JP2010108982A - 電子パネル - Google Patents

Abstract

【課題】２つの電極間に発光／発電材料が封止されてなる電子パネルにおいて、任意の形状に切断することができ、かつ、電極における導電効率を向上させながらも発光／発電材料における受光面積が小さくなったり発光状態が見にくくなったりすることがない。
【解決手段】ＩＴＯフィルム４０とＡｌ蒸着層３０との間に封止された状態で挟み込まれた発電部層８０を構成する太陽電池部４を、ＩＴＯフィルム４０とＡｌ蒸着層３０とにそれぞれ接着された格子状の絶縁性フィルム３によって複数のセルに分割してセル毎に封止し、ＩＴＯフィルム４０上の絶縁性フィルム３に対向する領域にバス配線２を配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池や電子表示パネル等の発光／発電機能を有する電子パネルに関する。

太陽光を受光することにより発電する太陽電池においては、石油等の化石燃料と比較して、無限なエネルギーであるとともに二酸化炭素を排出しないため、近年、有効なエネルギー発生手段として注目されており、今後もさらにその重要性が増すことが予想される。このような太陽電池は、太陽光を受光すると発電する材料が２枚の電極間に挟み込まれたパネル状に形成されており、発電により生じた電位をエネルギーとして外部に取り出すことにより利用される。

図４は、一般的な太陽電池パネルの一例を示す図であり、（ａ）は表面側から見た内部構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。

本例は図４に示すように、自己発電部１５０を有する発電部層１８０の一方の面に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）フィルム１４０、透明粘着層１２０ａ及びＰＥＴ等からなる透明な樹脂層１１０ａが積層され、他方の面に、Ａｌ蒸着層１３０、透明粘着層１２０ｂ及びＰＥＴ等からなる樹脂層１１０ｂが積層されて構成されている。ＩＴＯフィルム１４０及びＡｌ蒸着層１３０と樹脂層１１０ａ，１１０ｂとは、透明粘着層１２０ａ，１２０ｂによってそれぞれ接着されている。また、発電部層１８０は、自己発電部１５０を取り囲むように絶縁性フィルム１０３が配置され、この絶縁性フィルム１０３の一方の面が粘着層１６０によってＩＴＯフィルム１４０に接着されるとともに、他方の面がＡｌ蒸着層１３０に接着されている。自己発電部１５０は、光が照射されることにより自己発電する自己発電材料を含むとともに自己発電材料の特性を維持するための窒素等のガスが注入されており、絶縁性フィルム１０３によって、これら自己発電材料が大気に触れないように、かつガスが外部に漏れないように封止されている。

上記のように構成された太陽電池パネル１０１においては、太陽光等の光がＩＴＯフィルム１４０側から照射されると、この光が樹脂層１１０ａ、透明粘着層１２０ａ及びＩＴＯフィルム１４０を介して自己発電部１５０にて受光され、自己発電部１５０内の自己発電材料が発電し、それにより、ＩＴＯフィルム１４０とＡｌ蒸着層１３０との間に電位差が生じ、この電位差による電位がＩＴＯフィルム１４０及びＡｌ蒸着層１３０にそれぞれ接続された配線１７０ａ，１７０ｂを介して外部に取り出されることになる。

上述したように、図４に示した太陽電池パネル１０１においては、自己発電部１５０を取り囲むように絶縁性フィルム１０３を配置することにより、自己発電部１５０内の自己発電材料が大気に触れないように、かつ内部に注入されたガスが外部に漏れないように封止されているため、切断した場合、自己発電材料が大気に触れてしまうとともに、ガスが切断箇所から外部に漏れてしまことになる。自己発電材料が大気に触れたり、ガスが外部に漏れたりしてしまうと、自己発電材料の特性が劣化し、太陽電池パネルとして利用することができなくなってしまう。そのため、製造された後に切断することができず、例えば、太陽電池パネルが設置される場所に応じて任意の形状に加工することができない。

ここで、複数のセルからなる太陽電池を、シート状封止剤を用いて２枚の基板間にてセル毎に封止する技術が考えられている（例えば、特許文献１参照。）。この技術を用いれば、上述したような太陽電池パネルを製造後に任意の形状に切断したとしても、その影響は切断されたセルのみに及ぶものとなり、太陽電池パネルとして利用することができる。

