JPWO2013076794A1 - 半導体機能素子付き繊維構造体とその製造方法 - Google Patents

Abstract

半導体機能素子付き繊維構造体(1)は、複数の糸で構成された繊維構造体であって複数の半導体機能素子(5)が組み込まれ、複数の糸は、複数の絶縁糸(6)と複数の半導体機能素子付き機能糸(4)とを有し、半導体機能素子付き機能糸(4)は、両端に正負の電極を有する粒状の複数の半導体機能素子(5)と、これら複数の半導体機能素子(5)を並列接続する可撓性のある１対の導電線(11)とを備え、平行状態に配置された１対の導電線(11)の間に複数の半導体機能素子(5)が導電線(11)の長さ方向に設定間隔おきに配置され、複数の半導体機能素子(5)の正電極が一方の導電線に電気的に接続されると共に複数の半導体機能素子(5)の負電極が他方の導電線に電気的に接続されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は半導体機能素子付き繊維構造体とその製造方法に関し、特に複数の絶縁糸と複数の半導体機能素子付き機能糸とから構成され且つ複数の半導体機能素子が組み込まれた半導体機能素子付き繊維構造体及びその製造方法に関する。

従来から、複数の半導体機能素子（太陽電池セル、発光ダイオード、バイパスダイオード等）を有する紐状の機能糸を縦糸又は横糸とし、複数の導電性線材や絶縁性線材を横糸又は縦糸として織り込んだ受光機能又は発光機能等を備えた種々のメッシュ状の半導体機能素子付き織網基材が提案されている。

特許文献１には、両端に正負の電極を有する複数の粒状の半導体機能素子を、１対の導電性線材の間に挟持して電気的に並列接続し、これら半導体機能素子と１対の導電性線材を可撓性のある透明合成樹脂に埋め込んだ断面円形の半導体機能素子付き機能紐が開示されている。複数の半導体機能素子付き機能紐を夫々平行に等間隔に配設し、全体を透明合成樹脂で埋設状に封止することで構成した平面型のモジュールも開示されている。

ところで、特許文献１の平面型のモジュールの場合、導電性線材の長さ方向と垂直な方向（機能紐の軸心と直交する方向）に過度な張力がかかると、導電性線材と半導体機能素子との接続部分が破損する虞がある。このため、平面型のモジュールに対して、導電性線材の長さ方向と垂直な方向に延びる複数の非導電性線材を織り込むことが望ましい。

特許文献２には、銀をガラスファイバーにコーティングした導線からなる導体を横糸とし、ガラスファイバーからなる不良導体を縦糸として平織りした網目様のガラス布（織網基材）の複数の網目に、ｐｎ接合を形成した太陽電池セルを強固に押し込み、その状態で高温加熱して電極形成と共にガラス布と太陽電池セルの電気的接続を同時に行い、その後、ガラス布の両面から樹脂フィルムでラミネーションした構造のフレキシブルな太陽電池モジュールが開示されている。

特許文献３には、平行に配置された複数の導電性線材と、これら導電性線材を固定する為の絶縁性張力線材とで製織された織網基材の複数の網目に、独立した正負のドット状電極を備えた複数の球状太陽電池セルを挿入し、太陽電池セルの正負の電極を導電性線材に半田等で電気的に接続した構造の太陽電池モジュールが開示されている。ここでも、特許文献２と同様に、予め導電性線材と絶縁性線材とで製織された織網基材を準備し、その後に、複数の太陽電池セルを組み込む方法が開示されている。

特許文献２，３において、織網基材と太陽電池セルとを電気的に接続する為に、導電性線材と絶縁性線材とで網目形成後に、導電性接着剤を介して導電性線材と太陽電池セルとを電気的に接続している。この場合、上記の導電性接着剤を溶融するために、導電性線材と半導体機能素子との接触部分に２００℃以上の高温を加えるので、導電性線材には耐熱性の高い線材が必要となり、また、この導電性線材と共に織り込まれる絶縁性線材にも耐熱性が高い線材が必要となる。従って、絶縁性線材に対して、通常の織物に使用する糸材を選択することができず、しかも、太陽電池セルの配置場所も制約を受ける為に、意匠性を発揮した織物や織網基材が製造できない問題がある。

製織時に導電性線材に高温を加える必要のない太陽電池モジュール（半導体機能素子付き織網基材）として、特許文献４，５には、複数の半導体機能素子を予め実装した機能糸を縦糸として、導電性線材又は絶縁性線材を横糸として織り込まれた電気的な織布又は織物等の織物構造体が開示されている。この特許文献４，５において、機能糸の複数の半導体機能素子と導電性線材との間は、接着剤を使用せずに物理的な接触を介して電気的に接続されている。

尚、特許文献４の機能糸は、細長い帯状の基板を有し、その基板上に複数の半導体機能素子や信号線等が配設された立体的な構造を有する。特許文献５の機能糸は、線材であるプラスチックファイバの表面にゲート電極を形成し、このゲート電極上に絶縁膜を形成し、この絶縁膜上にドレイン電極、ソース電極とｎ型半導体を夫々形成した構造を有する。

ＷＯ２００４／００１８５８号公報 特開平９−１６２４３号公報 ＷＯ２００５／０４１３１２号公報 特表２００５−５２４７８３号公報 特開２００３−１６１８４４号公報

ところで、上記の特許文献４，５のように複数の半導体機能素子を予め実装した機能糸を使用した種々の半導体機能素子付き織網基材が提案されているが、織網基材（所謂、繊維構造体、テキスタイル）のフレキシブル性や伸長特性を十分に考慮しておらず、半導体機能素子付き織網基材の製織時や加工時における半導体機能素子の破損対策が不十分である虞がある。

特許文献４の機能糸は、帯状の基板上に複数の半導体機能素子を配置した３次元的な立体構造であり、特許文献５の機能糸は、線材の表面に半導体機能素子を直接作り込む構造であるので、これら機能糸は一体的な構造且つ複雑な構造となってしまい、依って、著しく柔軟性に欠けてしまう。

従って、製織時に上記の機能糸が絶縁性線材や導電性線材と交錯して屈曲構造を形成すると、この屈曲構造による屈曲、捩れ、伸縮が機能糸の複数の半導体機能素子に直接伝達されてしまうので、これら半導体機能素子が破損する虞がある。つまり、特許文献４，５の機能糸を織網基材や生地に適用しても、通常の糸材としての機能を発揮しにくいという問題がある。加えて、これら機能糸から織網基材を製織すると、高コストとなってしまう。

また、特許文献４の機能糸は、帯状基板の表面に半導体機能素子を配置する構造上、糸の幅が広くなり、特許文献５の機能糸は、線材の表面に半導体機能素子を作り込む構造上、糸の直径が太くなるので、これら機能糸を用いて織網基材を製織しても、通気性のない織網基材になってしまう。

さらに、特許文献２，３では、予め半導体機能素子のサイズに適応したメッシュ状の織網基材を作成して、その後に、織網基材に半導体機能素子を実装していくので、上述のように耐熱性の高い絶縁性線材が必要となる上、織網基材の網目と半導体機能素子の直径との間隔を一定に維持したまま、織網基材に半導体機能素子を組み込むため、位置決めが困難である。ある程度の大きさの半導体機能素子付き織網基材を製造する為には、製造装置も大型となり、高コストとなる。

本発明の目的は、低コストで量産に適した半導体機能素子付き繊維構造体の製造方法を提供すること、可撓性と通気性のある軽量な半導体機能素子付き繊維構造体を提供すること、連続的に製造可能な半導体機能素子付き繊維構造体を提供すること、等である。

請求項１の半導体機能素子付き繊維構造体は、複数の糸で構成された繊維構造体であって複数の半導体機能素子が組み込まれた半導体機能素子付き繊維構造体において、前記複数の糸は、複数の絶縁糸と複数の半導体機能素子付き機能糸とを有し、前記半導体機能素子付き機能糸は、両端に正負の電極を有する粒状の複数の半導体機能素子と、これら複数の半導体機能素子を並列接続する可撓性のある１対の導電線とを備え、平行状態に配置された前記１対の導電線の間に前記複数の半導体機能素子が導電線の長さ方向に設定間隔おきに配置され、前記複数の半導体機能素子の正電極が一方の導電線に電気的に接続されると共に前記複数の半導体機能素子の負電極が他方の導電線に電気的に接続されたことを特徴としている。

請求項１５の絶縁糸を含む複数の縦糸と、複数の半導体機能素子を有する半導体機能素子付き機能糸を含む複数の横糸とで織られた半導体機能素子付き繊維構造体の製造方法において、定間隔おきに平行に配置した複数の縦糸を含む第１群縦糸と、この第１群縦糸と平行且つ交互に位置する複数の縦糸を含む第２群縦糸とを綜絖機構により移動させて、第１，第２群縦糸の間に隙間を形成する第１工程と、前記第１，第２群縦糸の間の隙間にシャトル機構により横糸を供給する第２工程と、前記第２工程で供給された横糸を筬機構により筬打ちする第３工程と、前記半導体機能素子付き繊維構造体を所定の長さ引き出す第４工程と、前記第１工程から第４工程を複数回繰り返す第５工程と、を備えたことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、可撓性と通気性に優れ且つ軽量な半導体機能素子付き繊維構造体を実現することができる。安価に量産可能な半導体機能素子付き繊維構造体を実現することができる。物体の表面に貼り付けるのに適した薄い半導体機能素子付き繊維構造体を実現することができる。この半導体機能素子付き繊維構造体は、可撓性、軽量、薄型、フレキシブル、シースルー、採光性がある中間材的製品であり、用途に応じて種々の製品に仕上げることが出来る。

請求項１５の発明によれば、少ない工程数で能率的に安定的に半導体機能素子付き繊維構造体を連続的に安価に量産することができる。可撓性と通気性に優れ且つ軽量な半導体機能素子付き繊維構造体を製造することができる。既存の織機を有効活用しながら、半導体素子付き繊維構造体を自動的に製造することができる。

請求項１の構成に加えて、次のような種々の構成を採用してもよい。
（ａ）前記複数の糸は、第１糸群とこの第１糸群と交差する第２糸群とを備え、前記第１糸群は複数の半導体機能素子付き機能糸を備えると共に、前記第２糸群は複数の絶縁糸を備えている。

（ｂ）前記第１糸群が複数の半導体機能素子付き機能糸で構成され、前記複数の半導体機能素子付き機能糸は、前記半導体機能素子の正負の電極を結ぶ導電方向を第２糸群の長さ方向に揃えた状態に配設されると共に隣接する半導体機能素子付き機能糸の導電線同士が電気的に接続されている。

（ｃ）前記第１糸群が複数の半導体機能素子付き機能糸と複数の絶縁糸とから構成され、前記複数の半導体機能素子付き機能糸は、前記半導体機能素子の正負の電極を結ぶ導電方向を前記第２糸群の長さ方向に揃えた状態に配設され、隣接する半導体機能素子付き機能糸の間に１又は複数の前記絶縁糸を配設する。

（ｄ）前記第１糸群は、１又は複数の第１の半導体機能素子付き機能糸と、１又は複数の第２の半導体機能素子付き機能糸とから構成され、前記第１の半導体機能素子付き機能糸の半導体機能素子が、受光機能を有する球状の半導体機能素子であり、前記第２の半導体機能素子付き機能糸の半導体機能素子が、発光機能を有する半導体機能素子である。

（ｅ）前記第２糸群は、前記第１糸群の長さ方向に接触状に隣接する第１，第２絶縁糸であって前記第１糸群の複数の半導体機能素子付き機能糸の表面と裏面とに交互に接触するジグザグ状態に織られた第１，第２絶縁糸を備えている。

（ｆ）前記半導体機能素子付き繊維構造体の少なくとも片面に、光透過性のある合成樹脂製のシート材を設けている。
（ｇ）前記シート材の合成樹脂材に、受光した光の波長を変換する波長変換材料を添加する。

（ｈ）前記半導体機能素子付き機能糸の全表面を可撓性と光透過性のある薄膜状の絶縁性保護膜で被覆され、この絶縁性保護膜は、パラキシリレン樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂のうちから選択される何れか１つの合成樹脂製の被膜からなる。

（ｉ）前記１対の導電線は、ガラス繊維、炭素繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、液晶ポリマー繊維のうちから選択される何れか１又は複数種類の繊維の束又は撚線の表面に１又は複数の金属細線をコイル状にカバーリングした導電線で構成される。
（ｊ）前記１対の導電線は、受光した光の波長を変換する波長変換材料を含む芯材の表面に１又は複数の金属細線をコイル状にカバーリングした導電線で構成される。

（ｋ）前記絶縁糸は、単芯のガラスファイバー、又は、ガラス繊維、ポリエステル繊維、ポリイミド繊維等の合成繊維、天然繊維のうちから選択される何れか１又は複数種類の繊維の束又は撚線からなる。
（ｌ）前記絶縁糸は、受光した光の波長を変換する波長変換材料を含む線材からなる。
（ｍ）前記半導体機能素子付き繊維構造体は、少なくとも下層に繊維構造体を設けた多層構造に構成されている。

請求項１５の構成に加えて、次のような種々の構成を採用してもよい。
（ｎ）前記第４工程の後、前記第５工程の前に、前記半導体機能素子付き繊維構造体の両面を可撓性と光透過性のある絶縁性保護膜で被覆する被覆工程を備える。

（ｏ）前記第４工程の後、前記第５工程の前に、前記半導体機能素子付き繊維構造体の両面に可撓性と光透過性のある合成樹脂シート材を重ねて加熱加圧する重ね合わせ工程を備える。

本発明の実施例１に係る半導体機能素子付き繊維構造体の平面図である。 半導体機能素子付き繊維構造体の要部拡大平面図である。 図２のIII- III線断面図である。 半導体機能素子付き機能糸の平面図である。 図４の部分拡大断面図である。 図４のVI-VI線断面図である。 球状太陽電池セルの断面図である。 球状バイパスダイオードの断面図である。 導電線の部分拡大斜視図である。 絶縁糸の部分拡大斜視図である。 図１の等価回路図である。 半導体機能素子付き繊維構造体の製造装置の斜視図である。 部分的変更形態にかかる半導体機能素子付き繊維構造体の要部拡大平面図である。 図１３のXIV- XIV線断面図である。 部分的変更形態にかかる半導体機能素子付き繊維構造体の製造装置の斜視図である。 実施例２に係る半導体機能素子付き繊維構造体の平面図である。 図１６のXVII-XVII線断面図である 図１６のXVIII-XVIII線断面図である 第２の半導体機能素子付き機能糸の部分拡大平面図である。 図１９のXX-XX線断面図である。 発光ダイオードの平面図である。 発光ダイオードの断面図である。 図１９の等価回路図である。 半導体機能素子付き繊維構造体の製造装置の斜視図である。 実施例３に係る半導体機能素子付き繊維構造体の平面図である。 第１の半導体機能素子付き機能糸の平面図である。 第２の半導体機能素子付き機能糸の平面図である。 実施例４に係る半導体機能素子付き繊維構造体の平面図である。 実施例５に係る半導体機能素子付き繊維構造体の平面図である。 実施例６に係る半導体機能素子付き繊維構造体の平面図である。 部分的変更形態にかかる半導体機能素子付き繊維構造体の平面図である。

以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。

図１〜図３に示すように、半導体機能素子付き繊維構造体１（以下、素子付き繊維構造体１という）は、複数の半導体機能素子付き機能糸４と複数の絶縁糸６とを有する複数の糸で構成された繊維構造体（テキスタイル）であって、複数の半導体機能素子５が組み込まれた可撓性のあるメッシュ状の繊維構造体である。複数の糸は、第１糸群２とこの第１糸群２と交差する第２糸群３とを備え、第１糸群２は、複数の横糸として後述する複数の半導体機能素子付き機能糸４（以下、機能糸４という）を備えると共に、第２糸群３は、複数の縦糸として後述する複数の絶縁糸６を備えている。これら第１糸群２の複数の機能糸４と第２糸群３の複数の絶縁糸６とで素子付き繊維構造体１が製織される。尚、図１の上下左右を上下左右として説明する。

素子付き繊維構造体１は、後述する製造装置５０及び製造方法により、長い帯状に連続的に製織することが可能な素子付き織網基材である。素子付き繊維構造体１は、機能糸４の長さや、機能糸４の半導体機能素子５の種類、組み込み数、配置パターンやサイズ等、仕様に応じて適宜設定して製造可能である。

第１糸群２の全ての糸は、横方向に延びる複数の機能糸４で構成されている。複数の機能糸４は、半導体機能素子５の正負の電極を結ぶ導電方向を第２糸群３の長さ方向に揃えた状態に配設され、隣接する機能糸４の導電線１１同士が電気的に接続されている。つまり、複数の機能糸４は、平行状態に配設されると共に縦方向に隙間を空けずに密に接触状に配設されている。

第２糸群３の全ての糸は、第１糸群２に直交するように織り込まれ且つ縦方向に延びる複数の絶縁糸６で構成されている。第２糸群３は、第１糸群２の長さ方向に接触状に隣接する第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂであって第１糸群２の複数の機能糸４の表面と裏面とに交互に接触するジグザグ状態に織られた第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂを備えている。複数の第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂは、機能糸４の長さ方向に隣接する半導体機能素子５の間に夫々配設され織り込まれている。

素子付き繊維構造体１は、複数の機能糸４に複数の絶縁糸６を織り込むことで、機能糸４の１対の導電線１１と絶縁糸６とで囲まれた複数行複数列の平面視長方形状の網目７が形成され、各網目７に半導体機能素子５が配置された構成となる。尚、絶縁糸６の配置箇所を調整することで、網目７のサイズを適宜変更することができ、網目７に配置される半導体機能素子５の数も適宜変更することができる。

