JP3592493B2 - 時計のel付文字板構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池を駆動源とし、かつ発光機能を備えた時計用文字板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自然光を光源とする太陽電池は、時計の駆動電源として広く利用されている。また、暗所での時刻確認を容易にするため、表示面を蛍光体で発光するタイプの時計も知られている。
【0003】
このように太陽電池を駆動電源とし、蛍光体による発光機能を表示部に備えた時計の文字板としては、例えば、特開平9−54170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、ムーブメント1上に太陽電池2を配設し、その上に基板3、蓄光性蛍光体層4、オーバーコート層5、時字6を順に配設した構造となっている。このように蓄光性蛍光体層4を設けたことで昼間の光を蓄積することができ、夜間に蓄光性蛍光体層4を発光させることで、暗所での時字6の視認性が増すことになる。また、一般に蓄光性蛍光体層4は白色系の色調をしているため、その下部に配置された太陽電池2特有の濃紫色が目立たなくなり、見栄えが向上するといった利点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構造の時計用文字板にあっては、蓄光性蛍光体層4を設けたことで太陽電池2特有の濃紫色が目立たなくなるといった効果があるものの、蓄光性蛍光体層4が白色系の色調であるために光の透過率が下がってしまい、太陽電池2の受光効率が低下するおそれがあった。
【0005】
また、蓄光性蛍光体に蓄積した光量は時間の経過とともに自然に減衰していくため、一定の輝度で長時間発光させることができず、必要な時に十分な発光が得られないおそれがある一方、時刻の確認が必要でないときにも常時発光しているため、目障りになる場合があった。
【0006】
さらに、文字板が太陽電池2、基板3、蓄光性蛍光体層4、オーバーコート層5と順次積層構成されているため、時計全体として厚くなる傾向となる。
【0007】
そこで本発明は、従来の蓄光性蛍光体層に代えてEL発光層を設けることで時計の機能に即した発光を得ると共に、太陽電池層と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を図り、また太陽光発電及びEL発光表示ともに効率よく行うための配置構成とした時計のEL付文字板構造を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項1に係るEL付文字板構造は、太陽電池を駆動源とし、かつEL発光機能を備える時計の文字板構造であって、時字等が形成された透光性文字板の下面側に基板を配設し、この基板上に、透光性文字板の全体面積に対して少なくとも15%の面積を持った太陽電池層を設け、該太陽電池層を設けた部分以外にEL発光層を同一面上または略同一面上に設けたことを特徴とする。
【0009】
また、本発明の請求項2に係るEL付文字板構造は、太陽電池層及びEL発光層は、前記透光性文字板と、該透光性文字板の下面側に配設される基板との間に設けられて、該基板と一体化しているとを特徴とする。
【0010】
また、本発明の請求項3に係るEL付文字板構造は、太陽電池層及びEL発光層は、前記透光性文字板と前記基板との間に設けられて、透光性文字板及び基板と一体化していることを特徴とする。
【0011】
また、本発明の請求項4に係るEL付文字板構造は、太陽電池層は前記基板上に一体的に設けられ、前記EL発光層 は前記透光性文字板の裏面に一体的に設けられていることを特徴とする。
【0012】
また、本発明の請求項5に係るEL付文字板構造は、太陽電池層は前記基板上に一体的に設けられ、前記EL発光層は前記透光性文字板と基板との間に配設したことを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る時計のEL付文字板構造の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【0014】
図1及至図4は本発明に係る第1実施例の腕時計の構造及びEL付文字板の構造を示したものである。図1はこの実施例に係る腕時計の構造図であり、図2はその分解図を示す。この実施例に係る腕時計10の構造は、裏蓋11を有する外側ケース12の内部に、ムーブメント14と太陽電池層18及びEL発光層19を形成した基板15と時字等を形成した透光性文字板16とが支持枠13を介して固定され、更に、透光性文字板16の上部にはカバーガラス17が外側ケース12に固定されて形成される。基板15及び透光性文字板16は、その外周部にそれぞれ突起部15a及び16bが形成され、支持枠13に形成された凹部13a及び13bに係合して固定される構造となっている。
