(57)【要約】【課題】視認領域に重畳配置された場合にも表示部の視認性を損なわず、かつ効率よく発電を行うことができるソーラーパネル、これを備える表示装置及び時計を提供する。【解決手段】所定の方向に延在する帯状に形成され、延在方向Ｌに直交するセル幅方向Ｗに並列配置される複数のソーラーセルＣと、複数のソーラーセルＣ同士を分ける分割領域５３と、隣接するソーラーセルＣ同士を延在方向Ｌの端部において電気的に直列に接続する接続部５４とを備え、複数のソーラーセルＣは、発電領域５１と透過領域５２とが延在方向Ｌに沿って延在し交互に配列され、複数のソーラーセルＣに跨る透明発電領域ＳＡｒを有し、透明発電領域ＳＡｒがセル幅方向Ｗの全体に亘って設けられている部分を有するソーラーセルＣを含む複数のソーラーセルＣを接続する場合には、ソーラーセルＣの延在方向における一方の端部及び他方の端部のそれぞれに接続部５４が配置される。【選択図】図２
2020159787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の面内における所定の方向に延在する帯状に形成され、延在方向に直交するセル幅方向に並列配置される複数のソーラーセルと、
前記複数のソーラーセル同士を分ける分割領域と、
前記複数のソーラーセルのうち隣接するソーラーセルを前記延在方向の端部において電気的に直列に接続する接続部と、
を備え、
前記複数のソーラーセルは、発電領域と光を透過させる透過領域とが前記延在方向に沿って延在し交互に配列され、前記複数のソーラーセルに跨る透明発電領域を有し、
前記透明発電領域が前記セル幅方向の全体に亘って設けられている部分を有するソーラーセルを含む前記複数のソーラーセルを接続する場合には、前記ソーラーセルの前記延在方向における一方の端部及び他方の端部のそれぞれに前記接続部を配置したことを特徴とするソーラーパネル。
【請求項２】
前記ソーラーセルのうち、少なくとも外部から視認される視認領域に対応する部分は、前記透明発電領域として構成されることを特徴とする請求項１に記載のソーラーパネル。
【請求項３】
前記透明発電領域内に配置される前記発電領域は、前記透過領域よりも幅の狭い細線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２に記載のソーラーパネル。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のソーラーパネルと、
表示部と、
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
前記表示部は所定の方向に表示素子が並んで配置されるドットマトリクス方式であり、
前記ソーラーセルの前記延在方向は、前記所定の方向から所定の角度傾けた方向である、
ことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記ソーラーパネルは前記表示部の視認側に重畳配置され、
前記接続部は、前記表示部において外部から視認される視認領域よりも外側に配置されることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のソーラーパネルと、
表示部と、
計時処理を実行する計時部と、
を備えることを特徴とする時計。
【請求項８】
前記表示部は所定の方向に表示素子が並んで配置されるドットマトリクス方式であり、
前記ソーラーセルの前記延在方向は、前記所定の方向から所定の角度傾けた方向である、
ことを特徴とする請求項７に記載の時計。
【請求項９】
前記ソーラーパネルは前記表示部の視認側に重畳配置され、
前記接続部は、前記表示部において外部から視認される視認領域よりも外側に配置されることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソーラーパネル、表示装置及び時計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光を受光して発電するソーラーパネルを備える時計等の表示装置が広く知られている。このような時計等は、ソーラーパネルにより発電して二次電池に充電させることにより、電池交換を行うことなく長期間使用することが可能である。
例えば腕時計等にソーラーパネルを備えれば、電池交換が不要となり、ユーザにとって扱いやすく便利な時計を実現することができる。
【０００３】
しかし、単一のソーラーセルの起電圧は低いため、二次電池への安定した充電等を行うためには、昇圧回路等を介して対応するか、小さく分割したソーラーセルを複数直列接続して高い電圧のソーラーパネルを構成することで対応する必要がある。
この点、昇圧回路等を介在させる場合、昇圧回路自体で大きな電気的損失が生じてしまうため、より効率的なソーラーパネルとするために、従来複数のソーラーセルを直列接続する手法が多く採用されている。
【０００４】
また、時計等の表示装置を駆動させるための電池としてソーラーパネルを用いる場合、ソーラーパネルによる発電量を多く確保するために、表示部が設けられている位置等、光を受光しやすい位置にできるだけ広い面積の発電領域を配置する必要がある。
しかし、発電領域はアルミニウム導体等の導電性材料で形成された金属電極、半導体層及び透明電極等で構成されている。
このため、例えば表示部の上側を覆うように発電領域を配置すると表示部が暗くなって視認性が悪くなり、また、表示装置自体の美観も損なってしまう。
【０００５】
この点、例えば特許文献１には、光透過性を有する基板上に基板の透明性の大部分を阻害しないように細幅の線条体形状で発電領域（特許文献１において「太陽電池」）を形成することが記載されている。
