JP6083675B2 - 表示装置、光電変換デバイス用電極、光電変換デバイス及び光電変換デバイスの製造方法 - Google Patents

表示装置、光電変換デバイス用電極、光電変換デバイス及び光電変換デバイスの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6083675B2
JP6083675B2 JP2013533650A JP2013533650A JP6083675B2 JP 6083675 B2 JP6083675 B2 JP 6083675B2 JP 2013533650 A JP2013533650 A JP 2013533650A JP 2013533650 A JP2013533650 A JP 2013533650A JP 6083675 B2 JP6083675 B2 JP 6083675B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wire
electrode
photoelectric conversion
wires
conductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2013533650A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2013039021A1 (ja
Inventor
善孝 長草
善孝 長草
洋一 川村
洋一 川村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor East Japan Inc
Original Assignee
Toyota Motor East Japan Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from PCT/JP2011/071053 external-priority patent/WO2013038539A1/ja
Priority claimed from PCT/JP2011/071052 external-priority patent/WO2013038538A1/ja
Application filed by Toyota Motor East Japan Inc filed Critical Toyota Motor East Japan Inc
Publication of JPWO2013039021A1 publication Critical patent/JPWO2013039021A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6083675B2 publication Critical patent/JP6083675B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80—Constructional details
    • H10K30/81—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/805—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/20—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising organic-organic junctions, e.g. donor-acceptor junctions
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/50—Photovoltaic [PV] devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