【0015】
図3はこの実施例に係るEL付文字板構造の断面拡大図であり、図4はこの実施例に係る基板の上面図である。時字16aが形成された透光性文字板16の下面側に、ムーブメント14との間に配設された基板15の同一面上に太陽電池層18とEL発光層19とを一体的に形成したものである。そして、太陽電池層18は基板15上の内周部に1/4円形状に4個形成し、EL発光層19は太陽電池層18の外側である外周部に扇形状に4個形成したものである。
【0016】
太陽電池層18は、外周に突起部15aと中心に指針挿入穴15cが形成された基板15上に、絶縁層18a、下部電極層18b、太陽電池18c、透明電極層18dが積層形成された構造となっており、最上部の透明電極層18dを通して入射した光を太陽電池18cが受けて時計駆動に必要な発電を行うものである。
【0017】
この太陽電池層18は、その上部にある透光性文字板が光透過率ほぼ100%に近い透明文字板であれば、文字板の全体面積に対して少なくとも15%の形成面積で充分時計駆動の発電が得られる。また、光透過率50%の透光性文字板であるならば、文字板の全体面積に対して少なくとも30%の形成面積が必要となる。太陽電池層18は、それ自体の色調は濃紫色を呈するため外観的に好ましい美観を示さない。このため、この色調を消すために着色したプラスチック板やセラミック板等の光透過率のやや低くなった透光性文字板を使用している。従って、太陽電池層18の形成面積は透光性文字板の光透過率によって適宜設計すれば良い。
【0018】
また、この太陽電池層18は、本実施例では基板15の内周部に1/4円形状に4個均等に形成したが、特に形成場所や形状に限定するものではなく、外周部であっても良いし、円状,角状であっても良いものである。
【0019】
EL発光層19は、太陽電池層18と同様に基板15上に、太陽電池層18を形成した以外の場所に形成される。このEL発光層19は、基板15上に絶縁層19a、背面電極層19b、絶縁反射層19c、発光層19d、透明電極層19eの順に積層形成し、透明防湿シート19fが発光層全体を被覆した構造となっている。
【0020】
本実施例でのEL発光層19は、透光性文字板16の時字16aの真下の部分に、太陽電池層18の外側で基板15上の外周部に、扇形状に4個均等に配って時字16aが良く視認出来ることを狙っての配置としたものである。このEL発光層の配設場所は、本実施例に限定されることなく、太陽電池層18の配設場所以外の位置で且つ透光性文字板の照射させたい位置に適宜設定すれば良い。
【0021】
基板15は、金属板等の導電性基板やプラスチック等の非導電性基板を使用することができる。尚、非導電性基板を使用した場合には、太陽電池層18の絶縁層18aを、EL発光層19の絶縁層19aを省略することができる。
【0022】
また、基板15には、基板15上に設けられた太陽電池層18及びEL発光層19と導通を図る導通パターンが太陽電池層18とEL発光層19との配設隙間部分に設けられる(図中省略)。そして、このパターンを介して外部との導通が取られる。
【0023】
上記基板15上に設ける太陽電池層18及びEL発光層19は次のようにして形成する。太陽電池層18において、その最下層の絶縁膜18aは酸化シリコンをスパッタリング法で形成する。その際に、本実施例の場合1/4円形状の開口部が4個形成したメタルマスク板を基板15上に重ねて行うことによって本実施例の形状が形成される。下部電極層18bはシリコンを1重量%程度含むアルミニウムを同じスパッタリング法で絶縁膜18a上に形成する。太陽電池18cはプラズマ化学気相成長装置を用いて非単結晶シリコンからなる薄膜を形成する。透明電極層18dはスパッタリング法で酸化インジウムスズにて形成する。何れも、メタルマスク板を用いて順次積層形成することによって形成される。
【0024】
次に、EL発光層19において、その最下層の絶縁層19aは、基板15と絶縁する目的で形成するものであるが、エポキシ樹脂,ポリエステル樹脂,フッ素樹脂等の非導電性樹脂を塗料化してスクリーン印刷で形成する。背面電極層19bはカーボンや銀等の導電粉末を塗料化した導電性ペーストてスクリーン印刷して形成する。絶縁反射層19cはチタン酸バリウムを分散した塗料でスクリーン印刷して形成する。この絶縁反射層19bは発光層19dの電気的な絶縁破壊から守る目的と光を反射させる目的を有する。発光層19dは硫化亜鉛(ZnS)の蛍光母体に微量の金属やハロゲン元素の付活剤を加えて塗料化してスクリーン印刷して形成する。この場合、発光層19dの発光色は、蛍光母体である硫化亜鉛に添加する付活剤の種類を変えたり、混合比を変えることによって様々な色に発色させることができる。透明電極層19eは、酸化インジウムを錫でドーピングして得られたITO粉末を透明樹脂に混ぜ合わせて塗料化し、スクリーン印刷して形成する。このように積層的に印刷形成した後、光透過性の良いポリエステルフイルム等の透明防湿シート19fで発光層全体を被覆してEL発光層19が形成される。このように形成されたEL発光層19は、基板15に形成された導通パターンを介して外部より電圧が印加されると発光層19dが発光し、上部の透光性文字板16を照光する。