次に、機能糸４について説明する。
図１〜図９に示すように、機能糸４は、粒状の複数の半導体機能素子５と、これら複数の半導体機能素子５を並列接続する可撓性のある１対の導電線１１（１１ａ，１１ｂ）とを備えている。複数の半導体機能素子５は、両端に正負の電極２５，２６を有する複数の球状太陽電池セル１３（図７参照）と、この球状太陽電池セル１３とは異なる種類の両端に正負の電極３５，３６を有する複数の球状バイパスダイオード１４（図８参照）とを含むものである。

機能糸４には、予め設定された設定数（例えば、１９個）の球状太陽電池セル１３の列の一端側に１つ又は複数のバイパスダイオード１４を配置した素子配列組５Ａが、導電線１１の長さ方向に複数組繰り返し形成されている。隣接する球状太陽電池セル１３同士間と、球状太陽電池セル１３と球状バイパスダイオード１４との間は、設定間隔（例えば、太陽電池セル１３の直径と同程度の間隔）が空けられている。機能糸４には、隣接する半導体機能素子５同士間に隙間１８が形成され、これら複数の隙間１８により通気性が向上する。尚、図４に示す機能糸４においては、全体のほんの一部の素子配列組５Ａを図示しているに過ぎない。

図４〜図６に示すように、１対の導電線１１は、所定の間隔（太陽電池セル１３の直径と同じ１．２ｍｍ程度）をあけて平行状態に配置されている。この導電線１１の間に、複数の素子配列組５Ａが導電線１１の長さ方向に直列的に配置されている。複数の球状太陽電池セル１３の負電極２６の外面と複数の球状バイパスダイオード１４の正電極３５の外面が、導電線１１ａに導電接合材１６を介して夫々電気的に接続され、複数の球状太陽電池セル１３の正電極２５の外面と複数の球状バイパスダイオード１４の負電極３６の外面が、導電線１１ｂに導電接合材１６を介し夫々電気的に接続されている。

この機能糸４は、長い糸状に連続的に製造することが可能である。半導体機能素子５の大きさ、隣接する半導体機能素子５間の間隔、素子配列組５Ａにおける球状太陽電池セル１３の数と球状バイパスダイオード１４の数、導電線１１の太さ等は、仕様に応じて適宜設定可能である。尚、隣接する半導体機能素子５間の設定間隔は、半導体機能素子５の幅の１／２倍以上且つ２倍以下の間隔であることが望ましい。この設定間隔にすることで、機能糸４の光透過性と可撓性を確保することができ、また、製織時にこの機能糸４と交差する縦糸又は横糸の配設スペースを設けることができる。

次に、球状太陽電池セル１３について説明する。
図４，図７に示すように、球状太陽電池セル１３（以下、太陽電池セル１３という）は、直径１．０ｍｍ〜２．０ｍｍ（本実施例では、直径１．２ｍｍ）程度の球状のｐ型シリコン単結晶２１を用いて製造される。このｐ型シリコン単結晶２１の表面の一部に平坦面２２が形成され、この平坦面２２とその近傍部を除く球面の大部分にｎ型不純物が拡散されてｎ型拡散層２３が形成され、ｎ型拡散層２３の表面から１μｍ程度の位置に球面状のｐｎ接合２４が形成されている。平坦面２２のｐ型表面（太陽電池セル１３の一端）に、アルミ添加の銀合金からなる正電極２５（アノード電極）がスポット状に低抵抗接続され、ｐ型シリコン単結晶２１の中心を挟んで正電極２５の反対側のｎ型表面（太陽電池セル１３の他端）に、アンチモン添加の銀合金からなる負電極２６（カソード電極）がスポット状に低抵抗接続されている。この正負の電極２５，２６以外のｐ型シリコン単結晶２１とｎ型拡散層２３の全表面に、透明なＳｉＯ_２膜からなる反射防止膜２７が形成されている。

この太陽電池セル１３は、正負の電極２５，２６を結ぶ軸線方向を除く全方向からの光を受光することができる。このため、直射光の入射方向が変動しても受光することができ、反射光も含めてあらゆる方向の光を受光することができ、太陽電池セル１３の周辺に入って来る光の利用効率を最大化できる。

次に、球状バイパスダイオード１４について説明する。
図５，図８に示すように、球状バイパスダイオード１４（以下、バイパスダイオード１４という）は、直径１．０ｍｍ〜２．０ｍｍ（本実施例では、直径１．２ｍｍ）程度の球状のｎ型シリコン単結晶３１を用いて製造される。このｎ型シリコン単結晶３１の表面の一部に平坦面３２が形成され、この平坦面３２を除くｎ型シリコン単結晶３１の表面の約半分にｐ型不純物が拡散されて、２０μｍ程度の厚さのｐ型拡散層３３が形成されている。平坦面３２のｎ型表面に、負電極３６がスポット状に低抵抗接続されている。ｐ型拡散層３３の表面の大部分にこのｐ型拡散層３３と低抵抗接触する金属被膜３７が形成されて、ｎ型シリコン単結晶３１の中心を挟んで負電極３６と反対側に位置するように、金属被膜３７の頂面に正電極３５がスポット状に低抵抗接続されている。金属被膜３７と平坦面３２以外のｎ型シリコン単結晶３１の表面が、シリコン酸化膜からなる絶縁膜３８で被覆されている。

このバイパスダイオード１４は、上述した各素子配列組５Ａにおいて、設定数（１９個）の太陽電池セル１３に対して逆並列接続されるため、複数の太陽電池セル１３に過度な逆電圧が印加された場合に電流をバイパスする機能を有し、複数の太陽電池セル１３が過熱されて破損するのを防止することができる。

尚、太陽電池セル１３とバイパスダイオード１４のサイズは、上記では直径１．２ｍｍ程度であると説明しているが、上記の機能糸４は織網構造体に適用するため、織網構造体のフレキシブル性を考慮すると、太陽電池セル１３とバイパスダイオード１４の直径は２．０ｍｍ以下のサイズに設定することが望ましい。

次に、１対の導電線１１について説明する。
図９に示すように、１対の導電線１１は、複数本のガラス繊維の束からなる芯材４１（例えば、直径０.３ｍｍ程度）の表面に、錫メッキした直径０.０５ｍｍの金属細線４２（例えば、銅の細線）を２本コイル状にカバーリングすることで構成されている。

２本の金属細線４２は、互いに交差するよう右巻きと左巻きに巻き付けられている。導電線１１は、２本の金属細線４２をコイル状に巻き付けた構造であるので、どの方向にも折曲可能で且つ折曲を繰り返しても高い耐久性を有する。２本の金属細線４２の交差構造により、互いに電気的に接触する複数の接触箇所が小間隔で形成されるため、金属細線４２の実際の長さよりも格段に短い導電経路を形成する。さらに、２本の金属細線４２のうち一方の金属細線４２が断線しても、導電線１１の導電性が確保され、機能糸４の機能が損なわれることはない。

尚、導電線１１のサイズは、上記では直径０.３ｍｍ程度であると説明しているが、機能糸４に入射される光を効率良く受光させる為に、太陽電池セル１３の直径の１／１０〜１／１程度のサイズに設定することが望ましい。また、導電線１１は、太陽電池セル１３との接触部に導電接合材を塗布して加熱硬化して太陽電池セル１３と接続される為に、１５０℃以上の耐熱性を備えていることが望ましい。さらに、導電線１１の電気抵抗での消費電力を考慮して、電気抵抗は０．００１〜２０Ω／ｍの範囲であることが望ましい。

次に、導電接合材１６について説明する。
図５，図６に示すように、導電接合材１６は、例えば、導電性エポキシ樹脂（エポキシ樹脂に銀粉を混入したもの）からなる。１対の導電線１１間に太陽電池セル１３とバイパスダイオード１４とを固定する場合、導電性エポキシ樹脂を導電線１１と太陽電池セル１３の正負の電極２５，２６又はバイパスダイオード１４の正負の電極３５，３６との接触部に塗布し、導電性エポキシ樹脂を加熱して乾燥させて硬化させて、太陽電池セル１３とバイパスダイオード１４とを１対の導電線１１に固定する。

この機能糸４によれば、光の入射方向に関係なく、光が機能糸４に入射し、この光が極性を揃えて配置された複数の太陽電池セル１３に照射されると、太陽電池セル１３に形成されたほぼ球面状のｐｎ接合２４で光が受光され、太陽電池セル１３の光起電力発生機能（受光機能）によって電気エネルギに変換される。その電気エネルギは、ｐｎ接合２４の両極に接続されて太陽電池セル１３の中心を挟んで対向する正負の電極２５，２６を介して導電線１１を通って外部へ出力される。機能糸４は、光を受光すると約０．６Ｖの出力電圧を出力する。機能糸４の出力電流の大きさは、太陽電池セル１３の数に比例する。

次に、絶縁糸６について説明する。
図１０に示すように、絶縁糸６は、複数本のポリエステル繊維の束ねた線又は縒り線（例えば、直径０．１ｍｍ程度）で構成されている。絶縁糸６に透明なポリエステル繊維を採用する場合、入射光はポリエステル繊維を通って入射側とは反対側に透過するが、同時に入射光を散乱させることができ、太陽電池セル１３の表面全体に光が回り込む確率を高めることができ、依って、太陽電池セル１３の受光効率が増して出力増加に寄与する。

ここで、素子付き繊維構造体１の直並列接続構造について説明する。
図１〜図３に示すように、複数の太陽電池セル１３は、行方向（横方向）に延びる機能糸４を単位として複数行に配列されると共に、列方向（縦方向）に隣接する機能糸４の導電線１１同士が接触している。行方向の複数の太陽電池セル１３は、１対の導電線１１を介して電気的に並列接続されると共に、列方向の複数の太陽電池セル１３は、隣接する導電線１１同士の接触を介して直列接続されている。

次に、素子付き繊維構造体１の等価回路図について説明する。
図１１は、複数行複数列のマトリックス状に配設された複数の太陽電池セル１３と複数行１列又は複数列に配設された複数のバイパスダイオード１４を有する素子付き繊維構造体１の等価回路図である。ここでは、素子付き繊維構造体１に、例えば、６行５列に配設された複数の太陽電池セル１３が組み込まれた場合を例にして説明する。

１個の太陽電池セル１３の開放電圧が例えば０．６Ｖである場合、第２糸群３の長さ方向に６個の太陽電池セル１３が直列接続されているので、３．６Ｖの電圧が発生する。１つの太陽電池セル１３により発生する電流をＩとすると、５個の太陽電池セル１３が並列接続されているので、正電極側から５Ｉの電流が外部回路へ出力される。素子付き繊維構造体１の出力電圧を上げるには、直列接続される太陽電池セル１３の数を、つまり、機能糸４の数を増やせばよい。素子付き繊維構造体１からの出力電流を上げるには、機能糸４の並列接続される太陽電池セル１３の数を増やせばよい。

この素子付き繊維構造体１は、フレキシブルであり、機能糸４の太陽電池セル１３同士間や太陽電池セル１３とバイパスダイオード１４間の隙間１８や１対の導電線１１と絶縁糸６とからなる網目７を調整することで光透過性能（光透過率）を調整することができる。多量の太陽電池セル１３を組み込んだ素子付き繊維構造体１を製作することができ、素子付き繊維構造体１の受光性能を向上させることができる。尚、太陽電池セル１３を発光ダイオードに置き換えた場合は、発光性能を向上させることができる。

次に、素子付き繊維構造体１を製造する製造装置５０について説明する。
図１２に示すように、製造装置５０は、上流側から下流側に向って材料を移動させながら、複数の絶縁糸６を縦糸とし、複数の機能糸４を横糸として素子付き繊維構造体１（素子付き織網基材）を製造することができる。製造装置５０は、最上流側の供給側案内ローラ５１と、綜絖機構５３と、シャトル機構５４と、筬機構５５と、最下流側の引き出し機構５６等を備えている。尚、複数の横糸により第１糸群２が構成され、複数の縦糸により第２糸群３が構成される。

次に、供給側案内ローラ５１について説明する。
図１２に示すように、供給側案内ローラ５１は、製造装置５０の機枠に回転可能に支持され、ローラ駆動機構（図示略）により回転駆動される。この供給側案内ローラ５１は、縦糸供給源（図示略）から供給される複数の絶縁糸６を、方向変換しつつ整列状態にして綜絖機構５３の方に案内するものである。複数の絶縁糸６は、第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂを単位として供給側案内ローラ５１にその軸方向に所定の間隔を空けて配置されている。

この供給側案内ローラ５１と下流側の綜絖機構５３との間には、案内板５２が設けられている。この案内板５２は、１対の平板部５２ａ，５２ｂと、この１対の平板部５２ａ，５２ｂ間に形成され且つ絶縁糸６と直交する方向に長く伸びる開口部５２ｃとを有する。この案内板５２は、複数の絶縁糸６を、平板部５２ａの上側を通り開口部５２ｃを挿通して平板部５２ｂの下側を通る第１群縦糸５３Ａと、平板部５２ａの下側を通り開口部５２ｃを挿通して平板部５２ｂの上側を通る第２群縦糸５３Ｂとからなる２つのグループに分けている。尚、本実施例では、複数の絶縁糸６について、複数の第１絶縁糸６ａを第１群縦糸５３Ａとし、複数の第２絶縁糸６ｂを第２群縦糸５３Ｂとしている。

次に、綜絖機構５３について説明する。
図１２に示すように、綜絖機構５３は、第１，第２綜絖部材５３ａ，５３ｂと、これら第１，第２綜絖部材５３ａ，５３ｂを相対的に上下往復移動させるための往復駆動部材５３ｃとで構成されている。この綜絖機構５３は、第１群縦糸５３Ａと第２群縦糸５３Ｂとを上下に移動させて、第１，第２群縦糸５３Ａ，５３Ｂの間（つまり、第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂの間）にシャトル部材５４ａを通過させるための隙間を形成するものである。

第１，第２綜絖部材５３ａ，５３ｂの各々は、細長い板状の上枠５３ｄと、下枠５３ｅと、これら上枠５３ｄと下枠５３ｅを結ぶ上下方向に延びる複数のヘルド５３ｆとを備えている。ヘルド５３ｆの中央部には、絶縁糸６を挿通するための糸穴５３ｇが形成されている。綜絖機構５３は、第１綜絖部材５３ａの複数のヘルド５３ｆ間に第２綜絖部材５３ｂの複数のヘルド５３ｆが位置するように第１，第２綜絖部材５３ａ，５３ｂが横方向（素子付き繊維構造体１１の幅方向）に僅かにズレた状態に構成されている。第１綜絖部材５３ａの複数の糸穴５３ｇに、第１群縦糸５３Ａの複数の第１絶縁糸６ａが夫々挿通され、第２綜絖部材５３ｂの複数の糸穴５３ｇに、第２群縦糸５３Ｂの複数の第２絶縁糸６ｂが挿通されている。尚、この綜絖機構５３において、上枠５３ｄと下枠５３ｅとに上下１対のキャリアロッドを夫々設け、このキャリアロッドによりヘルド５３ｆを支持するように構成しても良い。

往復駆動部材５３ｃは、縦糸２１と直交する方向に延びる回転軸５３ｈと、回転軸５３ｈの両端部に固着された１対のプーリ部材５３ｉと、これらプーリ部材５３ｉに係合し且つ第１、第２綜絖部材５３ａ，５３ｂの上端部に連結する１対のベルト材５３ｊと、回転軸５３ｈを往復回転させる往復回転機構（図示略）等で構成されている。往復駆動部材５３ｃの往復駆動により、第１綜絖部材５３ａと第１群縦糸５３Ａが上方に移動する時には、第２綜絖部材５３ｂと第２群縦糸５３Ｂは相対的に下方に移動し、第１綜絖部材５３ａと第１群縦糸５３Ａが下方に移動する時には、第２綜絖部材５３ｂと第２群縦糸５３Ｂは相対的に上方に移動することで、第１，第２群縦糸５３Ａ，５３Ｂの間にシャトル部材５４ａ通過用の隙間を形成する。

尚、図１２では省略するが、第１、第２綜絖部材５３ａ，５３ｂの下側において、往復駆動部材５３ｃは、前記回転軸５３ｈと同様な往復回転機構により往復回転される回転軸と、この回転軸の両端部に固着された前記１対のプーリ部材５３ｉと同様な１対のプーリ部材と、これらプーリ部材に係合し且つ第１、第２綜絖部材５３ａ，５３ｂの下端部に連結する１対のベルト材等を有している。

次に、シャトル機構５４について説明する。
図１２に示すように、シャトル機構５４は、機能糸４の先端部が引っ掛けられたシャトル部材５４ａと、このシャトル部材５４ａを左右方向へ往復駆動可能なシャトル駆動機構（図示略）と、シャトル部材５４ａに機能糸４を供給する横糸供給機構（図示略）等を備えている。

シャトル部材５４ａにより、綜絖機構５３により形成された第１，第２群縦糸５３Ａ，５３Ｂの間の楔形の隙間に機能糸４を供給する。具体的に、第１，第２群縦糸５３Ａ，５３Ｂの間の隙間に対して、図１２の右側から左側に向けてシャトル部材５４ａを移動させて、機能糸４を、半導体機能素子５の正負の電極の導電方向を絶縁糸６の長さ方向に揃えた状態に且つ第１，第２群縦糸５３Ａ，５３Ｂと直交状態になるように配線し、シャトル部材５４ａから機能糸４の先端部を取り外し、シャトル部材５４ａと反対側の機能糸４の隙間１８部分の１対の導電線１１を切断する。

