专利名称：太阳能钟表用的字码盘以及太阳能钟表的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用太阳能电池的太阳能钟表用的字码盘，以及使用这种表盘的太阳能钟表。
以采用单晶硅和非晶硅等的太阳能电池作为驱动源的太阳能钟表，由于可以不更换电池而连续使用，同时有利于环境保护而日渐引起注意。就其吸收光而实施发电的关系方面而言，这种太阳能钟表通常是在挡风玻璃下面的字码盘处，配置按可以使外部的光入射的方式构造的太阳能电池。太阳能电池的颜色呈独特的深紫色，所以不能获得其它的种种颜色。这使得在字码盘面上的颜色设计方面受到了很大的限制，并且使外形美感性恶化。由于钟表除了功能性之外往往还具有装饰性，所以还需要使太阳能钟表具有更良好的外形美感。
如果举例来说，由日本特开平5-29641号公报公开的太阳能电池装置，就是致力于改善这种太阳能钟表的外形美感性的在先技术之一。图4为它的主要部分的剖面图，正如该图所示，在略呈U字形的外壳900的大体中央处设置有动力机构902，由此来驱动位于外壳900开口内的表针904，以显示出时间。在外壳900的开口侧设置有挡风玻璃906，在底部处设置有太阳能电池908。而且还以盖覆着这一太阳能电池908的方式形成有作为字码盘的着色层910。着色层910可以使太阳能电池908发电用的一部分波长的光透过，并反射可见光区域的光。因此由字码盘侧观察钟表时，可以看见与着色层910的反射光相当的颜色，并且将太阳能电池908隐藏起来，使其从外部看不见。
图5示出了由日本特开平7-72266号公报公开的、作为另一项在先技术的主要部分的剖面图。正如该图所示，外侧包装922由透明玻璃构成的挡风部件920形成，在这一外侧包装922的内侧底部设置有动力机构924，从而驱动表针926。在表针926的下侧设置有字码盘928。在字码盘928的表面处设置有盖覆部件930，在其下面配置太阳能电池932。盖覆部件930的颜色可以加以选择，从而缓解了在外形美感性方面的限制。
在日本特开平7-244174号公报中公开了一种在前述盖覆部件930的内面形成有台阶状的贯穿孔的钟表。通过这种台阶状的贯穿孔可以使透射光产生散射，从而使太阳能电池932难以被看见。在日本特开平7-294667号公报公开的钟表中，前述盖覆部件930的表面比内面小，所以不能透过盖覆部件930而看见太阳能电池932。由挡风部件侧可以看见盖覆部件930给出的陶瓷色。
而且日本实开昭63-156090号公报还公开了一种太阳能电池型手表，它通过在玻璃基板的一个侧面上形成发电组件(太阳能单元)，同时在另一个侧面形成装饰性的光透射性树脂层的方式，在确保太阳能电池效率的前提下提高其装饰性。
上述各在先技术通过对塑料和树脂进行着色的方式而可以在一定程度上改善外形美感性。然而它们的颜色单调，特别是不具有金属感，即不能获得所谓的金属感。对于手表等等，由于它们还具有珠宝装饰的意义，因而要求其能产生厚重的、显示高档气氛的、呈银镀层和金镀层等等的金属感。
本发明就是要解决前述的问题，其目的是要提供一种可以缓和太阳能电池对色彩表面的限制，同时可以获得良好的金属感，进而可以获得优异的外形美感性的太阳能钟表用的字码盘，以及太阳能钟表。
为了实现前述的目的，本发明提供了一种太阳能钟表用的字码盘，其特征在于它具有由薄膜构成的基板；形成在这一基板的太阳能电池侧的表面处的、使一部分入射光可以透射至太阳能电池侧的金属薄膜。本发明的主要实施形式还包括，可以在前述基板的挡风部件侧的表面上进行凹凸加工。或是还形成有保护前述金属薄膜用的保护薄膜，以及使前述金属薄膜相对于前述基板结合用的结合薄膜。其它的实施形式包括还可以使构成前述的字码盘用的薄膜兼用做太阳能电池的光入射侧的电极。本发明还提供了相应的太阳能钟表，其特征在于具有前述任何一种太阳能钟表用的字码盘。
