KR20120111944A

KR20120111944A - 유기 전자 디바이스 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20120111944A
Application number: KR1020117030884A
Authority: KR
Inventors: 준이치 오이즈미; 가츠야 후나야마; 다카시 후지와라; 다카히로 요네야마; 게이신 한다
Original assignee: 미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤
Priority date: 2009-06-24
Filing date: 2010-06-21
Publication date: 2012-10-11
Also published as: EP2448032B1; JPWO2010150759A1; TW201115804A; JP5382119B2; KR101700989B1; EP2448032A4; CN102804440B; US20120125431A1; CN102804440A; EP2448032A1; WO2010150759A1

Abstract

장기적으로 디바이스 기능을 열화시키지 않는, 예를 들어, 박막 유기 태양 전지 소자에 있어서는, 발전 효율의 저하가 억제된 유기 전자 디바이스 및 그 제조 방법을 제공한다.
적어도 한 쌍의 전극을 구비한 유기 반도체 소자 (B) 와, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 와, 가스 배리어 필름 (D) 를 순서대로 적층한 유기 전자 디바이스로서, 그 한 쌍의 전극 중 적어도 일방의 전극과 그 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 사이에, 1 층 또는 복수 층의 방식층 (E) 를 구비하고 있고, 그 방식층 (E) 의 막두께가 20 ㎛ 이상이며, 그 방식층 (E) 의 40 ℃ 90 ％RH 환경에서의 수증기 투과율 Pe (g/㎡/day) 가 가스 배리어 필름 (D) 의 40 ℃ 90 ％RH 환경에서의 수증기 투과율 Pd 에 대하여 15 g/㎡/day ≥ Pe ＞ Pd 의 조건을 만족하고, 또한 가스 배리어 필름 (D) 의 수증기 투과율 Pd 가 10^-4 ≤ Pd ≤ 10^-1 g/㎡/day 로 한다.

Description

유기 전자 디바이스 및 그 제조 방법{ORGANIC ELECTRONIC DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은, 유기 전자 디바이스 및 유기 전자 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.

종래에 태양 전지를 보호하는 기술로서, 경량화, 박형화를 도모하기 위해서 태양 전지를 필름으로 덮는 기술이 제안되어 있었다. 일반적으로, 태양 전지 모듈은, 예를 들어, 결정 실리콘 태양 전지 소자 또는 아모르퍼스 실리콘 태양 전지 소자 등을 사용하여 형성된다. 이러한 태양 전지 소자를 사용하여, 예를 들어, 표면 보호 시트층, 충전제층, 광 기전력 소자로서의 태양 전지 소자, 충전제층, 및, 이면 보호 시트층 등의 순서대로 적층하고, 진공 흡인하여 가열 압착하는 라미네이션법 등을 이용하여 태양 전지 모듈이 제조되고 있다. 그러나, 태양 전지 소자 중에서도, 최근 개발이 진행되고 있는 유기 박막 태양 전지 소자는, 특히 수분이나 산소 또는 열 및 구성 부재로부터 발생하는 유기물에 대하여 취약한 것이 알려져 있어, 유기 박막 태양 전지 소자의 장수명화를 위해, 이들을 최대한 배제할 필요가 있었다.

그래서, 수분이나 산소 또는 발생 유기물에 의한 열화를 방지하고, 장기에 걸쳐 성능을 유지하기 위해서, 수분이나 산소 또는 발생 유기물을 흡수하는 포착제를 소자와 함께 봉지 (封止) 하는 기술이 개발되었다. 예를 들어, 특허문헌 1 에 기재된 봉입 (封入) 어셈블리에서는, 유기 반도체 소자의 대면 (對面) 에 공간을 사이에 두고 포착제가 형성되어 있다. 또한, 특허문헌 2 에서는, 유기 박막 태양 전지 소자와 봉지용 케이스체 사이에 수분 포착제 및 왁스를 함유하는 핫 멜트형 부재가 배치된 유기 박막 태양 전지 소자 케이스체 봉지 패널이 개시되어 있다.

일본 공표특허공보 2007-516611호 일본 공개특허공보 2009-99805호

그러나, 포착제가 소자 전극에 접촉하면, 소자 열화를 야기하는 원인이 된다. 예를 들어, 수분 포착제로서 사용되는 알칼리 금속의 산화물이나 유기 금속 착물은, 포착한 수분과 반응하여 알칼리 (수산화물) 를 생성하는 것이 알려져 있다. 이들 알칼리는, 유기 박막 태양 전지 소자를 포함하는, 유기 반도체 소자의 전극에 접촉하면, 전극을 부식시켜 소자를 열화시킨다. 따라서, 본 발명자들의 검토에 따르면, 수분 포착제와 유기 반도체 소자의 전극의 접촉을 피하는 것이 장수명화에 매우 중요한 것을 알 수 있었다.

그러나, 특허문헌 1 에서는, 포착제와 소자 전극의 접촉을 피하기 위해서 공간을 형성하고 있기 때문에, 수분 포착제와 유기 반도체 소자의 전극의 접촉을 피하고 있는 것으로 생각된다. 단 디바이스 박형화를 도모하기 위해서는, 그와 같은 공간 확보가 어려운 것이 현실이다. 그리고, 유리가 아니라 필름으로 덮는 것이 디바이스 경량화에는 효과적이지만, 필름의 경우에는 사용시에 위에서부터 가압되기 때문에, 단지 공간이 존재하는 것만으로는 포착제와 소자 전극이 접촉되고 만다. 그리고, 가요성 기판을 사용한 가요성 유기 전자 디바이스에서는, 구부러졌을 때에 접촉되고 만다. 이상과 같이 단순히 공간을 형성하는 것만으로는, 본 발명의 과제는 달성할 수 없었다.

또한, 특허문헌 2 에서는, 유기 박막 태양 전지 소자 위에 밀착시키도록 수분 포착제를 함유하는 핫 멜트형 부재층을 적층하여, 디바이스 박형화 등을 가능하게 하는 방법도 본 발명 과제의 달성 수단의 하나로 생각하고 있었다. 그러나, 이 적층 구조에서는 수분 포착제가 직접 전극에 닿을 가능성이 있다는 것을 알았다. 그와 같은 경우에는, 접촉된 부분에 생긴 물과의 반응 생성물이 전극의 열화를 야기하는 원인이 되어, 시간이 경과됨과 함께 발전 효율이 저하될 우려가 높은 것이다.

또한, 수분 포착제가 직접 노출, 혹은 기체 투과성이 높은 필름 등으로 커버되어 있지 않은 경우, 수분 포착제나 핫 멜트형 부재가 물이나 알칼리, 공정에서 사용하는 접착제, 점착재 등의 용매 등을 흡수하여 유기 태양 전지 소자 모듈 (OPV 모듈) 의 제조 공정에 도입하는 단계에서 변질되기 쉬워, 그 취급이나 공정 설계에는 대단히 주의를 기울일 필요가 있다.

그래서, 본 발명은 상기 종래의 실상을 감안하여 이루어진 것으로, 장기적으로 디바이스 기능을 열화시키지 않는, 예를 들어, 박막 유기 태양 전지 소자에 있어서는 발전 효율의 저하가 억제된 유기 전자 디바이스 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자들이 예의 검토한 결과, 특정한 층 구성으로 제조된 유기 전자 디바이스가 상기 과제를 해결할 수 있음을 알아내어 본 발명에 도달하였다.

즉, 본 발명은, 다음과 같다.

[1] 적어도 한 쌍의 전극을 구비한 유기 반도체 소자 (B) 와, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 와, 가스 배리어 필름 (D) 를 이 순서대로 구비한 유기 전자 디바이스로서,

그 유기 반도체 소자 (B) 의, 그 한 쌍의 전극 중 적어도 일방의 전극과 그 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 사이에, 적어도 1 층의 방식층 (防食層)(E) 를 구비하고 있고,

그 방식층 (E) 의 막두께가 20 ㎛ 이상이고,

그 방식층 (E) 및 가스 배리어 필름 (D) 가, 다음 식 (1) 및 식 (2) 의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 유기 전자 디바이스.

