的直線偏振光分量，由第4偏振分離裝置8反射并透過透射偏振軸可變裝置3，然后，由反射裝置5或第2偏振分離裝置4再次進行反射。按照這種方式，即使是不能透過第1偏振分離裝置2的直線偏振光分量，在由第4偏振分離裝置8反射后在第4偏振分離裝置8與反射裝置5之間、及在第4偏振分離裝置8與上述第2偏振分離裝置4之間反復進行反射的過程中，由于著色裝置和偏振分離裝置表面上的輕微漫反射引起的透射偏振軸轉(zhuǎn)動及當采用如后文所述的形態(tài)的光漫射裝置時由光漫射裝置的反射引起的透射偏振軸轉(zhuǎn)動變成與第4偏振分離裝置8的透射偏振軸一致的直線偏振光分量，依次透過第4偏振分離裝置8和第1偏振分離裝置2。因此，即使是透射偏振軸的方向與第1方向存在偏移因而不能透過第1偏振分離裝置2的直線偏振光分量，也能到達使用者的眼睛，所以能進行更明亮的顯示。另外，在現(xiàn)有的顯示裝置中，在點亮后的圖段等上將出現(xiàn)陰影，雖然從正面看時陰影比較小，但當斜著看去時將出現(xiàn)大的暗影。其結(jié)果是，使圖段和陰影無法區(qū)分，因而成為使視角變得狹小的原因之一，但如本發(fā)明所示，當在第1偏振光分離裝置2與透射偏振軸可變裝置3之間配置第4偏振分離裝置8時，就看不到這樣的陰影了。因此，使圖段的輪廓變得清楚，并顯示邊緣清晰的圖段。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)更易于觀看且辨認性高的顯示裝置。
這里，透過第4偏振分離裝置8的直線偏振光分量的透射偏振軸方向與第1方向所成的角度，例如，如果在20°以下，則在提供明亮的顯示方面，可以確認在實用上具有足夠的效果。此外，在將透過第4偏振分離裝置8的直線偏振光分量的透射偏振軸方向與第1方向所成的角度設定5°以下時，可以得到相當明亮的顯示。
(第11實施形態(tài))圖22是本發(fā)明第11實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
在第10實施形態(tài)中，與透射偏振軸可變裝置3內(nèi)施加電壓(ON)的區(qū)域相當?shù)膱D段部分，顯示為無色彩的鏡像狀，但如圖22所示，如果在透射偏振軸可變裝置3與第2偏振光分離裝置4之間插入第2著色裝置72，則圖段部分也可以用由第2著色裝置72決定的色調(diào)顯示為鏡像狀。這時，與透射偏振軸可變裝置3內(nèi)未施加電壓(OFF)的區(qū)域相當?shù)谋尘安糠郑詫⒂傻?著色裝置71附加的色彩與第2著色裝置72附加的色彩合成后的色調(diào)顯示為鏡像狀。
在按如上方式構成的顯示裝置10中，在第1偏振光分離裝置2與透射偏振軸可變裝置3之間，也配置著使朝向與第1方向(透過第1偏振光分離裝置2的直線偏振光分量的透射偏振軸方向)相同的方向或從該第1方向稍微偏移后的方向的直線偏振光分量透過而對與該直線偏振光分量的透射偏振軸正交的方向的直線偏振光分量進行反射的第4偏振光分離裝置8。因此，即使是不能透過第1偏振分離裝置2的直線偏振光分量，當由第4偏振分離裝置8反射后在第4偏振分離裝置8與反射裝置5之間、及在第4偏振分離裝置8與第2偏振分離裝置4之間反復進行反射的過程中變成透射偏振軸與第1方向一致的方向時，也能透過第1偏振分離裝置2而到達使用者的眼睛，所以能進行更明亮的顯示。
(第12實施形態(tài))圖23是本發(fā)明第12實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
從圖23可以看出，在本形態(tài)中，在第2偏振光分離裝置4與反射裝置5之間插入第1光漫射裝置91，而沒有配置著色裝置。在這種結(jié)構中，圖段部分顯示為無色彩的鏡像狀，但在背景區(qū)域上，不是鏡像狀，而是以由第1光漫射裝置91附加的紋理等形成微細圖案后的狀態(tài)進行顯示。
在按如上方式構成的顯示裝置10中，與第1、2實施形態(tài)一樣，在第1偏振光分離裝置2與透射偏振軸可變裝置3之間，也配置著第4偏振光分離裝置8。因此，即使是不能透過第1偏振分離裝置2的直線偏振光分量，當由第4偏振分離裝置8反射后在第4偏振分離裝置8與反射裝置5之間、及在第4偏振分離裝置8與第2偏振分離裝置4之間反復進行反射的過程中變成透射偏振軸與第1方向一致的方向時，也能透過第1偏振分離裝置2到達使用者的眼睛，所以能進行更明亮的顯示。
(第13實施形態(tài))圖24是本發(fā)明第13實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