特許文献１に記載の構成によれば、ソーラーパネルを表示部に重畳して設けることができ、光を受光しやすくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２６７６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の構成のように、発電領域を細幅の線条体形状とした場合、個々のソーラーセルが有する細線状の発電領域から電荷が移動する際の抵抗が大きくなる。
このため、複数のソーラーセルを接続する場合の電荷の移動をできるだけ少なくして抵抗の影響による発電量の低下を抑えることが重要となる。
この点、特許文献１では、複数のソーラーセルを接続する場合の工夫についての言及がなく、電荷の移動において大きな電気的損失を生じてしまい、ソーラーパネル全体としての発電量が低下するおそれがある。
【０００８】
本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、視認領域に重畳配置された場合にも表示部の視認性を損なわず、かつ効率よく発電を行うことができるソーラーパネル、これを備える表示装置及び時計を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明に係るソーラーパネルは、
板状の面内における所定の方向に延在する帯状に形成され、延在方向に直交するセル幅方向に並列配置される複数のソーラーセルと、
前記複数のソーラーセル同士を分ける分割領域と、
前記複数のソーラーセルのうち隣接するソーラーセルを前記延在方向の端部において電気的に直列に接続する接続部と、
を備え、
前記複数のソーラーセルは、発電領域と光を透過させる透過領域とが前記延在方向に沿って延在し交互に配列され、前記複数のソーラーセルに跨る透明発電領域を有し、
前記透明発電領域が前記セル幅方向の全体に亘って設けられている部分を有するソーラーセルを含む前記複数のソーラーセルを接続する場合には、前記ソーラーセルの前記延在方向における一方の端部及び他方の端部のそれぞれに前記接続部を配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、視認領域に重畳配置された場合にも表示部の視認性を損なわず、かつ効率よく発電を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態における時計の正面図である。
【図２】本実施形態におけるソーラーパネルの平面図である。
【図３】図２におけるIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図３の一変形例を示す断面図である。
【図５】図２に示すソーラーパネルにおける電荷の移動方向の例を示す説明図である。
【図６】ソーラーパネルの一変形例を示す平面図である。
【図７】ソーラーパネルの一変形例を示す平面図である。
【図８】ソーラーパネルの一変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１から図５を参照しつつ、本発明に係るソーラーパネル及びこれを適用した表示装置としての時計の一実施形態について説明する。
なお、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１３】
図１は、本実施形態における表示装置としての時計を示す正面図である。
図１に示すように、本実施形態における時計１００は、ケース（以下、実施形態において「時計ケース１」とする。）を備えている。時計ケース１は、例えば硬質の合成樹脂又はチタニウムやステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属等、硬質な材料で形成されている。なお、時計ケース１を形成する材料はここに例示したものに限定されない。
本実施形態の時計ケース１は、ケース厚み方向における上下（時計における表裏）に開口する中空の短柱形状に形成されている。
【００１４】
時計ケース１の図１における上下両端部、つまりアナログ方式の時計における１２時方向側の端部及び６時方向側の端部には、図示しない時計バンドが取り付けられるバンド取付け部１１が設けられている。
また、時計１００は、時計ケース１の側部等に操作ボタン１２を備えている。図１に示す例では、時計ケース１の左右両側部に２つずつ、４つの押釦が操作ボタン１２として配置されている。
時計ケース１の表面側（時計における視認側、上側）の開口には、透明なガラス等で形成され、光透過性を有する風防部材３が開口部分を覆うように設けられている。
また、時計ケース１の裏面側には、開口部分を閉塞する図示しない裏蓋が取り付けられている。
【００１５】
本実施形態において風防部材３の下面（時計ケース１の内側に配置される面）側の外周部はリング状の装飾部３１となっている。装飾部３１には、光透過性を阻害しない手法により全体に総柄模様や着色等が施され、各種のロゴ等の文字や記号、目盛等が設けられている。
装飾部３１は、時計ケース１の内部に収容される表示部４やソーラーパネル５等の外周部の接続部等を覆って外部から視認されないようにする目隠しの機能を有している。
装飾部３１の形成の仕方は特に限定されず、例えば風防部材３の下面に印刷や各種蒸着等を施すことで形成される。
なお、装飾部３１は、風防部材３の下面に印刷等により設けられる場合に限定されない。例えば、風防部材３とは別の部材として風防部材３の下側又は上側に配置される外装部材、ベゼル等が、表示部等の外周部の目隠しとして機能する装飾部となっていてもよい。なお、この場合にも、装飾部は光透過性を有するように構成される。
【００１６】
また、本実施形態における時計ケース１の内部には、表示装置としての時計１００の各部を動作させるモジュール（計時処理を実行する計時部である計時回路等を含む時計モジュール、図示せず）が収容されている。