本发明采用了用透光性金属薄膜以看不见太阳能电池的方式将其隐藏起来，同时获得其光泽具有厚重感的、外形美感的字码盘。而且可以用薄膜处理技术容易的实施制造，所以还可以提高产生效率。还可以利用所形成的保护薄膜来防止金属薄膜的变色。而且可以利用所形成的结合薄膜而使基板和金属薄膜保持良好的结合。对于字码盘的其它层结构，可以通过对各层的处理，获得各种各样的金属感，从而缓解在外形美感性方面的限制。本发明的前述目的和其它目的、特征、优点可以由下面的详细说明以及附图中获得更好的了解。
图1为表示沿图2(A)中的线#1剖开后沿箭头所示的方向观察时，作为第一实施例的太阳能钟表的主要部分的剖面图。
图2(A)为表示第一实施例的太阳能钟表的正面图，图2(B)为表示如图1所示的剖面的主要部分的放大示意图。
图3(A)为表示第二实施例的主要部分的剖面图，图3(B)为表示第三实施例的主要部分的剖面图。
图4为表示在先技术中的太阳能钟表的主要部分的剖面图。
图5为表示另一在先技术中的太阳能钟表的主要部分的剖面图。
附图中的参考标号的含义为10 外壳12 动力机构14 挡风玻璃16 表针18 太阳能电池20 字码盘22 基板24、28 镍制薄膜26 银制薄膜30 表示时刻用的标记40 三层金属膜42 光电变换薄膜44 铬制薄膜50 结合薄膜52 金属薄膜下面以参考附图详细说明实施例的方式，说明本发明的种种实施形式。
第一实施例首先参考图1和图2说明本发明的第一实施例。图1为表示沿图2(A)中的线#1剖开后沿箭头所示的方向观察时的剖面图，图2(A)为其正面图，图2(B)为其主要部分的放大剖面图。正如这些图所示，在圆形外壳10的底部收装有动力机构12，在外壳10的开口侧设置有挡风玻璃14。在动力机构12的中央处设置有包括时针、分针、秒针在内的表针16。在动力机构12上的作为受光面的挡风玻璃一侧还配置有太阳能电池18，在其上面设置有字码盘20。表针16在由挡风玻璃14和字码盘20构成的空间中，由动力机构12驱动运行，以显示时间(参见图2(A))。
下面对作为本实施例的主要部分的字码盘20进行说明。正如图2(B)的放大了的剖面图所示，字码盘20由8～10nm的三层结构的金属膜构成，这一金属膜是由位于基板22内面处的1～2nm的镍制薄膜24、6～7nm的银制薄膜26、1～2nm的镍制薄膜28依次叠层形成的。如果举例来说，太阳能电池18可以用由氧化铟锡(ITO)构成的透明电极、由非晶硅构成的光电变换层、由铬制薄膜构成的金属电极叠层构成，并且按照使透明电极侧为字码盘20侧的方式配置。
下面对这种字码盘20的制造工序进行说明。首先制备加工成预定形状的、厚度为0.4～0.5mm左右的基板22。基板22可以采用诸如聚碳酸脂、丙稀酸等透明树脂板材构成。如果需要的话，还可以在基板22的挡风玻璃侧的表面上，通过模压方法、金属电刷方法或研磨方法等等实施表面加工，以形成呈纵横状和放射状的凹凸形状。然后再通过真空蒸镀方法、溅射方法、CVD方法、离子镀敷方法、电镀方法等等，在这一基板22的内侧面依次叠层设置上1～2nm的镍制薄膜24、6～7nm的银制薄膜26、1～2nm的镍制薄膜28。将具有这种结构的字码盘20盖覆安装在如图1所示的太阳能电池18之上。而且在基板22的表面处还形成有如图2(A)所示的、显示时刻用的适当的标记30。
