專利名稱：有電光單元和光電電池的顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示器，有光電電池和位于光電電池前面的電光單元，它有透明區(qū)，用以使入射光透射到光電電池。
美國專利US-4095217公開了這種顯示器，它能用在如計(jì)算器和數(shù)字式手表的電子設(shè)備中。為了減小外來光的反射和提高對比度，該顯示器包括其兩個面上設(shè)置的偏光鏡和在正面偏光鏡上的濾光鏡的向列液晶顯示單元。在背面偏光鏡的背面上加例如硅電池的太陽能電池，它用作液晶顯示器的反光器，同時，使到達(dá)太陽能電池的光能中沒有被反射的部分能轉(zhuǎn)換成操作設(shè)備用的電能。
這種配置的一個缺點(diǎn)是，由這種類型的由太陽能電池反射的光的顏色不能引起注意。特別是，硅光電池是無光澤的暗色，個別情況下是淺棕色或淺灰色，因此它不適用于那些在審美外觀上扮演重要角色的產(chǎn)品，例如鐘表等。
為了克服該缺點(diǎn)，提出在液晶顯示器與光電電池之間插入薄膜，使反射到顯示器上的光有所需的顏色。例如，在Espacenet數(shù)據(jù)庫中公布摘要中的日本專利JP 60-147720A的文摘中披露，在液晶顯示器的背面設(shè)置選擇反射濾光鏡，朝它反射特定波長的光，例如蘭光。透過濾光鏡的被透射的光被吸收層吸收，該吸收層可以是太陽能電池。穿過液晶區(qū)的光在透明模塊中向下反射，因此，觀察者看到這些區(qū)域呈黑色。相反、分散模塊中的液晶區(qū)中，被反射的蘭光被這些液晶區(qū)分散，因此，觀察者看到在黑色背景上的蘭色。這種液晶顯示結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是，允許自由選擇顯示在漫射區(qū)中的顏色，但背景始終是黑色。而且，顯示區(qū)中的這種濾光層要吸收一定量的光能，這就減小了能轉(zhuǎn)換成電能的能量。另一方面，在液晶顯示器后面希望還有其它元件的情況下，例如，模擬和數(shù)字式顯示組合情況下的手表，這些元件會出現(xiàn)減去了由濾光鏡反射的光的顏色。
歐洲專利EP-0814365也公開了一種顯示器，包括，從頂?shù)降祝壕卧?，它有在透明狀態(tài)與漫射狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的區(qū)域；反射率為5％至50％的反射層；它反射可見光區(qū)域中的特定顏色；和可以是太陽能電池的吸收層。為了使足夠的能量透射到太陽能電池，反射層對可見光的剩余部分和遠(yuǎn)紅外線區(qū)域中的光有小吸收性有最大的透光性。濾光鏡用25至30層的介質(zhì)膜構(gòu)成，或者用金屬膜構(gòu)成。某些情況下，這些膜淀積在太陽能電池上。但是，如日本專利60-147720A中所公開的這種結(jié)構(gòu)，要求在兩個單元之間放置半反射層，該結(jié)構(gòu)也有同樣的缺點(diǎn)。
本發(fā)明為了避免在序言中所述的顯示器的缺點(diǎn)，其特征是，設(shè)置光電電池，以反射透過電-光單元的光中預(yù)定的可見光波長的光，使它在電-光單元后面形成有色反光鏡。
換句話說，光電電池本身經(jīng)過它的一層或幾層有效層，按電-光單元方向反射所需顏色的光，而不必在兩個單元之間設(shè)置其它的濾光層或反射層。
