WO1999028793A1 - Moyen d'indication de l'heure - Google Patents

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WO1999028793A1
WO1999028793A1 PCT/JP1998/005327 JP9805327W WO9928793A1 WO 1999028793 A1 WO1999028793 A1 WO 1999028793A1 JP 9805327 W JP9805327 W JP 9805327W WO 9928793 A1 WO9928793 A1 WO 9928793A1
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WO
WIPO (PCT)
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liquid crystal
display device
crystal element
electrode
crystal display
Prior art date
Application number
PCT/JP1998/005327
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yasushi Kaneko
Kazuhiko Yoshikawa
Original Assignee
Citizen Watch Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to BR9807018-5A priority patent/BR9807018A/pt
Priority to AU12608/99A priority patent/AU1260899A/en
Priority to US09/355,275 priority patent/US6414910B1/en
Priority to DE69803833T priority patent/DE69803833T2/de
Priority to EP98955943A priority patent/EP0964321B1/en
Publication of WO1999028793A1 publication Critical patent/WO1999028793A1/ja

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04G—ELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G9/00—Visual time or date indication means
    • G04G9/0082—Visual time or date indication means by building-up characters using a combination of indicating elements and by selecting desired characters out of a number of characters or by selecting indicating elements the positions of which represents the time, i.e. combinations of G04G9/02 and G04G9/08
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04G—ELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G9/00—Visual time or date indication means

Definitions

  • the present invention relates to a timepiece (clock and watch), and more particularly to a timepiece having a birefringent color liquid crystal display device.
  • digital clocks equipped with a liquid crystal display device and combination watches equipped with a liquid crystal display device and hands for analog display, include TN (twisted-donematic) liquid crystal elements and STN (single-parts-donematic) liquid crystal elements.
  • a reflection type liquid crystal display device for displaying in black and white by using is mainly used.
  • a transflective reflector is used as the reflector of the liquid crystal display device, and a pack light device such as a light-emitting diode (LED) array and an electrification port is provided outside the transflector reflector.
  • LED light-emitting diode
  • a birefringent color display device that performs multicolor display by birefringence of liquid crystal by changing the voltage applied to the liquid crystal element without using a color filter is used for a watch. It is under consideration to mount it.
  • the normal time or alarm time In order to change the color of the time display section for displaying a calendar or a calendar, it is necessary to change the effective value of the signal applied to the time display section.
  • a liquid crystal driving IC that can control gradation is required, so the development cost is high and a long development period is required.
  • the complexity of the drive circuit increases the size of the drive IC and increases current consumption. Disclosure of the invention
  • the present invention relates to a timepiece provided with a birefringent color liquid crystal display device for performing multi-color display, and using a normal black-and-white display liquid crystal driving IC having no gradation function, the birefringence color method.
  • An object of the present invention is to drive a liquid crystal display device so that a multi-color display can be easily performed with low cost and low power consumption, and to provide a colorful and high-impact watch.
  • the present invention provides a liquid crystal device having a nematic liquid crystal sealed between a transparent first substrate having a first electrode and a transparent second substrate having a second electrode.
  • a liquid crystal display device comprising: a pair of polarizing plates provided on both sides of the liquid crystal element; and a reflecting plate disposed on one of the polarizing plates on the opposite side of the liquid crystal element; and the liquid crystal display device.
  • a timepiece comprising a driving module to be driven and a case for accommodating the liquid crystal display device and the driving module is configured as follows.
  • the display unit of the liquid crystal display device includes a time display unit for displaying in a single color and a mark display unit for displaying in a plurality of colors.
  • a liquid crystal drive circuit for driving a liquid crystal display device by applying a data signal to each of the second electrodes is provided.
  • the reflection plate of the liquid crystal display device is a transflective reflection plate, and the liquid crystal display device is passed between the liquid crystal display device and the drive module in the case. It is advisable to provide a backlight device for illuminating the display.
  • a retardation plate or a twisted retardation plate may be provided between the liquid crystal element in the liquid crystal display device and the polarizing plate on the viewing side thereof.
  • the liquid crystal element of the liquid crystal display device is an STN liquid crystal element in which a nematic liquid crystal is twisted at 180 ° to 270 °, and the birefringence ⁇ n of the liquid crystal and the gap of the liquid crystal element It is preferable that the ⁇ nd value, which is the product of d, is in the range of 1300 nm to 16000 nm.
  • the liquid crystal element is an STN liquid crystal element in which nematic liquid crystal is twisted by 180 ° to 270 °, and the liquid crystal element
  • the ⁇ nd value which is the product of the refractive index ⁇ n and the gap d of the liquid crystal element, is 1500 nm to 1800 nm, and the retardation value of the retardation plate is 1600 nm ⁇ m to 1900 nm. It is preferred that
  • the retardation plate has a refractive index of the slow axis as nx, a refractive index perpendicular to the slow axis as ny, and a refractive index in the thickness direction as nz, the relationship of nx> nz> ny is obtained. It may be a retardation plate.
  • the liquid crystal element is an STN liquid crystal element in which the nematic liquid crystal is twisted in a range of 180 ° to 270 °, and the liquid crystal element is composed of two or more liquid crystal elements.
  • the value of the product of the refractive index ⁇ n and the gap d of the liquid crystal element is 1 500 ⁇ ! 1800 nm, and the ⁇ nd value of the twisted phase difference plate is 1400 ⁇ ! Preferably it is 11800 nm.
  • Another timepiece includes a first liquid crystal element in which a nematic liquid crystal is sealed between a transparent first substrate having a first electrode and a transparent second substrate having a second electrode.
  • a first liquid crystal display device comprising: a pair of polarizing plates provided outside the first liquid crystal element so as to sandwich the first liquid crystal element; and a reflecting plate disposed on one of the polarizing plates on a side opposite to the liquid crystal element.
  • a transparent first substrate having a first electrode and a transparent second substrate having a second electrode A second liquid crystal display device including a second liquid crystal element in which a nematic liquid crystal is sealed between the second liquid crystal element and a third polarizing plate provided on the viewing side of the second liquid crystal element;
  • the second liquid crystal display device is disposed on the viewing side of the first liquid crystal display device. Then, a scan signal is applied to the first electrode of the first liquid crystal element and a data signal is applied to the second electrode of the drive module, and the first electrode and the second electrode of the second liquid crystal element are applied to the drive module.
  • a liquid crystal drive circuit for applying a data signal to the second electrode to drive the first and second liquid display devices is provided.
  • FIG. 1 is a plan view showing a display unit of a liquid crystal display device used for a timepiece according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of the liquid crystal display device.
  • FIG. 3 and FIG. 4 are plan views showing an arrangement relationship between a liquid crystal element and a polarizing plate in the liquid crystal display device.
  • FIG. 5 is a chromaticity diagram showing the display colors of the liquid crystal display device.
  • FIG. 6 is a plan view showing the shape of a first electrode on a first substrate of the liquid crystal display device
  • FIG. 7 is a plan view showing the shape of a second electrode on a second substrate.
  • FIG. 8 is a waveform diagram of signals applied to the respective scan electrodes shown in FIG. 6, and FIG. 9 is a diagram showing signals applied to the data electrodes D1, D5, D9, and D10 shown in FIG.
  • FIG. 8 is a waveform chart showing a composite waveform with a signal applied to a horizontal scanning electrode C4.
  • FIG. 10 is a waveform diagram showing a signal applied to the scanning electrode and the data electrode and a composite waveform.
  • FIG. 11 shows a display unit of a liquid crystal display device used in a timepiece according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing the configuration of the liquid crystal display device.
  • FIG. 13 and FIG. 14 are plan views showing an arrangement relationship between a liquid crystal element and a polarizing plate in the liquid crystal display device.
  • FIG. 15 is a chromaticity diagram showing the display colors of the liquid crystal display device.
  • FIG. 16 is a plan view showing the shape of the first electrode on the first substrate of the liquid crystal display device
  • FIG. 17 is a plan view showing the shape of the second electrode on the second substrate. It is.
  • FIG. 18 is a waveform diagram showing signals applied to the scanning electrodes shown in FIG. 16, and FIG. 19 is a signal scanning applied to the data electrodes D1 to D5 shown in FIG.
  • FIG. 9 is a waveform chart showing a composite waveform with an applied signal of an electrode C5.
  • FIG. 20 is a plan view showing a display unit of a liquid crystal display device used for a timepiece according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing the structure of the liquid crystal display device.
  • FIG. 22 and FIG. 23 are plan views showing an arrangement relationship between a liquid crystal element and a polarizing plate in the liquid crystal display device.
  • FIG. 24 is a sectional view showing the configuration of the timepiece according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 25 is a sectional view showing a configuration of a timepiece according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 26 is a sectional view showing a configuration of a timepiece according to a third embodiment of the present invention.
  • FIGS. 1 to 10 and 24 [First Embodiment: FIGS. 1 to 10 and 24]
  • FIG. 1 to FIG. 10 and FIG. 10 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 to FIG. 10 and FIG.
  • FIG. 24 is a sectional view of a timepiece (watch) showing the first embodiment of the present invention
  • FIG. 1 is a plan view showing a display portion of a liquid crystal display device provided in the timepiece
  • FIG. It is sectional drawing.
  • a drive module 27 is provided inside a case 25 provided with a windshield 23 made of transparent glass or sapphire.
  • the liquid crystal display device 17 is held by the drive module 27, and the drive module 27 and the liquid crystal display device 17 are connected by an anisotropic conductive rubber 33 to drive the liquid crystal display device 17.
  • the drive module 27 includes a silver battery / rechargeable battery as a drive power supply, a quartz oscillator as a time reference source, a circuit for buzzer, and an oscillation frequency of the quartz oscillator.
  • a liquid crystal driving IC for generating a driving signal for driving the liquid crystal display device 17 is provided.
  • a windshield 23 is attached to the case 25 via a packing 32 made of a resin material. Further, a groove is provided on the surface of the case 25 opposite to the windshield 23, a packing 31 made of a rubber material is provided in the groove, and a back cover 35 is provided on the back of the case 25 with a packing 31.
  • the airtight structure prevents dust and moisture from entering the watch by attaching it so that it is pressed.
  • the liquid crystal display device 17 serving as the time display means of the timepiece is disposed below the windshield 23.
  • the liquid crystal display device 17 is fitted into the drive module 27 and is pressed down by a metal press fitting (not shown), thereby forming the drive module 27 with the liquid crystal display device.
  • the drive module 27 with the liquid crystal display device 17 is accommodated in the opening of the case 25, and the drive module 27 is pressed into the case 25 with the back cover 35 via the first packing 31 or Alternatively, a digital clock can be configured by pressing the back cover 35 with screws.
  • the display section of the liquid crystal display device 17 has a time display section 41 for digitally displaying a current time and an alarm time, and is provided on both upper and lower sides thereof.
  • the mark display sections 42, 42 are composed of a plurality of circular patterns 43 to 46 for displaying a plurality of colors, and produce colorfulness.
  • the time display section 41 does not change the color, and always displays the time in a predetermined color.
  • the mark display section 42 in the time display mode shows a different color for each circular pattern, and the color changes, for example, every second.
  • the stopwatch mode by changing the color about every 0.1 second, it is possible to provide a colorful and impactful clock.
  • the liquid crystal display device 17 of this embodiment includes a liquid crystal element 7, a first polarizing plate 9 and a second polarizing plate 8 disposed on both sides thereof, and a first polarizing plate.
  • the reflector 9 is disposed outside the plate 9.
  • the liquid crystal element 7 includes a first substrate 1 made of a 0.5 mm thick glass plate on which a transparent first electrode 3 made of indium tin oxide (hereinafter referred to as “ITO”) is formed.
  • the STN mode liquid crystal element 7 is formed by enclosing and sandwiching a twisted nematic liquid crystal 6.
  • the reflection type birefringent color liquid crystal display device 17 is constituted.
  • An alignment film (not shown) is formed on the surfaces of the first electrode 3 and the second electrode 4, and as shown in FIG.
  • the lower liquid crystal molecule orientation direction 7a becomes 20 ° to the upper right (counterclockwise), and the second substrate 2 is rubbed to the right in the 20 ° direction.
  • the orientation direction 7b of the liquid crystal molecules is 20 ° down to the right (clockwise).
  • Nematic liquid crystal with viscosity 20 cp a revolving substance called a chiral material is added, and the twist pitch P is adjusted to 14 ⁇ m to form an STN mode liquid crystal element 7 having a left-handed 222 ° swist.
  • the difference ⁇ n in the birefringence of the nematic liquid crystal 6 used is 0.21, and the cell gap d, which is the gap between the first substrate 1 and the second substrate 2, is 7 ⁇ . Therefore, the ⁇ nd value of the liquid crystal element 7 represented by the product of the birefringence difference ⁇ n of the nematic liquid crystal 6 and the cell gap d is 1470 nm.
  • the absorption axis 8a of the second polarizing plate 8 is arranged at a lower right angle of 60 ° with respect to the horizontal axis H
  • the absorption axis of the first polarizing plate 9 shown in FIG. 9a is arranged at a right angle of 75 ° with respect to the horizontal axis H
  • the crossing angle of the pair of upper and lower polarizers 8 and 9 is 45 °.
  • the linearly polarized light having a vibration plane parallel to the absorption axis 8 a of the second polarizing plate 8 is incident on the liquid crystal element 7. Since the light is incident at an angle of 40 ° with respect to the liquid crystal molecule alignment direction 7b, the liquid crystal molecules are in an elliptically polarized state.
  • the light transmitted through the first polarizing plate 9 becomes vivid pink color light.
  • This color light is reflected by the reflector 10, passes through the first polarizer 9, the liquid crystal element 7, and the second polarizer 8 again, is emitted to the viewing side, and becomes a pink display.
