(57)【要約】【課題】  本発明は、光起電力装置の外観を良好にすることが可能な光起電力装置の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】  基板１０の片面に分割配置された発電領域と発電領域として機能しないダミー発電領域とを離間して複数個形成し、発電領域間および前記発電領域と前記ダミー発電領域との間に着色部を形成する。このことにより、発電領域の間隔と、発電領域とダミー発電領域との間隔とを実質同一にすることができるので、受光面の色調差がなくなり、光起電力装置の外観品質を向上させることが可能となる。また、ダミー発電領域は着色部が形成された後、除去する。従って、ダミー発電領域が除去された領域に隣接する着色部の色調差を低減させることが可能となる。【選択図】  図８
2006186017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の片面に分割配置された複数の発電領域と発電領域として機能しないダミー発電領域とを離間して複数個形成する工程と、
前記発電領域間および前記発電領域と前記ダミー発電領域との間に着色部を形成する工程とを具備し、
前記ダミー発電領域を形成することにより、前記発電領域同士の間隔と、前記発電領域と前記ダミー発電領域との間隔とを実質同一にすることを特徴とする光起電力装置の製造方法。
【請求項２】
前記発電領域間に形成された着色部の厚みと前記発電領域と前記ダミー発電領域との間に形成された着色部の厚みは実質同一であることを特徴とする請求項１記載の光起電力装置の製造方法。
【請求項３】
前記ダミー発電領域は前記着色部が形成された後、除去されることを特徴とする請求項１記載の光起電力装置の製造方法。
【請求項４】
前記着色部は、前記発電領域と同色または同系色であることを特徴とする請求項１記載の光起電力装置の製造方法。
【請求項５】
前記発電領域間の間隔が０．６ｍｍ以上の箇所には前記ダミー発電領域を形成することを特徴とする請求項１記載の光起電力装置の製造方法。
【請求項６】
前記発電領域には切り欠き部が形成されており、前記切り欠き部に前記ダミー発電領域が形成されることを特徴とする請求項１記載の光起電力装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光起電力装置の製造方法に関し、特に光起電力装置の受光面の外観を良好にすることを実現した光起電力装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、表示部に設けられた表示面の全体、もしくは一部に太陽電池を配置し、得られた電力により、表示部の表示機能の少なくとも一部が稼動するように構成された装置がある。
【０００３】
これらの中で最も典型的な光起電力装置としては、文字板の全体もしくは一部の代わりに太陽電池の受光面を配置した腕時計がある。この種の腕時計は、文字板の表面となるべき所に太陽電池の受光面を設けているので、表示面以外に受光面を設ける必要がなく、受光面を設けるためのスペ−スを節約することができる。特に小さな腕時計において、消費電力を充分にまかなう発電能力を備えた太陽電池を容易に内蔵することができる。
【０００４】
図９を参照して、従来の光起電力装置１００を説明する。基板１０１上に複数に分割して太陽電池（セル）１０２が載置されており、太陽電池１０２Ａおよび１０２Ｂには切り欠き部１０６が形成されている。この切り欠き部はお互いに向かい合うように形成されることにより、表示部１０３を形成する領域が確保されている。この表示部１０３の形成領域は製造工程の途中で、基板をくり抜くことで形成されている。そして、表示部１０３は日付や曜日を表示するための窓として使用される（特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００２−９０４７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したような光起電力装置では、以下のような問題点がある。
【０００６】
通常であれば文字板が配置されるべき表示部に太陽電池の受光面が露出しているので、表示面の外観が悪く、そのデザインも限定されていた。
【０００７】
具体的には、太陽電池１０２は間隙部１０５によって４つのパターンに分割されており、太陽電池１０２は一般に暗色の色調を有しており、間隙部１０５は明色の色調を有している。従って、このような分割パターンは表示面において、特異な印象を与えるため、デザイン上の大きな欠点となっていた。
【０００８】
本発明は、このような問題を鑑みて成されたものであり、本発明の主な目的は、光起電力装置の外観を良好にすることが可能な光起電力装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光起電力装置の製造方法は、基板の片面に分割配置された複数の発電領域と発電領域として機能しないダミー発電領域とを離間して複数個形成する工程と、発電領域間および発電領域とダミー発電領域との間に着色部を形成する工程とを具備し、ダミー発電領域を形成することにより、発電領域同士の間隔と、発電領域とダミー発電領域との間隔とを実質同一にすることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の光起電力装置の製造方法は、発電領域間に形成された着色部の厚みと発電領域とダミー発電領域との間に形成された着色部の厚みは実質同一であることを特徴とする。
