JP4710253B2 - 装飾装置 - Google Patents
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Description
特許文献1記載の時計の文字板は、例えば、太陽電池と、この太陽電池の視認側(太陽光入射面側)に設けられ段差部を有する光透過基板と、この段差部に配設される輝石等の装飾部材等を備えることによって、太陽光入射面から光透過基板と装飾部材との2つの部材を視認できることとなり、装飾性を向上させることができるようになっている。
光透過性の第1の基板(例えば、図4の上板ガラスg1、図17の上板ガラスg6)、
この第1の基板に対向して配設された第2の基板(例えば、図4の下板ガラスg2、図17の下板ガラスg7)、前記第1の基板と前記第2の基板との間に配設された第1の色素増感型太陽電池層(例えば、図4の第1の色素増感型太陽電池層111、図17の第1の色素増感型太陽電池層711)、および、前記第1の基板と前記第2の基板との間であって、前記第1の色素増感型太陽電池層が配設された領域とは異なる領域に配設され、前記第1の色素増感型太陽電池層と色が異なる第2の色素増感型太陽電池層(例えば、図4の第2の色素増感型太陽電池層112、図17の第2の色素増感型太陽電池層712)から構成された色素増感型太陽電池と、
前記第2の基板よりも太陽光入射面側と反対側に配設され、外光を蓄光する蓄光部材(例えば、図4の蓄光部材13)とを備え、
前記第2の基板は、光透過性の基板であることを特徴とする。
光透過性の第1の基板(例えば、図4の上板ガラスg1、図17の上板ガラスg6)、
この第1の基板に対向して配設された第2の基板(例えば、図4の下板ガラスg2、図17の下板ガラスg7)、前記第1の基板と前記第2の基板との間に配設された第1の色素増感型太陽電池層(例えば、図4の第1の色素増感型太陽電池層111、図17の第1の色素増感型太陽電池層711)、および、前記第1の基板と前記第2の基板との間であって、前記第1の色素増感型太陽電池層が配設された領域とは異なる領域に配設され、前記第1の色素増感型太陽電池層と色が異なる第2の色素増感型太陽電池層(例えば、図4の第2の色素増感型太陽電池層112、図17の第2の色素増感型太陽電池層712)から構成された色素増感型太陽電池(例えば、図11の色素増感型太陽電池51)と、
この色素増感型太陽電池よりも太陽光入射面側と反対側に配設された装飾板(例えば、図11の装飾板50)とを備え、
前記第2の基板は、光透過性の基板であることを特徴とする。
請求項2記載の発明によれば、そればかりでなく、色素増感型太陽電池の太陽光入射面側と反対側に配設された装飾板とを備えているので、色素増感型太陽電池による装飾と、装飾板の装飾とを重ねることにより、より一層デザイン性の向上を図ることができる。
以下、図面を参照して本発明にかかる色素増感型太陽電池を電子機器としての腕時計に適用した形態を詳細に説明する。
図1は、本発明にかかる実施形態1の腕時計を示す一部省略平面図、図2は、図1のII−II線における腕時計の断面図、図3は、図2の腕時計の装飾装置の拡大図、図4は
、図3の装飾装置の要部の拡大図である。
図1、図2に示すように、腕時計100には、時計計時部1を内部に収納する筒状の機器ケースとしての時計ケース2が備えられ、この時計ケース2の上部には太陽光入射面側開口を覆う時計ガラス3が装着されている。さらに、この時計ケース2の下部には太陽光入射面と反対側開口を覆う裏蓋4が防水リング4aを介してビス(図示省略)により取り付けられている。
また、時計ケース2の外周部には、入力部102(図7参照)を構成する当該腕時計100の各種機能の実行を指示する各スイッチ102a〜dが設けられている。
上部ハウジング5の上部には、上面を時計ガラス3の下面に略当接させるようにして枠状部材7が配設されている。
アナログ指針機構8は、色素増感型太陽電池11に設けられた軸孔aからその上方に延びる指針軸8aと、この指針軸に取り付けられた時針81、分針82、秒針83から構成される指針8bとを備え、指針8bが色素増感型太陽電池11の上方を運針するように構成されている。
なお、アナログ指針機構8及び二次電池9は、それぞれ回路基板12に電気的に接続されている。
図3に示すように、装飾装置10は、色素増感型太陽電池11と、色素増感型太陽電池11の太陽光入射面側と反対側に配設された蓄光部材13とを備えて構成される。
図3、図4に示すように、色素増感型太陽電池11は、例えば、光透過性の第1の基板としての上板ガラスg1と、この上板ガラスg1と対向して配置された第2の基板としての光透過性の下板ガラスg2と、この上板ガラスg1と下板ガラスg2との間の第1の領域E1に配設された第1の色素増感型太陽電池層111と、上板ガラスg1と下板ガラスg2との間の第2の領域E2に配設された第2の色素増感型太陽電池層112等を備えている。