下面对本实施例的作用进行说明。在构成字码盘20的金属膜中，形成的比较薄的镍制薄膜24具有使银制薄膜26的颜色艳丽并防止其变色的功能。而且形成的比较薄的另一个镍制薄膜28具有防止银制薄膜26变色的功能。形成为比较厚的银制薄膜26用于产生金属感。当由挡风玻璃14侧观察印有文字的字码盘20时，可以通过基板22和镍制薄膜24看见银制薄膜26的颜色。由于镍制薄膜24形成的比较薄，所以可以着重的表现出位于其后侧的银制薄膜26的色彩。因此在观察字码盘20时，可以看到一种银白色的、具有金属感的光泽。在对基板22的表面进行模压成型和表面加工的场合，通过由此产生的光反射，还可以由字码表盘20获得某种色白而稳重的质感。整个字码盘20还用作为太阳能电池18的半透镜，所以可以将太阳能电池18良好的隐藏起来，而不易被观察到。
而且在本实施例中，金属薄膜层形成在基板22的内面侧，所以在进行旁侧安装作业(组装作业)时，基板22可保护金属薄膜层，进而防止损伤和污染这一金属薄膜层。银在紫外线的作用下往往会产生变色，利用作为基板22的塑料板等等来防止紫外线透过，便可以预先防止因紫外线而使银制薄膜26产生变色的问题出现。银在硫化气体的作用下也往往会产生变色，通过设置镍制薄膜24、28而阻断空气与银制薄膜26间的接触，便可以预先防止银制薄膜26由于这种原因所产生的变色。
入射至字码盘20上的光会被基板22和各层金属薄膜反射吸收，在本实施例中，字码盘20对于波长为600nm的光的透射率在43％以上，从而可以即保持有良好的外观，又可以使太阳能电池良好的工作。在金属薄膜中，也可以不设置用于使颜色艳丽的镍制薄膜24，当然也可以根据需要而设置镍制薄膜24。
第二实施例下面参考附图3(A)说明本发明的第二实施例。在前述的第一实施例中，太阳能电池和字码盘是分别设置的，但在这一实施例中，正如图3(A)的主要部分的放大剖面图所示，是用薄膜处理技术在字码盘的内面处叠层设置太阳能电池，并且将字码盘一侧的金属薄膜作为太阳能电池的一个电极使用。换句话说就是，在前述字码盘20的基板22的内面处，叠层形成由镍制薄膜24、银制薄膜26、镍制薄膜28构成的三层金属膜40，并将这一三层金属膜40整体作为太阳能电池的一个电极(光入射侧的透明电极)。在镍制薄膜28的整个内面上形成膜厚为1μm的、由非晶形硅等构成的光电变换薄膜42，并且叠层设置有作为另一个电极的、膜厚为1μm的铬制薄膜44。这也就是说，在本实施例中，太阳能电池18是用诸如溅射等薄膜技术形成的。其它的部分均与前述的第一实施例相同。
如果采用这种结构构成，可以完全采用薄膜处理技术容易地形成字码盘和太阳能电池，进而可以提高产生率。而且由于是将形成在字码盘的几乎整个内面处的光电变换薄膜作为太阳能电池的光接收面，故还可以获得更大的输出。在这儿是将产生金属感用的三层金属膜40兼用做太阳能电池的一个电极，故和前述的第一实施例相比，还可以省略太阳能电池的透明电极。因此不会产生由透明电极所造成的光反射和衰减，从而可以降低到达光电变换薄膜42处的光的衰减率。这还可以进一步使字码盘和太阳能电池部分薄型化。
第三实施例下面参考附图3(B)说明本发明的第三实施例。在前述的实施例中，字码盘的基板是用三层金属膜构成的，但在这一实施例中，正如图3(B)的主要部分的放大剖面图所示，金属薄膜具有两层结构。获得金属感用的薄膜52为基本的一层，在要将这一金属薄膜52密合在基板22上的场合，还可以形成有用于提高密合性的结合薄膜50。通过使结合薄膜50形成的比较薄，还可以显著降低对色彩的影响。而且若将太阳能电池18设置在用于获得金属感的薄膜52的下侧时，还可以象第二实施例那样，利用薄膜50或52兼用做其光入射侧的电极。
其它实施例根据上面所公开的内容，还可以获得本发明的多种变形实施形式。如果举例来说，本发明还包含有下述的形式。