本発明は、フレキシブル性を有する表示装置と、光電変換デバイスに用いられる光電変換デバイス用電極及びそれを用いた光電変換デバイス並びに光電変換デバイスの製造方法に関する。
光電変換デバイスは、電気エネルギーを光に変換するデバイス及び光を電気エネルギーに変換するデバイスである。前者の例としては発光素子を用いた表示装置などがあり、後者の例としては太陽電池などがある。
従来、表示装置として、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を用いた単色又はカラーの有機ＥＬ表示装置、バックライト照明に白色のＥＬ照明を用いた液晶表示装置などがある。有機ＥＬ表示装置には、ガラス基板又は透明プラスチック基板上に、画素毎に発光素子とＴＦＴとを形成した所謂アクティブマトリックスタイプのものがある。このタイプでは、ガラス基板又は透明プラスチック基板上に順に、ＩＴＯの陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、金属の陰極を積層することにより、発光素子が形成されている。
太陽電池として、有機半導体を用いた有機薄膜太陽電池が知られている。有機薄膜太陽電池は簡易な成膜法により形成できるため、製造が容易で大量生産に適した太陽電池として注目されている。この有機薄膜太陽電池として、所謂バルクヘテロジャンクション構造やナノ相分離構造を有するものが種々提案されている。これらの構造ではｐ型有機半導体とｎ型有機半導体との接触界面を広く確保できるため、光電変換効率を向上できる。
このような有機薄膜太陽電池は、例えば正孔輸送材料及び電子輸送材料を各種の溶媒に溶解して材料含有液を調製し、電極表面に材料含有液を付着させ、付着させた材料からｐ型有機半導体やｎ型有機半導体を備えた光電変換層を形成することで製造されている。
例えば下記特許文献１には、基板の一方面上に、陽極、バルクヘテロジャンクション構造を有する光電変換層、陰極が順に積層された有機薄膜太陽電池が提案されている。この特許文献１では、酸化銀と還元剤からなる陰極と、陰極近傍に有機金属をドープした電子輸送層を塗布した積層構造とすることにより、低温で陰極が形成されるだけでなく、有機金属ドープ層と陰極との接合が改良されるとしている。
一方、製造が容易で大量生産に適した光電変換デバイスの電極として、導電性を有する線材を使用したものが知られている。例えば下記特許文献２には、金属線を織った網状電極体を光起電力体の表面上に接合することで光起電力素子等を製造する方法が提案されている。この特許文献２では、金属線を配線することで、印刷やリソグラフィー等を用いた配線に比べて線の細さと厚みとのアスペクト比を適切に調整できると共に、コストを低減でき、また網状に織ることで配線を高速化できるとされている。
特開２０１１−１２４４６８号公報 特開２００６−１６５１４９号公報
しかしながら、従来の表示装置は構造が複雑であり、薄型化が困難である。有機ＥＬ表示装置のうち、ガラス基板を用いたタイプではフレキシブル性を有さず、プラスチック板などを用いたタイプではフレキシブルに限界がある。
バックライト照明としてＥＬ照明を用いた液晶表示装置では、ＥＬ発光層を均一な膜として形成する必要があり、さらに、電極とＥＬ発光層との界面の電気抵抗を低くするため、アルカリ金属が塗布されることもある。
アクティブマトリックスタイプでは、ドット落ちが生じる可能性がある。また、ＴＦＴをマトリックス状に配置する必要性から、インジウムなどの高価な金属を用いる必要がある。
従来の光電変換デバイスでは、ｐｎ接合となる領域を挟んで一対の電極を設ける必要があった。そのため、光照射側の電極は、光透過性がよく、かつ電気抵抗が小さいものが要求され、光照射側の電極は高価なレアメタルを蒸着やメッキにより形成する必要がある。それに伴いプロセス工程も複雑であった。また、従来の太陽電池は屈曲性がなく、曲面形状の部材表面に取り付ける場合には、細分化して取り付ける必要があった。
正孔輸送材料や電子輸送材料を含有する材料含有液を用いた従来の光電変換デバイスの製造方法では、電極を保持するために基板が使用されるなど電極の柔軟性を確保し難く、十分な柔軟性を有する光電変換デバイスが得られなかった。しかも電極間にｐ型有機半導体及びｎ型有機半導体を多数配置することで、接触界面を広くして光電変換の性能を確保するため、電極間に配置される有機半導体が不足したり不均一に配置されたりすると、その分光電変換の性能が低下していた。
さらに、従来の導電性を有する導電線材を使用した柔軟性のある電極では、複数の線材を配列した際、各線材の位置ずれ、撓み、歪み、変形等の配置の乱れが生じることが多かった。線材の配置の乱れが生じると、電極間の間隔がばらつき、電極間に配置されるｐ型有機半導体及びｎ型有機半導体の存在量やキャリアの移動距離が不均一になり、光電変換の性能が低下していた。
そこで、本発明では、簡単な構造でフレキシブル性の限界が少ない表示装置を提供することを第１の目的とする。
本発明の第２の目的は、電極材料として光透過性を要求しない、光電変換デバイス用電極構造とそれを用いた光電変換デバイスを提供することにある。
本発明の第３の目的は、光電変換の性能の確保しつつ柔軟性を有する光電変換デバイスを容易に製造できる製造方法を提供することである。
上記第１の目的を達成するために、本発明の表示装置は、有機ＥＬ材料からなる一つの発光層と、発光層の一方の面側に設けられた一方の線条電極群と、発光層の他方の面側に設けられた導電線材からなる他方の線条電極群と、を備え、一方の線条電極群と他方の線条電極群とが距離を保って、一方の線条電極群と他方の線条電極群とが発光層に埋まるように設けられているか、又は一方の線条電極群と他方の線条電極群とが発光層から部分的にはみ出すように設けられており、一方の線条電極群が、横方向に延びた複数の導電線材を縦方向に間隔をおいて並べて構成され、他方の線条電極群が、縦方向に延びた複数の導電線材を横方向に間隔をおいて並べて構成されている。
本発明の表示装置は、各色に対応する有機ＥＬ材料からなる発光層が色毎に一層ずつ絶縁層を挟んで積層されており、発光層内で一方の面側に一方の線条電極群が設けられ、発光層内の他方の面側に他方の線条電極群が設けられ、前記一方の線条電極群と他方の線条電極群とが距離を保って、一方の線条電極群と他方の線条電極群とが発光層に埋まるように設けられているか、又は一方の線条電極群と他方の線条電極群とが発光層から部分的にはみ出すように設けられており、一方の線条電極群が、横方向に延びた複数の導電線材を縦方向に間隔をおいて並べて構成され、他方の線条電極群が、縦方向に延びた複数の導電線材を横方向に間隔をおいて並べて構成されている。
好ましくは、一方の線条電極群において、横方向に延びる配置調整用の線材が導電線材同士の間に設けられ、該配置調整用の線材で導電線材同士の間隔を維持する。他方の線条電極群において、縦方向に延びる配置調整用の線材が導電線材同士の間に設けられ、該配置調整用の線材で該導電線材同士の間隔を維持する。
好ましくは、一方の線条電極群及び他方の線条電極群において、導電線材と配置調整用の線材との隙間が、導電線材の等価断面寸法と同じオーダーである。
好ましくは、一方の線条電極群において、任意の導電線材に電圧を印加する一方の切替制御部と、他方の線条電極群において任意の導電線材に電圧を印加する他方の切替制御部と、を備える。
上記第２の目的を達成する光電変換デバイス用電極は、光と電気エネルギーとを変換する光電変換層の両面に設けられる光電変換デバイス用電極であって、光電変換層の下面側で光電変換層に埋設して設けられる下側電極部と、光電変換層の上面側で光電変換層に埋設して設けられる上側電極部と、を備え、下側電極部と上側電極部とは、複数の縦線材と複数の横線材とを備え、縦線材は互いに距離を置いて設けられた複数の導電線材からなり、横線材は互いに距離を置いて設けられた複数の絶縁線材からなり、下側電極部及び上側電極部の一方がｐ型電極として機能し、下側電極部及び上側電極部の他方がｎ型電極として機能することを特徴としている。
上記第２の目的を達成する他の光電変換デバイス用電極は、光と電気エネルギーとを変換する光電変換層の両面に設けられる電極であって、光電変換層の下面側で光電変換層に埋設して設けられる下側電極部と、光電変換層の上面側で光電変換層に埋設して設けられる上側電極部と、下側電極部と上側電極部が所定の距離を置いて対向するよう下側電極部に対して上側電極部を支持する絶縁性の支持部と、を備え、下側電極部と上側電極部とは、複数の縦線材と複数の横線材とを備え、縦線材は互いに距離を置いて設けられた複数の導電線材からなり、横線材は互いに距離を置いて設けられた複数の絶縁線材からなり、下側電極部及び上側電極部の一方がｐ型電極として機能し、下側電極部及び上側電極部の他方がｎ型電極として機能することを特徴としている。
前記絶縁線材が上側電極部と下側電極部とを構成する導電線材同士の間に、少なくとも１本設けられてもよい。
上記第２の目的を達成する光電変換デバイスは、上記した光電子デバイス用電極に対して、Ｐ型電極上には正孔輸送材料でなるｐ層の有機半導体が設けられ、かつｎ型電極上には電子輸送材料でなるｎ層の有機半導体が設けられている。
上記第３の目的を達成するため、本発明法では、正孔輸送材料及び電子輸送材料のうちの少なくとも一方の材料を溶媒中に含有させた材料含有液を電極構造体に付着させ、電極構造体に付着させた材料から有機半導体を電極構造体に接した状態で形成する光電変換デバイスの製造方法において、複数の導電線材が導電線材の配置間隔を調整する配置調整用線材とともに一体化された電極部を複数有し、複数の電極部が対向配置された状態で支持線材により支持された電極構造体を準備し、配置調整用線材を溶解可能で支持線材を溶解不能な溶媒を用いて前記材料含有液を調製し、材料含有液を電極構造体に接触させることで、配置調整用線材を溶解すると共に少なくとも一方の材料を導電線材に付着させて有機半導体を形成することを特徴とする。
この光電変換デバイスの製造方法では、導電線材間に配置調整用線材を介在させることで、導電線材間を互いに所定間隔で離間させた電極構造体を準備することができる。
この製造方法では、正孔輸送材料及び電子輸送材料を含有した材料含有液を調製して電極構造体に接触させ、ｐ型有機半導体を一部の導電線材に接続した状態で形成すると共に、ｎ型有機半導体を他部の導電線材に接続した状態で形成するのが好ましい。
この製造方法では、材料含有液を電極構造体の片面側に付着させてもよい。
上記目的を達成する本発明の光電変換デバイスは、複数の導電線材を配置調整用線材とともに一体化した光電変換デバイス作製用の電極構造体であり、光電変換デバイス作製用の溶媒に対する配置調整用線材の溶解性が導電性材料より大きい構造体である。
本発明の表示装置によれば、発光層の一方の面側に一方の線状電極群を設け、発光層の他方の面側に他方の線状電極群を設けている。各線状電極群それ自体が樹脂成形シート又はフィルムとは異なって外力によって容易に湾曲など変形自在である。構造も極めて簡単であり、画素毎にＴＦＴを設ける必要がない。
本発明の光電変換デバイス用電極によれば、光が入射する光電変換層の面に設ける電極が複数の光通過用の隙間を有することで、電極を透明電極で構成することが不要となり、透明電極のためのレアメタルを使用しなくて済む。そのため、光電変換デバイス用の電極はＣｕやＡｌなどの安価に入手可能な材料を使用することができる。また、光電変換デバイスは、電極が可撓性を有するネットで構成されているため、平面状に形成した後に、曲面状の表面に取り付けることができる。さらに、光電変換層の両面から光を取り込むことができるので、変換効率の向上を期待できる。
本発明の光電変換デバイスの製造方法によれば、複数の導電線材を配置調整用線材とともに一体的に連結した電極構造体を用いるので、柔軟性を有する導電線材であっても容易に配置できる。また、配置調整用線材により複数の導電線材の配置間隔を容易に調整できるとともに、その状態を製造時に安定して保持できる。そのため複数の導電線材の配置間隔のばらつきを防止して光電変換の性能を確保することができる。
そして、材料含有液を電極構造体に接触させることで配置調整用線材を溶解するので、得られた光電変換デバイスでは、配置調整用線材が配置されていた部位に材料含有液の正孔輸送材料や電子輸送材料を配置することができる。そのため導電線材間により多くの有機半導体を均一に配置でき、光電変換の性能を確保できる。
従って、光電変換の性能を確保しつつ柔軟性を有する光電変換デバイスを容易に製造することが可能である。
本発明の表示装置の第１実施形態に係る表示装置を模式的に示す図である。 図１に示す表示装置の表示部の断面を模式的に示す図である。 （Ａ）は図２に示す表示部の一方の線条電極群を模式的に示す図であり、（Ｂ）は図２に示す表示部の他方の線条電極群を模式的に示す図である。 本発明の第２実施形態に係る表示装置の表示部の断面を模式的に示す図である。 図４に示す表示部における一方及び他方の線条電極群の一部の模式的斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る光電変換デバイスの断面図である。 図６に示す光電変換デバイスにおける電極構造の斜視図である。 図６に示す符号Ａの領域の拡大図である。 本発明の第３実施形態の変形例に係る光電変換デバイスの断面図である。 本発明の第４実施形態における光電変換デバイスの製造方法で用いる電極構造体を模式的に示す斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明の第４実施形態における光電変換デバイスの製造工程の一部を説明するための断面図である。 本発明の第５実施形態に係る光電変換デバイスの断面図である。 図１２に示す光電変換デバイスにおける電極構造の斜視図である。 図１２において符号Ａで示す領域の拡大図である。 本発明の第５実施形態に係る別の光電変換デバイスの断面図である。
