(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）巻取りリールと送り出しリールとを有する一対の搬送リールに巻き付けられたシート状二次電池の一方の面に第１デバイスパターンを形成する工程と、
（Ｂ）前記第１デバイスパターンに対応させて、前記シート状二次電池に貫通穴を形成する工程と、
（Ｃ）前記一対の搬送リールにより前記シート状二次電池を送り出して、前記（Ａ）の工程と前記（Ｂ）の工程とを繰り返し行い、複数の前記第１デバイスパターンと前記第１デバイスパターンに対応した前記貫通穴を前記シート状二次電池に形成する工程と、
（Ｄ）前記貫通穴に基づいてアライメントを行い、前記シート状二次電池の他方の面に第２デバイスパターンを形成する工程と、
（Ｅ）前記一対の搬送リールにより前記シート状二次電池を送り出して、前記（Ｄ）の工程を繰り返し行い、前記シート状二次電池に複数の前記第２デバイスパターンを形成する工程と、
（Ｆ）前記第１デバイスパターンと前記第２デバイスパターンとを対応させて前記シート状二次電池を切断する工程と、を備えたシート状二次電池の製造方法。
【請求項２】
前記（Ａ）の工程では、レーザ光源からレーザ光を照射することで前記シート状二次電池の一方の面に形成された第１上部電極を前記第１デバイスパターンに対応するよう、パターニングし、
前記（Ｂ）の工程では、前記レーザ光源からレーザ光を照射することで前記シート状二次電池に前記貫通穴が形成される請求項１に記載のシート状二次電池の製造方法。
【請求項３】
前記（Ａ）の工程において、前記第１デバイスパターンの形成する途中で、前記（Ｂ）の工程を行い、前記貫通穴を形成する請求項２に記載のシート状二次電池の製造方法。
【請求項４】
前記（Ｄ）の工程では、前記レーザ光源からレーザ光を照射することで、前記シート状二次電池の他方の面に形成された第２上部電極を前記第２デバイスパターンに対応するよう、パターニングする請求項２、又は３に記載のシート状二次電池の製造方法。
【請求項５】
前記（Ｆ）の工程では、前記レーザ光源からレーザ光を照射することで、平面視において、隣接する２つの前記第１デバイスパターン間の位置にスクライブラインが形成され、
前記スクライブラインに沿って前記シート状二次電池が切断される請求項２〜４のいずれか１項に記載のシート状二次電池の製造方法。
【請求項６】
前記シート状二次電池をステージに吸着した状態で、前記レーザ光源が前記シート状二次電池にレーザ光を照射する請求項２〜５のいずれか１項に記載のシート状二次電池の製造方法。
【請求項７】
前記（Ｄ）の工程では、撮像手段によって、前記シート状二次電池を他方の面側から撮像し、
前記撮像手段によって撮像された画像に基づいて、前記アライメントを行う請求項１〜６のいずれか１項に記載のシート状二次電池の製造方法。
【請求項８】
前記（Ｂ）の工程では、前記シート状二次電池の巻取り方向において、前記第１デバイスパターンのそれぞれに対応するように２つの前記貫通穴が形成され、
前記（Ｄ）の工程では、一方の前記貫通穴を撮像した第１画像と、他方の前記貫通穴を撮像した第２画像とに基づいて、前記アライメントを行う請求項７に記載のシート状二次電池の製造方法。
【請求項９】
前記シート状二次電池は、
下部電極となる基材を備え、
前記基材の一方の面側には、第１充電層、及び第１上部電極が形成され、
前記基材の他方の面側には、第２充電層、及び第２上部電極が形成され、
前記第１充電層と前記基材との間には、第１ｎ型金属酸化物半導体層が形成され、
前記第２充電層と前記基材との間には、第２ｎ型金属酸化物半導体層が形成され、
前記第１及び第２充電層は、それぞれｎ型金属酸化物半導体と絶縁体を含む物質を有している請求項１〜８のいずれか１項に記載のシート状二次電池の製造方法。
【請求項１０】
巻取りリールと送り出しリールとを有する一対の搬送リールと、
前記一対の搬送リールに張設されたシート状二次電池にレーザ光を照射することで、前記シート状二次電池の一方の面に第１デバイスパターンを形成するレーザ光源と、
前記レーザ光源からのレーザ光を前記シート状二次電池の前記一方の面側から照射することで前記シート状二次電池に形成された貫通穴を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像された画像に基づいて、前記シート状二次電池の他方の面における前記レーザ光源の照射位置をアライメントする駆動機構と、を備え、
（Ｇ）前記レーザ光源が前記シート状二次電池の一方の面側から前記レーザ光を照射することで、前記シート状二次電池の一方の面に前記第１デバイスパターンを形成し、
（Ｈ）前記レーザ光源が前記シート状二次電池の前記一方の面側から前記レーザ光を照射することで、前記第１デバイスパターンに対応させて、前記シート状二次電池に前記貫通穴を形成し、
（Ｉ）前記一対の搬送リールにより前記シート状二次電池を送り出して、前記（Ｇ）と前記（Ｈ）とを繰り返し行い、複数の前記第１デバイスパターンと前記第１デバイスパターンに対応した前記貫通穴を前記シート状二次電池に形成し、
（Ｊ）前記駆動機構がアライメントを行った状態で、前記レーザ光源が前記シート状二次電池の他方の面側から前記レーザ光を照射することで、前記シート状二次電池の前記他方の面に第２デバイスパターンを形成し、
（Ｋ）前記一対の搬送リールにより前記シート状二次電池を送り出して、前記（Ｊ）の工程を繰り返し行い、前記シート状二次電池に複数の前記第２デバイスパターンを形成するシート状二次電池の製造装置。
【請求項１１】
前記シート状二次電池を吸着するステージをさらに備え、
前記ステージが前記シート状二次電池を吸着した状態で、前記レーザ光源が前記シート状二次電池にレーザ光を照射する請求項１０に記載のシート状二次電池の製造装置。
【請求項１２】
（Ａ）巻取りリールと送り出しリールとを有する一対の搬送リールに巻き付けられたシート状デバイスの一方の面に第１デバイスパターンを形成する工程と、
（Ｂ）前記第１デバイスパターンに対応させて、前記シート状デバイスに貫通穴を形成する工程と、
（Ｃ）前記一対の搬送リールにより前記シート状デバイスを送り出して、前記（Ａ）の工程と前記（Ｂ）の工程とを繰り返し行い、複数の前記第１デバイスパターンと前記第１デバイスパターンに対応した前記貫通穴を前記シート状デバイスに形成する工程と、
（Ｄ）前記貫通穴に基づいてアライメントを行い、前記シート状デバイスの他方の面に第２デバイスパターンを形成する工程と、
（Ｅ）前記一対の搬送リールにより前記シート状デバイスを送り出して、前記（Ｄ）の工程を繰り返し行い、前記シート状デバイスに複数の前記第２デバイスパターンを形成する工程と、
（Ｆ）前記第１デバイスパターンと前記第２デバイスパターンとを対応させて前記シート状デバイスを切断する工程と、を備えたシート状デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状二次電池又はシート状デバイスの両面において、正確な位置にデバイスパターンを形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ロール用の支持体に巻き付けられた基材ウェブに、印刷を行うプリンタが開示されている。特許文献１のプリンタでは、基材ウェブに設けられた同期マークを検知するセンサを有している。そして、プリンタは、同期マークに応じて搬送方向の位置を調整して、印刷を行っている。
【０００３】
