KR101791592B1 - 반도체 기능 소자가 부착된 기능사 - Google Patents

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아츠지 마스다
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Abstract

본 발명은 반도체 기능 소자가 부착된 기능사에 있어서, 텍스타일 가공된 상태라 하더라도 인접하는 반도체 기능 소자가 부착된 기능사끼리를 전기적으로 용이하게 접속할 수 있는 구조를 구비한 것 등을 제공한다. 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)는, 평행 상태로 배치된 한 쌍의 도전선(3a, 3b)의 사이에 양음의 전극(2a, 2b)을 연결하는 도전 방향을 정렬한 복수의 반도체 기능 소자(2)가 배치되고, 복수의 반도체 기능 소자(2)의 양의 전극(2a)이 도전선(3a)에 접속되는 동시에 복수의 반도체 기능 소자(2)의 음의 전극(2b)이 도전선(3b)에 접속되며, 복수의 반도체 기능 소자(2)와, 한 쌍의 도전선(3a, 3b) 중의 복수의 반도체 기능 소자(2)가 배치된 도전선 부분(11a, 11b)으로 구성된 소자 실장 영역(11)과, 한 쌍의 도전선(3a, 3b) 중의 소자 실장 영역(11) 이외의 도전선 부분(12a, 12b)만으로 구성된 도전선 영역(12)을 구비하며, 도전선 영역(12)의 한 쌍의 도전선 부분(12a, 12b)의 적어도 일방(一方)의 표면을 절연부재(13)로 피복하였다.

Description

반도체 기능 소자가 부착된 기능사{SEMICONDUCTOR FUNCTIONAL ELEMENT-EQUIPPED FUNCTIONAL YARN}
[0001] 본 발명은 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(機能絲)에 있어서, 특히 입상(粒狀)의 복수의 반도체 기능 소자와, 이들 복수의 반도체 기능 소자를 병렬 접속하는 가요성이 있는 한 쌍의 도전선을 구비한 것에 관한 것이다.
[0002] 종래부터, 텍스타일(textile) 제품에 있어서, 수광(受光) 기능 또는 발광(發光) 기능 등을 구비한 각종의 반도체 기능 소자가 부착된 섬유 구조체(텍스타일 구조체)가 제안되어 있다. 이러한 종류의 반도체 기능 소자가 부착된 섬유 구조체는, 예컨대, 복수의 반도체 기능 소자(태양전지 셀, 발광 다이오드, 바이패스 다이오드(by-pass diode) 등)가 조립된 끈형상의 반도체 기능 소자가 부착된 기능사를 경사(經絲, 날실) 또는 위사(緯絲, 씨실)로 하고, 복수의 도전선이나 절연선을 위사 또는 경사로 하여 짜 넣거나 엮어 넣거나 함으로써 구성된다.
[0003] 그런데, 상기의 반도체 기능 소자가 부착된 기능사는, 텍스타일 가공 전의 선재(線材) 상태에 대해 부가되는 장력, 텍스타일 가공 후의 섬유 구조체에 대한 왜곡이나 변형 응력(應力)에 의해, 반도체 기능 소자가 부착된 기능사의 한 쌍의 도전선이 서로 접촉하여 전기적으로 단락(短絡)됨에 따라, 반도체 기능 소자의 수광 기능 또는 발광 기능을 발휘할 수 없게 된다는 문제가 있다.
[0004] 이에, 상기의 문제를 해결하기 위하여, 예컨대, 특허문헌 1에는, 양단에 양음(正負)의 전극을 가지는 복수의 입상의 반도체 기능 소자를, 한 쌍의 도전선의 사이에 끼움지지(挾持)하여 전기적으로 병렬 접속하고, 이들 반도체 기능 소자와 한 쌍의 도전선을 전체적으로 가요성이 있는 투명 합성 수지에 매립한 단면(斷面)이 원형인 반도체 기능 소자가 부착된 기능사가 개시되어 있다.
