JP2013253317A - Substrate for semiconductor device, semiconductor device, dimming-type lighting device, self light-emitting display device, solar cell and reflective liquid crystal display device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate for a semiconductor device, which has high flexibility and constitutes a high performance flexible semiconductor device capable of being improved in productivity and yield, and which prevents the deterioration in properties caused by moisture and can prevent cracks in an anodic oxide film serving as an insulating layer, even in a semiconductor device using an organic semiconductor material in a photoelectric conversion layer; to provide a semiconductor device and a reflective liquid crystal display device using the substrate; and to provide a lighting device, display device and solar cell using the semiconductor device.SOLUTION: A substrate 10 comprises: a sheet-like aluminum base material 12; aluminum porous anodic oxide films 14 formed on both surfaces of the base material 12; and a protective layer 16 comprising a silicon-containing non-porous oxide, which is formed on at least one surface of the anodic oxide film. The anodic oxide films 14, formed on the both surfaces, each have a strain in the compression direction at room temperature.

Description

本発明は、半導体装置に用いられる基板、ならびに、半導体装置、照明装置、表示装置および太陽電池に関する。詳しくは、半導体装置に好適な半導体装置用基板、この基板を用いる半導体装置および反射型液晶表示装置、ならびに、この半導体装置を用いる調光型照明装置、自己発光表示装置および太陽電池に関する。   The present invention relates to a substrate used in a semiconductor device, and a semiconductor device, a lighting device, a display device, and a solar cell. Specifically, the present invention relates to a semiconductor device substrate suitable for a semiconductor device, a semiconductor device and a reflective liquid crystal display device using the substrate, a dimming illumination device using the semiconductor device, a self-luminous display device, and a solar cell.

太陽電池や有機EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイなどの半導体装置には、各種の用途に対応するために、可撓性(フレキシブル性)が要求される場合が有る。
可撓性を有する半導体装置(フレキシブルエレクトロニクス)は、例えば、可撓性を有するシート状(フィルム状)の基板の上に、電極や光電変換層等を有する半導体素子を形成することで、製造される。
A semiconductor device such as a solar cell or an organic EL (electroluminescence) display may be required to have flexibility (flexibility) in order to cope with various applications.
A flexible semiconductor device (flexible electronics) is manufactured, for example, by forming a semiconductor element having an electrode, a photoelectric conversion layer, and the like on a flexible sheet-like (film-like) substrate. The

このような可撓性を有する半導体装置用の基板として、ポリイミド等の耐熱樹脂の使用が試みられている。
しかしながら、半導体装置の製造工程では、例えば、300℃を超えるような熱処理が必要な場合も有り、樹脂製の基板では、耐熱性が不十分である場合も多い。
Attempts have been made to use a heat-resistant resin such as polyimide as a substrate for such a flexible semiconductor device.
However, in the manufacturing process of the semiconductor device, for example, a heat treatment exceeding 300 ° C. may be necessary, and a resin substrate often has insufficient heat resistance.

樹脂製の基板は、親水性(濡れ性)が低い。そのため、基板の表面に塗布法によって半導体素子を構成する各層等を形成するためには、表面処理等が必要になる場合も有り、生産性の点で不利である。加えて、樹脂製の基板は、耐薬品性が低く、塗布法を利用する場合には、溶剤の選択も必要になる。
樹脂製の基板は、内部に不可避的に残存する水分などの脱ガスも多い。そのため、基板の表面に、真空蒸着などの気相成膜法(気相堆積法)によって素子を構成する各層を形成する場合には、形成前に脱ガス工程が必要となり、やはり、生産性の点で不利である。また、特に、光電変換層などに有機半導体材料を利用する場合には、水分が素子の特性に与える影響や、水分による劣化が大きい。そのため、有機半導体材料を利用する素子では、脱ガス(脱水)を抑制することは、重要である。
Resin substrates have low hydrophilicity (wetting properties). For this reason, in order to form each layer constituting the semiconductor element on the surface of the substrate by a coating method, surface treatment or the like may be necessary, which is disadvantageous in terms of productivity. In addition, the resin substrate has low chemical resistance, and when a coating method is used, it is necessary to select a solvent.
Resin substrates often degas such as moisture that inevitably remains inside. Therefore, when each layer constituting the element is formed on the surface of the substrate by a vapor deposition method (vapor deposition method) such as vacuum deposition, a degassing step is required before the formation. It is disadvantageous in terms. In particular, when an organic semiconductor material is used for a photoelectric conversion layer or the like, the influence of moisture on the characteristics of the element and the deterioration due to moisture are large. Therefore, it is important to suppress degassing (dehydration) in an element using an organic semiconductor material.

加えて、樹脂製の基板は、上部層(特に、上部層が無機化合物の場合)との密着性が低く、曲げ等の応力や、使用中の温度変化に伴う熱応力などを引き金にして、剥離等が発生するおそれがある。   In addition, the resin substrate has low adhesion to the upper layer (especially when the upper layer is an inorganic compound), triggered by stress such as bending, thermal stress accompanying temperature changes during use, etc. There is a risk of peeling.

一方、特許文献1には、金属箔の上に絶縁層を設け、その上に、下部電力、光電変換層(起電力層)および上部電極を形成し、かつ、光電変換層として有機薄膜光電変換層を利用した太陽電池が記載されている。
また、絶縁層としては、金属箔の表面を陽極酸化してなる金属酸化物膜が例示されている。具体的には、アルミ箔の表面を陽極酸化して、絶縁層としてアルマイト膜を形成することが記載されている。
特許文献1では、金属箔の表面に絶縁層を形成してなる基板の上に、太陽電池を構成する半導体素子を形成することにより、十分な耐熱性および素子の柔軟性を確保した上で、水分による有機半導体材料の劣化等を抑制した太陽電池を得ている。
On the other hand, in Patent Document 1, an insulating layer is provided on a metal foil, a lower power, a photoelectric conversion layer (electromotive force layer) and an upper electrode are formed thereon, and an organic thin film photoelectric conversion is used as the photoelectric conversion layer. Solar cells utilizing layers are described.
As the insulating layer, a metal oxide film formed by anodizing the surface of a metal foil is exemplified. Specifically, it is described that the surface of an aluminum foil is anodized to form an alumite film as an insulating layer.
In Patent Document 1, on a substrate formed with an insulating layer on the surface of a metal foil, by forming a semiconductor element that constitutes a solar cell, while ensuring sufficient heat resistance and flexibility of the element, A solar cell in which deterioration of an organic semiconductor material due to moisture is suppressed is obtained.

ここで、特許文献1では言及されていないが、アルマイト膜には、非多孔質構造のもの(バリア型)と、多孔質構造のもの(ポーラス型)とが有ることが知られている。   Here, although not mentioned in Patent Document 1, it is known that the alumite film has a non-porous structure (barrier type) and a porous structure (porous type).

バリア型のアルマイト膜は、一般的に、緻密な金属酸化物皮膜である。そのため、靭性が低く、曲げ等の応力、あるいは使用中の温度変化に伴う熱応力、等を引き金にして、クラックが発生し、絶縁性を喪失する場合が有る。
そのため、アルミ箔にバリア型のアルマイト膜を形成した基板は、フレキシブル性を要求される半導体装置の基板としては、耐久性等の点で、短所を有する。
The barrier type alumite film is generally a dense metal oxide film. Therefore, the toughness is low, and a crack may occur due to a stress such as bending or a thermal stress accompanying a temperature change during use, and the insulating property may be lost.
Therefore, a substrate in which a barrier type alumite film is formed on an aluminum foil has disadvantages in terms of durability and the like as a substrate of a semiconductor device that requires flexibility.

他方、ポーラス型のアルマイト膜は、多孔質構造をもつため、応力が集中せず、曲げ等の応力、あるいは使用中の温度変化に伴う熱応力、等によっても、バリア型のアルマイト膜に比べて、クラックが発生し難く、絶縁性が高い。   On the other hand, porous type anodized film has a porous structure, so stress is not concentrated, and it is compared with barrier type anodized film due to stress such as bending, or thermal stress accompanying temperature change during use. , Cracks hardly occur and insulation is high.

しかしながら、ポーラス型のアルマイト膜は、多孔質構造を有するが故に、絶縁層上部に設ける、半導体素子を構成する層(下部電極等)の成分が細孔内部に侵入して、導電パスとなる恐れがあり、絶縁性が低下するという問題がある。
また、ポーラス型のアルマイト膜を有する基板では、細孔内部に吸着した水分の問題も有る。すなわち、気相成膜法によって半導体素子を形成する各層を成膜する場合、水分の蒸発(脱ガス)によって、十分な真空度での成膜が困難になり、デバイス特性が低下する場合も有る。加えて、有機光電変換材料を用いる場合には、経時で揮発する水分による劣化の問題がある。
加えて、両性金属であるアルミニウムの陽極酸化皮膜は、酸性溶媒、塩基性溶媒のいずれに対しても溶解性を有する。そのため、多孔質構造のポーラス型陽極酸化皮膜は、比表面積が高いため、耐薬品性が劣るという問題もある。特に、塗布法によって半導体素子を形成する各層を設けようとする場合には課題である。
However, since the porous alumite film has a porous structure, components of a layer (such as a lower electrode) provided in the upper part of the insulating layer may enter the inside of the pores to form a conductive path. There is a problem that the insulating property is lowered.
Further, a substrate having a porous alumite film also has a problem of moisture adsorbed inside the pores. That is, when each layer for forming a semiconductor element is formed by a vapor deposition method, film formation at a sufficient degree of vacuum may be difficult due to evaporation (degassing) of moisture, and device characteristics may be deteriorated. . In addition, when an organic photoelectric conversion material is used, there is a problem of deterioration due to moisture that volatilizes over time.
In addition, the anodized film of aluminum, which is an amphoteric metal, has solubility in both acidic and basic solvents. Therefore, the porous type anodic oxide film having a porous structure has a problem that chemical resistance is inferior because of its high specific surface area. This is a problem particularly when providing each layer for forming a semiconductor element by a coating method.

このような問題点を解決できる半導体装置用の基板として、特許文献2に記載される絶縁層付基材12が知られている。
この基板は、アルミニウムなどの金属基材の表面を陽極酸化して、絶縁性酸化膜を設け、絶縁性酸化膜の上にスピンオンガラス膜を設けてなるものである。
As a substrate for a semiconductor device that can solve such problems, a substrate 12 with an insulating layer described in Patent Document 2 is known.
This substrate is formed by anodizing the surface of a metal substrate such as aluminum, providing an insulating oxide film, and providing a spin-on glass film on the insulating oxide film.

この基板は、陽極酸化膜の上にスピンオンガラス膜を形成することにより、陽極酸化膜の形成の際に生じる凹凸や欠陥を補償し、かつ平滑化できるので、十分な絶縁性を確保することができる。
また、太陽電池などに、この基板を用いることにより、光電変換層(光吸収層)の接合部の微結晶グレインの凹凸をも平滑化できるので、接合部の不均一に起因するリーク電流を抑制でき、変換効率をより向上させることができる。
By forming a spin-on glass film on the anodized film, this substrate can compensate for unevenness and defects that occur during the formation of the anodized film and can be smoothed, so that sufficient insulation can be ensured. it can.
Also, by using this substrate for solar cells, etc., the unevenness of the microcrystalline grains at the junction of the photoelectric conversion layer (light absorption layer) can be smoothed, so that leakage current caused by non-uniformity of the junction is suppressed. Conversion efficiency can be further improved.

さらに、この基板は、スピンオンガラス膜によって、多孔質である陽極酸化膜が被覆されている。そのため、半導体層や光電変換層の材料を、前駆体の液相塗布、あるいは半導体・CIGSなどの光電変換材料微粒子の塗布などにより形成する場合においても、多孔質層内部に前駆体あるいは化合物微粒子が入らない。これにより、絶縁性の低下が抑制されるほか、材料のロスを低減できることから、低コストで半導体素子、太陽電池などの半導体装置の作製が可能である。   Further, this substrate is covered with a porous anodic oxide film by a spin-on glass film. Therefore, even when the material of the semiconductor layer or the photoelectric conversion layer is formed by liquid phase coating of a precursor or coating of photoelectric conversion material fine particles such as semiconductor / CIGS, the precursor or compound fine particles are present inside the porous layer. Do not fit. Accordingly, a decrease in insulating properties is suppressed, and loss of materials can be reduced, so that semiconductor devices such as semiconductor elements and solar cells can be manufactured at low cost.

加えて、陽極酸化皮膜の細孔を閉塞させるため、見かけの比表面積が大幅に減少する。この結果、細孔内部への吸着水分などによる電流リークが低減し、絶縁性を向上させることができる。これによって、半導体素子、光電変換素子を集積化させた場合にも、ロスが少なく、低消費電力、高変換効率の素子を作製することが可能である。   In addition, since the pores of the anodized film are blocked, the apparent specific surface area is greatly reduced. As a result, current leakage due to moisture adsorbed inside the pores can be reduced, and insulation can be improved. Thus, even when a semiconductor element and a photoelectric conversion element are integrated, an element with low loss, low power consumption, and high conversion efficiency can be manufactured.

特開2011−108883号公報JP 2011-108883 A 特開2011−233874号公報JP 2011-233874 A

しかしながら、本発明者らの検討によれば、単に、絶縁層となる陽極酸化皮膜の上に、別の層を設けた基板を用いるだけでは、安定して、期待されるような半導体素子特性が得られず、高性能なフレキシブルな半導体デバイスを構成することができない。
特に有機薄膜太陽電池のように、光電変換層(光電変換等の目的とする機能を発現する層)に有機半導体材料を用いる半導体装置では、目的とする十分な特性が得られない場合が多い。
However, according to the study by the present inventors, the semiconductor element characteristics that are expected stably can be obtained simply by using a substrate in which another layer is provided on the anodized film serving as an insulating layer. It is not possible to obtain a high-performance flexible semiconductor device.
In particular, a semiconductor device using an organic semiconductor material for a photoelectric conversion layer (a layer that expresses a target function such as photoelectric conversion), such as an organic thin-film solar cell, often does not have sufficient target characteristics.

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、高い可撓性のみならず、生産性や歩留りの向上を図ることができ、しかも、光電変換層に有機半導体材料を利用する太陽電池など、有機化合物を利用する半導体装置であっても、水分に起因する特性劣化を防止して、さらに、絶縁層となる陽極酸化皮膜のクラック発生も防止して、長期にわたって優れた性能を発揮する半導体装置を得ることができる半導体装置用の基板、および、この基板を利用する半導体装置を提供することにある。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, which can improve not only high flexibility but also productivity and yield, and also uses an organic semiconductor material for the photoelectric conversion layer. Even for semiconductor devices that use organic compounds, such as solar cells, it is possible to prevent deterioration of characteristics due to moisture, and also to prevent the occurrence of cracks in the anodic oxide film that becomes the insulating layer, resulting in excellent performance over a long period of time It is an object of the present invention to provide a substrate for a semiconductor device capable of obtaining a semiconductor device that exhibits the above and a semiconductor device using the substrate.

本発明者らは、上記目的を達成するために、鋭意研究を重ねた。その結果、半導体装置を構成する基板からの脱水量、および、基板に発生する反りが、基板上に構成される半導体素子の性能に大きな影響を及ぼしていること、ならびに、絶縁層となる陽極酸化皮膜の内部応力が、クラックの発生に大きな影響を及ぼしていることを見いだした。
本発明は、この知見を得ることで、上記目的を達成したものである。
The inventors of the present invention have made extensive studies in order to achieve the above object. As a result, the amount of dehydration from the substrate constituting the semiconductor device and the warpage generated on the substrate have a great influence on the performance of the semiconductor element formed on the substrate, and the anodic oxidation that becomes the insulating layer It was found that the internal stress of the film had a great influence on the occurrence of cracks.
The present invention achieves the above object by obtaining this finding.

すなわち、上記目的を達成するために、本発明の半導体素子用基板は、シート状のアルミニウム基材と、アルミニウム基材の両面を陽極酸化してなるアルミニウムの多孔質陽極酸化皮膜と、両面の陽極酸化皮膜の少なくとも一方の表面に形成されたケイ素を含む無孔質酸化物からなる保護層とを有し、かつ、前記両面の陽極酸化皮膜が、共に、室温で圧縮方向の歪みを有することを特徴とする半導体装置用基板を提供する。   That is, in order to achieve the above object, a substrate for a semiconductor element of the present invention comprises a sheet-like aluminum base, an aluminum porous anodic oxide film formed by anodizing both sides of the aluminum base, and a double-sided anode. A protective layer made of a nonporous oxide containing silicon formed on at least one surface of the oxide film, and both the anodized films on both sides have a compressive strain at room temperature. A substrate for a semiconductor device is provided.

このような本発明の半導体装置用基板において、両面の陽極酸化皮膜の厚さが等しく、かつ、両面に前記保護層が形成され、その厚さが等しいのが好ましい。
また、両面の陽極酸化皮膜が有する室温で圧縮方向の歪みが、共に、0.005〜0.25%であるのが好ましい。
また、厚さが300μm以下であるのが好ましい。
また、放出する水分量が10μg/cm2以下であるのが好ましい。
また、保護層の少なくとも一方の表面粗さRaが20nm以下であるのが好ましい。
また、保護層の少なくとも一方の表面との水との接触角が80°以下であるのが好ましい。
また、陽極酸化皮膜が有する細孔の直径が4〜100nmであるのが好ましい。
また、陽極酸化皮膜の厚さが0.5〜20μmであるのが好ましい。
また、保護層がアルカリ金属を含まないのが好ましい。
また、保護層の厚さが、陽極酸化皮膜が有する細孔の直径以上もしくは20nm以上で、かつ、1μm以下であるのが好ましい。
また、アルミニウム基材が、純度99質量%以上のアルミニウムで形成されるのが好ましい。
また、アルミニウム基材が、マグネシウムおよびリチウムの少なくとも一方を含み、かつ、アルミニウム含有量が95質量%以上のアルミニウムで形成されるのが好ましい。
また、アルミニウム基材の厚さが5〜260μmであるのが好ましい。
さらに、保護層が、塗布法で形成されたものであるのが好ましい。
In such a substrate for a semiconductor device of the present invention, it is preferable that the thicknesses of the anodic oxide films on both sides are equal, the protective layer is formed on both sides, and the thicknesses are equal.
Moreover, it is preferable that both the distortions in the compression direction at room temperature of the anodized films on both sides are 0.005 to 0.25%.
Moreover, it is preferable that thickness is 300 micrometers or less.
Moreover, it is preferable that the amount of water to be released is 10 μg / cm 2 or less.
Moreover, it is preferable that the surface roughness Ra of at least one of the protective layers is 20 nm or less.
Moreover, it is preferable that the contact angle with water with at least one surface of a protective layer is 80 degrees or less.
Moreover, it is preferable that the diameter of the pore which an anodized film has is 4-100 nm.
Moreover, it is preferable that the thickness of an anodized film is 0.5-20 micrometers.
Moreover, it is preferable that a protective layer does not contain an alkali metal.
The thickness of the protective layer is preferably not less than the diameter of the pores of the anodized film or not less than 20 nm and not more than 1 μm.
Moreover, it is preferable that an aluminum base material is formed with aluminum with a purity of 99% by mass or more.
The aluminum base material is preferably formed of aluminum containing at least one of magnesium and lithium and having an aluminum content of 95% by mass or more.
Moreover, it is preferable that the thickness of an aluminum base material is 5-260 micrometers.
Furthermore, it is preferable that the protective layer is formed by a coating method.

また、本発明の半導体装置は、このような本発明の半導体装置用基板を用い、その保護層の少なくとも一方の上に、半導体素子を形成してなる半導体装置を提供する。   Further, the semiconductor device of the present invention provides a semiconductor device in which a semiconductor element is formed on at least one of the protective layer using the substrate for a semiconductor device of the present invention.

このような本発明の半導体装置において、半導体素子が直列もしくは並列に集積化されているのが好ましい。
また、半導体素子が、光電変換層と、光電変換層の下の少なくとも一部に形成される下部電極と、光電変換層の上の少なくとも一部に形成される光透過性の上部電極とを有するのが好ましい。
また、光電変換層が有機化合物を含むのが好ましい。
また、上部電極に接触するバス電極を有するのが好ましい。
また、光電変換層と、上部電極もしくは下部電極との間に、金属酸化物を含む電子輸送層を有するのが好ましい。
また、半導体素子に接続されたスイッチング回路を有するのが好ましい。
In such a semiconductor device of the present invention, it is preferable that the semiconductor elements are integrated in series or in parallel.
The semiconductor element includes a photoelectric conversion layer, a lower electrode formed on at least a part below the photoelectric conversion layer, and a light transmissive upper electrode formed on at least a part on the photoelectric conversion layer. Is preferred.
Moreover, it is preferable that a photoelectric converting layer contains an organic compound.
Moreover, it is preferable to have a bus electrode which contacts an upper electrode.
Moreover, it is preferable to have an electron carrying layer containing a metal oxide between the photoelectric conversion layer and the upper electrode or the lower electrode.
It is preferable to have a switching circuit connected to the semiconductor element.

本発明の調光型照明装置は、このような本発明の半導体装置を用いる調光型照明装置を提供する。
また、本発明の自己発光表示装置は、このような本発明の半導体装置を用いる自己発光表示装置を提供する。
また、本発明の太陽電池は、このような本発明の半導体装置を用いる太陽電池を提供する。
さらに、本発明の反射型液晶表示装置は、このような本発明の半導体装置用基板を用いる反射型液晶表示装置を提供する。
The dimming illumination device of the present invention provides a dimming illumination device using such a semiconductor device of the present invention.
The self-luminous display device of the present invention provides a self-luminous display device using such a semiconductor device of the present invention.
Moreover, the solar cell of this invention provides the solar cell using such a semiconductor device of this invention.
Furthermore, the reflective liquid crystal display device of the present invention provides a reflective liquid crystal display device using such a substrate for a semiconductor device of the present invention.

前述のように、本発明の半導体装置用基板は、シート状のアルミニウム基材の両面に、このアルミニウム基材の両面を陽極酸化してなる陽極酸化皮膜を有し、両面に形成された陽極酸化皮膜の少なくとも一方の表面に、ケイ素を含む酸化物からなる無孔質の保護層を有する。また、絶縁層となる陽極酸化皮膜は、室温で圧縮方向の歪みを有する。   As described above, the substrate for a semiconductor device of the present invention has an anodized film formed by anodizing both surfaces of the aluminum substrate on both surfaces of the sheet-like aluminum substrate, and anodized formed on both surfaces. A nonporous protective layer made of an oxide containing silicon is provided on at least one surface of the film. Moreover, the anodic oxide film used as an insulating layer has distortion of a compression direction at room temperature.

本発明においては、陽極酸化皮膜は、フレキシブル性をもった絶縁層としての機能を示す。この陽極酸化皮膜が両面に形成されていることによって、基板の反りを抑制できる。また、片面のみに陽極酸化皮膜が形成されたアルミニウム製の基板では、裏面に軟質なアルミニウムがむき出しになっていることから、傷が付きやすく、また、特に基板が薄い場合はキンク等が入りやすいため、製造歩留まりの低下や、絶縁基板としての信頼性が低下する。これに対し、両面に陽極酸化皮膜を形成した基板とすることにより、これらの問題が起こらず、優れた絶縁層つき基材12となる。また、ロールトゥロール製造で、基板を重ねて巻き取る場合においては、一方の面に陽極酸化皮膜がないと、金属アルミニウム分が、重ねられた下部の陽極酸化皮膜上に付着し、絶縁層の機能を低下させたり、金属のコンタミネーションの原因となったりするという問題がある。これに対し、基板の両面に陽極酸化皮膜を形成することにより、このような問題が生じないという利点もある。
以上のようなことから、両面に陽極酸化皮膜を形成した絶縁層つきのアルミニウム基板では、生産性および歩留まりを向上させることができ、さらに、基板上に形成した半導体素子の半導体特性の低下が抑制できる。
また、ケイ素を含む酸化物からなる無孔質の保護層は、多孔質の陽極酸化皮膜からの脱水を抑制する効果がある。そのため、少なくとも一方の面に、この保護層を有することにより、プロセス中の脱ガスにより、高い特性をもつ半導体層が得られない、といった問題を解消する。また、経時で基板から発生した水分に起因する光電変換層等の劣化を抑制できる。この特性劣化の抑制によって、長期間にわたって、高い半導体性能を維持できる。なお、本発明の基板においては、前述のように両面に陽極酸化皮膜が形成されているので、このような保護層は、両面に形成されるのが好ましい。しかも、半導体素子を作製する側の面に形成された保護層に関しては、半導体素子形成面の平坦化や、細孔閉塞による表面積低減といった機能も有する。
さらに、両面の陽極酸化皮膜が、室温で圧縮方向の歪みを有する。そのため、曲げ歪みを受けた場合や、高温下の条件等でも、絶縁層である陽極酸化皮膜にクラックが生じるのを防止できる。これにより、長期に渡って良好な絶縁性を発揮する。
In the present invention, the anodized film functions as an insulating layer having flexibility. The warpage of the substrate can be suppressed by forming the anodized film on both sides. In addition, aluminum substrates with an anodized film formed on only one side are easily scratched because the back side is exposed to soft aluminum, and kinks are likely to enter, especially when the substrate is thin. For this reason, the manufacturing yield decreases and the reliability as an insulating substrate decreases. On the other hand, by using a substrate having an anodized film formed on both sides, these problems do not occur and the substrate 12 with an insulating layer is excellent. In roll-to-roll manufacturing, when the substrate is stacked and wound, if there is no anodized film on one side, the metal aluminum component adheres to the stacked lower anodized film and the insulating layer There is a problem that the function is deteriorated or metal contamination is caused. On the other hand, by forming an anodic oxide film on both sides of the substrate, there is an advantage that such a problem does not occur.
As described above, in an aluminum substrate with an insulating layer in which an anodized film is formed on both sides, productivity and yield can be improved, and further, deterioration of semiconductor characteristics of a semiconductor element formed on the substrate can be suppressed. .
Moreover, the nonporous protective layer made of an oxide containing silicon has an effect of suppressing dehydration from the porous anodic oxide film. Therefore, by having this protective layer on at least one surface, the problem that a semiconductor layer having high characteristics cannot be obtained by degassing during the process is solved. In addition, deterioration of the photoelectric conversion layer and the like due to moisture generated from the substrate over time can be suppressed. By suppressing this characteristic deterioration, high semiconductor performance can be maintained over a long period of time. In the substrate of the present invention, since the anodic oxide film is formed on both sides as described above, such a protective layer is preferably formed on both sides. In addition, the protective layer formed on the surface on which the semiconductor element is manufactured has functions such as flattening the surface on which the semiconductor element is formed and reducing the surface area due to pore blockage.
Furthermore, the anodic oxide coating on both sides has a compressive strain at room temperature. Therefore, cracks can be prevented from occurring in the anodic oxide film as the insulating layer even when subjected to bending strain or under conditions at high temperatures. Thereby, good insulation is demonstrated over a long period of time.

好ましくは、本発明の半導体装置用基板として、含有水分量、表面粗さ、表面の水の接触角が、適切な数値を有する物を用いることにより、高い特性の可撓性を有する半導体素子が得られる。
特に、水分含有量すなわち脱水の少ない基板を用いることが、初期特性の向上、経時劣化の抑制に極めて効果的である。
Preferably, as a substrate for a semiconductor device according to the present invention, a semiconductor element having high characteristics of flexibility can be obtained by using a material having an appropriate value for water content, surface roughness, and surface water contact angle. can get.
In particular, the use of a substrate having a low water content, that is, low dehydration, is extremely effective in improving initial characteristics and suppressing deterioration over time.

上記本発明の半導体装置用基板を用いる、本発明の半導体装置(半導体デバイス)および反射型液晶表示装置、ならびに、この半導体装置を用いる調光型照明装置、自己発光表示装置および太陽電池は、良好な可撓性(フレキシブル性)に加え、耐久性および高い特性をもつ装置を得られる。特に、本発明の半導体装置を、有機薄膜太陽電池に利用した場合、高い光電変換効率を発現し、かつ、高い可撓性を有する太陽電池を作製できる。
また、封止によりモジュールを構成した場合においても、基板からの経時の脱水が極めて少ないため、半導体素子の劣化がほとんど起こらない。
そのため、特に、有機薄膜太陽電池においては、光電変換層が経時劣化しないため、長期間にわたって高い変換効率が維持される。また、その他の半導体装置においても、例えば透明電極に用いられる酸化亜鉛が経時劣化しないため、長期間にわたって高い特性が維持される。
The semiconductor device (semiconductor device) and the reflective liquid crystal display device of the present invention using the substrate for a semiconductor device of the present invention, and the dimming illumination device, self-luminous display device and solar cell using the semiconductor device are good. In addition to the flexibility (flexibility), a device having durability and high characteristics can be obtained. In particular, when the semiconductor device of the present invention is used for an organic thin film solar cell, a solar cell that exhibits high photoelectric conversion efficiency and high flexibility can be manufactured.
Even when the module is formed by sealing, the dehydration with time from the substrate is extremely small, so that the semiconductor element hardly deteriorates.
Therefore, in particular, in an organic thin film solar cell, since the photoelectric conversion layer does not deteriorate with time, high conversion efficiency is maintained over a long period of time. Also, in other semiconductor devices, for example, zinc oxide used for the transparent electrode does not deteriorate with time, so that high characteristics are maintained over a long period of time.

本発明の半導体装置用基板の一例を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally an example of the board | substrate for semiconductor devices of this invention. 本発明の太陽電池の一例を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally an example of the solar cell of this invention. 本発明の太陽電池の別の例を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally another example of the solar cell of this invention. 本発明の調光型照明装置の一例を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally an example of the light control type illuminating device of this invention. (A)および(B)は、本発明の反射型液晶表示装置の一例を、(C)は、通常の液晶表示装置の一例を、それぞれ、概念的に示す図である。(A) and (B) are figures which show notionally an example of the reflection type liquid crystal display device of this invention, and (C) is a figure which each shows an example of a normal liquid crystal display device notionally.

以下、本発明の半導体装置用基板、半導体装置、調光型照明装置、自己発光表示装置、太陽電池および反射型液晶表示装置について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。   Hereinafter, a substrate for a semiconductor device, a semiconductor device, a dimming illumination device, a self-luminous display device, a solar cell, and a reflective liquid crystal display device according to the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings. To do.

図1に、本発明の半導体装置用基板の一例を概念的に示す。
図1に示す半導体装置用基板10(以下、基板10とする)は、基本的に、アルミニウム製の基材12と、この基材12の両面に形成された陽極酸化皮膜14と、両陽極酸化皮膜14の表面に形成された保護層16とを有して構成される。また、保護層16は、ケイ素を含む無孔質の酸化物から構成されるものである。
このような本発明の基板10は、高い絶縁性と優れた可撓性(フレキシブル性)を有するものであり、各種の半導体装置、例えば、調光型照明装置、自己発光表示装置および太陽電池などの半導体装置や、反射型の液晶表示装置等に、好適に利用される。
FIG. 1 conceptually shows an example of a semiconductor device substrate of the present invention.
A substrate 10 for a semiconductor device (hereinafter referred to as a substrate 10) shown in FIG. 1 basically includes a base 12 made of aluminum, an anodized film 14 formed on both surfaces of the base 12, and both anodized. And a protective layer 16 formed on the surface of the film 14. The protective layer 16 is made of a nonporous oxide containing silicon.
Such a substrate 10 of the present invention has high insulation and excellent flexibility (flexibility), and various semiconductor devices such as a dimming illumination device, a self-luminous display device, and a solar cell. The present invention is suitably used for such semiconductor devices and reflective liquid crystal display devices.