ところで、上述したような太陽電池パネル１０１に用いられるＩＴＯフィルム１４０においては、Ａｌ蒸着層１３０等の電極として一般的に用いられるものに対して抵抗値が高いため、自己発電部１５０の配線１７０ａ，１７０ｂから離れた部分においては、その部分の発電によってＩＴＯフィルム１４０とＡｌ蒸着層１３０との間に生じた電位差が配線１７０ａ，１７０ｂに伝わるまでに小さくなり、効率的な発電を行うことができない。例えば、図４（ａ）に示したＢ点における発電によってＩＴＯフィルム１４０とＡｌ蒸着層１３０との間に生じた電位差は、Ｂ点から距離Ｘだけ離れた配線１７０ａ，１７０ｂに伝わるまでに小さくなり、Ｂ点にて生じた電位差を配線１７０ａ，１７０ｂにて取り出すことができない。

そこで、ＩＴＯフィルム１４０上に、配線１７０ａ，１７０ｂに接続されたバス配線を配置することにより、配線１７０ａ，１７０ｂから離れた部分にて生じた電位差を効率的に取り出すことが考えられる。
特開２００１−１３５６５７号公報

しかしながら、上述したようにＩＴＯフィルム上にバス配線を配置した場合、バス配線が配置された領域においては、照射された太陽光等の光がバス配線に遮られて自己発電部に届かないこととなり、自己発電部における受光面積が減り、それにより、効率的な発電を行うことができなくなってしまうという問題点がある。

また、少なくとも一方が透明な２つの電極層間に、この２つの電極層に電圧が印加されることにより自己発光する自己発光部が挟み込まれてなり、透明な電極としてＩＴＯを用いた電子表示パネルにおいても、上記同様にＩＴＯ上にバス配線を配置することにより、ＩＴＯ上における電圧の低下を抑制することができるものの、表示された情報がバス配線によって見にくくなってしまうという問題点がある。

本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、２つの電極間に発光／発電材料が封止されてなる電子パネルにおいて、任意の形状に切断することができ、かつ、電極における導電効率を向上させながらも発光／発電材料における受光面積が小さくなったり発光状態が見にくくなったりすることがない電子パネルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、
少なくとも一方が透明の２つの電極層と、前記２つの電極層にそれぞれ接続された外部配線と、前記２つの電極層の間に封止された状態で挟み込まれ、前記２つの電極層に印加された電圧によって自己発光する、もしくは前記透明な電極層側から照射された光によって前記２つの電極層の間に電位差を生じさせる発光／発電部とを有し、前記２つの電極層に前記外部配線から電圧が印加されて該電圧によって前記発光／発電部が自己発光した場合に当該発光状態が前記透明な電極層を介して視認され、また、前記２つの電極層の間に生じた電位差が前記外部配線を介して取り出される電子パネルにおいて、
前記発光／発電部は、前記２つの電極層にそれぞれ接着された絶縁性の隔離部材によって複数のセルに分割されて前記セル毎に封止され、
前記透明な電極層上のうち前記隔離部材と対向する領域に、前記外部配線に接続されたバス配線が配置されていることを特徴とする。

上記のように構成された本発明においては、任意の形状に切断された場合、封止された発光／発電部も切断されることになるが、発光／発電部が、２つの電極層にそれぞれ接着された絶縁性の隔離部材によって複数のセルに分割されてセル毎に封止されているため、複数のセルのうち切断箇所のセルのみが切断されることとなり、その他のセルの封止状態は維持される。そのため、発光／発電部のうち切断箇所以外の部分は、２つの電極層にそれぞれ接着された絶縁性の隔離部材によって外気に触れることがなく、発光／発電部の特性が劣化してしまうことがない。また、２つの電極層は外部配線に接続されており、この外部配線から２つの電極層に印加されたり、光が照射されることにより２つの電極間に生じた電位差がこの外部配線から取り出されたりすることになるが、透明な電極層上には、外部配線に接続されたバス配線が配置されているので、透明電極上における電圧の低下が抑制され、さらに、このバス配線が隔離部材に対向する領域に配置されているため、バス配線によって、発光／発電部における受光面積が小さくなったり発光状態が見にくくなったりすることがない。

