TWI354125B - Mirror with built-in display - Google Patents

Description

1354125 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一用於觀看目的之偏光鏡，其具有一反射一 第一類偏振之光至一觀看側的第一平面，該鏡通過一第二 類偏振之光，且在其非觀看側設有一顯示裝置，該顯示裝 置在使用時提供該第二類偏振之光，該偏光鏡係可在一通 過該第二類偏振之光且反射該第一類偏振之光的狀態，及 一通過二類偏振之光的狀態間切換。 【先前技術】 馨 在此申請案中’一，，供觀看目的之鏡"或"顯示器鏡"指一 鏡，人眼（或如一（紅外線）照相機鏡頭之人工視覺）可經由該 鏡看到外部世界的一反射部份。實例方面，可想到大型鏡， 如浴室之鏡、更衣室中之全高度鏡或甚至鏡面牆。其他實 例係中型尺寸鏡，如卡車之外部鏡或梳妝台鏡。 關於"具有反射第一類偏振之光的一第一平面其意指 一作用為偏振平面之鏡面。在使用時，在照射於一偏振平 面上之一定範圍光波長内的光將被分成二部份，其一被該寒 偏振平面反射，而其中之一通過該偏振平面。通常大多數 人已知的是光區分成具有線性偏振、偏振之垂直方向的二 部份。在此特定應用中，光通常被視為分成右旋及左旋圓 形偏振，但本發明同樣可應用於被分成線性偏振、偏振之 垂直方向。 在實例中根據圓形偏振之顯示器係將提供環形偏振之第 二類的光，並不排除顯示，其確實發射或提供（如具有背光 97662.doc -6- 1354125 之液晶顯示器）線性或非偏振光。如通常由液晶顯示器提供 之線性偏振光’可藉由一 1/4λ波長板轉換成圓形偏振光， 而通常由例如（O)LED顯示器或電漿顯示器提供之非偏振 光可藉由一 1/2λ波長板（阻滯器）轉成圓形偏振光。 一如上述類的顯示器鏡係揭示於2〇〇2年3月18日申請之 審理中歐洲申請案序號02076069.2及2002年10月17日申請 之序號02079306.3(=PHNL 02.1038)中。該鏡之功能可藉由 導入一偏光鏡或反射式偏光器而非一部份反射層於一顯示 裝置前而獲得。 雖然理論上在顯示器模式中，一反射光之完全抑制能以 目前概念達成’然而在鏡模式中，入射光之全反射係可行， 此實際上並未達成。在該審理中歐洲申請案内已顯示各種 可能具體實施例’以便選擇一最佳組合。一特定課題在於 所顯示具體實施例中，係基於工業中可獲得之偏光鏡（經積 層之阻滞器箔片），其中並不保證該鏡表面的光滑度。此 外’在該等具體實施例中的反射不是最佳。 【發明内容】 本發明的目標之一在於至少部分地克服此等問題。 為此目的’一種根據本發明的偏光鏡在其顯示裝置及偏 光鏡間之非觀看側處另具有一可切換偏光器。 該可切換偏光器可在一通過第一類偏振之光且反射第二 類偏振之光的狀態，及一通過二種類偏振之光的狀態間切 換。另一方面’其可在一通過第二類偏振之光的狀態，及 一反射第一類偏振之光的狀態，及一通過二種類偏振之光 97662.doc 1354125 的狀態間㈣。在後者情況中，會提供—阻滞層介於該偏 光鏡及該可切換偏光器間，以從第一類偏振改變偏振之種 類成為第二類偏振，或反之亦然。該可切換偏光鏡及可切 換偏光器的組合確保一在鏡狀態中之高反射。 較佳是該偏光鏡及可切換偏光器係膽固醇型偏光器。 