[0005] 일본 특허 공보 제5138976호(일본 특허공개공보 제2007-214599호)
[0006] 그러나, 특허문헌 1의 반도체 기능 소자가 부착된 기능사와 같이 복수의 반도체 기능 소자와 한 쌍의 도전선을 합성 수지로 전체적으로 피복하는 구조에서는, 반도체 기능 소자가 부착된 기능사의 도전선 방향의 도중부(途中部)를, 다른 반도체 기능 소자가 부착된 기능사에 전기적으로 직렬 접속 또는 병렬 접속할 경우, 합성 수지의 방해를 받아 반도체 기능 소자가 부착된 기능사끼리의 접속이 곤란하기 때문에, 발전 전류나 발전 전압의 조정을 용이하게 행할 수 없어, 반도체 기능 소자가 부착된 기능사의 이점을 유효하게 활용할 수 없다는 문제가 있다.
[0007] 또, 반도체 기능 소자가 부착된 기능사를 합성 수지로 전체적으로 피복하여 구성하면, 반도체 기능 소자가 부착된 기능사가 굵어지기 때문에, 선재로서의 유연성이 저하된다. 이 때문에, 예컨대, 반도체 기능 소자가 부착된 기능사를 위사로 하고, 절연사를 경사로 하여 직포(織布)형상으로 텍스타일 가공한 후에, 섬유 구조체로서의 가요성(可撓性, flexibility)이나 신장 특성이 손상된다. 즉, 반도체 기능 소자가 부착된 기능사에 대한 합성 수지에 의한 피복량이 증대될수록 통상의 실(絲)부재로서의 기능을 발휘하기 어려워진다는 문제가 있다.
[0008] 나아가, 반도체 기능 소자가 부착된 기능사를 합성 수지로 피복하지 않은 상태에서 텍스타일 가공을 행하면, 위에서 기술한 바와 같이, 반도체 기능 소자가 부착된 기능사에 있어서의 한 쌍의 도전선 중의 반도체 기능 소자가 배치되지 않은 도전선 부분이 전기적으로 단락된다는 문제가 있다.
[0009] 본 발명의 목적은, 반도체 기능 소자가 부착된 기능사에 있어서, 텍스타일 가공된 상태라 하더라도 인접하는 반도체 기능 소자가 부착된 기능사끼리를 전기적으로 용이하게 접속할 수 있는 구조를 구비한 것, 텍스타일 가공 후에 있어서도 가요성이나 신장 특성이 손상되지 않는 구조를 구비한 것, 등을 제공하는 것이다.
[0010] 본 발명의 반도체 기능 소자가 부착된 기능사는, 양단에 양음(正負)의 전극을 가지는 입상(粒狀)의 복수의 반도체 기능 소자와, 이들 복수의 반도체 기능 소자를 병렬 접속하는 가요성이 있는 한 쌍의 도전선을 구비하고, 평행 상태로 배치된 상기 한 쌍의 도전선의 사이에 양음의 전극을 연결하는 도전 방향을 정렬한 상기 복수의 반도체 기능 소자가 배치되며, 상기 복수의 반도체 기능 소자의 양의 전극이 일방(一方)의 도전선에 도전 접합재를 통해 전기적으로 접속되는 동시에 상기 복수의 반도체 기능 소자의 음의 전극이 타방(他方)의 도전선에 도전 접합재를 통해 전기적으로 접속된 끈형상의 반도체 기능 소자가 부착된 기능사로서, 복수의 반도체 기능 소자와, 상기 한 쌍의 도전선 중의 복수의 반도체 기능 소자가 배치된 도전선 부분으로 구성된 소자 실장(實裝) 영역과, 상기 한 쌍의 도전선 중의 소자 실장 영역 이외의 도전선 부분만으로 구성된 도전선 영역을 구비하며, 상기 도전선 영역의 한 쌍의 도전선 부분의 적어도 일방의 표면을 절연부재로 피복한 것을 특징으로 하고 있다.
[0011] 본 발명에 의하면, 소자 실장 영역의 도전선 부분이 절연 가공되어 있지 않기 때문에, 텍스타일 가공된 상태라 하더라도 인접하는 기능사끼리를 전기적으로 용이하게 접속할 수 있는 반도체 기능 소자가 부착된 기능사를 실현할 수가 있다. 도전선 영역의 도전선 부분이 절연 가공되어 있기 때문에, 한 쌍의 도전선끼리의 접촉에 의한 전기적인 단락을 방지할 수 있는 반도체 기능 소자가 부착된 기능사를 실현할 수가 있다. 도전선 영역의 도전 방향의 선폭(線幅)을, 소자 실장 영역의 도전 방향의 선폭 이하가 되도록 설정하기 때문에, 텍스타일 가공 후에 있어서도 가요성이나 신장 특성이 손상되지 않는 반도체 기능 소자가 부착된 기능사를 실현할 수가 있다.