隨后，選擇觀察者能從中看到電-光單元的透明區(qū)的顏色，它通常形成顯示單元的背景色。按電-光單元的性能特征和結(jié)構(gòu)確定有本身顏色的顯示單元的其它區(qū)域，這些區(qū)域的顏色與背景色有明顯的反差。插在電光單元和光電電池之間的任一元件會由顯示單元的透明區(qū)中被看到它自身的顏色，而且，最好是使元件的顏色是背景色，以達(dá)到要求的美學(xué)效果。光電電池上的反射也可以是定向反射器類型，但也有輕微的漫射反射，以便去掉不需要的光學(xué)效果。
發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述預(yù)定波長的光的反射是在包括光電電池的透明頂電極的多層反射濾光鏡上反射。通過使用與透明電極構(gòu)成光電電池的一個整體部件的這種反射模式，不用附加能吸收光的任何光學(xué)元件，就能得到顏色反射，因此，允許最大的光能轉(zhuǎn)換成電能。這方面對于用蓄電池的長期獨(dú)立操作的便攜式電子設(shè)備，如手表，特別重要。
本發(fā)明的另一實(shí)施例中，光電電池包括半透明金屬頂電極，它構(gòu)成所述的有色反射鏡。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)通過以下參見附圖用無限制的實(shí)例對各實(shí)施例的詳細(xì)說明將變得更清楚。其中

圖1是裝有顯示器的手表的橫截面圖，包括液晶顯示單元，和半導(dǎo)體光電電池，液晶顯示單元處于完全透明的第一轉(zhuǎn)換狀態(tài)；圖2是圖1所示手表的頂視圖；圖3和圖4是與圖1和圖2相同的圖，液晶顯示單元處于第二轉(zhuǎn)換狀態(tài)，該狀態(tài)中，它顯示反射在背景色上的不透明字符的一條信息；圖5是根據(jù)本發(fā)明被用作反射鏡的硅光電電池的第一實(shí)施例的局部剖視圖，圖1到圖4示出構(gòu)成的手表表盤；圖6與圖5相似，是光電電池的第二實(shí)施例的局部剖視圖；圖7與圖5相似，是光電電池的第三實(shí)施例的局部剖視圖；圖8是按圖5所示結(jié)構(gòu)得到的在不同硅厚度和透明頂電極配對時反射率與波長的函數(shù)關(guān)系曲線。
圖9是圖8所示反射光譜的結(jié)構(gòu)用的反射光的RGB座標(biāo)圖。
圖10是分別按圖5，6和7所示結(jié)構(gòu)得到的在選擇各自不同的硅厚度和透明頂電極配對時反射率與波長的函數(shù)關(guān)系曲線；圖11是圖7和圖10所示(曲線86)的一種情況中用的染色劑的吸收光譜；和圖12至14是按本發(fā)明的顯示器的三個其它實(shí)施例的示意圖，按顯示器的簡化的垂直剖視圖形式和正視圖形式畫出。
以下將說明本發(fā)明在諸如手表的計(jì)時器應(yīng)用范圍內(nèi)的情況。但是，本發(fā)明不限于該應(yīng)用范圍，在其它需要數(shù)字顯示的應(yīng)用中本發(fā)明也是很有利的，特別是便攜式電子設(shè)備，如計(jì)算器，電話機(jī)，電子游戲機(jī)，測試儀器等，或者，固定設(shè)備，如計(jì)算機(jī)的熒光屏或廣告板或路標(biāo)中本發(fā)明均有用。
參見圖1至圖4，畫出了手表類的計(jì)時器，它包括沒有后蓋4的普通形式的外殼2。其中，裝有電子鐘表移動機(jī)構(gòu)6和用接觸彈簧10固定在后蓋4上的蓄電池8。移動機(jī)構(gòu)6包括電子計(jì)時電路，它經(jīng)控制電路與驅(qū)動秒針12，分針14和時針16的驅(qū)動器(沒畫)相連。秒針12，分針14和時針16在表盤18上移動，在圖2中能看到時間顯示符號20。外殼2最好用透明表蒙22按常規(guī)方式閉合，表蒙22覆蓋整個顯示器。