次に、筬機構５５について説明する。
図１２に示すように、筬機構５５は、横方向に長い鉛直向きの板状部材５５ａと、この板状部材５５ａを所定ストロークだけ前後移動させる筬駆動機構（図示略）を有し、この板状部材５５ａには、複数の縦長のスリット５５ｂが等間隔に形成されている。筬機構５５は、シャトル機構５４で供給された機能糸４を下流側へ押圧するように筬打ちし、機能糸４を絶縁糸６に対して直交状態に整列させると共に下流側の機能糸４に密着させるものである。複数のスリット５５ｂには、１組の第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂが夫々挿通している。

次に、引き出し機構５６について説明する。
図１２に示すように、引き出し機構５６は、素子付き繊維構造体１を巻き取る巻取りローラ５６ａと、巻取りローラ５６ａの方向へ素子付き繊維構造体１を案内する案内ローラ５６ｂ等を有し、製造装置５０の最下流側に配設されている。巻取りローラ５６ａは、製造装置５０の図示外の機枠に回転駆動可能に支持され、綜絖機構５３やシャトル機構５４等の他の機構と連動して、引出し駆動機構（図示略）により、素子付き繊維構造体１を間欠的に１ピッチずつ引き出しながら巻取りローラ５６ａで巻き取る。

尚、図示は省略するが、前記の製造装置５０を制御する制御ユニットが設けられ、この制御ユニットにより、供給側案内ローラ５１、綜絖機構５３、シャトル機構５４、筬機構５５、引き出し機構５６が制御される。

次に、素子付き繊維構造体１の製造方法について説明する。
この製造方法は、図１２の製造装置５０により、第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂを含む複数の縦糸と、複数の半導体機能素子５（太陽電池セル１３とバイパスダイオード１４）を有する機能糸４を含む複数の横糸とで織られた素子付き繊維構造体１（素子付き織網基材）を製造するための方法である。

先ず、第１工程において、複数の絶縁糸６が、供給側案内ローラ５１と案内板５２を通過してから、綜絖機構５３により、定間隔おきに平行に配置した複数の第１絶縁糸６ａを含む第１群縦糸５３Ａと、この第１群縦糸５３Ａと平行且つ交互に位置する複数の第２絶縁糸６ｂを含む第２群縦糸５３Ｂとに分けられる。そして、第１群縦糸５３Ａと第２群縦糸５３Ｂを綜絖機構５３により上下に移動させて、第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂの間にシャトル通過用の隙間を形成する。

次に、第２工程において、第１工程で形成された第１，第２群縦糸５３Ａ，５３Ｂの間の隙間に、シャトル機構５４のシャトル部材５４ａを絶縁糸６と直交する方向に通して第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂの間に機能糸４を供給する。

次に、第３工程において、第２工程で供給された機能糸４を、筬機構５５により下流側に押圧する筬打ちを行い、機能糸４を絶縁糸６に対して直交状態に整列させる。このとき、１サイクル前の工程において、下流側に供給された機能糸４の導電線１１に対して機能糸４の導電線１１を押圧する。この筬機構５５の押圧により、導電線１１同士が接触するため導電線１１の長さ方向の電気抵抗を小さくすることができる。

次に、第４工程において、引き出し機構５６により機能糸４の縦方向幅に相当する１ピッチ分素子付き繊維構造体１を下流側へ引き出し、以上の第１工程から第４工程を複数回繰り返し実行することで、連続した素子付き繊維構造体１を製作することができる。この繰り返し工程が、第５工程に相当する。
そして、最終的に引き出し機構５６により、素子付き繊維構造体１を間欠的に１ピッチずつ巻き取りながら収容する。

次に、素子付き繊維構造体１とその製造方法の効果について説明する。
この素子付き繊維構造体１によれば、可撓性と通気性に優れ且つ軽量な素子付き繊維構造体１を実現することができる。安価に量産可能な素子付き繊維構造体１を実現することができる。物体の表面に貼り付けるのに適した薄い素子付き繊維構造体１を実現することができる。この素子付き繊維構造体１は、可撓性、軽量、薄型、フレキシブル、シースルー、採光性がある中間材的製品であり、用途に応じて種々の製品に仕上げることが出来る。

複数の太陽電池セル１３が縦方向に直列接続され且つ横方向に並列接続されているため、受光用の素子付き繊維構造体１の場合、直列接続される素子数を介して発電電圧を自由に設定し、並列接続される素子数を介して発電電流を自由に設定することができる。受光用の素子付き繊維構造体１に部分的に日陰となる部分が発生しても、日陰でない他の部分の太陽電池セル１３の出力への影響を最小限に留めることができる。しかも、この素子付き繊維構造体１は、その上下両面が同じ効率で受光可能である。

機能糸４と直交する方向に絶縁糸６を加えることにより、太陽電池セル１３が所定の位置に安定的に収まり、且つ、引っ張りや曲げ、捩れに対して強化され、取り扱いも容易となり実用的価値が高くなる。この素子付き繊維構造体１の直列接続構造に対して、別途直列用導電線を設ける必要がないので、部品点数を減らすことができ、機能糸４の間に不要な間隔を設けないので、太陽電池セル１３をより密に配置することができ、受光効率（発光ダイオードの場合は発光効率）を高めることができる。

この素子付き繊維構造体１の製造方法によれば、少ない工程数で能率的に安定的に素子付き繊維構造体１を連続的に安価に量産することができる。可撓性と通気性に優れ且つ軽量な素子付き繊維構造体１を製造することができる。既存の織機を有効活用しながら、素子付き繊維構造体１を自動的に製造することができる。

素子付き繊維構造体１の平織が常温環境で行えるので、絶縁糸６に耐熱性のものを必要とせず、材質的に選択できる範囲が広くなり、用途や目的に応じて適切な糸材が利用できる。絶縁糸６の色や風合い等で意匠性を重視した織物として構成できる利点がある。絶縁糸６と導電線１１の芯材にガラス繊維等の耐熱温度が高い繊維を用いれば高耐熱性が必要な用途の素子付き繊維構造体１が得られる。

次に、素子付き繊維構造体１の部分的変更形態について説明する。
図１３，図１４に示すように、この変更形態にかかる素子付き繊維構造体１Ａは、第１糸群２の複数の糸（機能糸４）とこの第１糸群２と交差する第２糸群３の複数の糸（絶縁糸６）とで織られ且つ複数の半導体機能素子５が組み込まれ、その全表面を可撓性と光透過性のある薄膜状の絶縁性保護膜８で被覆されている。

この絶縁性保護膜８は、例えば、シランカップリング剤の被膜で素子付き繊維構造体１Ａの上下両面を例えば、厚さ０．２５μｍ程度に被覆するものである。このシランカップリング剤からなる絶縁性保護膜８は、スプレイ法によって成膜可能であり、可撓性と光透過性を有する。

図１５に示すように、素子付き繊維構造体１Ａを製造する製造装置５０Ａは、上流側から下流側に向けて、供給側案内ローラ５１と、案内板５２と、綜絖機構５３と、シャトル機構５４と、筬機構５５と引き出し機構５６に加えて保護膜被覆機構５７を備えている。この保護膜被覆機構５７は、トンネル状の通過孔を有し、筬機構５５の下流側に配設されている。この通過孔を素子付き繊維構造体１Ａが通過する間に、スプレイ法によって、素子付き繊維構造体１Ａの上下両面を可撓性と光透過性のある絶縁性保護膜８（シランカップリング剤の被膜）で被覆する。尚、この工程が、被覆工程に相当するものである。

尚、パラキシレン系ポリマーであるパリレン（商品名、ユニオンカーバイト・ケミカルズ・アンド・プラスチック社製）からなる絶縁性保護膜８を被覆する場合は、素子付き繊維構造体１を製作した後に、図示外のパリレン用保護膜被覆機構により常温で化学蒸着法によって成膜する。

素子付き繊維構造体１Ａを絶縁性保護膜８で被覆する構成によれば、素子付き繊維構造体１の通気性を維持したまま、耐久性を向上させることができる。尚、絶縁性保護膜８に代えて、透明な合成樹脂材（ＥＶＡ樹脂、ＰＶＢ樹脂等）を介して、両側から合成樹脂シート材、合成樹脂板、或いは、ガラス板でパネル状に挟んで構成した素子付き繊維構造体も製造可能である。この場合、素子付き繊維構造体の縦方向や横方向の両端部に外部端子を設けて、この外部端子を介して外部装置に出力を取り出すようにしても良い。尚、絶縁性保護膜８や前記合成樹脂材が、受光した光の波長を変換する波長変換材料を有するようにしても良い。

本実施例では、実施例１の素子付き繊維構造体１を部分的に変更した素子付き繊維構造体１Ｂについて説明するが、実施例１と同様の構成要素には同様の参照符号を付して説明を省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。

図１６〜図１８に示すように、素子付き繊維構造体１Ｂは、第１糸群２Ｂの複数の糸とこの第１糸群２Ｂと交差する第２糸群３Ｂの複数の糸とで織られ且つ複数の半導体機能素子５が組み込まれ、可撓性と光透過性のある合成樹脂シート材４５（上下１対のシート材４５Ａ，４５Ｂ）に埋設状態に封止されたものである。第１糸群２Ｂは、複数の横糸として複数の第１，第２の機能糸４Ａ，４Ｂと複数の絶縁糸６ｃとを備えると共に、第２糸群３Ｂは、複数の縦糸として複数の絶縁糸６を備えている。

第１糸群２Ｂの全ての糸は、１又は複数の第１の機能糸４Ａ（第１の半導体機能素子付き機能糸４Ａ）と、１又は複数の第２の機能糸４Ｂ（第２の半導体機能素子付き機能糸４Ｂ）と、これら機能糸４Ａ，４Ｂ間に配設される複数の絶縁糸６ｃとから構成されている。第１糸群２Ｂには、予め設定された設定数の第１の機能糸４Ａの上端側に１つの第２の機能糸４Ｂが配設された機能糸配列組４Ｃが、第２糸群３Ｂの長さ方向に１組又は複数組繰り返し形成されている。第１の機能糸４Ａと第２の機能糸４Ｂは、半導体機能素子５の正負の電極を結ぶ導電方向を第２糸群３Ｂの長さ方向に揃えた状態に夫々配設されている。

第１糸群２Ｂにおいて、隣接する第１の機能糸４Ａ間及び第１の機能糸４Ａと第２の機能糸４Ｂ間に、１つの絶縁糸６ｃが夫々配設されている。絶縁糸６ｃと第１の機能糸４Ａの間及び絶縁糸６ｃと第２の機能糸４Ｂとの間には、僅かな隙間があけられているが、密に接触状に配設されても良い。素子付き繊維構造体１Ｂは、絶縁糸６ｃによって第１の機能糸４Ａと第２の機能糸４Ｂが電気的に独立した状態に維持される。第２糸群３Ｂの長さ方向の両端部にも、１つの絶縁糸６ｃが夫々配設されている。尚、機能糸４Ａ，４Ｂ間や第２糸群３Ｂの両端部に配設される絶縁糸６の数は、１つに限らず２以上の複数であっても良い。

第２糸群３Ｂの全ての糸は、第１糸群２Ｂに直交するように織り込まれ縦方向に延びる複数の絶縁糸６で構成されている。第２糸群３Ｂは、第１糸群２Ｂの長さ方向に接触状に隣接する第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂであって第１糸群２Ｂの複数の第１の機能糸４Ａと第２の機能糸４Ｂと絶縁糸６ｃの表面と裏面とに交互に接触するジグザグ状態に織られた第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂを備えている。複数の第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂは、機能糸４Ａ，４Ｂの長さ方向に隣接する半導体機能素子５の間に夫々配設されるように織り込まれている。

次に、第１の機能糸４Ａと第２の機能糸４Ｂについて説明する。
第１の機能糸４Ａの複数の半導体機能素子５が、受光機能を有する球状の太陽電池セル１３とバイパスダイオード１４を含み、第２の機能糸４Ｂの半導体機能素子５が、発光機能を有する発光ダイオード６１とバイパスダイオード６２を含むが、第１の機能糸４Ａは、実施例１の機能糸４と同様の構成であるので、以下では説明を省略して、第２の機能糸４Ｂについてのみ説明する。

図１９，図２０に示すように、第２の機能糸４Ｂは、粒状の複数の半導体機能素子５と、これら複数の半導体機能素子５を並列接続する可撓性のある１対の導電線１１（１１ａ、１１ｂ）とを備えている。複数の半導体機能素子５は、両端に正負の電極７３，７４を有する複数の発光ダイオード６１（図２１，図２２参照）と、この発光ダイオード６１とは異なる種類の両端に正負の電極７８，７９を有する複数のバイパスダイオード６２とを含むものである。

第２の機能糸４Ｂには、予め設定された設定数（例えば、１９個）の発光ダイオード６１の列の一端側に１つ又は複数のバイパスダイオード６２を配置した素子配列組が、導電線１１の長さ方向に複数組繰り返し形成されている。隣接する発光ダイオード６１同士間や発光ダイオード６１とバイパスダイオード６２との間は、所定の間隔（例えば、発光ダイオード６１の幅と同程度の長さ）が空けられている。第２の機能糸４Ｂには、複数の隣接する半導体機能素子５同士間に隙間１８Ａが夫々形成され、これら複数の隙間１８Ａにより通気性が向上する。尚、図１９に示す第２の機能糸４Ｂにおいては、全体のほんの一部を図示しているに過ぎない。

図１９，図２０に示すように、１対の導電線１１は、所定の間隔（発光ダイオード６１のセラミックベース７２の幅と同程度の長さ）をあけて平行状態に配置されている。この導電線１１の間に、複数の素子配列組が導電線１１の長さ方向に直列的に配置されている。複数の発光ダイオード６１の正電極７３の外面と複数のバイパスダイオード６２の負電極７９の外面が、導電線１１ａに導電接合材１６を介して夫々電気的に接続され、複数の発光ダイオード６１の負電極７４の外面と複数のバイパスダイオード６２の正電極７８の外面が、導電線１１ｂに導電接合材１６を介して夫々電気的に接続されている。

この第２の機能糸４Ｂは、第１の機能糸４Ａと同様に長い糸状に連続的に製造することが可能である。半導体機能素子５の大きさ、隣接する半導体機能素子５間の間隔、素子配列組５Ａにおける発光ダイオード６１の数とバイパスダイオード６２の数、導電線１１の太さ等は、仕様に応じて適宜設定して製造可能である。

次に、発光ダイオード６１について説明する。
図２１，図２２に示すように、発光ダイオード６１は、ｎ型層６６とｐ型層６７とから平面状のｐｎ接合６８が形成されたＬＥＤチップ６５を有するが、これらｎ型層６６とｐ型層６７の半導体材料と特性は特に限定しない。このｎ型層６６の下端部には、薄膜状のカソード電極６９が低抵抗接続され、ｐ型層６７の上端部にアノード電極７１がスポット状に低抵抗接続されている。ＬＥＤチップ６５の下側には、厚さ３．０ｍｍ、幅４．０ｍｍ程度のセラミックベース７２が設けられている。セラミックベース７２の上面右端部と右側部には正電極７３が形成され、この正電極７３の反対側の上面左部と左側部には負電極７４が形成されている。ＬＥＤチップ６５のカソード電極６９は負電極７４に固着され接続され、アノード電極７１はリード線７６を介して正電極７３に接続されている。セラミックベース７２の上側は透明なエポキシ樹脂により半球状の高さ２．０ｍｍ程度の保護カバー７７で覆われている。この発光ダイオード６１は、保護カバー７７を通って半球方向に光を放射する。

図１９に示すバイパスダイオード６２は、発光ダイオード６１と同様の外形に形成されているが、その機能面においては、第１の機能糸４Ａのバイパスダイオード１４と同様に、各素子配列組において、設定数の発光ダイオード６１に対して逆並列接続されることにより、複数の発光ダイオード６１に過度な逆電圧が印加された場合に電流をバイパスする機能を有し、複数の発光ダイオード６１が過熱されて破損するのを防止することができる。

次に、合成樹脂シート材４５について説明する。
図１７，図１８に示すように、素子付き繊維構造体１Ｂは、合成樹脂シート材４５により素子付き繊維構造体１Ｂの上下両面を挟んで加圧加熱成形されることによりシート状に成形されている。

合成樹脂シート材４５は、合成樹脂製の１対のシート材４５Ａ，４５Ｂを備え、各シート材４５Ａ，４５Ｂは、ＥＶＡ樹脂シートからなる合成樹脂材４５ｂと、この合成樹脂材４５ｂの片面に形成されたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂フィルムの合成樹脂フィルム層４５ａを備え、光透過性と可撓性を有する。尚、このフィルム層４５ａは省略可能である。また、ＥＶＡ樹脂シートに代えて、ＰＶＢ樹脂シート、ＮＹ樹脂シートやＰＥＴ樹脂シート等を採用しても良いし、ＰＥＴ樹脂フィルムに代えてＰＶＦ（ポリフッ化ビニル樹脂）等を採用しても良い。

この素子付き繊維構造体１Ｂにおいては、素子付き繊維構造体１Ｂを合成樹脂材４５ｂで埋設状態に封止し、上下両面に透明なＰＥＴ樹脂フィルムの合成樹脂フィルム層４５ａを設けたため、入射光のうちの太陽電池セル１３の表面で直接吸収される光以外のうちある部分の光は、合成樹脂フィルム層４５ａの内面と、太陽電池セル１３、絶縁糸６ａ，６ｂ，６ｃや導電線１１の表面との間で多重反射を繰り返しながら最終的に太陽電池セル１３の表面で吸収される。このため、素子付き繊維構造体１Ｂ全体の出力向上が期待できる。