  • FIG. 5 is a chromaticity diagram showing the color display of the liquid crystal display device, and a curve 20 shown by a thick solid line with an arrow corresponds to the first electrode 3 and the second electrode 3 of the liquid crystal element 7 shown in FIG. It shows the color change when the voltage applied between the electrodes 4 is gradually increased from the state where no voltage is applied. It is pink when no voltage is applied, but when the voltage is applied and the voltage is gradually increased, it turns light green, then green and blue, and when a higher voltage is applied, it becomes white.
  • FIG. 6 and 7. a configuration example of the electrodes in the liquid crystal element 7 of the liquid crystal display device 17 will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
  • FIG. 6 is a plan view of the first electrode 3 made of ITO formed on the upper surface of the first substrate 1 as viewed from above
  • FIG. 7 is a plan view of the first electrode 3 formed of ITO formed on the lower surface of the second substrate 2.
  • FIG. 3 is a plan view of the second electrode 4 as viewed from above.
  • the wiring patterns are indicated by bold lines together with the respective electrode patterns.
  • the first electrode 3 is configured as five scanning electrodes C1 to C5 as shown in FIG.
  • the scan electrodes C1 to C3 are connected to the respective electrode patterns constituting the time display section 41, and the scan electrodes C4 and C5 constitute the mark display sections 42 and 42, respectively. It is connected to a plurality of circular electrodes that produce fullness.
  • the scanning electrodes C1 to C5 are drawn on the left side of the display screen for convenience of explanation. However, in actuality, the scanning electrodes C1 to C5 are drawn using a conductive paste or anisotropic conductive beads. In most cases, it is led to the substrate 2 side.
  • the second electrode 4 is configured as 20 data electrodes D1 to D20 as shown in FIG. Wiring connected only to the electrode pattern of the time display section 41, such as the data electrode D2, and wiring connected only to the circular electrode of the mark display section 42, such as the data electrode D10 There are wirings connected to both electrodes of the time display section 41 and the mark display section 42, such as the data electrode D1.
  • the data electrode is normally connected to three pixels, but the mark display part 42 has nothing to do with the actual display.Therefore, in the time display part 41, the data electrode is connected within three pixels. If there is no problem.
  • FIG. 8 shows signals applied to the scan electrodes C1 to C5 shown in FIG. 6, and FIG. 9 shows D1, D5, and D5 of the data electrodes shown in FIG.
  • the composite waveform applied to the liquid crystal between the signals applied to D 9 and D 10 and the scanning electrode C 4 of the mark display section 42 is shown.
  • Fig. 10 shows an example of signals applied to the scanning and data electrodes of this liquid crystal display device, and a composite waveform actually applied to the liquid crystal. Is the case.
  • Normal scan signals are applied to the scan electrodes C1 to C3 of the time display section 41 as shown in FIG. 8, but data signals are applied to the scan electrodes C4 and C5 of the mark display section 42. You. Here, an ON / OFF data signal is applied to the scan electrode C4, and an OFF / OFF / OFF data signal is applied to the scan electrode C5.
  • 2 2.45 V
  • V 1 1.73 V
  • V 0 0 V
  • V 2 is ( The square root of 3 2 + 0 2 + 0 2 ) / 3 is 1.73.
  • the following voltages are all effective values.
  • FIG. 10 shows the relationship between the signal waveform applied to the scanning electrode and the data electrode and the composite waveform actually applied to the liquid crystal molecules.
  • a scan signal used for normal multiplex driving is applied to the scan electrodes of the time display section 41.
  • the driving voltage is 3 V with three-division driving and 1/2 bias.
  • the scanning signal consists of a selection period Ts for applying 0 V and 3 V and a non-selection period Tns for applying 1.5 V, and the selection period Ts and the non-selection period Tns are combined into one frame. I do.
  • the data signal during the non-selection period Tns is not affected by the ON signal or the OFF signal, and the combined waveform has a constant effective value Von.
  • the composite waveform becomes the effective value Voff regardless of the data signal during the non-selection period Tns, and a desired character display becomes possible.
  • the scan electrodes C 4 and C 5 of the mark display section 42 in FIG. The same data signal as that applied to the data electrode is applied.
  • the lower part of FIG. 10 shows an example in which an on / on Z-on data signal is applied to the scanning electrode.
  • the data signal applied to the data electrode causes the composite waveform in the case of three-division drive to have four types of effective values.
  • the voltage applied to the liquid crystal can be changed to V0, VI, V2, and V3. Therefore, in a timepiece provided with a birefringent color type liquid crystal display device in which the color changes according to the applied voltage, by applying a data signal to the scanning electrode of the mark display section 42, there is no ordinary gradation function. Even if a black and white liquid crystal driving IC is used, the color of the mark display section 42 can be changed.
  • the time display section 41 displays green characters on a pink background
  • the circular patterns 43, 44, 45, and 46 which are the pixels of the mark display section 42, are white / blue / Multi-color display of light green and no pink becomes possible.
  • the black and white LCD driving IC is a simpler circuit than the color LCD driving IC, and it is small and consumes low power. It is also preferable in terms of battery life.
  • the display color of each circular pattern of the mark display section 42 changes at intervals of 0.1 to 1 second,
  • the display can be colorful and impactful, and can provide innovative watches for young people.
  • the ⁇ nd value of the liquid crystal element 7 is smaller than 1300 nm, the amount of change in the apparent nd value due to the voltage is reduced, so that blue and white become difficult to appear, and the nd value is 16 00 If it is larger than nm, the pink color of the background becomes difficult to appear, which is not preferable.
  • the display color is different from the color tone of this embodiment, a similar birefringence color liquid crystal display can be used even if a TN mode liquid crystal element or an STN mode liquid crystal element of 180 ° or more twist is used.
  • the device can be configured and a colorful clock can be provided.
  • a digital watch having only a digital display has been described.
  • the present invention can be applied to a combination clock (pitch) combining a liquid crystal display device and an analog hour hand, or a similar clock.
  • the first electrode 3 is configured as a scanning electrode
  • the second electrode 4 is configured as a data electrode
  • the second electrode 4 is configured as a scanning electrode
  • the first electrode 3 is configured as a scanning electrode
  • the electrode 3 is also possible to use the electrode 3 as a data electrode.
  • a scanning signal is applied to the second electrode 4 of the time display section 41
  • a data signal is applied to the second electrode 4 of the mark display section 42.
  • the timepiece of the second embodiment is different from that of the first embodiment in that the configuration of the birefringent color liquid crystal display device is different from that of the first embodiment in that a phase difference plate is provided and the shape (pattern) of an electrode is different.
  • the difference is that the drive signal of the display device is different and that a backlight device is provided, but the rest is the same as the configuration of the first embodiment.
  • FIG. 25 is a sectional view of a timepiece (watch) showing a second embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a plan view showing a display portion of a liquid crystal display device provided in the timepiece. Is a sectional view thereof.
  • the configuration of the timepiece of the second embodiment is almost the same as the timepiece of the first embodiment shown in FIG. 24, as shown in FIG. 25, except that the liquid crystal display device 18 and the drive module A backlight device 19 is provided between the backlight device 27 and the backlight device 27.
  • the backlight device 19 is, for example, an electroluminescent EL (light emitting diode) LED array.
  • the drive module 27 includes a silver battery or a lithium battery as a drive power supply, a crystal oscillator as a time reference source, and a drive signal for driving the liquid crystal display device 18 based on the oscillation frequency of the crystal oscillator.
  • a circuit that turns on the backlight device 19 is provided.
  • the drive module 27 incorporating the liquid crystal display device 18 and the backlight device 19 is housed in the opening of the case 25 to which the windshield 23 is attached, and the first module 31 is inserted through the first packing 31.
  • the drive module 27 is pressed into the case 25 with the back cover 35, or the back cover 35 is screwed in to form a digital watch.
  • the display section of the liquid crystal display device 18 used for this watch has a time display section 51 of a dot display display showing the current time and alarm time, and a plurality of colors on both sides thereof. It is composed of mark display sections 52 and 52 for showing colorfulness.
  • the mark display sections 52, 52 respectively have a plurality of circular patterns 53, 55, It consists of 5 7 and square patterns 5 4 and 5 6.
  • the time display section 51 does not change the color and always displays the time in a predetermined color.
  • the mark display section 52 in the time display mode shows a different color for each of the patterns 53 to 57, and the color changes every second.
  • the stopwatch mode by changing the color about every 0.1 second, a colorful and impactful clock can be provided.
  • FIG. 12 shows a cross-sectional structure of the liquid crystal display device 18, and portions corresponding to those of the liquid crystal display device used in the first embodiment shown in FIG. Their explanation is omitted.
  • the liquid crystal element 12 of the liquid crystal display device 18 has a STN mode liquid crystal in which a nematic liquid crystal 6 twisted at 240 ° is sealed and sandwiched in a gap between the first substrate 1 and the second substrate 2.
  • the element constitutes.
  • a second polarizing plate 8 is disposed outside the second substrate 2 of the liquid crystal element 12 via a retardation plate 13 having a retardation value of 180 nm. Further, a first polarizing plate 9 and a transflective plate 11 are arranged outside the first substrate 1. Since the transflective plate 11 partially transmits light from below, when incorporated in the timepiece shown in FIG. 25, the backlight unit 19 is positioned below the transflective plate 11. In this case, a transflective birefringent color liquid crystal display device 18 can be configured.
  • An alignment film (not shown) is formed on the surface of the first electrode 3 and the second electrode 4 of the liquid crystal element 12, and the first substrate 1 is positioned with respect to the horizontal axis H shown in FIG.
  • the lower liquid crystal molecule alignment direction 12a becomes 30 ° right-upward by rubbing in the 30 ° upward direction, and the second substrate 2 is rubbed in the 30 ° downwardly upward direction.
  • the upper liquid crystal molecular orientation direction 1 2b falls 30 ° to the right.
  • a revolving substance called a chiral material is added to a nematic liquid crystal having a viscosity of 20 cp, a revolving substance called a chiral material is added, the twist pitch P is adjusted to 16 // m, and the STN mode liquid crystal element 12 having a left-handed 240 ° swist is added.
  • the difference ⁇ n in the birefringence of the nematic liquid crystal 6 used is 0.21
  • the cell gap d which is the gap between the first substrate 1 and the second substrate 2, is 8 ⁇ m. Therefore, the ⁇ nd value of the liquid crystal element 12 represented by the product of the birefringence difference ⁇ n of the nematic liquid crystal 6 and the cell gap d is 1680 nm. Therefore, the retardation value of the retarder 13 is set to be larger by 120 nm than the And value of the liquid crystal element 12.
  • the refractive index of the slow axis 13a of the retardation plate is nx
  • the refractive index in the y-axis direction orthogonal to the slow axis 13a is ny
  • the retardation plate 13 is arranged such that its slow axis 13a is at a position of 65 ° ascending rightward with respect to the horizontal axis H as shown in FIG. Further, the absorption axis 8a of the second polarizing plate 8 is disposed 45 ° counterclockwise with respect to the slow axis 13a of the phase difference plate 13, and the absorption axis 9a of the first polarizing plate 9 is As shown in FIG. 13, the liquid crystal element 12 is disposed at an angle of 35 ° counterclockwise with the lower liquid crystal molecule alignment direction 12a, and the crossing angle between the pair of upper and lower polarizing plates 8 and 9 is 45 °.
  • the linearly polarized light incident from the second polarizer 8 changes due to the birefringence of the retarder 13. Although it becomes elliptically polarized light, by providing a difference between the retardation value of the retarder 13 and the md value of the liquid crystal element 12 and optimizing the arrangement angle of the polarizer, a straight line passes through the liquid crystal element 12. Return to polarized light.
  • the molecules of the nematic liquid crystal 6 rise, and the apparent ⁇ nd value of the liquid crystal element 12 decreases. Therefore, the elliptically polarized light generated by the phase difference plate 13 does not return to completely linearly polarized light even after passing through the liquid crystal element 12. Therefore, the light reaches the first polarizer 9 in an elliptically polarized state, and Light of a certain wavelength passes through the first polarizing plate 9 to become color light.
  • the color light transmitted through the first polarizer 9 is reflected by the semi-transmissive reflector 11, and again, the first polarizer 9, the liquid crystal element 12, the retarder 13, and the second polarizer 8 is transmitted to the viewer side for color display.
  • FIG. 15 is a chromaticity diagram showing a display color of the liquid crystal display device 18 of the birefringent color system, and a curve 21 shown by a thick solid line with an arrow gradually increases the applied voltage from the non-applied state. It shows the color change when going. When no voltage is applied, the color is almost achromatic black. However, when a voltage is applied and the voltage is gradually increased, the color turns white, then turns to yellow, red, blue, and green, and further voltage is applied. Then, the display becomes light green.
  • FIG. 16 is a plan view of the first electrode 3 made of ITO formed on the upper surface of the first substrate 1 of the liquid crystal element 18 as viewed from above
  • FIG. 17 is a plan view of the second substrate 2.
  • FIG. 3 is a plan view of a second electrode 4 made of ITO formed on a lower surface, as viewed from above.
  • the first electrode 3 of the liquid crystal element 12 in the liquid crystal display device 18 is configured as six scanning electrodes C1 to C6, as shown in FIG.
  • the scanning electrodes C1 to C4 are connected to four horizontal strip-shaped electrodes constituting a matrix of the time display unit 51, respectively, and the scanning electrode C5 and the scanning electrode C6 respectively produce colorfulness.
  • a plurality of circular or square electrodes constituting the two sets of mark display sections 52, 52 are connected in series.
  • the scanning electrodes C1 to C6 are drawn on the left side of the display screen for convenience of description, but in actuality, these scanning electrodes C1 to C6 are formed using conductive paste or anisotropic conductive beads. 6 is often led to the second substrate 2 side.
  • the second electrode 4 of the liquid crystal element 12 is configured as 10 data electrodes D1 to D10, as shown in FIG. All the data electrodes D 1 to D 10 are formed by a vertical band-shaped electrode forming the matrix of the time display section 51 and a circle forming the mark display section 52. They are connected to both rectangular and rectangular electrodes, and their wiring capacitances are almost equal to prevent display unevenness.