【0025】
透光性文字板16は、基板15上に形成した太陽電池層18及びEL発光層19の上方に配設される。この透光性文字板16は、その中心部に指針挿入穴を有し、その外周部には支持枠13と係合固定するための突起部16bを有している。また、この透光性文字板16は時字16a等も形成され文字板としての装飾性も有している。この透光性文字板16の材質としては、透明プラスチック板や薄いセラミック板等を使用することができる。尚、太陽電池特有の濃紫色が透光性文字板16を通してはっきり見えることがないように、透光性文字板16は完全な無色透明ではなく、光の透過率が確保できる程度に着色してある方が美観上好ましい。
【0026】
以上のEL付文字板構造にあって、透光性文字板16を透過した太陽光または人工光の光エネルギーでもって太陽電池層18で電気エネルギーに変換し、その電気エネルギーがモジュール14に取付けられた蓄電池に蓄えられて時計の駆動源として作用する。一方、蓄電池から得られた直流電圧をモジュール14内に設けたインバータを介して交流電圧に変換し、EL発光層19に供給して発光させるものである。このEL発光層の発光操作は外側ケース12に取付けられたプッシュボタン操作によってEL発光層に電圧を印加することによって行われる。
【0027】
図5は本発明に係る第2実施例のEL付文字板の構造を示したものである。尚、分かり易くするために、第1実施例図と同一部品は同一符号を付けて説明する。また、以降の実施例も同様とする。
【0028】
この第2実施例に係るEL付文字板の構造は、組立作業性等の向上を狙ったもので、時字16a等が形成された透光性文字板と基板15の間に太陽電池層18とEL発光層19とを一体的に設け、ムーブメント14の上方に配設した構造のものである。
【0029】
太陽電池層18とEL発光層19は、基板15上に前記した第1実施例と同じ方法で同一高さに形成し、そして透明粘着剤を介して透光性文字板16の下面に接着固定したものである。この場合、透光性文字板16と基板15は一体化しているので支持枠との係合固定は透光性文字板16または基板15の何れか一方で固定すれば良い。
【0030】
このようなEL付文字板構造の時計においては、文字板、太陽電池層、EL発光層が一体でできているので、その組立作業や部品交換作業等が非常に短時間で可能となる。
【0031】
図6は本発明に係る第3実施例のEL付文字板の構造を示したものである。この実施例にあっては、EL付文字板の薄型化を狙ったもので、太陽電池層18及びEL発光層19を透光性文字板16の裏面に一体的に設けたもので、太陽電池層18及びEL発光層19は前記の実施例1と全く同じ位置に、同じ形状で設けたものである。
【0032】
この場合における太陽電池層18は、上から順に透明電極層18d、太陽電池18c、下部電極層18bが積層された構造となっている。また、EL発光層19は、上から順に透明電極層19e、発光層19d、絶縁反射層19c、背面電極層19bが積層され、更に透明防湿シート19fが発光層全体を被覆した構造となっている。
【0033】
この場合における太陽電池層18及びEL発光層19は、上層の方から順次、前記の第1実施例と全く同じ方法で形成することによってできる。
【0034】
また、この実施例における透光性文字板16には、その下面の太陽電池層18及びEL発光層19が形成されていない場所に、外部と導通を図る導通パターンが形成される。
【0035】
図7は本発明に係る第4実施例のEL付文字板の構造図を示すものである。本実施例においては、EL発光層の発光効率の向上と太陽電池層を見えにくくすることを狙ったもので、太陽電池層18は基板15上に一体的に設けられ、EL発光層19は透光性文字板16の裏面に一体的に設けられた構造となっているものである。また、本実施例における太陽電池層18及びEL発光層19の配設位置及びその形状は前記の第1実施例と全く同じ位置及び同じ形状で設けたものである。
【0036】