以下、図面を参照しながら本発明を幾つかの実施形態により詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１は本発明の第１実施形態に係る表示装置を模式的に示す図である。図２は図１に示す表示装置の表示部の断面を模式的に示す図であり、図３（Ａ）は図２に示す表示部のうち一方の線条電極群を、図３（Ｂ）は表示部のうち他方の線条電極群を模式的に示す図である。
本発明の第１実施形態に係る表示装置１は、図１に示すように、表示部２及び制御部３を備えた光電変換デバイスの一例である。表示部２は、図２に示すように、有機ＥＬ材料からなる発光層６１と、発光層６１の一方の面側に設けた一方の線条電極群６２と、発光層６１内で他方の面上に設けた他方の線条電極群６３と、を備える。表示部２においては、図２に示すように、発光層６１の上下の各面に保護層を設けてもよい。
発光層６１は、各種有機ＥＬ材料によって層状に形成されたものである。一方の線条電極群６２と他方の線条電極群６３とは、異なる面上にあって互いに交わらない位置、すなわちねじれた位置関係に存在する。
一方の線条電極群６２は、発光層６１の一方の面側に設けてある。一方の線条電極群６２は、横方向に延びた導電線材６２ａを縦方向に間隔をおいて並べたものである。一方の線条電極群６２において、横方向に延びた導電線材６２ａ，６２ａ同士の間に、横方向に延びた配置調整用の線材６２ｂが配置されていてもよく、これら横方向に延びた線材６２ａ，６２ｂが縦方向に延びた配置調整用の線材６２ｃによって編み込まれていてもよい。つまり、横方向に延びた導電線材６２ａと、同じく横方向に延びた配置調整用の線材６２ｂとが、縦方向に間隔をおいて並べられており、これらが縦方向に延びた配置調整用の線材６２ｂにより格子状に編み込みされることによって、一方の線条電極群６２が構成されていてもよい。
他方の線条電極群６３は、発光層６１の他方の面側に設けてある。一方の線条電極群６３は、縦方向に延びた導電線材６３ａを横方向に間隔をおいて並べたものである。他方の線条電極群６３において、縦方向に延びた導電線材６３ａ，６３ａ同士の間に、縦方向に延びた配置調整用の線材６３ｂが配置されていてもよく、これら縦方向に延びた線材６３ａ，６３ｂが横方向に延びた配置調整用の線材６３ｃによって編み込まれていてもよい。つまり、縦方向に延びた導電線材６３ａと、同じく縦方向に延びた配置調整用の線材６３ｂとが、横方向に間隔をおいて並べられており、これらが横方向に延びた配置調整用の線材６３ｂにより格子状に編み込みされることによって、他方の線条電極群６３が構成されていてもよい。
導電線材６２ａ，６３ａは、断面円形、断面楕円形、断面扁平等の線条部材からなり、モノフィラメントでもマルチフィラメントでもよい。フィラメントは金属などでなる導線でもよい。また、モノフィラメント、マルチフィラメントの外周に対し金属がメッキ処理され、メッキ層がフィラメントの外周に形成されたものでもよい。金属としては抵抗率の低い銅が好ましいが別に他の金属でもよく、ステンレスなどでもよい。
配置調整用の線材６２ｂ，６２ｃ，６３ｂ，６３ｃは、断面円形、断面楕円形、断面扁平等の線条部材からなっており、モノフィラメントでもマルチフィラメントでもよい。
配置調整用の線材６２ｂ，６２ｃ，６３ｂ，６３ｃの素材は絶縁性の繊維がよい。液晶をドット状に点灯させるためである。もっとも、各種有機ＥＬ材料が硬化した状態で線材６２ａ，６３ａが位置ずれしない場合には、配置調整用の線材６２ｂ，６２ｃ，６３ｂ，６３ｃの素材として、有機溶媒等によって溶解する素材を用いてもよい。その場合には必ずしも絶縁性の繊維である必要はない。つまり、配置調整用の線材６２ｂ，６２ｃ，６３ｂ，６３ｃの素材は、一方の線条電極群６２、他方の線条電極群６３に有機ＥＬ材料を塗布して硬化する際、塗布剤に含まれる有機溶媒によって溶解されるものであってもよい。
一方の線条電極群６２及び他方の線条電極群６３において、導電線材６２ａ，６３ａと配置調整用の線材６２ｂ，６３ｂとの隙間は、導電線材６２ａ，６３ａの等価断面寸法と同じオーダーであってもよい。
例えば、導電線材６２ａ，６３ａと配置調整用の線材６２ｂ，６３ｂは１０〜２５μｍの線径を有しており、導電線材６２ａ，６３ａと配置調整用の線材６２ｂ，６３ｂとの間の隙間は１０〜２５μｍである。配置調整用の線材６２ｃ，６３ｂ同士の隙間は１０〜２５μｍである。これらの数値は、各線材を編み込む前の値である。各線材を編み込んで有機ＥＬ材料を染み込ませた状態では、一方の線条電極群６２の厚みは２０〜３０μｍであり、他方の線条電極群６３の厚みは２０〜３０μｍである。一方の線条電極群６２と他方の線条電極群６３との間の最短距離は１０〜３０μｍ、特に１０〜２０μｍである。発光層６１の厚みは、例えば６０〜９０μｍとなる。
本発明の実施形態では、各線材の紐状の太さが、これら線材で構成される網の目の大きさとほぼ同じ寸法であるか又は同じオーダーの寸法を有する。よって、配置調整用の線材６２ｂ，６２ｃ，６３ｂ，６３ｃによって各線材同士の隙間が維持される。各線材については線径については均一なものがよいが、平均径に対して所定の範囲例えば８０％〜１２０％の範囲であってもよい。これにより、導電線材６２ａ同士、導電線材６３ａ同士の間隔が一定に保たれることになる。
配置調整用の線材６２ｂ，６２ｃ，６３ｂ，６３ｃは、有機ＥＬ材料が硬化するまで、導電線材６２ａ同士の間隔、導電線材６３ａ同士の間隔を維持するために設けられるものである。それゆえ、一方の線条電極群６２、他方の線条電極群６３に有機ＥＬ材料を塗布などして有機ＥＬ材料が硬化して発光層６１が形成されれば、発光層６１の厚みで一方の線条電極群６２及び他方の線条電極群６３の各導電線材６２ａ，６３ａが保持される。なお、配置調整用の線材６２ｂ，６２ｃ，６３ｂ，６３ｃは、有機溶媒によって全てが溶解する必要はなく、部分的に溶解せず残存してもよい。
配置調整用の線材６２ｂ，６２ｃ，６３ｂ，６３ｃとしては、例えば、アクリル系繊維やビニル系繊維を用いることができ、この場合には、塗布剤にはトルエン、酢酸などの有機溶媒が含まれていればよい。有機溶剤は有機ＥＬ材料、硬化剤等に応じて適宜選択することができる。
図２において点線で示すように、一方の線条電極群６２と他方の線条電極群６３との距離を保つために、間隔保持用の支持部材６４を設けるようにしてよい。支持部材６４は非導電性、つまり絶縁性の線材からなり、例えばポリエチレンテレフタレートなどの有機溶媒によっては難溶融性の繊維からなる。これは、配置調整用の線材６２ｂ，６２ｃ，６３ｂ，６３ｃとは異なり、有機ＥＬ材料を含む塗布剤などを一方の線条電極群６２及び他方の線条電極群６３に塗布したり染み込ませたりしたときに、溶融しないようにするためである。
制御部３は一方の切替制御部１５ａ及び他方の切替制御部１５ｂを備えている。一方の切替制御部１５ａ及び他方の切替制御部１５ｂの入力側には電圧供給部１６が接続されており、出力側には一方の線条電極群６２，他方の線条電極群６３の各導電線材６２ａ，６３ａの末端が接続されている。
本発明の第１実施形態に係る表示装置１では、発光層６１の一方の面側において横に延びた導電線材６２ａが縦方向に並んで配置されており、発光層６１の他方の面側において縦に延びた導電線材６３ａが横方向に並んで配置されている。
ここで、導電線材６２ａが発光層６１の一方の面側に設けられているとは、例えば図２に示すように発光層６１の上面側で発光層６１内に埋まるように設けられている場合のみならず、発光層６１の上面から部分的にはみ出している場合であってもよい。導電線材６３ａが発光層６１の他方の面側に設けられているとは、例えば図２に示すように発光層６１の下面側で発光層６１内に埋まるように設けられている場合のみならず、発光層６１の下面から部分的にはみ出している場合であってもよい。何れの場合においても、発光層６１の上下何れか又は双方には、発光層６１による光が出来るだけ透過する透明の保護層１９が設けられる。発光層６１の上面、下面から部分的にはみ出している場合には発光層６１の上下面と共に保護層１９によって被膜される。
本発明の第１実施形態に係る表示装置１では、一方の線条電極群６２は、横に延びた導電線材６２ａと非導電性の線材６２ｂ，６２ｃとが格子状に配置され、他方の線条電極群６３は、縦に延びた導電線材６３ａと非導電性の線材６３ｂ，６３ｂとが格子状に配置された構成である。よって、発光層６１の中心軸を挟んで、線材６２ａと線材６２ｂとが平面視においてあたかも交差するように並んで配置されている。なお、各線材の線径が非常に小さい場合に、横に延びた線材を横糸、縦に延びた線材を縦糸と呼んでもよい。
このような一方の線条電極群６２、他方の線条電極群６３は平面視で導電線材６２ａ，６３ａが交差しており、線条電極群６２，６３は非導電性の線材６２ｂ，６３ｂにより互い違いに配置されていることから、交互配列平面電極と呼ぶことができる。なお、非導電性の線材６２ｂ，６３ｂの本数は１本に限らず、複数本であってもよい。
本発明の実施形態に係る表示装置１の表示部２は、上述したように交互配列平面電極を有する。従って、一方の切替制御部１５ａの各スイッチをＯＮすることにより、ＯＮしたスイッチに接続された導電線材６２ａに第１の電圧が印加される。他方の切替回制御部１５ｂの各スイッチをＯＮすることにより、ＯＮしたスイッチに接続された導電線材６３ａに第２の電圧が印加される。よって、一方の線条電極群６２において指定した導電線材６２ａと他方の線条電極群６３において指定した導電線材６３ａとの間に一定の電圧を加えることができる。一定の電圧とは、第１の電圧と第２の電圧との差分であり、第１の電圧と第２の電圧の何れか一方が０Ｖであってもよい。
このように、表示部２には、画素毎にスイッチングのためのＴＦＴを設ける必要がないため、表示部１自体が複雑な積層構造を有さない。また、本発明の実施形態では、縦方向と横方向にそれぞれ延びた各線材６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６３ａ，６３ｂ，６３ｃと発光層６１とからなっていることから、従来のように、ガラス基板を用いずまた薄いフィルムやシート上にＩＴＯ膜を形成していないため、フィルム又はシートからＩＴＯ膜が剥離することもない。また、フィルム又はシートそれ自体が有する剛性により湾曲が妨げられることもない。よって、本発明の第１実施形態に係る表示装置１の表示部２は湾曲などの変形が自在である。
本発明の第１実施形態では、導電線材６２ａ，６３ａや配置調整用の線材６２ｂ，６２ｃ，６３ｂ，６３ｃが発光層６１の一方の面側と他方の面側とに存在する。これらの線材によってコントラストが向上し、いわゆるスモーク効果を生じる。従って、スモークフィルムと呼ばれる薄いグレーのフィルムを設ける必要がない。
〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態について説明する。図４は本発明の第２実施形態に係る表示装置の表示部の断面を模式的に示す図あり、図５は図４に示す表示部における一方及び他方の線条電極群の一部を模式的に示す斜視図である。本発明の第２実施形態に係る表示装置の表示部２は次のような構造を有する。すなわち、異なる色を発光する発光層２１，３１，４１が積層されており、各発光層２１，３１，４１の一方の面側には一方の線条電極群２２，３２，４２が設けられ、各発光層２１，３１，４１の他方の面側には他方の線条電極群２３，３３，４３が設けられている。
一方の線条電極群２２，３２，４２の各構成は図２に示す形態と同様であり、横方向に延びる導電性の線材２２ａ，３２ａ，４２ａと横方向に延びる配置調整用の線材２２ｂ，３２ｂ，４２ｂとが縦方向に延びる配置調整用の線材２２ｃ，３２ｃ，４２ｃによって編み込まれて網状に形成されている。
他方の線条電極群２３，３３，４３の各構成も図２に示す形態と同様であり、縦方向に延びる導電線材２３ａ，３３ａ，４３ａと縦方向に延びる配置調整用の線材２３ｂ，３３ｂ，４３ｂとが横方向に延びる配置調整用の線材２３ｃ，３３ｃ，４３ｃによって編み込まれて網状に形成されている。
第１実施形態と同様、一方の線条電極群２２，３２，４２のうち導電性の線材２２ａ，３２ａ，４２ａが一方の切替制御部１５ａの各スイッチにそれぞれ接続され、他方の線条電極群２３，３３，４３のうち導電性の線材２３ａ，３３ａ，４３ａが他方の切替制御部１５ｂ内の各スイッチにそれぞれ接続される。
これにより、各発光層２１，３１，４１において、一方の線条電極群２２，３２，４２にある特定の導電線材２２ａ，３２ａ，４２ａと、他方の線条電極群２３，３３，４３にある特定の導電線材２３ａ，３３ａ，４３ａとの間に所定の電圧が印加される。
第１実施形態と同様、各発光層２１，３１，４１において、一方の線条電極群２２，３２，４２と他方の線条電極群２３，３３，４３とが上下に線条の支持部材２４，３４，４４によって編み込まれてもよい。これにより、一方の線条電極群２２，３２，４２と他方の線条電極群２３，３３，４３の間隔を一定にすることができる。その結果、各発光層２１，３１，４１において、一方の線条電極群２２，３２，４２にある特定の導電線材２２ａ，３２ａ，４２ａと、他方の線条電極群２３，３３，４３にある特定の導電線材２３ａ，３３ａ，４３ａとの間に一定の範囲の電圧を印加することができ、発光の斑を防ぐことができる。
第２実施形態では、発光層２１、発光層３１、発光層４１はそれぞれ別の波長の光を発光する。例えば、Ｒ、Ｂ、Ｇの三色光を３つの発光層で生じる。図５に示すように、各発光層２１、３１、４１により導電線材２３ａ，３３ａ，４３ａが横に並んだ構成によって一つの画素５４が形成される。
平面視において、第１の発光層２１に設けられる導電線材２２ａ及び導電線材２３ａとの交差領域と、第２の発光層３１に設けられる導電線材３２ａ及び導電線材３３ａとの交差領域と、第３の発光層４１に設けられる導電線材４２ａ及び導電線材４３ａとの交差領域とが、互いに重ならないで配置されている。具体的には、第１の発光層２１では、導電線材２２ａ同士の間隔、導電線材２３ａ同士の間隔が調整されている。第２の発光層３１、第３の発光層４１についても同じことがあてはまる。
発光層２１において他方の線条電極群２３の導電線材２３ａの間に２本の配置調整用の線材２３ｂが介在される。発光層３１において他方の線条電極群３３の導電線材３３ａの間に２本の配置調整用の線材３３ｂが介在される。発光層４１において他方の線条電極群４３の導電線材４３ａの間に２本の配置調整用の線材４３ｂが介在される。配置調整用の線材は二本に限らず、四本、六本でもその他の任意の本数でもよい。