次に、素子付き繊維構造体１Ｂの等価回路図について説明する。
図２３は、複数の第１の機能糸４Ａと１つの第２の機能糸４Ｂを有する素子付き繊維構造体１Ｂの等価回路図である。第１の機能糸４Ａと第２の機能糸４Ｂとは電気的に独立して夫々設けられている。第１の機能糸４Ａは、約０．６Ｖの光起電力を発生し、第２の機能糸４Ｂは、順方向に電圧を印加し、電流が流れた場合に発光する。機能糸４Ａ，４Ｂ同士の直列接続や並列接続は、素子付き繊維構造体１Ｂの内部又は外部で接続端子を介して行うことができ、必要な出力電圧・出力電流に応じて適宜設定することが出来る。

次に、素子付き繊維構造体１Ｂを製造する製造装置５０Ｃについて説明する。
図２４に示すように、製造装置５０Ｃは、上流側から下流側に向けて、供給側案内ローラ５１と、案内板５２と、綜絖機構５３と、シャトル機構５４と、筬機構５５と引き出し機構５６と、加熱加圧機構５８とを備えているが、実施例１に加熱加圧機構５８を追加した以外は、実施例１と同様なので実施例１と同様の構成要素に同じ符号を付して説明を省略し、加熱加圧機構５８のみについて説明する。尚、シャトル機構５４は、実施例１では、第１の機能糸４Ａのみ供給する構成なっているが、本実施例では、第１の機能糸４Ａに加えて第２の機能糸４Ｂと絶縁糸６ｃも供給可能である。

図２４に示すように、加熱加圧機構５８は、素子付き繊維構造体１Ｂの上下両側から供給される合成樹脂シート材４５を加圧加熱しながら移送可能な上下１対のローラ部材５８ａ，５８ｂを有し、筬機構５５の下流側に配設されている。加熱加圧機構５８は、素子付き繊維構造体１Ｂを可撓性と光透過性のある合成樹脂シート材４５（１対のシート材４５Ａ，４５Ｂ）を上下両面から重ねて加熱加圧するものである。

次に、素子付き繊維構造体１Ｂを製造する製造方法について説明する。
この製造方法は、図２４の製造装置５０Ｃにより、第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂを含む複数の縦糸と、第１の機能糸４Ａと第２の機能糸４Ｂと絶縁糸６ｃを含む複数の横糸とで織られ、且つ上下両面が合成樹脂シート材４５で覆われた素子付き繊維構造体１Ｂを製造するための方法である。

先ず、第１工程から第５工程において、第２工程以外は実施例１と同様であるので、説明は省略して、以下の説明では、第２工程についてのみ説明する。尚、第２工程は、シャトル機構５４により第１の機能糸４Ａ、第２の機能糸４Ｂ、絶縁糸６ｃを予め設定された順番で供給する工程である。

第２工程において、第１工程で形成された第１，第２群縦糸５３Ａ，５３Ｂの間の隙間に、シャトル機構５４のシャトル部材５４ａを絶縁糸６と直交する方向に通して、先ずは、第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂの間に素子付き繊維構造体１Ｂの最下端（最先端）に位置する１つの絶縁糸６ｃを供給する。その後、実施例１と同様に第３，第４工程が実行され、再び第１工程に戻る。

次の１サイクル後の第２工程では、上下位置関係が入れ替わった第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂの間に、シャトル機構５４により第１の機能糸４Ａを供給する。この第２工程における絶縁糸６ｃと第１の機能糸４Ａとの交互の供給は、予め設定された設定数回繰り返し実行され、その後に、第２の機能糸４Ｂが供給されることで、第１糸群２Ｂの１組の機能糸配列組４Ｃが構成される。この機能糸配列組４Ｃの複数の糸の供給は、繰り返し実行しても良いし、第２の機能糸４Ｂが供給された後の絶縁糸６ｃが供給された段階で、素子付き繊維構造体１Ｂの製造を終了しても良い。

第１工程から第４工程の後に、加熱加圧機構５８により、素子付き繊維構造体１Ｂの両面に可撓性と光透過性のある１対のシート材４５Ａ，４５Ｂ（例えば、透明な合成樹脂材４５ｂの表面に合成樹脂フィルム層４５ａを貼り付けたもの）を重ねて、１対のローラ部材５８ａ，５８ｂで加熱加圧することにより、ＥＶＡ樹脂を軟化溶融させて素子付き繊維構造体１Ｂを合成樹脂材４５ｂの中に埋設状態に封止する。

最後に、１対のシート材４５Ａ，４５Ｂからなる合成樹脂シート材４５で覆われた素子付き繊維構造体１Ｂを引き出し機構５６の巻取りローラ５６ａで間欠的に巻き取りながら収容する。尚、上記の加熱加圧機構５８による工程が、重ね合わせ工程に相当するものである。

素子付き繊維構造体１Ｂは、各機能糸４Ａ，４Ｂの中間にフレキシブルな絶縁糸６ｃを加えて製織されている。このため、素子付き繊維構造体１Ｂの横方向の引っ張り強度や捩れ強度を強化すると共に、各機能糸４Ａ，４Ｂ間を電気的に絶縁分離することができる。この絶縁糸６ｃの数は、必要に応じて増やすことが出来、また、互いに異なる材質を混ぜても良い。さらに、織り方として平織りや綾織を選択しても良い。合成樹脂シート材４５の表面を、透明な合成樹脂製プレート又はガラス製プレートで挟み接着することでパネル状の構造にしても良い。その他の構成、作用及び効果は、実施例１の直列接続構造に関するものを除いて、実施例１とほぼ同様であるので説明は省略する。

尚、前記素子付き繊維構造体１Ｂは、１対のシート材４５Ａ，４５Ｂで上下両面を挟んで加圧加熱成形されることによりシート状に成形されているが、特に１対のシート材４５Ａ，４５Ｂで上下両面を挟む必要はなく、素子付き繊維構造体１Ｂの少なくとも片面に、シート材４５Ａ，４５Ｂの一方を設けただけの構成であっても良い。

また、素子付き繊維構造体１Ｂにおいては、合成樹脂シート材４５に代えて、実施例１の部分的変更形態と同様に、素子付き繊維構造体１Ｂの全表面を可撓性と光透過性のある薄膜状の絶縁性保護膜で被覆しても良い。さらに、合成樹脂シート材４５を省略して、合成樹脂シート材４５に埋設されていない素子付き繊維構造体１Ｂを採用しても良い。

さらに、実施例２の加熱加圧機構５８によって、実施例１の素子付き繊維構造体１の両面に合成樹脂シート材４５の１対のシート材４５Ａ，４５Ｂを重ねて加熱加圧して、素子付き繊維構造体１を合成樹脂材４５ｂの中に埋設状態に封止しても良い。この場合、複数の機能糸４の直列接続方向の両端部に、外部に出力する為の外部出力端子を設けても良い。

本実施例では、実施例１の素子付き繊維構造体１を部分的に変更した素子付き繊維構造体１Ｃについて説明するが、実施例１と同様の構成要素には同様の参照符号を付して説明を省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。

図２５に示すように、素子付き繊維構造体１Ｃは、第１糸群２Ｃの複数の糸とこの第１糸群２Ｃと交差する第２糸群３Ｃの複数の糸とで織られ且つ複数の半導体機能素子５が組み込まれている。第１糸群２Ｃは、複数の横糸として複数の機能糸４Ｄ，４Ｅを備えると共に、第２糸群３Ｃは、複数の縦糸として複数の絶縁糸６を備えている。

第１糸群２Ｃの糸の全ては、１又は複数の第１の機能糸４Ｄと、１又は複数の第２の機能糸４Ｅとから構成されている。この第１糸群２Ｃには、予め設定された設定数の第１の機能糸４Ｄの上端側に１つの第２の機能糸４Ｅが配設された実施例２の機能糸配列組４Ｃと同様な機能糸配列組が、第２糸群３Ｃの長さ方向に複数繰り返し形成されている。第１の機能糸４Ｄと第２の機能糸４Ｅは、半導体機能素子５の正負の電極を結ぶ導電方向を第２糸群３Ｃの長さ方向に揃えた状態に夫々配設されている。第１の機能糸４Ｄと第２の機能糸４Ｅとは所定の間隔をあけて配設されているが、密に接触状に配設されても良い。

第２糸群３Ｃの糸の全ては、第１糸群２Ｃに直交するように織り込まれ縦方向に延びる複数の絶縁糸６で構成されている。第２糸群３Ｃは、第１糸群２Ｃの長さ方向に接触状に隣接する第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂであって第１糸群２Ｃの複数の第１の機能糸４Ｄと第２の機能糸４Ｅの表面と裏面とに交互に接触するジグザグ状態に織られた第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂを備えている。複数の第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂは、機能糸４Ｄ，４Ｅの長さ方向に隣接する半導体機能素子５の間に夫々配設され織り込まれている。

次に、第１の機能糸４Ｄと第２の機能糸４Ｅについて説明する。
図２６に示すように、第１の機能糸４Ｄは、基本的に実施例１の機能糸４（実施例２の第１の機能糸４Ａ）と同様の構成を有すると共に、複数の太陽電池セル１３とバイパスダイオードと１対の導電線１１（１１ａ，１１ｂ）の全表面を被覆した可撓性と光透過性のある薄膜状の絶縁性保護膜８０ａを備えている。

図２７に示すように、第２の機能糸４Ｅは、基本的に実施例２の第２の機能糸４Ｂと同様の構成を有すると共に、複数の発光ダイオード６１とバイパスダイオード６２と１対の導電線１１（１１ａ，１１ｂ）の全表面を被覆した可撓性と光透過性のある薄膜状の絶縁性保護膜８０ｂを備えている。尚、図２５〜図２７の素子付き繊維構造体１Ｃの等価回路は、実施例２の図２３の等価回路と同様であるので説明は省略する。

絶縁性保護膜８０ａ，８０ｂは、例えば、パラキシリレン樹脂の被膜（所謂、パリレン）から形成されている。絶縁性保護膜８０ａ，８０ｂは、複数の半導体機能素子５と導電線１１の全表面を、例えば厚さ２５μｍ程度に被覆するように形成されている。

尚、絶縁性保護膜８０ａ，８０ｂにおいて、パラキシリレン樹脂の被膜（パリレン）に代えて、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂のうちから選択される何れか１つの合成樹脂製の被膜から形成しても良いし、これら以外の光透過性と可撓性を有する合成樹脂材で形成しても良い。

次に、素子付き繊維構造体１Ｃを製造する製造装置と製造方法について説明するが、図２５の素子付き繊維構造体１Ｃを製造する製造装置は、実施例１と同様の製造装置５０で製造可能である。また、素子付き繊維構造体１Ｃの製造方法は、第２工程にて供給する横糸を、予め設定された設定数の第１の機能糸４Ｄを供給する毎に第２の機能糸４Ｅを供給するように設定すれば良く、これ以外の工程は、実施例１と同様であるので説明は省略する。

第１の機能糸４Ｄと第２の機能糸４Ｅが、薄膜状の絶縁性保護膜８０ａ，８０ｂで被覆されているので、機能糸４Ｄ，４Ｅ同士が接触しても電気的に分離されている。従って、実施例２と比較して絶縁糸６ｃを省略することができる。

また、実施例１の部分変更形態と同様に、素子付き繊維構造体１Ｃの全表面を可撓性と光透過性のある薄膜状の絶縁性保護膜８で被覆しても良いし、実施例２と同様に素子付き繊維構造体１Ｃの両面に１対のシート材４５Ａ，４５Ｂを重ねて加熱加圧して、素子付き繊維構造体１Ｃを合成樹脂材４５ｂの中に埋設状態に封止しても良い。その他の構成、作用及び効果は、実施例１の直列接続構造に関するものを除いて、実施例１，２とほぼ同様であるので説明は省略する。

本実施例では、実施例１の素子付き繊維構造体１を部分的に変更した素子付き繊維構造体１Ｄについて説明するが、実施例１と同様の構成要素には同様の参照符号を付して説明を省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。

図２８に示すように、素子付き繊維構造体１Ｄは、下層側のメッシュ状の下層繊維構造体８１と、この下層繊維構造体８１の上層側に配設された上層素子付き繊維構造体８２とを備えている。つまり、素子付き繊維構造体１Ｄは、下層繊維構造体８１と上層素子付き繊維構造体８２とを重ね合わせた多層構造のものであり、下層繊維構造体８１と上層素子付き繊維構造体８２とは織機により２重織で製織されている。素子付き繊維構造体１Ｄの所定の部分８３において、下層と上層とに跨がって組織される（所謂、接桔点を設ける）ことで、素子付き繊維構造体１Ｄは一体的に構成される。

尚、素子付き繊維構造体１Ｄにおいては、下層繊維構造体８１と上層素子付き繊維構造体８２とを別々に製織して、下層繊維構造体８１の上面と上層素子付き繊維構造体８２の下面とを透明な接着剤により固着して一体的に構成しても良いし、下層繊維構造体８１と上層素子付き繊維構造体８２とを重ね合わせた状態で複数の糸により所定の複数の部分を縫製して一体的に構成しても良い。また、素子付き繊維構造体１Ｄは、織網構造体を概念的に示しているに過ぎず、縦糸間や横糸間がより密になるように製織しても良い。さらに、織組織として、平織以外にも綾織や朱子織等を採用しても良い。

下層繊維構造体８１は、複数の絶縁糸６ｄを含む縦糸と複数の絶縁糸６ｅを含む横糸とから製織された織網構造体である。この絶縁糸６ｄ，６ｅには、実施例１の絶縁糸６と同様に、光反射効果の高いポリエステル繊維が採用されている。尚、下層繊維構造体８１は、図２８に示す織網構造体に限定する必要はなく、編物構造体や不織布等の他の構造体を採用しても良い。また、下層繊維構造体８１は、その表面にコーティングや金属蒸着（表面絶縁処理）等を施すことで、光反射効果が得られる特性を付与しても良い。

上層素子付き繊維構造体８２は、第１糸群２Ｄの複数の糸とこの第１糸群２Ｄと交差する第２糸群３Ｄの複数の糸とで織られ且つ複数の半導体機能素子５が組み込まれている。第１糸群２Ｄは、複数の横糸として複数の機能糸４を備えると共に、第２糸群３Ｄは、複数の縦糸として複数の絶縁糸６を備えている。

第１糸群２Ｄの複数の機能糸４は、実施例１と同様の機能糸４であり、半導体機能素子５の正負の電極を結ぶ導電方向を第２糸群３Ｄの長さ方向に揃えた状態に且つ所定の間隔をあけて平行に配設されている。尚、第１糸群２Ｄは、実施例２，３と同様に、第１の機能糸４Ａ，４Ｄと第２の機能糸４Ｂ，４Ｅ等からなる機能糸配列組４Ｃを備えるようにしても良い。

第２糸群３Ｄの複数の絶縁糸６は、複数の機能糸４の表面と裏面とに交互に接触するジグザグ状態に織られている。複数の絶縁糸６は、機能糸４の長さ方向の２つの半導体機能素子５おきに等間隔に配設されて織り込まれている。この絶縁糸６は、実施例１と同様のものである。尚、この上層素子付き繊維構造体８２に代えて、実施例１の素子付き繊維構造体１や実施例３の素子付き繊維構造体１Ｃ、実施例２の合成樹脂シート材４５で埋設されていない素子付き繊維構造体１Ｂを採用しても良い。

この２層構造によれば、上層素子付き繊維構造体８２の機能糸４の周辺を通過した光は、下層繊維構造体８１により散乱されて、上層側の半導体機能素子５に下層より光を入光させることができる。従って、下層繊維構造体８１と上層素子付き繊維構造体８２との光透過性や光反射特性に差を付けることによって、半導体機能素子５として太陽電池セル１３を使用する場合は、素子付き繊維構造体１Ｄの発電効率が向上する。

尚、光透過性を変更する方法としては、上層素子付き繊維構造体８２の絶縁糸６に対して透明性の高い素材を使用する方法、上層素子付き繊維構造体８２の第１糸群２Ｄ及び第２糸群３Ｄの糸密度を変更する方法等がある。例えば、上層素子付き繊維構造体８２の第２糸群３Ｄの糸密度を減らして単位長さ当りの糸の占める面積割合が１／１０〜４／５、好ましくは、１／１０〜１／２に設定することで機能糸４の太陽電池セル１３に効率的に光を入光することが可能となる。

また、機能糸４の太陽電池セル１３への入光を向上させるために、絶縁糸６の反射特性を利用する方法があり、この反射効果により太陽電池セル１３の発電量を１．１〜１．７倍に向上することができる。具体的には、素子付き繊維構造体１Ｄを構成する上層、下層の絶縁糸６，６ｄ，６ｅに光の反射特性の高い糸材を使用する方法、或いは、絶縁糸６，６ｄ，６ｅの色に白や淡色系を使用する方法がある。光の反射特性の高い絶縁糸６，６ｄ，６ｅとしては、酸化チタン等の光沢防止剤を使用しない糸材や、反射特性を向上させる三角や複雑形状の断面の糸材、更には、光散乱性を向上させるガラスビーズ、ナノ高分子等の材料をあらかじめ糸材に練り込むもしくは糸材の表面に塗布する方法がある。

さらに、下層繊維構造体８１の光透過性を３０％以下となるように製織することで、下層繊維構造体８１による光の反射効率を増加させることが可能となるので、上層素子付き繊維構造体８２の太陽電池セル１３に効率的に光を入光することができる。

