(57)【要約】【課題】少なくとも１つの角部を有する角型形状を有する文字板を使用した装飾性に優れたソーラーセル付電子時計およびそれに搭載可能なソーラーセルを提供すること。【解決手段】帯状の可撓性基板上に光電変換層が上部電極と下部電極で挟持されて形成されたソーラーセルにおいて、ソーラーセルが、可撓性基板の長辺とは直交する方向に所定の数だけ分割された複数個の小片セルを有し、隣接する小片セルの上部電極及び下部電極が、伸展性と導電性を有する接続電極により接続されてなる構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の可撓性基板上に光電変換層が上部電極と下部電極で挟持されて形成されたソーラーセルにおいて、
前記ソーラーセルは、前記可撓性基板の長辺とは直交する方向に所定の数に分割された複数個の小片セルを有し、
隣接する前記小片セルの前記上部電極及び前記下部電極が、伸展性と導電性を有する接続電極により接続されてなることを特徴とするソーラーセル。
【請求項２】
帯状の可撓性基板上に光電変換層が上部電極と下部電極で挟持されて形成されたソーラーセルを、文字板に対して略鉛直に配置したソーラーセル付電子時計において、
前記文字板の形状は、少なくとも１つの角部を有する角型形状であり、
前記ソーラーセルは、前記角部で屈曲させて前記可撓性基板を文字板に対して略鉛直して配置され、その前記角部に相当する箇所で前記文字板の鉛直方向に複数個の小片セルに分割され、更に、隣接する前記小片セルの前記上部電極及び前記下部電極が、伸展性と導電性を有する接続電極により接続されてなることを特徴とするソーラーセル付電子時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はソーラーセル及びソーラーセル付電子時計に関し、特に帯状の可撓性基板上に光電変換層が上部電極と下部電極で挟持されて形成されたソーラーセルと、このソーラーセルを文字板に対して略鉛直に配置したソーラーセル付電子時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のソーラーセル付電子時計の多くは、ソーラーセルを光透過性の文字板の下に配置する構造をとっており、ソーラーセルで光発電を行うために、文字板は一定量以上の光を透過する光透過性文字板ではなくてはならなかった。従って、一次電池を用いた電子時計により装飾性の優れた金属文字板を使用することができなかった。
【０００３】
それを解決する手段として、可撓性を有する基板上にアモルファスシリコン層からなる光電変換層を、下部透明電極と上部金属電極とで挟持した太陽電池素子を有する帯状のソーラーセルを形成し、これを時計ムーブメント上に配した略円形状の文字板の外周縁に沿ったリング状土手の内面に配置するソーラーセル付電子時計が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
前述した文字板下にソーラーセルを配置したソーラーセル付電子時計は、文字板に光透過性のプラスチック文字板、セラミック文字板等しか使用できなかったが、帯状のソーラーセルを文字板の外周縁に沿って配置したソーラーセル付電子時計とすれば、文字板材料が限定されず、前述した金属文字板だけでなく、白色文字板、有色文字板等の文字板をデザインに応じて使用することができるようになり、時計のデザイン性を格段に向上させることができる様になる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１４８３６６号公報（第２頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の帯状のソーラーセルは、可撓性を有する基板表面のほぼ全面に太陽電池素子が形成されている。そこで、文字板の形状が少なくとも１つの角部を有する角型形状を有する文字板を使用し、この文字板外周に前述したソーラーセルを配置した場合、角部に対応する箇所においてソーラーセルは１ｍｍ程度の曲率で折り曲げられる。このようにソーラーセルが変形させた場合、ソーラーセルの構成素材であるアモルファスシリコン材料や透明導電膜材料が比較的硬い材料であるために、当該部分に亀裂が発生して素子が破壊されてしまうという問題点があった。