本発明の基板10の厚さには、限定はないが、300μm以下が好ましい。厚さを300μm以下とすることにより、好適な可撓性を有する基板10が得られる。   Although there is no limitation in the thickness of the board | substrate 10 of this invention, 300 micrometers or less are preferable. By setting the thickness to 300 μm or less, the substrate 10 having suitable flexibility can be obtained.

また、基板10は、反りが少ないのが好ましく、特に、室温(25℃)において、曲率半径が1m以上であるのが好ましい。
基板10の室温における曲率半径を1m以上にすることにより、基板10の上への半導体素子を構成するの各層の形成を容易にでき、すなわちプロセス適性を高くできる。また、基板10の曲率半径を1m以上にすることにより、基板10に半導体素子を容易かつ適正に作製できるので、半導体装置の歩留りを向上し、さらに、半導体装置の特性も向上できる。
なお、基板10の反りは、基材12(その厚さ方向の中央)を中心に、陽極酸化皮膜14および保護層16を、可能な範囲で対称(面対称)に形成することにより、小さくすることができる。
Moreover, it is preferable that the board | substrate 10 has few curvature, and it is preferable that a curvature radius is 1 m or more especially at room temperature (25 degreeC).
By setting the radius of curvature of the substrate 10 at room temperature to 1 m or more, formation of each layer constituting the semiconductor element on the substrate 10 can be facilitated, that is, process suitability can be enhanced. In addition, by setting the radius of curvature of the substrate 10 to 1 m or more, a semiconductor element can be easily and properly manufactured on the substrate 10, so that the yield of the semiconductor device can be improved and the characteristics of the semiconductor device can also be improved.
In addition, the curvature of the board | substrate 10 is made small by forming the anodized film 14 and the protective layer 16 symmetrically (plane symmetry) in the possible range centering on the base material 12 (the center of the thickness direction). be able to.

基板10は、放出する水分量が少ないのが好ましく、特に、10μg/cm2以下であるのが好ましい。基板10の水分放出量は、5μg/cm2以下であるのがより好ましく、2μg/cm2以下であるのが特に好ましい。
基板10に含有される水分は、その上に形成される半導体素子の製造中や、半導体装置が完成した後も経時によって放出される。この水分は、半導体素子を構成する各層、例えば光電変換層等に悪影響を与える。
これに対し、基板10から放出される水分量を10μg/cm2以下とすることにより、半導体素子(半導体装置)の初期特性を向上し、さらに、経時劣化も抑制できる。
The substrate 10 preferably releases a small amount of water, and particularly preferably 10 μg / cm 2 or less. The moisture release amount of the substrate 10 is more preferably 5 μg / cm 2 or less, and particularly preferably 2 μg / cm 2 or less.
Moisture contained in the substrate 10 is released over time even during the manufacture of the semiconductor element formed thereon and after the semiconductor device is completed. This moisture adversely affects each layer constituting the semiconductor element, such as a photoelectric conversion layer.
On the other hand, by setting the amount of moisture released from the substrate 10 to 10 μg / cm 2 or less, the initial characteristics of the semiconductor element (semiconductor device) can be improved, and deterioration over time can be suppressed.

前述のように、基板10は、アルミニウム製の基材12の両面に、アルミニウムの陽極酸化による陽極酸化皮膜14を有し、その上に、保護層16を有する。
このような基板10は、基材12となるシート状(板状/フィルム状)のアルミニウム材の両面を陽極酸化して陽極酸化皮膜14を形成し、両陽極酸化皮膜14の表面に、塗布法あるいは気相成膜法によって保護層16を形成することで、製造される。
As described above, the substrate 10 has the anodized film 14 formed by anodic oxidation of aluminum on both surfaces of the aluminum base material 12, and the protective layer 16 thereon.
Such a substrate 10 is formed by anodizing both surfaces of a sheet-like (plate-like / film-like) aluminum material to be a base material 12 to form an anodized film 14. Alternatively, the protective layer 16 is formed by a vapor deposition method.

基材12は、高純度のアルミニウム材であるのが好ましく、特に、アルミニウム含有量が99質量%以上であるのが好ましい。
基材12の純度を高くすることにより、陽極酸化皮膜14の絶縁性を高くすることができる。特に、アルミニウムの純度を99質量%以上とすることで、十分な絶縁性を有する陽極酸化皮膜14を形成できる。
The substrate 12 is preferably a high-purity aluminum material, and particularly preferably has an aluminum content of 99% by mass or more.
By increasing the purity of the base material 12, the insulating property of the anodized film 14 can be increased. In particular, when the purity of aluminum is 99% by mass or more, the anodic oxide film 14 having sufficient insulation can be formed.

基材12は、アルミニウムと不可避不純物からなる。不可避不純物の大部分は、アルミニウム地金中に含有される。不可避不純物は、例えば、アルミニウム純度99.7%〜99.99%の地金に含有されるものであれば、本発明の効果を損なわない。
不可避不純物については、例えば、L.F.Mondolfo著「Aluminum Alloys:Structure and properties」(1976年)等に記載されている量の不純物が含有されていてもよい。アルミニウムに含有される不可避不純物としては、例えば、亜鉛、チタン、ホウ素、ガリウム、ニッケル、リチウム、ベリリウム、スカンジウム、モリブデン、銀、ゲルマニウム、セレン、ニオブ、ジスプロシウム、金、カリウム、ルビジウム、セシウム、ストロンチウム、イットリウム、ハフニウム、タングステン、ニオブ、タンタル、テクネチウム、レニウム、ルテニウム、オスミウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、白金、インジウム、タリウム、砒素、セレン、テルル、ポロニウム、プラセオジム、サマリウム、テルビウム、バリウム、コバルト、カドミウム、ビスマス、ランタン、ナトリウム、カルシウム、ジルコニウム、クロム、バナジウム、リン、硫黄からなる群から選ばれる1種以上の元素が例示され、0.001〜100ppmを含んでいてもよい。
好ましくは、アルミニウムに含まれる不可避的不純物は、ケイ素、鉄、銅、マンガン、亜鉛、クロム、チタン、鉛、ニッケル、ガリウム、ジルコニウム、バナジウム、スカンジウム、ホウ素、ナトリウムの少なくとも一つの元素で、その含有量が0〜0.008質量%であることが好ましく、さらに、0〜0.006質量%が好ましく、0〜0.005質量%が特に好ましい。
The substrate 12 is made of aluminum and inevitable impurities. Most of the inevitable impurities are contained in the aluminum ingot. If the inevitable impurities are contained in, for example, a metal having an aluminum purity of 99.7% to 99.99%, the effect of the present invention is not impaired.
As for the inevitable impurities, for example, the amount of impurities described in “Aluminum Alloys: Structure and properties” (1976) by LF Mondolfo may be contained. Examples of inevitable impurities contained in aluminum include, for example, zinc, titanium, boron, gallium, nickel, lithium, beryllium, scandium, molybdenum, silver, germanium, selenium, niobium, dysprosium, gold, potassium, rubidium, cesium, strontium, Yttrium, hafnium, tungsten, niobium, tantalum, technetium, rhenium, ruthenium, osmium, rhodium, iridium, palladium, platinum, indium, thallium, arsenic, selenium, tellurium, polonium, praseodymium, samarium, terbium, barium, cobalt, cadmium, Exemplified are one or more elements selected from the group consisting of bismuth, lanthanum, sodium, calcium, zirconium, chromium, vanadium, phosphorus, and sulfur. 00ppm may contain a.
Preferably, the inevitable impurities contained in the aluminum are at least one element of silicon, iron, copper, manganese, zinc, chromium, titanium, lead, nickel, gallium, zirconium, vanadium, scandium, boron, sodium, and the content thereof The amount is preferably 0 to 0.008% by mass, more preferably 0 to 0.006% by mass, and particularly preferably 0 to 0.005% by mass.

なお、基材12は、例外的に、アルミニウム以外にマンガンおよび/またはリチウムを、1質量%以上、含有してもよい。
この際において、基材12は、アルミニウムを95質量%以上含有するのが好ましい。すなわち、基材12は、マンガンおよび/またはリチウムを1〜5質量%含有し、残部がアルミニウムあるいはさらに不可避不純物から成るアルミニウム合金であってもよい。
In addition, the base material 12 may contain manganese and / or lithium 1 mass% or more exceptionally besides aluminum.
In this case, the base material 12 preferably contains 95% by mass or more of aluminum. That is, the base material 12 may be an aluminum alloy containing 1 to 5% by mass of manganese and / or lithium, with the balance being aluminum or further unavoidable impurities.

基材12がマンガンを含有することにより、陽極酸化皮膜14を低エネルギーで形成することができる。
陽極酸化皮膜14は、一般的に、電解液に浸漬したアルミニウムを陽極として、一定時間一定電流を流す(定電流電解)か、一定時間一定電圧をかける(定電圧電解)ことによって作製される。定電流電解の場合、アルミニウムにマンガンを添加すると陽極酸化の電圧が低下する。そのため、必要な電力が少なくて済み、低エネルギーでの陽極酸化皮膜14の形成が可能になる。一方、定電圧電解の場合、アルミニウムにマンガンを添加すると、陽極酸化の電流が上昇し、短時間で同じ厚さの陽極酸化皮膜が得られる。そのため、必要な電力が少なくて済み、低エネルギーでの製造が可能となる。
また、マンガンの添加により、アルミニウム合金の強度が高まるため、張力をかけながら搬送するロールトゥロール製造においても、基板の歪み等が発生しづらく、基板製造時の歩留まりが高くなる。そのため、基板10の低コスト化が可能である。
さらに、マンガンの添加により、加熱時にアルミニウムが軟化しづらくなり、陽極酸化皮膜にクラックが入りにくく、基板10の絶縁信頼性を高めることができる。
When the base material 12 contains manganese, the anodic oxide film 14 can be formed with low energy.
The anodic oxide film 14 is generally produced by flowing a constant current for a certain period of time (constant current electrolysis) or applying a constant voltage for a certain period of time (constant voltage electrolysis) using aluminum immersed in an electrolytic solution as an anode. In the case of constant current electrolysis, the addition of manganese to aluminum lowers the anodic oxidation voltage. Therefore, less power is required and the anodized film 14 can be formed with low energy. On the other hand, in the case of constant voltage electrolysis, when manganese is added to aluminum, the anodic oxidation current increases, and an anodic oxide film having the same thickness can be obtained in a short time. Therefore, less electric power is required and manufacturing with low energy becomes possible.
Further, the addition of manganese increases the strength of the aluminum alloy, so that even in roll-to-roll manufacturing that transports while applying tension, distortion of the substrate is not easily generated, and the yield in manufacturing the substrate is increased. Therefore, the cost of the substrate 10 can be reduced.
Furthermore, the addition of manganese makes it difficult for the aluminum to soften during heating, makes it difficult for cracks to form in the anodized film, and improves the insulation reliability of the substrate 10.

基材12において、マンガンの含有量(添加量)は1〜5質量%が好ましく、特に,2〜5質量%以下であるのが好ましい。
基材12がマンガンを1質量%以上含有することにより、マンガン添加の効果を好適に得て、低エネルギーでの陽極酸化膜14の形成が可能になる。また、基材12のマンガン含有量を5質量%以下とすることにより、半導体素子の形成等のために基板10を高温にした際のアルミニウム−マンガン材部分の軟化を抑制して、保護層16上に形成される半導体素子を構成する各層を好適に保持できる。
In the base material 12, the content (addition amount) of manganese is preferably 1 to 5% by mass, and particularly preferably 2 to 5% by mass or less.
When the base material 12 contains 1% by mass or more of manganese, the effect of adding manganese is preferably obtained, and the anodic oxide film 14 can be formed with low energy. Further, by setting the manganese content of the base material 12 to 5% by mass or less, softening of the aluminum-manganese material portion when the substrate 10 is heated to high temperature for the formation of a semiconductor element or the like is suppressed, and the protective layer 16 Each layer constituting the semiconductor element formed thereon can be suitably held.

また、基材12がリチウムを含むことにより、マンガンを含む場合と同様に、陽極酸化皮膜14を低エネルギーで形成することができる。
基材12において、リチウムの含有量(添加量)は1〜5質量%が好ましく、特に,2〜5質量%以下であるのが好ましい。
基材12がリチウムを1質量%以上含有することにより、リチウム添加の効果を好適に得て、低エネルギーでの陽極酸化膜14の形成が可能になる。また、基材12のリチウム含有量を5質量%以下とすることにより、半導体素子の形成等のために基板10を高温(同前)にした際のアルミニウム−リチウム材部分の軟化を抑制して、保護層16上に形成される半導体素子を構成する各層を好適に保持できる。
なお、マンガンとリチウムは、併用して用いてもよい。
Moreover, when the base material 12 contains lithium, the anodic oxide film 14 can be formed with low energy as in the case of containing manganese.
In the base material 12, the lithium content (addition amount) is preferably 1 to 5% by mass, and particularly preferably 2 to 5% by mass or less.
When the substrate 12 contains 1% by mass or more of lithium, the effect of lithium addition is suitably obtained, and the anodic oxide film 14 can be formed with low energy. In addition, by making the lithium content of the base material 12 5% by mass or less, the softening of the aluminum-lithium material portion when the substrate 10 is heated to a high temperature (same as above) for forming a semiconductor element or the like is suppressed. Each layer constituting the semiconductor element formed on the protective layer 16 can be suitably held.
Note that manganese and lithium may be used in combination.

基材12の厚さ(シート状のアルミニウムを陽極酸化した後の、陽極酸化皮膜14を除くアルミニウム部分の厚さ)には、限定はないが、5〜260μmが好ましい。
基材12の厚さを5μm以上とすることにより、半導体素子の形成等の際における加熱による基材12への影響を抑制し、基板10全体が軟化することを、好適に防止できる。また、基材12の厚さを260μm以下とすることにより、好適な可撓性を安定して確保することが可能になる。
Although there is no limitation in the thickness (thickness of the aluminum part except the anodic oxide film 14 after anodizing sheet-like aluminum) of the base material 12, 5-260 micrometers is preferable.
By setting the thickness of the base material 12 to 5 μm or more, the influence on the base material 12 due to heating during the formation of a semiconductor element or the like can be suppressed, and the entire substrate 10 can be suitably prevented from being softened. In addition, by setting the thickness of the base material 12 to 260 μm or less, it is possible to stably ensure suitable flexibility.

基材12の両面には、陽極酸化皮膜14が形成される。前述のように、陽極酸化皮膜14は、基材12となるシート状のアルミニウム材の両面を陽極酸化することによって形成される。
この陽極酸化皮膜14は、基板10の上に形成された半導体素子に対する絶縁層として作用する。
An anodized film 14 is formed on both surfaces of the substrate 12. As described above, the anodized film 14 is formed by anodizing both surfaces of a sheet-like aluminum material to be the base 12.
This anodic oxide film 14 acts as an insulating layer for the semiconductor element formed on the substrate 10.

2つの陽極酸化皮膜14の種類および厚さは、等しくても、異なっていてもよい。
なお、基板10の反りを抑制する観点からは、2つの陽極酸化皮膜14の厚さは、等しいのが好ましい。ここで、本発明において、2つの陽極酸化皮膜14の厚さが等しいとは、一方の厚さに対して、他方の厚さが±10%以内の範囲にあることを言う。
The types and thicknesses of the two anodic oxide films 14 may be the same or different.
From the viewpoint of suppressing the warpage of the substrate 10, the thicknesses of the two anodic oxide films 14 are preferably equal. Here, in the present invention, that the thickness of the two anodic oxide films 14 is equal means that the thickness of the other anodic oxide film 14 is within a range of ± 10% with respect to one thickness.

なお、本発明において、2つの陽極酸化皮膜14は、片面ずつ形成しても、両面を同時に形成してもよい。
陽極酸化皮膜14を両面同時に形成する場合、陽極酸化皮膜14の種類は同じになり、また、一般的には、厚さも等しくなる。
In the present invention, the two anodic oxide films 14 may be formed on one side or on both sides simultaneously.
When the anodic oxide film 14 is formed on both sides simultaneously, the types of the anodic oxide film 14 are the same, and generally the thicknesses are also equal.

陽極酸化皮膜14は、通常、多数の細孔を有する多孔質構造を有する。
陽極酸化皮膜14が多孔質構造を有することにより、基板10は、良好な可撓性を発現する。また、陽極酸化皮膜14が多孔質構造を有することにより、基板10を湾曲させた場合における陽極酸化皮膜14の割れ等の損傷を防止できる。
The anodized film 14 usually has a porous structure having a large number of pores.
Since the anodized film 14 has a porous structure, the substrate 10 exhibits good flexibility. In addition, since the anodic oxide film 14 has a porous structure, damage such as cracking of the anodic oxide film 14 when the substrate 10 is bent can be prevented.

陽極酸化皮膜14の細孔の径(直径)は、4〜100nmが好ましい。
陽極酸化皮膜14の細孔径を4nm以上とすることにより、皮膜の比表面積が不要に大きくなることを防止して、陽極酸化皮膜14に含まれる水分の増加を抑制できるので、後述する保護層16による細孔の閉塞による脱水の抑制効果を十分に得て、水分に起因する半導体素子の性能低下を、好適に防止できる。
また、基材12と陽極酸化皮膜14との界面部分には、バリア層と呼ばれる非多孔質部が生成される。また、バリア層の厚さは、細孔径の大きさに、ほぼ比例する。ここで、陽極酸化皮膜14の細孔径を100nm以下とすることにより、バリア層が不要に厚くなって剛性が高くなることを防止でき、可撓性の良好な基板10が得られる。また、基板10を湾曲させた場合における陽極酸化皮膜14の割れ等の損傷を防止できる。
The pore diameter (diameter) of the anodized film 14 is preferably 4 to 100 nm.
By setting the pore diameter of the anodized film 14 to 4 nm or more, the specific surface area of the film can be prevented from becoming unnecessarily large, and an increase in moisture contained in the anodized film 14 can be suppressed. It is possible to sufficiently obtain a dehydration suppressing effect due to clogging of the pores, and to suitably prevent the performance of the semiconductor element from being deteriorated due to moisture.
In addition, a non-porous portion called a barrier layer is generated at the interface portion between the substrate 12 and the anodic oxide film 14. The thickness of the barrier layer is substantially proportional to the size of the pore diameter. Here, by setting the pore diameter of the anodized film 14 to 100 nm or less, it is possible to prevent the barrier layer from becoming unnecessarily thick and to increase the rigidity, and the substrate 10 having good flexibility can be obtained. Further, it is possible to prevent damage such as cracking of the anodic oxide film 14 when the substrate 10 is bent.

なお、陽極酸化皮膜14の細孔径は、陽極酸化条件の調節によって、制御することが可能である。   The pore diameter of the anodized film 14 can be controlled by adjusting the anodizing conditions.

陽極酸化皮膜14の厚さは、0.5〜20μmが好ましい。
陽極酸化皮膜14の厚さを0.5μm以上とすることにより、基板10が、安定して十分な絶縁性を確保することができる。また、半導体素子の形成等の際における加熱時に基材12の影響が大きくなることを防止して、基板10全体が軟化することを、好適に防止できる。
陽極酸化膜14の厚さを20μm以下とすることにより、全体の剛性が高くなることを抑制して、可撓性に優れる基板10を安定して得ることができる。
The thickness of the anodized film 14 is preferably 0.5 to 20 μm.
By setting the thickness of the anodic oxide film 14 to 0.5 μm or more, the substrate 10 can stably ensure sufficient insulation. Moreover, it can prevent that the influence of the base material 12 becomes large at the time of the heating in the case of formation of a semiconductor element, etc., and can prevent suitably the board | substrate 10 whole softening.
By setting the thickness of the anodic oxide film 14 to 20 μm or less, it is possible to suppress the increase in the overall rigidity and stably obtain the substrate 10 having excellent flexibility.

陽極酸化皮膜14は、公知のアルミニウムの陽極酸化によって形成できる。
すなわち、陽極酸化皮膜14は、基材12となるアルミニウム材を陽極として、陰極と共に電解液に浸漬させ、陽極陰極間に電圧を印加することにより、陽極酸化膜を形成できる。
電解液としては、硫酸、リン酸、クロム酸、シュウ酸、マロン酸、酒石酸、スルファミン酸、ベンゼンスルホン酸、およびアミドスルホン酸等の酸を、1種または2種以上含む酸性電解液が用いられる。
The anodized film 14 can be formed by known anodization of aluminum.
That is, the anodic oxide film 14 can form an anodic oxide film by immersing the aluminum material used as the base material 12 as an anode in an electrolytic solution together with a cathode, and applying a voltage between the anode and the cathode.
As the electrolytic solution, an acidic electrolytic solution containing one or more acids such as sulfuric acid, phosphoric acid, chromic acid, oxalic acid, malonic acid, tartaric acid, sulfamic acid, benzenesulfonic acid, and amidosulfonic acid is used. .

前述のように、電解液の種類、電解液の濃度、液温、電流密度、電圧、処理時間などの陽極酸化条件を、適宜、調整することにより、前述の陽極酸化皮膜14の細孔径を制御することができる。
また、陽極酸化皮膜14は、基材14の両面に同時に形成してもよく、マスキング等を利用して、片面ずつ形成してもよい。
As described above, the pore diameter of the anodized film 14 is controlled by appropriately adjusting the anodizing conditions such as the type of the electrolyte, the concentration of the electrolyte, the temperature, the current density, the voltage, and the treatment time. can do.
Moreover, the anodic oxide film 14 may be simultaneously formed on both surfaces of the base material 14, or may be formed on each side using masking or the like.

また、本発明の基板10は、陽極酸化皮膜14が、室温(23℃)で、圧縮方向cの歪を有する。好ましくは、陽極酸化皮膜14が、0.005〜0.25%の圧縮方向cの歪(以下、『圧縮歪み』とも言う)を有する。
陽極酸化皮膜14が圧縮歪みを有することにより、高温に曝された場合や、曲げ方向の力等を受けた場合でも、陽極酸化皮膜14にクラックが生じることを防止できる。そのため、基板10が、高い絶縁性を維持することができる。
特に、0.005%以上の圧縮歪みを有することにより、圧縮力が陽極酸化皮膜14に好適に作用して、良好な耐クラック性の効果が得られる。他方、陽極酸化皮膜14の圧縮歪みが大き過ぎると、陽極酸化皮膜14の剥離、強すぎる圧縮歪みに起因するクラックの発生や平坦性の低下等が生じる場合が有るが、圧縮歪みを0.25%以下とすることにより、これらの不都合を、好適に防止できる。また、この点を考慮すると、陽極酸化皮膜14の圧縮歪みは、特に好ましくは、0.20%以下である。
Moreover, as for the board | substrate 10 of this invention, the anodized film 14 has a distortion of the compression direction c at room temperature (23 degreeC). Preferably, the anodized film 14 has a strain in the compression direction c of 0.005 to 0.25% (hereinafter also referred to as “compression strain”).
Since the anodic oxide film 14 has a compressive strain, it is possible to prevent the anodic oxide film 14 from being cracked even when exposed to a high temperature or when subjected to a bending force or the like. Therefore, the substrate 10 can maintain high insulation.
In particular, by having a compressive strain of 0.005% or more, the compressive force suitably acts on the anodized film 14, and a good crack resistance effect is obtained. On the other hand, if the compressive strain of the anodic oxide film 14 is too large, peeling of the anodic oxide film 14, generation of cracks due to too strong compressive strain, deterioration of flatness, etc. may occur, but the compressive strain is 0.25. By setting the ratio to not more than%, these inconveniences can be suitably prevented. Considering this point, the compressive strain of the anodized film 14 is particularly preferably 0.20% or less.

従来から、陽極酸化皮膜14が絶縁層として金属製の基材に形成された半導体装置用の基板において、半導体素子製造時の耐熱性、ロールトゥロールでの製造時、および可撓性基板としての耐曲げ性、長期にわたっての耐久性、強度が課題となっている。
耐熱性の課題は、高温に曝すと金属製の基材の伸びに陽極酸化皮膜14が耐え切れず、陽極酸化皮膜14が破断してしまうことに起因する。これは、基材12と陽極酸化皮膜14の熱膨張係数の差が大きいことによる。
Conventionally, in a substrate for a semiconductor device in which an anodized film 14 is formed on a metal base material as an insulating layer, heat resistance at the time of manufacturing a semiconductor element, manufacturing at a roll-to-roll, and as a flexible substrate Bending resistance, long-term durability, and strength are issues.
The problem of heat resistance is due to the fact that the anodized film 14 cannot withstand the elongation of the metal base material when exposed to a high temperature, and the anodized film 14 breaks. This is because the difference in thermal expansion coefficient between the base material 12 and the anodized film 14 is large.

基材12であるアルミニウムは、熱膨張係数は23ppm/Kであり、その陽極酸化皮膜14の熱膨張係数は4〜5ppm/Kである。このため、熱膨張係数の差によって伸び量に差が出てしまう高温時において、金属製の基材の伸びに陽極酸化皮膜14が耐え切れず陽極酸化皮膜が破断するほどの引張力がかかってしまう。   Aluminum which is the base material 12 has a thermal expansion coefficient of 23 ppm / K, and the thermal expansion coefficient of the anodized film 14 is 4 to 5 ppm / K. For this reason, at a high temperature at which a difference in elongation occurs due to a difference in the thermal expansion coefficient, a tensile force is applied so that the anodized film 14 cannot withstand the elongation of the metal base material and the anodized film breaks. End up.

耐曲げ性の課題は、陽極酸化皮膜14を外側にして曲げた場合に与えられる引張応力に、陽極酸化皮膜14が耐え切れず、陽極酸化皮膜14が破断してしまうことに起因する。   The problem of bending resistance is caused by the fact that the anodized film 14 cannot withstand the tensile stress applied when the anodized film 14 is bent outward, and the anodized film 14 is broken.

耐久性、強度の課題は、以下のような外乱に伴う応力変化に、陽極酸化皮膜14が耐え切れず、陽極酸化皮膜14が破断してしまうことに起因する。具体的な外乱としては、陽極酸化皮膜14に与長期間にわたる運転・停止などに伴う温度上昇・低下による基板の熱膨張・収縮、外部からの応力、湿度・温度・酸化などに伴う陽極酸化皮膜・半導体層・封止層などの変質・体積変化に伴う応力などがある。   The problems of durability and strength are caused by the fact that the anodic oxide film 14 cannot withstand the stress change caused by the following disturbance and the anodic oxide film 14 is broken. Specific disturbances include thermal expansion / contraction of the substrate due to temperature increase / decrease associated with operation / stop for a long period of time on the anodic oxide film 14, anodic oxide film accompanying external stress, humidity / temperature / oxidation, etc.・ There are stresses associated with alteration and volume change of the semiconductor layer and sealing layer.

これに対し、陽極酸化皮膜14に、室温で圧縮方向の歪みを与えておくことで、半導体素子製造時の耐熱性、ロールトゥロールでの製造時、および可撓性基板としての耐曲げ性、長期にわたっての耐久性、強度を有する陽極酸化皮膜14を実現できる。
室温において、陽極酸化皮膜14に圧縮方向の歪みが与えられることにより、耐クラック性が向上する理由は、次のように説明できる。ここでは、例として耐熱クラック耐性向上の機構を模式的に説明するが、引張り力に対して陽極酸化皮膜14の破断が抑制されるという点で、曲げ、温度変化といった外部からの応力に対する耐クラック性の向上全般にわたって同様の機構が働くことが推定される。
On the other hand, by giving a strain in the compression direction to the anodized film 14 at room temperature, heat resistance at the time of manufacturing a semiconductor element, manufacturing at a roll-to-roll, and bending resistance as a flexible substrate, An anodic oxide film 14 having long-term durability and strength can be realized.
The reason why crack resistance is improved by imparting strain in the compression direction to the anodized film 14 at room temperature can be explained as follows. Here, as an example, a mechanism for improving resistance to heat-resistant cracks will be schematically explained. It is estimated that a similar mechanism works throughout the improvement of sex.

通常の陽極酸化皮膜14が有する内部歪みは、室温において、0.005%〜0.06%程度の引張り歪みである。また、陽極酸化皮膜14の線熱膨張係数が5ppm/K程度であること、アルミニウムの線熱膨張係数は23ppm/Kであることから、アルミニウム製の基材12上の陽極酸化皮膜14の場合、温度上昇によって、陽極酸化皮膜14には18ppm/Kの割合で引張歪みが加えられることになる。陽極酸化皮膜14の破断限界である、0.16〜0.23%の引張歪みが加わると、クラックが発生する。この温度は、通常の陽極酸化皮膜14では、120℃〜150℃である。
一方、本発明の基板10における陽極酸化皮膜14は、室温において、内部歪みが圧縮歪みである。ここで、陽極酸化皮膜14の線熱膨張係数は、皮膜の種類によらず、ほぼ5ppm/K程度であり、本発明における陽極酸化皮膜14も5ppm/K程度である。したがって、温度上昇によって、陽極酸化皮膜14には18ppm/Kの割合で引張歪みが加えられることになる。陽極酸化皮膜14の破断限界は、皮膜の種類に因らず、0.16〜0.23%程度と推定され、この大きさの引張歪みが加わると、クラックが発生すると考えられる。
好ましい範囲である、室温において0.005%〜0.20%の圧縮歪みを有する陽極酸化皮膜14の場合、18ppm/Kの割合で引張歪みが加えられると仮定すると、0.16%〜0.23%の引張歪みは、170℃〜340℃で加わる。そのため、高温に曝されても、クラックが発生することを防止できる。
The internal strain of the normal anodized film 14 is a tensile strain of about 0.005% to 0.06% at room temperature. Moreover, since the linear thermal expansion coefficient of the anodized film 14 is about 5 ppm / K, and the linear thermal expansion coefficient of aluminum is 23 ppm / K, in the case of the anodized film 14 on the aluminum substrate 12, As the temperature rises, tensile strain is applied to the anodized film 14 at a rate of 18 ppm / K. When a tensile strain of 0.16 to 0.23%, which is the breaking limit of the anodic oxide film 14, is applied, a crack is generated. This temperature is 120 ° C. to 150 ° C. for a normal anodic oxide film 14.
On the other hand, the anodized film 14 in the substrate 10 of the present invention has an internal strain of compressive strain at room temperature. Here, the linear thermal expansion coefficient of the anodized film 14 is about 5 ppm / K regardless of the type of film, and the anodized film 14 in the present invention is also about 5 ppm / K. Therefore, tensile strain is applied to the anodized film 14 at a rate of 18 ppm / K due to the temperature rise. The rupture limit of the anodized film 14 is estimated to be about 0.16 to 0.23% regardless of the type of film, and it is considered that cracking occurs when a tensile strain of this magnitude is applied.
In the case of an anodized film 14 having a compressive strain of 0.005% to 0.20% at room temperature, which is a preferred range, assuming that tensile strain is applied at a rate of 18 ppm / K, 0.16% to 0.00. A 23% tensile strain is applied at 170-340 ° C. Therefore, it is possible to prevent cracks from occurring even when exposed to high temperatures.

