JP7445734B2 - オプトエレクトロニクス部品同士の接触 - Google Patents
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Description
本発明の意味では、好ましくは、電子部品は、少なくとも1つの電極と1つの導体トラックとを備える電子部品の構成を意味する。電子部品は、OLEDなどのオプトエレクトロニクス薄層部品、又は有機太陽電池の両方を含み得る。しかし、電子部品が、好ましくは電子スイッチング等が供給されるマイクロチップ、回路基板などの他の従来の部品を備えることも好ましいものであり得る。本発明の意味では、好ましくは、電極は導電性材料を意味し、これは動作のために導体トラックに接続される必要がある。OLED又は有機太陽電池の場合には、好ましくは、各電極は、アノード及びカソードである。この好ましい実施例におけるカソードは、電子供給体として働く。好ましくは、カソードは、OLED又は有機太陽電池の表面にわたって最も均一にできる電子の注入又は抽出を可能にさせるように、わずかな表面抵抗を有する。アノードは、正孔供給体であることが好ましく、したがって、好ましくは、アノードは、カソードよりもかなり高い仕事関数を有する。さらに、アノードが、正孔について高い表面伝導率を有することが好ましい。マイクロチップ又は回路基板などの他の従来の部品の場合には、好ましくは、各電極は、各導体トラックに接続されるそれらの導電性接点である。本発明の意味では、好ましくは、各導体トラックは、好ましくは幅よりも大きい長さを有し、電子部品の接続のために働く、導電性材料製のストリップである。好ましくは、各導体トラックは、ほぼ0.5mm未満のわずかな厚さを有し、例えば印刷プロセスの助けを借りて製造することができる。しかし、本発明による接触が直接2つの電極間で行われ、それによって追加の導体トラックが必要にならず、又は電極が導体トラックに対応することも好ましいものであり得る。
導電性ペーストによってもたらされる各電極と各導体トラックとの接触は、様々な異なる電子回路に利用することができるが、特にOLED又は有機太陽電池などの敏感なオプトエレクトロニクス部品にとっては、他の接触法に本質的である加えられた熱及び/又は圧力に特に敏感に反応するので、この接触の形態は、特に有利である。
好ましい一実施例では、電子部品は、繊維複合材料が、導電性接着剤で被覆されていることを特徴とする。本発明の意味では、好ましくは、導電性接着剤は、金属を含有する材料に対して特に高い接着力を有すると共に、他方で電流について十分な伝導性を有する材料を意味する。当業者は、好ましく使用され得るいくつかの導電性接着剤に精通している。これらは、接着剤及び樹脂、特にアクリル樹脂に基づくものを含み、そこには、銀、金、パラジウム、ニッケル、グラファイト、及び銅などの電気的に伝導性の無機粒子又は有機粒子が加えられている。粒子の性質、特に粒子の形状及び対称性、すなわち、粒子が球体又は楕円形若しくは平坦な部分であるか、並びに溶液中の粒子の占有率に応じて、これらの接着剤は、3次元全部(XYZ)に電導性であるか、又は接着剤テープの厚さ(z)のみに沿って電導性である。そのような導電性接着剤を含む繊維複合材料の使用は、一方では接触の機械的頑健さを改善し、他方では接触の電気伝導性を高めるという点で、相乗効果を有する。
- 電極を用意するステップと、
- 電極に導電性ペーストの層を施すステップと、
- 導電性ペースト上に導体トラックを施して接触を行うステップと
を含む方法にさらに関する。
- アノードと、カソードと、発光層を備えた各電極の間の層状構造とを有するOLEDを用意するステップと、
- OLEDの動作のための電圧源を用意するステップと、
- OLEDの各電極に導電性ペーストの層を施すステップと、
- 導電性ペースト上に電圧源に接続されている及び/又はそのように接続されることになる各導体トラックを施すことによって接触を行うステップと
を含む方法に関する。このように、特に単純な回路を、OLEDの動作のために用意することができる。単純さは、費用節約の実現においてのみなならず、材料の節約、工程の減少、及び高い信頼性においても現れ、これは、あまり複雑でないレイアウトによって好都合である。
さらなる好ましい実施例では、本発明は、有機太陽電池を接触させる方法であって、
- アノードと、カソードと、吸収層を備えた各電極の間の層状構造とを有する有機太陽電池を用意するステップと、
- 有機太陽電池によって用意された電気エネルギーを利用するための電力コンシューマを用意するステップと、
- 有機太陽電池の電極に導電性ペーストの層を施すステップと、
- 導電性ペースト上に電力コンシューマに接続されている及び/又はそのように接続されることになる各導体トラックを施すことによって接触を行うステップと
