KR100430122B1

KR100430122B1 - 시계

Info

Publication number: KR100430122B1
Application number: KR10-2001-7006334A
Authority: KR
Inventors: 세키구치가네타카
Original assignee: 시티즌 도케이 가부시키가이샤
Priority date: 1998-11-26
Filing date: 1999-11-26
Publication date: 2004-05-03
Also published as: US6791905B1; WO2000031596A1; CN1161674C; KR20010101036A; CN1328660A; BR9915613A; EP1126337A1; EP1126337A4

Abstract

태양전지 기판(31)상에 서로 겹치도록 제 1 전극과 광발전층과 제 2 전극을 순차 설치한 발전부(39)를 갖는 태양전지(8)를 구비하여, 그 태양전지(8)가 발전하는 전력을 문자판(14)과 지침(5, 6)혹은 액정 표시패널(50)에 의한 시각표시부에 시간을 표시하기 위한 에너지원으로 한다. 그 태양전지(8)를, 태양전지 기판(31)상에 발전부(39)광의 투과율이 큰 투과부를 교대로 형성하여 구성하여, 상기 시각표시부와 겹치도록, 시각표시부의 시인측에 배설함에 의해, 시각표시부의 시인성을 손상하는 일없이, 시계의 디자인성을 제약하지 않고, 태양전지의 발전효율도 충분히 얻어진다.

Description

시계{TIMEPIECE}

전자 손목 시계 등의 전원으로서, 종래는 전지가 사용되어 왔지만, 전지 교환이 번거로움이나, 폐기 전지에 의한 환경 오염의 문제 등을 해결하기 위해서, 근년에는 태양전지 및 이차전지와 그 충방전 제어 회로를 내장하여, 전지 교환이 불필요한 전자 손목 시계가 상품화되어, 대부분 사용되게 되어 왔다.

이러한 발전 수단으로서 태양전지를 내장한 시계는, 태양전지가 조사되는 빛의 에너지를 전기에너지로 변환하여 발전하는 전력을 이차전지에 축전하여, 그 축전한 전력에 의해서 시계 회로 등이나 스텝핑 모터 혹은 액정 표시패널을 구동하여, 문자판과 지침(指針)에 의한 아날로그 표시, 혹은 액정 표시패널에 의한 디지털 표시에 의해서, 시간이나 카렌다 정보를 표시한다.

이러한 시계에 내장된 태양전지는, 태양전지 기판상에 서로 겹치도록 제 1 전극과 광발전층과 제 2 전극을 순차 설치한 발전부를 형성하고 있다. 그 태양전지 기판에는 투과성을 갖는 부분도 있지만, 이것은 발전부의 분리 또는 접속을 위해 설치하는 것이고, 적극적으로 투과성을 확보하기 위해서 설치하는 것이 아니었다.

그 때문, 시계의 시각표시부에 대하는 시인측(관찰자측)을 앞덮개, 뒤덮개측을 뒤로하면, 태양전지는 일반적으로 시각표시부의 뒤쪽, 혹은 주위에 배치되어 있었다.

또한, 태양전지를 내장한 시계의 디자인성을 저해하는 태양전지 기판의 색 또는 발전부의 패턴을 차폐하기 위해서, 태양전지 기판의 겉에 백색 확산판이나 색 확산판, 혹은 칼라 필터판 등의 차폐판을 배치하여, 태양전지 기판이 직접 시인되지 않도록 차폐하는 구성이 제안되어 있다

그러나, 태양전지를 시계의 시각표시부의 아래쪽에 설치한 경우에는, 태양전지 기판이 시각표시부를 통해서 보여 버리던가, 태양전지 기판의 차폐를 하기 위해서, 태양전지 기판상에 차폐판을 사용하기 때문에, 디자인성과 발전효율과의 밸런스를 잡는 것이 필요하다. 광의 흡수율이 큰 차폐판을 사용하면 태양전지의 발전효율이 현저히 저하하고, 빛의 흡수율이 작은 차폐판을 사용하면 태양전지 기판의 차폐성이 저하하게 된다.

또한, 태양전지를 시각표시부상에 설치하는 경우에는, 시각표시부상에는 발전부를 설치하지 않고, 투과부만으로 하여, 시각표시부의 주위에 발전부를 설치하여 발전을 하도록 하고 있었기 때문에, 발전부의 색채와 형상에 의해 시계의 디자인성이 크게 좌우된다.

이 경우에도, 태양전지의 발전부상에 차폐판을 설치함으로써, 발전부의 색조 또는 패턴을 차폐하는 것은 가능하지만, 시각표시부상과 발전부와의 투과율 차가 커지기 때문에, 태양전지의 발전부와 투과부가 확실히 인식되고, 역시 디자인적으로 제약을 받는 것으로 된다.

본 발명은 태양전지를 구비한 시계에 있어서 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해서 행해진 것으로서, 태양전지의 발전부도 포함하는 전체를 시계의 시각표시부의 시인측에 배치하더라도, 시각표시부의 시인성을 손상하는 일없이, 차폐판을 설치하지 않더라도 발전부가 눈에 띄지 않도록 하여, 시계의 디자인성을 제약하지 않고, 태양전지의 발전효율도 충분히 얻어지도록 하는 것을 목적으로 한다.

[발명의 개시]

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 방풍유리로부터 시인되는 거의 전면에 걸쳐 형성된 시각표시부와, 태양전지 기판과 이 태양전지 기판상에 서로 겹치도록 순차 설치한 제 1 전극과 광발전층과 제 2 전극을 적어도 갖는 발전부로 이루어지는 태양전지를 구비하고, 이 태양전지가 발전하는 전력을 상기 시각표시부에 시각 표시를 위한 에너지원으로 하는 시계에 있어서,상기 태양전지는, 상기 태양전지 기판이 투명재료로 이루어지고, 이 태양전지 기판상에 상기 발전부가 스트라이프 형상으로 패턴 형성되어서 복수로 설치됨과 동시에, 그 스트라이프 형상으로 패턴 형성된 복수의 발전부와 발전부 사이에 가시광 영역의 투과율이 큰 투과부를 갖고, 상기 발전부와 상기 투과부가 반복배치되고, 그 복수의 상기 발전부는 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극에 의해 서로 접속하고 있고,그 태양전지를, 상기 시각표시부 전체와 겹치도록 이 시각표시부와 상기 방풍유리 사이에 배설하고, 상기 태양전지 기판상에 설치된 상기 발전부 및 투과부가 상기 시각표시부와 겹치고, 그 투과부를 통해서 상기 시각 표시부를 시인할 수 있도록 한 것이다.

상기 시각표시부가 문자판과 지침을 갖는 아날로그식의 시각표시부인 경우에는, 상기 태양전지를 그 문자판의 시인측에 배설하면 좋다.

혹은, 상기 태양전지를 문자판과 지침 사이에 배설하더라도 좋다.

또한, 상기 태양전지는 상기 패턴 형성된 복수의 발전부를 상기 제 1 전극과 제 2 전극에 의해 서로 접속하고 있고, 그 태양전지를 상기 시각표시부와 겹치도록, 그 시각표시부와 방풍유리 사이에 배설하면 좋다.

그 태양전지는 상기 태양전지 기판상에 교대로 배치된 발전부와 투과부의 조합에 의한 부분 발전 투과부의 투과율이 30 %부터 80 %의 영역을 갖고, 그 영역에서는 태양전지 기판의 하측의 상황이 시인측으로부터 보이도록 한다.

그 태양전지 기판상에 설치한 발전부와 이 발전부에 인접하는 투과부의 면적비율이 장소에 따라 다르도록 하더라도 좋다.

상기 태양전지는 태양전지 기판상에 설치한 발전부와 이 발전부에 인접하는 투과부의 면적비율이 다른 태양전지 기판을 복수매 배치한 구조로 하여도 좋다.

혹은, 상기 발전부와 투과부를 갖는 태양전지 기판을 복수매 적층하고, 그 복수매의 태양전지 기판의 투과부가 서로 겹치도록 배치한 구조로 하여도 좋다.

상기 태양전지 기판상에는 숫자 혹은 문자의 인쇄층을 갖도록 하여도 좋다. 그 인쇄층은 복수의 색으로부터 이루어지는 인쇄층이라도 좋다.

상기 태양전지의 태양전지 기판상에는 숫자 혹은 문자의 디자인 인쇄층을 갖고, 문자판상에도 인쇄층을 가지며, 상기 태양전지 기판상의 디자인 인쇄층과 문자판상의 인쇄층이 거의 겹치는 위치에 있고, 또한 그 태양전지 기판상의 디자인 인쇄층과 문자판상의 인쇄층은 상기 태양전지 기판의 두께 분의 간극을 설치하고, 문자판상의 인쇄층을 태양전지 기판의 투과부를 통해서 시인측에서 인식할 수 있도록하는 것도 가능하다.

