表盘和制造手表表盘的方法与流程

表盘和制造手表表盘的方法
发明领域
1.一般而言，本发明涉及手表表盘，更特别涉及包含光伏层的手表表盘。
2.发明背景
3.日本专利文献jp 2005346934旨在提供一种染料敏化太阳能电池。该文献提出配有上玻璃板g1和面向上玻璃板的下玻璃板g2的染料敏化太阳能电池11。第一染料敏化层111布置在上玻璃板和下玻璃板之间的第一区域e1中。第二染料敏化层112布置在不同于第一区域e1的第二区域e2中。区域e1和e2位于上玻璃板和下玻璃板之间。第二层112具有与第一层111不同的颜色。
4.日本专利文献jp 2005324517旨在提供一种装饰装置。该装饰装置配有染料敏化太阳能电池，其布置在一对透光基板(例如上玻璃板(g1)和下玻璃板(g2))之间的区域中。这对透光基板的至少一个带有装饰部分13。
5.l.wen等人的科学出版物《theoretical design of multi-colored semi-transparent organic solar cells with both efficient color filtering and light harvesting》sci.rep.4(2014)描述了包含多重着色能力(multi-colouring capability)的太阳能电池，其提供了一种美学解决方案并开辟了自供电彩色显示器的可能性。
6.发明概述
7.表盘是手表的组成部分，其借助一个或多个时标(例如数字指示(12或xii、60、...))和活动的指针显示时间。在其最基本的形式下，表盘的外周从1至12编号并指示在12小时周期中的小时数。第一个指针每12小时转一圈。比第一个指针长的第二个指针每小时转一圈。在表盘中提供一个或多个孔以供一个或多个指针的一个或多个轴穿过。
8.本发明的第一个方面涉及一种手表表盘。所述表盘具有半透明光伏层，其具有下表面(lower face)。此外，所述表盘还包含印刷在光伏层的下表面上的墨水基装饰层。所述装饰层包括包含一个或多个时标的图案。
[0009]“光伏层”是指在暴露于光时借助光伏效应发电的层。
[0010]“半透明”层是指包含一个或多个透明区域和一个或多个不透明区域的层，该层就表面而言主要是透明的。优选地，一个或多个透明区域的表面为该层的表面的大于80％，优选在80％至95％的范围内。
[0011]
通常，物体的“上”、“顶”或“最上”面、表面或侧是指该物体的最靠近手表使用者的面、表面或侧。其也是该物体的接收入射光的面、表面或侧。相反，物体的“下”、“底”或“下方(under)”面、表面或侧是指该物体的距手表使用者的实线最远的面、表面或侧(即与上面、表面或侧相反的面、表面或侧)。
[0012]“墨水”是指含有一种或多种颜料或一种或多种染料并用于将表面染色以制造例如图像、文本或图形的液体(或可能是糊)。
[0013]“时标”是指有可能借助一个或多个手表指针推断时间的任何元素(例如在表盘外周的数字指示(12或xii、60、...))。
[0014]
要认识到，本发明有可能减少组装表盘所需的部件数，因为装饰层印刷在光伏层
上(装饰层和光伏层是一体的并且不需要在手表组装过程中现场连接)。
[0015]
该图案优选包含包括第一墨水的第一区域和包括第二墨水的第二区域。第一墨水和第二墨水不同。优选地，第一区域是中心，第二区域是外周。“不同的”墨水是指墨水的化学组成与另一墨水不同。装饰层可以是不透明或半透明的。其可以是素面的(plain)或包含若干图案，对称或不对称。要认识到，对装饰图案给予很大的自由度。
[0016]
根据一个实施方案，半透明光伏层包括一个或多个光伏电池的布置，它们覆盖光伏层表面的5％至20％，优选7％至15％，甚至更优选9％至11％。要认识到，由此大部分入射光照射到装饰层。
[0017]
根据一个实施方案，所述一个或多个光伏电池以阵列布置，所述阵列优选是六边形阵列、线性阵列或三角形阵列。根据另一实施方案，该阵列是混合阵列，其包含以下阵列的至少两种：六边形阵列、线性阵列和三角形阵列。根据另一实施方案，该阵列可以是不规则的。
[0018]
优选地，光伏层包括保护子层(可能透明或半透明)，所述保护子层是光伏层的底层并与装饰层接触。
[0019]