表1還包括有兩個疊加的顯示裝置的顯示器，它們分別是頂顯示裝置24和底顯示裝置26。圖示的實(shí)例中，底顯示裝置26包括顯示時間相關(guān)數(shù)據(jù)的顯示機(jī)構(gòu)，特別是由針12，14，16和表盤18構(gòu)成的模擬時間顯示機(jī)構(gòu)。
表盤18由硬襯底構(gòu)成，它的頂表面用光電池(也叫太陽能電池)61覆蓋，或者用幾個并列的和串聯(lián)連接的電池構(gòu)成的電池組覆蓋，該電池組經(jīng)移動機(jī)構(gòu)6中包含的充電電路向蓄電池8充電。該電池或電池組作為顯示器24的反光器。表盤的結(jié)構(gòu)以后會說明。
在其他情況之中，頂顯示裝置24可以是這里引作參考的EP-0926574和EP-0939331中所述的任何類型的顯示裝置。它包括在底顯示裝置26與透明表蒙22之間延伸的電-光單元28，例如液晶單元。圖示例中，該頂顯示裝置24覆蓋表盤18的整個表面。不用說，另一實(shí)施例中，頂顯示裝置24能構(gòu)成表1的表蒙22。頂顯示裝置24設(shè)置成使電-光單元28處于透明的第1轉(zhuǎn)換狀態(tài)，使用底顯示裝置26，即指針12，14和16和表盤18顯示的數(shù)據(jù)看得見。按本發(fā)明的顯示裝置的這種構(gòu)形示于圖1和圖2中。而且，頂顯示裝置26設(shè)置成顯示例如字母類的一條數(shù)據(jù)的電-光單元28，處于第二轉(zhuǎn)換狀態(tài)。按本發(fā)明的顯示器的轉(zhuǎn)換構(gòu)形示于圖3和4中。
用集總在移動機(jī)構(gòu)6中的控制裝置(沒畫出)確保電-光單元28從第一狀態(tài)轉(zhuǎn)換到第二狀態(tài)和相反的轉(zhuǎn)換。這些控制裝置經(jīng)常規(guī)的連接件32a，32b連接到電-光單元28，給它供給控制電壓。圖示例中，連接件32a，32b還構(gòu)成表盤18的頂邊緣與單元28的底邊緣之間的凸臺。
單元28可以是處在第二轉(zhuǎn)換狀態(tài)中的吸收型、漫射型或反射型的帶液晶的電-光單元。
按優(yōu)選實(shí)施例，電-光單元28是雙向列型(TN或STN)液晶單元。該單元28包括透明的前襯底34，透明的后襯底36和密封框架38，密封框架與兩個襯底34和36一起界定一個空腔，該空腔中裝有液晶層。襯底34和36的相對面包括用例如銦/錫氧化物(ITO)制成的透明電極40和42。圖示例中，前襯底34載有分段的電極40、允許顯示字符，而后襯底36載有在它整個表面上延伸的電極42。電極40和42經(jīng)位于空腔外邊的接觸盤44連接到連接件32a和32b。單元28還包括在表蒙22的側(cè)面上的線性偏光鏡46和在表盤18的側(cè)邊上的與膽甾醇膜50相連的四分之一波長板48。
由四分之一波長板48和膽甾醇膜50構(gòu)成的組件可用例如有3M制造的DBEF型或RDF-C型寬頻帶的反射偏光鏡代替，或者，用選擇要顯示的字符或符號段的顏色來選擇反射型偏光鏡來代替。
偏光鏡46的類型最好是有高偏光和透射效率的偏光鏡，如按LLC25618SF標(biāo)準(zhǔn)由日本Sanritsu公司制造的偏光鏡。
注意，按另一實(shí)施例，液晶單元28單元可用這里引作參考的EP-0600349中所述的彩色顯示器代替。
按另一實(shí)施例，單元28能選擇膽甾醇膜50，能反射與預(yù)定顏色對應(yīng)的波長或可見光譜中的部分。它能按表面色的補(bǔ)償色選擇顯示數(shù)據(jù)，因此，提高了對比度，并改善了顯示器的外觀。