在第12實施形態(tài)中，與透射偏振軸可變裝置3內(nèi)施加電壓(ON)的區(qū)域相當?shù)膱D段部分，顯示為無色彩的鏡像狀，但如圖24所示，如果在透射偏振軸可變裝置3與第2偏振光分離裝置4之間插入第2光漫射裝置92，則圖段部分也可以在由第2光漫射裝置92附加的紋理等形成微細圖案后的狀態(tài)下進行顯示。而與透射偏振軸可變裝置3內(nèi)未施加電壓(OFF)的區(qū)域相當?shù)谋尘安糠?，以將由?光漫射裝置91和第2光漫射裝置92附加的圖案合成后的狀態(tài)進行顯示。
在按如上方式構成的顯示裝置10中，與第1、2實施形態(tài)一樣，在第1偏振光分離裝置2與透射偏振軸可變裝置3之間，也配置著第4偏振光分離裝置8。因此，即使是不能透過第1偏振分離裝置2的直線偏振光分量，當由第4偏振分離裝置8反射后在第4偏振分離裝置8與反射裝置5之間、及在第4偏振分離裝置8與第2偏振分離裝置4之間反復進行反射的過程中變成透射偏振軸與第1方向一致的方向時，也能透過第1偏振分離裝置2而到達使用者的眼睛，所以能進行更明亮的顯示。
(第14實施形態(tài))圖25是本發(fā)明第14實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
在第1～第13實施形態(tài)中，是只利用著色裝置或光漫射裝置中的一種裝置使與施加電壓(ON)的區(qū)域相當?shù)膱D段部分及與未施加電壓(OFF)的區(qū)域相當?shù)谋尘安糠值娘@示形態(tài)不同的形態(tài)，但在以下的說明中，可以將著色裝置與光漫射裝置組合使用。
即，在本形態(tài)中，如圖25所示，在第2偏振光分離裝置4與反射裝置5之間配置第1著色裝置71及第1光漫射裝置91，并將第2著色裝置72配置在透射偏振軸可變裝置3與第2偏振光分離裝置4之間。這里，也可以使第1著色裝置71與第1光漫射裝置91的層疊順序相反。
在按如上方式構成的顯示裝置10中，圖段部分，用由第2著色裝置72規(guī)定的色調(diào)顯示為鏡像狀。與此不同，與透射偏振軸可變裝置3內(nèi)未施加電壓(OFF)的區(qū)域相當?shù)谋尘安糠?，以將?著色裝置71附加的色彩與第2著色裝置72附加的色彩合成后的色調(diào)并用由第1光漫射裝置91附加的圖案進行顯示。
在按如上方式構成的顯示裝置10中，與第1、2實施形態(tài)一樣，在第1偏振光分離裝置2與透射偏振軸可變裝置3之間，也配置著第4偏振光分離裝置8。因此，即使是不能透過第1偏振分離裝置2的直線偏振光分量，當由第4偏振分離裝置8反射后在第4偏振分離裝置8與反射裝置5之間、及在第4偏振分離裝置8與第2偏振分離裝置4之間反復進行反射的過程中變成透射偏振軸與第1方向一致的方向時，也能透過第1偏振分離裝置2而到達使用者的眼睛，所以能進行更明亮的顯示。
(第15實施形態(tài))圖26是本發(fā)明第15實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
在第14實施形態(tài)中，與透射偏振軸可變裝置3內(nèi)施加電壓(ON)的區(qū)域相當?shù)膱D段部分，顯示為有色彩的鏡像狀。但如圖26所示，如果在透射偏振軸可變裝置3與第2偏振光分離裝置4之間插入第2光漫射裝置92，則圖段部分以由第1著色裝置71決定的色調(diào)并用由第2光漫射裝置92附加的圖案進行顯示。
與此不同，與透射偏振軸可變裝置3內(nèi)未施加電壓(OFF)的區(qū)域相當?shù)谋尘安糠?，以將?著色裝置71附加的色彩與第2著色裝置72附加的色彩合成后的色調(diào)并以將由第1光漫射裝置91附加的圖案和由第2光漫射裝置92附加的圖案合成后的形態(tài)進行顯示。
在按如上方式構成的顯示裝置10中，與第1、2實施形態(tài)一樣，在第1偏振光分離裝置2與透射偏振軸可變裝置3之間，也配置著第4偏振光分離裝置8。因此，即使是不能透過第1偏振分離裝置2的直線偏振光分量，當由第4偏振分離裝置8反射后在第4偏振分離裝置8與反射裝置5之間、及在第4偏振分離裝置8與第2偏振分離裝置4之間反復進行反射的過程中透射偏振軸變成與第1方向一致的方向時，也能透過第1偏振分離裝置2而到達使用者的眼睛，所以能進行更明亮的顯示。
另外，無論在哪一種形態(tài)中，都可以使第1著色裝置71與第1光漫射裝置91的層疊順序相反。同樣，也可以使第2著色裝置72與第2光漫射裝置92的層疊順序相反。
(第16實施形態(tài))圖27是本發(fā)明第16實施形態(tài)的顯示裝置的簡略結(jié)構圖。
在第10～第15實施形態(tài)的顯示裝置10中，反射裝置5，是對所入射的直線偏振光分量的全部或大部分進行鏡面反射的全反射光學元件，但在本形態(tài)中，如圖27所示，反射裝置5，是對所入射的直線偏振光分量的一部分進行鏡面反射并使其余的光透過的部分反射光學元件。這種結(jié)構，以實施態(tài)1～6中的任何一種形態(tài)為基礎都能構成，但這里以在第15實施形態(tài)的顯示裝置10中使反射裝置5為部分反射光學元件為例進行說明。
