(57)【要約】【課題】  時計ムーブメントに組み込むためにソーラーセル体を湾曲させると、ソーラーセル体の内側には圧縮応力が作用し外側には引張応力が作用する。その際、ソーラーセル体の正負出力電極に圧着固定した引き出し電極部材も一緒に曲げられるため、引き出し電極部材にも引張応力が発生し、その結果、スルーホール内部でのクラックの発生などの不具合が発生し、発電電力が取り出せず、接続抵抗が発生して出力特性が劣化する。【解決手段】  ソーラーセル体２に圧着接合する引き出し電極部材４の正負極パターン４ａ、４ｂ間にソーラーセル体２の幅よりも長いスリット４ｆを設け、ソーラーセル１が湾曲することによって生じる引張応力を低減する。これにより、正極スルーホール２ｉ、負極スルーホール２ｊ等への応力を低下ができ、発電電力を流す経路の破壊や抵抗増加を発生させることが無く、発電電力を回路基板に供給することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
時刻表示を行なう時計ムーブメントと、該時計ムーブメントを収納する時計ケースと、前記時計ケース内に収納するとともに光照射によって発電するソーラーセルと、前記時計ムーブメントとともに時刻表示を行なう文字板と、前記時計ムーブメントを駆動する回路部品を搭載する回路基板と、前記ソーラーセルと前記回路基板を接続するとともに２つの正負極パターンを有する引き出し電極部材とを備え、前記ソーラーセルの光発電領域を前記文字板に対してほぼ垂直に配置するソーラーセル付き電子時計において、
前記引き出し電極部材は、前記正負電極パターン間にスリットを設ける
ことを特徴とするソーラーセル付き電子時計。
【請求項２】
前記スリットの長さは、前記ソーラーセルのソーラーセル体の幅よりも長い
ことを特徴とする請求項１に記載のソーラーセル付き電子時計。
【請求項３】
前記引き出し電極部材は、可撓性を有するベース基板からなり、
前記ベース基板に長穴を設け、
前記長穴の両側に前記正負極パターンを配設する
ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか1項に記載のソーラーセル付き電子時計。
【請求項４】
前記引き出し電極部材は、前記ソーラーセルと接続する側の端部に前記スリットが設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のソーラーセル付き電子時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光照射によって発電するソーラー発電システムを有し、かつそのソーラー発電システムによって発電した電力を充電する充電システムを有する時計のうち、見返し部にソーラーセルを配置するソーラーセル付き電子時計の時計構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から光照射によって光発電電力を発生するソーラーセルを有し、太陽光などの光を発電電力源として利用する電子時計が数多く商品化されている。
しかしながら、ソーラーセルを光半透過性の文字板の下（文字板の視認側と反対側）に配置すると、文字板のデザインに制約を生じる。その結果、電子時計デザイン面でバラエティに富んだ商品提案ができないという課題がある。
【０００３】
その課題を詳しく述べる。ソーラーセルの表面は暗褐色を呈しており、とても綺麗といえる色ではない。暗褐色を呈するソーラーセル表面の色を隠すために、文字板をソーラーセル上（光照射面側）に載置する必要があるが、一方でソーラーセルが光照射されて発電するためには、文字板はある程度光を通す性質、つまり光透過性が必要である。
そのため、文字板の色を白色にしようとしても、文字板の白色とソーラーセルの暗褐色が混色して、曇りガラスのようなグレーがかった色調の文字板となってしまい、金属製の文字板に白色顔料の塗装を施したような綺麗な白色が出せないというデザイン上の問題がある。
【０００４】
ところで、近年は時計の消費電力の低減化が進み、ソーラーセルの面積をある程度小さくしても時計を駆動できるようになってきている。そこで、ソーラーセルを文字板外周部（見返し部）に配置し、かつ文字板の表面に対してソーラーセルの発電領域をほぼ垂直に配置するソーラーセル付き電子時計が提案されている。
この従来例として、可撓性を有する帯状のベース基板に形成したソーラーセルを、ソーラーセルの光発電領域が時計中心側を向くように、風防ガラスと文字板との間隙部の壁面に巻き付けるように配置したものが、たとえば特許文献１としてある。
【０００５】
特許文献１に記載されたソーラーセル付き電子時計の構造を、図面を使用して説明する。図３は特許文献１に記載された第４図であり、時計ムーブメントに組み込んだ状態に曲げられたソーラーセル２１を示す斜視図である。
