JPH1012909A

JPH1012909A - 光起電力装置用基板、光起電力装置及び光起電力用基板の製造方法。

Info

Publication number: JPH1012909A
Application number: JP8167423A
Authority: JP
Inventors: Yasuyoshi Kawanishi; 康義川西; Seiji Amatsu; 征治天津
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1996-06-27
Filing date: 1996-06-27
Publication date: 1998-01-16

Abstract

(57)【要約】【目的】基板表面上に形成された光起電力装置の出力
を、基板裏面側に取り出す。【構成】基板２表面から基板厚みの半分以上除去した
表面凹部８ａ、８ｄと、基板２裏面から基板厚みの半分
以上除去した裏面凹部９ａ、９ｄとを有し、前記表面凹
部８ａ、８ｄの側壁の一部と、前記裏面凹部９ａ、９ｄ
の側壁の一部とが接することにより、スリット部１０
ａ、１０ｄが形成されている。そして、基板２表面上の
出力端子に接続され、スリット部を通って裏面側に至る
電気接続手段により、出力を基板裏面側に取り出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板に形成される
光起電力装置において、出力を基板の裏面側に取り出す
ための光起電力装置用基板、光起電力装置及び光起電力
用基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、基板に形成された光起電力装置に
おいて、出力を裏面側に取り出す構造が、特開昭６０−
１２３０７３号に開示されている。この光起電力装置
は、基板に設けられた開穴と、基板の表面側に設けられ
た表面側出力端子と、裏面側に設けられた裏面側出力端
子とを有し、開穴内を通して設けられた導電性接着剤に
て表面側出力端子と裏面側出力端子とを電気的に接続し
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来とは異なる基板裏面側へ出力を取り出す構造、製造
方法を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の主要な構成は、
基板表面から形成した表面凹部と、基板裏面から形成し
た裏面凹部とを有し、前記表面凹部の側壁の一部と、前
記裏面凹部の側壁の一部とが接するように、前記凹部の
少なくとも一方を基板厚みの半分を越えて除去すること
により、スリット部が形成されていることを特徴とす
る。

【０００５】

【実施例】以下に、本発明の第１実施例を、図１〜８を
用いて詳細に説明する。

【０００６】まず、図１において、１は金属材料からな
る板状基体で、この基体１は光起電力装置が形成される
有効部基板２と、光起電力装置が形成されない無効部３
を有している。そして、有効部基板２の外周において、
連結部４、４を除く全周に、外周抜き部６が設けられて
いる。また、連結部４、４は、無効部３との境界部分は
幅が広く、有効部基板２との境界部分は幅が狭い形状を
有すると共に、有効部基板２との境界部分には基体１を
厚み方向に途中まで除去した切断溝７、７を有してい
る。

【０００７】そして、一点鎖線で区分されたＡ〜Ｄは、
後述する第１電極層、半導体光活性層及び第２電極層の
積層体からなる光起電力素子が形成される発電領域であ
る。

【０００８】次に、本発明の特徴である出力を基板２裏
面側に取り出す構造に関する部分を説明する。８ａ、８
ｄは、基板２表面から基板２の厚みの半分以上除去した
表面凹部、９ａ、９ｄは、基板２裏面から基板２の厚み
の半分以上除去した裏面凹部であり、表面凹部８ａ、８
ｄの側壁の一部と、裏面凹部９ａ、９ｄの側壁の一部と
が接することにより、基板２内部にスリット部１０ａ、
１０ｄが形成されている。

【０００９】また、基板２において、隣接する発電領域
間中央部には、開穴１１が設けられており、この開穴１
１は、この光起電力装置が時計用の電源として用いられ
るときに、時計の針の軸が通る開穴として機能する。

【００１０】ここで、外周抜き部６、連結部４、切断溝
７、開穴１１の作成方法を以下に説明する。まず、板状
の基体１を用意し、この表面において外周抜き部６、開
穴１１、表面凹部８ａ、８ｄ、切断溝７が形成される部
分以外に、レジスト樹脂を塗布する。また、裏面におい
ては、外周抜き部６、開穴１１、裏面凹部９ａ、９ｄが
形成される部分以外に、レジスト樹脂を塗布する。

【００１１】このレジスト樹脂の塗布方法としては、ス
クリーン印刷でパターン印刷する方法、又は、フォトレ
ジストを用いるフォトリソグラフィ法が採用できる。フ
ォトリソグラフィ法を用いる場合、フォトレジスト膜を
全面に塗布後、フォトマスクを介して露光を行うことに
より露光部と非露光部とを形成、現像処理して、露光部
又は非露光部に対応したレジストパターンを形成する。
ところで、スクリーン法は工程が簡単である反面、パタ
ーン精度はそれ程高くない。一方、フォトリソグラフィ
法は、パターン精度は高いが、工程が複雑である。従っ
て、状況に応じてこれらの方法を使い分ければよい。