モジュールの上方（時計における視認側、表面側）であって風防部材３との間には、図示しない液晶パネル等を備えて構成される表示部４が設けられている。なお、液晶パネル等を構成するディスプレイ素子は反射型、透過型いずれでもよい。
図１では図示を省略しているが、表示部４には、時刻や各種の情報等が表示されるようになっている。
なお、表示部４の構成は、特に限定されず、文字板及び指針等を備えるアナログ方式の表示手段を有するものであってもよい。また、液晶パネル等を備えて構成されるデジタル方式の表示手段とアナログ方式の表示手段とを両方を有するものでもよい。
なお、前述のように、表示部４の外周部（外周端縁等）は装飾部３１によって被覆されており、外部から視認されないようになっている。
本実施形態では、装飾部３１の内側の領域（図１において白抜きで示すほぼ円形の領域）が、表示部４において外部から視認される視認領域ＶＡｒとされる。
【００１７】
表示部４と風防部材３との間にはソーラーパネル５が配置されている。すなわち、ソーラーパネル５は、図１に破線で示すように複数のセルで構成され、表示部４の視認側（時計１００における表面側）に重畳配置されている。
図２は、本実施形態におけるソーラーパネルの平面図である。
ソーラーパネル５は、光を受光することで発電する太陽電池として機能する発電領域５１（細線発電領域５１ａを含む）を備えており、ソーラーパネル５により光発電を行って得られた発電電力は図示しない二次電池に蓄えられる。
【００１８】
図２に示すように、本実施形態のソーラーパネル５は、板形状の面方向に延在する帯状に形成されたソーラーセルＣが、延在方向Ｌに直交するセル幅方向Ｗに複数並列配置されて構成されている。
ソーラーセルＣ同士は、分割領域５３によって分けられている。本実施形態では、分割領域５３は延在方向Ｌの一端から他端に亘って後述の透過領域５２の幅と等しい幅の帯状に形成されている。
【００１９】
ソーラーパネル５は、ソーラーセルＣの延在方向Ｌの端部においてソーラーセルＣ同士を直列に電気的に接続する接続部５４を有している。
接続部５４は、ソーラーセルＣ同士を分ける分割領域５３を跨ぐように配置されている。
各ソーラーセルＣがそれぞれ接続部５４において接続されることで、一体としてソーラーパネル５が構成される。
本実施形態において、接続部５４は、前述の視認領域ＶＡｒよりも外側に配置され、外部から視認されないようになっている。
また、ソーラーパネル５は、２つの端子部５５を備えている。一方側の端子部５５は、モジュール等に設けられた図示しない基板上の＋電極と電気的に接続され、他方側の端子部５５は、基板上の−電極と電気的に接続される。
端子部５５の配置は特に限定されないが、図２等ではソーラーセルＣ２とソーラーセルＣ４の端部にそれぞれ配置されている例を示している。
【００２０】
本実施形態では、ソーラーパネル５がいくつのソーラーセルＣで構成されるかは特に限定されない。図２では、８つのソーラーセルＣ（図２においてＣ１〜Ｃ８）を直列接続してソーラーパネル５が構成される例を示している。
直列接続されるソーラーセルＣの数が多いほどソーラーパネル５全体としての電圧が高くなる。このため、ソーラーパネル５を構成するソーラーセルＣの数は、ソーラーパネル５によって発電された発電電力を蓄える二次電池の電圧等、必要とされる電圧レベルに応じて適宜設定されることが好ましい。
【００２１】
ソーラーセルＣ１〜Ｃ８のうち、少なくとも一部のソーラーセルＣは、発電領域５１と光を透過させる透過領域５２とが延在方向Ｌに沿って延在し交互に配列された透明発電領域ＳＡｒを含んでいる。
本実施形態では、ソーラーセルＣのうち、少なくとも外部から視認される前述の視認領域ＶＡｒに対応して配置される部分が、透明発電領域ＳＡｒとして構成される。
透明発電領域ＳＡｒ内において発電領域５１は、一定のピッチで配列されている。
具体的には、発電領域５１のうち、透明発電領域ＳＡｒ内に配置される発電領域５１は、透過領域５２よりも幅の狭い細線状に形成されている細線発電領域５１ａとなっている。
透明発電領域ＳＡｒ内に配置される細線発電領域５１ａのピッチを揃えることで、外部から表示部４を目視した際に、ソーラーセルＣが表示部４よりも上側（視認側、表面側）に配置されていても面全体として均一の明るさになるため細線発電領域５１aが目立たず、表示部４の視認性がよく、見栄えのよい外観を実現することができる。
なお、実施形態において、単に「発電領域５１」と記載したときは、細線発電領域５１ａ及びこれ以外の発電領域５１の両方を含むものとする。
【００２２】
細線発電領域５１ａの細さ（セル幅方向Ｗの寸法）は特に限定されないが、例えば、透過領域５２の細さ（セル幅方向Ｗの寸法）が７０μｍ程度であるときに、１０μｍ程度である。
なお、細線発電領域５１ａの幅（セル幅方向Ｗの寸法）を小さく（細く）し、透過領域５２の幅（セル幅方向Ｗの寸法）を大きく（太く）するほどソーラーパネル５の透明発電領域ＳＡｒにおける透明度が高くなり表示部４の視認領域ＶＡｒの視認性は向上する。一方で細線発電領域５１ａの幅が小さくなるほど発電量が少なくなるとともにソーラーセルＣ内を電荷が移動する際の抵抗が大きくなり発電効率が低下する。
このため、細線発電領域５１ａの幅及び透過領域５２の幅は、表示部４の視認領域ＶＡｒに求められる視認性の程度（すなわち、視認領域ＶＡｒに対応して設けられる透明発電領域ＳＡｒの透明性の程度）とソーラーパネル５に求められる発電量、発電効率の程度との兼ね合いから適宜設定される。
【００２３】
なお、複数のソーラーセルＣを直列接続して１つのソーラーパネル５を構成する場合、各ソーラーセルＣ間の出力電流値に差が生じると、ソーラーパネル５の出力電流値は各ソーラーセルＣのうち最も出力電流値の小さいソーラーセルＣに合せて小さくなってしまう。