特許文献２には、リード基材の正確な位置に絶縁シートを熱溶着するタブリード部材の製造方法が開示されている。特許文献２では、絶縁シートを熱溶着する加熱加圧工程に先駆けて、リード基材の両面側所定位置に絶縁シートを仮貼りして、絶縁シートの位置決めを行う工程を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２６４４７５号公報
【特許文献２】特開２０１４−１４３０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２では、ロール状のシートの両面にそれぞれデバイスパターンを形成する場合、両面のデバイスパターンを正確に位置合わせすることが難しいという問題点がある。特に、ロール状のシートを用いたロールトゥロールの製造プロセスでは、基材にしわやたわみなどが生じやすいため、正確にアライメントすることが困難である。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、シート状二次電池又はシート状デバイスの両面において、正確な位置にデバイスパターンを形成する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態の一態様に係るシート状二次電池の製造方法は、（Ａ）巻取りリールと送り出しリールとを有する一対の搬送リールに巻き付けられたシート状二次電池の一方の面に第１デバイスパターンを形成する工程と、（Ｂ）前記第１デバイスパターンに対応させて、前記シート状二次電池に貫通穴を形成する工程と、（Ｃ）前記一対の搬送リールにより前記シート状二次電池を送り出して、前記（Ａ）の工程と前記（Ｂ）の工程とを繰り返し行い、複数の前記第１デバイスパターンと前記第１デバイスパターンに対応した前記貫通穴を前記シート状二次電池に形成する工程と、（Ｄ）前記貫通穴に基づいてアライメントを行い、前記シート状二次電池の他方の面に第２デバイスパターンを形成する工程と、（Ｅ）前記一対の搬送リールにより前記シート状二次電池を送り出して、前記（Ｄ）の工程を繰り返し行い、前記シート状二次電池に複数の前記第２デバイスパターンを形成する工程と、（Ｆ）前記第１デバイスパターンと前記第２デバイスパターンとを対応させて前記シート状二次電池を切断する工程と、を備えたものである。これにより、シート状二次電池の両面において、正確な位置にデバイスパターンを形成することができる。
【０００８】
上記の製造方法において、前記（Ａ）の工程では、レーザ光源からレーザ光を照射することで前記シート状二次電池の一方の面に形成された第１上部電極を前記第１デバイスパターンに対応するよう、パターニングし、前記（Ｂ）の工程では、前記レーザ光源からレーザ光を照射することで前記シート状二次電池に前記貫通穴が形成されるようにしてもよい。この構成では、共通のレーザ光源を用いて、第１デバイスパターンと貫通穴を形成しているため、高い生産性でシート状二次電池を製造することができる。
【０００９】
上記の製造方法において、前記（Ａ）の工程において、前記第１デバイスパターンの形成する途中で、前記（Ｂ）の工程を行い、前記貫通穴を形成するようにしてもよい。これにより、高い生産性でシート状二次電池を製造することができる。
【００１０】
上記の製造方法において、前記（Ｄ）の工程では、前記レーザ光源からレーザ光を照射することで、前記シート状二次電池の他方の面に形成された第２上部電極を前記第２デバイスパターンに対応するよう、パターニングするようにしてもよい。共通のレーザ光源を用いて、第２デバイスパターンと第１デバイスパターンと貫通穴を形成しているため、高い生産性でシート状二次電池を製造することができる。
【００１１】
上記の製造方法において、前記（Ｆ）の工程では、前記レーザ光源からレーザ光を照射することで、平面視において、隣接する２つの前記第１デバイスパターン間の位置にスクライブラインが形成され、前記スクライブラインに沿って前記シート状二次電池が切断されるようにしてもよい。
【００１２】
上記の製造方法において、前記シート状二次電池をステージに吸着した状態で、前記レーザ光源が前記シート状二次電池にレーザ光を照射するようにしてもよい。これにより、レーザ照射中の位置ずれを防止することができるため、より高い位置精度で、デバイスパターンを形成することができる。
【００１３】
上記の製造方法において、前記（Ｄ）の工程では、撮像手段によって、前記シート状二次電池を他方の面側から撮像し、前記撮像手段によって撮像された画像に基づいて、前記アライメントを行うようにしてもよい。これにより、簡便にアライメントを行うことができる。
【００１４】
上記の製造方法において、前記（Ｂ）の工程では、前記シート状二次電池の巻取り方向において、前記第１デバイスパターンのそれぞれに対応するように２つの前記貫通穴が形成され、前記（Ｄ）の工程では、一方の前記貫通穴を撮像した第１画像と、他方の前記貫通穴を撮像した第２画像とに基づいて、前記アライメントを行うようにしてもよい。これにより、より高い位置精度で、基材の両面にデバイスパターンを形成することができる。
【００１５】
上記の製造方法において、前記シート状二次電池は、下部電極となる基材を備え、前記基材の一方の面側には、第１充電層、及び第１上部電極が形成され、前記基材の他方の面側には、第２充電層、及び第２上部電極が形成され、前記第１充電層と前記基材との間には、第１ｎ型金属酸化物半導体層が形成され、前記第２充電層と前記基材との間には、第２ｎ型金属酸化物半導体層が形成され、前記第１及び第２充電層は、それぞれｎ型金属酸化物半導体と絶縁体を含む物質を有していてもよい。
【００１６】
本実施形態にかかるシート状二次電池の製造装置は、巻取りリールと送り出しリールとを有する一対の搬送リールと、前記一対の搬送リールに張設されたシート状二次電池にレーザ光を照射することで、前記シート状二次電池の一方の面に第１デバイスパターンを形成するレーザ光源と、前記レーザ光源からのレーザ光を前記シート状二次電池の前記一方の面側から照射することで前記シート状二次電池に形成された貫通穴を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像された画像に基づいて、前記シート状二次電池の他方の面における前記レーザ光源の照射位置をアライメントする駆動機構と、を備えたものである。これにより、シート状二次電池の両面において、正確な位置にデバイスパターンを形成することができる。
【００１７】
上記の製造装置において、（Ｇ）前記レーザ光源が前記シート状二次電池の一方の面側から前記レーザ光を照射することで、前記シート状二次電池の一方の面に前記第１デバイスパターンを形成し、（Ｈ）前記レーザ光源が前記シート状二次電池の前記一方の面側から前記レーザ光を照射することで、前記第１デバイスパターンに対応させて、前記シート状二次電池に前記貫通穴を形成し、（Ｉ）前記一対の搬送リールにより前記シート状二次電池を送り出して、前記（Ｇ）と前記（Ｈ）とを繰り返し行い、複数の前記第１デバイスパターンと前記第１デバイスパターンに対応した前記貫通穴を前記シート状二次電池に形成し、（Ｊ）前記駆動機構がアライメントを行った状態で、前記レーザ光源が前記シート状二次電池の他方の面側から前記レーザ光を照射することで、前記シート状二次電池の前記他方の面に第２デバイスパターンを形成し、（Ｋ）前記一対の搬送リールにより前記シート状二次電池を送り出して、前記（Ｊ）の工程を繰り返し行い、前記シート状二次電池に複数の前記第２デバイスパターンを形成するようにしてもよい。これにより、高い位置精度で、シート状二次電池の両面にパターンを形成することができる。