室温において圧縮方向の歪みを有する陽極酸化皮膜14は、具体的には以下に記載するような方法によって得られる。もちろん、これらの手法のみにとどまるものでないことはいうまでもない。   Specifically, the anodic oxide film 14 having a compressive strain at room temperature is obtained by a method as described below. Of course, it goes without saying that these methods are not the only ones.

圧縮方向の歪みを与える方法の一つは、基材12を室温における使用状態よりも伸長させた状態で基材12を陽極酸化する手法である。例えば、弾性変形する範囲内の引張方向に引張力を与えるか、または曲率を与えた状態とすることができれば、特に限定されるものではない。例えば、ロールトゥロール方式を用いる場合、搬送時の張力を調整して基材12に引張力を与えるか、または陽極酸化槽内の搬送路の形状を曲面として基材12に曲率を与える。このような状態で陽極酸化処理を行うことにより、室温(23℃)での圧縮歪みの大きさが0.005%〜0.20%の陽極酸化皮膜14を得ることができる。   One method for imparting strain in the compression direction is a technique in which the base material 12 is anodized in a state where the base material 12 is stretched more than the use state at room temperature. For example, there is no particular limitation as long as a tensile force can be applied in a tensile direction within a range of elastic deformation or a curvature can be applied. For example, when the roll-to-roll method is used, a tensile force is applied to the substrate 12 by adjusting the tension during conveyance, or the curvature of the substrate 12 is imparted with the shape of the conveyance path in the anodizing tank as a curved surface. By performing anodizing treatment in such a state, an anodized film 14 having a compressive strain of 0.005% to 0.20% at room temperature (23 ° C.) can be obtained.

また、以下のような手法もある。温度が50℃〜98℃の水溶液を用いて基材12を室温における使用状態よりも伸長させた状態で陽極酸化することにより、室温に戻した際、陽極酸化皮膜14に圧縮歪みがかかった状態に変化する。この方法では、陽極酸化に用いる水溶液の温度は100℃程度が上限値であるため、基材12の伸長量は0.1%が限界である。このため、陽極酸化皮膜14の圧縮歪みの量も0.1%になる。このことから、温度が50℃〜98℃の水溶液を用いて、陽極酸化皮膜14に圧縮歪みを与える場合には、圧縮歪みの上限値は0.1%程度である。
このように50℃〜98℃の水溶液中で、陽極酸化を行う場合、水溶液は、温度25℃におけるpKa(酸解離定数)が2.5〜3.5の酸からなるものを用いることが好ましい。
There are also the following methods. A state in which compressive strain is applied to the anodized film 14 when the base material 12 is anodized using an aqueous solution having a temperature of 50 ° C. to 98 ° C. in a state where the base material 12 is stretched more than the use state at room temperature. To change. In this method, since the upper limit of the temperature of the aqueous solution used for anodization is about 100 ° C., the elongation amount of the base material 12 is limited to 0.1%. For this reason, the amount of compressive strain of the anodized film 14 is also 0.1%. Therefore, when compressive strain is applied to the anodized film 14 using an aqueous solution having a temperature of 50 ° C. to 98 ° C., the upper limit value of the compressive strain is about 0.1%.
Thus, when anodic oxidation is performed in an aqueous solution at 50 ° C. to 98 ° C., it is preferable to use an aqueous solution made of an acid having a pKa (acid dissociation constant) at a temperature of 25 ° C. of 2.5 to 3.5. .

さらにまた、以下のような手法もある。陽極酸化皮膜14を形成した基材12を、陽極酸化皮膜14が割れない程度の温度にまで昇温して熱処理(アニール処理)を施すことにより、室温に戻した際、陽極酸化皮膜14に圧縮歪みがかかった状態に変化する。これは、高温時に陽極酸化皮膜14が伸張状態において、その構造変化を生じて引張歪みが緩和し、温度が下がる際のアルミニウム材の収縮に伴って陽極酸化皮膜14に圧縮歪みが生じる。
陽極酸化皮膜14に圧縮歪みを付与する熱処理は、加熱温度が100〜600℃、保持時間が1秒〜100時間の条件で行うことが好ましい。この場合、熱処理の加熱温度は、基材12の軟化温度以下である。
熱処理を100℃以上とすることにより、好適に、圧縮化効果が得られる。一方、熱処理の加熱温度が高すぎると、基材12と陽極酸化皮膜14との熱膨張係数の差により陽極酸化皮膜14が割れてしまう虞があるが、600℃以下とすれば、このような不都合を防止できる。なお、本発明は、基材12としてアルミニウムを用いるので、高温ほどアルミニウムの軟化が甚だしく、基材12の変形を引き起こす虞があるため、熱処理の温度は、好ましくは、300℃以下、さらに好ましくは200℃以下、特に好ましくは150℃以下である。
また、熱処理は、僅かな時間でも圧縮か効果が得られるため、1秒以上の熱処理を行えば、好適に、陽極酸化皮膜14に圧縮歪みを付与できる。一方、熱処理の保持時間は、100時間を超えて行っても圧縮化効果が飽和してしまうため、上限を100時間とする。
なお、この陽極酸化皮膜14に圧縮歪みを付与するための熱処理は、後に詳述する保護層16の熱処理が兼ねてもよい。
There are also the following methods. When the base material 12 on which the anodized film 14 is formed is heated to a temperature at which the anodized film 14 is not broken and subjected to a heat treatment (annealing process) to return to room temperature, the substrate 12 is compressed into the anodized film 14. It changes to a distorted state. This is because, when the anodic oxide film 14 is stretched at a high temperature, the structural change occurs to reduce the tensile strain, and the compressive strain occurs in the anodic oxide film 14 as the aluminum material contracts when the temperature decreases.
The heat treatment for imparting compressive strain to the anodized film 14 is preferably performed under the conditions of a heating temperature of 100 to 600 ° C. and a holding time of 1 second to 100 hours. In this case, the heating temperature of the heat treatment is not higher than the softening temperature of the substrate 12.
By setting the heat treatment to 100 ° C. or higher, a compression effect can be suitably obtained. On the other hand, if the heating temperature of the heat treatment is too high, the anodized film 14 may be cracked due to the difference in thermal expansion coefficient between the base material 12 and the anodized film 14, but if the temperature is 600 ° C. or lower, Inconvenience can be prevented. In the present invention, since aluminum is used as the substrate 12, the higher the temperature, the more soft the aluminum, and there is a risk of causing deformation of the substrate 12. Therefore, the temperature of the heat treatment is preferably 300 ° C. or less, more preferably 200 ° C. or lower, particularly preferably 150 ° C. or lower.
In addition, since the heat treatment can be compressed even after a short time, compressive strain can be suitably imparted to the anodic oxide film 14 by performing heat treatment for 1 second or longer. On the other hand, since the compression effect is saturated even if the heat treatment holding time exceeds 100 hours, the upper limit is set to 100 hours.
The heat treatment for imparting compressive strain to the anodic oxide film 14 may also serve as the heat treatment of the protective layer 16 described in detail later.

なお、この熱処理による陽極酸化皮膜14の圧縮化効果は、陽極酸化条件に依らず得られるものである。すなわち、陽極酸化に用いる電解液は、無機酸、有機酸、アルカリ、緩衝液、これらの混合液などの水系電解液、および有機溶媒、溶融塩などの非水系電解液を用いることができる。さらに、その電解液の濃度、電圧、温度などによって陽極酸化皮膜14の構造を制御することが可能であるが、いずれの陽極酸化皮膜14においても熱処理によって陽極酸化皮膜14に生じている引張歪みを圧縮歪みに変化させることが可能である。
さらには、この熱処理時の雰囲気は、真空中でも大気雰囲気中であっても、同様に陽極酸化皮膜14の歪みを圧縮歪みに変化させる圧縮化効果が得られる。
The compression effect of the anodic oxide film 14 by this heat treatment can be obtained regardless of the anodic oxidation conditions. That is, as the electrolytic solution used for anodic oxidation, an aqueous electrolytic solution such as an inorganic acid, an organic acid, an alkali, a buffer solution, or a mixed solution thereof, and a nonaqueous electrolytic solution such as an organic solvent or a molten salt can be used. Furthermore, it is possible to control the structure of the anodic oxide film 14 by the concentration, voltage, temperature, etc. of the electrolyte solution. It is possible to change to compressive strain.
Furthermore, whether the atmosphere during the heat treatment is a vacuum or an air atmosphere, a compression effect can be obtained in which the strain of the anodic oxide film 14 is similarly changed to a compressive strain.

なお、本発明においては、圧縮歪みが付与された陽極酸化皮膜14と記載しているが、歪みと応力は、材料のヤング率を係数として、弾性範囲内であれば一次の関係にあるので、圧縮応力のかかった陽極酸化皮膜14としても同義である。陽極酸化皮膜14のヤング率は、50GPa〜150GPaである。この値と、前述の好ましい圧縮歪みの範囲から、好ましい圧縮応力の範囲は、以下である。   In the present invention, the anodic oxide film 14 to which compressive strain is applied is described, but the strain and stress have a primary relationship as long as it is within the elastic range, with the Young's modulus of the material as a coefficient. The same is true for the anodic oxide film 14 subjected to compressive stress. The Young's modulus of the anodized film 14 is 50 GPa to 150 GPa. From this value and the above-mentioned preferable range of compressive strain, the preferable range of compressive stress is as follows.

基板10において、陽極酸化皮膜14には、室温で圧縮方向の応力(以下、圧縮応力という)が作用しており、この圧縮応力の大きさは、2.5〜300MPaである。好ましくは、圧縮応力の大きさは、5〜300MPaであり、更に好ましくは、5〜150MPaであり、特に好ましくは、5〜75MPaである。
圧縮応力を2.5MPa以上とすることにより、陽極酸化皮膜14に好適に圧縮応力が作用して、良好な耐クラック性が得られる。一方、圧縮応力が高すぎると、陽極酸化皮膜14の剥離やクラック等が発生する場合が有るが、圧縮応力を300MPa以下とすることにより、このような不都合を防止できる。
また、上述のように、温度が50℃〜98℃の水溶液を用いて、基材12を室温における使用状態よりも伸長させた状態で陽極酸化皮膜14に圧縮歪みを与える場合には、大きな圧縮歪みを与えることが難しい。このため、その上限値は150MPa程度である。
In the substrate 10, stress in the compression direction (hereinafter referred to as compression stress) acts on the anodized film 14 at room temperature, and the magnitude of this compression stress is 2.5 to 300 MPa. Preferably, the magnitude of the compressive stress is 5 to 300 MPa, more preferably 5 to 150 MPa, and particularly preferably 5 to 75 MPa.
By setting the compressive stress to 2.5 MPa or more, the compressive stress suitably acts on the anodic oxide film 14, and good crack resistance is obtained. On the other hand, if the compressive stress is too high, peeling or cracking of the anodized film 14 may occur, but such inconvenience can be prevented by setting the compressive stress to 300 MPa or less.
In addition, as described above, when an aqueous solution having a temperature of 50 ° C. to 98 ° C. is used and the base material 12 is stretched more than the use state at room temperature, the compressive strain is applied to the anodized film 14. It is difficult to give distortion. For this reason, the upper limit is about 150 MPa.

次に、陽極酸化皮膜14の歪みの測定方法について説明する。
本発明においては、まず、基板10の状態で陽極酸化皮膜の長さを測定する。
次に、基材12を溶解して、基材12を除去し、基板10から陽極酸化皮膜14を取り出す。その後、陽極酸化皮膜14の長さを測定する。
この基材12の除去前後の長さから、歪みを求める。
陽極酸化皮膜14の長さが、基材12が除去後に長くなる場合、陽極酸化皮膜14に圧縮力が付与されている。すなわち、陽極酸化皮膜14には圧縮方向の歪みがかかっている。一方、陽極酸化皮膜14の長さが、基材12の除去後に短くなる場合、陽極酸化皮膜14に引張力が付与されている。すなわち、陽極酸化皮膜14には引張方向の歪みがかかっている。
Next, a method for measuring strain of the anodized film 14 will be described.
In the present invention, first, the length of the anodized film is measured in the state of the substrate 10.
Next, the base material 12 is dissolved, the base material 12 is removed, and the anodized film 14 is taken out from the substrate 10. Thereafter, the length of the anodized film 14 is measured.
The distortion is determined from the length before and after the removal of the substrate 12.
When the length of the anodized film 14 becomes longer after the substrate 12 is removed, a compressive force is applied to the anodized film 14. That is, the anodic oxide film 14 is strained in the compression direction. On the other hand, when the length of the anodized film 14 becomes shorter after the substrate 12 is removed, a tensile force is applied to the anodized film 14. That is, the anodized film 14 is strained in the tensile direction.

なお、基材12の除去前後の陽極酸化皮膜14の長さは、陽極酸化皮膜14の全体の長さでもよく、陽極酸化皮膜14の一部分の長さでもよい。
基材12を溶解する場合、例えば、塩化銅塩酸水溶液、塩化水銀塩酸水溶液、塩化スズ塩酸水溶液、ヨードメタノール溶液などが用いられる。なお、基材12の組成に応じて、溶解するための溶液は適宜選択される。
The length of the anodic oxide film 14 before and after the removal of the base material 12 may be the entire length of the anodic oxide film 14 or a part of the length of the anodic oxide film 14.
When the substrate 12 is dissolved, for example, a copper chloride hydrochloric acid aqueous solution, a mercury chloride hydrochloric acid aqueous solution, a tin chloride hydrochloric acid aqueous solution, an iodomethanol solution, or the like is used. In addition, according to the composition of the base material 12, a solution for dissolving is appropriately selected.

本発明においては、基材12を除去する以外にも、例えば、平面性の高い基材12の反り・たわみ量を測定し、その後、この基材12の片面だけに陽極酸化皮膜14を形成して、陽極酸化皮膜14の形成後の基材12の反り・たわみ量を測定する。陽極酸化皮膜14の形成前後の反り・たわみ量を用いて歪み量に換算する。
上述の基材12の反り・たわみ量は、例えば、レーザを用いて光学的に精密に計測する方法により測定される。具体的には、「表面技術」58,213(2007)および「豊田中央研究所R&Dレビュー」34,19(1999)に記載されている各種の測定方法を、基材12の反り・たわみ量の測定に用いることができる。
In the present invention, in addition to removing the base material 12, for example, the amount of warpage / deflection of the base material 12 with high flatness is measured, and then the anodized film 14 is formed only on one side of the base material 12. Then, the warp / deflection amount of the base material 12 after the formation of the anodized film 14 is measured. The amount of warpage and deflection before and after the formation of the anodic oxide film 14 is used to convert the amount of distortion.
The warpage / deflection amount of the substrate 12 is measured by, for example, a method of optically measuring accurately using a laser. Specifically, various measurement methods described in “Surface Technology” 58, 213 (2007) and “Toyota Central R & D Review” 34, 19 (1999) are used to determine the amount of warpage and deflection of the substrate 12. Can be used for measurement.

また、以下のように、陽極酸化皮膜14の歪みを測定してもよい。この場合、まず、基材12となるアルミニウムの薄膜の長さを測定する。次に、アルミニウムの薄膜に陽極酸化皮膜14を形成し、このときのアルミニウムの薄膜の長さを測定する。陽極酸化皮膜形成前後のアルミニウムの薄膜の長さから縮み量を求め、更に歪み量に換算する。   Moreover, you may measure the distortion of the anodic oxide film 14 as follows. In this case, first, the length of the aluminum thin film used as the base material 12 is measured. Next, the anodic oxide film 14 is formed on the aluminum thin film, and the length of the aluminum thin film at this time is measured. The amount of shrinkage is obtained from the length of the aluminum thin film before and after the formation of the anodized film, and further converted into the amount of strain.

なお、基材12を除去する方法以外は、基材12を残したままの状態で陽極酸化皮膜14の歪み量を計測する方法であるため、基材12の影響を完全に排除し切れているとは言い難い。このため、基材12を除去する方法であれば、基材12の影響を受けずに陽極酸化皮膜14そのものの歪み量を直接計測できる。このため、本発明における歪み量の計測は、正確に陽極酸化皮膜14の歪み量を計測することができる基材12を除去する方法を用いることが好ましい。   In addition, since it is the method of measuring the distortion amount of the anodic oxide film 14 in the state which left the base material 12 except the method of removing the base material 12, the influence of the base material 12 has been completely excluded. It's hard to say. For this reason, if it is the method of removing the base material 12, the distortion amount of the anodic oxide film 14 itself can be directly measured without being influenced by the base material 12. For this reason, it is preferable to use the method of removing the base material 12 which can measure the distortion amount of the anodic oxide film 14 correctly for the measurement of the distortion amount in the present invention.

また、陽極酸化皮膜14の内部応力は、陽極酸化皮膜14のヤング率と、陽極酸化皮膜14に存在する歪み量から材料力学の公式より算出することができる。なお、歪み量は、上述のようにして求めればよい。   The internal stress of the anodized film 14 can be calculated from the formula of material mechanics from the Young's modulus of the anodized film 14 and the amount of strain existing in the anodized film 14. In addition, what is necessary is just to obtain | require distortion amount as mentioned above.

一方、陽極酸化皮膜14のヤング率は、基板10のままの状態で陽極酸化皮膜14に対して、押し込み試験機、ナノインデンター等を用いた圧子押し込み試験により求めることができる。
また、陽極酸化皮膜14のヤング率は、基板10から基材12を除去し、陽極酸化皮膜14を取り出し、この取り出した陽極酸化皮膜14について、押し込み試験機、ナノインデンター等を用いた圧子押し込み試験によっても求めることができる。
On the other hand, the Young's modulus of the anodic oxide film 14 can be obtained by an indenter indentation test using an indentation tester, a nanoindenter, or the like with respect to the anodic oxide film 14 in the state of the substrate 10.
Further, the Young's modulus of the anodic oxide film 14 is determined by removing the base material 12 from the substrate 10 and taking out the anodic oxide film 14. It can also be determined by testing.

さらには、アルミニウム等の金属薄膜に陽極酸化皮膜を形成した試料、または基板10から陽極酸化皮膜14だけを取り出し、この取り出した陽極酸化皮膜14に対して、引張試験をするか、または動的粘弾性を測定する等によって陽極酸化皮膜14のヤング率を求めてもよい。   Further, only a sample in which an anodized film is formed on a metal thin film such as aluminum or the substrate 10 is taken out, and a tensile test is performed on the extracted anodized film 14 or a dynamic viscosity is obtained. The Young's modulus of the anodized film 14 may be obtained by measuring elasticity or the like.

なお、押し込み試験で薄膜のヤング率を計測する場合、基材12の影響を受けることがあるため、一般的には押し込み深さを薄膜の厚さの3分の1程度以内に抑える必要がある。このため、厚さが数十μm程度の陽極酸化皮膜のヤング率を正確に計測するためには、押し込み深さが数百nm程度でもヤング率が測定できるナノインデンターを用いてヤング率を測定することが好ましい。
なお、上述以外の方法を用いてヤング率の測定を行ってもよいことは言うまでもない。
Note that when the Young's modulus of a thin film is measured by an indentation test, it may be affected by the substrate 12, and therefore it is generally necessary to suppress the indentation depth to within about one third of the thickness of the thin film. . Therefore, in order to accurately measure the Young's modulus of an anodized film with a thickness of about several tens of μm, the Young's modulus is measured using a nanoindenter that can measure the Young's modulus even when the indentation depth is about several hundred nm. It is preferable to do.
Needless to say, the Young's modulus may be measured using a method other than those described above.

本発明の半導体装置用基板においては、両面に形成された陽極酸化皮膜14の少なくとも一方の表面に、保護層16が形成される。図示例においては、好ましい態様として、基材12の両面に形成された、両方の陽極酸化皮膜14の表面に、保護層16が形成される。保護層16は、Siを含有する無孔質の酸化物からなる層(Siを含有する酸化物を主成分とする、無孔質の層)である。
本発明の基板10は、このように、陽極酸化皮膜14が、基材12の両面に形成されていることによって、より好適に基板10の反りを抑制できる。この基板10の反りの抑制によって、生産性および歩留まりを向上させることができ、さらに、基板上に形成した半導体素子の半導体特性の低下が抑制できる。
また、保護層16は、多孔質の陽極酸化皮膜14の細孔を閉塞して、此処から脱水を抑制する効果がある。そのため、本発明によれば、基板10から発生した水分に起因する半導体素子、例えば光電変換層等の劣化を抑制できる。この特性劣化の抑制によって、長期間にわたって、高い半導体性能を維持することができる。なお、基板10から発生する水分量を低減させる目的からは、保護層16は、両面に形成された陽極酸化皮膜14の両方の表面に形成するのが好ましい。ここで、半導体素子を作製する側の面に形成された保護層16に関しては、半導体素子形成面の平坦化や、細孔閉塞による表面積低減により、優れた特性を有する半導体素子を形成することができる。
In the semiconductor device substrate of the present invention, the protective layer 16 is formed on at least one surface of the anodic oxide film 14 formed on both surfaces. In the illustrated example, as a preferred embodiment, protective layers 16 are formed on the surfaces of both anodized films 14 formed on both surfaces of the substrate 12. The protective layer 16 is a layer made of a non-porous oxide containing Si (a non-porous layer mainly composed of an oxide containing Si).
Thus, the board | substrate 10 of this invention can suppress the curvature of the board | substrate 10 more suitably because the anodic oxide film 14 is formed in both surfaces of the base material 12. FIG. By suppressing the warpage of the substrate 10, productivity and yield can be improved, and further, deterioration of semiconductor characteristics of the semiconductor element formed on the substrate can be suppressed.
Further, the protective layer 16 has an effect of blocking the pores of the porous anodic oxide film 14 and suppressing dehydration from here. Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress deterioration of a semiconductor element such as a photoelectric conversion layer caused by moisture generated from the substrate 10. By suppressing this characteristic deterioration, high semiconductor performance can be maintained over a long period of time. For the purpose of reducing the amount of moisture generated from the substrate 10, the protective layer 16 is preferably formed on both surfaces of the anodized film 14 formed on both surfaces. Here, regarding the protective layer 16 formed on the surface on which the semiconductor element is manufactured, a semiconductor element having excellent characteristics can be formed by flattening the surface where the semiconductor element is formed and reducing the surface area due to pore blockage. it can.

保護層16は、ケイ素を含有する酸化物からなる無孔質の層である。このような保護層16の形成材料は、酸化ケイ素を主成分とするガラス化合物が、各種利用可能である。ここで、保護層16に用いられる材料は、熱処理をしなくても、含有水分量が10μg/cm2以下となる材料、または、基板の耐熱温度以下の熱処理によって、含有水分量が10μg/cm2以下となる材料が好ましく利用される。
この材料は、ケイ素−酸素結合からなり、ネットワーク構造を有するため、親水性の官能基が少なく含水量が少ない。より具体的には、テトラアルコキシシラン、オルガノアルコキシシラン、ポリシラザン、アルカリケイ酸塩等が例示される。
The protective layer 16 is a nonporous layer made of an oxide containing silicon. As a material for forming the protective layer 16, various glass compounds mainly composed of silicon oxide can be used. Here, the material used for the protective layer 16 has a moisture content of 10 μg / cm 2 by a material having a moisture content of 10 μg / cm 2 or less, or a heat treatment at a temperature lower than the heat resistance temperature of the substrate, even without heat treatment. A material of 2 or less is preferably used.
This material is composed of silicon-oxygen bonds and has a network structure, so that it has few hydrophilic functional groups and a low water content. More specifically, tetraalkoxysilane, organoalkoxysilane, polysilazane, alkali silicate and the like are exemplified.

ここで、後述する半導体素子を構成する各層、特に、有機薄膜太陽電池や有機EL照明装置等に利用される有機半導体材料への悪影響等を考慮すると、保護層16は、アルカリ金属を含まないのが好ましい。
従って、アルカリケイ酸塩は、低コストな材料であるが、使用しないのが好ましい。すなわち、保護層16は、アルカリ成分がなるべく低いアルカリケイ酸塩か、または、アルカリ成分を含まないテトラアルコキシシランや、オルガノアルコキシシラン、ポリシラザン等で形成するのが好ましい。
Here, the protective layer 16 does not contain an alkali metal in consideration of adverse effects on each layer constituting a semiconductor element to be described later, in particular, an organic semiconductor material used for an organic thin film solar cell, an organic EL lighting device, or the like. Is preferred.
Thus, alkali silicate is a low cost material, but is preferably not used. That is, the protective layer 16 is preferably formed of an alkali silicate having an alkali component as low as possible, or tetraalkoxysilane, organoalkoxysilane, polysilazane or the like not containing an alkali component.

但し、保護層16上に、後述の、有機薄膜太陽電池の負極や、有機EL照明装置の陰極を形成する場合は、アルカリ金属塩が電極と後述する機能層との界面の接触抵抗を低減させる効果が知られており、電極−機能層界面へのアルカリ金属拡散による特性向上を目的として、必要に応じて、保護層16がアルカリ金属を含有してもよい。   However, when forming a negative electrode of an organic thin film solar cell or a cathode of an organic EL lighting device, which will be described later, on the protective layer 16, the alkali metal salt reduces the contact resistance at the interface between the electrode and the functional layer described later. The effect is known, and the protective layer 16 may contain an alkali metal as necessary for the purpose of improving the characteristics by diffusion of the alkali metal to the electrode-functional layer interface.

また、ポリシラザンは、水分と反応して酸化ケイ素へと変化する。そのため、陽極酸化皮膜14の上に、ポリシラザンからなる保護層16を形成すると、陽極酸化皮膜14に含まれる水分を消費しつつ、保護層16を形成することができ、すなわち、基板10に含まれる水分量を低減させる効果を併せて有する。
したがって、保護層16の形成材料にポリシラザンを用いることにより、熱処理なし、あるいは熱処理温度が比較的低温でも、10μg/cm2以下の含水量の基板10を作製することができるため、特に好ましく用いられる。
Polysilazane reacts with moisture and changes to silicon oxide. Therefore, when the protective layer 16 made of polysilazane is formed on the anodized film 14, the protective layer 16 can be formed while consuming moisture contained in the anodized film 14, that is, included in the substrate 10. It also has the effect of reducing the amount of moisture.
Therefore, the use of polysilazane as the material for forming the protective layer 16 makes it possible to produce the substrate 10 having a water content of 10 μg / cm 2 or less even without heat treatment or even at a relatively low heat treatment temperature, and thus is particularly preferably used. .

保護層16(両面に有する場合には、少なくとも一方)は、表面粗さRa(算術平均粗さRa)が、10μm角において、20nm以下であることが好ましい。
表面粗さRaが20nm以下の面に半導体素子を形成することにより、初期特性が良好で、かつ、経時劣化が小さい半導体素子を形成できる。すなわち、表面の平坦性を高くすることにより、形成面の粗さの悪影響による界面の均一性の低下を抑制して、高性能な素子を形成できる。
従って、本発明の基板10を利用する半導体装置は、この表面粗さRaが20nm以下の保護層16の上に形成するのが好ましい。
なお、図示例のように、好ましい態様として両面に保護層16を有する場合には、少なくとも半導体素子の形成が想定される面の保護層16が、表面粗さRaが20nm以下であるのが好ましい。言い換えれば、基板10が両面に保護層16を有し、かつ、一方の保護層16のみが表面粗さRaが20nm以下である場合には、後述する本発明の半導体装置等は、表面粗さRaが20nm以下の保護層16上に、半導体素子を作製して、半導体装置を構成するのが好ましい。
The protective layer 16 (at least one when it is present on both sides) preferably has a surface roughness Ra (arithmetic mean roughness Ra) of 20 nm or less at 10 μm square.
By forming a semiconductor element on a surface having a surface roughness Ra of 20 nm or less, a semiconductor element having good initial characteristics and little deterioration with time can be formed. That is, by increasing the flatness of the surface, it is possible to suppress a decrease in the uniformity of the interface due to the adverse effect of the roughness of the formation surface and to form a high-performance element.
Therefore, the semiconductor device using the substrate 10 of the present invention is preferably formed on the protective layer 16 having a surface roughness Ra of 20 nm or less.
In the case where the protective layer 16 is provided on both sides as a preferred embodiment as in the illustrated example, it is preferable that the surface roughness Ra of the protective layer 16 on which at least a semiconductor element is supposed to be formed is 20 nm or less. . In other words, when the substrate 10 has the protective layers 16 on both surfaces and only one of the protective layers 16 has a surface roughness Ra of 20 nm or less, the semiconductor device of the present invention described later has a surface roughness. It is preferable to form a semiconductor device by manufacturing a semiconductor element on the protective layer 16 having an Ra of 20 nm or less.

本発明の基板10においては、表面粗さRaを低減させるため、保護層16は、塗布法によって形成するのが好ましい。
本発明の基板10において陽極酸化皮膜14は、多孔質構造を有する。そのため、気相成膜法でケイ素を含む酸化物を成膜した場合、比較的膜厚が薄いうちは、細孔内部への付きまわりが起こり、均一な保護層16が得にくいことがある。そのため、比較的、厚めの保護層16を形成することが好ましい。
これに対し、塗布法でケイ素を含む酸化物を成膜した場合、塗布液の表面張力により、平滑な表面が得られやすく、比較的薄い膜厚でも、多孔質陽極酸化皮膜の細孔を閉塞し、表面粗さRaを低減させやすい。また、脱ガス抑制、といった機能をもたせるのも、比較的薄い保護層16の厚さで十分であり、材料コストが低減するほか、保護層16が厚すぎた場合の機能低下(後述)の懸念も低減される。一般的に、塗布法での成膜のほうが、気相法に比べて低コストであることも、塗布法がより好適に用いられる利点である。
In the substrate 10 of the present invention, the protective layer 16 is preferably formed by a coating method in order to reduce the surface roughness Ra.
In the substrate 10 of the present invention, the anodized film 14 has a porous structure. Therefore, when an oxide containing silicon is formed by the vapor phase film formation method, the inside of the pores may occur while the film thickness is relatively thin, and it may be difficult to obtain a uniform protective layer 16. Therefore, it is preferable to form a relatively thick protective layer 16.
In contrast, when a silicon-containing oxide film is formed by a coating method, a smooth surface is easily obtained due to the surface tension of the coating solution, and the pores of the porous anodized film are blocked even with a relatively thin film thickness. Therefore, it is easy to reduce the surface roughness Ra. In addition, the thickness of the relatively thin protective layer 16 is sufficient to provide a function such as degassing suppression. In addition to reducing the material cost, there is a concern that the function is deteriorated (described later) when the protective layer 16 is too thick. Is also reduced. In general, the film formation by the coating method is lower in cost than the gas phase method, which is an advantage that the coating method is more suitably used.