【００１１】
更に、本発明の光起電力装置の製造方法は、ダミー発電領域は着色部が形成された後、除去されることを特徴とする。
【００１２】
更に、本発明の光湖電力装置の製造方法は、着色部は、発電領域と同色または同系色であることを特徴とする。
【００１３】
更に、本発明の光湖電力装置の製造方法は、発電領域間の間隔が０．６ｍｍ以上の箇所にはダミー発電領域を形成することを特徴とする。
【００１４】
更に、本発明の光湖電力装置の製造方法は、発電領域には切り欠き部が形成されており、切り欠き部にダミー発電領域が形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の光起電力装置の製造方法によると、基板上に設けられたダミー発電領域を形成することにより、発電領域の間隔と、発電領域とダミー発電領域との間隔とを実質同一にしている。従って、発電領域の間隔と、発電領域とダミー発電領域との間隔に形成される着色部の厚みを実質同一にすることができるので、受光面の色調差がなくなり、光起電力装置の外観品質を向上させることが可能となる。
【００１６】
また、本発明の光起電力装置の製造方法によると、ダミー発電領域は着色部が形成された後、除去している。従って、ダミー発電領域が除去された領域に隣接する着色部の色調差を低減させることが可能となる。
【００１７】
また、本発明の光起電力装置の製造方法によると、着色部を発電領域と同色または同系色にしている。従って、受光面を色のムラなく同一色または同系色にすることができるため、外観品質の向上と、光起電力装置を用いた製品の色彩的デザインの幅を広げることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１から図８を参照して、本形態の光起電力装置の製造方法を説明する。本形態では、腕時計用の光起電力装置を例に挙げて説明していくが、採用製品は多種多様である。小型のものでは、例えば、電卓、電話、携帯機器等の電子機器、特に電力を得て声を出す鳥、動物または人の形を取った人形、電力を得て機械的に動く前記人形等の玩具等のデザイン性を有するものに適用でき、開口部２７を必要とするものに関しては、全て適用できるものである。
【００１９】
図１は、本形態に用いる基板１０を示し、矩形状の可撓性を有するポリイミドなどの樹脂からなるフィルムの基板である。図１（Ａ）において、点線で囲まれた領域１１は、各々、光起電力装置が形成される基板領域である。図１（Ｂ）は、基板１０の左下に位置する領域１１Ａの拡大図を示しており、点線で区分されたＡ〜Ｄは、後述する第１電極層、半導体活性層及び透明電極層などの積層体で構成される発電領域である。この発電領域は基板の片側に離間して複数個形成される。尚、ここで基板は、フィルムで説明したが、ステンレス基板、ガラス基板等でも良い。また、ステンレス基板の表面にポリミドコートを施したものでもよい。
【００２０】
図２から図８に示す工程においては、基板１０の領域１１Ａの光起電力装置の製造方法を開示し、他の光起電力装置の製造方法はこれと同一であるため、説明を省略する。
【００２１】
図２を参照して発電領域Ａ〜Ｄに対応した第１電極層２０Ａ〜２０Ｄが分割配置される、これらの第１電極層２０Ａ〜２０Ｄは、各々中心角が略９０°の扇形の形状であり、これらは相互間に所定の間隔を隔てて全体として円形になるように配置されている。更に、第１電極層２０Ａ〜２０Ｄの各々は、これらに隣接する発電領域Ｂ〜Ｄの外方に延在する接続部２０Ａｅ、２０Ｂｅ、２０Ｃｅを有している。ここで、第１電極層２０Ａ〜２０Ｄは、厚さ約０．１〜１．０μｍで、タングステン、アルミニウム、チタン、ニッケル、銅等の金属膜からなる。しかしＩＴＯ、ＩＴＺ等の透明電極でも良い。
【００２２】
ダミー発電セル形成予定領域２５は、第１電極層２０Ａおよび第１電極層２０Ｂに設けられた切り欠き部が向き合って形成された領域である。本形態では、ダミー発電セル形成予定領域は日付や曜日を表示するための窓が形成される部位に設けられる。本形態のダミー発電セルの大きさは、縦１．５ｍｍ、横５ｍｍであるが、発電領域の形状、光起電力装置のデザインによってその大きさは異なる。
【００２３】
図３（Ａ）および、図３（Ａ）におけるＡ−Ａ’線における断面図である図３（Ｂ）を参照して、第１電極層２０の上部に、アモルファスシリコン、アモルファスシリコンカーバイト、アモルファスシリコンゲルマニウムなどをｐｎまたはｐｉｎに積層した半導体光活性層３０（厚さ約０．３〜１．０μｍ）を形成する。この半導体光活性層３０は、基板１０上の前面に形成される。その後、半導体光活性層３０上の略全面に、後述する透明電極層を形成する透明電極膜４０を形成する。この透明電極膜４０は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム（ＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）等の透明導電膜（厚さ約０．３〜１．０μｍ）からなる。