なお、第1の光増感色素111cの色が、第1の色素増感型太陽電池層111の色となる。
なお、図4に示すように、TiO2層111bは、第1の光増感色素111cをより多く吸着できるように、多孔質のものを用いるのが好適である。
の等を用いる。
このように、電子の循環現象により電流を発生させて発電し、負荷抵抗に電気エネルギーを供給することが可能になる。
なお、第2の光増感色素112cの色が、第2の色素増感型太陽電池層112の色となる。
より具体的には、例えば、背景領域B1は、オレンジ色を呈している。即ち、図4に示すように、背景領域B1の部分は、第1の色素増感型太陽電池層111に対応する部分である。
従って、第1の色素増感型太陽電池層111の配設されている第1の領域E1自体が、そのまま背景領域B1の部分となる。
より具体的には、例えば、時字Tは、青色を呈している。即ち、図4に示すように、時字Tの部分は、第2の色素増感型太陽電池層112に対応する部分である。即ち、時字Tは、第2の色素増感型太陽電池層112の色と、背景領域B1の色である第1の色素増感型太陽電池層111の色とにより識別される。
従って、第2の色素増感型太陽電池層112の配設されている第2の領域E2自体が、そのまま時字Tの部分となる。
より具体的には、例えば、文字L1は、緑色を呈している。即ち、文字L1は、緑色の第3の光増感色素(図示省略)を有する第3の色素増感型太陽電池層(図示省略)に対応する部分である。即ち、文字L1は、第3の色素増感型太陽電池層の色と、背景領域B1の色である第1の色素増感型太陽電池層111の色とにより識別される。
蓄光部材13は、図3に示すように、色素増感型太陽電池11の下板ガラスg2の外表面g21全域に配設されており、腕時計100に入射する外光を蓄光可能に構成されている。そして、夜間等において外光が腕時計100に入射しなくなってからも、所定の時間継続して光を発することができるようになっている。
この蓄光部材13は、例えば、噴霧、印刷等により形成されるものであってもよいし、蓄光塗料等を塗付することにより形成されるものであってもよい。
図5、図6は、本発明にかかる色素増感型太陽電池11の製造方法を説明するための図である。なお、ここでは、第1の光増感色素111c及び第2の光増感色素112cを添加する方法について説明する。
図5(a)に示すように、まず、上板ガラスg1の内表面g10(下面)に第1の透明電極111a(透明電極)を積層する。
具体的には、例えば、公知の真空蒸着法、スパッタリング法、化学的気相成長法(Chemical Vapor Deposition ;CVD法)、物理的気相成長法(Physical Vapor Deposition;PVD法)、ゾルゲル法等により、第1の透明電極111aを積層する。
具体的には、例えば、多孔質のTiO2を含有する懸濁液を塗付し、乾燥する方法、真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法、PVD法、ゾルゲル法等によりTiO2層111bを積層する。
次いで、図5(b)に示すように、TiO2層111bの所定の領域に第1のレジストR1を塗付した後、フォトリソグラフィによってパターニングを行う。ここで、所定の領域とは、例えば、第1の光増感色素111c(例えば、オレンジ色の光増感色素)を添加する予定領域以外の領域を指すものとし、この予定領域以外の領域に第1のレジストR1が残存するようにパターニングを行う。
(第1の添加工程)
次いで、TiO2層111bの第1のレジストR1が塗付されていない領域に第1の光増感色素111cを添加する。具体的には、例えば、第1の光増感色素111cをアルコール等の溶媒に溶解させた溶液を調製し、次いで、上板ガラスg1をその溶液に浸漬させた後、乾燥させることにより、TiO2層111bに第1の光増感色素111cを侵入、吸着させる。
次いで、図5(c)に示すように、TiO2層111bに塗付されている第1のレジストR1を除去した後、第1の光増感色素111cを添加した領域にのみ第2のレジストR2を塗付する。
この第1のレジストR1の除去は、例えば、第1のレジストR1の除去剤等を用いて行う。
(第2の添加工程)
次いで、TiO2層111bの第1のレジストR1を除去した領域に、第1の光増感色素111cと異なる色の第2の光増感色素112c(例えば、青色の光増感色素)を添加する。具体的には、例えば、第2の光増感色素112cをアルコール等の溶媒に溶解させた溶液を調製し、次いで、上板ガラスg1をその溶液に一定時間浸漬させることにより、TiO2層111bに第2の光増感色素112cを侵入、吸着させる。