  • FIG. 18 shows signals applied to scan electrodes C1 to C6 in FIG. 16, and FIG. 19 shows signals applied to D1 to D5 among the data electrodes in FIG. 5 shows a composite waveform applied to the liquid crystal between the scanning electrode C5 of the mark display section 52 and the scanning electrode C5.
  • the following voltage values are all effective values.
  • a normal scan signal is applied to the scan electrodes C1 to C4 of the time display section 51, but to the scan electrodes C5 and C6 of the mark display section 52.
  • an on / on / on / on data signal is applied to scan electrode C5
  • V 3 1.73 V
  • the square pattern 54 in the mark display section 52 shown in FIG. 11 shows green.
  • V 2 1.41 V
  • the circular pattern 55 in the mark display section 52 shown in FIG. 11 shows blue.
  • the time display unit 51 displays green characters on a black background.
  • Each pattern (pixel) of the display and mark display section 52, 52 is capable of multi-color display of black Z blue / green / light green.
  • the IC for driving a black and white liquid crystal is a simpler circuit than the IC for driving a color liquid crystal, and is small in size and low in power consumption.
  • the color of each pattern of the mark display section 52 changes at intervals of 0.1 to 1 second, and it is colorful. High-impact display is possible, and a novel watch for young people can be provided. You.
  • the liquid crystal display device used in the timepiece of the second embodiment uses a transflective reflection plate 11 as a reflection plate, and recognizes it at night even in combination with a backlight device 19 provided in the timepiece.
  • the reflection plate may be of a reflection-only type and the backlight device 19 may not be provided.
  • the ⁇ nd value of the liquid crystal element 12 is smaller than 1,500 nm, the change in the apparent nmd value due to the voltage is reduced, so that blue and green hardly appear.
  • the value of And is larger than 1800 nm, the color change becomes too sharp, and the color change due to unevenness and temperature becomes large.
  • a TN mode liquid crystal element an STN mode liquid crystal element of 180 ° twist or more, or a 180 ° twist or more
  • a similar birefringent color liquid crystal display device can be formed by using the STN mode liquid crystal element and the phase difference plate, and a similarly colorful clock can be provided.
  • the retardation film 13 a film obtained by uniaxially stretching a polycarbonate film was used as the retardation film 13.
  • the refractive index of the slow axis 13 a of the retardation film was nx
  • this slow axis was 13 If the refractive index in the y-axis direction perpendicular to 3 a is defined as ny and the refractive index in the z-axis direction, which is the thickness direction, as nz, use a biaxially stretched retardation plate with nx>nz> ny. Thereby, the viewing angle characteristics can be further improved.
  • a twisted retardation plate which is obtained by applying a liquid crystal polymer to a triacetyl cellulose (TAC) film or polyester (PET) film instead of the retardation plate 13, a better color can be obtained. Display becomes possible.
  • TAC triacetyl cellulose
  • PET polyester
  • the STN mode liquid crystal element 12 with And l 500 to 1800 nm and the liquid crystal element 12 Approximately the same color can be obtained by using a twisted phase difference plate with a ⁇ nd value 10 to 100 nm smaller than the nd value.
  • a digital clock (watch) having only a digital display
  • the present invention can be applied to a combination clock combining a liquid crystal display device and a pointer for analog display, or a similar clock. Of course it is possible.
  • the first electrode 3 is configured as a scanning electrode
  • the second electrode 4 is configured as a data electrode.
  • the relationship is reversed, and the second electrode 4 is configured as a scanning electrode, and the first electrode 3 is configured as a scanning electrode.
  • the electrode 3 is also possible to use the electrode 3 as a data electrode. In that case, a scanning signal is applied to the second electrode of the time display section 51, and a data signal is applied to the second electrode of the mark display section 52.
  • the shape of the mark display portion of the liquid crystal display device is circular or square.
  • the shape is simple, it is of course possible to make it a complicated figure, the shape of an animal or a vehicle, or the shape of a character.
  • the in-line inversion driving in which the polarity is inverted within one frame to prevent the application of DC to the liquid crystal element has been described. It is, of course, possible to drive the liquid crystal display device in the same manner by employing the n-row inversion drive for inverting the pixel and the frame-by-frame inversion drive for inverting the sign every frame.
  • FIGS. 20 to 23 and FIG. the same parts as those in the first and second embodiments described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • FIG. 26 is a sectional view showing the internal structure of the timepiece of the third embodiment.
  • FIG. 25 shows that this watch incorporates a two-layer liquid crystal display device having a second liquid crystal display device 63 above a first liquid crystal display device 61 as a liquid crystal display device. This is different from the clock of the second embodiment.
  • the drive module 27 is connected to the first liquid crystal display 61 via an anisotropic conductive rubber 36, and is connected to the second liquid crystal display 63 via an anisotropic conductive rubber 37.
  • a spacer (not shown) made of a plastic film is interposed between the first liquid crystal display device 61 and the second liquid crystal display device 63 in order to keep a certain interval.
  • the display section of the first liquid crystal display device 61 comprises a time display portion 41 for displaying the current time alarm time.
  • the display section is made up of a rectangular shirt section 47 as shown by a broken line in FIG.
  • the second liquid crystal display device 63 since the second liquid crystal display device 63 is placed on top of the first liquid crystal display device 61, it becomes silver when the shirt portion 47 is closed, and the time display portion 41 is entirely I can't see it.
  • the time display section 41 can be recognized only when the shutter section 47 is open.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of the configuration of a two-layer liquid crystal display device used in the timepiece of the third embodiment, and FIG. 21 is a plan view showing the arrangement relationship between each liquid crystal element and a polarizing plate. This will be described with reference to FIGS. 22 and 23.
  • a first liquid crystal display device 61 is composed of a first substrate 1 made of a 0.5 mm thick glass plate on which a first electrode 3 made of ITO is formed, and a first liquid crystal display device 61 made of ITO.
  • a second substrate 2 made of a 0.5 mm thick glass plate on which a second electrode 4 is formed; a sealing material 5 for bonding the first substrate 1 and the second substrate 2;
  • the TN mode first liquid crystal element 60 is formed by the 90 ° twist-aligned nematic liquid crystal 6 enclosed and held in the substrate 1 and the second substrate 2.
  • a first polarizer 9 and a semi-transmissive reflector 11 are arranged, and outside the second substrate 2, a second polarizer 9 is disposed.
  • a polarizing plate 8 is provided. Since the transflective plate 11 partially transmits light from below, a transflective liquid crystal display device is configured by including a backlight device 19 in the timepiece.
  • the second liquid crystal display device 63 also includes a first substrate 71 formed of a 0.3 mm-thick glass plate on which a first electrode 73 formed of ITO is formed, and a second substrate formed of IT ⁇ .
  • a second substrate 72 formed of a 0.3 mm-thick glass plate on which the electrodes 74 are formed; a sealing material 75 for bonding the first substrate 71 to the second substrate 72;
  • the TN mode second liquid crystal element 62 is formed by the 90 ° twisted nematic liquid crystal 76 sandwiched between the first substrate 71 and the second substrate 72. .
  • a reflective polarizer 65 is disposed outside the first substrate 71 of the second liquid crystal element 62, and a third polarizer 64 is disposed outside the second substrate 72. I do.
  • the reflective polarizing plate 65 is a film in which 100 or more layers of materials having different refractive indices are stacked, and transmits linearly polarized light having a vibrating plane parallel to the transmission axis, but is shifted by 90 ° from the transmission axis. Light having a vibrating surface in a different direction is a film having a property of being reflected.
  • 3M (Sleem) Co., Ltd., trade name D-BEF-A was used.
  • An alignment film (not shown) is formed on the surface of the first electrode 3 and the second electrode 4 of the first liquid crystal element 60, and the first substrate 1 is horizontal as shown in FIG.
  • the lower liquid crystal molecule orientation direction 60a becomes 45 ° to the lower right and the second substrate 2 rises to 45 ° in the right direction.
  • the upper liquid crystal molecular orientation direction 60 b rises to the right by 45 °.
  • a nematic liquid crystal having a viscosity of 20 cp a revolving substance called a chiral material is added, and the twist pitch P is adjusted to about 100 ⁇ .
  • the difference ⁇ n in birefringence of the nematic liquid crystal 6 to be used is 0.15, and the cell gap d as a gap between the first substrate 1 and the second substrate 2 is 8 ⁇ m. Therefore, the ⁇ nd value of the first liquid crystal element 60 represented by the product of the birefringence difference ⁇ n of the nematic liquid crystal 6 and the cell gap d is 1200 nm.
  • An alignment film (not shown) is formed on the surface of the first electrode 73 and the second electrode 74 of the second liquid crystal element 62, and as shown in FIG.
  • the lower liquid crystal molecule orientation direction 62a becomes 45 ° to the right and the second substrate 72 rises to the right.
  • the upper liquid crystal molecule alignment direction 62b rises to the right and rises to 45 °.
  • a nematic liquid crystal having a viscosity of 20 cp a revolving substance called a chiral material was added, the torsion pitch P was adjusted to about 100 / zm, and the second TN mode of 90 ° counterclockwise twist was used.
  • the liquid crystal element 62 is formed.
  • the birefringence difference ⁇ of the nematic liquid crystal 76 used is 0.15, and the cell gap d, which is the gap between the first substrate 71 and the second substrate 72, is 8 ⁇ . Therefore, the ⁇ n d value of the second liquid crystal element 62 represented by the product of the birefringence difference ⁇ n of the nematic liquid crystal 76 and the cell gap d is also 1200 nm.
  • the absorption axis 8 a of the second polarizing plate provided in the first liquid crystal display device 61 is equal to the upper liquid crystal molecule orientation direction 60 b of the first liquid crystal element 60 and is on the right. It is arranged at an angle of 45 ° and the absorption axis 9a of the first polarizing plate is arranged at an angle of 45 ° to the right, equal to the lower liquid crystal molecule orientation direction 60a of the first liquid crystal element 60.
  • the crossing angles of the polarizing plates 8 and 9 are 90 °.
  • the absorption axis 64 a of the third polarizing plate 64 provided in the second liquid crystal display device 62 is aligned with the upper liquid crystal molecule orientation direction 62 of the second liquid crystal element 62.
  • the transmission axis 65 a of the reflective polarizer 65 is set at 45 °, rising to the right equal to b, and the transmission axis 65 a of the reflective polarizer 65 is set to lower 45 °, equal to the liquid crystal molecular orientation direction 62 a of the second liquid crystal element 62. I do.
  • the third polarizing plate 64 is passed through. Then, the linearly polarized light incident from a direction perpendicular to the absorption axis 64 a is rotated 90 ° by the second liquid crystal element 62, and is orthogonal to the transmission axis 65 a of the reflective polarizer 65. Of the reflected axis Direction, so that all incident light is reflected, resulting in a silver mirror display.
  • the transmission axis orthogonal to the absorption axis 8a of the second polarizing plate of the first liquid crystal display device 61 and the reflection type of the second liquid crystal display device 63 are Since the transmission axis 65 a of the polarizing plate 65 is parallel, the linearly polarized light transmitted through the second liquid crystal display device 63 enters the first liquid crystal display device 61.
  • the linearly polarized light incident from the second polarizing plate 8 rotates 90 °, and the transmitted light is orthogonal to the absorption axis 9a of the first polarizing plate 9. Since the light arrives in the axial direction, the incident light passes through the first polarizing plate 9 and is reflected by the semi-transmissive reflector 11, and again, the first liquid crystal display device 6 1 and the second liquid crystal display device 6 3 The light is transmitted to the viewing side and is displayed in white.
  • the molecules of the nematic liquid crystal 6 rise, and the optical rotation of the first liquid crystal element 60 is lost.
  • the linearly polarized light incident from the direction orthogonal to the absorption axis 8a through the second polarizing plate 8 enters the absorption axis 9a of the first polarizing plate 9 as it is, so that all the incident light is absorbed,
  • the first liquid crystal display device performs black display.
  • the drive signal is the same as the signal used in the first embodiment shown in FIGS. 8 and 9.
  • the first electrode 3 of the first liquid crystal element 60 is composed of scanning electrodes C1 to C3 as shown in FIG. 6, and applies the scanning signal shown in FIG.
  • the second electrode 4 includes data electrodes D1 to D20 as shown in FIG. By applying the data signal, the time can be displayed.
  • the first electrode 73 of the second liquid crystal element 62 is formed of one scanning electrode, and applies the data signal shown in C4 in FIG.
  • the second electrode 74 is composed of one data electrode, and is applied between the first electrode 73 and the second electrode 74 by applying the data signal shown in D1 of FIG.
  • the composite waveform shown in FIG. 9 is applied, and 3 V can be applied as an effective value.
  • the second liquid crystal display device 63 is brought into a half-open state. It is also possible to control so that the time gradually appears or disappears when opening and closing.
  • the effective voltage applied to the second liquid crystal display device 63 is reduced to the first voltage. It is possible to increase the effective voltage applied to the liquid crystal display device, and to open the shutter completely to provide a bright display and to provide a novel watch for young people whose characters appear from the metallic shirt. it can.
  • a transflective reflector 11 is used as a reflector, and a backlight device 19 is provided to enable recognition at night.
  • the reflector is a reflection-only type, and a backlight is used. It is not necessary to provide the remote control device 19.
  • the second polarizing plate 64 and the reflective polarizing plate 65 provided on the second liquid crystal display device 63 have a force s , which does not have a mirror effect but has a black or white background. Take 6 5 Finally, it is also possible to configure with only the third polarizer 64, or to replace the reflective polarizer 65 with a normal absorption polarizer.
  • a 90 ° twisted TN liquid crystal element is used for the first liquid crystal element 60 and the second liquid crystal element 62, but the 180 ° to 2770 ° twisted TN liquid crystal element is used. It is also possible to use the STN liquid crystal device of the above or a liquid crystal display device in which a retardation plate or a twisted retardation plate is added to the STN liquid crystal device.
  • the second liquid crystal display device 63 has only one shutter portion 47, but it is of course possible to provide a plurality of shutter portions.
