JP2020148645A - 光電変換装置および電子時計 - Google Patents

Abstract

【課題】光を含む電磁波の一部を通過させることができる光電変換装置を提供する。【解決手段】半導体を含み光１４を受光して光電変換する所定の厚みの光電変換部６を備え、光電変換部６には軸方向が光電変換部６の厚み方向１５となっている孔２が複数配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、光電変換装置および電子時計に関するものである。

腕に装着される電子時計が広く使用されている。電子時計の中には時針分針を用いて時刻を表示するアナログ方式がある。他にも液晶表示装置やＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の表示体を用いて時刻等の情報を表示するデジタル方式がある。そして、光電変換装置としての太陽電池を備える電子時計が広く使用されている。

アナログ方式の表示とデジタル方式の表示を行い、光電変換装置を備える電子時計が特許文献１に開示されている。この光電変換装置は光を通さない。そのため、光透過性の文字板の裏面側に光電変換装置と表示体とが並べて配置されていた。

他にも、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて時刻補正を行う電子時計が特許文献２に開示されている。ＧＰＳでは人工衛星が発信する電波を受信して現在位置を検出する。電波を受信するアンテナが回路基板に配置されている。そして、光電変換装置が回路基板と対向して配置されている。光電変換装置は電波を通し難いので、アンテナと対向する場所では光電変換装置が除かれている。

特表２０１６−５１９３０２公報 特開２０１４−２４０８４５公報

特許文献１の光電変換装置は光を通し難い。このため、光電変換装置と表示体とが重ならない配置になっており、表示体の面積及び光電変換装置の面積が制約された。特許文献２の光電変換装置は電波を通し難い。このため、光電変換装置とアンテナが重ならない配置になっており、光電変換装置の面積及び形状が制約された。このように、光電変換装置は光を含む電磁波の一部を通過できないという課題があった。

本願の光電変換装置は、光を受光して光電変換する所定の厚みの光電変換部を備え、前記光電変換部は、厚み方向からの平面視において、二次元的に配置された複数の孔を有することを特徴とする。

上記の光電変換装置は、前記光電変換部を挟む第１電極及び第２電極を備え、前記孔は前記第１電極及び前記第２電極に配置されることが好ましい。

上記の光電変換装置は、前記平面視において、前記第１電極は、前記孔を囲み、前記孔の面積より広い面積の第１開口部を備え、前記第２電極は、前記孔を囲み、前記孔の面積より広い面積の第２開口部を備えることが好ましい。

上記の光電変換装置では、前記厚み方向から前記光電変換部を見たときの、前記光電変換部の面積に対する前記孔の面積の割合が２０％以上８０％以下であることが好ましい。

上記の光電変換装置は、前記平面視において前記第１電極と重なって配置された基板を備え、前記基板、前記第１電極、前記光電変換部及び前記第２電極のすべての厚みを加算した総厚が１００μｍ以上３００μｍ以下であり、前記孔は、前記基板から前記第２電極まで貫通し、前記孔の直径が１００μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。

本願の電子時計は、上記に記載の光電変換装置と、前記平面視において前記光電変換装置と重なって配置された表示体と、を備えることを特徴とする。

上記の電子時計では、前記光電変換装置は、前記孔が複数配置されている第１領域と、前記孔が配置されていない第２領域と、を備え、前記表示体は、前記平面視において前記第１領域と重なって配置されていることが好ましい。

本願の電子時計は、上記に記載の光電変換装置と、前記平面視において前記光電変換装置と重なって配置されたアンテナと、を備えることを特徴とする。

上記の電子時計では、前記光電変換装置は、前記孔が複数配置されている第１領域と、前記孔が配置されていない第２領域と、を備え、前記アンテナは、前記平面視において前記第１領域と重なって配置されていることが好ましい。

第１の実施形態にかかわる光電変換装置の構造を示す模式平面図。 光電変換装置の構造を示す模式側断面図。 光電変換装置が光を通過する機能を説明するための模式図。 光電変換装置が電波を通過する機能を説明するための模式図。 第１電極を基板側から見た要部模式平面図。 第２電極を第２保護フィルム側から見た要部模式平面図。 第１電極、光電変換部及び第２電極の構造を説明するための要部模式側断面図。 光電変換装置の製造方法を説明するための模式図。 光電変換装置の製造方法を説明するための模式図。 光電変換装置の製造方法を説明するための模式図。 光電変換装置の製造方法を説明するための模式図。 光電変換装置の製造方法を説明するための模式図。 第２の実施形態にかかわる光電変換装置の構造を示す模式平面図。 光電変換装置の構造を示す模式側面図。 正電極及び負電極の配置を説明するための模式平面図。 光電変換装置の製造方法を説明するための模式図。 光電変換装置の製造方法を説明するための模式図。 第３の実施形態にかかわる電子時計の構造を示す模式平面図。 電子時計の構造を示す模式側断面図。 第４の実施形態にかかわる光電変換装置の構造を示す模式平面図。 電子時計の構造を示す模式平面図。 電子時計の構造を示す模式側断面図。 第５の実施形態にかかわる光電変換装置の構造を示す模式平面図。 電子時計の構造を示す模式平面図。 電子時計の構造を示す模式側断面図。

以下、実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。

（第１の実施形態）
本実施形態では、光電変換装置の特徴的な例について、図に従って説明する。第１の実施形態にかかわる光電変換装置について図１〜図１２に従って説明する。図１は、光電変換装置の構造を示す模式平面図である。図２は、光電変換装置の構造を示す模式側断面図である。図１に示すように、光電変換装置１は円形の平板状になっている。尚、光電変換装置１の平面形状は特に限定されず四角形、多角形、楕円形等でも良い。光電変換装置１の厚み方向から見たとき、光電変換装置１を貫通する孔２が多数配置されている。この孔２は交差する２方向に配置されている。

図２に示すように、光電変換装置１は第１保護フィルム３、基板４、第１電極５、光電変換部６、第２電極７、第２保護フィルム８がこの順に重ねて配置されている。第１保護フィルム３及び第２保護フィルム８は高分子を原料とした薄い膜状の物である。第１保護フィルム３及び第２保護フィルム８は光電変換装置１を保護するためのフィルムである。光電変換装置１が所定の装置に傷つけることなく設置されるときには第１保護フィルム３及び第２保護フィルム８を省略しても良い。尚、フィルムはシート、膜、メンブレン、箔ともいう。

基板４はプラスチックフィルム、金属板、ガラス板等の各種の材質を用いることができる。プラスチックフィルムとしては、耐熱性が必要であるため、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、アクリル、ポリカーボネート、シクロオレフィン系ポリマー、ポリアミド等が利用可能である。本実施形態では、例えば、基板４にプラスチックフィルムを用いている。厚み方向１５からみた平面視において基板４は第１電極５と重ねて配置されている。

第１電極５及び第２電極７は導電性のある膜である。第１電極５及び第２電極７は透明でも良く非透明でもよい。より好ましくは第２電極７は透明がよい。第１電極５及び第２電極７には各種の金属材料を用いることができる。本実施形態では、例えば、第１電極５にアルミニウムを用いている。第２電極７にＩＴＯを用いている。第１電極５及び第２電極７は光電変換部６を挟むように配置されている。

第１電極５は反射率の高い材質が好ましい。第１電極５の材料としては、反射率の高いアルミニウム、銀、ニッケル、クロム、チタン、白金、金、等が可能である。特に、アルミニウムや銀等の導電率と反射率のどちらの性能も高いものが好ましい。