この素子付き繊維構造体１Ｄの耐久性を向上させる方法として、実施例２と同様な１対のシート材４５Ａ，４５Ｂ等を使用して透明な合成樹脂材で被覆する方法がある。透明な合成樹脂材としては、実施例２でも説明したＥＶＡ，ＰＶＢ、ＮＹ，ＰＥＴ等があり、コーティングやホットメルト、フィルムラミネートにより加工することができる。また、透明な合成樹脂材の塗布条件により、素子付き繊維構造体１Ｄの表面での透明な合成樹脂材のレンズ効果による太陽電池セル１３の発電量を向上させることができ、反射効果と合わせて１．５〜２．０倍の発電量に向上させることも可能である。

さらに、素子付き繊維構造体１Ｄの太陽電池セル１３の受光性を向上させるために、上記の透明な合成樹脂材の内部に散乱性を向上させる材料や受光した光の波長を変換する波長変換材料を添加する方法、絶縁糸６，６ｄ，６ｅや導電線１１に波長変換材料を添加する方法もあるが、これらの詳細は部分的変更形態の例を説明する欄［８］〜［１２］にて記載する。

素子付き繊維構造体１Ｄを２層構造に構成し、上層側に機能糸４を配置しているが、２層以上の多層構造内の中間層又は上層に機能糸４を織り込んだ素子付き繊維構造体を配置しても良く、機能糸４に効率的に光が入光する多層の繊維構造体であればよい。素子付き繊維構造体１Ｄは実施例１の製造装置５０及び製造方法で製造可能である。その他の構成、作用及び効果は、実施例１の直列接続構造に関するものを除いて、実施例１〜３とほぼ同様であるので説明は省略する。

本実施例では、実施例１の素子付き繊維構造体１を部分的に変更した素子付き繊維構造体１Ｅについて説明するが、実施例１と同様の構成要素には同様の参照符号を付して説明を省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。

図２９に示すように、素子付き繊維構造体１Ｅは、第１糸群２Ｅの複数の糸とこの第１糸群２Ｅと交差する第２糸群３Ｅの複数の糸とで織られ且つ複数の半導体機能素子５が組み込まれている。第１糸群２Ｅは、複数の横糸として複数の機能糸４と複数の絶縁糸６ｆとを備えると共に、第２糸群３Ｅは、複数の縦糸として複数の絶縁糸６と正極側導電線８５と負極側導電線８６とを備えている。尚、この素子付き繊維構造体１Ｅにおいて、縦糸間や横糸間をより密になるように製織しても良い。

第１糸群２Ｅの複数の機能糸４は、実施例１の機能糸４と同様であり、半導体機能素子５の正負の電極を結ぶ導電方向を第２糸群３Ｅの長さ方向と直交する方向に揃えた状態に且つ所定の間隔をあけて平行に配設されている。隣接する機能糸４同士の間には、３つの絶縁糸６が配設されている。尚、第１糸群２Ｅは、実施例２，３と同様に、第１の機能糸４Ａ，４Ｄと第２の機能糸４Ｂ，４Ｅ等からなる機能糸配列組４Ｃを備えるようにしても良い。

第２糸群３Ｅの複数の絶縁糸６と正極側導電線８５と負極側導電線８６は、第１糸群２Ｅの複数の糸の表面と裏面とに交互に接触するジグザグ状態になるように第１糸群２Ｅに織り込まれている。正極側導電線８５は、各機能糸４の半導体機能素子５の正極側に接触するように織り込まれ、負極側導電線８６は、各機能糸４の半導体機能素子５の負極側に接触するように織り込まれている。

半導体機能素子５が太陽電池セル１３の場合は、正極側導電線８５と負極側導電線８６を外部装置に直接接続するだけ、太陽電池セル１３で発電した電力を容易に出力することができる。半導体機能素子５が発光ダイオード６１の場合は、正極側導電線８５と負極側導電線８６を外部装置に直接接続するだけで、発光ダイオード６１を容易に発光させることができる。

また、正極側導電線８５と負極側導電線８６の配設箇所は、半導体機能素子５の正負の電極に夫々接触するのであれば、特に図３１に示す位置に限定する必要はなく、正極側導電線８５と負極側導電線８６の数は、１本ずつに限定する必要はなく複数本設けるようにしても良い。この素子付き繊維構造体１Ｅは実施例１の製造装置５０及び製造方法で製造可能である。

さらに、実施例１の部分変更形態と同様に、素子付き繊維構造体１Ｅの全表面を可撓性と光透過性のある薄膜状の絶縁性保護膜８で被覆しても良いし、実施例２と同様に素子付き繊維構造体１Ｅの両面に１対のシート材４５Ａ，４５Ｂを重ねて加熱加圧して、素子付き繊維構造体１Ｅを合成樹脂材４５ｂの中に埋設状態に封止しても良い。その他の構成、作用及び効果は、実施例１の直列接続構造に関するものを除いて、実施例１〜３とほぼ同様であるので説明は省略する。

前記実施例１〜５の素子付き繊維構造体１，１Ａ〜１Ｅは、織機等により製織された素子付き織網構造体であるが、特に織網構造体に限定する必要はなく、本実施例の素子付き繊維構造体１Ｆ，１Ｇのように、複数の糸から編まれた編物構造体であっても良い。

先ず、素子付き繊維構造体１Ｆについて説明する。
図３０に示すように、素子付き繊維構造体１Ｆは、複数の糸で構成された繊維構造体であって複数の半導体機能素子５が組み込まれた素子付き繊維構造体である。この複数の糸は、複数の機能糸４とポリエステル繊維からなる複数の絶縁糸６ｇとを備えている。素子付き繊維構造体１Ｆは、縦方向に延びる鎖状の複数の絶縁線６ｇ（鎖糸）から基本編地９０を構成し、この基本編地９０に対して横方向に延びる複数の横挿入糸９１が挿入され編まれている。これら複数の横挿入糸９１の一部又は全部に機能糸４が使用されている。

上記の素子付き繊維構造体１Ｆの部分的変更形態について説明する。
図３１に示すように、素子付き繊維構造体１Ｇは、複数の機能糸４とポリエステル繊維からなる複数の絶縁糸６ｈ，６ｉ，６ｊとを備えた複数の糸から構成されている。素子付き繊維構造体１Ｇは、縦方向に延びる鎖状の複数の絶縁糸６ｈ（鎖糸）と、この鎖糸と交錯する複数の絶縁糸６ｉ，６ｊ（挿入糸）とから基本編地９２を構成し、この基本編地９２に対して縦方向に延びる複数の縦挿入糸９３が挿入され編まれている。この複数の縦挿入糸９３の一部又は全部に機能糸４が使用されている。

このように、複数の機能糸４は、素子付き繊維構造体１，１Ａ〜１Ｅのような織網構造体の縦糸や横糸だけでなく、地組織が電気絶縁性の素材である種々の編物構造体（基本編地９０，９２）の横挿入糸９１や縦挿入糸９３にも採用することができる。また、複数の機能糸４は、１種類に限定する必要はなく、機能糸４Ｂ，４Ｄ，４Ｅの何れか１つ又は複数種類から構成しても良い。

次に、前記実施例１〜６を部分的に変更する例について説明する。
［１］前記第１糸群２，２Ｂ〜２Ｅの複数の糸を横糸とし、第２糸群３，３Ｂ〜３Ｅの複数の糸を縦糸として説明しているが、特にこの構成に限定する必要はなく、上記とは逆に、第１糸群２，２Ｂ〜２Ｅの複数の糸を縦糸とし、第２糸群３，３Ｂ〜３Ｅの複数の糸を横糸として素子付き繊維構造体１，１Ａ〜１Ｅを構成するようにしても良い。

また、機能糸４，４Ａ，４Ｂ，４Ｄ，４Ｅは、第１糸群２，２Ｂ〜２Ｅの複数の糸（横糸）にのみ含まれるように構成されているが、特にこの構成に限定する必要はなく、第１糸群２と交差する第２糸群３，３Ｂ〜３Ｅの複数の糸（縦糸）に機能糸４，４Ａ，４Ｂ，４Ｄ，４Ｅが含まれるように構成しても良い。

［２］前記機能糸配列組４Ｃにおいて、第１の機能糸４Ａと第２の機能糸４Ｂの割合は、複数の第１の機能糸４Ａに対して１つの第２の機能糸４Ｂの割合に限定する必要はなく、予め設定された設定数の第１の機能糸４Ａの上端側に複数の第２の機能糸４Ｂを配設しても良いし、第１の機能糸４Ａと第２の機能糸４Ｂとを交互に配設しても良いし、これらの配置パターンに限定せずに、種々の配置パターンを採用することができる。

また、機能糸配列組４Ｃは、受光機能を有する第１の機能糸４Ａと発光機能を有する第２の機能糸４Ｂの２種類から構成されているが、必ずしもこの２種類の機能糸４Ａ，４Ｂに限定する必要はなく、機能糸配列組４Ｃを、第１の機能糸４Ａのみで構成するようにしても良いし、第２の機能糸４Ｂのみで構成するようにしても良いし、上記以外の半導体機能素子を備えた第３の機能糸を加えて３種類以上の機能糸４で構成するようにしても良い。尚、第１の機能糸４Ｄと第２の機能糸４Ｅとを有する機能糸配列組の場合も同様である。

［３］前記素子付き繊維構造体１，１Ａ〜１Ｅは、基本的に平織で製織されているが、特にこの織り方に限定する必要はなく、綾織や朱子織等他の織り方で製織しても良い。前記素子付き繊維構造体１Ｆ，１Ｇも同様に、図３０と図３１に示す編み方以外で編んだ基本編地に対して機能糸４を備えた横挿入糸９１や縦挿入糸９３を編み込んでも良い。

［４］前記機能糸４，４Ａ，４Ｄの素子配列組５Ａにおいて、太陽電池セル１３とバイパスダイオード１４との比率は１９：１に限定する必要はなく、太陽電池セル１３の数を増やして３９：１等の種々の比率に設定することができる。前記機能糸４Ｂ，４Ｅの発光ダイオード６１とバイパスダイオード６２とからなる素子配列組５Ａにおいても同様である。素子配列組５Ａはバイパスダイオード１４，６２を含む構成であるが、特にこの構成に限定する必要はなく、バイパスダイオード１４，６２を省略して、複数の半導体機能素子５の全てを、太陽電池セル１３又は発光ダイオード６１で構成しても良い。

［５］前記半導体機能素子５としての太陽電池セル１３において、球状のｎ型シリコン結晶にｐ型の拡散層を形成することでｐｎ接合を形成しても良い。

［６］前記導電線１１の金属細線４２の本数は、２本に限定する必要はなく、１本又は３本以上の複数の金属細線４２でコイル状にカバーリングしても良い。金属細線は錫メッキされているが、錫メッキに代えて銀メッキにしても良いし、金属細線を金属単体で構成しても良い。

また、導電線１１は、ガラス繊維に代えて、炭素繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、液晶ポリマー繊維等の複数の合成繊維や天然繊維のうちから選択される何れか１又は複数種類の繊維の束又は撚線の表面に１又は複数の金属細線４２をコイル状にカバーリングした導電線１１で構成されても良い。上記の繊維以外にも、導電線１１の芯材４１には、織物や生地（所謂テキスタイル）を構成可能な一般的な合成繊維、天然繊維、これらの複合繊維の束又は撚線から構成しても良い。

さらに、導電線１１は、金属製繊維の束又は撚線で構成しても良い。上記の種々の繊維の束又は撚線からなる芯材４１の表面に金属メッキを施して、金属細線４２を省略した金属メッキ繊維から構成される導電線１１を採用しても良い。

［７］前記絶縁糸６，６ａ〜６ｊは、ポリエステル繊維に代えて、単芯のガラスファイバー、又は、ガラス繊維、ポリイミド繊維等の合成繊維、天然繊維のうちから選択される何れか１又は複数種類の繊維の束又は撚線からから構成されても良い。

［８］前記導電線１１は、上述した種々の芯材に対して波長変換材料を添加し、この波長変換材料を含む芯材の表面に１又は複数の金属細線をコイル状にカバーリングした導電線で構成されても良いし、絶縁糸６，６ａ〜６ｊは、波長変換材料を含む線材からなるように構成されても良い。この構成によると、太陽電池セル１３を使用している場合、太陽電池セル１３の受光感度の高い波長領域に入射光の波長を変換することができ、太陽電池セル１３の受光性を向上させることができる。

この場合、波長変換材料として、希土類錯体，有機蛍光色素等の蛍光体や、硫化亜鉛やアルミン酸ストロンチウム等の蓄光材料を採用することで、蛍光や太陽光が無い状態で発光する多彩な機能を加えることができる。蛍光材料や蓄光材料は、導電線の芯材や絶縁糸に練り込んだり、塗布したりして添加することができる。

［９］前記素子付き繊維構造体１，１Ｂ〜１Ｄにおいて、１対のシート材４５Ａ，４５Ｂを使用して透明な合成樹脂材４５ｂを設けると説明しているが、これらシート材４５Ａ，４５Ｂに代えて拡散シートを、素子付き繊維構造体１，１Ｂ〜１Ｄの少なくとも片面に張り合わせてもよい。光透過率が低い拡散シートを使用した場合、逆に効率が低下するため、光透過率が６０％以上の拡散シートを使用することが好ましい。

［１０］前記１対のシート材４５Ａ，４５Ｂの透明な合成樹脂材４５ｂに、太陽電池セル１３の受光性を向上させるために、散乱性を向上させる材料を添付しても良い。添付する散乱材料としては、ガラスビーズ、ナノ高分子があり、コーティングやラミネート加工が可能で光散乱性能を向上できる材料であればこれ以外であっても良い。

［１１］前記１対のシート材４５Ａ，４５Ｂの透明な合成樹脂材４５ｂに、太陽電池セル１３の受光性を向上させるために、吸収した光の波長を変換する波長変換材料を添加しても良い。例えば、蛍光色素ローダミン（Ｒｈ−６Ｇ）を１０^−４Ｍの濃度で合成樹脂材４５ｂにドープすることで、５３０ｎｍから５８０ｎｍへ波長変換可能であり、クマリン６（Ｃ−６）を１０^−４Ｍの濃度で合成樹脂材４５ｂにドープすることで、４７０ｎｍから５１０ｎｍへ波長変換可能である。ポリエチレングリコールとＥｕ^２＋の錯体を使用すれば、紫外線を可視域の蛍光に波長変換できる。太陽電池セル１３が使用しない波長領域を、使用する波長領域に変換できる材料であれば、これら以外であってもよいが、太陽電池セル３の光電変換の効率を考慮すると、蛍光スペクトルのピークが６００ｎｍ程度のものが望ましい。尚、［８］に記載の導電線１１の芯材や絶縁糸６，６ａ〜６ｊの線材に含まれる波長変換材料に、上述の波長変換材料を適用しても良い。
尚、上述の波長変換材料は、可撓性のない透明な合成樹脂材（ガラス製のプレート等）に素子付き繊維構造体が埋設状に設けられている場合にも適用可能である。

［１２］前記１対のシート材４５Ａ，４５Ｂの合成樹脂材４５ｂに、硫化亜鉛やアルミン酸ストロンチウム等の蓄光材料を添加しても良い。この場合、外部光が無くなった場合でも、太陽電池セル１３に光を供給することが可能である。これらの材料は合成樹脂材４５ｂに添加してコーティングやラミネート加工工程で塗布して使用しても良い。［８］に記載の導電線１１の芯材や絶縁糸６，６ａ〜６ｊの線材に含まれる波長変換材料に、上述の蓄光材料を適用しても良い。
尚、上記の［８］で説明した波長変換材料を導電線や絶縁糸に添加する方法、［９］〜［１２］で説明した散乱材料、波長変換材料や蓄光材料を合成樹脂材に添加する方法は、実施例１〜５に記載している全ての導電線と絶縁糸と合成樹脂材に適用可能である。

上述の波長変換材料を利用する応用例としては、例えば、受光した光を植物の光合成に適した波長（例えば、４５０ｎｍや６５０ｎｍ程度）に変換可能な波長変換材料を採用することで、発電機能を有する素子付き繊維構造体を、植物を計画的に生産する植物工場の屋根や窓に適用することができる。

この構成によると、屋根や窓に適用された素子付き繊維構造体に入った光は、合成樹脂材、導電線や絶縁糸に添加された波長変換材料で光合成に適した波長に変換される。すると、この変換された光は、複数の太陽電池セル３に受光されるが、受光されなかった光は、素子付き繊維構造体を透過して工場内に入るので、植物工場内で栽培されている植物の光合成に利用することができる。このため、波長変換材料を合成樹脂材、導電線や機能糸に添加することで、太陽電池セル３の発電効率を向上させると共に、植物の光合成を促進して植物栽培の効率を向上させることができる。つまり、素子付き繊維構造体の絶縁糸、導電線や合成樹脂材に波長変換材料を添加することで、入射光を太陽電池セル３の発電以外にも有効活用可能な構成にすることができる。

［１３］前記機能糸４，４Ａ，４Ｂ，４Ｄ，４Ｅの導電接合材１６として、導電性エポキシ樹脂を使用しているが、これに限定する必要はなく、錫や銀等の半田ペーストや、これ以外でも種々のペースト状で導電性を有するものを採用しても良い。

［１４］前記機能糸４，４Ａ，４Ｂ，４Ｄ，４Ｅにおいて、意匠性、物理的特性改善のため固有色又は着色した球状の又は半球状の石、ガラス、セラミック、合成樹脂で製造した球状体又は半球状体を複数の太陽電池セル１３や複数の発光ダイオード６１に混在させるようにしても良い。前記導電線１１や前記絶縁糸６，６ａ〜６ｊに色彩を与えて意匠性を向上させても良い。

