(57)【要約】【課題】従来のソーラーセル付き電子時計は、文字板の見返し部に沿ってソーラーセルを湾曲させて貼り付けるが、この湾曲歪みに起因して、ソーラーセルの上部電極に亀裂や断線が発生し、この結果、ソーラーセルの光起電力を得られなくなってしまうという問題があった。【解決手段】ソーラーセルを湾曲させて、文字板に対して略垂直に配置したソーラーセル付き電子時計において、本発明のソーラーセル付き電子時計は、樹脂基板と上部電極と下部電極とで挟持される光電変換層と上部電極を被覆して設けられる保護膜と、上部電極と下部電極とにそれぞれ接続され、保護膜に設けられた開口部から露出して形成される取り出し電極とを有し、保護膜と取り出し電極は、ほぼ同じ曲げ弾性率となるような構成とした。【選択図】図１
2009079909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソーラーセルを湾曲させて、文字板に対して略垂直に配置したソーラーセル付き電子時計において、
前記ソーラーセルは、樹脂基板と、上部電極と下部電極とで挟持される光電変換層と、前記上部電極を被覆して設けられる保護膜と、前記上部電極と前記下部電極とにそれぞれ接続され、前記保護膜に設けられた開口部から露出して形成される取り出し電極とを有し、
前記保護膜と前記取り出し電極とは、同じ曲げ弾性率となる様に形成されている
ことを特徴とするソーラーセル付き電子時計。
【請求項２】
前記ソーラーセルは、単セル構造である
ことを特徴とする請求項１に記載のソーラーセル付き電子時計。
【請求項３】
前記上部電極における前記金属層は、前記光電変換層側から、アルミニウム層とチタン層を積層して構成される
ことを特徴とする請求項１または２に記載のソーラーセル付き電子時計。
【請求項４】
前記ソーラーセルは、所定幅で帯状に形成されたセルである
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のソーラーセル付き電子時計。
【請求項５】
前記下部電極は、ソーラーセルの片方の端部で表面が露出する様に形成されてなり、
前記片方の端部で露出する前記下部電極と前記上部電極とから光起電力を取り出せる構成とした
ことを特徴とする請求項４に記載のソーラーセル付き電子時計。
【請求項６】
前記光起電力を取り出すための、前記上部電極と前記下部電極以外の領域を、保護膜で被覆してなる
ことを特徴とする請求項３または４に記載のソーラーセル付き電子時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソーラーセルにより発生する光起電力を動力源として指針を駆動するソーラーセル付き電子時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年は、電子時計の低消費電力化と、ソーラーセルで発電した電力を効率よく充放電できる電子回路の改良により、小面積のソーラーセルで電子時計を駆動できるソーラーセル付き電子時計が数多く提供されている。
【０００３】
通常使われているソーラーセル付き電子時計は、文字板の裏面にソーラーセルを配置して構成されていた。この電子時計における文字板は、透明もしくは半透明である必要があるため、その文字板の材料が限定されてしまう。しかも、十分な光をソーラーセルに導く必要があるため、光透過を阻害するデザインを文字板表面に付加することができない。つまり、従来のソーラーセル付き電子時計は、文字板のデザイン性に制約を受けるものであった。
【０００４】
そこで、文字板のデザイン性を重視するために、細長い帯状ソーラーセルを風防ガラスと文字板間の内周壁、すなわち見返し部に、文字板に対して略垂直に湾曲配置した構造をとるソーラーセル付き電子時計が提案された（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