【００１２】次に、レジスト膜を形成した基体１全体
を、基体１の材料を溶解できるエッチング液中に浸し、
基体１を片面よりエッチングする部分（＝表面凹部８
ａ、８ｄ、裏面凹部９ａ、９ｄ、分割溝７）において、
基体１の厚みの半分以上かつ基体１の全厚み以下が除去
されるまで、エッチングを行う。同時に、基体１の両面
にてレジスト樹脂膜から露出する部分（＝外周抜き部
６、開穴１１）においては、基体１材料が完全に除去さ
れる。以上の工程により、基板２の表面側にのみ凹部８
ａ、８ｄが形成されることになる。そして、同様に、基
板２の裏面側にのみ凹部９ａ、９ｄが形成されることに
なる。そして、表面凹部８ａ、８ｄの側壁の一部と、裏
面凹部９ａ、９ｄの側壁の一部とが接することにより、
基板２の内部にスリット部１０ａ、１０ｄが形成される
ことになる。これら表面凹部８ａ、８ｄ、裏面凹部９
ａ、９ｄの深さについては、基板２の厚みの半分以上、
望ましくは、２／３程度が良い。また、分割溝７が形成
される部分については、基体１の表面側のみ基体材料が
露出するので、基体１の表面側にのみ溝が形成されるこ
とになる。

【００１３】その後、エッチング液から取り出し、レジ
スト樹脂膜を除去して、図１に示す基体１ができあが
る。ここで、基体１材料にステンレスを用いる場合に
は、酸系のエッチング液が用いられる。例えば、基体１
に、厚さ０．１５ｍｍのステンレスを用いて、表面凹部
及び裏面凹部の深さを、基板１の厚みの２／３である
０．１０ｍｍとするなら、スリット部の基板２厚さ方向
の高さは、０．０５ｍｍ（＝５０μｍ）となる。

【００１４】図２は、第１実施例である光起電力装置の
製造途中を示しており、図１に示す基体１において、基
板２上に光起電力装置が形成されている。図３は、図２
におけるＡ−Ａ線の断面図を、図４は、図２のＢ−Ｂ線
の断面図を示すもので、出力端子領域の構造を示してい
る。

【００１５】図２において、２１は、基板１上に形成さ
れた酸化珪素、シリコンナイトライド等の絶縁膜であ
る。この絶縁膜２１は、スパッタ法、エレクトロンビー
ム法、Ｐ−ＣＶＤ法等を用いて形成されたものであり、
約１〜５μｍの厚さを有する。図３、図４に示すよう
に、表面凹部８ａ、８ｄの底面においても、絶縁膜２１
が形成されている。

【００１６】２２ａ〜２２ｄは、発電領域Ａ〜Ｄに対応
して分割配置された第１電極層であり、厚さ約０．１〜
１．０μｍで、アルミニウム、チタン、ニッケル、銅等
の金属膜からなる。そして、第１電極層２２ａ〜２２ｄ
は、各々中心角が略９０°の扇形を有し、これらは相互
の間に所定間隔を隔てて全体として円形をなすように配
置されている。更に、第１電極層２２ａ〜２２ｃ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２２ａｅ、２２ｂｅ、２２ｃｅを有し、また、第
１電極層２２ｄは、発電領域Ｄから外側に延出する出力
延出部２２ｄｅを有している。そして、第１電極層２２
ａの外側には、これと同一材料からなる島状出力部２２
ａｔが形成されている。

【００１７】２３は、第１電極層２２ａ〜２２ｄ上に発
電領域毎に分割されることなく略円形に形成された半導
体光活性層であり、第１電極層側よりｎ型、ｉ型及びｐ
型に順次積層形成されたアモルファスシリコンからな
り、約０．３〜１．０μｍの厚さを有する。

【００１８】２４ａ〜２４ｄは、発電領域Ａ〜Ｄに対応
して、半導体光活性層２３上に形成された第２電極層で
あり、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム錫（ＩＴ
Ｏ）、酸化錫（ＳｎＯ₂）等の透明導電膜からなり、約
０．３〜１．０μｍの厚さを有する。これら第２電極層
２４ｂ〜２４ｄは、第１電極層の接続部２２ａｅ、２２
ｂｅ、２２ｃｅと重なり、電気接続するための接続部２
４ｂｅ、２４ｃｅ、２４ｄｅを有し、発電領域Ａに形成
された第２電極層２４ａは、この領域の外側に延出して
島状出力部２２ａｔ上に至る出力端子２４ａｔを有して
いる。更に、第１電極層２２ｄの出力延出部２２ｄｅ上
には、第２電極層と同一材料からなる島状の出力端子２
４ｄｔが形成されている。２６は、出力端子２４ａｔ、
２４ｄｔ、表面側凹部８ａ、８ｄを除く、基板２上方の
略全面に形成されたＳｉＯ₂又は透明樹脂材料からなる
透明保護膜である。