(1)在前述的第一实施例中，是用以银为主层形成的三层结构金属薄膜的，但是也可以采用基本上为单层的结构。还可以采用多层结构，以防止如上所述的变色等等问题的出现，提高相对于基板的密合性，还可以通过改变一部分薄膜的构成材料和膜厚的方式，控制所产生的金属感的颜色色调。而且在采用叠层结构的场合，为了获得所需要的金属感，并确保太阳能电池的输出，还需要对层状结构整体的膜厚加以考虑。当整个字码盘的光透射率为50％左右时，可以获得良好的输出。
(2)在前述实施例中，是利用银制薄膜的镀银层获得金属感的，但是也可以采用其它材料来获得金属感。如果举例来说，利用10nm左右的镍制薄膜可以获得相类似的银色，利用8nm左右的铬制薄膜可以获得略暗些的银色。而且还可以采用其它的金属薄膜来获得金属感，比如说可以采用8nm左右的金制薄膜以获得金色，采用10nm左右的铝制薄膜以获得明亮的银色，采用10nm左右的铜制薄膜以获得红茶色，采用8nm左右的铂制薄膜以获得明亮的银色。也可以采用合金材料来获得金属感。
(3)对于使用着银和铜等等容易变色的金属的场合，最好还如上所述，叠层设置起保护作用的镍制薄膜等。这种保护用薄膜也可以采用除了金属之外的其它材料。如果举例来说，透明树脂就是一种良好的材料。
(4)在前述的实施例中，使用了透明的基板22，但是也可以对这一基板着色，通过使这一着色颜色与薄膜颜色相重叠的方式，还可以进一步的提高外形美感。
(5)如果需要的话，还可以分别设置太阳能电池。这时如果按太阳能电池分开的形式进行设置，还可以在外观上与金属感的形状重叠设置，从而获得别有风趣的外形形状。还可以使构成字码盘的部件也呈薄膜层状。
(6)本发明特别适用于使用太阳能电池的手表，但是也适用于使用太阳能电池的座钟和台式电子计算机等机器。
如上所述，本发明是在太阳能电池的光入射侧配置有作为字码盘的、形成透光金属薄膜的基板，所以可以缓解太阳能电池对表面色彩的限制，同时可以获得良好的金属感，展现出优异的外形美感性。而且可以用薄膜处理技术容易的进行制造，所以还可以提高生产效率。
权利要求
1.一种太阳能钟表用的字码盘，其特征在于具有由薄膜构成的基板；形成在这一基板的太阳能电池侧的表面处的、使一部分入射光可以透射至太阳能电池侧的金属薄膜。
2.一种如权利要求1所述的太阳能钟表用的字码盘，其特征在于在前述基板的挡风部件侧的表面上进行凹凸加工。
3.一种如权利要求1或2所述的太阳能钟表用的字码盘，其特征在于还形成有保护前述金属薄膜用的保护薄膜。
4.一种如权利要求1、2或3中的任何一个权利要求所述的太阳能钟表用的字码盘，其特征在于还形成有使前述金属薄膜相对于前述基板结合用的结合薄膜。
5.一种如权利要求1、2、3或4中的任何一个权利要求所述的太阳能钟表用的字码盘，其特征在于构成前述字码盘用的薄膜兼用做太阳能电池的光入射侧的电极。
6.一种太阳能钟表，其特征在于具有如权利要求1、2、3、4或5中的任何一个权利要求所述的太阳能钟表用的字码盘，并且用太阳能电池作为驱动源。
全文摘要
本发明提供了一种可以缓解太阳能电池对表面色彩的限制,提高外形美感,进而可能获得良好金属感的太阳能钟表用的字码盘。其解决方案为,构成字码盘20的金属薄膜中的较薄镍制薄膜24具有使银制薄膜26的颜色艳丽并防止其变色的功能。形成的另一个较薄镍制薄膜28也具有防止银制薄膜26变色的功能。形成的比较厚的银制薄膜26用于产生金属感。当由挡风玻璃14侧观察字码盘20时,可以通过基板22和镍制薄膜24看见银制薄膜26的颜色,从而使字码盘20呈银色的、具有厚重感的金属颜色。
文档编号G04C10/02GK1199880SQ9810806
公开日1998年11月25日 申请日期1998年3月31日 优先权日1997年3月31日
发明者清水薰, 中村裕 申请人:东方时计株式会社