このため、発電効率を上げるために、各ソーラーセルＣの発電領域５１の面積ができるだけ等しくなるように構成することが好ましい。
本実施形態では、図２に示すように、例えば、ソーラーセルＣのほぼ全体に発電領域５１が形成されているソーラーセルＣ１，Ｃ８の面積は小さく、ソーラーセルＣのうち多くの領域が透明発電領域ＳＡｒにあたり、細線発電領域５１ａが多いソーラーセルＣ４，Ｃ５の面積は比較的大きくなっており、細線発電領域５１ａを含むソーラーセルＣ内の発電領域５１全体の面積が各ソーラーセルＣ１〜Ｃ８でほぼ等しくなるように調整されている。
【００２４】
なお、例えば装飾部３１の一部に金属パーツで形成されたロゴマーク等を設ける等、発電領域５１の一部が光透過性の低い部材等で覆われるような場合、光透過性が低くなった部分の発電領域５１の発電量が低下する。
この場合に、透明発電領域ＳＡｒ内の細線発電領域５１ａのピッチ等を変えて対応すると、目視した際に縞が目立ってしまう等外観や視認性への影響が大きい。
このため、透明発電領域ＳＡｒ以外の発電領域５１（視認領域ＶＡｒに対応する部分の外側に配置される発電領域５１）の形状を変更する等により、ソーラーセルＣ間の発電領域５１全体の面積がほぼ等しくなるように調整することが好ましい。この場合、ソーラーセルＣは、端部において先細り形状となったり、先太り形状となったり、湾曲形状となる等、ソーラーセルＣの全体形状が本実施形態に図示したような完全な帯状や短冊状とはならない場合もありうる。
【００２５】
なお、視認領域ＶＡｒに対応する部分の外側に配置される発電領域５１（透明発電領域ＳＡｒ以外の発電領域５１）は、透過領域５２の面積が透明発電領域ＳＡｒよりも少ないため、透明発電領域ＳＡｒと比較して発電密度が高く、目視したときに全体に黒っぽく見える。
このため、図２等に示す本実施形態のように、装飾部３１に対応するような、時計１００における視認側の外周部に配置される部分をこうした発電密度の高い発電領域５１で構成することで、ソーラーパネル５の下側にあるモジュールの外周部や配線等を覆う目隠しとしての機能を持たせることもできる。
【００２６】
図３は、図２におけIII-III線に沿う断面図である。
図３に示すように、ソーラーパネル５は、基材５０の上に発電領域５１、透過領域５２及び各ソーラーセルＣを分割する分割領域５３が設けられたものである。
このうち発電領域５１は、基材５０の上に裏面電極５１１が形成され、その上に半導体層５１２、透明電極５１３が順に積層された積層構造となっている。なお、この積層構造の上から基材５０の全体を被覆するように透明な封止材（保護層）が設けられていてもよい。
透過領域５２及び分割領域５３は、裏面電極５１１、半導体層５１２、透明電極５１３がなく、基材５０のみの状態となっている領域である。
透過領域５２及び分割領域５３は、基材５０の上に裏面電極５１１、半導体層５１２、透明電極５１３を積層しない領域を残すことで形成してもよいし、基材５０の上に裏面電極５１１、半導体層５１２、透明電極５１３を積層した後に適宜これらの層を除去してもよい。裏面電極５１１等を除去する場合、その手法は特に限定されず、例えばレーザーによる加工処理等が用いられる。
【００２７】
基材５０は、透明性を有する薄板状の基板であり、例えばフレキシブルなフィルム状の透明プラスチック等である。基材５０を形成する材料はここに例示したものに限定されないが、例えば各種の透明な樹脂、ガラス等が適用される。
裏面電極５１１は、例えばアルミニウム導体等の金属材料を含んで形成されている。なお、裏面電極５１１を形成する材料はこれに限定されない。
半導体層５１２は、例えばアモルファスシリコン（a-Si:H）等で形成されている。半導体層５１２としては、例えばｐ型半導体とｎ型半導体とが接合されたｐｎ接合型の半導体が用いられる。
裏面電極５１１や半導体層５１２は、例えば、基材５１０の上に蒸着等の手法により積層形成される。なお、基材５１０上に裏面電極５１１や半導体層５１２を設ける手法はこれに限定されない。
また、透明電極５１３は、例えば、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化スズ等を結晶化させることで形成されている。なお、透明電極５１３を形成する材料や形成手法はこれに限定されない。
【００２８】
なお、半導体層５１２は、裏面電極５１１及び透明電極５１３に挟まれない状態では発電領域５１として機能しない。このため、図４に示すように、分割領域５３には、基材５０上に半導体層５１２のみが残されていてもよい（図４左側の分割領域５３参照）。
ただし、半導体層５１２が透明でない場合には、これが基材５０の上に残っていると外部から視認されてしまう。
このため、この場合、透明発電領域ＳＡｒ内においては、分割領域５３であっても裏面電極５１１、半導体層５１２及び透明電極５１３の全てを除去する必要がある（図４右側の細線発電領域５１ａに挟まれた分割領域５３参照）。
【００２９】
また、図５は、本実施形態における電荷の移動方向を模式的に示す説明図である。
本実施形態では、図５に示すように、ソーラーセルＣ１からＣ８まで、ソーラーセルＣの延在方向Ｌの一端から他端に向かって電荷が交互に移動するように、各ソーラーセルＣ間を繋ぐ接続部５４が延在方向Ｌにおける一側の端部及び他側の端部のいずれかに交互に配置されている。
なお、図５に示す配置、構成は一例であり、接続部５４は、その全てが延在方向Ｌにおける一側の端部及び他側の端部のいずれかに交互に配置されている必要はない。接続部５４は、少なくとも一部に透明発電領域ＳＡｒがセル幅方向Ｗの全体に亘って設けられている部分を有するソーラーセルＣ同士が連続して配置される場合に、延在方向Ｌにおける一側の端部及び他側の端部のいずれかに交互に配置されていればよい。