［１５］前記半導体機能素子５において、正負の電極（太陽電池セル１３の場合は正負の電極２５，２６、バイパスダイオード１４の場合は正負の電極３５，３６）のうち一方の電極が磁性を有する電極に構成され、他方の電極が非磁性の電極に構成された、つまり、一方の電極を磁力により吸着可能にした太陽電池セル１３、バイパスダイオード１４を採用しても良い。例えば、太陽電池セル１３の正電極２５が磁性を有する場合は、バイパスダイオード１４の負電極３６が磁性を有し、この逆に、太陽電池セル１３の負電極２６が磁性を有する場合は、バイパスダイオード１４の正電極３５が磁性を有する。

つまり、半導体機能素子５の製造段階で正負の電極を形成するときに、アルミ添加又はアンチモン添加の銀合金（非磁性導電材）が使用されるが、この銀合金に対して、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ等の粉末状の磁性材料を予め含有させて、正負のうちの一方の電極が磁性を有するように形成する（他方の電極は非磁性導電材から構成される）。前記磁性を有する電極は磁力が吸着可能であるので、特に磁界の方向が所定の方向に揃うように磁化処理しなくても良い。但し、磁力で吸着する際の吸着力を強める為に、磁性を有する電極の磁界の方向が、正負の電極を結ぶ方向に揃うように磁化処理することが望ましい。

尚、球状の太陽電池セル１３とバイパスダイオード１４について説明したが、発光ダイオード６１とバイパスダイオード６２についても同様に、正負の電極７３，７４又は正負の電極７８，７９のうち一方の電極が磁性を有し、他方の電極が非磁性であっても良い。例えば、発光ダイオード６１の正電極７３が磁性を有する場合は、バイパスダイオード６２の負電極７９が磁性を有し、この逆に、発光ダイオード６１の負電極７４が磁性を有する場合は、バイパスダイオード６２の正電極７８が磁性を有する。非磁性導電材として銀合金を使用するとしているが、特にこの材料に限定する必要はなく、公知の導電性を有するものが適用可能であり、磁性材料も上記のもの以外にも公知のものが適用可能である。

［１６］前記素子付き繊維構造体１において、その外周部分に半導体機能素子５を組み込むことなく織り込んだマチ部分を形成しても良い。この場合、マチ部分は、縦糸の長さ方向の両端側部分にメッシュ状の網目７より密に配置した複数の横糸と複数の縦糸とで織布状に形成した所定幅の織布部と、横糸の長さ方向の両端側部分にメッシュ状の網目７より密に配置した複数の縦糸と複数の横糸とで織布状に形成された所定幅の織布部とから形成される。

このマチ部分は、縦糸と横糸の織り込み密度が高くなるため、引っ張り強度や曲げ強度が向上し、素子付き繊維構造体１の耐久性も高くなる。また、素子付き繊維構造体１を長い帯状に製造した場合、所定の箇所に２組の連続する織布部を設けることで、必要な長さに裁断する際にマチ部分を設けた形で裁断することができ、裁断後における素子付き繊維構造体１の取り扱いにおいても、マチ部分によって半導体機能素子５を保護することができる。

［１７］前記半導体機能素子５に、太陽電池セル１３、発光ダイオード６１、バイパスダイオード１４，６２を採用しているが、特にこれら素子に限定する必要はなく、太陽電池セル１３を電源として駆動可能な各種半導体センサデバイス（光、紫外線、放射線、温度、圧力、磁気等）、通電により発熱する熱抵抗器等の各種半導体機能素子５を採用して機能糸４を製造可能である。例えば、半導体機能素子５として熱抵抗器を採用して素子付き繊維構造体１を製造した場合、この熱抵抗器付き繊維構造体を衣服等に適応することでヒート機能を備えた衣服を実現することができる。

［１８］その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例の種々の変更を付加した形態で実施可能で本発明はそのような変更形態を包含するものである。

本発明に係る素子付き繊維構造体１は、薄型で軽量、可撓性、通気性があり、窓ガラスや建物の壁面に組み込んで意匠性に優れる太陽電池パネルや照明パネル等を実現可能であり、車両のボディに装着して意匠性を向上させることも可能である。また、テントや店舗型サンシェード、ドーム型建造物等の太陽光を遮蔽するテキスタイル部材として建築分野の他、カーテンやブラインド等のインテリア分野、自動車や列車・船舶等の移動体分野、アウトドア衣料やバック等のスポーツ分野、一般でのバックや帽子、衣類等のウェアラブル分野等、さらに、光透過性を活かしたサンルーム等の採光を兼ねた屋根等の部材、通気性と透過性を活かした建築工事用シート（建築現場のネット）、屋外での広告看板や垂れ幕、シースルーディスプレイ、イベント会場や工場内の間仕切り等、大きいサイズの素子付き繊維構造体１の平面加工が可能なこと、軽量・フレキシブルの特性であることを活かして、様々な分野での用途に利用することができる。

１，１Ａ〜１Ｇ 半導体機能素子付き繊維構造体
２，２Ｂ〜２Ｅ 第１糸群
３，３Ｂ〜３Ｅ 第２糸群
４ 半導体機能素子付き機能糸
４Ａ，４Ｄ 第１の半導体機能素子付き機能糸
４Ｂ，４Ｅ 第２の半導体機能素子付き機能糸
５ 半導体機能素子
５Ａ 素子配列組
６，６ｃ〜６ｉ 絶縁糸
６ａ，６ｂ 第１，第２絶縁糸
８，８０ａ，８０ｂ 絶縁性保護膜
１１，１１ａ，１１ｂ 導電線
１３ 球状太陽電池セル
１４ 球状バイパスダイオード
２５，２６ 正負の電極
３５，３６ 正負の電極
４１ 芯材
４２ 金属細線
４５ 合成樹脂シート材
５０，５０Ａ，５０Ｂ 製造装置
６１ 発光ダイオード
６２ バイパスダイオード
８１ 下層繊維構造体
８２ 上層素子付き繊維構造体

【０００２】
電池セルを強固に押し込み、その状態で高温加熱して電極形成と共にガラス布と太陽電池セルの電気的接続を同時に行い、その後、ガラス布の両面から樹脂フィルムでラミネーションした構造のフレキシブルな太陽電池モジュールが開示されている。
［０００６］
特許文献３には、平行に配置された複数の導電性線材と、これら導電性線材を固定する為の絶縁性張力線材とで製織された織網基材の複数の網目に、独立した正負のドット状電極を備えた複数の球状太陽電池セルを挿入し、太陽電池セルの正負の電極を導電性線材に半田等で電気的に接続した構造の太陽電池モジュールが開示されている。ここでも、特許文献２と同様に、予め導電性線材と絶縁性線材とで製織された織網基材を準備し、その後に、複数の太陽電池セルを組み込む方法が開示されている。
［０００７］
特許文献２，３において、織網基材と太陽電池セルとを電気的に接続する為に、導電性線材と絶縁性線材とで網目形成後に、導電性線材と太陽電池セルとを電気的に接続している。この場合、特許文献２，３の何れにおいても、導電性線材と半導体機能素子との接触部分に２００℃以上の高温を加えるので、導電性線材には耐熱性の高い線材が必要となり、また、この導電性線材と共に織り込まれる絶縁性線材にも耐熱性が高い線材が必要となる。従って、絶縁性線材として、通常の織物に使用する糸材を選択することができず、しかも、太陽電池セルの配置場所も制約を受ける為に、意匠性を発揮した織物や織網基材が製造できない問題がある。
［０００８］
製織時に導電性線材に高温を加える必要のない太陽電池モジュール（半導体機能素子付き織網基材）として、特許文献４，５には、複数の半導体機能素子を予め実装した機能糸を縦糸として、導電性線材又は絶縁性線材を横糸として織り込まれた電気的な織布又は織物等の織物構造体が開示されている。この特許文献４，５において、機能糸の複数の半導体機能素子と導電性線材との間は、接着剤を使用せずに物理的な接触を介して電気的に接続されている。
［０００９］
尚、特許文献４の機能糸は、細長い帯状の基板を有し、その基板上に複数

【０００４】
これら機能糸から織網基材を製織すると、高コストとなってしまう。
［００１４］
また、特許文献４の機能糸は、帯状基板の表面に半導体機能素子を配置する構造上、糸の幅が広くなり、特許文献５の機能糸は、線材の表面に半導体機能素子を作り込む構造上、糸の直径が太くなるので、これら機能糸を用いて織網基材を製織しても、通気性のない織網基材になってしまう。
［００１５］
さらに、特許文献２，３では、予め半導体機能素子のサイズに適応したメッシュ状の織網基材を作成して、その後に、織網基材に半導体機能素子を実装していくので、上述のように耐熱性の高い絶縁性線材が必要となる上、織網基材の網目と半導体機能素子の直径との間隔を一定に維持したまま、織網基材に半導体機能素子を組み込むため、位置決めが困難である。ある程度の大きさの半導体機能素子付き織網基材を製造する為には、製造装置も大型となり、高コストとなる。
［００１６］
本発明の目的は、低コストで量産に適した半導体機能素子付き繊維構造体の製造方法を提供すること、可撓性と通気性のある軽量な半導体機能素子付き繊維構造体を提供すること、連続的に製造可能な半導体機能素子付き繊維構造体を提供すること、等である。
課題を解決するための手段
［００１７］
請求項１の半導体機能素子付き繊維構造体は、複数の糸で構成された繊維構造体であって複数の半導体機能素子が組み込まれた半導体機能素子付き繊維構造体において、前記複数の糸は、複数の絶縁糸と、受光機能又は発光機能を備えた可撓性のある糸材として予め一体的に構成した状態で組み込まれる複数の半導体機能素子付き機能糸とを有し、前記半導体機能素子付き機能糸は、両端に正負の電極を有する粒状の複数の半導体機能素子と、これら複数の半導体機能素子を並列接続する可撓性のある連続的に延びる１対の導電線とを備え、平行状態に配置された前記１対の導電線の間に前記複数の半導体機能素子が導電線の長さ方向に設定間隔おきに配置され、前記複数の半導体機能素子の正電極が一方の導電線に電気的に接続されると共に前記複数の半導体機能素子の負電極が他方の導電線に電気的に接続されたことを特徴としている。
［００１８］
請求項１６の絶縁糸を含む複数の縦糸と、複数の半導体機能素子を有する

【０００５】
半導体機能素子付き機能糸を含む複数の横糸とで織られた半導体機能素子付き繊維構造体の製造方法において、前記半導体機能素子付き機能糸を、受光機能又は発光機能を備えた可撓性のある糸材として予め一体的に製作する第１工程、定間隔おきに平行に配置した複数の縦糸を含む第１群縦糸と、この第１群縦糸と平行且つ交互に位置する複数の縦糸を含む第２群縦糸とを綜絖機構により移動させて、第１，第２群縦糸の間に隙間を形成する第２工程と、前記第１，第２群縦糸の間の隙間にシャトル機構により横糸を供給する第３工程と、前記第３工程で供給された横糸を筬機構により筬打ちする第４工程と、前記半導体機能素子付き繊維構造体を所定の長さ引き出す第５工程と、前記第２工程から第５工程を複数回繰り返す第６工程と、を備えたことを特徴としている。
発明の効果
［００１９］
請求項１の発明によれば、可撓性と通気性に優れ且つ軽量な半導体機能素子付き繊維構造体を実現することができる。安価に量産可能な半導体機能素子付き繊維構造体を実現することができる。物体の表面に貼り付けるのに適した薄い半導体機能素子付き繊維構造体を実現することができる。この半導体機能素子付き繊維構造体は、可撓性、軽量、薄型、フレキシブル、シースルー、採光性がある中間材的製品であり、用途に応じて種々の製品に仕上げることが出来る。
［００２０］
請求項１６の発明によれば、少ない工程数で能率的に安定的に半導体機能素子付き繊維構造体を連続的に安価に量産することができる。可撓性と通気性に優れ且つ軽量な半導体機能素子付き繊維構造体を製造することができる。既存の織機を有効活用しながら、半導体素子付き繊維構造体を自動的に製造することができる。
［００２１］
請求項１の構成に加えて、次のような種々の構成を採用してもよい。
（ａ）前記半導体機能素子の正負の電極のうち一方の電極が磁性を有する電極に構成され、他方の電極が非磁性の電極に構成されている。
（ｂ）前記複数の糸は、第１糸群とこの第１糸群と交差する第２糸群とを備え、前記第１糸群は複数の半導体機能素子付き機能糸を備えると共に、前記第２糸群は複数の絶縁糸を備えている。
［００２２］
（ｃ）前記第１糸群が複数の半導体機能素子付き機能糸で構成され、前記複数の半導体機能素子付き機能糸は、前記半導体機能素子の正負の電極を結ぶ

【０００６】
導電方向を第２糸群の長さ方向に揃えた状態に配設されると共に隣接する半導体機能素子付き機能糸の導電線同士が電気的に接続されている。
［００２３］
（ｄ）前記第１糸群が複数の半導体機能素子付き機能糸と複数の絶縁糸とから構成され、前記複数の半導体機能素子付き機能糸は、前記半導体機能素子の正負の電極を結ぶ導電方向を前記第２糸群の長さ方向に揃えた状態に配設され、隣接する半導体機能素子付き機能糸の間に１又は複数の前記絶縁糸を配設する。
［００２４］
（ｅ）前記第１糸群は、１又は複数の第１の半導体機能素子付き機能糸と、１又は複数の第２の半導体機能素子付き機能糸とから構成され、前記第１の半導体機能素子付き機能糸の半導体機能素子が、受光機能を有する球状の半導体機能素子であり、前記第２の半導体機能素子付き機能糸の半導体機能素子が、発光機能を有する半導体機能素子である。
［００２５］
（ｆ）前記第２糸群は、前記第１糸群の長さ方向に接触状に隣接する第１，第２絶縁糸であって前記第１糸群の複数の半導体機能素子付き機能糸の表面と裏面とに交互に接触するジグザグ状態に織られた第１，第２絶縁糸を備えている。
［００２６］
（ｇ）前記半導体機能素子付き繊維構造体の少なくとも片面に、光透過性のある合成樹脂製のシート材を設けている。
（ｈ）前記シート材の合成樹脂材に、受光した光の波長を変換する波長変換材料を添加する。
［００２７］
（ｉ）前記半導体機能素子付き機能糸の全表面を可撓性と光透過性のある薄膜状の絶縁性保護膜で被覆され、この絶縁性保護膜は、パラキシリレン樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂のうちから選択される何れか１つの合成樹脂製の被膜からなる。
［００２８］
（ｊ）前記１対の導電線は、ガラス繊維、炭素繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、液晶ポリマー繊維のうちから選択される何れか１又は複数種類の繊維の束又は撚線の表面に１又は複数の金属細線をコイル状にカバーリングした導電線で構成される。

【０００７】
（ｋ）前記１対の導電線は、受光した光の波長を変換する波長変換材料を含む芯材の表面に１又は複数の金属細線をコイル状にカバーリングした導電線で構成される。
［００２９］
（ｌ）前記絶縁糸は、単芯のガラスファイバー、又は、ガラス繊維、ポリエステル繊維、ポリイミド繊維等の合成繊維、天然繊維のうちから選択される何れか１又は複数種類の繊維の束又は撚線からなる。
（ｍ）前記絶縁糸は、受光した光の波長を変換する波長変換材料を含む線材からなる。
（ｎ）前記半導体機能素子付き繊維構造体は、少なくとも下層に繊維構造体を設けた多層構造に構成されている。
［００３０］
請求項１６の構成に加えて、次のような種々の構成を採用してもよい。
（ｏ）前記第５工程の後、前記第６工程の前に、前記半導体機能素子付き繊維構造体の両面を可撓性と光透過性のある絶縁性保護膜で被覆する被覆工程を備える。
［００３１］
（ｐ）前記第５工程の後、前記第６工程の前に、前記半導体機能素子付き繊維構造体の両面に可撓性と光透過性のある合成樹脂製の１対のシート材を重ねて加熱加圧する重ね合わせ工程を備える。
図面の簡単な説明
［００３２］
［図１］本発明の実施例１に係る半導体機能素子付き繊維構造体の平面図である。
［図２］半導体機能素子付き繊維構造体の要部拡大平面図である。
［図３］図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
［図４］半導体機能素子付き機能糸の平面図である。
［図５］図４の部分拡大断面図である。
［図６］図４のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
［図７］球状太陽電池セルの断面図である。
［図８］球状バイパスダイオードの断面図である。
［図９］導電線の部分拡大斜視図である。

【００１１】
３の正電極２５の外面と複数の球状バイパスダイオード１４の負電極３６の外面が、導電線１１ｂに導電接合材１６を介し夫々電気的に接続されている。
［００４２］
この機能糸４は、長い糸状に連続的に製造することが可能である。半導体機能素子５の大きさ、隣接する半導体機能素子５間の間隔、素子配列組５Ａにおける球状太陽電池セル１３の数と球状バイパスダイオード１４の数、導電線１１の太さ等は、仕様に応じて適宜設定可能である。尚、隣接する半導体機能素子５間の設定間隔は、半導体機能素子５の幅の１／２倍以上且つ２倍以下の間隔であることが望ましい。この設定間隔にすることで、機能糸４の光透過性と可撓性を確保することができ、また、製織時にこの機能糸４と交差する縦糸又は横糸の配設スペースを設けることができる。
［００４３］
次に、球状太陽電池セル１３について説明する。
図４，図７に示すように、球状太陽電池セル１３（以下、太陽電池セル１３という）は、直径１．０ｍｍ〜２．０ｍｍ（本実施例では、直径１．２ｍｍ）程度の球状のｐ型シリコン単結晶２１を用いて製造される。このｐ型シリコン単結晶２１の表面の一部に平坦面２２が形成され、この平坦面２２とその近傍部を除く球面の大部分にｎ型不純物が拡散されてｎ型拡散層２３が形成され、ｎ型拡散層２３の表面から１μｍ程度の位置に球面状のｐｎ接合２４が形成されている。平坦面２２のｐ型表面（太陽電池セル１３の一端）に、アルミ添加の銀合金からなる正電極２５（アノード電極）がスポット状に低抵抗接続され、ｐ型シリコン単結晶２１の中心を挟んで正電極２５の反対側のｎ型拡散層２３の表面（太陽電池セル１３の他端）に、アンチモン添加の銀合金からなる負電極２６（カソード電極）がスポット状に低抵抗接続されている。この正負の電極２５，２６以外のｐ型シリコン単結晶２１とｎ型拡散層２３の全表面に、透明なＳｉＯ２膜からなる反射防止膜２７が形成されている。
［００４４］
この太陽電池セル１３は、正負の電極２５，２６を結ぶ軸線方向を除く全方向からの光を受光することができる。このため、直射光の入射方向が変動しても受光することができ、反射光も含めてあらゆる方向の光を受光するこ