【００２４】
そして、第１電極層の接続部２０Ａｅ、２０Ｂｅ、２０Ｃｅ上に位置する透明導電膜４０上より、ＹＡＧレーザ光（波長１．０６μｍ）を、基板１０の辺に沿って、直線的に走査して、第１電極層の接続部２０Ａｅ、２０Ｂｅ、２０Ｃｅと透明導電膜４０とを、各々、溶着して電気接続する。溶着された部分は、直径約５０〜８０μｍのスポット形状である。ＹＡＧレーザ光が走査するラインは、点線１５で示される。ここで、基板１０上において、図１で説明した基板領域１１の位置に、本実施例の製造途中に光起電力装置が配置されることになるので、上述の如くＹＡＧレーザ光を直線的に走査することにより、他の製造途中の光起電力装置においても、第１電極層の接続部２０と透明導電膜４０とが電気的に接続される。ここでは、ＹＡＧレーザ光を直線的に走査しているが、これに代わって、第１電極層の接続部２０Ａｅ、２０Ｂｅ、２０Ｃｅ上にのみ、スポット照射が可能なレーザ装置を用いて、溶着して電気接続することもできる。
【００２５】
ダミー発電セル形成予定領域２５においても、他の領域と同様に、半導体光活性層３０と透明電極膜４０が積層される。
【００２６】
図４（Ａ）および図４（Ｂ）を参照して、透明導電膜４０上、各発電領域Ａ〜Ｄに対応した形状で、可視光を透過し紫外光を透過しない透光性保護膜６０Ａ〜６０Ｄを配置する。この透光性保護膜６０は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂の原料をスクリーン印刷してパターニングされ、熱乾燥して形成される。その膜厚は、例えば約３〜６μｍ程度に形成される。ここで、各透過性保護膜６０の間は、約０．２ｍｍ以上、０．６ｍｍ以下にすることが望ましく、実施例では、約０．４ｍｍに設定した。この詳細は後述する。
【００２７】
ダミー発電セル形成予定領域２５においても、他の領域と同様に透光性保護膜６０が形成される。また、透光性保護膜６０Ｅと透光性保護膜６０Ａ、６０Ｂとの間も他の領域と同様に約０．４ｍｍに設定した。
【００２８】
図５（Ａ）および図５（Ｂ）を参照して、基板１０の全面に、紫外線レーザ光であるエキシマレーザ（ＫｒＦレーザ光）により、基板１０上の全面にエキシマレーザ光を照射する。
【００２９】
この工程により、透光性保護膜６０Ａ〜６０Ｅに覆われていない、露出した透明導電膜４０が除去される。これにより透光性保護膜６０Ａ〜６０Ｅの各々に対応した透明電極層４０が形成される。ここで、エキシマレーザ光の条件は、露出する透明導電膜４０が十分に除去できるように、走査スピードなどを考慮して決定される。本実施の形態では、透明導電膜４０が７００ÅのＩＴＯを用いて、ＫｒＦレーザ光の条件は、出力１．０〜１．６Ｊ／パルス、シート長１５０ｍｍ、シート幅０．４ｍｍ、３０Ｈｚのパルス、走査スピード１２ｍｍ／秒であり、露出する透明導電膜４０であるＩＴＯを十分に除去することが可能である。このようにして、発電領域Ａ〜Ｄ、およびダミー発電領域であるダミー発電セル２６が形成される。
【００３０】
そして、これらの透明導電膜４０は第１電極層の接続部２０Ａｅ〜２０Ｃｅと半導体活性層３０を挟んで対向する接続部を有し、各々、隣接する第１電極層２０Ａｅ〜２０Ｃｅと電気的に接続される。
【００３１】
図６（Ａ）および図６（Ｂ）を参照して、発電領域Ａ〜Ｄの外周部、各発電領域間および、発電領域Ａ、Ｂとダミー発電セル形成予定領域２５との間に着色部７０がスクリーン印刷法を用いて配置される。着色部７０の材料としては、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂などが使用でき、膜厚約２〜１０μｍに形成される。なお、着色部７０はアモルファスシリコンの半導体光活性層３０と同色または同系色とすることで、光起電力装置の受光面での色のコントラストを低減することができる。従って、これを時計などの電源として利用したときに、外観を良好にすることができる。つまり発電領域のところとその境が区別されず、全体が実質同じ色で形成されることに成る。
【００３２】
また、透明導電膜４０の膜厚を変化させることによって、受光面の色調を変化させることができる。従って、受光面の色調にと同色または同系色の着色部７０を形成することで、外観を良好にすることができ、様々なデザインの光起電力装置を製造することが可能となる。
【００３３】
ここで、本発明の特徴であるダミー発電セル２６について説明する。ダミー発電セル２６は、本来は必要とされない箇所であり、このダミー発電領域は後述する工程において打ち抜かれて、日付や曜日を表示するための窓となる領域である。従って、この領域は他の着色部７０を印刷する領域よりも広く形成されていることから、インクの表面張力によってインクの膜厚に差が生じてしまう。このことにより、受光面の色調にムラが生じてしまい、全体の色調が安定せず、外観品質の低下を招くこととなる。しかし、ダミー発電セル２６を形成して、他の着色部７０の着色予定領域と同じ幅にすることで、着色部７０の厚みを実質同一にすることが可能となる。このことにより、受光面の色調差がなくなり、光起電力装置の外観品質を向上させることが可能となる。