[0012] 본 발명의 구성에 추가하여, 다음과 같은 여러 가지의 구성을 채용하여도 무방하다.
(a) 절연부재는, 도전선 부분에 장착된 열수축 튜브를 수축시킴으로써 형성된다.
(b) 절연부재는, 도전선 부분에 열경화성 수지를 도포하여 열경화함으로써 형성된다.
[0013] (c) 도전선 영역의 한 쌍의 도전선 부분의 양방(兩方)의 표면을 색이 다른 절연부재로 각각 피복한다.
(d) 절연부재가 피복된 도전선 영역의 도전 방향의 선폭은, 소자 실장 영역의 도전 방향의 선폭보다 작아지도록 설정되어 있다.
[0014] 도 1은 실시예에 관한 반도체 기능 소자가 부착된 기능사의 평면도이다.
도 2는 도 1의 부분 확대 평면도이다.
도 3은 반도체 기능 소자가 부착된 기능사의 단면도이다.
도 4는 반도체 기능 소자가 부착된 기능사의 부분 사시도이다.
도 5는 변경 형태에 관한 반도체 기능 소자가 부착된 기능사의 부분 사시도이다.
[0015] 이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 실시예에 근거하여 설명한다.
[실시예]
[0016] 먼저, 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)의 전체 구조에 대하여 설명한다.
도 1~도 4에 나타내는 바와 같이, 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)는, 양단에 양음의 전극(2a, 2b)을 가지는 입상의 복수의 반도체 기능 소자(2)와, 이들 복수의 반도체 기능 소자(2)를 병렬 접속하는 한 쌍의 도전선(3a, 3b)을 구비하여 가요성이 있는 끈형상으로 구성되어 있다.
[0017] 도 3에 나타내는 바와 같이, 반도체 기능 소자(2)는, 구(球)형상 태양전지 셀(2)로 구성되어 있다. 즉, 구형상 태양전지 셀(2)은, 직경 1.0 mm~2.0 mm(본 실시예에서는, 직경 1.2 mm) 정도의 구형상의 p형 실리콘 단결정(2c)을 이용하여 제조된다. 상기 p형 실리콘 단결정(2c)의 표면의 일부에 평탄면(2d)이 형성되고, 상기 평탄면(2d)과 그 근방부를 제외한 구면(球面)의 대부분에 n형 불순물이 확산되어 n형 확산층(2e)이 형성되며, n형 확산층(2e)의 내(內)표면으로부터 1μm 정도의 위치에 구면 형상의 pn 접합(2f)이 형성되어 있다.
[0018] 평탄면(2d)의 p형 표면(구형상 태양전지 셀(2)의 일단)에, 알루미늄이 첨가된 은합금으로 이루어지는 양의 전극(2a; 애노드 전극)이 스폿(spot)형상으로 저(低)저항 접속되며, p형 실리콘 단결정(2c)의 중심을 사이에 끼고 양의 전극(2a)의 반대측의 n형 표면(구형상 태양전지 셀(2)의 타단)에, 안티몬이 첨가된 은합금으로 이루어지는 음의 전극(2b; 캐소드 전극)이 스폿형상으로 저저항 접속되어 있다. 이 양음의 전극(2a, 2b) 이외의 p형 실리콘 단결정(2c)과 n형 확산층(2e)의 표면 전체에, 투명한 SiO2막으로 이루어지는 반사 방지막(2g)이 형성되어 있다.
[0019] 상기 구형상 태양전지 셀(2)은, 양음의 전극(2a, 2b)을 연결하는 도전 방향을 제외한 모든 방향으로부터의 광을 수광할 수가 있다. 이 때문에, 직사광의 입사(入射) 방향이 변동하여도 수광할 수 있으며, 반사광도 포함하여 모든 방향의 광을 수광할 수 있어, 구형상 태양전지 셀(2)의 주변으로 들어오는 광의 이용 효율을 최대화할 수가 있다. 또한, 구형상 태양전지 셀(2)의 도전 방향은, 한 쌍의 도전선(3a, 3b)을 포함하는 평면과 평행하고 또한 한 쌍의 도전선(3a, 3b)과 직교하는 방향이다.