在本形態(tài)中，也按其順序配置第1偏振光分離裝置2，使入射光中朝向第1方向的直線偏振光分量透過；透射偏振軸可變裝置3，當所入射的直線偏振光分量透過時，可以對使透射偏振軸改變的第1狀態(tài)和不改變的第2狀態(tài)的任何一種狀態(tài)進行選擇；第2偏振光分離裝置4，使所入射的直線偏振光分量中朝向第2方向的直線偏振光分量透過；及反射裝置5，可以將透過該第2偏振光分離裝置4后的直線偏振光分量向該第2偏振光分離裝置4反射。進一步，在相對于反射裝置5的與第2偏振光分離裝置4相反的一側(cè)，還配置著背照用光源6。
這里，反射裝置5，例如是在透光性襯底表面上形成金屬薄膜層的半反射鏡(部分反射光學元件)。此外，也可以采用配置成使透射偏振軸(透射軸)與第2偏振光分離裝置4稍有偏移的偏振分離膜1(第3偏振光分離裝置)。
另外，在本形態(tài)中，在第2偏振光分離裝置4與鏡面反射裝置5之間配置第1著色裝置71和第1光漫射裝置91，并在透射偏振軸可變裝置3與第2偏振光分離裝置4之間配置第2著色裝置72和第2光漫射裝置92。因此，基本上以與第15實施形態(tài)相同的形態(tài)進行顯示。
因此，當利用外部光進行反射型顯示時，在本形態(tài)中，由于反射裝置5是半反射鏡等部分反射光學元件，所以入射到反射裝置5的光的一部分，向光源6的方向透射，透射到光源6方向的光，在光源6的表面以足夠的光量向鏡面反射裝置5反射并用于顯示。
另外，由于在第1偏振光分離裝置2與透射偏振軸可變裝置3之間配置著第4偏振光分離裝置8，因此，即使是不能透過第1偏振分離裝置2的直線偏振光分量，當由第4偏振分離裝置8反射后在第4偏振分離裝置8與反射裝置5之間、及在第4偏振分離裝置8與第2偏振分離裝置4之間反復進行反射的過程中透射偏振軸變成與第1方向一致的方向時，也能透過第1偏振分離裝置2而到達使用者的眼睛，所以能進行更明亮的顯示。
在按如上方式構成的顯示裝置10中，采用部分透射光學元件作為用于進行利用外部光的反射型顯示的反射裝置5，并將背照用光源6配置在該部分透射光學元件的背后。因此，在外部光不夠的場所或夜間，可以進行利用光源6的透射型顯示。
即，在本形態(tài)的顯示裝置10中，如圖28所示，當點亮光源6時，從光源6射出的光，首先透過由半反射鏡等構成的半透射型的反射裝置5，并在透過第1著色裝置71及第1光漫射裝置91后入射到第2偏振光分離裝置4。第2偏振光分離裝置4，使所入射的直線偏振光分量中朝向第2方向的直線偏振光分量向透射偏振軸可變裝置3透射，并使朝向與該第2方向正交的第3方向的直線偏振光分量進行鏡面反射。即，在入射到第2偏振光分離裝置4的與紙面平行方向的直線偏振光及與紙面垂直方向的直線偏振光中，使與紙面垂直方向的直線偏振光分量透過第2偏振光分離裝置4。因此，與紙面垂直方向的直線偏振光分量透過第2著色裝置72及第2光漫射裝置92后入射到透射偏振軸可變裝置3。
這里，在電子計時器的顯示面上應構成背景部分的區(qū)域為OFF狀態(tài)，應顯示數(shù)字等信息的圖段部分為ON狀態(tài)。因此，入射到施加電壓(ON)區(qū)域的與紙面垂直方向的直線偏振光，透過透射偏振軸可變裝置3后仍保持與紙面垂直的狀態(tài)，所以不透過第1偏振光分離裝置2。因此，圖段部分，在不能借助外部光的反射進行顯示的暗的狀態(tài)下，為接近黑色的暗色。
與此相反，電子計時器的應構成背景部分的區(qū)域為OFF狀態(tài)。因此，入射到未施加電壓(OFF)區(qū)域的與紙面垂直方向的直線偏振光，由TN液晶扭轉(zhuǎn)90°后變?yōu)榕c紙面平行方向的直線偏振光，所以透過第4偏振光分離裝置8和第1偏振光分離裝置2。因此，背景部分，以將第1著色裝置71附加的色彩與第2著色裝置72附加的色彩合成后的色調(diào)并以將由第1光漫射裝置91附加的圖案和由第2光漫射裝置92附加的圖案合成后的圖案進行顯示。
按照這種方式，即使當采用背照用光源6進行透射型顯示時，由于在第1偏振光分離裝置2與透射偏振軸可變裝置3之間配置了第4偏振分離裝置8，所以，也仍能進行更明亮的顯示。即，在從背照用光源6射出并透過第2偏振光分離裝置4及透射偏振軸可變裝置3的直線偏振光分量中，在與透射偏振軸可變裝置3內(nèi)未施加電壓(OFF)的區(qū)域相當?shù)谋尘安糠稚?，其透射偏振軸的方向與第1方向存在偏移因而不能透過第1偏振分離裝置2的直線偏振光分量，在由第4偏振分離裝置8反射并再次透過透射偏振軸可變裝置3后，由第2偏振分離裝置4再次進行反射。因此，不能透過第1偏振分離裝置2的直線偏振光分量，由第4偏振分離裝置8反射后在第4偏振分離裝置8與第2偏振分離裝置4之間反復進行反射的過程中，其透射偏振軸將變得與第1方向一致，所以，即使是透射偏振軸的方向與第1方向存在偏移因而不能透過上述第1偏振分離裝置2的直線偏振光分量，也能到達使用者的眼睛。因此，能進行更明亮的顯示。