상기 태양전지의 태양전지 기판상에, 상기 발전부와 투과부를 스트라이프 형상으로 반복 배치하면 좋다. 그 반복 피치는 일정하지 않아도 좋다.

상기 태양전지 기판상에 설치한 발전부의 적어도 일부는 숫자 혹은 문자의 형상을 포함하도록 할 수도 있다.

상기 태양전지의 태양전지 기판상에 설치한 복수의 발전부와 투과부는, 동심원 형상을 하고 있고, 그 복수의 발전부는 각각 원의 일부가 절단된 형상을 갖고, 그 복수의 발전부가 원의 절단된 부분에서 서로 접속되어 있도록 하더라도 좋다.

혹은, 상기 태양전지 기판상에 발전부를 스파이럴 형상으로 형성하더라도 좋다.

상기 태양전지의 태양전지 기판상에 설치한 발전부를 구성하는 제 l 전극 및 제 2 전극과, 시각표시부에 시간을 표시시키기 위한 시계 회로 기판과의 접속을, 시각표시부의 측부와 시계케이스의 내벽 사이를 통해서, 도전성 고무, 플렉시블 프린트 회로 기판, 혹은 스프링 등에 의해서 접속하는 구조로 하면 좋다.

상기 시각표시부로서, 지침과 문자판에 의해서 시간을 표시하는 아날로그식 표시부와, 숫자에 의해서 시간 또는 카렌다를 표시하는 디지털식표시부의 양쪽을 갖는 컴비네이션식의 시계로 하는 것도 가능하다.

그 경우, 상기 디지털식 표시부는 액정 표시패널로 구성하면 좋다.

그 액정 표시패널은, 한쪽의 편광축이 투과축이며, 이 투과축과 거의 직교하는 편광축이 반사축인 반사형 편광판을 갖는 것을 사용하면 좋다.

액정 표시패널의 시인측과 반대측에 광원을 설치하면, 어두운 환경에서도 시각표시를 시인할 수 있기 때문에 편리하다.

상기 태양전지 기판에는 시각을 표시하는 지침의 회전축인 지침축을 관통시키는 관통구멍을 설치하는 필요가 있다.

그 태양전지 기판의 관통구멍의 주위에 인쇄층을 설치하여, 관통구멍을 숨기도록 하면 좋다.

상기 태양전지 기판에는 위치를 결정하는 위치맞춤부를 설치하면 좋다.

상기 태양전지 기판상에는 숫자 혹은 문자의 인쇄층을 갖고, 또한, 그 태양전지 기판에는 시각표시부에 대하는 위치를 결정하는 위치맞춤부를 갖도록 하면 좋다.

상기 태양전지 기판상에 설치한 발전부와 투과부의 반복 간격 혹은 반복 방향과, 상기 시각표시부에 설치한 표시부의 방향 혹은 인쇄층의 간격을, 모이레 (moire)를 방지하기 위해서 다르게 한 것이 바람직하다.

상기 태양전지의 발전부는 태양전지 기판의 상기 시각표시부측의 면에 설치하는 것이 좋다.

상기 태양전지의 발전부를 구성하는 제 l의 전극 및 제 2 전극의 각 단자로 되는 패드 전극을, 그 태양전지 기판의 시계 회로 기판에 면하는 측의 면에 설치하는 것이 좋다.

상기 태양전지 기판의 표면과 이면의 적어도 한면에 보호층 또는 보호 필름을 설치하면 좋다.

상기 태양전지 기판의 한쪽 면을 방풍유리에 붙이면, 태양전지의 내구성이 향상한다.

상기 태양전지 기판의 적어도 투과부에는 반사 방지층을 설치하면 좋다.

상기 태양전지 기판과 문자판 사이의 발전부에 광을 효율적으로 조사하기 위한 도광판 혹은 렌즈를 설치할 수 있다.

상기 문자판의 표면을, 태양전지의 발전부에 광을 효율적으로 조사하기 위해서 거친 면으로 형성하면 좋다.

상기 문자판의 표면에, 태양전지의 발전부에 광을 효율적으로 조사하기 위해서 인쇄층을 설치하여도 좋다.

상기 시각표시부를 사이를 둔 양측에, 태양전지 기판에 설치한 발전부와 투과부의 비율이 다른 두 가지의 태양전지의 한쪽과 다른쪽을 배설하더라도 좋다.

이와 같이, 본 발명의 시계에 사용하는 태양전지는, 태양전지 기판상에 설치하는 발전부를 작은 영역으로 분할하여 설치하고, 또한 그 각 발전부 사이에 발전부 보다 가시광의 투과율이 큰 투과부를 설치함으로써, 투과성을 갖는 부분 발전 투과부를 형성한다.

그리고, 발전부와 투과부로 이루어지는 부분 발전 투과부의 투과율이 향상할수록 시각표시부의 인식성은 향상하고, 발전부의 시인성을 저하시킬 수 있지만, 발전효율이 저하한다.

반대로, 부분 발전 투과부의 투과율이 저하할수록, 시각표시부로 외부광이 입사하기 어렵게 되어 어두운 표시로 되기 때문에, 시각표시부의 인식성이 저하하여, 발전부의 시인성이 증가하지만, 발전효율은 향상한다.

그 때문, 실내에서의 시각표시부의 인식성을 고려하고, 또한, 발전효율과 시계의 소비 전력을 고려함으로써, 부분 발전 투과부의 투과율은 30 %부터 80 %의 범위에 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 부분 발전 투과부의 투과율을 뒤쪽에 위치하는 시각표시부의 디자인 및 표시 내용에 의해 부분 발전 투과부의 투과율이 다른 영역을 설치하고, 밝음을 중시하는 부분에는 투과율이 큰 면적비율로 하며, 발전효율을 중시가능한 부분에는 발전부가 차지하는 면적비율을 크게함으로써, 디자인성과 발전효율을 알맞게 설정할 수가 있다.

부분 발전 투과부에 설치하는 복수의 발전부와 발전부 사이에 설치하는 투과부의 형상을, 스트라이프 형상 혹은 스파이럴 형상 또는 동심원 형상으로 하는 것에 의해, 시계의 디자인에 적합하는 태양전지 기판으로 할 수 있다.

또한, 복수의 발전부의 피치 또는 폭을 일정으로 하지 않게 함으로써, 태양전지 기판의 뒤쪽의 표시에 의한 간섭 줄무늬의 방지가 가능해진다.

또한, 태양전지 기판상에 숫자 또는 문자의 인쇄층, 또는 발전부에서 숫자 또는 문자를 설치하는 경우에는 시계의 다른 부분과 태양전지 기판과의 위치를 합치는 필요가 때문에, 태양전지 기판에는 위치맞춤부를 설치하면 좋다. 위치맞춤부는 태양전지 기판상에 설치하는 인쇄층 등에 의한다. 혹은, 위치맞춤부로서 태양전지 기판의 일부에 요철, 관통구멍 또는 절결홈을 설치하더라도 좋다.

본 발명은, 시각(時刻)이나 카렌다를 표시하는 시각표시부와, 빛을 에너지원으로서 발전하는 태양전지를 구비하고, 그 태양전지가 발전하는 전력을 시각표시부에 시각표시하기 위한 에너지원으로 하는 시계에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 시계의 제 1 실시형태를 나타내는 모식적인 평면도이다.

도 2는 도 1의 A-A 선에 따르는 모식적인 단면도이다.

도 3은 도 1 및 도 2에 나타낸 시계에 내장된 태양전지의 평면도이다.

도 4는 같이 그 태양전지의 일부를 확대하여 나타내는 모식적인 평면도이다.

도 5는 도 4의 B-B 선에 따르는 모식적인 확대단면도이다.

도 6은 본 발명에 의한 시계의 제 1 실시형태의 회로구성을 나타내는 블럭도이다.

도 7은 본 발명에 의한 시계의 제 2 실시형태로 내장된 태양전지의 도 5와 동일한 확대단면도이다.

도 8은 본 발명에 의한 시계의 제 3 실시형태로 내장된 태양전지의 평면도이다.

도 9는 본 발명에 의한 시계의 제 4 실시형태로 내장된 태양전지의 평면도이다.

도 10은 본 발명에 의한 시계의 제 5 실시형태를 나타내는 모식적인 평면도이다.

도 11은 도 10의 C-C 선에 따르는 모식적인 단면도이다.

도 12는 본 발명에 의한 시계의 제 6 실시형태를 나타내는 도 11과 동일한 단면도이다.

도 13은 본 발명에 의한 시계의 제7의 실시형태를 나타내는 제 11 도와 동일한 단면도이다.

[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]

본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위해서, 첨부 도면에 따라서, 본 발명의 실시형태를 설명한다.