【００１８】
上記の製造装置において、前記シート状二次電池を吸着するステージをさらに備え、前記ステージが前記シート状二次電池を吸着した状態で、前記レーザ光源が前記シート状二次電池にレーザ光を照射するようにしてもよい。これにより、確実に位置決めされた状態で、レーザ光を照射することができる。
【００１９】
本実施形態にかかるシート状デバイスは、シートと、前記シートの一方の面に形成された第１デバイスパターンと、前記シートの他方の面に形成された、前記第１デバイスパターンに対応した第２デバイスパターンと、前記シートの一方の面においては前記第１デバイスパターンの近傍に配置され、前記シートの他方の面においては前記第２デバイスパターンの近傍に配置されるように前記シートを貫通する貫通穴を備えたものである。これにより、シート状二次電池の両面において、正確な位置にデバイスパターンを形成することができる。
【００２０】
本実施形態にかかるシート状デバイスの製造方法は、（Ａ）巻取りリールと送り出しリールとを有する一対の搬送リールに巻き付けられたシート状デバイスの一方の面に第１デバイスパターンを形成する工程と、（Ｂ）前記第１デバイスパターンに対応させて、前記シートデ状バイスに貫通穴を形成する工程と、（Ｃ）前記一対の搬送リールにより前記シート状二デバイスを送り出して、前記（Ａ）の工程と前記（Ｂ）の工程とを繰り返し行い、複数の前記第１デバイスパターンと前記第１デバイスパターンに対応した前記貫通穴を前記シート状デバイスに形成する工程と、（Ｄ）前記貫通穴に基づいてアライメントを行い、前記シート状デバイスの他方の面に第２デバイスパターンを形成する工程と、（Ｅ）前記一対の搬送リールにより前記シート状デバイスを送り出して、前記（Ｄ）の工程を繰り返し行い、前記シート状デバイスに複数の前記第２デバイスパターンを形成する工程と、（Ｆ）前記第１デバイスパターンと前記第２デバイスパターンとを対応させて前記シート状デバイスを切断する工程と、を備えたものである。これにより、シート状デバイスの両面において、正確な位置にデバイスパターンを形成することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、シート状二次電池又はシート状デバイスの両面において、正確な位置にデバイスパターンを形成する技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】製造装置１００の構成を模式的に示す斜視図。
【図２】ステージが下降位置となっている状態の製造装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図３】ステージが上昇位置となっている状態の製造装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図４】レーザ加工前のシートの構成を示す図である。
【図５】シートの表面に対する処理を示すフローチャートである。
【図６】パターン及びアライメントマークが形成されたシートの構成を示す図である。
【図７】裏面処理時において、ステージが下降位置となっている状態の製造装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図８】シートの裏面に対する処理を示すフローチャートである。
【図９】裏面処理時において、ステージが上昇位置となっている状態の製造装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図１０】カメラで撮像された画像Ｐを模式的に示す図である。
【図１１】第２デバイスパターンが形成された状態のシートの構成を示す図である。
【図１２】次の第２デバイスパターンが形成された状態のシートの構成を示す図である。
【図１３】スクライブラインの形成位置を示す図である。
【図１４】スクライブラインに沿って切断されたシート状二次電池の構成を示す図である。
【図１５】本実施の形態にかかるシート状二次電池の製造方法を簡略化して示すフローチャートである。
【図１６】シート状二次電池の一例の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態の一例について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施形態を示すものであって、本発明の技術的範囲が以下の実施形態に限定されるものではない。
【００２４】
実施の形態１．
以下、本実施の形態にかかるシート状デバイスであるシート状二次電池を製造するための製造装置について説明する。本実施の形態１にかかるシート状二次電池の製造装置の構成について、図１を用いて説明する。図１は、製造装置１００の構成を模式的に示す斜視図である。製造装置１００は、一対のロール間に張設されたシート７０にレーザ加工を行うレーザスクライバである。なお、説明の明確化のため、図１にはＸＹＺ３次元直交座標系が示されている。Ｚ方向は、鉛直方向となり、ＸＹ平面は水平面方向となる。また、Ｘ方向が一対のロール（図１では不図示）間に張設されたシート７０のロール搬送方向となり、Ｙ方向がシート７０の幅方向となる。
【００２５】
製造装置１００は、フレーム１０１と、ヘッド１０２、ステージ１０５、駆動機構１０６、ステージ駆動機構１０７、及び制御部１０８を備えている。フレーム１０１は、金属などにより形成された枠組みであり、製造工場等に設置される。フレーム１０１の内部には、ヘッド１０２、ステージ１０５、駆動機構１０６、及びステージ駆動機構１０７等の各構成要素が取り付けられている。
【００２６】
ヘッド１０２は、レーザ光源１０３、及びカメラ１０４等の光学部品を保持している。すなわち、ヘッド１０２内には、レーザ光源１０３、及びカメラ１０４が搭載されている。もちろん、ヘッド１０２には、レーザ光源１０３、及びカメラ１０４だけでなく、レーザ光を集光するためのレンズ等が搭載されていてもよい。ヘッド１０２は、シート７０を基準とした＋Ｚ方向（つまりシート７０の上方側）に配置されている。
【００２７】
ヘッド１０２は、駆動機構１０６を介して、フレーム１０１に取り付けられている。駆動機構１０６は、ヘッド１０２をＸ方向、及びＹ方向に移動させる。具体的には、駆動機構１０６は、ヘッド１０２をＸ方向、及びＹ方向のそれぞれに駆動可能なように、モータやリニアガイド機構などを有している。駆動機構１０６がヘッド１０２を駆動することで、シート７０に対するヘッド１０２のＸ方向の位置、及びＹ方向の位置を変化させることができる。
【００２８】
レーザ光源１０３は、シート７０にスクライブライン等を形成するための加工用レーザ装置である。すなわち、レーザ光源１０３がレーザ光を出力することで、シート７０をレーザ加工することができる。レーザ光源１０３は、アライメントマークの形成、及びデバイスパターンの形成に用いられる。駆動機構１０６がヘッド１０２を駆動することで、レーザ光源１０３は、シート７０上の所望の位置にレーザ光を照射することができる。レーザ光源１０３によるシート７０の加工プロセスについては後述する。
【００２９】