發(fā)明的可應用性如第1實施形態(tài)～第9實施形態(tài)所述，在本發(fā)明第1目的的顯示裝置及電子計時器中，分別從透射偏振軸可變裝置中的使透射偏振軸改變的區(qū)域及不改變透射偏振軸的區(qū)域透過的光，作為由鏡面反射裝置反射后透過第2偏振光分離裝置、透射偏振軸可變裝置及第1偏振光分離裝置的直線偏振光分量(第1返回光)、及由第2偏振光分離裝置反射后透過透射偏振軸可變裝置及第1偏振光分離裝置的直線偏振光分量(第2返回光)分兩路射出。因此，可以對例如電子計時器等的背景部分和圖段部分兩者進行明亮的顯示，所以，具有識別清晰性高的優(yōu)點。此外，由于第1返回光和第2返回光都是鏡面反射的光，所以，可以將背景部分及圖段部分都顯示為鏡像狀等，因而顯示形態(tài)的組合自由度高。例如，可以實施將背景部分及圖段部分都顯示為鏡像狀的形態(tài)、將背景部分及圖段部分都顯示為無光澤的圖案狀的形態(tài)、將背景部分及圖段部分中的一方顯示為鏡像狀而將另一方顯示為無光澤的圖案狀的形態(tài)等。
另外，通過加入著色裝置，使質(zhì)感不同的多種顯示狀態(tài)與色調(diào)的多樣性配合，所以能以更大的幅度拓寬顯示狀態(tài)的多樣性。因此，可以創(chuàng)造出使人產(chǎn)生美感的顯示形態(tài)。
另外，如第10實施形態(tài)～第16實施形態(tài)中所述，在本發(fā)明第2目的的顯示裝置及電子計時器中，在由鏡面反射裝置反射后透過第2偏振光分離裝置、透射偏振軸可變裝置及第1偏振光分離裝置的返回光中，其透射偏振軸的方向與第1方向存在偏移因而不能透過第1偏振分離裝置2的直線偏振光分量，當由第4偏振光分離裝置反射后在與反射裝置之間反復進行反射的過程中透射偏振軸變成與第1方向一致的方向時，可以透過第1偏振分離裝置。因此，使應用于顯示的光量相應地增大，所以能進行明亮的顯示。另外，通過加入著色裝置，使質(zhì)感不同的多種顯示狀態(tài)與色調(diào)的多樣性配合，所以能以更大的幅度拓寬顯示狀態(tài)的多樣性。因此，可以創(chuàng)造出使人產(chǎn)生美感的顯示形態(tài)。
權利要求
1.一種顯示裝置。其特征在于，按其順序配置第1偏振光分離裝置，使所入射的光中朝向第1方向的直線偏振光分量透過，而不使與其正交的直線偏振光分量透過；透射偏振軸可變裝置，當所入射的直線偏振光分量透過時，可以對使透射偏振軸改變的第1狀態(tài)和不改變的第2狀態(tài)的任何一種狀態(tài)進行選擇；第2偏振光分離裝置，使所入射的直線偏振光分量中的第2方向的直線偏振光分量透過，而使與該第2方向正交的第3方向的直線偏振光分量進行鏡面反射；及鏡面反射裝置，可以將透過該第2偏振光分離裝置后的直線偏振光分量向該第2偏振光分離裝置鏡面反射；從而，可以利用從相對于上述第1偏振光分離裝置的與上述透射偏振軸可變裝置相反的一側(cè)入射的光中的由上述鏡面反射裝置進行鏡面反射后透過上述第2偏振光分離裝置、上述透射偏振軸可變裝置及上述第1偏振光分離裝置的第1返回光及由上述第2偏振光分離裝置進行鏡面反射后透過上述透射偏振軸可變裝置及上述第1偏振光分離裝置的第2返回光顯示規(guī)定的信息。
2.根據(jù)權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于上述鏡面反射裝置，是對所入射的直線偏振光分量的全部或大部分進行鏡面反射的全反射光學元件。
3.根據(jù)權利要求2所述的顯示裝置，其特征在于上述全反射光學元件，是對所入射的光的全部或大部分進行反射的全反射鏡。
4.根據(jù)權利要求2所述的顯示裝置，其特征在于上述全反射光學元件，是對上述朝向第2方向的直線偏振光分量的全部或大部分進行反射但不反射與其正交的直線偏振光分量的第3偏振光分離裝置。
5.根據(jù)權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于上述鏡面反射裝置，是對所入射的直線偏振光分量的一部分進行鏡面反射并使其余的光透過的部分反射光學元件。
6.根據(jù)權利要求5所述的顯示裝置，其特征在于上述部分反射光學元件，是在透光性襯底表面上形成金屬薄膜層的半反射鏡。
7.根據(jù)權利要求5所述的顯示裝置，其特征在于上述部分反射光學元件，是使朝向第4方向的直線偏振光分量透過，而使朝向與該第4方向正交的第5方向的直線偏振光分量進行鏡面反射的第3偏振光分離裝置，由于上述第4方向與上述第2方向存在偏移，所以，上述第3偏振光分離裝置，對所入射的直線偏振光分量的一部分進行鏡面反射并使一部分光透過。