[0020] 한 쌍의 도전선(3a, 3b)은, 소정의 간격(구형상 태양전지 셀(2)의 직경과 같은 정도)을 두고 평행 상태로 배치되어 있다. 복수의 구형상 태양전지 셀(2)의 양의 전극(2a)의 외면(外面)이, 도전선(3a)에 도전 접합재(4)를 통해 각각 전기적으로 접속되며, 복수의 구형상 태양전지 셀(2)의 음의 전극(2b)의 외면이, 도전선(3b)에 도전 접합재(4)를 통해 각각 전기적으로 접속되어 있다.
[0021] 도전선(3a, 3b)의 재질은, 특별히 한정할 필요는 없고, 도전성 선재이면 일반적인 알루미늄 선이나 구리 선이어도 무방하며, 유리 섬유, 탄소 섬유, 폴리에스테르 섬유, 아라미드 섬유(aramid fiber), 폴리에틸렌 섬유, 액정 폴리머 섬유 중에서 선택되는 어느 하나 또는 복수 종류의 섬유의 다발 또는 연선(撚線)의 표면에 하나 또는 복수의 금속 세선(細線)을 코일 형상으로 커버링한 것이어도 무방하다. 또, 유리 섬유, 실리카 섬유, 현무암 섬유(basalt fiber), 탄소 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리이미드 섬유, 아라미드 섬유, 액정 폴리머 섬유에 금속 도금을 실시한 도전성 선재여도 무방하다.
[0022] 또한, 도전선(3a, 3b)의 사이즈는, 직경 0.3 mm 정도이지만, 구형상 태양전지 셀(2)에 입사되는 광을 양호한 효율로 수광시키기 위하여, 구형상 태양전지 셀(2)의 직경의 1/10~1/15 정도의 사이즈로 설정하는 것이 바람직하다. 또, 도전선(3a, 3b)은, 구형상 태양전지 셀(2)과의 접촉부에 도전 접합재(4)를 도포하고 가열 경화하여 구형상 태양전지 셀(2)과 접속되기 위하여, 150℃ 이상의 내열성을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 나아가, 도전선(3a, 3b)의 전기 저항에서의 소비 전력을 고려하여, 전기 저항은 0.001~20 Ω／m의 범위인 것이 바람직하다.
[0023] 도전 접합재(4)는, 예컨대, 도전성 에폭시 수지(에폭시 수지에 은가루를 혼입(混入)한 것)로 이루어진다. 한 쌍의 도전선(3a, 3b) 사이에 구형상 태양전지 셀(2)을 고정하는 경우, 도전성 에폭시 수지를 도전선(3a, 3b)과 구형상 태양전지 셀(2)의 양음의 전극(2a, 2b)의 접촉부에 도포하고, 도전성 에폭시 수지를 가열하여 건조시키고 경화시켜, 구형상 태양전지 셀(2)을 한 쌍의 도전선(3a, 3b)에 고정한다.
[0024] 다음으로, 소자 실장 영역(11)과 도전선 영역(12)에 대하여 설명한다.
도 1, 도 2, 도 4에 나타내는 바와 같이, 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)는, 복수의 구형상 태양전지 셀(2)과, 한 쌍의 도전선(3a, 3b) 중의 복수의 구형상 태양전지 셀(2)이 배치된 도전선 부분(11a, 11b)으로 구성된 소자 실장 영역(11)과, 한 쌍의 도전선(3a, 3b) 중의 소자 실장 영역(11) 이외의 도전선 부분(12a, 12b)만으로 구성된 도전선 영역(12)을 구비하며, 이들 소자 실장 영역(11)과 도전선 영역(12)은, 도전선(3a, 3b)의 길이 방향으로 직렬적(直列的)으로 복수 세트(組)가 반복 형성되어 있다. 또, 도 1에 나타내는 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)에 있어서는, 전체 중 아주 일부의 소자 실장 영역(11)과 도전선 영역(12)을 도시하고 있는 것에 불과하다.