電壓加到電極42和某個電極40之間時，使位于這些電極40、42之間的片段從透明狀態(tài)變換成吸收狀態(tài)，反射狀態(tài)或漫射狀態(tài)。
由于電-光單元28是在90°扭轉(zhuǎn)變成向列液晶單元，偏光鏡46是常規(guī)的線性偏光鏡，四分之一波長板48按環(huán)形方式使光向右旋，膽甾醇膜50左旋絞擰。因此，單元28處于完全透明的第一轉(zhuǎn)換狀態(tài)(圖1和2)，即，電壓不加到電極40、42的終端時(沒轉(zhuǎn)換的狀態(tài))。這種狀態(tài)用圖1中的光線Z1指示，可以看出它穿過單元28被表盤18反射。另一方面，單元28在第2轉(zhuǎn)換狀態(tài)中，它的轉(zhuǎn)換區(qū)域中(圖3和4)是吸收型、反射型或漫射型，即，電極40、42上加電壓的(轉(zhuǎn)換)狀態(tài)。該第二狀態(tài)用圖3中的光線I2指示，在此能看到光被單元28反射。因此，在反射背景上顯示無光澤的暗色數(shù)據(jù)51，不透明度由膽甾醇膜50的反射色確定，背景由表盤18的顏色確定。
表盤18實(shí)際上用作多層反射濾光鏡，把背景色光送到圖1至4所示手表的文字液晶顯示單元上，表盤18最好用圖5至7所示的一種光電池61構(gòu)成。電池的這些類型在歐洲專利申請EP-99126005.0中也有說明，該EP申請?jiān)诒旧暾埖纳暾堉者€沒公開。
參見圖5，光電池61包括用作電池底電極63的金屬襯底62。襯底62最好用不銹鋼制造，但是，其它材料，如鋁和涂有鉻的金屬襯底也能用。襯底的頂表面64反射光，以定向反射或漫射的方式反射，以提高能量效率。優(yōu)選實(shí)施例中，襯底62支承導(dǎo)電類型分別為n、i、p的三層薄的半導(dǎo)體材料層65、66和67構(gòu)成的疊層，以構(gòu)成n-i-p或p-i-n結(jié)光電二極管的實(shí)際元件，圖中用數(shù)字68指示。該半導(dǎo)體材料最好是加氫的非晶硅(a-SiH)。該硅疊層上加薄的導(dǎo)電氧化物層(TCO)構(gòu)成的透明頂電極69，如摻錫的銦氧化物(ITO)層，或摻銻的氧化銦層，或摻氟化物的氧化銦層，摻鋁的氧化鋅層。
在表中，用常規(guī)方式把電極63和69有效地連接到用電池61構(gòu)成的表盤18的邊緣上的蓄電池的充電電路中心孔71被安排穿過表盤，以允許表把的軸穿過。
當(dāng)然，底電極63可包括用與襯底62不同的材料制成的反射金屬層，結(jié)果，襯底材料與相鄰的n型或p型層65不兼容。這種金屬層本身構(gòu)成了在用不導(dǎo)電材料制成的襯底上的電極63。
可用常規(guī)方法淀積半導(dǎo)體和TCO層，允許仔細(xì)控制膜層厚度，例如，用RF等離子淀積法淀積半導(dǎo)體層，用陰極濺射淀積TCO層。批量制造這種光電電池的方法實(shí)例已在美國專利US-4485125和US-5457057和歐洲專利EP-948060中公開。
這種情況下，硅層構(gòu)成有源光電二極管部件68，總厚度控制在e2，并且折射率的實(shí)部分約為4。ITO膜形成頂電極69，它的控制厚度為e1，而有效折射率約為2，這種膜層的具體情況下的吸收可以忽略不計(jì)。之后，在空氣與金屬襯底之間設(shè)置光電電池的兩個結(jié)構(gòu)層68和69，用界面64、72和73形成光干擾系統(tǒng)，它的反射率為R(λ)，式中λ是入射光70的波長，它的光譜強(qiáng)度為I0(λ)。電池61反射的光74的光譜強(qiáng)度為I0(λ)R(λ)，反射的光74的彩色外觀與折射率確定的反射率R(λ)和干擾系統(tǒng)的元件厚度相關(guān)，干擾系統(tǒng)構(gòu)成多層反射濾光鏡。