【００１９】次に、図２に示す基体１において、分割溝
７、７にて基板２を無効部３より分離して、図５に示す
基板２上の光起電力装置を完成する。分離する方法とし
て、基体１の厚み方向の途中まで分割溝７が形成されて
いるので、基板２を引きちぎる力を加えることより、容
易に分離することができる。その他の分離する方法とし
ては、分割溝７をレーザにて切断する方法、ニッパー等
の金属用カッターを用いる方法を採用することができ
る。

【００２０】そして、図５において、３０ａ、３０ｄ
は、帯状の形状で可撓性を有するヒ−トシール等からな
る電気接続手段である。また、図６、７に示すように、
この電気接続手段３０ａ、３０ｄは、基板２表面側に位
置する一端部３１、３１にて、出力端子２４ａｔ、２４
ｄｔに結着されている。そして、電気接続手段３０ａ、
３０ｄは、表面凹部８ａ、８ｄに入りスリット部１０
ａ、１０ｄを通って、その他端部３２、３２が、裏面凹
部９ａ、９ｄの底部に至っている。

【００２１】ここで、電気接続手段３０ａ、３０ｄの構
造を、図８を用いて詳細に説明する。３３は、帯状の形
状を有しポリエステル等からなる基材（厚さ約１０〜５
０μｍ）、３４は、帯状の形状を有する金属箔、又は、
黒鉛もしくは金属粉末を樹脂バインダー中に混入させた
導電層からなる導電部（厚さ約１０〜５０μｍ）であ
る。この導電部３４は、図に示すように、電気接続手段
の長さ方向においては略同一寸法であるが、幅方向にお
いては基材３３よりも小さい寸法であり基材３３の中央
部に配置されている。３５は、導電部３４の他端部３２
を除いて、基材３３上に形成されたホットメルト樹脂層
（厚さ約１０〜２０μｍ）であり、これにより、他端部
３２において、導電部３４が露出することになる。以上
の説明の如く、電気接続手段のトータル厚みは３０〜１
２０μｍ程度であり、スリット部１０ａ、１０ｄに挿入
することができる。

【００２２】電気接続手段は、以上の構造であり、電気
接続手段の一端部３１は、光起電力装置の出力端子（２
４ａｔ又は２４ｄｔ）に、ホットメルト樹脂層３３を密
着させ、熱圧着される。これにより、導電部３４が出力
端子（２４ａｔ又は２４ｄｔ）と接触して電気接続され
ると共に、溶融して固まったホットメルト樹脂層３５が
接着材として働き、電気接続手段と出力端子とが固着さ
れる。なお、この固着部の電気導電性を高めるためにホ
ットメルト樹脂層３５中に少量の金属粉又は黒鉛紛を混
入させても良い。これにより、ホットメルト樹脂層３５
が熱圧着されない部分は絶縁材料として働き、熱圧着さ
れた部分は樹脂成分の多くが蒸発することにより金属紛
又は黒鉛紛の密度が高くなり、必要な導電性を得ること
ができる。そして、他端部３２では、裏面凹部９ａ、９
ｄの底部において、導電部３４が裏面側に露出すること
になり、この導電部３４に別途金属ピン（図示せず）等
を押圧することにより、時計用電子回路（図示せず）に
電力を供給することができる。この場合、裏面凹部９
ａ、９ｄ内に金属ピンの先端が挿入されることになり、
金属ピンの位置ずれを防止することもできる。

【００２３】また、図６、７において、電気接続手段３
０ａ、３０ｄの他端部３２、３２は、裏面凹部９ａ、９
ｄの底部に位置しているが、他の実施例としては、基板
２の裏面側に位置する可撓性のプリント基板より、電気
接続手段３０ａ、３０ｄが延出し、スリット部１０ａ、
１０ｄを通って、出力端子に接続されていてもよい。

【００２４】図９は、本発明の第２実施例を示し、図１
０は図９におけるＡ−Ａ線断面図、図１１は図９におけ
るＢ−Ｂ線断面図を示す。図９において、光起電力素子
の構造については第１実施例と同一であるので省略し、
出力取り出し構造についてのみ記載する。なお、第１実
施例と同一の名称は、同一の材質を示すものであり、詳
細な説明は省略する。