【０００７】
本発明の目的は上記問題点を解決し、少なくとも１つの角部を有する角型形状を有する文字板を使用した装飾性に優れたソーラーセル付電子時計およびそれに搭載可能なソーラーセルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため本発明は、基本的に下記記載の構成を採用するものである。
本発明のソーラーセルは、帯状の可撓性基板上に光電変換層が上部電極と下部電極で挟持されて形成されたソーラーセルにおいて、ソーラーセルが、可撓性基板の長辺とは直交する方向に所定の数に分割された複数個の小片セルを有し、隣接する小片セルの上部電極及び下部電極が、伸展性と導電性を有する接続電極により接続されてなることを特徴とする。
【０００９】
本発明のソーラーセル付電子時計は、帯状の可撓性基板上に光電変換層が上部電極と下部電極で挟持されて形成されたソーラーセルを、文字板に対して略鉛直に配置したソーラーセル付電子時計において、文字板の形状が、少なくとも１つの角部を有する角型形状であり、ソーラーセルが角部で屈曲させて可撓性基板を文字板に対して略鉛直して配置され、その角部に相当する箇所で文字板の鉛直方向に複数個の小片セルに分割され、更に、隣接する小片セルの上部電極及び下部電極が、伸展性と導電性を有する接続電極により接続されてなることを特徴とする。
【００１０】
なお、本発明に係るソーラーセルは、スリットにより分割した各小片を並列接続した単段のソーラーセル、または各小片を直列に接続したソーラーセルであり、このソーラーセルを搭載した電子時計は、本発明に係る少なくとも１つの角部を有する角型形状の文字板を有する角型のソーラーセル付電子時計を駆動するための電源である二次電池を充電する役割を有するとする。そして、このソーラーセルは、充電電圧を満たすために、時計用電子回路中に設けた昇圧回路を用いて必要な電圧まで昇圧を行っていることに留意されたい。
【発明の効果】
【００１１】
上記に示したソーラーセルにより、少なくとも１つの角部を有する角型形状の文字板を有する角型のソーラーセル付電子時計が実現可能となる。
【００１２】
また、このソーラーセルを用いて文字板に対して略鉛直に配置し、且つこのソーラーセルを角部で１ｍｍ程度の曲率で折り曲げて文字板に対して略鉛直して配置したとしても、ソーラーセルの構成素材であるアモルファスシリコン材料や透明導電膜材料に亀裂が発生して素子を破壊することはなくなる。よって、このソーラーセルを、異型形状のソーラーセル付電子時計に搭載することが出来、しかも、金属文字板、白色文字板、有色文字板等からなる文字板を任意に選定して、より装飾性に優れた形態とすることが出来るようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のソーラーセルは、帯状の樹脂製の可撓性基板上に光電変換層が上部金属電極と下部透明電極で挟持されて形成されたソーラーセルが、可撓性基板の長辺とは直交する方向に所定の数の小片セルに分割され、隣接する小片セルの上部金属電極及び下部透明電極が、伸展性の金属材料からなる接続電極によりそれぞれ接続されてなる構成を採用するものである。
【００１４】
また、本発明のソーラーセル付電子時計は、電子時計を構成する文字板が、少なくとも１つの角部を有する角型形状を有し、文字板の鉛直方向に複数個の小片セルに分割されるソーラーセルを、その角部に相当する箇所で屈曲させて可撓性基板を文字板に対して略鉛直に配置した形態を採用するものである。
【００１５】
以下に、上述した本発明に係るソーラーセル及びソーラーセル付電子時計の実施形態についてさらに詳細に説明する。
まず本発明に係るソーラーセルの構成例について図１から図３を参酌しながら説明する。図１は本実施形態のソーラーセルの平面図である。図２は図１におけるＡ−Ａ′断面図を示しており、図３は図１におけるＢ−Ｂ′断面図を示している。
【００１６】
図１において、符号１はソーラーセルである。そして、このソーラーセル１は、帯状の可撓性基板１０の長辺とは直交する方向に所定の数だけ分割された複数個の太陽電池素子を有し、この場合は、各太陽電池素子にて小片セルを構成する形態となる。