本実施例における太陽電池層18は、前記の第1実施例と同様に、基板15上に絶縁層18a、下部電極層18b、太陽電池18c、透明電極層18dが積層された構造になっている。また、EL発光層19は、前記の第3実施例と同様に、透光性文字板16の裏面に透明電極層19e、発光層19d、絶縁反射層19c、背面電極層19bが積層され、透明防湿シート19fが発光層全体を被覆した構造となっている。
【0037】
図8は本発明に係る第5実施例のEL付文字板の構造図を示すものである。本実施例の構造は、太陽電池層又はEL発光層のどちらか一方が故障した場合、その故障した一方だけを交換できるようにしたもので、透光性文字板16とムーブメント14との間に、その表面に太陽電池層18を設けた基板15と、その下面にEL発光層19を設けた透明基板20を設けた構造のものである。
【0038】
本実施例の透明基板20は、透明の薄いプラスチック板でリング状に形成され、その外周部には二箇所の突起部(図示せず)が形成され、この突起部を介して支持板13に固定される。また、この透明基板20の下面には、透明電極層19e、発光層19d、絶縁反射層19c、背面電極層19bが順次積層して設けられ、透明防湿シート19fで発光層全体を被覆した構造となっているものである。
【0039】
本実施例では、透明基板20の下面に一体的にEL発光層19を設けたものであるが、透明基板20の上面に一体的にEL発光層19を設けたものであっても良い。またその場合においては、この基板は透明でなくても良く、金属板でも良いものである。
【0040】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る時計のEL付文字板構造によれば、透光性文字板の下面側に基板を配設し、この基板上に、透光性文字板の全体面積(上面の面積)に対して少なくとも15%の面積を持った太陽電池層を設け、更に、基板に設けた太陽電池層とEL発光層とを同一面上に設けたことで、時計全体の薄型化を実現できる。また、最大でEL発光層を透光性文字板の全体面積の85%にできるので、透光性文字板の時字をより良く視認させることができる。その上、時計への太陽電池層及びEL発光層付文字板の組立作業性等が容易となる。また、故障により太陽電池層やEL発光層の交換を行う場合も簡単に短時間で行うことができる。
【0041】
また、発光源としてEL発光層を使用しているため、蓄光性蛍光体のように自然減衰して発光が持続しなくなることがなく、暗闇で長時間使用する場合にも、常に一定の輝度で時刻確認ができる。
【0042】
また、必要なときのみ操作ボタン等によって時字が形成された表示板を発光表示させることが可能となるため、発光が目障りになるといったことがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1実施例の腕時計の基本的構造を示す断面図である。
【図2】図1における分解図である。
【図3】本発明の第1実施例に係るEL付文字板の構造を示す断面拡大図である。
【図4】図3における基板の上面図である。
【図5】本発明の第2実施例に係るEL付文字板の構造を示す断面拡大図である。
【図6】本発明の第3実施例に係るEL付文字板の構造を示す断面拡大図である。
【図7】本発明の第4実施例に係るEL付文字板の構造を示す断面拡大図である。
【図8】本発明の第5実施例に係るEL付文字板の構造を示す断面拡大図である。
【図9】従来の技術に係る発光機能を有する太陽電池駆動の文字板の構造を示す断面拡大図である。
【符号の説明】
15 基板
16 透光性文字板
16a 時字
18 太陽電池層
19 EL発光層
Claims (5)
- 太陽電池を駆動源とし、かつEL発光機能を備える時計の文字板構造であって、時字等が形成された透光性文字板の下面側に基板を配設し、この基板上に、透光性文字板の全体面積に対して少なくとも15%の面積を持った太陽電池層を設け、該太陽電池層を設けた部分以外にEL発光層を同一面上または略同一面上に設けたことを特徴とする時計のEL付文字板構造。
- 前記太陽電池層及びEL発光層は、前記透光性文字板と、該透光性文字板の下面側に配設される基板との間に設けられて、該基板と一体化していることを特徴とする請求項1記載の時計のEL付文字板構造。
- 前記太陽電池層及びEL発光層は、前記透光性文字板と前記基板との間に設けられて、透光性文字板及び基板と一体化していることを特徴とする請求項1記載の時計のEL付文字板構造。
- 前記太陽電池層は前記基板上に一体的に設けられ、前記EL発光層は前記透光性文字板の裏面に一体的に設けられていることを特徴とする請求項1記載の時計のEL付文字板構造。
- 前記太陽電池層は前記基板上に一体的に設けられ、前記EL発光層は前記透光性文字板と基板との間に配設したことを特徴とする請求項1記載の時計のEL付文字板構造。
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