根据一个优选实施方案，所述表盘包含布置在半透明光伏层和装饰层之间的闪亮透明层。
[0020]
根据一个优选实施方案，光伏层包含根据入射光的波长具有不同灵敏度的活性材料。装饰层配置为反射波长基本等于活性材料的最大灵敏度的入射光。优选地，装饰层配置为反射波长在以活性材料的最大灵敏度为中心-150nm至150nm的范围内，更优选在-100nm至100nm的范围内，再更优选在-50nm至50nm的范围内的入射光。
[0021]
活性光伏材料对波长的“灵敏度”是指这种材料吸收这一波长的入射波并通过光伏效应将其转化成电能的能力。
[0022]
本发明的第二个方面涉及一种制造手表表盘的方法。所述方法包括提供具有下表面的半透明光伏层。所述方法进一步包括将墨水基装饰层施加到光伏层的下表面上。所述装饰层包括包含一个或多个时标的图案。
[0023]
根据一个实施方案，通过印刷施加所述装饰层。
[0024]
根据一个实施方案，通过数字印刷施加所述装饰层。可以根据存储在执行数字印刷的数字印刷机中的施加计划施加图案。
[0025]
优选地，通过uv平板印刷机进行印刷。
[0026]
根据一个实施方案，所述方法包括施加闪亮透明层，在半透明光伏层和装饰层之间施加顶部饰面层(top finish layer)。
[0027]
本发明的第三个方面涉及包括根据第一个方面的表盘的手表。
[0028]
附图简述
[0029]
由下面参考附图举例给出的某些有利的实施方案的详述表现出本发明的其它特性和特征，其显示：
[0030]
图1：根据本发明的一个优选实施方案的手表表盘的横截面；
[0031]
图2：手表表盘的视图，其显示根据本发明的一个实施方案的装饰图案和具有一个或多个区段(segments)的光伏电池阵列，在该表盘的中心可见用于指针轴的孔；
[0032]
图3：手表表盘的视图，其显示根据本发明的一个实施方案的另一种装饰图案；
[0033]
图4：表示根据本发明的一个实施方案的第一样品的零电压强度vs根据本发明的一个实施方案该样品接受的照度的曲线图；
[0034]
图5：表示根据本发明的一个实施方案的第二样品的零电压强度vs根据本发明的一个实施方案该样品接受的照度的曲线图；
[0035]
图6：(射线追踪)模拟，其显示通过在晶体/印刷装饰层界面处的光的反向散射增加的光伏电池的照射(illumination)；
[0036]
图7：表示光伏层的照射的相对增加vs表面填充系数的曲线图；和
[0037]
图8：表示根据本发明的一个优选实施方案的表盘中所用的活性材料的灵敏度vs入射光波长的曲线图。
[0038]
读者要注意附图不按比例的事实。此外，为清楚起见，可能没有正确呈现高度、长度和/或宽度的比例。
[0039]
本发明的优选实施方案的详述
[0040]
图1显示根据本发明的一个优选实施方案的手表表盘2的横截面。表盘2包含从表盘的顶部到底部，半透明光伏层6、闪亮透明层4和装饰层8。表盘的“顶部”是指最靠近手表使用者的视线的部分。最上层也是入射光10最先穿过的层。
[0041]
参考图1和2，半透明光伏层6包括透明玻璃子层12、以六边形阵列布置的一个或多个光伏电池14和保护子层16。保护子层16在结构上稳定光伏电池14的六边形阵列并保护其免受任何冲击。保护子层16与闪亮透明层4直接接触，特别地，保护子层16的下表面与闪亮透明层4的上层直接接触。
[0042]
用于一个或多个光伏电池的活性材料基于非晶硅。但是，要认识到，根据另一些实施方案，活性材料可以不同。
[0043]
还要认识到，根据另一些实施方案，透明玻璃子层12可被另一透明(可能部分透明)材料，例如蓝宝石或塑料的子层替代。
[0044]
优选地，光伏电池14的六边形阵列覆盖光伏层表面的5％至20％，优选7％至15％，再更优选9％至11％。要认识到，由此大部分入射光10照射到装饰层8。
[0045]
通过数字印刷将装饰层8施加到半透明光伏层6上。装饰层8包括图案18，其包含几个时标20。装饰层8可以是有色的，例如黑色、白色、黄色、紫色等，并可能包含透明区域。要认识到，数字印刷提供关于印刷图案的很大灵活性。可通过uv平板印刷机进行印刷。可以根据存储在执行数字印刷的数字印刷机中的施加计划施加图案。
[0046]
