鐘錶用玻璃罩和鐘錶的製作方法

2023-11-08 10:44:52 1

專利名稱：鐘錶用玻璃罩和鐘錶的製作方法
技術領域：
本發明涉及鐘錶用玻璃罩和鐘錶。
背景技術：
近年來，利用不需要更換電池的帶太陽能電池的鐘表。帶太陽能電池的鐘表在表 盤或基板上配設有太陽能電池，並通過玻璃罩覆蓋太陽能電池。在這種帶太陽能電池的鐘表中，不僅期望提高錶盤或錶針的視覺辨認性，還期望 提高太陽能電池的發電效率。為了提高視覺辨認性而具有反射防止膜的鐘表用玻璃罩例如記載在專利文獻1 中，在玻璃基礎材料中具有使最表層的SiO2膜含有氮的反射防止膜。專利文獻1日本特開2004-198；354號公報但是，即使將專利文獻1中記載的具有反射防止層的鐘表用玻璃罩用作帶太陽能 電池的鐘表的玻璃罩，也難以共同滿足錶盤或錶針的視覺辨認性以及太陽能電池的發電效率。

發明內容
本發明的目的在於，提供錶盤或錶針的視覺辨認性以及太陽能電池的發電效率優 良的鐘表用玻璃罩以及具有該鐘表用玻璃罩的鐘表。本發明人發現，當鐘錶用玻璃罩的反射防止層的最小反射率的波長、視覺最大靈 敏度的波長、太陽能電池的最大靈敏度波長之差過大時，錶盤或錶針的視覺辨認性以及太 陽能電池的發電效率不充分。例如，在使用再現了專利文獻1中記載的反射防止層的結構 的鐘表用玻璃罩時，錶盤或錶針的視覺辨認性以及太陽能電池的發電效率不充分，該反射 防止層的最小反射率的波長為650nm(參照圖3)，可知該波長相對於人類的視覺最大靈敏 度的波長即550nm、以及非晶矽太陽能電池的最大靈敏度波長即520歷，分別存在IOOnm左 右的差異。這裡，反射率曲線是表示可見光區域的各波長的反射率的曲線，也稱為反射譜。並 且，表現出最小反射率的波長(最小反射率波長)是在反射率曲線中反射率表現出最小值 時的波長。但是，在存在多個極小值的情況下，將反射率為2%的與波長軸平行的直線相交 而得到的2點之間的中心波長視為表現出所述最小反射率的波長。進而，太陽能電池的最 大靈敏度波長是靈敏度最大時的波長。而且，本發明人發現，通過在鐘錶用玻璃罩上形成該波長差在規定範圍內的反射 防止膜，由此，錶盤或錶針的視覺辨認性以及太陽能電池的發電效率提高。本發明是根據以上見解而完成的。本發明的鐘表用玻璃罩用於配設有太陽能電池的鐘表，並覆蓋所述太陽能電池， 其特徵在於，在所述鐘錶用玻璃罩的至少兩面形成有反射防止層，設基於所述反射防止層 的反射率曲線中的表現出最小反射率的波長為X nm，太陽能電池的最大靈敏度波長為ynm，最大視覺靈敏度波長為ζ nm時，滿足下述式(1)，並且視覺反射率為0. 6%以下，f (x, y, ζ) ^ 40— (1)其中，f(x，y，z)表示x、y、z內最大值與最小值之差的絕對值，ζ = 550。根據本發明，鐘錶用玻璃罩的反射防止膜的最小反射率的波長、視覺最大靈敏度 的波長、以及太陽能電池的最大靈敏度波長之差滿足上述式(1)，由此，相對於視覺最大靈 敏度的波長(人類的視覺靈敏度的最大波長為550nm)，鐘錶用玻璃罩的反射防止膜的最 小反射率的波長以及太陽能電池的最大靈敏度波長彼此收斂於40nm以下的差異，並且，視 覺反射率為0.6%以下，所以，能夠提高錶盤或錶針的視覺辨認性以及太陽能電池的發電效 率。另外，視覺反射率是通過視覺度對可見光區域的各波長的反射率進行校正並平均 後的反射率的值。在本發明中，優選將反射率為2%的與波長軸平行的直線與所述反射率曲線相交 而得到的2點之間的中心波長視為所述表現出最小反射率的波長。根據本發明，在反射率曲線具有2個以上的極小值的情況下，如本發明那樣將該 中心波長視為最小反射率波長，如果滿足上述式(1)且視覺反射率為0.6%以下，則能夠提 高錶盤或錶針的視覺辨認性以及太陽能電池的發電效率。進而，在本發明中，優選所述反射防止層是高折射率層和低折射率層交替層疊而 成的無機多層膜。根據本發明，形成有高折射率層和低折射率層交替層疊而成的反射防止層，所以， 能夠減小反射率，提高反射防止效果。