知道已知用于制造光電電池的材料的折射率，可用該折射率計(jì)算干擾反射光譜，和與厚度e1和e2成函數(shù)關(guān)系的相應(yīng)的色彩系數(shù)，選擇給出所需顏色的厚度組合并考慮所采用的限制條件，使光電電池具有好的電特性和機(jī)械特性。用有其它折射率的其它材料也能進(jìn)行同樣的操作。
當(dāng)然，也能用其它半導(dǎo)體材料代替硅來構(gòu)成光電二極管。以黃銅礦類半導(dǎo)體為基礎(chǔ)的多層薄膜的光電電池為例，薄層電池具體包括CU(In，Ga)，Se2和CulnS2(也叫CIGS和CIS)和CdTe。這些材料的折射率對經(jīng)干擾得到彩色反射的適應(yīng)性較小，但仍有可能。
圖6是第二實(shí)施例，其中，參見圖5所述的光電電池61的結(jié)構(gòu)用透明或不透明漆層76加在頂電極69上制成。該漆層的折射率約為1.5，厚度為1μm至幾十微米數(shù)量級，由于它的折射率與電極69的折射率不同，改善了后續(xù)干擾系統(tǒng)的反射率R(λ)。而且，不透明漆膜再現(xiàn)了常規(guī)表盤的漂亮外觀，而減少或消除了與反射光的干擾有關(guān)的角度。本例中，漆膜層76沒有真正的吸收，即，它本身是無色的。由于漆膜76的厚度較大，它對干擾反射的影響唯一值得注意的是，它的折射率改善了漆膜和頂電極69之間的界面的光學(xué)條件。而且，漆膜對電極69構(gòu)成了機(jī)械和化學(xué)保護(hù)。
圖7示出第三實(shí)施例，其中，參見圖5所述的光電電池61的結(jié)構(gòu)用加在頂電極69上的透明的或有輕度不透明的一層彩色漆膜78構(gòu)成。除了能提供與無色漆膜76相同的效果外，彩色漆膜78有透光光譜T(λ)，它能改善經(jīng)回旋光譜(Convoluting Spectra)I0(λ)，R(λ)和T2(λ)得到的光譜的反射光74。用該方式，所以改善被反射光的顏色，例如，除去干擾反射光譜中的某些不希望有的部分。這就可以用本發(fā)明的原理獲得大量的顏色的細(xì)微差別。
圖8是有圖5所示結(jié)構(gòu)的三對不同厚度e1和e2的光電池的三個實(shí)例的反射率R與波長λ的函數(shù)關(guān)系光譜曲線圖；圖9畫出了這三個實(shí)例的紅色(R)，綠色(G)和蘭色(B)的座標(biāo)圖。
譜線81是連續(xù)線，它與磚的厚度e2＝280nm，ITO的厚度e1＝80nm相對應(yīng)。按圖9，主要是蘭光被反射。
譜線82是點(diǎn)劃線，相應(yīng)的是與上述例中的ITO的厚度相同e1＝80nm，但是硅的厚度e2＝420nm。從譜線看到，它是緣光區(qū)和紅光區(qū)的改進(jìn)譜線，被反射的光也主要是蘭光，但稍有差別。與a-SiH制成的光電二極管68一起，這種配置從能量的觀點(diǎn)看是很好的，因?yàn)樵诓ㄩL范圍500-650nm中，在光能大于90％的這種情況下選擇地鏡面透射，其中a-Si∶H有光轉(zhuǎn)換成電能的最高效率。a-SiH光電二極管工作的部分光譜中，有約20％的光被光電池反射，約有80％的光被光電池吸收。
譜線83是斷劃線，e2＝420nm，與上述例相同，但I(xiàn)TO的厚度e1＝60nm而不是上述例的e1＝80nm。從譜線看出，在幾個區(qū)域有很大改進(jìn)，被反射的光主要是深紅色光。由此認(rèn)為，在上述例中ITO電極的厚度起重要作用。
