JP2002148361A - El照明付ソーラーセル発電時計 - Google Patents

El照明付ソーラーセル発電時計

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JP2002148361A
JP2002148361A JP2000341382A JP2000341382A JP2002148361A JP 2002148361 A JP2002148361 A JP 2002148361A JP 2000341382 A JP2000341382 A JP 2000341382A JP 2000341382 A JP2000341382 A JP 2000341382A JP 2002148361 A JP2002148361 A JP 2002148361A
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JP
Japan
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solar cell
panel
timepiece
light
dial
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JP2000341382A
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English (en)
Inventor
Takashi Cho
孝 長
Tomomi Murakami
知巳 村上
Masao Mafune
全雄 真舩
Koichi Sato
浩一 佐藤
Hitoshi Fujita
仁 藤田
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Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Watch Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来例では透光性文字板の下面にEL発光層
とソーラーセルを基板上に直接一体化形成するという構
造であり、ソーラーセル形成工程及びEL発光層形成工
程の歩留の掛け算で製品の歩留が決まり、製品全体の歩
留が落ちてしまうという問題、また、ソーラーセルとE
L発光層との導通を取るパターンの形態や時計回路基板
との接続方法や多体構造での各部品の支持構造が不明確
であるという問題があった。 【解決手段】 ソーラーセルを駆動源とし、照明用に
ELパネルを備えた指針表示式時計で、光透過性文字板
の下にソーラーセル及びELパネルを配置した時計構造
において、ソーラーセル3とELパネル4は個々に独立
に形成した後、光透過性文字板8の下に同一面上、また
は略同一面上に配設したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ソーラーセルを発
電源とし、照明用ELを備えた腕時計の時計構造に関す
るものである。
【0002】
【従来技術】現在ソーラーセルを搭載した腕時計は数多
く使われており、特に指針表示式時計においては電池を
交換する必要が無い時計の具現化の為に、ソーラーセル
が発電源として多用されており、文字板とほぼ同面積の
ソーラーセルを搭載し、該ソーラーセルの上面に光半透
過性文字板を配置するという構成のものが主流である。
【0003】ところで、暗所で時刻を確認する際、ソー
ラーセルを搭載しない指針表示式時計においては、透明
文字板の下に配置した文字板とほぼ同面積のELパネル
を点灯させることで時刻を確認することが可能である
が、他方、ソーラーセルを搭載した指針式表示時計にお
いては、時計を駆動するのに必要な発電量を確保する為
に、文字板とほぼ同面積のソーラーセルが必要であった
為、照明の為のELパネルを配置することが出来ず、暗
所での時刻確認ができないという問題が有った。
【0004】そのため、ソーラーセルを搭載しながら、
暗所でも時刻確認を行う為には、本出願人等が提示した
例えば特開平11−52068号公報に開示されたもの
がある。これは、図9に示すように時字20が形成され
た透光性文字板21の下面にソーラーセル22とEL発
光層23とを設けた構造であり、EL発光層23とソー
ラーセル22を基板上24に直接一体化形成するという
構造、また構造を図示しないが、EL発光層とソーラー
セルを形成した基板を透光性文字板に接着し、透光性文
字板とEL発光層、ソーラーセル、基板を一体化する構
造、また透光性文字板の下面側にEL発光層とソーラー
セルを直接形成する構造、またEL発光層は透光性文字
板の下面側に形成し、ソーラーセルは基板上に形成する
2体の構造、また、ソーラーセルは基板上に形成し、透
光性文字板、EL発光層と3体の構造のものであり、こ
れら構造によりソーラーセル層とEL発光層とを同一面