15 ≥ Pe ＞ Pd 식 (1)

10^-4 ≤ Pd ≤ 10^-1 식 (2)

상기 식 (1) 및 식 (2) 중, Pe 는 방식층 (E) 의 40 ℃ 90 ％RH 환경에서의 수증기 투과율을 나타내고, Pd 는 가스 배리어 필름 (D) 의 40 ℃ 90 ％RH 환경에서의 수증기 투과율을 나타내며, 모두 단위는 g/㎡/day 로 한다.

[2] 상기 방식층 (E) 이 0.1 N/㎝ 이상의 접착 기능을 갖는 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 [1] 에 기재된 유기 전자 디바이스.

[3] 상기 유기 반도체 소자 (B) 가, 유기 태양 전지 소자인 것을 특징으로 하는 상기 [1] 또는 [2] 에 기재된 유기 전자 디바이스.

[4] 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 의 수분 흡수 능력이 0.1 ㎎/㎠ 이상 15 ㎎/㎠ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 [1] ? [3] 중 어느 하나에 기재된 유기 전자 디바이스.

[5] 상기 가스 배리어 필름 (D) 가, 열가소성 수지와, 그 열가소성 수지 상에 진공 증착된 SiO_x를 포함하는 필름인 것을 특징으로 하는 상기 [1] ? [4] 중 어느 하나에 기재된 유기 전자 디바이스.

[6] 기판 (A) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 [1] ? [5] 중 어느 하나에 기재된 유기 전자 디바이스.

[7] 봉지재 및 내후성 보호 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 [1] ? [6] 중 어느 하나에 기재된 유기 전자 디바이스.

[8] 기판 (A) 와, 적어도 한 쌍의 전극을 구비한 유기 반도체 소자 (B) 와, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 와, 적어도 1 층의 방식층 (E) 와, 그 유기 반도체 소자 (B) 를 피복하는 가스 배리어 필름 (D) 를 순서대로 적층한 유기 전자 디바이스의 제조 방법으로서,

그 방식층 (E) 및 가스 배리어 필름 (D) 가, 다음 식 (1) 및 식 (2) 의 조건을 만족하고,

15 ≥ Pe ＞ Pd 식 (1)

10^-4 ≤ Pd ≤ 10^-1 식 (2)

수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 에 적어도 1 층의 방식층 (E) 를 적층한 적층체층을 제조함과 함께, 기판 (A) 상에 유기 반도체 소자 (B) 를 제조한 후에, 상기 순서에 따라서 적층하는 것을 특징으로 하는 유기 전자 디바이스의 제조 방법.

[9] 가스 배리어 필름 (D), 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C), 적어도 1 층의 방식층 (E) 를 순서대로 적층한 적층체층을 제조하고, 유기 반도체 소자 (B) 를 기판 (A) 상에 제조한 후에, 상기 순서에 따라서 적층하는 것을 특징으로 하는 상기 [8] 에 기재된 유기 전자 디바이스의 제조 방법.

[10] 기판 (A) 와, 적어도 한 쌍의 전극을 구비한 유기 반도체 소자 (B) 와, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 와, 가스 배리어 필름 (D) 를 이 순서대로 구비한 유기 전자 디바이스로서,

그 유기 반도체 소자 (B) 와 그 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 사이에, 그 유기 반도체 소자 (B) 와 그 층 (C) 가 직접 접촉하지 않도록 수지층 (F) 를 갖고, 그 수지층 (F) 의 막두께가 20 ㎛ 이상이고,

그 수지층 (F) 및 가스 배리어 필름 (D) 가, 다음 식 (1) 및 식 (2) 의 조건을 만족하고,

15 ≥ Pe ＞ Pd 식 (1)

10^-4 ≤ Pd ≤ 10^-1 식 (2)

상기 식 (1) 및 식 (2) 중, Pe 는 수지층 (F) 의 40 ℃ 90 ％RH 환경에서의 수증기 투과율을 나타내고, Pd 는 가스 배리어 필름 (D) 의 40 ℃ 90 ％RH 환경에서의 수증기 투과율을 나타내며, 모두 단위는 g/㎡/day 로 한다.

또한, 그 유기 반도체 소자 (B) 와 그 층 (C) 가 외기에 접하지 않도록, 그 기판 (A) 와 그 가스 배리어 필름 (D) 가 직접 또는 중간층을 사이에 두고 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전자 디바이스.

[11] 추가로 그 수지층 (F) 가 외기에 접하지 않도록, 그 가스 배리어 필름 (D) 와 그 수지층 (F) 가 직접 또는 중간층을 사이에 두고 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 [10] 에 기재된 유기 전자 디바이스.

[12] 그 중간층이 시일재를 함유하는 층인 것을 특징으로 하는 상기 [10] 또는 [11] 에 기재된 유기 전자 디바이스.

[13] 그 수지층 (F) 가, 적어도 1 층의 방식층 (E) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 [10] ? [12] 중 어느 하나에 기재된 유기 전자 디바이스.

[14] 유기 반도체 소자 (B) 가, 유기 태양 전지 소자인 것을 특징으로 하는 상기 [10] ? [13] 중 어느 하나에 기재된 유기 전자 디바이스.

[15] 기판 (A) 상에, 복수의 유기 반도체 소자 (B) 를 서로 간격을 두고 배치하고,

그 복수의 유기 반도체 소자 (B) 상에 수지층 (F) 를 적층하고,

그 수지층 (F) 상에 2 개 이상의 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 를 서로 간격을 두고 배치하고,

그 층 (C) 상에 가스 배리어 필름 (D) 를 적층하여,

그 유기 반도체 소자 (B) 와 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 를 포함하도록 상기 기판 (A) 를 절단하는 것을 특징으로 하는 유기 전자 디바이스의 제조 방법.

[16] 절단하는 부분이, 적어도 기판 (A) 와 그 가스 배리어 필름 (D) 가 직접 또는 중간층을 사이에 두고 접착되어 있는 부분인 것을 특징으로 하는 상기 [15] 에 기재된 유기 전자 디바이스의 제조 방법.

[17] 절단하는 부분이, 적어도 그 기판 (A) 와 그 가스 배리어 필름 (D), 그 수지층 (F) 가 적층되어 있는 부분인 것을 특징으로 하는 상기 [15] 또는 [16] 에 기재된 유기 전자 디바이스의 제조 방법.

[18] 그 중간층이 시일재를 함유하는 층인 것을 특징으로 하는 상기 [15] ? [17] 중 어느 하나에 기재된 유기 전자 디바이스의 제조 방법.

[19] 그 수지층 (F) 가, 적어도 1 층의 방식층 (E) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 [15] ? [18] 중 어느 하나에 기재된 유기 전자 디바이스의 제조 방법.

[20] 그 방식층 (E) 및 가스 배리어 필름 (D) 가, 다음 식 (3) 및 식 (4) 의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 [19] 에 기재된 유기 전자 디바이스의 제조 방법.

5 ≥ Pe ＞ Pd 식 (3)

Pd ≤ 10^-1 식 (4)

상기 식 (3) 및 식 (4) 중, Pe 는 방식층 (E) 의 40 ℃ 90 ％RH 환경에서의 수증기 투과율을 나타내고, Pd 는 가스 배리어 필름 (D) 의 40 ℃ 90 ％RH 환경에서의 수증기 투과율을 나타내며, 모두 단위는 g/㎡/day 로 한다.

[21] 유기 반도체 소자 (B) 가, 유기 태양 전지 소자인 것을 특징으로 하는 상기 [15] ? [19] 중 어느 하나에 기재된 유기 전자 디바이스의 제조 방법.