カメラ１０４は、シート７０を撮像する撮像手段の一例である。例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）センサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサなどを撮像手段として用いることができる。カメラ１０４は、シート７０に形成されたアライメントマークを撮像する。そして、カメラ１０４で撮像されたアライメントマークの位置に基づいて、制御部１０８が駆動機構１０６を制御することにより、ヘッド１０２を駆動させる。このようにすることで、高い位置精度で、シート７０にレーザ加工を施すことができる。
【００３０】
シート７０を基準とした−Ｚ方向（つまりシー７０の下方側）には、ステージ１０５が設けられている。ステージ１０５の＋Ｚ方向に、ヘッド１０２が配置されている。すなわち、ステージ１０５とヘッド１０２とは、シート７０を介して、対向して配置されている。ステージ１０５は、例えば、シート７０を吸着する吸着ステージである。例えば、ステージ１０５は、上面に空気穴が形成された吸着プレートを有している。空気穴から空気を排出することで、シート７０がステージ１０５に吸着される。吸着するための構成等については、公知の手法を用いることができるため、説明を省略する。ステージ１０５にシート７０が吸着された状態で、シート７０にレーザ加工が施される。これにより、シート７０がステージ１０５に対して確実に位置決めされた状態で、レーザ光を照射することができる。
【００３１】
ステージ１０５は、ステージ駆動機構１０７を介して、フレーム１０１に取り付けられている。ステージ駆動機構１０７は、ステージ１０５を上下に昇降する。ステージ駆動機構１０７がステージ１０５を上昇させた状態で、シート７０にレーザ加工が施される。また、ステージ駆動機構１０７がステージ１０５を下降させた状態で、シート７０がＸ方向に搬送される。
【００３２】
制御部１０８は、パーソナルコンピュータなどの演算処理装置であり、プロセッサ、メモリ、モニタ、及び入力デバイスなどを有している。そして、制御部１０８は、ヘッド１０２、レーザ光源１０３、カメラ１０４、ステージ１０５、駆動機構１０６、及びステージ駆動機構１０７を制御する。例えば、制御部１０８は、レーザ光の照射位置やレーザ照射強度を制御する。また、制御部１０８は、後述する送り出しユニット１１１が有する送り出しリール１１３の回転速度を制御する。制御部１０８は単一な装置に限られるものではなく、複数の装置から構成されていてもよい。
【００３３】
ステージ１０５がシート７０を吸着した状態で、所定のレーザ加工が施される。そして、レーザ加工が終了すると、ステージ１０５による吸着が解除されて、シート７０がＸ方向に搬送される。シート７０の新しい領域がステージ１０５に送り出された後、ステージ１０５がシート７０の新しい領域を吸着する。これらの処理を繰り返し行うことで、シート７０全体に対して、レーザ加工を施すことができる。
【００３４】
ここで、図２、及び図３を用いて、ステージ１０５の昇降に応じた動作について説明する。図２は、ステージ１０５が下降した状態を示す側面図であり、図３は、ステージ１０５が上昇した状態を示す側面図である。図２に示すステージ１０５の位置を下降位置とし、図３に示すステージ１０５の位置を上昇位置とする。
【００３５】
図２、図３に示すように、ステージ１０５の−Ｘ方向には、送り出しユニット１１１が配置され、＋Ｘ方向には巻取りユニット１１２が配置されている。Ｘ方向において、送り出しユニット１１１と巻取りユニット１１２との間には、ステージ１０５が配置されている。送り出しユニット１１１には、送り出しリール１１３が回転可能に取り付けられている。同様に、巻取りユニット１１２には、巻取りリール１１４が回転可能に取り付けられている。送り出しリール１１３、及び巻取りリール１１４は、図示しないモータなどにより回転する。送り出しリール１１３に巻き付けられたシートを送り出しロール７０ａとし、巻取りリール１１４に巻き付けられたシートを巻取りロール７０ｂとする。
【００３６】
送り出しリール１１３、及び巻取りリール１１４は、ロール状に巻かれたシートをシート状にしてステージ１０５の上に送り出していく一対の搬送リールとなる。すなわち、送り出しリール１１３と巻取りリール１１４を同期して回転させることで、シート７０が＋Ｘ方向に搬送されていく。よって、送り出しロール７０ａに巻かれているシートが、ステージ１０５の上を通って、巻取りロール７０ｂに移動する。このように、送り出しロール７０ａに巻かれているシートは、ステージ１０５の上に張設されながら、＋Ｘ方向に搬送され、巻取りリール１１４に巻き取られる。以下、シート状のシートを単にシート７０と略記する。
【００３７】
図２では、ステージ１０５が下降位置となっており、ステージ１０５とシート７０とが接触していない。この状態で、送り出しリール１１３、巻取りリール１１４がシート７０を＋Ｘ方向に搬送する。
【００３８】
図２に示す状態から、ステージ駆動機構１０７がステージ１０５を上昇させると、ステージ１０５が図３に示す上昇位置に移動する。上昇位置では、ステージ１０５の上面が、シート７０の下面と当接する。したがって、ステージ１０５がシート７０を吸着保持することができる。すなわち、ステージ１０５の上面とシート７０の下面とが接触した状態で、空気穴から空気を排出すると、ステージ１０５がシート７０を吸着保持する。
【００３９】
そして、シート７０がステージ１０５に吸着保持された状態で、レーザ光源１０３がシート７０に向けてレーザ光を照射する。こうすることで、シート７０にレーザ加工が施される。シート７０が吸着されているため、レーザ加工中のステージ１０５に対するシート７０の位置ずれを防止することができる。よって、高い位置精度でシート７０をレーザ加工することができる。
【００４０】
図３に示す上昇位置において、所定のプロセスが終了したら、ステージ１０５によるシート７０の吸着を解除する。そして、ステージ駆動機構１０７がステージ１０５を下降させることで、ステージ１０５が図２に示す下降位置に戻る。下降位置において、送り出しリール１１３、巻取りリール１１４が回転することで、シート７０がＸ方向に搬送される。シート７０を所定量搬送されることで、シート７０の新しい領域がステージ１０５の上に搬送させる。シート７０の新しい領域がステージ１０５上に移動したら、ステージ駆動機構１０７がステージ１０５を上昇位置にする。ステージ駆動機構１０７がステージ１０５を上昇位置とした後に、ステージ１０５がシート７０を吸着保持する。シート７０が吸着保持された状態で、シート７０に対してレーザ光源１０３がレーザ加工を施す。これらの処理（ステージ１０５の上昇、シート７０の吸着、シート７０へのレーザ加工、ステージの下降、及びシートの移動）を繰り返すことで、シート７０の全体に対して、レーザ加工を施すことができる。
【００４１】
ここで、シート７０の両面には、それぞれ充電層等が形成されている。そのため、上記したレーザ加工をシート７０の両面に施す。すなわち、レーザ加工により、シート７０の表面、及び裏面にデバイスパターンが形成される。さらに、スクライブラインに沿って、シート７０を切断する。こうすることで、Ｘ方向において、隣接する２つのデバイスパターンが分断され、両面にデバイスパターンが形成されたシート状二次電池を製造することができる。
【００４２】
ここで、図４を用いて、基材７１の両面に充電層が形成されたシート７０の構成について説明する。図４には、シート７０の上面図と、下面図と、Ａ−Ａ断面図と、Ｂ−Ｂ断面図が示されている。Ａ−Ａ断面図はＸＺ平面に沿って切断した断面図であり、Ｂ−Ｂ断面図はＹＺ平面に沿って切断した断面図である。図４では、レーザ加工が施される前のシート７０の構成が示されている。