【００１８】
２群縦糸５３Ａ，５３Ｂと直交状態になるように配線し、シャトル部材５４ａから機能糸４の先端部を取り外し、シャトル部材５４ａと反対側の機能糸４の隙間１８部分の１対の導電線１１を切断する。
［００６７］
次に、筬機構５５について説明する。
図１２に示すように、筬機構５５は、横方向に長い鉛直向きの板状部材５５ａと、この板状部材５５ａを所定ストロークだけ前後移動させる筬駆動機構（図示略）を有し、この板状部材５５ａには、複数の縦長のスリット５５ｂが等間隔に形成されている。筬機構５５は、シャトル機構５４で供給された機能糸４を下流側へ押圧するように筬打ちし、機能糸４を絶縁糸６に対して直交状態に整列させると共に下流側の機能糸４に密着させるものである。複数のスリット５５ｂには、１組の第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂが夫々挿通している。
［００６８］
次に、引き出し機構５６について説明する。
図１２に示すように、引き出し機構５６は、素子付き繊維構造体１を巻き取る巻取りローラ５６ａと、巻取りローラ５６ａの方向へ素子付き繊維構造体１を案内する案内ローラ５６ｂ等を有し、製造装置５０の最下流側に配設されている。巻取りローラ５６ａは、製造装置５０の図示外の機枠に回転駆動可能に支持され、綜絖機構５３やシャトル機構５４等の他の機構と連動して、引出し駆動機構（図示略）により、素子付き繊維構造体１を間欠的に１ピッチずつ引き出しながら巻取りローラ５６ａで巻き取る。
［００６９］
尚、図示は省略するが、前記の製造装置５０を制御する制御ユニットが設けられ、この制御ユニットにより、供給側案内ローラ５１、綜絖機構５３、シャトル機構５４、筬機構５５、引き出し機構５６が制御される。
［００７０］
次に、素子付き繊維構造体１の製造方法について説明する。
この製造方法は、図１２の製造装置５０により、第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂを含む複数の縦糸と、複数の半導体機能素子５（太陽電池セル１３とバイパスダイオード１４）を有する機能糸４を含む複数の横糸とで織られた素子付き繊維構造体１（素子付き織網基材）を製造するための方法である。尚、機能糸４を、受光機能又は発光機能を備えた可撓性のある糸材として予め一体的に製作する工程が、第１工程である。

【００１９】
［００７１］
先ず、第２工程において、複数の絶縁糸６が、供給側案内ローラ５１と案内板５２を通過してから、綜絖機構５３により、定間隔おきに平行に配置した複数の第１絶縁糸６ａを含む第１群縦糸５３Ａと、この第１群縦糸５３Ａと平行且つ交互に位置する複数の第２絶縁糸６ｂを含む第２群縦糸５３Ｂとに分けられる。そして、第１群縦糸５３Ａと第２群縦糸５３Ｂを綜絖機構５３により上下に移動させて、第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂの間にシャトル通過用の隙間を形成する。
［００７２］
次に、第３工程において、第２工程で形成された第１，第２群縦糸５３Ａ，５３Ｂの間の隙間に、シャトル機構５４のシャトル部材５４ａを絶縁糸６と直交する方向に通して第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂの間に機能糸４を供給する。
［００７３］
次に、第４工程において、第３工程で供給された機能糸４を、筬機構５５により下流側に押圧する筬打ちを行い、機能糸４を絶縁糸６に対して直交状態に整列させる。このとき、１サイクル前の工程において、下流側に供給された機能糸４の導電線１１に対して機能糸４の導電線１１を押圧する。この筬機構５５の押圧により、導電線１１同士が接触するため導電線１１の長さ方向の電気抵抗を小さくすることができる。
［００７４］
次に、第５工程において、引き出し機構５６により機能糸４の縦方向幅に相当する１ピッチ分素子付き繊維構造体１を下流側へ引き出し、以上の第２工程から第５工程を複数回繰り返し実行することで、連続した素子付き繊維構造体１を製作することができる。この繰り返し工程が、第６工程に相当する。
そして、最終的に引き出し機構５６により、素子付き繊維構造体１を間欠的に１ピッチずつ巻き取りながら収容する。
［００７５］
次に、素子付き繊維構造体１とその製造方法の効果について説明する。
この素子付き繊維構造体１によれば、可撓性と通気性に優れ且つ軽量な素子付き繊維構造体１を実現することができる。安価に量産可能な素子付き繊維構造体１を実現することができる。物体の表面に貼り付けるのに適した薄

【００２２】
の場合、素子付き繊維構造体の縦方向や横方向の両端部に外部端子を設けて、この外部端子を介して外部装置に出力を取り出すようにしても良い。尚、絶縁性保護膜８や前記合成樹脂材が、受光した光の波長を変換する波長変換材料を有するようにしても良い。
実施例２
［００８５］
本実施例では、実施例１の素子付き繊維構造体１を部分的に変更した素子付き繊維構造体１Ｂについて説明するが、実施例１と同様の構成要素には同様の参照符号を付して説明を省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。素子付き繊維構造体１Ｂを製造する製造方法について説明する。
［００８６］
図１６〜図１８に示すように、素子付き繊維構造体１Ｂは、第１糸群２Ｂの複数の糸とこの第１糸群２Ｂと交差する第２糸群３Ｂの複数の糸とで織られ且つ複数の半導体機能素子５が組み込まれ、可撓性と光透過性のある合成樹脂製の上下１対のシート材４５Ａ，４５Ｂに埋設状態に封止されたものである。第１糸群２Ｂは、複数の横糸として複数の第１，第２の機能糸４Ａ，４Ｂと複数の絶縁糸６ｃとを備えると共に、第２糸群３Ｂは、複数の縦糸として複数の絶縁糸６を備えている。
［００８７］
第１糸群２Ｂの全ての糸は、１又は複数の第１の機能糸４Ａ（第１の半導体機能素子付き機能糸４Ａ）と、１又は複数の第２の機能糸４Ｂ（第２の半導体機能素子付き機能糸４Ｂ）と、これら機能糸４Ａ，４Ｂ間に配設される複数の絶縁糸６ｃとから構成されている。第１糸群２Ｂには、予め設定された設定数の第１の機能糸４Ａの上端側に１つの第２の機能糸４Ｂが配設された機能糸配列組４Ｃが、第２糸群３Ｂの長さ方向に１組又は複数組繰り返し形成されている。第１の機能糸４Ａと第２の機能糸４Ｂは、半導体機能素子５の正負の電極を結ぶ導電方向を第２糸群３Ｂの長さ方向に揃えた状態に夫々配設されている。
［００８８］
第１糸群２Ｂにおいて、隣接する第１の機能糸４Ａ間及び第１の機能糸４Ａと第２の機能糸４Ｂ間に、１つの絶縁糸６ｃが夫々配設されている。絶縁糸６ｃと第１の機能糸４Ａの間及び絶縁糸６ｃと第２の機能糸４Ｂとの間に

【００２５】
、ｐ型層６７の上端部にアノード電極７１がスポット状に低抵抗接続されている。ＬＥＤチップ６５の下側には、厚さ３．０ｍｍ、幅４．０ｍｍ程度のセラミックベース７２が設けられている。セラミックベース７２の上面右端部と右側部には正電極７３が形成され、この正電極７３の反対側の上面左端部と左側部には負電極７４が形成されている。ＬＥＤチップ６５のカソード電極６９は負電極７４に固着され接続され、アノード電極７１はリード線７６を介して正電極７３に接続されている。セラミックベース７２の上側は透明なエポキシ樹脂により半球状の高さ２．０ｍｍ程度の保護カバー７７で覆われている。この発光ダイオード６１は、保護カバー７７を通って半球方向に光を放射する。
［００９６］
図１９に示すバイパスダイオード６２は、発光ダイオード６１と同様の外形に形成されているが、その機能面においては、第１の機能糸４Ａのバイパスダイオード１４と同様に、各素子配列組において、設定数の発光ダイオード６１に対して逆並列接続されることにより、複数の発光ダイオード６１に過度な逆電圧が印加された場合に電流をバイパスする機能を有し、複数の発光ダイオード６１が過熱されて破損するのを防止することができる。
［００９７］
次に、合成樹脂製の１対のシート材４５Ａ，４５Ｂについて説明する。
図１７，図１８に示すように、素子付き繊維構造体１Ｂは、合成樹脂製の１対のシート材４５Ａ，４５Ｂにより素子付き繊維構造体１Ｂの上下両面を挟んで加圧加熱成形されることによりシート状に成形されている。
［００９８］
各シート材４５Ａ，４５Ｂは、ＥＶＡ樹脂シートからなる合成樹脂材４５ｂと、この合成樹脂材４５ｂの片面に形成されたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂フィルムの合成樹脂フィルム層４５ａを備え、光透過性と可撓性を有する。尚、このフィルム層４５ａは省略可能である。また、ＥＶＡ樹脂シートに代えて、ＰＶＢ樹脂シート、ＮＹ樹脂シートやＰＥＴ樹脂シート等を採用しても良いし、ＰＥＴ樹脂フィルムに代えてＰＶＦ（ポリフッ化ビニル樹脂）等を採用しても良い。

【００２６】
［００９９］
この素子付き繊維構造体１Ｂにおいては、素子付き繊維構造体１Ｂを合成樹脂材４５ｂで埋設状態に封止し、上下両面に透明なＰＥＴ樹脂フィルムの合成樹脂フィルム層４５ａを設けたため、入射光のうちの太陽電池セル１３の表面で直接吸収される光以外のうちある部分の光は、合成樹脂フィルム層４５ａの内面と、太陽電池セル１３、絶縁糸６ａ，６ｂ，６ｃや導電線１１の表面との間で多重反射を繰り返しながら最終的に太陽電池セル１３の表面で吸収される。このため、素子付き繊維構造体１Ｂ全体の出力向上が期待できる。
［０１００］
次に、素子付き繊維構造体１Ｂの等価回路図について説明する。
図２３は、複数の第１の機能糸４Ａと１つの第２の機能糸４Ｂを有する素子付き繊維構造体１Ｂの等価回路図である。第１の機能糸４Ａと第２の機能糸４Ｂとは電気的に独立して夫々設けられている。第１の機能糸４Ａは、約０．６Ｖの光起電力を発生し、第２の機能糸４Ｂは、順方向に電圧を印加し、電流が流れた場合に発光する。機能糸４Ａ，４Ｂ同士の直列接続や並列接続は、素子付き繊維構造体１Ｂの内部又は外部で接続端子を介して行うことができ、必要な出力電圧・出力電流に応じて適宜設定することが出来る。
［０１０１］
次に、素子付き繊維構造体１Ｂを製造する製造装置５０Ｃについて説明する。
図２４に示すように、製造装置５０Ｃは、上流側から下流側に向けて、供給側案内ローラ５１と、案内板５２と、綜絖機構５３と、シャトル機構５４と、筬機構５５と引き出し機構５６と、加熱加圧機構５８とを備えているが、実施例１に加熱加圧機構５８を追加した以外は、実施例１と同様なので実施例１と同様の構成要素に同じ符号を付して説明を省略し、加熱加圧機構５８のみについて説明する。尚、シャトル機構５４は、実施例１では、第１の機能糸４Ａのみ供給する構成なっているが、本実施例では、第１の機能糸４Ａに加えて第２の機能糸４Ｂと絶縁糸６ｃも供給可能である。
［０１０２］
図２４に示すように、加熱加圧機構５８は、素子付き繊維構造体１Ｂの上下両側から供給される合成樹脂製の１対のシート材４５Ａ，４５Ｂを加圧加熱しながら移送可能な

【００２７】
上下１対のローラ部材５８ａ，５８ｂを有し、筬機構５５の下流側に配設されている。加熱加圧機構５８は、素子付き繊維構造体１Ｂを可撓性と光透過性のある合成樹脂製の１対のシート材４５Ａ，４５Ｂを上下両面から重ねて加熱加圧するものである。
［０１０３］
次に、素子付き繊維構造体１Ｂを製造する製造方法について説明する。
この製造方法は、図２４の製造装置５０Ｃにより、第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂを含む複数の縦糸と、第１の機能糸４Ａと第２の機能糸４Ｂと絶縁糸６ｃを含む複数の横糸とで織られ、且つ上下両面が合成樹脂製の１対のシート材４５Ａ，４５Ｂで覆われた素子付き繊維構造体１Ｂを製造するための方法である。
［０１０４］
先ず、第１工程から第６工程において、第３工程以外は実施例１と同様であるので、説明は省略して、以下の説明では、第３工程についてのみ説明する。尚、第３工程は、シャトル機構５４により第１の機能糸４Ａ、第２の機能糸４Ｂ、絶縁糸６ｃを予め設定された順番で供給する工程である。
［０１０５］
第３工程において、第２工程で形成された第１，第２群縦糸５３Ａ，５３Ｂの間の隙間に、シャトル機構５４のシャトル部材５４ａを絶縁糸６と直交する方向に通して、先ずは、第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂの間に素子付き繊維構造体１Ｂの最下端（最先端）に位置する１つの絶縁糸６ｃを供給する。その後、実施例１と同様に第４，第５工程が実行され、再び第２工程に戻る。
［０１０６］
次の１サイクル後の第３工程では、上下位置関係が入れ替わった第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂの間に、シャトル機構５４により第１の機能糸４Ａを供給する。この第３工程における絶縁糸６ｃと第１の機能糸４Ａとの交互の供給は、予め設定された設定数回繰り返し実行され、その後に、第２の機能糸４Ｂが供給されることで、第１糸群２Ｂの１組の機能糸配列組４Ｃが構成される。この機能糸配列組４Ｃの複数の糸の供給は、繰り返し実行しても良いし、第２の機能糸４Ｂが供給された後の絶縁糸６ｃが供給された段階で、素子付き繊維構造体１Ｂの製造を終了しても良い。
［０１０７］
第２工程から第５工程の後に、加熱加圧機構５８により、素子付き繊維構

【００２８】
造体１Ｂの両面に可撓性と光透過性のある１対のシート材４５Ａ，４５Ｂ（例えば、透明な合成樹脂材４５ｂの表面に合成樹脂フィルム層４５ａを貼り付けたもの）を重ねて、１対のローラ部材５８ａ，５８ｂで加熱加圧することにより、ＥＶＡ樹脂を軟化溶融させて素子付き繊維構造体１Ｂを合成樹脂材４５ｂの中に埋設状態に封止する。
［０１０８］
最後に、合成樹脂製の１対のシート材４５Ａ，４５Ｂで覆われた素子付き繊維構造体１Ｂを引き出し機構５６の巻取りローラ５６ａで間欠的に巻き取りながら収容する。尚、上記の加熱加圧機構５８による工程が、重ね合わせ工程に相当するものである。
［０１０９］
素子付き繊維構造体１Ｂは、各機能糸４Ａ，４Ｂの中間にフレキシブルな絶縁糸６ｃを加えて製織されている。このため、素子付き繊維構造体１Ｂの横方向の引っ張り強度や捩れ強度を強化すると共に、各機能糸４Ａ，４Ｂ間を電気的に絶縁分離することができる。この絶縁糸６ｃの数は、必要に応じて増やすことが出来、また、互いに異なる材質を混ぜても良い。さらに、織り方として平織りや綾織を選択しても良い。合成樹脂製の１対のシート材４５Ａ，４５Ｂの表面を、透明な合成樹脂製プレート又はガラス製プレートで挟み接着することでパネル状の構造にしても良い。その他の構成、作用及び効果は、実施例１の直列接続構造に関するものを除いて、実施例１とほぼ同様であるので説明は省略する。
［０１１０］
尚、前記素子付き繊維構造体１Ｂは、１対のシート材４５Ａ，４５Ｂで上下両面を挟んで加圧加熱成形されることによりシート状に成形されているが、特に１対のシート材４５Ａ，４５Ｂで上下両面を挟む必要はなく、素子付き繊維構造体１Ｂの少なくとも片面に、シート材４５Ａ，４５Ｂの一方を設けただけの構成であっても良い。
［０１１１］
また、素子付き繊維構造体１Ｂにおいては、合成樹脂製の１対のシート材４５Ａ，４５Ｂに代えて、実施例１の部分的変更形態と同様に、素子付き繊維構造体１Ｂの全表面を可撓性と光透過性のある薄膜状の絶縁性保護膜で被覆しても良い。さらに、合成樹脂製の１対のシート材４５Ａ，４５Ｂを省略して、合成樹脂製の１対のシート材４５Ａ，４５Ｂに埋設されてい