본 발명에 의하면, 수지층 (F) 또는 방식층 (E) 를 유기 반도체 소자 (B), 보다 구체적으로는 전극과, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 사이에 구비함으로써, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 가 직접 전극에 접촉하지 않는다. 그 결과, 수분 및 산소의 적어도 일방에 의한 유기 반도체 소자의 열화를 억제하고, 또한 포착제 함유 성분의 반응 생성물 (산, 알칼리, 라디칼 등의 활성 물질) 이 전극의 핀 홀을 통해서 유기 반도체 재료로 확산되는 것을 방지할 수 있게 되었다. 나아가, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 가 외기와 접촉을 하지 않도록 유기 전자 디바이스 내에 배치함으로써, 유기 전자 디바이스의 장수명화를 달성할 수 있게 되었다. 구체적으로는 유기 박막 태양 전지에 있어서는, 포착제와 전극의 접촉을 피하기 위해서 공간을 형성할 필요가 없어, 디바이스 박형화가 가능해진다. 또한, 필름 상에서부터 가압되어도 포착제와 전극이 접촉하지 않기 때문에, 유리가 아니라 필름으로 유기 반도체를 덮을 수 있어, 디바이스 경량화가 가능해진다. 그리고, 가요성 유기 전자 디바이스의 경우에서도, 구부러졌을 때에 포착제와 전극이 접촉하지 않아, 휨에 의한 소자 열화를 방지할 수 있게 되었다.

그리고 여기서, 그 수지층 (F) 를 기판 (A) 와는 반대측의 유기 반도체 소자 (B), 보다 구체적으로는 전극과, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 사이에 구비함으로써, 기판 (A) 측을 수광면으로 하는 보텀 수광형의 유기 태양 전지 등에도 적용할 수 있다.

본 발명의 유기 전자 디바이스는, 수광면에 대하여 수직 방향의 압력에 강한 유기 전자 모듈이 된다. 구체적으로는, 유기 박막 태양 전지 디바이스를 모듈화하여, 그 모듈을 설치한 후, 실용적이기 위해서는, 밟히거나, 우박이 내리거나 하는 경우에도 견딜 수 있도록, 수광면에 대하여 수직 방향의 압력에 강할 필요가 있다. 그러나, 유기 반도체 소자와 포착제 사이가 단순한 공간인 경우 또는, 가스 투과성이 높은 필름 등 밖에 존재하지 않는 경우에는 직접 접촉하여 데미지를 입을 위험성이 높지만, 본 발명과 같이 수지층 (F), 바람직하게는 특정한 특성을 갖는 방식층 (E) 를 형성함으로써, 이 데미지를 방지할 수 있는 것이다.

또한 수지층 (F) 또는 방식층 (E) 를 형성함으로써, 수분 포착제나 핫 멜트형 부재가 물이나 알칼리, 공정에서 사용하는 접착제, 점착재 등의 용매, 외기 등의 수분이나 산소 등을 흡수하여 OPV 모듈의 제조 공정에 도입하는 단계에서 변질되는 일이 없어져, 그 취급 작업이나 공정 설계를 간략화, 로버스트화할 수 있다는 효과를 기대할 수 있다. 그리고, 본 발명에서는 유기 반도체 소자 (B) 와 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 가 외기에 접하지 않도록, 기판 (A) 과 그 가스 배리어 필름 (D) 이 직접 또는 중간층 (다른 층) 을 사이에 두고 접착함으로써 상기 효과를 한층 더 발휘할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 실시형태 1 의 유기 전자 디바이스의 구조예를 나타내는 단면의 모식도 (실시예 1).
도 2 는 비교예의 유기 전자 디바이스의 구조예를 나타내는 단면의 모식도 (비교예 1).
도 3 은 본 발명의 실시형태 2 의 유기 전자 디바이스의 구조예를 나타내는 단면의 모식도 (실시예 1, 2).
도 4 는 본 발명의 실시형태 2 의 유기 전자 디바이스의 구조예를 나타내는 상면의 모식도 (실시예 1, 2).
도 5 는 본 발명의 실시형태 3 의 유기 전자 디바이스의 구조예를 나타내는 단면의 모식도 (실시예 1, 2 의 별도의 형태).
도 6 은 본 발명의 실시형태 4 의 유기 전자 디바이스의 구조예를 나타내는 단면의 모식도 (실시예 3, 4).
도 7 은 본 발명의 실시형태 4 의 유기 전자 디바이스의 구조예를 나타내는 상면의 모식도 (실시예 3, 4).

이하, 본 발명에 관해서 실시형태 및 예시물 등을 나타내어 상세히 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시형태 및 예시물 등에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 임의로 변경하여 실시할 수 있다.

(실시형태 1)

본 발명의 유기 전자 디바이스는, 1 예를 도 1 에 나타내는 바와 같이, 적어도 한 쌍의 전극 (3, 4) 과 유기 반도체층 (2) 을 구비한 유기 반도체 소자 (B) (20) 와, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) (6) 와, 그 유기 반도체 소자 (B) (20) 를 피복하는 가스 배리어 필름 (D) (7) 를 순서대로 적층한 유기 전자 디바이스로서, 그 전극의 적어도 일방과 그 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) (6) 사이에, 적어도 1 층의 방식층 (E) (5) 를 구비하는 것을 특징으로 한다. 또한 여기서, 유기 반도체 소자 (B) (20) 는 기판 (A) (1) 상에 형성되어 있어도 되고, 또한, 가스 배리어 필름 (D) 를 기판으로서 사용해도 된다. 여기서 유기 반도체 소자 (B) 는, 유기 반도체층 (2) 을 투명 전극 (3) 과 금속 전극 (4) 사이에 배치하여 구성되어 있고, 태양 전지 소자의 경우에는, 광전 변환에 의해 유기 반도체층 (2) 내에서 생성된 전자를 투명 전극 (3) 과 금속 전극 (4) 으로부터 전력으로서 취출하도록 구성되어 있다.

그리고, 그 방식층 (E) 의 막두께가 20 ㎛ 이상이고,

그 방식층 (E) 및 가스 배리어 필름 (D) 가, 다음 식 (1) 및 식 (2) 의 조건을 만족한다.

15 ≥ Pe ＞ Pd 식 (1)

10^-4 ≤ Pd ≤ 10^-1 식 (2)

(실시형태 2)

또한, 본 발명의 유기 전자 디바이스는, 1 예를 도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 적어도 기판 (A) (1), 유기 반도체 소자 (B) (20), 수분 및 /또는 산소를 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) (6), 가스 배리어 필름 (D) (7) 를 순서대로 적층한 유기 전자 디바이스로서, 그 유기 반도체 소자 (B) 와 그 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) (6) 사이에, 그 유기 반도체 소자 (B) 와 그 층 (C) (6) 가 직접 접촉하지 않도록 수지층 (F) 를 갖고, 또한, 그 유기 반도체 소자 (B) 와 그 층 (C) (6) 가 외기에 접하지 않도록, 그 기판 (A) (1) 와 그 가스 배리어 필름 (D) (7) 가 직접 또는 방식층 (E) (5) 등의 중간층을 사이에 두고 접착되어 있다.

그리고, 그 수지층 (F) 의 막두께가 20 ㎛ 이상이고,

15 ≥ Pe ＞ Pd 식 (1)

10^-4 ≤ Pd ≤ 10^-1 식 (2)

또한, 그 소자 (B) 와 그 층 (C) 가 외기에 접하지 않도록, 그 기판 (A) 와 그 가스 배리어 필름 (D) 가 직접 또는 중간층을 사이에 두고 접착되어 있다.

(실시형태 3)

또한, 본 발명의 유기 전자 디바이스는, 1 예를 도 5 에 나타내는 바와 같이, 도시하지 않은 이면 보호 시트 등의 가스 배리어층이 형성된 가스 배리어 필름 (D) (7) 상에, 포착제를 함유하는 층 (C) (6) 를 형성하고, 이 포착제를 함유하는 층 (C) (6) 를 덮도록 방식층 (E) (5) 로 구성되는 수지층 (F) 가 배치되고, 수지층 (F) 는 이 유기 전자 디바이스의 단면까지 도달되지 않아 외부에 노출되지 않도록, 시일재 (8) 를 사이에 두고 가스 배리어 필름 (D) (7) 에 접착되어 있다. 다른 부재에 관해서는 상기 실시형태 2 와 동일한 것으로 한다.

(실시형태 4)

실시형태 4 는, 유기 전자 디바이스를 제조하는 방법으로, 예를 들어, 1 예가, 도 3 및 도 4 에 나타낸 유기 전자 디바이스를 제조하는 방법을 나타내는 것이다.