  • the two-layer liquid crystal display device including the first liquid crystal display device 61 and the second liquid crystal display device 63 has been described.
  • the driving method of the liquid crystal display device according to the present invention is applied to a normal liquid crystal display device. By using this function, it is possible to emphasize the contrast of the mark part or icon part, or to display a half tone.
  • the timepiece according to the present invention includes a birefringent color liquid crystal display device, a time display unit and a mark display unit provided on the liquid crystal display unit, and the mark display unit performs multicolor display. By doing so, colorful and fashionable displays are possible.
  • multicolor display is realized by driving a birefringent color liquid crystal display device using a normal black-and-white display liquid crystal driving IC without gradation function, so low cost and low power consumption. It is possible to provide a powerful watch that can display a small number of colors.
  • a watch provided with a two-layer liquid crystal display device in which a second liquid crystal display device is disposed above a first liquid crystal display device as in the third embodiment has a contrast of the second liquid crystal display device. Since the display can be high and halftone display can be performed, it is possible to provide a highly fashionable timepiece that is bright and has a brightness adjustment function.

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Description

明 細 書 時 計
技 術 分 野
この発明は時計 （クロック及ぴウォッチ） に関し、 特に複屈折カラー方式の液晶 表示装置を備えた時計の構成に関するものである。 背 景 技 術
従来、 液晶表示装置を備えたデジタル時計や、 液晶表示装置とアナログ表示用の 針を備えたコンビネーショ ン時計には、 T N (ッイステツ ドネマティック） 液晶素 子や、 S T N (ス一パーツイステツ ドネマチック） 液晶素子を用いて、 白黒表示す る反射型液晶表示装置が主に用いられている。 また、 その液晶表示装置の反射板と して半透過型反射板を用い、 その外側にエレク ト口 ' ルミネッセンス （E L ) ライ トゃ発光ダイオード （L E D ) アレイ等のパックライ ト装置を設け、 夜間でも時刻 表示を確認できるようにしたものが多い。
しかし、 最近、 時計のファッショ ン化が進み、 時計用の液晶表示装置として、 力 ラフルなカラー表示が可能なものが望まれてきている。 そのために、 2色性色素を 染色したカラー偏光板を用いて、 青や赤の背景に白表示する単色カラー液晶表示装 置を用いて、 カラー表示ができるデジタル時計が開発されている。
しかし、 よりファッショナブルなデザインの時計や、 よりインパク トの強い時計 を開発するためには、 単色カラー表示では不十分で、 複数色のカラー表示が可能な マルチカラー表示の液晶表示装置を設けた時計が期待されている。
そこで、 液晶表示装置として、 カラーフィルタを用いずに、 液晶素子への印加電 圧を変化させることによって、 液晶の複屈折性によって多色表示を行う複屈折カラ 一方式の液晶表示装置を時計に搭載することが検討されている。
しかし、 複屈折カラー方式の液晶表示装置を用いて、 通常の時刻やアラーム時刻 やカレンダーを表示する時刻表示部の色彩を可変させるためには、 時刻表示部へ印 加する信号の実効値を可変する必要がある。 そのためには、 階調制御が可能な液晶 駆動用 I Cが必要になるので、 開発コス トが高くなり、 しかも長期の開発期間が必 要である。 さらに、 駆動回路が複雑になるので、 駆動 I Cのサイズが大きくなり、 消費電流も増加してしまう。 発 明 の 開 示
この発明は、 マルチ力ラ一表示を行う複屈折カラー方式の液晶表示装置を設けた 時計において、 階調機能のない通常の白黒表示の液晶駆動用 I Cを用いて、 その複 屈折カラ一方式の液晶表示装置を駆動し、 低コス トおよび低消費電力で、 簡易にマ ルチカラ一表示を行なえるようにし、 カラフルでインパク トの強い時計を提供でき るようにすることを目的とする。
この発明は上記の目的を達成するため、 第 1の電極を有する透明な第 1の基板と 第 2の電極を有する透明な第 2の基板との間にネマチック液晶を封入してなる液晶 素子と、 該液晶素子を挟んでその両側に設けた 1組の偏光板と、 その一方の偏光板 の上記液晶素子と反対側に配置した反射板とからなる液晶表示装置と、 その液晶表 示装置を駆動する駆動モジュールと、 その液晶表示装置および駆動モジュールを収 納するケースとから構成した時計において、 次のように構成する。
すなわち、 上記液晶表示装置の表示部に、 単一色で表示する時刻表示部と、 複数 色で表示するマーク表示部とを備える。
そして、 上記駆動モジュールに、 上記時刻表示部の前記第 1の電極には走査信号 を印加し、 上記マーク表示部の第 1の電極にはデータ信号を印加し、 時刻表示部と マーク表示部の第 2の電極にはいずれもデータ信号を印加して、 液晶表示装置を駆 動する液晶駆動回路を設ける。
この時計において、 上記液晶表示装置の反射板を半透過反射板とし、 上記ケース 内の液晶表示装置と駆動モジュールとの間に、 該液晶表示装置を半透過反射板を通 して照明するバックライ ト装置を設けるとよい。
また、 上記液晶表示装置における液晶素子とその視認側の偏光板との間に、 位相 差板、 あるいはねじれ位相差板を設けてもよい。
上記液晶表示装置の液晶素子は、 ネマチック液晶が 1 8 0° 〜2 70° ツイス ト 配向している STN液晶素子であり、 その液晶の複屈折性である Δ nと、 該液晶素 子のギヤップ dとの積である Δ n d値が 1 3 00 nm〜 1 6 00 nmであるのが好 ましい。
上記位相差板を設けた液晶表示装置を用いる場合には、 上記液晶素子は、 ネマチ ック液晶が 1 80° 〜 2 70° ツイス ト配向している S TN液晶素子であり、 その 液晶の複屈折性である Δ nと、 該液晶素子のギヤップ dとの積である Δ n d値が 1 500 nm〜 1 800 nmであり、 上記位相差板のリタデーション値が 1 6 00 η m〜 1 900 nmであるのが好ましい。
また、 上記位相差板が、 遅相軸の屈折率を n x、 遅相軸と垂直方向の屈折率を n y、 厚さ方向の屈折率を n z としたとき、 n x >n z > n yの関係となる位相差板 であるとよい。
上記ねじれ位相差板を設けた液晶表示装置を用いる場合には、 上記液晶素子は、 前記ネマチック液晶が 1 80° 〜2 70° ツイス ト配向している S TN液晶素子で あり、 その液晶の複屈折性である Δ nと、 該液晶素子のギャップ dとの積である厶 n d値が 1 500 ηπ！〜 1 8 00 nmであり、 上記ねじれ位相差板の Δ n d値が 1 400 ηπ！〜 1 800 nmであるのが好ましい。
この発明による他の時計は、 第 1の電極を有する透明な第 1の基板と第 2の電極 を有する透明な第 2の基板との間にネマチック液晶を封入してなる第 1の液晶素子 と、 該第 1の液晶素子を挟むようにその外側に設けた 1組の偏光板と、 その一方の 偏光板の上記液晶素子と反対側に配置した反射板とからなる第 1の液晶表示装置と、 第 1の電極を有する透明な第 1の基板と第 2の電極を有する透明な第 2の基板と の間にネマチック液晶を封入してなる第 2の液晶素子と、 該第 2の液晶素子の視認 側に設けた第 3の偏光板とからなる第 2の液晶表示装置と、
上記第 1 , 第 2の液晶表示装置を駆動する駆動モジュールと、
上記第 1， 第 2の液晶表示装置および前記駆動モジュールを収納するケースと、 から構成し、 前記第の液晶表示装置の視認側に前記第 2の液晶表示装置を配置する。 そして、 上記駆動モジュールに、 上記第 1の液晶素子の第 1の電極には走査信号 を印加するとともに第 2の電極にはデータ信号を印加し、 上記第 2の液晶素子の第 1の電極おょぴ第 2の電極にはデータ信号を印加して、 上記第 1 , 第 2の液 表示 装置を駆動する液晶駆動回路を設ける。
上記第 2の液晶表示装置における第 2の液晶素子の視認側と反対側に反射型偏光 板を設けるとよい。 図面の簡単な説明
第 1図はこの発明の第 1の実施形態の時計に用いる液晶表示装置の表示部を示す 平面図、 第 2図はその液晶表示装置の構成を示す断面図である。
第 3図および第 4図はその液晶表示装置における液晶素子と偏光板との配置関係 を示す平面図である。
第 5図は同じくその液晶表示装置の表示色を示す色度図である。
第 6図は同じくその液晶表示装置の第 1の基板上の第 1の電極の形状を示す平面 図、 第 7図は第 2の基板上の第 2の電極の形状を示す平面図である。
第 8図は第 6図に示した各走査電極に印加する信号の波形図、 第 9図は第 7図に 示したデータ電極 D l， D 5 , D 9， D 1 0に印加する信号およぴ走查電極 C 4の 印加信号との合成波形を示す波形図である。
第 1 0図は同じくその走査電極とデータ電極に印加する信号と合成波形を示す波 形図である。
第 1 1図はこの発明の第 2の実施形態の時計に用いる液晶表示装置の表示部を示 す平面図、 第 1 2図はその液晶表示装置の構成を示す断面図である。
第 1 3図および第 1 4図はその液晶表示装置における液晶素子と偏光板との配置 関係を示す平面図である。
第 1 5図は同じくその液晶表示装置の表示色を示す色度図である。
第 1 6図は同じくその液晶表示装置の第 1の基板上の第 1の電極の形状を示す平 面図、 第 1 7図は第 2の基板上の第 2の電極の形状を示す平面図である。
第 1 8図は第 1 6図に示した走査電極に印加する信号を示す波形図、 第 1 9図は 第 1 7図に示したデータ電極 D 1〜D 5に印加する信号おょぴ走査電極 C 5の印加 信号との合成波形を示す波形図である。
第 2 0図はこの発明の第 3の実施形態の時計に用いる液晶表示装置の表示部を示 す平面図、 第 2 1図はその液晶表示装置の構成を示す断面図である。
第 2 2図および第 2 3図はその液晶表示装置における液晶素子と偏光板との配置 関係を示す平面図である。
第 2 4図はこの発明の第 1の実施形態の時計の構成を示す断面図である。
第 2 5図はこの発明の第 2の実施形態の時計の構成を示す断面図である。
第 2 6図はこの発明の第 3の実施形態の時計の構成を示す断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 この発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
〔第 1の実施の形態：第 1図から第 1 0図， 第 2 4図〕
この発明の第 1の実施形態について、 第 1図から第 1 0図および第 2 4図を参照 して説明する。
第 2 4図はこの発明の第 1の実施形態を示す時計 （ウォッチ） の断面図であり、 第 1図はその時計に設けた液晶表示装置の表示部を示す平面図、 第 2図はその断面 図である。 まず、 第 2 4図に示す時計の構成を説明する。 この時計は、 透明ガラスやサファ ィァからなる風防ガラス 2 3を設けたケース 2 5内に、 駆動モジュール 2 7を内装 する。 この駆動モジュール 2 7に液晶表示装置 1 7を保持させ、 その駆動モジユー ル 2 7と液晶表示装置 1 7とを異方性導電ゴム 3 3によって接続し、 液晶表示装置 1 7を駆動する。
この駆動モジュール 2 7内には、 図示しないが駆動用電源としての銀電池ゃリチ ゥム電池、 時間基準源としての水晶振動子、 ブザーをならす回路、 水晶振動子の発 振周波数をもとに液晶表示装置 1 7を駆動する駆動信号を発生する液晶駆動用 I C などを備えている。