次いで、図6(a)、(b)に示すように、例えば、第2のレジストR2をレジスト除去剤等で除去した後、第1の透明電極111aと対向するように第2の透明電極111dを有する下板ガラスg2を配置し(図6(a))、上板ガラスg1と下板ガラスg2との間に電解質液111eを注入し(図6(b))、この電解質液111eを熱可塑性樹脂等のシール部材11a(図3参照)により封止する。
図7に示すように、腕時計100は、CPU101、入力部102、指針駆動回路部103、RAM104、ROM105、計時回路部106、発振回路部107を備えて構成されており、発振回路部107を除く各部はバスBにより電気的に接続されている。
ROM105は、主に、腕時計100にかかるシステムプログラム等を記憶する。
最初に、外光が入射する場合における腕時計100の動作の一例について説明する。
太陽光、室内灯の光等の外光が時計ガラス3の太陽光入射面側から入射すると、入射した光は色素増感型太陽電池11の上板ガラスg1を透過し、第1の色素増感型太陽電池層111の第1の光増感色素111c及び第2の色素増感型太陽電池層112の第2の光増感色素112c(図4参照)に吸収されることにより光電変換がなされ、発電が行われる。そして、この発電により得られた電力は、アナログ指針機構8等の駆動電力として用いられるとともに、余った電力は二次電池9に充電される。
このとき、腕時計100に入射した外光は、色素増感型太陽電池11の下板ガラスg2に設けられた蓄光部材13に蓄えられる。
夜間においては、蓄光部材13に蓄えられている光が発せられ、時字Tが識別可能となるので、現在の時刻が視認可能な状態となる。
なお、夜間、暗所等においては、腕時計100の指針8bは、二次電池9に充電されている電力により運針される。
また、色素増感型太陽電池11の下板ガラスg2に蓄光部材13が設けられており、外光を蓄えた蓄光部材13が夜間に発光するので、夜間でも背景領域B1、時字T、文字L1の各色を視認することができるとともに、蓄光部材13の発光により発電を行うことができるので、より発電効率を向上させることができる。
また、色素増感型太陽電池層の数は、3層に限定されるものではなく、デザインに応じて適宜設定されるものとする。
次に、腕時計100の変形例について説明する。上記実施形態1においては、蓄光部材13は下板ガラスg2の外表面g21全域に設けられている構成を示したが、蓄光部材13を、時字Tの真下に対応する部分にのみ設けるとともに、時針81、分針82、秒針83の各指針8bの太陽光入射面に蓄光塗料等の蓄光部材13を塗付する構成とすることもできる。
次に、図8を参照して、本発明にかかる実施形態2の装飾装置200について説明する。図8は、本発明にかかる実施形態2の装飾装置の要部の断面図である。なお、実施形態2は、装飾部20以外の構成については実施形態1と同様であるので、同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
装飾部20は、例えば、金属部材等により構成されているが、第2の色素増感型太陽電池層112(第2の光増感色素112c)が外光を効率よく吸収できるように、光透過性の部材により構成されているのが好適である。
また、植字により立体的に装飾することも可能となるので、より装飾のバリエーションを増やすことができる。
また、装飾部20を、白蝶貝等の貝類や、オパール等の輝石類により構成し、より高級感を備えることができる。
さらに、装飾部20は、上板ガラスg1の外表面g11及び下板ガラスg2の外表面g21の両方のガラスに植字又は貼付されていてもよい。
また、装飾部20の植字方法又は貼付方法は、特に限定されるものではなく、手作業、自動作業の如何も問わない。
次に、図9を参照して、本発明にかかる実施形態3の装飾装置300について説明する。図9は、本発明にかかる実施形態3の装飾装置の要部の断面図である。なお、実施形態3は、装飾部30以外の構成については実施形態1と同様であるので、同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
さらに、装飾部30は、上板ガラスg1の外表面g11及び下板ガラスg2の外表面g21の両方のガラスにエッチングにより形成されていてもよい。
また、エッチングにより形成される装飾部30は、凹状に限定されるものではなく、例えば、装飾部30の周辺領域をエッチング処理を施し、装飾部30を凸状に形成してもよい。
次に、図10を参照して、本発明にかかる実施形態4の装飾装置400について説明する。図10は、本発明にかかる実施形態4の装飾装置の要部を示す断面図である。なお、実施形態4は、装飾部40以外の構成については実施形態1と同様であるので、同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