8.根據(jù)權利要求5～7中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于在與上述第2偏振光分離裝置之間隔著上述鏡面反射裝置的位置上，設有一個可以向該鏡面反射裝置發(fā)射光的背照用光源，可以利用從該背照用光源射出并透過上述鏡面反射裝置、上述第2偏振光分離裝置、上述透射偏振軸可變裝置及上述第1偏振光分離裝置后的直線偏振光分量顯示規(guī)定的信息。
9.根據(jù)權利要求1～8中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于在上述第1偏振光分離裝置與上述透射偏振軸可變裝置之間，設有使朝向上述第6方向的直線偏振光分量透過而對朝向與該第6方向正交的第7方向的直線偏振光分量進行反射的第4偏振光分離裝置，上述第6方向是與上述第1方向相同的方向或從該第1方向稍微偏移后的方向。
10.根據(jù)權利要求1～9中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于在上述鏡面反射裝置與上述第2偏振光分離裝置之間，設有使所入射的光漫射并透過的第1光漫射裝置。
11.根據(jù)權利要求10所述的顯示裝置，其特征在于在上述第2偏振光分離裝置與上述透射偏振軸可變裝置之間，設有以與上述第1光漫射裝置不同的模式使所入射的光漫射并透過的第2光漫射裝置。
12.根據(jù)權利要求10或11所述的顯示裝置，其特征在于上述光漫射裝置，利用微細的凹凸使光漫射。
13.根據(jù)權利要求1～12中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于在上述鏡面反射裝置與上述第2偏振光分離裝置之間，還備有將所入射的光著色后射出的第1著色裝置。
14.根據(jù)權利要求1～12中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于在上述第1偏振光分離裝置與上述第2偏振光分離裝置之間，還備有將所入射的光著色后射出的第2著色裝置。
15.根據(jù)權利要求1～12中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于進一步，在上述鏡面反射裝置與上述第2偏振光分離裝置之間備有將所入射的光著色后射出的第1著色裝置，并在上述第1偏振光分離裝置與上述第2偏振光分離裝置之間備有按照與該第1著色裝置不同的色調(diào)將所入射的光著色后射出的第2著色裝置。
16.根據(jù)權利要求13～15中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于上述著色裝置，是濾色器。
17.根據(jù)權利要求13～15中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于上述著色裝置，是設在上述多個偏振光分離裝置中的至少一個偏振光分離裝置上的染色層。
18.根據(jù)權利要求1～17中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于上述透射偏振軸可變裝置，包含液晶元件。
19.一種電子計時器，備有權利要求1～18中的任何一項所規(guī)定的顯示裝置，該電子計時器的特征在于由在上述透射偏振軸可變裝置內(nèi)對使透過了上述第1偏振光分離裝置的直線偏振光分量的透射偏振軸改變后透過的狀態(tài)及不改變而透過的狀態(tài)進行選擇后的各區(qū)域顯示時刻或時間的測量結(jié)果。
20.根據(jù)權利要求19所述的電子計時器，其特征在于由在上述透射偏振軸可變裝置內(nèi)對使透過了上述第1偏振光分離裝置的直線偏振光分量的透射偏振軸改變后透過的狀態(tài)及不改變而透過的狀態(tài)進行選擇后的各區(qū)域?qū)r刻或時間的測量結(jié)果進行數(shù)字顯示。
21.根據(jù)權利要求19所述的電子計時器，其特征在于由在上述透射偏振軸可變裝置內(nèi)對使透過了上述第1偏振光分離裝置的直線偏振光分量的透射偏振軸改變后透過的狀態(tài)及不改變而透過的狀態(tài)進行選擇后的各區(qū)域以與指針相當?shù)娘@示模式對時刻或時間的測量結(jié)果進行模擬顯示。
22.一種顯示裝置，其特征在于按順序配置第1偏振光分離裝置，使所入射的光中朝向第1方向的直線偏振光分量透過，而不使與其正交的直線偏振光分量透過；透射偏振軸可變裝置，當所入射的直線偏振光分量透過時，可以對使透射偏振軸改變的第1狀態(tài)和不改變的第2狀態(tài)的任何一種狀態(tài)進行選擇；第2偏振光分離裝置，使所入射的直線偏振光分量中朝向第2方向的直線偏振光分量透過；及反射裝置，可以將透過該第2偏振光分離裝置后的直線偏振光分量向該第2偏振光分離裝置反射；從而，可以利用從相對于上述第1偏振光分離裝置的與上述透射偏振軸可變裝置相反的一側(cè)入射的光中的由上述反射裝置反射后透過上述第2偏振光分離裝置、上述透射偏振軸可變裝置及上述第1偏振光分離裝置的返回光顯示規(guī)定的信息，同時，在上述第1偏振光分離裝置與上述透射偏振軸可變裝置之間，配置著使所入射的光中朝向與上述第1方向相同的方向或從該第1方向稍微偏移后的方向的直線偏振光分量透過、而對朝向與該直線偏振光分量正交的方向的直線偏振光分量進行反射的第4偏振光分離裝置。