[0025] 소자 실장 영역(11)에 있어서는, 평행 상태로 배치된 한 쌍의 도전선(3a, 3b)의 사이에 양음의 전극(2a, 2b)을 연결하는 도전 방향을 정렬한 복수의 구형상 태양전지 셀(2)이 배치되고, 복수의 구형상 태양전지 셀(2)의 양의 전극(2a)이 일방의 도전선(3a)에 전기적으로 접속되는 동시에 복수의 구형상 태양전지 셀(2)의 음의 전극(2b)이 타방의 도전선(3b)에 전기적으로 접속되어 있다. 인접하는 구형상 태양전지 셀(2)끼리의 사이는, 설정 간격(예컨대, 구형상 태양전지 셀(2)의 직경과 동일한 정도의 간격)이 형성되어 있다.
[0026] 도전선 영역(12)은, 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)의 도전선 방향의 양단부나 소자 실장 영역(11) 사이 등에 설치되어 있다. 도전선 영역(12)의 한 쌍의 도전선 부분(12a, 12b)의 적어도 일방의 표면은, 절연부재(13)로 피복되어 있다. 즉, 본 실시예에 있어서, 도전선 영역(12)의 한 쌍의 도전선 부분(12a, 12b)의 양방의 표면은, 절연부재(13)로 피복되어 있다.
[0027] 절연부재(13)는, 도전선 부분(12a, 12b)에 장착된 열수축 튜브를 수축시킴으로써 각각 형성되어 있다. 열수축 튜브는, 폴리에틸렌을 주(主)재료로 하는 합성 수지로 구성되며, 알코올류, 아세톤, 톨루엔 등의 유기용제나 산 및 알칼리 수용액에 내성이 있기 때문에, 일반적인 수지가공 등에 의해 파손되지 않는다. 즉, 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)를 사용하여 제작하는 섬유 구조체도 일반적인 수지가공을 행할 수가 있다. 또, 열수축 튜브는, 비중(比重)이 1보다 작기 때문에, 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)를 사용하여 제작하는 섬유 구조체도 경량으로 할 수가 있다.
[0028] 또한, 한 쌍의 도전선 부분(12a, 12b)을 일반적인 열수축 튜브로 피복하여도, 굽힘 경도(硬度)는 1.152 gf·㎠/㎝ 정도이며, 2.0 gf·㎠/㎝ 이하이기 때문에, 텍스타일 가공할 때에 있어서 통상의 실 부재로서 용이하게 취급할 수가 있다. 또, 도전선 영역(12)은, 텍스타일 가공 후에 있어서도 충분한 가요성을 확보할 수가 있다.
[0029] 또, 절연부재(13)는, 열수축 튜브로 한정할 필요는 없으며, 도전선(3a, 3b)에 열경화성 수지를 도포하여 열경화함으로써 형성하여도 무방하다. 즉, 절연부재(13)로서, 예컨대 절연 바니시(insulating varnish)(실리콘, 에폭시 등)를 사용하여도 무방하다. 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)를, 액상의 절연 바니시에 함침(含浸) 코팅하여, 적외선 램프 등으로 절연이 필요한 영역(도전선 영역(12))만 가열 경화시킴으로써, 도전선 영역의 도전선(3a, 3b)을 절연부재(13)로 피복한다.
[0030] 절연부재(13)로서 절연 바니시를 사용할 경우, 절연 바니시는, 박층(薄層) 코팅이 가능하다. 도전선 영역(12)을 소자 실장 영역(11)과 동등하거나 그 이하의 사이즈로 용이하게 구성할 수 있기 때문에, 통상의 실 부재와 동일한 정도의 취급을 가능하게 하여, 연속적이고 또한 자동적으로 제직(製織) 가공 또는 제편(製編) 가공을 행할 수가 있다. 또한, 굴곡 및 신장 변형에 대한 내구성도 향상된다. 절연부재(13)는, 가요성, 신축성, 신장성이 있는 재료를 사용한다면, 적절히 변경 가능하다.
[0031] 다음으로, 소자 실장 영역(11)과 도전선 영역(12) 간의 사이즈 관계에 대해 설명한다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 절연부재(13)가 피복된 도전선 영역(12)의 도전 방향의 선폭(α1)은, 소자 실장 영역(11)의 도전 방향의 선폭(β1)보다 작아지도록 설정된다. 즉, 도전선 영역(12)의 절연부재(13)의 두께를 포함한 선폭(α1)은, 평균 1.74 mm 정도(최대 1.84 mm)로 설정하고, 소자 실장 영역(11)의 도전 접합재(4)를 포함한 도전 방향의 선폭(β1)은, 평균 1.84 mm 정도로 설정함으로써, 도전선 영역(12)의 사이즈가, 소자 실장 영역(11)의 사이즈와 동등하거나 그 이하가 되도록 설정된다.