第１実施形態の場合と同様、配置調整用の線材については溶媒等によって溶解してもよいが、間隔保持用の支持部材２４，３４，４４は溶解せず、一方の線条電極群２２，３２，４２と他方の線条電極群２３，３３，４３との間の距離を保持するようにする。これにより、表示部２を湾曲などさせたときに一方の線条電極群２２，３２，４１と他方の線条電極群２３，３３，４３の導電線材同士の間隔が保持される。
上述したように、一方の線条電極群２２，３２，４２と他方の線条電極群２３，３３，４３における導電線材２３ａ，３３ａ，４３との交差する領域が、平面視で横に並んで一つの画素５４を形成している。交差領域は、平面視において三角形の頂点に配置されるように並んでいてもよいし、Ｌ字の頂点に配置されるように並んでもよいし、それ以外の形状の頂点に配置されるように並んでいてもよい。
このように、各導電線材２２ａ，３２ａ，４２ａは平面視において互いに重なっておらず、各導電線材２３ａ，３３ａ，４３ａは平面視において互いに重なっていない。
一方の線条電極群２２，３２，４２の導電線材２２ａ，３２ａ，４２ａと他方の線条電極群２３，３３，４３の導電線材２３ａ，３３ａ，４３ａとの交差する三領域により一つの画素が構成される。各発光層２１，３１，４１は上下に積層されているので、各発光層２１，３１，４１中の各交差領域に印加される電圧により発生した光が他の領域に配置されている導電線材によって極力遮断されないようにしている。
ところで、発光層２１と発光層３１との間には隙間５１が設けられ、発光層３１と発光層４１との間には隙間５２が設けられる。隙間５１，５２を絶縁層として用い、他の発光層との導電線材間で電圧が生じないようにすることができる。
以上説明したように、本発明の第１及び第２実施形態では、交互に配列した平面電極を積層交差させて、平面視において交差領域に所定の電圧を印加することができる。一方の線条電極群、他方の線条電極群の何れも、一方向に延びる導電線材を絶縁性線材で編み込むことで、あたかも微細糸の布によって構成されている。よって、一方の線条電極群と他方の線条電極群とを糸状の支持部材によって反対側に配置させ、一又は複数の有機ＥＬ材料を塗布又は漬浸して発光層を形成することができる。その際、硬化剤、溶剤、触媒等を、有機ＥＬ材料に適応するように混在させる。本発明の第１及び第２実施形態での発光層の形成については詳細に説明していないが、有機ＥＬ材料としては公知の各種のものを使用することができ、後述するものを利用することも可能である。有機ＥＬ材料を浸み込ませて硬化させる手法としては、公知の技術、例えばインクジェット法による塗布、浸漬含浸法、ローラーによる浸潤法を用いることができ、後述の方法を用いることもできる。
また、前述した説明のように、一方の線条電極群、他方の線条電極群は平面視において正方形などの矩形の網目の場合に限らず菱形の網目となっていてもよい。
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を詳細に説明する。特に光電変換デバイスが、光を電気エネルギーに変換するものとして太陽電池を想定して説明するが、表示装置等のように電気エネルギーを光エネルギーに変換するものであっても同様に適用することができる。
図６は本発明の第３実施形態に係る光電変換デバイス１の断面図であり、図７は光電変換デバイス１の斜視図である。
光電変換デバイス１は、電極１２と、光電変換層１３と、から構成されている。なお、図７では、光電変換層１３の表示を省略している。
電極１２は、図７に示すように、下側電極部１２０と、所定の距離を置いて下側電極部１２０と対向するように設けられる上側電極部２２０と、から構成されている。
下側電極部１２０は、複数の縦線材１２０Ａと複数の横線材１２０Ｂとを備えている。縦線材１２０Ａと横線材１２０Ｂとは１本ごとに交差するように織られている。つまり下側電極部１２０は平織りのネット状に形成されている。
縦線材１２０Ａとして、２種の線材、具体的には、第１導電線材１２１と第１絶縁線材１２２とを利用する。図７に示すように、第１導電線材１２１と第１絶縁線材１２２とは交互に並べられている。なお、第１導電線材１２１と第１絶縁線材１２２とは接触しないよう、所定の間隔を置いて並設されている。
これらの第１導電線材１２１として、例えば銅線、ステンレス線等の金属線、化学繊維の表面に金属めっき処理を施した線などを利用することができる。各第１導電線材１２１の一端部１２１Ｅは、図７に示すように第１のバスバー１２１Ａに接続されている。
第１絶縁線材１２２は、例えばナイロン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ビニル樹脂などの柔軟性に富む絶縁樹脂によって構成されている。
横線材１２０Ｂとして第２絶縁線材を用いる。第２絶縁線材は、第１絶縁線材１２２と同様に、例えばナイロン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ビニル樹脂などの柔軟性に富む絶縁樹脂によって構成されている。
上側電極部２２０は、複数の縦線材２２０Ａと、複数の横線材２２０Ｂと、を備えている。縦線材２２０Ａと横線材２２０Ｂとは１本ごとに交差するように織られている。つまり上側電極部２２０は平織りのネット状に形成されている。
縦線材２２０Ａとして、２種の線材、具体的には、第２導電線材２２１と第３絶縁線材２２２とを利用する。図７に示すように、第２導電線材２２１と第３絶縁線材２２２とは交互に並べられている。なお、第２導電線材２２１と第３絶縁線材２２２とは接触しないよう、所定の間隔を置いて並設されている。
第２導電線材２２１として、例えば銅線、ステンレス線等の金属線、化学繊維の表面に金属めっき処理を施した線などを利用することができる。各第２導電線材２２１の一端部２２１Ｅは図７に示すように第２のバスバー２２１Ａに接続されている。
第３絶縁線材２２２は、例えばナイロン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ビニル樹脂などの柔軟性に富む絶縁樹脂によって構成されている。
横線材２２０Ｂとして第４絶縁線材を用いる。第４絶縁線材は、第３絶縁線材２２２と同様に、例えばナイロン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ビニル樹脂などの柔軟性に富む絶縁樹脂によって構成されている。
第１導電線材１２１、第２導電線材２２１、第１絶縁線材１２２及び第３絶縁線材２２２などは、２０μｍ〜３０μｍ程度の太さに設定されている。
次に、光電変換層１３について説明する。図８は図６の円Ａ領域の模式的拡大図である。光電変換層１３は、一方の電極、つまり下側電極部１２０上に設けられて正孔輸送材料となるｐ層の有機半導体１３Ａと、他方の電極、つまり上側電極部２２０上に設けられ電子輸送材料となるｎ層の有機半導体１３Ｂと、から構成されている。なお、図８に示すように、有機半導体１３Ａ上に有機半導体１３Ｂが設けられている。よって、下側電極部１２０はｐ型電極として機能し、上側電極部２２０はｎ型電極として機能する。ｐ層の有機半導体１３Ａとｎ層の有機半導体１３Ｂとはｐｎ接合を形成している。
次に、ｐ層の有機半導体１３Ａとｎ層の有機半導体１３Ｂの材料について説明する。ｐ層の有機半導体１３Ａは、正孔輸送材料によって形成される。正孔輸送材料としては、化学式（１）で示されるトリフェニルアミン（ＴＡＰＣ）、化学式（２）で示されるトリフェニルアミンの二量体であるＴＰＤその他の芳香族アミンのほか、化学式（３）で示されるα−ＮＰＤ、化学式（４）で示される（ＤＴＰ）ＤＰＰＤ、化学式（５）で示されるｍ−ＭＴＤＡＴＡ、化学式（６）で示されるＨＴＭ１、化学式（７）で示される２−ＴＮＡＴＡ、化学式（８）で示されるＴＰＴＥ１、化学式（９）で示されるＴＣＴＡ、化学式（１０）で示されるＮＴＰＡ、化学式（１１）で示されるスピロ−ＴＡＤ、化学式（１２）で示されるＴＦＬＥＬなどが用いられる。
Figure 0006083675
Figure 0006083675
Figure 0006083675
Figure 0006083675
Figure 0006083675
Figure 0006083675
Figure 0006083675
Figure 0006083675
Figure 0006083675
Figure 0006083675
Figure 0006083675
Figure 0006083675
ｎ層の有機半導体１３Ｂは電子輸送材料によって形成される。電子輸送材料には、化学式（１３）で示されるＡｌｑ３、化学式（１４）で示されるＢＣＰ、化学式（１５）で示されるオキサジアゾール誘導体、化学式（１６）で示されるオキサジアゾール二量体、化学式（１７）で示されるスターバーストオキサジアゾール、化学式（１８）で示されるトリアゾール誘導体、化学式（１９）で示されるフェニルキノキサリン誘導体、化学式（２０）で示されるシロール誘導体などが挙げられる。
Figure 0006083675
Figure 0006083675
Figure 0006083675
Figure 0006083675
Figure 0006083675
Figure 0006083675
Figure 0006083675
Figure 0006083675
図６に示す光電変換デバイス１の製造方法について概略説明する。まず、第１導電線材１２１、第１絶縁線材１２２、第２絶縁線材を用意し、平織りして下側電極部１２０を作製する。同様に、上側電極部２２０を作製する。その後、ｐ層の有機半導体１３Ａとなる正孔輸送材料を所定の箇所、例えば一方の電極、つまり下側電極部１２０上に、例えばインクジェットプリンタにより塗布する。
次に、ｎ層の有機半導体１３Ｂとなる電子輸送材料をｐ層の上に塗布する。塗布にはｐ層の有機半導体１３Ａの場合と同様のインクジェットプリンタによる印刷技術を用いてもよい。
これにより、ｐ層の有機半導体１３Ａとｎ層の有機半導体１３Ｂとによってｐｎ接合が形成される。なお、ｎ層の有機半導体１３Ｂから塗布しその後ｐ層の有機半導体１３Ａを塗布してもよい。
その後、ｎ層の上に下側電極部１２０を重ね合わせる。これにより、光電変換デバイス１が作製される。なお、図６に示す光電変換デバイス１が作製される手法であれば上述の方法に限定されない。
このように構成された光電変換デバイス１では、例えば、上側電極部２２０側から光電変換層１３内へ光が入射される場合、光Ｌは上側電極部２２０を構成する第２導電線材２２１と第３絶縁線材２２２との間を通って、光電変換層１３の上面から内側領域に入り込む。図８に示すように、光Ｌ′は、光電変換層１３の下面からも内側領域に入り込むことができる。下側電極部１２０と上側電極部２２０は、複数の光通過用の隙間Ｓ、つまり隙間Ｓの領域を光が透過する材料で構成している。
本発明によれば、光が入射する光電変換層１３の面に設ける電極を複数の光通過用の隙間Ｓを有するように構成したことで、電極を透明電極で構成することが不要となり、透明電極のためのレアメタルを材料として使用しなくて済む。そのため、光電変換デバイス用の電極１２はＣｕやＡｌなどを使用することができる。光電変換デバイス１は、電極１２が可撓性を有するネットで構成されているため、平面状に形成した後に、曲面状の表面に取り付けることができる。上側電極部２２０は、電極として機能する線材でネット状に構成されているため、ネットの端部にバスバーなどの部材を圧着或いは溶着することで、バスバーなどの部材が線材に接触する。従って、電気を取り出す製造工程が容易になる。さらに、光電変換層１３の両面から光を取り込むことができるので、変換効率の向上を期待できる。
以上の第３実施形態は、本発明の範囲において適宜変更して実施することができる。上記構成では、第１導電線材１２１同士の間及び第２導電線材２２１同士の間に、第１絶縁線材１２２、第３絶縁線材２２２がそれぞれ１本設けられる構成を説明したが、図９（Ａ）に示すように、複数本設けられてもよい。光電変換デバイスは、図９（Ｂ）に示すように第１絶縁線材１２２、第３絶縁線材２２２を省略して構成されてもよい。
［第４実施形態］
次に、第４実施形態に係る光電変換デバイスの製造方法について説明する。以下では、光電変換デバイス１として、光を電気エネルギーに変換する太陽電池についての例を説明するが、ＥＬ素子や表示装置等のように電気エネルギーを光に変換するものであっても同様に適用できる。
図１０及び図１１は第４実施形態における光電変換デバイスの製造方法を説明するための図である。第４実施形態では、図１０に示すような電極構造体２２を用いて光電変換デバイス２０を製造する。
製造する光電変換デバイス１は、例えば図１１（ｂ）に示すように、正孔輸送材料からなるｐ型有機半導体１３Ａ及び電子輸送材料からなるｎ型有機半導体１３Ｂを有する光電変換層１３と、ｐ型有機半導体１３Ａに接続したｐ型電極としての第１導電線材１２１と、ｎ型有機半導体１３Ｂに接続したｎ型電極としての第２導電線材１２２と、を備えている。光電変換層１３の表面には保護層が積層されて被覆されている。ここでは光電変換デバイス１は絶縁性の基材１１の表面に沿って配置されている。
第１導電線材１２１及び第２導電線材１２２のうちの少なくとも一方、ここでは両方が、互いに接触しないように間隔を空けて略同じ向きで並べて配置された複数の導電線材１２０からなる。これらの導電線材１２０と交差する方向に、絶縁性の線材からなる横線材１２Ｂが配置されている。複数の導電線材１２０の一部が第１導電線材１２１であり、他部の導電線材１２０が第２導電線材１２２であり、これらが交互に配置されている。
第１導電線材１２１を構成する複数の導電線材１２０と第２導電線材１２２を構成する複数の導電線材１２０とは略同数設けられており、これらに図１０のような配線部としてのバスバー７等が接続され、バスバー７を介して各種の回路に接続可能となっている。