[제 1 실시형태: 도 l 부터 도 6]

우선, 본 발명에 의한 시계의 제 1 실시형태를 도 1 내지 도 6에 의해서 설명한다. 도 1은 그 시계의 모식적인 평면도, 도 2는 도 1의 A-A 선에 따르는 모식적인 단면도이다. 도 3은 이 시계에 내장된 태양전지의 평면도, 도 4는 그 태양전지의 일부를 확대하여 나타내는 모식적인 평면도, 도 5는 도 4의 B-B 선에 따르는 모식적인 확대단면도이다. 그리고, 도 6은 그 시계의 회로구성을 나타내는 블럭도이다.

도 1 및 도 2에 나타내는 시계는, 태양전지를 구비한 전자손목 시계이며, 금속제 원통형의 시계 케이스(1)와, 그 상부에 감합(끼워맞춤) 유지된 방풍유리(2)와, 하부에 감합유지된 뒤덮개(3)에 의해 밀폐 공간을 형성하고 있다. 그리고, 그 밀폐 공간내에 시계 유니트(7)를 수납하고 있다.

이 시계의 표면측(시인측)에는 도 1에 나타낸 바와 같이, 원형의 방풍유리 (2)의 안쪽에, 원판 형상의 태양전지(8)가 배설되고, 그 뒤쪽에 표면에 고리 형상의 문자판(14)을 접착한 액정 표시패널(제브라)이 배설되며, 그 액정 표시패널(50)과 태양전지(8) 사이에, 지침인 분침(5) 및 시침(6)이, 지침축(10)의 선단부에 부착되어 배치되어 있다. 지침축(10)은, 실제로는 분침용 축의 외측에 시침용 축이 감합하여 있지만, 도시를 간단하게 하기 위해 1개의 지침축(10)과 같이 나타내고 있다.

문자판(14)에는「1」부터「12」까지의 시각을 나타내는 숫자가 인쇄되어 있고, 이 문자판(14)과 분침(5) 및 시침(6)에 의해 시각을 지침에 의해서 아날로그 표시하는 제 1 시각표시부를 구성하고 있다. 이 문자판(14)은 구분판의 역할도 해내고 있다.

액정 표시패널(50)은, 시각이나 카렌다를 디지털 표시하는 제 2 시각표시부를 구성하고 있고, 도 1에 나타내는 모드 표시부(24)와, 시각, 카렌다, 크로노그래프(chronograph), 스톱워치(stop watch) 등을 전환 표시하는 다기능 표시부(25)(도면에서는 카렌다를 표시하고 있다)가 설치되어 있다.

따라서, 태양전지(8)는, 문자판(14)과 분침(5) 및 시침(6)으로 이루어지는 제 1 시각표시부, 및 액정 표시패널(50)로 이루어지는 제 2 시각표시부가 겹치도록, 이것들과 시각표시부의 시인측의 방풍유리(2) 사이에 배설되어 있다.

태양전지(8)는, 태양전지 기판(31)(도 2에서는 이면측)에 다수의 발전부(39)와 투과부(40)가, 도 1에 나타낸 바와 같이 스트라이프 형상으로 교대로 패턴 형성되어 있다. 또, 그 상세한 것은 후술한다.

또한, 시계 케이스(1)에는 도 1에 나타낸 바와 같이, 시간 등의 조정을 하기 위한 시간 조정 노브(27)와, 크로노그래프 등의 세팅을 하는 모드 조정 버튼(28)과, 액정 표시패널(50)의 이면측에 설치한 광원(66)(도 2)을 점등시키는 광원점 등 버튼(29)을 설치하고 있다.

이 시계의 액정 표시패널(50)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 각각 투명 기판인 제 1 기판(51)과 제 2 기판(55)을 소정의 간극을 설치하여 대향시켜, 시일재 (58)에 의해서 합쳐 붙여서, 그 간극에 액정층(57)을 봉입하고 있다. 그 액정층 (57)에는, 90도의 트위스트각을 갖는 트위스트네마틱(TN) 액정을 사용하고 있다.

또한, 제 1 기판(51)의 내면에, 투명 도전막인 산화인듐석(ITO)막으로 이루어지는 제 1 전극(52)을 표시해야 할 문자 등의 각 세그먼트로 패턴형성하고, 제 2 기판(55)의 내면에, 모든 제 1 전극(52)과 대향하도록, ITO 막으로 이루어지는 제 2 전극(56)을 설치하고 있다.

이 액정 표시패널(50)의 표면(시인측)에는 상부 편광판(64)을 배치하고, 이면(뒤덮개측)에는 하부 편광판(65)을 배치하고 있다.

이 상부 편광판(64)과 하부 편광판(65)은 투과축이 서로 직교하도록 배치하고 있어, 액정층(57)의 선광 기능에 의해 전압 무인가시에 액정 표시패널(50)이 투과 상태를 나타낸다.

상부 편광판(64)으로서는, 옥소(I)를 흡착하여 작성하는 흡수형 편광판을 사용하고, 하부 편광판(65)에는, 투과축과 반사축(투과축에 직교한다)을 갖는 굴절률이 다른 층을 복수 적층한 반사형 편광판을 사용하고 있다. 이 반사형 편광판은, 투과축에 직교하는 방향으로 진동하는 직선 편광은 반사한다.

이 액정 표시패널(50)의 뒤쪽에는, 어두운 환경에서 시계를 사용하는 경우에사용하는 광원(66)으로서 일렉트로루미네센트(EL) 소자를 설치하고 있다.

액정 표시패널(50)과 광원(66)에는, 지침축(10)이 관통하는 지침축 관통구멍 (l1)이 설치된다.

지침축(10)은 광원(66)의 뒤쪽에 설치한 지침 구동 기판(15)으로부터 돌출하여 있다. 그 지침 구동 기판(15)의 뒤쪽에는 시계 회로 기판(16)을 설치하고 있다.

그 시계 회로 기판(16)에는, 후술하는 시각 기준 신호 발진기(OSC) 등을 갖고, 지침 구동 기판(15)과 액정 표시패널(50)로 소정의 신호를 송출하고 있다.

시계 회로 기판(16)과 액정 표시패널(50)은, 도전 고무층과 비도전 고무층이 줄무늬 형상에 적층하는 제브라(제브라) 고무(61)에 의해서 접속되어 있다.

시계 회로 기판(16)의 뒤쪽에는, 회로누름부재(22)가 설치되고, 그 회로누름부재(22)의 이면측에는, 태양전지(8)가 발전하는 전기에너지를 축적하는 이차전지 (17)를, 전지누름부재(28)로 유지하고 있다. 이들 태양전지(8)와 문자판(14)과 액정 표시패널(50)과 광원(66)을 패널누름부재(21)에 의해 고정하여, 지침 구동 기판(15)과 시계 회로 기판(16)을 회로누름부재(22)에 의해 고정하여, 패널누름부재(21)와 회로누름부재(22)를 상호 감합함으로써, 태양전지를 갖는 시계 유니트(7)가 완성한다.

그리고, 태양전지(8)의 태양전지 기판(31)상에 설치한 발전부(39)의 전극과 시계 회로 기판(16)은, 도전 고무층과 비도전 고무층이 줄무늬 형상으로 적층하는 제브라(zebra) 고무(43)에 의해서, 제1, 제 2 시각표시부의 측부와 시계 케이스(1)의 내벽 사이를 통해서 접속된다.

여기서, 이 실시형태로 사용하는 태양전지(8)의 구성을 보다 상세하게 설명한다.

이 태양전지(8)는, 도 3에 나타낸 바와 같이 박판(薄板)유리재 등의 투명 재료로 이루어지는 원판 형상의 태양전지 기판(31)상에 다수의 발전부(39)와 투과부 (40)가, 스트라이프 형상으로 교대로 패턴 형성되어 있다. 투과부(40)는 발전부 (39) 보다 가시광 영역의 투과율이 크다. 이 실시형태에서는 거의 투명하다.

그 발전부(39)는, 도 4 및 도 5에 그 일부를 확대하여 나타낸 바와 같이, 태양전지 기판(31)상에 서로 겹치도록, 제 1 전극인 하부 전극(33)과, 광발전층(34)과, 제 2 전극인 상부 전극(36)을 가느다란 띠 형상으로 순차 설치하고 구성되어 있다.

즉, 태양전지 기판(3l) 상에 하부 전극(제 1 전극)(33)으로서 투명 도전막을 설치하고, 그 하부 전극(33)상에 PIN 접합을 갖는 아모퍼스 실리콘(a-Si)막을 광발전층(34)으로서 설치하고, 그 광발전층(34)상에 버퍼층(35)을 통해 알루미늄막으로 이루어지는 상부 전극(제 2 전극)(36)을 설치하고 있다.