즉 이 방법은, 도 3 및 도 4 에 나타낸 바와 같이, 적어도 기판 (A) (1), 유기 반도체 소자 (B) (20), 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) (6), 가스 배리어 필름 (D) (7) 를 순서대로 적층한 유기 전자 디바이스로서, 그 유기 반도체 소자 (B) (20) 와 그 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) (6) 사이에, 그 유기 반도체 소자 (B) (20) 와 그 층 (C) (6) 가 직접 접촉하지 않도록 수지층 (F) 를 갖고, 또한, 그 소자 (B) 와 그 층 (C) (6) 가 외기에 접하지 않도록, 그 기판 (A) (1) 와 그 가스 배리어 필름 (D) (7) 가 직접 또는 중간층을 사이에 두고 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전자 디바이스를 제조하는 방법이다.

그리고, 이 유기 전자 디바이스의 제조 방법에 있어서는, 도 6 및 도 7 에 나타내는 바와 같이, 기판 (A) (1) 상에, 적어도 2 개 이상의 유기 반도체 소자 (B) (20) 를 서로 간격을 두고 배치하고, 그 적어도 2 개 이상의 유기 반도체 소자 (B) (20) 상에 수지층 (F) 를 적층하고, 그 수지층 (F) 상에 2 개 이상의 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) (6) 를 서로 간격을 두고 배치하고, 그 층 (C) (6) 상에 가스 배리어 필름 (D) (7) 를 적층하여, 그 유기 반도체 소자 (B) (20) 와 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) (6) 를 포함하도록 절단하는 것을 특징으로 한다. 이 구성에 있어서도, 수지층 (F) 는 실시형태 2 와 동일하게 하는 것이 바람직하지만, 막두께 및 수분 흡수율에 관해서는, 상기 요건을 만족하지 않는 것에 대해서도 제조가 용이하고, 제조 공정의 간략화를 도모하는 것은 가능하다.

또, 본 발명에 관련된 유기 전자 디바이스란, 상기에 기재한 (B) ? (E) 층 또는 (A) ? (F) 층을 적어도 가지고 있으면 되고, 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 유기 EL 디바이스, 유기 박막 태양 전지 소자 디바이스를 가리키는 것이다. 이 중에서도 유기 박막 태양 전지 소자 디바이스가 특히 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서, 시트, 필름 및 층은 모두 시트 형상 및 필름 형상을 의미하고, 본 발명의 기능을 손상시키지 않는 한 구별되는 것은 아니다.

상기 실시형태 1 내지 4 에 있어서, 동일 부재에는 동일 부호를 붙이고 설명은 생략하였다.

다음으로, 본 발명에서 사용되는 각 부재에 관해서 설명한다.

<기판 (A)＞

기판 (A) 는 유기 반도체 소자 (B) 를 지지하는 지지 부재이다. 기판 (A) 를 형성하는 재료로는, 예를 들어, 유리, 사파이어, 티타니아 등의 무기 재료 ; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르술폰, 폴리이미드, 나일론, 폴리스티렌, 폴리비닐알코올, 에틸렌비닐알코올 공중합체, 불소 수지 필름, 염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 고리형 폴리올레핀, 셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스, 폴리염화비닐리덴, 아라미드, 폴리페닐렌술파이드, 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 폴리(메타)아크릴 수지, 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리알릴레이트, 폴리노르보르넨 등의 유기 재료 ; 스테인리스, 티탄, 니켈, 은, 금, 구리, 알루미늄 등의 금속 재료 ; 등을 들 수 있다.

이들 중에서도, 유리, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리이미드, 폴리(메타)아크릴 수지 필름, 스테인리스, 알루미늄이 유기 반도체 소자 (B) 를 형성하기 쉽다는 점에서 바람직하다.

또, 기재의 재료는, 1 종을 사용해도 되고, 2 종 이상을 임의의 조합 및 비율로 병용해도 된다. 또, 이들 유기 재료에 탄소 섬유, 유리 섬유 등의 강화 섬유를 포함시켜서, 기계적 강도를 보강시켜도 된다. 또한, 이들 금속 재료에 절연성을 부여하기 위해서 표면을 코트 또는 라미네이트한 것 등의 복합 재료로 해도 된다. 예를 들어, 기판 (A) 를 금속 기판으로 구성한 경우에는, 일부에 절연성을 부여하고, 일부가 노출되어 금속 전극으로서 작용하도록, 이 상층에 유기 반도체 소자를 적층하고, 추가로 이 상층에 투명 전극을 적층하는 구성도 적용할 수 있다. 또한, 가스 배리어 필름을 기판으로서 사용하도록 해도 된다.

<유기 반도체 소자 (B)＞

유기 반도체 소자 (B) 로서, 하기에 유기 박막 태양 전지 소자 (본 명세서에서는, 간단히 태양 전지 소자라고도 한다) 에 관해서 기재하지만, 본 발명을 현저히 손상시키지 않는 한 다른 유기 전자 디바이스를 배제하는 것은 아니다. 또한, 유기 박막 태양 전지 소자도, 이하에 설명되는 예에 한정되는 것은 아니다.

유기 박막 태양 전지 소자는, 적어도 한 쌍의 전극과 이들 사이에 형성된 유기 반도체를 함유하는 유기 반도체층을 구비한 것이다. 이러한 유기 반도체층에서 광을 흡수하여 전력이 발생되고, 발생된 전력이 전극으로부터 취출되도록 되어 있으며, 후술하는 바와 같이 버퍼층 등의 다른 층을 포함하는 경우도 있다.

ㆍ유기 반도체층

임의의 유기 반도체에 의해 형성할 수 있다. 유기 반도체는 반도체 특성에 의해, p 형, n 형으로 나누어진다. p 형, n 형은 전기 전도에 기여하는 것이 정공, 전자 중 어느 것인지를 나타내고 있으며, 재료의 전자 상태, 도핑 상태, 트랩 상태에 의존한다. 따라서, 이하에 유기 반도체의 예를 들지만, p 형, n 형은 반드시 명확하게 분류할 수 없는 경우가 있어, 동일 물질로 p 형, n 형 양방의 특성을 나타내는 것도 있다.

p 형 반도체의 예로서, 테트라벤조 포르피린, 테트라벤조 구리포르피린, 테트라벤조 아연포르피린 등의 포르피린 화합물 ; 프탈로시아닌, 구리프탈로시아닌, 아연프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물 ; 나프탈로시아닌 화합물 ; 테트라센이나 펜타센의 폴리아센 ; 섹시티오펜 등의 올리고티오펜 및 이들 화합물을 골격으로서 포함하는 유도체를 들 수 있다. 또한, 폴리(3-알킬티오펜) 등을 포함하는 폴리티오펜, 폴리플루오렌, 폴리페닐렌비닐렌, 폴리트리알릴아민, 폴리아세틸렌, 폴리아닐린, 폴리피롤 등의 고분자 등이 예시된다.

n 형 반도체의 예로서, 플러렌 (C60, C70, C76) ; 옥타아자포르피린 ; 상기 p 형 반도체의 퍼플루오로체 ; 나프탈렌테트라카르복실산무수물, 나프탈렌테트라카르복실산디이미드, 페릴렌테트라카르복실산무수물, 페릴렌테트라카르복실산디이미드 등의 방향족 카르복실산무수물이나 그 이미드화물 ; 및, 이들 화합물을 골격으로서 포함하는 유도체 등을 들 수 있다.

적어도 p 형의 반도체 및 n 형의 반도체가 함유되어 있으면, 유기 반도체층의 구체적인 구성은 임의이다. 단층의 막에 의해서만 구성되어 있어도 되고, 2 이상의 적층막에 의해 구성되어 있어도 된다. 예를 들어, n 형의 반도체와 p 형의 반도체를 각각의 막에 함유시키도록 해도 되고, n 형의 반도체와 p 형의 반도체를 동일 막에 함유시켜도 된다.

또한, n 형의 반도체 및 p 형의 반도체는 각각, 1 종을 사용해도 되고, 2 종 이상을 임의의 조합 및 비율로 병용해도 된다.