光電変換部６はアモルファスシリコンにより構成されている。光電変換部６には第１電極５上にｎ型半導体１１、ｉ型半導体１２、ｐ型半導体１３が重ねて配置されている。そして、ｐ型半導体１３及びｎ型半導体１１がｉ型半導体１２を挟んでいる。光１４はｐ型半導体１３側から照射される。光電変換部６はフォトダイオードの構造になっている。

光電変換部６に光１４が照射されるとき、光電変換部６内では光を吸収して電子が励起して自由正孔と自由電子とが生成される。自由正孔は原子から離れて移動可能になった正孔であり、自由電子は原子から離れて移動可能になった電子である。そして、自由正孔と自由電子とが半導体基板内を拡散する。ｐ型半導体１３とｉ型半導体１２の間に空乏層が形成される。

空乏層には内蔵電界が形成される。正孔、電子が空乏層に到達すると、電界に沿って正孔、電子が移動する。第２電極７に接近する正孔は第２電極７に向かって流れ、第２電極７は正側の電極になる。第１電極５に接近する電子は第１電極５に向かって流れ、第１電極５は負側の電極になる。

このように、光電変換部６は半導体を含み光を受光して光電変換する。光電変換部６は所定の厚みを有する。ｐ型半導体１３からｎ型半導体１１に向かう方向を光電変換部６の厚み方向１５とする。光電変換部６の厚み方向１５は図中上下方向になっている。光電変換部６は軸方向が光電変換部６の厚み方向１５からの平面視において二次元に配置された複数の孔２を有する。尚、孔２の周期にはばらつきがあっても良い。厚み方向１５から光電変換部６を見たときの、光電変換部６の面積に対する孔２の面積の割合が２０％以上８０％以下になっている。厚み方向１５から光電変換部６を見たときの、光電変換部６の面積に対する孔２の面積の割合を開口率とする。孔２の個数が多くなると開口率が大きくなり、孔２の個数が小さくなると開口率が小さくなる。孔２の穴径１７が大きくなると開口率が大きくなり、孔２の穴径１７が小さくなると開口率が小さくなる。光電変換部６は孔２の個数と穴径１７が調整されている。さらに、孔２は第１電極５、第２電極７、第１保護フィルム３及び第２保護フィルム８にも配置されている。

基板４、第１電極５、光電変換部６及び第２電極７の厚みを加算した総厚を第１厚み１６とする。第１厚み１６は１００μｍ以上３００μｍ以下になっている。孔２は基板４から第２電極７まで貫通し、孔２の直径を示す穴径１７は１００μｍ以上３００μｍ以下になっている。

図３は、光電変換装置が光を通過する機能を説明するための模式図である。図３に示すように、光電変換装置１と対向して表示体１８が配置されている。表示体１８は文字や図形を表示する装置である。表示体１８はＯＬＥＤ、液晶表示装置等を用いることができる。

光電変換装置１には交差する２方向に孔２が配置され、光電変換部６の開口率は２０％以上８０％以下になっている。このため、光電変換装置１を照射する光１４の一部は孔２を通過して表示体１８を照射する。そして、表示体１８で反射した光１４は孔２を通過する。従って、人が厚み方向１５の反対側から表示体１８を見たとき、表示体１８に表示された文字や図形を見ることが可能になっている。尚、可視光は周波数がおよそ４００ＴＨｚ〜７５０ＴＨｚの電磁波である。従って、可視光は電磁波に含まれている。

表示体１８がＯＬＥＤのときには、表示体１８から光１４が発せられる。そして、光１４は孔２を通過して厚み方向１５の反対側に進行する。従って、表示体１８が液晶表示装置のときに比べて人は明るい表示を見ることができる。尚、光源を備える液晶表示体であれば同様に明るい表示を見ることができる。

図４は、光電変換装置が電波を通過する機能を説明するための模式図である。図４に示すように、光電変換装置１と対向してアンテナ２１が配置されている。アンテナ２１は電磁波としての電波２２を受信する装置である。電波２２は周波数が３ＴＨｚ以下の電磁波である。従って、電波２２は電磁波に含まれる。アンテナ２１は平面状のパッチアンテナである。

光電変換装置１には交差する２方向に孔２が配置され、光電変換部６の開口率は２０％以上８０％以下になっている。このため、光電変換装置１を照射する電波２２の一部は孔２を通過してアンテナ２１に到達する。従って、アンテナ２１は電波２２を受信することができる。

光電変換装置１には孔２が周期的に配置されている。孔２を周期的に配置すると、電磁波が光電変換装置１を均一に透過し、表示体１８が均一に視認されたり、アンテナ２１が安定して電波を受信することが可能となったりする。また、孔２は非周期的に配置されていても良い。この場合、干渉縞が生じることを抑制できる。

光電変換部６の開口率は２０％以上８０％以下である。光電変換部６の開口率が８０％より大きいとき、光電変換部６の光起電力が小さくなる。光電変換部６の開口率が２０％以上８０％以下であるとき、孔２を通過する光１４や電波２２が光電変換部６を通過するので、光電変換部６は光起電力を確保することができる。

基板４〜第２電極７の厚みである第１厚み１６は１００μｍ以上３００μｍ以下である。このとき、基板４〜第２電極７の孔２の長さは１００μｍ以上３００μｍ以下である。そして、孔２は基板４から第２電極７まで貫通する。孔２の直径を示す穴径１７は１００μｍ以上３００μｍ以下になっている。

孔２の長さが１００μｍ以上３００μｍ以下であって、穴径１７が１００μｍより短いとき、孔２の軸方向に対して斜めに進行する光１４や電波２２は孔２の側面を照射する。このとき、光１４や電波２２を含む電磁波は減衰するので、孔２を通過する光１４や電波２２を含む電磁波の強度が低下する。また、穴径１７が３００μｍより大きいとき、光電変換部６の開口率が大きくなるので光起電力が小さくなる。穴径１７を１００μｍ以上３００μｍ以下にすることにより、光起電力を確保し孔２を通過する光１４や電波２２を含む電磁波が光電変換部６を通過する強度を確保することができる。

図５は第１電極を基板側から見た要部模式平面図である。図６は第２電極を第２保護フィルム側から見た要部模式平面図である。図７は第１電極、光電変換部及び第２電極の構造を説明するための要部模式側断面図である。図５に示すように、第１電極５には第１開口部２３が配置されている。そして、第１開口部２３の内側に孔２が配置されている。このとき、第１電極５は孔２を囲んで配置されている。そして、第１開口部２３は孔２より大きくなっている。つまり、厚み方向１５から見た平面視において第１電極５は孔２を囲み孔２の面積より広い面積の第１開口部２３を備えている。

図６に示すように、第２電極７には第２開口部２４が配置されている。そして、第２開口部２４の内側に孔２が配置されている。このとき、第２電極７は孔２を囲んで配置されている。そして、第２開口部２４は孔２より大きくなっている。つまり、厚み方向１５から見た平面視において第２電極７は孔２を囲み孔２の面積より広い面積の第２開口部２４を備えている。図７に示すように、第１開口部２３の直径及び第２開口部２４の直径は孔２の直径より大きい。従って、孔２を形成するときに、第１電極５及び第２電極７の材料が孔２の内部に飛散することを抑制することができる。第１電極５及び第２電極７の材料は導電性があるので、第１電極５及び第２電極７の材料が孔２の内部に飛散すると第１電極５と第２電極７との間でショートや電流のリークが生じる。本実施形態の構成では第１電極５及び第２電極７の材料が孔２の内部に飛散することが抑制されているため、第１電極５と第２電極７との間のショートや電流のリークを抑制することができる。