以下、特許文献１に記載された従来のソーラーセル付き電子時計を図面に基づいて説明する。図９（ａ）は、従来のソーラーセル付き電子時計の外観正面図であり、図９（ｂ）は、このソーラーセル付き電子時計の部分断面図であり、図９（ａ）におけるＣ−Ｃ’の部分断面を示している。
【０００６】
図９において、８００は円形文字板のソーラーセル付き電子時計、８０はソーラーセルブロックである。８１はソーラーセル、８２は透光性の樹脂製見返しリング、８３は風防ガラス、８４は指針、８５は文字板、８７はムーブメント、８８はケースである。
【０００７】
図９に示すように、従来のソーラーセル付き電子時計は、ケース８８内に文字板８５と指針８４を載せたムーブメント８７を収容し、ケース８８上面を風防ガラス８３で覆っている。そして、見返しリング８２の外周、つまり文字板８５と風防ガラス８３の間隙の文字板外周に、ソーラーセルブロック８０を配置している。このソーラーセルブロック８０は、見返しリング８２の外周に帯状のソーラーセル８１を貼り付けてある。外部からの光は、風防ガラス８３と見返しリング８２を透過して、ソーラーセル８１に到達し、光エネルギーを電気エネルギーに変換して、電子時計を駆動する。
【０００８】
上記構成のソーラーセル付き電子時計８００とすれば、不透明な文字板を使用することができるようになり、自由な時計のデザイン設計が可能となる。
【０００９】
また、図９における、円形文字板を四角文字板に変えて、その四角文字板の外周に直立させてソーラーセルを配置した、他のソーラーセル付き電子時計の構成も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
以下、特許文献２に記載されたソーラーセルの構造を図面に基づいて説明する。図１０は、このソーラーセル付き電子時計に搭載されるソーラーセルの断面図である。
【００１１】
図１０において、１０１はソーラーセルである。１０１ａは樹脂製の透明基板、１０１ｂは下部電極、１０１ｃは光電変換層、１０１ｄは上部電極、１０１ｆは保護膜、１０１ｈ、１０１ｉは取り出し電極である。
【００１２】
ソーラーセル１０１は、透明基板１０１ａの表面に、透明導電膜である下部電極１０１ｂと、内部にＰＩＮ接合（Ｉ型真性半導体:Intrinsic semiconductorのシリコン膜をＰ型、Ｎ型のシリコン膜ではさんだ接合）を含む非晶質半導体からなる光電変換層１０１ｃと、金属層からなる上部電極１０１ｄを積層形成して、最上層を保護膜１０１ｆで覆ってある。
【００１３】
そして、最上層に形成した保護膜１０１ｆに形成された開口部から、下部電極１０１ｂと上部電極１０１ｄを露出させ、その露出した各電極に接続する、導電ペーストにより形成された引き出し電極１０１ｈ、１０１ｉにより、光電変換層１０１ｃで発電した光起電力を取り出せる様になっている。
【００１４】
この保護膜１０１ｆ、および引き出し電極１０１ｈ、１０１ｉの形成には、ともにスクリーン印刷法が用いられ、所望の箇所にペースト材を塗布した後に、このペースト材を硬化させて形成している。
【００１５】
また、特に特許文献２には記載がないが、この保護膜１０１ｆには、上部電極１０１ｄとの密着性と、両電極との絶縁性能を満たす材料が選定され、引き出し電極１０１ｈ、１０１ｉには、上部電極１０１ｄと下部電極１０１ｂとの密着性と、両電極との高い導電性能を満たす材料が選定される。したがって、この従来のソーラーセル１０１における保護膜１０１ｆと、取り出し電極１０１ｈ、１０１ｉとは、必然的に、異なる材料を選定して形成することとなる。
【００１６】
【特許文献１】特開２００３−２７０３６６号公報（第３−５頁、第１−５図）