유기 반도체층의 구체적인 구성예로는, p 형 반도체와 n 형 반도체가 층 내에서 상분리된 층 (i 층) 을 갖는 벌크헤테로 접합형, 각각 p 형 반도체를 포함하는 층 (p 층) 과 n 형 반도체를 포함하는 층 (p 층) 이 계면을 갖는 적층형 (헤테로 pn 접합형), 쇼트키형 및 그들의 조합을 들 수 있다. 이들 중에서도 벌크헤테로 접합형 및 벌크헤테로 접합형과 적층형을 조합한 (p-i-n 접합형) 이 높은 성능을 나타내는 점에서 바람직하다.

유기 반도체층의 p 층, i 층, n 층 각 층의 두께에 제한은 없지만, 통상 3 ㎚ 이상, 그 중에서도 10 ㎚ 이상, 또한, 통상 200 ㎚ 이하, 그 중에서도 100 ㎚ 이하로 하는 것이 바람직하다. 층두께를 두껍게 함으로써 막의 균일성이 높아지는 경향이 있고, 얇게 함으로써 투과율이 향상되고, 직렬 저항이 저하되는 경향이 있다.

?전극

전극으로는 도전성을 갖는 임의의 재료에 의해 형성할 수 있다. 전극의 재료의 예를 들면, 백금, 금, 은, 알루미늄, 크롬, 니켈, 구리, 티탄, 마그네슘, 칼슘, 바륨, 나트륨 등의 금속 혹은 그들의 합금 ; 산화인듐이나 산화주석 등의 금속 산화물, 혹은 그 합금 (ITO) ; 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자 ; 상기 도전성 고분자에, 염산, 황산, 술폰산 등의 산, FeCl₃ 등의 루이스산, 요오드 등의 할로겐 원자, 나트륨, 칼륨 등의 금속 원자 등의 도펀트를 함유시킨 것 ; 금속 입자, 카본 블랙, 플러렌, 카본 나노 튜브 등의 도전성 입자를 폴리머 바인더 등의 매트릭스에 분산시킨 도전성 복합 재료 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 정공이 포집되는 전극에는, Au, ITO 등의 깊은 일함수를 갖는 재료가 바람직하다. 한편, 전자가 포집되는 전극에는, Al 과 같은 얕은 일함수를 갖는 재료가 바람직하다. 일함수를 최적화함으로써, 광 흡수에 의해 발생된 정공 및 전자를 양호하게 포집하는 이점이 있다.

한 쌍의 전극 중, 적어도 수광면측의 전극은, 발전을 위해 광 투과성을 가지고 있는 것이 바람직하다. 단, 발전층의 면적에 비해 전극의 면적이 작은 등, 전극이 투명하지 않아도 발전 성능에 현저하게 악영향을 미치지 않는 경우에는 반드시 투명하지 않아도 된다. 투명한 전극의 재료를 들면, 예를 들어, ITO, 산화인듐아연 (IZO) 등의 산화물 ; 금속 박막 등을 들 수 있다. 또, 이 때, 광의 투과율의 구체적 범위에 제한은 없지만, 태양 전지 소자의 발전 효율을 고려하면, 광학 계면에서의 부분 반사에 의한 로스를 제외하고, 80 ％ 이상이 바람직하다.

또한, 전극의 재료는, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 임의의 조합 및 비율로 병용해도 된다.

또한, 전극의 형성 방법에 제한은 없다. 예를 들어, 진공 증착, 스퍼터 등의 드라이 프로세스에 의해 형성할 수 있다. 또, 예를 들어, 도전성 잉크 등을 사용한 웨트 프로세스에 의해 형성할 수도 있다. 이 때, 도전성 잉크로는 임의의 것을 사용할 수 있으며, 예를 들어, 도전성 고분자, 금속 입자 분산액 등을 사용할 수 있다.

또한, 전극은 2 층 이상 적층해도 되고, 표면 처리에 의한 전기 특성이나 젖음 특성 등의 특성을 개량해도 된다.

?그 밖의 층

상기 예에 나타낸 유기 태양 전지 소자는, 상기 서술한 유기 반도체층, 전극 이외에, 그 밖의 층을 구비해도 된다. 또한, 그 밖의 층을 형성하는 위치는 태양 전지 소자의 발전을 저해하지 않는 한 임의이다. 그 밖의 층으로는, 버퍼층이 예시된다.

버퍼층은, 예를 들어, 유기 반도체층측에 면한 전극 계면에 전기 특성 등의 개량을 위해서 형성하는 층이다. 예를 들어, 폴리(에틸렌디옥시티오펜) : 폴리(스티렌술폰산) (PEDOT : PSS), 산화몰리브덴, 불화리튬, 2,9디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 등을 들 수 있다.

<수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C)＞

수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 는 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 필름이다. 유기 박막 태양 전지 소자의 구성 부품은 전술한 바와 같이 수분에 의해 열화되는 것이 있고, 또한, 산소에 의해 열화되는 것도 있어, 이들을 최대한 배제하지 않으면 발전 효율을 유지하면서 장수명화를 도모하기가 어렵다.

그래서, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 로 태양 전지 소자를 덮음으로써, 태양 전지 소자 등을 수분 및 산소의 적어도 일방으로부터 보호하고, 발전 능력을 높게 유지하도록 하고 있다.

여기서, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 는 상기한 바와 같은 가스 배리어 필름 (D) 와는 달리, 수분 및 산소의 적어도 일방의 투과를 방해하는 것이 아니라, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 것이다. 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 필름을 사용함으로써, 가스 배리어 필름 (D) 등으로 태양 전지 소자를 피복한 경우에, 가스 배리어 필름 (D) 및 시일재에 의해 형성되는 공간에 미소하게 침입하는 수분 및 산소의 적어도 일방을, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 가 포착하여 수분에 의한 태양 전지 소자로의 영향을 배제할 수 있다.

구체적으로는, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 의 수분 흡수 능력 (본 발명에서는 수분 흡수량이라고도 한다) 은, 적층면에 대한 단위 면적 당, 통상 0.1 ㎎/㎠ 이상, 바람직하게는 0.5 ㎎/㎠ 이상, 보다 바람직하게는 1 ㎎/㎠ 이상이다. 이 수치가 높을수록 수분 흡수 능력이 높아 태양 전지 소자의 열화를 억제할 수 있다. 또한, 상한에 제한은 없지만, 통상 15 ㎎/㎠ 이하이다.

또한, 포착제를 함유하는 층 (C) 의 단위 체적당 수분 흡수량은, 통상 1 ㎎/㎤ 이상, 바람직하게는 5 ㎎/㎤ 이상, 보다 바람직하게는 10 ㎎/㎤ 이상이다. 이 수치가 높을수록 수분 흡수 능력이 높아 태양 전지 소자의 열화를 억제할 수 있다. 또한, 상한에 제한은 없지만, 통상 800 ㎎/㎤ 이하이다.

또, 수분 흡수량의 측정 방법은, 시험체의 수분 흡수 전후에서의 중량 변화로부터 산출하는 방법, 시험체 내의 수분량을 수분 측정 장치에 의해 측정하는 방법, 수분을 포함하는 밀폐 용기에 시험체를 보관하고, 그 수분 감소를 수분 농도계에 의해 검출하는 방법으로 측정할 수 있다. 간편하게 실시할 수 있다는 점에서, 중량 변화로부터 산출하는 방법이 바람직하다.

구체적으로는, 건조 상태에서의 시험체의 중량을 계측한 후, 동 시험체를 수분이 존재하는 환경에서 보관하고, 중량 증가가 없어졌을 때의 중량을 기록하여 그 차분을 수분 흡수량으로 한다. 수분이 존재하는 보관 환경은, 시험체의 수분 흡수량 이상의 수분이 존재하는 조건만 만족한다면, 수분 흡수 능력에 의해 적절히 설정하면 된다. 구체적으로는, 수분 흡수 능력이 큰 시험체에서는, 시험 시간을 짧게 하기 위해서 50 ? 100 ％RH 이상의 습도 환경에서 실시하면 되고, 수분 흡수 능력이 작은 시험체에서는, 적절히 수분 농도를 컨트롤한 환경, 예를 들어, 1 ppm ? 1 ％ 의 범위에서 실시하면 된다. 중량 측정시의 환경은, 비가역적으로 수분을 흡수하는 시험체는 50 ％RH 이상의 습도 환경에서 중량 측정하면 되지만, 가역적으로 수분을 흡수하는 시험체는 85 ％RH 이상의 고습 환경에서 중량 측정할 필요가 있다.