以上説明したように本発明においては、少なくとも一方が透明の２つの電極層間に封止された状態で挟み込まれた発光／発電部が、２つの電極層にそれぞれ接着された絶縁性の隔離部材によって複数のセルに分割されてセル毎に封止されているため、任意の形状に切断した場合であっても、切断箇所のセルのみが切断されることとなり、その他のセルの封止状態が維持されるので、発光／発電部の特性が劣化してしまうことがない。また、透明な電極層上のうち隔離部材と対向する領域に、外部配線に接続されたバス配線が配置されているため、電極における導電効率を向上させながらも発光／発電材料における受光面積が小さくなったり発光状態が見にくくなったりすることがない。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の電子パネルの実施の一形態となる太陽電池パネルの一例を示す図であり、（ａ）は表面側から見た内部構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。

本形態は図１に示すように、自己発電する発電部層８０の一方の面に、２つの電極層のうち一方の透明な電極層となるＩＴＯフィルム４０、透明粘着層２０ａ及びＰＥＴ等からなる透明な樹脂層１０ａが積層され、他方の面に、２つの電極層のうち他方の電極層となるＡｌ蒸着層３０、透明粘着層２０ｂ及びＰＥＴ等からなる樹脂層１０ｂが積層されて構成されている。ＩＴＯフィルム４０及びＡｌ蒸着層３０と樹脂層１０ａ，１０ｂとは、透明粘着層２０ａ，２０ｂによってそれぞれ接着されている。また、発電部層８０は、隔離部材となる格子状の絶縁性フィルム３が配置され、その絶縁性フィルム３の格子のそれぞれの内部が、バルクヘテロ接合膜５０を含む発光／発電部である太陽電池部４となっている。それにより、太陽電池部４が複数のセルに分割された形状となっている。この絶縁性フィルム３は、一方の面が粘着層６０によってＩＴＯフィルム４０に接着されるとともに、他方の面がＡｌ蒸着層３０に接着されており、それにより、太陽電池部４は、ＩＴＯフィルム４０とＡｌ蒸着層３０との間にてセル毎に封止されている。なお、絶縁性フィルム３の幅と格子のピッチとの割合は、例えば、１：１０程度となっている。また、ＩＴＯフィルム４０及びＡｌ蒸着層３０は、外部配線７０ａ，７０ｂにそれぞれ接続されている。さらに、ＩＴＯフィルム４０上には、絶縁性フィルム３に対向する領域に、配線７０ａに接続されたバス配線２が格子状に配置されている。

上記のように構成された太陽電池パネル１においては、ＩＴＯフィルム４０側から太陽光等の光が照射されると、この光によってバルクへテロ膜５０が自己発電してＩＴＯフィルム４０とＡｌ蒸着層３０との間に電位差が生じ、この電位差がＩＴＯフィルム４０、バス配線２及びＡｌ蒸着層３０を介して配線７０ａ，７０ｂに伝達され、配線７０ａ，７０ｂから外部に取り出される。

以下に、上記のように構成された太陽電池パネル１の製造方法について説明する。

図２は、図１に示した太陽電池パネル１の製造方法を説明するための図である。

まず、樹脂層１０ａ上に透明粘着層２０ａを介してＩＴＯフィルム４０を積層、接着する（図２（ａ））。

次に、ＩＴＯフィルム４０上のうち、絶縁性フィルム３が配置される領域上にＡｌ等の導電性材料によってバス配線２を形成する（図２（ｂ））。なおこの際、ＩＴＯフィルム４０のうち、バス配線２を形成する領域を選択的に削って凹部を形成し、この凹部内にバス配線２を形成すれば、バス配線２が形成されたＩＴＯフィルム４０の表面を平坦とすることができる。

次に、バス配線２が形成されたＩＴＯフィルム４０上に、一方の面に粘着層６０を付与した格子状の絶縁性フィルム３を積層し、絶縁性フィルム３とＩＴＯフィルム４０とを粘着層６０によって接着する（図２（ｃ））。この際、バス配線２が、ＩＴＯフィルム４０上のうち絶縁性フィルム３が配置される領域上に形成されているので、絶縁性フィルム３はバス配線２上に積層されることになる。

次に、絶縁性フィルム３の格子内にバルクへテロ接合膜５０を蒸着等によって形成し、複数のセルに分割された太陽電池部４を形成する（図２（ｄ））。

次に、太陽電池部４と絶縁性フィルム３とからなる発電部層８０上にＡｌを蒸着し、Ａｌ蒸着層３０を形成する（図２（ｅ））。

その後、Ａｌ蒸着層３０上に透明粘着層２０ｂを介して樹脂層１０ｂを積層、接着し、また、ＩＴＯフィルム４０及びバス配線２に配線７０ａを接続するとともに、Ａｌ蒸着層３０に配線７０ｂを接続する（図２（ｆ））。