【特許文献２】特開２００６−２４５２６２号公報（第６−７項、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、前述の特許文献２に記載のソーラーセルを、特許文献１に記載のソーラーセル付き電子時計８００に搭載した場合に、比較的大きなサイズの男性向け円形文字板のソーラーセル付き電子時計（２６〜３０φ）では特に問題を生じないが、文字板サイズが小さい女性向けソーラーセル付き電子時計（１６〜２０φ）に搭載した場合には、以下の問題が生じていた。図１１は、特許文献２に記載のソーラーセルを用いたソーラーセル付き電子時計の問題点を示す図面である。
【００１８】
前述の文献１の説明における図９に示すように、円形形状の文字板８５のソーラーセル付き電子時計８００では、ソーラーセル８１の透明基板（図１１における透明基板１０１ａ）側を時計中心に向けて、見返しリング８２の外周に沿って湾曲させて貼り付けている。従って、文字板外形を小さくした場合は、必然的にこのソーラーセル８１の曲率が大きくなり、ソーラーセル８１には大きな曲げ応力が掛かり、歪んだ状態となる。
【００１９】
そして、図１１に示す様に、前述の特許文献２のソーラーセル１０１は、異なる材料からなる、保護膜１０１ｆと、取り出し電極１０１ｆ、１０１ｉとが形成される領域１１１（取り出し電極の形成エリア）の曲げ弾性力に差が生じ、これら部材には異なる曲げ応力が掛かることとなる。その結果、ソーラーセル１０１への歪みの加わり方は、特に、その領域１１１における、保護膜１０１ｆと取り出し電極１０１ｈ、１０１ｉの境界部分で大きく撓むこととなり、その近傍において最も脆い材料で形成された上部電極１０１ｄに亀
裂１１２を生じさせる。
【００２０】
この状態で、強い歪みが加わったままとすると、その亀裂１１２が拡大して、上部電極１０１ｄが断線してしまう場合があり、これにより、ソーラーセル１０１で発生する光起電力を得られなくなってしまうという不具合が生じる。この様な現象は、ソーラーセルを単セル構造とした場合に、特に顕著となる。
【００２１】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ソーラーセルを大きく湾曲させて様々な環境下にあっても、常に安定して所望の光電変換量を得ることができるソーラーセル付き電子時計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明のソーラーセル付き電子時計は、基本的には下記記載の構成要件を採用するものである。
【００２３】
本発明のソーラーセル付き電子時計は、ソーラーセルを湾曲させて、文字板に対して略垂直に配置したソーラーセル付き電子時計において、このソーラーセルが、樹脂基板と、上部電極と下部電極とで挟持される光電変換層と、上部電極を被覆して設けられる保護膜と、上部電極と下部電極とにそれぞれ接続され、保護膜に設けられた開口部から露出して形成される取り出し電極とを有し、保護膜と取り出し電極とが、ほぼ同じ曲げ弾性率となるように形成されていることを特徴とするものである。
【００２４】
この様に構成することで、曲げ応力の加わり方が、ソーラーセル内部において均等になる。その結果、ソーラーセルの歪みの加わり方が局所的に異なることがなくなり、上部電極１０１ｄである金属層に亀裂が生ずることを防ぐことができる。そのため、上部電極の断線によりソーラーセルの機能が損なわれることは無い。
【００２５】
また、本発明のソーラーセル付き電子時計は、上記ソーラーセルが、単セル構造であることを特徴とする。
【００２６】
この様に構成することで、複数のセルを接続するに要する接続領域の面積も有効受光面積とすることができて、受光効率が向上する。さらに、後述のように、単セル構造であるが故に、取り出し電極をソーラーセルの片方の端部に集約できる。
【００２７】
また、本発明のソーラーセル付き電子時計は、前述のソーラーセルが、所定幅で帯状に形成されたセルであることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明のソーラーセル付き電子時計は、前述の下部電極が、ソーラーセルの片方の端部で表面が露出する様に形成されてなり、この片方の端部で露出する下部電極と上部電極とから光起電力を取り出せる構成としたことを特徴とする。