を含む方法に関する。この方法によって接触される有機太陽電池は、特に頑健であり、機械的に可撓性である。したがって、そのような太陽電池は、特に多様な用途を有する。高い信頼性のために、寿命が増加している。
しかしながら、驚いたことに、導電性ペーストを用いなくても、すなわち、接着剤で被覆された繊維複合材料のみによって、接触を行うこともできる。そのようなレイアウトは、特に単純であり、材料及び工程、したがって製造の費用を節約する。
- 電極を用意するステップと、
- 各電極に接着剤で被覆されている繊維複合材料の層を施すステップと、
- 接着剤で被覆されている繊維複合材料上に導体トラックを施して接触を行うステップと
を含む方法に関する。接着剤で被覆されている繊維複合材料によるこの接触は、安定したガルバニック接続の構成も可能にし、好ましくはオプトエレクトロニクス部品に使用することができる。繊維複合材料との接触は、驚いたことに頑健であることが証明されている。大きい機械的応力さえも、接触によって許容することができる。したがって、このやり方で接触が与えられる部品は、特にメンテナンス・フリーである。提案された方法は、多くの多様な用途をさらに有する。
さらなる好ましい実施例では、本発明は、OLEDを接触させる方法であって、
- アノードと、カソードと、発光層を備えた各電極の間の層状構造とを有するOLEDを用意するステップと、
- OLEDの動作のための電圧源を用意するステップと、
- OLEDの各電極に接着剤で被覆されている繊維複合材料を施すステップと、
- 繊維複合材料の層上に、電圧源に接続されている及び/又はそのように接続されることになる各導体トラックを施すことによって接触を行うステップと
を含む方法に関する。驚いたことに、製造された部品の非常に大きい改善が、提案された方法によるOLEDの接触において特に分かっている。回路の高い安定性に加えて、この方法は、特に高出力のOLEDという結果になる。これは、高出力、大きい面積の接触によって特に説明することができ、大きい面積の接触は、接触面積の利用を特に有効にさせ、したがって伝導性を増大させる。
さらなる好ましい実施例では、本発明は、有機太陽電池を接触させる方法であって、
- アノードと、カソードと、吸収層を備えた各電極の間の層状構造とを有する有機太陽電池を用意するステップと、
- 有機太陽電池によって用意された電気エネルギーを利用するための電力コンシューマを用意するステップと、
- 有機太陽電池の電極に接着剤で被覆されている繊維複合材料を施すステップと、
- 繊維複合材料の層上に電力コンシューマに接続されている及び/又はそのように接続されることになる各導体トラックを施すことによって接触を行うステップと
を含む方法に関する。同様にここで、平らな高出力接触は、この接触の高い伝導性のおかげで、改善されたより有効な太陽電池を確実にする。同様に、接触は、特に頑強であり、機械的に頑丈であり、したがって、生産される回路全体が特に信頼することができ、長続きする。この態様は、特に太陽電池の使用において大きな役割を果たす。
しかしながら、導電性ペースト有利な特性と接着剤で被覆された繊維複合材料の有利な特性とを組み合わせることが、接触を行うために最も特に好ましいことである。したがって、この高性能及び効率は、驚いたことに改善され得る。同様に、部品全体の信頼性は高められる。
- 電極を用意するステップと、
- 電極へ導電性ペーストの層を施すステップと、
- 導電性ペーストへ接着剤で被覆されている繊維複合材料を施すステップと、
- 接着剤で被覆されている繊維複合材料上に導体トラックを施して接触を行うステップと
を含む方法に関する。
互いに接触する電極及び導体トラックからなるそのように生産される回路要素は、導電性ペーストと同じく導電性である接着剤付きの繊維複合材料との組み合わせによる驚くべき相乗効果を有する。これらは2種類ある。まず第1に、電気特性(特に伝導性を意味する)が、個々の要素の特性の合計が示唆するものよりもずっと改善される。第2に、多くの応用にとって理想的である、圧縮力、張力、及び/又は剪断力を受けるときの破壊に対する機械的耐性と、同時の良好な可撓性との組み合わせがもたらされ、それによって要素は、損傷を受けることなく多くの種類の変形を受け得る。同様に、これらの機械的性質は、個々の要素の知られている特性の組み合わせから期待されるものよりもずっと改善される。
- アノードと、カソードと、発光層を備えた各電極の間の層状構造とを有するOLEDを用意するステップと、
- OLEDの動作のための電圧源を用意するステップと、
- OLEDの各電極へ導電性ペーストの層を施すステップと、
- 導電性ペーストの層へ接着剤で被覆されている繊維複合材料を施すステップと、
