JP2010258205A - Manufacturing method of organic photoelectric conversion element, and the organic photoelectric conversion element manufactured by the manufacturing method - Google Patents

Manufacturing method of organic photoelectric conversion element, and the organic photoelectric conversion element manufactured by the manufacturing method Download PDF

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晃矢子 和地
Takahiko Nojima
隆彦 野島
Yasushi Okubo
康 大久保
Hiroaki Ito
宏明 伊東
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of an organic photoelectric conversion element forming a more dense film with high coverage even on a greatly uneven electrode surface. <P>SOLUTION: In the manufacturing method of the organic photoelectric conversion element including a bulk hetero-junction type photoelectric conversion layer sandwiched between first and second electrodes made of a metal A and a positive hole carrier layer or an electron carrier layer, the manufacturing method of the organic photoelectric conversion element is characterized in that the step of forming the positive hole carrier layer or the electron carrier layer includes the steps of covering the first electrode with a substance containing a metal B which is different from the metal A, and oxidizing the metal B containing substance and the organic photoelectric conversion element is manufactured by the above manufacturing method. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、有機光電変換素子の製造方法及び該製造方法により製造された有機光電変換素子に関する。   The present invention relates to a method for producing an organic photoelectric conversion element and an organic photoelectric conversion element produced by the production method.

有機太陽電池は塗布法で形成できることから大量生産に適した太陽電池として注目され、多くの研究機関で盛んに研究がなされている。有機太陽電池は有機ドナー材料と有機アクセプター材料を混合した、所謂、バルクヘテロジャンクション構造によって、課題だった電荷分離効率を向上させている。結果としてエネルギー変換効率は5%台まで向上し、一気に実用レベルにまで発展してきた分野と言える(例えば、特許文献1参照)。   Organic solar cells are attracting attention as solar cells suitable for mass production because they can be formed by a coating method, and many research institutions are actively researching them. In organic solar cells, charge separation efficiency, which has been a problem, is improved by a so-called bulk heterojunction structure in which an organic donor material and an organic acceptor material are mixed. As a result, the energy conversion efficiency is improved to the 5% level, which can be said to be a field that has been developed to a practical level at once (for example, see Patent Document 1).

有機光電変換素子においては、陽極となる第一の電極と光電変換層となる活性層との間に、ホールを選択的に通しやすく、エレクトロンを通しにくくする正孔輸送層、陰極となる第二の電極と光電変換層の間に、エレクトロンを選択的に通しやすく、ホールを通しにくくする電子輸送層を導入することで光電変換効率を向上させて提案がなされている。中でも、正孔輸送層としてPEDOT、電子輸送層としてTiOxを塗布法により形成する方法が提案されている(特許文献2,3参照)が、これら塗布法で得られる正孔輸送層、電子輸送層は得られる膜の密度が低く、キャリアの選択性が十分ではなかったという課題があった。また、導電性繊維や金属ナノロッドなど表面凹凸の大きい電極の表面に被覆しようとした場合、凹凸に沿った被覆が困難で電極に対する被覆率が低くなるといった実用上の課題があった。   In an organic photoelectric conversion element, a hole transport layer that makes it easy to selectively pass holes and makes it difficult for electrons to pass between a first electrode that becomes an anode and an active layer that becomes a photoelectric conversion layer, and a second that becomes a cathode A proposal has been made to improve the photoelectric conversion efficiency by introducing an electron transport layer between the electrode and the photoelectric conversion layer, which facilitates the selective passage of electrons and prevents the passage of holes. Among them, methods for forming PEDOT as a hole transport layer and TiOx as an electron transport layer by a coating method have been proposed (see Patent Documents 2 and 3). A hole transport layer and an electron transport layer obtained by these coating methods are proposed. Has a problem that the density of the obtained film is low and the carrier selectivity is not sufficient. In addition, when an attempt is made to coat the surface of an electrode with large surface irregularities such as conductive fibers and metal nanorods, there is a practical problem that it is difficult to coat along the irregularities and the coverage of the electrode is low.

米国特許第5331183号明細書US Pat. No. 5,331,183 特開2007−273929号公報JP 2007-273929 A WO2004−017422A2号パンフレットWO 2004-017422 A2 pamphlet

以上のように、従来提案されている技術では、いずれも各種特性を満足した正孔輸送層または電子輸送層を得るという課題を解決することができなかった。従って、本発明の目的は、表面凹凸の大きい電極表面上にも高い被覆率でより緻密な膜を形成させる有機光電変換素子の製造方法を提供することにある。   As described above, none of the conventionally proposed techniques can solve the problem of obtaining a hole transport layer or an electron transport layer satisfying various characteristics. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing an organic photoelectric conversion element in which a dense film is formed at a high coverage even on an electrode surface having large surface irregularities.

本発明の上記目的は、以下の構成により達成することができる。   The above object of the present invention can be achieved by the following configuration.

1.第一の電極と第二の電極に挟まれたバルクヘテロジャンクション型の光電変換層と、正孔輸送層もしくは電子輸送層とを有する有機光電変換素子の製造方法において、該第一の電極は金属Aから成り、かつ、前記正孔輸送層もしくは電子輸送層の形成工程が、該第一の電極の上に、前記金属Aとは異なる金属Bを含有する物質又は金属Bを被覆する工程と、該金属Bを酸化させる工程とを含むことを特徴とする有機光電変換素子の製造方法。   1. In the method for producing an organic photoelectric conversion element having a bulk heterojunction photoelectric conversion layer sandwiched between a first electrode and a second electrode, and a hole transport layer or an electron transport layer, the first electrode is a metal A And the step of forming the hole transport layer or the electron transport layer comprises a step of coating a material containing a metal B different from the metal A or a metal B on the first electrode, A process for oxidizing the metal B, and a method for producing an organic photoelectric conversion element.

2.前記金属Bが、前記金属Bを含有する金属塩化合物から供給されることを特徴とする前記1記載の有機光電変換素子の製造方法。   2. 2. The method for producing an organic photoelectric conversion element according to 1 above, wherein the metal B is supplied from a metal salt compound containing the metal B.

3.前記金属Bを含有する物質又は金属Bを被覆する工程が、前記金属Aから成る第一の電極を形成させた後、前記金属Bを酸化させる工程を含むことを特徴とする前記1又は2記載の有機光電変換素子の製造方法。   3. 3. The method according to 1 or 2, wherein the step of coating the substance containing metal B or metal B includes the step of oxidizing the metal B after forming the first electrode made of the metal A. Manufacturing method of the organic photoelectric conversion element.

4.前記金属Bを被覆させる工程が、メッキ法を用いることを特徴とする前記1〜3のいずれか1項に記載の有機光電変換素子の製造方法。   4). 4. The method for producing an organic photoelectric conversion element according to any one of 1 to 3, wherein the step of coating the metal B uses a plating method.

5.前記金属Bを含有する物質を酸化させる工程が、大気圧プラズマを用いることを特徴とする前記1〜4のいずれか1項に記載の有機光電変換素子の製造方法。   5. 5. The method for producing an organic photoelectric conversion element according to any one of 1 to 4, wherein the step of oxidizing the substance containing the metal B uses atmospheric pressure plasma.

6.前記第一の電極と第二の電極の少なくとも一方の電極とバルクヘテロジャンクション層の間の層が少なくとも正孔輸送層と電子輸送層のいずれかであることを特徴とする前記1〜5のいずれか1項に記載の有機光電変換素子の製造方法。   6). Any one of 1 to 5 above, wherein the layer between at least one of the first electrode and the second electrode and the bulk heterojunction layer is at least one of a hole transport layer and an electron transport layer. The manufacturing method of the organic photoelectric conversion element of item 1.

7.前記金属Bが少なくともTi、Ni、Cu、Znのいずれかを含むことを特徴とする前記1〜6のいずれか1項に記載の有機光電変換素子の製造方法。   7). 7. The method for producing an organic photoelectric conversion element according to any one of 1 to 6, wherein the metal B includes at least one of Ti, Ni, Cu, and Zn.

8.前記第一の電極の表面が凹凸を有することを特徴とする前記1〜7のいずれか1項に記載の有機光電変換素子の製造方法。   8). 8. The method for producing an organic photoelectric conversion element according to any one of 1 to 7, wherein the surface of the first electrode has irregularities.

9.前記第一の電極を形成する金属Aが少なくとも導電性繊維もしくはナノロッドのいずれかを含むことを特徴とする前記1〜8のいずれか1項に記載の有機光電変換素子の製造方法。   9. 9. The method for producing an organic photoelectric conversion element according to any one of 1 to 8, wherein the metal A forming the first electrode includes at least one of a conductive fiber and a nanorod.

10.前記導電性繊維が少なくとも金属ナノワイヤまたはカーボンナノチューブのいずれかを含むことを特徴とする前記9に記載の有機光電変換素子の製造方法。   10. 10. The method for producing an organic photoelectric conversion element according to 9, wherein the conductive fiber includes at least one of a metal nanowire and a carbon nanotube.

11.前記金属ナノワイヤが銀ナノワイヤであることを特徴とする前記10に記載の有機光電変換素子の製造方法。   11. 11. The method for producing an organic photoelectric conversion element as described in 10 above, wherein the metal nanowire is a silver nanowire.

12.前記1〜11のいずれか1項に記載の有機光電変換素子の製造方法により製造されたことを特徴とする有機光電変換素子。   12 The organic photoelectric conversion element manufactured by the manufacturing method of the organic photoelectric conversion element of any one of said 1-11.

本発明により、電極上に金属をメッキ法により形成させ、その表面を大気圧プラズマにより酸化させることで、形成される膜の密度が高く、キャリア分離能に優れた正孔輸送層、電子輸送層を形成することができた。また本発明により、導電性繊維や金属ナノロッドなどの表面凹凸の大きい電極に対しても、高い被覆率で正孔輸送層や電子輸送層を形成させることができた。   According to the present invention, a hole transport layer and an electron transport layer are formed by forming a metal on an electrode by a plating method and oxidizing the surface with atmospheric pressure plasma so that the density of the formed film is high and carrier separation ability is excellent. Could be formed. In addition, according to the present invention, a hole transport layer and an electron transport layer can be formed with a high coverage even on electrodes having large surface irregularities such as conductive fibers and metal nanorods.

本発明のバルクヘテロジャンクション型光電変換素子の基本構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the basic structure of the bulk heterojunction type photoelectric conversion element of this invention. 本発明のバルクヘテロジャンクション型光電変換素子の好ましい構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the preferable structure of the bulk hetero junction type photoelectric conversion element of this invention. 回転電極と固定電極を有する大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus which has a rotating electrode and a fixed electrode. ロール回転電極の導電性の金属質母材とその上に被覆されている誘電体の構造の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the structure of the electroconductive metal base material of a roll rotating electrode, and the dielectric material coat | covered on it. 角筒型電極の導電性の金属質母材とその上に被覆されている誘電体の構造の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the structure of the electroconductive metal preform | base_material of a rectangular tube type electrode, and the dielectric material coat | covered on it.

前述のように、従来の塗布法で形成された正孔輸送層または電子輸送層では、膜の緻密性が低くキャリア分離能が十分でなく、また、表面凹凸の大きい電極上に積層した場合被覆率が低いといった課題があり実用上の課題となっていた。そこで本発明者は第一の電極表面上にメッキ法により金属薄膜を被覆させ、さらに大気圧プラズマ法により金属を酸化させることにより緻密性が良く、表面凹凸の大きい電極表面にも高い被覆率で正孔輸送層および電子輸送層を成膜できることを見出し、本発明に至った。   As described above, the hole transport layer or the electron transport layer formed by the conventional coating method has a low film density and insufficient carrier separation ability. There was a problem that the rate was low, which was a practical problem. Therefore, the present inventor coated a metal thin film on the surface of the first electrode by a plating method, and further oxidized the metal by an atmospheric pressure plasma method. The inventors have found that a hole transport layer and an electron transport layer can be formed, and have reached the present invention.

以下、本発明において好ましく用いることができる構成について、詳細に説明する。   Hereinafter, configurations that can be preferably used in the present invention will be described in detail.

〔有機光電変換素子〕
本発明の光電変換素子について、図1を用いて詳細に説明する。図1は、本発明のバルクへテロジャンクション型光電変換素子の基本構造を示す概略断面図である。
[Organic photoelectric conversion element]
The photoelectric conversion element of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the basic structure of a bulk heterojunction photoelectric conversion device of the present invention.

図1において、バルクヘテロジャンクション型有機光電変換素子は、基板11の一方面上に、第一の電極12、バルクヘテロジャンクション構造(p型半導体層およびn型半導体層)を有する光電変換層13(以下、バルクヘテロジャンクション層とも呼ぶ)、及び第二の電極14が図1に示すように順次積層された構造からなる。さらには、第一の電極12と光電変換層13の間、及び/又は光電変換層13と第二の電極14との間に中間層を有しても良い。好ましい中間層の形態としては、光電変換層13と第一の電極12の間に正孔輸送層が積層されており、光電変換層13と第二の電極14の間に電子輸送層が積層されていることが好ましい。本発明は、バルクへテロジャンクション型の有機光電変換素子において、第一の電極が、導電性繊維表面を導電性繊維とは異なる金属の酸化物で被覆されて成ることを特徴とするものである。   In FIG. 1, a bulk heterojunction organic photoelectric conversion element includes a first electrode 12 and a photoelectric conversion layer 13 having a bulk heterojunction structure (a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer) on one surface of a substrate 11 (hereinafter, referred to as “a heterostructure”). 1) and the second electrode 14 are sequentially stacked as shown in FIG. Furthermore, an intermediate layer may be provided between the first electrode 12 and the photoelectric conversion layer 13 and / or between the photoelectric conversion layer 13 and the second electrode 14. As a preferable form of the intermediate layer, a hole transport layer is laminated between the photoelectric conversion layer 13 and the first electrode 12, and an electron transport layer is laminated between the photoelectric conversion layer 13 and the second electrode 14. It is preferable. The present invention is characterized in that in the bulk heterojunction organic photoelectric conversion element, the first electrode is formed by coating the surface of the conductive fiber with an oxide of a metal different from the conductive fiber. .

本発明に係る有機光電変換素子の製造方法としては、図2を用いて詳細に説明する。基板21上に、導電性繊維を塗布した後、大気圧プラズマ法で金属酸化物を被覆させて第一の電極22および正孔輸送層23を形成させ、その上にp型半導体とn型半導体材料含む光電変換層24、電子輸送層25を順次積層し、第2の電極26を形成させることにより、有機光電変換素子を作製することが好ましい。また、正孔輸送層23と電子輸送層25は逆構成であっても本発明で好ましく用いることができる。   The method for producing the organic photoelectric conversion device according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. After applying conductive fibers on the substrate 21, the metal oxide is coated by an atmospheric pressure plasma method to form the first electrode 22 and the hole transport layer 23, and a p-type semiconductor and an n-type semiconductor are formed thereon. It is preferable to produce an organic photoelectric conversion element by sequentially laminating a photoelectric conversion layer 24 and an electron transport layer 25 containing materials to form a second electrode 26. The hole transport layer 23 and the electron transport layer 25 can be preferably used in the present invention even if they have opposite configurations.

以下、本発明の好ましい構成について説明する。   Hereinafter, preferred configurations of the present invention will be described.

〔第一の電極〕
本発明の第一の電極は、陰極、陽極は特に限定せず、素子構成により選択することができる。例えば、陽極として用いる場合、第一の電極12は、好ましくは300〜800nmの光を透過する電極である。材料としては、例えば、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO2、ZnO等の透明導電性金属酸化物、金、銀、白金等の金属薄膜、金属ナノワイヤ、カーボンナノチューブ、導電性高分子を用いることができ、また、それらを組み合わせて構成しても良い。さらに、第一の電極の全光線透過率は60%以上であることが好ましく、70%以上であることがより好ましく、80%以上であることが特に好ましい。全光透過率は、分光光度計等を用いた公知の方法に従って測定することができる。また、本発明の第一の電極の電気抵抗値としては、表面抵抗率として50Ω/□以下であることが好ましく、10Ω/□以下であることがより好ましく、3Ω/□以下であることが特に好ましい。50Ω/□以下であれば、受光面積の広い有機光電変換素子においても十分な光電変換効率が得られるため好ましい。前記表面抵抗率は、例えば、JIS K 7194:1994(導電性プラスチックの4探針法による抵抗率試験方法)などに準拠して測定することができ、また市販の表面抵抗率計を用いて簡便に測定することができる。なお、図1に示すバルクヘテロ接合型の有機光電変換素子10では、光電変換層13が第一の電極12と第二の電極13とでサンドイッチされているが、一対の櫛歯状電極を光電変換層13の片面に配置するといった、バックコンタクト型の有機光電変換素子10が構成されてもよい。本発明の第一の電極の厚みには特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、一般的に10μm以下であることが好ましく、厚みが薄くなるほど透明性や柔軟性が向上するためより好ましい。
[First electrode]
The cathode and anode of the first electrode of the present invention are not particularly limited and can be selected depending on the element configuration. For example, when used as an anode, the first electrode 12 is preferably an electrode that transmits light of 300 to 800 nm. As materials, for example, transparent conductive metal oxides such as indium tin oxide (ITO), SnO2, and ZnO, metal thin films such as gold, silver, and platinum, metal nanowires, carbon nanotubes, and conductive polymers can be used. Moreover, you may comprise combining them. Furthermore, the total light transmittance of the first electrode is preferably 60% or more, more preferably 70% or more, and particularly preferably 80% or more. The total light transmittance can be measured according to a known method using a spectrophotometer or the like. In addition, the electrical resistance value of the first electrode of the present invention is preferably 50Ω / □ or less, more preferably 10Ω / □ or less, and particularly preferably 3Ω / □ or less as the surface resistivity. preferable. If it is 50 ohms / square or less, since sufficient photoelectric conversion efficiency is obtained also in an organic photoelectric conversion element with a large light-receiving area, it is preferable. The surface resistivity can be measured in accordance with, for example, JIS K 7194: 1994 (resistivity test method using a conductive plastic four-probe method), and can be easily performed using a commercially available surface resistivity meter. Can be measured. In the bulk heterojunction type organic photoelectric conversion element 10 shown in FIG. 1, the photoelectric conversion layer 13 is sandwiched between the first electrode 12 and the second electrode 13. The back contact type organic photoelectric conversion element 10 may be configured such that it is disposed on one side of the layer 13. The thickness of the first electrode of the present invention is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. Generally, it is preferably 10 μm or less, and the transparency and flexibility are improved as the thickness is reduced. Therefore, it is more preferable.

〔導電性繊維〕
本発明に係る導電性繊維とは、導電性を有し、かつその長さが直径(太さ)に比べて十分に長い形状を持つものである。本発明に係る導電性繊維は、透明導電層内において導電性繊維が互いに接触し合うことにより3次元的な導電ネットワークを形成し補助電極として機能すると考えられる。従って、導電性繊維が長い方が導電ネットワーク形成に有利であるため好ましい。一方で、導電性繊維が長くなると導電性繊維が絡み合って凝集体を生じ、光学特性を劣化させる場合がある。導電ネットワーク形成や凝集体生成には、導電性繊維の剛性や直径等も影響するため、使用する導電性繊維に応じて最適な平均アスペクト比(アスペクト=長さ/直径)のものを使用することが好ましい。大凡の目安として、平均アスペクト比は、10〜10,000であるものが好ましい。
[Conductive fiber]
The conductive fiber according to the present invention is conductive and has a shape whose length is sufficiently longer than its diameter (thickness). The conductive fiber according to the present invention is considered to function as an auxiliary electrode by forming a three-dimensional conductive network when the conductive fibers contact each other in the transparent conductive layer. Accordingly, a longer conductive fiber is preferable because it is advantageous for forming a conductive network. On the other hand, when the conductive fibers are long, the conductive fibers are entangled to form aggregates, which may deteriorate the optical characteristics. Since the conductive fiber formation and aggregate formation are also affected by the stiffness and diameter of the conductive fibers, use the one with the optimum average aspect ratio (aspect = length / diameter) according to the conductive fibers used. Is preferred. As a rough guide, the average aspect ratio is preferably 10 to 10,000.

形状としては中空チューブ状、ワイヤ状、ファイバー状のもの等があり、例えば、金属でコーティングした有機繊維や無機繊維、導電性金属酸化物繊維、金属ナノワイヤ、炭素繊維、カーボンナノチューブ等がある。本発明においては、透明性の観点から太さが300nm以下の導電性繊維であることが好ましく、併せて導電性も満足するために、導電性繊維は金属ナノワイヤ及びカーボンナノチューブの群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。さらには、コスト(原材料費、製造費)と性能(導電性、透明性、可撓性)の観点から、銀ナノワイヤが特に好ましい。   Examples of the shape include a hollow tube shape, a wire shape, and a fiber shape, such as organic fibers and inorganic fibers coated with metal, conductive metal oxide fibers, metal nanowires, carbon fibers, and carbon nanotubes. In the present invention, from the viewpoint of transparency, it is preferable that the conductive fiber has a thickness of 300 nm or less, and in order to satisfy the conductivity, the conductive fiber is at least selected from the group of metal nanowires and carbon nanotubes. One type is preferable. Furthermore, silver nanowires are particularly preferable from the viewpoints of cost (raw material costs, manufacturing costs) and performance (conductivity, transparency, flexibility).

〔金属ナノワイヤ〕
一般に、金属ナノワイヤとは、金属元素を主要な構成要素とする線状構造体のことをいう。特に、本発明における金属ナノワイヤとは、原子スケールからnmスケールの直径を有する線状構造体を意味する。
[Metal nanowires]
In general, the metal nanowire refers to a linear structure having a metal element as a main component. In particular, the metal nanowire in the present invention means a linear structure having a diameter from the atomic scale to the nm scale.

本発明に係る導電性繊維に適用される金属ナノワイヤとしては、1つの金属ナノワイヤで長い導電パスを形成するために、平均長さが3μm以上であることが好ましく、さらには3〜500μmが好ましく、特に、3〜300μmであることが好ましい。併せて、長さの相対標準偏差は40%以下であることが好ましい。また、平均直径は、透明性の観点からは小さいことが好ましく、一方で、導電性の観点からは大きい方が好ましい。本発明においては、金属ナノワイヤの平均直径として10〜300nmが好ましく、30〜200nmであることがより好ましい。併せて、直径の相対標準偏差は20%以下であることが好ましい。   As the metal nanowire applied to the conductive fiber according to the present invention, in order to form a long conductive path with one metal nanowire, the average length is preferably 3 μm or more, more preferably 3 to 500 μm, In particular, the thickness is preferably 3 to 300 μm. In addition, the relative standard deviation of the length is preferably 40% or less. Moreover, it is preferable that an average diameter is small from a transparency viewpoint, On the other hand, the larger one is preferable from an electroconductive viewpoint. In this invention, 10-300 nm is preferable as an average diameter of metal nanowire, and it is more preferable that it is 30-200 nm. In addition, the relative standard deviation of the diameter is preferably 20% or less.

本発明に係る金属ナノワイヤの金属組成としては特に制限はなく、貴金属元素や卑金属元素の1種または複数の金属から構成することができるが、貴金属(例えば、金、白金、銀、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウム等)及び鉄、コバルト、銅、錫からなる群に属する少なくとも1種の金属を含むことが好ましく、導電性の観点から少なくとも銀を含むことがより好ましい。また、導電性と安定性(金属ナノワイヤの硫化や酸化耐性、及びマグレーション耐性)を両立するために、銀と、銀を除く貴金属に属する少なくとも1種の金属を含むこともできる。本発明に係る金属ナノワイヤが2種類以上の金属元素を含む場合には、例えば、金属ナノワイヤの表面と内部で金属組成が異なっていてもよく、金属ナノワイヤ全体が同一の金属組成を有していてもよい。   There is no restriction | limiting in particular as a metal composition of the metal nanowire which concerns on this invention, Although it can comprise from the 1 type or several metal of a noble metal element and a base metal element, noble metals (for example, gold, platinum, silver, palladium, rhodium, (Iridium, ruthenium, osmium, etc.) and at least one metal belonging to the group consisting of iron, cobalt, copper, and tin is preferable, and at least silver is more preferable from the viewpoint of conductivity. Further, in order to achieve both conductivity and stability (sulfurization and oxidation resistance of metal nanowires and resistance to magnation), silver and at least one metal belonging to a noble metal other than silver can be included. When the metal nanowire according to the present invention includes two or more kinds of metal elements, for example, the metal composition may be different between the surface and the inside of the metal nanowire, and the entire metal nanowire has the same metal composition. Also good.

本発明において金属ナノワイヤの製造手段には特に制限はなく、例えば、液相法や気相法等の公知の手段を用いることができる。また、具体的な製造方法にも特に制限はなく、公知の製造方法を用いることができる。特に、Adv.Mater.,2002,14,833〜837及びChem.Mater.,2002,14,4736〜4745で報告されたAgナノワイヤの製造方法は、水系で簡便にAgナノワイヤを製造することができる。銀の導電率は金属中で最大であることから、本発明に係る金属ナノワイヤとして好ましく適用することができる。   In the present invention, the means for producing the metal nanowire is not particularly limited, and for example, known means such as a liquid phase method and a gas phase method can be used. Moreover, there is no restriction | limiting in particular in a specific manufacturing method, A well-known manufacturing method can be used. In particular, Adv. Mater. , 2002, 14, 833-837 and Chem. Mater. 2002, 14, 4736-4745, the method for producing Ag nanowires can easily produce Ag nanowires in an aqueous system. Since the electrical conductivity of silver is the largest among metals, it can be preferably applied as the metal nanowire according to the present invention.

〔カーボンナノチューブ〕
カーボンナノチューブは、厚さ数原子層のグラファイト状炭素原子面(グラフェンシート)が筒形に巻かれた形状からなる炭素系繊維材料であり、その周壁の構成数から単層ナノチューブ(SWCNT)と多層ナノチューブ(MWCNT)とに大別され、また、グラフェンシートの構造の違いからカイラル(らせん)型、ジグザグ型、アームチェア型に分けられ、各種のものが知られている。
〔carbon nanotube〕
A carbon nanotube is a carbon-based fiber material having a shape in which a graphite-like carbon atomic plane (graphene sheet) having a thickness of several atomic layers is wound in a cylindrical shape. Single-walled nanotubes (SWCNT) and multi-layers are formed from the number of peripheral walls. They are roughly classified into nanotubes (MWCNT), and are divided into chiral (helical), zigzag and armchair types according to the difference in the structure of the graphene sheet, and various types are known.

本発明に係る導電性繊維に適用されるカーボンナノチューブとしては、いずれのタイプのカーボンナノチューブも用いることができ、また、これらの種々のカーボンナノチューブを複数混合して用いてもよいが、導電性に優れた単層カーボンナノチューブであることが好ましく、さらには金属性のアームチェア型単層カーボンナノチューブであることがより好ましい。   As the carbon nanotube applied to the conductive fiber according to the present invention, any type of carbon nanotube can be used, and a mixture of these various carbon nanotubes may be used. An excellent single-walled carbon nanotube is preferable, and a metallic armchair-type single-walled carbon nanotube is more preferable.

本発明に係るカーボンナノチューブの形状としては、1つのカーボンナノチューブで長い導電パスを形成するために、アスペクト比(=長さ/直径)が大きい、すなわち細くて長い単層カーボンナノチューブであることが好ましい。例えば、アスペクト比が102以上、好ましくは103以上のカーボンナノチューブが挙げられる。カーボンナノチューブの平均長さは、3μm以上であることが好ましく、さらには3〜500μmが好ましく、特に、3〜300μmであることが好ましい。併せて、長さの相対標準偏差は40%以下であることが好ましい。また、平均直径は100nmより小さいことが好ましく、1〜50nmが好ましく、1〜30nmであることがより好ましい。併せて、直径の相対標準偏差は20%以下であることが好ましい。   The shape of the carbon nanotube according to the present invention is preferably a single-walled carbon nanotube having a large aspect ratio (= length / diameter), that is, a thin and long carbon nanotube, in order to form a long conductive path with one carbon nanotube. . For example, carbon nanotubes having an aspect ratio of 102 or more, preferably 103 or more can be mentioned. The average length of the carbon nanotubes is preferably 3 μm or more, more preferably 3 to 500 μm, and particularly preferably 3 to 300 μm. In addition, the relative standard deviation of the length is preferably 40% or less. Moreover, it is preferable that an average diameter is smaller than 100 nm, 1-50 nm is preferable and it is more preferable that it is 1-30 nm. In addition, the relative standard deviation of the diameter is preferably 20% or less.

本発明で使用されるカーボンナノチューブの製造方法は特に限定されるものではなく、二酸化炭素の接触水素還元、アーク放電法、レーザー蒸発法、CVD法、気相成長法、一酸化炭素を高温高圧化で鉄触媒と共に反応させて気相で成長させるHiPco法等の公知の手段を用いることができる。また、副生成物や触媒金属等の残留物を除去するために、洗浄法、遠心分離法、ろ過法、酸化法、クロマトグラフ法等の種々の精製法によって、より高純度化されたカーボンナノチューブの方が、各種機能を十分に発現できることから好ましい。   The production method of the carbon nanotube used in the present invention is not particularly limited, and catalytic hydrogen reduction of carbon dioxide, arc discharge method, laser evaporation method, CVD method, vapor phase growth method, high temperature and high pressure of carbon monoxide. Well-known means such as HiPco method in which the reaction is carried out together with an iron catalyst and grown in the gas phase can be used. Moreover, in order to remove residues such as by-products and catalytic metals, carbon nanotubes that have been further purified by various purification methods such as washing methods, centrifugal separation methods, filtration methods, oxidation methods, chromatographic methods, etc. Is more preferable because various functions can be sufficiently expressed.

導電性繊維と導電性材料を含む透明導電層の好ましい形成方法としては、素子上に導電性繊維の分散液を塗布または印刷し、乾燥して導電性繊維からなる導電ネットワーク構造を形成する。次に、該導電性繊維のネットワーク構造上の隙間に透明導電性材料を含浸させ、導電性繊維と透明導電性材料を含む透明導電層を形成する方法が好ましい。   As a preferable method for forming a transparent conductive layer containing conductive fibers and a conductive material, a conductive fiber dispersion is applied or printed on the element and dried to form a conductive network structure made of conductive fibers. Next, a method is preferred in which a transparent conductive material is impregnated in the gaps on the network structure of the conductive fibers to form a transparent conductive layer containing the conductive fibers and the transparent conductive material.

〔金属酸化物〕
本発明で用いることができる金属酸化物としては、Li、Be、B、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Cd、In、Ir、Sn、Sb、Cs、Ba、La、Hf、Ta、W、Tl、Pb、Bi、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、及びLuから選ばれる少なくとも1種類、好ましくはモリブデン、ニッケル、珪素、ジルコニウム、チタン、タングステン、タンタル、アルミニウム、銅、亜鉛、インジウム、クロム、バナジウム、ニオブ、ガリウム及び錫のうち少なくとも1種類の元素を有する。更に好ましくは珪素、チタン、錫、亜鉛、及びインジウムのうち少なくとも1種類の元素を有することが好ましい。これらの金属は単独でも使用できるし、二種以上を組み合わせて使用することもできる。例えば、チタン酸バリウム、SrTiO、PZT等が挙げられる。また、アルカリ金属と他の金属を組み合わせて使用することもできる。金属酸化物は、基本的には結晶質、非晶質を問わないが、結晶質であることが好ましい。結晶質は一種以上の単結晶であっても、多結晶であっても、非晶部と結晶部を同時に有する一種以上の半結晶性物質であっても、また、これらの混合物であってもよいが、特に好ましくは単結晶である。
[Metal oxide]
Examples of the metal oxide that can be used in the present invention include Li, Be, B, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, and Zn. , Ga, Ge, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Cd, In, Ir, Sn, Sb, Cs, Ba, La, Hf, Ta, W, Tl, Pb, Bi, Ce, Pr, Nd , Pm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu, preferably molybdenum, nickel, silicon, zirconium, titanium, tungsten, tantalum, aluminum, copper, zinc, It contains at least one element of indium, chromium, vanadium, niobium, gallium and tin. More preferably, it has at least one element among silicon, titanium, tin, zinc, and indium. These metals can be used alone or in combination of two or more. For example, barium titanate, SrTiO 3 , PZT and the like can be mentioned. Moreover, it can also use combining an alkali metal and another metal. The metal oxide may be basically crystalline or amorphous, but is preferably crystalline. The crystalline material may be one or more single crystals, polycrystal, one or more semi-crystalline substances having an amorphous part and a crystalline part at the same time, or a mixture thereof. A single crystal is particularly preferable.

導電性繊維表面がp型半導体の金属酸化物で被覆されていれば、形成される導電パスは正孔輸送層(HTL)としての機能を発現する。p型の半導体材料であれば如何なる金属酸化物でも用いることができ、例えば、酸化モリブデン、酸化ニッケル、酸化タングステン、酸化銅等の金属酸化物等を用いることができる。   If the surface of the conductive fiber is covered with a metal oxide of a p-type semiconductor, the formed conductive path functions as a hole transport layer (HTL). Any metal oxide can be used as long as it is a p-type semiconductor material. For example, metal oxides such as molybdenum oxide, nickel oxide, tungsten oxide, and copper oxide can be used.

導電性繊維表面がn型半導体の金属酸化物で被服されていれば、形成される導電パスは電子輸送層(ETL)としての機能を発現する。n型の半導体材料であれば如何なる金属酸化物でも用いることができ、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ガリウム等の金属酸化物を用いることができる。   If the surface of the conductive fiber is covered with a metal oxide of an n-type semiconductor, the formed conductive path exhibits a function as an electron transport layer (ETL). Any metal oxide can be used as long as it is an n-type semiconductor material. For example, metal oxides such as titanium oxide, zinc oxide, and gallium oxide can be used.

正孔輸送層および電子輸送層は、正孔と電子のうちどちらかの電荷を主に流す層であり、正孔と電子の移動度の差や、エネルギー準位の差による障壁によって、逆の電荷をブロックする層であることが好ましい。   The hole transport layer and the electron transport layer are layers that mainly flow one of holes and electrons, and the reverse due to the difference in mobility between holes and electrons and the barrier due to the difference in energy levels. A layer that blocks charges is preferable.

〔正孔輸送層〕
正孔輸送層(電子ブロック層)として好ましく用いられる材料としては、スタルクヴイテック社製、商品名BaytronP等のPEDOT、ポリアニリン及びそのドープ材料、特開平5−271166号公報等に記載のトリアリールアミン系化合物、WO2006019270号公報等に記載のシアン化合物、また酸化モリブデン、酸化ニッケル、酸化タングステン等の金属酸化物等を用いることができる。また、バルクへテロジャンクション層に用いたp型半導体材料単体からなる層を用いることもできる。これらの層を形成する手段としては、溶液塗布法で形成することが好ましい。
(Hole transport layer)
Examples of the material preferably used as the hole transport layer (electron block layer) include PEDOT such as the trade name BaytronP, polyaniline and its doped material, and triarylamine described in JP-A No. 5-271166. Further, a cyanide compound described in WO2006019270 or a metal oxide such as molybdenum oxide, nickel oxide, or tungsten oxide can be used. Moreover, the layer which consists of a p-type semiconductor material single-piece | unit used for the bulk heterojunction layer can also be used. The means for forming these layers is preferably formed by a solution coating method.

〔電子輸送層〕
また電子輸送層(正孔ブロック層)としては、オクタアザポルフィリン、p型半導体のパーフルオロ体(パーフルオロペンタセンやパーフルオロフタロシアニン等)、ナフタレンテトラカルボン酸無水物、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド、ペリレンテトラカルボン酸無水物、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド等のn型半導体材料、及び酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ガリウム等のn型無機酸化物及びフッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化セシウム等のアルカリ金属化合物等を用いることができる。また、バルクへテロジャンクション層に用いたn型半導体材料単体からなる層を用いることもできる。
(Electron transport layer)
As the electron transport layer (hole blocking layer), octaazaporphyrin, p-type semiconductor perfluoro (perfluoropentacene, perfluorophthalocyanine, etc.), naphthalenetetracarboxylic anhydride, naphthalenetetracarboxylic diimide, perylenetetra N-type semiconductor materials such as carboxylic acid anhydrides and perylenetetracarboxylic acid diimides, and n-type inorganic oxides such as titanium oxide, zinc oxide and gallium oxide, and alkali metal compounds such as lithium fluoride, sodium fluoride and cesium fluoride Etc. can be used. A layer made of a single n-type semiconductor material used for the bulk heterojunction layer can also be used.

本発明の第一の電極表面を被覆する層の製膜方法としては、炭素元素を含む金属酸化物層であれば如何なる方法でもよく、例えば塗布法や蒸着法、スパッタ法、スプレー熱分解法、減圧プラズマCVD法、大気圧プラズマCVD法などを用いる事ができる。フレキシブルな基板を用いた高い生産性を得るためには、連続プロセスに適した方法がより好ましく、中でも塗布法、スプレー熱分解法、大気圧プラズマCVD法が好ましく、連続生産性と膜質の観点から大気圧プラズマCVD法が最も好ましい。   The method for forming the layer covering the surface of the first electrode of the present invention may be any method as long as it is a metal oxide layer containing a carbon element, such as a coating method, a vapor deposition method, a sputtering method, a spray pyrolysis method, A low pressure plasma CVD method, an atmospheric pressure plasma CVD method, or the like can be used. In order to obtain high productivity using a flexible substrate, a method suitable for a continuous process is more preferable, among which a coating method, a spray pyrolysis method, and an atmospheric pressure plasma CVD method are preferable, from the viewpoint of continuous productivity and film quality. Atmospheric pressure plasma CVD is most preferred.

大気圧プラズマCVD法を用いて金属酸化物層を形成する場合、層中の炭素元素比率を制御する方法としては、後述する放電(キャリア)ガスの種類、原料となる反応性ガスの濃度および流速、第1電極と第2電極に印加する周波数や電力を調整することで制御することができる。   When the metal oxide layer is formed using the atmospheric pressure plasma CVD method, the method for controlling the carbon element ratio in the layer includes the type of discharge (carrier) gas, the concentration of the reactive gas used as a raw material, and the flow rate, which will be described later. It can be controlled by adjusting the frequency and power applied to the first electrode and the second electrode.

〔プラズマ放電処理〕
以下、大気圧プラズマ法について説明する。
[Plasma discharge treatment]
Hereinafter, the atmospheric pressure plasma method will be described.

大気圧プラズマ法は、大気圧または大気圧近傍の気圧下で放電し、反応性ガスをプラズマ励起し、基材表面上に反応性ガスを導入して金属酸化物等の薄膜を形成する方法であり、例えば、特開平11−133205号、特開2000−185362号、特開平11−61406号、特開2000−147209号、同2000−121804号等などで紹介されている。これら公報に開示される大気圧プラズマ法は、対向する電極間にパルス化され、周波数が0.5〜100kHzであり、かつ、電界の強さが1〜100V/cmで、放電プラズマを発生させるというものである。   The atmospheric pressure plasma method is a method in which a thin film such as a metal oxide is formed by discharging at atmospheric pressure or near atmospheric pressure to excite a reactive gas and introducing a reactive gas onto the surface of a substrate. For example, they are introduced in JP-A-11-133205, JP-A-2000-185362, JP-A-11-61406, JP-A-2000-147209, 2000-121804, and the like. The atmospheric pressure plasma method disclosed in these publications generates a discharge plasma that is pulsed between opposing electrodes, has a frequency of 0.5 to 100 kHz, and an electric field strength of 1 to 100 V / cm. That's it.

本発明において、プラズマ放電処理は、大気圧もしくはその近傍の圧力下で行われるが、大気圧もしくはその近傍の圧力とは20kPa〜110kPa程度であり、本発明に記載の良好な効果を得るためには、93kPa〜104kPaが好ましい。   In the present invention, the plasma discharge treatment is performed under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof, and the atmospheric pressure or the pressure in the vicinity thereof is about 20 kPa to 110 kPa, and in order to obtain a good effect described in the present invention. Is preferably 93 kPa to 104 kPa.

本発明において、大気圧プラズマ放電処理としては、ヘリウム或いはアルゴンのような希ガスを放電ガスとして使用し、100kHzを超え、150MHz程度迄の、好ましくは数100kHz〜100MHz程度の高周波電界をかけて行われる。本発明において、供給する電力は用いる放電ガス種により大きく異なるが、特に電極間に供給する電力の下限値は、好ましくは0.01W/cm以上、上限値として、好ましくは20W/cm以下、さらに好ましくは10W/cm以下である。なお、電極における電圧の印加面積(/cm)は、放電が起こる範囲の面積のことをさす。 In the present invention, the atmospheric pressure plasma discharge treatment is performed by using a rare gas such as helium or argon as a discharge gas and applying a high-frequency electric field exceeding 100 kHz and up to about 150 MHz, preferably about several hundred kHz to 100 MHz. Is called. In the present invention, the power to be supplied varies greatly depending on the type of discharge gas used. In particular, the lower limit value of the power supplied between the electrodes is preferably 0.01 W / cm 2 or more, and the upper limit value is preferably 20 W / cm 2 or less. More preferably, it is 10 W / cm 2 or less. The voltage application area (/ cm 2 ) at the electrode refers to the area where discharge occurs.

プラズマを発生させるためには、キャリアガスとして、不活性ガスの雰囲気下で放電させる必要があるが、ここで不活性ガスとは、周期表の第18属元素、所謂希ガスと呼ばれる、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等や、更には窒素ガス雰囲気下で行うことが好ましく、アルゴンまたはヘリウムが特に好ましく用いられる。ただし、製造コストの削減といった観点からは窒素ガスを用いることが最も好ましい。   In order to generate plasma, it is necessary to discharge in an atmosphere of an inert gas as a carrier gas. Here, the inert gas is a group 18 element of the periodic table, so-called rare gas, helium, Neon, argon, krypton, xenon, radon and the like are preferably used in a nitrogen gas atmosphere, and argon or helium is particularly preferably used. However, it is most preferable to use nitrogen gas from the viewpoint of reducing manufacturing costs.

本発明において、放電空間に供給するガスには、放電ガスの他に、反応性ガスとして、酸素、オゾン、過酸化水素等を用いる。   In the present invention, as the gas supplied to the discharge space, oxygen, ozone, hydrogen peroxide or the like is used as a reactive gas in addition to the discharge gas.

本発明における放電条件は、対向する第1電極と第2電極との放電空間に、高周波電圧を印加し、該高周波電圧が、第一の周波数ω1の電圧成分と、前記第一の周波数ω1より高い第二の周波数ω2の電圧成分とを重ね合わせた成分を少なくとも有することが好ましい。   The discharge condition in the present invention is that a high frequency voltage is applied to the discharge space between the first electrode and the second electrode facing each other, and the high frequency voltage is derived from the voltage component of the first frequency ω1 and the first frequency ω1. It is preferable to have at least a component obtained by superimposing a high voltage component of the second frequency ω2.

高周波とは、少なくとも0.5kHzの周波数を有するものをいう。前記高周波電圧が、第一の周波数ω1の電圧成分と、前記第一の周波数ω1より高い第二の周波数ω2の電圧成分とを重ね合わせた成分となり、その波形は周波数ω1のサイン波上に、それより高い周波数ω2のサイン波が重畳されたω1のサイン波がギザギザしたような波形となる。   A high frequency means what has a frequency of at least 0.5 kHz. The high-frequency voltage is a component obtained by superimposing the voltage component of the first frequency ω1 and the voltage component of the second frequency ω2 higher than the first frequency ω1, and the waveform thereof is on the sine wave of the frequency ω1, The sine wave of ω1 on which the sine wave of higher frequency ω2 is superimposed becomes a waveform that is jagged.

本発明において、放電開始電圧とは、実際の薄膜形成方法に使用される放電空間(電極の構成など)及び反応条件(ガス条件など)において放電を起こすことのできる最低電圧のことを指す。放電開始電圧は、放電空間に供給されるガス種や電極の誘電体種などによって多少変動するが、放電ガス単独の放電開始電圧と略同一と考えてよい。   In the present invention, the discharge start voltage refers to the lowest voltage that can cause a discharge in the discharge space (electrode configuration, etc.) and reaction conditions (gas conditions, etc.) used in the actual thin film formation method. The discharge start voltage varies somewhat depending on the type of gas supplied to the discharge space, the dielectric type of the electrode, etc., but may be considered to be substantially the same as the discharge start voltage of the discharge gas alone.

上記で述べたような高周波電圧を対向電極間(放電空間)に印加することによって、薄膜形成可能な放電を起こし、高品位な薄膜形成に必要な高密度プラズマを発生することができる。ここで重要なのは、このような高周波電圧が対向する電極それぞれに印加され、すなわち、同じ放電空間に両方から印加されることが好ましい。   By applying a high-frequency voltage as described above between the counter electrodes (discharge space), a discharge capable of forming a thin film can be generated, and high-density plasma necessary for forming a high-quality thin film can be generated. What is important here is that such a high-frequency voltage is preferably applied to each of the opposing electrodes, that is, it is preferably applied from both to the same discharge space.

上記でサイン波の重畳について説明したが、これに限られるものではなく、両方パルス波であっても、一方がサイン波でもう一方がパルス波であっても構わない。また、更に第3の電圧成分を有していてもよい。   Although the superposition of sine waves has been described above, the present invention is not limited to this, and both pulse waves may be used, one may be a sine wave and the other may be a pulse wave. Further, it may have a third voltage component.

上記本発明の高周波電圧を、対向電極間(同一放電空間)に印加する具体的な方法としては、対向電極を構成する第1電極に周波数ω1であって電圧V1である第1の高周波電圧を印加する第1電源を接続し、第2電極に周波数ω2であって電圧V2である第2の高周波電圧を印加する第2電源を接続した大気圧プラズマ放電処理装置である。   As a specific method of applying the high-frequency voltage of the present invention between the counter electrodes (same discharge space), the first high-frequency voltage having the frequency ω1 and the voltage V1 is applied to the first electrode constituting the counter electrode. It is an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus in which a first power source to be applied is connected and a second power source to which a second high-frequency voltage having a frequency ω2 and a voltage V2 is applied is connected to a second electrode.

上記の大気圧プラズマ放電処理装置には、前記対向電極間に、放電ガスと薄膜形成用ガスとを供給するガス供給手段を備える。更に、電極の温度を制御する電極温度制御手段を有することが好ましい。   The atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus includes a gas supply unit that supplies a discharge gas and a thin film forming gas between the counter electrodes. Furthermore, it is preferable to have an electrode temperature control means for controlling the temperature of the electrode.

また、電極、第1電源またはそれらの間のいずれかには第1フィルタを、また電極、第2電源またはそれらの間のいずれかには第2フィルタを接続することが好ましく、第1フィルタは該第1電源からの周波数の電流を通過しにくくし、該第2電源からの周波数の電流を通過し易くし、また、第2フィルタはその逆で、該第2電源からの周波数の電流を通過しにくくし、該第1電源からの周波数の電流を通過し易くするというそれぞれのフィルタには機能が備わっているものを使用する。ここで、通過しにくいとは、好ましくは、電流の20%以下、より好ましくは10%以下しか通さないことをいう。逆に通過し易いとは、好ましくは電流の80%以上、より好ましくは90%以上を通すことをいう。   Further, it is preferable that a first filter is connected to either the electrode, the first power source or between them, and a second filter is connected to the electrode, the second power source or any of them, the first filter being The frequency current from the first power source is made difficult to pass, the frequency current from the second power source is made easy to pass, and the second filter is vice versa, and the frequency current from the second power source is made to pass. A filter having a function is used for each filter which makes it difficult to pass and easily passes a current having a frequency from the first power source. Here, being difficult to pass means that it preferably passes only 20% or less of the current, more preferably 10% or less. On the contrary, being easy to pass means preferably passing 80% or more of the current, more preferably 90% or more.

さらに、本発明の大気圧プラズマ放電処理装置の第1電源は、第2電源より大きな高周波電圧を印加できる能力を有していることが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the first power source of the atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus of the present invention has a capability of applying a higher frequency voltage than the second power source.

また、本発明における別の放電条件としては、対向する第1電極と第2電極との間に、高周波電圧を印加し、該高周波電圧が、第1の高周波電圧V1及び第2の高周波電圧V2を重畳したものであって、放電開始電圧をIVとしたとき、
V1≧IV>V2
または V1>IV≧V2
を満たす。更に好ましくは、
V1>IV>V2
を満たすことである。
As another discharge condition in the present invention, a high-frequency voltage is applied between the first electrode and the second electrode facing each other, and the high-frequency voltage is applied to the first high-frequency voltage V1 and the second high-frequency voltage V2. When the discharge start voltage is IV,
V1 ≧ IV> V2
Or V1> IV ≧ V2
Meet. More preferably,
V1>IV> V2
Is to satisfy.

高周波及び放電開始電圧の定義、また、上記本発明の高周波電圧を、対向電極間(同一放電空間)に印加する具体的な方法としては、上述したものと同様である。   The definition of the high frequency and the discharge start voltage, and the specific method for applying the high frequency voltage of the present invention between the counter electrodes (same discharge space) are the same as those described above.

ここで、本発明でいう高周波電圧(印加電圧)と放電開始電圧は、下記の方法で測定されたものをいう。   Here, the high frequency voltage (applied voltage) and the discharge start voltage in the present invention are those measured by the following method.

(高周波電圧V1及びV2(単位:kV/mm)の測定方法)
各電極部の高周波プローブ(P6015A)を設置し、該高周波プローブをオシロスコープ(Tektronix社製、TDS3012B)に接続し、電圧を測定する。
(Measurement method of high-frequency voltages V1 and V2 (unit: kV / mm))
A high-frequency probe (P6015A) for each electrode part is installed, and the high-frequency probe is connected to an oscilloscope (Tektronix, TDS3012B) to measure the voltage.

(放電開始電圧IV(単位:kV/mm)の測定方法)
電極間に放電ガスを供給し、該電極間の電圧を増大させていき、放電が始まる電圧を放電開始電圧IVと定義する。測定器は上記高周波電圧測定と同じである。
(Measurement method of discharge start voltage IV (unit: kV / mm))
A discharge gas is supplied between the electrodes, the voltage between the electrodes is increased, and a voltage at which discharge starts is defined as a discharge start voltage IV. The measuring instrument is the same as the above high-frequency voltage measurement.

高い電圧をかけるような放電条件をとることにより、例え窒素ガスのように放電開始電圧が高い放電ガスでも、放電ガスを開始し、高密度で安定なプラズマ状態を維持でき、高性能な薄膜形成を行うことができるのである。   By adopting a discharge condition that applies a high voltage, even a discharge gas with a high discharge start voltage, such as nitrogen gas, can start a discharge gas and maintain a high density and stable plasma state, forming a high-performance thin film Can be done.

上記の測定により放電ガスを窒素ガスとした場合、その放電開始電圧IVは3.7kV/mm程度であり、従って、上記の関係において、第1の高周波電圧を、V1≧3.7kV/mmとして印加することによって窒素ガスを励起し、プラズマ状態にすることができる。   When the discharge gas is nitrogen gas according to the above measurement, the discharge start voltage IV is about 3.7 kV / mm. Therefore, in the above relationship, the first high-frequency voltage is set as V1 ≧ 3.7 kV / mm. By applying this, nitrogen gas can be excited to be in a plasma state.

ここで、第1電源の周波数としては、200kHz以下の周波数が好ましく用いることができる。またこの電界波形としては、サイン波でもパルスでもよい。下限は1kHz程度が望ましい。   Here, as the frequency of the first power source, a frequency of 200 kHz or less can be preferably used. The electric field waveform may be a sine wave or a pulse. The lower limit is preferably about 1 kHz.

一方、第2電源の周波数としては、800kHz以上の周波数が好ましく用いられる。この第2電源の周波数が高い程、プラズマ密度が高くなり、緻密で良質な薄膜が得られる。上限は200MHz程度が望ましい。   On the other hand, as the frequency of the second power source, a frequency of 800 kHz or more is preferably used. The higher the frequency of the second power source, the higher the plasma density, and a dense and high-quality thin film can be obtained. The upper limit is preferably about 200 MHz.

このような2つの電源から高周波電圧を印加することは、第1の周波数ω1側によって高い放電開始電圧を有する放電ガスの放電を開始するのに必要であり、また第2の周波数ω2側はプラズマ密度を高くして緻密で良質な薄膜を形成するのに必要である。   Application of a high-frequency voltage from such two power sources is necessary to start discharge of a discharge gas having a high discharge start voltage on the first frequency ω1 side, and the second frequency ω2 side is plasma. It is necessary to increase the density and form a dense and high-quality thin film.

本発明において、前記第1フィルタは、前記第1電源からの周波数の電流を通過しにくくし、かつ前記第2電源からの周波数の電流を通過し易くするようになっており、また前記第2フィルタは、該第2電源からの周波数の電流を通過しにくく、かつ該第1電源からの周波数の電流を通過し易くするようになっている。本発明において、かかる性質のあるフィルタであれば制限なく使用できる。   In the present invention, the first filter is configured to make it difficult to pass a current having a frequency from the first power source, and to easily pass a current having a frequency from the second power source. The filter is less likely to pass a current having a frequency from the second power source and more likely to pass a current having a frequency from the first power source. In the present invention, any filter having such properties can be used without limitation.

例えば、第1フィルタとしては、第2電源の周波数に応じて数10〜数万pFのコンデンサー、もしくは数μH程度のコイルを用いることができる。第2フィルタとしては、第1電源の周波数に応じて10μH以上のコイルを用い、これらのコイルまたはコンデンサーを介してアース接地することでフィルタとして使用できる。   For example, as the first filter, a capacitor of several tens to several tens of thousands pF or a coil of about several μH can be used according to the frequency of the second power source. As the second filter, a coil of 10 μH or more is used according to the frequency of the first power supply, and it can be used as a filter by grounding through these coils or a capacitor.

本発明の大気圧プラズマ放電処理装置は、上述のように、対向電極の間で放電させ、該対向電極間に導入した少なくとも放電ガスと薄膜形成性ガスをプラズマ状態とし、該対向電極間に静置或いは移送される基材を該プラズマ状態のガスに晒すことによって、該基材の上に薄膜を形成させるものである。また他の方式として、大気圧プラズマ放電処理装置は、上記同様の対向電極間で放電させ、該対向電極間に導入したガスを励起しまたはプラズマ状態とし、該対向電極外にジェット状に励起またはプラズマ状態のガスを吹き出し、該対向電極の近傍にある基材(静置していても移送されていてもよい)を晒すことによって該基材の上に薄膜を形成させるジェット方式であっても本発明で好ましく用いることができる。   As described above, the atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus of the present invention discharges between the counter electrodes, puts at least the discharge gas and the thin film forming gas introduced between the counter electrodes into a plasma state, and statically discharges between the counter electrodes. A thin film is formed on the substrate by exposing the substrate to be placed or transferred to the plasma state gas. As another method, the atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus discharges between the counter electrodes similar to the above, excites the gas introduced between the counter electrodes or puts it in a plasma state, and excites or jets the gas outside the counter electrode. Even in a jet system in which a gas in a plasma state is blown out and a thin film is formed on the substrate by exposing the substrate in the vicinity of the counter electrode (which may be stationary or transferred) It can be preferably used in the present invention.

ジェット方式の該大気圧プラズマ放電処理装置を複数基接して直列に並べて同時に同じプラズマ状態のガスを放電させることができるので、何回も処理され高速で処理することもできる。また各装置が異なったプラズマ状態のガスをジェット噴射すれば、異なった層の積層薄膜を形成することもできる。   Since a plurality of jet-type atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatuses can be connected in series and discharged in the same plasma state at the same time, the gas can be processed many times and processed at high speed. In addition, if each apparatus jets gas in a different plasma state, a laminated thin film having different layers can be formed.

図3は本発明において特に有用な、対向電極間で基材を処理する方式の大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示す概略図である。   FIG. 3 is a schematic view showing an example of an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus of a system that treats a substrate between opposed electrodes, which is particularly useful in the present invention.

本発明の大気圧プラズマ放電処理装置は、少なくとも、プラズマ放電処理装置30、2つの電源を有する電圧印加手段40、ガス供給手段50、電極温度調節手段60を有している装置である。   The atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus of the present invention is an apparatus having at least a plasma discharge treatment apparatus 30, a voltage application means 40 having two power supplies, a gas supply means 50, and an electrode temperature adjustment means 60.

図3は、ロール回転電極(第1電極)35と角筒型固定電極群(第2電極)36との対向電極間(放電空間)32で、基材Fをプラズマ放電処理して薄膜を形成するものである。   FIG. 3 shows a thin film formed by subjecting the base material F to plasma discharge treatment between the opposed electrodes (discharge space) 32 between the roll rotating electrode (first electrode) 35 and the square tube type fixed electrode group (second electrode) 36. To do.

ロール回転電極(第1電極)35と角筒型固定電極群(第2電極)36との間の放電空間(対向電極間)32に、ロール回転電極(第1電極)35には第1電源41から周波数ω1であって高周波電圧V1を、また角筒型固定電極群(第2電極)36には第2電源42から周波数ω2であって高周波電圧V2をかけるようになっている。   In the discharge space (between the counter electrodes) 32 between the roll rotating electrode (first electrode) 35 and the square tube type fixed electrode group (second electrode) 36, the roll rotating electrode (first electrode) 35 has a first power source. The high frequency voltage V1 is applied from 41 to the frequency ω1, and the high frequency voltage V2 is applied to the rectangular fixed electrode group (second electrode) 36 from the second power source 42 at the frequency ω2.

ロール回転電極(第1電極)35と第1電源41との間には、第1電源41からの電流がロール回転電極(第1電極)35に向かって流れるように第1フィルタ43が設置されており、該第1フィルタは第1電源41からの電流を通過しにくくし、第2電源42からの電流を通過し易くするように設計されている。また、角筒型固定電極群(第2電極)36と第2電源42との間には、第2電源からの電流が第2電極に向かって流れるように第2フィルタ44が設置されており、第2フィルタ44は、第2電源42からの電流を通過しにくくし、第1電源41からの電流を通過し易くするように設計されている。   A first filter 43 is installed between the roll rotation electrode (first electrode) 35 and the first power supply 41 so that the current from the first power supply 41 flows toward the roll rotation electrode (first electrode) 35. The first filter is designed to make it difficult for current from the first power supply 41 to pass through and to easily pass current from the second power supply 42. In addition, a second filter 44 is installed between the square tube type fixed electrode group (second electrode) 36 and the second power source 42 so that the current from the second power source flows toward the second electrode. The second filter 44 is designed to make it difficult for the current from the second power source 42 to pass through and to easily pass the current from the first power source 41.

尚、本発明においては、ロール回転電極35を第2電極、また角筒型固定電極群36を第1電極としてもよい。いずれにしろ第1電極には第1電源が、また第2電極には第2電源が接続される。更に、第1電源は第2電源より大きな高周波電圧(V1>V2)を印加できる能力を有していればよい。また、周波数はω1<ω2となる能力を有していればよい。   In the present invention, the roll rotation electrode 35 may be the second electrode, and the square tube fixed electrode group 36 may be the first electrode. In any case, the first power source is connected to the first electrode, and the second power source is connected to the second electrode. Furthermore, the first power source only needs to have the capability of applying a higher high-frequency voltage (V1> V2) than the second power source. Moreover, the frequency should just have the capability which becomes (omega) 1 <(omega) 2.

ガス供給手段50のガス供給装置51で発生させたガスGは、流量を制御して給気口52よりプラズマ放電処理容器31内に導入する。放電空間32及びプラズマ放電処理容器31内をガスGで満たす。   The gas G generated by the gas supply device 51 of the gas supply means 50 is introduced into the plasma discharge processing vessel 31 from the air supply port 52 while controlling the flow rate. The discharge space 32 and the plasma discharge treatment vessel 31 are filled with the gas G.

基材Fを、図示されていない元巻きから巻きほぐして搬送されて来るか、または前工程から搬送されて来て、ガイドロール64を経てニップロール65で基材に同伴されて来る空気等を遮断し、ロール回転電極35に接触したまま巻き回しながら角筒型固定電極群36との間に移送し、ロール回転電極(第1電極)35と角筒型固定電極群(第2電極)36との両方から電圧をかけ、対向電極間(放電空間)32で放電プラズマを発生させる。基材Fはロール回転電極35に接触したまま巻き回されながらプラズマ状態のガスにより薄膜を形成する。基材Fは、ニップロール66、ガイドロール67を経て、図示してない巻き取り機で巻き取るか、次工程に移送する。   The base material F is unwound from the original winding (not shown) and is transported or is transported from the previous process, and the air and the like that is entrained by the base material by the nip roll 65 through the guide roll 64 is blocked. Then, while being wound while being in contact with the roll rotating electrode 35, it is transferred between the square tube fixed electrode group 36 and the roll rotating electrode (first electrode) 35 and the square tube fixed electrode group (second electrode) 36. A voltage is applied from both of them to generate discharge plasma between the counter electrodes (discharge space) 32. The base material F forms a thin film with a gas in a plasma state while being wound while being in contact with the roll rotating electrode 35. The base material F passes through the nip roll 66 and the guide roll 67 and is wound up by a winder (not shown) or transferred to the next process.

放電処理済みの処理排ガスG′は排気口53より排出する。薄膜形成中、ロール回転電極(第1電極)35及び角筒型固定電極群(第2電極)36を加熱または冷却するために、電極温度調節手段60で温度を調節した媒体を、送液ポンプPで配管61を経て両電極に送り、電極内側から温度を調節する。尚、65及び66はプラズマ放電処理容器31と外界とを仕切る仕切板である。   Discharged treated exhaust gas G ′ is discharged from the exhaust port 53. In order to heat or cool the roll rotating electrode (first electrode) 35 and the rectangular tube type fixed electrode group (second electrode) 36 during the formation of the thin film, a medium whose temperature is adjusted by the electrode temperature adjusting means 60 is used as a liquid feed pump. P is sent to both electrodes through the pipe 61, and the temperature is adjusted from the inside of the electrode. Reference numerals 65 and 66 denote partition plates that partition the plasma discharge processing vessel 31 from the outside.

図4は、図3に示したロール回転電極の導電性の金属質母材とその上に被覆されている誘電体の構造の一例を示す斜視図である。   FIG. 4 is a perspective view showing an example of the structure of the conductive metallic base material of the roll rotating electrode shown in FIG. 3 and the dielectric material coated thereon.

図4において、ロール電極35aは導電性の金属質母材35Aとその上に誘電体35Bが被覆されたものである。内部は中空のジャケットになっていて温度調節が行われるようになっている。   In FIG. 4, a roll electrode 35a is formed by covering a conductive metallic base material 35A and a dielectric 35B thereon. The inside is a hollow jacket, and the temperature is adjusted.

図5は、角筒型電極の導電性の金属質母材とその上に被覆されている誘電体の構造の一例を示す斜視図である。   FIG. 5 is a perspective view showing an example of the structure of a conductive metallic base material of a rectangular tube electrode and a dielectric material coated thereon.

図5において、角筒型電極36aは、導電性の金属質母材36Aに対し、図3同様の誘電体36Bの被覆を有しており、該電極の構造は金属質のパイプになっていて、それがジャケットとなり、放電中の温度調節が行えるようになっている。   In FIG. 5, a rectangular tube type electrode 36a has a coating of a dielectric 36B similar to FIG. 3 on a conductive metallic base material 36A, and the structure of the electrode is a metallic pipe. , It becomes a jacket so that the temperature can be adjusted during discharge.

尚、角筒型固定電極の数は、上記ロール電極の円周より大きな円周上に沿って複数本設置されており、該電極の放電面積はロール回転電極35に対向している全角筒型固定電極面の面積の和で表される。   In addition, the number of the rectangular tube-shaped fixed electrodes is set in plural along the circumference larger than the circumference of the roll electrode, and the discharge area of the electrodes is a full square tube type facing the roll rotating electrode 35. It is represented by the sum of the area of the fixed electrode surface.

図5に示した角筒型電極36aは、円筒型電極でもよいが、角筒型電極は円筒型電極に比べて、放電範囲(放電面積)を広げる効果があるので、本発明に好ましく用いられる。   The rectangular tube electrode 36a shown in FIG. 5 may be a cylindrical electrode, but the rectangular tube electrode has an effect of widening the discharge range (discharge area) as compared with the cylindrical electrode, and thus is preferably used in the present invention. .

図4及び5において、ロール電極35a及び角筒型電極36aは、それぞれ導電性の金属質母材35A及び36Aの上に誘電体35B及び36Bとしてのセラミックスを溶射後、無機化合物の封孔材料を用いて封孔処理したものである。セラミックス誘電体は片肉で1mm程度被覆があればよい。溶射に用いるセラミックス材としては、アルミナ・窒化珪素等が好ましく用いられるが、この中でもアルミナが加工し易いので、特に好ましく用いられる。また、誘電体層が、ガラスライニングにより無機材料を設けたライニング処理誘電体であってもよい。   4 and 5, a roll electrode 35a and a rectangular tube electrode 36a are formed by spraying ceramics as dielectrics 35B and 36B on conductive metallic base materials 35A and 36A, respectively, and then sealing the inorganic compound sealing material. Used and sealed. The ceramic dielectric may be a single wall with a thickness of about 1 mm. As the ceramic material used for thermal spraying, alumina, silicon nitride, or the like is preferably used. Among these, alumina is particularly preferable because it is easily processed. Further, the dielectric layer may be a lining-processed dielectric provided with an inorganic material by glass lining.

導電性の金属質母材35A及び36Aとしては、チタン金属またはチタン合金、銀、白金、ステンレススティール、アルミニウム、鉄等の金属等や、鉄とセラミックスとの複合材料またはアルミニウムとセラミックスとの複合材料を挙げることができるが、後述の理由からはチタン金属またはチタン合金が特に好ましい。   Examples of the conductive metal base materials 35A and 36A include titanium metal or titanium alloy, metal such as silver, platinum, stainless steel, aluminum, and iron, a composite material of iron and ceramics, or a composite material of aluminum and ceramics. Although titanium metal or a titanium alloy is particularly preferable for the reasons described later.

2個の電極間の距離(電極間隙)は、導電性の金属質母材に設けた誘電体の厚さ、印加電圧の大きさ、プラズマを利用する目的等を考慮して決定されるが、電極の一方に誘電体を設けた場合の誘電体表面と導電性の金属質母材表面の最短距離、上記電極の双方に誘電体を設けた場合の誘電体表面同士の距離としては、いずれの場合も均一な放電を行う観点から0.1〜20mmが好ましく、特に好ましくは0.5〜2mmである。   The distance between the two electrodes (electrode gap) is determined in consideration of the thickness of the dielectric provided on the conductive metallic base material, the magnitude of the applied voltage, the purpose of using plasma, etc. The shortest distance between the dielectric surface when a dielectric is provided on one of the electrodes and the surface of the conductive metallic base material, and the distance between the dielectric surfaces when a dielectric is provided on both of the electrodes, In this case, the thickness is preferably from 0.1 to 20 mm, particularly preferably from 0.5 to 2 mm, from the viewpoint of uniform discharge.

本発明に有用な導電性の金属質母材及び誘電体についての詳細については後述する。   Details of the conductive metallic base material and dielectric useful in the present invention will be described later.

プラズマ放電処理容器31はパイレックス(登録商標)ガラス製の処理容器等が好ましく用いられるが、電極との絶縁がとれれば金属製を用いることも可能である。例えば、アルミニウムまたは、ステンレススティールのフレームの内面にポリイミド樹脂等を貼りつけてもよく、該金属フレームにセラミックス溶射を行い、絶縁をとってもよい。   The plasma discharge treatment vessel 31 is preferably a treatment vessel made of Pyrex (registered trademark) glass or the like, but can be made of metal as long as it can be insulated from the electrodes. For example, polyimide resin or the like may be affixed to the inner surface of an aluminum or stainless steel frame, and the metal frame may be subjected to ceramic spraying for insulation.

大気圧プラズマ放電処理装置に設置する第1電源(高周波電源)としては、
印加電源記号 メーカー 周波数
A1 神鋼電機 3kHz
A2 神鋼電機 5kHz
A3 春日電機 15kHz
A4 神鋼電機 50kHz
A5 ハイデン研究所 100kHz
A6 パール工業 200kHz
等の市販のものを挙げることができ、いずれも使用することができる。尚、*印はハイデン研究所インパルス高周波電源(連続モードで100kHz)である。
As the first power supply (high frequency power supply) installed in the atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus,
Applied power supply symbol Manufacturer Frequency A1 Shinko Electric 3kHz
A2 Shinko Electric 5kHz
A3 Kasuga Electric 15kHz
A4 Shinko Electric 50kHz
A5 HEIDEN Laboratory 100kHz *
A6 Pearl Industry 200kHz
And the like, and any of them can be used. The symbol * indicates a HEIDEN Laboratory impulse high-frequency power source (100 kHz in continuous mode).

また、第2電源(高周波電源)としては、
印加電源記号 メーカー 周波数
B1 パール工業 800kHz
B2 パール工業 2MHz
B3 パール工業 13.56MHz
B4 パール工業 27MHz
B5 パール工業 150MHz
等の市販のものを挙げることができ、いずれも好ましく使用できる。
As the second power source (high frequency power source),
Applied power symbol Manufacturer Frequency B1 Pearl industry 800 kHz
B2 Pearl Industry 2MHz
B3 Pearl Industry 13.56MHz
B4 Pearl Industry 27MHz
B5 Pearl Industry 150MHz
And the like, and any of them can be preferably used.

本発明においては、このような電圧を印加して、均一なグロー放電状態を保つことができる電極をプラズマ放電処理装置に採用する必要がある。   In the present invention, it is necessary to employ an electrode capable of maintaining a uniform glow discharge state by applying such a voltage in a plasma discharge processing apparatus.

本発明において、対向する電極間に印加する電力は、第2電極に1W/cm以上の電力(出力密度)を供給し、放電ガスを励起してプラズマを発生させ、エネルギーを薄膜形成性ガスに与え薄膜を形成させる。供給する電力の上限値としては、好ましくは50W/cm以下、より好ましくは20W/cm以下である。下限値は、好ましくは1.2W/cm以上である。尚、放電面積(cm)は、電極において放電が起こる範囲の面積のことをさす。 In the present invention, the power applied between the electrodes facing each other supplies power (output density) of 1 W / cm 2 or more to the second electrode, excites the discharge gas to generate plasma, and the energy is formed into a thin film forming gas. To form a thin film. The upper limit value of the power to be supplied is preferably 50 W / cm 2 or less, more preferably 20 W / cm 2 or less. The lower limit is preferably 1.2 W / cm 2 or more. The discharge area (cm 2 ) refers to the area in which discharge occurs in the electrode.

ここで電源の印加法に関しては、連続モードと呼ばれる連続サイン波状の連続発振モードと、パルスモードと呼ばれるON/OFFを断続的に行う断続発振モードのどちらを採用してもよいが、少なくとも第2電極側は連続サイン波の方がより緻密で良質な膜が得られるので好ましい。   Here, regarding a power supply method, either a continuous sine wave continuous oscillation mode called a continuous mode or an intermittent oscillation mode called ON / OFF intermittently called a pulse mode may be adopted. On the electrode side, a continuous sine wave is preferable because a denser and better quality film can be obtained.

このような大気圧プラズマによる薄膜形成法に使用する電極は、構造的にも、性能的にも過酷な条件に耐えられるものでなければならない。このような電極としては、金属質母材上に誘電体を被覆したものであることが好ましい。   An electrode used in such a method for forming a thin film by atmospheric pressure plasma must be able to withstand severe conditions in terms of structure and performance. Such an electrode is preferably a metal base material coated with a dielectric.

本発明に使用する誘電体被覆電極においては、様々な金属質母材と誘電体との間に特性が合うものが好ましく、その一つの特性として、金属質母材と誘電体との線熱膨張係数の差が10×10−6/℃以下となる組み合わせのものである。好ましくは8×10−6/℃以下、更に好ましくは5×10−6/℃以下、更に好ましくは2×10−6/℃以下である。尚、線熱膨張係数とは、周知の材料特有の物性値である。 In the dielectric-coated electrode used in the present invention, it is preferable that the characteristics match between various metallic base materials and dielectrics. One of the characteristics is linear thermal expansion between the metallic base material and the dielectric. The combination is such that the difference in coefficient is 10 × 10 −6 / ° C. or less. It is preferably 8 × 10 −6 / ° C. or lower, more preferably 5 × 10 −6 / ° C. or lower, and further preferably 2 × 10 −6 / ° C. or lower. The linear thermal expansion coefficient is a well-known physical property value of a material.

線熱膨張係数の差が、この範囲にある導電性の金属質母材と誘電体との組み合わせとしては、
(1)金属質母材が純チタンまたはチタン合金で、誘電体がセラミックス溶射被膜
(2)金属質母材が純チタンまたはチタン合金で、誘電体がガラスライニング
(3)金属質母材がステンレススティールで、誘電体がセラミックス溶射被膜
(4)金属質母材がステンレススティールで、誘電体がガラスライニング
(5)金属質母材がセラミックス及び鉄の複合材料で、誘電体がセラミックス溶射被膜
(6)金属質母材がセラミックス及び鉄の複合材料で、誘電体がガラスライニング
(7)金属質母材がセラミックス及びアルミニウムの複合材料で、誘電体がセラミックス溶射皮膜
(8)金属質母材がセラミックス及びアルミニウムの複合材料で、誘電体がガラスライニング
等がある。線熱膨張係数の差という観点では、上記(1)または(2)及び(5)〜(8)が好ましく、特に(1)が好ましい。
As a combination of a conductive metallic base material and a dielectric whose difference in linear thermal expansion coefficient is within this range,
(1) Metal base material is pure titanium or titanium alloy, dielectric is ceramic sprayed coating (2) Metal base material is pure titanium or titanium alloy, dielectric is glass lining (3) Metal base material is stainless steel Steel, dielectric is ceramic spray coating (4) Metal base is stainless steel, dielectric is glass lining (5) Metal base is composite material of ceramic and iron, and dielectric is ceramic spray coating (6 ) Metallic base material is ceramic and iron composite material, dielectric is glass lining (7) Metallic base material is ceramic and aluminum composite material, dielectric is ceramic sprayed coating (8) Metallic base material is ceramic And a composite material of aluminum and a dielectric such as a glass lining. From the viewpoint of the difference in linear thermal expansion coefficient, the above (1) or (2) and (5) to (8) are preferable, and (1) is particularly preferable.

本発明において、金属質母材は、上記の特性からはチタンまたはチタン合金が特に有用である。金属質母材をチタンまたはチタン合金とすることにより、誘電体を上記とすることにより、使用中の電極の劣化、特にひび割れ、剥がれ、脱落等がなく、過酷な条件での長時間の使用に耐えることができる。   In the present invention, titanium or a titanium alloy is particularly useful as the metallic base material from the above characteristics. By using titanium or a titanium alloy as the metal base material, the dielectric is used as described above, so that there is no deterioration of the electrode in use, especially cracking, peeling, dropping off, etc., and it can be used for a long time under harsh conditions. Can withstand.

本発明に有用な電極の金属質母材は、チタンを70質量%以上含有するチタン合金またはチタン金属である。本発明において、チタン合金またはチタン金属中のチタンの含有量は、70質量%以上であれば、問題なく使用できるが、好ましくは80質量%以上のチタンを含有しているものが好ましい。本発明に有用なチタン合金またはチタン金属は、工業用純チタン、耐食性チタン、高力チタン等として一般に使用されているものを用いることができる。工業用純チタンとしては、TIA、TIB、TIC、TID等を挙げることができ、いずれも鉄原子、炭素原子、窒素原子、酸素原子、水素原子等を極僅か含有しているもので、チタンの含有量としては、99質量%以上を有している。耐食性チタン合金としては、T15PBを好ましく用いることができ、上記含有原子の他に鉛を含有しており、チタン含有量としては、98質量%以上である。また、チタン合金としては、鉛を除く上記の原子の他に、アルミニウムを含有し、その他バナジウムや錫を含有しているT64、T325、T525、TA3等を好ましく用いることができ、これらのチタン含有量としては、85質量%以上を含有しているものである。これらのチタン合金またはチタン金属はステンレススティール、例えばAISI316に比べて、熱膨張係数が1/2程度小さく、金属質母材としてチタン合金またはチタン金属の上に施された後述の誘電体との組み合わせがよく、高温、長時間での使用に耐えることができる。   The metallic base material of the electrode useful in the present invention is a titanium alloy or titanium metal containing 70% by mass or more of titanium. In the present invention, if the titanium content in the titanium alloy or titanium metal is 70% by mass or more, it can be used without any problem, but preferably contains 80% by mass or more of titanium. As the titanium alloy or titanium metal useful in the present invention, those generally used as industrial pure titanium, corrosion resistant titanium, high strength titanium and the like can be used. Examples of industrial pure titanium include TIA, TIB, TIC, TID, etc., all of which contain very little iron, carbon, nitrogen, oxygen, hydrogen, etc. As content, it has 99 mass% or more. As the corrosion-resistant titanium alloy, T15PB can be preferably used, and it contains lead in addition to the above-described atoms, and the titanium content is 98% by mass or more. Further, as the titanium alloy, T64, T325, T525, TA3, etc. containing aluminum and vanadium or tin other than the above atoms except lead can be preferably used. As a quantity, it contains 85 mass% or more. These titanium alloys or titanium metals have a thermal expansion coefficient that is about 1/2 smaller than that of stainless steel, such as AISI 316, and are combined with a dielectric described later applied on the titanium alloy or titanium metal as a metallic base material. It can withstand the use at high temperature for a long time.

一方、誘電体の求められる特性としては、具体的には、比誘電率が6〜45の無機化合物であることが好ましく、また、このような誘電体としては、アルミナ、窒化珪素等のセラミックス、或いは、ケイ酸塩系ガラス、ホウ酸塩系ガラス等のガラスライニング材等がある。この中では、後述のセラミックスを溶射したものやガラスライニングにより設けたものが好ましい。特にアルミナを溶射して設けた誘電体が好ましい。   On the other hand, as a required characteristic of the dielectric, specifically, an inorganic compound having a relative dielectric constant of 6 to 45 is preferable, and examples of such a dielectric include ceramics such as alumina and silicon nitride, Alternatively, there are glass lining materials such as silicate glass and borate glass. In this, what sprayed the ceramics mentioned later and the thing provided by glass lining are preferable. In particular, a dielectric provided by spraying alumina is preferable.

または、上述のような大電力に耐える仕様の一つとして、誘電体の空隙率が10体積%以下、好ましくは8体積%以下であることで、好ましくは0体積%を越えて5体積%以下である。尚、誘電体の空隙率は、BET吸着法や水銀ポロシメーターにより測定することができる。後述の実施例においては、島津製作所製の水銀ポロシメーターにより金属質母材に被覆された誘電体の破片を用い、空隙率を測定する。誘電体が、低い空隙率を有することにより、高耐久性が達成される。このような空隙を有しつつも空隙率が低い誘電体としては、後述の大気プラズマ溶射法等による高密度、高密着のセラミックス溶射被膜等を挙げることができる。更に空隙率を下げるためには、封孔処理を行うことが好ましい。   Alternatively, as one of the specifications that can withstand high power as described above, the porosity of the dielectric is 10% by volume or less, preferably 8% by volume or less, preferably more than 0% by volume and 5% by volume or less. It is. The porosity of the dielectric can be measured by a BET adsorption method or a mercury porosimeter. In the examples described later, the porosity is measured using a dielectric fragment covered with a metallic base material by a mercury porosimeter manufactured by Shimadzu Corporation. High durability is achieved because the dielectric has a low porosity. Examples of the dielectric having such a void and a low void ratio include a high-density, high-adhesion ceramic spray coating by an atmospheric plasma spraying method described later. In order to further reduce the porosity, it is preferable to perform sealing treatment.

上記、大気プラズマ溶射法は、セラミックス等の微粉末、ワイヤ等をプラズマ熱源中に投入し、溶融または半溶融状態の微粒子として被覆対象の金属質母材に吹き付け、皮膜を形成させる技術である。プラズマ熱源とは、分子ガスを高温にし、原子に解離させ、更にエネルギーを与えて電子を放出させた高温のプラズマガスである。このプラズマガスの噴射速度は大きく、従来のアーク溶射やフレーム溶射に比べて、溶射材料が高速で金属質母材に衝突するため、密着強度が高く、高密度な被膜を得ることができる。詳しくは、特開2000−301655号に記載の高温被曝部材に熱遮蔽皮膜を形成する溶射方法を参照することができる。この方法により、上記のような被覆する誘電体(セラミックス溶射膜)の空隙率にすることができる。   The above-mentioned atmospheric plasma spraying method is a technique in which fine powder such as ceramics, wire, or the like is put into a plasma heat source and sprayed onto a metallic base material to be coated as fine particles in a molten or semi-molten state to form a film. A plasma heat source is a high-temperature plasma gas in which a molecular gas is heated to a high temperature, dissociated into atoms, and further given energy to release electrons. This plasma gas injection speed is high, and since the sprayed material collides with the metallic base material at a higher speed than conventional arc spraying or flame spraying, it is possible to obtain a coating film with high adhesion strength and high density. For details, a thermal spraying method for forming a heat shielding film on a high-temperature exposed member described in JP-A No. 2000-301655 can be referred to. By this method, the porosity of the dielectric (ceramic sprayed film) to be coated can be obtained.

また、大電力に耐える別の好ましい仕様としては、誘電体の厚みが0.5〜2mmであることである。この膜厚変動は、5%以下であることが望ましく、好ましくは3%以下、更に好ましくは1%以下である。   Another preferable specification that can withstand high power is that the dielectric thickness is 0.5 to 2 mm. The film thickness variation is desirably 5% or less, preferably 3% or less, and more preferably 1% or less.

誘電体の空隙率をより低減させるためには、上記のようにセラミックス等の溶射膜に、更に、無機化合物で封孔処理を行うことが好ましい。前記無機化合物としては、金属酸化物が好ましく、この中では特に酸化珪素(SiO)を主成分として含有するものが好ましい。 In order to further reduce the porosity of the dielectric, it is preferable to further perform a sealing treatment with an inorganic compound on the sprayed film such as ceramics as described above. As the inorganic compound, a metal oxide is preferable, and among these, a compound containing silicon oxide (SiO x ) as a main component is particularly preferable.

封孔処理の無機化合物は、ゾルゲル反応により硬化して形成したものであることが好ましい。封孔処理の無機化合物が金属酸化物を主成分とするものである場合には、金属アルコキシド等を封孔液として前記セラミックス溶射膜上に塗布し、ゾルゲル反応により硬化する。無機化合物がシリカを主成分とするものの場合には、アルコキシシランを封孔液として用いることが好ましい。   The inorganic compound for sealing treatment is preferably formed by curing by a sol-gel reaction. When the inorganic compound for sealing treatment contains a metal oxide as a main component, a metal alkoxide or the like is applied as a sealing liquid on the ceramic sprayed film and cured by a sol-gel reaction. When the inorganic compound is mainly composed of silica, it is preferable to use alkoxysilane as the sealing liquid.

ここでゾルゲル反応の促進には、エネルギー処理を用いることが好ましい。エネルギー処理としては、熱硬化(好ましくは200℃以下)や、紫外線照射などがある。更に封孔処理の仕方として、封孔液を希釈し、コーティングと硬化を逐次で数回繰り返すと、よりいっそう無機質化が向上し、劣化の無い緻密な電極ができる。   Here, it is preferable to use energy treatment for promoting the sol-gel reaction. Examples of the energy treatment include thermal curing (preferably 200 ° C. or less) and ultraviolet irradiation. Furthermore, as a method of sealing treatment, when the sealing liquid is diluted and coating and curing are repeated several times in succession, the mineralization is further improved and a dense electrode without deterioration can be obtained.

本発明に係る誘電体被覆電極の金属アルコキシド等を封孔液として、セラミックス溶射膜にコーティングした後、ゾルゲル反応で硬化する封孔処理を行う場合、硬化した後の金属酸化物の含有量は60モル%以上であることが好ましい。封孔液の金属アルコキシドとしてアルコキシシランを用いた場合には、硬化後のSiO(xは2以下)含有量が60モル%以上であることが好ましい。硬化後のSiO含有量は、XPSにより誘電体層の断層を分析することにより測定する。 In the case of performing a sealing treatment that cures by a sol-gel reaction after coating a ceramic sprayed film using the metal alkoxide or the like of the dielectric-coated electrode according to the present invention as a sealing liquid, the content of the metal oxide after curing is 60 It is preferably at least mol%. When alkoxysilane is used as the metal alkoxide of the sealing liquid, the cured SiO x (x is 2 or less) content is preferably 60 mol% or more. The content of SiO x after curing is measured by analyzing a fault of the dielectric layer by XPS.

本発明の薄膜形成方法に係る電極においては、電極の少なくとも基材と接する側のJIS B 0601で規定される表面粗さの最大高さ(Rmax)が10μm以下になるように調整することが、本発明に記載の効果を得る観点から好ましいが、更に好ましくは、表面粗さの最大値が8μm以下であり、特に好ましくは、7μm以下に調整することである。このように誘電体被覆電極の誘電体表面を研磨仕上げする等の方法により、誘電体の厚み及び電極間のギャップを一定に保つことができ、放電状態を安定化できること、更に熱収縮差や残留応力による歪やひび割れをなくし、かつ、高精度で、耐久性を大きく向上させることができる。誘電体表面の研磨仕上げは、少なくとも基材と接する側の誘電体において行われることが好ましい。更にJIS B 0601で規定される中心線平均表面粗さ(Ra)は0.5μm以下が好ましく、更に好ましくは0.1μm以下である。   In the electrode according to the thin film forming method of the present invention, the maximum height (Rmax) of the surface roughness defined by JIS B 0601 on the side in contact with at least the substrate of the electrode is adjusted to be 10 μm or less. Although it is preferable from the viewpoint of obtaining the effects described in the present invention, the maximum value of the surface roughness is more preferably 8 μm or less, and particularly preferably adjusted to 7 μm or less. In this way, the dielectric surface of the dielectric-coated electrode can be polished to keep the dielectric thickness and the gap between the electrodes constant, the discharge state can be stabilized, and the heat shrinkage difference and residual Distortion and cracking due to stress can be eliminated, and durability can be greatly improved with high accuracy. The polishing finish of the dielectric surface is preferably performed at least on the dielectric in contact with the substrate. Furthermore, the centerline average surface roughness (Ra) defined by JIS B 0601 is preferably 0.5 μm or less, more preferably 0.1 μm or less.

本発明に使用する誘電体被覆電極において、大電力に耐える他の好ましい仕様としては、耐熱温度が100℃以上であることである。更に好ましくは120℃以上、特に好ましくは150℃以上である。また上限は500℃である。尚、耐熱温度とは、絶縁破壊が発生せず、正常に放電できる状態において耐えられる最も高い温度のことを指す。このような耐熱温度は、上記のセラミックス溶射や、泡混入量の異なる層状のガラスライニングで設けた誘電体を適用したり、下記金属質母材と誘電体の線熱膨張係数の差の範囲内の材料を適宜選択する手段を適宜組み合わせたりすることによって達成可能である。   In the dielectric-coated electrode used in the present invention, another preferred specification that can withstand high power is that the heat-resistant temperature is 100 ° C. or higher. More preferably, it is 120 degreeC or more, Most preferably, it is 150 degreeC or more. The upper limit is 500 ° C. The heat-resistant temperature refers to the highest temperature that can withstand a normal discharge without breakdown. Such heat-resistant temperature can be applied by using the above-mentioned ceramic spraying or dielectric materials provided by layered glass linings with different amounts of bubbles, or within the range of the difference in linear thermal expansion coefficient between the metallic base material and the dielectric material below. This can be achieved by appropriately combining means for appropriately selecting the materials.

〔第二の電極〕
本発明に係る第二の電極は、少なくとも導電性繊維を含むことが好ましい。本発明の第二の電極は、陰極、陽極は特に限定せず、素子構成により選択することができる。さらに、本発明においては、導電性繊維とともに、透明導電性材料を含むことができる。
[Second electrode]
The second electrode according to the present invention preferably includes at least a conductive fiber. The cathode and anode of the second electrode of the present invention are not particularly limited and can be selected depending on the element configuration. Furthermore, in this invention, a transparent conductive material can be included with a conductive fiber.

〔基板〕
基板は、順次積層された第一の電極、光電変換層及び第二の電極を保持する部材である。本実施形態では、少なくとも第一の電極又は第二の電極、更には両方の電極から光電変換される光が入射することが可能なように、光電変換すべき光の波長に対して透明な基板であることが望ましい。基板は、例えば、ガラス基板や樹脂基板等が好適に挙げられるが、軽量性と柔軟性の観点から透明樹脂フィルムを用いることが望ましい。本発明で透明基板として好ましく用いることができる透明樹脂フィルムには特に制限がなく、その材料、形状、構造、厚み等については公知のものの中から適宜選択することができる。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)変性ポリエステル等のポリエステル系樹脂フィルム、ポリエチレン(PE)樹脂フィルム、ポリプロピレン(PP)樹脂フィルム、ポリスチレン樹脂フィルム、環状オレフィン系樹脂等のポリオレフィン類樹脂フィルム、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂フィルム、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂フィルム、ポリサルホン(PSF)樹脂フィルム、ポリエーテルサルホン(PES)樹脂フィルム、ポリカーボネート(PC)樹脂フィルム、ポリアミド樹脂フィルム、ポリイミド樹脂フィルム、アクリル樹脂フィルム、トリアセチルセルロース(TAC)樹脂フィルム等を挙げることができるが、可視域の波長(380〜780nm)における透過率が80%以上である樹脂フィルムであれば、本発明に係る透明樹脂フィルムに好ましく適用することができる。中でも透明性、耐熱性、取り扱いやすさ、強度及びコストの点から、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエーテルサルホンフィルム、ポリカーボネートフィルムであることが好ましく、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルムであることがより好ましい。
〔substrate〕
The substrate is a member that holds the first electrode, the photoelectric conversion layer, and the second electrode that are sequentially stacked. In the present embodiment, a substrate that is transparent to the wavelength of light to be photoelectrically converted so that light that is photoelectrically converted from at least the first electrode or the second electrode, or both electrodes can enter. It is desirable that As the substrate, for example, a glass substrate, a resin substrate and the like are preferably mentioned, but it is desirable to use a transparent resin film from the viewpoint of lightness and flexibility. There is no restriction | limiting in particular in the transparent resin film which can be preferably used as a transparent substrate by this invention, The material, a shape, a structure, thickness, etc. can be suitably selected from well-known things. For example, polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN) modified polyester, polyethylene (PE) resin film, polypropylene (PP) resin film, polystyrene resin film, polyolefin resins such as cyclic olefin resin Film, vinyl resin film such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyether ether ketone (PEEK) resin film, polysulfone (PSF) resin film, polyether sulfone (PES) resin film, polycarbonate (PC) resin film, A polyamide resin film, a polyimide resin film, an acrylic resin film, a triacetyl cellulose (TAC) resin film, and the like can be given. If the resin film transmittance of 80% or more at ~780nm), can be preferably applied to a transparent resin film according to the present invention. Among these, from the viewpoint of transparency, heat resistance, ease of handling, strength and cost, it is preferably a biaxially stretched polyethylene terephthalate film, a biaxially stretched polyethylene naphthalate film, a polyethersulfone film, or a polycarbonate film, and biaxially stretched. A polyethylene terephthalate film and a biaxially stretched polyethylene naphthalate film are more preferable.

本発明に用いられる透明基材には、塗布液の濡れ性や接着性を確保するために、表面処理を施すことや易接着層を設けることができる。表面処理や易接着層については従来公知の技術を使用できる。例えば、表面処理としては、コロナ放電処理、火炎処理、紫外線処理、高周波処理、グロー放電処理、活性プラズマ処理、レーザー処理等の表面活性化処理を挙げることができる。また、易接着層としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ビニル系共重合体、ブタジエン系共重合体、アクリル系共重合体、ビニリデン系共重合体、エポキシ系共重合体等を挙げることができる。透明樹脂フィルムが二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムである場合は、フィルムに隣接する易接着層の屈折率を1.57〜1.63とすることで、フィルム基材と易接着層との界面反射を低減して透過率を向上させることができるのでより好ましい。屈折率を調整する方法としては、酸化スズゾルや酸化セリウムゾル等の比較的屈折率の高い酸化物ゾルとバインダー樹脂との比率を適宜調整して塗設することで実施できる。易接着層は単層でもよいが、接着性を向上させるためには2層以上の構成にしてもよい。また、透明基材にはバリアコート層が予め形成されていてもよいし、透明導電層を転写する反対側にはハードコート層が予め形成されていてもよい。   The transparent substrate used in the present invention can be subjected to a surface treatment or an easy-adhesion layer in order to ensure the wettability and adhesion of the coating solution. A conventionally well-known technique can be used about a surface treatment or an easily bonding layer. For example, the surface treatment includes surface activation treatment such as corona discharge treatment, flame treatment, ultraviolet treatment, high frequency treatment, glow discharge treatment, active plasma treatment, and laser treatment. Examples of the easy adhesion layer include polyester, polyamide, polyurethane, vinyl copolymer, butadiene copolymer, acrylic copolymer, vinylidene copolymer, and epoxy copolymer. When the transparent resin film is a biaxially stretched polyethylene terephthalate film, by making the refractive index of the easy adhesion layer adjacent to the film 1.57-1.63, the interface reflection between the film substrate and the easy adhesion layer can be achieved. Since it can reduce and can improve the transmittance | permeability, it is more preferable. The method for adjusting the refractive index can be carried out by appropriately adjusting the ratio of the oxide sol having a relatively high refractive index such as tin oxide sol or cerium oxide sol and the binder resin. The easy adhesion layer may be a single layer, but may be composed of two or more layers in order to improve adhesion. Moreover, the barrier coat layer may be formed in advance on the transparent substrate, or the hard coat layer may be formed in advance on the opposite side to which the transparent conductive layer is transferred.

〔光電変換層〕
光電変換層13は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する層であって、p型半導体材料とn型半導体材料とを一様に混合したバルクヘテロジャンクション層を有して構成される。p型半導体材料は、相対的に電子供与体(ドナー)として機能し、n型半導体材料は、相対的に電子受容体(アクセプター)として機能する。ここで、電子供与体及び電子受容体は、“光を吸収した際に、電子供与体から電子受容体に電子が移動し、正孔と電子のペア(電荷分離状態)を形成する電子供与体及び電子受容体”であり、電極のように単に電子を供与あるいは受容するものではなく、光反応によって、電子を供与あるいは受容するものである。
[Photoelectric conversion layer]
The photoelectric conversion layer 13 is a layer that converts light energy into electric energy, and includes a bulk heterojunction layer in which a p-type semiconductor material and an n-type semiconductor material are uniformly mixed. The p-type semiconductor material functions relatively as an electron donor (donor), and the n-type semiconductor material functions relatively as an electron acceptor (acceptor). Here, the electron donor and the electron acceptor are “an electron donor in which, when light is absorbed, electrons move from the electron donor to the electron acceptor to form a hole-electron pair (charge separation state)”. And an electron acceptor ”, which does not simply donate or accept electrons like an electrode, but donates or accepts electrons by a photoreaction.

本発明に用いられるp型半導体材料としては、種々の縮合多環芳香族化合物や共役系化合物が挙げられる。   Examples of the p-type semiconductor material used in the present invention include various condensed polycyclic aromatic compounds and conjugated compounds.

縮合多環芳香族化合物としては、例えば、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン、へプタセン、クリセン、ピセン、フルミネン、ピレン、ペロピレン、ペリレン、テリレン、クオテリレン、コロネン、オバレン、サーカムアントラセン、ビスアンテン、ゼスレン、ヘプタゼスレン、ピランスレン、ビオランテン、イソビオランテン、サーコビフェニル、アントラジチオフェン等の化合物、及びこれらの誘導体や前駆体が挙げられる。   Examples of the condensed polycyclic aromatic compound include anthracene, tetracene, pentacene, hexacene, heptacene, chrysene, picene, fluorene, pyrene, peropyrene, perylene, terylene, quaterylene, coronene, ovalene, thacumanthracene, bisanthene, zeslen, heptazelene. , Pyranthrene, violanthene, isoviolanthene, cacobiphenyl, anthradithiophene, and the like, and derivatives and precursors thereof.

共役系化合物としては、例えば、ポリチオフェン及びそのオリゴマー、ポリピロール及びそのオリゴマー、ポリアニリン、ポリフェニレン及びそのオリゴマー、ポリフェニレンビニレン及びそのオリゴマー、ポリチエニレンビニレン及びそのオリゴマー、ポリアセチレン、ポリジアセチレン、テトラチアフルバレン化合物、キノン化合物、テトラシアノキノジメタン等のシアノ化合物、フラーレン及びこれらの誘導体あるいは混合物を挙げることができる。   Examples of the conjugated compound include polythiophene and its oligomer, polypyrrole and its oligomer, polyaniline, polyphenylene and its oligomer, polyphenylene vinylene and its oligomer, polythienylene vinylene and its oligomer, polyacetylene, polydiacetylene, tetrathiafulvalene compound, quinone Compounds, cyano compounds such as tetracyanoquinodimethane, fullerenes and derivatives or mixtures thereof.

また、特にポリチオフェン及びそのオリゴマーのうち、チオフェン6量体であるα−セクシチオフェンα,ω−ジヘキシル−α−セクシチオフェン、α,ω−ジヘキシル−α−キンケチオフェン、α,ω−ビス(3−ブトキシプロピル)−α−セクシチオフェン、等のオリゴマーが好適に用いることができる。   In particular, among polythiophene and oligomers thereof, thiophene hexamer α-seccithiophene α, ω-dihexyl-α-sexualthiophene, α, ω-dihexyl-α-kinkethiophene, α, ω-bis (3- An oligomer such as butoxypropyl) -α-sexithiophene can be preferably used.

その他、高分子p型半導体の例としては、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリピロール、ポリパラフェニレンスルフィド、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン、ポリカルバゾール、ポリイソチアナフテン、ポリヘプタジイン、ポリキノリン、ポリアニリンなどが挙げられ、更には特開2006−36755号公報などの置換―無置換交互共重合ポリチオフェン、特開2007−51289号公報、特開2005−76030号公報、J.Amer.Chem.Soc.,2007,p4112、J.Amer.Chem.Soc.,2007,p7246などの縮環チオフェン構造を有するポリマー、WO2008/000664、Adv.Mater.,2007,p4160、Macromolecules,2007,Vol.40,p1981などのチオフェン共重合体などを挙げることができる。   Other examples of the polymer p-type semiconductor include polyacetylene, polyparaphenylene, polypyrrole, polyparaphenylene sulfide, polythiophene, polyphenylene vinylene, polycarbazole, polyisothianaphthene, polyheptadiyne, polyquinoline, polyaniline, and the like. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2006-36755 and other substituted-unsubstituted alternating copolymer polythiophenes, Japanese Patent Laid-Open No. 2007-51289, Japanese Patent Laid-Open No. 2005-76030, J. Pat. Amer. Chem. Soc. , 2007, p4112, J.A. Amer. Chem. Soc. , 2007, p7246, etc., polymers having a condensed ring thiophene structure, WO2008 / 000664, Adv. Mater. , 2007, p4160, Macromolecules, 2007, Vol. Examples thereof include thiophene copolymers such as 40 and p1981.

さらに、ポルフィリンや銅フタロシアニン、テトラチアフルバレン(TTF)−テトラシアノキノジメタン(TCNQ)錯体、ビスエチレンテトラチアフルバレン(BEDTTTF)−過塩素酸錯体、BEDTTTF−ヨウ素錯体、TCNQ−ヨウ素錯体、等の有機分子錯体、C60、C70、C76、C78、C84等のフラーレン類、SWNT等のカーボンナノチューブ、メロシアニン色素類、ヘミシアニン色素類等の色素等、さらにポリシラン、ポリゲルマン等のσ共役系ポリマーや特開2000−260999に記載の有機・無機混成材料も用いることができる。   Furthermore, porphyrin, copper phthalocyanine, tetrathiafulvalene (TTF) -tetracyanoquinodimethane (TCNQ) complex, bisethylenetetrathiafulvalene (BEDTTTTF) -perchloric acid complex, BEDTTTF-iodine complex, TCNQ-iodine complex, etc. Organic molecular complexes, fullerenes such as C60, C70, C76, C78 and C84, carbon nanotubes such as SWNT, dyes such as merocyanine dyes and hemicyanine dyes, σ-conjugated polymers such as polysilane and polygerman, and Organic-inorganic hybrid materials described in 2000-260999 can also be used.

これらのπ共役系材料のうちでも、ペンタセン等の縮合多環芳香族化合物、フラーレン類、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、金属フタロシアニン、金属ポルフィリンよりなる群から選ばれた少なくとも1種が好ましい。また、ペンタセン類がより好ましい。   Among these π-conjugated materials, at least one selected from the group consisting of condensed polycyclic aromatic compounds such as pentacene, fullerenes, condensed ring tetracarboxylic acid diimides, metal phthalocyanines, and metal porphyrins is preferable. Further, pentacenes are more preferable.

ペンタセン類の例としては、国際公開第03/16599号パンフレット、国際公開第03/28125号パンフレット、米国特許第6,690,029号明細書、特開2004−107216号公報等に記載の置換基をもったペンタセン誘導体、米国特許出願公開第2003/136964号明細書等に記載のペンタセンプレカーサ、J.Amer.Chem.Soc.,vol127.No14.4986等に記載の置換アセン類及びその誘導体等が挙げられる。   Examples of pentacenes include substituents described in International Publication No. 03/16599, International Publication No. 03/28125, US Pat. No. 6,690,029, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-107216, and the like. A pentacene derivative described in U.S. Patent Application Publication No. 2003/136964 and the like; Amer. Chem. Soc. , Vol127. Examples thereof include substituted acenes described in No. 14.4986 and the like and derivatives thereof.

これらの化合物の中でも、溶液プロセスが可能な程度に有機溶剤への溶解性が高く、かつ乾燥後は結晶性薄膜を形成し、高い移動度を達成することが可能な化合物が好ましい。そのような化合物としては、J.Amer.Chem.Soc.,vol.123、p9482、J.Amer.Chem.Soc.,vol.130(2008)、No.9、2706等に記載のトリアルキルシリルエチニル基で置換されたアセン系化合物、及び米国特許出願公開第2003/136964号明細書等に記載のペンタセンプレカーサ、特開2007−224019号公報等に記載のポルフィリンプレカーサー等のような、プレカーサータイプの化合物(前駆体)が挙げられる。これらの中でも、後者のプリカーサータイプの方が好ましく用いることができる。これは、プリカーサータイプの方が、変換後に不溶化するため、バルクへテロジャンクション層の上に正孔輸送層・電子輸送層・正孔ブロック層・電子ブロック層等を溶液プロセスで形成する際に、バルクへテロジャンクション層が溶解してしまうことがなくなるため、前記の層を構成する材料とバルクへテロジャンクション層を形成する材料とが混合することがなくなり、一層の効率向上・寿命向上を達成することができるためである。   Among these compounds, compounds that have high solubility in organic solvents to the extent that solution processing is possible, can form a crystalline thin film after drying, and can achieve high mobility are preferable. Such compounds include those described in J. Org. Amer. Chem. Soc. , Vol. 123, p9482; Amer. Chem. Soc. , Vol. 130 (2008), no. No. 9, 2706 and the like, acene-based compounds substituted with a trialkylsilylethynyl group, a pentacene precursor described in U.S. Patent Application Publication No. 2003/136964, etc., and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-224019 Examples include precursor type compounds (precursors) such as porphyrin precursors. Among these, the latter precursor type can be preferably used. This is because the precursor type is insolubilized after conversion, so when forming the hole transport layer, electron transport layer, hole block layer, electron block layer, etc. on the bulk heterojunction layer by a solution process, Since the bulk heterojunction layer will not be dissolved, the material constituting the layer and the material forming the bulk heterojunction layer will not be mixed, thereby further improving the efficiency and life. Because it can.

本発明の有機光電変換素子のp型半導体材料としては、p型半導体材料前駆体に熱・光・放射線・化学反応を引き起こす化合物の蒸気に晒す、等の方法によって化学構造変化を起こし、p型半導体材料に変換された化合物であることが好ましい。中でも熱によって科学構造変化を起こす化合物が好ましい。   As a p-type semiconductor material of the organic photoelectric conversion element of the present invention, a chemical structure change is caused by a method such as exposing a precursor of a p-type semiconductor material to a vapor of a compound that causes heat, light, radiation, or a chemical reaction. A compound converted into a semiconductor material is preferred. Among them, compounds that cause a scientific structural change by heat are preferred.

n型半導体材料の例としては、フラーレン、オクタアザポルフィリン、p型半導体のパーフルオロ体(パーフルオロペンタセンやパーフルオロフタロシアニン等)、ナフタレンテトラカルボン酸無水物、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド、ペリレンテトラカルボン酸無水物、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド等の芳香族カルボン酸無水物やそのイミド化物を骨格として含む、高分子化合物が挙げられる。   Examples of n-type semiconductor materials include fullerene, octaazaporphyrin, p-type semiconductor perfluoro compounds (perfluoropentacene, perfluorophthalocyanine, etc.), naphthalenetetracarboxylic anhydride, naphthalenetetracarboxylic diimide, perylenetetracarboxylic acid Examples thereof include polymer compounds containing an anhydride, an aromatic carboxylic acid anhydride such as perylenetetracarboxylic acid diimide, or an imidized product thereof as a skeleton.

中でも、フラーレン含有高分子化合物が好ましい。フラーレン含有高分子化合物としては、フラーレンC60、フラーレンC70、フラーレンC76、フラーレンC78、フラーレンC84、フラーレンC240、フラーレンC540、ミックスドフラーレン、フラーレンナノチューブ、多層ナノチューブ、単層ナノチューブ、ナノホーン(円錐型)等を骨格に持つ高分子化合物が挙げられる。フラーレン含有高分子化合物では、フラーレンC60を骨格に持つ高分子化合物(誘導体)が好ましい。   Among these, fullerene-containing polymer compounds are preferable. Fullerene-containing polymer compounds include fullerene C60, fullerene C70, fullerene C76, fullerene C78, fullerene C84, fullerene C240, fullerene C540, mixed fullerene, fullerene nanotubes, multi-walled nanotubes, single-walled nanotubes, nanohorns (conical), etc. Examples thereof include a polymer compound having a skeleton. As the fullerene-containing polymer compound, a polymer compound (derivative) having fullerene C60 as a skeleton is preferable.

フラーレン含有ポリマーとしては、大別してフラーレンが高分子主鎖からペンダントされたポリマーと、フラーレンが高分子主鎖に含有されるポリマーとに大別されるが、フラーレンがポリマーの主鎖に含有されている化合物が好ましい。これは、フラーレンが主鎖に含有されているポリマーは、ポリマーが分岐構造を有さないため、固体化した際に高密度なパッキングができ、結果として高い移動度を得ることができるためではないかと推定される。   The fullerene-containing polymers are roughly classified into polymers in which fullerene is pendant from a polymer main chain and polymers in which fullerene is contained in the polymer main chain. Fullerene is contained in the polymer main chain. Are preferred. This is not because fullerene is contained in the main chain because the polymer does not have a branched structure, so that it can be packed with high density when solidified, resulting in high mobility. It is estimated that.

電子受容体と電子供与体とが混合されたバルクヘテロジャンクション層の形成方法としては、蒸着法、塗布法(キャスト法、スピンコート法を含む)等を例示することができる。この中で、特に塗布法が好ましい。   Examples of a method for forming a bulk heterojunction layer in which an electron acceptor and an electron donor are mixed include a vapor deposition method and a coating method (including a casting method and a spin coating method). Among these, a coating method is particularly preferable.

そして、光電変換部のバルクヘテロジャンクション層は、光電変換率を向上すべく、製造工程中において所定の温度でアニール処理され、微視的に一部結晶化されている。   Then, the bulk heterojunction layer of the photoelectric conversion part is annealed at a predetermined temperature during the manufacturing process in order to improve the photoelectric conversion rate, and is partially crystallized microscopically.

光電変換素子では、基板を介して透明電極から入射された光は、光電変換部のバルクヘテロジャンクション層における電子受容体あるいは電子供与体で吸収され、電子供与体から電子受容体に電子が移動し、正孔と電子のペア(電荷分離状態)が形成される。発生した電荷は、内部電界、例えば、透明電極と対電極の仕事関数が異なる場合では透明電極と対電極との電位差によって、電子は、電子受容体間を通り、また正孔は、電子供与体間を通り、それぞれ異なる電極へ運ばれ、光電流が検出される。例えば、透明電極の仕事関数が対電極の仕事関数よりも大きい場合では、電子は、透明電極へ、正孔は、対電極へ輸送される。なお、仕事関数の大小が逆転すれば電子と正孔は、これとは逆方向に輸送される。また、透明電極と対電極との間に電位をかけることにより、電子と正孔の輸送方向を制御することもできる。   In the photoelectric conversion element, light incident from the transparent electrode through the substrate is absorbed by the electron acceptor or electron donor in the bulk heterojunction layer of the photoelectric conversion unit, and electrons move from the electron donor to the electron acceptor. A pair of holes and electrons (charge separation state) is formed. The generated charge is caused by an internal electric field, for example, when the work function of the transparent electrode and the counter electrode is different, due to the potential difference between the transparent electrode and the counter electrode, electrons pass between the electron acceptors and holes are electron donors. The photocurrent is detected by passing through different electrodes to different electrodes. For example, when the work function of the transparent electrode is larger than that of the counter electrode, electrons are transported to the transparent electrode and holes are transported to the counter electrode. If the magnitude of the work function is reversed, electrons and holes are transported in the opposite direction. In addition, the transport direction of electrons and holes can be controlled by applying a potential between the transparent electrode and the counter electrode.

光電変換部は、電子受容体と電子供与体とが均一に混在された単一層で構成してもよいが、電子受容体と電子供与体との混合比を変えた複数層で構成してもよい。   The photoelectric conversion unit may be composed of a single layer in which an electron acceptor and an electron donor are uniformly mixed, or may be composed of a plurality of layers in which the mixing ratio of the electron acceptor and the electron donor is changed. Good.

電子受容体と電子供与体とが混合されたバルクヘテロジャンクション層の形成方法としては、蒸着法、塗布法(キャスト法、スピンコート法を含む)等を例示することができる。このうち、前述の正孔と電子が電荷分離する界面の面積を増大させ、高い光電変換効率を有する素子を作製するためには、塗布法が好ましい。塗布後は残留溶媒及び水分、ガスの除去、及び前述のような半導体材料の化学反応を引き起こすために加熱を行うことが好ましい。   Examples of a method for forming a bulk heterojunction layer in which an electron acceptor and an electron donor are mixed include a vapor deposition method and a coating method (including a casting method and a spin coating method). Among these, the coating method is preferable in order to increase the area of the interface where charges and electrons are separated from each other as described above and to produce a device having high photoelectric conversion efficiency. After application, it is preferable to perform heating in order to cause removal of residual solvent, moisture and gas, and chemical reaction of the semiconductor material as described above.

〔中間層〕
また、上述のバルクヘテロ接合型の有機光電変換素子は、順次に基板上に積層された透明電極、バルクヘテロジャンクション層の光電変換部及び対電極で構成されたが、これに限られず、例えば透明電極や対電極と光電変換部との間に正孔輸送層、電子輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層、あるいは平滑化層等の他の層を有してバルクヘテロ接合型の有機光電変換素子が構成されてもよい。これらの中でも、バルクへテロジャンクション層と陽極(通常、透明電極側)との中間には正孔輸送層または電子ブロック層を、陰極(通常、対電極側)との中間には電子輸送層または正孔ブロック層を形成することで、バルクへテロジャンクション層で発生した電荷をより効率的に取り出すことが可能となるため、これらの層を有していることが好ましい。
[Middle layer]
Further, the above-described bulk heterojunction type organic photoelectric conversion element is composed of a transparent electrode, a photoelectric conversion part of a bulk heterojunction layer, and a counter electrode that are sequentially stacked on a substrate. A bulk heterojunction type organic photoelectric conversion element having another layer such as a hole transport layer, an electron transport layer, a hole block layer, an electron block layer, or a smoothing layer between the counter electrode and the photoelectric conversion unit It may be configured. Among these, a hole transport layer or an electron blocking layer is placed between the bulk heterojunction layer and the anode (usually the transparent electrode side), and an electron transport layer or electron blocking layer is placed between the cathode (usually the counter electrode side). By forming the hole blocking layer, charges generated in the bulk heterojunction layer can be taken out more efficiently. Therefore, these layers are preferably included.

〔タンデム型構成〕
太陽光利用率(光電変換効率)の向上を目的として、光電変換素子を積層した、タンデム型の構成としてもよい。タンデム型構成の場合、基板上に、順次透明電極、第一の光電変換部を積層した後、電荷再結合層を積層した後、第二の光電変換部、次いで対電極を積層することで、タンデム型の構成とすることができる。第二の光電変換部は、第一の光電変換部の吸収スペクトルと同じスペクトルを吸収する層でもよいし、異なるスペクトルを吸収する層でもよいが、好ましくは異なるスペクトルを吸収する層である。また、電荷再結合層の材料としては、透明性と導電性を併せ持つ化合物を用いた層であることが好ましく、ITO、AZO、FTO、酸化チタン等の透明金属酸化物、Ag、Al、Au等の非常に薄い金属層、PEDOT:PSS、ポリアニリン等の導電性高分子材料等が好ましい。
[Tandem configuration]
For the purpose of improving the sunlight utilization rate (photoelectric conversion efficiency), a tandem configuration in which photoelectric conversion elements are stacked may be employed. In the case of a tandem type configuration, after laminating a transparent electrode and a first photoelectric conversion part on a substrate in sequence, a charge recombination layer is laminated, and then a second photoelectric conversion part and then a counter electrode are laminated, A tandem configuration can be adopted. The second photoelectric conversion unit may be a layer that absorbs the same spectrum as the absorption spectrum of the first photoelectric conversion unit, or may be a layer that absorbs a different spectrum, but is preferably a layer that absorbs a different spectrum. The material of the charge recombination layer is preferably a layer using a compound having both transparency and conductivity, such as transparent metal oxides such as ITO, AZO, FTO, and titanium oxide, Ag, Al, Au, etc. A very thin metal layer, a conductive polymer material such as PEDOT: PSS, polyaniline, and the like are preferable.

〔封止〕
また、作製した有機光電変換素子が環境中の酸素、水分等で劣化しないために、公知の手法によって封止することが好ましい。例えば、アルミまたはガラスでできたキャップを接着剤によって接着することによって封止する手法、アルミニウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム等のガスバリア層が形成されたプラスチックフィルムと有機光電変換素子上10を接着剤で貼合する手法、ガスバリア性の高い有機高分子材料(ポリビニルアルコール等)をスピンコートする方法、ガスバリア性の高い無機薄膜(酸化ケイ素、酸化アルミニウム等)を直接堆積する方法、及びこれらを複合的に積層する方法等を挙げることができる。
[Sealing]
Moreover, it is preferable to seal by the well-known method so that the produced organic photoelectric conversion element may not deteriorate with oxygen, moisture, etc. in the environment. For example, a method of sealing a cap made of aluminum or glass by bonding with an adhesive, a plastic film on which a gas barrier layer such as aluminum, silicon oxide, or aluminum oxide is formed and the organic photoelectric conversion element top 10 with an adhesive A method of bonding, a method of spin-coating an organic polymer material with high gas barrier properties (polyvinyl alcohol, etc.), a method of directly depositing an inorganic thin film with high gas barrier properties (silicon oxide, aluminum oxide, etc.), and a combination of these The method of laminating can be mentioned.

(有機光電変換素子SC−101の作製)
《金属ナノワイヤ》
バリア層付きPENフィルム基板上に、インジウム・スズ酸化物(ITO)透明導電膜を150nm堆積したもの(シート抵抗13Ω/□)を、通常のフォトリソグラフィ技術と塩酸エッチングとを用いて10×100mm角の受光部と取り出し電極部をパターニングし第1の電極を形成した。
(Preparation of organic photoelectric conversion element SC-101)
《Metal nanowires》
A PEN film substrate with a barrier layer on which an indium tin oxide (ITO) transparent conductive film is deposited to a thickness of 150 nm (sheet resistance 13Ω / □) is 10 × 100 mm square using normal photolithography technology and hydrochloric acid etching. The first light-receiving part and the extraction electrode part were patterned to form a first electrode.

パターン形成した第1の電極を、界面活性剤と超純水による超音波洗浄、超純水による超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行った。   The patterned first electrode was washed in the order of ultrasonic cleaning with a surfactant and ultrapure water, followed by ultrasonic cleaning with ultrapure water, dried with nitrogen blow, and finally subjected to ultraviolet ozone cleaning.

本実施例では、金属ナノワイヤとして銀ナノワイヤを用いた。銀ナノワイヤは、Adv.Mater.,2002,14,833〜837に記載の方法を参考に、平均直径75nm、平均長さ35μmの銀ナノワイヤを作製し、限外濾過膜を用いて銀ナノワイヤを濾別かつ水洗処理した後、エタノール中に再分散して銀ナノワイヤ(AgNW)分散液(銀ナノワイヤ含有量5質量%)を調製した。ITOを堆積させたPENフィルム基板上に、銀ナノワイヤ分散液を銀ナノワイヤの目付け量が80mg/mとなるようにアプリケータを用いて塗布し乾燥して、銀ナノワイヤネットワーク構造を形成した。 In this example, silver nanowires were used as metal nanowires. Silver nanowires are described in Adv. Mater. , 2002, 14, 833 to 837, silver nanowires having an average diameter of 75 nm and an average length of 35 μm were prepared, and the silver nanowires were filtered and washed with an ultrafiltration membrane, followed by ethanol. It was re-dispersed in a silver nanowire (AgNW) dispersion (silver nanowire content 5 mass%). On the PEN film substrate on which ITO was deposited, the silver nanowire dispersion liquid was applied using an applicator so that the amount of silver nanowires was 80 mg / m 2 and dried to form a silver nanowire network structure.

さらに、下記電解めっき液を用いて25℃で電解銅めっき処理を施した後、水洗、乾燥処理を行った。なお電解銅めっきにおける電流制御は3Aで1分間、次いで1Aで12分間、計13分間かけて実施した。   Furthermore, after performing electrolytic copper plating treatment at 25 ° C. using the following electrolytic plating solution, washing with water and drying treatment were performed. In addition, the current control in electrolytic copper plating was performed over 3 minutes, 3 minutes for 1 minute and then 12 minutes for 1A.

めっき処理終了後に、純水で10分間洗い流して水洗処理を行い、乾燥風(50℃)を用いてドライ状態になるまで乾燥した。   After the completion of the plating treatment, the plate was washed with pure water for 10 minutes to carry out a water washing treatment, and dried using a drying air (50 ° C.) until it was in a dry state.

(電解めっき液)
硫酸銅(五水和物) 200g
硫酸 50g
塩化ナトリウム 0.1g
水を加えて総量を1000mlに仕上げる。
(Electrolytic plating solution)
Copper sulfate (pentahydrate) 200g
50g of sulfuric acid
Sodium chloride 0.1g
Add water to bring the total volume to 1000 ml.

下記プラズマ処理条件により照射し、めっき表面の酸化処理を行うことにより表面に金属酸化物を被覆した本発明の第一電極を作製した。   Irradiation was performed under the following plasma treatment conditions, and the plating electrode surface was oxidized to produce the first electrode of the present invention having a metal oxide coating on the surface.

(プラズマ処理条件)
キャリアガス:窒素
反応性ガス:酸素(窒素に対して12体積%)
第1電源電力:ハイデン研究所PHF−6k(100kHz)
第2電源電力:パール工業CF−5000−13M(13.56MHz)
印加出力:1.0W/cm
電極部温度調節:80℃
処理時間:2秒
これ以降は、基板をグローブボックス中に持ち込み、窒素雰囲気下で作業した。
(Plasma treatment conditions)
Carrier gas: Nitrogen Reactive gas: Oxygen (12% by volume with respect to nitrogen)
First power supply: HEIDEN lab PHF-6k (100kHz)
Second power supply: Pearl Industrial CF-5000-13M (13.56 MHz)
Applied output: 1.0 W / cm 2
Electrode temperature control: 80 ° C
Processing time: 2 seconds From then on, the substrate was brought into the glove box and operated in a nitrogen atmosphere.

次に、クロロベンゼンにP3HT(プレクストロニクス社製:レジオレギュラーポリ−3−ヘキシルチオフェン)(Mw=52000、高分子p型半導体材料)とPCBM(フロンティアカーボン:6,6−フェニル−C61−ブチリックアシッドメチルエステル)(Mw=911、低分子n型半導体材料)を3.0質量%になるように1:1で混合した液を調製し、フィルターでろ過しながら膜厚300nmになるように塗布を行い、室温で放置して光電変換層を成膜した。 Next, P3HT (manufactured by Plextronics: regioregular poly-3-hexylthiophene) (Mw = 52000, high molecular p-type semiconductor material) and PCBM (frontier carbon: 6,6-phenyl-C 61 -butylic) were added to chlorobenzene. (Acid methyl ester) (Mw = 911, low molecular weight n-type semiconductor material) prepared in a ratio of 1: 1 to 3.0% by mass, applied to a film thickness of 300 nm while filtering through a filter. And allowed to stand at room temperature to form a photoelectric conversion layer.

次に、エタノールにTi−イソプロポキシドを0.05mol/Lになるように溶解した液を調製し、マスキングした後、膜厚20nmになるように塗布を行い、水蒸気量を調節した大気中放置して電子輸送層を成膜した。   Next, a solution in which Ti-isopropoxide is dissolved in ethanol so as to have a concentration of 0.05 mol / L is prepared, masked, and then applied to a film thickness of 20 nm, and left in the atmosphere with a controlled amount of water vapor. Then, an electron transport layer was formed.

次に、作製した素子を真空蒸着装置内に設置して、1cm幅のシャドウマスクをセットし、1×10−3Pa以下にまで真空蒸着機内を減圧した後、アルミニウムを膜厚が100nmになるように蒸着し、第二の電極を形成させた。 Next, the fabricated element is placed in a vacuum deposition apparatus, a shadow mask with a width of 1 cm is set, the inside of the vacuum deposition apparatus is decompressed to 1 × 10 −3 Pa or less, and the film thickness of aluminum becomes 100 nm. Thus, the second electrode was formed.

得られた有機光電変換素子SC−101は、窒素雰囲気下でバリア付きPENフィルムとUV硬化樹脂(ナガセケムテックス株式会社製、UV RESIN XNR5570−B1)を用いて封止を行った。   The obtained organic photoelectric conversion element SC-101 was sealed using a PEN film with a barrier and a UV curable resin (manufactured by Nagase ChemteX Corporation, UV RESIN XNR5570-B1) in a nitrogen atmosphere.

(有機光電変換素子SC−102の作製)
有機光電変換素子SC−101の作製において、メッキする金属をニッケルに変更し、上述のようにニッケルの酸化処理を行い、酸化ニッケル被覆銀ナノワイヤを第一の電極とした以外は、有機光電変換素子SC−101と同様にして有機光電変換素子SC−102を得た。
(Preparation of organic photoelectric conversion element SC-102)
In the production of the organic photoelectric conversion element SC-101, the organic photoelectric conversion element is changed except that the metal to be plated is changed to nickel, nickel is oxidized as described above, and the nickel oxide-coated silver nanowire is used as the first electrode. Organic photoelectric conversion element SC-102 was obtained in the same manner as SC-101.

得られた有機光電変換素子SC−102は、窒素雰囲気下でバリア付きPENフィルムとUV硬化樹脂(ナガセケムテックス株式会社製、UV RESIN XNR5570−B1)を用いて封止を行った。   The obtained organic photoelectric conversion element SC-102 was sealed using a PEN film with a barrier and a UV curable resin (manufactured by Nagase ChemteX Corporation, UV RESIN XNR5570-B1) in a nitrogen atmosphere.

(有機光電変換素子SC−103の作製)
有機光電変換素子SC−101の作製において、導電性繊維をSWCNT(Unidym社製、HiPcoR単層カーボンナノチューブ)の分散液に変更し、SWCNTの目付け量が10mg/mになるように調整した後、ニッケルのメッキを行い上述のようにニッケルの酸化処理を行い、酸化ニッケル被覆銀ナノワイヤを第一の電極とした以外は、有機光電変換素子SC−101と同様にして有機光電変換素子SC−103を得た。
(Preparation of organic photoelectric conversion element SC-103)
In the production of the organic photoelectric conversion element SC-101, after changing the conductive fiber to a dispersion of SWCNT (manufactured by Unidym, HiPcoR single-walled carbon nanotubes) and adjusting the basis weight of SWCNT to 10 mg / m 2 The organic photoelectric conversion element SC-103 is the same as the organic photoelectric conversion element SC-101 except that nickel is plated and nickel is oxidized as described above, and the nickel oxide-coated silver nanowire is used as the first electrode. Got.

得られた有機光電変換素子SC−103は、窒素雰囲気下でバリア付きPENフィルムとUV硬化樹脂(ナガセケムテックス株式会社製、UV RESIN XNR5570−B1)を用いて封止を行った。   The obtained organic photoelectric conversion element SC-103 was sealed using a PEN film with a barrier and a UV curable resin (manufactured by Nagase ChemteX Corporation, UV RESIN XNR5570-B1) in a nitrogen atmosphere.

(有機光電変換素子SC−104の作製)
有機光電変換素子SC−101の作製において、メッキする金属をニッケルに変更し、大気中300℃で10分間加熱することによりニッケルの酸化処理を行い、酸化ニッケル被覆銀ナノワイヤを第一の電極とした以外は、有機光電変換素子SC−101と同様にして有機光電変換素子SC−104を得た。
(Preparation of organic photoelectric conversion element SC-104)
In the production of the organic photoelectric conversion element SC-101, the metal to be plated was changed to nickel, and the nickel was oxidized by heating at 300 ° C. for 10 minutes in the atmosphere. The nickel oxide-coated silver nanowire was used as the first electrode. Except for the above, an organic photoelectric conversion element SC-104 was obtained in the same manner as the organic photoelectric conversion element SC-101.

得られた有機光電変換素子SC−104は、窒素雰囲気下でバリア付きPENフィルムとUV硬化樹脂(ナガセケムテックス株式会社製、UV RESIN XNR5570−B1)を用いて封止を行った。   The obtained organic photoelectric conversion element SC-104 was sealed using a PEN film with a barrier and a UV curable resin (manufactured by Nagase ChemteX Corporation, UV RESIN XNR5570-B1) in a nitrogen atmosphere.

(有機光電変換素子SC−105の作製)
有機光電変換素子SC−101の作製において、レーザービーム蒸着法により銀ナノワイヤ表面に酸化ニッケルを被覆させ、第一の電極とした以外は有機光電変換素子SC−101と同様にして有機光電変換素子SC−105を得た。
(Preparation of organic photoelectric conversion element SC-105)
In the production of the organic photoelectric conversion element SC-101, the organic photoelectric conversion element SC was made in the same manner as the organic photoelectric conversion element SC-101 except that the surface of the silver nanowire was coated with nickel oxide by a laser beam evaporation method to form the first electrode. -105 was obtained.

得られた有機光電変換素子SC−105は、窒素雰囲気下でバリア付きPENフィルムとUV硬化樹脂(ナガセケムテックス株式会社製、UV RESIN XNR5570−B1)を用いて封止を行った。   The obtained organic photoelectric conversion element SC-105 was sealed using a PEN film with a barrier and a UV curable resin (manufactured by Nagase ChemteX Corporation, UV RESIN XNR5570-B1) in a nitrogen atmosphere.

(有機光電変換素子SC−106の作製)
有機光電変換素子SC−101の作製において、銀ナノワイヤ上にBaytron P4083(H.C.スタルク社製)を塗布し乾燥させ、第一の電極とした以外は有機光電変換素子SC−101と同様にして有機光電変換素子SC−106を得た。
(Preparation of organic photoelectric conversion element SC-106)
In the production of the organic photoelectric conversion element SC-101, Baytron P4083 (manufactured by HC Starck Co., Ltd.) was applied on the silver nanowires and dried to obtain the first electrode, which was the same as the organic photoelectric conversion element SC-101. Thus, an organic photoelectric conversion element SC-106 was obtained.

得られた有機光電変換素子SC−106は、窒素雰囲気下でバリア付きPENフィルムとUV硬化樹脂(ナガセケムテックス株式会社製、UV RESIN XNR5570−B1)を用いて封止を行った。   The obtained organic photoelectric conversion element SC-106 was sealed using a PEN film with a barrier and a UV curable resin (manufactured by Nagase ChemteX Corporation, UV RESIN XNR5570-B1) in a nitrogen atmosphere.

(有機光電変換素子SC−107の作製)
有機光電変換素子SC−101の作製において、メッキする金属を亜鉛に変更し、上述のように亜鉛の酸化処理を行い、酸化亜鉛被覆銀ナノワイヤを第一の電極とした。これ以降は、基板をグローブボックス中に持ち込み、窒素雰囲気下で作業した。
(Preparation of organic photoelectric conversion element SC-107)
In the production of the organic photoelectric conversion element SC-101, the metal to be plated was changed to zinc, the zinc was oxidized as described above, and the zinc oxide-coated silver nanowire was used as the first electrode. After this, the substrate was brought into the glove box and worked under a nitrogen atmosphere.

次に、クロロベンゼンにP3HT(プレクストロニクス社製:レジオレギュラーポリ−3−ヘキシルチオフェン)(Mw=52000、高分子p型半導体材料)とPCBM(フロンティアカーボン:6,6−フェニル−C61−ブチリックアシッドメチルエステル)(Mw=911、低分子n型半導体材料)を3.0質量%になるように1:1で混合した液を調製し、フィルターでろ過しながら膜厚300nmになるように塗布を行い、室温で放置して光電変換層を成膜した。 Next, P3HT (manufactured by Plextronics: regioregular poly-3-hexylthiophene) (Mw = 52000, high molecular p-type semiconductor material) and PCBM (frontier carbon: 6,6-phenyl-C 61 -butylic) were added to chlorobenzene. (Acid methyl ester) (Mw = 911, low molecular weight n-type semiconductor material) prepared in a ratio of 1: 1 to 3.0% by mass, applied to a film thickness of 300 nm while filtering through a filter. And allowed to stand at room temperature to form a photoelectric conversion layer.

次に、電性高分子であるBaytron P4083(H.C.スタルク社製)を膜厚50nmになるように塗布した後、乾燥させ正孔輸送層を成膜した。   Next, Baytron P4083 (manufactured by HC Starck Co., Ltd.), which is an electropolymer, was applied to a film thickness of 50 nm and then dried to form a hole transport layer.

次に、作製した素子を真空蒸着装置内に設置して、1cm幅のシャドウマスクをセットし、1×10−3Pa以下にまで真空蒸着機内を減圧した後、金を膜厚が100nmになるように蒸着し、第二の電極を形成させた。 Next, the fabricated element is placed in a vacuum deposition apparatus, a 1 cm wide shadow mask is set, the inside of the vacuum deposition apparatus is depressurized to 1 × 10 −3 Pa or less, and the film thickness of gold becomes 100 nm. Thus, the second electrode was formed.

得られた有機光電変換素子SC−107は、窒素雰囲気下でバリア付きPENフィルムとUV硬化樹脂(ナガセケムテックス株式会社製、UV RESIN XNR5570−B1)を用いて封止を行った。   The obtained organic photoelectric conversion element SC-107 was sealed using a PEN film with a barrier and a UV curable resin (manufactured by Nagase ChemteX Corporation, UV RESIN XNR5570-B1) in a nitrogen atmosphere.

(有機光電変換素子SC−108の作製)
有機光電変換素子SC−107の作製において、メッキする金属をチタンに変更し、上述のようにチタンの酸化処理を行い、酸化チタン被覆銀ナノワイヤを第一の電極とした以外は、有機光電変換素子SC−106と同様にして有機光電変換素子SC−108を得た。
(Preparation of organic photoelectric conversion element SC-108)
In the production of the organic photoelectric conversion element SC-107, the organic photoelectric conversion element was changed except that the metal to be plated was changed to titanium, the titanium was oxidized as described above, and the titanium oxide-coated silver nanowire was used as the first electrode. Organic photoelectric conversion element SC-108 was obtained in the same manner as SC-106.

得られた有機光電変換素子SC−108は、窒素雰囲気下でバリア付きPENフィルムとUV硬化樹脂(ナガセケムテックス株式会社製、UV RESIN XNR5570−B1)を用いて封止を行った。   The obtained organic photoelectric conversion element SC-108 was sealed using a PEN film with a barrier and a UV curable resin (manufactured by Nagase ChemteX Corporation, UV RESIN XNR5570-B1) in a nitrogen atmosphere.

(有機光電変換素子SC−109の作製)
有機光電変換素子SC−107の作製において、エタノールにTi−イソプロポキシドを0.05mol/Lになるように溶解した液を調製し、マスキングした後、膜厚20nmになるように銀ナノワイヤ上に塗布を行い、水蒸気量を調節した大気中放置して第一の電極とした以外は、有機光電変換素子SC−106と同様にして有機光電変換素子SC−109を得た。
(Preparation of organic photoelectric conversion element SC-109)
In the production of the organic photoelectric conversion element SC-107, a solution in which Ti-isopropoxide was dissolved in ethanol to 0.05 mol / L was prepared, masked, and then deposited on the silver nanowire so as to have a film thickness of 20 nm. An organic photoelectric conversion element SC-109 was obtained in the same manner as the organic photoelectric conversion element SC-106, except that it was coated and left in the atmosphere where the amount of water vapor was adjusted to form the first electrode.

得られた有機光電変換素子SC−109は、窒素雰囲気下でバリア付きPENフィルムとUV硬化樹脂(ナガセケムテックス株式会社製、UV RESIN XNR5570−B1)を用いて封止を行った。   The obtained organic photoelectric conversion element SC-109 was sealed using a PEN film with a barrier and a UV curable resin (manufactured by Nagase ChemteX Corporation, UV RESIN XNR5570-B1) in a nitrogen atmosphere.

〔変換効率の評価〕
上述したように封止を行った有機光電変換素子に、1cm角のマスクを使用し、ソーラーシミュレーター(AM1.5Gフィルタ)の100mW/cmの強度の光を第一電極側から照射し、I−V特性を測定し、短絡電流密度Jsc(mA/cm)及び開放電圧Voc(V)、フィルファクターFFを測定した。またJsc、Voc、FFから式1に従ってエネルギー変換効率η(%)を求めた。
[Evaluation of conversion efficiency]
A 1 cm square mask is used for the organic photoelectric conversion element that has been sealed as described above, and the solar simulator (AM1.5G filter) is irradiated with light having an intensity of 100 mW / cm 2 from the first electrode side. -V characteristics were measured, and short circuit current density Jsc (mA / cm 2 ), open circuit voltage Voc (V), and fill factor FF were measured. Further, energy conversion efficiency η (%) was obtained from Jsc, Voc, and FF according to Equation 1.

式1 Jsc(mA/cm)×Voc(V)×FF=η(%)
〔被覆率の評価〕
金属ナノワイヤ表面の金属酸化物の被覆率はXPS(X船光電子分光法)スペクトルから求められるAgの検出量(原子%)により求めた。
Formula 1 Jsc (mA / cm 2 ) × Voc (V) × FF = η (%)
[Evaluation of coverage]
The coverage of the metal oxide on the surface of the metal nanowire was obtained from the detected amount (atomic%) of Ag obtained from an XPS (X ship photoelectron spectroscopy) spectrum.

Figure 2010258205
Figure 2010258205

表1から明らかな通り、本発明の有機光電変換素子は、エネルギーの変換効率において、優れた効果を奏することが判る。   As is apparent from Table 1, it can be seen that the organic photoelectric conversion element of the present invention has an excellent effect in energy conversion efficiency.

F 基材
G 反応ガス
G′ 排ガス
11 基板
12 第一の電極(アノード電極)
13 光電変換層
14 第二の電極(透明カソード電極)
21 基板
22 第一の電極
23 正孔輸送層
24 バルクヘテロジャンクション型の光電変換層
25 電子輸送層
26 第二の電極
31 プラズマ放電処理容器
35 ロール回転電極
36 角筒型固定電極群
40 電圧印加手段
51 ガス供給装置
52 ガス給気口
53 ガス排気口
60 電極温度調節手段
64,67 ガイドロール
65,66 ニップロール
68,69 仕切板
F base material G reactive gas G ′ exhaust gas 11 substrate 12 first electrode (anode electrode)
13 Photoelectric conversion layer 14 Second electrode (transparent cathode electrode)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Substrate 22 1st electrode 23 Hole transport layer 24 Bulk heterojunction type photoelectric conversion layer 25 Electron transport layer 26 Second electrode 31 Plasma discharge treatment vessel 35 Roll rotating electrode 36 Square tube type fixed electrode group 40 Voltage application means 51 Gas supply device 52 Gas supply port 53 Gas exhaust port 60 Electrode temperature adjusting means 64, 67 Guide roll 65, 66 Nip roll 68, 69 Partition plate

Claims (12)

第一の電極と第二の電極に挟まれたバルクヘテロジャンクション型の光電変換層と、正孔輸送層もしくは電子輸送層とを有する有機光電変換素子の製造方法において、該第一の電極は金属Aから成り、かつ、前記正孔輸送層もしくは電子輸送層の形成工程が、該第一の電極の上に、前記金属Aとは異なる金属Bを含有する物質又は金属Bを被覆する工程と、該金属Bを酸化させる工程とを含むことを特徴とする有機光電変換素子の製造方法。   In the method for producing an organic photoelectric conversion element having a bulk heterojunction photoelectric conversion layer sandwiched between a first electrode and a second electrode, and a hole transport layer or an electron transport layer, the first electrode is a metal A And the step of forming the hole transport layer or the electron transport layer comprises a step of coating a material containing a metal B different from the metal A or a metal B on the first electrode, A process for oxidizing the metal B, and a method for producing an organic photoelectric conversion element. 前記金属Bが、前記金属Bを含有する金属塩化合物から供給されることを特徴とする請求項1記載の有機光電変換素子の製造方法。   The method for producing an organic photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the metal B is supplied from a metal salt compound containing the metal B. 前記金属Bを含有する物質又は金属Bを被覆する工程が、前記金属Aから成る第一の電極を形成させた後、前記金属Bを酸化させる工程を含むことを特徴とする請求項1又は2記載の有機光電変換素子の製造方法。   3. The step of coating the substance containing the metal B or the metal B includes the step of oxidizing the metal B after forming the first electrode made of the metal A. The manufacturing method of the organic photoelectric conversion element of description. 前記金属Bを被覆させる工程が、メッキ法を用いることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の有機光電変換素子の製造方法。   The method for manufacturing an organic photoelectric conversion element according to any one of claims 1 to 3, wherein the step of coating the metal B uses a plating method. 前記金属Bを含有する物質を酸化させる工程が、大気圧プラズマを用いることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機光電変換素子の製造方法。   The method for producing an organic photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the step of oxidizing the substance containing the metal B uses atmospheric pressure plasma. 前記第一の電極と第二の電極の少なくとも一方の電極とバルクヘテロジャンクション層の間の層が少なくとも正孔輸送層と電子輸送層のいずれかであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の有機光電変換素子の製造方法。   The layer between at least one of the first electrode and the second electrode and the bulk heterojunction layer is at least one of a hole transport layer and an electron transport layer. The manufacturing method of the organic photoelectric conversion element of Claim 1. 前記金属Bが少なくともTi、Ni、Cu、Znのいずれかを含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の有機光電変換素子の製造方法。   The said metal B contains at least any one of Ti, Ni, Cu, and Zn, The manufacturing method of the organic photoelectric conversion element of any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. 前記第一の電極の表面が凹凸を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の有機光電変換素子の製造方法。   The method for producing an organic photoelectric conversion element according to claim 1, wherein the surface of the first electrode has irregularities. 前記第一の電極を形成する金属Aが少なくとも導電性繊維もしくはナノロッドのいずれかを含むことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の有機光電変換素子の製造方法。   The method for producing an organic photoelectric conversion element according to any one of claims 1 to 8, wherein the metal A forming the first electrode includes at least one of a conductive fiber and a nanorod. 前記導電性繊維が少なくとも金属ナノワイヤまたはカーボンナノチューブのいずれかを含むことを特徴とする請求項9に記載の有機光電変換素子の製造方法。   The method for producing an organic photoelectric conversion element according to claim 9, wherein the conductive fiber includes at least one of a metal nanowire and a carbon nanotube. 前記金属ナノワイヤが銀ナノワイヤであることを特徴とする請求項10に記載の有機光電変換素子の製造方法。   The method for producing an organic photoelectric conversion element according to claim 10, wherein the metal nanowire is a silver nanowire. 請求項1〜11のいずれか1項に記載の有機光電変換素子の製造方法により製造されたことを特徴とする有機光電変換素子。   The organic photoelectric conversion element manufactured by the manufacturing method of the organic photoelectric conversion element of any one of Claims 1-11.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011052583A1 (en) * 2009-10-29 2011-05-05 住友化学株式会社 Organic photoelectric conversion element
JP2012129278A (en) * 2010-12-14 2012-07-05 Konica Minolta Holdings Inc Organic photoelectric conversion element, method for manufacturing the same, and solar cell
WO2012096359A1 (en) * 2011-01-14 2012-07-19 住友化学株式会社 Organic photoelectric conversion element
JP2012219355A (en) * 2011-04-12 2012-11-12 National Institutes Of Natural Sciences Film formation method by vacuum deposition, film formation system by vacuum deposition, and crystalline vacuum deposition film
WO2013002195A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 富士フイルム株式会社 Conductive film, method for producing same, and touch panel
JP2013033664A (en) * 2011-08-02 2013-02-14 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Photoconductive cell and imaging device
WO2017006798A1 (en) * 2015-07-03 2017-01-12 住友化学株式会社 Organic photoelectric conversion element, method for manufacturing same, and solar cell module and sensor provided with same
JP2019004150A (en) * 2017-06-19 2019-01-10 シーエーエム ホールディング コーポレーション Organic solar module and/or fabrication method
US11710797B2 (en) 2017-09-08 2023-07-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Transparent electrode, device employing the same, and manufacturing method of the device

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011052583A1 (en) * 2009-10-29 2011-05-05 住友化学株式会社 Organic photoelectric conversion element
JP2012129278A (en) * 2010-12-14 2012-07-05 Konica Minolta Holdings Inc Organic photoelectric conversion element, method for manufacturing the same, and solar cell
WO2012096359A1 (en) * 2011-01-14 2012-07-19 住友化学株式会社 Organic photoelectric conversion element
JP2012219355A (en) * 2011-04-12 2012-11-12 National Institutes Of Natural Sciences Film formation method by vacuum deposition, film formation system by vacuum deposition, and crystalline vacuum deposition film
WO2013002195A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 富士フイルム株式会社 Conductive film, method for producing same, and touch panel
JP2013033664A (en) * 2011-08-02 2013-02-14 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Photoconductive cell and imaging device
WO2017006798A1 (en) * 2015-07-03 2017-01-12 住友化学株式会社 Organic photoelectric conversion element, method for manufacturing same, and solar cell module and sensor provided with same
JPWO2017006798A1 (en) * 2015-07-03 2018-05-17 住友化学株式会社 ORGANIC PHOTOELECTRIC CONVERSION DEVICE, ITS MANUFACTURING METHOD, SOLAR CELL MODULE AND SENSOR HAVING THE SAME
JP2019004150A (en) * 2017-06-19 2019-01-10 シーエーエム ホールディング コーポレーション Organic solar module and/or fabrication method
US10897022B2 (en) 2017-06-19 2021-01-19 Cambrios Film Solutions Corporation Organic solar module and/or fabrication method
US11710797B2 (en) 2017-09-08 2023-07-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Transparent electrode, device employing the same, and manufacturing method of the device

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