【００２９】
また、本発明のソーラーセル付き電子時計は、上記ソーラーセルが、光起電力を取り出すための上部電極と下部電極以外の領域を、保護膜で被覆してなることを特徴とする。
【００３０】
すなわち、本発明のソーラーセル付き電子時計では、下部電極と上部電極の取り出し電極部をソーラーセルの片方の端部の上面に集約形成するので、ソーラーセルの一領域から接続基板により外部に、ソーラーセルで発生する光起電力の導出が可能となり、ソーラーセルとムーブメントとの接続形態が簡略化される。さらに、上記集約形成した取り出し部以外の領域を保護膜で被覆する構造であるため、ソーラーセルの大半が覆われる構造となり、耐湿性の効果は非常に大きい。
【発明の効果】
【００３１】
以上に述べたように、本発明のソーラーセル付き電子時計とすることで、曲げ応力の加わり方が、ソーラーセル内部において均等になる。その結果、ソーラーセルの歪みの加わり方が局所的に異なることがなくなり、上部電極である金属層に、亀裂や断線が生じることがなくなり、ソーラーセルの機能が損なわれることは無い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明のソーラーセル付き電子時計の最大の特徴は、大きな曲率で湾曲させて電子時計に装着できる信頼性の高いソーラーセルの構造にあるが、本発明のソーラーセル付き電子時計の基本的な構造および外観は、従来技術の説明で図９に基づいて示した従来のソーラーセル付き電子時計と略同じである。以下に、本発明のソーラーセル付き電子時計の構成およびそれに搭載されるソーラーセルの構成例を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３３】
まず、本発明のソーラーセル付き電子時計の第１の実施形態について、詳細に説明する。図１（ａ）は、本発明のソーラーセル付き電子時計の部分断面図であり、図１（ｂ）は、本発明のソーラーセル付き電子時計の分解斜視図である。ここで、図１（ａ）の本発明のソーラーセル付き電子時計の部分断面図は、図９に示した従来のソーラーセル付き電子時計の外観正面図におけるＣ−Ｃ’に対応する部分断面を示している。
【００３４】
図１（ａ）において、１００は円形文字板のソーラーセル付き電子時計であり、１０はソーラーセルブロックである。また、図１（ａ）（ｂ）に示す様に、１１はソーラーセル、１２は透光性の見返しリング、１３は風防ガラス、１４は指針、１５は文字板、１７はムーブメント、１８はケースである。
【００３５】
図１（ａ）（ｂ）に示すように、本発明のソーラーセル付き電子時計１００は、ケース１８内に文字板１５と指針１４を載せたムーブメント１７を収容し、ケース１８上面を風防ガラス１３で覆っている。そして、このソーラーセルブロック１０を、見返し部、つまり文字板１５と風防ガラス１３の間隙の文字板外周に配置している。
【００３６】
また、このソーラーセルブロック１０については後に詳述するが、透光性の見返しリング１２の外周に細長い帯状のソーラーセル１１を貼り付けてあり、文字板１５に対して略垂直に配置されている。そして、外部からの光は、風防ガラス１３と見返しリング１２を透過してソーラーセル１１に到達し、光エネルギーを電気エネルギーに変換して、ムーブメント１７に内蔵される二次電池（図示せず）にこの電気エネルギーを蓄える。そして、ここで蓄えられた電気エネルギーにより、電子時計を駆動する。
【００３７】
この様に、見返し部にソーラーセル１１を配置する利点は、表面が褐色のソーラーセル１１が目立たず、文字板１５の材質やデザインの制約がなくなり、かつ、明るい色の文字板も採用できることである。また、文字板１５外周に透光性の見返しリング１２を配置して、この見返しリング１２の外周に細長い帯状ソーラーセル１１を貼り付けることで、表面が褐色のソーラーセル１１が直接見え難くなるため、さらに時計デザインの自由度が向上する。