ケース 2 5には、 樹脂材料からなるパッキング 3 2を介して風防ガラス 2 3を取 り付けている。 さらに、 そのケース 2 5の風防ガラス 2 3と反対側の面に溝を設け、 その溝内にゴム材料からなるパッキング 3 1を設け、 裏蓋 3 5をケース 2 5の裏面 にパッキング 3 1を押圧するように装着することによって、 時計内にチリゃホコリ や水分が侵入するのを防止した気密構造にしている。
そして、 この時計の時刻表示手段となる液晶表示装置 1 7は、 風防ガラス 2 3の 下側に配置される。 この例では、 駆動モジール 2 7に液晶表示装置 1 7を嵌入させ、 金属製の押さえ金具 （図示せず） で押さえ込むことによって、 液晶表示装置付ぎの 駆動モジュール 2 7となる。
ケース 2 5の開口内に液晶表示装置 1 7付きの駆動モジュール 2 7を収納し、 第 1のパッキング 3 1を介して、 駆動モジュール 2 7をケース 2 5に裏蓋 3 5で押圧 するか、 あるいは、 裏蓋 3 5をねじで押さえ込むことで、 デジタル時計として構成 する。
次に、 この液晶表示装置 1 7の表示部の表示パターンの例を第 1図の平面図によ つて説明する。 この液晶表示装置 1 7の表示部には、 第 1図に示すように、 現在の 時刻やアラーム時刻をデジタル表示する時刻表示部 4 1 と、 その上下両側に設けら れたマーク表示部 42, 42とから構成される。 このマーク表示部 42, 42は、 複数色を表示する複数の円形パターン 43〜46からなり、 カラフルさを演出する。 時刻表示部 41は色彩が変化せず、 常に所定の色彩で時刻を表示する。
時刻表示モードにおけるマーク表示部 42は、 各円形パターンごとに異なる色彩 を示し、 さらに、 たとえば 1秒ごとに色彩が変化する。 ス トップウォッチモードで は、 約 0. 1秒ごとに色彩が変化するようにすることにより、 カラフルで、 且つィ ンパク 卜のある時計を提供できる。
この液晶表示装置 1 7の断面構成を第 2図によって説明する。
この実施形態の液晶表示装置 1 7は、 第 2図に示すように、 液晶素子 7と、 その 両側に配置した第 1の偏光板 9およぴ第 2の偏光板 8と、 第 1の偏光板 9の外側に 配置した反射板 10とによって構成されている。
その液晶素子 7は、 酸化インジユウム錫 （以後 「 I TO」 と称す） からなる透明 な第 1の電極 3が形成された厚さ 0. 5 mmのガラス板からなる第 1の基板 1と、 同じく I TOからなる透明な第 2の電極 4が形成された厚さ O. 5 mmのガラス板 からなる第 2の基板 2とを、 所定の間隔を設けてシール材 5によって張り合わせ、 その隙間に 220° ツイス ト配向したネマチック液晶 6を封入挟持して、 STNモ 一ドの液晶素子 7を構成している。
この STNモードの液晶素子 7の第 1の基板 1の外側に、 第 1の偏光板 9と反射 板 10を配置し、 第 2の基板 2の外側に第 2の偏光板 8を配置することにより、 反 射型の複屈折カラ一方式の液晶表示装置 1 7を構成する。
第 1の電極 3と第 2の電極 4の表面には配向膜 （図示せず） が形成され、 第 3図 に示すように、 第 1の基板 1は、 水平軸 Hに対して、 右上り 20° 方向にラビング 処理することにより、 下液晶分子配向方向 7 aは右上り （反時計回り） 20° とな り、 第 2の基板 2は右下り 20° 方向にラビング処理することにより、 上液晶分子 配向方向 7 bは右下り （時計回り） 20° となる。 粘度 20 c pのネマチック液晶 には、 カイラル材と呼ぶ旋回性物質を添加し、 ネジレピッチ Pを 1 4 μ mに調整し て、 左回り 2 2 0 ° ッイス トの S T Nモードの液晶素子 7を形成する。
使用するネマチック液晶 6の複屈折の差 Δ nは 0 . 2 1で、 第 1の基板 1 と第 2 の基板 2の隙間であるセルギャップ dは 7 μ πιとする。 したがって、 ネマチック液 晶 6の複屈折の差 Δ nとセルギヤップ dとの積で表す液晶素子 7の Δ n d値は、 1 4 7 0 n mである。
第 4図に示すように、 第 2の偏光板 8の吸収軸 8 aは水平軸 Hを基準として右下 り 6 0 ° に配置し、 第 3図に示す第 1の偏光板 9の吸収軸 9 aは水平軸 Hを基準に して右上がり 7 5 ° に配置し、 上下一対の偏光板 8， 9の交差角は 4 5 ° をなして いる。
このように構成されている液晶表示装置 1 7において、 電圧無印加の状態では、 第 2の偏光板 8の吸収軸 8 aに平行な振動面をもって入射した直線偏光は、 液晶素 子 7の上液晶分子配向方向 7 bに対して 4 0 ° の角度で入射するので、 楕円偏光状 態となる。 この楕円偏光状態と、 偏光板 8 , 9の配置角を最適化したことにより、 第 1の偏光板 9を透過した光は、 鮮やかなピンク色のカラー光となる。 このカラー 光は、 反射板 1 0で反射され、 再度、 第 1の偏光板 9と液晶素子 7と第 2の偏光板 8を透過し、 視認側に出射してピンク表示となる。
一方、 第 1の電極 3と第 2の電極 4の間に電圧を印加すると、 ネマチック液晶 6 の分子が立ち上がり、 液晶素子 7のみかけの Δ n d値が減少する。 このため、 液晶 素子 7で発生した楕円偏光状態が変化し、 色彩が変化する。
第 5図はこの液晶表示装置の色表示を示す色度図であり、 矢印付きの太い実線で 示す曲線 2 0は、 第 2図に示した液晶素子 7の第 1の電極 3と第 2の電極 4の間に 印加する電圧を無印加状態から徐々に増加した場合の色彩変化を表わしている。 電圧無印加ではピンクであるが、 電圧を印加して徐々にその電圧を上げていく と、 一旦薄緑になった後、 緑、 青となり、 さらに高い電圧を印加すると白表示となる。 次に、 この液晶表示装置 1 7の液晶素子 7における電極の構成例を第 6図と第 7 図によって説明する。
第 6図は第 1の基板 1の上面に形成した I T Oからなる第 1の電極 3を上面から 見た平面図であり、 第 7図は第 2の基板 2の下面に形成した I T Oからなる第 2の 電極 4を上面から見た平面図である。 これらの図において、 各電極パターンととも にその配線パターンを太線で示している。 また、 第 1図に対応する時刻表示部 4 1 とマーク表示部 4 2， 4 2の符号を付している。
第 1の電極 3は、 第 6図に示すように C 1〜C 5の 5本の走査電極として構成さ れる。 走査電極 C 1〜C 3は、 時刻表示部 4 1を構成する各電極パターンに接続し ており、 走査電極 C 4と走査電極 C 5は、 マーク表示部 4 2， 4 2を構成してカラ フルさを演出する複数の円形電極に接続している。
ここでは、 説明の便宜上表示画面の左側に走査電極 C 1〜C 5を引き出している が、 実際には、 導電ペース トや異方性導電ビーズを用いて、 走査電極 C 1〜C 5を 第 2の基板 2側へ導いている場合が多い。
第 2の電極 4は、 第 7図に示すように D 1〜D 2 0の 2 0本のデータ電極として 構成される。 そして、 データ電極 D 2のように、 時刻表示部 4 1の電極パターンと だけ接続している配線、 データ電極 D 1 0のように、 マーク表示部 4 2の円形電極 だけに接続している配線、 データ電極 D 1のように、 時刻表示部 4 1 とマーク表示 部 4 2の両方の電極に接続している配線がある。
3分割駆動の場合、 通常データ電極は 3画素に接続するが、 マーク表示部 4 2は 実際の表示とは関係がないので、 時刻表示部 4 1においてデータ電極が 3画素以内 に接続されていれば問題はない。
次に、 この液晶表示装置の駆動方法について、 第 8図， 第 9図および第 1 0図に 示す駆動信号を参照して説明する。 第 8図は、 第 6図に示した走査電極 C 1〜C 5 に印加する信号を示し、 第 9図は、 第 7図に示したデータ電極のうち D 1， D 5 , D 9 , D 10に印加する信号と、 マーク表示部 42の走査電極 C 4との間の液晶に 印加される合成波形を示す。 第 10図は、 この液晶表示装置の走査電極とデータ電 極への印加信号と、 実際に液晶に印加される合成波形の例で、 3分割駆動、 1ノ 2 バイアスで、 駆動電圧が 3 Vの場合である。
時刻表示部 41の走査電極 C 1〜C 3には、 第 8図に示すように通常の走査信号 を印加するが、 マーク表示部 42の走査電極 C 4と C 5には、 データ信号を印加す る。 ここでは走査電極 C 4には、 オンノオン オンのデータ信号を印加し、 走査電 極 C 5には、 オフ/オフ オフのデータ信号を印加する。
したがって、 走査電極 C 4と接続した画素には、 第 9図に示すように、 データ電 極 D l， D 5 , D 9 , D 10へ印加するデータ信号により、 V3 = 3. 0 V, V 2 =2. 45 V, V 1 = 1. 73 V, V 0 = 0 Vの 4種類の電圧が合成波形と して印 加される。 この電圧は実効値で、 V3は （32 + 32 + 32) 3の平方根 = 3、 V 2は （32 + 32+ 02) / 3の平方根 = 2. 45、 V2は （32 + 02 + 02) / 3 の平方根 = 1. 73となる。 以下の電圧もすベて実効値である。
データ電極 D 1には、 第 9図の一番上の欄に示すように、 オフ/オフ Zオフのデ —タ信号を印加する。 したがって、 データ電極 D 1が接続している時刻表示部 41 の画素 （セグメント） は、 V o f f = 1. 22 Vとなり、 背景と同じピンク表示と なるが、 走査電極 C 4の信号との合成波形は、 V3 = 3Vとなり、 第 1図に示すマ ーク表示部 42の中の円形パターン 43は、 白色 （第 5図で印加電圧が最大のとき の表示色） を示す。
データ電極 D 5には、 第 9図の二番目の欄に示すように、 オフ/オフ/オンのデ —タ信号を印加する。 したがって、 データ電極 D 5が接続している時刻表示部 41 の画素は、 Vo f f = l . 22Vとなり、 背景と同じピンク表示となるが、 走査電 極 C 4の信号との合成波形は、 V2 = 2. 45Vとなり、 第 1図に示すマーク表示 部 42の中の円形パターン 44は、 青色 （第 5図で印加電圧が最大より少し低いと きの表示色） を示す。
データ電極 D 9には、 第 9図の三番目の欄に示すように、 オフ/オン オンのデ ータ信号を印加する。 したがって、 データ電極 D 5が接続している時刻表示部 41 の画素は、 Vo f f = l . 22Vと Vo n = 2. 1 2Vとなり、 それぞれ、 背景と 同じピンク表示と緑表示となるが、 走査電極 C 4の信号との合成波形は、 V I = 1. 73 Vとなり、 第 1図に示すマーク表示部 42の中の円形パターン 45は、 薄緑色 (第 5図で印加電圧が最低より少し高いときの表示色） を示す。
データ電極 D 10には第 9図の最下欄に示すように、 オン/オン/オンのデータ 信号を印加する。 データ電極 D 10は時刻表示部 41の画素には接続していないの で影響はないが、 走査電極 C 4の信号との合成波形は、 VO = OVとなり、 第 1図 に示すマーク表示部 42の中の画素 46は、 背景と同じピンク色 （第 5図で印加電 圧が最低のときの表示色） を示す。
第 10図に、 このような走査電極とデータ電極に印加する信号波形と実際に液晶 分子へ印加される合成波形の関係を示す。
時刻表示部 41の走査電極には、 通常のマルチプレックス駆動に用いる走査信号 を印加する。 この例では 3分割駆動、 1/2バイアスで、 駆動電圧が 3 Vの波形例 を示す。
走査信号は、 0 Vと 3 Vを印加する選択期間 T sと、 1. 5 Vを印加する非選択 期間 Tn sから構成し、 選択期間 T sと非選択期間 Tn sを合わせて 1フレームと する。 選択期間 T sにデータ電極からオン信号を印加すると、 非選択期間 Tn sの データ信号がオン信号でもオフ信号でも影響を受けず、 合成波形は一定の実効値 V o nとなる。 逆に、 選択期間 T sにデータ電極からオフ信号を印加すると、 非選択 期間 Tn sのデータ信号によらず、 合成波形は実効値 Vo f f となり、 所望の文字 表示が可能になる。
一方、 第 1図におけるマーク表示部 42の走査電極 C 4， C 5には、 本来はデー タ電極に印加しているデータ信号と同一のデータ信号を印加する。 第 1 0図の下段 には、 走査電極にオン/オン Zオンのデータ信号を印加した場合の例を示す。 走査 電極にデータ信号を印加すると、 データ電極に印加するデータ信号により、 3分割 駆動の場合の合成波形は 4種類の実効値となる。
データ電極に印加するデータ信号が、 オン/オンノオンの場合は、 走査電極に印 加したデータ信号と打ち消し合い、 液晶への印加電圧は V 0 = 0 Vとなる。 データ 電極に印加するデータ信号がオンノオン/オフの場合は、 1フレームの 2 / 3の期 間は 0 Vで、 1 / 3の期間は 3 Vが印加され、 合成波形の実効値は V 1 = 1 , 7 3 Vとなる。 データ電極に印加するデータ信号が、 オン/オフ/オン、 オフ オン/ オンでも全く同一の実効値 V 1 となる。
同様に、 データ電極に印加するデータ信号が、 オン/オフ Zオフの場合は、 1フ レームの 1ノ3の期間は 0 Vで、 2 / 3の期間は 3 Vが印加され、 合成波形の実効 値は V 2 == 2 . 4 5 Vとなる。 データ電極に印加するデータ信号が、 オフ/オフ/ オン、 オフ/オン/オフでも全く同一の実効値 V 2となる。
データ電極に印加するデータ信号が、 オフ/オフ Zオフの場合は合成波形の実効 値は V 3 = 3 Vとなる。
このように、 液晶への印加電圧を V 0， V I， V 2 , V 3と変化させることが可 能になる。 したがって、 印加電圧により色彩が変化する複屈折カラ一方式の液晶表 示装置を設けた時計において、 マーク表示部 4 2の走査電極にデータ信号を印加す ることにより、 通常の階調機能のない白黒液晶駆動用 I Cを用いても、 マーク表示 部 4 2の色彩を変化させることが可能になる。