또한, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 가 산소를 흡수함으로써, 가스 배리어 필름 (D) 등으로 태양 전지 소자를 피복한 경우에, 가스 배리어 필름 (D) 및 시일재에 의해 형성되는 공간에 미소하게 침입하는 산소를 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 가 포착하여 산소에 의한 태양 전지 소자로의 영향을 배제할 수 있다.

수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 의 산소 흡수 능력은, 적층면에 대한 단위 면적당, 통상 0.01 ㎖/㎠ 이상, 바람직하게는 0.05 ㎖/㎠ 이상, 보다 바람직하게는 0.1 ㎖/㎠ 이상이다. 이 수치가 높을수록 산소 흡수 능력이 높아 태양 전지 소자의 열화를 억제할 수 있다. 또한, 상한에 제한은 없지만, 통상 20 ㎖/㎠ 이하이다. 본 발명에서는 산소 흡수 능력과 산소 흡수량은 동의로 한다.

또한, 포착제를 함유하는 층 (C) 의 단위 체적당 산소 흡수량은, 통상 0.1 ㎖/㎤ 이상, 바람직하게는 0.5 ㎖/㎤ 이상, 보다 바람직하게는 1 ㎖/㎤ 이상이다. 이 수치가 높을수록 수분 흡수 능력이 높아 태양 전지 소자의 열화를 억제할 수 있다. 또한, 상한에 제한은 없지만, 통상 200 ㎖/㎤ 이하이다.

또, 산소 흡수 능력의 측정 방법은, 산소를 포함하는 밀폐 용기 내에 시험체를 보관하고, 그 산소 감소를 산소 농도계로 검출하는 방법에 의해 산출된다. 산소 농도 감소가 없어졌을 때의 산소 농도를 기록하여, 시험 전 밀폐 용기 내의 산소 농도와의 차분을 산소 흡수량으로 한다. 밀폐 용기 내의 초기 산소 농도는, 시험체의 산소 흡수량 이상의 산소가 존재하고, 산소 농도계의 감도에 적합한 농도가 되도록 적절히 설정하면 된다. 또한, 밀폐 용기 내의 시험체량은, 흡수에 의한 산소 감소분이 산소 농도계의 검출 감도 이상이 되도록 적절히 도입시켜 두면 된다.

또한, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 가 태양 전지의 수광측면에 사용되는 경우에는, 태양 전지 소자의 광 흡수를 방해하지 않는 관점에서 가시광을 투과시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 가시광 (파장 360 ? 830 ㎚) 의 광 투과율은, 필름 계면의 부분 반사에 의한 로스를 제외하고, 통상 75 ％ 이상, 바람직하게는 80 ％ 이상, 보다 바람직하게는 85 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 90 ％ 이상, 특히 바람직하게는 95 ％ 이상, 그 중에서도 특히 바람직하게는 97 ％ 이상이다. 태양광을 보다 많이 전기 에너지로 변환하기 위해서이다.

그리고, 유기 반도체 디바이스는 광을 받아 뜨거워지는 경우가 많기 때문에, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 도 열에 대한 내성을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 의 구성 재료의 융점은, 통상 100 ℃ 이상, 바람직하게는 120 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 130 ℃ 이상이고, 또한, 통상 350 ℃ 이하, 바람직하게는 320 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 300 ℃ 이하이다. 융점을 높게 함으로써 유기 반도체 디바이스의 사용시에 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 가 융해?열화될 가능성을 저감할 수 있다.

수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 를 구성하는 재료는, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수할 수 있는 것이면 임의이다. 그 재료의 예를 들면, 수분을 흡수하는 물질 (흡수제, 건조제) 로서 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 알칼리 토금속의 산화물, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 수산화물, 실리카 겔, 제올라이트계 화합물, 황산마그네슘, 황산나트륨, 황산니켈 등의 황산염, 알루미늄 금속 착물, 알루미늄옥사이드옥틸레이트 등의 유기 금속 화합물 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 알칼리 토금속으로는, Ca, Sr, Ba 등을 들 수 있다. 알칼리 토금속의 산화물로는, CaO, SrO, BaO 등을 들 수 있다. 그 밖에 Zr-Al-BaO 나, 알루미늄 금속 착물 등도 들 수 있다. 이들 중에서도, 알칼리 토금속 Ca, Sr 과 그 산화물 CaO, SrO, 및 알루미늄 금속 착물이 바람직하고, 또한, CaO, SrO, BaO 가 수분 포착성이 높다는 점에서 바람직하며, 알루미늄 금속 착물이 포착제를 투명화할 수 있다는 점에서 보다 바람직하다.

보다 바람직한 그 중에서도 구체적인 상품명을 들면, 예를 들어, OleDry (후타바 전자사 제조) 를 수분 흡수하는 포착제로서 사용하는 것이 보다 바람직하다.

산소를 흡수하는 물질 (탈산소제) 로서, Fe, Mn, Zn, 및 이들 금속의 황산염?염화물염?질산염 등의 무기염 등의 무기계 ; 아스코르브산, 히드라진계 화합물, MXD6 나일론, 에틸렌성 불포화 탄화수소, 시클로헥센기를 갖는 폴리머 등의 유기계 등을 들 수 있다.

또한, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 는 1 종의 재료로 형성되어 있어도 되고, 2 종 이상의 재료로 형성되어 있어도 된다.

상기 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 를 구성하는 포착제의 바람직한 조합으로는, 수분 흡수하는 포착제끼리인 경우에서는, 알칼리 토금속 Ca 또는 Sr 과 알칼리 토금속의 산화물 CaO 또는 SrO ; 알칼리 토금속의 산화물 CaO 또는 SrO 와 알루미늄 금속 착물이 수분 포착 성능의 점에서 바람직하고, 수분 흡수하는 포착제와 산소 흡수하는 포착제의 조합인 경우에는, 알칼리 토금속의 산화물 CaO 또는 SrO 와 Fe ; 알칼리 토금속의 산화물 CaO 또는 SrO 와 아스코르브산 ; 알칼리 토금속의 산화물 CaO 또는 SrO 와 히드라진 화합물 ; 알루미늄 금속 착물과 아스코르브산 ; 알루미늄 금속 착물과 히드라진 화합물이 수분과 산소의 흡수를 양립시키는 점에서 바람직하다. 그리고, 알칼리 토금속의 산화물 CaO 또는 SrO 와 아스코르브산 ; 알칼리 토금속의 산화물 CaO 또는 SrO 와 히드라진 화합물이 보다 높은 흡수 성능을 나타내는 점에서 바람직하다.

또한, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 는 단층 필름에 의해 형성되어 있어도 되고, 2 층 이상의 필름을 구비한 적층 필름이어도 된다.

수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 의 두께는 특별히 규정되지 않지만, 통상 5 ㎛ 이상, 바람직하게는 10 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 15 ㎛ 이상이고, 또한, 통상 500 ㎛ 이하, 바람직하게는 400 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 300 ㎛ 이하이다. 두께를 두껍게 함으로써 기계적 강도는 높아지는 경향이 있는 한편, 얇게 함으로써 유연성이 높아지는 경향이 있고, 나아가서는 디바이스가 박형화될 수 있다는 이점이 있다. 이 때문에, 양방의 이점을 겸비하는 범위로서, 상기 범위로 하는 것이 바람직하다.

유기 전자 디바이스에 있어서는 그 수광면 및 이면이 다른 면보다 대면적으로 형성되는 경우가 많기 때문에, 이들 면을 통해서 수분 및 산소가 침입하는 경향이 있다. 이러한 관점에서, 본 발명에서는 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 는 가스 배리어 필름 (D) 와 유기 반도체 소자 (B) 사이에 형성한다.

본 실시형태의 하나에서는, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 가 유기 반도체 소자 (B) 의 수광면측에 설치된다. 또한, 본 실시형태 외의 것으로는, 필요에 따라 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 가 유기 반도체 소자 (B) 의 이면측에 설치된다. 그리고, 별도의 본 실시형태로서, 수광면, 이면측 모두 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 가 설치되어 있다. 그 경우, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 가 수광면, 이면 모두 각각 유기 반도체 소자 (B) 와 가스 배리어 필름 (D) 사이에 위치하도록 되어 있는 것이 바람직하다.