圖10是分別有圖5、6和7所示結(jié)構(gòu)的硅厚度e2＝450nm，ITO厚度e1＝90nm相同配對的光電池的三個實(shí)例的反射率R與波長λ的函數(shù)關(guān)系的光譜曲線圖。譜線84是連續(xù)線，它與圖5所示的任何形式的漆相關(guān)，受強(qiáng)蘭光控制。譜線85是點(diǎn)劃線，與圖6所示的折射率為1.5厚度為幾微米的無色漆膜層76有關(guān)。與譜線84相比，蘭光大大減少，而綠光和紅光極明顯。譜線86是斷劃線，與圖7所示的混有蘭染色劑的漆膜層78的形式相關(guān)，它的吸收光譜(λ)示于圖11中，漆膜厚度為幾微米。從譜線看出，加染色劑可以降低被反射的光的量，特別是減少黃色和紅色光的被反射量。
由表盤18的每個光電電池61反射的有色光通過頂部液晶顯示器24的透明部分后再到達(dá)觀察者的被反射的有色光是不變的。因此，在圖1和圖2的情況下，除了指針和表把外，給表盤18提供全色，圖3和圖4所示情況下，經(jīng)過有表盤顏色的透明物體能看到有其自身顏色的在背景上由頂顯示器24顯示的數(shù)據(jù)51。但是，也可能看到相反的設(shè)置，即經(jīng)電極40的適當(dāng)設(shè)置由液晶單元的透明區(qū)顯示數(shù)據(jù)51。在由膜50確定顏色的背景上將會顯示有表盤顏色的顯示的符號字符。
注意，觀察者看到定在表盤上的表把和指針自身的顏色沒變，因?yàn)楸尘吧怯伤谋趁娣瓷浯_定的。
不用說，電-光單元28可以是其它類型的，它處于第一轉(zhuǎn)換狀態(tài)。是透明的，也可以是在第二轉(zhuǎn)換狀態(tài)是反射或混濁的。
也能選擇其它類型的液晶單元，例如，反PDLC單元，向列凝膠和膽甾醇結(jié)構(gòu)單元，動態(tài)漫射型單元，或穩(wěn)定的膽甾醇晶體結(jié)構(gòu)聚合物(PSCT)型單元，甚至是電解單元或電化學(xué)單元。
這些類型的單元的結(jié)構(gòu)和工作均是本行業(yè)技術(shù)人員公知的，不再詳述。
關(guān)于向列凝膠和膽甾醇結(jié)構(gòu)類型電池的結(jié)構(gòu)的操作的完全說明參見美國專利US-5188769和歐洲專利EP-0451905。
關(guān)于彌散的液晶聚合物類型PDLC單元的結(jié)構(gòu)和操作的完全說明參見美國專利US-4435047。注意，若希望獲得在非轉(zhuǎn)換狀態(tài)是透明的，和在轉(zhuǎn)換狀態(tài)是不透明和反射的單元，則應(yīng)選反PDLC型單元。
關(guān)于動態(tài)彌散類型單元的結(jié)構(gòu)和操作的完全說明參見B.Bahadur編輯的“Liquid Crystals Applications and Uses”Vol.1，P196-227。
當(dāng)然，所述的所有類型的顯示單元可以用電極矩陣網(wǎng)絡(luò)被動尋址，或者，用非線性元件，如薄膜晶體管TFT；薄膜晶體管MIM金屬-絕緣體-金屬，或二極管主動尋址。
關(guān)于PSCT類型單元的結(jié)構(gòu)和操作的完全說明參見美國專利US-5437811。
關(guān)于電解類型單元的結(jié)構(gòu)和操作的完全說明參見Duchene et al“Electrolytic Display”SID 1978.Page 34-37。注意，在非轉(zhuǎn)換狀態(tài)這種單元是透明的，在轉(zhuǎn)換狀態(tài)這種單元是不透明和反射的。