23.根據(jù)權利要求22所述的顯示裝置，其特征在于透過上述第3偏振光分離裝置的直線偏振光分量的透射偏振軸方向與上述第1方向所成的角度，在20°以下。
24.根據(jù)權利要求22所述的顯示裝置，其特征在于透過上述第3偏振光分離裝置的直線偏振光分量的透射偏振軸方向與上述第1方向所成的角度，在5°以下。
25.根據(jù)權利要求22～24中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于上述第2偏振光分離裝置，對朝向與上述第2方向正交的第3方向的直線偏振光分量進行反射。
26.根據(jù)權利要求22～25中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于上述反射裝置，是對所入射的直線偏振光分量的全部或大部分進行反射的全反射光學元件。
27.根據(jù)權利要求26所述的顯示裝置，其特征在于上述全反射光學元件，是對所入射的光的全部或大部分進行反射的全反射鏡。
28.根據(jù)權利要求26所述的顯示裝置，其特征在于上述全反射光學元件，是對上述朝向第2方向的直線偏振光分量的全部或大部分進行反射、但不反射與其正交的直線偏振光分量的第3偏振光分離裝置。
29.根據(jù)權利要求22～25中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于上述反射裝置，是對所入射的直線偏振光的一部分進行反射并使其余的光透過的部分反射光學元件。
30.根據(jù)權利要求29所述的顯示裝置，其特征在于上述部分反射光學元件，是在透光性襯底表面上形成金屬薄膜層的半反射鏡。
31.根據(jù)權利要求29所述的顯示裝置，其特征在于上述部分反射光學元件，是使朝向第4方向的直線偏振光分量透過而對朝向與該第4方向正交的第5方向的直線偏振光分量進行反射的第3偏振光分離裝置，由于上述第4方向與上述第2方向存在偏移，所以該第4偏振光分離裝置，對所入射的直線偏振光的一部分進行反射并使一部分光透過。
32.根據(jù)權利要求29～31中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于在與上述第2偏振光分離裝置之間隔著上述反射裝置的位置上，設有一個可以向該反射裝置發(fā)射光的背照用光源，可以利用從該背照用光源射出并透過上述反射裝置、上述第2偏振光分離裝置、上述透射偏振軸可變裝置及上述第1偏振光分離裝置后的直線偏振光分量顯示規(guī)定的信息。
33.根據(jù)權利要求22～32中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于在上述反射裝置與上述第2偏振光分離裝置之間，設有使所入射的光漫射并透過的第1光漫射裝置。
34.根據(jù)權利要求33所述的顯示裝置，其特征在于在上述第2偏振光分離裝置與上述透射偏振軸可變裝置之間，設有以與上述第1光漫射裝置不同的模式使所入射的光漫射并透過的第2光漫射裝置。
35.根據(jù)權利要求33或34所述的顯示裝置，其特征在于上述光漫射裝置，利用微細的凹凸使光漫射。
36.根據(jù)權利要求22～35中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于在上述反射裝置與上述第2偏振光分離裝置之間，還備有將所入射的光著色后射出的第1著色裝置。
37.根據(jù)權利要求25～35中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于在上述第1偏振光分離裝置與上述第2偏振光分離裝置之間，還備有將所入射的光著色后射出的第2著色裝置。
38.根據(jù)權利要求25～35中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于在上述鏡面反射裝置與上述第2偏振光分離裝置之間還備有將所入射的光著色后射出的第1著色裝置，并在上述第1偏振光分離裝置與上述第2偏振光分離裝置之間備有按照與該第1著色裝置不同的色調(diào)將所入射的光著色后射出的第2著色裝置。
39.根據(jù)權利要求36～38中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于上述著色裝置，是濾色器。