進而，通過增減層疊數，由此，易於控制反射防止效果 或光線透射率。 而且，在本發明中，優選所述高折射率層由氮化矽構成，所述低折射率層由氧化矽 構成。根據本發明，由氮化矽構成的高折射率層和由氧化矽構成的低折射率層交替層疊 來構成反射防止層，所以，能夠提高反射防止效果和耐損傷性。本發明的鐘表的特徵在於，該鐘表具有上述本發明的鐘表用玻璃罩。根據本發明，能夠提供錶盤或錶針的視覺辨認性以及太陽能電池的發電效率優良 的鐘表。根據本發明，能夠提供錶盤或錶針的視覺辨認性以及太陽能電池的發電效率優良 的鐘表用玻璃罩以及具有該鐘表用玻璃罩的鐘表。


圖1是示出本發明的一個實施方式的玻璃罩的剖面的示意圖。圖2是具有本實施方式的玻璃罩的鐘表的剖面圖。圖3是示出現有技術中的鐘表用玻璃罩的反射防止膜的反射率曲線的圖。標號說明1 鐘錶；10 玻璃罩；11 基礎材料；12 反射防止層；12AU2CU2E 低折射率層； 12B、12D 高折射率層；IOA 前面部；IOB 後面部；IOC 側面部；14 殼體；15 背蓋；16 表 盤；17 錶針；18 太陽能電池；18a 受光面。
具體實施例方式圖1是示出本發明的一個實施方式的鐘表用玻璃罩10(以下為玻璃罩10)的剖面 的示意圖。玻璃罩10具有透明的基礎材料11和在該基礎材料11上形成的反射防止層12。[基礎材料11的材質]基礎材料11的材質是無機氧化物，例如可列舉藍寶石玻璃、石英玻璃、鈉玻璃等。 作為玻璃罩10的材質，從硬度和透明性的觀點出發，特別優選藍寶石玻璃。[反射防止層12的結構]反射防止層12形成在基礎材料11上，是交替層疊折射率不同的無機薄膜而得到 的多層膜。在圖1所示的玻璃罩10中，反射防止層12由從基礎材料11側起依次層疊有 12A (低折射率層)、12B (高折射率層)、12C (低折射率層)、12D (高折射率層)、12E (低折射 率層)的5層構成。這裡，在基礎材料11的兩面分別各形成5層。這裡，高折射率層12B、12D由氮化矽(SiNx)形成，低折射率層12A、12C、12E由氧 化矽(SiO2)形成。通過光學設計模擬等適當設定反射防止層的層疊結構(材料、層數、層疊順序、各 層的折射率)，由此，能夠得到具有期望的最小反射率波長和視覺反射率的反射防止層。使用分光光度計來測定反射防止層12的反射率，描繪反射率曲線。而且，設在該 反射率曲線中表現出最小反射率時的波長為最小反射率波長。另外，在反射率曲線具有2 個以上的極小值的情況下，將反射率為2%的與波長軸平行的直線與反射率曲線相交而得 到的2點之間的中心波長視為最小反射率波長。並且，優選由氧化矽構成的最表層(低折射率層12E)的層厚為70 llOnm，更優 選為75 105nm。並且，優選與最表層鄰接的氮化矽層(高折射率層12D)的層厚為50 115nm，更優選為55 llOnm。偏離所述層厚的範圍時，存在反射防止層的反射率變高的傾向。[反射防止層12的形成工序]在基礎材料11的表面形成上述反射防止層12時，使用濺射法。作為濺射法，能夠 應用在形成無機薄膜時使用的通常的方法，但是，在本實施方式中，將Si作為靶(target)， 在Ar氣體或氮氣等惰性氣體氛圍下進行高頻濺射，形成由氮化矽構成的高折射率層12B、 12D，在由氧氣和Ar氣體構成的混合氣體氛圍下進行高頻濺射，形成由氧化矽構成的低折 射率層 12A、12C、12E。在基礎材料11上的兩面分別形成由所述5層構成的反射防止層12，由此，製造玻
璃罩10。這裡，根據提高反射防止層的硬度或密接性的觀點，優選在進行所述濺射時，具有 將基礎材料11加熱到100°C以上的加熱工序。並且，在通過濺射形成反射防止層12之前，具有針對基礎材料11去除表面附著物 的反濺射工序時，能夠使基礎材料11的表面清潔，所以，根據提高基礎材料11與反射防止 層12的密接性的觀點，是優選的。[鐘錶的結構]圖2示出具有玻璃罩10的鐘表的剖面圖。