保護層16(両面に有する場合には、少なくとも一方)は、表面の水との接触角が、80°以下であることが好ましく、50°以下であることがさらに好ましく、20°以下であることが特に好ましい。
水との接触角が大きくなると、基板10(保護層16)と半導体素子の界面の密着性が低下し、剥離等が発生しやすく素子性能が低下する。これに対して、保護層16の表面の接触角を80°以下とすることにより、基板10と半導体素子の界面の密着性を、安定して確保できる。
従って、本発明の基板10を利用する半導体装置は、この表面の水との接触角が80°以下の保護層16の上に形成するのが好ましい。
なお、保護層16の水との接触角は、公知の方法で調整すればよい。
なお、先と同様、図示例のように、好ましい態様として両面に保護層16を有する場合には、少なくとも半導体素子の形成が想定される面の保護層16の表面が、水との接触角が80°以下であるのが好ましい。言い換えれば、基板10が両面に保護層16を有し、かつ、一方の保護層16のみが水との接触角が80°以下である場合には、後述する本発明の半導体装置等は、水との接触角が80°以下である保護層16上に、半導体素子を作製して、半導体装置を構成するのが好ましい。
The protective layer 16 (at least one when it is present on both sides) has a surface contact angle with water of preferably 80 ° or less, more preferably 50 ° or less, and 20 ° or less. Is particularly preferred.
When the contact angle with water increases, the adhesion at the interface between the substrate 10 (protective layer 16) and the semiconductor element decreases, and peeling and the like are likely to occur, resulting in a decrease in element performance. On the other hand, by setting the contact angle of the surface of the protective layer 16 to 80 ° or less, the adhesion at the interface between the substrate 10 and the semiconductor element can be secured stably.
Therefore, the semiconductor device using the substrate 10 of the present invention is preferably formed on the protective layer 16 having a surface contact angle with water of 80 ° or less.
In addition, what is necessary is just to adjust the contact angle with the water of the protective layer 16 by a well-known method.
As in the above example, as in the illustrated example, when the protective layer 16 is provided on both sides as a preferred embodiment, at least the surface of the protective layer 16 on which the formation of the semiconductor element is supposed has a contact angle with water. It is preferably 80 ° or less. In other words, when the substrate 10 has the protective layers 16 on both surfaces and only one of the protective layers 16 has a contact angle with water of 80 ° or less, the semiconductor device of the present invention, which will be described later, It is preferable to form a semiconductor device by forming a semiconductor element on the protective layer 16 having a contact angle of 80 ° or less.

保護層16の厚さは、陽極酸化皮膜14の細孔径以上、または、20nm以上で、かつ、1μm以下が好ましい。
保護層16の厚さを、陽極酸化皮膜14の細孔径以上、あるいは、20nm以上とすることにより、陽極酸化皮膜14の細孔を十分に閉塞して、この細孔からの脱水(脱ガス)を、好適に抑制できる。その結果、基板10(保護層16)の上に半導体素子を構成する各層等を気相成膜法で形成する際に、十分に真空度を低下した状態で、高品質な層を形成することができる。また、半導体装置の使用中に、基板10から水分が放出されるのを抑制できるので、水分の影響で、半導体素子性能が低下したり、といった問題が発生することを防止できる。
さらに、保護層16の厚さを、陽極酸化皮膜14の細孔径以上、あるいは、20nm以上とすることにより、基板10の表面を十分に平坦化して、表面粗さRaを小さくできるので、基板10に形成する半導体素子を構成する各層を好適に均一化でき、電極−半導体界面での抵抗値の低減、半導体のpnジャンクション欠陥発生の抑制等を図って、特性の良好な半導体素子を作製できる。
加えて、保護層16の厚さを、陽極酸化皮膜14の細孔径以上、あるいは、20nm以上とすることにより、基板10に塗布法で半導体素子を構成する各層を形成する際に、細孔内部に塗布液が浸入することを防止できるので、酸性またはアルカリ性の塗布液を用いる場合であっても、陽極酸化皮膜14の部分的に溶解や、これに起因する絶縁性の低下や剥離を防止できる。
The thickness of the protective layer 16 is preferably not less than the pore diameter of the anodized film 14 or not less than 20 nm and not more than 1 μm.
By setting the thickness of the protective layer 16 to be equal to or larger than the pore diameter of the anodic oxide film 14 or 20 nm or more, the pores of the anodic oxide film 14 are sufficiently blocked and dehydration (degassing) from the pores. Can be suitably suppressed. As a result, when forming each layer constituting the semiconductor element on the substrate 10 (protective layer 16) by a vapor deposition method, a high-quality layer is formed in a state where the degree of vacuum is sufficiently lowered. Can do. Moreover, since it is possible to suppress the release of moisture from the substrate 10 during use of the semiconductor device, it is possible to prevent the occurrence of problems such as degradation of semiconductor element performance due to the influence of moisture.
Furthermore, by setting the thickness of the protective layer 16 to be equal to or larger than the pore diameter of the anodic oxide film 14 or 20 nm or more, the surface of the substrate 10 can be sufficiently flattened and the surface roughness Ra can be reduced. The layers constituting the semiconductor element to be formed can be made uniform uniformly, and the semiconductor element with good characteristics can be manufactured by reducing the resistance value at the electrode-semiconductor interface, suppressing the occurrence of pn junction defects in the semiconductor, and the like.
In addition, when the thickness of the protective layer 16 is not less than the pore diameter of the anodic oxide film 14 or not less than 20 nm, the inside of the pores is formed when each layer constituting the semiconductor element is formed on the substrate 10 by a coating method. Since it is possible to prevent the coating solution from entering the substrate, even if an acidic or alkaline coating solution is used, partial dissolution of the anodic oxide film 14, deterioration of insulation caused by this, and peeling can be prevented. .

保護層16の厚さを1μm以下とすることにより、保護層16の剛性が不要に高くなる事を防止でき、可撓性に優れた基板10を得ることができる。
また、保護層16の厚さを1μm以下とすることにより、基板10を湾曲させた際に、保護層16が割れるたりひびが入ることを防止できる。さらに、液相法による保護層16の形成時に、溶媒の乾燥に伴う収縮によって、保護層16にクラックが生じたり、剥離が生じることを、防止できる。
By setting the thickness of the protective layer 16 to 1 μm or less, it is possible to prevent the rigidity of the protective layer 16 from becoming unnecessarily high, and the substrate 10 having excellent flexibility can be obtained.
Further, by setting the thickness of the protective layer 16 to 1 μm or less, it is possible to prevent the protective layer 16 from cracking or cracking when the substrate 10 is bent. Furthermore, when the protective layer 16 is formed by the liquid phase method, it is possible to prevent the protective layer 16 from being cracked or peeled off due to the shrinkage accompanying the drying of the solvent.

なお、図示例のように、保護層16を両面に有する場合には、2つの保護層16の組成および、厚さは、等しくても、異なっていてもよい。
基板10の反りを抑制する点からは、両保護層16の厚さは、等しいのが好ましい。すなわち、本発明においては、両面の陽極酸化皮膜16の厚さが等しく、かつ、両面に保護層16を有し、さらに、両面の保護層16の厚さが等しいのが好ましい。
ここで、本発明において、2つの保護層10の厚さが等しいとは、一方の厚さに対して、他方の厚さが±10%以内の範囲にあることを言う。
In addition, when it has the protective layer 16 on both surfaces like the example of illustration, the composition and thickness of the two protective layers 16 may be equal or different.
From the viewpoint of suppressing the warpage of the substrate 10, it is preferable that the thicknesses of both protective layers 16 are equal. That is, in the present invention, it is preferable that the thicknesses of the anodic oxide films 16 on both sides are equal, the protective layers 16 are provided on both sides, and the thicknesses of the protective layers 16 on both sides are equal.
Here, in the present invention, that the thicknesses of the two protective layers 10 are equal means that the thickness of the other protective layer 10 is within a range of ± 10% with respect to one thickness.

このような保護層16は、公知のケイ素化合物からなる層(薄膜/被膜)の成膜方法によって、形成することができる。
一例として、テトラアルコキシシラン等の保護層16となる化合物を主成分とする塗布液(塗料)を調整し、この塗布液を、陽極酸化皮膜16の表面に塗布する、塗布法やゾルゲル法による形成方法が例示される。
塗布液の塗布方法は、公知の方法が各種利用可能である。中でも、ディップコートを利用することにより、一般的には両面同時に保護層16を形成することが可能であり、生産性の点から好ましい。また、ディップコートを利用することにより、一般的には、両保護層16の厚さも等しくできる。
Such a protective layer 16 can be formed by a method for forming a layer (thin film / film) made of a known silicon compound.
As an example, a coating solution (coating material) whose main component is a compound that becomes the protective layer 16 such as tetraalkoxysilane is prepared, and this coating solution is applied to the surface of the anodized film 16 by a coating method or a sol-gel method. A method is illustrated.
Various known methods can be used for applying the coating solution. Among these, by using dip coating, it is generally possible to form the protective layer 16 simultaneously on both sides, which is preferable from the viewpoint of productivity. Further, by using dip coating, generally, the thicknesses of both protective layers 16 can be made equal.

塗布液を塗布した後、必要に応じて熱処理を行ってもよい。
熱処理の温度は、基材12の耐熱温度より低いことが好ましく、好ましくは400℃以下、さらに好ましくは300℃以下、特に好ましくは200℃以下である。
一般的に、高温で熱処理を行うほど、材料からの脱水が進み、含有水分量を低減させられるが、基板の耐熱温度との関係から、熱処理温度には上限がある。
また、熱処理の時間は、保護層16の形成材料等に応じて、適宜、設定すればよいが、通常、1〜100分程度である。
You may heat-process as needed, after apply | coating a coating liquid.
The temperature of the heat treatment is preferably lower than the heat resistance temperature of the substrate 12, preferably 400 ° C. or less, more preferably 300 ° C. or less, and particularly preferably 200 ° C. or less.
Generally, dehydration from a material progresses and heat content is reduced as heat treatment is performed at a higher temperature, but the heat treatment temperature has an upper limit in relation to the heat-resistant temperature of the substrate.
The heat treatment time may be appropriately set according to the material for forming the protective layer 16 and the like, but is usually about 1 to 100 minutes.

あるいは、形成する保護層16の材料をターゲットとして用いるスパッタリング、反応によって保護層16を形成する成分を原料ガスとして用いるプラズマCVD、形成する保護層16の材料を成膜材料として用いる真空蒸着等の、気相成膜法(気相堆積法/真空成膜法)によって、保護層16を形成してもよい。   Alternatively, sputtering using the material of the protective layer 16 to be formed as a target, plasma CVD using a component that forms the protective layer 16 by reaction as a raw material gas, vacuum deposition using the material of the protective layer 16 to be formed as a film forming material, etc. The protective layer 16 may be formed by a vapor deposition method (vapor deposition method / vacuum deposition method).

なお、保護層16は、両面の陽極酸化皮膜14の表面に同時に形成してもよく、マスキング等を利用して、陽極酸化皮膜14の表面に片面ずつ形成してもよい。   The protective layer 16 may be formed simultaneously on the surfaces of the anodic oxide films 14 on both sides, or may be formed on each surface of the anodic oxide film 14 using masking or the like.

本発明の半導体装置は、このような本発明の基板10の表面に、各種の半導体素子を形成してなるものである。なお、本発明の半導体装置において、基板10が両面に保護層16を有する場合には、半導体素子は、少なくとも一方の保護層16の表面に形成される。他方、基板10が片面にしか保護層16を有さない場合には、本発明の半導体装置は、保護層14の表面に半導体素子を形成する。
本発明の半導体装置において、半導体素子は、基板10の表面に、複数を直列および/または並列に集積化して形成してもよい。
The semiconductor device of the present invention is obtained by forming various semiconductor elements on the surface of the substrate 10 of the present invention. In the semiconductor device of the present invention, when the substrate 10 has the protective layers 16 on both surfaces, the semiconductor element is formed on the surface of at least one of the protective layers 16. On the other hand, when the substrate 10 has the protective layer 16 only on one side, the semiconductor device of the present invention forms a semiconductor element on the surface of the protective layer 14.
In the semiconductor device of the present invention, a plurality of semiconductor elements may be integrated on the surface of the substrate 10 in series and / or in parallel.

半導体装置としては、具体的には、一例として、太陽電池、自己発光表示装置、調光型照明装置等が例示される。   Specific examples of the semiconductor device include a solar cell, a self-luminous display device, and a dimming illumination device.

前述のように、本発明の基板10は、高い可撓性を有し、さらに、反りが少なく、かつ、水分放出量(脱ガス量)も少ない。
そのため、本発明の基板10を利用する本発明の半導体装置は、良好な可撓性に加え、高い特性をもつ半導体装置を得られる。特に、本発明の半導体装置を、有機薄膜太陽電池に利用した場合、高い光電変換効率を発現し、かつ、高い可撓性を有する太陽電池を作製することができる。
また、封止によりモジュールを構成した場合においても、基板からの経時の脱水が極めて少ないため、半導体素子の劣化がほとんど起こらない。そのため、特に、有機薄膜太陽電池においては、光電変換層が経時劣化しないため、長期間にわたって高い変換効率が維持される。また、その他の半導体装置においても、例えば透明電極に用いられる酸化亜鉛が経時劣化しないため、長期間にわたって高い特性が維持される。
As described above, the substrate 10 of the present invention has high flexibility, less warpage, and less moisture release (degassing amount).
Therefore, the semiconductor device of the present invention using the substrate 10 of the present invention can obtain a semiconductor device having high characteristics in addition to good flexibility. In particular, when the semiconductor device of the present invention is used for an organic thin film solar cell, a solar cell that exhibits high photoelectric conversion efficiency and high flexibility can be manufactured.
Even when the module is formed by sealing, the dehydration with time from the substrate is extremely small, so that the semiconductor element hardly deteriorates. Therefore, in particular, in an organic thin film solar cell, since the photoelectric conversion layer does not deteriorate with time, high conversion efficiency is maintained over a long period of time. Also, in other semiconductor devices, for example, zinc oxide used for the transparent electrode does not deteriorate with time, so that high characteristics are maintained over a long period of time.

図2に、本発明の半導体装置を有機薄膜太陽電池に利用した一例を概念的に示す。
図2に示す有機薄膜太陽電池20(有機薄膜太陽電池素子20)は、有機半導体材料を用いて光電変換層(光吸収層)を形成したものであり、前述の基材12、陽極酸化皮膜14および保護層16からなる本発明の基板10の一面に、下部電極24、光電変換層26、上部電極28、封止層30およびガスバリアフィルム32を、この順番で積層してなるものである。また、図示例の太陽電池20は、好ましい態様として、上部電極28に接触して、補助金属配線となるバス電極34を有する。
この有機薄膜太陽電池20(以下、太陽電池20とする)は、本発明の基板10を用いる以外には、基本的に、公知の有機薄膜太陽電池と同様のものである。
また、後述する電子輸送層や正孔輸送層などの図示しない層も含め、太陽電池を形成する各層は、単層でも複数層からなるものでもよい。
FIG. 2 conceptually shows an example in which the semiconductor device of the present invention is used for an organic thin film solar cell.
An organic thin film solar cell 20 (organic thin film solar cell element 20) shown in FIG. 2 is obtained by forming a photoelectric conversion layer (light absorption layer) using an organic semiconductor material. The lower electrode 24, the photoelectric conversion layer 26, the upper electrode 28, the sealing layer 30 and the gas barrier film 32 are laminated in this order on one surface of the substrate 10 of the present invention composed of the protective layer 16. Moreover, the solar cell 20 of the example of illustration has the bus electrode 34 which contacts the upper electrode 28 and becomes auxiliary metal wiring as a preferable aspect.
This organic thin film solar cell 20 (hereinafter referred to as solar cell 20) is basically the same as a known organic thin film solar cell except that the substrate 10 of the present invention is used.
In addition, each layer forming the solar cell including a layer (not shown) such as an electron transport layer and a hole transport layer described later may be a single layer or a plurality of layers.

なお、図示例の太陽電池20は、本発明の基板10の上に太陽電池を構成する素子を1つのみ示している。
しかしながら、本発明は、これに限定はされず、複数の素子を直列および/または並列に集積化してもよい。あるいは、本発明の半導体装置は、複数の半導体装置を直列および/または並列に集積化したものであってもよい。なお、この際において、集積される複数の素子および半導体装置は、同じものでも、異なるものでもよい。
この点に関しては、後述する調光型照明装置や自己発光表示装置、さらには、それ以外の本発明の半導体装置に関しても、同様である。
In addition, the solar cell 20 of the example of illustration has shown only one element which comprises a solar cell on the board | substrate 10 of this invention.
However, the present invention is not limited to this, and a plurality of elements may be integrated in series and / or in parallel. Alternatively, the semiconductor device of the present invention may be obtained by integrating a plurality of semiconductor devices in series and / or in parallel. In this case, a plurality of elements and semiconductor devices to be integrated may be the same or different.
In this regard, the same applies to a dimming illumination device and a self-luminous display device described later, and to the other semiconductor devices of the present invention.

太陽電池20において、基板10の上には、下部電極24が形成される。
下部電極24を形成する材料としては、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。下部電極24が負極として機能する場合は、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、チタン、クロム、マンガン、鉄、銅、亜鉛、ストロンチウム、銀、インジウム、錫、バリウム、ビスマス等の金属やこれらの合金が好ましく用いられる。
他方、下部電極24が正極として機能する場合は、クロム、コバルト、ニッケル、銅、モリブデン、パラジウム、銀、タンタル、タングステン、白金、金などの金属やこれらの合金、透明導電性酸化物(TCO)、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール等の導電性ポリマが好ましく用いられる。下部電極24に好適な導電性ポリマ層は、特開2012−43835号公報に詳細が開示されており、ポリチオフェン誘導体が好ましく、ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸(PEDOT−PSS)がより好ましい。これらの金属、TCO、導電性ポリマは、1種のみで使用しても、2種以上を混合または積層してもよい。
なお、後述の電子輸送層または正孔輸送層を下部電極24の上に設ける場合、下部電極24形成材料はこれらに限定されない。
In the solar cell 20, the lower electrode 24 is formed on the substrate 10.
The material for forming the lower electrode 24 can be appropriately selected from known electrode materials. When the lower electrode 24 functions as a negative electrode, metals such as magnesium, aluminum, calcium, titanium, chromium, manganese, iron, copper, zinc, strontium, silver, indium, tin, barium, bismuth, and alloys thereof are preferably used. It is done.
On the other hand, when the lower electrode 24 functions as a positive electrode, metals such as chromium, cobalt, nickel, copper, molybdenum, palladium, silver, tantalum, tungsten, platinum, and gold, alloys thereof, and transparent conductive oxide (TCO) Conductive polymers such as polyaniline, polythiophene and polypyrrole are preferably used. Details of the conductive polymer layer suitable for the lower electrode 24 are disclosed in JP 2012-43835 A, polythiophene derivatives are preferable, and polyethylenedioxythiophene-polystyrene sulfonic acid (PEDOT-PSS) is more preferable. These metals, TCO, and conductive polymers may be used alone or in combination or laminated.
In addition, when providing the below-mentioned electron carrying layer or hole transport layer on the lower electrode 24, the lower electrode 24 formation material is not limited to these.

下部電極24は、公知の方法で形成すればよい。
例えば、塗布や印刷による湿式成膜法、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法等の物理的気相成膜法(PVD法)や各種CVD法による乾式成膜法などの中から、前記した形成材料との適性を考慮して適宜選択した方法で形成すればよい。
下部電極24を形成するに際してのパターニングも、公知の方法で行えばよい。すなわち、フォトリソグラフィなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザなどによる物理的エッチングによって行なってもよく、シャドウマスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等を行なってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行なってもよい。
下部電極24の厚みは、その構成材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、導電性の観点から、通常、0.01〜10μm程度であり、0.05〜1μmが好ましい。
The lower electrode 24 may be formed by a known method.
For example, from the wet film formation method by coating or printing, vacuum vapor deposition method, sputtering method, physical vapor deposition method such as ion plating method (PVD method), dry film formation method by various CVD methods, etc. It may be formed by a method appropriately selected in consideration of suitability with the formed material.
Patterning for forming the lower electrode 24 may also be performed by a known method. That is, it may be performed by chemical etching such as photolithography, may be performed by physical etching using a laser, etc., may be performed by vacuum deposition, sputtering, or the like by overlaying a shadow mask, or a lift-off method or a printing method. May be performed.
The thickness of the lower electrode 24 can be appropriately selected depending on its constituent materials and cannot be generally defined. However, from the viewpoint of conductivity, it is usually about 0.01 to 10 μm, and 0.05 to 1 μm is preferable.

下部電極24の上には、光電変換層26が形成される。
光電変換層26は、太陽光などの可視光を受けて励起子(電子−正孔対)を生成した後に、その励起子が電子と正孔に解離して、電子が負極側へ、正孔が正極側へ、輸送されるという光電変換過程が高効率で発現する材料から選択して構成される。有機薄膜太陽電池とする場合は、有機材料からなる電子供与領域(ドナ)を含む光電変換層を形成し、変換効率の観点から、バルクへテロ接合型の光電変換層26(以下、「バルクへテロ層」とも言う)が好ましく適用される。
バルクヘテロ層は、電子供与材料(ドナ)と電子受容材料(アクセプタ)が混合された有機の光電変換層である。電子供与材料と電子受容材料の混合比は変換効率が最も高くなるように調整されるが、通常は、質量比で、10:90〜90:10の範囲から選ばれる。このような混合層の形成方法は、例えば、共蒸着法が用いられる。あるいは、両方の有機材料に共通する溶媒を用いて溶剤塗布することによって作製することも可能である。
バルクヘテロ層の膜厚は10〜500nmが好ましく、20〜300nmが特に好ましい。
A photoelectric conversion layer 26 is formed on the lower electrode 24.
After the photoelectric conversion layer 26 receives visible light such as sunlight and generates excitons (electron-hole pairs), the excitons dissociate into electrons and holes, and the electrons move to the negative electrode side. The material is selected from materials that exhibit a highly efficient photoelectric conversion process of being transported to the positive electrode side. In the case of an organic thin film solar cell, a photoelectric conversion layer including an electron donating region (donor) made of an organic material is formed, and from the viewpoint of conversion efficiency, a bulk heterojunction type photoelectric conversion layer 26 (hereinafter referred to as “to bulk”). The “terror layer” is also preferably applied.
The bulk hetero layer is an organic photoelectric conversion layer in which an electron donating material (donor) and an electron accepting material (acceptor) are mixed. The mixing ratio of the electron donating material and the electron accepting material is adjusted so that the conversion efficiency is the highest, but is usually selected from the range of 10:90 to 90:10 by mass ratio. As a method for forming such a mixed layer, for example, a co-evaporation method is used. Or it is also possible to produce by carrying out solvent application | coating using the solvent common to both organic materials.
The thickness of the bulk hetero layer is preferably 10 to 500 nm, particularly preferably 20 to 300 nm.

電子供与材料(ドナまたは正孔輸送材料ともいう)は、その最高被占軌道(HOMO)準位が4.5〜6.0eVのπ電子共役系化合物である。
具体的には、各種のアレーン(例えば、チオフェン、カルバゾール、フルオレン、シラフルオレン、チエノピラジン、チエノベンゾチオフェン、ジチエノシロール、キノキサリン、ベンゾチアジアゾール、チエノチオフェンなど)をカップリングさせた共役系ポリマー、フェニレンビニレン系ポリマ、ポルフィリン類、フタロシアニン類等が例示される。このほか、Chemical Reviews第107巻、953〜1010頁(2007年)にHole-Transporting Materialsとして記載されている化合物群やJournal of the American Chemical Society第131巻、16048頁(2009年)に記載のポルフィリン誘導体も適用可能である。
これらの中では、チオフェン、カルバゾール、フルオレン、シラフルオレン、チエノピラジン、チエノベンゾチオフェン、ジチエノシロール、キノキサリン、ベンゾチアジアゾール、チエノチオフェンからなる群より選ばれた構成単位をカップリングさせた共役系ポリマが特に好ましい。具体例としてはポリ−3−ヘキシルチオフェン(P3HT)、ポリ−3−オクチルチオフェン(P3OT)、Journal of the American Chemical Society第130巻、3020頁(2008年)に記載の各種ポリチオフェン誘導体、Advanced Materials第19巻、2295頁(2007年)に記載のPCTBT、Journal of the American Chemical Society第130巻、732頁(2008年)に記載のPCDTQx、PCDTPP、PCDTPT、PCDTBX、PCDTPX、Nature Photonics第3巻、649頁(2009年)に記載のPBDTTT−E、PBDTTT−C、PBDTTT−CF、Advanced Materials第22巻、E135〜E138頁(2010年)に記載のPTB7等が挙げられる。
An electron-donating material (also referred to as a donor or a hole transporting material) is a π-electron conjugated compound having a highest occupied orbital (HOMO) level of 4.5 to 6.0 eV.
Specifically, conjugated polymers and phenylene vinylene polymers obtained by coupling various arenes (for example, thiophene, carbazole, fluorene, silafluorene, thienopyrazine, thienobenzothiophene, dithienosilole, quinoxaline, benzothiadiazole, thienothiophene). And porphyrins and phthalocyanines. In addition, a compound group described as Hole-Transporting Materials in Chemical Reviews vol. 107, pages 953 to 1010 (2007) and a porphyrin described in Journal of the American Chemical Society vol. 131, page 16048 (2009). Derivatives are also applicable.
Among these, a conjugated polymer obtained by coupling a structural unit selected from the group consisting of thiophene, carbazole, fluorene, silafluorene, thienopyrazine, thienobenzothiophene, dithienosilole, quinoxaline, benzothiadiazole, and thienothiophene is particularly preferable. Specific examples include poly-3-hexylthiophene (P3HT), poly-3-octylthiophene (P3OT), various polythiophene derivatives described in Journal of the American Chemical Society vol. 130, page 3020 (2008), Advanced Materials No. PCTBT described in Vol. 19, p. 2295 (2007), Journal of the American Chemical Society vol. 130, PCDTQx, PCDTPP, PCDTPT, PCDTBX, PCDTPX, Nature Photonics vol. 3, 649 described in p. 732 (2008) PBDTT-E, PBDTTTT-C, PBDTTTT-CF described in page (2009), PTB7 described in Advanced Materials Vol. 22, E135-E138 (2010), and the like.

電子受容材料(アクセプタまたは電子輸送材料ともいう)は、その最低空軌道(LUMO)準位が3.5〜4.5eVであるようなπ電子共役系化合物である。
具体的にはフラーレンおよびその誘導体、フェニレンビニレン系ポリマ、ナフタレンテトラカルボン酸イミド誘導体、ペリレンテトラカルボン酸イミド誘導体等が挙げられる。これらの中では、フラーレン誘導体が好ましい。フラーレン誘導体の具体例としてはC60、フェニル−C61−酪酸メチルエステル(文献等でPCBM、[60]PCBM、あるいはPC61BMと称されるフラーレン誘導体)、C70、フェニル−C71−酪酸メチルエステル(多くの文献等でPCBM、[70]PCBM、あるいはPC71BMと称されるフラーレン誘導体)、およびAdvanced Functional Materials第19巻、779〜788頁(2009年)に記載のフラーレン誘導体、Journal of the American Chemical Society第131巻、16048頁(2009年)に記載のフラーレン誘導体SIMEF、Journal of the American Chemical Society第132巻、1377頁(2010年)に記載のフラーレン誘導体ICBA等が挙げられる。
An electron-accepting material (also referred to as an acceptor or an electron-transporting material) is a π-electron conjugated compound whose lowest unoccupied orbital (LUMO) level is 3.5 to 4.5 eV.
Specific examples include fullerene and derivatives thereof, phenylene vinylene polymers, naphthalene tetracarboxylic imide derivatives, and perylene tetracarboxylic imide derivatives. Of these, fullerene derivatives are preferred. Specific examples of fullerene derivatives include C 60 , phenyl-C 61 -butyric acid methyl ester (fullerene derivatives referred to as PCBM, [60] PCBM, or PC 61 BM in the literature), C 70 , phenyl-C 71 -butyric acid. Methyl esters (fullerene derivatives referred to as PCBM, [70] PCBM, or PC 71 BM in many literatures), and fullerene derivatives described in Advanced Functional Materials Vol. 19, pages 779-788 (2009), Journal Examples include fullerene derivatives SIMEF described in the American Chemical Society vol. 131, page 16048 (2009), fullerene derivatives ICBA described in Journal of the American Chemical Society vol. 132, page 1377 (2010), and the like.

光電変換層26の上には、上部電極28が形成される。
上部電極28は、光電変換層に光を入射させるため、透明導電膜で形成されることが好ましい。透明導電膜としては、例えば、金属、金属酸化物、導電性ポリマ、これらの混合物や積層構造などが挙げられる。具体例としては、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化インジウムタングステン(IWO)等のTCO、前述の下部電極24として挙げられた金属および金属合金の超薄膜、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール等の導電性ポリマ等が挙げられる。TCOの材料として特に好ましいのは、ITO、IZO、酸化錫、アンチモンドープ酸化錫(ATO)、弗素ドープ酸化錫(FTO)、酸化亜鉛、アンチモンドープ酸化亜鉛(AZO)、ガリウムドープ酸化亜鉛(GZO)のいずれかの材料である。
上部電極28は、公知の方法で形成すればよい。例えば、塗布や印刷による湿式成膜法、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法等のPVD法やCVD法による乾式成膜法などの中から、前記した構成材料との適性を考慮して適宜選択した方法で形成すればよい。
上部電極を形成するに際してのパターニングも、公知の方法で行えばよい。すなわち、フォトリソグラフィなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、シャドウマスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等を行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
上部電極28の厚さは、その形成材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできない。なお、導電性の観点から、通常、0.01〜10μm程度であり、0.05〜1μmが好ましい。
An upper electrode 28 is formed on the photoelectric conversion layer 26.
The upper electrode 28 is preferably formed of a transparent conductive film in order to allow light to enter the photoelectric conversion layer. Examples of the transparent conductive film include metals, metal oxides, conductive polymers, mixtures thereof, and laminated structures. Specific examples include TCO such as tin oxide, zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium tungsten oxide (IWO), metals and metals mentioned as the lower electrode 24 described above. Examples include ultrathin alloy films, conductive polymers such as polyaniline, polythiophene, and polypyrrole. Particularly preferred as TCO materials are ITO, IZO, tin oxide, antimony doped tin oxide (ATO), fluorine doped tin oxide (FTO), zinc oxide, antimony doped zinc oxide (AZO), gallium doped zinc oxide (GZO). Any of the materials.
The upper electrode 28 may be formed by a known method. For example, in consideration of suitability with the above-mentioned constituent materials from among PVD methods such as wet film formation methods by coating and printing, vacuum deposition methods, sputtering methods, ion plating methods, and dry film formation methods by CVD methods. What is necessary is just to form by the method selected suitably.
Patterning for forming the upper electrode may be performed by a known method. That is, it may be performed by chemical etching such as photolithography, may be performed by physical etching using a laser, etc., may be performed by vacuum deposition, sputtering, or the like by overlaying a shadow mask, or a lift-off method or a printing method. You may go by.
The thickness of the upper electrode 28 can be appropriately selected depending on the material of the upper electrode 28, and cannot be generally defined. In addition, from a viewpoint of electroconductivity, it is about 0.01-10 micrometers normally, and 0.05-1 micrometer is preferable.

本発明の太陽電池20は、下部電極26および上部電極28の、いずれが正極で、他方が負極でもよい。   In the solar cell 20 of the present invention, either the lower electrode 26 or the upper electrode 28 may be a positive electrode and the other may be a negative electrode.