[0032] 또, 구형상 태양전지 셀(2)의 도전 방향과 직교하고 또한 한 쌍의 도전선(3a, 3b)을 포함하는 평면과 직교하는 높이 방향에 있어서는, 소자 실장 영역(11)에 구형상 태양전지 셀(2)이 실장되어 있는 구조상, 절연부재(13)가 피복된 도전선 영역(12)의 높이(α2)는, 소자 실장 영역(11)의 높이(β2; 구형상 태양전지 셀(2)의 직경)와 동등하거나 혹은 그보다 낮아진다.
[0033] 이와 같이, 도전선 영역(12)의 사이즈(도전 방향의 폭)를, 소자 실장 영역(11)의 사이즈(도전 방향의 폭)와 동등하거나 그 이하가 되도록 설정함으로써, 도전선 영역(12)이 소자 실장 영역(11)보다 굵어지는 일이 없다. 따라서, 텍스타일 가공(제직 가공, 제편 가공)을 행할 경우, 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)를 통상의 실 부재를 사용하는 경우와 마찬가지로 사용할 수 있으므로, 연속적이고 또한 자동적으로 텍스타일 가공을 행할 수가 있다. 텍스타일 가공 후에 있어서도 가요성이나 신장 특성이 손상되지 않는 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)를 실현할 수가 있다.
[0034] 다음으로, 본 발명의 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)의 작용 및 효과에 대해 설명한다.
경사(經絲)로서 범용 섬유를 사용하고, 위사(緯絲)로서 범용 섬유와 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)를 사용하여 행하는 텍스타일 가공의 단계에서는, 장력(張力) 부가나 롤러 등에 의한 가압, 섬유 구조체 내에서의 굴곡 및 신장 변형이 일어나지만, 도전선 부분(12a, 12b)이 절연 가공되어 있기 때문에, 인접하는 도전선(3a, 3b)끼리 전기적인 접촉을 하여 단락되는 것을 방지할 수 있으며, 수광 기능이나 발광 기능 등을 확실하게 유지한 상태에서 텍스타일 가공을 행할 수가 있다.
[0035] 또, 소자 실장 영역(11)의 도전선(3a, 3b) 및 도전 접합재(4)는 피복되어 있지 않기 때문에, 텍스타일 상태라 하더라도 인접하는 기능사끼리를 전기적으로 용이하게 접속할 수가 있다. 따라서, 섬유 구조체에 있어서의 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)의 직렬 접속 및 병렬 접속의 조정에 의해 발전 성능(또는 발광 성능)을 임의로 구성할 수가 있다.
[0036] 상기 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)에 의하면, 광의 입사 방향에 관계없이, 광이 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)에 입사하고, 이 광이 극성(極性)을 정렬하여 배치된 복수의 구형상 태양전지 셀(2)에 조사(照射)되면, 구형상 태양전지 셀(2)에 형성된 거의 구면 형상인 pn 접합(2f)에서 광이 수광되며, 구형상 태양전지 셀(2)의 광 기전력(起電力) 발생 기능(수광 기능)에 의해 전기 에너지로 변환된다.
[0037] 이 변환된 전기 에너지는, pn 접합(2f)의 양극(兩極)에 접속되어 구형상 태양전지 셀(2)의 중심을 사이에 끼고 대향하는 양음의 전극(2a, 2b)을 거쳐 도전선(3a, 3b)을 통해 외부로 출력된다. 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)는, 광을 수광하면 약 0.6 V의 출력전압을 출력한다. 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)의 출력 전류의 크기는, 구형상 태양전지 셀(2)의 수에 비례한다.
[0038] 즉, 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)를 사용하여 제작된 섬유 구조체에 있어서는, 직렬 접속되는 소자 수를 통해 발전 전압을 자유롭게 설정하고, 병렬 접속되는 소자 수를 통해 발전 전류를 자유롭게 설정할 수가 있다. 섬유 구조체를 제작했을 때에 복수의 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)를 직렬·병렬 접속한 경우, 부분적으로 그늘지는 부분이 발생하여도, 그늘이 아닌 다른 부분의 구형상 태양전지 셀(2)의 출력에 대한 영향을 최소한으로 억제할 수가 있다. 더욱이, 상기 섬유 구조체는, 그 상하 양면이 같은 효율로 수광 가능하다.