【００２５】４８ａ、４８ｄは、基板２表面から基板２
の厚みの半分以上除去した平面視矩形状の表面凹部、４
９は、基板２裏面から基板２の厚みの半分以上除去した
裏面凹部であり、円形基板２と同心円状に形成されてい
る。そして、表面凹部４８ａ、４８ｄの基板２の中心点
側の側壁と、裏面凹部４９の外周壁が接することによ
り、基板２内部にスリット部５０ａ、５０ｄが形成され
ている。

【００２６】ここで、出力端子２４ａｔ、２４ｄｔの断
面構造については、同一なので、出力端子２４ａｔの断
面構造のみ図１０、図１１に開示する。４１は、基板２
の表面上に形成された絶縁膜であり、基板２の側壁、表
面凹部４８ａ、４８ｄの側壁にも形成されている。この
ように基板２の表面及び側壁等にも同時に絶縁膜４１を
形成する方法として、スパッタ法、Ｐ−ＣＶＤ法が採用
できる。その他の方法としては、基板２材料にアルミニ
ウムを用いる場合は、硫酸、クロム酸、しゅう酸にて陽
極酸化処理を行い、基板２の表面、裏面を含む全面を酸
化膜にする方法も採用できる。そして、島状出力部２２
ａｔ、出力端子２４ａｔの積層体が、基板２の表面から
表面凹部４８ａの底部まで延在して形成されている。

【００２７】６０は、高分子樹脂フィルム６１上に銅箔
からなる配線パターン６１を配置したフィルム基板であ
る。このフィルム基板６０は、スリット部５０ａ、５０
ｄを通って、表面凹部４８ａ、４８ｄの底部に位置する
出力端子２４ａｔ、２４ｄｔに接続される電気接続手段
６０ａ、６０ｄを有している。そして、配線パターン６
１の一端と、出力端子２４ａｔ、２４ｄｔとは、熱圧着
されたホットメルト樹脂層６３を介して固着されてい
る。また、基板２の裏面側の配線パターン６１上には、
時計を駆動するための電子部品（図示せず）が配置され
る。

【００２８】

【発明の効果】本発明は以上の構成であり、表面凹部と
裏面凹部により形成されたスリット部を有することによ
り、このスリット部を通して、電気接続手段を基板表面
側の出力端子より、裏面側に至らせることができる。ま
た、電気接続手段をこのスリット部に通すことにより、
電気接続手段を出力端子に接続する際の位置決めが容易
であると共に、電気接続手段の位置ずれを防ぎ電気接続
手段が出力端子から剥がれることを防止している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である基板を示し、（ａ）
は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図であ
る。

【図２】本発明の第１実施例である光起電力装置の製造
途中を示す平面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ断面図である。

【図５】本発明の第１実施例である完成した光起電力装
置の平面図である。

【図６】図５のＡ−Ａ断面図である。

【図７】図５のＢ−Ｂ断面図である。

【図８】本発明に用いる電気接続手段を示し、（ａ）は
平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、（ｃ）
は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図を示す。

【図９】本発明の第２実施例の要部平面図である。

【図１０】図９のＡ−Ａ断面図である。

【図１１】図９のＢ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

２基板８ａ、８ｄ表面凹部９ａ、９ｄ裏面凹部１０ａ、１０ｄスリット部３０ａ、３０ｄ電気接続手段２４ａｔ、２４ｄｔ出力端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光起電力装置が形成される基板におい
て、基板表面から形成した表面凹部と、基板裏面から形成した裏面凹部とを有し、前記表面凹部の側壁の一部と、前記裏面凹部の側壁の一
部とが接するように、前記凹部の少なくとも一方を基板
厚みの半分を越えて除去することにより、スリット部が
形成されていることを特徴とする光起電力装置用基板。
【請求項２】請求項１の光起電力装置用基板表面上に
形成された光起電力素子と、この光起電力素子からの出
力を導出する前記表面上の出力端子と、前記出力端子と
電気的に接続し前記スリット部を通って前記基板の裏面
側に至る電気接続手段とを有することを特徴とする光起
電力装置。
【請求項３】光起電力装置が形成される金属材料から
なる光起電力装置用基板の製造方法であって、基板表面から、表面凹部をエッチングにて形成する工程
と、基板裏面から、裏面凹部を、前記表面凹部の側壁の一部
と前記裏面凹部の側壁の一部とが接するように、エッチ
ングにて形成する工程とからなり、以上の工程において、前記凹部の少なくとも一方を基板
厚みの半分を越えて除去することより、前記一部に、ス
リット部が形成されることを特徴とする光起電力装置用
基板の製造方法。