ソーラーセル２１は、可撓性を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムからなるベース基板２２ｂ上に、アモルファスシリコン層などを形成した細長い帯形状を有しており、光を受けて発電する光発電領域２２ａを形成するとともにリング状に丸めることが可能なソーラーセル体２２と、可撓性を有するベース基板２４ｆ上にカーボン材料による正負極パターン２４ａ、２４ｂを形成した引き出し電極部材２４から構成されている。
【０００６】
さらに、帯状を有するソーラーセル体２２における片側端部のベース基板２２ｂの外面側には、光発電電力を取り出すための正負出力電極（図示せず）を配設している。そして、引き出し電極部材２４の正負極パターン２４ａ、２４ｂと、ソーラーセル体２２の図示しない正負出力電極とを圧着接合することにより、ソーラーセル体２２と引き出し電極部材２４を一体化して、両者を機械的および電気的に接続している。引き出し電極部材２４は、ソーラーセル体２２の長手方向とほぼ直角になるように固着している。
さらにまた、引き出し電極部材２４の正負極パターン２４ａ、２４ｂと反対側の端部には、回路基板(図示せず)との機械的固定を行なうための長穴２４ｅと、ソーラーセル体２
２の正負出力電極を回路基板に電気的接続を行なう正負極出力パターン２４ｃ、２４ｄを設ける。
【０００７】
また、図４は特許文献１に記載された第６図であり、時計ムーブメント２６を収納する時計ケース２５の見返し部にソーラーセル２１を組み込んだ状態を示すソーラーセル付き電子時計を示す断面図である。ソーラーセル２１の光発電領域２２ａ（図３に図示している）は、文字板３３の表面に対してほぼ垂直になるように配設している。文字板３３は、時計ムーブメント２６とともに時刻表示を行なう。
時計ムーブメント２６の外周部に沿ったリング状土手部２７の内周面２７ａにソーラーセル２１を配置し、さらに文字板３３の外縁部でソーラーセル２１の内側（光入射面側）に光透過性の見返しリング２８を配置している。また、引き出し電極部材２４には、図３にも示すように、回路基板２９への取り付け位置を調整可能とするための長穴２４ｅと、長穴２４ｅの両側に細長い形状の正負極出力パターン２４ｃ、２４ｄを設ける。引き出し電極部材２４の正負極出力パターン２４ｃ、２４ｄと回路基板２９とを接続することによって、ソーラーセル２１からの発電電力を、時計ムーブメント２６を駆動する部品を搭載する回路基板２９に供給する。引き出し電極部材２４は、リング状土手部２７の近傍に形成した開口を挿通させて、回路基板２９まで到達する長さに設定している。
【０００８】
つぎに図５を用いてソーラーセル２１と引き出し電極部材２４との接続構造を説明する。図５は、時計ムーブメントに組み込むことによって、曲げられた状態となったソーラーセル２１の引き出し電極部材２４と、ソーラーセル体２２の要部を拡大して示す断面図である。
ソーラーセル体２２は、光透過性を備えるとともに可撓性を有するベース基板２２ｂの外側面に、透明電極層２２ｅと、アモルファスシリコン層２２ｆと、背面電極層２２ｇと、保護膜２２ｈとを、順次設けて構成する。そして、透明電極層２２ｅ上に形成するアモルファス層２２ｆをＰ層と、Ｉ層と、Ｎ層の順に成膜する場合、透明電極層２２ｅが正極となり、背面電極層２２ｇが負極となる。
【０００９】
ソーラーセル２１の正負出力電極２２ｃ、２２ｄを形成するために、次のような正極スルーホール２２ｉと、負極スルーホール２２ｊを形成する必要がある。
正極スルーホール２２ｉは透明電極層２２ｅとの電気的接続を取るために、アモルファスシリコン層２２ｆおよび背面電極層２２ｇに開口を形成する。さらに、背面電極層２２ｇの上に、スクリーン印刷法などによって絶縁材料である保護膜２２ｈを印刷するが、その際、負極スルーホール２２ｊを形成する位置には保護膜２２ｈに開口を設けるとともに、正極スルーホール２２ｉを形成する開口には開口状態を残したまま開口内周面に保護膜２２ｈを塗布するように形成する。その後、スクリーン印刷法などによって導電性材料を塗布して、正極と負極の開口を埋めることで、正極スルーホール２２ｉと、負極スルーホール２２ｊを形成するとともに、正極スルーホール２２ｉと負極スルーホール２２ｊの上方と上方周縁部に正負出力電極２２ｃ、２２ｄを形成する。
【００１０】
さらに、引き出し電極部材２４は、柔軟性のあるベース基板２４ｆ上にカーボン材料からなる正負極パターン２４ａ、２４ｂを形成するとともに、導電粒子２４ｇを分散させた異方性接着剤２４ｈを塗布している。
ソーラーセル体２２の正負出力電極２２ｃ、２２ｄと引き出し電極部材２４の正負極パターン２４ａ、２４ｂとを位置合わせした後、熱圧着を行なうことによって、ソーラーセル体２２に引き出し電極部材２４を固定するとともに、電気的接続を取り、ソーラーセル２１の発電起電力を図４に示す時計ムーブメント２６の回路基板２９に供給する。