【００３８】
次に、図１に示した本発明のソーラーセル付き電子時計１００におけるソーラーセルブロック１０の詳細を図面に基づいて説明する。図２は、図１に示した本発明のソーラーセルブロック１０の斜視図である。
【００３９】
図２に示すように、取り出し電極２１ｃ、２１ｄは、ソーラーセル１１で発生する光起
電力を取り出す端子である。また、見返しリング１２は、光透過性の樹脂製材料により成型されてなる。そして、ソーラーセル１１は、帯状に形成された樹脂製の透明基板上に電極と非晶質シリコン層等を積層した単セル構造となっている。
【００４０】
また、ソーラーセル１１は、透明樹脂を基板とする可撓性のフレキシブルソーラーセルであって、見返しリング１２の外周の曲率に沿って湾曲させて光学接着することにより、ソーラーセルブロック１０を形成している。この様にして光エネルギーを、見返しリング１２を透過してソーラーセル１１に取り込むのである。
【００４１】
次に、本発明のソーラーセル付き電子時計１００におけるソーラーセル１１の全体像を図面に基づいて説明する。図３は、本発明に係るソーラーセルの平面図であり、本図（ａ）は、本発明に係るソーラーセルの第１の形状例を、本図（ｂ）は、本発明に係るソーラーセルの第２の形状例を示した図面である。
【００４２】
図３（ａ）に示す第１の形状例において、１１はソーラーセルである。２１ａは帯状のソーラーセルを構成する透明基板、２１ｂは透明基板２１ａ上に形成する光電領域である。２１ｃ、２１ｄはソーラーセル１１の片方の端部に集約した取り出し電極である。
【００４３】
このソーラーセル１１は、図２に示すように、見返しリング１２の外周の曲率に沿って湾曲させて接着され、取り出し電極２１ｃ、２１ｄの部分が、帯状のソーラーセル１１の端部で突出して、時計のムーブメントの電源供給端子に接続固定できる様になっている。
【００４４】
同様に、図３（ｂ）に示す第２の形状例において、１１ａはソーラーセルである。２４ａは帯状のソーラーセルを構成する透明基板、２４ｂは透明基板２４ａ上に形成する光電領域である。２４ｃ、２４ｄはソーラーセル１１ａの片方の端部に集約した取り出し電極である。
【００４５】
このソーラーセル１１ａは、透明基板２４ａと取り出し電極２４ｃ、２４ｄの部分が同じ巾であることから、複数個の帯状のソーラーセルを同時に製造するにあたって、これら複数個の帯状のソーラーセル１１ａを同一基板上に並べて形成し、個々のソーラーセルを帯状に分割する製法に適している。このソーラーセル１１ａの具体的な形状寸法例を挙げると、長辺Ｌ＝６４ｍｍ、巾Ｗ＝１．８５ｍｍ、厚みｔ＝１５０μｍ程度である。
【００４６】
次に、図３（ｂ）で説明したソーラーセルの第２の形状例における、取り出し電極２４ｃ、２４ｄと時計のムーブメントの電源供給端子に接続固定する方法を説明する。図４はソーラーセル１１ａと接続基板２５の部分平面図である。
【００４７】
図４において、１１ａはソーラーセル、２５は接続基板である。また、２５ｃ、２５ｄは接続電極、２５ｅは位置決め穴である。接続電極２５ｃ、２５ｄは、図３（ｂ）における取り出し電極２４ｃ、２４ｄと対応する位置にある。位置決め穴２５ｅは、時計のムーブメントとの接続固定用である。
【００４８】
本図に示す接続基板２５は、導電箔配線を施したフレキシブルプリント基板であって、図示していないが、ソーラーセル１１ａの取り出し電極２４ｃと２４ｄに接続する２つのランドと配線を有する。
【００４９】
この様に、ソーラーセル１１ａの取り出し電極２４ｃ、２４ｄに接続電極２５ｃ、２５ｄを対応させて接続するとともに、位置決め穴２５ｅでこの接続基板２５が固定配置されて、接続基板２５を介してムーブメント１７にソーラーセル１１ａで発生する光起電力を蓄えることができる。