各導電線材１２０は、銅線やステンレス線等の金属線、樹脂等の合成繊維や天然繊維等の各種繊維の表面に金属メッキ処理が施された金属メッキ繊維など、柔軟性に富む線材を使用するのがよい。金属メッキ繊維の場合、芯となる繊維としては例えばナイロン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ビニル樹脂などの柔軟性に富む絶縁樹脂によって構成してもよい。
これらの複数の導電線材１２０の太さはそれぞれ異なっていてもよいが、同じ太さの線材を用いるのが好ましい。特に限定されるものではないが一例として、線径が２０〜３０μｍのものを使用してもよい。
各横線材１２Ｂは絶縁性の線材からなり、例えばナイロン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ビニル樹脂などの柔軟性に富む線材を使用するのがよい。この横線材１２Ｂとして導電線材１２０と同等の太さの線材を使用してもよい。横線材１２Ｂが配置されることで縦方向と横方向とに連続した線材が配置され、光電変換デバイス１の面方向強度が向上する。
光電変換層１３は、第１導電線材１２１に接続されたｐ型有機半導体１３Ａと第２導電線材１２２に接続されたｎ型有機半導体１３Ｂとを有する。ｐ型有機半導体１３Ａとｎ型有機半導体１３Ｂとは接触界面で接合されてｐｎ接合を形成している。この光電変換層１３は柔軟性に富むものが好適である。
ｐ型有機半導体１３Ａは正孔輸送材料からなる。正孔輸送材料としては、例えば芳香族アミン、チオフェン、フェニレン−ビニレン、チエニレン−ビニレン、カルバゾール、ビニルカルバゾール、ピロール、アセチレン、フタロシアニン、アセン、ポルフィリン、これらの誘導体、錯体、オリゴマー又はポリマーなどであり、これらのうち、有機半導体として使用可能な電子受容性を有する公知の有機化合物を使用できる。
ｎ型有機半導体１３Ｂは電子輸送材料からなる。電子輸送材料としては、例えばシロール、フラーレン、カーボンナノチューブ、ペリレン、ナフタレン、ピリジン、フタロシアニン、キノリン、オキサジアゾール、トリアゾール、ジスチリルアリーレン、これらの誘導体、錯体、オリゴマー又はポリマーなどであり、これらのうち、有機半導体として使用可能な電子供与性を有する公知の有機化合物を使用できる。
これらのｐ型有機半導体１３Ａ及びｎ型有機半導体１３Ｂは、光電変換効率が出来るだけ高いものを組み合わせて選択することができる。この光電変換層１３の厚みは特に限定されるものではないが、例えば導電線材１２０の線径の１．２〜２．０倍としてもよい。
このような光電変換デバイス１では、第１導電線材１２１、第２導電線材１２２、光電変換層１３が柔軟性を有するため、光電変換デバイス１は十分な柔軟性を有する。そのため基材１１の平面又は曲面からなる表面に沿って自在に配置できる。
本実施形態において光電変換デバイス１を製造するには、電極構造体２２を準備する電極準備工程と、正孔輸送材料や電子輸送材料を含有した材料含有液１３０を調製する材料含有液１３０調整工程と、正孔輸送材料や電子輸送材料を電極構造体２２に付着させる材料付着工程と、有機半導体を形成する半導体形成工程と、を備えた製造方法により製造する。
準備工程では、図１０に示すように、複数の導電線材１２０を配置調整用線材１５とともに一体化した電極部２３０を複数有し、この複数の電極部２３０を対向配置した状態で支持線材３２０により支持された電極構造体２２を準備する。この電極構造体２２はダブルラッセル編みされた織布として形成することができる。この電極構造体２２は予め作製されたものを使用してもよい。
各電極部２３０は、複数の導電線材１２０及び配置調整用線材１５からなる複数の縦線材１２Ａと、縦線材１２Ａと交差する複数の横線材１２Ｂと、を備えており、横線材１２Ｂが複数の導電線材１２０及び配置調整用線材１５と交差し且つ所定間隔毎に上下に導電線材１２０及び配置調整用線材１５と交差して配置されている。この実施形態では、一方の電極部２３０の導電線材１２０が第１導電線材１２１となり、他方の電極部２３０の導電線材１２０が第２導電線材１２２となっている。
縦線材１２Ａの導電線材１２０と配置調整用線材１５とは、略同じ向きで交互に並べて配置されている。交互に配置する導電線材１２０の本数及び配置調整用線材１５の本数は、一方又は双方を複数本づつ配置して繰り返してもよいが、ここではそれぞれ１本づつ繰り返して配置している。各導電線材１２０間に配置される配置調整用線材１５の本数等は、製造後に得られる第１導電線材１２１及び第２導電線材１２２の配置間隔に応じて設定するのがよい。隣り合う縦線材１２Ａ間の間隔及び導電線材１２０間の間隔は、適宜設定した範囲に調整されることが好ましい。
縦線材１２Ａの導電線材１２０は上述の通りであるが、縦線材１２Ａの第１導電線材１２１となる一部の導電線材１２０には、材料含有液１３０に含有された正孔輸送材料が付着し易くなるように材料が選択され、表面処理が施されていてもよい。また第２導電線材１２２となる他部の導電線材１２０には、材料含有液１３０に含有された電子輸送材料が付着し易くなるように材料が選択され、或いは表面処理が施されていてもよい。
例えば、第１導電線材１２１を構成する導電線材１２０の表面材料と第２導電線材１２２を構成する導電線材１２０の表面材料とを、錫と銅等のように電位差が生じる組み合わせで選択することで、ｐ型有機半導体１３Ａ又はｎ型有機半導体１３Ｂが各導電線材１２０の表面に結晶又は分子として生成することを制御してもよい。
縦線材１２Ａの配置調整用線材１５は、後述する材料含有液１３０により溶解可能な材料からなり、正孔輸送材料及び電子輸送材料に応じて選択される溶媒により溶解可能なものである。配置調整用線材１５は絶縁性を有する樹脂製の線材であってもよい。特に限定されるものではないが、例えばアクリル樹脂、ビニル樹脂等の線材を用いてもよい。
配置調整用線材１５の太さは、過剰に太いと溶解性が低下したり導電線材１２０間の間隔が広くなり、一方、過剰に細いと導電線材１２０間の間隔を確保し難くなるため、例えば導電線材１２０の線径に対して０．５〜１．０倍のようにしてもよい。
横線材１２Ｂは、単に導電線材１２０及び配置調整用線材１５と交差する方向に配置するだけでもよいが、ここでは所定間隔毎に上下に導電線材１２０及び配置調整用線材１５と交差して配置している。
この横線材１２Ｂは、配置調整用線材１５とは異なる絶縁性の線材からなり、後述する材料含有液１３０、即ち、使用される正孔輸送材料及び電子輸送材料に応じて使用される溶媒に対する溶解性が、配置調整用線材１５よりも低い材料からなる。特に限定されるものではないが、例えばＰＥＴ等のポリエステルなどの線材を用いてもよい。
このような横線材１２Ｂとともに縦線材１２Ａを一体化することで、導電線材１２０間に配置調整用線材１５を介在させた状態で離間させて安定して保持でき、導電線材１２０間を略全長にわたり互いに所定間隔で離間させて安定して配置できる。
支持線材３２０は、各電極部２３０の縦線材１２Ａと交差する方向に配置し、さらに各電極部２３０の導電線材１２０間に架け渡すように上下に交差して配置する。この支持線材３２０は、配置調整用線材１５とは異なる絶縁性の線材からなり、材料含有液１３０の溶媒により溶解性が低い材料からなる。特に限定されるものではないが、例えばＰＥＴ等のポリエステルなどの線材を用いてもよい。
支持線材３２０により複数の電極部２３０を支持した構造にすることで、ダブルラッセル編みされた織布として電極構造体２２を形成できる。これにより複数の電極部２３０が所定の距離を置いて対向配置され、第１導電線材１２１を構成する導電線材１２０と第２導電線材１２２を構成する導電線材１２０が略同じ向きで互いに近接位置で対向するように配置される。
材料含有液１３０調整工程では、上述のような正孔輸送材料及び電子輸送材料のうちの少なくとも一方を溶媒中に含有させることで、材料含有液１３０を調製する。材料含有液１３０は材料付着工程に応じて調製する必要がある。例えば第１導電線材１２１と第２導電線材１２２とに、別々に材料含有液１３０を接触させてｐ型有機半導体１３Ａとｎ型有機半導体１３Ｂとを形成する場合には、正孔輸送材料を含有する材料含有液１３０と電子輸送材料を含有する材料含有液１３０とを別々に調製する。ここでは両輸送材料を溶媒中に含有させることで材料含有液１３０を調製している。
正孔輸送材料としては、上述した材料の他に有機半導体として使用可能な電子受容性を有する有機化合物の前駆体であってもよく、電子輸送材料はとしては、上述した材料の他に有機半導体として使用可能な電子供与性を有する有機化合物の前駆体であってもよい。前駆体を用いる場合には、その後の工程において適宜反応させて所望の化合物を生成させればよい。
材料含有液１３０に使用する光電変換デバイス作製用の溶媒は正孔輸送材料や電子輸送材料を分散させる溶媒であってもよいが、溶解可能な溶媒が好適であり、揮発性を有する溶媒であってもよい。この溶媒は電極構造体２２の配置調整用線材１５を溶解可能であることが必要であり、横線材１２Ｂを溶解不能であるのが好ましい。
この材料含有液１３０調製工程では、特に配置調整用線材１５を溶解可能で横線材１２Ｂ及び支持線材３２０を溶解不能な溶媒を選択して、材料含有液１３０を調製する。
このような溶媒としては、配置調整用線材１５及び横線材１２Ｂに対する溶解性が確保できる限り、各正孔輸送材料や各電子輸送材料を用いて有機半導体を形成する際に通常用いられる溶媒を使用できる。本実施形態では、例えばトルエン、キシレン、酢酸等を使用する。この材料含有液１３０には、さらに配向制御ためのジカルボン酸のような添加剤、強度保持のためのメタクリル酸のようなバインダ等の成分を含有させていてもよい。
材料付着工程では、材料含有液１３０を電極構造体２２に接触させることで、配置調整用線材１５を溶解すると共に、材料含有液１３０中の正孔輸送材料や電子輸送材料を電極構造体２２の導電線材１２０に付着させる。
正孔輸送材料を溶解した材料含有液１３０と電子輸送材料を溶解した材料含有液１３０とを用いる場合には、それぞれを順次電極構造体２２の一部又は全部に接触させ、両輸送材料を溶解した材料含有液１３０を用いる場合には一度に接触させればよい
材料含有液１３０を電極構造体２２に接触させて正孔輸送材料や電子輸送材料を導電線材１２０に付着させる方法は特に限定されない。例えば材料含有液１３０を電極構造体２２に塗布し、インクジェットプリンタによる印刷により行ってもよく、電極構造体２２を材料含有液１３０に浸漬してディッピングにより行ってもよい。
この実施形態では、図１１（ａ）に示すように、材料含有液１３０をディッピング等の方法で接触させ、複数の電極部２３０間に材料含有液１３０を配置する。これにより図１１（ｂ）のように、各電極部２３０の導電線材１２０間に配置した配置調整用線材１５を溶解する。
溶解された配置調整用線材１５の成分は材料含有液１３０に分散して残留させてもよく、材料含有液１３０により置換して除去してもよい。ここでは配置調整用線材１５の成分を材料中に溶解してこの材料中に配置させている。これにより配置調整用線材１５が配置されていた部位に材料含有液１３０が配置され、導電線材１２０間及びその近傍に材料含有液１３０の正孔輸送材料や電子輸送材料が他の部位と同等に配置される。そして正孔輸送材料や電子輸送材料が、それぞれ第１導電線材１２１の導電線材１２０や第２導電線材１２２の導電線材１２０に付着する。
その後、半導体形成工程において、第１導電線材１２１を構成する導電線材１２０に材料含有液１３０と共に付着させた正孔輸送材料から、ｐ型有機半導体１３Ａを一部の導電線材１２０に接続した状態で形成し、第２導電線材１２２を構成する導電線材１２０に付着させた電子輸送材料からｎ型有機半導体１３Ｂを他部の導電線材１２０に接続した状態で形成する。
材料含有液１３０から有機半導体１３Ａ，１３Ｂを形成するには、材料含有液１３０中の溶媒を揮発させて乾燥することで行ってもよく、乾燥後に更に加熱処理やアニール処理等を施してもよい。このような処理は比較的低温で行うことができる。
正孔輸送材料や電子輸送材料として前駆体を用いた場合には、乾燥後の処理により前駆体を正孔輸送材料や電子輸送材料に転化させ、導電線材１２０に接続された状態で有機半導体１３Ａ，１３Ｂを形成することができる。また正孔輸送材料や電子輸送材料自体を用いた場合であっても、乾燥後の加熱処理やアニール処理を施すことで、得られる光電変換デバイス１の光電変換の性能が向上する。
最後に、光電変換層１３の表面全体に保護層を積層する。この保護層は、光電変換層１３で受発光する光が透過可能な透明性を有する樹脂等の材料を用いることができる。これにより光電変換デバイス１の製造が終了する。
次に、上記した光電変換デバイス１の製造方法における作用効果について説明する。
このような製造方法によれば、電極構造体２２が複数の導電線材１２０を配置調整用線材１５とともに一体化されているので、柔軟性を有する導電線材１２０であっても容易に配置できる。また、配置調整用線材１５の数、形状、配置等を調整することで、各導電線材１２０の配置、形状、密度等を調整して導電線材１２０の配置間隔を容易に調整できるとともに、その状態を製造時に容易に安定して保持できる。特に導電線材１２０間に配置調整用線材１５を介在させることで、導電線材１２０間を互いに所定間隔で精度よく離間させて電極構造体２２を形成したので、各導電線材１２０を所望の間隔で安定して配置できる。そのため、複数の導電線材１２０の配置間隔のばらつきを防止して光電変換の性能が確保される。
また、材料含有液１３０を電極構造体２２に接触させることで配置調整用線材１５を溶解するので、配置調整用線材１５が配置されていた部位に材料含有液１３０の正孔輸送材料や電子輸送材料を配置できる。そのため、導電線材１２０間にはより多くの有機半導体１３Ａ，１３Ｂを均一に配置でき、光電変換の性能を確保することができる。従って、光電変換の性能を確保しつつ柔軟性を有する光電変換デバイス１を容易に製造できる。
しかも、得られた光電変換デバイス２０において、複数の導電線材１２０からなる第１導電線材１２１と複数の導電線材からなる第２導電線材１２２とが、横線材１２Ｂにより保持された状態で支持線材３２０により支持される。従って、光電変換デバイス２０を変形させた際に一方の面側の第１導電線材１２１と他方の面側の第２導電線材１２２との間に作用する力を支持線材３２０で受けることができる。よって、剥離などを防止でき、光電変換デバイス２０の光電変換層１３の損傷を防止して耐久性を向上できる。