次に、光電変換装置１の製造方法について説明する。図８〜図１２は光電変換装置の製造方法を説明するための模式図である。図８に示すように、基板４の上に第１電極５を形成する。基板４上にスパッタリング法を用いてチタンやクロムの膜を形成する。次に、チタンやクロムの膜の上にスパッタリング法を用いてアルミニウムの膜を形成する。チタンやクロムの膜の上にアルミニウムを形成することによりアルミニウムの密着性が良くなる。

第１電極５を形成する際はマスクパターン化法を用いても良く、フォトリソグラフィ法及びエッチング法を用いてパターニングしても良い。マスクパターン化法では第１電極５の形状に開口が形成された金属マスクを基板４に配置してスパッタリング法にて成膜する。

フォトリソグラフィ法及びエッチング法を用いてパターニングするときには、まず、基板４にレジスト膜を成膜する。スピンコート法やスプレーコート法等を用いて感光性の樹脂を溶解した樹脂溶液を塗布する。次に、樹脂溶液を乾燥させて樹脂膜を形成する。次に、フォトリソグラフィ技術を用いてレジスト膜を露光する。そして、レジスト膜を現像する。レジスト膜をマスクにして、アルミニウムの膜にエッチングを施す。エッチングはドライエッチングでも良くウエットエッチングを採用しても良い。最後に、レジスト膜を除去する。以上の工程により第１開口部２３が形成される。以下の工程においてもレジスト膜を露光するときにはフォトリソグラフィ技術を用いることとする。従って、露光工程においてフォトリソグラフィ技術を用いる記載を省略する。

次に、図９に示すように、第１電極５上に光電変換部６を形成する。光電変換部６は第１電極５側からｎ型半導体１１、ｉ型半導体１２及びｐ型半導体１３がこの順に積層される。ｎ型半導体１１、ｉ型半導体１２及びｐ型半導体１３はアモルファスシリコンの膜である。アモルファスシリコンの膜はシランガス及びドーピングガスをプラズマＣＶＤ法にて堆積させて形成する。このガスはシランガスが占める比率が大きいガスである。

ｎ型半導体１１を形成するときのドーピングガスにはボロンまたはインジュームが含まれる。ｐ型半導体１３を形成するときのドーピングガスにはリン、砒素、アンチモンまたはビスマスが含まれる。ｉ型半導体１２を形成するときにはドーピングガスを使用しない。

図１０に示すように、次に、光電変換部６の上に第２電極７を形成する。第２電極７にはスパッタ法を用いてＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）の膜が形成される。さらに、マスクパターン化法、または、フォトリソグラフィ法及びエッチング法を用いて第２開口部２４が形成される。

図１１に示すように、次に、第２電極７に重ねて第２保護フィルム８を形成し、基板４に重ねて第１保護フィルム３を形成する。第１保護フィルム３及び第２保護フィルム８は透明な樹脂をスクリーン印刷等で塗布して乾燥することにより形成される。

図１２に示すように、次に、孔２を形成する。孔２は各層が積層された基板４にレーザー光２６を照射して形成する。基板４の第１保護フィルム３側の面を粘着テープ２７に貼り付ける。粘着テープの外周部にダイシングリング２８を貼り付けることにより基板４を支持し易くなる。粘着テープ２７はレーザー光２６を透過する材質で形成されているので孔が形成されないようになっている。

次に、レーザー加工装置を用意する。レーザー加工装置はレーザー光源、ＸＹテーブル及び制御装置等を備えている。制御装置はＸＹテーブルの移動やレーザー光源の射出を制御する。レーザー光源は基板４に孔２をあけるレーザー光２６を射出可能であれば良く特に限定されない。本実施形態では、例えば、レーザー光源にＹＡＧレーザー（Ｙｔｔｒｉｕｍ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｇａｒｎｅｔ）を用いている。レーザー光源は基板４に３５５ｎｍの波長のレーザー光２６を射出する。レーザー光源にはレーザー光２６を集光する光学系を備えている。そして、制御装置はレーザー光２６を集光する場所を制御する。

基板４を図示しないＸＹテーブルに設置する。そして、予め設定された場所にレーザー光を照射するように制御装置はＸＹテーブルを制御する。レーザー光２６を照射する場所は孔２を形成する場所になっている。そして、レーザー加工装置は所定の場所にレーザー光２６を照射して孔２を形成する。

第１開口部２３及び第２開口部２４の直径は孔２の直径より大きくなっている。このため、第１開口部２３または第２開口部２４にはレーザー光２６が照射されない。従って、第１開口部２３または第２開口部２４に含まれる導電性の材質が孔２の内部に飛散することが抑制される。

必要に応じて、第１電極５及び第２電極７に図示しない配線や配線基板を実装しても良い。配線や配線基板と第１電極５及び第２電極７とはワイヤーボンディングや導電性接着剤を用いて電気的に接続されることができる。以上の工程により光電変換装置１が完成する。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、光電変換装置１は光１４を受光して光電変換する光電変換部６を備えている。光電変換部６は光１４が照射されたときに生じる光起電力を利用して光電変換する。この光電変換部６の内部では電子や正孔が移動可能になっているので、光１４を含む電磁波を通し難くなっている。

光電変換部６は所定の厚みを有している。そして、光電変換部６は光電変換部６の厚み方向からの平面視において二次元に配置された複数の孔２を有する。光１４を含む電磁波は二次元に配置されている孔２を通過する。従って、光電変換装置１は光１４を含む電磁波の一部を通過させることができる。

（２）本実施形態によれば、光電変換装置１は光電変換部６を挟む第１電極５及び第２電極７を備えている。つまり、光電変換部６の一方の面に第１電極５が配置され、他方の面に第２電極７が配置されている。そして、第１電極５及び第２電極７に孔２が形成されている。この構造は光電変換部６の一方の面に第１電極５及び第２電極７を配置するバックコンタクト構造に比べて、電極配置の自由度が高いため孔２を均等に配置することができる。すなわち、電磁波を均等に透過させることができる。また、第１電極５の面積及び第２電極７の面積を広くすることができ、光電変換の効率を高くすることができる。

そして、孔２は光電変換部６、第１電極５及び第２電極７に配置される。第１電極５の面積及び第２電極７の面積を広くできる為、第１電極５及び第２電極７に孔２を複数配置しても光電変換装置１は第１電極５の面積及び第２電極７の面積を確保することができ、光電変換の効率を高くすることができる。

（第２の実施形態）
次に、光電変換装置の一実施形態について図１３〜図１７を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、光電変換部に単結晶シリコン等の半導体基板を用いる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。

図１３は、光電変換装置の構造を示す模式平面図である。図１４は、光電変換装置の構造を示す模式側面図である。すなわち、本実施形態では、図１３に示すように、光電変換装置３１は円形の平板状になっている。尚、光電変換装置３１の平面形状は特に限定されず四角形、多角形、楕円形等でも良い。光電変換装置３１の厚み方向から見たときの平面視において、光電変換装置３１を貫通する孔３２が複数配置されている。この孔３２は二次元的に配置されている。