【００５０】
次に、本発明のソーラーセル付き電子時計におけるソーラーセルの積層構造を詳細に説明する。図５は、本発明に係るソーラーセルの断面図である。この断面図の図５は、図３（ａ）に示したソーラーセル１１のＡ１−Ａ１’ 断面、あるいは、図３（ｂ）に示したソーラーセル１１ａのＡ２−Ａ２’断面に対応している。また、図６は、本発明に係るソーラーセルの取り出し電極部の形状を示し、図３（ａ）で示した本発明に係るソーラーセル１１の第１の形状例における取り出し電極部Ｂ１−Ｂ１’の断面、あるいは図３（ｂ）で示した本発明に係るソーラーセル１１ａの第２の形状例における取り出し電極部Ｂ２−Ｂ２’の断面を示している。なお、ソーラーセル１１、１１ａは類型であるから、以下ソーラーセルの説明は、ソーラーセル１１として説明する。
【００５１】
図５において、３１ａはソーラーセルを形成する透明基板、３１ｂは透明な下部電極、３１ｃは光電変換層、３１ｄはアルミニウム層、３１ｅはチタン層である。このアルミニウム層３１ｄ、チタン層３１ｅとで上部電極を構成する。３１ｆは保護膜である。
【００５２】
図５に示すように、本発明に係るソーラーセル１１は、透明基板３１ａの表面に、下部電極３１ｂと、非晶質半導体からなる光電変換層３１ｃとを有する。そして、この光電変換層３１ｃの上層には、アルミニウム層３１ｄとチタン層３１ｅからなる金属層とを順に積層形成した上部電極を有し、これら積層部分全体の最上部を保護膜３１ｆで覆っている。
【００５３】
また、図６に示す、４１ｈは下部電極３１ｂからの取り出し電極であり、４１ｉは上部電極であるチタン層３１ｅからの取り出し電極である。
【００５４】
図３（ａ）に示す様に、本発明に係るソーラーセル１１は、帯状に形成されたソーラーセルの片方の端部上面に二つの取り出し電極２１ｃ、２１ｄを隣接して集約形成して構成されている。また、図６に示す様に、ソーラーセル１１の上部は、取り出し電極４１ｈ、４１ｉ以外の領域を保護膜３１ｆで覆い、ソーラーセル１１の耐環境性を図ってある。
【００５５】
そして、この取り出し電極４１ｈ、４１ｉ、及び保護膜３１ｆは、ほぼ同じ曲げ弾性率となるように、樹脂とフィラーなどの材料を配合して形成されたものを用いている。保護膜３１ｆは、上部電極におけるチタン層３１ｅとの密着性と、絶縁性を考慮した材料として、例えば樹脂としてエポキシ系樹脂、フィラーとしてシリカ、硬化剤を含有したペースト材料を用いて、スクリーン印刷法を用いて形成することができる。
【００５６】
この保護膜３１ｆに含まれるエポキシ樹脂は、上記チタン層との密着性の向上に寄与し、シリカは、上記チタン層３１ｅとの絶縁性を向上させる機能を有する。
【００５７】
また、取り出し電極４１ｈ、４１ｉは、電気的接続を取るチタン層３１ｅと下部電極３１ｂとの密着性と導電性および信頼性を考慮した材料として、例えば、樹脂としてフェノール系樹脂、フィラーとしてカーボンとグラファイトを含有したペーストを用いて形成することができる。
【００５８】
この取り出し電極４１ｈ、４１ｉに含まれるフェノール系樹脂は、下部電極３１ｂのＩＴＯ（インジウム錫酸化物）とチタン層３１ｅとの密着性の向上に寄与し、カーボンやグラファイトは、これらの両極材料の接続抵抗を低減するとともに、導電性と信頼性を向上させることに寄与する。
【００５９】
ここで、ソーラーセル１１の効率をより向上させるために、取り出し電極４１ｈ、４１ｉの材料の含有量を決定する必要がある。それに伴い引き出し電極の曲げ弾性率が先に決
まるため、これらの部材の調整は、保護膜３１ｆにおいて曲げ弾性率に寄与するシリカの含有を変化させ、曲げ弾性率を合わせることで行った。
【００６０】
また、これらの部材の曲げ弾性率は、長さ８０ｍｍ、高さ４ｍｍ、幅１０ｍｍの試料片を作製し、ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠して測定を行い、各部材の曲げ弾性率を評価することができる。