關(guān)于電化學(xué)單元的不同類型的實(shí)例參見C.M.Lampert andC，G.Granqvist的“l(fā)arge-Area ChronogenicsMaterials andDevices for Transmittance Control”，Part 9Electro chromicDevices，Pages 14 to 549，SP1E Optical EngineeringPress.1990。
按本發(fā)明的顯示器允許有隨轉(zhuǎn)換狀態(tài)和電-光單元類型變化的不同顯示構(gòu)形，并由光電電池產(chǎn)生電能。
參見圖12至14，描述按本發(fā)明的顯示器的三個其它的實(shí)例，并指示出到達(dá)光電二極管的入射光的比例。注意，在這些情況下無模擬顯示。
圖12所示結(jié)構(gòu)中，電光單元28和光電池61與參見圖1至圖7所述的那些類型相同。但是，為了透過最大光量，電光單元最好是無任何偏光鏡的類型的單元，例如，電化學(xué)單元，并且該光電池是圖5所示類型的光電池。箭頭所指的入射光I，穿過電-光單元28的透明區(qū)90后，在光電池61上部分被反射，形成彩色顯示背景91，當(dāng)在此，光被吸收，在不透明區(qū)92中形成黑色的顯示字符93。
當(dāng)然，若電光單元是設(shè)有兩個不反射的線性偏光鏡的TN或STN型的常規(guī)液晶單元，顯示也同樣能出現(xiàn)，但是這種電池只允許較少量的光透過，因?yàn)槠忡R的固有吸收造成光電電池供給的電能減少。
按圖12的相同結(jié)構(gòu)，可用沒有任何偏光鏡的其它類型的電-光單元，特別能用向列凝膠型液晶單元，但是，這種單元中，不透明區(qū)92是混濁的，于是字符93是白的，像在圖13的底圖中一樣。
按圖13所示結(jié)構(gòu)中，液晶電-光單元28是包括前偏光鏡94和反射的背偏光鏡95類型的單元，在第二轉(zhuǎn)換狀態(tài)中它給區(qū)域96構(gòu)成的字符93有特定的顏色，最好是亮色，因此，在暗色背景91上出現(xiàn)亮色字符93，即，少量入射光將被反射到光電電池61上。
按圖14的結(jié)構(gòu)，電-光單元28可以是參見圖12和13所述類型中的任何類型的單元。但是，這類光電池61的頂電極99用半反射(transflective)金屬膜構(gòu)成，即，由半透明和半反射的膜構(gòu)成。這類單元已在歐洲專利EP.0872783中披露，它可以對入射光有色反射，特別是，若電極用金或銅制造，并且，電極涂有彩色保護(hù)膜時，這種單元能彩色反射入射光。這種反射給出亮金屬外表的背景91，而字符93可能是其它色或黑色，像圖12所示情況一樣。
下表給出了對應(yīng)圖12和14的不同情況下能被光電池吸收的入射光I的部分A的典型值。這些值是元件的不同透射系數(shù)T的函數(shù)。列LCD型1對應(yīng)沒有普通線性偏光鏡的通用液晶單元。列LCD型2對應(yīng)無任何偏光鏡的通用液晶單元，例如，有向列凝膠的液晶單元。多層反射濾光鏡的情況是圖8中曲線82所示，經(jīng)反射提供紫蘭色背景，有圖12所示的配置。金屬鏡的情況下，透過鏡子的光量是30％，與圖14所示配置結(jié)構(gòu)對應(yīng)。