【００４３】
Ａ−Ａ及びＢ−Ｂ断面図を参照して、シート７０の断面構造について説明する。シート７０は、基材７１と、第１充電層７２と、第１上部電極７３と、第２充電層７４と、第２上部電極７５と、を備えている。基材７１は、導電性のシートにより形成され、例えば、厚さ１０μｍのＳＵＳ又はアルミ等の金属箔である。基材７１を導電性材料により形成することで、シート状二次電池の下部電極とすることができる。また、基材７１は、可視光を透過しない不透明材料により形成されている。例えば、基材７１のＹ方向における幅は３５０ｍｍである。
【００４４】
基材７１の上面には、第１充電層７２が形成され、下面には第２充電層７４が形成されている。第１充電層７２、及び第２充電層７４は、基材７１のほぼ全面に形成されている。
【００４５】
第１充電層７２の上面には、第１上部電極７３が形成されている。第２充電層７４の下面には、第２上部電極７５が形成されている。第１上部電極７３は、第１充電層７２を覆うように形成されている。第２上部電極７５は第２充電層７４を覆うように形成されている。
【００４６】
なお、シート７０の第１上部電極７３が形成されている側の面を表面とし、第２上部電極７５が形成されている側の面を裏面とする。図４では、シート７０の表面が上面となっており、裏面が下面となっている。
【００４７】
Ｚ方向において、第１上部電極７３と、下部電極である基材７１との間に、第１充電層７２が配置される。Ｚ方向において、第２上部電極７５と、下部電極である基材７１との間に、第２充電層７４が配置される。これにより、基材７１の両面において、充電層が上部電極と下部電極との間に配置された構成となる。上部電極及び下部電極の一方がシート状二次電池の正極であり、他方が負極である。
【００４８】
第１充電層７２、第２充電層７４は、例えば、塗布熱分解法により形成することができる。具体的には、脂肪酸チタンとシリコーンオイルを溶媒に混合した塗布液を塗布し、乾燥させ、その後に焼成する。これにより絶縁膜に覆われた二酸化チタンの微粒子層が形成される。第１上部電極７３、第２上部電極７５は、それぞれ、スパッタリング、イオンプレーティング、電子ビーム蒸着、真空蒸着、化学蒸着等の気相成膜法により形成される。なお、各層は、例えば、国際公開ＷＯ２０１５／０８７３８８に記載された方法により、基材７１上に形成することが可能である。
【００４９】
本実施の形態では、後述するレーザ加工によって、シート７０の両面にデバイスパターンが形成される。さらに、レーザ加工において、シート７０に対してアライメントマークが形成される。アライメントマークを用いることで、シート７０の両面のデバイスパターンの位置を一致させることができる。ここで、本実施の形態では、アライメントマークとして貫通穴をシート７０に形成している。以下、アライメントマークの形成を含むレーザ加工について、詳細に説明する。
【００５０】
まず、シート７０の一方の面である表面に対する処理について、図５を用いて説明する。図５は、シート７０の表面に対する処理を示すフローチャートである。なお、図５における各フローは、主に制御部１０８による制御により実施される。ここでは、シート７０の表面が上側になるように、送り出しリール１１３、巻取りリール１１４が送り出しユニット１１１、巻取りユニット１１２に設置されている。
【００５１】
まず、制御部１０８がステージ駆動機構１０７を制御することで、図２に示す下降位置から、ステージ駆動機構１０７がステージ１０５を上昇させる（Ｓ１１）。これにより、ステージ１０５が、図３に示す上昇位置となる。そして、ステージ１０５がシート７０を吸着する（Ｓ１２）。なお、ステップＳ１２では、シート７０の表面が上側になるように、シート７０がステージ１０５により吸着保持されている。
【００５２】
制御部１０８がヘッド１０２、及び駆動機構１０６等を制御することで、シート７０が吸着された状態で、レーザ光源１０３がシート７０にデバイスパターンを形成（Ｓ１３）、及びアライメントマークを形成する（Ｓ１４）。デバイスパターン、及びアライメントマークは、レーザ光源１０３からのレーザ照射により形成される。ここで、レーザ照射は、制御部１０８により制御されている。すなわち、制御部１０８は、レーザ光の照射位置やレーザ照射強度、及びレーザ照射時間を制御している。ここで、デバイスパターン形成、及びアライメントマーク形成について、図６を用いて説明する。図６は、図４と同様にシート７０の上面図、下面図、Ａ−Ａ断面図、及びＢ−Ｂ断面図を示している。
【００５３】
第１上部電極７３に対してレーザ光を照射することで、図６の上面図に示されるように、第１デバイスパターン８０が形成される。第１デバイスパターン８０は矩形状に形成され、その端辺がＸ方向又はＹ方向と平行になっている。そのため、ステップＳ１３では、矩形状のレーザ照射ライン８１に沿って、レーザ光が照射される。すなわち、駆動機構１０６がヘッド１０２をＸ方向、及びＹ方向に沿って駆動することで、レーザ照射ライン８１に沿ってレーザ光が照射される。
【００５４】
具体的には、レーザ照射ライン８１に沿って、第１上部電極７３がパターニングされる。すなわち、図６のＢ−Ｂ断面図に示されるように、レーザ照射ライン８１では、第１上部電極７３のみが除去されるため、第１充電層７２が露出する。このように、レーザ照射ライン８１に沿って第１上部電極７３がレーザ加工され、第１上部電極７３の電極パターン７３ａが形成される。第１上部電極７３に電極パターン７３ａが形成されることで、シート７０に第１デバイスパターン８０が形成される。換言すると、上面視において、電極パターン７３ａが第１デバイスパターン８０に対応する。例えば、Ｙ方向における幅が３５０ｍｍのシート７０を用いた場合、第１デバイスパターン８０は、２８０ｍｍ×２８０ｍｍの正方形状に形成される。
【００５５】
さらに、第１デバイスパターン８０の両側には、アライメントマーク８２が形成されている。アライメントマーク８２は、レーザ照射ライン８１と重なるように上形成されている。図６のＡ−Ａ断面図に示すように、シート７０に貫通穴８４を形成することで、アライメントマーク８２が形成される。すなわち、レーザ照射によって、基材７１、第１充電層７２、第１上部電極７３、第２充電層７４、第２上部電極７５を貫通する貫通穴８４が形成される。
【００５６】
アライメントマーク８２は貫通穴８４によって形成されているため、裏面からであっても、アライメントマーク８２を視認することができる。裏面におけるデバイスパターン形成時において、アライメントマーク８２に基づいて、アライメントが行われる。貫通穴８４を形成する場合、レーザ光の強度を第１デバイスパターン８０を形成する場合よりも高くすればよい。あるいは、レーザ光を照射する時間を長くすることで、貫通穴８４を形成してもよい。
【００５７】
図６では、１つの第１デバイスパターン８０に対して、２つのアライメントマーク８２が、第１デバイスパターンに対応する位置に形成されている。具体的には、Ｘ方向において、アライメントマーク８２は、第１デバイスパターン８０の周縁上の両側にそれぞれ配置されている。すなわち、一方のアライメントマーク８２は、第１デバイスパターン８０の＋Ｘ側の端に配置され、他方のアライメントマーク８２は第１デバイスパターン８０の−Ｘ側の端に配置されている。
【００５８】
それぞれのアライメントマーク８２のロール搬送位置は、例えば、制御部１０８が有するメモリなどに記憶される。また、アライメントマーク８２は、Ｙ方向における第１デバイスパターン８０の中央に形成されている。