【００３０】
例えば、本実施形態において、複数のソーラーセルＣのうちソーラーセルＣ３〜Ｃ６には、延在方向Ｌのほぼ中央部に、透明発電領域ＳＡｒがセル幅方向Ｗの全体に亘って設けられている。
このため、透明発電領域ＳＡｒの外側に配置される発電領域５１がソーラーセルＣの両端に分断された状態となっている。
このようなソーラーセルＣ３〜Ｃ６では、細線発電領域５１ａを含む発電領域５１で発生した電荷が延在方向Ｌに沿って移動する場合、必ず細線発電領域５１ａを通過しなければならない。ソーラーパネル５の場合、厚み方向も薄いため、発電領域５１が細線化されている場合、電荷の移動経路は狭くならざるを得ない。このため、発電領域５１で発生した電荷が通過する際に、細線化されていない発電領域５１と比較して電気抵抗値が上がってしまい、電気的損失が生じる。
このため、電荷が往復移動しないように（電荷の移動距離をできるだけ短くするために）、接続部５４を延在方向Ｌにおける一側の端部及び他側の端部のいずれかに交互に配置して一方向の移動で電荷が移動するように構成することが電気的損失を減らすという観点において有効である。
【００３１】
これに対して、ソーラーセルＣ１，Ｃ２，Ｃ７，Ｃ８では、細線発電領域５１ａではない発電領域５１（セル幅方向Ｗに十分な幅を有する発電領域５１）が延在方向Ｌの一端から他端に亘って連続している。
このため、ソーラーセルＣ１，Ｃ２，Ｃ７，Ｃ８では、細線発電領域５１ａを含む発電領域５１で発生した電荷が延在方向Ｌに沿って移動する場合、抵抗による大きな電気的損失を生じない。
そこで、ソーラーセルＣ１とソーラーセルＣ２とを繋ぐ接続部５４、ソーラーセルＣ２とソーラーセルＣ３とを繋ぐ接続部５４、ソーラーセルＣ６とソーラーセルＣ７とを繋ぐ接続部５４、ソーラーセルＣ７とソーラーセルＣ８とを繋ぐ接続部５４については、延在方向Ｌの同じ側の端部に配置されていてもよい。
【００３２】
なお、本実施形態では、図１に示すように、ソーラーパネル５を構成する複数のソーラーセルＣ１〜Ｃ８の延在方向Ｌが時計１００における縦方向（図１における上下方向、アナログ時計における１２時−６時方向）及び横方向（図１における左右方向、アナログ時計における３時−９時方向）から斜めにずれるようにソーラーパネル５を配置している。
本実施形態に例示したように、表示装置である時計１００の表示部４が液晶パネル等を備えるデジタル方式の表示部である場合、液晶パネル等を構成するディスプレイ素子（表示素子）の縦横の配列方向は通常時計１００における横方向又は縦方向である。ソーラーパネル５の透明発電領域ＳＡｒにおける細線発電領域５１ａと透過領域５２との格子配列方向である延在方向Ｌがこれと一致する場合にはモアレ縞を発生しやすく、表示部４の視認性を著しく低下させるおそれがある。
この点、液晶パネル等を構成するディスプレイ素子の配列方向とソーラーセルＣの延在方向Ｌとが所定の角度ずれるようにソーラーパネル５を配置することで、表示部４との関係で生じるモアレ縞の発生を防ぐことができる。具体的には、ディスプレイ素子の配列方向とソーラーセルＣの延在方向Ｌとの角度は、２５度又は６５度が最良であり、１５度から７５度の範囲であれば、モアレ縞の発生を防ぐことができる。
【００３３】
また、本実施形態では、図１に示すような向きでソーラーパネル５を配置し、複数のソーラーセルＣ１〜Ｃ８の配列方向であるセル幅方向Ｗを時計１００における横方向（図１における左右方向、アナログ時計における３時−９時方向）と一致させないようにしている。
時計１００が図１に示すような腕時計である場合、ユーザが時計１００を装着した際に、発電領域５１の手先と逆側の領域はユーザの衣服の袖の長さによっては、袖の先端に覆われる可能性がある。この場合に、複数のソーラーセルＣ１〜Ｃ８の配列方向と時計１００における横方向とが一致していると、一部のソーラーセルＣでの発電量が極端に低下し、ソーラーパネル５全体としての発電効率が著しく低下するおそれがある。
この点、本実施形態のように複数のソーラーセルＣ１〜Ｃ８の配列方向を時計１００における横方向とずらすことで、時計１００の発電領域５１の一部が袖等によって覆われても、一部のソーラーセルＣが完全に発電機能を失う事態を回避することができる。
仮に、袖等に覆われることにより各ソーラーセルＣ１〜Ｃ８の発電量がほぼ同程度ずつ低下した場合、ソーラーパネル５による発電量は低下するが、一部のソーラーセルＣの発電量が極端に低下する場合と比較して袖等に覆われることによる発電量の低下を最低限度にとどめることができる。
【００３４】
次に、本実施形態におけるソーラーパネル５及びこれを備える表示装置としての時計１００の作用について説明する。
本実施形態においてソーラーパネル５は、時計１００の視認側に配置された表示部４の上側に載置される。このとき、表示部４の視認領域ＶＡrに透明発電領域ＳＡｒが対応するようにソーラーパネル５を配置する。
透明発電領域ＳＡｒは、細線発電領域５１ａと透過領域５２の長手方向をそろえて配列することで構成されている。このため、表示部４の上側にソーラーパネル５を配置しても表示部４の視認性が損なわれないとともに、表示部４の上側にも発電領域５１を確保できるため、表示部４の外周部にのみ発電領域を配置する場合に比べて、発電量を増大させることができる。
また、ソーラーパネル５は、ソーラーセルＣ１〜Ｃ８の延在方向Ｌが時計１００における縦方向（図１における上下方向、アナログ時計における１２時−６時方向）及び横方向（図１における左右方向、アナログ時計における３時−９時方向）からずれた斜めの方向となるように配置される。