すなわち、 この例では時刻表示部 4 1はピンクの背景に緑文字を表示し、 マーク 表示部 4 2の各画素である円形パターン 4 3， 4 4， 4 5 , 4 6は、 白/青/薄緑 ノピンクのマルチカラー表示が可能になる。 そして、 白黒液晶駆動用 I Cは、 カラ 一液晶駆動用 I Cよりも単純な回路であり、 小型で低消費電力であるので、 時計の 電池寿命の点でも好ましい。
また、 データ電極に印加するデータ信号を 0. 1〜 1秒程度の間隔で変えていく ことによって、 マーク表示部 4 2の各円形パターンの表示色が 0. 1〜 1秒間隔で 変化し、 カラフルでインパク トのある表示が可能になり、 若者向けの斬新な時計を 提供できる。
〔第 1の実施形態の変形〕
この第 1の実施形態の時計に使用する液晶表示装置は、 液晶素子として 2 20° ッイス 卜で Δ n 3値= 1 4 70 nmのS TNモードの液晶素子 7を用いたが、 Δ n (1値= 1 300〜 1 6 00 nmであれば、 ほぼ同様な色彩が得られる。
液晶素子 7の Δ n d値が、 1 300 nmより小さいと、 電圧によるみかけの厶 n d値の変化量が減少するため、 青や白が出にく くなり、 また、 A n d値が 1 6 00 nmより大きくなると、 背景のピンク色が出にく くなるので好ましくない。
さらに、 表示色は、 この実施形態の色調とは異なるが、 TNモードの液晶素子や、 1 80° ツイス ト以上の S TNモードの液晶素子を用いても、 同様な複屈折カラー 方式の液晶表示装置を構成することが可能であり、 カラフルな時計を提供できる。 また、 この実施形態では、 デジタル表示だけのデジタルウォッチについて説明し たが、 液晶表示装置とアナログ時針を組み合わせたコンビネーショ ン時計 （ゥォッ チ） 、 あるいは同様なクロックに応用することも勿論可能である。
また、 この実施の形態では、 第 1の電極 3を走査電極とし、 第 2の電極 4をデー タ電極として構成したが、 これを反転して、 第 2の電極 4を走査電極とし、 第 1の 電極 3をデータ電極とすることも可能である。 その場合、 時刻表示部 4 1の第 2の 電極 4に走査信号を印加し、 マーク表示部 4 2の第 2の電極 4にデータ信号を印加 することになる。
〔第 2の実施の形態：第 1 1図から第 1 9図， 第 25図〕
次に、 この発明の第 2の実施形態について、 第 1 1図から第 1 9図および第 2 5 図を参照して説明する。
この第 2の実施形態の時計は、 複屈折カラー方式の液晶表示装置の構成が第 1の 実施形態のものとは位相差板を備える点と電極の形状 （パターン） が異なるのと、 その液晶表示装置の駆動信号が異なる点と、 バックライ ト装置を備える点で相違す るが、 それ以外は第 1の実施形態の構成と同じである。
第 2 5図はこの発明の第 2の実施形態を示す時計 （ウォッチ） の断面図であり、 第 1 1図はその時計に設けた液晶表示装置の表示部を示す平面図、 第 1 2図はその 断面図である。
この第 2の実施形態の時計の構成は、 第 2 5図に示すように、 第 2 4図に示した 第 1の実施形態の時計と殆ど同じであるが、 液晶表示装置 1 8と駆動モジュール 2 7との間にバックライ ト装置 1 9を設けている。 このバックライ ト装置 1 9は、 ェ レク トロ .ルミネッセンス E L ) ライ トゃ L E Dアレイなどである。
また、 駆動モジュール 2 7内には、 駆動用電源としての銀電池やリチウム電池、 時間基準源として水晶振動子、 水晶振動子の発振周波数をもとに液晶表示装置 1 8 を駆動する駆動信号を発生する液晶駆動用 I Cなどの他に、 バックライ ト装置 1 9 を点灯する回路を備えている。
そして、 風防ガラス 2 3を取り付けたケース 2 5の開口内に、 液晶表示装置 1 8 およびバックライ ト装置 1 9を組み込んだ駆動モジュール 2 7を収納し、 第 1のパ ッキング 3 1を介して、 駆動モジュール 2 7をケース 2 5に裏蓋 3 5で押圧するか、 あるいは裏蓋 3 5をねじ込むことにより、 デジタル時計 （ウォッチ） として構成す る。
この時計に使用する液晶表示装置 1 8の表示部は、 第 1 1図に示すように、 現在 の時刻やアラーム時刻を表示する ドッ トマトリタス表示の時刻表示部 5 1 と、 その 両側の複数色を示してカラフルさを演出するマーク表示部 5 2 , 5 2から構成され ている。 そのマーク表示部 5 2 , 5 2は、 それぞれ複数の円形パターン 5 3， 5 5， 5 7や方形パターン 5 4 , 5 6からなる。 時刻表示部 5 1は色彩が変化せず、 常に 所定の色彩によって時刻を表示する。
時刻表示モードにおけるマーク表示部 5 2は、 各パターン 5 3〜 5 7ごとに異な る色彩を示し、 さらに 1秒ごとに色彩が変化する。 ス トップウォッチモードでは、 約 0 . 1秒ごとに色彩が変化するようにすることで、 カラフルで且つインパク トの ある時計を提供できる。
この液晶表示装置 1 8の断面構造を第 1 2図に示すが、 第 2図の示した第 1の実 施形態に使用した液晶表示装置と対応する部分には同じ符号を付してあり、 それら の説明は省略する。
この液晶表示装置 1 8の液晶素子 1 2は、 第 1の基板 1 と第 2の基板 2の隙間に 2 4 0 ° ツイス ト配向しているネマチック液晶 6を封入挟持して、 S T Nモードの 液晶素子を構成している。
そして、 この液晶素子 1 2の第 2の基板 2の外側に、 リタデーシヨン値 1 8 0 0 n mの位相差板 1 3を介して第 2の偏光板 8を配置している。 また、 第 1の基板 1 の外側には第 1の偏光板 9と半透過反射板 1 1を配置している。 この半透過反射板 1 1は、 下からの光を一部透過するので、 第 2 5図に示した時計に組み込んだとき に、 バックライ ト装置 1 9がこの半透過反射板 1 1の下側に位置することにより、 半透過型の複屈折カラー方式の液晶表示装置 1 8を構成することができる。
液晶素子 1 2の第 1の電極 3と第 2の電極 4の表面には配向膜 （図示せず） が形 成され、 第 1の基板 1は、 第 1 3図に示す水平軸 Hを基準にして、 右上がり 3 0 ° 方向にラビング処理することにより、 下液晶分子配向方向 1 2 aは右上がり 3 0 ° となり、 第 2の基板 2は右下がり 3 0 ° 方向にラビング処理することにより、 上液 晶分子配向方向 1 2 bは右下がり 3 0 ° となる。 粘度 2 0 c pのネマチック液晶に は、 カイラル材と呼ぶ旋回性物質を添加し、 ネジレピッチ Pを 1 6 // mに調整し、 左回り 2 4 0 ° ッイス トの S T Nモードの液晶素子 1 2を形成する。 使用するネマチック液晶 6の複屈折の差 Δ nは 0. 2 1で、 第 1の基板 1 と第 2 の基板 2の隙間であるセルギャップ dは 8 μ mとする。 したがってネマチック液晶 6の複屈折の差 Δ nとセルギヤップ dとの積で表す液晶素子 1 2の Δ n d値は、 1 6 80 nmである。 したがって、 位相差板 1 3のリタデーシヨン値は、 液晶素子 1 2の A n d値より 1 20 nm大きく設定している。
位相差板 1 3としては、 ポリカーボネートフイルムを 1軸延伸したフィルムを用 いた。 したがって、 位相差板の遅相軸 1 3 aの屈折率を n x、 その遅相軸 1 3 a と 直交する y軸方向の屈折率を n y、 厚さ方向である z軸方向の屈折率を n z と定義 すると、 n x > n y = n z となっている。
位相差板 1 3を、 第 1 4図に示すようにその遅相軸 1 3 aが水平軸 Hを基準とし て、 右上がり 6 5° の位置になるように配置する。 また、 第 2の偏光板 8の吸収軸 8 aは、 位相差板 1 3の遅相軸 1 3 a と左回り 4 5° に配置し、 第 1の偏光板 9の 吸収軸 9 aは第 1 3図に示すように、 液晶素子 1 2の下液晶分子配向方向 1 2 a と 左回り 3 5° に配置し、 上下一対の偏光板 8, 9の交差角は 45° をなしている。 このように構成されている複屈折カラー方式の液晶表示装置 1 8において、 電圧 無印加の状態では、 第 2の偏光板 8より入射した直線偏光は、 位相差板 1 3の複屈 折性により楕円偏光となるが、 位相差板 1 3のリタデーション値と液晶素子 1 2の 厶 n d値に差を設け、 偏光板配置角を最適化したことによって、 液晶素子 1 2を通 過する際に直線偏光に戻る。 この時、 第 1の偏光板 9の吸収軸 9 a と第 2の偏光板 8の吸収軸 8 aの配置関係がこの実施形態のように交差角は 4 5° をなしていると、 直線偏光は第 1の偏光板 9を透過せず、 黒表示となる。
次に、 液晶素子 1 2の第 1の電極 3と第 2の電極 4の間に電圧を印加すると、 ネ マチック液晶 6の分子が立ち上がり、 液晶素子 1 2のみかけの Δ n d値が減少する。 このため、 位相差板 1 3で発生した楕円偏光は、 液晶素子 1 2を通過しても完全な 直線偏光には戻らない。 したがって、 楕円偏光状態で第 1の偏光板 9に到達し、 特 定の波長の光が第 1の偏光板 9を透過してカラー光となる。 第 1の偏光板 9を透過 したカラー光は、 半透過型反射板 1 1で反射され、 再度、 第 1の偏光板 9と液晶素 子 1 2と位相差板 1 3と第 2の偏光板 8を透過して、 視認側へ射出しカラー表示を 行う。
第 1 5図は、 この複屈折カラー方式の液晶表示装置 1 8の表示色を示す色度図で あり、 矢印付きの太い実線で示す曲線 2 1は印加電圧を無印加状態から徐々に増加 していく際の色彩変化を表している。 電圧無印加では、 ほぼ無彩色の黒であるが、 電圧を印加し、 徐々にその電圧を上げていく と、 一旦白になった後、 黄色を経て赤， 青， 緑となり、 さらに電圧を印加すると薄緑表示になる。
次に、 この第 2の実施形態の時計に備える液晶表示装置 1 8の電極構成を第 1 6 図と第 1 7図を用いて説明する。 第 1 6図は、 液晶素子 1 8の第 1の基板 1の上面 に形成した I T Oからなる第 1の電極 3を上面から見た平面図で、 第 1 7図は、 第 2の基板 2の下面に形成した I T Oからなる第 2の電極 4を、 上面から見た平面図 である。
この液晶表示装置 1 8における液晶晶素子 1 2の第 1の電極 3は、 第 1 6図に示 すように、 C 1〜C 6の 6本の走査電極として構成している。 走査電極 C 1〜C 4 は、 時刻表示部 5 1のマトリクスを構成する 4本の横帯状の電極にそれぞれ接続し ており、 走査電極 C 5 と走査電極 C 6は、 それぞれカラフルさを演出する 2組のマ ーク表示部 5 2 , 5 2を構成する複数の円形や方形の電極を直列に接続している。 ここでは説明の便宜上、 表示画面の左側に各走査電極 C 1〜C 6を引き出してい るが、 実際には、 導電ペース トや異方性導電ビーズを用いて、 これらの走査電極 C 1〜C 6を第 2の基板 2側へ導いている場合が多い。
一方、 液晶素子 1 2の第 2の電極 4は、 第 1 7図に示すように、 D 1〜D 1 0の 1 0本のデータ電極として構成している。 全てのデータ電極 D 1〜D 1 0は、 時刻 表示部 5 1のマトリクスを構成する縦帯状の電極とマーク表示部 5 2を構成する円 形または方形の電極の両方に接続しており、 それらの各配線容量をほぼ等しく し、 表示ムラが発生しにくいようにしている。
次に、 この液晶表示装置 1 8の駆動方法について、 第 1 8図と第 1 9図に示す駆 動信号を参照して説明する。
第 18図は、 第 16図における走査電極 C 1〜C 6に印加する信号を示し、 第 1 9図は、 第 1 7図におけるデータ電極のうち、 D 1〜D 5に印加する信号と、 マー ク表示部 52の走査電極 C 5との間の液晶に印加される合成波形を示す。
この第 2の実施形態では、 液晶表示装置 18を 4分割駆動、 1/3バイアスで、 駆動電圧が 3 Vで駆動する場合について説明する。 したがって、 走査電極に通常の 走査信号を印加した場合、 データ電極に印加するデータ信号との合成波形は、 実効 値として、 Vo n= l . 73Vと、 Vo f f = l . 0Vとなり、 時刻表示部 5 1は 黒背景に緑色の文字表示となる。 以下の電圧値もすベて実効値である。
してし、 第 1 8図に示すように、 時刻表示部 5 1の走査電極 C 1〜C 4には通常 の走査信号を印加するが、 マーク表示部 52の走査電極 C 5と C 6には、 データ信 号を印加する。 ここでは、 走査電極 C 5にはオン/オン/オン/オンのデータ信号 を印加し、 走査電極 C 6には、 オフ/オフ/オフ/オフのデータ信号を印加する。 したがって、 第 1 9図に示すように、 走査電極 C 5と接続した画素には、 データ 電極 D 1〜D 5へ印加するデータ信号により、 V4 = 2. 0 V, V 3 = 1. 73 V， V2= l. 41 V, V 1 = 1. 0 V, V 0 = 0 Vの 5種類の電圧が合成波形として 印加される。
データ電極 D 1には、 第 1 9図の最上欄に示すように、 オフノオフノオフノオフ のデータ信号を印加する。 したがって、 データ電極 D 1が接続している時刻表示部 51の画素は、 Vo f f = l. 0Vとなり、 背景と同じ黒表示となるが、 走査電極 C 5の信号との合成波形は、 V4 = 2. 0Vとなり、 第 1 1図に示すマーク表示部 52の中の円形パターン （画素） 53は薄緑色を示す。 データ電極 D 2には、 第 1 9図の二番目の欄に示すように、 オフ Zオフ Zオフ Z オンのデータ信号を印加する。 したがって走査電極 C 5の信号との合成波形は、