【００５９】
なお、アライメントマーク８２と第１デバイスパターン８０の形成の順序は特に限定されるものではない。例えば、第１デバイスパターン８０を形成する途中で、アライメントマーク８２を形成してもよい。これにより、第１デバイスパターン８０を形成した後にアライメントマーク８２をする場合よりも、アライメントマーク８２を速やかに形成することができるため、高い生産性でシート状二次電池を製造することができる。
【００６０】
さらには、アライメントマーク８２を形成した後に、第１デバイスパターン８０を形成してもよい。あるいは、第１デバイスパターン８０を形成した後に、アライメントマーク８２を形成してもよい。これにより、第１デバイスパターン８０に対するアライメントマーク８２の位置を正確にすることができる。アライメントマーク８２は、第１デバイスパターン８０に対応する位置（例えば、第１デバイスパターン８０の近傍）に形成される。
【００６１】
第１デバイスパターン８０に対するアライメントマーク８２の位置は、レーザ加工におけるヘッド１０２の移動距離等に応じて、算出することが可能となる。また、シート７０におけるアライメントマーク８２の位置は、送り出しリール１１３と巻取りリール１１４の回転量、及びヘッド１０２の位置により算出される。
【００６２】
図４の説明に戻る。第１デバイスパターン８０の形成（Ｓ１３）、及びアライメントマーク８２の形成（Ｓ１４）が終了したら、制御部１０８が、ステージ１０５を制御することで、ステージ１０５がシート７０の吸着を解除する（Ｓ１５）。そして、制御部１０８が、ステージ駆動機構１０７を制御することで、ステージ駆動機構１０７がステージ１０５を下降させる（Ｓ１６）。これにより、図２に示す下降位置となる。次に、制御部１０８が、送り出しリール１１３、巻取りリール１１４を制御することで、送り出しリール１１３、巻取りリール１１４がロール搬送を行う（Ｓ１７）。すなわち、シート７０の新しい領域に第１デバイスパターン８０を形成することができるように、送り出しリール１１３、巻取りリール１１４を回転させる。これにより、シート７０の新しい領域がステージ１０５の上に送り出されていく。
【００６３】
そして、制御部１０８がロール搬送位置に応じて繰り返しを行うか判定する（Ｓ１８）。処理を繰り返すと判定した場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、ステップＳ１１〜Ｓ１７の処理が再度、実施される。すなわち、送り出しロール７０ａの終端まで、第１デバイスパターン８０が形成されていない場合搬送後のシート７０の新しい領域に対して、ステップＳ１１〜Ｓ１７の処理が施される。これにより、シート７０のＸ方向に沿って、複数の第１デバイスパターン８０が順次形成されていく。一方、処理を繰り返さないと判定した場合（Ｓ１８：ＮＯ）、シート７０の表面に対する処理を終了する。すなわち、送り出しロール７０ａの終端まで、第１デバイスパターン８０が形成された場合、シート７０の表面に対する処理を終了する。
【００６４】
シート７０の表面に対する処理が終了した後、裏面に対する処理を行う。そのため、シート７０の表面と裏面とを反転させる。具体的には、図７に示すように、シート７０の裏面が上側になるように、送り出しロール７０ａ、及び巻取りロール７０ｂを上下反転させ、送り出しリール１１３を送り出しユニット１１１に設置し、巻取りリール１１４を巻取りユニット１１２に設置する。
【００６５】
図８は、シート７０の裏面に対する処理を示すフローチャートである。まず、制御部１０８がステージ駆動機構１０７を制御することで、ステージ駆動機構１０７がステージ１０５を上昇させる（Ｓ２１）。これにより、ステージ１０５が、図７に示す下降位置から、図９に示す上昇位置に移動する。これにより、ステージ１０５の上面とシート７０の表面とが当接する。制御部１０８がステージ１０５を制御することで、ステージ１０５がシート７０を吸着する（Ｓ２２）。ステップＳ２２では、シート７０の裏面が上側になるように、シート７０がステージ１０５により吸着保持されている。
【００６６】
次に、カメラ１０４が撮像した画像に基づいて、制御部１０８が、画像処理を行う（Ｓ２３）。すなわち、カメラ１０４が撮像したアライメントマーク８２に基づいて、制御部１０８が画像処理を行い、撮像したアライメントマーク８２の位置を検出する。なお、以下の説明において、画像処理は、制御部１０８のプロセッサで行われているとして説明するが、カメラ１０４内のプロセッサで行われてもよい。図１０にカメラ１０４で撮像した画像Ｐを示す。図１０には、アライメントマーク８２、及びその周辺が含まれる画像Ｐが示されている。
【００６７】
そして、制御部１０８が検出したアライメントマーク８２の位置に基づいてアライメントマーク８２のズレ量（ｄＸ、ｄＹ）を求める。図１０では、画像Ｐの中心Ｏを基準座標として、Ｘ方向、及びＹ方向における基準座標からの距離をズレ量（ｄＸ、ｄＹ）としている。具体的には、アライメントマーク８２を形成したヘッド１０２の位置を基準位置とし、ヘッド１０２を基準位置とした状態で、アライメントマーク８２をカメラ１０４が撮像する。制御部１０８が、画像Ｐに対して画像処理を行うことで、ズレ量（ｄＸ，ｄＹ）を求めることができる。パターンマッチング等の画像処理により、制御部１０８は、画像Ｐ中のアライメントマーク８２の位置を検出することができる。なお、ズレ量は、画像Ｐ中の画素数としてもよいし、シート７０上における実距離（ｍｍ）等としてもよい。また、アライメントマーク８２の大きさは、Ｘ方向１ｍｍ、Ｙ方向１ｍｍ程度とすることができる。
【００６８】
次に、制御部１０８がヘッド１０２、及び駆動機構１０６等を制御することで、レーザ光源１０３がシート７０の裏面にパターンを形成する（Ｓ２４）。ここで、レーザ照射は、制御部１０８により制御されている。すなわち、制御部１０８は、レーザ光の照射位置やレーザ照射強度を制御している。ここでは、ステップＳ２３で求めたズレ量だけＸＹ移動量をオフセットして、パターン形成が行われる。すなわち、アライメントマーク８２に基づいてアライメントを行った状態で、レーザ照射によるシート７０に対するパターン形成が行われる。
【００６９】
具体的には、駆動機構１０６がズレ量だけヘッド１０２をオフセットした位置に移動する。そして、オフセットした位置をレーザ照射開始位置として、レーザ光源１０３がレーザ光をシート７０に照射する。駆動機構１０６が矩形の４辺に沿ってヘッド１０２を駆動することで、第２デバイスパターン８５が形成される。アライメントマーク８２に基づいてアライメントを行うことで、ＸＹ平面において、第１デバイスパターン８０の位置と一致する位置に第２デバイスパターンが形成される。
【００７０】
図１１に第２デバイスパターン８５が形成された後のシート７０の構成を示す。図１１に示すように、第２デバイスパターン８５は、第１デバイスパターン８０と同じ大きさの矩形となっている。矩形状のレーザ照射ライン８６に沿ってレーザ光を照射することで、第２上部電極７５がパターニングされる。図１１のＢ−Ｂ断面図に示されるように、レーザ照射ライン８６では、第２上部電極７５のみが除去されるため、第２充電層７４が露出する。このように、レーザ照射ライン８６に沿って第２上部電極７５がレーザ加工され、第２上部電極７５の電極パターン７５ａが形成される。第２上部電極７５に電極パターン７５ａが形成されることで、シート７０に第２デバイスパターン８５が形成される。なお、図１１では、２つの第１デバイスパターン８０のうち、左側の第１デバイスパターン８０に対応する第２デバイスパターン８５が形成されている。