表示部４が所定の方向に表示素子が並んで配置されるドットマトリクス方式である場合、例えば、表示部４が液晶パネル等で構成され、ディスプレイ素子の縦横の配列方向が時計１００における横方向又は縦方向である場合、ソーラーセルＣ１〜Ｃ８の延在方向Ｌが所定（時計１００における横方向又は縦方向）の方向と一致すると、ソーラーパネル５の透明発電領域ＳＡｒと液晶パネル等とが重なり合った際に、モアレ縞が生じるおそれがある。
この点、ソーラーセルＣ１〜Ｃ８の延在方向Ｌを所定の方向から所定の角度傾けた方向とすることで、ソーラーパネル５の透明発電領域ＳＡｒと液晶パネル等とが重なり合うことで生じるモアレ縞の発生を抑えることができる。
そして、時計１００の視認側であって表示部の上側にソーラーパネル５を配置することで、風防部材３を介して光が入射した際、ソーラーセルＣ１〜Ｃ８の発電領域５１において効率よく光発電が行われる。各ソーラーセルＣは接続部で接続されて１つのソーラーパネル５として構成され、ソーラーパネル５全体としての発電により得られた電力は二次電池に蓄えられる。そして、二次電池からモジュールのモータ等の各種動作部に十分な電力が供給されて時計１００が駆動する。
【００３５】
以上のように、本実施形態によれば、面方向に延在する帯状に形成されたソーラーセルＣが延在方向Ｌに直交するセル幅方向Ｗに複数並列配置されるとともに、ソーラーセルＣ同士が延在方向Ｌの端部に設けられた接続部において直列に電気的に接続される場合に、少なくとも一部のソーラーセルＣは、発電領域５１と光を透過させる透過領域５２とが延在方向Ｌに沿って延在し交互に配列された透明発電領域ＳＡｒを含み、少なくとも一部に透明発電領域ＳＡｒがセル幅方向Ｗの全体に亘って設けられている部分を有するソーラーセルＣ同士が連続して配置される場合には、接続部５４が延在方向Ｌにおける一側の端部及び他側の端部のいずれかに交互に配置される。
これにより、ソーラーパネル５を複数のソーラーセルＣで構成した場合における、電荷の移動距離をできるだけ短くして、ソーラーセルＣ内部の電気抵抗値が上がるのを押えることができる。このため、ソーラーパネル５の発電効率が向上する。
【００３６】
また、本実施形態によれば、ソーラーセルＣのうち、少なくとも外部から視認される視認領域ＶＡｒに対応する部分は、透明発電領域ＳＡｒとして構成される。
このため、ソーラーパネル５を表示部４の上側に配置しても視認性を確保することができる。
また、光を受光しやすい時計１００の表面側にも発電領域５１（本実施形態では、細線発電領域５１ａ）を配置することができるため、より多くの発電量を確保することが可能となる。
【００３７】
また、本実施形態によれば、透明発電領域ＳＡｒ内に配置される発電領域５１は、透過領域５２よりも幅の狭い細線状に形成された細線発電領域５１ａとなっている。
このため、発電領域５１を視認領域ＶＡｒに対応する部分の上に重畳しても、表示部４の視認性を損なわず、外観にも優れたものとすることができる。
【００３８】
また、本実施形態のソーラーパネル５を表示装置としての時計１００に適用した場合には、表示部４の視認性確保とソーラーパネル５の発電効率の向上とを両立させることができる。
このため、時刻や各種の機能表示等を視認しやすい時計１００（表示装置）を実現できるとともに、時計１００（表示装置）が多くの電力を必要とする機能部を備える場合にも、ソーラーパネル５により十分な発電量を確保することができる。
【００３９】
また、本実施形態のソーラーパネル５を備える時計１００（表示装置）では、ソーラーパネル５が表示部４の視認側に重畳配置され、ソーラーセルＣ同士を繋ぐ接続部５４は、表示部４において外部から視認される視認領域ＶＡｒの外側に配置される。
本実施形態において、視認領域ＶＡｒの外側は、装飾部３１によって覆われるため、接続部５４は外部から視認されず、時計１００（表示装置）の外観に影響を与えないため、意匠性に優れた時計１００を実現することができる。
【００４０】
なお、以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形が可能であることは言うまでもない。
【００４１】
例えば、上記実施形態では、図２に示すように、ソーラーセルＣ同士を分割する分割領域５３が、ソーラーセルＣの延在方向Ｌの一端から他端に亘って透過領域５２の幅に形成されている場合を例示したが、分割領域５３の形状等はこれに限定されない。
例えば、図６に示すソーラーパネル６のように、ソーラーセルＣのうち、透明発電領域ＳＡｒ以外の部分（視認領域ＶＡｒ以外の部分に対応する部分）では、分割領域５３の幅を狭くして、細幅分割領域５３ａとしてもよい。
透明発電領域ＳＡｒ以外の部分は外部から視認されないため、透明発電領域ＳＡｒ内と同じ幅を維持しなくても、外観に影響を与えない。
この場合、分割領域５３を細幅分割領域５３ａとすれば、その分発電領域５１の面積が広がり、より多くの発電量を確保することができる。
【００４２】
また、本実施形態では、各ソーラーセルＣのうち、ソーラーパネル５のほぼ中央部に対応する部分のみが透明発電領域ＳＡｒとなっている場合を例示したが、透明発電領域ＳＡｒの範囲はこれに限定されない。
例えば、図７に示すソーラーパネル７のように、各ソーラーセルＣ１〜Ｃ８の全体（すなわち、ソーラーパネル７の全体）が透明発電領域ＳＡｒとなっていてもよい。
例えば、装飾部３１等が設けられず、表示部４の視認領域ＶＡｒが広く確保されているような場合、視認領域ＶＡｒに対応する透明発電領域ＳＡｒも広くして表示部４の視認性を確保する必要がある。
この場合、図７に示すように、全てのソーラーセルＣ１〜Ｃ８において、延在方向Ｌの一端から他端までの全体が細線発電領域５１ａとなるため、電荷が移動する際の電気抵抗値が一層高くなる。