V 3 = 1 . 7 3 Vとなり、 第 1 1図に示すマーク表示部 5 2の中の方形パターン 5 4は緑色を示す。
データ電極 D 3には、 第 1 9図の三番目の欄に示すように、 オフ Zオン ォフノ オンのデータ信号を印加する。 したがって走査電極 C 5の信号との合成波形は、
V 2 = 1 . 4 1 Vとなり、 第 1 1図に示すマーク表示部 5 2の中の円形パターン 5 5は青色を示す。
データ電極 D 4には、 第 1 9図の四番目の欄に示すように、 オン オン/オン/ オフのデータ信号を印加する。 したがって走査電極 C 5の信号との合成波形は、 V 1 = 1 Vとなり、 第 1 1図に示すマーク表示部 5 2の中の方形パターン 5 6は、 背景と同じ黒色を示す。
データ電極 D 5には、 第 1 9図の最下欄に示すように、 オン Zオン ^ /オン/オン のデータ信号を印加する。 したがって走査電極 C 4の信号との合成波形は、 V 0 = 0 Vとなり、 第 1 1図に示すマーク表示部 5 2中の円形パターン 5 7は、 方形パタ ーン 5 6と同様に、 背景と同じ黒色を示す。
このように、 通常の階調機能のない白黒液晶駆動用 I Cを用いて、 複屈折カラー 方式の液晶表示装置 1 8を駆動することにより、 時刻表示部 5 1は、 黒背景に緑文 字を表示し、 マ一ク表示部 5 2、 5 2の各パターン （画素） は、 黒 Z青/緑/薄緑 のマルチカラー表示が可能になる。 しかも、 白黒液晶駆動用 I Cは、 カラー液晶駆 動用 I Cよりも単純な回路であり、 小型で低消費電力であるので、 時計の電池寿命 の点でも好ましい。
また、 データ電極に印加するデータ信号を 0 . 1〜 1秒程度の間隔で変えてゆく ことによって、 マーク表示部 5 2の各パターンの色が 0 . 1〜 1秒間隔で変化し、 カラフルでインパク トのある表示が可能となり、 若者向けの斬新な時計を提供でき る。
〔第 2の実施形態の変形〕
この第 2の実施形態の時計に使用する液晶表示装置は、 反射板として半透過型反 射板 1 1を用いて、 時計内に設けられたバックライ ト装置 1 9と組み合わせて、 夜 間でも認識可能にしたが、 反射板を反射専用型にして、 バックライ ト装置 1 9を設 けなくてもよい。
また、 この実施形態の液晶表示装置は、 24 0° ツイス トで A n d値 = 1 6 8 0 ！！ の TNモードの液晶素子 1 2と、 リタデ一ショ ン値が 1 8 00 nmの位相差 板 1 3を用いたが、 A n d = 1 500〜 1 8 0 0 n mの S TNモードの液晶素子 1 2と、 液晶素子 1 2の Δ n d値より 50〜2 00 nm大きいリタデーション値の位 相差板 1 3であれば、 ほぼ同様な色彩が得られる。
液晶素子 1 2の Δ n d値が、 1 500 nmより小さいと、 電圧によるみかけの厶 n d値の変化量が減少することによって、 青や緑が出にく くなる。 また、 A n d値 が 1 800 nmより大きくなると、 色変化が急激になりすぎ、 ムラや温度による色 変化も大きくなるので好ましくない。
さらに、 表示色は、 この実施形態の液晶表示装置による色調とは異なるが、 TN モードの液晶素子や、 1 8 0° ツイス ト以上の S TNモードの液晶素子、 あるいは、 1 80° ツイス ト以上の S TNモードの液晶素子と位相差板を用いても、 同様な複 屈折カラー方式の液晶表示装置を構成することが可能であり、 同様にカラフルな時 計を提供できる。
また、 この実施形態の液晶表示装置では、 ポリカーボネートフィルムを 1軸延伸 したフィルムを位相差板 1 3として用いたが、 位相差板の遅相軸 1 3 aの屈折率を n x、 この遅相軸 1 3 a と直交する y軸方向の屈折率を n y、 厚さ方向である z軸 方向の屈折率を n z と定義すると、 n x >n z >n yとなる 2軸延伸の位相差板を 使用することによって、 視野角特性をさらに改善することができる。 さらに、 位相差板 1 3の代わりに、 ト リァセチルセルロース （TAC) フィルム やポリエステル （PET) フィルムに、 液晶ポリマーを塗布して固着した、 ねじれ 位相差板を用いることにより、 さらに良好な色彩の表示が可能になる。
この実施形態の Δ n d = 1680 nmの液晶素子 1 2に、 240° の右回りツイ ス トで、 Δ n d値 = 1 650 nmのねじれ位相差板を組み合わせたところ、 良好な 黒色背景に、 鮮やかな色彩で情報を表示する複屈折カラー方式の液晶表示装置とな り、 よりカラフルな時計が得られた。
S TNモードの液晶素子 12とねじれ位相差板により、 複屈折カラー方式 液晶 表示装置を構成する場合には、 A n d= l 500〜1800 nmの STNモードの 液晶素子 12と、 液晶素子 1 2の A n d値より 10〜： 100 nm小さい Δ n d値の ねじれ位相差板を用いれば、 ほぼ同様な色彩が得られる。
ねじれ位相差板を用いた複屈折カラー方式の液晶表示装置においても、 液晶素子 12の Δ n d値が 1 500 nmより小さいと、 電圧によるみかけの Δ n d値の変化 量が減少することにより、 青や緑が出にく くなる。 また、 Δ n d値が 1800 nm より大きくなると、 色変化が急激になりすぎ、 ムラや温度による色変化も大きくな るので好ましくない。
また、 この実施形態では、 デジタル表示だけのデジタル時計 （ウォッチ） につい て説明したが、 液晶表示装置とアナログ表示用の指針を組み合わせたコンビネ一シ ョン時計や、 同様なクロックに適用することも勿論可能である。
さらに、 この実施形態では、 第 1の電極 3を走査電極とし、 第 2の電極 4をデー タ電極として構成したが、 その関係を反転して、 第 2の電極 4を走査電極とし、 第 1の電極 3をデータ電極とすることも可能である。 その場合、 時刻表示部 51の第 2の電極に走査信号を印加し、 マーク表示部 52の第 2の電極にはデータ信号を印 加することになる。
また、 この実施形態では、 液晶表示装置のマーク表示部の形状を、 円形や方形の 単純な形にしたが、 複雑な図形にすることも、 動物や乗り物の形状や文字形状など にすることも勿論可能である。
上述した実施形態では、 液晶表示装置の駆動方法として、 4分割駆動の場合につ いて説明したが、 分割数 Nがさらに増加すると、 マーク表示部への合成波形の実効 値は、 N + 1種類となり、 さらに液晶表示装置の最適電圧に合わせやすくなるので 好ましい。
さらに、 上述した実施形態では、 液晶表示装置の駆動方法として、 1フレーム内 で正負を反転して液晶素子への直流印加を防止する 1行内反転駆動の例で説明した が、 n行ごとに正負を反転する n行反転駆動や、 1フレームごとに正負を反転する フレームごと反転駆動を採用して、 勿論同様に液晶表示装置を駆動することは可能 である。
〔第 3の実施の形態 ： 第 2 0図から第 2 3図， 第 2 6図〕
次に、 この発明の第 3の実施形態について第 2 0図から第 2 3図おょぴ第 2 6図 を参照して説明する。 これらの図において、 前述した第 1， 第 2の実施形態と同じ 部分には同一の符号を付してあり、 それらの説明は省略する。
第 2 6図はこの第 3の実施形態の時計の内部構造を示す断面図である。 この時計 は、 液晶表示装置として、 第 1の液晶表示装置 6 1の上側に第 2の液晶表示装置 6 3を備えた 2層式液晶表示装置を組み込んだ点が、 第 2 5図に示した第 2の実施形 態の時計と相違する。
そして、 この第 1， 第 2の液晶表示装置 6 1， 6 3とバックライ ト装置 1 9を保 持する駆動モジュール 2 7内には、 第 2 6図には図示しないが、 駆動用電源として の銀電池やリチウム電池、 時間基準源として水晶振動子、 ブザーを鳴奏させたりパ ックライ ト装置を点灯する回路や、 水晶振動子の発振周波数をもとに第 1 , 第 2の 液晶表示装置 6 1， 6 3を駆動する駆動信号を発生する液晶駆動用 I Cなどを備え ている。 この駆動モジュール 2 7は、 第 1の液晶表示装置 6 1 と異方性導電ゴム 3 6を介 して接続し、 第 2液晶表示装置 6 3と異方性導電ゴム 3 7を介して接続している。 なお、 第 1の液晶表示装置 6 1と第 2の液晶表示装置 6 3の間には、 一定の間隔 をあけるためにプラスチックフィルムからなるスぺーサ （図示せず） を介在させて いる。
第 1の液晶表示装置 6 1の表示部は、 第 2 0図に示すように、 現在の時刻ゃァラ ーム時刻を表示する時刻表示部 4 1からなり、 第 2の液晶表示装置 6 3の表示部は、 第 2 0図に破線で示すように長方形のシャツタ部 4 7からなる。
そして、 第 1の液晶表示装置 6 1の上部に第 2の液晶表示装置 6 3を重ねて配置 しているので、 シャツタ部 4 7が閉じた状態では銀色になり、 時刻表示部 4 1は全 く見えなくなる。 シャッタ部 4 7が開いた状態で初めて時刻表示部 4 1が認識でき るようになる。
シャツタ部 4 7が閉じた状態では、 完全にミラ一調となっており、 時計としてよ りも、 アクセサリ一的に見えるので、 ファッション性の豊かな時計を提供できる。 次に、 この第 3の実施形態の時計に用いる 2層式液晶表示装置の構成を、 その断 面図である第 2 1図、 およびその各液晶素子と偏光板との配置関係を示す平面図で ある第 2 2図と第 2 3図を用いて説明する。
第 2 1図において、 第 1の液晶表示装置 6 1は、 I T Oからなる第 1の電極 3が 形成されている厚さ 0 . 5 mmのガラス板からなる第 1の基板 1 と、 同じく I T O からなる第 2の電極 4が形成されている厚さ 0 . 5 mmのガラス板からなる第 2の 基板 2と、 第 1の基板 1 と第 2の基板 2を張り合わせるシール材 5と、 第 1の基板 1 と第 2の基板 2に封入狭持されている 9 0 ° ツイス ト配向しているネマチック液 晶 6とによって、 T Nモードの第 1の液晶素子 6 0を形成してる。
その第 1の液晶素子 6 0の第 1の基板 1の外側には、 第 1の偏光板 9と、 半透過 反射板 1 1を配置し、 第 2の基板 2の外側には、 第 2の偏光板 8を配置している。 この半透過反射板 1 1は、 下からの光を一部透過するので、 時計内にバックライ ト装置 1 9を備えることによって、 半透過型の液晶表示装置を構成する。
第 2の液晶表示装置 6 3も、 I T Oからなる第 1の電極 7 3が形成されている厚 さ 0 . 3 mmのガラス板からなる第 1の基板 7 1 と、 同じく I T〇からなる第 2の 電極 7 4が形成されている厚さ 0 . 3 mmのガラス板からなる第 2の基板 7 2と、 第 1の基板 7 1 と第 2の基板 7 2を張り合わせるシール材 7 5と、 第 1の基板 7 1 と第 2の基板 7 2に狭持されている 9 0 ° ッイス ト配向しているネマチック液晶 7 6 とによって、 T Nモードの第 2の液晶素子 6 2を形成している。
この第 2の液晶素子 6 2の第 1の基板 7 1の外側には、 反射型偏光板 6 5を配置 し、 第 2の基板 7 2の外側には、 第 3の偏光板 6 4を配置する。 この反射型偏光板 6 5は、 屈折率の異なる材料を 1 0 0層以上重ねてあるフィルムで、 透過軸と平行 に振動面をもつ直線偏光は透過するが、 その透過軸と 9 0 ° ずれた方向の振動面を もつ光は反射する性質のフィルムであり、 この実施形態では、 3 M (スリーェム） 社製の商品名 D— B E F— Aを用いた。
第 1の液晶素子 6 0の第 1の電極 3 と第 2の電極 4の表面には配向膜 （図示せず） が形成され、 第 2 2図に示すように、 第 1の基板 1は水平軸 Hを基準にして右下が り 4 5 ° 方向にラビング処理することで、 下液晶分子配向方向 6 0 aは右下がり 4 5 ° となり、 第 2の基板 2は右上がり 4 5 ° 方向にラビング処理することで上液晶 分子配向方向 6 0 bは右上がり 4 5 ° となる。 粘度 2 0 c pのネマチック液晶には、 カイラル材と呼ぶ旋回性物質を添加し、 ネジレピッチ Pを約 1 0 0 ιηに調整し、 左回り 9 0 ° ッイス トの T Nモードの第 1の液晶素子 6 0を形成する。
使用するネマチック液晶 6の複屈折の差 Δ nは 0 . 1 5で、 第 1の基板 1 と第 2 の基板 2の隙間であるセルギャップ dは 8 μ mとする。 したがってネマチック液晶 6の複屈折の差 Δ nとセルギャップ dとの積で表す第 1の液晶素子 6 0の Δ n d値 は 1 2 0 0 n mである。 第 2の液晶素子 6 2の第 1の電極 7 3 と第 2の電極 7 4の表面には配向膜 （図示 せず） が形成され、 第 2 3図に示すように、 第 1の基板 7 1は水平軸 Hを基準にし て、 右下がり 4 5 ° 方向にラビング処理することで、 下液晶分子配向方向 6 2 aは 右下がり 4 5 ° となり、 第 2の基板 7 2は右上がり 4 5 ° 方向にラビング処理する ことで上液晶分子配向方向 6 2 bは右上がり 4 5 ° となる。 粘度 2 0 c pのネマチ ック液晶には、 カイラル材と呼ぶ旋回性物質を添加し、 ネジレピッチ Pを約 1 0 0 /z mに調整し、 左回り 9 0 ° ッイス 卜の T Nモードの第 2の液晶素子 6 2を形成す る。
使用するネマチック液晶 7 6の複屈折の差 Δ ηは 0 . 1 5で、 第 1の基板 7 1 と 第 2の基板 7 2の隙間であるセルギャップ dは 8 μ πιとする。 したがってネマチッ ク液晶 7 6の複屈折の差 Δ nとセルギャップ dとの積で表す第 2の液晶素子 6 2の △ n d値も、 1 2 0 0 n mである。