상부 전극(36)은 반사율이 큰 전극 재료로 형성하면 좋지만, 광발전층(34)과의 상호 확산에 의한 발전효율의 저하를 방지하기 위해서, 산화티타늄(TiOx)으로 이루어지는 버퍼층(35)을 설치하고 있다.

그리고, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상부 전극(36)과 동일한 근처에서 버퍼층 (35)과 광발전층(34)이 패턴 형성되어 있지만, 상부 전극(36)을 마스크로서 버퍼층(35)과 광발전층(34)을 에칭 처리함으로써, 간단히 형성할 수가 있다.

이 수법을 채용함에 의해, 발전부(39)의 폭(W1)을 100㎛ 정도로 간단히 형성할 수 있음과 동시에, 투과부(40)의 폭(W2)의 폭의 감소를 최소한으로 할 수 있다.

이 실시형태에 있어서는, 투과부(40)의 폭(W2)은 150㎛로 하고 있다. 또한, 태양전지 기판(31)과 발전부(39)상에는 발전부(39)를 보호하기 위해서 폴리이미드 수지로 이루어지는 보호층(37)을 설치하고 있다.

이 실시형태에 있어서는, 보호층(37)에 폴리이미드 수지를 사용하고 있지만, 보호층(37)에 굴절률이 큰 불화마그네슘(MgF)과 굴절률이 작은 산화실리콘(SiO₂)을 적층한 반사 방지층을 사용하는 것에 의해, 태양전지 기판(31)과 공기의 굴절률 차를 저감하여, 계면에서의 반사를 방지함에 의해 3 % 정도의 투과율 향상을 도모할 수 있다.

또한, 태양전지 기판(31)의 표리면에 반사 방지층에 의한 보호막을 설치함으로써, 투과율을 또한, 향상시킬 수 있다.

또한, 이 실시형태에서는 채용하지 않았으나, 방풍 유리(2)와 태양전지 기판 (31)을 투과율이 큰 예컨대 아크릴계의 접착재에 의해서 접착하는 구조를 채용함에 의해, 반사 방지층을 겸하는 보호층(37)과의 병용에 의해 5 % 이상의 투과율의 개선이 가능하다.

또한, 방풍유리(2)와 태양전지 기판(31)과의 접착은, 태양전지 기판(31)을 외부 충격으로부터 보호하기 위해서 유효한 구조이다.

또한, 스트라이프 형상의 각 발전부(39)는, 도 3도 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 태양전지 기판(31)의 바깥둘레측에서, 하부 전극군(42)에 의해서 각각의 하부 전극(33)이 서로 접속되어 있다. 그 하부 전극군(42)은, 시계 회로 기판(16)과 접속하기 위한 제 2 패드 전극(46)을 갖는다.

마찬가지로, 태양전지 기판(31)의 바깥둘레측에서, 상부 전극군(41)에 의해서 각 상부 전극(36)이 서로 접속되어 있다. 그 상부 전극군(41)은, 시계 회로 기판(16)과 접속하기 위한 제 1 패드 전극(45)을 갖는다.

이 제 1 패드 전극(45)과 제 2 패드 전극(46)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 문자판 (14) 및 액정 표시패널(50)의 측부를 지나는 제브라 고무(43)에 의해서, 시계 회로 기판(16)의 단자와 접속된다.

태양전지 기판(31)에 박판 유리재를 사용하는 경우에는, 깨어짐 방지를 위해 부드러운 제브라 고무를 사용하는 것이, 시계의 신뢰성을 포함해서 중요하다. 방풍유리측에 태양전지 기판(31)을 배치하기 위해서, 이 제 l의 실시형태에서는 태양전지 기판(3l)의 표면 또는 이면중 어느 한쪽에, 깨어짐 방지용의 보호 필름(도시하지 않음)을 붙여져 있다.

또한, 태양전지 기판(31)에는 제 1과 제 2 패드 전극(45와 46)과 시계 회로 기판(l6)과의 위치 맞춤을 하기 위해서, 도 3에 나타내는 위치맞춤부(30)를 설치하고 있다.

이 실시형태에서는, 위치맞춤부(30)로서 절결홈을 설치하고 있지만, 발전부와 동시에 설치하는 패턴, 혹은 돌기라도 좋다.

이 실시형태의 태양전지를 구비한 시계에 의하면, 태양전지(8)의 발전부(39)를 포함하는 전체를 제 1 시각표시부를 구성하는 문자판(14) 및 분침(5)과 시침 (6), 및 제 2 시각표시부를 구성하는 액정 표시패널(50)의 양쪽에 대하여 시인측[방풍유리(2)측]에 배치하고 있다. 그러나, 태양전지(8)의 발전부(39)가 가는 스트라이프 형상으로 형성되어, 거의 투명한 투과부(40)와 교대로 배치되어 있고, 그 투과부(40)쪽이 면적비율이 높기 때문에, 각 시각표시부의 시인성을 손상하는 일이 없다. 또한, 발전부(39)가 거의 눈에 띄지 않기 때문에 차폐판을 설치할 필요가 없게 되기 때문에, 시계의 디자인성을 제약하지 않고, 태양전지의 발전효율도 충분히 얻어진다.

발전부(39)를 긴 변과 짧은 변으로 이루어지는 직사각형에 근사하는 형상으로 한 경우에, 짧은 변의 폭 치수를 200㎛ 이하로 하고, 투과부의 폭 치수를 100㎛ 이상으로 함에 의해, 30 % 정도의 투과율을 확보함과 동시에 발전부의 시인성을 저하시킬 수 있다.

또한, 발전부(39)와 투과부(40)에 의한 부분 발전 투과부의 투과율의 향상을 행하고, 시각표시부의 표시 품질을 향상시키기 위해서는, 짧은 변의 폭을 l00㎛ 이하로 하고, 투과부의 폭을 100㎛ 이상으로 하면, 발전부(39)의 시인성을 또한, 저감시킬 수 있기 때문에 대단히 유효하다.

즉, 발전부(39)와 투과부(40)로 이루어지는 부분 발전 투과부의 투과율이 향상할수록, 시각표시부의 인식성을 향상시키고, 발전부(39)의 시인성을 저하시킬 수 있지만, 발전효율이 저하한다.

반대로, 부분 발전 투과부의 투과율이 저하할수록, 시각표시부으로의 외부광의 입사량이 적어지기 때문에 어두운 표시로 되어, 시각표시부의 인식성이 저하하여 발전부(39)의 시인성이 증가하지만, 발전효율은 향상할 수 있다.

그 때문에, 실내에서의 시각표시부의 인식성을 고려하여, 또한, 발전효율과 시계의 소비 전력을 고려함에 의해, 부분 발전 투과부의 투과율을 30 %부터 80 %의 범위로 설정함에 의해, 부분 발전 투과부를 간극을 만들어 시각표시부의 표시를 충분히 보는 것이 가능하다.

또한, 태양전지(8)의 뒤쪽에 배치하는 시각표시부의 디자인 및 표시내용에 의해, 부분 발전 투과부의 투과율이 다른 영역을 설치하고, 밝기를 중시하는 부분은 투과율이 큰 면적비율로 하며, 발전효율을 중시하는 부분은 발전부가 차지하는 면적비율을 크게 하는 것에 의해, 디자인성과 발전효율을 알맞게 설정할 수가 있다.

다음에, 도 6의 블럭도에 의해서, 이 제 1 실시형태의 시계에 의한 시각 표시 동작을 설명한다.

태양전지(8)에 의해서 발전되는 전기에너지는 이차전지(17)에 축적 충전된다. 그 이차전지(17)의 충전량을 전압 검출 회로(82)에 의해서 검출한다. 그리고, 그 검출 전압이 규정치 이상이면, 그 전력을 각각의 회로에 공급한다.

그리고, 시계의 시침(6)과 분침(5)을 동작시키기 위해서, 발진회로(OSC)(86)에 의해서 발생하는 시각 기준 신호를 시간 신호 발생 수단(87)에 입력하여 시간 신호를 생성하여, 그 시간 신호에 따라서 펄스 모터 구동 수단(88)이 펄스 모터(89)를 구동하여, 지침인 분침(5)과 시침(6)을 회동시켜, 문자판(14)의 숫자의 조합에 의해서 시간을 표시한다.

또한, 시간 신호 발생 수단(87)에 의한 시간 신호를 액정 표시패널 구동 회로(91)에도 입력시켜, 액정 표시패널 구동 회로(91)에 의해서 액정 표시패널(50)을 구동하여, 그 다기능 표시부(25)에 시간이나 카렌다를 표시할 수가 있다. 그 표시 모드는, 도 1에 나타낸 모드 조정 버튼(28)의 조작에 따라서 액정 표시패널 구동 회로(91)에 입력되는 모드 전환 신호에 의해서 전환된다.