【００７１】
レーザ照射ライン８６の位置は、アライメントマーク８２に基づいてアライメントされている。すなわち、第２デバイスパターン８５の形成位置は、アライメントマーク８２に基づいてアライメントされている。このようにすることで、表面の第１デバイスパターン８０と裏面のアライメントマーク８２のＸＹ位置を正確に一致させることができる。本実施の形態では、貫通穴８４によってアライメントマーク８２が形成されている。したがって、裏面側からアライメントマーク８２を撮像することで、第２デバイスパターン８５の形成時に、第１デバイスパターン８０に対する相対位置を検出することができる。シート７０の両面に対して、高い位置精度でレーザ加工を施すことができるため、両面のデバイスパターンの位置を一致させることができる。
【００７２】
さらに、第１デバイスパターン８０、第２デバイスパターン８５をレーザ加工するためのレーザ光源１０３が、アライメントマーク８２の形成に使用される。したがって、高い位置精度でアライメントマーク８２を簡便に形成することができる。
【００７３】
さらに、本実施の形態では、１つの第２デバイスパターン８５に対して、２つのアライメントマーク８２が形成されている。ここで、２つのアライメントマーク８２のズレ量の平均値に基づいて、デバイスパターン中心のオフセット値を設定してもよい。
【００７４】
例えば、図１１に示したように、１つの第１デバイスパターン８０に対して左右対称にアライメントマーク８２が形成されている。カメラ１０４が２回撮像を行うことにより、２つのアライメントマーク８２が撮像される。すなわち、カメラ１０４は、第１デバイスパターン８０の＋Ｘ側のアライメントマーク８２を撮像した第１画像と、第１デバイスパターン８０の−Ｘ側のアライメントマーク８２を撮像した第２画像と、を取得する。そして、第１画像、及び第２画像に基づいて、２つのアライメントマーク８２のズレ量がそれぞれ求められる。ズレ量の平均値に応じたオフセット位置にヘッド１０２が移動する。こうすることで、より高い位置精度で、第２デバイスパターン８５を形成することができる。カメラ１０４が２つのアライメントマーク８２が撮像できない場合、制御部１０８がズレ量を算出することができない。この場合、制御部１０８がアラートを出力する。例えば、制御部１０８はモニタ上にアラートを表示したり、スピーカからアラート音を出力したりする。
【００７５】
第２デバイスパターン８５の形成後、ステージ１０５がシート７０の吸着を解除する（Ｓ２５）。ステージ駆動機構１０７がステージ１０５を下降位置まで下降させる（Ｓ２６）。そして、送り出しリール１１３、巻取りリール１１４を回転させることで、ロール搬送が行われる（Ｓ２７）。これにより、シート７０の新しい領域をステージ１０５の上に送り出すことができる。
【００７６】
そして、ロール搬送位置に応じて繰り返しを行うか判定する（Ｓ２８）。処理を繰り返すと判定した場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、ステップＳ２１〜Ｓ２７の処理が再度、実施される。すなわち、送り出しロール７０ａの終端まで、第２デバイスパターン８５が形成されていない場合、シート７０を搬送し搬送後のシート７０の新しい領域に対して、ステップＳ２１〜Ｓ２７の処理が施される。これにより、図１２に示されるように、シート７０の新しい領域に第２デバイスパターン８５が形成される。これにより、シート７０のＸ方向に沿って、複数の第２デバイスパターン８５が順次形成されていく。
【００７７】
一方、処理を繰り返さないと判定した場合（Ｓ２８：ＮＯ）、シート７０の裏面に対する処理を終了する。すなわち、送り出しロール７０ａの終端まで、第２デバイスパターン８５が形成された場合、シート７０の表面に対する処理を終了する。このようにすることで、高い位置精度で第２デバイスパターン８５をパターニングすることができる。さらに、表面と裏面のデバイスパターン形成を自動化することができる。よって、高い生産性でシート状二次電池を製造することができる。
【００７８】
このようにして、シート７０の両面に第１デバイスパターン８０、第２デバイスパターン８５が形成される。そして、両面にそれぞれデバイスパターン８０、８５が形成されたシート７０を切断する。例えば、図１３に示すように、隣接する２つの第２デバイスパターン８５の間の位置に、スクライブライン８８が形成される。スクライブライン８８は、Ｙ方向と平行になっている。Ｚ方向における基材７１の一部を除去することで、スクライブライン８８が形成される。
【００７９】
上記のように、レーザ光源１０３からのレーザ照射により、スクライブライン８８が形成される。Ｘ方向において、複数のスクライブライン８８は、３５０ｍｍ間隔で形成されている。なお、スクライブライン８８の形成工程の順番は特に限られるものではない。例えば、ステップＳ２４の前、又は後にシート７０にレーザ光を照射することで、スクライブライン８８を形成することができる。
【００８０】
そして、スクライブライン８８で、シート７０を分断することで、図１４に示すように、シート状二次電池９０が製造される。シート７０が複数にスクライブされて、個片のシート状二次電池９０が製造される。ＸＹ平面において、シート状二次電池９０は、３５０ｍｍ×３５０ｍｍの正方形となっている。
【００８１】
このように、ロールトゥロール製造プロセスへの適用が可能となるため、連続して製造プロセスを行うことができる。よって、生産性を向上することができる。また、レーザ光源１０３からのレーザ照射によって、第１デバイスパターン８０、アライメントマーク８２、第２デバイスパターン８５、及びスクライブライン８８を全て形成することができるため、高い生産性で処理することができる。
【００８２】
次に、アライメントと第２デバイスパターン８５の形成について、図１５を用いて説明する。図１５は、アライメントと第２デバイスパターン８５の形成の工程を簡略化して示すフローチャートである。
【００８３】
まず、シート７０の表面でアライメントマーク８２を形成する（Ｓ１０１）。すなわち、シート７０の表面側からレーザ光を照射して、第１デバイスパターン８０に対応する位置に貫通穴８４を形成する。貫通穴８４がアライメントマーク８２となる。これにより、シート７０にアライメントマーク８２が形成される。
【００８４】
次に、カメラ１０４を用いて、裏面でアライメントマーク８２を撮像する（Ｓ１０２）。カメラ１０４で撮像した画像Ｐに基づいて、基準座標からのアライメントマーク８２のズレ量を測定する（Ｓ１０３）。ここでは、画像処理によりズレ量を測定してもよく、オペレータなどが目視にてズレ量を測定してもよい。
【００８５】
そして、ヘッド１０２の移動量をオフセットする（Ｓ１０４）。すなわち、ヘッド１０２をズレ量だけオフセットした位置をレーザ照射開始位置として、レーザ加工を行う。ロール搬送位置に応じて繰り返しを行うか判定する（Ｓ１０５）。送り出しロール７０ａの終端まで、レーザ加工が行われていないと判定した場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、ステップＳ１０２に戻って、処理を繰り返す。送り出しロール７０ａの終端まで、レーザ加工が行われていたと判定した場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、処理を終了する。このようにすることで、ロール状の基材７１の両面において、正確な位置にデバイスパターンを形成することができる。すなわち、第１デバイスパターン８０と第２デバイスパターン８５の位置を一致させることができる。