40.根據(jù)權利要求36～38中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于上述著色裝置，是設在上述多個偏振光分離裝置中的至少一個偏振光分離裝置上的染色層。
41.根據(jù)權利要求22～40中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于上述透射偏振軸可變裝置，包含液晶元件。
42.一種電子計時器，備有權利要求22～41中的任何一項所規(guī)定的顯示裝置，該電子計時器的特征在于由在上述透射偏振軸可變裝置內(nèi)對使透過了上述第1偏振光分離裝置的直線偏振光分量的透射偏振軸改變后透過的狀態(tài)及不改變而透過的狀態(tài)進行選擇后的各區(qū)域顯示時刻或時間的測量結(jié)果。
43.根據(jù)權利要求42所述的電子計時器，其特征在于由在上述透射偏振軸可變裝置內(nèi)對使透過了上述第1偏振光分離裝置的直線偏振光分量的透射偏振軸改變后透過的狀態(tài)及不改變而透過的狀態(tài)進行選擇后的各區(qū)域?qū)r刻或時間的測量結(jié)果進行數(shù)字顯示。
44.根據(jù)權利要求42所述的電子計時器，其特征在于由在上述透射偏振軸可變裝置內(nèi)對使透過了上述第1偏振光分離裝置的直線偏振光分量的透射偏振軸改變后透過的狀態(tài)及不改變而透過的狀態(tài)進行選擇后的各區(qū)域以與指針相當?shù)娘@示模式對時刻或時間的測量結(jié)果進行模擬顯示。
45.一種顯示裝置。其特征在于，按其順序配置第1偏振光分離裝置，使所入射的光中朝向第1方向的直線偏振光分量透過，而不使與其正交的直線偏振光分量透過；透射偏振軸可變裝置，當所入射的直線偏振光分量透過時，可以對使透射偏振軸改變的第1狀態(tài)和不改變的第2狀態(tài)的任何一種狀態(tài)進行選擇；第2偏振光分離裝置，使所入射的直線偏振光分量中的第2方向的直線偏振光分量透過，而對與該第2方向正交的第3方向的直線偏振光分量進行鏡面反射；及鏡面反射裝置，可以將透過該第2偏振光分離裝置后的直線偏振光分量向該第2偏振光分離裝置鏡面反射；從而，可以利用從相對于上述第1偏振光分離裝置的與上述透射偏振軸可變裝置相反的一側(cè)入射的光中的由上述鏡面反射裝置進行鏡面反射后透過上述第2偏振光分離裝置、上述透射偏振軸可變裝置及上述第1偏振光分離裝置的第1返回光及由上述第2偏振光分離裝置進行鏡面反射后透過上述透射偏振軸可變裝置及上述第1偏振光分離裝置的第2返回光顯示規(guī)定的信息。
46.根據(jù)權利要求45所述的顯示裝置，其特征在于在上述第1偏振光分離裝置與上述第2偏振光分離裝置之間，配置著使所入射的光中朝向與上述第1方向相同的方向或從該第1方向稍微偏移后的方向的直線偏振光分量透過、而使朝向與該直線偏振光分量正交的方向的直線偏振光分量進行反射的第4偏振光分離裝置。
47.根據(jù)權利要求46所述的顯示裝置，其特征在于透過上述第4偏振光分離裝置的直線偏振光分量的透射偏振軸方向與上述第1方向所成的角度，在20°以下。
48.根據(jù)權利要求46所述的顯示裝置，其特征在于透過上述第4偏振光分離裝置的直線偏振光分量的透射偏振軸方向與上述第1方向所成的角度，在5°以下。
49.根據(jù)權利要求45所述的顯示裝置，其特征在于上述鏡面反射裝置，是對所入射的直線偏振光分量的全部或大部分進行反射的全反射光學元件。
50.根據(jù)權利要求49所述的顯示裝置，其特征在于上述全反射光學元件，是對所入射的光的全部或大部分進行反射的全反射鏡。
51.根據(jù)權利要求49所述的顯示裝置，其特征在于上述全反射光學元件，是對上述朝向上述第2方向的直線偏振光分量的全部或大部分進行反射、但不反射與其正交的直線偏振光分量的第3偏振光分離裝置。
52.根據(jù)權利要求45所述的顯示裝置，其特征在于上述鏡面反射裝置，是對所入射的直線偏振光的一部分進行反射并使其余的光透過的部分反射光學元件。
53.根據(jù)權利要求52所述的顯示裝置，其特征在于上述部分反射光學元件，是在透光性襯底表面上形成金屬薄膜層的半反射鏡。
54.根據(jù)權利要求52所述的顯示裝置，其特征在于上述部分反射光學元件，是使朝向第4方向的直線偏振光分量透過而使朝向與該第4方向正交的第5方向的直線偏振光分量進行鏡面反射的第3偏振光分離裝置，通過使上述第4方向與上述第2方向存在偏移，上述第3偏振光分離裝置，對所入射的直線偏振光的一部分進行鏡面反射并使一部分光透過。
55.根據(jù)權利要求52～54中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于在與上述第2偏振光分離裝置之間隔著上述鏡面反射裝置的位置上，設有一個可以向該鏡面反射裝置發(fā)射光的背照用光源，可以利用從該背照用光源射出并透過上述鏡面反射裝置、上述第2偏振光分離裝置、上述透射偏振軸可變裝置及上述第1偏振光分離裝置后的直線偏振光分量顯示規(guī)定的信息。
