JPS609749Y2 - 電子腕時計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ディジタル電子腕時計に関する。

更に詳しくは、光エネルギーを電気エネルギーに変換し
、時計体の駆動エネルギーとする太陽電池を愚備した電
子時計に関する。

本考案の目的は、特に小型化を進め実用に供する太陽電
池を具備した電子腕時計を提供することにある。

本考案の他の目的は、太陽電池を具備する電子時計の製
造コストを低くすることにある。

一般に電子時計は、ボタン型密閉酸化銀 （Ａｇ２０）電池等の一次電池を電源としているが、そ
の電池寿命は１〜２年であり、一定期毎に電池を交換し
なくてはならない欠点があるために、太陽電池を具備し
光エネルギーを電気エネルギーに変換して二次電池に充
電し、半永久的に時計を駆動する方法が考えられている
が、実際にはボタン型の二次電池としては、ニッケルカ
ドミウム電池しか実用化されておらず、しかもこれは電
圧、容量の点から一次電池に劣り、又電気的特性の他に
漏液が多い等、電子腕時計への使用には致命的欠陥があ
る。

特に容量は、完全充電時でも同型の一次電池の１１５程
度であり、従って容量面での特性を補うため、太陽電池
面積を大きくし、低照度時でも二次電圧の充電を可能に
する設計も行われたが、太陽電池の面積を４〜６ａｌ！
もとらなければならず、デザイン上の大きな制約となっ
ていた。

特に最近は、Ｌ、Ｓ、１．（大規模集積回路）等のマイ
クロパッケージ技術の向上により、液晶、エレクトロク
ロミック等を用いたディジタル電子腕時計が！及してき
たが、この種の時計においては、いまだ小型化が最大の
焦点であり、従って前述した如くの大きな太陽電池を具
備する点においては、デザイン上特に問題となり、又表
示体や太陽電池は個々にパッケージされて時計体を構成
しているため、更にコンパクト化がむずかしく普及され
るに至っていない。

しかるに本考案は、市販−次電池を二次電池として使用
し、これに太陽電池の固定法を変えることにより、デザ
イン、性能的に実用に供し得る太陽電池を具備する電子
腕時計を提供するものである。

従来−次電池として市販されている酸化銀電池は一定の
充電条件を選択すれば実用上二次電池として使用できる
ことがわかった。

例えば、ボタン型密閉酸化銀電池を充電する場合、電池
内部におけるガス発生に伴う漏液あるいは爆発の危険性
が考えられるが、実験を重ねた結果、単に充電電圧の制
御を行うだけで非常に効果的に上記の危険性を除去し得
ることが判明した。

すなわち、ガス発生を知る徴候としては、そのひとつに
電池缶のツクラミが観測されるが、例えばボタン型酸化
銀電池２５０個について１．８■の定電圧充電を１８０
時間行ったが、いずれも何らガスの発生によるツクラミ
もなく、しかも電流容量が安定するという効果を得た。

一方充電に要する太陽電池を用いたいわゆる太陽電池腕
時計について、従来は二次電池の容量不良から年間を通
して常時充電しながら携帯するという考え方であり、従
って服装の関係から腕Ｉ３時計が隠れる冬秋には必要な
太陽電池の出力が得られず、毎日光を照射しなくてはな
らない欠点があった。

しかし、市販酸化銀電池を二次電池として使用すること
により、ニッケルカドミウム二次電池の数倍の放電容量
が得られ、現在の電子腕時計の年間消費電流３０〜５０
ｍＡＨからすれば、一度完全充電すると時計体を一年間
駆動するに足ることがわかった。

実際太陽電池による充電量を測定する目的で第１図に示
す構成を持つディジタル電子腕時計を製造し携帯したと
ころ、第１表に示す結果が得られた。

１は太陽電池、２は逆流防止ダイオード、３は充電電流
リミッタ−抵抗、４は酸化銀電池、５は時計回路部であ
る。

又この時用いた太陽電池の構造は第２図の如くであり、
Ｎ型シリコン基板６の表面にＰ型拡散層７が形成され、
Ｐ型出力電極８、Ｎ型出力電極９とも表側に作られてお
り、この太陽電池をプリント基板に固定し時計ケースに
納め携帯した。

第１表の結果より、夏期における太陽電池より取り出せ
る電気エネルギーは、時計体を一年間駆動してもなお余
りあるものであり、太陽電池の必要面積は従来考えられ
ている方式に比べ１７５〜１７６程度まで減少させるこ
とができる。

又前記の携帯試験に用いた様な、太陽電池をプリント回
路基板に固定してブロックとし、ケース内に納めた構造
のディジタル電子腕時計については、まだ小型化に問題
がありデザイン的制約が残り製造コストを大きい。

従って、時計体への太陽電池の組み込み法を変えて小型
化、低コスト化をはかった。

実施例を以下図面で説明する。第３図ａ及びｂは、液晶
を用いたディジタル電子腕時計の表示部の概略図である
。

透明ガラス表示体基板１１には酸化錫でなるセグメント
電極１２とり−ド線３１及び外部取り出し端子３２が形
成され、各々外部回路への取り出しが行われる様になっ
ている。