[0039] 상기 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)는, 긴 실 형상으로 연속적으로 제조할 수 있다. 소자 실장 영역(11)에 있어서의 구형상 태양전지 셀(2; 반도체 기능 소자(2))의 수, 구형상 태양전지 셀(2)의 크기, 인접하는 구형상 태양전지 셀(2) 간의 간격 등은, 사양에 따라 적절히 설정 가능하다.
[0040] 또한, 인접하는 구형상 태양전지 셀(2) 간의 설정 간격은, 구형상 태양전지 셀(2)의 폭의 1/2배 이상이며 또한 2배 이하의 간격인 것이 바람직하다. 이러한 설정 간격으로 함으로써, 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)의 광투과성과 가요성을 확보할 수 있으며, 또, 텍스타일 가공시에 상기 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)와 교차하는 경사 또는 위사의 배치 스페이스를 마련할 수가 있다.
[0041] 상기 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)를 사용하여 제작된 섬유 구조체는, 플렉시블(flexible)하고, 구형상 태양전지 셀(2)끼리 사이의 틈새나 도전선(3a, 3b)이나 절연사로 이루어지는 그물코(網目) 등을 조정함으로써 광투과성능(광투과율)을 조정할 수가 있다. 다량의 구형상 태양전지 셀(2)을 조립한 섬유 구조체를 제작할 수 있어, 섬유 구조체의 수광 성능을 향상시킬 수가 있다. 또한, 반도체 기능 소자(2)로서 구형상 태양전지 셀(2)을 발광 다이오드로 치환한 경우에는, 발광 성능을 향상시킬 수가 있다.
[0042] 다음으로, 상기 실시예를 부분적으로 변경하는 예에 대해 설명한다.
[1］상기 실시예에 있어서, 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1A)의 한 쌍의 도전선 부분(12a, 12b)의 양방의 표면을 절연부재(13)로 피복하고 있으나, 특별히 이러한 구조로 한정할 필요는 없으며, 도 5에 나타내는 바와 같이, 도전선 영역(12)의 한 쌍의 도전선 부분(12a, 12b)의 적어도 일방(도전선 부분(12b))의 표면을 절연부재(13)로 피복하도록 하여도 무방하다. 이러한 구조에 의하면, 인접하는 도전선(3a, 3b)끼리 전기적인 접촉을 하여 단락되는 것을 방지하는 동시에, 절연부재(13)의 재료를 저감함으로써 저비용화를 도모할 수가 있다.
[0043]［2］상기 실시예에 있어서, 도전선 영역(12)의 한 쌍의 도전선 부분(12a, 12b)의 양방의 표면을 색이 다른 절연부재(13)로 각각 피복하여도 무방하다. 이러한 구조에 의하면, 절연 영역의 양극측의 도전선(3a)을 피복한 열수축 튜브와 음극측의 도전선(3b)을 피복한 열수축 튜브에 다른 색을 사용함으로써, 텍스타일 가공 후의 섬유 구조체의 양극과 음극의 판단을 용이하게 행할 수 있게 된다.
[0044]［3］상기 실시예에 있어서, 도전선 영역(12)의 한 쌍의 도전선 부분(12a, 12b) 중의 일방의 표면만을 절연부재(13)로 피복하여 절연한 상태로 하고, 도전선 부분(12a, 12b) 중의 절연되어 있지 않은 타방으로부터 발전(發電)한 전력을 취출(取出)하도록 하여도 무방하다.
[0045] 즉, 양극측의 도전선 부분(12a)이 피복되어 있지 않은 경우, 복수의 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)의 양극측의 도전선 부분(12a)에 양극 전원 라인이 접촉하도록, 양극 전원 라인을 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)와 직교하듯이 짜 넣음으로써 섬유 구조체를 제작하고, 음극측의 도전선 부분(12b)이 피복되어 있지 않은 경우, 복수의 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)의 음극측의 도전선 부분(12b)에 음극 전원 라인이 접촉하도록, 음극 전원 라인을 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(1)와 직교하듯이 짜 넣음으로써 섬유 구조체를 제작한다. 이러한 구조에 의하면, 섬유 구조체의 발전한 전력을 1곳에서 취출할 수 있게 된다.