또, 전압 검출 회로(82)의 검출 정보에 의해서 액정 표시패널 구동 회로(91)의 신호를 제어하고, 액정 표시패널(50)에 인가하는 전압 파형을 제어하여, 액정 표시패널(50)의 표시 상태를 바꾸는 것이 가능하다. 예컨대, 검출 전압이 미리 설정한 전압 보다 저하한 때에는, 전압 검출 회로(82)의 검출 신호에 의해, 액정 표시패널(50)의 표시 정보량을 감하거나, 표시하지 않도록 하는 등으로 하여, 액정 표시패널(50)에 의한 소비 전력을 저감한다.

이 실시형태의 시계는, 이와 같이 태양전지(8)의 발전 상황 또는 이차전지 (17)의 충전 상황에 의해, 액정 표시패널(50)의 표시 상태를 가변하는 것이 가능하다.

또한, 전압 검출 회로(82)의 검출 전압이 미리 설정한 전압 보다 저하하면, 전압 검출 회로(82)부터의 신호에 의해 펄스 여기 회로(83)가 작동하여, 펄스 모터 제어 회로(84)가 기동하여, 펄스 모터(89)를 정지시키거나, 스텝을 건너띄어 간헐 구동시키기도 하거나, 소비 전력의 저감을 도모한다.

그 사이, 시간 신호 발생 수단(87)부터의 시계 신호를 펄스 모터 제어 회로 (84)를 통해 복귀 회로(85)에 기억시켜, 태양전지(8)의 발전량이 증가하여 전압 검출 회로(82)의 검출 전압이 상승하였을 때, 펄스 모터 제어 회로(84)가 그 복귀 회로(85)의 기억 데이터에 따라서 펄스 모터(89)를 구동하여, 분침(5) 및 시침(6)이 현재의 시간을 나타낸 바와 같이 수정 회전시킨다. 이것에 의하여, 다시 정확한 시간이 표시된다.

〔제 2 실시형태 : 도 7〕

다음에, 본 발명에 의한 시계의 제 2 실시형태에 사용하는 태양전지의 구조를 도 7에 의해서 설명한다. 도 7은 그 태양전지의 일부를 확대하여 나타내는 도 5와 동일한 단면도이며, 도 5와 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙인다.

이 태양전지(8)도, 도 5에 나타낸 태양전지와 같이, 태양전지 기판(31)상에 발전부(39)와 투과부(40)를 스트라이프 형상으로 교대로 패턴 형성하고 있다. 그리고, 각 발전부(39)에는, 태양전지 기판(31)상에 투명도전막에 의한 하부 전극 (33)과, PIN 접합을 갖는 아모퍼스 실리콘(a-Si)막에 의한 광발전층(34)과, 버퍼층 (35)과, 알루미늄막으로 이루어지는 상부 전극(36)을 순차 적층하여 설치하고 있다.

상부 전극(36)과 동일한 근처에서 버퍼층(35)과 광발전층(34)이 패턴형성하고 있지만, 상부 전극(36)을 에칭 처리시에 마스크로서 버퍼층(35)과 광발전층(34)을 에칭처리함에 의해 간단히 형성할 수가 있다.

그리고, 발전부(39)의 폭(W1)을 100㎛ 정도로 하고, 투과부(40)의 폭(W2)을150㎛ 정도로 하고 있다.

또한, 태양전지 기판(31)과 발전부(39)상에는 발전부(39)를 보호하기 위해서 폴리이미드 수지로 이루어지는 보호층(37)을 설치하고 있지만, 이 제 2 실시형태에서는, 투과부(40)의 투과율을 향상하는 것과 보호층(37)에 의한 착색을 방지하기 위해서, 발전부(39)를 덮는 부분에만 보호층(37)을 설치하고, 투과부(40)상에서는 보호층(37)을 제거하고 있다.

투과부(40)의 보호층(37)을 제거하는 방법은 보호층(37)에 포지티브형의 감광성 폴리이미드 수지를 사용하고, 태양전지 기판(31)의 보호층(37)을 형성하는 면과 반대면으로부터 빛을 조사함에 의해, 빛의 비조사부의 폴리이미드 수지가 남게 된다.

또한, 열처리에 의해 폴리이미드 수지를 플로우 처리하여 발전부(39)로부터 투과부(40)상으로 일부 밀려나오는 구조로 하는 것으로도 간단히 할 수 있다.

〔제 3 실시형태: 도 8〕

다음에, 본 발명에 의한 시계의 제 3 실시형태에 사용하는 태양전지의 구조를 도 8에 의해서 설명한다. 도 8은 그 태양전지의 도 3과 동일한 평면도이며, 도 3과 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙인다.

이 태양전지(8)는, 발전 영역을 4개의 상부 전극으로 분할하여, 그 4개의 발전 영역의 발전부를 직렬로 접속하도록 구성하고 있다.

태양전지 기판(31)상에는, 발전부(39)와 투과부(40)를 스트라이프 형상으로 교대로 패턴 형성하고 있다. 발전부(39)의 구조는, 도 5 및 도 7에 의해서 전술한태양전지(8)의 발전부(39)와 같이, 태양전지 기판(3l) 상에 기판측으로부터 하부 전극과 PIN 접합을 갖는 아모퍼스 실리콘(a-Si)막으로 이루어지는 발전층과 상부 전극이 순차 적층하고 형성되어 있다.

그리고, 이 태양전지 기판(31)상의 다수의 발전부(39)는, 제 1 발전 영역 (71)과 제 2 발전 영역(72)과 제 3 발전 영역(73)과 제 4 발전 영역(74)으로 4분할되어 있다.

또한, 각각의 발전 영역 사이에서는 하부 전극(33)과 상부 전극(36)이 서로 분리하고 있다. 반대로 동일한 발전 영역, 예컨대 제 1 발전 영역(71)에서는 하부 전극(33)은 하부 전극군(42)에 의해 서로 접속하여, 상부 전극(36)은 상부 전극군 (41)에 의해 서로 접속하고 있다. 제 2 발전 영역(72), 제 3 발전 영역(73), 및 제 4 발전 영역(74)도 같다.

그리고, 제 1 발전 영역(71)의 하부 전극군(42)은 1-4 발전 영역 접속 전극 (77)에 의해 제 4의 발전 영역(74)의 상부 전극군(41)과 접속되어 있다. 또한, 제 1 발전 영역(71)의 상부 전극군(41)은 시계 회로 기판과 접속하기 위한 제 1 패드 전극(45)에 접속하고 있다.

또한, 제 4 발전 영역(74)의 하부 전극군(42)은, 2-4 발전 영역 접속 전극 (75)에 의해서 발전 영역 접속부(79)를 통해 제 2 발전 영역(72)의 상부 전극군 (41)에 접속되어 있다. 그리고, 그 제 2 발전 영역(72)의 하부 전극군(42)은 2-3 발전 영역 접속 전극(76)에 의해 제 3 발전 영역(73)의 상부 전극군(41)에 접속되어 있다. 그 제 3 발전 영역(73)의 하부 전극군(42)은, 돌출 전극(78)을 통해 제2 패드 전극(46)에 접속하고 있다.

즉, 시계 회로 기판에 접속되는 제 1 패드 전극(45)과 제 2 패드 전극(46)의 사이에는, 제 1 패드 전극(45)으로부터 제 1 발전 영역(71)의 상부 전극군(41) → 제 1 발전 영역(71) → 제 1 발전 영역(71)의 하부 전극군(42) → 1-4 발전 영역 접속 전극(77) → 제 4 발전 영역(74)의 상부 전극군(41) → 제 4 발전 영역 (74) → 제 4 발전 영역(74)의 하부 전극군(42) → 2-4 발전 영역 접속 전극(75) → 발전 영역 접속부(79) → 제 2 발전 영역(72)의 상부 전극군(41) → 제 2 발전 영역(72) → 제 2 발전 영역(72)의 하부 전극군(42) → 2-3 발전 영역 접속 전극 (76) → 제 3 발전 영역(73)의 상부 전극군(41) → 제 3 발전 영역(73) → 제 3 발전 영역(73)의 하부 전극군(42) → 돌출 전극(78)이, 직렬로 접속되어 있다.

이상의 구조를 채용함에 의해, 투과부(40)를 통해 태양전지 기판(31)의 뒤쪽에 배치된 시각표시부의 표시를 태양전지 기판(31)을 간극을 만들어 관찰자가 시인할 수가 있다.

또한, 4개의 발전 영역(71∼74)의 각 발전부(39)를 직렬로 접속함에 의해, 태양전지(8)의 발전 전압을 4배로 할 수 있다. 태양전지(8)에 조사하는 광강도에 의존하지만, 각 발전 영역의 발전부(39)에 의한 발전 전압이 0.4 V(볼트) 정도를 위해, 1.6 V 정도의 출력 전압을 얻을 수 있다.