図１４に示すように、光電変換装置３１は配線基板３３と光電変換部３４とが導電接続部３５により連結されている。配線基板３３は絶縁基板３６を備える。絶縁基板３６上には第１基板配線３７及び第２基板配線３８が配置されている。第１基板配線３７及び第２基板配線３８の上には第１基板配線３７及び第２基板配線３８の一部を覆う基板絶縁膜４１が配置されている。

光電変換部３４は半導体基板４２を備えている。半導体基板４２は単結晶シリコンにより構成されている。半導体基板４２において配線基板３３が配置される側の面を第２面４２ａとする。半導体基板４２において第２面４２ａと反対側の面を第１面４２ｂとする。第１面４２ｂは光１４が照射される側の面である。

半導体基板４２の第１面４２ｂには、凹凸形状のテクスチャー４３が形成されている。テクスチャー４３は多数の略ピラミッド状の突起で構成される。テクスチャー４３は光１４の反射損失を低減し、半導体基板４２内に侵入する光量を大きくする。

半導体基板４２ではテクスチャー４３が形成された面に反射防止膜４４が形成されている。この反射防止膜４４は光の反射を防止する機能と保護膜の機能とを有している。反射防止膜４４の構成材料にシリコン窒化物やシリコン酸化物が用いられている。

半導体基板４２の第２面４２ａには第１絶縁膜４５が配置されている。第１絶縁膜４５の材質は二酸化シリコン膜である。

第２面４２ａには第１絶縁膜４５に重ねて正電極４６と負電極４７とが並べて配置されている。正電極４６と対向する場所の第１絶縁膜４５には所定の箇所に第２開口４５ａが配置され、この第２開口４５ａでは正電極４６が半導体基板４２と接触している。正電極４６が配置された場所では第２面４２ａ側の半導体基板４２にｐ＋不純物領域４８が形成されている。ｐ＋不純物領域４８には半導体基板４２にボロン等の第ＩＩＩ族の元素が注入されており、ｐ＋不純物領域４８はｐ＋型の半導体になっている。

負電極４７と対向する場所の第１絶縁膜４５にも所定の箇所に第３開口４５ｂが配置され、この第３開口４５ｂでは負電極４７が半導体基板４２と接触している。負電極４７が配置された場所では第２面４２ａ側の半導体基板４２にｎ＋不純物領域５１が形成されている。ｎ＋不純物領域５１には半導体基板４２にリンやひ素等のＶ族の元素が注入されており、ｎ＋不純物領域５１はｎ＋型の半導体になっている。半導体基板４２においてｐ＋不純物領域４８及びｎ＋不純物領域５１以外の領域はｎ−型の半導体になっている。

半導体基板４２には正電極４６と対向する場所にｐ＋不純物領域４８が配置されている。ｐ＋不純物領域４８は正電極４６に沿って並べて配置されている。同様に、半導体基板４２には負電極４７と対向する場所にｎ＋不純物領域５１が配置されている。ｎ＋不純物領域５１は負電極４７に沿って並べて配置されている。そして、ｐ＋不純物領域４８とｎ＋不純物領域５１とは間隔をあけて配置され、ダイオードを形成している。

正電極４６及び負電極４７の配線基板３３側には正電極４６及び負電極４７の一部を覆って第２絶縁膜５２が配置されている。第２絶縁膜５２の材質はシリコン窒化膜である。正電極４６及び負電極４７の材質はアルミニウムである。

半導体基板４２に光１４が照射されるとき、半導体基板４２内では光を吸収して電子が励起して自由正孔と自由電子とが生成される。自由正孔は原子から離れて移動可能になった正孔であり、自由電子は原子から離れて移動可能になった電子である。そして、自由正孔と自由電子とが半導体基板内を拡散する。ｐ＋不純物領域４８とｎ＋不純物領域５１の間に空乏層が形成される。

空乏層には内蔵電界が形成される。正孔、電子が空乏層に到達すると、電界に沿って正孔、電子が移動する。正電極４６に接近する正孔は正電極４６に向かって流れ、正電極４６は正側の電極になる。負電極４７に接近する電子は負電極４７に向かって流れ、負電極４７は負側の電極になる。このように、光電変換部３４は光１４を受光して光電変換する。

光電変換部３４は所定の厚みを有し、孔３２の軸方向が光電変換部３４の厚み方向１５となっている。絶縁基板３６〜反射防止膜４４の距離を第２厚み５３とする。第２厚み５３は２００μｍ以上５００μｍ以下になっている。孔３２は絶縁基板３６から反射防止膜４４まで貫通し、孔３２の直径を示す穴径５４は２００μｍ以上５００μｍ以下になっている。孔３２による光電変換部３４の開口率は２０％以上８０％以下になっている。

図１５は正電極及び負電極の配置を説明するための模式平面図である。正電極４６及び負電極４７が配置された半導体基板４２を配線基板３３側から見た図である。図１５は第２絶縁膜５２が省略された図になっている。図１５に示すように、正電極４６及び負電極４７が孔３２を迂回して配置されている。従って、孔３２を形成するときに、正電極４６及び負電極４７が損傷をうけることを抑制することができる。

次に、光電変換装置３１の製造方法を説明する。図１６及び図１７は光電変換装置の製造方法を説明するための模式図である。図１６において、ダイオードを形成する。半導体基板４２上に酸化シリコン膜を成膜して第１絶縁膜４５とする。酸化シリコン膜は蒸着法、スパッタ法またはＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて成膜される。

次に、ｐ＋不純物領域４８を形成する。半導体基板４２の第２面４２ａ側にレジスト膜を成膜する。次に、露光と現像とを行い所定の形状のレジスト膜を形成する。レジスト膜にはｐ＋不純物領域４８の形状の開口が形成される。このレジスト膜をイオン注入マスクとして用いる。

次に、半導体基板４２に対してホウ素をイオン注入する。続いて、レジスト膜を剥離する。レジスト膜の剥離では酸素プラズマアッシングでアッシングした後で、さらに、有機剥離液や硫酸を用いてレジスト膜の残渣を除去する。

次に、ｎ＋不純物領域５１を形成する。半導体基板４２の第２面４２ａ側にレジスト膜を成膜する。次に、レジスト膜を露光して現像する。レジスト膜にはｎ＋不純物領域５１の形状の開口が形成される。このレジスト膜をエッチングマスクとして用いる。次に、半導体基板４２に対してリンをイオン注入する。続いて、レジスト膜を剥離する。

次に、半導体基板４２を加熱して注入したホウ素及びリンをシリコンと置換させる。シリコンとリン、ホウ素は価数が違うので、余分な電子もしくは正孔濃度が増える。そして、ホウ素及びリンが配置されたシリコンの結晶では電気的性質が半導体から金属の近くまで変化する。このように、ｐ＋不純物領域４８及びｎ＋不純物領域５１が形成される。

次に、第１絶縁膜４５に第２開口４５ａ及び第３開口４５ｂを形成する。そのため、半導体基板４２の第２面４２ａ側にレジスト膜を成膜する。次に、レジスト膜を露光して現像する。現像されたレジスト膜には第１絶縁膜４５に形成される第２開口４５ａ及び第３開口４５ｂの形状の開口が形成される。このレジスト膜をエッチングマスクとして用いる。次に、半導体基板４２に酸素プラズマを照射し、さらに、半導体基板４２をバッファードフッ酸に浸漬して第２開口４５ａ及び第３開口４５ｂを形成する。続いてレジスト膜を剥離する。