本方法では、複数の導電線材１２０及び配置調整用線材１５からなる複数の縦線材１２Ａと、複数の縦線材１２Ａと交差して配置した複数の横線材１２Ｂとを備えたネットからなる電極構造体２２を準備し、配置調整用線材１５を溶解可能で横線材１２Ｂを溶解不能な溶媒を用いて材料含有液１３０を調製した。これにより、配置調整用線材１５を溶解後に横線材１２Ｂを光電変換層１３に残留させることができ、使用時に変形させても光電変換層１３が破損し難くて光電変換デバイス１の耐久性を向上でき、また各導電線材１２０間の間隔を保つことができる。
この実施形態では、正孔輸送材料及び電子輸送材料を含有した材料含有液１３０を調製し、この材料含有液１３０を用いてｐ型有機半導体１３Ａを一部の導電線材１２０に接続した状態で形成すると共に、ｎ型有機半導体１３Ｂを他部の導電線材１２０に接続した状態で形成した。これにより、ｐ型有機半導体１３Ａ及びｎ型有機半導体１３Ｂを同時に形成でき、製造が容易である。
材料含有液１３０を電極構造体２２の片面側に付着させて有機半導体１３Ａ，１３Ｂを有する光電変換層１３を形成した。よって、得られた光電変換デバイス１では第１導電線材１２１及び第２導電線材１２２が、光電変換層１３の一方の面側にだけ配置されて他方の面側に配置されない。そのため、他方の面側を受光面として使用すれば、光電変換の性能を向上できる。
第４実施形態は本発明の範囲内で適宜変更可能である。
上記第４実施形態では、配置調整用線材１５を完全に溶解した例について説明したが、配置調整用線材１５が溶解後に一部残留したとしても、溶解量に応じて上述のような作用効果を得ることができるため、本発明を適用できる。
複数の電極部２３０を支持線材３２０により一体化した電極構造体２２とすることなく、複数の電極部２３０を支持線材３２０により一体化せずに電極構造体とし、各電極部２３０を一つの光電変換層１３内に埋設したり、一つの光電変換層の一方の面側と他方の面側とにそれぞれ配置してもよい。
上記第４実施形態では、光電変換層１３の一方面側に配置された電極部２３０の導電線材１２０をｐ型電極とし、一方面側に配置された電極部２３０の導電線材１２０をｐ型電極とした例について説明した。しかし、各電極部２３０に第１導電線材１２１及び第２導電線材１２２を配置してもよい。さらに支持線材３２０を配置せずに複数の電極部２３０を別々に対向させて配置する場合であっても、本発明を適用できる。
第４実施形態では、電極構造体２２として横線材１２Ｂを配置した例について説明したが、導電線材１２０と配置調整用線材１５とを一体化して所定位置に配置することが可能であれば、横線材１２Ｂを使用しなくてもよい。また、一つの光電変換層１３に一枚の電極構造体２２を埋設することなく、同じ光電変換層１３に複数枚の電極構造体２２を埋設してもよく、複数の光電変換層１３を積層してそれぞれに１枚又は複数枚の電極構造体２２を埋設してもよい。
［第５実施形態］
図１２乃至図１４を参照しながら、本発明の第５実施形態を詳細に説明する。光電変換デバイスが、光を電気エネルギーに変換するものとして太陽電池を想定して説明するが、電気エネルギーを光エネルギーに変換するものであっても同様に適用することができる。
図１２は本発明の第５実施形態に係る光電変換デバイス１の断面図であり、図１３は光電変換デバイス１の斜視図である。
光電変換デバイス１は、電極１２と光電変換層１３とから構成されている。なお、図１３では、光電変換層１３の表示を省略している。
電極１２は、図１３に示すように、下側電極部１２０と、下側電極部１２０から立ち上がった支持部３２０によって支持される上側電極部２２０と、から構成されている。
下側電極部１２０は、複数の縦線材１２０Ａと複数の横線材１２０Ｂとを備えている。縦線材１２０Ａと横線材１２０Ｂとは１本ごとに交差するように織られている。つまり下側電極部１２０は平織りのネット状に形成されている。
縦線材１２０Ａとして、２種の線材、具体的には、第１導電線材１２１と第１絶縁線材１２２とを利用する。図１３に示すように、第１導電線材１２１と第１絶縁線材１２２とは交互に並べられている。なお、第１導電線材１２１と第１絶縁線材１２２とは接触しないよう、所定の間隔を置いて並設されている。
これらの第１導電線材１２１として、例えば銅線、ステンレス線等の金属線、化学繊維の表面に金属めっき処理を施した線などを利用することができる。各第１導電線材１２１の一端部１２１Ｅは図１３に示すように第１のバスバー１２１Ａに接続されている。
第１絶縁線材１２２は、例えばナイロン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ビニル樹脂などの柔軟性に富む絶縁樹脂によって構成されている。
横線材１２Ｂとして第２絶縁線材を用いる。第２絶縁線材は、第１絶縁線材１２２と同様に、例えばナイロン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ビニル樹脂などの柔軟性に富む絶縁樹脂によって構成されている。
上側電極部２２０は、複数の縦線材２２０Ａと複数の横線材２２０Ｂとを備えている。縦線材２２０Ａと横線材２２０Ｂとは１本ごとに交差するように織られている。つまり上側電極部２２０は平織りのネット状に形成されている。
縦線材２２０Ａとして、２種の線材、具体的には、第２導電線材２２１と第３絶縁線材２２２とを利用する。図１３に示すように、第２導電線材２２１と第３絶縁線材２２２とは交互に並べられている。なお、第２導電線材２２１と第３絶縁線材２２２とは接触しないよう、所定の間隔を置いて並設されている。
第２導電線材２２１として、例えば銅線、ステンレス線等の金属線、化学繊維の表面に金属めっき処理を施した線などを利用することができる。各第２導電線材２２１の一端部２２１Ｅは図１３に示すように第２のバスバー２２１Ａに接続されている。
第３絶縁線材２２２は、例えばナイロン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ビニル樹脂などの柔軟性に富む絶縁樹脂によって構成されている。
横線材２２０Ｂとして第４絶縁線材を用いる。第４絶縁線材は、第３絶縁線材２２２と同様に、例えばナイロン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ビニル樹脂などの柔軟性に富む絶縁樹脂によって構成されている。
支持部３２０は、上側電極部２２０と下側電極部１２０が所定の距離で対向配置されるよう下側電極部１２０に対して上側電極部２２０を支持する。この支持部３２０は、第５絶縁線材によって構成されている。支持部３２０は、図１３に示すように、下側電極部１２０に対して上側電極部２２０が、所定の距離Ｄだけ離れて位置するように支持する。このため、支持部３２０を構成する第５絶縁線材は、下側電極部１２０及び上側電極部２２０を構成する第１絶縁線材１２２，第４絶縁線材等の線材よりも高い剛性を有するように構成される。第５絶縁線材は、第１絶縁線材１２２などよりも太く、また第１絶縁線材１２２などを構成する樹脂材料よりも硬い樹脂材料を使用し、例えば、２０μｍｍ〜３０μｍｍ程度の太さの線材料を用いて構成される。
このような支持部３２０を構成する第５絶縁線材は、下側電極部１２０と上側電極部２２０とに編みこまれて、設けられる（後述の図１４参照）。例えば、電極１２において、下側電極部１２０と上側電極部２２０と支持部３２０とはダブルラッセル編みにより構成される。なお、図１３では、説明の便宜上、下側電極部１２０と上側電極部２２０との間隔Ｄを広めに表しているが、この間隔Ｄは、図示例の寸法に限定されるものではない。
第１導電線材１２１、第２導電線材２２１、第１絶縁線材１２２及び第３絶縁線材２２２などは、２０μｍｍ〜２５μｍｍ程度の太さに設定されている。
次に、光電変換層１３について説明する。図１４は図１２の円Ａ領域の模式的拡大図である。光電変換層１３は、一方の電極、つまり下側電極部１２０上に設けられ正孔輸送材料となるｐ層の有機半導体１３Ａと、他方の電極、つまり上側電極部２２０上に設けられ電子輸送材料となるｎ層の有機半導体１３Ｂと、から構成されている。図１４に示すように、有機半導体１３Ａ上に有機半導体１３Ｂが設けられている。よって、下側電極部１２０はｐ型電極として機能し、上側電極部２２０はｎ型電極として機能する。ｐ層の有機半導体１３Ａとｎ層の有機半導体１３Ｂとはｐｎ接合を形成している。
本実施形態におけるｐ層の有機半導体１３Ａとｎ層の有機半導体１３Ｂの材料は、上記第３実施形態と同様のものが使用できる。
図１２に示す光電変換デバイス１の製造方法について概略説明する。まず、第１導電線材１２１、第１絶縁線材１２２、第２絶縁線材を用意し、平織りして下側電極部１２０を作製する。同様に、上側電極部２２０を作製する。その後、ｐ層の有機半導体１３Ａとなる正孔輸送材料を所定の箇所、例えば一方の電極、つまり下側電極部１２０上に、例えばインクジェットプリンタにより塗布する。
次に、ｎ層の有機半導体１３Ｂとなる電子輸送材料をｐ層の上に、ｐ層の有機半導体１３Ａの場合と同様のインクジェットプリンタにより塗布する。
これにより、ｐ層の有機半導体１３Ａとｎ層の有機半導体１３Ｂとによってｐｎ接合が形成される。なお、ｎ層の有機半導体１３Ｂから塗布しその後ｐ層の有機半導体１３Ａを塗布してもよい。
最後に、ｎ層の上に下側電極部１２０を重ね合わせる。これにより、光電変換デバイス１が作製される。なお、図１２に示す光電変換デバイス１が作製される手法であれば上述の方法に限定されない。
このように構成された光電変換デバイス１では、例えば、上側電極部２２０側から光電変換層１３内へ光が入射される場合、光Ｌは上側電極部２２０を構成する第２導電線材２２１と第３絶縁線材２２２との間を通って、光電変換層１３の上面から内側領域に入り込む。図１４に示すように、光Ｌ′は、光電変換層１３の下面からも内側領域に入り込むことができる。下側電極部１２０と上側電極部２２０は、複数の光通過用の隙間Ｓ、つまり隙間Ｓの領域を光が透過する材料で構成している。
本発明によれば、光が入射する光電変換層１３の面に設ける電極を複数の光通過用の隙間Ｓを有するように構成したことで、電極を透明電極で構成することが不要となり、透明電極のためのレアメタルを材料として使用しなくて済む。そのため、光電変換デバイス用の電極１２はＣｕやＡｌなどを使用することができる。光電変換デバイス１は、電極１２が可撓性を有するネットで構成されているため、平面状に形成した後に、曲面状の表面に取り付けることができる。光電変換デバイス１を曲面に取り付けても、上側電極部２２０が下側電極部１２０から立ち上がった複数の支持部３２０によって支持されているため、上側電極部２２０と下側電極部１２０との間隔Ｄを維持することができる。これにより上側電極部２２０と下側電極部１２０との短絡を防止することができる。上側電極部２２０は、電極として機能する線材でネット状に構成されているため、ネットの端部にバスバーなどの部材を圧着或いは溶着することで、バスバーなどの部材が線材に接触する。従って、電気を取り出す製造工程が容易になる。さらに、光電変換層１３の両面から光を取り込むことができるので、変換効率の向上を期待できる。
以上、本発明の第５実施形態を説明したが、本発明の範囲において適宜変更して実施することができる。上記構成では、第１導電線材１２１同士の間及び第２導電線材２２１同士の間に、第１絶縁線材１２２、第３絶縁線材２２２がそれぞれ１本設けられる構成を説明したが、図１５（Ａ）に示すように、複数本設けられてもよい。光電変換デバイスは、図１５（Ｂ）に示すように第１絶縁線材１２２、第３絶縁線材２２２を省略して構成されてもよい。
［第１及び第２実施形態］
１：表示装置
２：表示部
３：制御部
１１，２１，３１，４１：発光層
６２，２２，３２，４２：一方の線条電極群
６２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ：導電線材
６２ｂ，６２ｃ，２２ｂ，２２ｃ，３２ｂ，３２ｃ，４２ｂ，４２ｃ：配置調整用の線材
６３，２３，３３，４３：他方の線条電極群
６３ａ，２３ａ，３３ａ，４３ａ：導電線材
６３ｂ，６３ｃ，２３ｂ，２３ｃ，３３ｂ，３３ｃ，４３ｂ，４３ｃ：配置調整用の線材
６４，２４，３４，４４：間隔保持用の支持部材
１５ａ：一方の切替制御部
１５ｂ：他方の切替制御部
１６：電圧供給部
１７：保護膜
５１，５２：隙間
５３：保護膜
［第３実施形態］
１ ：光電変換デバイス
１２ ：光電変換デバイス用の電極
１２０ ：下側電極部
１２０Ａ：下側電極部の縦線材
１２０Ｂ：下側電極部の横線材
１２１ ：下側電極部の第１導電線材
１２２ ：下側電極部の第２絶縁線材
２２０ ：上側電極部
２２０Ａ：上側電極部の縦線材
２２０Ｂ：上側電極部の横線材
２２１ ：上側電極部の第２導電線材
２２２ ：上側電極部の第２絶縁線材
１３ ：光電変換層
１３Ａ ：ｐ層の有機半導体
１３Ｂ ：ｎ層の有機半導体
１９ ：保護層
［第４実施形態］
１ ： 光電変換デバイス
１２ ： 電極構造体
１２１ ： ｐ型電極
１２２ ： ｎ型電極
１２Ａ ： 縦線材
１２Ｂ ： 横線材
１２０ ： 導電線材
７ ： バスバー
１５ ： 配置調整用線材
１３ ： 光電変換層
１３Ａ ： ｐ型有機半導体
１３Ｂ ： ｎ型有機半導体
１３０ ： 材料含有液
１１ ： 基材
２０ ： 光電変換デバイス
２２ ： 電極構造体
２３０ ： 電極部
３２０ ： 支持線材
［第５実施形態］
１ ：光電変換デバイス
１２ ：光電変換デバイス用の電極
１２０ ：下側電極部
１２０Ａ：下側電極部の縦線材
１２０Ｂ：下側電極部の横線材
１２１ ：下側電極部の第１導電線材
１２２ ：下側電極部の第２絶縁線材
２２０ ：上側電極部
２２０Ａ：上側電極部の縦線材
２２０Ｂ：上側電極部の横線材
２２１ ：上側電極部の第２導電線材
２２２ ：上側電極部の第２絶縁線材
３２０ ：支持部
１３ ：光電変換層
１３Ａ ：ｐ層の有機半導体
１３Ｂ ：ｎ層の有機半導体
１９ ：保護層