【００８６】
なお、上記の説明では、シート状二次電池９０が基材７１の表面に第１充電層７２、第１上部電極７３が形成され、裏面に第２充電層７４、第２上部電極７５が形成されている構成を有していたが、シート状二次電池９０の構成はこれに限られるものではない。異なる断面構成のシート状二次電池９０ａを図１６に示す。図１６に示すように、基材７１の表面には、第１ｎ型半導体層７６、第１充電層７２、第１ｐ型半導体層７７、第１上部電極７３がこの順で積層されている。基材７１の裏面には、第２ｎ型半導体層７８、第２充電層７４、第２ｐ型半導体層７９、及び第２上部電極７５がこの順で積層されている。例えば、基材７１が負極であり、第２上部電極７５、及び第１上部電極７３が正極となる。
【００８７】
第１ｎ型半導体層７６、及び第２ｎ型半導体層７８は、例えば、ｎ型金属酸化物半導体層であり、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化スズ（ＳｎＯ２）又は酸化亜鉛（ＺｎＯ）を材料として用いることができる。第１ｎ型半導体層７６や基材７１と第１充電層７２との間に配置されている。第２ｎ型半導体層７８や基材７１と第２充電層７４との間に配置されている。
【００８８】
第１ｐ型半導体層７７、及び第２ｐ型半導体層７９の材料としては、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、銅アルミ酸化物（ＣｕＡｌＯ２）等のｐ型金属酸化物半導体が使用可能である。第１ｐ型半導体層７７は、第１充電層７２、と第１上部電極７３との間に形成されている。第２ｐ型半導体層７９は、第２充電層７４、と第２上部電極７５との間に形成されている。なお、第１ｐ型半導体層７７、及び第２ｐ型半導体層７９は設けられていなくてもよい。
【００８９】
このような構成においても、基材７１の表面に、第１上部電極７３の電極パターン７３ａを形成することで、第１デバイスパターン８０を形成することができる。同様に、基材７１の裏面に第２上部電極７５の電極パターン７５ａを形成することで、第２デバイスパターン８５を形成することができる。さらに、シート７０を貫通するアライメントマーク８２によってアライメントすることができる。このため、ロール状の基材７１の両面において、正確な位置にデバイスパターンを形成することができる。
【００９０】
図１６に示すシート状二次電池９０ａの製造プロセスは、基材７１を第一電極（負極）とし、ｎ型金属酸化物半導体からなるｎ型金属酸化物半導体層と、ｎ型金属酸化物半導体と絶縁体を含む物質からなる充電層と、この順番で基材の７１の両面に積層するプロセスが含まれている。
【００９１】
上記の説明では、駆動機構１０６がヘッド１０２を移動させることで、アライメントを行ったが、シート７０を移動させることで、アライメントを行ってもよい。あるいは、ヘッド１０２内において、光学系を調整することでレーザ光の照射位置を移動させることで、アライメントを行ってもよい。すなわち、シート７０に対するレーザ光の相対的な照射位置を移動させることができれば、どのような方法によってアライメントを行ってもよい。
【００９２】
本実施の形態にかかるシート状二次電池の製造方法は、以下の（Ａ）〜（Ｆ）工程を有しているともいうことができる。
（Ａ）巻取りリールと送り出しリールとを有する一対の搬送リールに巻き付けられたシート状二次電池の一方の面に第１デバイスパターンを形成する工程
（Ｂ）前記第１デバイスパターンに対応させて、前記シート状二次電池に貫通穴を形成する工程。
（Ｃ）前記一対の搬送リールにより前記シート状二次電池を送り出して、前記（Ａ）の工程と前記（Ｂ）の工程とを繰り返し行い、複数の前記第１デバイスパターンと前記第１デバイスパターンに対応した前記貫通穴を前記シート状二次電池に形成する工程。
（Ｄ）前記貫通穴に基づいてアライメントを行い、前記シート状二次電池の他方の面に第２デバイスパターンを形成する工程。
（Ｅ）前記一対の搬送リールにより前記シート状二次電池を送り出して、前記（Ｄ）の工程を繰り返し行い、前記シート状二次電池に複数の前記第２デバイスパターンを形成する工程。
（Ｆ）前記第１デバイスパターンと前記第２デバイスパターンとを対応させて前記シート状二次電池を切断する工程。
【００９３】
また、上記の説明では、シート状デバイスの一例としてシート状二次電池を挙げて説明したが、シート状二次電池以外のシート状デバイスであってもよい。この場合、第１デバイスパターン及び第２デバイスパターンには、デバイスの用途に応じた層が形成される。本実施の形態にかかるシート状デバイスはシートと、前記シートの一方の面に形成された第１デバイスパターンと、前記シートの他方の面に形成された、前記第１デバイスパターンに対応した第２デバイスパターンと、前記シートの一方の面においては前記第１デバイスパターンの近傍に配置され、前記シートの他方の面においては前記第２デバイスパターンの近傍に配置されるよう前記シートを貫通する貫通穴と、を備えている。
【００９４】
以上、本発明の実施形態の一例を説明したが、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に、上記の実施形態による限定は受けない。
【符号の説明】
【００９５】
１００  製造装置
１０１  フレーム
１０２  ヘッド
１０３  レーザ光源
１０４  カメラ
１０５  ステージ
１０６  駆動機構
１０７  ステージ駆動機構
１０８  制御部
１１１  送り出しユニット
１１２  巻取りユニット
１１３  送り出しリール
１１４  巻取りリール
７０  シート
７０ａ  送り出しロール
７０ｂ  巻取りロール
７１  基材
７２  第１充電層
７３  第１上部電極
７３ａ  電極パターン
７４  第２充電層
７５  第２上部電極
７６  第１ｎ型半導体層
７７  第１ｐ型半導体層
７８  第２ｎ型半導体層
７９  第２ｐ型半導体層
８０  第１デバイスパターン
８１  レーザ照射ライン
８２  アライメントマーク
８４  貫通穴
８５  第２デバイスパターン
８６  レーザ照射ライン
８８  スクライブライン
９０  シート状二次電池
【図１】
0006789687.tif 000002
【図２】
0006789687.tif 000003
【図３】
0006789687.tif 000004
【図４】
0006789687.tif 000005
【図５】
0006789687.tif 000006
【図６】
0006789687.tif 000007
【図７】
0006789687.tif 000008
【図８】
0006789687.tif 000009
【図９】
0006789687.tif 000010
【図１０】
0006789687.tif 000011
【図１１】
0006789687.tif 000012
【図１２】
0006789687.tif 000013
【図１３】
0006789687.tif 000014
【図１４】
0006789687.tif 000015
【図１５】
0006789687.tif 000016
【図１６】
0006789687.tif 000017