次に、第１絶縁膜４５上に正電極４６、負電極４７を形成する。正電極４６、負電極４７は第１層と第２層との２層構造になっている。第１層の材質はアルミニウム−シリコン合金である。第２層の材質はチタンナイトライドである。第１絶縁膜４５上に第１層がスパッタ法にて成膜される。次に、第１層の上に第２層がスパッタ法にて成膜される。

次に、半導体基板４２の第２面４２ａ側にレジスト膜を成膜する。次に、レジスト膜を露光して現像する。現像されたレジスト膜には正電極４６、負電極４７の形状が形成される。このレジスト膜をエッチングマスクとして用いる。次に、半導体基板４２をエッチング液に浸漬して２層に成膜した金属膜を正電極４６及び負電極４７の形状にする。続いてレジスト膜を剥離する。その結果、第１絶縁膜４５上に正電極４６及び負電極４７が形成される。

次に、第１絶縁膜４５、正電極４６及び負電極４７に重ねて第２絶縁膜５２を形成する。第２絶縁膜５２はシリコン窒化膜である。第２絶縁膜５２はＣＶＤ法を用いて成膜する。

次に、テクスチャー４３を形成する。半導体基板４２の第２面４２ａに保護膜を成膜する。保護膜は樹脂からなる膜である。次に、グラインダーを用いて半導体基板４２を削る。

続いて、半導体基板４２の第１面４２ｂにテクスチャー４３を形成する。テクスチャー４３の形成には、例えばウエットエッチング法が用いられる。ウエットエッチング法は、たとえば、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム等のアルカリ水溶液にイソプロピルアルコールを添加し、７０℃以上８０℃以下に加熱した溶液により行われる。次に、第２面４２ａの保護膜を除去する。

次に、第１面４２ｂに反射防止膜４４を成膜する。第１面４２ｂにシリコン酸化膜とシリコン窒化膜とを交互に重ねて多層に形成する。第１面４２ｂにシリコン酸化膜とシリコン窒化膜とが交互に重ねて積層した膜が反射防止膜４４になる。

半導体基板４２をシリコンウエハーに製造したときには、この段階で小片に分割する。シリコンウエハーの第２面４２ａに溝を形成する。溝は公知のフォトグラフィー法及びエッチング法を用いて形成される。次に、シリコンウエハーを光電変換装置３１の外周に沿ってダイシングして分割する。ダイシングにはレーザーダイシング法を用いる。

次に、光電変換部３４に配線基板３３を実装する。まず、配線基板３３を用意する。配線基板３３ではポリイミドにて形成された絶縁基板３６上に第１基板配線３７及び第２基板配線３８が形成されている。第１基板配線３７及び第２基板配線３８は絶縁基板３６上に形成された銅箔をフォトリソグラフィ法及びエッチング法を用いてパターニングして形成される。

第１基板配線３７及び第２基板配線３８が形成された絶縁基板３６上に基板絶縁膜４１が配置される。エポキシ系接着剤よりなる接着層を絶縁基板３６に塗られたものに重ねて基板絶縁膜４１をラミネートし、接着層を加熱して固化することにより、基板絶縁膜４１が絶縁基板３６に接着固定されている。

接着層及び基板絶縁膜４１には正電極４６及び負電極４７と対向する場所に第１開口４１ａがあいている。第１開口４１ａでは第１基板配線３７及び第２基板配線３８が露出している。第１基板配線３７及び第２基板配線３８が露出する場所には導電接続部３５の材料である導電ペーストが設置される。導電ペーストはスクリーン印刷法等の印刷方法を用いて設置される。

続いて、光電変換部３４と配線基板３３とを重ね合わせて押圧する。導電ペーストは荷重を受けて変形し、第１基板配線３７と正電極４６との間で広がる。同様に、導電ペーストは第２基板配線３８と負電極４７との間で広がる。この状態で導電ペーストが加熱されて硬化する。

第１基板配線３７と正電極４６との間の導電ペーストが導電接続部３５になり、第２基板配線３８と負電極４７との間の導電ペーストが導電接続部３５になる。その結果、第１基板配線３７と正電極４６とが電気的及び機械的に接続する。同様に、第２基板配線３８と負電極４７とが電気的及び機械的に接続する。

図１７に示すように、配線基板３３及び光電変換部３４に孔３２を形成する。まず、光電変換部３４に接合された配線基板３３を粘着テープ２７に貼り付ける。粘着テープ２７の外周部にはダイシングリング２８が貼り付けられている。ダイシングリング２８は粘着テープ２７及びそれに貼り付けた配線基板３３を支持し易くする。次に、レーザー加工装置を用いて所定の場所にレーザー光２６を照射して孔３２を形成する。以上の工程により光電変換装置３１が完成する。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、光電変換部３４は所定の厚みを有している。そして、光電変換部３４は光電変換部３４の厚み方向１５からの平面視において二次元に配置された複数の孔３２を有する。光１４を含む電磁波は二次元に配置されている孔３２を通過する。従って、光電変換装置３１は第１の実施形態で示した光電変換装置１と同様に光１４を含む電磁波の一部を通過させることができる。

（第３の実施形態）
次に、光電変換装置１または光電変換装置３１を備える電子時計の一実施形態について図１８及び図１９を用いて説明する。図１８は電子時計の構造を示す模式平面図である。図１９は電子時計の構造を示す模式側断面図である。

図１８及び図１９に示すように、電子時計５７は円筒形の外装ケース５８を備えている。外装ケース５８における円筒形の軸に沿う一端には風防６１が配置され、他端には裏蓋６２が配置されている。電子時計５７の風防６１側を表面側とし、裏蓋６２側を裏面側として説明する。

外装ケース５８及び裏蓋６２は導電性を有する。外装ケース５８には２つの開口がある。２つの開口のうち表面側の開口は風防６１で塞がれており、裏面側の開口は裏蓋６２で塞がれている。外装ケース５８の側面には、リュウズ６３及びボタン６４が設けられている。リュウズ６３及びボタン６４は指示受付部として機能する。外装ケース５８及び裏蓋６２には、ステンレス鋼、チタン合金、アルミ、真鍮等の金属材料が利用される。

風防６１の裏面側には円形で平板状の文字板６５が配置されている。風防６１と文字板６５とは離れている。文字板６５には時刻を表示するための目盛が配置されている。文字板６５は、非導電性を有し、かつ、少なくとも一部の光を透過させる透光性を有するポリカーボネート等のプラスチック材料により構成されている。文字板６５には意匠に応じて着色や凹凸等の加工が施されている。

文字板６５の平面の中心位置には指針軸６６があり、この指針軸６６には時刻を示す秒針６７、分針６８、時針７１が取り付けられている。以下、秒針６７、分針６８及び時針７１を指針と総称する。指針軸６６は、秒針６７、分針６８及び時針７１が取り付けられる３つの回転軸で構成されている。文字板６５の中心には第１貫通孔６５ａが配置されている。第１貫通孔６５ａには指針軸６６が挿入される。

文字板６５の裏面側には光電変換装置７２が配置されている。そして、光電変換装置７２は受光して発電する。光電変換装置７２には第２貫通孔７２ａが形成されている。第２貫通孔７２ａには指針軸６６が挿入される。

光電変換装置７２は、複数のソーラーセルに分割され、各セルは直列に接続されている。光電変換装置７２において、分割された各ソーラーセルの受光面積は互いに等しくなっている。そして、光電変換装置７２は各ソーラーセルが発電する電圧より高い電圧を出力する。