第 2 2図に示すように、 第 1の液晶表示装置 6 1に備える第 2の偏光板の吸収軸 8 aは、 第 1の液晶素子 6 0の上液晶分子配向方向 6 0 bと等しく右上がり 4 5 ° に配置し、 第 1の偏光板の吸収軸 9 aは第 1の液晶素子 6 0の下液晶分子配向方向 6 0 a と等しく右下がり 4 5 ° に配置するので、 上下一対の偏光板 8， 9の交差角 は 9 0 ° をなしている。
第 2 4図に示すように、 第 2の液晶表示装置 6 2に備える第 3の偏光板 6 4の吸 収軸 6 4 aは、 第 2の液晶素子 6 2の上液晶分子配向方向 6 2 b と等しく右上がり 4 5 ° に配置し、 反射型偏光板 6 5の透過軸 6 5 aは第 2の液晶素子 6 2の下液晶 分子配向方向 6 2 a と等しく右下がり 4 5 ° に配置する。
このように構成されているこの第 3の実施形態の時計に用いる 2層式液晶表示装 置において、 第 2の液晶素子 6 2に電圧無印加の状態では、 第 3の偏光板 6 4を通 過して、 その吸収軸 6 4 a と直交する方向から入射した直線偏光は、 第 2の液晶素 子 6 2により 9 0 ° 旋回し、 反射型偏光板 6 5の透過軸 6 5 a と直交した反射軸の 方向となるため、 入射光はすべて反射し、 銀色のミラー表示となる。
次に、 第 2の液晶素子 6 2の第 1の電極 7 3と第 2の電極 7 4の間に電圧を印加 すると、 ネマチック液晶 7 6の分子が立ち上がり、 第 2の液晶素子 6 2の旋光性が 失われ、 第 3の偏光板 6 4を通過してその吸収軸 6 4 a と直交する方向から入射し た直線偏光は、 反射型偏光板 6 5の透過軸 6 5 aに平行に入るので、 第 2の液晶表 示装置 6 3を透過し、 第 2 0図に示したシャツタ部 4 7が開いた状態となる。
このシャツタ部 4 7が開いた状態では、 第 1の液晶表示装置 6 1の第 2の偏光板 の吸収軸 8 a と直交している透過軸と、 第 2の液晶表示装置 6 3の反射型偏光板 6 5の透過軸 6 5 aが平行であるので、 第 2の液晶表示装置 6 3を透過した直線偏光 は、 第 1の液晶表示装置 6 1に入射する。
そして、 第 1の液晶素子 6 0に電圧無印加状態では、 第 2の偏光板 8より入射し た直線偏光は 9 0 ° 旋回し、 第 1の偏光板 9の吸収軸 9 a と直交した透過軸方向に 到達するので、 入射光は第 1の偏光板 9を透過し、 半透過型反射板 1 1で反射され、 再度、 第 1の液晶表示装置 6 1 と第 2の液晶表示装置 6 3を透過して視認側に出射 し、 白表示を行なう。
また、 第 1の液晶素子 6 0の第 1の電極 3と第 2の電極 4の間に電圧を印加する と、 ネマチック液晶 6の分子が立ち上がり、 第 1の液晶素子 6 0の旋光性が失われ、 第 2の偏光板 8を通してその吸収軸 8 a と直交する方向から入射した直線偏光は、 そのまま第 1の偏光板 9の吸収軸 9 aに平行に入るので、 入射光はすべて吸収され、 第 1の液晶表示装置は黒表示となる。
次に、 この第 3の実施形態の時計における 2層式の液晶表示装置の駆動方法につ いて説明する。 その駆動信号は、 第 8図と第 9図に示した第 1の実施形態で用いた 信号と同じである。 第 1の液晶素子 6 0の第 1の電極 3は、 第 6図に示したような 走査電極 C 1〜C 3からなり、 第 8図に示した走査信号を印加する。 第 2の電極 4 は、 第 7図に示したようなデータ電極 D 1 ~ D 2 0からなり、 第 9図に示したデー タ信号を印加することによって、 時刻表示を行うことができる。
一方、 第 2の液晶素子 6 2の第 1の電極 7 3は、 1本の走査電極からなり、 第 8 図の C 4に示したデータ信号を印加する。 第 2の電極 7 4は、 1本のデータ電極か らなり、 第 9図の D 1に示したデータ信号を印加することにより、 第 1の電極 7 3 と第 2の電極 7 4の間に、 第 9図に示した合成波形が印加され、 実効値として 3 V を印加することが可能になる。
第 1 0図に示したように、 第 1の液晶素子 6 0には、 V o n = 2 . 1 2 Vしか印 加できないが、 第 2の液晶素子 6 2には V 3 = 3 . 0 Vも印加できるので、 第 2の 液晶素子 6 2は完全な開状態となり、 明るく且つ視野角特性の良好なシャツタ特性 を得ることができる。
さらに、 第 2の液晶素子 6 2の第 2の電極 7 4に、 第 9図に示した D 5や D 9の データ信号を印加することにより、 第 2の液晶表示装置 6 3を半開状態とすること も可能であり、 開閉時に徐々に時刻が現れたり隠れたりするように制御することも 可能である。
このように、 通常の階調機能のない白黒液晶駆動用 I Cを用いて、 2層式液晶表 示装置を駆動することによって、 第 2の液晶表示装置 6 3 印加する実効電圧を、 第 1の液晶表示装置へ印加する実効電圧より大きくすることが可能となり、 シャッ タ部を完全に開状態として、 明るい表示が可能となり、 メタリックシャツタから文 字が出てくる若者向けの斬新な時計を提供できる。
〔第 3の実施の形態の変形〕
この第 3の実施形態では、 反射板として半透過型反射板 1 1を用いて、 バックラ ィ ト装置 1 9を設け、 夜間でも認識可能にしたが、 反射板を反射専用型にして、 バ ックライ ト装置 1 9を設けなくてもよい。
また、 第 2の液晶表示装置 6 3に第 3の偏光板 6 4と反射型偏光板 6 5を設けた 力 s、 ミラー調にはならず黒背景あるいは白背景となるが、 反射型偏光板 6 5を取り 去り、 第 3の偏光板 6 4だけで構成することや、 反射型偏光板 6 5を通常の吸収型 偏光板に置き換えて構成することも可能である。
さらに、 この実施形態では、 第 1の液晶素子 6 0と第 2の液晶素子 6 2には、 9 0 ° ツイス トの T N液晶素子を用いたが、 1 8 0 ° 〜2 7 0 ° ツイス トの S T N液 晶素子を用いたり、 S T N液晶素子に位相差板やねじれ位相差板を追加した液晶表 示装置を用いることも可能である。
また、 この実施形態では、 第 2の液晶表示装置 6 3にはシャツタ部 4 7を 1つし か設けなかったが、 シャッタ部を複数設けることも勿論可能である。
この実施形態では、 第 1の液晶表示装置 6 1 と第 2の液晶表示装置 6 3を備える 2層式液晶表示装置について説明したが、 この発明による液晶表示装置の駆動方法 を通常の液晶表示装置に用いることによって、 マーク部やアイコン部分のコントラ ス トを強調したり、 中間調表示とすることも可能である。 産業上の利用可能性
以上の説明から明らかなように、 この発明による時計は、 複屈折カラー方式の液 晶表示装置を備え、 液晶表示部に時刻表示部とマーク表示部を設け、 マーク表示部 をマルチカラー表示することによってカラフルでファション性に富んだ表示が可能 である。
しかも、 階調機能のない通常の白黒表示用の液晶駆動用 I Cを用いて、 複屈折力 ラー方式の液晶表示装置を駆動することによってマルチカラー表示を実現したので、 低コス トで消費電力が少ないマルチカラ一表示が可能な力ラフルな時計を提供する ことができる。
また、 第 3の実施形態のように第 1の液晶表示装置の上部に第 2の液晶表示装置 を配置した 2層式液晶表示装置を備えた時計は、 第 2の液晶表示装置のコントラス トが高く、 且つ中間調表示が可能になるので、 明るく且つ明るさ調整機能を有する ファッション性の高い時計を提供することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 第 1の電極を有する透明な第 1の基板と第 2の電極を有する透明な第 2の基板 との間にネマチック液晶を封入してなる液晶素子と、 該液晶素子を挟んでその両側 に設けた 1組の偏光板と、 その一方の偏光板の前記液晶素子と反対側に配置した反 射板とからなる液晶表示装置と、
前記液晶表示装置を駆動する駆動モジュールと、
前記液晶表示装置および前記駆動モジュールを収納するケースと、
から構成した時計において、
前記液晶表示装置の表示部が、 単一色で表示する時刻表示部と、 複数色で表示す るマーク表示部とを備え、
前記駆動モジュールに、 前記時刻表示部の前記第 1の電極には走査信号を印加し、 前記マーク表示部の前記第 1の電極にはデータ信号を印加し、 前記時刻表示部とマ ーク表示部の第 2の電極にはいずれもデータ信号を印加して、 前記液晶表示装置を 駆動する液晶駆動回路を設けたことを特徴とする時計。
2 . 請求の範囲第 1項に記載の時計において、
前記液晶表示装置の反射板が半透過反射板であり、
前記ケース内の前記液晶表示装置と駆動モジュールとの間に、 該液晶表示装置を 前記半透過反射板を通して照明するバックライ ト装置を設けたことを特徴とする時 計。
3 . 請求の範囲第 1項に記載の時計において、
前記液晶表示装置における前記液晶素子とその視認側の前記偏光板との間に、 位相差板を設けた時計。
4 . 請求の範囲第 2項に記載の時計において、 前記液晶表示装置における前記液晶素子とその視認側の前記偏光板との間に、 位相差板を設けた時計。
5. 請求の範囲第 1項に記載の時計において、
前記液晶表示装置における前記液晶素子とその視認側の前記偏光板との間に、 ねじれ位相差板を設けた時計。
6. 請求の範囲第 2項に記載の時計において、
前記液晶表示装置における前記液晶素子とその視認側の前記偏光板との間に、 ねじれ位相差板を設けた時計。
7. 前記液晶素子は、 前記ネマチック液晶が 180° 〜270° ツイス ト配向して いる S TN液晶素子であり、 その液晶の複屈折性である Δ nと、 該液晶素子のギヤ ップ dとの積である Δ n d値が 1 300 ηπ！〜 1 600 nmである請求の範囲第 1 項 1に記載の時計。
8. 前記液晶素子は、 前記ネマチック液晶が 1 80° 〜270° ツイス ト配向して いる S TN液晶素子であり、 その液晶の複屈折性である Δ nと、 該液晶素子のギヤ ップ dとの積である Δ n d値が 1 300 η π！〜 1 600 nmである請求の範囲第 2 項に記載の時計。
9. 前記液晶素子は、 前記ネマチック液晶が 180° 〜270° ツイス ト配向して いる S TN液晶素子であり、 その液晶の複屈折性である Δ nと、 該液晶素子のギヤ ップ dとの積である Δ n d値が 1 500 ηπ！〜 1 800 nmであり、 前記位相差板 のリタデーション値が 1600 ηπ！〜 1 900 n mである請求の範囲第項 3項に記 載の時計。
10. 前記液晶素子は、 前記ネマチック液晶が 180° 〜270° ツイス ト配向し ている S TN液晶素子であり、 その液晶の複屈折性である Δ nと、 該液晶素子のギ ヤップ dとの積である Δ n d値が 1 5 00 nm〜 1 8 00 nmであり、 前記位相差 板のリタデーション値が 1 6 0 0 ηπ！〜 1 9 00 n mである請求の範囲第項 4項に 記載の時計。
1 1. 前記位相差板が、 遅相軸の屈折率を n x、 遅相軸と垂直方向の屈折率を n y、 厚さ方向の屈折率を n z としたとき、 n x >n z〉 n yの関係となる位相差板であ る請求の範囲第 3項に記載の時計。
1 2. 前記位相差板が、 遅相軸の屈折率を n x、 遅相軸と垂直方向の屈折率を n y、 厚さ方向の屈折率を n z としたとき、 n x > n z > n yの関係となる位相差板であ る請求の範囲第 4項に記載の時計。
1 3. 前記液晶素子は、 前記ネマチック液晶が 1 80° 〜 2 70° ツイス ト配向し ている S TN液晶素子であり、 その液晶の複屈折性である Δ nと、 該液晶素子のギ ヤップ dとの積である Δ n d値が 1 5 00 η π！〜 1 8 00 nmであり、 前記ねじれ 位相差板の Δ n d値が 1 400 η π！〜 1 800 n mである請求の範囲第 5項に記載 の時計。
14. 前記液晶素子は、 前記ネマチック液晶が 1 8 0° 〜2 70° ツイス ト配向し ている S TN液晶素子であり、 その液晶の複屈折性である Δ nと、 該液晶素子のギ ヤップ dとの積である Δ n d値が 1 500 ηπ！〜 1 8 00 η mであり、 前記ねじれ 位相差板の Δ n d値が 1 400 ηπ！〜 1 800 n mである請求の範囲第 6項に記载 の時計。
1 5. 第 1の電極を有する透明な第 1の基板と第 2の電極を有する透明な第 2の基 板との間にネマチック液晶を封入してなる第 1の液晶素子と、 該第 1の液晶素子を 挟むようにその外側に設けた 1組の偏光板と、 その一方の偏光板の前記液晶素子と 反対側に配置した反射板とからなる第 1の液晶表示装置と、
第 1の電極を有する透明な第 1の基板と第 2の電極を有する透明な第 2の基板と の間にネマチック液晶を封入してなる第 2の液晶素子と、 該第 2の液晶素子の視認 側に設けた第 3の偏光板とからなる第 2の液晶表示装置と、
前記第 1 , 第 2の液晶表示装置を駆動する駆動モジュールと、
前記第 1， 第 2の液晶表示装置および前記駆動モジュールを収納するケースと、 から構成し、 前記第 1の液晶表示装置の視認側に前記第 2の液晶表示装置を配置し たた時計であって、
前記駆動モジュールに、 前記第 1の液晶素子の第 1の電極には走査信号を印加す るとともに前記第 2の電極にはデータ信号を印加し、 前記第 2の液晶素子の第 1の 電極および第 2の電極にはデータ信号を印加して、 前記第 1， 第 2の液晶表示装置 を駆動する液晶駆動回路を設けたことを特徴とする時計。
1 6 . 請求の範囲第 1 6項に記載の時計において、 前記第 2の液晶表示装置におけ る前記第 2の液晶素子の視認側と反対側に反射型偏光板を設けた時計。
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