【００２９】
ない素子付き繊維構造体１Ｂを採用しても良い。
［０１１２］
さらに、実施例２の加熱加圧機構５８によって、実施例１の素子付き繊維構造体１の両面に合成樹脂製の１対のシート材４５Ａ，４５Ｂを重ねて加熱加圧して、素子付き繊維構造体１を合成樹脂材４５ｂの中に埋設状態に封止しても良い。この場合、複数の機能糸４の直列接続方向の両端部に、外部に出力する為の外部出力端子を設けても良い。
実施例３
［０１１３］
本実施例では、実施例１の素子付き繊維構造体１を部分的に変更した素子付き繊維構造体１Ｃについて説明するが、実施例１と同様の構成要素には同様の参照符号を付して説明を省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。
［０１１４］
図２５に示すように、素子付き繊維構造体１Ｃは、第１糸群２Ｃの複数の糸とこの第１糸群２Ｃと交差する第２糸群３Ｃの複数の糸とで織られ且つ複数の半導体機能素子５が組み込まれている。第１糸群２Ｃは、複数の横糸として複数の機能糸４Ｄ，４Ｅを備えると共に、第２糸群３Ｃは、複数の縦糸として複数の絶縁糸６を備えている。
［０１１５］
第１糸群２Ｃの糸の全ては、１又は複数の第１の機能糸４Ｄと、１又は複数の第２の機能糸４Ｅとから構成されている。この第１糸群２Ｃには、予め設定された設定数の第１の機能糸４Ｄの上端側に１つの第２の機能糸４Ｅが配設された実施例２の機能糸配列組４Ｃと同様な機能糸配列組が、第２糸群３Ｃの長さ方向に複数繰り返し形成されている。第１の機能糸４Ｄと第２の機能糸４Ｅは、半導体機能素子５の正負の電極を結ぶ導電方向を第２糸群３Ｃの長さ方向に揃えた状態に夫々配設されている。第１の機能糸４Ｄと第２の機能糸４Ｅとは所定の間隔をあけて配設されているが、密に接触状に配設されても良い。
［０１１６］
第２糸群３Ｃの糸の全ては、第１糸群２Ｃに直交するように織り込まれ縦方向に延びる複数の絶縁糸６で構成されている。第２糸群３Ｃは、第１糸群２Ｃの長さ方向に接触状に隣接する第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂであって第

【００３０】
１糸群２Ｃの複数の第１の機能糸４Ｄと第２の機能糸４Ｅの表面と裏面とに交互に接触するジグザグ状態に織られた第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂを備えている。複数の第１，第２絶縁糸６ａ，６ｂは、機能糸４Ｄ，４Ｅの長さ方向に隣接する半導体機能素子５の間に夫々配設され織り込まれている。
［０１１７］
次に、第１の機能糸４Ｄと第２の機能糸４Ｅについて説明する。
図２６に示すように、第１の機能糸４Ｄは、基本的に実施例１の機能糸４（実施例２の第１の機能糸４Ａ）と同様の構成を有すると共に、複数の太陽電池セル１３とバイパスダイオード１４と１対の導電線１１（１１ａ，１１ｂ）の全表面を被覆した可撓性と光透過性のある薄膜状の絶縁性保護膜８０ａを備えている。
［０１１８］
図２７に示すように、第２の機能糸４Ｅは、基本的に実施例２の第２の機能糸４Ｂと同様の構成を有すると共に、複数の発光ダイオード６１とバイパスダイオード６２と１対の導電線１１（１１ａ，１１ｂ）の全表面を被覆した可撓性と光透過性のある薄膜状の絶縁性保護膜８０ｂを備えている。尚、図２５〜図２７の素子付き繊維構造体１Ｃの等価回路は、実施例２の図２３の等価回路と同様であるので説明は省略する。
［０１１９］
絶縁性保護膜８０ａ，８０ｂは、例えば、パラキシリレン樹脂の被膜（所謂、パリレン）から形成されている。絶縁性保護膜８０ａ，８０ｂは、複数の半導体機能素子５と導電線１１の全表面を、例えば厚さ２５μｍ程度に被覆するように形成されている。
［０１２０］
尚、絶縁性保護膜８０ａ，８０ｂにおいて、パラキシリレン樹脂の被膜（パリレン）に代えて、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂のうちから選択される何れか１つの合成樹脂製の被膜から形成しても良いし、これら以外の光透過性と可撓性を有する合成樹脂材で形成しても良い。
［０１２１］
次に、素子付き繊維構造体１Ｃを製造する製造装置と製造方法について説明するが、図２５の素子付き繊維構造体１Ｃを製造する製造装置は、実施例１と同様の製造装置５０で製造可能である。また、素子付き繊維構造体１Ｃ

【００３１】
の製造方法は、第３工程にて供給する横糸を、予め設定された設定数の第１の機能糸４Ｄを供給する毎に第２の機能糸４Ｅを供給するように設定すれば良く、これ以外の工程は、実施例１と同様であるので説明は省略する。
［０１２２］
第１の機能糸４Ｄと第２の機能糸４Ｅが、薄膜状の絶縁性保護膜８０ａ，８０ｂで被覆されているので、機能糸４Ｄ，４Ｅ同士が接触しても電気的に分離されている。従って、実施例２と比較して絶縁糸６ｃを省略することができる。
［０１２３］
また、実施例１の部分変更形態と同様に、素子付き繊維構造体１Ｃの全表面を可撓性と光透過性のある薄膜状の絶縁性保護膜８で被覆しても良いし、実施例２と同様に素子付き繊維構造体１Ｃの両面に１対のシート材４５Ａ，４５Ｂを重ねて加熱加圧して、素子付き繊維構造体１Ｃを合成樹脂材４５ｂの中に埋設状態に封止しても良い。その他の構成、作用及び効果は、実施例１の直列接続構造に関するものを除いて、実施例１，２とほぼ同様であるので説明は省略する。
実施例４
［０１２４］
本実施例では、実施例１の素子付き繊維構造体１を部分的に変更した素子付き繊維構造体１Ｄについて説明するが、実施例１と同様の構成要素には同様の参照符号を付して説明を省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。
［０１２５］
図２８に示すように、素子付き繊維構造体１Ｄは、下層側のメッシュ状の下層繊維構造体８１と、この下層繊維構造体８１の上層側に配設された上層素子付き繊維構造体８２とを備えている。つまり、素子付き繊維構造体１Ｄは、下層繊維構造体８１と上層素子付き繊維構造体８２とを重ね合わせた多層構造のものであり、下層繊維構造体８１と上層素子付き繊維構造体８２とは織機により２重織で製織されている。素子付き繊維構造体１Ｄの所定の部分８３において、下層と上層とに跨がって組織される（所謂、接桔点を設ける）ことで、素子付き繊維構造体１Ｄは一体的に構成される。
［０１２６］
尚、素子付き繊維構造体１Ｄにおいては、下層繊維構造体８１と上層素子

【００３３】
繊維構造体８２に代えて、実施例１の素子付き繊維構造体１や実施例３の素子付き繊維構造体１Ｃ、実施例２の合成樹脂製の１対のシート材４５Ａ，４５Ｂで埋設されていない素子付き繊維構造体１Ｂを採用しても良い。
［０１３１］
この２層構造によれば、上層素子付き繊維構造体８２の機能糸４の周辺を通過した光は、下層繊維構造体８１により散乱されて、上層側の半導体機能素子５に下層より光を入光させることができる。従って、下層繊維構造体８１と上層素子付き繊維構造体８２との光透過性や光反射特性に差を付けることによって、半導体機能素子５として太陽電池セル１３を使用する場合は、素子付き繊維構造体１Ｄの発電効率が向上する。
［０１３２］
尚、光透過性を変更する方法としては、上層素子付き繊維構造体８２の絶縁糸６として透明性の高い素材を使用する方法、上層素子付き繊維構造体８２の第１糸群２Ｄ及び第２糸群３Ｄの糸密度を変更する方法等がある。例えば、上層素子付き繊維構造体８２の第２糸群３Ｄの糸密度を減らして単位長さ当りの糸の占める面積割合が１／１０〜４／５、好ましくは、１／１０〜１／２に設定することで機能糸４の太陽電池セル１３に効率的に光を入光することが可能となる。
［０１３３］
また、機能糸４の太陽電池セル１３への入光を向上させるために、絶縁糸６の反射特性を利用する方法があり、この反射効果により太陽電池セル１３の発電量を１．１〜１．７倍に向上することができる。具体的には、素子付き繊維構造体１Ｄを構成する上層、下層の絶縁糸６，６ｄ，６ｅに光の反射特性の高い糸材を使用する方法、或いは、絶縁糸６，６ｄ，６ｅの色に白や淡色系を使用する方法がある。光の反射特性の高い絶縁糸６，６ｄ，６ｅとしては、酸化チタン等の光沢防止剤を使用しない糸材や、反射特性を向上させる三角や複雑形状の断面の糸材、更には、光散乱性を向上させるガラスビーズ、ナノ高分子等の材料をあらかじめ糸材に練り込むもしくは糸材の表面に塗布する方法がある。
［０１３４］
さらに、下層繊維構造体８１の光透過性を３０％以下となるように製織することで、下層繊維構造体８１による光の反射効率を増加させることが可能

【００３５】
糸とこの第１糸群２Ｅと交差する第２糸群３Ｅの複数の糸とで織られ且つ複数の半導体機能素子５が組み込まれている。第１糸群２Ｅは、複数の横糸として複数の機能糸４と複数の絶縁糸６ｆとを備えると共に、第２糸群３Ｅは、複数の縦糸として複数の絶縁糸６と正極側導電線８５と負極側導電線８６とを備えている。尚、この素子付き繊維構造体１Ｅにおいて、縦糸間や横糸間をより密になるように製織しても良い。
［０１４０］
第１糸群２Ｅの複数の機能糸４は、実施例１の機能糸４と同様であり、半導体機能素子５の正負の電極を結ぶ導電方向を第２糸群３Ｅの長さ方向と直交する方向に揃えた状態に且つ所定の間隔をあけて平行に配設されている。隣接する機能糸４同士の間には、３つの絶縁糸６が配設されている。尚、第１糸群２Ｅは、実施例２，３と同様に、第１の機能糸４Ａ，４Ｄと第２の機能糸４Ｂ，４Ｅ等からなる機能糸配列組４Ｃを備えるようにしても良い。
［０１４１］
第２糸群３Ｅの複数の絶縁糸６と正極側導電線８５と負極側導電線８６は、第１糸群２Ｅの複数の糸の表面と裏面とに交互に接触するジグザグ状態になるように第１糸群２Ｅに織り込まれている。正極側導電線８５は、各機能糸４の半導体機能素子５の正極側に接触するように織り込まれ、負極側導電線８６は、各機能糸４の半導体機能素子５の負極側に接触するように織り込まれている。
［０１４２］
半導体機能素子５が太陽電池セル１３の場合は、正極側導電線８５と負極側導電線８６を外部装置に直接接続するだけで、太陽電池セル１３で発電した電力を容易に出力することができる。半導体機能素子５が発光ダイオード６１の場合は、正極側導電線８５と負極側導電線８６を外部装置に直接接続するだけで、発光ダイオード６１を容易に発光させることができる。
［０１４３］
また、正極側導電線８５と負極側導電線８６の配設箇所は、半導体機能素子５の正負の電極に夫々接触するのであれば、特に図２９に示す位置に限定する必要はなく、正極側導電線８５と負極側導電線８６の数は、１本ずつに限定する必要はなく複数本設けるようにしても良い。この素子付き繊維構造体１Ｅは実施例１の製造装置５０及び製造方法で製造可能である。

【００４５】
４１ 芯材
４２ 金属細線
４５Ａ，４５Ｂ 合成樹脂製の１対のシート材
５０，５０Ａ，５０Ｂ 製造装置
６１ 発光ダイオード
６２ バイパスダイオード
８１ 下層繊維構造体
８２ 上層素子付き繊維構造体

Claims (17)

1. 複数の糸で構成された繊維構造体であって複数の半導体機能素子が組み込まれた半導体機能素子付き繊維構造体において、
   前記複数の糸は、複数の絶縁糸と複数の半導体機能素子付き機能糸とを有し、
   前記半導体機能素子付き機能糸は、
   両端に正負の電極を有する粒状の複数の半導体機能素子と、これら複数の半導体機能素子を並列接続する可撓性のある１対の導電線とを備え、
   平行状態に配置された前記１対の導電線の間に前記複数の半導体機能素子が導電線の長さ方向に設定間隔おきに配置され、前記複数の半導体機能素子の正電極が一方の導電線に電気的に接続されると共に前記複数の半導体機能素子の負電極が他方の導電線に電気的に接続されたことを特徴とする半導体機能素子付き繊維構造体。
2. 前記複数の糸は、第１糸群とこの第１糸群と交差する第２糸群とを備え、
   前記第１糸群は複数の半導体機能素子付き機能糸を備えると共に、前記第２糸群は複数の絶縁糸を備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体機能素子付き繊維構造体。
3. 前記第１糸群が複数の半導体機能素子付き機能糸で構成され、
   前記複数の半導体機能素子付き機能糸は、前記半導体機能素子の正負の電極を結ぶ導電方向を第２糸群の長さ方向に揃えた状態に配設されると共に隣接する半導体機能素子付き機能糸の導電線同士が電気的に接続されたことを特徴とする請求項２に記載の半導体機能素子付き繊維構造体。
4. 前記第１糸群が複数の半導体機能素子付き機能糸と複数の絶縁糸とから構成され、
   前記複数の半導体機能素子付き機能糸は、前記半導体機能素子の正負の電極を結ぶ導電方向を前記第２糸群の長さ方向に揃えた状態に配設され、
   隣接する半導体機能素子付き機能糸の間に１又は複数の前記絶縁糸を配設したことを特徴とする請求項２に記載の半導体機能素子付き繊維構造体。
5. 前記第１糸群は、１又は複数の第１の半導体機能素子付き機能糸と、１又は複数の第２の半導体機能素子付き機能糸とから構成され、
   前記第１の半導体機能素子付き機能糸の半導体機能素子が、受光機能を有する球状の半導体機能素子であり、
   前記第２の半導体機能素子付き機能糸の半導体機能素子が、発光機能を有する半導体機能素子であることを特徴とする請求項２に記載の半導体機能素子付き繊維構造体。
6. 前記第２糸群は、前記第１糸群の長さ方向に接触状に隣接する第１，第２絶縁糸であって前記第１糸群の複数の半導体機能素子付き機能糸の表面と裏面とに交互に接触するジグザグ状態に織られた第１，第２絶縁糸を備えたことを特徴とする請求項２〜５の何れか１項に記載の半導体機能素子付き繊維構造体。
7. 前記半導体機能素子付き繊維構造体の少なくとも片面に、光透過性のある合成樹脂製のシート材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の半導体機能素子付き繊維構造体。
8. 前記シート材の合成樹脂材に、受光した光の波長を変換する波長変換材料を添加したことを特徴とする請求項７に記載の半導体機能素子付き繊維構造体。
9. 前記半導体機能素子付き機能糸の全表面を可撓性と光透過性のある薄膜状の絶縁性保護膜で被覆され、この絶縁性保護膜は、パラキシリレン樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂のうちから選択される何れか１つの合成樹脂製の被膜からなることを特徴とする請求項１に記載の半導体機能素子付き繊維構造体。
10. 前記１対の導電線は、ガラス繊維、炭素繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、液晶ポリマー繊維のうちから選択される何れか１又は複数種類の繊維の束又は撚線の表面に１又は複数の金属細線をコイル状にカバーリングした導電線で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の半導体機能素子付き繊維構造体。
11. 前記１対の導電線は、受光した光の波長を変換する波長変換材料を含む芯材の表面に１又は複数の金属細線をコイル状にカバーリングした導電線で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の半導体機能素子付き繊維構造体。
12. 前記絶縁糸として、単芯のガラスファイバー、又は、ガラス繊維、ポリエステル繊維、ポリイミド繊維等の合成繊維、天然繊維のうちから選択される何れか１つの線材からなることを特徴とする請求項１に記載の半導体機能素子付き繊維構造体。
13. 前記絶縁糸は、受光した光の波長を変換する波長変換材料を含む線材からなることを特徴とする請求項１に記載の半導体機能素子付き繊維構造体。
14. 前記半導体機能素子付き繊維構造体は、少なくとも下層に繊維構造体を設けた多層構造に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体機能素子付き繊維構造体
15. 絶縁糸を含む複数の縦糸と、複数の半導体機能素子を有する半導体機能素子付き機能糸を含む複数の横糸とで織られた半導体機能素子付き繊維構造体の製造方法において、
    定間隔おきに平行に配置した複数の縦糸を含む第１群縦糸と、この第１群縦糸と平行且つ交互に位置する複数の縦糸を含む第２群縦糸とを綜絖機構により移動させて、第１，第２群縦糸の間に隙間を形成する第１工程と、
    前記第１，第２群縦糸の間の隙間にシャトル機構により横糸を供給する第２工程と、
    前記第２工程で供給された横糸を筬機構により筬打ちする第３工程と、
    前記半導体機能素子付き繊維構造体を所定の長さ引き出す第４工程と、
    前記第１工程から第４工程を複数回繰り返す第５工程と、
    を備えたことを特徴とする半導体機能素子付き繊維構造体の製造方法。
16. 前記第４工程の後、前記第５工程の前に、前記半導体機能素子付き繊維構造体の両面を可撓性と光透過性のある絶縁性保護膜で被覆する被覆工程を備えたことを特徴とする請求項１５に記載の半導体機能素子付き繊維構造体の製造方法。
17. 前記第４工程の後、前記第５工程の前に、前記半導体機能素子付き繊維構造体の両面に可撓性と光透過性のある合成樹脂シート材を重ねて加熱加圧する重ね合わせ工程を備えたことを特徴とする請求項１５に記載の半導体機能素子付き繊維構造体の製造方法。

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