なお、本発明の太陽電池20においては、光電変換層26と負極の間に電子輸送材料からなる電子輸送層を設置しても良い。
電子輸送層に用いることのできる電子輸送材料としては、前述の光電変換層26で挙げた電子受容材料、および、Chemical Reviews第107巻、953〜1010頁(2007年)にElectron-Transporting and Hole-Blocking Materialsとして記載されているものが挙げられる。各種金属酸化物も安定性が高い電子輸送層の材料として好ましく利用され、例えば、酸化リチウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化カルシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ストロンチウム、酸化ニオブ、酸化ルテニウム、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化バリウムが挙げられる。これらのうち比較的に安定な酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛がより好ましい。
電子輸送層の膜厚は、通常、0.1〜500nm程度であり、好ましくは0.5〜300nmである。
電子輸送層は、塗布などによる湿式成膜法、蒸着やスパッタ等のPVD法による乾式成膜法、転写法、印刷法など、いずれによっても好適に形成することができる。
In the solar cell 20 of the present invention, an electron transport layer made of an electron transport material may be provided between the photoelectric conversion layer 26 and the negative electrode.
Examples of the electron transporting material that can be used for the electron transporting layer include the electron-accepting materials mentioned in the photoelectric conversion layer 26 described above, and Electron-Transporting and Hole- in Chemical Reviews Vol. 107, pages 953 to 1010 (2007). The thing described as Blocking Materials is mentioned. Various metal oxides are also preferably used as materials for highly stable electron transport layers, such as lithium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, calcium oxide, titanium oxide, zinc oxide, strontium oxide, niobium oxide, ruthenium oxide, and indium oxide. Zinc oxide and barium oxide. Of these, relatively stable aluminum oxide, titanium oxide, and zinc oxide are more preferable.
The film thickness of the electron transport layer is usually about 0.1 to 500 nm, preferably 0.5 to 300 nm.
The electron transport layer can be suitably formed by any of a wet film formation method such as coating, a dry film formation method such as vapor deposition and sputtering, a transfer method, and a printing method.

また、本発明の太陽電池20においては、光電変換層26と正極との間に、正孔輸送材料からなる正孔輸送層を設置しても良い。
正孔輸送層に用いることのできる正孔輸送材料としては、前述の光電変換層26で例示された電子供与材料が挙げられる。前述の下部電極24で挙げられた導電性ポリマも安定な正孔輸送材料として好ましい。各種金属酸化物も安定性が高い正孔輸送層の材料として利用され、例えば、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化タングステンが好ましい。
正孔輸送層の膜厚は、通常、0.1〜500nm程度であり、好ましくは0.5〜300nmである。
正孔輸送層は、塗布などによる湿式成膜法、蒸着やスパッタ等のPVD法による乾式成膜法、転写法、印刷法など、いずれによっても好適に形成することができる。
In the solar cell 20 of the present invention, a hole transport layer made of a hole transport material may be provided between the photoelectric conversion layer 26 and the positive electrode.
Examples of the hole transporting material that can be used for the hole transporting layer include the electron donating materials exemplified for the photoelectric conversion layer 26 described above. The conductive polymer mentioned for the lower electrode 24 is also preferable as a stable hole transport material. Various metal oxides are also used as a material for the hole transport layer having high stability. For example, vanadium oxide, molybdenum oxide, and tungsten oxide are preferable.
The film thickness of a positive hole transport layer is about 0.1-500 nm normally, Preferably it is 0.5-300 nm.
The hole transport layer can be suitably formed by any of a wet film formation method such as coating, a dry film formation method such as vapor deposition and sputtering, a transfer method, and a printing method.

さらに、本発明の太陽電池20においては、光電変換層26と負極との間に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の弗化物、酸化物などによる誘電体層を0.1〜5nmの厚さで挿入してもよい。この誘電体層は、一種の電子注入層と見ることもできる。
誘電体層は、例えば、塗布などによる湿式成膜法や蒸着などのPVD法による乾式成膜法により形成することができる。
Further, in the solar cell 20 of the present invention, a dielectric layer made of an alkali metal or alkaline earth metal fluoride or oxide is formed between the photoelectric conversion layer 26 and the negative electrode in a thickness of 0.1 to 5 nm. It may be inserted. This dielectric layer can also be regarded as a kind of electron injection layer.
The dielectric layer can be formed by, for example, a wet film formation method by coating or the like, or a dry film formation method by PVD method such as vapor deposition.

また、本発明の太陽電池20は、これらの層以外にも、必要に応じて、正孔注入層、電子阻止層、電子注入層、正孔阻止層、励起子拡散防止層等の補助層を有していてもよい。
なお、本発明において、下部電極24と上部電極28の間に形成された、光電変換層26(バルクヘテロ層)、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、電子注入層、電子輸送層、正孔阻止層、励起子拡散防止層など、電子や正孔を輸送する層の総称として「機能層」の言葉を用いる。
下部電極24と上部電極28の間にある光電変換層26などの機能層の膜厚が小さく、および/または、下部電極24の膜厚が大きい場合は、下部電極24の外縁の段差を機能層が完全に被覆できず欠陥(クラック、ピンホールなど)が発生して上部電極28と下部電極24の接触ひいては短絡のおそれがあり、下部電極24の周囲に平坦化層や隔壁を設けることが好ましい。平坦化層や隔壁は、後述のガスバリア層を構成する材料が好ましく用いられ、特には、窒化ケイ素、酸化ケイ素、窒化酸化ケイ素などの無機材料、あるいは(メタ)アクリレートなどの重合物を用いることができる。
In addition to these layers, the solar cell 20 of the present invention includes auxiliary layers such as a hole injection layer, an electron blocking layer, an electron injection layer, a hole blocking layer, and an exciton diffusion preventing layer as necessary. You may have.
In the present invention, the photoelectric conversion layer 26 (bulk hetero layer), hole injection layer, hole transport layer, electron blocking layer, electron injection layer, electron transport layer formed between the lower electrode 24 and the upper electrode 28 are formed. The term “functional layer” is used as a general term for layers that transport electrons and holes, such as a hole blocking layer and an exciton diffusion preventing layer.
When the film thickness of the functional layer such as the photoelectric conversion layer 26 between the lower electrode 24 and the upper electrode 28 is small and / or the film thickness of the lower electrode 24 is large, the step on the outer edge of the lower electrode 24 is defined as the functional layer. May not be completely covered, and defects (cracks, pinholes, etc.) may occur, which may cause a contact between the upper electrode 28 and the lower electrode 24, and thus a short circuit. . For the planarization layer and the partition wall, a material constituting the gas barrier layer described later is preferably used, and in particular, an inorganic material such as silicon nitride, silicon oxide, silicon nitride oxide, or a polymer such as (meth) acrylate is used. it can.

上部電極28の上には、必要に応じて、封止層30(シーラント)が形成される。
封止層30は、水や酸素等の光電変換層26(光電変換材料)を劣化させる物質が、光電変換層26に侵入することを防ぐための層である。封止層30は単層でも多層構成であっても良い。
封止層30の形成材料としては、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素(SiOx)、酸化チタン、酸化ゲルマニウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム等の金属酸化物、窒化ケイ素(SiNx)等の金属窒化物、窒化酸化ケイ素(SiO)等の金属窒化酸化物(金属酸化窒化物)、弗化リチウム、弗化マグネシウム、弗化アルミニウム、弗化カルシウム等の金属弗化物、ダイヤモンド状炭素(DLC)、などの無機材料が挙げられる。
また、封止層30の形成材料としては、有機材料も利用可能である。有機材料としては、ポリイミド、ポリエチレン、ポリパラキシリレン、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン等のポリマ、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、尿素樹脂、弗素樹脂が挙げられる。これらのうち、金属の酸化物、窒化物、窒化酸化物やDLCが好ましく、ケイ素、アルミニウムの酸化物、窒化物、窒化酸化物が特に好ましい。
A sealing layer 30 (sealant) is formed on the upper electrode 28 as necessary.
The sealing layer 30 is a layer for preventing a substance that degrades the photoelectric conversion layer 26 (photoelectric conversion material) such as water or oxygen from entering the photoelectric conversion layer 26. The sealing layer 30 may be a single layer or a multilayer structure.
As a material for forming the sealing layer 30, magnesium oxide, aluminum oxide, silicon oxide (SiO x ), titanium oxide, germanium oxide, yttrium oxide, zirconium oxide, hafnium metal oxide, silicon nitride (SiN x ), and the like Metal nitride, metal nitride oxide (metal oxynitride) such as silicon nitride oxide (SiO x N y ), metal fluoride such as lithium fluoride, magnesium fluoride, aluminum fluoride, calcium fluoride, diamond-like Inorganic materials such as carbon (DLC) can be given.
An organic material can also be used as a material for forming the sealing layer 30. Examples of the organic material include polymers such as polyimide, polyethylene, polyparaxylylene, polyvinyl alcohol, and polypropylene, acrylic resins, silicone resins, urea resins, and fluorine resins. Of these, metal oxides, nitrides, nitride oxides and DLC are preferred, and silicon, aluminum oxides, nitrides and nitride oxides are particularly preferred.

封止層の形成方法には、限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法などのPVD法や、原子層堆積法(ALD法やALE法)を含む各種CVD法、塗布法、印刷法、転写法を適用できる。   There are no limitations on the method for forming the sealing layer, and various methods including, for example, PVD methods such as vacuum deposition, sputtering, ion plating, and plasma polymerization, and atomic layer deposition (ALD and ALE methods). A CVD method, a coating method, a printing method, and a transfer method can be applied.

上部電極28または封止層30の上には、ガスバリアフィルム32が設けられる。
ガスバリアフィルム32は、封止層30と同様、水や酸素等の光電変換層26(光電変換材料)を劣化させる物質が、光電変換層26に侵入することを防ぐために設けられる。
A gas barrier film 32 is provided on the upper electrode 28 or the sealing layer 30.
As with the sealing layer 30, the gas barrier film 32 is provided to prevent a substance that degrades the photoelectric conversion layer 26 (photoelectric conversion material) such as water or oxygen from entering the photoelectric conversion layer 26.

ガスバリアフィルムは、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムやPEN(ポリエチレンナフタレート)フィルムの上に、封止層30として先に例示した材料がガスバリア層として成膜された構成が例示される。これらは純物質でもよいし、複数組成からなる混合物や傾斜組成でもよい。これらのうち、ケイ素やアルミニウムの酸化物、窒化物、窒化酸化物が好ましい。
ガスバリア層は単層でも、複数層でも良い。有機材料層と無機材料層の積層でも良く、複数の無機材料層と複数の有機材料層の交互積層でも良い。有機材料層は平滑性があれば特に制限はないが、(メタ)アクリレートの重合物からなる層などが好ましく利用される。無機材料層は、前述の保護層材料が好ましく、ケイ素、アルミニウムの酸化物、窒化物、窒化酸化物が特に好ましい。
無機材料層の厚さには限定は無いが、1層に付き、通常は5〜500nmであり、好ましくは10〜200nmである。無機材料層は複数のサブレイヤから成る積層構造であってもよい。この場合、各サブレイヤが同じ組成であっても異なる組成であってもよい。また、米国特許出願公開2004/0046497号明細書に開示してあるようにポリマからなる有機材料層との界面が明確で無く、組成が膜厚方向で連続的に変化する層であってもよい。
Examples of the gas barrier film include a configuration in which the material exemplified above as the sealing layer 30 is formed as a gas barrier layer on a PET (polyethylene terephthalate) film or a PEN (polyethylene naphthalate) film. These may be pure substances, or may be a mixture of multiple compositions or a gradient composition. Of these, oxides, nitrides, and nitride oxides of silicon and aluminum are preferable.
The gas barrier layer may be a single layer or a plurality of layers. An organic material layer and an inorganic material layer may be laminated, or a plurality of inorganic material layers and a plurality of organic material layers may be alternately laminated. The organic material layer is not particularly limited as long as it has smoothness, but a layer made of a polymer of (meth) acrylate is preferably used. The above-mentioned protective layer material is preferable for the inorganic material layer, and silicon, aluminum oxide, nitride, and nitride oxide are particularly preferable.
Although there is no limitation in the thickness of an inorganic material layer, it is attached to 1 layer, and is usually 5-500 nm, Preferably it is 10-200 nm. The inorganic material layer may have a laminated structure including a plurality of sublayers. In this case, each sublayer may have the same composition or a different composition. Further, as disclosed in US Patent Application Publication No. 2004/0046497, the interface with the organic material layer made of a polymer is not clear, and the layer may be a layer whose composition continuously changes in the film thickness direction. .

なお、ガスバリアフィルム32は、透明な接着剤を用いる接着、各種のシーラント材料を介した封止層30への熱融着、真空加熱ラミネート等、公知の方法で設ければよい。
また、ガスバリアフィルム32は、PETフィルム等の支持体が外側(封止層30と逆側、すなわちガスバリア層が内側)となるように、封止層30上に設けるのが好ましい。
ガスバリアフィルム32の外側(封止層30と逆側)に、必要に応じて表面機能層を有していてもよい。表面機能層として、例えば、マット剤層、反射防止層、ハードコート層、防曇層、防汚層、易接着層などが挙げられる。このほか、表面機能層に関しては特開2006−289627号公報に詳しく記載されている。
The gas barrier film 32 may be provided by a known method such as adhesion using a transparent adhesive, heat fusion to the sealing layer 30 via various sealant materials, vacuum heating lamination, or the like.
The gas barrier film 32 is preferably provided on the sealing layer 30 such that a support such as a PET film is on the outer side (the side opposite to the sealing layer 30, that is, the gas barrier layer is on the inner side).
A surface functional layer may be provided outside the gas barrier film 32 (on the side opposite to the sealing layer 30) as necessary. Examples of the surface functional layer include a matting agent layer, an antireflection layer, a hard coat layer, an antifogging layer, an antifouling layer, and an easy adhesion layer. In addition, the surface functional layer is described in detail in JP-A-2006-289627.

図示例の太陽電池20においては、好ましい態様として、上部電極28の上に、バス電極34が形成される。
太陽電池20の光電変換効率を向上するためには、上部電極28を薄くして光透過性を上げるのが好ましい。その反面、上部電極28を薄くすると、十分な導電性が得られない場合が有る。
バス電極34は、このような不都合を回避するための補助金属配線で、上部電極28を薄くして良好な光電変換効率を得て、かつ、十分な導電性を確保するためのものである。
In the illustrated solar cell 20, as a preferred embodiment, the bus electrode 34 is formed on the upper electrode 28.
In order to improve the photoelectric conversion efficiency of the solar cell 20, it is preferable to make the upper electrode 28 thinner to increase the light transmittance. On the other hand, if the upper electrode 28 is made thin, sufficient conductivity may not be obtained.
The bus electrode 34 is an auxiliary metal wiring for avoiding such an inconvenience. The bus electrode 34 is for thinning the upper electrode 28 to obtain good photoelectric conversion efficiency and to ensure sufficient conductivity.

バス電極34を形成する金属材料の例としては、アルミニウム、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、モリブデン、インジウム、錫、タングステン、銀、白金、金などが挙げられる。これらのうち、アルミニウム、ニッケル、銅、亜鉛、銀、金などの低抵抗金属が好ましく利用される。
バス電極34のパターン形状には限定はないが、光透過性及び導電性の観点から、メッシュ状のもの(メッシュパターン電極)が好ましい。メッシュパターンには特に制限がなく、正方形、長方形、菱形等の格子状、縞状(ストライプ状)、ハニカム、あるいは曲線の組合せを用いてもよい。
これらのメッシュデザインは開口率(光透過率)と表面抵抗(導電率)が所望の値となるように調整される。このようなメッシュパターンのバス電極とする場合、メッシュの開口率は通常は70%以上であり、80%以上が好ましく、85%以上がより好ましい。開口率は大きいほど好ましいが、現実的には95%以下となる。
バス電極34の厚みは特に制限は無いが、通常は0.02〜20μmが好ましく、0.1〜10μmがより好ましい。
バス電極34のメッシュパターンにおける線幅は、光透過性と導電性の観点から、平面視による線幅が0.001〜1mmであることが好ましく、0.005〜0.5mmがより好ましい。
バス電極34のメッシュパターンにおけるピッチは小さい(メッシュが細かい)方が太陽電池の特性上有利である。しかしながらピッチが小さいと光の透過率が低下するので、妥協点が選ばれる。ピッチは金属細線の線幅に応じて変化するが、平面視によるピッチが0.05〜30mmであることが好ましく、0.1〜20mmがより好ましく、0.2〜10mmがさらに好ましい。
バス電極34の形成方法としては特に制限はなく、公知の形成方法を適宜使用しうる。例えば、予め作製したメッシュパターン金属を支持体表面に貼り合せる方法、導電材料をメッシュパターンに塗布する方法、蒸着もしくはスパッタ等のPVD法を用いて導電膜を全面に形成した後にエッチングしてメッシュパターンの導電膜を形成する方法、スクリーン印刷、インクジェット印刷などの各種印刷法によりメッシュパターンの導電材料を塗布する方法、蒸着もしくはスパッタによりシャドウマスクを用いてメッシュパターンの金属補助配線を基材表面に直接形成する方法、特開2006−352073号公報、特開2009−231194号公報等に記載のハロゲン化銀感光材料を用いる方法などが挙げられる。
Examples of the metal material forming the bus electrode 34 include aluminum, chromium, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, molybdenum, indium, tin, tungsten, silver, platinum, and gold. Of these, low resistance metals such as aluminum, nickel, copper, zinc, silver, and gold are preferably used.
The pattern shape of the bus electrode 34 is not limited, but a mesh shape (mesh pattern electrode) is preferable from the viewpoint of light transmittance and conductivity. There is no particular limitation on the mesh pattern, and a lattice shape such as a square, a rectangle, or a rhombus, a stripe shape (stripe shape), a honeycomb, or a combination of curves may be used.
These mesh designs are adjusted so that the aperture ratio (light transmittance) and the surface resistance (conductivity) have desired values. When a bus electrode having such a mesh pattern is used, the mesh opening ratio is usually 70% or more, preferably 80% or more, and more preferably 85% or more. The larger the aperture ratio, the better. However, in practice, it becomes 95% or less.
Although there is no restriction | limiting in particular in the thickness of the bus electrode 34, Usually 0.02-20 micrometers is preferable and 0.1-10 micrometers is more preferable.
The line width in the mesh pattern of the bus electrode 34 is preferably 0.001 to 1 mm, more preferably 0.005 to 0.5 mm in plan view, from the viewpoint of light transmittance and conductivity.
A smaller pitch in the mesh pattern of the bus electrode 34 (fine mesh) is advantageous in terms of solar cell characteristics. However, if the pitch is small, the light transmittance decreases, so a compromise is chosen. Although a pitch changes according to the line | wire width of a metal fine wire, it is preferable that the pitch by planar view is 0.05-30 mm, 0.1-20 mm is more preferable, 0.2-10 mm is further more preferable.
There is no restriction | limiting in particular as a formation method of the bus electrode 34, A well-known formation method can be used suitably. For example, a method in which a mesh pattern metal prepared in advance is bonded to the support surface, a method in which a conductive material is applied to the mesh pattern, a conductive film is formed on the entire surface using a PVD method such as vapor deposition or sputtering, and then the mesh pattern is etched. A method of forming a conductive film, a method of applying a conductive material of a mesh pattern by various printing methods such as screen printing, ink jet printing, and the like. Examples thereof include a forming method, a method using a silver halide photosensitive material described in JP-A-2006-352073, JP-A-2009-231194, and the like.

なお、本発明において、バス電極は、上部電極28のみに対応して設けるのに、限定はされない。
すなわち、本発明の太陽電池は、図3に示す太陽電池36のように、上部電極28の導電率を確保するためのバス電極34に加え、下部電極24の導電率を確保するためのバス電極38を有するものであってもよい。
In the present invention, the bus electrode is not limited to be provided corresponding to only the upper electrode 28.
That is, the solar cell of the present invention is a bus electrode for securing the conductivity of the lower electrode 24 in addition to the bus electrode 34 for securing the conductivity of the upper electrode 28 as in the solar cell 36 shown in FIG. 38 may be included.

図4に、本発明の半導体装置を調光型照明装置に利用した一例を概念的に示す。
図4に示す調光型照明装置40(以下、照明装置40とする)は、いわゆる有機EL材料(有機エレクトロルミネッセンス材料)を発光層として利用する照明装置で、前述の基材12、陽極酸化皮膜14および保護層16からなる本発明の基板10の一面に、陽極42、正孔注入層46、正孔輸送層48、発光層50、電子輸送層52、電子注入層54および陰極56を、この順番で積層してなるものである。または、基板10の一面に、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層および陽極と、逆の順番で積層してもよい。
FIG. 4 conceptually shows an example in which the semiconductor device of the present invention is used in a dimming illumination device.
A dimming illumination device 40 (hereinafter referred to as illumination device 40) shown in FIG. 4 is an illumination device that uses a so-called organic EL material (organic electroluminescence material) as a light emitting layer. The anode 42, the hole injection layer 46, the hole transport layer 48, the light emitting layer 50, the electron transport layer 52, the electron injection layer 54, and the cathode 56 are formed on one surface of the substrate 10 of the present invention composed of 14 and the protective layer 16. They are laminated in order. Alternatively, the cathode, the electron injection layer, the electron transport layer, the light emitting layer, the hole transport layer, the hole injection layer, and the anode may be laminated on one surface of the substrate 10 in the reverse order.

この照明装置40も、本発明の基板10を用いる以外には、基本的に、公知の有機EL材料を利用する照明装置と同様のものである。
従って、本発明の照明装置(自己発光表示装置)は、これらの層以外にも、公知の有機ELを用いる照明装置で利用される各種の層を有してもよい。
The illumination device 40 is basically the same as the illumination device using a known organic EL material except that the substrate 10 of the present invention is used.
Therefore, the illuminating device (self-luminous display device) of the present invention may have various layers used in known illuminating devices using organic EL in addition to these layers.

陽極42は、発光層50に正孔を供給する電極である。
陽極42は、上記機能を有していれば、有機EL材料を利用する照明装置(ディスプレイ)に利用される各種のものや、前述の(有機薄膜)太陽電池20において正極として機能する下部電極24の材料が利用可能である。また、ヨウ化銅や硫化銅等も利用可能である。
The anode 42 is an electrode that supplies holes to the light emitting layer 50.
As long as the anode 42 has the above function, the anode 42 functions as a positive electrode in the above-mentioned (organic thin film) solar cell 20 and various types used in a lighting device (display) using an organic EL material. The materials are available. Moreover, copper iodide, copper sulfide, etc. can also be used.

陽極42の形成方法には、限定はなく、形成材料に応じて、形成材料等に応じて、塗布法、スパッタリングや真空蒸着等の気相成膜法など、公知の方法で形成すればよい。
また、必要に応じて陽極42をパターニングする際には、マスクを用いる方法、フォトリソグラフィを利用する方法、レーザ等による加工等、公知の方法で行えばよい。
The method for forming the anode 42 is not limited, and may be formed by a known method such as a coating method, a vapor deposition method such as sputtering or vacuum deposition, depending on the forming material and the like.
Further, when the anode 42 is patterned as necessary, a known method such as a method using a mask, a method using photolithography, or a processing using a laser or the like may be used.

正孔注入層46および正孔輸送層48は、陽極42または陽極42側から正孔を受け取り陰極56側に輸送する機能を有する層である。
正孔注入層46および正孔輸送層48は、上記機能を有していれば、有機EL材料を利用する照明装置(ディスプレイ)に利用される各種のものが利用可能である。一例として、ピロール誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体等が例示される。
正孔注入層46および正孔輸送層48の形成方法には、限定はなく、形成材料に応じて、形成材料等に応じて、塗布法、スパッタリングや真空蒸着等の気相成膜法など、公知の方法で形成すればよい。
The hole injection layer 46 and the hole transport layer 48 are layers having a function of receiving holes from the anode 42 or the anode 42 side and transporting them to the cathode 56 side.
As long as the hole injection layer 46 and the hole transport layer 48 have the above-described functions, various types used for an illumination device (display) using an organic EL material can be used. Examples include pyrrole derivatives, carbazole derivatives, triazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, and the like.
The method for forming the hole injection layer 46 and the hole transport layer 48 is not limited, and depending on the forming material, depending on the forming material, etc., a coating method, a vapor deposition method such as sputtering or vacuum deposition, etc. What is necessary is just to form by a well-known method.

発光層50は、有機EL材料を用いた発光層で、少なくともホスト材料および燐光発光材料を含む。
また、ホスト材料は、少なくとも第1ホスト材料および第2ホスト材料を含む。
The light emitting layer 50 is a light emitting layer using an organic EL material, and includes at least a host material and a phosphorescent light emitting material.
The host material includes at least a first host material and a second host material.

第1ホスト材料および第2ホスト材料は、有機EL材料で用いられる各種のものが利用可能で例えば、電子輸送性ホスト材料、正孔輸送性ホスト材料などが挙げられる。
電子輸送性ホスト材料としては、例えば、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾ−ル、オキサゾ−ル、オキサジアゾ−ル、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、フッ素置換芳香族化合物、アゾール誘導体、アジン誘導体、金属錯体等が例示される。
また、正孔輸送性ホスト材料としては、インドール誘導体、カルバゾール誘導体、アザインドール誘導体、アザカルバゾール誘導体、芳香族第三級アミン化合物、チオフェン誘導体が好ましく、分子内にインドール骨格、カルバゾール骨格、アザインドール骨格、アザカルバゾール骨格、または芳香族第三級アミン骨格を有するものが例示される。
As the first host material and the second host material, various materials used in organic EL materials can be used. Examples thereof include an electron transporting host material and a hole transporting host material.
Examples of the electron transporting host material include pyridine, pyrimidine, triazine, imidazole, pyrazole, triazole, oxazole, oxadiazol, fluorenone, anthraquinodimethane, anthrone, diphenylquinone, thiopyran dioxide, carbodiimide. , Fluorenylidenemethane, distyrylpyrazine, fluorine-substituted aromatic compounds, azole derivatives, azine derivatives, metal complexes and the like.
Further, as the hole transporting host material, indole derivatives, carbazole derivatives, azaindole derivatives, azacarbazole derivatives, aromatic tertiary amine compounds, and thiophene derivatives are preferable, and indole skeleton, carbazole skeleton, azaindole skeleton in the molecule And those having an azacarbazole skeleton or an aromatic tertiary amine skeleton.

燐光発光材料としては、遷移金属原子、ランタノイド原子を含む錯体等が例示される。
遷移金属原子としては、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金等が例示される。ランタノイド原子としては、例えばランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテシウム等が例示される。
具体的な配位子としては、例えば、ハロゲン配位子、芳香族炭素環配位子、含窒素ヘテ
ロ環配位子、ジケトン配位子、カルボン酸配位子、アルコラト配位子、一酸化炭素配位子
、イソニトリル配位子、シアノ配位子などが例示される。
Examples of phosphorescent materials include complexes containing transition metal atoms and lanthanoid atoms.
Examples of the transition metal atom include ruthenium, rhodium, palladium, tungsten, rhenium, osmium, iridium, platinum and the like. Examples of lanthanoid atoms include lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, and lutetium.
Specific ligands include, for example, halogen ligands, aromatic carbocyclic ligands, nitrogen-containing heterocyclic ligands, diketone ligands, carboxylic acid ligands, alcoholate ligands, and monoxide Examples include carbon ligands, isonitrile ligands, cyano ligands and the like.

発光層50の形成方法には、限定はなく、形成材料に応じて、形成材料等に応じて、塗布法、スパッタリングや真空蒸着等の気相成膜法など、公知の方法で形成すればよい。
また、必要に応じて、発光層50を形成した後、前記第1ホスト材料の変性等を目的として、発光層50の加熱処理(アニーリング)を行ってもよい。
The method for forming the light emitting layer 50 is not limited, and may be formed by a known method such as a coating method, a vapor deposition method such as sputtering or vacuum deposition, depending on the forming material, the forming material, and the like. .
Further, if necessary, after the light emitting layer 50 is formed, the light emitting layer 50 may be subjected to heat treatment (annealing) for the purpose of modifying the first host material.

電子輸送層52および電子注入層54は、陰極56または陰極56側から電子を受け取り陽極42側に輸送する機能を有する層である。
電子輸送層52および電子注入層54は、上記機能を有していれば、有機EL材料を利用する照明装置に利用される各種のものが利用可能である。一例として、キノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体等が例示される。
電子輸送層52および電子注入層54の形成方法には、限定はなく、形成材料に応じて、形成材料等に応じて、塗布法、スパッタリングや真空蒸着等の気相成膜法など、公知の方法で形成すればよい。
The electron transport layer 52 and the electron injection layer 54 are layers having a function of receiving electrons from the cathode 56 or the cathode 56 side and transporting them to the anode 42 side.
As long as the electron transport layer 52 and the electron injection layer 54 have the above-described functions, various types that are used in a lighting device using an organic EL material can be used. Examples include quinoline derivatives, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, phenanthroline derivatives, perylene derivatives, pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, quinoxaline derivatives, diphenylquinone derivatives, nitro-substituted fluorene derivatives, and the like.
The formation method of the electron transport layer 52 and the electron injection layer 54 is not limited, and a known method such as a coating method, a vapor deposition method such as sputtering or vacuum deposition, or the like may be used depending on the forming material or the like. It may be formed by a method.

陰極56は、発光層50に電子を注入する電極である。
陰極56は、上記機能を有していれば、有機EL材料を利用する照明装置に利用される各種のものや、前述の太陽電池20において負極として機能する下部電極24の材料が利用可能である。一例として、リチウムやナトリウム等のアルカリ金属、マンガンやカルシウム等のアルカリ土類金属、インジウムやイッテルビウム等の希土類、その他、金,銀、アルミニウム等の金属が例示される。
これらは、1種を単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点からは、2種以上を好適に併用するのが好ましい。
The cathode 56 is an electrode that injects electrons into the light emitting layer 50.
As long as the cathode 56 has the above function, various types of materials used in lighting devices that use organic EL materials and the material of the lower electrode 24 that functions as a negative electrode in the above-described solar cell 20 can be used. . Examples thereof include alkali metals such as lithium and sodium, alkaline earth metals such as manganese and calcium, rare earths such as indium and ytterbium, and other metals such as gold, silver and aluminum.
These may be used alone, but from the viewpoint of achieving both stability and electron injection properties, it is preferable to use two or more in combination.

陰極56の形成方法には、限定はなく、形成材料等に応じて、塗布法、スパッタリングや真空蒸着等の気相成膜法など、公知の方法で形成すればよい。
また、必要に応じて陰極56をパターニングする際には、マスクを用いる方法、フォトリソグラフィを利用する方法、レーザ等による加工等、公知の方法で行えばよい。
The formation method of the cathode 56 is not particularly limited, and may be formed by a known method such as a coating method, a vapor deposition method such as sputtering or vacuum deposition, depending on the forming material.
Further, when patterning the cathode 56 as necessary, a known method such as a method using a mask, a method using photolithography, or a processing using a laser or the like may be used.