上に形成したことで時計全体の薄型化が図れるといった
利点があるとなっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記時
計構造では透光性文字板の下に配置する基板上にPVD
法、CVD法を使って直接ソーラーセルを形成した後、
更に同一基板上に印刷手法によってEL発光層を形成す
るという工程を経る為に、ソーラーセル形成工程及びE
L発光層形成工程の歩留の掛け算で製品の歩留が決ま
り、製品全体の歩留が落ちてしまうという問題があっ
た。
【0006】また、ソーラーセルとEL発光層との導通
を取るパターンが基板上に配置されているとあるが、前
記従来例での配線パターンの形態や時計回路基板との接
続方法や多体構造での各部品の支持構造が不明確である
という問題があった。
【0007】本発明の目的は、上記の問題を解決し、E
Lパネルによる照明を有するソーラーセルを搭載した指
針式表示時計の具現可能な時計構造を提供するものであ
る。
【0008】
【課題を解決する為の手段】前記課題を解決する為に、
ソーラーセルを駆動源とし、照明用にELパネルを備え
た指針表示式時計で、光透過性文字板の下にソーラーセ
ル及びELパネルを配置した時計構造において、ソーラ
ーセルとELパネルは個々に独立に形成した後、光半透
過性文字板の下に同一面上、または略同一面上に配設し
たことを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施の
形態を詳述する。図1から図3は本発明に係わる第1実
施例の時計構造及びソーラーセル、ELパネルの構造を
示したものである。
【0010】図1は第1の実施の形態を示す腕時計の断
面図であり、その構造は、時計中心部に配置した指針1
3を駆動する輪列部1の外周に回路支持台2を配置し、
該回路支持台2の上部に独立に形成したソーラーセル3
及びELパネル4を設けた支持板5を配置し、ソーラー
セル3は接続バネ12を介して、ELパネル4はゼブラ
ゴム11を介して回路基板9と電気的接続を取るもので
あり、支持板5は外周部に複数ヵ所の曲げ部5fを有
し、該曲げ部5fの先端を回路支持台2のフック部2b
に引っ掛けることによって時計モジュール7に組込み、
更に光透過性文字板8は文字板支持リング6を介して回
路支持台2に固定し、回路支持台2の外周に複数個設け
た小突起6aが時計ケース10の内周面と接することで
時計モジュール7を時計ケース10内部に収めるもので
ある。
【0011】図2はELパネル4及びソーラーセル3を
貼り付けた支持板5の断面図であり、図3は同上面図で
あり、支持板5上に円盤状のソーラーセル3を支持板5
の中心部に配置し、その外周にリング状のELパネル4
を配置したものであり、ソーラーセル3はステンレスの
薄板で形成した支持板5に設けた半抜き突起5aを位置
決めとして接着剤5cを介して貼り付け、リング状のE
Lパネル4は支持板5に設けた半抜き突起5bを位置決
めとして接着剤5cを介して貼り付けたものであり、支
持板5にあけた穴部5d、5eよりソーラーセル3の取
出し電極3a、3k及びELパネル4の表面電極4f、
裏面電極4gが覗けるようになっている。
【0012】次に、ELパネルとソーラーセルについて
補足であり、この実施例のELパネル及びソーラーセル
は図4、図5のような断面構成のものである。図4はE
Lパネル4の断面図であり、透明電極4bをコーティン
グした透明なフィルム状基材のPET4a上に蛍光発光
体であるZnSの微粒子を分散させた樹脂からなる発光
体層4cを印刷し、更に誘電体層4d、発光領域の形状
に合わせた背面電極4eを印刷し、PET4a上の透明
電極4bと接続する表面電極4f及び背面電極4eと接
続する裏面電極4gを銀ペーストまたはカーボンペース
ト等で印刷し、更に背面に絶縁コーティング4hを施し
た構成したものである。そして表面電極4f、裏面電極
4g間に回路基板からのEL駆動信号である105〜106V/
cm程度の交番交流電圧を印可することで電界発光により
PET4a側より発光するものであり、単独でELパネ
ルとして機能するものである。
【0013】図5(a)、5(b)はソーラーセルの断
面図であり、その層構成について説明する。先ず、図5
(a)はプラス側取出し電極3aの断面図であり、透明
な基材フィルムのPET3b上に金属電極層3cをコー
ティングし、更にアモルファスSi層3dを形成する。
スルーホール3eの配置位置に絶縁樹脂3fを印刷し、
更に透明電極層3gを形成し、再度スルーホール3eの
配置位置に絶縁樹脂3hを印刷する。スルーホール3e
の穴あけを行うと共に、微細径のレーザーによりスルー
ホール3e周囲を円状に照射し、金属電極層3cとアモ
ルファスSi層3dを切断し、レーザー加工した円の内
側と外側とで電気的接続を絶つ。また、スルーホール3
eの下端のPETフィルム3b下面側にカーボンペース
ト等によって引き出し電極3aを形成し、配線電極層3