Claims (13)

  1. 有機ＥＬ材料からなる一つの発光層と、
    前記発光層の一方の面側に設けられた一方の線条電極群と、
    前記発光層の他方の面側に設けられた他方の線条電極群と、
    を備え、
    前記一方の線条電極群と前記他方の線条電極群とが距離を保って、前記一方の線条電極群と前記他方の線条電極群とが前記発光層に埋まるように設けられているか、又は前記一方の線条電極群と前記他方の線条電極群とが前記発光層から部分的にはみ出すように設けられており、
    前記一方の線条電極群が、横方向に延びた複数の導電線材を縦方向に間隔をおいて並べて構成され、
    前記他方の線条電極群が、縦方向に延びた複数の導電線材を横方向に間隔をおいて並べて構成されている、表示装置。
  2. 各色に対応する有機ＥＬ材料からなる発光層が色毎に一層ずつ絶縁層を挟んで積層されており、
    前記発光層内で一方の面側に一方の線条電極群が設けられ、
    前記発光層内の他方の面側に他方の線条電極群が設けられ、
    前記一方の線条電極群と前記他方の線条電極群とが距離を保って、前記一方の線条電極群と前記他方の線条電極群とが前記発光層に埋まるように設けられているか、又は前記一方の線条電極群と前記他方の線条電極群とが前記発光層から部分的にはみ出すように設けられており、
    前記一方の線条電極群が、横方向に延びた複数の導電線材を縦方向に間隔をおいて並べて構成され、
    前記他方の線条電極群が、縦方向に延びた複数の導電線材を横方向に間隔をおいて並べて構成されている、表示装置。
  3. 前記一方の線条電極群において、横方向に延びる配置調整用の線材が前記導電線材同士の間に設けられ、該配置調整用の線材が該導電線材同士の間隔を維持し、
    前記他方の線条電極群において、縦方向に延びる配置調整用の線材が前記導電線材同士の間に設けられ、該配置調整用の線材が該導電線材同士の間隔を維持する、
    請求項１又は２に記載の表示装置。
  4. 前記一方の線条電極群及び前記他方の線条電極群において、前記導電線材と前記配置調整用の線材との隙間が、前記導電線材の等価断面寸法と同じオーダーである、請求項３に記載の表示装置。
  5. 前記一方の線条電極群において任意の導電線材に電圧を印加する一方の切替回路と、前記他方の線条電極群において任意の導電線材に電圧を印加する他方の切替回路と、を備える、請求項１又は２に記載の表示装置。
  6. 光と電気エネルギーとを変換する光電変換層の両面に設けられる光電変換デバイス用電極であって、
    前記光電変換層の下面側で前記光電変換層に埋設して設けられる下側電極部と、前記光電変換層の上面側で前記光電変換層に埋設して設けられる上側電極部と、を備え、
    前記下側電極部と前記上側電極部とは、複数の縦線材と複数の横線材とを備え、
    前記縦線材は互いに距離を置いて設けられた複数の導電線材からなり、前記横線材は互いに距離を置いて設けられた複数の絶縁線材からなり、
    前記下側電極部と前記上側電極部との一方がｐ型電極として機能し、前記下側電極部と前記上側電極部との他方がｎ型電極として機能する、光電変換デバイス用電極。
  7. 光と電気エネルギーとを変換する光電変換層の両面に設けられる光電変換デバイス用電極であって、
    前記光電変換層の下面側で前記光電変換層に埋設して設けられる下側電極部と、前記光電変換層の上面側で前記光電変換層に埋設して設けられる上側電極部と、前記下側電極部と前記上側電極部が所定の距離を置いて対向するよう前記下側電極部に対して前記上側電極部を支持する絶縁性の支持部と、を備え、
    前記下側電極部と前記上側電極部とは、複数の縦線材と複数の横線材とを備え、
    前記縦線材は互いに距離を置いて設けられた複数の導電線材からなり、前記横線材は互いに距離を置いて設けられた複数の絶縁線材からなり、
    前記下側電極部と前記上側電極部との一方がｐ型電極として機能し、前記下側電極部と前記上側電極部との他方がｎ型電極として機能する、光電変換デバイス用電極。
  8. 前記絶縁線材が、前記上側電極部と前記下側電極部とを構成する導電線材同士の間に、少なくとも１本設けられている、請求項６又は７に記載の光電変換デバイス用電極。
  9. 請求項６又は７に記載の光電子デバイス用電極に対して、前記Ｐ型電極上には正孔輸送材料でなるｐ層の有機半導体が設けられ、かつ前記ｎ型電極上には電子輸送材料でなるｎ層の有機半導体が設けられている、光電変換デバイス。
  10. 正孔輸送材料及び電子輸送材料のうちの少なくとも一方の材料を溶媒中に含有させた材料含有液を電極構造体に付着させ、該電極構造体に付着させた材料から有機半導体を該電極構造体に接した状態で形成する光電変換デバイスの製造方法において、
    複数の導電線材が該導電線材の配置間隔を調整する配置調整用線材とともに一体化された電極部を複数有し、該複数の電極部が対向配置された状態で支持線材により支持された前記電極構造体を準備し、
    前記配置調整用線材を溶解可能で前記支持線材を溶解不能な溶媒を用いて前記材料含有液を調製し、
    該材料含有液を前記電極構造体に接触させることで、前記配置調整用線材を溶解すると共に少なくとも前記一方の材料を前記導電線材に付着させて上記有機半導体を形成する、光電変換デバイスの製造方法。
  11. 前記導電線材間に前記配置調整用線材を介在させることで該導電線材間を互いに所定間隔で離間させた前記電極構造体を準備する、請求項１０に記載の光電変換デバイスの製造方法。
  12. 前記複数の導電線材及び前記配置調整用線材からなる複数の縦線材と、該複数の縦線材と交差して配置した複数の横線材とを備えた複数の前記電極部を用いて前記電極構造体を準備し、
    前記配置調整用線材を溶解可能で前記横線材を溶解不能な前記溶媒を用いて前記材料含有液を調製する、請求項１０又は１１に記載の光電変換デバイスの製造方法。
  13. 前記正孔輸送材料及び前記電子輸送材料を含有した前記材料含有液を調製して前記電極構造体に接触させ、ｐ型有機半導体を一部の前記導電線材に接続した状態で形成すると共にｎ型有機半導体を他部の上記導電線材に接続した状態で形成する、請求項１０又は１１に記載の光電変換デバイスの製造方法。
JP2013533650A 2011-09-14 2012-09-09 表示装置、光電変換デバイス用電極、光電変換デバイス及び光電変換デバイスの製造方法 Expired - Fee Related JP6083675B2 (ja)