本発明の表示装置40は、図示した層以外にも、有機ELを利用する照明装置が有する各種の層を有してもよい。
一例として、陰極56側から発光層50に輸送された電子が陽極42側に通り抜けることを防止する、電子阻止層を有してもよい。このような電子阻止層は、通常、発光層と陽極側で隣接する有機化合物層として設けられる。
In addition to the illustrated layers, the display device 40 of the present invention may include various layers included in a lighting device that uses organic EL.
As an example, an electron blocking layer that prevents electrons transported from the cathode 56 side to the light emitting layer 50 from passing through to the anode 42 side may be provided. Such an electron blocking layer is usually provided as an organic compound layer adjacent to the light emitting layer on the anode side.

表示装置40は、必要に応じて、封止層によって全体が保護されていてもよい。
封止層を形成する材料には、特に限定はなく、水分や酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有しているものであれば、各種のものが利用可能であり、例えば、前述の太陽電池20において例示した封止層30の形成材料が好ましく利用される。
The display device 40 may be entirely protected by a sealing layer as necessary.
There are no particular limitations on the material for forming the sealing layer, and various materials can be used as long as they have a function of preventing elements that promote element deterioration such as moisture and oxygen from entering the element. For example, the forming material of the sealing layer 30 exemplified in the above-described solar cell 20 is preferably used.

さらに、表示装置40は、必要に応じて、前述のガスバリアフィルム32や封止容器を用いて全体が封止されていてもよい。また、封止容器と表示装置40の間の空間には、水分吸収剤や不活性液体を封入してもよい。
水分吸収剤としては、例えば酸化バリウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム等が例示される。また、不活性液体としては、パラフィン類、流動パラフィン類、フッ素系溶剤、塩素系溶剤、シリコーンオイル等が例示される。
Furthermore, the entire display device 40 may be sealed using the gas barrier film 32 or the sealing container as described above. Further, a moisture absorbent or an inert liquid may be sealed in the space between the sealing container and the display device 40.
Examples of the moisture absorbent include barium oxide, sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide and the like. Examples of the inert liquid include paraffins, liquid paraffins, fluorinated solvents, chlorinated solvents, silicone oils, and the like.

本発明の半導体装置を自己発光表示装置(有機ELディスプレイ)に利用する際には、この照明装置40において、例えば、陽極42もしくは陰極56を、個々の画素に応じてパターニングして各画素ごとの画素電極とし、個々の画素電極に接続して、スイッチング回路を設ければよい。
なお、スイッチング回路は、公知の各種の薄膜トランシズタ(TFT)が利用可能である。一例として、アモルファスシリコン(a−Si)、低温ポリシリコン(p−Si)、微結晶シリコン(μc−Si)、IGZO等の酸化物半導体、有機半導体などの薄膜トランジスタが好適に利用される。
When the semiconductor device of the present invention is used for a self-luminous display device (organic EL display), for example, the anode 42 or the cathode 56 is patterned in accordance with individual pixels in the illumination device 40. A switching circuit may be provided by connecting to each pixel electrode as a pixel electrode.
As the switching circuit, various known thin film transistors (TFTs) can be used. As an example, thin film transistors such as amorphous silicon (a-Si), low-temperature polysilicon (p-Si), microcrystalline silicon (μc-Si), oxide semiconductors such as IGZO, and organic semiconductors are preferably used.

本発明の基板10等、本発明の半導体装置用基板は、太陽電池、調光型照明装置、自己発光表示装置等の半導体装置以外にも、各種の用途に好適に利用可能である。
その好適な一例として、前述の高い可撓性、反りが少ない、水分放出量(脱ガス量)が少ないという特性に加え、高い光反射を活かして、本発明の半導体装置用基板を用いたフレキシブルな反射型の液晶表示装置が例示される。
The board | substrate for semiconductor devices of this invention, such as the board | substrate 10 of this invention, can be utilized suitably for various uses besides semiconductor devices, such as a solar cell, a light control type illuminating device, and a self-light-emitting display apparatus.
As a suitable example, in addition to the above-described characteristics of high flexibility, low warpage, and low moisture release (degassing amount), high light reflection makes it possible to flexibly use the semiconductor device substrate of the present invention. A reflective liquid crystal display device is exemplified.

図5(A)に、本発明の半導体装置用基板を利用する、本発明の反射型液晶表示装置の一例を概念的に示す。
図5(A)に示す反射型液晶表示装置60(以下、液晶表示装置60とも言う)は、前述の基材12、陽極酸化皮膜14および保護層16からなる本発明の基板10の一面に、下部透明電極62、液晶層64、上部透明電極68、偏光板70およびカラーフィルタ72を、この順番で積層してなるものである。
本発明の基板10において、保護層16は、基本的にガラスと同様である。そのため、本発明の基板10は、フレキシブル性は有するものの、通常の反射型の液晶表示装置で用いられるガラス基板と、同様に扱うことができる。
FIG. 5A conceptually shows an example of the reflective liquid crystal display device of the present invention using the substrate for a semiconductor device of the present invention.
A reflective liquid crystal display device 60 (hereinafter, also referred to as a liquid crystal display device 60) shown in FIG. The lower transparent electrode 62, the liquid crystal layer 64, the upper transparent electrode 68, the polarizing plate 70, and the color filter 72 are laminated in this order.
In the substrate 10 of the present invention, the protective layer 16 is basically the same as glass. Therefore, although the substrate 10 of the present invention has flexibility, it can be handled in the same manner as a glass substrate used in a normal reflective liquid crystal display device.

図5(C)に示すように、通常の(反射型)液晶表示装置100は、ガラス基板102に、反射層104、第1偏光板106、下部透明電極108、液晶層110、上部透明電極112、第2偏光板114およびカラーフィルタ116を、この順番で積層して構成される。
ここで、本発明の基板10は、基材12(アルミニウム)と陽極酸化皮膜14との界面が、非常に光反射性が高く、この界面を反射層として利用することが可能である。そのため本発明の基板10を利用する液晶表示装置60は、図5(C)に示す通常の液晶表示装置100では必要な反射層104を、別途、設ける必要がないという利点を有する。
As shown in FIG. 5C, a normal (reflection type) liquid crystal display device 100 includes a reflective layer 104, a first polarizing plate 106, a lower transparent electrode 108, a liquid crystal layer 110, and an upper transparent electrode 112 on a glass substrate 102. The second polarizing plate 114 and the color filter 116 are laminated in this order.
Here, in the substrate 10 of the present invention, the interface between the base material 12 (aluminum) and the anodized film 14 has very high light reflectivity, and this interface can be used as a reflective layer. Therefore, the liquid crystal display device 60 using the substrate 10 of the present invention has an advantage that the reflective layer 104 necessary for the normal liquid crystal display device 100 shown in FIG.

また、特開平8−201802号公報等に示されるように、反射型の液晶表示装置では、反射層を鏡面反射板(正反射板)とすることにより、偏光板側から光を入射させることで、反射板で光が反射して偏光板を2回通過するので、液晶層と反射層(反射界面)との間に配置される偏光板を不要にできる。
本発明の基板10において、光反射面となる基材12を陽極酸化皮膜14との界面は、平滑な金属/酸化物界面であり、反射光は、乱反射成分が少なく、殆どが正反射成分となる。そのため、本発明の基板10を利用する液晶表示装置60は、図5(C)に示す通常の液晶表示装置100では必要な、反射層104と液晶層110との間の偏光板106を、無くすこともできるという利点も有る。
Further, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-201802 and the like, in a reflection type liquid crystal display device, by making a reflection layer a specular reflection plate (regular reflection plate), light is incident from the polarizing plate side. Since the light is reflected by the reflector and passes through the polarizing plate twice, the polarizing plate disposed between the liquid crystal layer and the reflective layer (reflection interface) can be eliminated.
In the substrate 10 of the present invention, the interface between the base material 12 serving as a light reflecting surface and the anodized film 14 is a smooth metal / oxide interface, and the reflected light has few irregular reflection components and most of the regular reflection components. Become. Therefore, the liquid crystal display device 60 using the substrate 10 of the present invention eliminates the polarizing plate 106 between the reflective layer 104 and the liquid crystal layer 110, which is necessary for the normal liquid crystal display device 100 shown in FIG. There is also an advantage of being able to.

前述のように、本発明の基板10を利用する液晶表示装置60は、フレキシブル性に優れる。
ここで、液晶表示装置60において、液晶層64と反射層間の厚さは、基本的に、陽極酸化皮膜14と保護層16と下部透明電極62との厚さの和になる。これらの層は、いずれも固体である。そのため、本発明の基板10を利用する液晶表示装置60では、フレキシブル性を利用して折り曲げたとしても、この層間の厚さに変化が無いので、折り曲げ時の偽色の発生も抑制できるという利点も有る。
As described above, the liquid crystal display device 60 using the substrate 10 of the present invention is excellent in flexibility.
Here, in the liquid crystal display device 60, the thickness between the liquid crystal layer 64 and the reflective layer is basically the sum of the thicknesses of the anodized film 14, the protective layer 16, and the lower transparent electrode 62. These layers are all solid. Therefore, in the liquid crystal display device 60 using the substrate 10 of the present invention, even if it is bent using flexibility, there is no change in the thickness between the layers, so that the generation of false colors during bending can be suppressed. There is also.

液晶表示装置60において、下部透明電極62は、いわゆる共通電極であって、反射型の液晶表示装置において利用される、公知の透明電極である。
一例として、上部電極28として例示した、ITO、IZO、IWO等のTCOなどの透明な導電性膜が、各種、利用可能である。また、必要に応じて下部透明電極62をパターニングする際には、マスクを用いる方法、フォトリソグラフィを利用する方法、レーザ等による加工等、公知の方法で行えばよい。
In the liquid crystal display device 60, the lower transparent electrode 62 is a so-called common electrode, which is a known transparent electrode used in a reflective liquid crystal display device.
As an example, various transparent conductive films such as ITO, IZO, IWO, etc., exemplified as the upper electrode 28, can be used. In addition, when the lower transparent electrode 62 is patterned as necessary, a known method such as a method using a mask, a method using photolithography, or a processing using a laser or the like may be used.

液晶層64は、配向した液晶を充填してなる、液晶表示装置(LCD)で用いられている公知の液晶層(液晶セル)である。
従って、液晶は、LCDで用いられている公知の液晶材料が、各種、利用可能である。また、表示モードも、TN(Twisted Nematic)、STN(Super Twisted Nematic)、HAN(Hybrid Alignment Nematic)、GH(Guest Host)、PCGH(Phase Changed Guest Host)、PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)、ECB(Electrically Controlled Birefringence)、CSH(Color Super Homeotropic)、ベント配向など、反射型の液晶表示装置に利用可能な各種の表示モードが利用可能である。
The liquid crystal layer 64 is a known liquid crystal layer (liquid crystal cell) used in a liquid crystal display device (LCD), which is filled with aligned liquid crystals.
Therefore, various known liquid crystal materials used in LCDs can be used as the liquid crystal. The display modes are TN (Twisted Nematic), STN (Super Twisted Nematic), HAN (Hybrid Alignment Nematic), GH (Guest Host), PCGH (Phase Changed Guest Host), PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal), ECB ( Various display modes that can be used for reflective liquid crystal display devices, such as Electrically Controlled Birefringence (CSH), CSH (Color Super Homeotropic), and vent alignment, can be used.

上部透明電極68は、液晶層64を駆動する駆動電極であって、同様に、反射型の液晶表示装置で用いられている、画素毎(サブピクセル毎)の画素電極を有する、単純マトリックス型や、薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリックス型などの公知の透明駆動電極が、各種、利用可能である。また、上部透明電極68は、下部透明電極62と同様の各種のTOCを用いる物であるのが好ましい。なお、本発明の反射形液晶表示装置においては、下部透明電極が駆動電極で、上部透明電極が共通電極であってもよい。
偏光板70も、LCD等で用いられている公知の偏光板(偏光子)ある。偏光板70は、液晶層64に通電した状態、もしくは、通電しない状態において、液晶層64に充填された液晶(その配向方向)に対して、偏光透過軸がクロスニコル(もしくは平行ニコル)の関係になるように配置される。
The upper transparent electrode 68 is a drive electrode for driving the liquid crystal layer 64, and similarly, a simple matrix type having a pixel electrode for each pixel (for each subpixel) used in a reflective liquid crystal display device. Various known transparent drive electrodes such as an active matrix type using a thin film transistor can be used. Moreover, it is preferable that the upper transparent electrode 68 is a thing using various TOC similar to the lower transparent electrode 62. In the reflective liquid crystal display device of the present invention, the lower transparent electrode may be a drive electrode and the upper transparent electrode may be a common electrode.
The polarizing plate 70 is also a known polarizing plate (polarizer) used in an LCD or the like. The polarizing plate 70 has a crossed nicols (or parallel nicols) polarization transmission axis with respect to the liquid crystal filled in the liquid crystal layer 64 (or its orientation direction) when the liquid crystal layer 64 is energized or not energized. It is arranged to become.

液晶表示装置60においては、上部透明電極68による通電作用の下、液晶層68と偏光板70とが平行ニコルの状態では、偏光板70によって直線偏光にされた光が液晶層64を通過して、基板10(基材12と陽極酸化皮膜14との界面)で反射して、再度、液晶層64および偏光板70を通過して、可視像として表示される。
逆に、液晶層68と偏光板70とがクロスニコルの状態では、偏光板70によって直線偏光にされた光は、液晶層64を通過できないので、この光は可視像として表示される成分とはならない。
In the liquid crystal display device 60, light that is linearly polarized by the polarizing plate 70 passes through the liquid crystal layer 64 when the liquid crystal layer 68 and the polarizing plate 70 are in a parallel Nicol state under the energization action of the upper transparent electrode 68. The light is reflected by the substrate 10 (interface between the base material 12 and the anodic oxide film 14), passes through the liquid crystal layer 64 and the polarizing plate 70 again, and is displayed as a visible image.
Conversely, when the liquid crystal layer 68 and the polarizing plate 70 are in a crossed Nicol state, the light that has been linearly polarized by the polarizing plate 70 cannot pass through the liquid crystal layer 64, so that this light is a component that is displayed as a visible image. Must not.

カラーフィルタ72は、上部透明電極68の画素電極に対応するRフィルタ、GフィルタおよびBフィルタの3色のフィルタが、所定の繰り返しパターンで配列される、LCDに利用される公知のカラーフィルタである。なお、カラーフィルタ72は、上部透明電極68と偏光板70との間に設けてもよい。   The color filter 72 is a well-known color filter used in an LCD in which three color filters of R filter, G filter, and B filter corresponding to the pixel electrode of the upper transparent electrode 68 are arranged in a predetermined repeating pattern. . The color filter 72 may be provided between the upper transparent electrode 68 and the polarizing plate 70.

ここで、本発明の基板10は、基材12が良導電体であるアルミニウムによって形成されている。
従って、本発明の基板10を利用する反射型液晶表示装置では、下部透明電極をグランドとし、基材12自体をグランドとすることによって、図5(B)に示すように、下部透明電極を省くことができる。なお、液晶層64と基材12との通電は、配線を用いる方法や、保護層16および陽極酸化皮膜14を部分的に削除する方法等、各種の方法が利用可能である。
Here, the substrate 10 of the present invention is formed of aluminum whose base 12 is a good conductor.
Therefore, in the reflection type liquid crystal display device using the substrate 10 of the present invention, the lower transparent electrode is omitted as shown in FIG. be able to. For energization between the liquid crystal layer 64 and the substrate 12, various methods such as a method using wiring and a method of partially removing the protective layer 16 and the anodized film 14 can be used.

さらに、本発明の液晶表示装置においては、必要に応じて、偏光板70と液晶層64との間に、視野角特性を向上するための複屈折フィルムを設けてもよい。同様に、視野角特性を向上させるために、液晶層64よりも上方に前方散乱フィルムを設けてもよい。   Furthermore, in the liquid crystal display device of the present invention, a birefringent film for improving viewing angle characteristics may be provided between the polarizing plate 70 and the liquid crystal layer 64 as necessary. Similarly, a forward scattering film may be provided above the liquid crystal layer 64 in order to improve viewing angle characteristics.

なお、液晶表示装置に用いる陽極酸化皮膜は、透過率が高く、可視光領域の光吸収が低いことが好ましい。このことによって、基材12(アルミニウム)と陽極酸化皮膜14との界面に達する光、および反射した光の吸収が少なく、非常に光反射性が高い基板が得られる。
透過率が高い陽極酸化皮膜14は、含有する不純物量が少ないアルミニウムを陽極酸化することによって好適に作製することができる。また、可視光領域の光吸収が低い陽極酸化皮膜14は、アルミニウムを、硫酸やリン酸溶液などの無機酸中で陽極酸化することによって好適に作製することができる。さらに、シュウ酸、マロン酸、酒石酸等の有機酸を用いる場合であっても、低電圧で陽極酸化することによって、陽極酸化皮膜中への有機成分の混入が抑制され、可視光領域での光吸収が低い陽極酸化皮膜14を好適に作製することができる。
Note that the anodized film used in the liquid crystal display device preferably has high transmittance and low light absorption in the visible light region. As a result, a substrate having very high light reflectivity with little absorption of light reaching the interface between the base material 12 (aluminum) and the anodized film 14 and reflected light can be obtained.
The anodized film 14 having a high transmittance can be suitably produced by anodizing aluminum containing a small amount of impurities. Moreover, the anodized film 14 having low light absorption in the visible light region can be suitably produced by anodizing aluminum in an inorganic acid such as sulfuric acid or phosphoric acid solution. Furthermore, even when using organic acids such as oxalic acid, malonic acid, tartaric acid, etc., anodization at a low voltage suppresses the mixing of organic components into the anodized film, and light in the visible light region An anodized film 14 having low absorption can be suitably produced.

以上、半導体装置用基板、半導体装置、調光型照明装置、自己発光表示装置、太陽電池および反射型液晶表示装置について詳細に説明したが、本発明は、上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。   As described above, the semiconductor device substrate, the semiconductor device, the dimming illumination device, the self-luminous display device, the solar cell, and the reflective liquid crystal display device have been described in detail. However, the present invention is not limited to the above-described examples. Of course, various improvements and changes may be made without departing from the scope of the invention.

[実施例1]
厚さ40μmのアルミニウム板(純度4N)を、基材12となる材料として準備した。
このアルミニウム板に、温度が50℃、濃度が0.5Mのシュウ酸水溶液を用いて、両面に陽極酸化電圧40Vで陽極酸化処理を行うことにより、基材12の両面に厚さ10μmの陽極酸化皮膜14を形成した(すなわち、基材12の厚さは約20μm)。
次いで、純水3.92質量部、35%塩酸0.05質量部、エタノール12.53質量部、および、テトラエトキシシラン4.17質量部の割合で混合した塗布液(以下、塗布液Bとする)を、両面の陽極酸化皮膜14の表面に塗布し、乾燥した。塗布は、ディップコートによって行った。
その後、塗布液Bを塗布した基材12を、300℃の恒温槽に入れて、10分間の熱処理を行い、厚さ300nmの保護層16を形成し、図1に示す基板10を作製した。
[Example 1]
An aluminum plate (purity 4N) having a thickness of 40 μm was prepared as a material for the base 12.
This aluminum plate is anodized with a thickness of 10 μm on both surfaces of the substrate 12 by performing anodizing treatment on both surfaces with an anodizing voltage of 40 V using an oxalic acid aqueous solution having a temperature of 50 ° C. and a concentration of 0.5 M. A film 14 was formed (that is, the thickness of the substrate 12 was about 20 μm).
Subsequently, a coating liquid (hereinafter referred to as coating liquid B) mixed in a ratio of 3.92 parts by mass of pure water, 0.05 part by mass of 35% hydrochloric acid, 12.53 parts by mass of ethanol, and 4.17 parts by mass of tetraethoxysilane. Was applied to the surface of the anodized film 14 on both sides and dried. Application was performed by dip coating.
Thereafter, the base material 12 coated with the coating liquid B was placed in a 300 ° C. thermostat and subjected to heat treatment for 10 minutes to form a protective layer 16 having a thickness of 300 nm, and the substrate 10 shown in FIG. 1 was produced.

陽極酸化皮膜14を形成した後に、一部を切り出し、前述のように、陽極酸化皮膜14の長さを測定し、その後、基材12を溶解して取り除き、基材12を取り除いた後の陽極酸化皮膜14の長さを測定して、基材12を取り除く前後の陽極酸化皮膜の長さに基づいて、室温での陽極酸化皮膜14の歪みを測定した。
作製した基板10を適当なサイズに切り出し、折り曲げることによって、陽極酸化皮膜14の破断面を出し、FE-SEM(Field Emission Type Scanning Electron Microscope)で撮影したSEM写真から、陽極酸化皮膜14の平均細孔径を算出した。SEM写真は、陽極酸化皮膜14の細孔径に応じて、倍率を1〜15万倍の範囲で調節した。
陽極酸化皮膜14の平均細孔径は、以下の方法で測定した。すなわち、SEM写真から、陽極酸化皮膜14の隣接した細孔の中心間隔を30箇所測定し、その平均値を平均細孔周期とした。また、陽極酸化皮膜14の隣接した壁部分の厚さを30箇所測定し、その平均値を平均壁厚とした。平均細孔周期から平均壁圧を引いた値を、平均細孔径とした。
その結果、陽極酸化皮膜14の平均細孔径は25nmであった。
After forming the anodic oxide film 14, a part is cut out, and as described above, the length of the anodic oxide film 14 is measured. Thereafter, the base material 12 is dissolved and removed, and the anode after the base material 12 is removed. The length of the oxide film 14 was measured, and the strain of the anodized film 14 at room temperature was measured based on the length of the anodized film before and after removing the substrate 12.
The fabricated substrate 10 is cut out to an appropriate size and bent so that a fracture surface of the anodized film 14 is obtained. The pore size was calculated. In the SEM photograph, the magnification was adjusted in the range of 1 to 150,000 times according to the pore diameter of the anodized film 14.
The average pore diameter of the anodized film 14 was measured by the following method. That is, from the SEM photograph, 30 center intervals between adjacent pores of the anodic oxide film 14 were measured, and the average value was taken as the average pore period. Moreover, the thickness of 30 adjacent wall parts of the anodic oxide film 14 was measured, and the average value was made into average wall thickness. A value obtained by subtracting the average wall pressure from the average pore period was defined as the average pore diameter.
As a result, the average pore diameter of the anodized film 14 was 25 nm.

このようにして作製した基板10の1面に、チタン(膜厚5nm)と銀(膜厚100nm)とを連続して真空蒸着して、下部電極24を形成した。このとき、素子面積が16cm2となるようにシャドウマスクを用いた。
下部電極24の上に、PEDOT−PSS水溶液(Heraeus Precious Metals製、Clevios P VP.AI 4083)を回転塗布し、140℃で15分間加熱処理した。これにより正孔輸送層(膜厚0.04μm)を形成した。
正孔輸送層上に、電子供与材料としてP3HT(Merck製、lisicon SP001)、および、電子受容材料としてICBA(Sigma-Aldrich製)をジクロロベンゼンに重量比1:1で溶解させた組成物を、乾燥窒素雰囲気で正孔輸送層上に回転塗布し、140℃で15分間加熱処理した。これによりバルクヘテロ接合型の光電変換層26を形成した。光電変換層26の膜厚は0.2μmであった。
光電変換層26上に、アルミニウム(膜厚2nm)と銀(膜厚10nm)とを連続して真空蒸着した。このとき、素子面積が16cm2となるようにシャドウマスクを用いた。引き続き、上部電極28上に、バス電極34として、銀(膜厚0.4μm)を真空蒸着した。このとき、ストライプパターンのシャドウマスクを使って、線幅0.3mmでピッチ20mmとなる縞状のバス電極34を形成した。さらに、ArガスとO2ガスを導入した真空度1Paの雰囲気で、基板を160℃に加熱しながら、高周波マグネトロンスパッタにより開口16cm2のシャドウマスクを介してITO(膜厚0.1μm)を成膜し、アルミニウム層とITO層との間にバス電極34を有する、アルミニウム/銀/ITOの3層積層構造となる光透過性の上部電極28を形成した。
以上の工程は、アルミニウムと銀を形成する真空蒸着装置とITOを形成するスパッタ装置とが、真空度1×10-4Pa以下のクラスタ型真空搬送系にそれぞれ直結されている有機EL素子製造装置を使用して、行った。
さらに、ガスバリアフィルム32として窒化ケイ素膜とアクリレート重合体が積層されたPENフィルムを用意した。このガスバリアフィルム32を、シーラントとしてのエチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)フィルムをはさんで、140℃で真空加熱ラミネートして、ガスバリアフィルム32を積層した。なお、ガスバリアフィルム32は、最表面の窒化ケイ素膜が上部電極28に対向するようにして、真空加熱ラミネートした。
以上の工程により、下部電極24と光電変換層26との間に正孔輸送層を有し、上部電極28内にバス電極34が組み込まれる以外は、図2と同様の構成を有する太陽電池(有機光電変換素子)を作製した。なお、この構成の太陽電池では、下部電極24が正極として、上部電極28が負極として、それぞれ、機能する。
Titanium (thickness 5 nm) and silver (thickness 100 nm) were continuously vacuum-deposited on one surface of the substrate 10 thus produced, thereby forming the lower electrode 24. At this time, a shadow mask was used so that the element area was 16 cm 2 .
A PEDOT-PSS aqueous solution (manufactured by Heraeus Precious Metals, Clevios P VP.AI 4083) was spin-coated on the lower electrode 24 and heat-treated at 140 ° C. for 15 minutes. This formed a positive hole transport layer (film thickness 0.04 micrometer).
A composition in which P3HT (manufactured by Merck, lisicon SP001) as an electron donating material and ICBA (manufactured by Sigma-Aldrich) as an electron accepting material are dissolved in dichlorobenzene at a weight ratio of 1: 1 on the hole transport layer, It spin-coated on the positive hole transport layer in the dry nitrogen atmosphere, and heat-processed at 140 degreeC for 15 minute (s). As a result, a bulk heterojunction photoelectric conversion layer 26 was formed. The film thickness of the photoelectric conversion layer 26 was 0.2 μm.
Aluminum (film thickness 2 nm) and silver (film thickness 10 nm) were continuously vacuum-deposited on the photoelectric conversion layer 26. At this time, a shadow mask was used so that the element area was 16 cm 2 . Subsequently, silver (film thickness: 0.4 μm) was vacuum deposited on the upper electrode 28 as the bus electrode 34. At this time, a striped bus electrode 34 having a line width of 0.3 mm and a pitch of 20 mm was formed using a shadow mask having a stripe pattern. Further, ITO (film thickness: 0.1 μm) is formed through a shadow mask with an opening of 16 cm 2 by high-frequency magnetron sputtering while heating the substrate to 160 ° C. in an atmosphere of 1 Pa vacuum introduced with Ar gas and O 2 gas. An optically transparent upper electrode 28 having a three-layer structure of aluminum / silver / ITO having a bus electrode 34 between the aluminum layer and the ITO layer was formed.
In the above steps, an organic EL element manufacturing apparatus in which a vacuum deposition apparatus for forming aluminum and silver and a sputtering apparatus for forming ITO are directly connected to a cluster type vacuum transfer system having a degree of vacuum of 1 × 10 −4 Pa or less. Was done using.
Furthermore, a PEN film in which a silicon nitride film and an acrylate polymer were laminated was prepared as the gas barrier film 32. This gas barrier film 32 was vacuum-heated laminated at 140 ° C. across an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) film as a sealant, and the gas barrier film 32 was laminated. The gas barrier film 32 was vacuum-heated laminated so that the outermost silicon nitride film faces the upper electrode 28.
The solar cell having the same configuration as that shown in FIG. 2 except that the hole transport layer is provided between the lower electrode 24 and the photoelectric conversion layer 26 and the bus electrode 34 is incorporated in the upper electrode 28 by the above steps ( An organic photoelectric conversion element) was produced. In the solar cell having this configuration, the lower electrode 24 functions as a positive electrode and the upper electrode 28 functions as a negative electrode.

[実施例2]
塗布液Bに変えてAZエレクトロニックマテリアルズ社製のアクアミカNP140(以下、塗布液Cとする)を用い、熱処理の温度を200℃にして保護層16を形成した以外は、実施例1と同様にして、基板10を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
なお、実施例1と同様にして、基板10の陽極酸化皮膜14の平均細孔径を測定したところ、25nmであった。
[Example 2]
The same procedure as in Example 1 was carried out except that AQUAMICA NP140 (hereinafter referred to as coating solution C) manufactured by AZ Electronic Materials was used instead of coating solution B, and the protective layer 16 was formed at a heat treatment temperature of 200 ° C. Thus, the substrate 10 was manufactured, and further, a solar cell was manufactured.
In addition, it was 25 nm when the average pore diameter of the anodic oxide film 14 of the board | substrate 10 was measured like Example 1. FIG.

[実施例3]
熱処理の温度を150℃にして厚さ800nmの保護層16を形成した以外は、実施例1と同様にして、基板10を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例1と同様にして、基板10の陽極酸化皮膜14の平均細孔径を測定したところ、25nmであった。
[Example 3]
A substrate 10 was produced in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment temperature was 150 ° C. and the protective layer 16 having a thickness of 800 nm was formed. Further, a solar cell was produced.
When the average pore diameter of the anodic oxide film 14 of the substrate 10 was measured in the same manner as in Example 1, it was 25 nm.

[実施例4]
熱処理の温度を150℃にして保護層16を形成した以外は、実施例1と同様にして、基板10を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例1と同様にして、基板10の陽極酸化皮膜14の平均細孔径を測定したところ、25nmであった。
[Example 4]
A substrate 10 was produced in the same manner as in Example 1 except that the protective layer 16 was formed at a heat treatment temperature of 150 ° C. Further, a solar cell was produced.
When the average pore diameter of the anodic oxide film 14 of the substrate 10 was measured in the same manner as in Example 1, it was 25 nm.

[実施例5]
塗布液Bに変えて塗布液Cを用い、熱処理を行わないで保護層16を形成した以外は、実施例1と同様にして、基板10を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例1と同様にして、基板10の陽極酸化皮膜14の平均細孔径を測定したところ、25nmであった。
[Example 5]
A substrate 10 was produced in the same manner as in Example 1 except that the coating liquid C was used instead of the coating liquid B, and the protective layer 16 was formed without performing heat treatment, and a solar cell was further produced.
When the average pore diameter of the anodic oxide film 14 of the substrate 10 was measured in the same manner as in Example 1, it was 25 nm.

[実施例6]
陽極酸化を、温度が20℃で濃度が1.5Mの硫酸を用い、陽極酸化電圧13Vで行い、かつ、塗布液Bに変えて塗布液Cを用い、熱処理の温度を200℃にして厚さを50nmの保護層16を形成した以外は、実施例1と同様にして、基板10を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例1と同様にして、基板10の陽極酸化皮膜14の平均細孔径を測定したところ、9nmであった。
[Example 6]
Anodization is performed using sulfuric acid having a temperature of 20 ° C. and a concentration of 1.5 M at an anodic oxidation voltage of 13 V, and using the coating solution C instead of the coating solution B, the heat treatment temperature is set to 200 ° C. and the thickness is increased. A substrate 10 was produced in the same manner as in Example 1 except that the protective layer 16 having a thickness of 50 nm was formed, and a solar cell was further produced.
When the average pore diameter of the anodic oxide film 14 of the substrate 10 was measured in the same manner as in Example 1, it was 9 nm.