この点、本実施形態と同様に、各ソーラーセルＣ間を繋ぐ接続部５４を延在方向Ｌにおける一側の端部及び他側の端部のいずれかに交互に配置すれば、ソーラーセルＣ１からＣ８まで、ソーラーセルＣの延在方向Ｌの一端から他端に向かって電荷が交互に移動し、電荷の往復移動を避けることができる。
この結果、電荷の移動距離をできるだけ短くすることができ、電荷が通過する際に電気抵抗値が上がることで生じる電気的損失を抑えて、発電効率を良好に保つことができる。
各ソーラーセルＣ１〜Ｃ８の全体（すなわち、ソーラーパネル７の全体）が透明発電領域ＳＡｒとなっている場合には、透過領域５２が分割領域５３を兼ねてもよい。
この場合、図７において破線で示すように、各分割領域５３は延在方向Ｌに沿う半分が一のソーラーセルＣ（例えばソーラーセルＣ１）、他方が隣り合う他のソーラーセルＣ（例えばソーラーセルＣ２）に属する。
【００４３】
また、ソーラーパネル及びこれを構成する各ソーラーセルの形状は、上記実施形態に示したほぼ円形状のものに限定されない。
例えば、楕円形状等でもよいし、図８に示すソーラーパネル８のように、８角形等の多角形状であってもよい。
なお、図８では、ソーラーパネル８が６つのソーラーセルＣ１〜Ｃ６で構成されている例を示しているが、多角形状等のソーラーパネル８の場合でもこれを構成するソーラーセルＣの数は特に限定されない。
この場合でも、表示部４の視認領域ＶＡｒに対応する部分は透明発電領域ＳＡｒとする。
また、各ソーラーセルＣ１〜Ｃ６はそれぞれの発電領域５１（細線発電領域５１ａを含む）の面積がほぼ等しくなるような位置で分割領域５３（細幅分割領域５３ａを含む）により分割される。
ソーラーパネルの形状を自由に設定できるとすることで、各種形状の表示部４を有する時計１００（表示装置）に本発明のソーラーパネルを適用することができる。
【００４４】
また、本実施形態では、ソーラーパネル５を時計１００に組み込む場合を例示したが、ソーラーパネル５を組み込む機器は時計１００に限定されない。
ソーラーパネル５により発電を行い、発電された電力を駆動源として動作する表示装置であれば広く適用することが可能であり、例えば、歩数計、心拍計や脈拍計等の生体情報表示装置、移動距離や移動ペース情報、高度情報や気圧情報等の各種の情報を表示させる表示装置等であってもよい。
【００４５】
以上本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
＜請求項１＞
板状の面内における所定の方向に延在する帯状に形成され、延在方向に直交するセル幅方向に並列配置される複数のソーラーセルと、
前記複数のソーラーセル同士を分ける分割領域と、
前記複数のソーラーセルのうち隣接するソーラーセルを前記延在方向の端部において電気的に直列に接続する接続部と、
を備え、
前記複数のソーラーセルは、発電領域と光を透過させる透過領域とが前記延在方向に沿って延在し交互に配列され、前記複数のソーラーセルに跨る透明発電領域を有し、
前記透明発電領域が前記セル幅方向の全体に亘って設けられている部分を有するソーラーセルを含む前記複数のソーラーセルを接続する場合には、前記ソーラーセルの前記延在方向における一方の端部及び他方の端部のそれぞれに前記接続部を配置したことを特徴とするソーラーパネル。
＜請求項２＞
前記ソーラーセルのうち、少なくとも外部から視認される視認領域に対応する部分は、前記透明発電領域として構成されることを特徴とする請求項１に記載のソーラーパネル。
＜請求項３＞
前記透明発電領域内に配置される前記発電領域は、前記透過領域よりも幅の狭い細線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２に記載のソーラーパネル。
＜請求項４＞
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のソーラーパネルと、
表示部と、
を備えることを特徴とする表示装置。
＜請求項５＞
前記表示部は所定の方向に表示素子が並んで配置されるドットマトリクス方式であり、
前記ソーラーセルの前記延在方向は、前記所定の方向から所定の角度傾けた方向である、
ことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
＜請求項６＞
前記ソーラーパネルは前記表示部の視認側に重畳配置され、
前記接続部は、前記表示部において外部から視認される視認領域よりも外側に配置されることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の表示装置。
＜請求項７＞
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のソーラーパネルと、
表示部と、
計時処理を実行する計時部と、
を備えることを特徴とする時計。
＜請求項８＞
前記表示部は所定の方向に表示素子が並んで配置されるドットマトリクス方式であり、
前記ソーラーセルの前記延在方向は、前記所定の方向から所定の角度傾けた方向である、
ことを特徴とする請求項７に記載の時計。
＜請求項９＞
前記ソーラーパネルは前記表示部の視認側に重畳配置され、
前記接続部は、前記表示部において外部から視認される視認領域よりも外側に配置されることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の時計。
【符号の説明】
【００４６】
４        表示部
５        ソーラーパネル
５１      発電領域
５２      透過領域
５３      分割領域
５４      接続部
５５      端子部
１００    時計
Ｃ        ソーラーセル
Ｌ        延在方向
Ｗ        セル幅方向
ＳＡｒ    透明発電領域