수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 는, 상기 위치에 더하여, 가스 배리어 필름 (D) 및 시일재에 의해 형성되는 공간 내이면, 추가로 그 설치 위치에 제한은 없다. 예를 들어, 유기 반도체 소자 (B) 가 존재하지 않는 기판 (A) 위, 유기 반도체 소자 (B) 의 수광면 및 이면의 적어도 일방의 투영면 이외의 가스 배리어 필름 (D) 위, 또한 디바이스 둘레 가장자리부, 특히 시일재 내측에 따른 위치에 설치해도 된다.

수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 는 포착제의 종류에 따라 임의의 방법으로 형성할 수 있지만, 예를 들어, 포착제를 분산시킨 필름을 점착제에 의해 첨부하는 방법, 포착제의 용액을 롤 코트, 그라비아 코트, 나이프 코트, 딥 코트, 커튼 플로우 코트, 스프레이 코트, 바 코트, 다이 코트, 스핀 코트, 잉크젯, 디스펜서 등으로 도포하는 방법 등을 사용할 수 있다. 또한 플라즈마 CVD, 진공 증착, 이온 플레이팅, 스퍼터링법 등의 성막법을 사용해도 된다.

포착제를 위한 필름으로는, 예를 들어, 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 고리형 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌계 수지, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 (AS 수지), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 (ABS 수지), 폴리염화비닐계 수지, 불소계 수지, 폴리(메타)아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 폴리에틸렌계 수지, 불소계 수지, 고리형 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지의 필름이 바람직하다. 또, 상기 수지는 1 종을 사용해도 되고, 2 종 이상을 임의의 조합 및 비율로 병용해도 된다.

또한, 수광면과는 반대의 태양 전지 소자 이면에 배치하는 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 는, 태양 전지 소자보다 배면측의 구성 부재는 반드시 가시광을 투과시킬 필요가 없기 때문에, 가시광을 투과시키지 않는 것을 사용할 수도 있다. 또한 사용하는 수분 흡수제 및 산소 흡수제의 적어도 일방을 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 보다 많이 함유하는 필름을 사용하는 것도 가능해진다. 이러한 흡수제로는, 수분 흡수제로서 CaO, BaO, Zr-Al-BaO, 산소의 흡수제로서 활성탄, 몰레큘러 시브 등을 들 수 있다.

<(유기 반도체 소자 (B) 를 피복하는) 가스 배리어 필름 (D)＞

가스 배리어 필름 (D) 는 물 및 산소의 투과를 방지하는 필름이다.

유기 박막 태양 전지를 포함하는 유기 반도체 소자 (B) 는 습기 및 산소에 약한 경향이 있어, 투명 전극, 금속 전극, 유기 반도체층이 수분 및 산소에 의해 열화되는 경우가 있다. 그래서, 가스 배리어 필름 (D) 로 태양 전지 소자를 피복함으로써, 태양 전지 소자를 물 및 산소로부터 보호하여, 발전 능력을 높게 유지할 수 있다.

또, 본 발명에 있어서의 가스 배리어 필름 (D) 는, 이하에 기재된 수증기 투과율을 만족하는 것이다.

가스 배리어 필름 (D) 의 수증기 투과율 Pd 는, 외부로부터의 수분의 침입을 차단하기 위해서, 40 ℃ 90 ％RH 환경하에서 100 ㎛ 두께에서 10^-1 g/㎡/day 이하일 필요가 있지만, 보다 바람직하게는 10^-2 g/㎡/day 이하, 더욱 바람직하게는 10^-3 g/㎡/day 이하, 10^-4 g/㎡/day 로 배리어 성능이 높을수록 바람직하다.

단, 현재의 기술로는 투명하면서 또한 플렉시블하고 배리어 성능을 높여 가면, 제조 비용도 거기에 연동하여 높아지기 때문에, 태양 전지 용도에 사용하는 경우에는, 제조 비용의 제약도 큰 점에서, 통상은 10^-3 g/㎡/day ? 10^-4 g/㎡/day 의 범위에 있는 것이 현실적으로 가장 바람직한 배리어 성능이 된다. 또 기술적으로 가능하다면, 10^-4 g/㎡/day 이하로 하는 것이 더욱 바람직한 것은 말할 필요도 없다.

수증기 투과율은, JIS K7129 에 준한 감습 센서, 적외선 센서, 가스 크로마토그래프를 구비한 장치에 의한 측정, 컵법 (JIS Z0208) 에 의해, 40 ℃ 90 ％ 환경에서 측정한다.

또한, 유기 전자 디바이스 내에 있어서, 빈 공간을 메워 광학 특성이나 기계 특성을 개선시키기 위해서 충전재를 봉입할 필요가 있는 경우가 있다. 그 때, 충전재층이, 유리 (遊離) 산, 유기 용매, 수증기, 산소 등을 포함하는 물질인 경우, 유기 반도체 소자를 열화시킬 우려가 있다. 그와 같은 경우에서도, 방식층을 유기 반도체 소자와의 사이에 배치함으로써, 유기 반도체 소자의 열화를 방지할 수 있다.

가스 배리어 필름 (D) 에 요구되는 산소 투과성의 정도는, 유기 반도체 소자 (B) 의 종류 등에 따라서 다양하다. 예를 들어, 일반적으로는, 25 ℃ 환경하에서 100 ㎛ 두께에서의 단위 면적 (1 ㎡) 의 1 일당 산소 투과율이, 1 cc/㎡/day/atm 이하인 것이 바람직하고, 1×10^-1 cc/㎡/day/atm 이하인 것이 보다 바람직하고, 1×10^-2 cc/㎡/day/atm 이하인 것이 더욱 바람직하고, 1×10^-3 cc/㎡/day/atm 이하인 것이 그 중에서도 바람직하며, 1×10^-4 cc/㎡/day/atm 이하인 것이 특히 바람직하고, 1×10^-5 cc/㎡/day/atm 이하인 것이 가장 바람직하다. 산소가 투과되지 않으면 않을수록, 소자의 산화에 의한 열화가 억제되는 이점이 있다. 또, 산소 투과율은, JIS K7126A 에 준한 차압법에 근거하는 장치, 또는 JIS K7126B 에 준한 등압법에 근거하는 적외선 센서, 가스 크로마토그래프를 구비한 장치로 측정할 수 있다.

이러한 가스 배리어 필름 (D) 를 적용함으로써 유기 태양 전지 소자 등의 우수한 성질을 살린 유기 반도체 디바이스의 실시가 용이해진다.

또한, 가스 배리어 필름 (D) 는, 유기 전자 디바이스의 광입사?출사면에 사용되는 경우에는, 가시광을 투과시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 가시광 (파장 360 ? 830 ㎚) 의 광 투과율은, 통상 75 ％ 이상, 바람직하게는 80 ％ 이상, 보다 바람직하게는 85 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 90 ％ 이상, 특히 바람직하게는 95 ％ 이상, 그 중에서도 특히 바람직하게는 97 ％ 이상이다. 예를 들어, 유기 박막 태양 전지에 있어서는, 태양광을 보다 많이 전기 에너지로 변환하는 이점이 있다. 또한, 유기 전자 디바이스의 광입사?출사면과는 반대의 면에 사용되는 경우에는 반드시 가시광을 투과시킬 필요가 없기 때문에, 불투명해도 된다.

가스 배리어 필름의 두께는 특별히 규정되지 않지만, 통상 10 ㎛ 이상, 바람직하게는 15 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 20 ㎛ 이상이고, 또한, 통상 500 ㎛ 이하, 바람직하게는 300 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 200 ㎛ 이하이다. 두께를 두껍게 함으로써 기계적 강도가 높아지는 경향이 있고, 얇게 함으로써 유연성이 높아지는 경향이 있다.