要认识到，图案可包含多个区域，它们包括不同的墨水。特别地，根据一个优选实施方案，装饰层8可包括包括第一墨水的第一区域22和包括第二墨水的第二区域24。第一墨水和第二墨水在例如具有不同化学组成和/或不同颜色的意义上不同。时标20可以例如由第二区域24指示。
[0047]
将透明层4安置在半透明光伏层6和装饰层8之间。透明层4可改善装饰层的墨水与光伏层6之间的界面，例如在装饰层8的墨水与光伏层6之间物理和/或化学不相容的情况下。
[0048]
在图2中显示图案的第一个实例。装饰层8包括第一中心黑色区域22。第一区域22具有四个时标，各个时标由与数字
‘
12’、
‘3’
、
‘6’
和
‘9’
相关联的尖端指示，这些数字以白色标示。第一区域22被紫色周边区域24包围。周边区域24的图案也包括蔷薇花饰形式的时标，
其尖端互相间隔一周的1/60。
[0049]
在图3中显示图案的第二个实例。除颜色的选择外，第二个实例与第一个相同。特别地，第一中心区域22是半透明的(数字是黑色的)并且无墨水，第二周边区域24是黄色的。
实施例
[0050]
半透明光伏层包括覆盖光伏层表面的10％的一个或多个光伏电池的阵列。通过uv平板印刷机印刷装饰层。
[0051]
零电压强度isc与样品接受的照度成比例。图4和5中所示的曲线图代表零电压强度isc vs照度的典型结果。图4相当于具有(虚线)或没有(实线)黑色和紫色装饰层的样品之间的比较，样品包含覆盖光伏层表面的10％的光伏电池的六边形阵列。所得斜率分别为0.113ma/klx和0.111ma/klx。图5相当于具有(虚线)或没有(实线)黄色装饰层的样品之间的比较，样品包含覆盖光伏层表面的10％的光伏电池的六边形阵列。所得斜率分别为0.137ma/klx和0.119ma/klx。
[0052]
看起来，紫色装饰层的施加仅轻微影响零电压强度isc，其提高大约2％。在施加黄色装饰层的情况下，零电压强度isc提高15％。
[0053]
由此可见，根据为装饰层选择的颜色，可改进光伏效率。该改进归因于在晶体/印刷层界面处反向散射的光和在玻璃子层内经过多次反射。由此反射的光改进效率，因为额外部分的入射光到达所述一个或多个光伏电池。在不存在装饰层的情况下，这一额外部分损失，因为其没有被反射并因此没有到达所述一个或多个光伏电池。
[0054]
图6显示没有装饰层(圆)和具有白色装饰层(十字)的样品的模拟(射线追踪模拟)结果。入射光10通过太阳光谱表征。白色装饰层通过无吸收的朗伯表面建模。该曲线图代表光伏层14的照射vs在1％至100％之间的表面填充系数。两个样品之间的差值由方块表示。
[0055]
图7代表光伏层14上的入射光的相对增加vs在1％至100％之间的表面填充系数。这一曲线代表由于在玻璃/印刷层界面处反向散射的光和在玻璃子层内经过多次反射，光伏层上的照射的最大增加，因为在这些模拟中，考虑来自装饰层8和玻璃子层12的零吸收。
[0056]
图8代表活性材料(非晶硅)的灵敏度曲线vs入射光波长。在同一个图中，也随波长表示可见颜色。根据该曲线，活性材料的最大灵敏度(1，任意单位)为大约525nm(绿色)。该材料对黄色的灵敏度为大约0.9(即活性材料的最大灵敏度的90％)。该材料对紫色的灵敏度为大约0.55(即活性材料的最大灵敏度的55％)。因此断定，在非晶硅的情况下反射大致黄色的光(即具有大致黄色的装饰层)比反射大致紫色的光(即具有大致紫色的装饰层)更有益。
[0057]
此外，由此断定可通过相对于装饰层的总表面增加白色表面的比例(反射构成入射光的基本所有颜色)或通过增加波长接近活性材料的最大光谱灵敏度的颜色的比例(在非晶硅的情况下，450至600nm，蓝色至橙色)来提高效率。
[0058]
基于本文献，本领域技术人员显而易见，对于其它活性材料，颜色效率的提高可能不同。
[0059]
超出活性材料的最大灵敏度吸收并接近活性材料的最大灵敏度发射的荧光墨水的使用也可改进效率。以非晶硅为例，该选择可涉及在紫外区中吸收并在可见区中发射的墨水。优选地，这种荧光的发射可在以活性材料的最大灵敏度为中心-150nm至150nm范围内
的波长下发射。
[0060]
尽管已经详细描述了特定实施方案，但本领域技术人员会认识到，可根据本发明公开提供的整体教导开发出各种修改和替代。因此，本文中描述的具体布置和/或方法意在仅作为实例给出，而无意限制本发明的范围。