ＶＡｒ    視認領域
【図１】
2020159787.tif 000003
【図２】
2020159787.tif 000004
【図３】
2020159787.tif 000005
【図４】
2020159787.tif 000006
【図５】
2020159787.tif 000007
【図６】
2020159787.tif 000008
【図７】
2020159787.tif 000009
【図８】
2020159787.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月24日(2020.3.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明に係るソーラーパネルは、
板状の面内における所定の方向に延在する帯状に形成され、延在方向に直交するセル幅方向に並列配置される複数のソーラーセルと、
前記複数のソーラーセル同士を分ける分割領域と、
前記複数のソーラーセルのうち隣接するソーラーセルを前記延在方向の端部において電気的に直列に接続する接続部と、
を備え、
前記複数のソーラーセルは、前記複数のソーラーセルに跨る透明発電領域を有し、
前記透明発電領域は、発電領域と光を透過させる透過領域とが前記延在方向に沿って延在し交互に配列され、
前記透明発電領域が前記セル幅方向の全体に亘って設けられている部分を有するソーラーセルを含む前記複数のソーラーセルを接続する場合には、前記ソーラーセルの前記延在方向における一方の端部及び他方の端部のそれぞれに前記接続部を配置したことを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
基材５０は、透明性を有する薄板状の基板であり、例えばフレキシブルなフィルム状の透明プラスチック等である。基材５０を形成する材料はここに例示したものに限定されないが、例えば各種の透明な樹脂、ガラス等が適用される。
裏面電極５１１は、例えばアルミニウム導体等の金属材料を含んで形成されている。なお、裏面電極５１１を形成する材料はこれに限定されない。
半導体層５１２は、例えばアモルファスシリコン（a-Si:H）等で形成されている。半導体層５１２としては、例えばｐ型半導体とｎ型半導体とが接合されたｐｎ接合型の半導体が用いられる。
裏面電極５１１や半導体層５１２は、例えば、基材５０の上に蒸着等の手法により積層形成される。なお、基材５０上に裏面電極５１１や半導体層５１２を設ける手法はこれに限定されない。
また、透明電極５１３は、例えば、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化スズ等を結晶化させることで形成されている。なお、透明電極５１３を形成する材料や形成手法はこれに限定されない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の面内における所定の方向に延在する帯状に形成され、延在方向に直交するセル幅方向に並列配置される複数のソーラーセルと、
前記複数のソーラーセル同士を分ける分割領域と、
前記複数のソーラーセルのうち隣接するソーラーセルを前記延在方向の端部において電気的に直列に接続する接続部と、
を備え、
前記複数のソーラーセルは、前記複数のソーラーセルに跨る透明発電領域を有し、
前記透明発電領域は、発電領域と光を透過させる透過領域とが前記延在方向に沿って延在し交互に配列され、
前記透明発電領域が前記セル幅方向の全体に亘って設けられている部分を有するソーラーセルを含む前記複数のソーラーセルを接続する場合には、前記ソーラーセルの前記延在方向における一方の端部及び他方の端部のそれぞれに前記接続部を配置したことを特徴とするソーラーパネル。
【請求項２】
前記ソーラーセルのうち、少なくとも外部から視認される視認領域に対応する部分は、前記透明発電領域として構成されることを特徴とする請求項１に記載のソーラーパネル。
【請求項３】
前記透明発電領域内に配置される前記発電領域は、前記透過領域よりも幅の狭い細線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２に記載のソーラーパネル。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のソーラーパネルと、
表示部と、
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
前記表示部は所定の方向に表示素子が並んで配置されるドットマトリクス方式であり、
前記ソーラーセルの前記延在方向は、前記所定の方向から所定の角度傾けた方向である、
ことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記ソーラーパネルは前記表示部の視認側に重畳配置され、
前記接続部は、前記表示部において外部から視認される視認領域よりも外側に配置されることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のソーラーパネルと、
表示部と、
計時処理を実行する計時部と、
を備えることを特徴とする時計。
【請求項８】
前記表示部は所定の方向に表示素子が並んで配置されるドットマトリクス方式であり、
前記ソーラーセルの前記延在方向は、前記所定の方向から所定の角度傾けた方向である、
ことを特徴とする請求項７に記載の時計。
【請求項９】
前記ソーラーパネルは前記表示部の視認側に重畳配置され、
前記接続部は、前記表示部において外部から視認される視認領域よりも外側に配置されることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の時計。