また、装飾部40の印刷領域以外の領域には、実施形態1に示した蓄光部材13が配設されている。
さらに、装飾部40は、上板ガラスg1の外表面g11及び下板ガラスg2の外表面g21の両方のガラスに印刷されていてもよい。
次に、図11を参照して、本発明にかかる実施形態5の装飾装置500について説明する。図11は、本発明にかかる実施形態5の装飾装置の断面図である。なお、実施形態5は、装飾板50以外の構成については実施形態1と同様であるので、同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
装飾板50は、太陽光入射面50aに装飾部501を有している。この装飾部501は、例えば、図1に示す時字T等に相当する図形、又は、図1に示す「A」のような文字L1等に相当する文字、或いは、格子状模様、同心円状模様、放射状模様のような模様等を含み、外光が入射すると色素増感型太陽電池51を透過して、装飾板50の装飾部501が視認可能な状態となる。
本実施形態においては、装飾板50は、光透過性、非光透過性の何れであってもよい。
また、装飾板50には、各色素増感型太陽電池層の色と異なる色が着色されているので、色素増感型太陽電池51の色と、装飾板50の色との合成色が視認されることとなって、より一層色彩のバリエーションを増やすことができる。
次に、図12〜図14を参照して、本発明にかかる実施形態6の腕時計600について説明する。図12は、本発明にかかる実施形態6の腕時計の一部省略平面図、図13は、図12XIII−XIII線における腕時計の装飾装置の断面図、図14は、図13の装
飾装置の要部の拡大図である。なお、実施形態6は、装飾装置60の色素増感型太陽電池61以外の構成については実施形態1と同様であるので、同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図13、図14に示すように、色素増感型太陽電池61は、光透過性の第1の基板としての中間ガラスg3と、この中間ガラスg3よりも太陽光入射面側と反対側に配設された第2の基板としての光透過性の下板ガラスg4と、中間ガラスg3よりも太陽光入射面側に配設された光透過性の第3の基板としての上板ガラスg5と、中間ガラスg3と下板ガラスg4との間に配設された第1の色素増感型太陽電池層611と、中間ガラスg3と上板ガラスg5との間に配設された第2の色素増感型太陽電池層612等を備えている。
第1の色素増感型太陽電池層611は、第2の色素増感型太陽電池層612よりも大きい受光面積を有する。
このように、第2の色素増感型太陽電池層612は、第1の色素増感型太陽電池層611の受光面に対して垂直方向に異なる位置に配設されている。
そして、この第1の色素増感型太陽電池層611により、図12に示す背景領域B2が構成されている。即ち、背景領域B2は、第1の色素増感型太陽電池層の色であるオレンジ色を呈している。
そして、この第2の色素増感型太陽電池層612と、各上板ガラスg1とにより、指針8bによって指示される時字t(t1〜t12)が構成されている。
即ち、時字t(t1〜t5、t7〜t12)は、第1の色素増感型太陽電池層611の色(オレンジ色)と、第2の色素増感型太陽電池層612の色(青色)とにより識別される。
なお、時字t6を構成する第2の色素増感型太陽電池層612を透過した外光は、第1の色素増感型太陽電池層611の空間部611aを通過し、蓄光部材13に蓄光されるようになっている。
より具体的には、例えば、時字t1を構成する第2の色素増感型太陽電池層612の第1の透明電極(図示省略)と、時字t1と隣接する時字t2を構成する第2の色素増感型太陽電池層612の第2の透明電極(図示省略)とが、電極接続部62によって並列に接続されている。
同様に、時字t1を構成する第2の色素増感型太陽電池層612の第2の透明電極(図示省略)と、時字t2を構成する第2の色素増感型太陽電池層612の第1の透明電極(図示省略)とについても、電極接続部62によって並列に接続されている。
この電極接続部62は、例えば、図12に示すように、時字t1〜t12のうち、隣り合う4箇所ずつの時字t(例えば、時字t1〜t4、時字t5〜t8、時字t9〜t12)について、上記のように各透明電極間を接続するように設けられている。
また、時字tを構成する上板ガラスg1や装飾板63の形状は、平面視略長方形状に限定されるものではなく、円形状、楕円形状、アラビア数字の形状等であってもよい。さらに、上板ガラスg1の形状によって、時字tの他、図1に示す文字L1に相当するような文字、又は、模様等を第1の色素増感型太陽電池層611の色及び第2の色素増感型太陽電池層612の色により識別可能に構成してもよい。
