JP3592493B2 - 時計のｅｌ付文字板構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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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