56.根據(jù)權利要求45～55中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于在上述第1偏振光分離裝置與上述透射偏振軸可變裝置之間，設有使朝向上述第6方向的直線偏振光分量透過而對朝向與該第6方向正交的第7方向的直線偏振光分量進行反射的第4偏振光分離裝置，上述第6方向是與上述第1方向相同的方向或從該第1方向稍微偏移后的方向。
57.根據(jù)權利要求45～56中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于在上述鏡面反射裝置與上述第2偏振光分離裝置之間，設有使所入射的光漫射并透過的第1光漫射裝置。
58.根據(jù)權利要求57所述的顯示裝置，其特征在于在上述第2偏振光分離裝置與上述透射偏振軸可變裝置之間，設有以與上述第1光漫射裝置不同的模式使所入射的光漫射并透過的第2光漫射裝置。
59.根據(jù)權利要求57或58所述的顯示裝置，其特征在于上述光漫射裝置，利用微細的凹凸使光漫射。
60.根據(jù)權利要求45～59中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于在上述鏡面反射裝置與上述第2偏振光分離裝置之間，還備有將所入射的光著色后射出的第1著色裝置。
61.根據(jù)權利要求45～59中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于在上述第1偏振光分離裝置與上述第2偏振光分離裝置之間，還備有將所入射的光著色后射出的第2著色裝置。
62.根據(jù)權利要求45～59中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于在上述鏡面反射裝置與上述第2偏振光分離裝置之間還備有將所入射的光著色后射出的第1著色裝置，并在上述第1偏振光分離裝置與上述第2偏振光分離裝置之間備有按照與該第1著色裝置不同的色調(diào)將所入射的光著色后射出的第2著色裝置。
63.根據(jù)權利要求60～62中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于上述著色裝置，是濾色器。
64.根據(jù)權利要求60～62中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于上述著色裝置，是設在上述多個偏振光分離裝置中的至少一個偏振光分離裝置上的染色層。
65.根據(jù)權利要求1～20中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于上述透射偏振軸可變裝置，包含液晶元件。
66.一種電子計時器，備有權利要求45～65中的任何一項所規(guī)定的顯示裝置，該電子計時器的特征在于由在上述透射偏振軸可變裝置內(nèi)對使透過了上述第1偏振光分離裝置的直線偏振光分量的透射偏振軸改變后透過的狀態(tài)及不改變而透過的狀態(tài)進行選擇后的各區(qū)域顯示時刻或時間的測量結(jié)果。
67.根據(jù)權利要求66所述的電子計時器，其特征在于由在上述透射偏振軸可變裝置內(nèi)對使透過了上述第1偏振光分離裝置的直線偏振光分量的透射偏振軸改變后透過的狀態(tài)及不改變而透過的狀態(tài)進行選擇后的各區(qū)域?qū)r刻或時間的測量結(jié)果進行數(shù)字顯示。
68.根據(jù)權利要求66所述的電子計時器，其特征在于由在上述透射偏振軸可變裝置內(nèi)對使透過了上述第1偏振光分離裝置的直線偏振光分量的透射偏振軸改變后透過的狀態(tài)及不改變而透過的狀態(tài)進行選擇后的各區(qū)域以與指針相當?shù)娘@示模式對時刻或時間的測量結(jié)果進行模擬顯示。
全文摘要
在本發(fā)明的顯示裝置及電子計時器中,分別從透射偏振軸可變裝置內(nèi)的使透射偏振軸改變的區(qū)域及不改變透射偏振軸的區(qū)域透過的光,作為由鏡面反射裝置進行鏡面反射后透過第2偏振光分離裝置、透射偏振軸可變裝置及第1偏振光分離裝置的直線偏振光分量(第1返回光)及由第2偏振光分離裝置進行鏡面反射后透過透射偏振軸可變裝置及第1偏振光分離裝置的直線偏振光分量(第2返回光)分兩路射出,所以,可以對例如電子計時器等中的背景部分和圖段部分都進行明亮的顯示,因此,具有顯示的識別清晰性高的優(yōu)點。
文檔編號G02F1/13GK1273643SQ99801107
公開日2000年11月15日 申請日期1999年5月12日 優(yōu)先權日1998年5月12日
發(fā)明者有川康夫, 松井剛 申請人:精工愛普生株式會社