【００１１】
【特許文献１】国際公開番号ＷＯ２００４／０６６０４２号パンフレット（第６頁第２１行−同頁第２６行目、第６頁第３１行−第７頁第４行目、第４図、第６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
時計ムーブメント２６（図４に図示している）にソーラーセル２１を組み込むには、光が入射して光発電が生じる光発電領域２２ａを中立面３０より外側になるように、ソーラーセル体２２のベース基板２２ｂを、図５に示すように、リング状に湾曲させる。ベース基板２２ｂの外側面に光発電領域２２ａを形成していることから、ＰＥＴフィルムなどの光透過率が高いベース基板２２ｂを透過した光がアモルファスシリコン層２２ｆに照射されて光起電力が生じる。
このとき、ソーラーセル体２２のベース基板２２ｂの厚さが約１００μｍ程度に対して、透明電極層２２ｅとアモルファスシリコン層２２ｆと背面電極層２２ｇとの光発電に関与する層の総厚は約１μｍであり、保護膜２２ｈが約１０μｍの厚さである。すなわち、ベース基板２２ｂ以外の層は、ソーラーセル体２２に対して曲げの外側からおよそ１０％の領域に位置していることになる。
【００１３】
よって、ソーラーセル体２２を曲げた場合、図５に矢印で示した如く、ソーラーセル体２２の内側領域には圧縮応力が作用し、ソーラーセル体２２の外側領域には引っ張り応力が作用する。応力の作用しない中立面３０の位置は曲率で変化するが、ソーラーセル体２２の厚さの中央付近に中立面３０があると想定する。
ソーラーセル体２２を曲げると、中立面３０は明らかにベース基板２２ｂ内にあり、透明電極層２２ｅとアモルファスシリコン層２２ｆと背面電極層２２ｇと保護膜２２ｈには引っ張り応力が作用する。
【００１４】
さらに、ソーラーセル体２２の正負出力電極２２ｃ、２２ｄに圧着固定された引き出し電極部材２４は、異方性接着剤２４ｈを介してソーラーセル体２２の曲面に沿って曲げられるため、引き出し電極部材２４にも引っ張り応力が発生する。
この引っ張り応力のために、引き出し電極部材２４の異方性接着剤２４ｈが破壊したり、引き出し電極部材２４に引っ張られて正極スルーホール２２ｉと、負極スルーホール２２ｊを形成するカーボン材内部でのクラックが発生したり、カーボン材と透明電極層２２eとの接着面２３ａでの剥離や、カーボン材と背面電極層２２ｇとの接着面２３ｂでの剥離が発生するなどして正極スルーホール２２ｉと、負極スルーホール２２ｊや正負出力電極２２ｃ、２２ｄでの破壊が発生する。その結果、ソーラーセル２１の発電電力を取り出すことができず、さらに正負出力電極２２ｃ、２２ｄと正負極パターン２４ａ、２４ｂとの接続部に抵抗が発生して出力特性が劣化するという問題があった。
【００１５】
本発明の目的は、上記課題を解決して、細長い帯状のソーラーセルを文字板に対してほぼ垂直に配置したソーラーセル付電子時計において、曲げに対して強いソーラーセルの構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記した目的を達成するために、本発明のソーラーセル付き電子時計は、下記記載の手段を採用する。
本発明のソーラーセル付き電子時計は、時刻表示を行なう時計ムーブメントと、該時計ムーブメントを収納する時計ケースと、前記時計ケース内に収納するとともに光照射によって発電するソーラーセルと、前記時計ムーブメントとともに時刻表示を行なう文字板と、前記時計ムーブメントを駆動する回路部品を搭載する回路基板と、前記ソーラーセルと前記回路基板を接続するとともに２つの正負極パターンを有する引き出し電極部材とを備え、前記ソーラーセルの光発電領域を前記文字板に対してほぼ垂直に配置するソーラーセル付き電子時計において、前記引き出し電極部材は、前記正負極パターン間にスリットを
設けることを特徴とする。
本発明のソーラーセル付き電子時計における前記スリットの長さは、前記ソーラーセル体のソーラーセル体幅よりも長いことを特徴とする。
本発明のソーラーセル付き電子時計における前記引き出し電極部材は、前記引き出し電極部材は、可撓性を有するベース基板からなり、前記ベース基板に長穴を設け、前記長穴の両側に前記正負極パターンを配設することを特徴とする。
本発明のソーラーセル付き電子時計における前記引き出し電極部材は、前記ソーラーせると接続する側の端部に前記スリットが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