【００１７】
そして、図２、図３に示すように、これら各太陽電池素子は、可撓性基板１０上に形成されたアモルファスシリコンからなる光電変換層２を有する。そして、この光電変換層２は、下部透明電極３と上部金属電極４で挟持される。また、図１に示すように、隣接する太陽電池素子間を跨いで上部金属電極４、下部透明電極３同士を接続電極５にて各々接続する。なお、この接続電極５は、導電性と伸展性の両方機能を兼ね備えた材料により形成されている。なお、符号６ａ，６ｂはソーラーセルで発電した起電力を取り出すための電力取り出し用電極である。
【００１８】
この太陽電池素子についてさらに詳細に説明をすると、この素子は、図２に示す様に、可撓性基板１０上に、インジウム錫酸化物、酸化錫、酸化亜鉛、またはこれら混合物等の透明電極材料で形成された下部透明電極３、その上層にアモルファスシリコンからなる光電変換層２、更にその上層にアルミニウム、チタン、モリブデン、銀、銀合金等の高反射率を有する金属性材料で形成された上部金属電極４が形成され、さらにその表面を保護膜９で被覆されて構成される。
【００１９】
そして、前述した図１に示す様に、帯状の可撓性基板１０の長辺とは直交する方向にスリットを入れて、この太陽電池素子は文字板の有する角部の数に等しい数に分割される。また、角部に対応する分割部７にて分割されて、小片に分けられた太陽電池素子を構成する上部金属電極４、下部透明電極３同士が、接続電極５で電気的に接続される。なお、図２の構成は、隣り合う太陽電池素子の上部金属電極４同士が接続されている形態を示しており、図３の構成は、隣り合う太陽電池素子の下部透明電極３同士が接続されている形態を示している。
【００２０】
このソーラーセル１は前述したソーラーセル付電子時計の見切りリング外周に取り付けられるために、このソーラーセル１は分割部７にて小さな曲率半径、例えば１ｍｍΦで折り曲げられることとなる。そこには元々形成されてあった光電変換層２が除去されて存在しないため、従来の構成のソーラーセルで発生していた素子破壊は起こらない。また、そこに形成されてある接続電極５は導電性を有し、且つその電極材料として伸展性の高い金属、例えばアルミニウム、金、銅等を使用しているため、ソーラーセル１の折り曲げによる配線の断線は発生しない。
【００２１】
なお、この接続電極５は、前述の導電性及び高伸展性を有する金属材料を箔状もしくは線状に加工したものを導電性接着剤によりスリット間に隣接する電極に固定する形態としても良いし、物理蒸着法により形成された金属薄膜を用いた形態としても良い。この接続電極５の接続パターンは、蒸着マスクを用いてパターンを形成、または全面に薄膜を蒸着した後、フォトリソグラフィー工程を使用して目的のパターンを容易に形成する事が出来るので、物理蒸着を用いて接続電極５を形成するのが好ましい。
【００２２】
また、上述した構成例では、隣接する小片セル（太陽電池素子）間の上部金属電極４同士、下部透明電極３同士を接続電極５により接続して、隣接する小片を並列接続した構成例を示したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、隣接する小片である太陽電池素子の上部金属電極４と下部透明電極３とを接続電極５により接続した直列接続形態としても本発明の効果を得ることができる。
【００２３】
この様に、ソーラーセル１を構成する複数個の太陽電池素子を直列接続し、文字板が正方形である場合であれば、この複数個の太陽電池素子の面積をほぼ同じとすることができ、各素子からの発電量を等しくすることができる。そのため、この様な場合には、前述した図１に即して、接続電極５の接続形態のみを代えたソーラーセル１とすればよい。
【００２４】
しかしながら、文字板が長方形である場合には、分割部７の位置で接続電極５により隣接する素子間の直列接続をすると、分割した各素子の発電量がばらばらとなってしまう。したがって、長方形の文字板に対応させるためには、隣接する小片セルの面積が同じとなるように、さらに小片セルを分割して分割小片セルを得て、この分割小片セルの直列接続をソーラーセル内の任意の箇所にて行うとともに、前述した分割部７にて上部金属電極４同士、下部透明電極２同士を接続電極５にて繋ぐ形態とすれば良い。