【００３４】
また、ダミー発電セル２６は発電領域Ａ〜Ｄと同じ製造工程を経て形成することができるので、製造工程および製造コストをほとんど増加させることなく、品質を向上させることが可能である。
【００３５】
本形態では、日付や曜日を表示するための窓となる領域にだけ、ダミー発電セルを形成したが、発電領域Ａ〜Ｄの周辺部や、光起電力装置の中心部に形成される時計の針の軸が通る箇所に形成することも可能である。更に、発電領域間が０．６ｍｍ以上離間している箇所には、ダミー発電セルを形成することが好ましい。
【００３６】
図７（Ａ）を参照して、基板１０の表面全体に、保護層としてフィルム状の透明な表面側保護樹脂フィルム８１を形成する。保護樹脂フィルム８１は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ、熱膨張係数１７×１０−６ｃｍ／ｃｍ／℃）等からなる厚さ約２５〜１０００μｍのフィルム体であり、エチレン−酢酸ビニル重合体（ＥＶＡ、熱膨張係数１７×１０−６ｃｍ／ｃｍ／℃）等の熱可塑性樹脂からなる接着層８３（厚み約２０〜１００μｍ）が片面に被着されており、熱ローラ間を通過させることによって、表面側保護樹脂フィルム８１をラミネートして形成する。具体的には、表面側保護樹脂フィルム８１に厚さ５０μｍのＰＥＴを利用している。
【００３７】
図７（Ｂ）を参照して、基板１０の裏面全面にも同様に、保護層としてフィルム状の透明な裏面側保護樹脂フィルム８２が形成される。
【００３８】
また、この保護層は、透明であり貼り合わせることが可能な材料で在ればよい。例えば、ガラスを用いて保護層を形成することができる。
【００３９】
その後、図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示すように発電領域Ａ〜Ｄの外周部に配置された着色部７０の外周近傍にて、トムソンタイプの歯形等を用いて打ち抜くことにより、光起電力装置を完成することができる。これと同時にダミー発電セル２６および時計の針の軸が通る箇所を打ち抜く。ダミー発電セル２６を打ち抜く際は、ダミー発電セル２６と同じ大きさの部分を打ち抜く。従って、ダミー発電セル２６が除去された領域に隣接する着色部７０を他の領域に形成された着色部７０と実質同一の厚みに形成することができるため、外観品質を向上させることが可能となる。
【００４０】
また、本形態では時計用の太陽電池などの光起電力装置として説明しているので、このようにして形成された開口部２７は日付や曜日を表示する窓として使用される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】（Ａ）（Ｂ）は、本発明の光起電力装置の製造方法を説明する図である。
【図２】本発明の光起電力装置の製造方法を説明するための図である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）は、本発明の光起電力装置の製造方法を説明する図である。
【図４】（Ａ）（Ｂ）は、本発明の光起電力装置の製造方法を説明する図である。
【図５】（Ａ）（Ｂ）は、本発明の光起電力装置の製造方法を説明する図である。
【図６】（Ａ）（Ｂ）は、本発明の光起電力装置の製造方法を説明する図である。
【図７】（Ａ）（Ｂ）は、本発明の光起電力装置の製造方法を説明する図である。
【図８】（Ａ）（Ｂ）は、本発明の光起電力装置の製造方法を説明する図である。
【図９】従来の光起電力装置を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０              基板
１１              領域
２０Ａ−Ｄ        第１電極層
２０Ａｅ−Ｃｅ    接続部
２５              ダミー発電セル形成予定領域
２６              ダミー発電セル
３０              半導体光活性層
４０              透明導電膜
６０              透光性保護膜
７０              着色部
８１              表面側保護樹脂フィルム
８２              裏面側保護樹脂フィルム
８３              接着層
【図１】
2006186017.tif 000003
【図２】
2006186017.tif 000004
【図３】
2006186017.tif 000005
【図４】
2006186017.tif 000006
【図５】
2006186017.tif 000007
【図６】
2006186017.tif 000008
【図７】
2006186017.tif 000009
【図８】
2006186017.tif 000010
【図９】
2006186017.tif 000011