Applications Claiming Priority (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2011/071053 WO2013038539A1 (ja) 2011-09-14 2011-09-14 光電変換デバイス用電極及びそれを用いた光電変換デバイス
PCT/JP2011/071052 WO2013038538A1 (ja) 2011-09-14 2011-09-14 光電変換デバイス用電極及びそれを用いた光電変換デバイス
JPPCT/JP2011/071053 2011-09-14
JPPCT/JP2011/071052 2011-09-14
JP2012097191 2012-04-20
JP2012097191 2012-04-20
JP2012097189 2012-04-20
JP2012097189 2012-04-20
PCT/JP2012/073000 WO2013039021A1 (ja) 2011-09-14 2012-09-09 表示装置、光電変換デバイス用電極、光電変換デバイス及び光電変換デバイスの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2013039021A1 JPWO2013039021A1 (ja) 2015-03-26
JP6083675B2 true JP6083675B2 (ja) 2017-02-22

Family

ID=47883252

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013533650A Expired - Fee Related JP6083675B2 (ja) 2011-09-14 2012-09-09 表示装置、光電変換デバイス用電極、光電変換デバイス及び光電変換デバイスの製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6083675B2 (ja)
WO (1) WO2013039021A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230097909A (ko) * 2021-12-24 2023-07-03 (주)에이유플렉스 플렉서블 디스플레이패널에 설치되는 레티스구조

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10232238A1 (de) * 2002-07-17 2004-02-05 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Elektrolumineszierende Vorrichtung aus zweidimensionalem Array
JP4659618B2 (ja) * 2003-07-10 2011-03-30 株式会社イデアルスター 発光素子、及び発光装置
JP2006165149A (ja) * 2004-12-06 2006-06-22 Canon Inc 光起電力素子、光起電力素子集合体、光起電力素子モジュール、及び、それらの製造方法
JP5023455B2 (ja) * 2005-03-28 2012-09-12 大日本印刷株式会社 有機薄膜太陽電池の製造方法および有機薄膜太陽電池
JP2007052953A (ja) * 2005-08-16 2007-03-01 Sony Corp 表示素子およびその製造方法、ならびに表示素子用の電極材、
JP2008010268A (ja) * 2006-06-28 2008-01-17 Toyota Industries Corp メタルマスク及び有機エレクトロルミネッセンスディスプレイの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2013039021A1 (ja) 2015-03-26
WO2013039021A1 (ja) 2013-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5132572B2 (ja) フラット・パネル・ディスプレイ装置
JP5683589B2 (ja) 光電気装置の製造方法
CN102549797B (zh) 单片并联互连结构
KR101468909B1 (ko) 유기 기능 장치 및 그 제조 방법
JP5739989B2 (ja) 光電気デバイスおよびその製造方法
US9680123B2 (en) Light emitting device, electrode structure and manufacturing method thereof
US20110297996A1 (en) Electronic device and method of manufacturing the same
TWI524515B (zh) 光電裝置陣列
CN106463645B (zh) 有机发光装置及其制造方法
US8829501B2 (en) Large area light emitting device comprising organic light emitting diodes
JP5854746B2 (ja) トップエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス発光装置およびその製法
Sun et al. Large-area tunable red/green/blue tri-stacked quantum dot light-emitting diode using sandwich-structured transparent silver nanowires electrodes
JP6083675B2 (ja) 表示装置、光電変換デバイス用電極、光電変換デバイス及び光電変換デバイスの製造方法
JP5957787B2 (ja) 光電変換デバイスの製造方法及び光電変換デバイス
WO2012070574A1 (ja) 発光装置及び発光装置の製造方法
KR20090121314A (ko) 유기 전기 발광 반도체 소자 및 유기 전기 발광 반도체 소자의 수리 방법
EP1369923A1 (en) An optoelectronic device and a large-area array of optoelectronic pixels
WO2012070586A1 (ja) 発光装置及びその製造方法
KR101776917B1 (ko) 샌드위치형 미세패턴 복합 발광소자
WO2024106117A1 (ja) 導電基板
CN116973719A (zh) 一种检测装置和光电器件的检测方法
CN116997224A (zh) 一种光电器件及其制备方法、显示装置
EP3011612A1 (en) Light-emitting device with alternating arrangement of anode pads and cathode pads
KR101032026B1 (ko) 대면적 유기조명을 위한 유기발광 장치 및 그 제조 방법
CN115440905A (zh) 量子点发光器件及其制备方法、显示面板

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151006

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151207

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160517

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160715

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161227

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170116

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6083675

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees