JP2010278225A - Photoelectric conversion device, method of manufacturing the same, manufacturing apparatus, and diaphram material - Google Patents

Photoelectric conversion device, method of manufacturing the same, manufacturing apparatus, and diaphram material Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate forming the wiring with a high aspect ratio on a surface of a photoelectric conversion device. <P>SOLUTION: A diaphram material A1 having a photo-setting resin is discharged from a first discharge part 52 moving to scan a surface of a substrate W, and is irradiated with an UV light from backward to be set. A wiring material is discharged from a second discharge part 54 moving further backward. When this takes place, as diaphrams B1 and B2 are formed in a peripheral part at a discharge position of the wiring material, the wiring material does not spread in a plane direction, and a wiring CW with the high aspect ratio can be formed. The diaphrams B1 and B2 are sealed along with the wiring by using the material having a refractive index equal to a sealer, or are put in a semi-curing state by light irradiation and volatilized by heat treatment after the wiring is formed. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、光電変換デバイスとその製造方法および製造装置、ならびに該デバイスの製造に好適な隔壁材料に関するものである。   The present invention relates to a photoelectric conversion device, a method and apparatus for manufacturing the photoelectric conversion device, and a partition wall material suitable for manufacturing the device.

例えば太陽電池のように、光を受光して起電力を発生する光電変換デバイスの製造技術においては、基板の受光面に集電用の電極または配線を配置する必要がある。このような配線を形成する技術としては、基板表面に配線材料となる金属を蒸着する技術や、導電性材料を含む塗布液をスクリーン印刷またはインクジェット法により印刷する技術などがある。光電変換デバイス用の配線としては、光電変換効率を低下させることがないよう入射光をできるだけ遮蔽せず、しかも電気抵抗の低いものが望ましく、このためにはいわゆるアスペクト比、すなわち配線断面における幅に対する高さの比の高いものが望ましい。しかし、上記技術は一般に薄膜状の配線を形成するものであるため、必ずしも高いアスペクト比を得ることができない。   For example, in a manufacturing technique of a photoelectric conversion device that receives light and generates an electromotive force, such as a solar cell, it is necessary to arrange a current collecting electrode or wiring on a light receiving surface of a substrate. As a technique for forming such a wiring, there are a technique for depositing a metal as a wiring material on the surface of a substrate, a technique for printing a coating liquid containing a conductive material by screen printing or an inkjet method, and the like. The wiring for the photoelectric conversion device is preferably one that shields incident light as much as possible and does not reduce the photoelectric conversion efficiency, and has a low electrical resistance. A high height ratio is desirable. However, since the above technique generally forms a thin-film wiring, a high aspect ratio cannot always be obtained.

一方、例えば有機EL素子やプラズマディスプレイパネルなどの製造技術分野においては、ガラス基板等の基板上に形成した隔壁の間に液状の素子材料を流し込むことで所定パターンの素子形成を行う方法も用いられており、このような技術を上記問題に対応するために採用することが考えられる。例えば特許文献1に記載の技術では、基板表面に対し流動性を有するグリッド線(配線)材料と、その両側を挟むように吐出される犠牲材料を共押し出しし、その後基板を熱処理して犠牲材料を蒸発させることにより、高アスペクト比のグリッド線を得るようにしている。   On the other hand, in the field of manufacturing technologies such as organic EL elements and plasma display panels, there is also used a method of forming elements in a predetermined pattern by pouring a liquid element material between partition walls formed on a substrate such as a glass substrate. It is conceivable to adopt such a technique to cope with the above problem. For example, in the technique described in Patent Document 1, a grid line (wiring) material having fluidity with respect to a substrate surface and a sacrificial material discharged so as to sandwich both sides thereof are coextruded, and then the substrate is heat treated to sacrifice the material. By evaporating, grid lines with a high aspect ratio are obtained.

特開2008−118150号公報(図1、図5)JP 2008-118150 A (FIGS. 1 and 5)

配線と同様に、光電変換デバイスに用いられる隔壁材料にも受光面への入射光を遮蔽しないことが求められる。しかしながら、上記特許文献1に犠牲材料としてプラスチック、セラミック、オイル、セルロース、ラテックス、ポリメチルメタクリレートやそれらの組み合わせなどが記載されている。これらの材料は熱処理等によって消散しないものを含んでおり、残留物が入射光を遮蔽する可能性がある。また、特許文献1には熱処理条件について具体的記載がないが、これらの犠牲材料を完全に消散させるためには高温または長時間の熱処理が必要と推測され、このような熱処理に耐えない材料を用いた光電変換デバイスの製造には適用できない。   Similar to the wiring, the partition wall material used for the photoelectric conversion device is required not to shield the incident light on the light receiving surface. However, Patent Document 1 describes plastics, ceramics, oils, cellulose, latex, polymethyl methacrylate, combinations thereof, and the like as sacrificial materials. These materials include those that do not dissipate due to heat treatment or the like, and the residue may block incident light. In addition, although Patent Document 1 does not specifically describe the heat treatment conditions, it is assumed that heat treatment for a high temperature or a long time is necessary to completely dissipate these sacrificial materials, and a material that cannot withstand such heat treatment is used. It cannot be applied to the production of the photoelectric conversion device used.

このように、光電変換デバイスの製造技術分野においては、アスペクト比の高い配線を形成するための技術は未だ確立されるに至っていないと言うことができる。   Thus, it can be said that in the field of manufacturing technology of photoelectric conversion devices, a technique for forming wiring with a high aspect ratio has not yet been established.

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、光電変換デバイスの表面に高アスペクト比の配線を容易に形成することのできる技術を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the said subject, and it aims at providing the technique which can form easily the wiring of a high aspect ratio on the surface of a photoelectric conversion device.

この発明にかかる光電変換デバイスの製造方法の第1の態様は、光電変換層を有する基板表面に所定の配線パターンを有する配線を形成する光電変換デバイスの製造方法であって、上記目的を達成するため、前記基板表面の前記配線パターンの周縁部に相当する位置に、光硬化性を有する液状の隔壁材料を塗布するとともに、塗布された隔壁材料に光を照射して硬化させることで、前記配線パターンの周縁部に相当する位置に隔壁を形成する隔壁形成工程と、前記隔壁に挟まれた前記基板表面に液状の配線材料を塗布することで前記配線パターンに対応する配線を形成する配線形成工程と、前記隔壁および前記配線を形成された前記基板表面に光学的に透明な封止材を積層する封止工程とを備え、前記隔壁が光学的に透明で、その屈折率が前記封止材の屈折率と同一または略同一であることを特徴としている。   A first aspect of a method for manufacturing a photoelectric conversion device according to the present invention is a method for manufacturing a photoelectric conversion device in which a wiring having a predetermined wiring pattern is formed on a substrate surface having a photoelectric conversion layer, and achieves the above object. Therefore, a liquid partition material having photocurability is applied to a position corresponding to the peripheral portion of the wiring pattern on the substrate surface, and the applied partition wall material is irradiated with light to be cured, whereby the wiring A partition formation step of forming a partition at a position corresponding to the peripheral edge of the pattern, and a wiring formation step of forming a wiring corresponding to the wiring pattern by applying a liquid wiring material to the substrate surface sandwiched between the partitions And a sealing step of laminating an optically transparent sealing material on the substrate surface on which the partition walls and the wirings are formed, the partition walls being optically transparent and having a refractive index of It is characterized by the same or substantially the same as the refractive index of the encapsulant.

このように構成された発明では、光硬化により形成された隔壁に挟まれた領域に配線材料を塗布することで配線を形成するので、線幅と高さとの比、すなわちアスペクト比の高い配線を形成することができる。また、隔壁が光学的に透明で封止材と同一または略同一の屈折率を有するので、光学的には両者を一体のものと見なすことができ、隔壁が入射光を遮ることがない。したがって、配線形成後に隔壁を消散させる必要がない。このため、高温処理に適さない基板、例えばアモルファスシリコン層を含む基板や樹脂フィルムを基材とする基板を用いる場合にも本発明を適用することが可能である。   In the invention configured as described above, since the wiring is formed by applying the wiring material to the region sandwiched between the partitions formed by photocuring, the ratio between the line width and the height, that is, the wiring having a high aspect ratio is formed. Can be formed. Further, since the partition walls are optically transparent and have the same or substantially the same refractive index as that of the sealing material, both of them can be regarded as optically integrated, and the partition walls do not block incident light. Therefore, it is not necessary to dissipate the partition walls after forming the wiring. For this reason, it is possible to apply this invention also when using the board | substrate which is not suitable for a high temperature process, for example, the board | substrate which contains an amorphous silicon layer, and the board | substrate which uses a resin film as a base material.

ここで、前記封止材がエチレン・酢酸ビニル共重合樹脂であり、前記隔壁材料が、実質的にエチレン系樹脂、アクリル酸エステルモノマーおよび光重合開始剤からなるようにしてもよい。エチレン系樹脂およびアクリル酸エステルモノマーを光重合させてなる隔壁と、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂からなる封止材とは光学的特性が類似しているため、本発明に好適に適用することが可能である。なお、ここで「実質的に」との文言は、上記以外の材料の添加を、隔壁の光学的特性を変化させない範囲で許容することを意味する。   Here, the sealing material may be an ethylene / vinyl acetate copolymer resin, and the partition material may be substantially composed of an ethylene-based resin, an acrylate monomer, and a photopolymerization initiator. The partition wall formed by photopolymerization of an ethylene-based resin and an acrylate monomer and the sealing material made of an ethylene / vinyl acetate copolymer resin have similar optical characteristics, and therefore can be suitably applied to the present invention. Is possible. Here, the term “substantially” means that addition of materials other than those described above is allowed within a range in which the optical characteristics of the partition walls are not changed.

特に、前記アクリル酸エステルモノマーについては例えば三官能以上の多官能アクリレートとしてもよく、前記エチレン系樹脂については例えばエチレン・酢酸ビニル共重合樹脂またはエチレン・アクリレート共重合樹脂としてもよい。これらの材料はエチレン・酢酸ビニル共重合樹脂からなる封止材との密着性がよく、また光硬化によって比較的強固な構造となるので、封止工程において配線に加わるストレスを低減し配線の損傷を防止することができる。   In particular, the acrylate monomer may be, for example, a trifunctional or higher polyfunctional acrylate, and the ethylene resin may be, for example, an ethylene / vinyl acetate copolymer resin or an ethylene / acrylate copolymer resin. These materials have good adhesion to the encapsulant made of ethylene / vinyl acetate copolymer resin and become a relatively strong structure by photocuring, reducing the stress applied to the wiring during the sealing process and damaging the wiring Can be prevented.

また、この発明にかかる光電変換デバイスは、光電変換層を有する基板と、前記基板表面に、所定の配線パターンに対応して該配線パターンの周縁部に相当する位置に形成された光学的に透明な隔壁と、前記隔壁に挟まれた前記基板表面に液状の配線材料が塗布されてなる、前記配線パターンに対応する配線と、前記隔壁および前記配線を形成された前記基板表面を覆う光学的に透明な封止材とを備え、前記隔壁および前記封止材の屈折率が互いに同一または略同一であることを特徴としている。   The photoelectric conversion device according to the present invention is an optically transparent substrate formed on a substrate having a photoelectric conversion layer and on the substrate surface at a position corresponding to a peripheral portion of the wiring pattern corresponding to a predetermined wiring pattern. A partition wall, a wiring corresponding to the wiring pattern formed by applying a liquid wiring material to the substrate surface sandwiched between the partition walls, and optically covering the substrate surface on which the partition wall and the wiring are formed. A transparent sealing material, and the refractive indexes of the partition wall and the sealing material are the same or substantially the same.

このように構成された発明では、隔壁を用いることによって高アスペクト比の配線が実現可能である点、また隔壁が封止材と同等の屈折率を有するため隔壁が入射光を遮蔽することがない点から、高い光電変換効率を得ることができる。   In the invention configured as described above, a high aspect ratio wiring can be realized by using the partition wall, and the partition wall has a refractive index equivalent to that of the sealing material, so that the partition wall does not shield incident light. From the point, high photoelectric conversion efficiency can be obtained.

また、この発明にかかる光電変換デバイスの製造方法の第2の態様は、光電変換層を有する基板表面に所定の配線パターンを有する配線を形成する光電変換デバイスの製造方法であって、上記目的を達成するため、前記基板表面の前記配線パターンの周縁部に相当する位置に、液状の隔壁材料を塗布するとともに、塗布された隔壁材料に光を照射して半硬化状態に硬化させることで、前記配線パターンの周縁部に相当する位置に隔壁を形成する隔壁形成工程と、前記隔壁に挟まれた前記基板表面に液状の配線材料を塗布することで前記配線パターンに対応する配線を形成する配線形成工程と、前記配線を形成された前記基板を熱処理して前記隔壁を消散させる熱処理工程とを備えることを特徴としている。   A second aspect of the method for manufacturing a photoelectric conversion device according to the present invention is a method for manufacturing a photoelectric conversion device in which a wiring having a predetermined wiring pattern is formed on a substrate surface having a photoelectric conversion layer, and the above object is achieved. In order to achieve this, the liquid partition wall material is applied to a position corresponding to the peripheral portion of the wiring pattern on the substrate surface, and the applied partition wall material is irradiated with light to be cured in a semi-cured state. A partition formation step of forming a partition at a position corresponding to the peripheral edge of the wiring pattern, and a wiring formation for forming a wiring corresponding to the wiring pattern by applying a liquid wiring material to the substrate surface sandwiched between the partitions And a heat treatment step of dissipating the partition by heat-treating the substrate on which the wiring is formed.

液状の配線材料を流し込む際の隔壁としては、強固なものである必要は必ずしもなく、配線材料が周囲へ流れ出すのを防止することができる程度に形状が保持されればよい。この観点からは、光によって完全に硬化させる必要はなく半硬化状態であってもよい。ここで、「半硬化状態」とは、隔壁が完全な固体とはならず、その表面だけが固化し内部が液状のままの状態や、表面または全体がゲル状に固化した状態を指している。一方、このように半硬化状態にすることで、隔壁を構成する分子の結び付きがあまり強くないため後工程の熱処理によって容易に熱分解させることができるという利点が生まれる。したがって、隔壁を消散させて配線のみを残す方法で高アスペクト比の配線を形成することができ、この際、熱処理時の温度を低くしたり、処理時間を短くすることができるので、熱による基板のダメージを最小限に抑えることができる。   The partition wall for pouring the liquid wiring material does not necessarily need to be strong, and the shape may be maintained to such an extent that the wiring material can be prevented from flowing out. From this point of view, it is not necessary to be completely cured by light, and it may be in a semi-cured state. Here, the “semi-cured state” refers to a state in which the partition walls are not completely solid, only the surface is solidified and the inside remains liquid, or the surface or the whole is solidified in a gel state. . On the other hand, the semi-cured state as described above has an advantage that the molecules constituting the partition walls are not so strongly bonded, and thus can be easily thermally decomposed by a heat treatment in a subsequent process. Therefore, it is possible to form a high aspect ratio wiring by a method in which the partition walls are dissipated and leave only the wiring. At this time, the temperature during the heat treatment can be lowered and the processing time can be shortened, so that the substrate by heat Can minimize damage.

また、この発明にかかる光電変換デバイスの製造方法の第3の態様は、光電変換層を有する基板表面に所定の配線パターンを有する配線を形成する光電変換デバイスの製造方法であって、上記目的を達成するため、前記基板表面の前記配線パターンの周縁部に相当する位置に、光硬化性を有する液状の隔壁材料を塗布するとともに、塗布された隔壁材料に光を照射することで、前記配線パターンの周縁部に相当する位置に隔壁を形成する隔壁形成工程と、前記隔壁に挟まれた前記基板表面に液状の配線材料を塗布することで前記配線パターンに対応する配線を形成する配線形成工程と、前記配線を形成された前記基板を熱処理して前記隔壁を消散させる熱処理工程とを備え、前記隔壁材料として、アクリル酸エステルモノマーと光重合開始剤とを主成分とする液を用いることを特徴としている。   A third aspect of the method for manufacturing a photoelectric conversion device according to the present invention is a method for manufacturing a photoelectric conversion device in which a wiring having a predetermined wiring pattern is formed on a substrate surface having a photoelectric conversion layer. In order to achieve this, the wiring pattern is formed by applying a photocurable liquid partition material at a position corresponding to the peripheral portion of the wiring pattern on the substrate surface and irradiating the applied partition material with light. A partition forming step of forming a partition at a position corresponding to the peripheral edge of the wiring, and a wiring forming step of forming a wiring corresponding to the wiring pattern by applying a liquid wiring material to the substrate surface sandwiched between the partitions. And a heat treatment step for dissipating the partition by heat-treating the substrate on which the wiring is formed, and the partition material is an acrylate monomer and a photopolymerization initiator. It is characterized by using a liquid mainly composed of.

このように構成された発明では、隔壁材料の主成分がアクリル酸エステルモノマーである。予め多数の分子を結合させているポリマーとは異なり、アクリル酸エステルモノマーを光照射によって架橋させ完全に硬化させるには多くの光照射量が必要である。言い換えれば、短時間の光照射では強固な架橋構造ができ上がるには至らない。したがって熱分解しやすい。このことを利用して、アクリル酸エステルモノマーによる半硬化状態の隔壁を形成して配線材料を塗布することにより、本発明の他の態様と同様に、高アスペクト比の配線を容易に形成することができ、しかも後の熱処理工程では高温・長時間の加熱を必要としない。   In the invention thus configured, the main component of the partition wall material is an acrylate monomer. Unlike polymers in which a large number of molecules are bonded in advance, a large amount of light irradiation is required to crosslink and completely cure the acrylate monomer by light irradiation. In other words, a strong cross-linked structure is not completed by light irradiation for a short time. Therefore, it is easy to thermally decompose. By utilizing this fact, a high-aspect ratio wiring can be easily formed in the same manner as in the other aspects of the present invention by forming a semi-cured partition wall made of an acrylate monomer and applying a wiring material. In addition, the subsequent heat treatment process does not require high temperature and long time heating.

ここで、前記アクリル酸エステルモノマーは、例えば官能基の数が3以下のアクリレートまたはメタアクリレートであってもよい。官能基を多く含む材料では、分子間の複雑な架橋によって必要以上に強度の高い隔壁が形成されてしまい、熱分解しにくくなってしまう。本願発明者らの実験によれば、官能基の数が3以下のアクリレートまたはメタアクリレートを用いると良好な結果を得られた。   Here, the acrylate monomer may be, for example, an acrylate or methacrylate having 3 or less functional groups. In a material containing many functional groups, a partition wall having a higher strength than necessary is formed due to complex cross-linking between molecules, and thermal decomposition is difficult. According to the experiments by the inventors of the present application, good results were obtained when an acrylate or methacrylate having 3 or less functional groups was used.

また、例えば、前記隔壁形成工程を、酸素を含む雰囲気下で、しかも前記隔壁材料への光照射量を5ないし200mJ/cm2として実行するようにしてもよい。酸素は隔壁材料の硬化を阻害する作用を有するので、酸素を含む雰囲気下で光照射を行うことで、硬化が進みすぎるのを抑制することができる。また、光照射量が少なければ全く硬化しない一方、光照射量が多すぎると硬化が進みすぎてしまう。本願発明者らの実験によれば、適当な光照射量は5ないし200mJ/cm2程度であった。 Further, for example, the partition formation step may be performed in an atmosphere containing oxygen, and the light irradiation amount to the partition material may be 5 to 200 mJ / cm 2 . Since oxygen has an effect of inhibiting the curing of the partition wall material, it is possible to suppress excessive curing by performing light irradiation in an atmosphere containing oxygen. Moreover, if there is little light irradiation amount, it will not harden | cure at all. On the other hand, if there is too much light irradiation amount, hardening will advance too much. According to the experiments by the inventors of the present application, the appropriate amount of light irradiation was about 5 to 200 mJ / cm 2 .

また、この発明にかかる光電変換デバイスの製造装置は、上記目的を達成するため、基板表面に対し、アクリル酸エステルモノマーを主成分とする光硬化性を有する液状の隔壁材料を吐出する第1吐出部と、前記基板表面に吐出された前記隔壁材料に、酸素を含む雰囲気下で、照射量5ないし200mJ/cm2で光を照射して半硬化状態に硬化させて隔壁を形成する光照射部と、前記隔壁に挟まれた前記基板表面に対し、液状の配線材料を吐出させる第2吐出部と、前記第1吐出部、前記光照射部および前記第2吐出部を一体的に、基板表面に対し相対移動させる移動機構とを備えることを特徴としている。 Moreover, the manufacturing apparatus of the photoelectric conversion device concerning this invention discharges the liquid partition material which has photocurability which has an acrylic ester monomer as a main component with respect to the substrate surface in order to achieve the said objective. And a light irradiator for forming a partition by irradiating the partition wall material discharged onto the substrate surface with light at an irradiation dose of 5 to 200 mJ / cm 2 and curing it in a semi-cured state in an atmosphere containing oxygen And a second discharge unit that discharges a liquid wiring material to the substrate surface sandwiched between the partition walls, the first discharge unit, the light irradiation unit, and the second discharge unit, and the substrate surface And a moving mechanism that moves relative to each other.

このように構成された発明では、隔壁材料を半硬化状態に硬化させることで形成した隔壁の間に配線材料を塗布することで、高アスペクト比の配線を形成することができる。また、隔壁材料を吐出する第1吐出部、隔壁材料に所定照射量の光を照射して硬化させる光照射部および配線材料を吐出する第2吐出部を一体的に移動させることによって、任意のパターンを有する高アスペクト比の配線を容易に形成することができる。また、使用する隔壁材料はアクリル酸エステルモノマーを主成分とするものであり、半硬化状態で隔壁として作用し、しかも後の熱処理で容易に熱分解するので、デバイス完成後に隔壁が残存して入射光を遮蔽することがない。   In the invention thus configured, a high aspect ratio wiring can be formed by applying the wiring material between the partition walls formed by curing the partition wall material in a semi-cured state. Further, by arbitrarily moving the first discharge part for discharging the partition wall material, the light irradiation part for irradiating and curing the predetermined amount of light to the partition wall material, and the second discharge part for discharging the wiring material, it is arbitrarily moved. A high aspect ratio wiring having a pattern can be easily formed. The partition material used is mainly composed of acrylate monomer, which acts as a partition in a semi-cured state, and is easily thermally decomposed by subsequent heat treatment, so that the partition remains after the device is completed. Does not block light.

また、この発明にかかる隔壁材料は、隔壁を形成するために基板表面に塗布される隔壁材料であって、上記目的を達成するため、官能基の数が3以下のアクリル酸エステルモノマーと、光重合開始剤とからなる液体であることを特徴としている。このような隔壁材料は、光照射によって半硬化状態となるので、例えば配線材料のような素子材料の塗布液を基板上に所定のパターンで塗布する際の隔壁として有効に機能する。さらに、半硬化状態であるため熱分解しやすく、熱処理温度を低く、あるいは熱処理時間を短くすることができる。   The partition wall material according to the present invention is a partition wall material applied to the substrate surface to form the partition wall, and in order to achieve the above object, an acrylic ester monomer having 3 or less functional groups, a light It is characterized by being a liquid comprising a polymerization initiator. Since such a partition wall material becomes a semi-cured state by light irradiation, it effectively functions as a partition wall when a coating liquid of an element material such as a wiring material is applied in a predetermined pattern on a substrate. Furthermore, since it is in a semi-cured state, it is easily pyrolyzed, and the heat treatment temperature can be lowered or the heat treatment time can be shortened.

この発明にかかる光電変換デバイスの製造方法および製造装置によれば、高アスペクト比の配線を有する光電変換デバイスを製造することができる。また、この発明にかかる光電変換デバイスは、隔壁による入射光の遮蔽がないため光電変換効率が高く、また配線が低抵抗であるため配線による電力損失が少ない。   According to the method and apparatus for manufacturing a photoelectric conversion device according to the present invention, a photoelectric conversion device having a high aspect ratio wiring can be manufactured. In addition, the photoelectric conversion device according to the present invention has high photoelectric conversion efficiency because there is no shielding of incident light by the partition walls, and low power loss due to the low resistance of the wiring.

本発明を好適に適用可能な光電変換デバイスの製造装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the manufacturing apparatus of the photoelectric conversion device which can apply this invention suitably. ヘッド部の構成をより詳細に示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the structure of a head part in detail. ヘッド部からの隔壁材料および配線材料の吐出の様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the mode of discharge of the partition material and wiring material from a head part. 第1実施形態の光電変換デバイスの製造手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacture procedure of the photoelectric conversion device of 1st Embodiment. 第1実施形態の光電変換デバイスの製造工程を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the manufacturing process of the photoelectric conversion device of 1st Embodiment. 第1実施形態における隔壁材料の実験結果の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the experimental result of the partition material in 1st Embodiment. 第2実施形態の光電変換デバイスの製造手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacture procedure of the photoelectric conversion device of 2nd Embodiment. この実施形態の光電変換デバイスの製造工程を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the manufacturing process of the photoelectric conversion device of this embodiment. 第2実施形態における隔壁材料の実験結果の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the experimental result of the partition material in 2nd Embodiment.

<製造装置の構成>
図1は本発明を好適に適用可能な光電変換デバイスの製造装置の概略構成を示す図である。この製造装置1は、表面に光電変換層を形成された例えば単結晶シリコンウエハなどの基板W上に導電性を有する配線を形成し、例えば太陽電池として利用される光電変換デバイスを製造する装置である。この装置1は、例えば光電変換デバイスの光入射面に集電電極を形成するという用途に好適に使用することができる。なお、この装置は、本願出願人が先に開示した特許第3868298号公報に記載された装置構成を一部変更したものであり、基本的な構成や動作は同公報に記載されたものと共通している。
<Configuration of manufacturing equipment>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a photoelectric conversion device manufacturing apparatus to which the present invention can be suitably applied. This manufacturing apparatus 1 is an apparatus that forms a conductive wiring on a substrate W such as a single crystal silicon wafer having a photoelectric conversion layer formed on the surface thereof, and manufactures a photoelectric conversion device used as a solar cell, for example. is there. The apparatus 1 can be suitably used for an application in which a collecting electrode is formed on a light incident surface of a photoelectric conversion device, for example. This device is a partial modification of the device configuration described in Japanese Patent No. 3868298 previously disclosed by the applicant of the present application, and the basic configuration and operation are the same as those described in the same publication. is doing.

製造装置1では、基台11上にステージ移動機構2が設けられ、基板Wを保持するステージ3がステージ移動機構2により図1に示すX−Y平面内で移動可能となっている。基台11にはステージ3を跨ぐようにしてフレーム12が固定され、フレーム12にはヘッド部5が取り付けられる。   In the manufacturing apparatus 1, the stage moving mechanism 2 is provided on the base 11, and the stage 3 holding the substrate W can be moved in the XY plane shown in FIG. 1 by the stage moving mechanism 2. A frame 12 is fixed to the base 11 so as to straddle the stage 3, and the head unit 5 is attached to the frame 12.

ステージ移動機構2は、下段からステージ3をX方向に移動させるX方向移動機構21、Y方向に移動させるY方向移動機構22、および、Z方向を向く軸を中心に回転させるθ回転機構23を有する。X方向移動機構21は、モータ211にボールねじ212が接続され、さらに、Y方向移動機構22に固定されたナット213がボールねじ212に取り付けられた構造となっている。ボールねじ212の上方にはガイドレール214が固定され、モータ211が回転すると、ナット213とともにY方向移動機構22がガイドレール214に沿ってX方向に滑らかに移動する。   The stage moving mechanism 2 includes an X direction moving mechanism 21 that moves the stage 3 in the X direction from the lower stage, a Y direction moving mechanism 22 that moves the stage 3 in the Y direction, and a θ rotation mechanism 23 that rotates about an axis that faces the Z direction. Have. The X-direction moving mechanism 21 has a structure in which a ball screw 212 is connected to a motor 211 and a nut 213 fixed to the Y-direction moving mechanism 22 is attached to the ball screw 212. When the guide rail 214 is fixed above the ball screw 212 and the motor 211 rotates, the Y-direction moving mechanism 22 moves smoothly along the guide rail 214 in the X direction along with the nut 213.

Y方向移動機構22もモータ221、ボールねじ機構およびガイドレール224を有し、モータ221が回転するとボールねじ機構によりθ回転機構23がガイドレール224に沿ってY方向に移動する。θ回転機構23はモータ231によりステージ3をZ方向を向く軸を中心に回転させる。以上の構成により、ヘッド部5の基板Wに対する相対的な移動方向および向きが変更可能とされる。   The Y-direction moving mechanism 22 also has a motor 221, a ball screw mechanism, and a guide rail 224. When the motor 221 rotates, the θ-rotation mechanism 23 moves in the Y direction along the guide rail 224 by the ball screw mechanism. The θ rotation mechanism 23 rotates the stage 3 about the axis facing the Z direction by the motor 231. With the above configuration, the relative movement direction and orientation of the head unit 5 with respect to the substrate W can be changed.

ヘッド部5は、ベース51の下面に基板W上に液状の隔壁材料を吐出する第1吐出部52、および、基板Wに向けてUV光(紫外線)を照射する光照射部53を有し、第1吐出部52には逆止弁521を有する供給管522が取り付けられる。供給管522は分岐しており、一方がポンプ523に接続され、他方が制御弁524を介して隔壁材料を貯留するタンク525に接続される。光照射部53は光ファイバ531を介して紫外線を発生する光源ユニット532に接続される。   The head unit 5 includes a first discharge unit 52 that discharges liquid partition wall material onto the substrate W on the lower surface of the base 51, and a light irradiation unit 53 that irradiates UV light (ultraviolet rays) toward the substrate W. A supply pipe 522 having a check valve 521 is attached to the first discharge part 52. The supply pipe 522 is branched, and one is connected to the pump 523 and the other is connected to the tank 525 storing the partition wall material via the control valve 524. The light irradiation unit 53 is connected to a light source unit 532 that generates ultraviolet rays via an optical fiber 531.

また、ヘッド部5において光照射部531を挟んで第1吐出部52とは反対側には、液状の配線材料を吐出する第2吐出部54が設けられている。第2吐出部54には逆止弁541を有する供給管542が取り付けられる。供給管542は分岐しており、一方がポンプ543に接続され、他方が制御弁544を介して配線材料を貯留するタンク545に接続される。隔壁材料および配線材料の組成については後述する。   In addition, on the opposite side of the head unit 5 from the first discharge unit 52 with the light irradiation unit 531 in between, a second discharge unit 54 that discharges a liquid wiring material is provided. A supply pipe 542 having a check valve 541 is attached to the second discharge part 54. The supply pipe 542 is branched, one is connected to the pump 543, and the other is connected to the tank 545 for storing the wiring material via the control valve 544. The composition of the partition wall material and the wiring material will be described later.

ステージ移動機構2の各モータ、ポンプ523,544、制御弁524,544および光源ユニット532は制御部6に接続され、これらの構成が制御部6により制御されることにより、製造装置1による基板W上への配線パターンの形成が行われる。   The motors of the stage moving mechanism 2, the pumps 523 and 544, the control valves 524 and 544, and the light source unit 532 are connected to the control unit 6, and the configuration thereof is controlled by the control unit 6, whereby the substrate W by the manufacturing apparatus 1. An upper wiring pattern is formed.

図2はヘッド部の構成をより詳細に示す拡大図である。より詳しくは、図2(a)はヘッド部5を側面から見たときの第1および第2吐出部先端付近の形状を示す図であり、図2(b)はヘッド部5を下方から見た図である。図2(a)に示すように、第1吐出部52は内部が筒状の空洞52aになっており、下端が図において斜め右方に開口して第1吐出口52bを形成している。タンク525から供給管522を経由して輸送されてくる液状の隔壁材料は、第1吐出部52下端の第1吐出口52bから基板Wに向けて吐出される。   FIG. 2 is an enlarged view showing the configuration of the head portion in more detail. More specifically, FIG. 2 (a) is a view showing the shape of the vicinity of the first and second discharge portion tips when the head portion 5 is viewed from the side, and FIG. 2 (b) is a view of the head portion 5 viewed from below. It is a figure. As shown in FIG. 2A, the inside of the first discharge part 52 is a cylindrical cavity 52a, and the lower end opens obliquely rightward in the drawing to form a first discharge port 52b. The liquid partition material transported from the tank 525 via the supply pipe 522 is discharged toward the substrate W from the first discharge port 52 b at the lower end of the first discharge unit 52.

同様に、第2吐出部54は内部が筒状の空洞54aになっており、下端が図において斜め右方に開口して第2吐出口54bを形成している。タンク545から供給管542を経由して輸送されてくる液状の配線材料は、第2吐出部54下端の第1吐出口54bから基板Wに向けて吐出される。第2吐出部54の下端は、第1吐出部52の下端よりも上方(+Z方向)に位置している。   Similarly, the inside of the second discharge part 54 is a cylindrical cavity 54a, and the lower end is opened obliquely rightward in the drawing to form a second discharge port 54b. The liquid wiring material transported from the tank 545 via the supply pipe 542 is discharged toward the substrate W from the first discharge port 54 b at the lower end of the second discharge unit 54. The lower end of the second discharge unit 54 is located above (+ Z direction) than the lower end of the first discharge unit 52.

また、光照射部53の先端にはレンズ533が設けられており、光源ユニット532からのUV光が第1吐出部52から基板W上に吐出された隔壁材料に集光されるように構成されている。   Further, a lens 533 is provided at the tip of the light irradiation unit 53, and the UV light from the light source unit 532 is configured to be condensed on the partition wall material discharged from the first discharge unit 52 onto the substrate W. ing.

図2(b)に示すように、第1吐出口52bおよび第2吐出口54bはY方向に複数配列されている。より詳しくは、第2吐出口54bは第2吐出部54の下面に等間隔で複数箇所(この例では3箇所)設けられている。一方、Y方向における第2吐出口54bの配設位置を挟むように、2つの第1吐出口52bが対になって第1吐出部52の下面に設けられている。この例では、3箇所の第2吐出口54bに対応して、3対(6箇所)の第1吐出口52bが設けられている。光照射部53下端のレンズ533は、Y方向における第1吐出口52bの配設位置を全てカバーできるよう、長円形に形成されている。   As shown in FIG. 2B, a plurality of first discharge ports 52b and second discharge ports 54b are arranged in the Y direction. More specifically, the second discharge ports 54 b are provided at a plurality of locations (three locations in this example) at equal intervals on the lower surface of the second discharge portion 54. On the other hand, two first discharge ports 52b are provided in pairs on the lower surface of the first discharge portion 52 so as to sandwich the position where the second discharge ports 54b are disposed in the Y direction. In this example, three pairs (six locations) of first discharge ports 52b are provided corresponding to the three second discharge ports 54b. The lens 533 at the lower end of the light irradiation unit 53 is formed in an oval shape so as to cover all the positions where the first ejection ports 52b are arranged in the Y direction.

なお、第1および第2吐出口の個数はこれに限定されるものではない。また、第1吐出部52および第2吐出部54の材質は特に限定されないが、吐出液に対し汚染物質を混入させることがなく、微細加工ができるという点から、例えばシリコンやジルコニアの結晶を用いることができる。   Note that the number of the first and second discharge ports is not limited to this. The material of the first discharge part 52 and the second discharge part 54 is not particularly limited, but for example, silicon or zirconia crystals are used from the viewpoint that contaminants are not mixed into the discharge liquid and fine processing can be performed. be able to.

図3はヘッド部からの隔壁材料および配線材料の吐出の様子を模式的に示す図である。より詳しくは、図3(a)は隔壁材料および配線材料がヘッド部5から吐出されている様子を側面から見た図である。また、図3(b)は同じものを斜め上方から見た図である。なお、図3(b)においては、第1吐出部52からの吐出の様子を見やすくするために光照射部53の図示を省略している。以下、図1ないし図3を参照しつつ、この製造装置1による配線形成の基本動作について説明する。   FIG. 3 is a diagram schematically showing how the partition wall material and the wiring material are discharged from the head portion. More specifically, FIG. 3A is a side view of the state in which the partition wall material and the wiring material are discharged from the head portion 5. FIG. 3B is a view of the same viewed from obliquely above. In FIG. 3B, the light irradiation unit 53 is not shown in order to make it easier to see the state of discharge from the first discharge unit 52. Hereinafter, the basic operation of wiring formation by the manufacturing apparatus 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

第1吐出部52からの隔壁材料の吐出は、図1に示す逆止弁521、ポンプ523および制御弁524により行われる。まず、制御部6の制御により制御弁524が開放された状態でポンプ523が吸引動作を行う。このとき、逆止弁521により配線材料の逆流が阻止されるため、タンク525からポンプ523へと配線材料が引き込まれる。次に、制御部6の制御により制御弁524が閉じられ、ポンプ523が押出動作を行う。これにより、第1吐出部52の複数の第1吐出口52bそれぞれから連続的に隔壁材料A1が吐出される。   The partition material is discharged from the first discharge unit 52 by the check valve 521, the pump 523, and the control valve 524 shown in FIG. First, the pump 523 performs a suction operation with the control valve 524 being opened under the control of the control unit 6. At this time, since the check valve 521 prevents the backflow of the wiring material, the wiring material is drawn from the tank 525 to the pump 523. Next, the control valve 524 is closed under the control of the control unit 6, and the pump 523 performs an extrusion operation. Thereby, the partition wall material A1 is continuously discharged from each of the plurality of first discharge ports 52b of the first discharge section 52.

隔壁材料の吐出が行われる際には、制御部6がステージ移動機構2の各モータを駆動制御し、ヘッド部5の下方で基板Wの表面が(+X)方向に移動するように制御を行う。言い換えれば、ヘッド部5は相対的に基板W表面を走査しながら(−X)方向に移動することになる。これにより、基板W表面には隔壁材料がX方向に沿った筋状に塗布される。このとき、第1吐出口52bからは走査移動方向の後方に向かって隔壁材料A1が吐出され、吐出された液が第1吐出口52bの近傍に滞留することが防止される。   When the partition wall material is discharged, the control unit 6 controls driving of the motors of the stage moving mechanism 2 so that the surface of the substrate W moves in the (+ X) direction below the head unit 5. . In other words, the head unit 5 moves in the (−X) direction while relatively scanning the surface of the substrate W. Thereby, the partition wall material is applied to the surface of the substrate W in a streak shape along the X direction. At this time, the partition wall material A1 is discharged from the first discharge port 52b toward the rear in the scanning movement direction, and the discharged liquid is prevented from staying in the vicinity of the first discharge port 52b.

基板Wに対するヘッド部5の相対移動方向において第1吐出部52の後方側(図3(a)において右側)では、吐出された隔壁材料A1に対し、光照射部53からUV光Lが照射される。後述するように、隔壁材料A1は光硬化性を有する樹脂材料を主成分とするものであり、UV光Lの照射によって架橋反応が生じて固化が始まる。その結果、図3(b)に示すように、基板W上には、1対の第1吐出口52bから吐出された2条の隔壁材料A1がそれぞれ固化してなる1対の平行な隔壁B1,B2が形成され、これらの隔壁B1,B2と基板Wの表面とに囲まれた溝部Tが形成される。   On the rear side (the right side in FIG. 3A) of the first discharge unit 52 in the relative movement direction of the head unit 5 with respect to the substrate W, the UV light L is irradiated from the light irradiation unit 53 to the discharged partition wall material A1. The As will be described later, the partition wall material A1 is mainly composed of a resin material having photocurability, and a crosslinking reaction occurs upon irradiation with the UV light L, and solidification starts. As a result, as shown in FIG. 3B, on the substrate W, a pair of parallel barrier ribs B1 formed by solidifying the two strips of barrier rib material A1 discharged from the pair of first discharge ports 52b, respectively. , B2, and a groove T surrounded by the partition walls B1, B2 and the surface of the substrate W is formed.

さらに、基板Wに対するヘッド部5の相対移動方向において光照射部53の後方側(図3(a)において右側)には配線材料A2を吐出する第2吐出口54bを有する第2吐出部54が設けられている。第2吐出口54bは第1吐出口52bと平行に移動し、しかも、図2(b)に示すように、第1吐出口52bがY方向における第2吐出口54bの配設位置を挟むように設けられている。このため、基板W上において第2吐出口54bからの配線材料A2の吐出位置の両側に、隔壁B1,B2が形成されていることとなる。   Further, in the relative movement direction of the head unit 5 with respect to the substrate W, a second discharge unit 54 having a second discharge port 54b for discharging the wiring material A2 is provided behind the light irradiation unit 53 (on the right side in FIG. 3A). Is provided. The second discharge port 54b moves in parallel with the first discharge port 52b, and as shown in FIG. 2B, the first discharge port 52b sandwiches the arrangement position of the second discharge port 54b in the Y direction. Is provided. For this reason, the partition walls B1 and B2 are formed on both sides of the discharge position of the wiring material A2 from the second discharge port 54b on the substrate W.

配線材料A2は銀フィラーとビヒクル(樹脂、若干の有機溶剤、増粘材等を混合したもの)を有する導電性ペーストであり、平らな基板表面に塗布するだけでは面方向に流れて広がってしまい、高いアスペクト比(配線の幅に対する高さの比)の配線を形成することが難しい。光電変換デバイスにおいては、配線による入射光の遮蔽は光電変換効率の低下を招くので、配線幅はできるだけ小さい(代表的には、50μm程度)ことが望ましい。一方、配線の電気抵抗による損失を抑えるには配線の断面積を大きくする必要があり、アスペクト比の高い配線が望まれる。   The wiring material A2 is a conductive paste having a silver filler and a vehicle (a mixture of resin, some organic solvent, thickening material, etc.), and if it is simply applied to a flat substrate surface, it will flow and spread in the plane direction. It is difficult to form a wiring having a high aspect ratio (ratio of the height to the wiring width). In a photoelectric conversion device, since shielding of incident light by wiring causes a decrease in photoelectric conversion efficiency, the wiring width is desirably as small as possible (typically about 50 μm). On the other hand, in order to suppress the loss due to the electrical resistance of the wiring, it is necessary to increase the cross-sectional area of the wiring, and a wiring having a high aspect ratio is desired.

この製造装置1では、基板W表面のうち、上記のように光硬化性樹脂により形成した隔壁B1,B2により挟まれた溝部Tに配線材料A2を流し込むことができるので、図3(b)に示すように、塗布された配線材料が面方向に広がらず厚みを保持することができるので、配線材料A1の溶剤成分を揮発させることにより、アスペクト比の高い配線CWを得ることができる。   In this manufacturing apparatus 1, since the wiring material A2 can be poured into the groove portion T sandwiched between the partition walls B1 and B2 formed of the photocurable resin as described above on the surface of the substrate W, FIG. As shown, since the applied wiring material does not spread in the surface direction and the thickness can be maintained, the wiring CW having a high aspect ratio can be obtained by volatilizing the solvent component of the wiring material A1.

すなわち、この装置1では、第1吐出口52bおよび第2吐出口54bからそれぞれ隔壁材料A1および配線材料A2を吐出させるとともに光照射部53からUV光を照射しながら、基板WをX方向に移動させヘッド部5を基板W表面に対し走査移動させることにより、互いに平行で第2吐出口54bの個数に応じた条数(この例では3条)の配線CWを形成することができる。また、この動作をY方向におけるヘッド部5と基板Wとの相対位置を異ならせて行うことで、基板W表面に多数の配線CWを形成することができる。さらに、ヘッド部5の走査移動経路を制御することで、任意のパターンの配線CWを基板W表面に形成することが可能である。   That is, in this apparatus 1, the partition material A1 and the wiring material A2 are discharged from the first discharge port 52b and the second discharge port 54b, respectively, and the substrate W is moved in the X direction while irradiating the light irradiation unit 53 with UV light. By causing the head unit 5 to scan and move with respect to the surface of the substrate W, the number of wires CW (three in this example) parallel to each other and corresponding to the number of the second ejection ports 54b can be formed. In addition, by performing this operation by changing the relative positions of the head unit 5 and the substrate W in the Y direction, a large number of wirings CW can be formed on the surface of the substrate W. Furthermore, by controlling the scanning movement path of the head unit 5, it is possible to form the wiring CW having an arbitrary pattern on the surface of the substrate W.

ここで、隔壁B1,B2も入射光を遮蔽する要因となりうる。以下では、上記装置1を用いて光電変換デバイスを形成する本発明の実施形態であって、隔壁B1,B2による入射光の遮蔽が生じない光電変換デバイスを形成することのできる2つの実施形態について説明する。   Here, the partitions B1 and B2 can also be a factor for blocking incident light. In the following, two embodiments of the present invention in which a photoelectric conversion device is formed using the above-described apparatus 1, and a photoelectric conversion device that does not block incident light by the partition walls B1 and B2 can be formed. explain.

<第1実施形態>
本発明にかかる光電変換デバイスの製造方法の第1実施形態では、配線形成後の基板を保護するために基板表面に設けられる封止材と類似の光学的特性を有する材料で隔壁B1,B2を形成する。具体的には、光学的に透明で封止材と同じまたはほぼ同じ屈折率を有する材料により、隔壁B1,B2を形成する。こうすることにより、光学的には隔壁B1,B2が存在しないと見なすことができる。
<First Embodiment>
In the first embodiment of the method for manufacturing a photoelectric conversion device according to the present invention, the partition walls B1 and B2 are made of a material having optical characteristics similar to those of a sealing material provided on the substrate surface in order to protect the substrate after wiring formation. Form. Specifically, the partition walls B1 and B2 are formed of a material that is optically transparent and has the same or substantially the same refractive index as the sealing material. By doing so, it can be considered that the partition walls B1 and B2 do not exist optically.

図4はこの実施形態の光電変換デバイスの製造手順を示すフローチャートである。また、図5はこの実施形態の光電変換デバイスの製造工程を模式的に示す図である。まず、未処理の基板Wを装置1に搬入する(ステップS101)。このとき、基板Wは配線が形成されるべき光電変換層を上向きにしてステージ3に載置されるようにする。そして、上記のように装置1を動作させて、隔壁材料A1を基板W表面に塗布し、光照射により硬化させて隔壁B1,B2を形成する(ステップS102;隔壁形成工程)。さらに、こうして形成された隔壁に囲まれた溝部Tに配線材料A2を塗布する(ステップS103;配線形成工程)。なお、上記した製造装置1では、ヘッド部5の走査によりステップS102およびS103を同時に行うことが可能である。   FIG. 4 is a flowchart showing a manufacturing procedure of the photoelectric conversion device of this embodiment. Moreover, FIG. 5 is a figure which shows typically the manufacturing process of the photoelectric conversion device of this embodiment. First, an unprocessed substrate W is carried into the apparatus 1 (step S101). At this time, the substrate W is placed on the stage 3 with the photoelectric conversion layer on which the wiring is to be formed facing upward. Then, the apparatus 1 is operated as described above, and the partition wall material A1 is applied to the surface of the substrate W and cured by light irradiation to form the partition walls B1 and B2 (step S102; partition wall forming step). Further, the wiring material A2 is applied to the groove T surrounded by the partition wall thus formed (step S103; wiring formation step). In the manufacturing apparatus 1 described above, steps S102 and S103 can be simultaneously performed by scanning the head unit 5.

その後、配線材料を塗布された基板Wを装置1から搬出し(ステップS104)、公知の乾燥処理装置により乾燥処理を行い(ステップS105)、配線材料A2に含まれる溶剤を揮発させ配線CWを得る。配線材料を塗布された基板Wを塗布装置1内にしばらく留置することにより乾燥させてもよい。   Thereafter, the substrate W coated with the wiring material is unloaded from the apparatus 1 (step S104), is dried by a known drying processing apparatus (step S105), and the solvent contained in the wiring material A2 is volatilized to obtain the wiring CW. . The substrate W coated with the wiring material may be dried by being left in the coating apparatus 1 for a while.

この段階では、図5(a)に示すように、基板Wの表面は、隔壁B1,B2によって挟まれた配線CWが形成された状態である。続いて、配線および基板表面の保護のために、封止材を基板表面に積層する(ステップS106;封止工程)。具体的には、図5(b)に示すように、シート状の封止材Sを基板W上に載置し、これを加熱および加圧プレスして、図5(c)に示すように、基板W上面に封止材Sを密着させ、基板W表面を封止材によって完全に覆うようにする。封止材Sとしては、透明度の高さ、基板S表面への密着性および耐久性の観点から、EVA(エチレン・酢酸ビニル共重合)樹脂を好適に使用することができる。   At this stage, as shown in FIG. 5A, the surface of the substrate W is in a state in which the wiring CW sandwiched between the partition walls B1 and B2 is formed. Subsequently, in order to protect the wiring and the substrate surface, a sealing material is laminated on the substrate surface (step S106; sealing process). Specifically, as shown in FIG. 5 (b), a sheet-like sealing material S is placed on the substrate W, and this is heated and pressure-pressed, as shown in FIG. 5 (c). The sealing material S is brought into close contact with the upper surface of the substrate W so that the surface of the substrate W is completely covered with the sealing material. As the sealing material S, EVA (ethylene / vinyl acetate copolymer) resin can be suitably used from the viewpoints of high transparency, adhesion to the surface of the substrate S, and durability.

これにより、図5(d)に示すように、基板W表面が隔壁B1,B2および配線CWとともに封止材Sにより封止され、光電変換デバイスD1が完成する。このとき、隔壁B1,B2の屈折率が封止材Sとほぼ同じであれば、光学的には封止材Sと隔壁B1,B2とは一体のものと見なすことができる。すなわち、隔壁のない配線CWのみを形成された基板W表面を封止材Sによって封止したのと同等である。   Thereby, as shown in FIG. 5 (d), the surface of the substrate W is sealed with the sealing material S together with the partition walls B1, B2 and the wiring CW, and the photoelectric conversion device D1 is completed. At this time, if the refractive index of the partition walls B1 and B2 is substantially the same as that of the sealing material S, the sealing material S and the partition walls B1 and B2 can be regarded as an integral unit. That is, it is equivalent to sealing the surface of the substrate W on which only the wiring CW without a partition wall is formed with the sealing material S.

第1実施形態に好適な隔壁材料の例を以下に示す。本願発明者らの実験によれば、封止材としてEVA樹脂を用いる場合には、アクリル酸エステルモノマー、エチレン系樹脂および光重合開始剤からなる隔壁材料A1を用いると、配線材料A2を流し込む際の隔壁として良好に機能し、しかもデバイス完成後には封止材とほぼ同じ屈折率を示し入射光を遮蔽することのない隔壁を形成することができることがわかった。なお、透明度を低下させない程度であれば、これ以外の材料を一部含有してもよい。また、塗布の作業性という観点からは、隔壁材料の粘度は200m〜20000cPa・s程度が適当である。   Examples of the partition wall material suitable for the first embodiment are shown below. According to the experiments by the present inventors, when EVA resin is used as the sealing material, when the partition wall material A1 made of an acrylate monomer, an ethylene resin, and a photopolymerization initiator is used, the wiring material A2 is poured. It has been found that a partition wall that functions well as a barrier rib and that has substantially the same refractive index as that of the sealing material and does not block incident light can be formed after the device is completed. In addition, if it is a grade which does not reduce transparency, you may contain some materials other than this. Further, from the viewpoint of application workability, the viscosity of the partition wall material is suitably about 200 m to 20000 cPa · s.

このうちアクリル酸エステルモノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート、イソシアヌル酸EO変性トリアクリレート、ペンタエリスリトールトリ(またはテトラ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(またはヘキサ)アクリレートなど、三官能以上の多官能アクリレートが望ましい。   Among these, as the acrylic ester monomer, for example, trimethylolpropane triacrylate, isocyanuric acid EO-modified triacrylate, pentaerythritol tri (or tetra) acrylate, ditrimethylolpropane triacrylate, dipentaerythritol penta (or hexa) acrylate, etc. A trifunctional or higher polyfunctional acrylate is desirable.

また、エチレン系樹脂としては、例えば、エチレンと酢酸ビニルやプロピオン酸ビニルなどのビニルエステルとの共重合樹脂、エチレンとアクリル酸メチルやアクリル酸エチルなどの不飽和カルボン酸エステルとの共重合樹脂、エチレンとアクリル酸、メタクリル酸などの不飽和カルボン酸との共重合樹脂またはそのアイオノマー、エチレンとα−オレフィンとの共重合樹脂や、これらの二種以上の混合物などを用いることができる。   Examples of the ethylene resin include copolymer resins of ethylene and vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate, copolymer resins of ethylene and unsaturated carboxylic acid esters such as methyl acrylate and ethyl acrylate, A copolymer resin of ethylene and an unsaturated carboxylic acid such as acrylic acid or methacrylic acid or an ionomer thereof, a copolymer resin of ethylene and an α-olefin, or a mixture of two or more of these can be used.

また、光重合開始剤としては、例えば、2,2−ジメトキシ−1,2ジフェニルエタン−1−オン−1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、ビス(2,4,6トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイドなどを用いることができる。   Examples of the photopolymerization initiator include 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one-1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone and bis (2,4,6 trimethylbenzoyl) -phenylphosphine. Fin oxide and the like can be used.

図6は第1実施形態における隔壁材料の実験結果の例を示す図である。第1吐出口52bの寸法を幅(Y方向)20μm、高さ(X方向)60μmとし、隔壁材料A1の組成を変化させて、得られた隔壁の幅(W)および高さ(H)、プレス加工の適性(プレス温度200℃)、積層後の透明性について評価した。この実験に使用した材料は以下の通りである。   FIG. 6 is a diagram showing an example of an experimental result of the partition wall material in the first embodiment. The first discharge port 52b has a width (Y direction) of 20 μm and a height (X direction) of 60 μm, and the composition of the partition wall material A1 is changed, and the obtained partition wall width (W) and height (H), The suitability for press working (press temperature 200 ° C.) and the transparency after lamination were evaluated. The materials used in this experiment are as follows.

(1)アクリル酸エステルモノマー
アロニックスM−305:東亜合成株式会社製、ペンタエリスリトールのアクリル酸エステル(特殊多官能アクリレート)、
(2)エチレン系樹脂
エバフレックスEV260:三井デュポン・ポリケミカル社製、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、
エルバロイEMA1609AC:三井デュポン・ポリケミカル社製、エチレンメチルアクリレート共重合樹脂、
ハイミラン1652:三井デュポン・ポリケミカル社製、エチレンメタクリル酸共重合樹脂のアイオノマー、
ニュクレルNO908C:三井デュポン・ポリケミカル社製、エチレンメタクリル酸共重合樹脂、
(3)光重合開始剤
IRGACURE184:チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、1,2α−ヒドロキシジアルキルフェノン(アルキルフェノン系光重合開始剤)、
IRGACURE819:チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド(フォスフィンオキサイド系光重合開始剤)。
(1) Acrylic acid ester monomer Aronix M-305: manufactured by Toagosei Co., Ltd., pentaerythritol acrylic acid ester (special polyfunctional acrylate),
(2) Ethylene resin Evaflex EV260: manufactured by Mitsui DuPont Polychemical Co., Ltd., ethylene vinyl acetate copolymer resin,
Elvalloy EMA1609AC: manufactured by Mitsui DuPont Polychemical Co., Ltd., ethylene methyl acrylate copolymer resin,
High Milan 1652: Mitomer DuPont Polychemical Co., Ltd., ethylene methacrylic acid copolymer ionomer,
Nukurel NO908C: manufactured by Mitsui DuPont Polychemical Co., Ltd., ethylene methacrylic acid copolymer resin,
(3) Photopolymerization initiator IRGACURE 184: Ciba Specialty Chemicals, 1,2α-hydroxydialkylphenone (alkylphenone photopolymerization initiator),
IRGACURE 819: manufactured by Ciba Specialty Chemicals, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide (phosphine oxide photopolymerization initiator).

いずれの組成においても良好な隔壁が得られ、このようにして形成された隔壁間の溝部に配線材料A2としての導電性ペーストを塗布することにより、例えば線幅および高さが50μm程度の配線CWを形成することができた。なお、上記したアクリル酸エステルモノマーM−305は多官能アクリレートであるが、これに代えて二官能のアクリレートとしてポリプロピレングリコールジアクリレートを用いたところ、隔壁の軟化点が低く、プレス加工に耐えなかった。   In any composition, good partition walls can be obtained, and by applying a conductive paste as the wiring material A2 to the grooves between the partition walls formed in this way, for example, wiring CW having a line width and height of about 50 μm. Could be formed. In addition, although the above-mentioned acrylate monomer M-305 is a polyfunctional acrylate, when a polypropylene glycol diacrylate was used instead of this as a bifunctional acrylate, the softening point of the partition wall was low, and it did not endure press processing. .

以上のように、この実施形態では、基板W上の配線を形成すべき位置の周縁部に隔壁を形成し、隔壁によって挟まれた溝部に配線材料を塗布することによって、線幅が細く厚みのある高アスペクト比の配線を形成することができる。そして、デバイス完成時点でもこの隔壁を残したままとしている。この場合において、透明で封止材とほぼ同じ屈折率を有する材料によって隔壁を形成しているので、封止材による封止後のデバイスにおいては、隔壁が入射光を遮蔽することがなく、高い光電変換効率を得ることが可能である。   As described above, in this embodiment, a partition wall is formed at a peripheral portion of a position where a wiring on the substrate W is to be formed, and a wiring material is applied to a groove portion sandwiched between the partition walls, thereby reducing the line width and reducing the thickness. A certain high aspect ratio wiring can be formed. This partition is left even when the device is completed. In this case, since the partition wall is formed of a transparent material having substantially the same refractive index as that of the sealing material, in the device after sealing with the sealing material, the partition wall does not shield incident light and is high. Photoelectric conversion efficiency can be obtained.

<第2実施形態>
次に、本発明にかかる光電変換デバイスの製造方法の第2実施形態について説明する。この実施形態では、前述の特許文献1と同様に、隔壁を形成して配線材料を塗布した後、熱処理によって隔壁を消散させ、配線のみを残す方法を採っている。特許文献1では隔壁材料について詳しく開示されていなかったが、本実施形態では、配線材料を塗布する際には隔壁として良好に機能し、しかも熱処理による消散が容易である具体的な材料を提案する。
<Second Embodiment>
Next, 2nd Embodiment of the manufacturing method of the photoelectric conversion device concerning this invention is described. In this embodiment, as in the above-described Patent Document 1, after the partition wall is formed and the wiring material is applied, the partition wall is dissipated by heat treatment to leave only the wiring. Patent Document 1 did not disclose the partition material in detail, but this embodiment proposes a specific material that functions well as a partition when a wiring material is applied and that can be easily dissipated by heat treatment. .

図7はこの実施形態の光電変換デバイスの製造手順を示すフローチャートである。また、図8はこの実施形態の光電変換デバイスの製造工程を模式的に示す図である。第1実施形態と同様に、まず未処理の基板Wを装置1に搬入する(ステップS201)。このとき、基板Wは配線が形成されるべき光電変換層を上向きにしてステージ3に載置されるようにする。そして、上記のように装置1を動作させて、隔壁材料A1を基板W表面に塗布し、光照射により硬化させて隔壁B1,B2を形成する(ステップS202;隔壁形成工程)。さらに、こうして形成された隔壁に囲まれた溝部Tに配線材料A2を塗布する(ステップS203;配線形成工程)。なお、上記した製造装置1では、ヘッド部5の走査によりステップS202およびS203を同時に行うことが可能である。その後、配線材料廃汚染材料を塗布された基板Wを製造装置1から搬出する(ステップS204)。   FIG. 7 is a flowchart showing the manufacturing procedure of the photoelectric conversion device of this embodiment. Moreover, FIG. 8 is a figure which shows typically the manufacturing process of the photoelectric conversion device of this embodiment. As in the first embodiment, first, an unprocessed substrate W is carried into the apparatus 1 (step S201). At this time, the substrate W is placed on the stage 3 with the photoelectric conversion layer on which the wiring is to be formed facing upward. Then, the apparatus 1 is operated as described above, and the partition wall material A1 is applied to the surface of the substrate W and cured by light irradiation to form the partition walls B1 and B2 (step S202; partition wall forming step). Further, the wiring material A2 is applied to the groove T surrounded by the partition walls formed in this way (step S203; wiring formation step). In the manufacturing apparatus 1 described above, steps S202 and S203 can be simultaneously performed by scanning the head unit 5. Thereafter, the substrate W coated with the wiring material waste contaminated material is unloaded from the manufacturing apparatus 1 (step S204).

図1の製造装置1を用いて行う処理は、隔壁材料の組成を除けば第1実施形態のものと同じである。すなわち、図7のステップS201〜S204は、第1実施形態(図4)のステップS101〜S104に相当する。この時点における基板の状態は図8(a)に示すとおりであり、これは図5(a)に示したものと同じである。   The processing performed using the manufacturing apparatus 1 in FIG. 1 is the same as that in the first embodiment except for the composition of the partition wall material. That is, steps S201 to S204 in FIG. 7 correspond to steps S101 to S104 in the first embodiment (FIG. 4). The state of the substrate at this point is as shown in FIG. 8A, which is the same as that shown in FIG.

その後、この実施形態では、基板を焼成することにより、隔壁B1,B2を揮発・消散させて配線CWのみを残存させる(ステップS205、図8(b);熱処理工程)。焼成温度は700℃と高温であるが、焼成時間は15秒と短いので、基板Wへのダメージはほとんどない。焼成時間が短時間で済むのは隔壁材料の組成によるものであるが、これについては後述する。   Thereafter, in this embodiment, by baking the substrate, the partition walls B1 and B2 are volatilized and dissipated to leave only the wiring CW (step S205, FIG. 8B; heat treatment step). Although the firing temperature is as high as 700 ° C., the firing time is as short as 15 seconds, so there is almost no damage to the substrate W. The short baking time is due to the composition of the partition wall material, which will be described later.

次いで、第1実施形態と同様に、封止材によって基板W表面を封止することでデバイスが完成するが(ステップS206、図8(c)〜(d))、本実施形態においては封止工程は必須のものではなく、省略してもよい。この実施形態では、封止前に隔壁を消散させているので、基板W表面とともに配線CWのみが封止されることになる。したがって、図8(e)に示すように、完成後のデバイスD2では隔壁が残存せず、入射光を遮蔽することはない。   Next, as in the first embodiment, the device is completed by sealing the surface of the substrate W with a sealing material (step S206, FIGS. 8C to 8D), but in this embodiment, sealing is performed. The process is not essential and may be omitted. In this embodiment, since the partition walls are dissipated before sealing, only the wiring CW is sealed together with the surface of the substrate W. Therefore, as shown in FIG. 8E, the completed device D2 does not have a partition wall and does not shield incident light.

次に隔壁材料の組成について説明する。この実施形態では、隔壁材料を調整することによって、光硬化後の隔壁が完全に固化しない半硬化状態、すなわち表面のみが固化し内部が液状の状態、または全体がゲル状に固化した状態となるようにする。こうすることで、配線材料塗布時には半硬化状態の隔壁が配線材料の流出を防いで高アスペクト比の配線形成を可能とする一方、短時間あるいは低温の熱処理によって隔壁を容易に消散させることができる。   Next, the composition of the partition material will be described. In this embodiment, by adjusting the partition wall material, a semi-cured state in which the partition after photocuring is not completely solidified, that is, only the surface is solidified and the inside is in a liquid state, or the whole is solidified in a gel state. Like that. In this way, when the wiring material is applied, the semi-cured partition wall prevents the wiring material from flowing out and enables a high aspect ratio wiring to be formed, while the partition wall can be easily dissipated by a short time or low temperature heat treatment. .

本願発明者らの実験によれば、このような機能を有する隔壁材料としては、アクリル酸エステルモノマーと光重合開始剤とを主成分とする液体、特に、アクリル酸エステルモノマーとして官能基の数が3以下のものを用いたものを好適に使用することができる。官能基の数の少ないアクリル酸エステルモノマーでは、短時間の光照射では高度の架橋は進まず、表面がポリマー化しても内部はモノマーの状態のままになって分子間の結合が弱い半硬化状態となる。このことは、後に消散させる隔壁としては好都合である。というのは、この場合の隔壁は液状の配線材料の流出を食い止める程度の形状保持性があれば足りるので半硬化状態でも問題はなく、また分子間の結合が弱いため揮発性が高く、容易に消散させることができるからである。   According to the experiments by the present inventors, the partition wall material having such a function includes a liquid mainly composed of an acrylate ester monomer and a photopolymerization initiator, in particular, the number of functional groups as the acrylate ester monomer. Those using 3 or less can be suitably used. Acrylic acid ester monomers with a small number of functional groups do not undergo a high degree of cross-linking when exposed to light for a short period of time. It becomes. This is convenient as a partition wall to be dissipated later. This is because the partition wall in this case only needs to have a shape retention enough to prevent the outflow of the liquid wiring material, so there is no problem even in a semi-cured state, and since the bond between molecules is weak, it is highly volatile and easily This is because it can be dissipated.

また、隔壁材料の粘度は200m〜20000cPa・s程度が望ましく、粘度調整のために、上記に加えてメチルセルロースやPMMA(ポリメチルメタクリレート)などの熱分解性の高いポリマーを適量添加してもよい。これらのポリマーは、増粘剤として隔壁の断面形状を維持する作用も有しており、また光硬化によってできた硬化物が液状の樹脂を包み込んだマトリクス構造となることで、焼成時の突沸を防ぐ効果もある。   Moreover, the viscosity of the partition wall material is desirably about 200 m to 20000 cPa · s, and in order to adjust the viscosity, an appropriate amount of a polymer having high thermal decomposability such as methyl cellulose and PMMA (polymethyl methacrylate) may be added in addition to the above. These polymers have the function of maintaining the cross-sectional shape of the partition walls as a thickener, and the cured product formed by photocuring has a matrix structure in which a liquid resin is wrapped, thereby preventing bumping during firing. There is also an effect to prevent.

このうちアクリル酸エステルモノマーとしては、アクリレートモノマー類、例えば、フェノールEO変性アクリレート、ノニルフェノールEO変性アクリレート、2−エチルヘキシルEO変性アクリレートなどの単官能アクリレート、トリシクロデカンジメチロールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレートなどの二官能アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンPO変性トリアクリレートなどの三官能アクリレートなどを用いることができる。   Among these, acrylate monomers include acrylate monomers such as monofunctional acrylates such as phenol EO modified acrylate, nonylphenol EO modified acrylate, 2-ethylhexyl EO modified acrylate, tricyclodecane dimethylol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, Bifunctional acrylates such as polyethylene glycol diacrylate, trifunctional acrylates such as trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane PO-modified triacrylate, and the like can be used.

また、メタクリレートモノマー類、例えば、エチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、ブトキジエチレングリコールメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレートなどを用いてもよい。   Further, methacrylate monomers such as ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, butoxydiethylene glycol methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate and the like may be used.

また、光重合開始剤としては、例えば、2,2−ジメトキシ−1,2ジフェニルエタン−1−オン−1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、ビス(2,4,6トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイドなどを用いることができる。   Examples of the photopolymerization initiator include 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one-1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone and bis (2,4,6 trimethylbenzoyl) -phenylphosphine. Fin oxide and the like can be used.

また、この種の光硬化性樹脂においては、一般に酸素が硬化を阻害する要因として作用する。このため、酸素を含む雰囲気、例えば大気中で塗布および光照射を行うことが望ましい。こうすることで、隔壁材料の硬化を遅らせて、隔壁を半硬化状態に維持しやすくすることができる。   In this type of photocurable resin, oxygen generally acts as a factor that inhibits curing. For this reason, it is desirable to perform application | coating and light irradiation in the atmosphere containing oxygen, for example, air | atmosphere. By doing so, it is possible to delay the curing of the partition wall material and to easily maintain the partition wall in a semi-cured state.

図9は第2実施形態における隔壁材料の実験結果の例を示す図である。第1吐出口52bの寸法を幅(Y方向)60μm、高さ(X方向)150μmとし、隔壁材料A1の組成を変化させて、隔壁材料の粘度、得られた隔壁の幅(W)および高さ(H)、熱分解性(処理温度700℃)について評価した。この実験に使用した材料は以下の通りである。   FIG. 9 is a diagram showing an example of an experimental result of the partition wall material in the second embodiment. The first discharge port 52b has a width (Y direction) of 60 μm and a height (X direction) of 150 μm, and the composition of the partition wall material A1 is changed to change the viscosity of the partition wall material, the obtained partition wall width (W) and the height. (H), thermal degradability (treatment temperature 700 ° C.) was evaluated. The materials used in this experiment are as follows.

(1)アクリル酸エステルモノマー
ライトエステル9EG:東亜合成株式会社製、ポリエチレングリコール#400ジメタクリレート(二官能メタクリレート)、
アロニックスM−225:東亜合成株式会社製、ポリプロピレングリコールジアクリレート(二官能アクリレート)、
アロニックスM−321:東亜合成株式会社製、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート(三官能アクリレート)、
アロニックスM−305:東亜合成株式会社製、ペンタエリスリトールのアクリル酸エステル(特殊多官能アクリレート)、
(2)ポリマー
エトセルN−7:ダウ・ケミカル社製、エチルセルロース、
ダイヤナールBR−105:三菱レイヨン社製、アクリル樹脂、
(3)光重合開始剤
IRGACURE184:チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、1,2α−ヒドロキシジアルキルフェノン(アルキルフェノン系光重合開始剤)、
IRGACURE819:ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド(フォスフィンオキサイド系光重合開始剤)。
(1) Acrylic ester monomer Light ester 9EG: manufactured by Toagosei Co., Ltd., polyethylene glycol # 400 dimethacrylate (bifunctional methacrylate),
Aronix M-225: manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., polypropylene glycol diacrylate (bifunctional acrylate),
Aronix M-321: manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., propylene oxide modified trimethylolpropane triacrylate (trifunctional acrylate),
Aronix M-305: manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., pentaerythritol acrylic ester (special polyfunctional acrylate),
(2) Polymer Etocel N-7: Dow Chemical Company, ethyl cellulose,
Dianal BR-105: Mitsubishi Rayon Co., Ltd. acrylic resin,
(3) Photopolymerization initiator IRGACURE 184: manufactured by Ciba Specialty Chemicals, 1,2α-hydroxydialkylphenone (alkylphenone photopolymerization initiator),
IRGACURE 819: bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide (phosphine oxide photopolymerization initiator).

これらのうち、多官能アクリレートを主成分とするサンプルNo.4は、熱分解性が悪く、熱処理後の基板表面に残留物が見られた(図9において「×」印で示す)。粘度の低いサンプルNo.1は、熱分解性はきわめて高い(「◎」印で示す)が、粘度が低いため隔壁は幅広で低いものになる。サンプルNo.2、5および6は熱分解性が良好(「○」印で示す)であり隔壁高さも十分なものが得られた。サンプルNo.3は隔壁の形状は良好であるが、熱分解性はやや劣る(「△」印で示す)。   Among these, sample No. whose main component is polyfunctional acrylate. No. 4 had poor thermal decomposability, and a residue was observed on the substrate surface after the heat treatment (indicated by “x” in FIG. 9). Sample No. with low viscosity No. 1 has a very high thermal decomposability (indicated by “」 ”), but the partition wall is wide and low because of its low viscosity. Sample No. Nos. 2, 5, and 6 had good thermal decomposability (indicated by “◯” marks) and sufficient partition wall height. Sample No. In No. 3, the shape of the partition wall is good, but the thermal decomposability is slightly inferior (indicated by “Δ” mark).

サンプルNo.4を除く各サンプルでは、熱処理後の基板W表面にはほとんど残留物がなかった。また、少なくとも隔壁の表面が硬化していれば配線材料の濡れ性が低下するので、塗布された配線材料を溝部Tに留めておくことが可能であり、隔壁材料と配線材料との混合も生じない。各サンプルにおいて、形成された隔壁の間に配線材料を塗布することにより、線幅、高さとも50μm程度の配線を形成することができた。   Sample No. In each sample except 4, there was almost no residue on the surface of the substrate W after the heat treatment. Further, since the wettability of the wiring material is lowered when at least the surface of the partition wall is cured, the applied wiring material can be retained in the groove T, and mixing of the partition wall material and the wiring material also occurs. Absent. In each sample, wiring having a line width and height of about 50 μm could be formed by applying a wiring material between the formed partition walls.

なお、これらの材料への光照射量、すなわち照射される光量の積算値(積算光量)としては、5ないし200mJ/cm2が適当であった。光照射量がこれより多いと硬化が進みすぎて熱分解性が悪くなり、またこれより少ないとほとんど硬化せず隔壁としての機能を果たさない。 In addition, 5 to 200 mJ / cm 2 was appropriate as the light irradiation amount to these materials, that is, the integrated value (integrated light amount) of the irradiated light amount. If the amount of light irradiation is larger than this, curing proceeds too much and the thermal decomposability deteriorates, and if it is less than this, it hardly cures and does not function as a partition.

以上のように、この実施形態では、隔壁材料としての光硬化性樹脂を基板表面に塗布して光照射することで隔壁を形成し、隔壁により挟まれる溝部に配線材料を塗布した後、焼成により隔壁を揮発させることで、高アスペクト比の配線を形成することができる。このとき、隔壁材料を完全に硬化させるのではなく、半硬化状態に留めることによって、焼成時に隔壁が揮発しやすくなっている。このため、低い焼成温度で、あるいは短い焼成時間で隔壁を消散させることができる。このため、長時間あるいは高温での熱処理に耐えない材料を用いたデバイスに対しても、上記した配線形成技術を適用することが可能である。   As described above, in this embodiment, a partition is formed by applying a light curable resin as a partition material to the substrate surface and irradiating with light, and after applying a wiring material to a groove portion sandwiched between the partitions, firing is performed. By volatilizing the partition walls, a high aspect ratio wiring can be formed. At this time, the partition wall material is easily volatilized at the time of firing by not completely curing the partition wall material but keeping it in a semi-cured state. For this reason, the partition walls can be dissipated at a low baking temperature or in a short baking time. For this reason, it is possible to apply the above-described wiring formation technology to a device using a material that cannot withstand heat treatment at a long time or at a high temperature.

<その他>
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記各実施形態において示した隔壁材料の組成は一部の例を示したものであって本発明がこれに限定されるものではなく、先に列記した材料の他の組み合わせであってもよい。
<Others>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the composition of the partition wall material shown in each of the above embodiments is a partial example, and the present invention is not limited to this, and other combinations of the materials listed above may be used. Good.

また、上記各実施形態では基板Wの片面にのみ配線を形成しているが、基板Wの両面に配線を形成する場合にも、本発明を適用することが可能である。   In each of the above embodiments, the wiring is formed only on one surface of the substrate W. However, the present invention can be applied to the case where the wiring is formed on both surfaces of the substrate W.

また、上記各実施形態では光電変換層を有するシリコン基板上に配線を形成して太陽電池としての光電変換デバイスを製造しているが、基板はシリコンに限定されるものではない。例えば、ガラス基板上に形成された薄膜太陽電池に配線を形成する際にも、本発明を適用することが可能である。また、第1実施形態の製造方法は本質的に高温での熱処理を必要としないため、例えば樹脂フィルム等を基板とする光電変換デバイスの製造にも適用することが可能である。また、太陽電池以外の光電変換デバイスにも、本発明を適用することができる。   In each of the above embodiments, a photoelectric conversion device as a solar cell is manufactured by forming wiring on a silicon substrate having a photoelectric conversion layer, but the substrate is not limited to silicon. For example, the present invention can also be applied when wiring is formed on a thin film solar cell formed on a glass substrate. Moreover, since the manufacturing method of 1st Embodiment does not require the heat processing at high temperature essentially, it can be applied also to manufacture of the photoelectric conversion device which uses a resin film etc. as a board | substrate, for example. The present invention can also be applied to photoelectric conversion devices other than solar cells.

この発明は、例えば太陽電池の受光面のように、線幅が細く厚みのある、すなわち高アスペクト比の配線が必要とされ、特に隔壁による入射光の遮蔽が問題となりうる分野に特に好適に適用することができる。   The present invention is particularly suitably applied to a field where a thin line width, that is, a high aspect ratio wiring is required, such as a light receiving surface of a solar cell, and shielding of incident light by a partition wall may be a problem. can do.

1 光電変換デバイスの製造装置
2 ステージ移動機構(移動機構)
21 X方向移動機構
22 Y方向移動機構
23 θ回転機構
52 第1吐出部
53 光照射部
54 第2吐出部
A1 隔壁材料
A2 配線材料
B1,B2 隔壁
CW 配線
W 基板
1 Photoelectric conversion device manufacturing apparatus 2 Stage moving mechanism (moving mechanism)
21 X-direction moving mechanism 22 Y-direction moving mechanism 23 θ rotation mechanism 52 First discharge portion 53 Light irradiation portion 54 Second discharge portion A1 Partition material A2 Wiring material B1, B2 Partition CW Wiring W Substrate

Claims (11)

光電変換層を有する基板表面に所定の配線パターンを有する配線を形成する光電変換デバイスの製造方法において、
前記基板表面の前記配線パターンの周縁部に相当する位置に、光硬化性を有する液状の隔壁材料を塗布するとともに、塗布された隔壁材料に光を照射して硬化させることで、前記配線パターンの周縁部に相当する位置に隔壁を形成する隔壁形成工程と、
前記隔壁に挟まれた前記基板表面に液状の配線材料を塗布することで前記配線パターンに対応する配線を形成する配線形成工程と、
前記隔壁および前記配線を形成された前記基板表面に光学的に透明な封止材を積層する封止工程と
を備え、
前記隔壁が光学的に透明で、その屈折率が前記封止材の屈折率と同一または略同一であることを特徴とする光電変換デバイスの製造方法。
In a method for manufacturing a photoelectric conversion device for forming a wiring having a predetermined wiring pattern on a substrate surface having a photoelectric conversion layer,
A liquid partition material having photocurability is applied to a position corresponding to the peripheral portion of the wiring pattern on the surface of the substrate, and the applied partition material is irradiated with light to be cured. A partition forming step of forming a partition at a position corresponding to the peripheral edge;
Forming a wiring corresponding to the wiring pattern by applying a liquid wiring material to the substrate surface sandwiched between the partition walls; and
A sealing step of laminating an optically transparent sealing material on the substrate surface on which the partition and the wiring are formed,
The method for manufacturing a photoelectric conversion device, wherein the partition wall is optically transparent, and the refractive index thereof is the same as or substantially the same as the refractive index of the sealing material.
前記封止材がエチレン・酢酸ビニル共重合樹脂であり、前記隔壁材料が、実質的にエチレン系樹脂、アクリル酸エステルモノマーおよび光重合開始剤からなる請求項1に記載の光電変換デバイスの製造方法。   The method for producing a photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the sealing material is an ethylene / vinyl acetate copolymer resin, and the partition material substantially includes an ethylene-based resin, an acrylate monomer, and a photopolymerization initiator. . 前記アクリル酸エステルモノマーが、三官能以上の多官能アクリレートである請求項2に記載の光電変換デバイスの製造方法。   The method for producing a photoelectric conversion device according to claim 2, wherein the acrylic ester monomer is a trifunctional or higher polyfunctional acrylate. 前記エチレン系樹脂が、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂またはエチレン・アクリレート共重合樹脂である請求項2または3に記載の光電変換デバイスの製造方法。   The method for producing a photoelectric conversion device according to claim 2 or 3, wherein the ethylene resin is an ethylene / vinyl acetate copolymer resin or an ethylene / acrylate copolymer resin. 光電変換層を有する基板と、
前記基板表面に、所定の配線パターンに対応して該配線パターンの周縁部に相当する位置に形成された光学的に透明な隔壁と、
前記隔壁に挟まれた前記基板表面に液状の配線材料が塗布されてなる、前記配線パターンに対応する配線と、
前記隔壁および前記配線を形成された前記基板表面を覆う光学的に透明な封止材と
を備え、
前記隔壁および前記封止材の屈折率が互いに同一または略同一であることを特徴とする光電変換デバイス。
A substrate having a photoelectric conversion layer;
An optically transparent partition wall formed on the substrate surface at a position corresponding to the peripheral edge of the wiring pattern corresponding to a predetermined wiring pattern;
A wiring corresponding to the wiring pattern, in which a liquid wiring material is applied to the substrate surface sandwiched between the partition walls;
An optically transparent sealing material covering the substrate surface on which the partition and the wiring are formed,
The photoelectric conversion device, wherein the partition walls and the sealing material have the same or substantially the same refractive index.
光電変換層を有する基板表面に所定の配線パターンを有する配線を形成する光電変換デバイスの製造方法において、
前記基板表面の前記配線パターンの周縁部に相当する位置に、液状の隔壁材料を塗布するとともに、塗布された隔壁材料に光を照射して半硬化状態に硬化させることで、前記配線パターンの周縁部に相当する位置に隔壁を形成する隔壁形成工程と、
前記隔壁に挟まれた前記基板表面に液状の配線材料を塗布することで前記配線パターンに対応する配線を形成する配線形成工程と、
前記配線を形成された前記基板を熱処理して前記隔壁を消散させる熱処理工程と
を備えることを特徴とする光電変換デバイスの製造方法。
In a method for manufacturing a photoelectric conversion device for forming a wiring having a predetermined wiring pattern on a substrate surface having a photoelectric conversion layer,
A liquid partition wall material is applied to a position corresponding to the peripheral edge of the wiring pattern on the substrate surface, and the applied partition wall material is irradiated with light to be cured in a semi-cured state, whereby the peripheral edge of the wiring pattern A partition forming step of forming a partition at a position corresponding to the portion;
Forming a wiring corresponding to the wiring pattern by applying a liquid wiring material to the substrate surface sandwiched between the partition walls; and
And a heat treatment step of dissipating the partition by heat-treating the substrate on which the wiring is formed.
光電変換層を有する基板表面に所定の配線パターンを有する配線を形成する光電変換デバイスの製造方法において、
前記基板表面の前記配線パターンの周縁部に相当する位置に、光硬化性を有する液状の隔壁材料を塗布するとともに、塗布された隔壁材料に光を照射することで、前記配線パターンの周縁部に相当する位置に隔壁を形成する隔壁形成工程と、
前記隔壁に挟まれた前記基板表面に液状の配線材料を塗布することで前記配線パターンに対応する配線を形成する配線形成工程と、
前記配線を形成された前記基板を熱処理して前記隔壁を消散させる熱処理工程と
を備え、
前記隔壁材料として、アクリル酸エステルモノマーと光重合開始剤とを主成分とする液を用いることを特徴とする光電変換デバイスの製造方法。
In a method for manufacturing a photoelectric conversion device for forming a wiring having a predetermined wiring pattern on a substrate surface having a photoelectric conversion layer,
A liquid partition material having photocurability is applied to a position corresponding to the peripheral portion of the wiring pattern on the surface of the substrate, and light is applied to the applied partition material, so that the peripheral portion of the wiring pattern is applied. A partition formation step of forming a partition at a corresponding position;
Forming a wiring corresponding to the wiring pattern by applying a liquid wiring material to the substrate surface sandwiched between the partition walls; and
A heat treatment step of dissipating the partition by heat-treating the substrate on which the wiring is formed,
A method for producing a photoelectric conversion device, wherein a liquid mainly composed of an acrylate monomer and a photopolymerization initiator is used as the partition wall material.
前記アクリル酸エステルモノマーは、官能基の数が3以下のアクリレートまたはメタアクリレートである請求項7に記載の光電変換デバイスの製造方法。   The method for producing a photoelectric conversion device according to claim 7, wherein the acrylate monomer is an acrylate or methacrylate having 3 or less functional groups. 前記隔壁形成工程を、酸素を含む雰囲気下で、しかも前記隔壁材料への光照射量を5ないし200mJ/cm2として実行する請求項7または8に記載の光電変換デバイスの製造方法。 The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 7 or 8, wherein the partition wall forming step is performed in an atmosphere containing oxygen, and the light irradiation amount to the partition wall material is set to 5 to 200 mJ / cm 2 . 基板表面に対し、アクリル酸エステルモノマーを主成分とする光硬化性を有する液状の隔壁材料を吐出する第1吐出部と、
前記基板表面に吐出された前記隔壁材料に、酸素を含む雰囲気下で、照射量5ないし200mJ/cm2で光を照射して半硬化状態に硬化させて隔壁を形成する光照射部と、
前記隔壁に挟まれた前記基板表面に対し、液状の配線材料を吐出させる第2吐出部と、
前記第1吐出部、前記光照射部および前記第2吐出部を一体的に、基板表面に対し相対移動させる移動機構と
を備えることを特徴とする光電変換デバイスの製造装置。
A first discharge unit that discharges a liquid partition material having photocurability mainly composed of an acrylate monomer to the substrate surface;
A light irradiating unit that forms a partition by irradiating the partition wall material discharged onto the substrate surface with light at an irradiation amount of 5 to 200 mJ / cm 2 and curing it in a semi-cured state in an atmosphere containing oxygen;
A second discharge part for discharging a liquid wiring material to the substrate surface sandwiched between the partition walls;
An apparatus for manufacturing a photoelectric conversion device, comprising: a moving mechanism that integrally moves the first ejection unit, the light irradiation unit, and the second ejection unit relative to a substrate surface.
隔壁を形成するために基板表面に塗布される隔壁材料であって、
官能基の数が3以下のアクリル酸エステルモノマーと、光重合開始剤とからなる液体であることを特徴とする隔壁材料。
A partition material applied to the substrate surface to form a partition,
A partition material characterized by being a liquid comprising an acrylic ester monomer having 3 or less functional groups and a photopolymerization initiator.
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