表示体基板１１にポリエステルフィルムでなるスペーサ
ー１３を介して背向電極１４を備えた表示体基板１５を
対向させ、できた空間に液晶組成物１６を注入しである
。

一方表示体基板１１の外部取り出し端子３２とは反対側
に延長された下面にセグメント電極１２と同じ酸化錫で
、各太陽電池１７間を直列に接続するリード線１８及び
直列につながれた太陽電池１７の出力電極１９から酸化
銀電池に接続するリード線２０をあらかじめ形成してお
き、これに太陽電池１７の受光面側に形成された出力電
極１９をフェイスアップボンディングした。

太陽電池と表示体基板に形成した酸化錫でなるリード線
との接続は、第４図の如く太陽電池２２のアルミニウム
でなる出力電極２３にクロム２４、金２５を順に蒸着し
たパッド部を形威し、一方表示体基板２６面の酸化錫で
なるリード線２７上にもクロム２８、金２９の順にマス
ク蒸着してパッド部を形威し、この各パッド間に導電ペ
ースト３０を挾んで導通を取ると共に固定した。

又、直列に接続されるた太陽電池出力電極から酸化銀電
池へ接続をとるため、酸化錫でなるリード線２０にもク
ロム、金を順にマスク蒸着した電極取り出し部２１を形
威し、これに外部リード線をハンダ接着させた。

このようにしてなる表示体部を持つディジタル電子腕時
計を製造したが、従来の携帯試験等に用いていたものに
比べ大巾に小型化され、デザイン的制約が緩和されると
共に、材料費、加工費の減少に伴ない製造コストを低下
させることができた。

又、耐久環境試験においても従来のものに比べ、リード
線の短絡、断線等も減り、信頼性を向上することができ
た。

尚、時計体としてケースに組み込んだ時、太陽電池の接
続部は表示体基板、時計ガラスあるいはケースの窓枠等
でおおい、時計としての美感をそこねない様にした。

本考案は太陽電池を液晶表示装置の上側透明基板の延長
部内側に配置したことから、太陽電池と時計回路部との
接続が時計モジュール内で行うことができ、時計の外装
ケースに太陽電池を配置した場合に比べ、外装ケースと
モジュールとの間の電気接続が不要となる。

このため、外装ケースと時計回路部の分離が太陽電池を
用いない時計と全く同じであることから時計回路部を取
り出して行う修理が従来の太陽電池付時計に比べ極めて
容易となる。

更に、本考案では、液晶表示装置の上側透明基板延長部
の内側に設けられた太陽電池接続用のリードが透明電極
であることから、第３図リード１８が受光部に重なって
いても外部光が透過することから受光面積が実質的に増
大する効果がある。

更に、液晶表示装置の上側透明基板の一方の延長部に液
晶表示装置の外部取り出し端子が、他方に太陽電池が配
置されたことから時計回路部との電気的接続が液晶表示
装置外周に分散されて、モジュール全体の形状が極めて
小型になる利点も有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、携帯試験を行ったディジタル電子腕時計の基
本構成を示し、第２図は携帯試験に用いた太陽電池の概
略断面図を示し、第３図、第４図は本考案によるディジ
タル電子腕時計の表示部を表す概略図である。 １、 １７．２２・・・・・・太陽電池、２・・・・・
・逆流防止ダイオード、３・・・・・・充電電流リミッ
タ−抵抗、４・・・・・・酸化銀電池、５・・・・・・
時計回路部、６・・・・・・Ｎ型シリコン基板、７・・
・・・・Ｐ型拡散層、８． ９． １９．２３・・・・
・・出力電極、１０・・・・・・シリコン酸化膜、１１
． １５．２６・・・・・・表示体基板、１２・・・・
・・セグメント電極、１３・・・・・・スペーサー １
４・・・・・・背向電極、１６・・・・・・液晶組成物
、１８．２０．２７・・・・・・リード線、２１・・・
・・・電極取り出し部、２４．２８・・・・・・クロム
、２５，２９・・・・・・金、３０−・・・・・導電ペ
ースト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 各々内側に表示用透明電極を有する上下２枚の透明基板
   によって液晶組成物を挾持してなる液晶表示装置と、複
   数の電源用太陽電池を有する電子腕時計において、前記
   液晶表示装置の上側透明基板の二辺を延長し、前記延長
   した二辺のうち一辺の内側には、液晶表示透明電極の外
   部取り出し端子が設けられ、前記複数の太陽電池は延長
   した他の辺の内側に受光面を前記上側透明基板に対向さ
   せて配置され、前記太陽電池の正及び負の出力電極は共
   に太陽電池の受光面上に設けられ、前記上側透明基板の
   太陽電池配置部分にはあらかじめ表示用透明電極と同時
   に形成された配線が設けられ、前記複数の太陽電池は前
   記透明電極にフェイスアップボンディングされたことを
   特徴とする電子腕時計。