如圖2所示，在本實施方式的鐘表1中，玻璃罩10設於收納鐘錶體(機芯)13的 殼體14。在殼體14上設有背蓋15。這裡，本實施方式的玻璃罩10的體表面部由前面部10A、後面部IOB和側面部IOC 構成。前面部IOA相當於玻璃罩10的外側的部分。後面部IOB相當於玻璃罩10的內側的 部分，與錶盤16和錶針17相對。在本實施方式中，所述反射防止層12位於玻璃罩10的前面部IOA和後面部10B。如圖2所示，在錶盤16上裝配有太陽能電池18。太陽能電池18的受光面18a與 玻璃罩10的後面部IOB相對。太陽能電池18的靈敏度峰值(最大靈敏度)根據太陽能電 池的種類而不同。例如，非晶矽太陽能電池(a-Si太陽能電池)在可見光波長區域具有靈 敏度峰值，單晶矽太陽能電池(c-Si太陽能電池)在紅外波長區域具有靈敏度峰值。另外， 將靈敏度峰值(最大靈敏度)中的波長稱為最大靈敏度波長。在本實施方式中，使用a-Si太陽能電池，最大靈敏度波長大約在510 530nm的 範圍內。而且，在鐘錶1中，相對於人類眼睛感覺最強烈的光的波長即視覺最大靈敏度波 長(550nm)，反射防止層12的最小反射率波長χ nm和太陽能電池18的最大靈敏度波長y nm滿足下述式子，並且視覺反射率為0. 6%以下。f (x, y,550) ^ 40 — (2)(這裡，f(x，y，550)表示x、y、550內最大值與最小值之差的絕對值。)例如，在χ = 530,y = 520的情況下，最小值為y = 520，最大值為550，所以，f (χ， y,550) = 30。根據上述實施方式，發揮以下的效果。(1)在鐘錶1中，位於玻璃罩10的前面部IOA和後面部IOB的反射防止層12的反 射率中心波長、在錶盤16上裝配的太陽能電池18的最大靈敏度波長、視覺最大靈敏度波長 的各波長之差的關係滿足上述式O)，並且，視覺反射率為0.6%以下，所以，能夠提高錶盤 或錶針的視覺辨認性以及太陽能電池的發電效率。(2)反射防止層12是高折射率層12B、12D和低折射率層12A、12C、12E交替層疊而 成的無機多層膜，所以，來自玻璃罩10的光的反射變少，能夠發揮優良的反射防止效果。(3)高折射率層12B、12D由氮化矽構成，低折射率層12A、12C、12E由氧化矽構成， 所以，能夠提高反射防止效果和耐損傷性。(4)使反射防止層12位於玻璃罩10的前面部IOA和後面部10B，所以，與使反射 防止層12僅位於玻璃罩10的前面部IOA或後面部IOB的任意一方的情況相比，能夠進一 步提高視覺辨認性以及太陽能電池的發電效率。本發明不限於以上所述的實施方式，在能夠實現本發明目的的範圍內，能夠進行 各種改良和變形。例如，在上述實施方式中，相對於基礎材料11對稱地形成位於玻璃罩10的前面部 IOA和後面部IOB的反射防止層12的結構，但是不限於此，基礎材料11的表面和背面的膜 數、材質也可以不同。但是，基礎材料11的表面側的結構可以是從基礎材料側起依次層疊 12A (低折射率層)、12B (高折射率層)、12C (低折射率層)、12D (高折射率層)、12E (低折射
率層)。
並且，在上述實施方式中，如圖2所示，在錶盤16上的一部分裝配有太陽能電池 18，太陽能電池18的受光面18a與玻璃罩10的後面部IOB相對，但是不限於此。例如，為 了增大太陽能電池的受光面的受光面積，也可以使錶盤上的幾乎整個面為受光面，利用透 光性部件覆蓋受光面，在該透光性部件上施加圖案或文字等而成為錶盤，從而能夠確保光 透射量並提高設計性。並且，也可以構成為，在錶盤的背面側裝配太陽能電池，利用設於表 盤邊緣附近的導光板等的導光部件將透射過玻璃罩的光引導到受光面，從而能夠確保針對 受光面的光照射量，並進一步提高錶盤的設計性。進而，作為透光性部件的基礎材料，優選為高硬度的藍寶石玻璃，但是，除此之外， 也可以研究石英玻璃、鈉玻璃等的使用。