光電変換装置７２の裏面側には厚み方向１５からみた平面視において光電変換装置７２と重なって表示体７３が配置されている。表示体７３はＯＬＥＤ、液晶表示装置等を用いることができる。本実施形態では、例えば、表示体７３にＯＬＥＤを用いている。表示体７３が非表示のときには文字板６５が視認される。

そして、光電変換装置７２には光電変換装置１または光電変換装置３１が用いられている。詳しくは、光電変換装置７２は光電変換装置１または光電変換装置３１に第２貫通孔７２ａが形成された装置である。さらに、光電変換装置７２は光電変換装置１または光電変換装置３１が複数のソーラーセルに分割され、各セルが直列に接続された装置になっている。

表示体７３の裏面側にはムーブメント７４が収容されている。ムーブメント７４は、駆動機構７５、回路基板７６及び二次電池７７等を備える。文字板６５、光電変換装置７２、表示体７３、駆動機構７５及び回路基板７６は円筒状の支持枠８４に支持されている。

電子時計５７を装着した人の脈波成分を検出する脈波センサー７８が回路基板７６に配置されている。脈波センサー７８は検出光を射出するＬＥＤ８１（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）と人体により反射された検出光を受光するＰＤ８２（Ｐｈｏｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）と、を備えている。裏蓋６２には脈波センサー７８と対向する場所にガラス窓８３が配置されている。そして、ガラス窓８３が人体の腕に接するように電子時計５７が装着される。

ＬＥＤ８１が射出する検出光はガラス窓８３を通過して人体を照射する。検出光の一部は人体に吸収され、一部は人体で反射する。反射した検出光の光強度は人体の脈を反映する強弱を有する。人体で反射した検出光はガラス窓８３を通過してＰＤ８２を照射する。ＰＤ８２は検出光を電気信号に変換して回路基板７６に出力する。回路基板７６は電気信号を入力して人体の脈の速さを演算する。そして、回路基板７６は演算結果を表示体７３に出力する。表示体７３は脈波センサー７８が検出した脈の速さを表示する。

他にも、回路基板７６は時針７１及び分針６８が示す時刻のデータを表示体７３に出力する。表示体７３は時針７１及び分針６８が示す時刻を表示する。風防６１、文字板６５及び光電変換装置７２は光１４を通過させることができる。従って、表示体７３が表示する情報は電子時計５７の表面側から見ることができる。

回路基板７６は時刻を計測する機能、駆動機構７５、表示体７３及び光電変換装置７２を駆動する機能を備えている。駆動機構７５はステップモーター及び複数の輪列を備えている。ステップモーターは回路基板７６が備える駆動回路により駆動される。ステップモーターが１秒毎に回転する。ステップモーターのトルクは複数の輪列を介して指針軸６６に伝達される。そして、秒針６７、分針６８及び時針７１は１秒毎に所定の角度の回転を行う。

二次電池７７は光電変換装置７２が発電した電力を蓄電する。そして、二次電池７７は回路基板７６、駆動機構７５及び表示体７３に電力を供給する。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、電子時計５７は表示体７３及び光電変換装置７２を備えている。そして、表示体７３と光電変換装置７２とが厚み方向１５からみた平面視において重なって配置されている。この光電変換装置７２は発電しつつ光１４を通過させることができる。従って、電子時計５７は光電変換装置７２を通して表示体７３に表示された画面を視認させることができる。

（第４の実施形態）
次に、光電変換装置１または光電変換装置３１の変形例を備える電子時計の一実施形態について図２０〜図２２を用いて説明する。本実施形態が第３の実施形態と異なるところは、光電変換装置の一部の領域に孔２が配置されている点にある。尚、第３の実施形態と同じ点については説明を省略する。

図２０は、光電変換装置の構造を示す模式平面図である。図２０に示すように、光電変換装置８６は第１の実施形態における光電変換装置１と同じ形状である。そして、光電変換装置８６は孔２が複数配置されている第１領域８７と孔２が配置されていない第２領域８８とを備えている。図中四角形の破線に囲まれている領域が第１領域８７である。第１領域８７と光電変換装置８６の外周８６ａとの間の領域が第２領域８８である。光電変換装置８６の中心には第２貫通孔８６ｂが形成されている。第２貫通孔８６ｂには指針軸６６が挿入される。

第１領域８７における光電変換装置８６の構造は第１の実施形態の光電変換装置１と同じ構造である。第１領域８７と第２領域８８との違いは孔２の有無だけである。孔２以外では第１領域８７と第２領域８８とが同じ構造になっている。第２領域８８には孔２が配置されていないので、第１領域８７より効率良く光１４を電気に変換して発電することができる。

図２１は電子時計の構造を示す模式平面図である。図２２は電子時計の構造を示す模式側断面図である。図２１及び図２２に示すように、電子時計９１では光電変換装置８６の裏面側には平面視において第１領域８７と重なって表示体９２が配置されている。表示体９２の大きさは第３の実施形態における表示体７３より小さい。そして、表示体９２は板状の支持部９３に支持されている。表示体９２にはＯＬＥＤ、液晶表示装置等を用いることができる。本実施形態では、例えば、表示体９２にＯＬＥＤを用いている。文字板６５、光電変換装置８６、支持部９３、駆動機構７５及び回路基板７６は円筒状の支持枠９４に支持されている。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、光電変換装置８６は第１領域８７と第２領域８８とを備えている。平面視において第１領域８７は表示体９２と重なって配置されている。そして、第１領域８７は孔２が複数配置されているので、光電変換装置８６を通して表示体９２に表示された画面を視認することができる。第２領域８８は孔２が配置されていないので第１領域８７より効率良く発電できる。従って、第１領域８７と第２領域８８とに孔２が複数配置されているときに比べて光電変換装置８６は効率良く発電することができる。その結果、電子時計９１は効率良く発電する光電変換装置８６を備えることができる。

（第５の実施形態）
次に、光電変換装置１または光電変換装置３１の変形例を備える電子時計の一実施形態について図２３〜図２５を用いて説明する。本実施形態が第４の実施形態と異なるところは、電子時計が表示体９２を備えず、ＧＰＳを用いて時刻補正を行う点にある。尚、第４の実施形態と同じ点については説明を省略する。

図２３は、光電変換装置の構造を示す模式平面図である。図２３に示すように、光電変換装置９６は第４の実施形態における光電変換装置８６と同じ構造になっている。光電変換装置９６は孔２が複数配置されている第１領域９７と孔２が配置されていない第２領域９８とを備えている。図中四角形の破線に囲まれている領域が第１領域９７である。第１領域９７と光電変換装置９６の外周９６ａとの間の領域が第２領域９８である。第１領域９７と第２領域９８との違いは孔２の有無だけである。孔２以外では第１領域９７と第２領域９８とが同じ構造になっている。光電変換装置９６の中心には第２貫通孔９６ｂが形成されている。第２貫通孔９６ｂには指針軸６６が挿入される。

図２４は電子時計の構造を示す模式平面図である。図２５は電子時計の構造を示す模式側断面図である。図２４及び図２５に示すように、電子時計１００は円筒形の外装ケース５８を備えている。外装ケース５８における円筒形の軸に沿う一端には風防６１が配置され、他端には裏蓋１０１が配置されている。