[0046]［4］그 밖에, 당업자라면, 본 발명의 취지를 벗어나는 일 없이, 상기 실시예의 각종 변경을 부가한 형태로 실시할 수 있으며 본 발명은 그러한 변경 형태를 포함하는 것이다.
[산업상의 이용 가능성]
[0047] 반도체 기능 소자가 부착된 기능사 및 반도체 기능 소자가 부착된 기능사에 의한 섬유 구조체는, 경량이며 가요성 및 신장 특성이 우수하다. 이에, 곡면 형상의 건조물(建造物)이나 차체의 외면에 설치할 수 있게 된다. 또, 장력을 부여하여 설치하는 막 구조 건조물의 지붕이나 벽, 텐트나 점포형 선셰이드(sunshade) 등의 태양광을 차폐(遮蔽)할 목적으로 사용되는 텍스타일 부재로서, 건축 분야 외에도, 커튼이나 블라인드 등의 인테리어 분야, 자동차나 열차, 선박 등의 이동체 분야, 아웃도어 웨어나 모자, 가방 등의 스포츠 분야, 일반적인 웨어나 모자, 가방에서는 의료(衣料) 분야, 잡화 분야 등에서 폭넓게 이용할 수 있다. 또한, 단순히 접어 개는 등의 컴팩트한 형상으로 보관하여, 재해 등의 필요시에 전원을 얻는 수단으로서도 사용할 수가 있다.
[0048] 1; 반도체 기능 소자가 부착된 기능사
2; 구형상 태양전지 셀(반도체 기능 소자)
3a, 3b; 한 쌍의 도전선
4; 도전 접합재
11; 소자 실장 영역
11a, 11b; 한 쌍의 도전선 부분
12; 도전선 영역
12a, 12b; 한 쌍의 도전선 부분
13; 절연부재

Claims (5)

  1. 양단에 양음(正負)의 전극을 가지는 입상(粒狀)의 복수의 반도체 기능 소자와, 이들 복수의 반도체 기능 소자를 병렬 접속하는 가요성(可撓性)이 있는 한 쌍의 도전선을 구비하고, 평행 상태로 배치된 상기 한 쌍의 도전선의 사이에 양음의 전극을 연결하는 도전 방향을 정렬한 상기 복수의 반도체 기능 소자가 배치되며, 상기 복수의 반도체 기능 소자의 양의 전극이 일방(一方)의 도전선에 도전 접합재를 통해 전기적으로 접속되는 동시에 상기 복수의 반도체 기능 소자의 음의 전극이 타방(他方)의 도전선에 도전 접합재를 통해 전기적으로 접속된 끈형상의 반도체 기능 소자가 부착된 기능사(機能絲)로서,
    복수의 반도체 기능 소자와, 상기 한 쌍의 도전선 중의 복수의 반도체 기능 소자가 배치된 도전선 부분으로 구성된 소자 실장(實裝) 영역과,
    상기 한 쌍의 도전선 중의 소자 실장 영역과 소자 실장 영역 사이에 도전선 부분만으로 구성된 도전선 영역을 구비하며,
    상기 도전선 영역의 한 쌍의 도전선 부분의 적어도 일방의 표면을 절연부재로 피복한 것을 특징으로 하는 반도체 기능 소자가 부착된 기능사.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 절연부재는, 상기 도전선 부분에 장착된 열수축 튜브를 수축시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 기능 소자가 부착된 기능사.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 절연부재는, 상기 도전선 부분에 열경화성 수지를 도포하여 열경화함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 기능 소자가 부착된 기능사.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 도전선 영역의 한 쌍의 도전선 부분의 양방의 표면을 색이 다른 절연부재로 각각 피복한 것을 특징으로 하는 반도체 기능 소자가 부착된 기능사.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연부재가 피복된 상기 도전선 영역의 도전 방향의 선폭(線幅)은, 상기 소자 실장 영역의 도전 방향의 선폭보다 작아지도록 설정된 것을 특징으로 하는 반도체 기능 소자가 부착된 기능사.
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