【００６１】
この様に、保護膜３１ｆと、取り出し電極４１ｈ、４１ｉとで異なる材料を用いて形成したとしても、両部材の曲げ弾性率を揃えてあるので、これら部材の曲げ応力の加わり方がソーラーセル１１内部において均等になる。その結果、ソーラーセル１１の歪みの加わり方が局所的に異なることがなくなり、上部電極である金属層に発生する亀裂を防ぐことができる。
【００６２】
次に、図５、図６に基づいて説明した本発明に係るソーラーセル１１の製造プロセスを詳述する。図７は、ソーラーセル１１の製造工程図である。なお、図７（ａ）は、下部電極形成工程を示しており、図７（ｂ）は、図７（ａ）で形成した構造体に光電変換層と上部電極を積層形成する工程を示している。また、図７（ｃ）と図７（ｄ）は、光電変換層と上部電極層と下部電極層のパターン形成工程を示しており、図７（ｅ）図７（ｆ）は、下部電極のパターン形成工程を示している。
【００６３】
まず、図７（ａ）に示すように、樹脂製の透明基板３１ａ上に透明な下部電極３１ｂを形成する。透明基板３１ａはこの基板上に光電変換層を含む各層を形成する土台となる基板で、後工程で行う成膜工程やエッチング工程に耐えるように、耐熱性、耐化学薬品、機械的強度に優れた、透光性のＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）を使用している。なお、透明基板３１ａ上に形成する下部電極３１ｂは、透明性と導電性に優れたＩＴＯ、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＳｎＯ２（酸化錫）等で形成するが、ここでは、ＩＴＯ膜をスパッタリング法で形成している。
【００６４】
次に、図７（ｂ）に示す様に、透明な下部電極３１ｂ上に、ＰＩＮ接合で構成された非晶質シリコン層からなる光電変換層３１ｃと、上部電極層を順次形成する。この光電変換層３１ｃは、下部基板３１ｂ表面に直接プラズマＣＶＤ法で形成する。また、上部電極層は、光電変換層側から、アルミニウム層３１ｄとチタン層３１ｅをスパッタリング法で順次積層形成する。
【００６５】
次に、図７（ｃ）に示す様に、図７（ｂ）で得た構造体の表面にレジスト膜をスピンナーで塗布し、写真露光と現像処理によりパターン化されたレジスト膜３３を形成する。次いで、エッチングによりこのレジスト膜３３で覆われていない部位の光電変換層３１ｃとアルミニウム層３１ｄとチタン層３１ｅを共にエッチング除去し、最後にレジスト膜３３を除去して、図７（ｄ）に示す構造体を得る。なお、図７（ｄ）に示す構造体は、図の右側に示す部位のチタン層３１ｅ、アルミニウム層３１ｄ、および光電変換層３１ｃが除去されて、下部電極３１ｂが表面に露出した形態となっている。
【００６６】
次に、図７（ｅ）に示す様に、図７（ｃ）で示した工程と同様に、レジスト膜をスピンナーで塗布し、写真露光と現像処理によりパターン化されたレジスト膜３４を形成する。次いで、エッチングによりこのレジスト膜３４から露出する透明電極３１ｂをエッチング除去し、最後にレジスト膜３４を除去して、図７（ｆ）に示す構造体を得る。本図面に示す構造体は、透明電極３１ｂにおける図の右端部が除去され、透明基板３１ａが表面に露出した形態を示している。
【００６７】
なお、上述の上部電極を構成するアルミニウム層３１ｄは、透明基板３１ａを通して光
電変換層３１ｃに入射した光の内、光電変換層３１ｃで光電変換されずに通過した光を、高反射率のアルミニウム層３１ｄにより再度光電変換層３１ｃに反射させるために必要な金属層である。ここで、レジスト膜３３、あるいはレジスト膜３４を除去するエッチャント液が強アルカリであるため、この金属層をアルミニウム層３１ｄでのみで構成すると、このアルミニウム層３１ｄが浸食されてしまう。そこで、本発明においては、アルミニウム層３１ｄを保護するために、チタン層３１ｅをアルミニウム層３１ｄの表面に形成している。