以下に、上記のように構成された太陽電池パネル１の作用について説明する。

図３は、図１に示した太陽電池パネル１の作用を説明するための図であり、（ａ）は切断による作用を説明するための図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図、（ｃ）はバス配線２を配置したことによる作用を説明するための図である。

まず、図１に示した太陽電池パネル１の切断による作用について説明する。

図１に示した太陽電池パネル１は、太陽電池部４に、バルクヘテロ接合膜５０が含まれているとともにバルクヘテロ接合膜５０の特性を維持するための窒素等のガスが注入されており、バルクヘテロ接合膜５０が大気に触れたり、注入されたガスが外部に漏れたりすると、バルクヘテロ接合膜５０の特性が劣化し、電子表示パネル１としての機能を維持することができなくなる。

ここで、図１に示した太陽電池パネル１が切断された場合、発電部層８０においても、絶縁性フィルム３によって複数のセルに分割された太陽電池部４のうち、切断箇所に当たる部分が切断される。

ところが、本形態においては、太陽電池部４が、ＩＴＯフィルム４０とＡｌ蒸着層３０との間にて、これらＩＴＯフィルム４０とＡｌ蒸着層３０とにそれぞれ接着された格子状の絶縁性フィルム３によって複数のセルに分割されてセル毎に封止されているため、図３（ａ），（ｂ）に示すように、太陽電池部４の切断箇所が切断されても、その切断箇所のセル（図中“×”に示すセル）のみが切断されて封止状態ではなくなるものの、他の太陽電池部４は切断されずに封止状態が維持される。

そのため、太陽電池部４のうち、切断箇所以外の太陽電池部４は、ＩＴＯフィルム４０とＡｌ蒸着層３０との間にて、これらＩＴＯフィルム４０とＡｌ蒸着層３０とにそれぞれ接着された絶縁性フィルム３によって外気に触れることがなく、特性が劣化してしまうことがなくなる。

これにより、図１に示した太陽電池パネル１をはさみやカッターナイフ等で任意の形状に切断した場合であっても、太陽電池パネルとしての機能を維持することができる。ただし、太陽電池パネル１を切断する際、ＩＴＯフィルム４０及びＡｌ蒸着層３０のうち配線７０ａ，７０ｂに接続された部分を切断してしまうと、バルクへテロ接合膜５０の自己発電によってＩＴＯフィルム４０とＡｌ蒸着層３０との間に生じた電位差が配線７０ａ，７０ｂを介して外部に取り出されなくなってしまうため、切断する任意の形状には、ＩＴＯフィルム４０及びＡｌ蒸着層３０のうち配線７０ａ，７０ｂに接続された部分を含める必要がある。

次に、図１に示した太陽電池パネル１のバス配線２を配置したことによる作用について説明する。

図１に示した太陽電池パネル１においては、上述したように、ＩＴＯフィルム４０側から太陽光等の光が照射されると、この光によってバルクへテロ膜５０が自己発電し、太陽電池部４のそれぞれにおいてＩＴＯフィルム４０とＡｌ蒸着層３０との間に電位差が生じる。この電位差は、ＩＴＯフィルム４０及びＡｌ蒸着層３０を介して配線７０ａ，７０ｂにそれぞれ伝達されるが、ＩＴＯフィルム４０側においては、ＩＴＯフィルム４０上に形成されたバス配線３を介しても配線７０ａに伝達されることになる。そのため、例えば、図３（ｃ）に示す太陽電池部４ａのＢ点にて生じた電位差は、このＢ点から配線７０ａまでの間にてＩＴＯフィルム４０のみを介して伝達される以外に、点Ｂに最も近いバス配線２までの距離ＸだけＩＴＯフィルム４０を介して伝達され、その後はバス配線２を介して配線７０ａまで伝達されることになる。これにより、ＩＴＯフィルム４０とＡｌ蒸着層３０との間にて生じた電位差が、ＩＴＯフィルム４０の抵抗値の高さによって、配線７０ａに伝達されるまでに低下してしまうことが抑制され、導電効率を向上させることができる。また、このように導電効率を向上させるために配置されたバス配線２が、絶縁性フィルム３に対向する領域に配置されているので、ＩＴＯフィルム４０側から照射された光が太陽電池部４までの間にてバス配線２によって遮られることがなく、バス配線２を配置しながらも太陽電池部４における受光面積が小さくなることがない。