iを形成することでスルーホール3eの導通を取り、最
後に封樹脂層3jをソーラーセル3全体に印刷してソー
ラーセルを形成する。
【0014】一方、図5(b)はアモルファスSi層3
dのマイナス側取出し電極3kの断面図であり、プラス
側取出し電極3aと同様の層構成であるが、レーザーに
よりスルーホール3mの周囲を円状に照射する際、レー
ザーの出力をコントロールすることでアモルファスSi
層3d迄を切断し、金属電極層3cは切断しないままに
し、アモルファスSi層3dのレーザー加工した円の外
側とスルーホール3mとの電気的接続を切るものであ
る。
【0015】以上のようにすることで、封止樹脂層3j
側からソーラーセル3に入射した光が、アモルファスS
i層3dに当たることで光電現象によりアモルファスS
i層3d上下面間に電圧を発生させ、アモルファスSi
層3d上面側の正電圧は透明電極3g、配線電極3i、
スルーホール3eを介してプラス側引き出し電極3aと
繋がり、アモルファスSi層3d下面側の負電圧は金属
電極3c、スルーホール3mを介してマイナス側引き出
し電極3kと繋がり、電力が取出せるもので、ソーラー
セルとして独立に機能できるものである。尚、ソーラー
セル3は図3で示すように配線部3nを介してソーラー
セルを4枚直列に繋がったものである。
【0016】また、本発明のEL照明付ソーラーセル発
電時計の具現化の為には、時計消電が低いことが必要で
あり、現状可能なレベルでの時計の消費電流とソーラー
セルの発電量の想定値は以下の通りである。
【0017】 〔消電〕平均消電 1.74μA/1日当りの消電41.65μA 内訳:時計回路駆動 ………0.07μA 時計モーター駆動(一秒運針) …0.45μA EL(1回5秒間、1日3回点灯)…1.22μA
【0018】〔電池〕Li2次電池(電池容量18mA
・hr) 〔ソーラーセル発電量〕発電電流=47μA・hr(5
00lux4hr照射) 内訳:受光面積…78.5mm^2×4枚セル(ソーラ
ーセル外径φ20mm) 受光効率:40% 発電能力:15μA/cm^2(200lux照射時)
【0019】ソーラーセル3の素地の暗褐色に色をカバ
ーする為の光透過性文字板の光透過率を40%とした前記
計算結果でも発電電流(47μA)の方が、1日当りの
消電(41.65μA)を上回っており、実現可能であ
る。
【0020】第2の実施形態として、図示しないがステ
ンレス製の支持板上に直接ソーラーセルを形成すること
も可能であり、ソーラーセルを形成した該支持板の外周
に単独で形成したリンク状のELパネルを貼り付け、ま
た支持板の外周部に図1に示すフックを一体で配置して
おくことで、回路支持台に固定する。
【0021】但し、ステンレス上に直接ソーラーセルを
形成した際には、スルーホールを形成出来ない為に取出
し電極を下面側に出すことが出来ず、上面側の取出し電
極をFPC等によって回路基板に繋ぐ為の構造を取る必
要がある。
【0022】第3の実施形態を示したものが図6、図7
であるが、図6は断面図、図7はELパネル4とソーラ
ーセル3の平面レイアウトを示した平面図であり、EL
パネル4を中心部に配置した支持板5とその外周にリン
グ状のソーラーセル3とを分離した構成となっている。
即ち、円盤型のELパネル4は接着剤5cを介して支持
板5に貼り付けられており、支持板5の外周部に設けら
れた曲げ部5fを回路支持台2に形成したフック部2b
に引っ掛けることで支持板5を時計モジュール7に固定
するものである。一方、リング状ソーラーセル3はEL
パネル4の外側に配置し、光透過性文字板8を固定する
文字板支持リングのフック部6a、6bによって時計モ
ジュール7に固定するものである。
【0023】また、ELパネル4は輪列部1を避けてE
Lパネル4の外周部に電極4f、4gを配置しており、
ゼブラゴム11によって電気的接続を取り、また、ソー
ラーセル4もソーラーセル外周部を取出し電極3a、3
kを配置し、回路基板9との電気的接続を取るものであ
る。
【0024】図8は第4の実施形態であり、ELパネル
を3本のリング状に分割したものである。蛍光発光体の
ZnSには付活剤と呼ばれる微量の金属元素やハロゲン
等が添加されており、その種類によって発光色を変える
ことが出来、Cu−Clの付活剤では青緑色、Cu−A
Lの付活剤では緑色、Cu−Clの付活剤では橙黄色の
発光色となる。発光層に付活剤を加える他に、PETに
コーティングした透明電極とは反対側に透光性のインク
による印刷を行うことで、発光色を変えることも可能で
ある。
【0025】前述のようにして色調の異なる3本のリン
グ状パターン4h、4i、4jを設けたELパネル4に
1つの表面電極4f及び3色のELパターンの切り替え
用に3つの裏面電極4k、4m、4nを下面側に配置し
たものであり、ゼブラゴム11で回路基板9と電気的接
続を取り、回路基板9上のスイッチング素子の切替えに