ソーラーセルを曲げることによって、ソーラーセル体に圧着接合された引き出し電極部材も曲げられ、変形量に応じた反力を発生させ、それが原因となって、従来は正負出力電極などの破壊を引き起こす。しかし、引き出し電極部材の正負電極パターン間にスリットを設ける本発明では、ソーラーセル体との圧着接合領域における引き出し電極部材の幅を半分以下にすることができる。このため、引き出し電極部材の変形量を低減させることによって、発生する応力を従来の半分以下に減らすことができ、正極スルーホールと負極スルーホールや正負出力電極などの破壊を減少させることができる。
このように、ソーラーセルを文字板に対してほぼ垂直に配置したソーラーセル付電子時計において、引き出し電極部材間にスリットを設けたソーラーセルを使うことによって、曲げに対して強度を有するソーラー付き電子時計が具現化できるという効果を、本発明では具備する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面により本発明の実施の形態におけるソーラーセル付き電子時計の構造を詳述する。まず、本発明に用いるソーラーセルの構造について説明する。図１は本発明によるソーラーセル１を時計ムーブメントに組み込んだ状態に曲げられたソーラーセル１を示す斜視図である。
ソーラーセル１が、帯状のソーラーセル体２と、ソーラーセル体２の長手方向とほぼ直角に固着する引き出し電極部材４とから構成されている点は、従来例と同じである。ソーラーセル１の構造は、図３、図４、および図５に示す構造と同じであり、詳細な構造説明は省略する。
【００１９】
本発明における引き出し電極部材４は、ソーラーセル体２の一方の端部である片端部２ｋに配置する正負出力電極（図示せず）と、異方性接着剤（図示せず）によって圧着接合する領域の引き出し電極部材４の正負極パターン４ａ、４ｂの間に、スリット４ｆを設けている。このスリット４ｆの長さ寸法は、好ましくは、ソーラーセル体２の幅２ｗよりも長くする。このスリット４ｆを設ける以外の引き出し電極部材４の構造は、図３、図４、および図５に示す構造と同じであり、詳細な構造説明は省略する。
【００２０】
図２は本発明による時計ムーブメントに組み込んだ際のソーラーセル１が丸められた状態におけるソーラーセル１の引き出し電極部材４とソーラーセル体２の要部を示す断面図である。
ソーラーセル体２をリング状に曲げることによって、曲げの中立面３の内側であるベース基板２ｂ側には圧縮応力が、中立面３の外側である透明電極層２ｅとアモルファス層２ｆと背面電極層２ｇと保護膜層２ｈには引っ張り応力が発生する点は、先に説明した従来例と同様である。しかしながら本発明の実施形態では、引き出し電極部材４の正負極パターン４ａ、４ｂ間にはソーラーセル体２の幅２ｗよりも長いスリット４ｆを設けている。
【００２１】
このため、引き出し電極部材４の幅４ｗ、４ｗは、従来の半分以下にすることができ、ソーラーセル体２と引き出し電極部材４の固着接合部における引き出し電極部材４の変形
量を、従来と比べて半分以下と少なくできる。この結果、ソーラーセル体２が湾曲することによって正極スルーホール２ｉと負極スルーホール２ｊや正負出力電極２ｃ、２ｄ、および正負極パターン４ａ、４ｂの固着接合部に生じる引っ張り応力を低減することができる。これにより、正極スルーホール２ｉと負極スルーホール２ｊや正負出力電極２ｃ、２ｄなどへ加わる応力を低下できる。
したがって、正極スルーホール２ｉと負極スルーホール２ｊや正負出力電極２ｃ、２ｄの破壊を低減して、発電電力を流す経路の破壊や抵抗増加を発生させること無く、発電電力を回路基板に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態におけるソーラーセルを時計ムーブメントに組み込んだ状態に曲げた形状を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態におけるソーラーセルを曲げた状態のソーラーセル体と引き出し電極部材の要部を示す断面図である。
【図３】特許文献１で示される従来例によるソーラーセルを時計に組み込む状態に曲げた形状を示す斜視図である。
【図４】特許文献１で示される従来例によるソーラーセルを電子時計に組み込んだ要部を示す断面図である。
【図５】特許文献１で示される従来例によるソーラーセルを曲げた状態のソーラーセル体と引き出し電極部材の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  ソーラーセル
２  ソーラーセル体
２ｉ  正極スルーホール
２ｊ  負極スルーホール
２ｋ  片端部
３  中立面
４  引き出し電極部材
４ａ、４ｂ  正負極パターン
４ｆ  スリット
【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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