【實施方式】 圖1顯示一用於觀看目的之鏡裝置丨，其在一玻璃板或任 何其他基板4上具有一反射光之鏡2(在此實例中為一膽固 醇型鏡），因此一人3可看到其影像3,（及更遠的背景；未顯 示）。根據本發明，在一狀態中之該鏡（面）僅反射第一類之 偏振（扭轉，如右旋方向）的光，但通過第二類之偏振（相反 之扭轉，左旋）的光。此外，該鏡在其非觀看側設有一顯示 裝置5(也參見圖2)。 在此實例t的顯示裝置5是一液晶顯示裝置，其在二基板 (玻璃或塑膠或任何其他適合材料）間具有一液晶材料7。因 為大多數液晶顯示裝置係根據偏振效應，該顯示器5在使用 中實質上會放射已偏振的光。一般而言，來自一背光丨〇的 光係藉由液晶顯示器效應調變。因為該液晶顯示裝置係根 據一偏振效應，顯示裝置5包含一第一偏光器8及一第二偏 光器（或檢偏鏡）9，其通過一定偏振（扭轉）的光。 如果此一定偏振扭轉的光具有與第二類之偏振相同的偏 振扭轉，其會通過鏡（面）2而沒有任何光的損耗（1〇〇%透射）。 由於大多數液晶顯示裝置係基於線性偏振光的調變，因 此會使用線性偏光器8、9。因為該鏡2係根據一圓形偏振效 97662.doc 1354125 應’來自該顯示器之光係藉由一（未顯示）1/4λ波長板提供一 圓形偏振。 另一方面，在某些應用中，更吸引人的是偏振來自如一 (O)LED或其他顯示器的光，以獲得已顯示資訊相對於在鏡 應用中之反射影像的高對比。 圖3a、3b顯示根據本發明之鏡顯示裝置的一部份，其中 該鏡2係可在一通過第二類偏振之光且反射第一類偏振之 光的狀態（圖3b)，及一通過二種類偏振之光的狀態（圖3a)間 切換。在實例中，鏡2係一可切換之膽固醇型偏光器。 根據本發明，一第二可切換（膽固醇型）偏光器丨丨係設置在 顯示裝置5及偏光鏡2間，該可切換偏光器π係可在一通過 第一類偏振之光且反射第二類偏振之光的狀態，及一通過 二種類偏振之光的狀態間切換。如顯示裝置5，使用一液晶 顯示裝置15，其包括一另一 1/4λ波長板6。因為大多數液晶 顯示裝置係基於線性偏振光的調變，來自該顯示器的光會 藉由一（未顯示）之1/4λ波長板提供一圓形偏振。在此情況下 (圖3a顯示該顯示模式），顯示裝置5發射第二類偏振之光（圓 形（左旋）偏振光，箭頭20)。因為該可切換（膽固醇型）偏光 器11及偏光鏡2均係在一通過二種類偏振之光（關閉狀態）的 狀態’此圓形（左旋）偏振光通過偏光器U及偏光鏡2(箭頭 2〇·、20")，導致一 1〇0%的透射（理論上）。由於相同的原因， 入射光30通過偏光鏡2及偏光器11(箭頭30'、30")，之後在 顯示裝置5中被吸收，雖然在此顯示模式中一些非偏振的光 31(或任何其他虛擬光）可被反射。 97662.doc -9- 1354125 在鏡模式（圖3b)中，顯示裝置5發射第二類偏振（環形（左 旋）偏振光，箭頭20)之光，同時該可切換（膽固醇型）偏光器 II反射第一類偏振（箭頭20’)之光，其再次於顯示裝置5中被 吸收。 偏光鏡2現部分地（5〇%)反射（一偏振扭轉（右旋），在此實 例由箭頭35表示）入射光（箭頭3〇)，且通過環形（左旋）偏振 光（箭頭30' ’剩餘5〇〇/0)。該可切換（膽固醇型）偏光器丨丨再次 反射β亥（左紅）偏振光，而偏光鏡2通過該光（箭頭351、35")， 導致一 100%反射（理論上）。 在圖3的實例中，偏光鏡2及偏光器π均被關閉。此情況 下，在無一反射疊置於其上之情況下觀察到沒有鏡及顯示 器。如果僅該膽固醇型鏡2啟動且變成可穿透，所有起源於 液晶顯示器的光變成透射，而一半的周圍光變成反射。