- 繊維複合材料の層上に、電圧源に接続されている及び/又はそのように接続されることになる各導体トラックを施すことによって接触を行うステップと
を含む方法に関する。OLEDを備えてそのように生産される回路は、特に高い性能である。詳細には、特に導電性の接触にとって増加させられるエネルギー効率がある。発せられる同じ電力について、生成される光についてより大きい出力が実現可能である。また、従来技術と比較して、高い性能に加えて、頑健さ、信頼性、及びメンテナンスからの解放からなるそれ自体の利点を有する接触のさらなる手段が提供される。
さらなる好ましい実施例では、本発明は、有機太陽電池を接触させる方法であって、
- アノードと、カソードと、吸収層を備えた各電極の間の層状構造とを有する有機太陽電池を用意するステップと、
- 有機太陽電池によって用意された電気エネルギーを利用するための電力コンシューマを用意するステップと、
- 有機太陽電池の電極へ導電性ペーストの層を施すステップと、
- 導電性ペーストの層へ接着剤で被覆されている繊維複合材料を施すステップと、
- 繊維複合材料の層上に、電力コンシューマに接続されている及び/又はそのように接続されることになる各導体トラックを施すことによって接触を行うステップと
を含む方法に関する。
他の接触を伴う太陽電池と比較して、誤差は正すことができ、品質が高められる。これは、詳細には、そのように実現される接触の信頼性によって実現される。一方で、そのような接触は、機械的に安定しており、他方で、改善された電気特性によって区別される。伝導性は高められ、日光から生成されるエネルギーの生産がより高くなる。
図1bは、各導体トラック1.2に接続されている電極(1.5及び1.6)を有する好適なOLED1.1の断面図を示す。図1aは、各接着剤1.4で被覆されている繊維複合材料1.3の断面図を示す。
1.2 導体トラック
1.3 導電性繊維複合材料
1.4 接着剤
1.5 アノード
1.6 カソード
1.7 導電性ペースト
Claims (16)
- 少なくとも2つの電極と少なくとも2つの導体トラックとを備える電子部品であって、
前記電子部品は、2つの電極としてのアノード及びカソードと、少なくとも1つの発光層を備えた前記2つの電極の間の層状構造とを有する有機発光ダイオード(OLED)を備えると共に、前記OLEDの動作のための電圧源を備え、前記少なくとも2つの導体トラックは前記電圧源に接続され、
導電性ペーストの層が前記2つの電極上に存在し、前記導電性ペーストの層を介して前記導体トラックへの接触が行われ、更に、接着剤で被覆された導電性繊維複合材料を含む層の助けを借りて、前記電極と前記導体トラックとの間の前記接触が行われ、前記導電性ペーストの前記層は、前記電極と前記導電性繊維複合材料を含む前記層との間に存在し、前記導体トラックは、幅より長い長さを有する導電性材料製のストリップであり、0.5mm未満の厚さを有し、前記少なくとも2つの電極と前記電圧源との間の電気的接続のために働き、印刷法によって施されていることを特徴とする、電子部品。 - 少なくとも2つの電極と少なくとも2つの導体トラックとを備える電子部品であって、
前記電子部品は、2つの電極としてのアノード及びカソードと、少なくとも1つの光吸収層を備えた前記2つの電極の間の層状構造とを有する有機太陽電池を備えると共に、電力コンシューマを備え、前記少なくとも2つの導体トラックが前記電力コンシューマに接続され、
導電性ペーストの層が前記2つの電極上に存在し、前記導電性ペーストの層を介して前記導体トラックへの接触が行われ、更に、接着剤で被覆された導電性繊維複合材料を含む層の助けを借りて、前記電極と前記導体トラックとの間の前記接触が行われ、前記導電性ペーストの前記層は、前記電極と前記導電性繊維複合材料を含む前記層との間に存在し、前記導体トラックは、幅より長い長さを有する導電性材料製のストリップであり、0.5mm未満の厚さを有し、前記少なくとも2つの電極と前記電力コンシューマとの間の電気的接続のために働き、印刷法によって施されていることを特徴とする、電子部品。 - 前記導電性ペーストは、銅ペースト、銀ペースト、カーボン・ペースト、及び/又はグラファイト・ペーストを含む群から選択されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の電子部品。
- 前記導電性繊維複合材料は、ニッケル銅(Ni-Cu)及び/又は銀ニッケル銅(Ag-Ni-Cu)を含む群から選択されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の電子部品。
- 2つのオプトエレクトロニクス部品のシステムであって、