風防６１の裏面側には円形で平板状の文字板６５が配置されている。文字板６５の平面中心位置には指針軸６６があり、この指針軸６６には時刻を示す秒針６７、分針６８、時針７１が取り付けられている。文字板６５の裏面側には光電変換装置９６が配置されている。そして、光電変換装置９６は受光して発電する。第２貫通孔９６ｂには指針軸６６が挿入される。

光電変換装置９６の裏面側にはムーブメント１０２が収容されている。ムーブメント１０２は、駆動機構１０３、回路基板１０４及び二次電池１０５等を備える。駆動機構１０３は第３の実施形態の駆動機構７５と同じ機能を有する。二次電池１０５は第３の実施形態の二次電池７７と同じ機能を有する。

回路基板１０４はＧＰＳを用いて時刻補正を行う機能を備えている。回路基板１０４にはアンテナとしてのパッチアンテナ１０６が配置されている。パッチアンテナ１０６は人工衛星から発信された電波を受信するための平面アンテナである。回路基板１０４においてパッチアンテナ１０６の反対側の裏面側には受信回路１０７、制御回路１０８等の各種ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）が実装されている。受信回路１０７や制御回路１０８は、シールド板１０９で囲まれている。このため、パッチアンテナ１０６が受信する電波２２が、受信回路１０７及び制御回路１０８が発生するノイズの影響を受けることを回避できる。文字板６５、光電変換装置９６、駆動機構１０３及び回路基板１０４は円筒状の支持枠１１０により支持されている。

人工衛星が発信する電波２２をパッチアンテナ１０６が受信する。パッチアンテナ１０６は受信した電波２２を電気信号に変更して受信回路１０７に出力する。受信回路１０７は電気信号から現在位置を検出する。そして、受信回路１０７は現在位置の情報を制御回路１０８に出力する。制御回路１０８は現在位置の情報を用いて時刻データを調整する。制御回路１０８は調整された時刻データに基づき駆動機構１０３を駆動して時針７１、分針６８及び秒針６７が示す時刻を修正する。

パッチアンテナ１０６は光電変換装置９６の裏面側に配置されている。このため、パッチアンテナ１０６は電子時計１００の表面側から視認されない。厚み方向１５からみた平面視において平板状のパッチアンテナ１０６と光電変換装置９６とが重なって配置されている。そして、光電変換装置９６には孔２が第１領域９７に限定して配置された光電変換装置１が用いられている。または、光電変換装置９６には孔２が第１領域９７に限定して配置された光電変換装置３１が用いられている。この光電変換装置９６は発電しつつ電波２２を通過させることができる。従って、パッチアンテナ１０６は光電変換装置９６を通して電波２２を受信することができる。

光電変換装置９６は孔２が複数配置されている第１領域９７と孔２が配置されていない第２領域９８とを備えている。そして、厚み方向１５からみた平面視においてパッチアンテナ１０６は第１領域９７と重ねて配置されている。第１領域９７は孔２が複数配置されているので、光電変換装置９６を通してパッチアンテナ１０６が電磁波を受信することができる。第２領域９８は孔２が配置されていないので第１領域９７より効率良く発電できる。従って、第１領域９７と第２領域９８とに孔２が複数配置されているときに比べて光電変換装置９６は効率良く発電することができる。その結果は、電子時計１００は効率良く発電する光電変換装置９６を備えることができる。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、第１領域９７には小さな孔２が多数配置されている。そして、第１領域９７の裏面側にパッチアンテナ１０６が配置されている。従って、表面側から文字板６５を見たときパッチアンテナ１０６がはっきりとは見えない。また、第１領域９７と第２領域９８との境も目だたないようになっている。従って、電子時計１００は意匠性のある外観にすることができる。

尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では、孔２の断面形状は円形であった。孔２の断面形状は円形以外でもよい。例えば、孔２の形状は三角形、四角形等の多角形や楕円形等の曲線を有する形状であってもよい。この場合にも、所定の開口率にすることにより、光１４を含む電磁波を通過させることができる。

（変形例２）
前記第１の実施形態では、孔２は交差する２方向に配置された。交差する２方向は直交する２方向でも良く、斜めに交差する方向でも良い。

（変形例３）
前記第４の実施形態では光電変換装置８６は第１の実施形態の光電変換装置１と同じ構造になっていた。光電変換装置８６は第２の実施形態の光電変換装置３１と同じ構造でもよい。光電変換装置３１に孔２が複数配置されている第１領域８７と孔２が配置されていない第２領域８８とを設ける。このときにも、第２領域８８は孔２が配置されていないので第１領域８７より効率良く発電できる。従って、電子時計９１は効率良く発電する光電変換装置８６を備えることができる。

（変形例４）
前記第３の実施形態〜前記第５の実施形態では光電変換装置１または光電変換装置３１が設置された電子時計の例を示した。光電変換装置１または光電変換装置３１は電子時計以外にも各種の携帯電子機器に用いることができる。例えば、表示体を備えたスマートフォン、携帯電話、電子辞書、電子計算機、録音再生装置等に光電変換装置１または光電変換装置３１を設置することができる。

以下に、実施形態から導きだされる内容を記載する。

光電変換装置は、光を受光して光電変換する所定の厚みの光電変換部を備え、前記光電変換部は、厚み方向からの平面視において、二次元的に配置された複数の孔を有することを特徴とする。

この構成によれば、光電変換装置は光を受光して光電変換する光電変換部を備えている。光電変換部は光が照射されたときに生じる光起電力を利用して光電変換する。孔の無い場所の光電変換部の内部では電子や正孔が移動可能になっているので、光を含む電磁波を通し難くなっている。

光電変換部は所定の厚みを有している。そして、光電変換部は光電変換部の厚み方向から見た平面視において二次元に配置された複数の孔を有する。光を含む電磁波は二次元に配置されている孔を通過する。従って、光電変換装置は光を含む電磁波の一部を通過させることができる。

上記の光電変換装置は、前記光電変換部を挟む第１電極及び第２電極を備え、前記孔は前記第１電極及び前記第２電極に配置されることが好ましい。

この構成によれば、光電変換装置は光電変換部を挟む第１電極及び第２電極を備えている。つまり、光電変換部の一方の面に第１電極が配置され、他方の面に第２電極が配置されている。この構造では光電変換部の一方の面に第１電極及び第２電極を配置したときに比べて、第１電極の面積及び第２電極の面積を広くすることができる。

そして、孔は光電変換部、第１電極及び第２電極に配置される。第１電極の面積及び第２電極の面積を広くできる為、第１電極及び第２電極に孔を複数配置しても光電変換装置は第１電極の面積及び第２電極の面積を確保することができる。

上記の光電変換装置では、前記平面視において、前記第１電極は、前記孔を囲み、前記孔の面積より広い面積の第１開口部を備え、前記第２電極は、前記孔を囲み、前記孔の面積より広い面積の第２開口部を備えることが好ましい。

この構成によれば、第１電極には孔を囲む第１開口部が配置されている。第２電極には孔を囲む第２開口部が配置されている。そして、光電変換部の厚み方向から見た平面視において第１開口部の面積及び第２開口部の面積は孔の面積より大きくなっている。このとき、第１開口部の直径及び第２開口部の直径は孔の直径より大きい。従って、孔を形成するときに、第１電極及び第２電極の材料が孔の内部に飛散することを抑制することができる。第１電極及び第２電極の材料は導電性があるので、第１電極及び第２電極の材料が孔の内部に飛散すると第１電極と第２電極との間でショートや電流のリークが生じる。この構成では第１電極及び第２電極の材料が孔の内部に飛散することが抑制されているため、第１電極と第２電極との間のショートや電流のリークを抑制することができる。