즉, 이차전지로의 충전 전압을 크게 할 수 있어, 태양전지의 출력 전압을 승압하지 않고 이차전지에 공급할 수 있기 때문에, 승압에 의한 에너지 손실을 방지할 수 있다.

또한, 이 제 3 실시형태에서는, 각 발전 영역 사이의 분리를 태양전지 기판(31)의 중심을 지나는 선상에서 행하고 있지만, 발전 영역을 분리하는 부분의 시인성을 저감하기 위해서, 분리하는 근처의 하부 전극(33) 혹은 상부 전극(36)의 부분에 요철을 설치하여, 직선 형상으로 하는 것을 피하면 좋다.

또한, 태양전지 기판(31)상의 발전부(39)와 투과부(40)의 슬릿에 의한 모이레 얼룩을 방지하기 위해서, 발전부(39)의 폭을 l00㎛에서 50㎛의 범위로 10㎛ 단위로 선택하여, 투과부(40)의 폭도 발전부(39)의 폭과 같이 함에 의해, 고정적인 주기를 방지할 수가 있다.

이것에 의하여, 발전부(39)와 투과부(40)의 스트라이프에 의한 간섭 줄무늬를 방지할 수가 있다. 또, 태양전지 기판(31)의 바깥둘레부에, 노치(절결)에 의한 위치맞춤부(30)가 설치된다.

〔제 4 실시형태: 도 9〕

다음에, 본 발명에 의한 시계의 제 4 실시형태에 사용하는 태양전지의 구조를 도 9에 의해서 설명한다. 도 9는 그 태양전지의 도 3과 동일한 평면도이며, 도 3과 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙인다.

이 태양전지는, 태양전지 기판상에 발전부를 동심원 형상에 배치하여, 발전부와 투과부에 의해 동심원 형상의 모양을 형성하고 있다.

즉, 이 태양전지(8)의 태양전지 기판(31)상에는, 스트라이프 형상의 발전부 (39)와 투과부(40)가 동심원 형상으로 교대로 패턴 형성되어 있다. 그 발전부(39)의 단면 구조는, 도 5에 의해서 전술한 제 1 실시형태의 태양전지(8)의 발전부(39)와 같다. 동심원 형상의 각 발전부(39)는 원의 일부가 절단된 형상을 하고, 그 동심원 형상의 각 발전부(39)의 상부 전극(36)(도 5)은, 그 절단 영역의 일끝단부에 따라 직경 방향으로 연장하는 상부 전극군(41)에 의해서 서로 접속되어, 태양전지 기판(31)의 바깥둘레 부근에 설치한 제 1 패드 전극(45)에 접속되어 있다.

또한, 동심원 형상의 각 발전부(39)의 하부 전극(33)(도 5)은, 그 절단영역의 다른 끝단부에 따라 직경 방향으로 연장하는 하부 전극군(42)에 의해서 서로 접속되고, 태양전지 기판(31)의 바깥둘레 부근에 설치한 제 2 패드 전극(46)에 접속되어 있다.

이 제 4 실시형태에서는, 투과부(40)의 면적에 대하여 발전부(39)의 면적비율을 크게 하여, 태양전지(8)의 발전효율을 개선하기 위해서, 발전부(39)의 폭을 150㎛로 하고, 투과부(40)의 폭을 100㎛로 하고 있다.

이 때문에, 태양전지 기판(31)의 투과율은 저하함과 동시에 발전부(39)의 패턴 형상이 관찰자에게 인식되지만, 그 발전부(39)를 동심원 형상으로 배치함에 의해, 시계의 디자인의 일부로 할 수 있다.

또한, 상부 전극군(41)과 하부 전극군(42)의 사이에 절연막(도시하지 않음)을 설치하여, 또한, 다층배선(도시하지 않음)을 이용함에 의해, 공정의 복잡화와 비용 향상을 방지하여, 종래의 태양전지의 제조 방법에 의해 이 실시형태에 사용하는 이차전지를 작성하는 것이 가능하다.

또한, 태양전지 기판(31)상의 상부 전극군(41)과 하부 전극군(42)을 설치하는 영역의 시인측에 인쇄층(12)을 설치하고 있다. 이 인쇄층(l2)에 의해, 태양전지를 시계의 디자인의 일부로 내장할 수 있다.

〔제 5 실시형태: 도 10 및 도 11〕

다음에, 본 발명에 의한 시계의 제 5 실시형태를 도 10 및 도 11에 의해서 설명한다. 도 10은 그 시계의 도 1과 동일한 평면도, 도 11은 도 l0의 C-C 선에 따르는 모식적인 단면도이다. 이들 도면에 있어서, 도 1 및 도 2와 대응하는 부분에는 동일부호를 붙인다.

이 제 5 실시형태의 특징은 태양전지를 아날로그식 시각표시부를 구성하는 문자판과 지침의 사이에 배치한 점이다.

우선, 그 시계에 내장한 태양전지의 구성은, 태양전지 기판(31)상(도 11에서는 아래쪽)에 발전부(39)와 투과부(40)를 스트라이프 형상으로 교대로 패턴 형성하고 있다. 그 발전부(39)의 구조는, 도 4 및 도 5에 의해서 설명한 제 1 실시형태의 태양전지(8)의 발전부(39)와 동일하다.

지침 구동 기판(15)상에 문자판(14)이 배치되고, 그 문자판(14)의 시인측에 태양전지(8)가 배치되어 있다. 그리고, 지침 구동 기판(15)에 설정된 지침축(10)이 문자판(14)과 태양전지 기판(31)에 형성된 관통구멍인 지침축 관통구멍(11)을 관통하여, 태양전지 기판(31)의 표면측으로 연장하고, 그 선단부에서 지침인 초침 (4)과 분침(5)과 시침(6)을 지지하고 있다. 따라서, 태양전지(8)는 문자판(14)과 지침[초침(4), 분침(5), 시침(6)] 사이에 배치되어 있는 것으로 된다. 또, 지침축(10)은 실제로는 초침(4)용, 분침(5)용, 및 시침(6)용의 3개가 동심원 형상으로 설치된다.

지침 구동 기판(15)의 이면측에는 시계 회로 기판(16)이 배치되어 있다. 그리고, 이들 태양전지 기판(31)과 문자판(14)과 지침 구동 기판(15)과 시계 회로 기판(16)은, 서로 감합하는 상부 누름부재(20)와 회로누름부재(22)에 의해 유지되어, 시계 유니트(7)를 구성하고 있다.

태양전지 기판(31)에 설정된 패드 전극과 시계 회로 기판(16)상의 단자는, 제브라 고무(43)에 의해서 접속되어 있다. 그리고, 태양전지(8)에 의해서 발전된 전기에너지는, 그 제브라 고무(43)를 통해서 시계 회로 기판(16)에 보내어진다.

회로누름부재(22)의 이면에는, 태양전지가 발전하는 전기에너지를 축적하기 위한 이차전지(l7)를 전지누름부재(28)에 의해서 유지하고 있다.

이 시계유니트(7)가 제 1 실시형태의 시계와 같이, 시계 케이스(1)와 방풍 유리(2)와 뒤덮개(3)에 의해 형성되는 밀폐 공간내에 수납되어 있다. 그러나, 이 제 5 실시형태의 시계에서는, 시계 유니트(7)에 액정 표시패널에 의한 디지털식의 시각표시부는 설치되지 않는다.

시계 유니트(7)와 시계 케이스(1) 사이에는, 방풍 유리(2)의 내측의 바깥둘레에 따라 마주하는 링을 설치하고, 시계 유니트(7)의 바깥둘레를 차폐하고 있다. 또한, 시계 케이스(1)의 바깥둘레에는, 도 10에 나타낸 바와 같이 아날로그식 시각표시부의 조정을 하는 시간 조정 노브(27)를 설치하고 있다.

태양전지 기판(31)의 이면측에 배치된 문자판(14)상에는, 숫자, 문자 또는 캐릭터 등의 다색 인쇄가 이루어지거나, 미세한 요철이 형성되어 거친면으로 되어 있다. 이것에 의하여, 태양전지(8)의 발전부(39)에 문자판(14)에 의한 난반사광을흡수할 수 있어, 발전효율을 높이는 것이 가능하다.

태양전지 기판(31)의 표면에는 지침축 관통구멍(11)을 숨기기 위해서 인쇄층 (12)이 설치된다. 이 인쇄층(12)은, 칼라 도료 인쇄에 의해서 설치하던가 혹은 도금막을 접착층으로 접착하더라도 좋다.

또한, 그 태양전지 기판(31)에 있어서의 문자판(14)상의 숫자 또는 문자의 부근에, 디자인 인쇄층(13)을 설치하고 있다. 그 디자인 인쇄층(13)은 태양전지 기판(31)의 이면에 설정된 문자판(14)상의 문자 등을 시인측에서 볼 때, 태양전지 기판(31)의 두께 분만큼 시차가 있는 것을 이용하여, 입체적으로 보이는 것을 목적으로 하고 있다.