本發明的玻璃罩不限於在鐘錶中使用的罩部件，也能夠適當地用作具有太陽能電 池的便攜電話、便攜信息設備、計測設備、數位照相機等各種設備中的信息顯示部的罩部 件。實施例下面，通過實施例和比較例更加詳細地說明本發明。具體而言，作為鐘錶用玻璃罩 的基礎材料，使用一般的藍寶石玻璃，在其表面形成規定的反射防止層後，進行各種評價。[實施例1 33、比較例1 6](基礎材料的預處理)將藍寶石玻璃在120°C的熱濃硫酸中浸漬10分鐘後，利用純水清洗，利用設定 為120°C的乾燥箱，在大氣中乾燥30分鐘。接著，將該藍寶石玻璃載置在濺射裝置內部 後，加熱到120°C，同時使裝置內部成為KT6Torr的壓力。接著，向裝置內導入Ar氣體，在 0. SmTorr下進行反濺射，清潔藍寶石玻璃表面。(反射防止層形成工序)將矽作為靶，在以下條件下進行反應濺射，在藍寶石玻璃制基礎材料的表面形成 由高折射率層和低折射率層構成的反射防止層G層 9層、單面或雙面)。這裡，作為實施 例，在藍寶石玻璃制基礎材料的兩面形成反射防止層，作為比較例，不在該基礎材料上形成 反射防止層，或者僅在單面形成反射防止層。高折射率層和低折射率層的制膜條件如下所述。·高折射率層氮化矽(SiNx)氮氣10. Osccm氬氣10. Osccm濺射功率2. Okff·低折射率層氧化矽(SiO2)氧氣10. Osccm氬氣10. Osccm濺射功率1.5kW並且，作為實施例1 11和比較例1 2，表1示出反射防止層的具體結構(層 種類、層數、層厚)、各結構的反射防止層的視覺反射率以及最小反射率波長。進而，關於實 施例1 11和比較例1 2，表1示出最小反射率波長x(nm)、太陽能電池的最大靈敏度波 長y(nm)、最大視覺靈敏度波長z(nm)內的波長的最大值、最小值、以及該最大值與該最小值之差的絕對值即f (χ，y，ζ)的值。表1
權利要求
1.一種鐘錶用玻璃罩，該鐘表用玻璃罩用於配設有太陽能電池的鐘表，並覆蓋所述太 陽能電池，其特徵在於，在所述鐘錶用玻璃罩的至少兩面形成有反射防止層，設基於所述反射防止層的反射率曲線上的表現出最小反射率的波長為X nrn，太陽能電 池的最大靈敏度波長為y nm，最大視覺靈敏度波長為ζ nm時，滿足下述式(1)，並且視覺反 射率為0.6%以下，f(x，y，z)彡 40 ... (1)其中，f(x，y，z)表示x、y、ζ內的最大值與最小值之差的絕對值，ζ = 550。
2.根據權利要求1所述的鐘表用玻璃罩，其特徵在於，將反射率為2%的與波長軸平行的直線與所述反射率曲線相交而得到的2點之間的中 心波長視為所述表現出最小反射率的波長。
3.根據權利要求1或2所述的鐘表用玻璃罩，其特徵在於，所述反射防止層是高折射率層和低折射率層交替層疊而成的無機多層膜。
4.根據權利要求3所述的鐘表用玻璃罩，其特徵在於，所述高折射率層由氮化矽構成，所述低折射率層由氧化矽構成。
5.一種鐘錶，其特徵在於，該鐘表具有權利要求1 4中的任意一項所述的鐘表用玻璃
全文摘要
本發明提供錶盤或錶針的視覺辨認性以及太陽能電池的發電效率優良的鐘表用玻璃罩和鐘錶。鐘錶用玻璃罩(10)用於配設有太陽能電池(18)的鐘表(1)，並覆蓋太陽能電池(18)，其特徵在於，在玻璃罩(10)的至少單面形成有反射防止層，設基於反射防止層的反射率曲線中的表現出最小反射率的波長為x nm，太陽能電池(18)的最大靈敏度波長為y nm，最大視覺靈敏度波長為z nm時，滿足下述式(1)，並且視覺反射率為0.6％以下，f(x，y，z)≤40 …(1)其中，f(x，y，z)示出x、y、z內最大值與最小值之差的絕對值，z＝550。
文檔編號G04B39/00GK102129215SQ201110021399
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月19日 優先權日2010年1月19日
發明者鈴木克己 申請人:精工愛普生株式會社