【００２５】
次に本発明に係るソーラーセル１を用いたソーラーセル付電子時計の構成について図４，５を用いて説明する。
【００２６】
図４は図１に基づいて説明した本発明に係るソーラーセル１を用いて構成したソーラーセル付電子時計の上部平面図であり、図５は図４におけるＣ−Ｃ′断面図を示している。
【００２７】
図４、図５に示すように、本発明のソーラーセル付電子時計は、化粧板として機能し、時針１８が示す時刻を視認者が風防ガラス１５を透して認識させるための刻時１９を配した文字板１１と、文字板１１の外周縁に配設した見切りリング１２と、見切りリング１２を透った光を光電変換するソーラーセル１と、時針１８を駆動するための、このソーラーセル１の発電量を蓄電する二次電池、および昇圧回路を含む時計モジュール１６と、これら全ての時計部品を収納する時計ケース１７とから構成される。
【００２８】
本図面における符号１１が金属製の文字板であり、この文字板１１の形状は、図４に示すように少なくとも１つの角部を有する角型形状となっている。そして、図５に示すように、見切りリング１２は、光透過性を有し入射光１３や、文字板１１からの反射光１４をソーラーセル１に導くと同時に、時計外観の装飾性を保持する。この様に、外部より風防ガラス１５を透過して時計内部に入射した光は、直接見切りリング１２を通過してソーラーセル１に入射するか、金属文字板１１と風防ガラス１５面とで一回以上反射された後、見切りリング１２を通過してソーラーセル１に入射し、そこで光電変換されて発電する。
【００２９】
以上に説明した本発明のソーラーセル１は、帯状の可撓性基板１０の長辺とは直交する方向に所定の数だけ分割部７により分割された複数個の小片セル（複数個の太陽電池素子）を有し、隣接する小片セルの上部金属電極４及び下部透明電極３同士を、伸展性の金属材料からなる接続電極５によりそれぞれ接続されてなる構成を採用するものであるので、このソーラーセル１を用いて文字板１１に対して略鉛直に配置し、かつこのソーラーセル１を文字板１１の角部で１ｍｍ程度の曲率で折り曲げて文字板１１に対して略鉛直して配置したとしても、ソーラーセル１の構成素材であるアモルファスシリコン材料や、透明導電膜材料に亀裂が発生して素子を破壊することはなくなる。
【００３０】
それによって、文字板１１に対して略鉛直にソーラーセル１を配設した異型形状のソーラーセル付電子時計が実現可能となり、この文字板１１に金属文字板や、白色文字板、有色文字板等を採用した、より装飾性に優れた角型のソーラーセル付電子時計を得ることができる様になる。
【００３１】
なお、本実施の形態では、一例として長方形形状の文字板の構成例を示したが、樽型やトノー型を含む他の多角形状の文字板であっても上述したと同様な効果が得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明のソーラーセルの構成例を示す平面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ´断面を示す図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ´断面を示す図である。
【図４】本発明のソーラーセル付電子時計を示す上部平面図である。
【図５】本発明のソーラーセル付電子時計の構成を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  ソーラーセル
２  光電変換層
３  下部透明電極
４  上部金属電極
５  接続電極
６  電力取り出し用電極
７  分割部
１０  可撓性基板
１１  金属文字板
１２  見切りリング
１３  入射光
１４  反射光
１５  風防ガラス
１６  時計モジュール
１７  時計ケース
１８  時針
１９  刻字
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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