즉, 태양전지 기판(31)상의 디자인 인쇄층(13)과 문자판(14)상의 숫자 또는 문자의 인쇄층이 거의 겹치는 위치에 있도록 하고, 또한 그 태양전지 기판(31)상의 디자인 인쇄층(13)과 문자판(14)상의 인쇄층은 태양전지 기판(31)의 두께 분의 간극을 설치하여 놓고, 문자판(14)상의 인쇄층은 태양전지 기판(31)의 투과부(40)를 통해서 시인측에서 인식가능하도록 하고 있다.

여기서, 태양전지 기판(31)의 발전부(39)에 의한 투과율의 저하를 이용하고, 문자판(14)과 디자인 인쇄층(13)의 컨트라스트 차에 의한 디자인성의 다양화도 가능하다.

〔제 6 실시형태: 도 12〕

다음에, 본 발명에 의한 시계의 제 6 실시형태를 도 12에 의해서 설명한다. 도 12는 그 시계의 도 11과 동일한 단면도이며, 도 11과 대응하는 부분에는 동일한부호를 붙여, 이것들의 설명은 생략한다.

이 제 6 실시형태의 시계에서, 전술한 제 5 실시형태의 시계와 상이한 주된 점은, 태양전지(8)를, 문자판(14)과 지침[초침(4), 분침(5), 시침(6)]에 의한 아날로그식의 시각표시부와 방풍 유리(2) 사이에 배치하고, 또한 그 태양전지 기판(31)의 발전부(39)를 설치하고 있지 않은 측의 면을 방풍 유리(2)에 부착한 점이다.

그 태양전지(8)는, 사파이어 유리 또는 크리스탈 유리로 이루어지는 1 밀리미터(mm) 이상의 두께의 태양전지 기판(31)의 이면상에, 전술한 각 실시형태의 발전부와 동일한 구성의 발전부(39)와 투과부를 스트라이프 형상으로 교대로 패턴 형성하고 있다. 또, 발전부(39)의 하부 전극과 상부 전극 사이에 설치하는 광발전층을, 다층으로 한 탠덤형으로 하여도 좋다.

그 태양전지(8)의 태양전지 기판(31)의 윗면을, 사파이어 유리 또는 크리스탈 유리로 이루어지는 방풍 유리(2)의 내면에 투명한 접착제에 의해서 부착되어 있다.

이와 같이 함으로써, 얇은 유리로 이루어지는 태양전지 기판(31)이, 외부 충격으로 파손하는 위험성을 대단히 적게 할 수 있다. 또한, 태양전지 기판(31)의 변형에 의해 발전부(39)의 발전효율이 저하하는 것도 방지할 수 있다.

또한, 태양전지(8)의 태양전지 기판(31)에 설치한 패드 전극과, 시계 회로 기판(16)상의 단자를, 시계 케이스(1)의 내벽에 따라 설치한 플렉시블 프린트 회로 (FPC) 기판(44)에 의해서 접속하여, 태양전지(8)에 의해서 발전되는 전기에너지를 FPC 기판(44)을 통해 시계 회로 기판(16)으로 보낸다.

이 FPC 기판(44)은, 시계 유니트(7)와 시계 케이스(1) 사이의 얼마 안 되는 간극에도 수납할 수가 있다. 또한, 태양전지 기판(31)상의 패드 전극과 시계 회로 기판(16)의 단자와의 간격이 긴 경우라도 용이하게 접속할 수 있다.

그 밖의 구성 및 작용은, 도 11에 나타낸 제 5 실시형태의 시계와 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.

〔제 7 실시형태: 도 13〕

다음에, 본 발명에 의한 시계의 제 7 실시형태를 도 l3에 의해서 설명한다. 도 13은, 그 시계의 도 11과 동일한 단면도이며, 도 11과 대응하는 부분에는 동일한 부호를 붙인다.

이 제 7 실시형태의 시계가 전술한 제 1, 제 5, 제 6 실시형태의 시계와 상이한 주된 점은, 태양전지(8)를 문자판(14)과 지침(분침(5)과 시침으로 이루어지는 아날로그식의 시각표시부와 방풍 유리(2) 사이에 배치하고, 또한, 문자판(14)과 그 이면측의 지침 구동 기판(15) 사이에도, 보조태양전지(53)를 배치하고 있다는 점이다.

그 보조 태양전지(53)는, 태양전지 기판상의 발전부의 면적이 차지하는 비율을 크게 하고 있다.

또한, 이 보조 태양전지(53)에는 투과성이 요구되지 않기 때문에 태양전지 기판으로서 금속기판을 사용하는 것도 가능하다. 보조 태양전지(53)의 발전부(도시하지 않음)는 투과성의 전극을 겉에 배치하면 좋다.

태양전지(8)의 태양전지 기판(31)상의 패드 전극과 시계 회로 기판(16)의 단자와의 접속에는 탄력성을 갖는 스프링(54)을 사용한다.

또한, 보조 태양전지(53)상의 패드 전극과 시계 회로 기판(16)과의 접속은 거리가 짧기 때문에, 제브라 고무(43)를 사용한다. 이 제 7 실시형태의 시계는, 태양전지를 2장 사용함으로써, 발전량을 증가할 수가 있다.

〔그 밖의 실시형태〕

상술한 각 실시형태를 다음과 같이 여러 가지로 변경하여 실시할 수 있다.

본 발명에 의한 시계에 내장하는 태양전지(8)는, 발전부(39)와 투과부(40)를 갖는 태양전지 기판(31)을 복수매 적층하고, 그 복수매의 태양전지 기판(31)의 투과부(40)가 서로 겹치도록 배치한 구조로 하여도 좋다.

태양전지 기판(31)상에 숫자 혹은 문자의 인쇄층을 형성하더라도 좋고, 그 인쇄층을 복수의 색으로 이루어지는 인쇄층으로 할 수 있다.

태양전지(8)의 태양전지 기판(31)상에 설치한 발전부(39)와 투과부(40)에 의한 스트라이프 형상 모양의 반복 피치를 시각표시부의 표시 영역에 따라 다르게 하도록(일정하지 않게) 하여도 좋다.

또한, 태양전지(8)의 태양전지 기판(31)상에 설치한 발전부(39)의 적어도 일부가 숫자 혹은 문자의 형상을 포함하도록 하더라도 좋다.

태양전지 기판(31)상에 설치한 발전부(39)와 투과부(40)의 반복 간격 혹은 반복 방향과, 시각표시부의 문자판(14)혹은 액정 표시패널(50)에 의한 표시부의 방향(문자나 선인 등의 반복 방향) 혹은 인쇄층의 간격을, 모이레를 방지하기 위해서 다르게 하면 좋다.

태양전지 기판(31)과 문자판(14) 사이에 발전부(39)에 빛을 효율적으로 조사하기 위한 도광판 혹은 렌즈를 설치하면 좋다.

이상과 같이, 본 발명에 의한 태양전지를 구비한 시계는, 태양전지의 발전부도 포함하는 전체를 시계의 시각표시부의 시인측에 배치하지만, 시각표시부의 시인성을 손상하는 일이 없고, 차폐판을 설치하지 않더라도 발전부가 눈에 띄지 않기 때문에, 시계의 디자인성을 제약하지 않으며, 태양전지의 발전효율도 충분히 얻어진다.

따라서, 태양전지를 구비한 전지 교환이 불필요한 전자 손목 시계 등의 각종 시계의 시각 표시의 시인성이 향상하여, 디자인의 다양화도 가능하게 된다.