前記オプトエレクトロニクス部品は、2つの電極としてのアノード及びカソードと、少なくとも1つの発光層を備えた前記2つの電極の間の層状構造とを有する有機発光ダイオード(OLED)、並びに/又は2つの電極としてのアノード及びカソードと、少なくとも1つの光吸収層を備えた前記2つの電極の間の層状構造とを有する有機太陽電池を備え、
前記2つのオプトエレクトロニクス部品の前記電極間の接触は、一方のオプトエレクトロニクス部品の前記電極を被覆する導電性ペーストの層及び他方のオプトエレクトロニクス部品の前記電極を被覆する導電性ペーストの層、並びに前記一方のオプトエレクトロニクス部品の前記電極を被覆する前記導電性ペーストの層と前記他方のオプトエレクトロニクス部品の前記電極を被覆する前記導電性ペーストの層との間を架け渡す、導電性接着剤で被覆されている導電性繊維複合材料の層の助けを借りて行われることを特徴とする、システム。 - - アノードと、カソードと、発光層を備えた前記アノードと前記カソードとの間の層状構造とを有するOLEDを用意するステップと、
- 前記OLEDの動作のための電圧源を用意するステップと、
- 前記OLEDの前記アノード及び前記カソードに、導電性ペーストの層を施すステップと、
- 前記導電性ペーストの前記層に、導電性接着剤で被覆されている導電性繊維複合材料を施すステップと、
- 前記導電性繊維複合材料の層上に、前記電圧源に接続されている及び/又は前記電圧源に接続されることになる導体トラックを施すことによって接触を行うステップと
を含む、OLEDの接触のための方法であって、
前記導体トラックは、幅より長い長さを有する導電性材料製のストリップであり、0.5mm未満の厚さを有し、前記アノード及び前記カソードと前記電圧源との間の電気的接続のために働き、印刷法によって施されている、方法。 - - アノードと、カソードと、光吸収層を備えた前記アノードと前記カソードとの間の層状構造とを有する有機太陽電池を用意するステップと、
- 前記有機太陽電池によって用意された電気エネルギーを利用するための電力コンシューマを用意するステップと、
- 前記有機太陽電池の前記アノード及び前記カソードに、導電性ペーストの層を施すステップと、
- 前記導電性ペーストの前記層に、導電性接着剤で被覆されている導電性繊維複合材料を施すステップと、
- 前記導電性繊維複合材料の層上に、前記電力コンシューマに接続されている及び/又は前記電力コンシューマに接続されることになる導体トラックを施すことによって接触を行うステップと
を含む、有機太陽電池の接触のための方法であって、
前記導体トラックは、幅より長い長さを有する導電性材料製のストリップであり、0.5mm未満の厚さを有し、前記アノード及び前記カソードと前記電力コンシューマとの間の電気的接続のために働き、印刷法によって施されている、方法。 - 前記導電性ペーストの前記施すステップは、スクリーン印刷プロセス、ステンシル印刷プロセス、ディスペンサの助けを借りて、及び/又は手動でスペードの助けを借りて行われることを特徴とする、請求項6又は7に記載の方法。
- 前記導電性ペーストの前記施すステップの後に、サドルの助けを借りて前記導電性ペーストが平滑にされることを特徴とする、請求項6又は7に記載の方法。
- 前記導電性接着剤で被覆された導電性繊維複合材料の前記施すステップは、手動位置決めシステムの助けを借りて、及び/又は自動位置決めシステムの助けを借りて行われることを特徴とする、請求項6又は7に記載の方法。
- 前記OLEDは薄層構造を有し、前記OLEDの前記用意するステップは、湿式化学法及び/又は熱蒸着法によって行われることを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- 前記有機太陽電池は薄層構造を有し、前記有機太陽電池の前記用意するステップは、湿式化学法及び/又は熱蒸着法によって行われることを特徴とする、請求項7に記載の方法。
- 前記OLEDの前記発光層は、スクリーン印刷、スピン・コート、オフセット印刷、及び/若しくはグラビア印刷によって施され、又はインクジェット印刷法の助けを借りて施されることを特徴とする、請求項11に記載の方法。
- 前記有機太陽電池の前記光吸収層は、スクリーン印刷、スピン・コート、オフセット印刷、及び/若しくはグラビア印刷によって施され、又はインクジェット印刷法の助けを借りて施されることを特徴とする、請求項12に記載の方法。
- 前記カソード及び前記アノードは、スプレイ法で施されることを特徴とする、請求項11又は12に記載の方法。
- 前記導体トラックは、インクジェット印刷、スクリーン印刷、フレキソ印刷、及びオフセット印刷を含む群から選択される印刷法によって施されることを特徴とする、請求項6又は7に記載の方法。
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