なお、本形態においては、格子状の絶縁性フィルム３の格子のそれぞれの内部が、バルクへテロ接合膜５０を含む太陽電池部４となっていることにより、太陽電池部４が複数のセルに分割された形状となっているが、絶縁性フィルム３の形状は、格子状に限らず、太陽電池部４を複数のセルに分割するものであれば、円形状やその他、ハニカム形状等であってもよい。なお、この場合においても、バス配線２は、ＩＴＯフィルム４０上の絶縁性フィルム３に対向する領域に配置されることになる。

また、バス配線２は、ＩＴＯフィルム４０の絶縁性フィルム３の対向する領域の全てに配置する必要はなく、絶縁性フィルム３の対向する領域であれば任意の領域に配置することにより、上記の効果を得ることができる。

また、発電部層８０の両面にＩＴＯフィルムを積層したものであってもよい。その場合、発電部層８０の両面に積層されたＩＴＯフィルムそれぞれについて、上記同様に、絶縁性フィルム３に対向する領域にバス配線を配置することになる。

また、本形態においては、本発明の電子パネルとして、自己発電するバルクヘテロ接合膜５０を含む太陽電池部４を有してなる発電部層８０の一方の面に、ＩＴＯフィルム４０、透明粘着層２０ａ及びＰＥＴ等からなる透明な樹脂層１０ａが積層され、他方の面に、Ａｌ蒸着層３０、透明粘着層２０ｂ及びＰＥＴ等からなる樹脂層１０ｂが積層され、ＩＴＯフィルム４０側から太陽光等の光が照射されると、この光によってバルクへテロ膜５０が自己発電してＩＴＯフィルム４０とＡｌ蒸着層３０との間に電位差が生じ、この電位差がＩＴＯフィルム４０、バス配線２及びＡｌ蒸着層３０を介して配線７０ａ，７０ｂに伝達され、配線７０ａ，７０ｂから外部に取り出されるものを例に挙げて説明したが、本発明の電子パネルとしては、自己発光する自己発光部を発光／発電部として、上記同様に少なくとも一方が透明な２つの電極間に挟み込み、配線を介して２つの電極に供給された電圧によって自己発光部が発光し、その発光状態が透明な電極層を介して視認される電子表示パネルにおいても適用することができる。その場合、バス配線２が絶縁性フィルム３に対向する領域に配置されていることにより、自己発光部が発光することによって表示された情報が見にくくなってしまうことがない。

本発明の電子パネルの実施の一形態となる太陽電池パネルの一例を示す図であり、（ａ）は表面側から見た内部構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。 図１に示した太陽電池パネルの製造方法を説明するための図である。 図１に示した太陽電池パネルの作用を説明するための図であり、（ａ）は切断による作用を説明するための図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図、（ｃ）はバス配線を配置したことによる作用を説明するための図である。 一般的な太陽電池パネルの一例を示す図であり、（ａ）は表面側から見た内部構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。

符号の説明

１ 太陽電池パネル
２ バス配線
３ 絶縁性フィルム
４，４ａ 太陽電池部
１０ａ，１０ｂ 樹脂層
２０ａ，２０ｂ 透明粘着層
３０ Ａｌ蒸着層
４０ ＩＴＯフィルム
５０ バルクへテロ接合膜
６０ 粘着層
７０ａ，７０ｂ 配線
８０ 発電部層

Claims (1)

1. 少なくとも一方が透明の２つの電極層と、前記２つの電極層にそれぞれ接続された外部配線と、前記２つの電極層の間に封止された状態で挟み込まれ、前記２つの電極層に印加された電圧によって自己発光する、もしくは前記透明な電極層側から照射された光によって前記２つの電極層の間に電位差を生じさせる発光／発電部とを有し、前記２つの電極層に前記外部配線から電圧が印加されて該電圧によって前記発光／発電部が自己発光した場合に当該発光状態が前記透明な電極層を介して視認され、また、前記２つの電極層の間に生じた電位差が前記外部配線を介して取り出される電子パネルにおいて、
   前記発光／発電部は、前記２つの電極層にそれぞれ接着された絶縁性の隔離部材によって複数のセルに分割されて前記セル毎に封止され、
   前記透明な電極層上のうち前記隔離部材と対向する領域に、前記外部配線に接続されたバス配線が配置されていることを特徴とする電子パネル。

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