Claims

방풍유리로부터 시인되는 거의 전체면에 걸쳐 형성된 시각표시부와, 태양전지 기판과 이 태양전지 기판상에 서로 겹치도록 순차 설치한 제 1 전극과 광발전층과 제 2 전극을 적어도 갖는 발전부로 이루어지는 태양전지를 구비하고, 이 태양전지가 발전하는 전력을 상기 시각표시부에 시각 표시를 위한 에너지원으로 하는 시계에 있어서,

상기 태양전지는, 상기 태양전지 기판이 투명재료로 이루어지고, 이 태양전지 기판상에 상기 발전부가 스트라이프 형상으로 패턴 형성되어서 복수로 설치됨과 동시에, 그 스트라이프 형상으로 패턴 형성된 복수의 발전부와 발전부 사이에 가시광 영역의 투과율이 큰 투과부를 갖고, 상기 발전부와 상기 투과부가 반복배치되고, 그 복수의 상기 발전부는 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극에 의해 서로 접속하고 있고,

그 태양전지를, 상기 시각표시부 전체와 겹치도록 이 시각표시부와 상기 방풍유리 사이에 배설하고, 상기 태양전지 기판상에 설치된 상기 발전부 및 투과부가 상기 시각표시부와 겹치고, 그 투과부를 통해서 상기 시각 표시부를 시인할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 시계.
제 1 항에 있어서, 상기 시각표시부가 문자판과 지침을 갖고, 상기 태양전지를, 상기 문자판의 시인측에 배설한 것을 특징으로 하는 시계.
제 2 항에 있어서, 상기 태양전지를, 상기 문자판과 지침 사이에 배설한 것을 특징으로 하는 시계.
제 1 항에 있어서, 상기 태양전지는, 상기 태양전지 기판상에 상기 발전부와 상기 투과부가 교대로 배치되고, 그 발전부와 투과부의 조합에 의한 부분 발전 투과부의 투과율이 30 %부터 80 %의 영역을 갖고, 이 영역에서는 상기 태양전지 기판의 아래쪽의 상황이 시인측에서 보이는 것을 특징으로 하는 시계.
제 1 항에 있어서, 상기 태양전지는, 상기 태양전지 기판상에 설치한 상기 발전부와 이 발전부에 인접하는 상기 투과부와의 면적비율이 장소에 따라 다른 것을 특징으로 하는 시계.
제 1 항에 있어서, 상기 태양전지는, 상기 태양전지 기판상에 설치한 상기 발전부와 이 발전부에 인접하는 상기 투과부와의 면적비율이 다른 태양전지 기판을 복수매 배치한 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 시계.
제 1 항에 있어서, 상기 태양전지가, 상기 발전부와 투과부를 갖는 태양전지 기판을 복수매 적층하고, 그 복수매의 태양전지 기판의 투과부가 서로 겹치도록 배치한 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 시계.
제 1 항에 있어서, 상기 태양전지는, 상기 태양전지 기판상에 숫자 혹은 문자의 인쇄층을 갖는 것을 특징으로 하는 시계.
제 8 항에 있어서, 상기 인쇄층이 복수의 색으로 이루어지는 인쇄층인 것을 특징으로 하는 시계.
제 2 항에 있어서, 상기 태양전지는, 상기 태양전지 기판상에는 숫자 혹은 문자의 디자인 인쇄층을 갖고,

상기 문자판상에도 인쇄층을 가지며,

상기 태양전지 기판상의 디자인 인쇄층과 상기 문자판상의 인쇄층이 거의 겹치는 위치에 있고, 또한 그 태양전지 기판상의 디자인 인쇄층과 문자판상의 인쇄층은 상기 태양전지 기판의 두께 분의 간극을 설치하여 있고,

상기 문자판상의 인쇄층은 상기 태양전지 기판의 투과부를 통해서 상기 시인측에서 인식가능하도록 된 것을 특징으로 하는 시계.
제 1 항에 있어서, 상기 태양전지의 태양전지 기판상에 설치한 상기 발전부와 투과부는 스트라이프 형상으로 반복하여 배치된 반복피치가 일정하지 않은 것을 특징으로 하는 시계.
제 1 항에 있어서, 상기 태양전지의 태양전지 기판상에 설치한 상기 발전부의 적어도 일부는 숫자 혹은 문자의 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 시계.
제 1 항에 있어서, 상기 태양전지의 태양전지 기판상에 설치한 상기 복수의 발전부와 투과부는, 동심원 형상을 하고 있고, 상기 복수의 발전부는 각각 원의 일부가 절단된 형상을 갖고, 그 복수의 발전부가 상기 원의 절단된 부분에서 서로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 시계.
제 1 항에 있어서, 상기 태양전지의 태양전지 기판상에 설치한 상기 발전부를 구성하는 상기 제 1 전극 및 제 2 전극과, 상기 시각표시부에 시각을 표시시키기 위한 시계 회로 기판과의 접속을, 상기 시각표시부의 측부와 시계케이스의 내벽 사이를 통해서 행하는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 시계.
제 1 항에 있어서, 상기 태양전지의 태양전지 기판상에 설치한 상기 발전부를 구성하는 상기 제 1 전극 및 제 2 전극과, 상기 시각표시부에 시각을 표시시키기 위한 시계 회로 기판과의 접속을, 상기 시각표시부의 측부와 시계 케이스의 내벽 사이를 통해서 배설한 도전성 고무에 의해서 행하는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 시계.
제 1 항에 있어서, 상기 태양전지의 태양전지 기판상에 설치한 상기 발전부를 구성하는 상기 제 1 전극 및 제 2 전극과, 상기 시각표시부에 시각을 표시시키기 위한 시계 회로 기판과의 접속을, 상기 시각표시부의 측부와 시계 케이스의 내벽 사이를 통해서 배설한 플렉시블 프린트 회로 기판에 의해서 행하는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 시계.
제 1 항에 있어서, 상기 태양전지의 태양전지 기판상에 설치한 상기 발전부를 구성하는 상기 제 1 전극 및 제 2 전극과, 상기 시각표시부에 시각을 표시시키기 위한 시계 회로 기판과의 접속을, 상기 시각표시부의 측부와 시계 케이스의 내벽 사이를 통해서 배설한 스프링에 의해서 행하는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 시계.
제 1 항에 있어서, 상기 시각표시부가, 지침과 문자판에 의해서 시간을 표시하는 아날로그식 표시부와, 숫자에 의해서 시각 또는 카렌다를 표시하는 디지털식 표시부의 양쪽을 갖는 것을 특징으로 하는 시계.
제 18 항에 있어서, 상기 디지털식 표시부는 액정 표시패널로 이루어진 것을 특징으로 하는 시계.
제 19 항에 있어서, 상기 액정 표시패널은, 한쪽의 편광축이 투과축이고, 이 투과축과 거의 직교하는 편광축이 반사축인 반사형 편광판을 갖는 것을 특징으로 하는 시계.
제 19 항에 있어서, 상기 액정 표시패널의 시인측과 반대측에 광원을 설치한 것을 특징으로 하는 시계.
제 2 항에 있어서, 상기 태양전지 기판에는 상기 지침의 회전축인 지침축을 관통시키는 관통구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 시계.
제 22 항에 있어서, 상기 태양전지 기판의 상기 관통구멍의 주위에 인쇄층을 갖는 것을 특징으로 하는 시계.
제 1 항에 있어서, 상기 태양전지 기판에는 위치를 결정하는 위치맞춤부를 갖는 것을 특징으로 하는 시계.
제 1 항에 있어서, 상기 태양전지 기판상에는 숫자 혹은 문자의 인쇄층을 갖고, 또한, 이 태양전지 기판에는 상기 시각표시부에 대하는 위치를 결정하는 위치맞춤부를 갖는 것을 특징으로 하는 시계.
제 1 항에 있어서, 상기 태양전지 기판상에 설치한 상기 발전부와 투과부의 반복 간격 혹은 반복 방향과, 상기 시각표시부에 설치한 표시부의 방향 혹은 인쇄층의 간격을, 모이레를 방지하기 위해서 다르게 하는 것을 특징으로 하는 시계.
제 1 항에 있어서, 상기 태양전지의 발전부는, 상기 태양전지 기판의 상기 시각표시부측의 면에 설치한 것을 특징으로 하는 시계.
제 14 항에 있어서, 상기 태양전지의 상기 발전부를 구성하는 상기 제 1 전극 및 제 2 전극의 각 단자로 되는 패드 전극을, 상기 태양전지 기판의 상기 시계 회로 기판에 면하는 측면에 설치한 것을 특징으로 하는 시계.
제 1 항에 있어서, 상기 태양전지 기판의 표면과 이면의 적어도 한쪽에 보호층 또는 보호 필름을 설치한 것을 특징으로 하는 시계.
제 1 항에 있어서, 상기 태양전지 기판의 한쪽의 면을 방풍 유리에 붙인 것을 특징으로 하는 시계.
제 1 항에 있어서, 상기 태양전지 기판의 적어도 투과부에는 반사방지층을 설치한 것을 특징으로 하는 시계.
제 2 항에 있어서, 상기 태양전지 기판과 상기 문자판 사이에 상기 발전부에 빛을 효율적으로 조사하기 위한 도광판 혹은 렌즈를 설치한 것을 특징으로 하는 시계.
제 2 항에 있어서, 상기 문자판의 표면이, 상기 태양전지의 발전부에 빛을 효율적으로 조사하기 위해서 거친면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 시계.
제 2 항에 있어서, 상기 문자판의 표면에, 상기 태양전지의 발전부에 빛을 효율적으로 조사하기 위해서 인쇄층을 설치하고 있는 것을 특징으로 하는 시계.
제 1 항에 있어서, 상기 시각표시부를 사이를 떨어뜨려 양측에, 상기 태양전지 기판에 설치한 발전부와 투과부의 비율이 다른 두 종류의 태양전지의 한쪽과 다른쪽을 배설한 것을 특징으로 하는 시계.
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