在 此模式中，該顯示器能用作為半鏡面。 在圖3之實例中’所顯示之可切換（膽固醇型）鏡2係與一 相反感知（分別反射左旋及右旋的偏振光）之可切換膽固醇 型偏光器組合。依類似方式之圖4a、4b顯示一具有類似可 切換膽固醇型鏡2之裝置，但此次係與一相同感知之可切換 膽固醇型偏光器組合（二者均是反射左旋（或右旋）偏振 光）。現可獲得參考第3圖描述之相同效應’係藉由在膽固 醇型鏡2及可切換膽固醇型偏光器u間導入一 1/2λ波長阻 滞器12 »該ΐ/2λ波長阻滯器12可為一寬頻阻滯器，但最好 約在570奈米波長中間。結果，實質上所有入射光原則上會 在顯示模式中反射。同時，雜訊光的效應也被減小。通過 97662.doc -10· 1354125 上述膽固醇型偏光器的光可在入射光之較大角度處變成橢 圓形偏振。為了補償該橢圓形，可配合系統中的一負雙折 射使用額外阻滯器。當使用相同感知的膽固醇型偏光器 時，此-阻滞器可例如置放在圖4a、4bu/n波長阻滞器 下。當該等膽固醇型偏光器具有相同感知時，僅使用一具 有一負雙折射的阻滞器，無須1/2λ波長阻滞器。 -可切換膽固醇型偏光器（鏡）2、u可藉由在對掌性向列 相中於非反應性液晶分子出現時，聚合單與雙丙稀酸醋產 生。在聚合作用期間’一些混合物顯示相分離的趨勢。此 趨勢能被各種參數影響。例如，決定動力鏈長度的因素， 例如起始劑濃度及在反射帶之寬度上具有重大影響之uv 強度。如已知，隨著聚合物分子量的增加，其與一單體的 可混合性會降低。在聚合作用中的凝膠内，此一相分離導 致濃度變料生。此#變動係藉由交聯之存在而修正，且 該系統仍維持動態穩定。對於一時間及溫度之函數，未觀 察到均化作用或在網絡結構中之改變。此—相分離也已在 只含有雙丙㈣S旨分子的凝膠中觀察到。也發現到當稱為 激發狀態淬火劑之化合物被加入單體混合物時，可獲得在 膽固醇型鏡之頻寬中的進一步增加。圖5中顯示對於一含有 激發狀態光抑制劑之系統，纟中膽固醇型鏡頻寬中之變化 為時間的函數。可纟到在一定時間後，該頻帶之寬度在達 到-定值前開始增加，在達到一定值後其保持相同。 圖6顯示膽固醇型鏡之頻寬的溫度相依性。隨著溫度增 加該反射頻帶的位置保持幾乎不變且只能在反射帶的寬 97662.doc 1354125 度中觀察到輕微地減少。此等寬頻膽固醇型凝膠可在銀色 反射及非反射式透射狀態間可逆地切換。當應用電場時， 膽固醇型結構消失且該單元變得可穿透。當電壓消除時， 該單元極迅速地回復到銀色反射狀態。 本發明的保護範疇不受限於所說明的具體實施例。例 如，因為鏡2具有一偏振效應，視需要，在圖2中之第二偏 光器（或檢偏鏡）9可被刪除。 雖然已描述一背光透射式液晶顯示裝置，但不排除反射 式液晶顯示裝置之使用。 另一方面，如所示，來自如一（〇)LED、一電漿顯示器或 電泳顯示器之光可被偏振，或甚至更吸引人的是使用其他 顯不器效應以獲得已顯示資訊相對於鏡應用中之反射影像 的高對比效應。 同樣地，可將一個以上之顯示器5整合於該鏡中，因而可 考慮許多其他應用範圍（後視鏡、更衣室等等）。在一些應用 中，如果使用-具有適當驅動電路的矩陣形式，在鏡狀態 及顯示器狀態間的切換可局部地完成。 本發明存在於各個及所有新賴特徵特點，與特徵特點之 及所有組合中。申清專利範圍中的參考數字並非限制 ㈣魏4 °動詞"包含"及其詞性變化之使用並不排除除 申請專利範圍中所料的元件之存在。在-元件之前使用 冠詞"-”並未排除可能存在有複數個該等元件。 