よって順番に発光させることが可能である。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、ELパネル及びソ
ーラーセルを独立に形成した後に、略同一面上に配置す
る本発明に係わる時計構造を用いることで、同一基板上
にソーラーセル形成後及びEL発光層を形成する場合の
ように各工程毎の歩留の掛け算で、製品全体の歩留が落
ちてしまうという問題がない。また、ソーラーセル及び
ELパネルの電気接続経路が明確であり、ELパネルに
よる照明を有するソーラーセルを搭載した指針式表示時
計の具現が可能であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる第1実施例の腕時計の断面図
【図2】本発明の第1実施例に係わる支持板の断面図
【図3】本発明の第1実施例に係わる支持板の上面図
【図4】本発明に係わるELパネルの断面図
【図5】本発明に係わるソーラーパネルの断面図
【図6】本発明の第3実施例に係わる腕時計の断面図
【図7】本発明の第3実施例に係わる支持板及びソーラ
ーセルの配置上面図
【図8】本発明の第4実施例に係わる支持板及びソーラ
ーセルの配置上面図
【図9】従来のELパネルとソーラーセルの配置図
【符号の説明】
2回路支持台 3ソーラーセル 4ELパネル 5支持板 6文字板支持リング 7時計モジュール 8光透過性文字板 9回路基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 浩一 東京都田無市本町6丁目1番12号 シチズ ン時計株式会社田無製造所内 (72)発明者 藤田 仁 東京都田無市本町6丁目1番12号 シチズ ン時計株式会社田無製造所内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ソーラーセルを駆動源とし、照明用にE
    Lパネルを備えた指針表示式時計で、光透過性文字板の
    下にソーラーセル及びELパネルを配置した時計構造に
    おいて、ソーラーセルとELパネルは個々に独立に形成
    した後、光透過性文字板の下に同一面上、または略同一
    面上に配設したことを特徴とするEL照明付ソーラーセ
    ル発電時計。
  2. 【請求項2】 前記ソーラーセルと前記ELパネルは支
    持板の上に貼付にて形成されていることを特徴とする請
    求項1に記載のEL照明付ソーラーセル発電時計。
  3. 【請求項3】 ソーラーセルを駆動源とし、照明用にE
    Lパネルを備えた指針表示式時計で、光透過性文字板の
    下にソーラーセル及びELパネルを配置した時計構造に
    おいて、前記ELパネルの基板は前記ソーラーセルの基
    板上に形成した後、光透過性文字板の下に同一面上、ま
    たは略同一面上に配設したことを特徴とするEL照明付
    ソーラーセル発電時計。
  4. 【請求項4】 前記ソーラーセルは表示部外周にリング
    状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の
    EL照明付ソーラーセル発電時計。
  5. 【請求項5】 前記ELパネルは表示部外周にリング状
    に形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項
    3に記載のEL照明付ソーラーセル発電時計。
  6. 【請求項6】 前記ELパネルは表示部外周に複数のリ
    ング状に形成されていることを特徴とする請求項5に記
    載のEL照明付ソーラーセル発電時計。
JP2000341382A 2000-11-09 2000-11-09 El照明付ソーラーセル発電時計 Pending JP2002148361A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8525407B2 (en) 2009-06-24 2013-09-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light source and device having the same
JP2014077768A (ja) * 2012-10-12 2014-05-01 Citizen Holdings Co Ltd 外部操作部材の規制部を有する時計
US9781783B2 (en) 2011-04-15 2017-10-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device, display device, light-emitting system, and display system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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