上記の光電変換装置では、前記厚み方向から前記光電変換部を見たときの、前記光電変換部の面積に対する前記孔の面積の割合が２０％以上８０％以下であることが好ましい。

この構成によれば、光電変換部の面積に対する前記孔の面積の割合が２０％以上８０％以下である。光電変換部の面積に対する前記孔の面積の割合を開口率とする。孔の個数が多くなると開口率が大きくなり、孔の個数が少なくなると開口率が小さくなる。孔の直径が大きくなると開口率が大きくなり、孔の直径が小さくなると開口率が小さくなる。光電変換部の開口率は２０％より小さいとき、孔を通過する光を含む電磁波の強度が小さくなる。光電変換部の開口率が８０％より大きいとき、光電変換部の光起電力が小さくなる。光電変換部の開口率が２０％以上８０％以下であるとき、孔を通過する光を含む電磁波が光電変換部を通過でき、光電変換部は光起電力を確保することができる。

上記の光電変換装置は、前記平面視において前記第１電極と重なって配置された基板を備え、前記基板、前記第１電極、前記光電変換部及び前記第２電極のすべての厚みを加算した総厚が１００μｍ以上３００μｍ以下であり、前記孔は、前記基板から前記第２電極まで貫通し、前記孔の直径が１００μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。

この構成によれば、光電変換部の厚み方向から見た平面視において第１電極と重ねて基板が配置されている。このとき、基板、第１電極、光電変換部及び第２電極が重ねて配置される。基板〜第２電極の厚みである総厚は１００μｍ以上３００μｍ以下である。このとき、孔の長さは１００μｍ以上３００μｍ以下である。そして、孔は基板から第２電極まで貫通する。孔の直径は１００μｍ以上３００μｍ以下になっている。

孔の長さが１００μｍ以上３００μｍ以下であって、孔の直径が１００μｍより短いとき、孔の軸方向に対して斜めに進行する光を含む電磁波は孔の側面を照射する。このとき、光を含む電磁波は減衰するので、孔を通過する光を含む電磁波が低下する。また、孔の直径が３００μｍより大きいとき、光電変換部の開口率が大きくなるので光起電力が小さくなる。孔の直径を１００μｍ以上３００μｍ以下にすることにより、光起電力を確保し孔を通過する光を含む電磁波が光電変換部を通過する強度を確保することができる。

電子時計は、上記に記載の光電変換装置と、前記平面視において前記光電変換装置と重なって配置された表示体と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、電子時計は表示体及び光電変換装置を備えている。そして、表示体と光電変換装置とが光電変換部の厚み方向から見た平面視において重なって配置されている。この光電変換装置は発電しつつ光を通過させることができる。従って、電子時計は光電変換装置を通して表示体に表示された画面を視認させることができる。

上記の電子時計では、前記光電変換装置は、前記孔が複数配置されている第１領域と、前記孔が配置されていない第２領域と、を備え、 前記表示体は、前記平面視において前記第１領域と重なって配置されていることが好ましい。

この構成によれば、光電変換装置は第１領域と第２領域とを備えている。平面視において第１領域は表示体と重なって配置されている。そして、第１領域は孔が配置されているので、光電変換装置を通して表示体に表示された画面を視認することができる。第２領域は孔が配置されていないので第１領域より効率良く発電できる。従って、第１領域と第２領域とに孔が複数配置されているときに比べて光電変換装置は効率良く発電することができる。その結果、電子時計は効率良く発電する光電変換装置を備えることができる。

電子時計は、上記に記載の光電変換装置と、前記平面視において前記光電変換装置と重なって配置されたアンテナと、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、電子時計は平板状のアンテナ及び光電変換装置を備えている。そして、平板状のアンテナと光電変換装置とが光電変換部の厚み方向から見た平面視において重なって配置されている。この光電変換装置は発電しつつ電磁波を通過させることができる。従って、電子時計のアンテナは光電変換装置を通して電磁波を受信することができる。

上記の電子時計では、前記光電変換装置は、前記孔が複数配置されている第１領域と、前記孔が配置されていない第２領域と、を備え、前記アンテナは、前記平面視において前記第１領域と重なって配置されていることが好ましい。

この構成によれば、光電変換装置は第１領域と第２領域とを備えている。光電変換部の厚み方向から見た平面視において第１領域はアンテナと重なって配置されている。そして、第１領域は孔が配置されているので、光電変換装置を通してアンテナが電磁波を受信することができる。第２領域は孔が配置されていないので第１領域より効率良く発電できる。従って、第１領域と第２領域とに孔が複数配置されているときに比べて光電変換装置は効率良く発電することができる。その結果は、電子時計は効率良く発電する光電変換装置を備えることができる。

１，３１，７２，８６，９６…光電変換装置、２，３２…孔、４…基板、５…第１電極、６，３４…光電変換部、７…第２電極、１４…光、１５…厚み方向、２３…第１開口部、２４…第２開口部、５７，９１，１００…電子時計、７３，９２…表示体、８７，９７…第１領域、８８，９８…第２領域、１０６…アンテナとしてのパッチアンテナ。

Claims (9)

1. 光を受光して光電変換する所定の厚みの光電変換部を備え、
   前記光電変換部は、厚み方向からの平面視において、二次元的に配置された複数の孔を有することを特徴とする光電変換装置。
2. 請求項１に記載の光電変換装置であって、
   前記光電変換部を挟む第１電極及び第２電極を備え、
   前記孔は前記第１電極及び前記第２電極に配置されることを特徴とする光電変換装置。
3. 請求項２に記載の光電変換装置であって、
   前記平面視において、前記第１電極は、前記孔を囲み、前記孔の面積より広い面積の第１開口部を備え、
   前記第２電極は、前記孔を囲み、前記孔の面積より広い面積の第２開口部を備えることを特徴とする光電変換装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の光電変換装置であって、
   前記厚み方向から前記光電変換部を見たときの、前記光電変換部の面積に対する前記孔の面積の割合が２０％以上８０％以下であることを特徴とする光電変換装置。
5. 請求項２〜４のいずれか一項に記載の光電変換装置であって、
   前記平面視において前記第１電極と重なって配置された基板を備え、
   前記基板、前記第１電極、前記光電変換部及び前記第２電極のすべての厚みを加算した総厚が１００μｍ以上３００μｍ以下であり、
   前記孔は、前記基板から前記第２電極まで貫通し、前記孔の直径が１００μｍ以上３００μｍ以下であることを特徴とする光電変換装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の光電変換装置と、
   前記平面視において前記光電変換装置と重なって配置された表示体と、を備えることを特徴とする電子時計。
7. 請求項６に記載の電子時計であって、
   前記光電変換装置は、前記孔が複数配置されている第１領域と、前記孔が配置されていない第２領域と、を備え、
   前記表示体は、前記平面視において前記第１領域と重なって配置されていることを特徴とする電子時計。
8. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の光電変換装置と、
   前記平面視において前記光電変換装置と重なって配置されたアンテナと、を備えることを特徴とする電子時計。
9. 請求項８に記載の電子時計であって、
   前記光電変換装置は、前記孔が複数配置されている第１領域と、前記孔が配置されていない第２領域と、を備え、
   前記アンテナは、前記平面視において前記第１領域と重なって配置されていることを特徴とする電子時計。

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