【圖式簡單說明】 本發月之此等及其他特點將可從且參考本文說明之具體 97662.doc 1354125 實施例而更加瞭解。 圖式中： 圖1係根據本發明一鏡裝置的一可行具體實施例，而 圖2係此一鏡裝置的一部份之圖示剖面。 圖3a 3b係根據本發明一鏡裝置之一部份的圖示剖面， 圖4a 4b係根據本發明另一鏡裝置的一部份之圖示剖 面，而 圖5顯示在製造中該膽固醇鏡之頻寬為時間之函數，且 圖6顯示此一膽固醇鏡之頻寬的溫度相依性。 各圖式都是概略性的，且並未依比例繪製。對應的元件 大體上藉由相同的參考數字表示。 【主要元件符號說明】 1 偏光鏡 2 可切換偏光鏡 3 人 3' 影像 4 基板 5 顯示裝置 6 1/4λ波長板 7 液晶材料 8 線性偏光器 9 線性偏光器 10 背光 11 可切換（膽固醇型）偏光器 97662.doc 1354125 12 1/2λ波長板阻滞器 15 液晶顯示裝置 20、 20' ' 20" 雙箭頭/偏振方向 30 入射光 30' 、30" 箭頭 31 非偏振的光 35、 35' ' 35" 箭頭 97662.doc -14-

Claims (1)

1. -利j 申請專 •:種用於觀看目的之偏光鏡⑴，其具有一觀看側及一非 觀看側，該偏光鏡（1)具有一反射一第一類偏振（20|)的光 S觀看側的第一平面（2)，該鏡通過一第二類偏振（20") 的光，且在其非觀看側設有一顯示裝置（5)，該顯示裝置（5) 在使用時提供該第二類偏振的光該偏光鏡（1)係可在一 t過該第一類偏振之光且反射該第一類偏振之光的狀 及通過二種類偏振之光的狀態間切換，使得該偏光 鏡⑴具有-顯示模式及一鏡模式，㈣示模式用於從該 觀看端觀看該顯示裝置（5)，該鏡模式用來反射從該觀看 端射入之光，該偏光鏡（丨）在該非觀看側介於該顯示裝置（5) 及該第一平面（2)間具有一可切換偏光器（11) ^ 如味求項1之偏光鏡，其在非觀看側介於該顯示裝置及該 第一平面（2)間具有一可切換偏光器，該可切換偏光器係 可在一通過該第一類偏振之光且反射該第二類偏振之光 的狀態’及一通過二種類偏振之光的狀態間切換。 3.如請求項1之偏光鏡，其在非觀看側介於該顯示裝置及該 苐平面（2)間具有一可切換偏光器’該可切換偏光器可 在一通過該第二類偏振之光且反射該第—類偏振之光的 狀態，及一通過二種類偏振之光的狀態間切換；—阻滞層 (12)係設置於該偏光鏡及該可切換偏光器間，其從第—類 偏振改變§玄偏振之種類成為第二類偏振，或反之亦然。 4.如請求項3之偏光鏡，該阻滯層包含一 ι/2λ箔片，λ具有 500至600奈米之值。 97662-1000729.doc 丄25 •如清求項l之偏光鏡’該等偏光鏡及可切換偏光器係膽固 醇型偏光器。 6·如請求項5之偏光鏡，該顯示裝置包含發射偏振光的一部 份顯示器’在該發射側具有一1/4入箔片，λ具有一 5〇〇至600 奈米之值。

   如1求項5之偏光鏡，該顯示裝置包含發射非偏振光的一 部份顯示器’在該發射側具有一 1/2λ箔片，λ具有一 5〇〇至 6〇〇奈米之值。 8.如請求項4之偏光鏡，該阻滞層具有一雙層，係包含具有 一負雙折射之阻滞器。 9·如凊求項1之偏光鏡，其具有一至少50奈米之頻寬。 如吻求項1之偏光鏡’其在該光譜之可見光；圍中反射。

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