上述實(shí)施例表明，本發(fā)明為本行業(yè)技術(shù)人員提供了設(shè)計(jì)顯示器組件的方法，包括液晶顯示或其它顯示，光電池，或是電池組，有可能的最簡單的結(jié)構(gòu)和足夠大的效率，并有預(yù)定的引起注意的顏色。這些顯示器組件最好用在那些外觀漂亮是很重要的指標(biāo)的便攜式設(shè)備中。特別適合用于手表或諸如計(jì)算器，電話，個人數(shù)字式輔助設(shè)備或電顯示廣告等更譜遍的設(shè)備中。
權(quán)利要求
1.顯示器，包括光電電池(61)和電光單元(28)，電光單元(28)設(shè)置在光電電池(61)的前面并有透明區(qū)，入射光透過該透明區(qū)透射到光電電池，其特征是，設(shè)置光電電池(61)，以反射通過電光單元(28)的透射過的光中的預(yù)定的可見光波長的光，使位于電光單元后面的光電電池構(gòu)成彩色反光器。
2.按權(quán)利要求1的顯示器，其特征是，電光單元(28)是液晶單元。
3.按權(quán)利要求1的顯示器，其特征是，電光單元(28)是電化學(xué)類型或電解類型電光單元。
4.按權(quán)利要求1的顯示器，其特征是，電光單元(28)包括在它的不透明區(qū)中供給入射光的彩色反射的裝置(48，50)。
5.按權(quán)利要求1至4中的任一權(quán)利要求的顯示器，其特征是，所述預(yù)定的波長的反射是經(jīng)包括光電電池(61)的透明頂電極(69)的多層反射濾光鏡的干擾反射。
6.按權(quán)利要求5的顯示器，其特征是，光電電池包括反射襯底(62)或底反射電極(63)構(gòu)成的內(nèi)部反光鏡，和其有效折射率大于所述頂電極(69)的折射率的半導(dǎo)體材料構(gòu)成的有源光電二極管部件(68)。
7.按權(quán)利要求6的顯示器，其特征是，半導(dǎo)體材料是加氫的非晶硅。
8.按權(quán)利要求7的顯示器，其特征是，有源硅光電二極管部件(68)的厚度(e2)范圍是100-600nm，頂電極(69)的厚度(e1)的范圍是60-300nm，配對所述的厚度確定被反射光(74)的顏色。
9.按權(quán)利要求8的顯示器，其特征是，硅制成的有源光電二極管部件(68)的厚度(e2)范圍是250-450nm，頂電極的厚度(e1)范圍是70-150nm。
10.按權(quán)利要求5的顯示器，其特征是，所述頂電極(69)覆蓋有透明的或輕度混濁的漆層(76，78)。
11.按權(quán)利要求10的顯示器，其特征是，所述漆層(78)含染色劑或色素。
12.按權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求的顯示器，其特征是，光電電池(61)包括形成所述彩色反光器的半透明金屬頂電極(69)。
13.按權(quán)利要求1的顯示器，其特征是，它包括位于電光單元前面或位于電光單元與光電電池之間的模擬顯示件(12、14、16)。
全文摘要
被公開的顯示器包括電光單元(28),例如,液晶單元,和作為后者的背面反光鏡的光電電池(61)。為了改善顯示器的外觀,光電電池(61)反射預(yù)定波長的光,因此,電光單元的透明區(qū)(90)中有所需的顏色。特別是反射到包括光電電池的透明電極(69)的多層反射濾光鏡上的被反射的光有顏色。該單元能構(gòu)成表的表盤部件。
文檔編號G04G19/00GK1334480SQ01123248
公開日2002年2月6日 申請日期2001年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月21日
發(fā)明者R·普拉茨, E·紹雷爾, N·巴斯圖爾克 申請人:Eta草圖制造公司