また、隣り合う4箇所の時字tにおける透明電極間の接続に限定されるものではなく、適宜設定可能なものとする。
次に、図15〜図18を参照して、本発明にかかる実施形態7の携帯電話機700について説明する。
図15は、本発明にかかる実施形態7の携帯電話機を示す平面図、図16は、図15のXVI−XVI線における携帯電話機の断面図、図17は、図16の携帯電話機の色素増
感型太陽電池を示す拡大図、図18は、図15の携帯電話機の要部構成を示すブロック図である。なお、実施形態7は、装飾装置70を携帯電話機700に適用した点でのみ実施形態1と異なるので、実施形態1と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
つまり、上板ガラスg6と下板ガラスg7との間に、第1の色素増感型太陽電池層711と、第2の色素増感型太陽電池層712と、液晶部72aとがそれぞれ挟持され一体的に構成されている。
そして、EL発光素子73から発せられる光が半透過反射板付偏光板75を介して太陽光入射面側へ透過するようになっており、その光を液晶部72aへ照射することができるようになっている。
このEL発光素子73も、図18に示す表示駆動回路701と電気的に接続されている。そして、キー入力部710aの所定のキーを入力したときや、折畳み状態から第2の筐体720を回動させたときに、表示駆動回路部701からEL発光素子73へ発光信号が出力され、EL発光素子73から色素増感型太陽電池71及び液晶部72aに光が発せられることにより、文字L2及び液晶表示部72の表示を視認できるようになっている。
また、色素増感型太陽電池71自体が装飾の機能を有するので、別途装飾用の装飾部材等を設ける必要がなくなるので、携帯電話機700を薄型化できる。
また、実施形態2で示したように、装飾部を上板ガラスg6の外表面g61に植字又は貼付してもよいし、実施形態3で示したように、装飾部を上板ガラスg6の外表面g61にエッチングにより形成してもよいし、実施形態4で示したように、色素増感型太陽電池71の下板ガラスg7の外表面g71に装飾部を印刷してもよい。
さらに、実施形態5に示した光透過性の装飾板を備える構成としてもよい。
また、時字、文字の配置数や配置箇所についても限定されるものではない。
8 アナログ指針機構(駆動部)
8b 指針
10、60、70、200、300、400、500 装飾装置
11、21、31、41、51、61、71 色素増感型太陽電池
13 蓄光部材
20、30、40、501 装飾部
50 装飾板
100、600 腕時計(電子機器)
111、611、711 第1の色素増感型太陽電池層
112、612、712 第2の色素増感型太陽電池層
111a 第1の透明電極(透明電極)
111b TiO2層(金属酸化物層)
111c、711c 第1の光増感色素
112c、712c 第2の光増感色素
700 携帯電話機(電子機器)
720 第2の筐体(機器ケース)
g1、g6 上板ガラス(第1の基板)
g2、g7 下板ガラス(第2の基板)
g3 中間ガラス(第1の基板)
g4 下板ガラス(第2の基板)
g5 上板ガラス(第3の基板)
T、t 時字
R1 第1のレジスト
R2 第2のレジスト
Claims (2)
- 光透過性の第1の基板、この第1の基板に対向して配設された第2の基板、前記第1の基板と前記第2の基板との間に配設された第1の色素増感型太陽電池層、および、前記第1の基板と前記第2の基板との間であって、前記第1の色素増感型太陽電池層が配設された領域とは異なる領域に配設され、前記第1の色素増感型太陽電池層と色が異なる第2の色素増感型太陽電池層から構成された色素増感型太陽電池と、
前記第2の基板よりも太陽光入射面側と反対側に配設され、外光を蓄光する蓄光部材とを備え、
前記第2の基板は、光透過性の基板であることを特徴とする装飾装置。 - 光透過性の第1の基板、この第1の基板に対向して配設された第2の基板、前記第1の基板と前記第2の基板との間に配設された第1の色素増感型太陽電池層、および、前記第1の基板と前記第2の基板との間であって、前記第1の色素増感型太陽電池層が配設された領域とは異なる領域に配設され、前記第1の色素増感型太陽電池層と色が異なる第2の色素増感型太陽電池層から構成された色素増感型太陽電池と、
この色素増感型太陽電池よりも太陽光入射面側と反対側に配設された装飾板とを備え、
前記第2の基板は、光透過性の基板であることを特徴とする装飾装置。
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