[実施例7]
陽極酸化を、温度が80℃で濃度が1Mのマロン酸水溶液を用い、陽極酸化電圧80Vで行い、かつ、塗布液Bに変えて塗布液Cを用い、熱処理の温度を200℃にして保護層16を形成した以外は、実施例1と同様にして、基板10を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例1と同様にして、基板10の陽極酸化皮膜14の平均細孔径を測定したところ、60nmであった。
[Example 7]
Anodic oxidation is performed using a malonic acid aqueous solution having a temperature of 80 ° C. and a concentration of 1 M at an anodic oxidation voltage of 80 V, and using the coating solution C instead of the coating solution B, the heat treatment temperature is set to 200 ° C., and the protective layer Except that 16 was formed, a substrate 10 was produced in the same manner as in Example 1, and a solar cell was further produced.
When the average pore diameter of the anodic oxide film 14 of the substrate 10 was measured in the same manner as in Example 1, it was 60 nm.

[実施例8]
陽極酸化を、温度が80℃で濃度が1Mのマロン酸水溶液を用い、陽極酸化電圧120Vで行い、かつ、塗布液Bに変えて塗布液Cを用い、熱処理の温度を200℃にして厚さを150nmの保護層16を形成した以外は、実施例1と同様にして、基板10を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例1と同様にして、基板10の陽極酸化皮膜14の平均細孔径を測定したところ、95nmであった。
[Example 8]
Anodization is performed using a malonic acid aqueous solution having a temperature of 80 ° C. and a concentration of 1M at an anodic oxidation voltage of 120 V, and using the coating solution C instead of the coating solution B, the heat treatment temperature is set to 200 ° C. and the thickness is increased. The substrate 10 was produced in the same manner as in Example 1 except that the protective layer 16 having a thickness of 150 nm was formed. Further, a solar cell was produced.
When the average pore diameter of the anodic oxide film 14 of the substrate 10 was measured in the same manner as in Example 1, it was 95 nm.

[実施例9]
陽極酸化を、温度が20℃で濃度が1.5Mの硫酸を用い、陽極酸化電圧13Vで行い、かつ、保護層16の厚さを25nmに変更した以外は、実施例1と同様にして、基板10を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例1と同様にして、基板10の陽極酸化皮膜14の平均細孔径を測定したところ、9nmであった。
[Example 9]
Anodization was performed in the same manner as in Example 1 except that sulfuric acid having a temperature of 20 ° C. and a concentration of 1.5 M was used, an anodizing voltage of 13 V, and the thickness of the protective layer 16 was changed to 25 nm. The board | substrate 10 was produced and the solar cell was produced further.
When the average pore diameter of the anodic oxide film 14 of the substrate 10 was measured in the same manner as in Example 1, it was 9 nm.

[実施例10]
陽極酸化を、温度が80℃で濃度が1Mのマロン酸水溶液を用い、陽極酸化電圧80Vで行い、かつ、保護層16の厚さを80nmに変更した以外は、実施例1と同様にして、基板10を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例1と同様にして、基板10の陽極酸化皮膜14の平均細孔径を測定したところ、60nmであった。
[Example 10]
Anodization was performed in the same manner as in Example 1 except that the malonic acid aqueous solution having a temperature of 80 ° C. and a concentration of 1 M was used, an anodization voltage of 80 V, and the thickness of the protective layer 16 was changed to 80 nm. The board | substrate 10 was produced and the solar cell was produced further.
When the average pore diameter of the anodic oxide film 14 of the substrate 10 was measured in the same manner as in Example 1, it was 60 nm.

[実施例11]
陽極酸化を、温度が80℃で濃度が1Mのマロン酸水溶液を用い、陽極酸化電圧120Vで行い、かつ、保護層16の厚さを100nmに変更した以外は、実施例1と同様にして、基板10を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例1と同様にして、基板10の陽極酸化皮膜14の平均細孔径を測定したところ、95nmであった。
[Example 11]
Anodization was performed in the same manner as in Example 1 except that a malonic acid aqueous solution having a temperature of 80 ° C. and a concentration of 1 M was used, an anodization voltage of 120 V, and the thickness of the protective layer 16 was changed to 100 nm. The board | substrate 10 was produced and the solar cell was produced further.
When the average pore diameter of the anodic oxide film 14 of the substrate 10 was measured in the same manner as in Example 1, it was 95 nm.

[実施例12]
塗布液Bに変えて、メチルトリメトキシシラン5質量部、アミノプロピルトリメトキシシラン2.87質量部、アルミニウムアセチルアセトネート0.2質量部、35%塩酸2質量部、および、純水5質量部の割合で混合した塗布液(以下、塗布液Dとする)を用い、熱処理の温度を150℃にして保護層16を形成した以外は、実施例1と同様にして、基板10を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例1と同様にして、基板10の陽極酸化皮膜14の平均細孔径を測定したところ、25nmであった。
[Example 12]
Instead of coating solution B, 5 parts by mass of methyltrimethoxysilane, 2.87 parts by mass of aminopropyltrimethoxysilane, 0.2 parts by mass of aluminum acetylacetonate, 2 parts by mass of 35% hydrochloric acid, and 5 parts by mass of pure water The substrate 10 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the protective layer 16 was formed by using a coating solution (hereinafter referred to as coating solution D) mixed at a ratio of Furthermore, a solar cell was produced.
When the average pore diameter of the anodic oxide film 14 of the substrate 10 was measured in the same manner as in Example 1, it was 25 nm.

[実施例13]
保護層16の厚さを30nmに変更した以外は、実施例1と同様にして、基板10を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例1と同様にして、基板10の陽極酸化皮膜14の平均細孔径を測定したところ、25nmであった。
[Example 13]
Except having changed the thickness of the protective layer 16 into 30 nm, it carried out similarly to Example 1, the substrate 10 was produced, and also the solar cell was produced.
When the average pore diameter of the anodic oxide film 14 of the substrate 10 was measured in the same manner as in Example 1, it was 25 nm.

[実施例14]
アルミニウム板の厚さを300μmに、陽極酸化皮膜の厚さを30μm(すなわち、基材12の厚さは約240μm)に、かつ、保護層の厚さを500nmに、それぞれ変更した以外は、実施例1と同様にして、基板10を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例1と同様にして、基板10の陽極酸化皮膜14の平均細孔径を測定したところ、25nmであった。
[Example 14]
Except for changing the thickness of the aluminum plate to 300 μm, the thickness of the anodized film to 30 μm (that is, the thickness of the substrate 12 is about 240 μm), and the thickness of the protective layer to 500 nm. In the same manner as in Example 1, a substrate 10 was produced, and further a solar cell was produced.
When the average pore diameter of the anodic oxide film 14 of the substrate 10 was measured in the same manner as in Example 1, it was 25 nm.

[実施例15]
熱処理の温度を100℃にして保護層16を形成した以外は、実施例1と同様にして、基板10を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例1と同様にして、基板10の陽極酸化皮膜14の平均細孔径を測定したところ、25nmであった。
[Example 15]
A substrate 10 was produced in the same manner as in Example 1 except that the protective layer 16 was formed at a heat treatment temperature of 100 ° C., and a solar cell was produced.
When the average pore diameter of the anodic oxide film 14 of the substrate 10 was measured in the same manner as in Example 1, it was 25 nm.

[実施例16]
陽極酸化を、温度が80℃で濃度が1Mの酒石酸水溶液を用い、陽極酸化電圧160Vで行った以外は、実施例1と同様にして、基板10を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例1と同様にして、基板10の陽極酸化皮膜14の平均細孔径を測定したところ、142nmであった。
[Example 16]
A substrate 10 was produced in the same manner as in Example 1 except that an anodization was performed using a tartaric acid aqueous solution having a temperature of 80 ° C. and a concentration of 1 M at an anodization voltage of 160 V, and a solar cell was further produced.
When the average pore diameter of the anodic oxide film 14 of the substrate 10 was measured in the same manner as in Example 1, it was 142 nm.

[実施例17]
陽極酸化を、温度が80℃で濃度が1Mのマロン酸水溶液を用い、陽極酸化電圧80Vで行い、かつ、塗布液Bに変えて塗布液Cを用い、熱処理の温度を200℃として厚さを50nmの保護層16を形成した以外は、実施例1と同様にして、基板10を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例1と同様にして、基板10の陽極酸化皮膜14の平均細孔径を測定したところ、60nmであった。
[Example 17]
Anodization is performed using a malonic acid aqueous solution having a temperature of 80 ° C. and a concentration of 1 M at an anodization voltage of 80 V, and the coating solution C is used instead of the coating solution B, and the heat treatment temperature is 200 ° C. to increase the thickness. A substrate 10 was produced in the same manner as in Example 1 except that the 50 nm protective layer 16 was formed, and a solar cell was further produced.
When the average pore diameter of the anodic oxide film 14 of the substrate 10 was measured in the same manner as in Example 1, it was 60 nm.

[実施例18]
陽極酸化を、温度が80℃で濃度が1Mのマロン酸水溶液を用い、陽極酸化電圧80Vで行い、かつ、塗布液Bに変えて塗布液Cを用い、1200nmの保護層16を形成した以外は、実施例1と同様にして、基板10を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例1と同様にして、基板10の陽極酸化皮膜14の平均細孔径を測定したところ、60nmであった。
[Example 18]
Anodization was performed using a malonic acid aqueous solution having a temperature of 80 ° C. and a concentration of 1 M at an anodic oxidation voltage of 80 V, and using the coating liquid C instead of the coating liquid B, forming a protective layer 16 having a thickness of 1200 nm. In the same manner as in Example 1, a substrate 10 was produced, and further a solar cell was produced.
When the average pore diameter of the anodic oxide film 14 of the substrate 10 was measured in the same manner as in Example 1, it was 60 nm.

[実施例19]
塗布液Bに変えて塗布液Cを用い、熱処理を行わないで厚さ15nmの保護層を形成した以外は、実施例1と同様にして、基板10を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例1と同様にして、基板10の陽極酸化皮膜14の平均細孔径を測定したところ、25nmであった。
[Example 19]
A substrate 10 was produced in the same manner as in Example 1 except that the coating liquid C was used instead of the coating liquid B, and a protective layer having a thickness of 15 nm was formed without performing heat treatment, and a solar cell was further produced. .
When the average pore diameter of the anodic oxide film 14 of the substrate 10 was measured in the same manner as in Example 1, it was 25 nm.

[実施例20]
陽極酸化を、温度が20℃で濃度が1.5Mの硫酸を用い、陽極酸化電圧13Vで行い、かつ、保護層16の厚さを15nmに変更した以外は、実施例1と同様にして、基板10を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例1と同様にして、基板10の陽極酸化皮膜14の平均細孔径を測定したところ、9nmであった。
[Example 20]
Anodization was performed in the same manner as in Example 1 except that sulfuric acid having a temperature of 20 ° C. and a concentration of 1.5 M was used, an anodization voltage of 13 V, and the thickness of the protective layer 16 was changed to 15 nm. The board | substrate 10 was produced and the solar cell was produced further.
When the average pore diameter of the anodic oxide film 14 of the substrate 10 was measured in the same manner as in Example 1, it was 9 nm.

[実施例21]
陽極酸化を、温度が80℃で濃度が1Mのマロン酸水溶液を用い、陽極酸化電圧80Vで行い、かつ、保護層16の厚さを50nmに変更した以外は、実施例1と同様にして、基板10を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例1と同様にして、基板10の陽極酸化皮膜14の平均細孔径を測定したところ、60nmであった。
[Example 21]
Anodization was performed in the same manner as in Example 1 except that the malonic acid aqueous solution having a temperature of 80 ° C. and a concentration of 1 M was used, an anodization voltage of 80 V, and the thickness of the protective layer 16 was changed to 50 nm. The board | substrate 10 was produced and the solar cell was produced further.
When the average pore diameter of the anodic oxide film 14 of the substrate 10 was measured in the same manner as in Example 1, it was 60 nm.

[実施例22]
陽極酸化を、温度が80℃で濃度が1Mのマロン酸水溶液を用い、陽極酸化電圧120Vで行い、かつ、保護層16の厚さを60nmに変更した以外は、実施例1と同様にして、基板10を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例1と同様にして、基板10の陽極酸化皮膜14の平均細孔径を測定したところ、95nmであった。
[Example 22]
Anodization was carried out in the same manner as in Example 1 except that a malonic acid aqueous solution having a temperature of 80 ° C. and a concentration of 1 M was used, an anodization voltage of 120 V, and the thickness of the protective layer 16 was changed to 60 nm. The board | substrate 10 was produced and the solar cell was produced further.
When the average pore diameter of the anodic oxide film 14 of the substrate 10 was measured in the same manner as in Example 1, it was 95 nm.

[実施例23]
塗布液Bに変えて、3号ケイ酸ナトリウム2質量部、およびケイ酸リチウム2質量部の割合で混合した塗布液(以下、塗布液Aとする)を用い、厚さ500nmの保護層16を形成した以外は、実施例1と同様にして、基板10を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例1と同様にして、基板10の陽極酸化皮膜14の平均細孔径を測定したところ、25nmであった。
[Example 23]
In place of the coating solution B, a protective layer 16 having a thickness of 500 nm is formed using a coating solution (hereinafter referred to as coating solution A) mixed at a ratio of 2 parts by mass of No. 3 sodium silicate and 2 parts by mass of lithium silicate. Except for the formation, a substrate 10 was produced in the same manner as in Example 1, and a solar cell was further produced.
When the average pore diameter of the anodic oxide film 14 of the substrate 10 was measured in the same manner as in Example 1, it was 25 nm.

[実施例24]
純度4Nのアルミニウム板に変えて、2wt%マグネシウム−アルミニウム板を用いた以外は、実施例1と同様にして、基板10を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例1と同様にして、基板10の陽極酸化皮膜14の平均細孔径を測定したところ、25nmであった。
[Example 24]
A substrate 10 was produced in the same manner as in Example 1 except that a 2 wt% magnesium-aluminum plate was used instead of the 4N purity aluminum plate, and a solar cell was further produced.
When the average pore diameter of the anodic oxide film 14 of the substrate 10 was measured in the same manner as in Example 1, it was 25 nm.

[実施例25]
純度4Nのアルミニウム板に変えて、0.3wt%リチウム−アルミニウム板を用いた以外は、実施例1と同様にして、基板10を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例1と同様にして、基板10の陽極酸化皮膜14の平均細孔径を測定したところ、25nmであった。
[Example 25]
A substrate 10 was produced in the same manner as in Example 1 except that a 0.3 wt% lithium-aluminum plate was used instead of the 4N purity aluminum plate, and a solar cell was further produced.
When the average pore diameter of the anodic oxide film 14 of the substrate 10 was measured in the same manner as in Example 1, it was 25 nm.

[比較例1]
陽極酸化を1面にのみ行い、かつ、塗布液Bに変えて塗布液Aを用い、厚さ500nmの保護層16を陽極酸化皮膜14の形成面にのみ形成した以外は、実施例1と同様にして、基板を作製した。
実施例1と同様にして、基板の陽極酸化皮膜14の平均細孔径を測定したところ、25nmであった。
なお、本例は、基板の反りが大きく、適正な太陽電池を作製することができなかった。
[Comparative Example 1]
Similar to Example 1, except that the anodic oxidation was performed only on one surface, and the coating solution A was used instead of the coating solution B, and the protective layer 16 having a thickness of 500 nm was formed only on the surface on which the anodic oxide film 14 was formed. Thus, a substrate was produced.
When the average pore diameter of the anodic oxide film 14 of the substrate was measured in the same manner as in Example 1, it was 25 nm.
In this example, the warpage of the substrate was large, and an appropriate solar cell could not be produced.

[比較例2]
陽極酸化を、温度が20℃で濃度が1.5Mの硫酸を用い、陽極酸化電圧13Vで行い、かつ、保護層16を形成しなかった以外は、実施例1と同様にして、基板を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例1と同様にして、基板の陽極酸化皮膜14の平均細孔径を測定したところ、9nmであった。
[Comparative Example 2]
Anodization was performed in the same manner as in Example 1 except that sulfuric acid having a temperature of 20 ° C. and a concentration of 1.5 M was used, an anodizing voltage of 13 V, and the protective layer 16 was not formed. Furthermore, a solar cell was produced.
When the average pore diameter of the anodic oxide film 14 of the substrate was measured in the same manner as in Example 1, it was 9 nm.

[比較例3]
陽極酸化の温度を16℃にし、かつ、熱処理を行わないで厚さ300nmの保護層16を形成した以外は、実施例1と同様にして、基板を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例1と同様にして、基板の陽極酸化皮膜14の平均細孔径を測定したところ、25nmであった。
[Comparative Example 3]
A substrate was produced and a solar cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the temperature of anodization was 16 ° C. and the protective layer 16 having a thickness of 300 nm was formed without performing heat treatment.
When the average pore diameter of the anodic oxide film 14 of the substrate was measured in the same manner as in Example 1, it was 25 nm.

[評価試験]
作製した実施例1〜25の基板10および比較例1〜3の基板について、曲率半径、含水分量、表面(保護層16の表面)の水の接触角および表面粗さRaを測定した。
曲率半径は、基板10を30mm角に切断して、室温において、光学式非接触三次元表面形状測定装置(Veeco社製 Wyko NT1100)を用いて測定した。
含水分量は、基板10の100cm2相当量を用いて、カールフィッシャー水分計(京都電子社製 MCT−610−DT)により、500℃までの脱水量を測定した。
表面の水の接触角は、自動接触角計(協和界面科学社製 DM500)を用いて測定した。
さらに、表面粗さは、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope:セイコーインスツルメンツ製、探針:SI−DF20、測定周波数1Hz)を用い、測定領域10μm四方の範囲における平均表面粗さRaを測定した。
[Evaluation test]
About the produced board | substrate 10 of Examples 1-25 and the board | substrate of Comparative Examples 1-3, the curvature angle, the moisture content, the contact angle of water of the surface (surface of the protective layer 16), and surface roughness Ra were measured.
The curvature radius was measured by cutting the substrate 10 into 30 mm square and using an optical non-contact three-dimensional surface shape measuring device (Wyko NT1100 manufactured by Veeco) at room temperature.
The moisture content was determined by measuring the amount of dehydration up to 500 ° C. using a Karl Fischer moisture meter (MCT-610-DT manufactured by Kyoto Electronics Co., Ltd.) using an amount equivalent to 100 cm 2 of the substrate 10.
The contact angle of water on the surface was measured using an automatic contact angle meter (DM500 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).
Furthermore, the surface roughness was measured by using an atomic force microscope (Atomic Force Microscope: manufactured by Seiko Instruments Inc., probe: SI-DF20, measurement frequency: 1 Hz) and measuring the average surface roughness Ra in a measuring area of 10 μm square.

また、作製した実施例1〜26および比較例1〜3の太陽電池について、初期変換効率、曲げ試験後の変換効率、および、100時間後の変換効率を測定した。
なお、変換効率は、太陽電池に、Air Mass(AM)=1.5、100mW/cm2の疑似太陽を照射することで測定した。また、曲げ試験は、太陽電池を曲率半径1cmで、十回、曲げることで行った。
各基板の諸元を表1に、各評価試験の結果を表2に、それぞれ示す
Moreover, about the produced solar cell of Examples 1-26 and Comparative Examples 1-3, the initial conversion efficiency, the conversion efficiency after a bending test, and the conversion efficiency after 100 hours were measured.
The conversion efficiency was measured by irradiating the solar cell with a pseudo sun with Air Mass (AM) = 1.5 and 100 mW / cm 2 . The bending test was performed by bending the solar cell ten times with a curvature radius of 1 cm.
Table 1 shows the specifications of each substrate, and Table 2 shows the results of each evaluation test.

表1および表2に示されるように、本発明の基板10を用いて作製した太陽電池は、いずれも、良好な初期変換効率を有し、かつ、曲げ試験後および100時間経過後も、良好な変換効率を維持している。
これに対し、保護層16を有さずに熱処理を行っていない比較例2は、陽極酸化皮膜14の歪みが引っ張り方向の歪みであり、初期変換効率が非常に低く、さらに、曲げ試験後および100時間経過後の変換効率は0%になってしまっている。さらに、保護層16を有するが熱処理を行っていない比較例3は、陽極酸化皮膜14の歪みが室温で引っ張り方向の歪みであり、曲げ試験後の変換効率は0%になってしまっている。比較例2および比較例3において、曲げ試験後の変換効率が0%になったのは、曲げ試験によってクラックが入り、電流がリークしたからであると推定される。
なお、基材12の1面のみに陽極酸化皮膜14および保護層16を形成した比較例1は、基板の反りが大きく(曲率半径5cm)、適正な太陽電池を作製できなかったのは、前述の通りである。
As shown in Tables 1 and 2, each of the solar cells produced using the substrate 10 of the present invention has a good initial conversion efficiency, and is good after a bending test and after 100 hours. Maintaining high conversion efficiency.
On the other hand, in Comparative Example 2 in which the heat treatment is not performed without the protective layer 16, the strain of the anodized film 14 is strain in the tensile direction, the initial conversion efficiency is very low, and after the bending test and The conversion efficiency after 100 hours has become 0%. Furthermore, in Comparative Example 3 having the protective layer 16 but not subjected to heat treatment, the strain of the anodized film 14 is strain in the tensile direction at room temperature, and the conversion efficiency after the bending test is 0%. In Comparative Example 2 and Comparative Example 3, it is estimated that the conversion efficiency after the bending test was 0% because a crack was generated by the bending test and current was leaked.
In Comparative Example 1 in which the anodic oxide film 14 and the protective layer 16 were formed only on one surface of the base material 12, the warpage of the substrate was large (the radius of curvature was 5 cm), and an appropriate solar cell could not be produced. It is as follows.

[実施例27]
実施例2で作製した基板10の1面に、クロム(膜厚5nm)と銀(膜厚10nm)を連続して真空蒸着した。このとき、素子面積が4cm2となるようにシャドウマスクを用いた。引続き、ArガスとO2ガスを導入した真空度1Paの雰囲気で、基板を200℃に加熱しながら、高周波マグネトロンスパッタにより、開口4cm2のシャドウマスクを介してITO(膜厚0.1μm)を成膜し、クロム/銀/ITOの3層積層構造となる下部電極24を形成した。
下部電極24上に、正孔輸送層として、酸化モリブデン(VI)(膜厚10nm)を真空蒸着して形成した。
引続き、正孔輸送層上に、亜鉛フタロシアニン(ZnPc:膜厚40nm)を真空蒸着した後に、ZnPcとフラーレンC60を体積比1:1で共蒸着(膜厚20nm)し、さらに、C60(膜厚40nm)を蒸着して、計100nmの膜厚を有する光電変換層26を形成した。この光電変換層26は、ZnPcが電子供与材料であって、C60が電子受容材料である。これらの真空蒸着工程は、真空度を1×10-4Pa以下として、基板10を80℃に加熱しつつ行った。
光電変換層26上に、正孔阻止層として、2,9−ビス(ナフタレン−2−イル)−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(NBphen、膜厚10nm)を真空蒸着した。
正孔阻止層上に、銀(膜厚10nm)を真空蒸着した。このとき、素子面積が4cm2となるようにシャドウマスクを用いた。さらに、ArガスとO2ガスを導入した真空度1Paの雰囲気で、高周波マグネトロンスパッタにより、開口4cm2のシャドウマスクを介してITO(膜厚0.1μm)を成膜して、銀/ITOの2層積層構造となる光透過性の上部電極28を形成した。
上部電極28上に、バス電極34として、アルミニウム(膜厚0.6μm)を真空蒸着した。このとき、ストライプパターンのシャドウマスクを使って、幅0.2mmで10mm間隔となる縞状のバス電極を形成した。
さらに、上部電極28およびバス電極34上に、封止層30として、N2ガスとO2ガスとSiH4ガスを導入した真空度10Paの雰囲気で、プラズマCVD法により、窒化酸化ケイ素(膜厚1μm)を形成した。
以上の工程は、アルミニウム、クロム、銀を形成する真空蒸着装置と、ZnPc、C60、NBphen、酸化モリブデンを形成する真空蒸着装置と、ITOを形成するスパッタ装置と、窒化酸化ケイ素を形成するプラズマCVD装置とが、真空度1×10-4Pa以下のクラスタ型真空搬送系にそれぞれ直結されている有機EL素子製造装置を使用して行った。
ガスバリアフィルム32として、酸化アルミニウム膜とアクリレート重合体が積層されたPENフィルムを用意した。このガスバリアフィルム32を、シーラントとしてのアイオノマフィルム(三井・デュポンポリケミカル製 ハイミラン)をはさんで、最表面の酸化アルミニウム膜が封止層30に対向するようにして、120℃で真空加熱ラミネートした。
以上の工程により下部電極24と光電変換層26との間に正孔輸送層を有し、かつ、光電変換層26と上部電極28との間に正孔阻止層を有する以外は、図2と同様の構成を有する太陽電池を作製した。なお、この構成の太陽電池は、下部電極24が正極として、上部電極28が負極として、それぞれ機能する。
[Example 27]
Chromium (film thickness 5 nm) and silver (film thickness 10 nm) were continuously vacuum-deposited on one surface of the substrate 10 produced in Example 2. At this time, a shadow mask was used so that the element area was 4 cm 2 . Subsequently, ITO (thickness 0.1 μm) was applied through a shadow mask with an opening of 4 cm 2 by high-frequency magnetron sputtering while heating the substrate to 200 ° C. in an atmosphere of 1 Pa vacuum introduced Ar gas and O 2 gas. A lower electrode 24 having a three-layer structure of chromium / silver / ITO was formed.
On the lower electrode 24, molybdenum (VI) (film thickness 10 nm) was formed by vacuum deposition as a hole transport layer.
Subsequently, after zinc phthalocyanine (ZnPc: film thickness 40 nm) was vacuum-deposited on the hole transport layer, ZnPc and fullerene C 60 were co-deposited at a volume ratio of 1: 1 (film thickness 20 nm), and C 60 ( The photoelectric conversion layer 26 having a total film thickness of 100 nm was formed by vapor deposition. The photoelectric conversion layer 26, ZnPc is an electron donor material, C 60 is an electron accepting material. These vacuum deposition processes were performed while heating the substrate 10 to 80 ° C. with a degree of vacuum of 1 × 10 −4 Pa or less.
On the photoelectric conversion layer 26, 2,9-bis (naphthalen-2-yl) -4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (NBphen, film thickness 10 nm) was vacuum deposited as a hole blocking layer.
Silver (film thickness: 10 nm) was vacuum deposited on the hole blocking layer. At this time, a shadow mask was used so that the element area was 4 cm 2 . Further, ITO (film thickness: 0.1 μm) was formed through a shadow mask with an opening of 4 cm 2 by high-frequency magnetron sputtering in an atmosphere with a vacuum degree of 1 Pa into which Ar gas and O 2 gas were introduced. A light transmissive upper electrode 28 having a two-layer structure was formed.
Aluminum (thickness 0.6 μm) was vacuum deposited on the upper electrode 28 as the bus electrode 34. At this time, a striped bus electrode having a width of 0.2 mm and an interval of 10 mm was formed using a shadow mask having a stripe pattern.
Further, silicon nitride oxide (film thickness) is formed on the upper electrode 28 and the bus electrode 34 by plasma CVD in an atmosphere of a vacuum degree of 10 Pa in which N 2 gas, O 2 gas, and SiH 4 gas are introduced as the sealing layer 30. 1 μm) was formed.
The above steps include a vacuum deposition apparatus for forming aluminum, chromium and silver, a vacuum deposition apparatus for forming ZnPc, C 60 , NBphen, and molybdenum oxide, a sputtering apparatus for forming ITO, and a plasma for forming silicon nitride oxide. The CVD apparatus was performed using an organic EL element manufacturing apparatus directly connected to a cluster type vacuum transfer system having a degree of vacuum of 1 × 10 −4 Pa or less.
As the gas barrier film 32, a PEN film in which an aluminum oxide film and an acrylate polymer were laminated was prepared. This gas barrier film 32 is laminated by vacuum heating at 120 ° C. with an outermost aluminum oxide film facing the sealing layer 30 with an ionomer film (High Milan made by Mitsui DuPont Polychemical) sandwiched between them. did.
2 except that a hole transport layer is provided between the lower electrode 24 and the photoelectric conversion layer 26 and a hole blocking layer is provided between the photoelectric conversion layer 26 and the upper electrode 28 by the above steps. A solar cell having the same configuration was produced. In the solar cell having this configuration, the lower electrode 24 functions as a positive electrode and the upper electrode 28 functions as a negative electrode.

作製した太陽電池について、先の実施例1と同様に、初期変換効率、曲げ試験後の変換効率、および、100時間後の変換効率を測定した。
その結果、初期変換効率は1.2%、曲げ試験後の変換効率は1.0%、100時間後の変換効率は1.1%と、優れた特性および曲げおよび経時に対する性能維持性が確認された。
About the produced solar cell, similarly to the previous Example 1, the initial conversion efficiency, the conversion efficiency after a bending test, and the conversion efficiency after 100 hours were measured.
As a result, the initial conversion efficiency was 1.2%, the conversion efficiency after the bending test was 1.0%, and the conversion efficiency after 100 hours was 1.1%, confirming excellent characteristics and performance maintenance performance against bending and aging. It was done.

[実施例28]
実施例1で作製した基板10の1面に、実施例27と同様にして、素子面積が1cm2となるようにシャドウマスクを介し3層構成(クロム/銀/ITO)の下部電極24を形成した。
下部電極24の上に、炭酸セシウムの2−エトキシエタノール溶液を回転塗布して160℃で20分加熱処理した。これにより、正孔阻止層(膜厚1nm)形成した。
正孔阻止層の上に、実施例1と同様にして、P3HTとICBAからなるバルクヘテロ接合型の光電変換層26を形成した。
光電変換層26上に、正孔輸送層として、酸化モリブデン(VI)(膜厚10nm)を真空蒸着して形成した。
引続き、正孔輸送層上に、バス電極34として、銀(膜厚0.4μm)を真空蒸着した。このとき、ストライプパターンのシャドウマスクを使って、幅0.3mmで5mm間隔となる縞状のバス電極を形成した。
正孔輸送層およびバス電極34の上に、光透過性の上部電極28として、ArガスとO2ガスを導入した真空度0.1Paの雰囲気で、高周波マグネトロンスパッタにより、開口1cm2のシャドウマスクを介してITO(膜厚0.1μm)を形成した。
さらに、実施例27と同様にして、シーラントとしてアイオノマフィルムをはさみ、ガスバリアフィルム32を真空加熱(120℃)ラミネートした。
以上の工程により、下部電極24と光電変換層26との間に正孔阻止層を有し、光電変換層26と上部電極28との間に正孔輸送層を有し、かつ、バス電極34を上部電極28と正孔輸送層との間に有する以外は、図2と同様の構成を有する太陽電池を作製した。なお、この構成の太陽電池は、下部電極24が負極として、上部電極28が正極として、それぞれ機能する。
[Example 28]
A lower electrode 24 having a three-layer structure (chrome / silver / ITO) is formed on one surface of the substrate 10 produced in Example 1 through a shadow mask so as to have an element area of 1 cm 2 in the same manner as in Example 27. did.
On the lower electrode 24, a 2-ethoxyethanol solution of cesium carbonate was spin-coated and heat-treated at 160 ° C. for 20 minutes. Thereby, a hole blocking layer (film thickness: 1 nm) was formed.
A bulk heterojunction photoelectric conversion layer 26 made of P3HT and ICBA was formed on the hole blocking layer in the same manner as in Example 1.
On the photoelectric conversion layer 26, molybdenum oxide (VI) (film thickness: 10 nm) was formed by vacuum deposition as a hole transport layer.
Subsequently, silver (film thickness 0.4 μm) was vacuum-deposited as a bus electrode 34 on the hole transport layer. At this time, a striped bus electrode having a width of 0.3 mm and an interval of 5 mm was formed using a shadow mask having a stripe pattern.
On the hole transport layer and the bus electrode 34, a shadow mask having an opening of 1 cm 2 is formed as a light transmissive upper electrode 28 by high-frequency magnetron sputtering in an atmosphere of 0.1 Pa in which Ar gas and O 2 gas are introduced. ITO (thickness 0.1 μm) was formed through the film.
Further, in the same manner as in Example 27, an ionomer film was sandwiched as a sealant, and the gas barrier film 32 was laminated by vacuum heating (120 ° C.).
Through the above steps, a hole blocking layer is provided between the lower electrode 24 and the photoelectric conversion layer 26, a hole transport layer is provided between the photoelectric conversion layer 26 and the upper electrode 28, and the bus electrode 34 is provided. 2 was prepared between the upper electrode 28 and the hole transport layer, and a solar cell having the same configuration as in FIG. 2 was produced. In the solar cell having this configuration, the lower electrode 24 functions as a negative electrode and the upper electrode 28 functions as a positive electrode.