【００６８】
次に、ソーラーセルの取り出し電極の製造プロセスを詳述する。図８は、本発明に係るソーラーセルの取り出し電極の形成プロセスを示す工程図である。この取り出し電極の形成プロセスは、図７（ｆ）に続けて行う工程であり、図８（ｇ）は、保護膜３１ｆを形成する工程を示しており、図８（ｈ）は、取り出し電極４１ｈ、４１ｉを形成する工程を示している。なお、図８において、４２ｈ、４２ｉは取り出し電極形成領域である。
【００６９】
まず、図８（ｇ）に示す様に、取り出し電極形成領域４２ｈおよび４２ｉを除く全面に、フィラーとしてのシリカと、硬化剤を含有するエポキシ系の樹脂材料を、スクリーン印刷にて塗布し、保護膜３１ｆを形成する。
【００７０】
次に、図８（ｈ）に示す様に、前工程である図８（ｉ）で保護膜３１ｆを形成しなかった取り出し電極形成領域４２ｈおよび４２ｉに、フェノール系樹脂にカーボンやグラファイトを含有する導電ペーストを印刷して、取り出し電極４１ｈおよび４１ｉを形成し、目的のソーラーセル１１が完成する。
【００７１】
以上の説明では、文字板形状が円形形状であり、文字板サイズが小さいとされている、女性向けのソーラーセル付き電子時計を例に挙げて説明をしたが、この文字板形状を、多角形形状とした電子時計においても、同様に適用することができる。
【００７２】
この様に、本発明に係るソーラーセルは、保護膜３１ｆと取り出し電極４１ｈ、４１ｉがほぼ同じ曲げ弾性率となっている。従って、保護膜３１ｆと取り出し電極４１ｈ、４１ｉの部分に異なる材料を用いても、曲げ応力の加わり方が、ソーラーセル内部において均等になる。その結果、ソーラーセル１１の歪みの加わり方が局所的に異なることがなくなり、上部電極である金属層の断線を防ぐことができるようになる。これにより、ソーラーセル１１の機能が保たれて、信頼性の高いソーラーセル付き電子時計１００を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明のソーラーセル付き電子時計の構成例を示す部分断面図及び分解斜視図である。
【図２】本発明に係るソーラーセルブロックの斜視図である。
【図３】本発明に係るソーラーセルの平面図である。
【図４】本発明に係るソーラーセルと接続基板の部分平面図である。
【図５】本発明に係るソーラーセルの断面図である。
【図６】本発明に係るソーラーセルの断面図である。
【図７】本発明に係るソーラーセルの製造工程を示す図である。
【図８】図７の続きの製造工程を示す図である。
【図９】従来のソーラーセル付き電子時計の外観正面図及び部分断面図である。
【図１０】従来のソーラーセルの構成を示す断面図である。
【図１１】従来のソーラーセル付き電子時計で発生する問題点を説明するための図面である。
【符号の説明】
【００７４】
１００  ソーラーセル付き電子時計
１０、６０  ソーラーセルブロック
１１、１１ａ  ソーラーセル
１２  見返しリング
１３、６３  風防ガラス
１４、６４  指針
１５、６５  文字板
１７、６７  ムーブメント
１８、６８  ケース
２１ａ、２４ａ、３１ａ  透明基板
２１ｂ、２４ｂ  光電領域
２１ｃ、２１ｄ、２４ｃ、２４ｄ  取り出し電極
２５  接続基板
２５ｃ、２５ｄ  接続電極
２５ｅ  位置決め穴
３１ａ  透明基板
３１ｂ  下部電極
３１ｃ  光電変換層
３１ｄ  アルミニウム層
３１ｅ  チタン層
３１ｆ  保護膜
３３、３４  レジスト膜
４１ｈ、４１ｉ  取り出し電極
４２ｈ、４２ｉ  取り出し電極形成領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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