作製した太陽電池について、先の実施例1と同様に、初期変換効率、曲げ試験後の変換効率、および、100時間後の変換効率を測定した。
その結果、初期変換効率は2.4%、曲げ試験後の変換効率は2.0%、100時間後の変換効率は2.2%と、優れた特性および曲げおよび経時に対する性能維持性が確認された。
About the produced solar cell, similarly to the previous Example 1, the initial conversion efficiency, the conversion efficiency after a bending test, and the conversion efficiency after 100 hours were measured.
As a result, the initial conversion efficiency was 2.4%, the conversion efficiency after the bending test was 2.0%, and the conversion efficiency after 100 hours was 2.2%. It was done.

[実施例29]
実施例1で作製した基板10の1面に、素子面積が1cm2となるようにシャドウマスクを介し、クロム(膜厚5nm)と銀(膜厚100nm)とを連続して真空蒸着し、2層構成(クロム/銀)の下部電極24を形成した。
下部電極24上に、酢酸亜鉛と2−アミノエタノールを物質量比1:1で2−メトキシエタノールに溶解させた組成物を、下部電極に回転塗布し、300℃で20分間加熱処理した。これにより、厚さ0.1μmの電子輸送層を形成した。
電子輸送層の上に、実施例1と同様にして、P3HTとICBAからなるバルクヘテロ接合型の光電変換層26を形成した。
光電変換層26上に、ポリ(チオフェン−3−[2[(2−メトキシエトキシ)エトキシ]−2,5−ジイル]の2−ブトキシエタノール混合水溶液(Plextronics社製、Plexcore OC RG−1200)を回転塗布し、140℃で10分間加熱処理した。これにより、正孔輸送層(膜厚0.05μm)を形成した。
正孔輸送層上に、別組成のPEDOT−PSS水溶液(Heraeus Precious Metals製、Clevios PH 500)にジメチルスルホキシドを添加した組成物を回転塗布した。140℃で15分間加熱処理した。これにより、光透過性の上部電極28(膜厚0.1μm)を形成した。
上部電極28上に、バス電極34として、銀(膜厚0.4μm)を真空蒸着した。このとき、ストライプパターンのシャドウマスクを使って、幅0.3mmで3mm間隔となる縞状の補助バス電極を形成した。
さらに、実施例1と同様にして、シーラントとしてEVAフィルムをはさみ、ガスバリアフィルム32を140℃で真空加熱ラミネートした。
以上の工程により、下部電極24と光電変換層26との間に電子輸送層を有し、かつ、光電変換層26と上部電極28との間に正孔輸送層を有する以外は、図2と同様の構成を有する太陽電池を作製した。なお、この構成の太陽電池では、下部電極24が負極として、上部電極が正極として、それぞれ機能する。
[Example 29]
On one surface of the substrate 10 prepared in Example 1, through a shadow mask so the device area is 1 cm 2, was vacuum deposited continuously chromium (thickness 5 nm) and silver (film thickness 100 nm), 2 A lower electrode 24 having a layer structure (chrome / silver) was formed.
A composition obtained by dissolving zinc acetate and 2-aminoethanol in 2-methoxyethanol in a mass ratio of 1: 1 on the lower electrode 24 was spin-coated on the lower electrode and heat-treated at 300 ° C. for 20 minutes. Thereby, an electron transport layer having a thickness of 0.1 μm was formed.
On the electron transport layer, a bulk heterojunction photoelectric conversion layer 26 made of P3HT and ICBA was formed in the same manner as in Example 1.
On the photoelectric conversion layer 26, poly (thiophene-3- [2 [(2-methoxyethoxy) ethoxy] -2,5-diyl] 2-butoxyethanol mixed aqueous solution (Plextronics, Plexcore OC RG-1200) is added. This was spin-coated and heat-treated at 140 ° C. for 10 minutes, thereby forming a hole transport layer (film thickness 0.05 μm).
On the hole transport layer, a composition in which dimethyl sulfoxide was added to a PEDOT-PSS aqueous solution of another composition (manufactured by Heraeus Precious Metals, Clevios PH 500) was spin-coated. Heat treatment was performed at 140 ° C. for 15 minutes. As a result, a light transmissive upper electrode 28 (thickness: 0.1 μm) was formed.
On the upper electrode 28, silver (film thickness 0.4 μm) was vacuum deposited as the bus electrode 34. At this time, a stripe-shaped auxiliary bus electrode having a width of 0.3 mm and an interval of 3 mm was formed using a shadow mask having a stripe pattern.
Further, in the same manner as in Example 1, an EVA film was sandwiched as a sealant, and the gas barrier film 32 was laminated by vacuum heating at 140 ° C.
Except for having the electron transport layer between the lower electrode 24 and the photoelectric conversion layer 26 and the hole transport layer between the photoelectric conversion layer 26 and the upper electrode 28 by the above steps, FIG. A solar cell having the same configuration was produced. In the solar cell having this configuration, the lower electrode 24 functions as a negative electrode and the upper electrode functions as a positive electrode.

作製した太陽電池について、先の実施例1と同様に、初期変換効率、曲げ試験後の変換効率、および、100時間後の変換効率を測定した。
その結果、初期変換効率は2.2%、曲げ試験後の変換効率は2.1%、100時間後の変換効率は2.1%と、優れた特性および曲げおよび経時に対する性能維持性が確認された。
About the produced solar cell, similarly to the previous Example 1, the initial conversion efficiency, the conversion efficiency after a bending test, and the conversion efficiency after 100 hours were measured.
As a result, the initial conversion efficiency was 2.2%, the conversion efficiency after the bending test was 2.1%, and the conversion efficiency after 100 hours was 2.1%. It was done.

[実施例30]
実施例5で作製した基板10の1面に、インクジェットによって、銀微粒子分散液(ハリマ化成製NPS−JL)を、素子面積が1cm2となるように印刷した。次いで、160℃で1時間加熱処理して、下部電極24(膜厚1μm)を形成した。
下部電極24の外縁に、インクジェットによって、光重合開始剤(Lamberti製、Esacure KTO 46)を添加したトリメチロールプロパントリアクリレートの2−アセトキシ−1−メトキシプロパン(PGMEA)溶液を印刷した。次いで、紫外線(波長365nm)を照射することで絶縁性隔壁(幅1mm、高さ1.1μm)を形成した。
下部電極24上に、酸化チタン微粒子分散液(Solaronix製Ti‐Nanoxide HT‐L/SC)を回転塗布し、160℃で20分間加熱処理した。これにより電子輸送層(厚さ0.1μm)を形成した。
電子輸送層上に、実施例1と同様にして、P3HTとICBAからなるバルクヘテロ接合型の光電変換層26を形成した。
光電変換層26上に、別組成のPEDOT−PSS水溶液(Heraeus Precious Metals製、Clevios PH 1000)にジエチレングリコールと界面活性剤(DuPont製Zonyl FS‐300)とを添加した組成物を回転塗布して、140℃で15分間加熱処理した。これにより、光透過性の上部電極28(膜厚0.1μm)を形成した。
上部電極28上に、インクジェットによって、銀微粒子分散液を幅0.3mmで1mm間隔の縞状となるように印刷した。次いで、160℃で1時間加熱処理して、バス電極34(膜厚1μm)を形成した。
さらに、実施例1と同様にして、シーラントとしてEVAフィルムをはさみ、ガスバリアフィルム32を140℃で真空加熱ラミネートした。
以上の工程により、下部電極24と光電変換層26との間に電子輸送層を有し、かつ、下部電極の外縁に絶縁製の隔壁を有する以外は、図2と同様の構成を有する太陽電池を作製した。なお、この構成の太陽電池では、下部電極24が負極として、上部電極28が正極として、それぞれ機能する。
[Example 30]
A silver fine particle dispersion (NPS-JL manufactured by Harima Chemicals Co., Ltd.) was printed on one surface of the substrate 10 produced in Example 5 by inkjet so that the element area was 1 cm 2 . Next, heat treatment was performed at 160 ° C. for 1 hour to form the lower electrode 24 (film thickness 1 μm).
A 2-acetoxy-1-methoxypropane (PGMEA) solution of trimethylolpropane triacrylate added with a photopolymerization initiator (Lamberti, Esacure KTO 46) was printed on the outer edge of the lower electrode 24 by inkjet. Next, an insulating partition (width 1 mm, height 1.1 μm) was formed by irradiation with ultraviolet rays (wavelength 365 nm).
A titanium oxide fine particle dispersion (Solaronix Ti-Nanoxide HT-L / SC) was spin-coated on the lower electrode 24 and heat-treated at 160 ° C. for 20 minutes. Thereby, an electron transport layer (thickness: 0.1 μm) was formed.
On the electron transport layer, a bulk heterojunction photoelectric conversion layer 26 made of P3HT and ICBA was formed in the same manner as in Example 1.
A composition obtained by adding diethylene glycol and a surfactant (Zonyl FS-300 manufactured by DuPont) to a PEDOT-PSS aqueous solution having a different composition (Clevios PH 1000 manufactured by Heraeus Precious Metals) on the photoelectric conversion layer 26 is spin-coated, Heat treatment was performed at 140 ° C. for 15 minutes. As a result, a light transmissive upper electrode 28 (thickness: 0.1 μm) was formed.
On the upper electrode 28, the silver fine particle dispersion was printed by ink jet so as to have a stripe shape with a width of 0.3 mm and an interval of 1 mm. Next, heat treatment was performed at 160 ° C. for 1 hour to form a bus electrode 34 (film thickness 1 μm).
Further, in the same manner as in Example 1, an EVA film was sandwiched as a sealant, and the gas barrier film 32 was laminated by vacuum heating at 140 ° C.
The solar cell having the same structure as that shown in FIG. 2 except that the electron transport layer is provided between the lower electrode 24 and the photoelectric conversion layer 26 and the insulating partition is provided on the outer edge of the lower electrode through the above steps. Was made. In the solar cell having this configuration, the lower electrode 24 functions as a negative electrode and the upper electrode 28 functions as a positive electrode.

作製した太陽電池について、先の実施例1等と同様に、初期変換効率、曲げ試験後の変換効率、および、100時間後の変換効率を測定した。
その結果、初期変換効率は2.0%、曲げ試験後の変換効率は1.9%、100時間後の変換効率は1.9%と、優れた特性および曲げおよび経時に対する性能維持性が確認された。
About the produced solar cell, the initial conversion efficiency, the conversion efficiency after a bending test, and the conversion efficiency after 100 hours were measured similarly to Example 1 etc. above.
As a result, the initial conversion efficiency was 2.0%, the conversion efficiency after the bending test was 1.9%, and the conversion efficiency after 100 hours was 1.9%. It was done.

[実施例31]
実施例5で作製した基板10の1面に、バス電極38として、銅(膜厚0.1μm)を真空蒸着した。このとき、ストライプパターンのシャドウマスクを使って、幅0.3mmでピッチ1mmとなる縞状のバス電極38を形成した。
続いて、バス電極38および基板10の上に、インクジェットによって、別組成のPEDOT−PSS水溶液(Agfa-Gevaert製Orgacon IJ−1005)を、素子面積が1cm2となるように印刷した。次いで、130℃で10分間加熱処理して、光透過性の下部電極24(膜厚0.1μm)を形成した。
下部電極24上に、実施例1と同様にして、PEDOT−PSSからなる正孔輸送層を形成した。
正孔輸送層の上に、実施例1と同様にして、P3HTとICBAからなるバルクヘテロ接合型の光電変換層26を形成した。
光電変換層26上に、チタン(IV)イソプロポキシドのエタノール溶液を回転塗布し、160℃で20分間加熱処理した。これにより電子輸送層(厚さ0.01μm)を形成した。
電子輸送層上に、下部電極24と同様に、インクジェットによってPEDOT−PSS水溶液を素子面積が1cm2になるように印刷して、次いで、加熱処理を行い、光透過性の上部電極28(膜厚0.1μm)を形成した。
上部電極28上に、実施例31と同様に、インクジェットによって銀微粒子分散液を印刷し、次いで加熱処理を行い、幅0.3mmでピッチ1mmの縞状バス電極34(膜厚1μm)を形成した。
さらに、実施例1と同様にして、シーラントとしてEVAフィルムをはさみ、ガスバリアフィルム32を140℃で真空加熱ラミネートした。
以上の工程により、下部電極24と光電変換層26との間に正孔輸送層を有し、光電変換層26と上部電極との間に電子輸送層を有する以外は、図3と同様の構成を有する太陽電池を作製した。なお、この構成の太陽電池は、下部電極24が正極として、上部電極28が負極として、それぞれ機能する。
[Example 31]
Copper (film thickness: 0.1 μm) was vacuum-deposited as a bus electrode 38 on one surface of the substrate 10 produced in Example 5. At this time, a striped bus electrode 38 having a width of 0.3 mm and a pitch of 1 mm was formed using a shadow mask having a stripe pattern.
Subsequently, an aqueous PEDOT-PSS solution (Orgacon IJ-1005 manufactured by Agfa-Gevaert) having a different composition was printed on the bus electrode 38 and the substrate 10 by inkjet so that the element area would be 1 cm 2 . Next, heat treatment was performed at 130 ° C. for 10 minutes to form a light transmissive lower electrode 24 (film thickness: 0.1 μm).
A hole transport layer made of PEDOT-PSS was formed on the lower electrode 24 in the same manner as in Example 1.
A bulk heterojunction photoelectric conversion layer 26 made of P3HT and ICBA was formed on the hole transport layer in the same manner as in Example 1.
On the photoelectric conversion layer 26, an ethanol solution of titanium (IV) isopropoxide was spin-coated and heat-treated at 160 ° C. for 20 minutes. This formed the electron carrying layer (thickness 0.01 micrometer).
On the electron transport layer, similarly to the lower electrode 24, an aqueous PEDOT-PSS solution is printed by ink jet so that the element area becomes 1 cm 2 , and then heat treatment is performed, so that the light transmissive upper electrode 28 (film thickness) 0.1 μm) was formed.
On the upper electrode 28, in the same manner as in Example 31, a silver fine particle dispersion was printed by inkjet, and then heat-treated to form a striped bus electrode 34 (thickness 1 μm) having a width of 0.3 mm and a pitch of 1 mm. .
Further, in the same manner as in Example 1, an EVA film was sandwiched as a sealant, and the gas barrier film 32 was laminated by vacuum heating at 140 ° C.
Except for having the hole transport layer between the lower electrode 24 and the photoelectric conversion layer 26 and the electron transport layer between the photoelectric conversion layer 26 and the upper electrode, the same configuration as in FIG. The solar cell which has was produced. In the solar cell having this configuration, the lower electrode 24 functions as a positive electrode and the upper electrode 28 functions as a negative electrode.

作製した太陽電池について、先の実施例1と同様に、初期変換効率、曲げ試験後の変換効率、および、100時間後の変換効率を測定した。
その結果、初期変換効率は1.6%、曲げ試験後の変換効率は1.5%、100時間後の変換効率は1.6%と、優れた特性および曲げおよび経時に対する性能維持性が確認された。
About the produced solar cell, similarly to the previous Example 1, the initial conversion efficiency, the conversion efficiency after a bending test, and the conversion efficiency after 100 hours were measured.
As a result, the initial conversion efficiency was 1.6%, the conversion efficiency after the bending test was 1.5%, and the conversion efficiency after 100 hours was 1.6%. It was done.

[実施例32]
実施例1で作製した基板10の1面に、ArガスとO2ガスを導入した真空度0.1Paの雰囲気で、高周波マグネトロンスパッタにより、膜厚100nmのITOを成膜し、陽極42を形成した。
[Example 32]
A 100 nm-thick ITO film was formed on one surface of the substrate 10 produced in Example 1 by high-frequency magnetron sputtering in an atmosphere of 0.1 Pa in which Ar gas and O 2 gas were introduced to form an anode 42. did.

陽極42上に、真空蒸着によって、2−TNATA(4,4’,4”−トリス(N,N−(2−ナフチル)−フェニルアミノ)トリフェニルアミンに、F4−TCNQ(2,3,5,6−テトラフルオロ−7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン)を0.3質量%ドープした、厚さ120nmの正孔注入層46を形成した。
なお、正孔注入層46を含め、以下の真空蒸着は、全て基板温度20℃、真空度1×10-4Paで行った。
On the anode 42, 2-TNATA (4,4 ′, 4 ″ -tris (N, N- (2-naphthyl) -phenylamino) triphenylamine was added to F4-TCNQ (2,3,5) by vacuum deposition. , 6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane) was doped with 0.3% by mass to form a hole injection layer 46 having a thickness of 120 nm.
The following vacuum deposition including the hole injection layer 46 was performed at a substrate temperature of 20 ° C. and a vacuum degree of 1 × 10 −4 Pa.

正孔注入層46の上に、真空蒸着によって、NPD(N,N’−ジナフチル−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン)を10nm成膜し、正孔輸送層48を形成した。   An NPD (N, N′-dinaphthyl-N, N′-diphenyl- [1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine) film having a thickness of 10 nm is formed on the hole injection layer 46 by vacuum deposition. Then, the hole transport layer 48 was formed.

正孔輸送層48上に、真空蒸着によって、第1ホスト材料である下記構造式で表される化合物Aを44.9質量%と、第2ホスト材料である下記構造式で表される化合物Bを40質量%と、この化合物Aおよび化合物Bに対して下記構造式で表される燐光発光材料Aを15質量%、および下記構造式で表される燐光発光材料Bを0.1質量%ドープした、厚さ30nmの発光層50を形成した。   On the hole transport layer 48, 44.9% by mass of the compound A represented by the following structural formula, which is the first host material, is formed by vacuum deposition, and the compound B represented by the following structural formula, which is the second host material. 40% by mass, 15% by mass of phosphorescent light-emitting material A represented by the following structural formula with respect to Compound A and Compound B, and 0.1% by mass of phosphorescent light-emitting material B represented by the following structural formula Thus, the light emitting layer 50 having a thickness of 30 nm was formed.

発光層50上に、BAlq(ビス−(2−メチル−8−キノリノラト)−4−(フェニル−フェノラト)−アルミニウム(III))を、真空蒸着によって29nm成膜した。
このBAlq上に、BCP(2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン)を、真空蒸着によって1nm成膜し、BAlq層とBCP層とからなる電子輸送層52を形成した。
On the light-emitting layer 50, BAlq (bis- (2-methyl-8-quinolinolato) -4- (phenyl-phenolato) -aluminum (III)) was formed to a thickness of 29 nm by vacuum deposition.
On this BAlq, BCP (2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) was formed to a thickness of 1 nm by vacuum deposition, and an electron transport layer 52 composed of a BAlq layer and a BCP layer was formed. .

電子輸送層52の表面に、真空蒸着によってフッ化リチウムを1nm成膜して、電子注入層54を形成した。
さらに、電子注入層54の上に、アルミニウム(膜厚2nm)と銀(膜厚10nm)を連続して真空蒸着した。更に、ArガスとO2ガスを導入した真空度0.1Paの雰囲気で、高周波マグネトロンスパッタによりITO(膜厚0.1μm)を成膜し、アルミニウム/銀/ITOの3層積層構造となる光透過性の陰極56を形成した。このとき発光領域が2mm角となるようにシャドウマスクを設置した。
以上の工程により、図4に示すような照明装置40を作製した。
On the surface of the electron transport layer 52, 1 nm of lithium fluoride was deposited by vacuum deposition to form the electron injection layer 54.
Further, aluminum (film thickness 2 nm) and silver (film thickness 10 nm) were continuously vacuum-deposited on the electron injection layer 54. Furthermore, ITO (film thickness: 0.1 μm) is formed by high frequency magnetron sputtering in an atmosphere with a vacuum degree of 0.1 Pa into which Ar gas and O 2 gas are introduced, and the light has a three-layer laminated structure of aluminum / silver / ITO. A transparent cathode 56 was formed. At this time, a shadow mask was installed so that the light emitting area was 2 mm square.
The illumination device 40 as shown in FIG. 4 was produced through the above steps.

この照明装置40を、アルゴンガスで置換したグローブボックス内に入れ、ステンレス製の封止缶、および紫外線硬化型の接着剤(ナガセケムテックス社製 XNR5516HV)により封止した。
以上の工程は、アルミニウムと銀を形成する真空蒸着装置と、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層を形成する真空蒸着装置と、ITOを形成するスパッタ装置と、グローブボックスとが真空度1×10-4Pa以下のクラスタ型真空搬送系にそれぞれ直結されている有機EL素子製造装置を使用して行った。
This lighting device 40 was put in a glove box substituted with argon gas, and sealed with a stainless steel sealing can and an ultraviolet curable adhesive (XNR5516HV manufactured by Nagase ChemteX).
The above steps include a vacuum deposition apparatus for forming aluminum and silver, a vacuum deposition apparatus for forming a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer, and a sputtering apparatus for forming ITO. And an organic EL element manufacturing apparatus in which the glove box is directly connected to a cluster type vacuum transfer system having a degree of vacuum of 1 × 10 −4 Pa or less.

作製した照明装置40に対して、その中心と鉛直方向に同じ高さで、かつ、1m離れた位置に、分光放射計(トプコンテクノハウス社製 SR−3)を設置し、2.5mA/cm2で通電し発光の1点(パネル中央付近)を点灯させて輝度を測定した。
測定の結果、輝度は1140cd/m2であった。
A spectroradiometer (SR-3 manufactured by Topcon Technohouse Co., Ltd.) is installed at the same height in the vertical direction with respect to the center of the manufactured lighting device 40 and 1 m away, and 2.5 mA / cm. The luminance was measured by energizing at 2 and turning on one point of light emission (near the center of the panel).
As a result of the measurement, the luminance was 1140 cd / m 2 .

10 (半導体装置用)基板
12 基材
14 陽極酸化皮膜
16 保護層
20,36 太陽電池
24 下部電極
26 光電変換層
28 上部電極
30 封止層
32 ガスバリアフィルム
34,38 バス電極
40 (調光型)照明装置
42 陽極
46 正孔注入層
48 正孔輸送層
50 発光層
52 電子輸送層
54 電子注入層
56 陰極
60,100 (反射型)液晶表示装置
62,108 下部透明電極
64,110 液晶層
68,112 上部透明電極
70 偏光板
72,116 カラーフィルタ
102 ガラス基板
104 反射層
106 第1偏光板
114 上部透明電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 (For semiconductor devices) Board | substrate 12 Base material 14 Anodized film 16 Protective layer 20, 36 Solar cell 24 Lower electrode 26 Photoelectric conversion layer 28 Upper electrode 30 Sealing layer 32 Gas barrier film 34, 38 Bus electrode 40 (Dimming type) Illuminating device 42 Anode 46 Hole injection layer 48 Hole transport layer 50 Light emitting layer 52 Electron transport layer 54 Electron injection layer 56 Cathode 60,100 (reflection type) liquid crystal display device 62,108 Lower transparent electrode 64,110 Liquid crystal layer 68, 112 Upper transparent electrode 70 Polarizing plate 72, 116 Color filter 102 Glass substrate 104 Reflective layer 106 First polarizing plate 114 Upper transparent electrode

Claims (26)

シート状のアルミニウム基材と、前記アルミニウム基材の両面を陽極酸化してなるアルミニウムの多孔質陽極酸化皮膜と、両面の前記陽極酸化皮膜の少なくとも一方の表面に形成されたケイ素を含む無孔質酸化物からなる保護層とを有し、かつ、前記両面の陽極酸化皮膜が、共に、室温で圧縮方向の歪みを有することを特徴とする半導体装置用基板。   Sheet-like aluminum base material, aluminum porous anodic oxide film formed by anodizing both surfaces of the aluminum base material, and nonporous material containing silicon formed on at least one surface of the anodic oxide film on both surfaces And a protective layer made of an oxide, and both the anodic oxide films on both sides have a compressive strain at room temperature. 両面の前記陽極酸化皮膜の厚さが等しく、かつ、両面に前記保護層が形成され、その厚さが等しい、請求項1に記載の半導体装置用基板。   The substrate for a semiconductor device according to claim 1, wherein the thicknesses of the anodized films on both sides are equal, the protective layer is formed on both sides, and the thicknesses are equal. 前記両面の陽極酸化皮膜が有する室温で圧縮方向の歪みが、共に、0.005〜0.25%である請求項1または2に記載の半導体装置用基板。   The substrate for a semiconductor device according to claim 1, wherein both of the anodic oxide films on both sides have a strain in the compression direction at room temperature of 0.005 to 0.25%. 厚さが300μm以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体装置用基板。   The substrate for a semiconductor device according to claim 1, wherein the thickness is 300 μm or less. 放出する水分量が10μg/cm2以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体装置用基板。 The substrate for a semiconductor device according to any one of claims 1 to 4, wherein the amount of water to be released is 10 µg / cm 2 or less. 前記保護層の少なくとも一方の表面粗さRaが20nm以下である請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体装置用基板。   The semiconductor device substrate according to claim 1, wherein the surface roughness Ra of at least one of the protective layers is 20 nm or less. 前記保護層の少なくとも一方の表面との水との接触角が80°以下である請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体装置用基板。   The substrate for a semiconductor device according to claim 1, wherein a contact angle between at least one surface of the protective layer and water is 80 ° or less. 前記陽極酸化皮膜が有する細孔の直径が4〜100nmである請求項1〜7のいずれか1項に記載の半導体装置用基板。   The substrate for a semiconductor device according to any one of claims 1 to 7, wherein a diameter of pores of the anodized film is 4 to 100 nm. 前記陽極酸化皮膜の厚さが0.5〜20μmである請求項1〜8のいずれか1項に記載の半導体装置用基板。   The substrate for a semiconductor device according to claim 1, wherein the anodic oxide film has a thickness of 0.5 to 20 μm. 前記保護層がアルカリ金属を含まない請求項1〜9のいずれか1項に記載の半導体装置用基板。   The substrate for a semiconductor device according to claim 1, wherein the protective layer does not contain an alkali metal. 前記保護層の厚さが、前記陽極酸化皮膜が有する細孔の直径以上もしくは20nm以上で、かつ、1μm以下である請求項1〜10のいずれか1項に記載の半導体装置用基板。   11. The substrate for a semiconductor device according to claim 1, wherein a thickness of the protective layer is not less than a diameter of pores of the anodized film or not less than 20 nm and not more than 1 μm. 前記アルミニウム基材が、純度99質量%以上のアルミニウムで形成される請求項1〜11のいずれか1項に記載の半導体装置用基板。   The substrate for a semiconductor device according to claim 1, wherein the aluminum base material is formed of aluminum having a purity of 99% by mass or more. 前記アルミニウム基材が、マグネシウムおよびリチウムの少なくとも一方を含み、かつ、アルミニウム含有量が95質量%以上のアルミニウムで形成される請求項1〜12のいずれか1項に記載の半導体装置用基板。   The substrate for a semiconductor device according to any one of claims 1 to 12, wherein the aluminum base material is formed of aluminum containing at least one of magnesium and lithium and having an aluminum content of 95% by mass or more. 前記アルミニウム基材の厚さが5〜260μmである請求項1〜13のいずれか1項に記載の半導体装置用基板。   The substrate for a semiconductor device according to claim 1, wherein the aluminum base has a thickness of 5 to 260 μm. 前記保護層が、塗布法で形成されたものである請求項1〜14のいずれか1項に記載の半導体装置用基板。   The substrate for a semiconductor device according to claim 1, wherein the protective layer is formed by a coating method. 請求項1〜15のいずれか1項に記載の半導体装置用基板を用い、その保護層の少なくとも一方の上に、半導体素子を形成してなる半導体装置。   A semiconductor device comprising the semiconductor device substrate according to claim 1 and a semiconductor element formed on at least one of the protective layers. 前記半導体素子が、直列もしくは並列に集積化されている請求項16に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 16, wherein the semiconductor elements are integrated in series or in parallel. 前記半導体素子が、光電変換層と、前記光電変換層の下の少なくとも一部に形成される下部電極と、前記光電変換層の上の少なくとも一部に形成される光透過性の上部電極とを有する請求項16または17に記載の半導体装置。   The semiconductor element includes a photoelectric conversion layer, a lower electrode formed on at least a part below the photoelectric conversion layer, and a light transmissive upper electrode formed on at least a part on the photoelectric conversion layer. The semiconductor device according to claim 16 or 17. 前記光電変換層が有機化合物を含む請求項18に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 18, wherein the photoelectric conversion layer contains an organic compound. 前記上部電極に接触するバス電極を有する請求項18または19に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 18, further comprising a bus electrode in contact with the upper electrode. 前記光電変換層と、前記上部電極もしくは下部電極との間に、金属酸化物を含む電子輸送層を有する請求項18〜20のいずれか1項に記載の半導体装置。   21. The semiconductor device according to claim 18, further comprising an electron transport layer including a metal oxide between the photoelectric conversion layer and the upper electrode or the lower electrode. 前記半導体素子に接続されたスイッチング回路を有する請求項16〜21のいずれか1項に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 16, further comprising a switching circuit connected to the semiconductor element. 請求項16〜22のいずれか1項に記載の半導体装置を用いる調光型照明装置。   A dimming illumination device using the semiconductor device according to any one of claims 16 to 22. 請求項16〜22のいずれか1項に記載の半導体装置を用いる自己発光表示装置。   A self-luminous display device using the semiconductor device according to any one of claims 16 to 22. 請求項16〜22のいずれか1項に記載の半導体装置を用いる太陽電池。   The solar cell using the semiconductor device of any one of Claims 16-22. 請求項1〜15のいずれか1項に記載の半導体装置用基板を用いる反射型液晶表示装置。   A reflective liquid crystal display device using the semiconductor device substrate according to claim 1.
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