그리고, 유기 반도체 디바이스는 광을 받아 뜨거워지는 경우가 많기 때문에, 가스 배리어 필름 (D) 도 열에 대한 내성을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 가스 배리어 필름 (D) 의 구성 재료의 융점은, 통상 100 ℃ 이상, 바람직하게는 120 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 130 ℃ 이상이고, 또한, 통상 350 ℃ 이하, 바람직하게는 320 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 300 ℃ 이하이다. 융점을 높게 함으로써 유기 반도체 디바이스의 사용시에 가스 배리어 필름 (D) 가 융해?열화되는 것을 방지할 수 있다.

가스 배리어 필름 (D) 의 구체적인 구성은, 유기 반도체 소자를 물 및 산소의 적어도 일방으로부터 보호할 수 있는 한 임의이다. 단, 가스 배리어 필름 (D) 를 투과할 수 있는 수증기나 산소의 양을 적게 할 수 있는 필름일수록 제조 비용이 비싸지기 때문에, 이러한 점들을 종합적으로 감안하여 적절한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

이하, 가스 배리어 필름 (D) 의 구성에 관해서 예를 들어 설명한다.

가스 배리어 필름 (D) 의 구성으로서 바람직한 것은 2 예를 들 수 있다.

첫번째 예는, 플라스틱 필름 기재에 무기 배리어층을 배치한 필름이다.

이 때, 무기 배리어층은, 플라스틱 필름 기재의 편면에만 형성해도 되고, 플라스틱 필름 기재의 양면에 형성해도 된다. 양면에 형성할 때에는, 양면에 형성하는 무기 배리어층의 수가 각각 일치하고 있어도 되고, 달라도 된다.

두번째 예는, 플라스틱 필름 기재에, 무기 배리어층과 폴리머층이 서로 인접하여 적층 배치된 2 층으로 이루어지는 유닛층이 형성된 필름이다. 이 때, 무기 배리어층과 폴리머층이 서로 인접하여 적층 배치된 2 층으로 이루어지는 유닛층을 1 단위로 하여, 이 유닛층이 1 단위 (무기 배리어층 1 층과 폴리머층 1 층을 합하여 1 단위의 의미) 만을 형성해도 되고, 2 단위 이상 형성해도 된다. 예를 들어 2 ? 5 단위, 적층해도 된다.

유닛층은, 플라스틱 필름 기재의 편면에만 형성해도 되고, 플라스틱 필름 기재의 양면에 형성해도 된다. 양면에 형성할 때에는, 양면에 형성하는 무기 배리어층 및 폴리머층의 수가 각각 일치하고 있어도 되고, 달라도 된다. 또한, 플라스틱 필름 기재 상에 유닛층을 형성하는 경우, 플라스틱 필름 기재측에 무기 배리어층을 형성하고, 이 무기 배리어층 상에 폴리머층을 형성해도 되며, 플라스틱 필름 기재측에 폴리머층을 형성하고, 이 폴리머층 상에 무기 배리어층을 형성해도 된다.

또한, 배리어층을 보호하는 등의 목적으로, 배리어층을 배치한 면에 보호 필름을 구비해도 된다. 이러한 보호 필름은 가스 배리어 필름 기재와 동일한 재료여도 되고, 다른 재료를 사용해도 된다. 또, 배리어층을 배치한 면끼리를 첩합 (貼合) 하여 플라스틱 필름 기재를 외측을 향한 적층체로 해도 된다.

?플라스틱 필름 기재

가스 배리어 필름 (D) 에 사용되는 플라스틱 필름 기재는, 상기한 무기 배리어층 및 폴리머층을 유지할 수 있는 필름이면 특별히 제한은 없고, 가스 배리어 필름 (D) 의 사용 목적 등으로부터 적절히 선택할 수 있다.

플라스틱 필름 기재의 재료의 예를 들면, 폴리에스테르 수지, 메타크릴 수지, 메타크릴산-말레산 공중합체, 폴리스티렌, 불소 수지, 폴리이미드 수지, 불소화 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리비닐알코올 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리에테르이미드 수지, 셀룰로오스아실레이트 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지, 폴리카보네이트 수지, 지환식 폴리올레핀 수지, 폴리알릴레이트 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리술폰 수지, 시클로올레핀 코폴리머, 플루오렌 고리 변성 폴리카보네이트 수지, 지환 변성 폴리카보네이트 수지, 아크릴로일 화합물 등의 열가소성 수지 등을 들 수 있다.

이들 수지 중 바람직한 예로는, 폴리에스테르 수지, 폴리알릴레이트 수지, 폴리에테르술폰 수지, 플루오렌 고리 변성 폴리카보네이트 수지, 지환 변성 폴리카보네이트 수지, 아크릴로일 화합물을 들 수 있다. 또한, 스피로비인단, 스피로비크로만을 포함하는 축합 폴리머를 사용하는 것도 바람직하다. 폴리에스테르 수지 중에서도, 2 축 연신을 실시한 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 마찬가지로 2 축 연신한 폴리에틸렌나프탈레이트 (PEN) 는 열적 치수 안정성이 우수하기 때문에, 본 발명에 있어서 플라스틱 필름 기재로서 바람직하게 사용된다.

또 플라스틱 필름 기재의 재료는, 1 종을 사용해도 되고, 2 종 이상을 임의의 조합 및 비율로 병용해도 된다.

플라스틱 필름 기재에는, 무기 배리어층과의 밀착성 향상을 위해 앵커 코트제의 층 (앵커 코트층) 을 형성해도 된다. 통상, 앵커 코트층은 앵커 코트제를 도포하여 형성된다. 앵커 코트제로는, 예를 들어, 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지, 아크릴 수지, 옥사졸린기 함유 수지, 카르보디이미드기 함유 수지, 에폭시기 함유 수지, 이소시아네이트 함유 수지 및 이들의 공중합체 등을 들 수 있다. 또, 앵커 코트제는, 1 종을 사용해도 되고, 2 종 이상을 임의의 조합 및 비율로 병용해도 된다.

앵커 코트층의 두께는, 통상 0.005 ㎛ 이상, 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상이고, 통상 5 ㎛ 이하, 바람직하게는 1 ㎛ 이하이다. 이 범위의 상한치 이하의 두께이면 미끄러짐성이 양호하고, 앵커 코트층 자체의 내부 응력에 의한 플라스틱 필름 기재로부터의 박리도 거의 없다. 또한, 이 범위의 하한치 이상의 두께이면, 균일한 두께를 유지할 수 있어 바람직하다.

?무기 배리어층

무기 배리어층은 통상은 금속 산화물, 질화물 또는 산화질화물에 의해 형성되는 층이다. 또, 무기 배리어층을 형성하는 금속 산화물, 질화물 및 산화질화물은, 1 종이어도 되고, 2 종 이상을 임의의 조합 및 비율로 병용해도 된다.

금속 산화물로는, 예를 들어, Si, Al, Mg, In, Ni, Sn, Zn, Ti, Cu, Ce, Ta 등의 산화물, 질화물 또는 산화질화물 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 높은 배리어성과 고투명성을 양립시키기 위해서, 산화알루미늄 또는 산화규소를 함유하는 것이 바람직하고, 특히 수분의 투과성, 광선 투과성의 관점에서, 산화규소를 함유하는 것이 바람직하다. 2 종 이상의 금속 산화물로부터 무기 배리어층을 구성하는 경우, 금속 산화물로는 산화알루미늄 및 산화규소를 포함하는 것이 바람직하다.

각각의 금속 원자와 산소 원자의 비율도 임의이지만, 무기 배리어층의 투명도를 향상시켜 착색을 방지하기 위해서는, 산소 원자의 비율이 산화물의 화학량론적 비율로부터 극단적으로 적지 않은 것이 바람직하다. 한편, 무기 배리어층의 치밀성을 향상시켜 배리어성을 높게 하기 위해서는, 산소 원자를 적게 하는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 예를 들어, 금속 산화물로서 SiO_x를 사용하는 경우에는 상기 x 의 값은 1.5 ? 1.8 이 특히 바람직하다. 또한, 예를 들어, 금속 산화물로서 AlO_x를 사용하는 경우에는 상기 x 의 값은 1.0 ? 1.4 가 특히 바람직하다.

무기 배리어층의 두께를 두껍게 하면 배리어성이 높아지는 경향이 있지만, 구부렸을 때에 크랙이 잘 생기지 않게 하여 균열을 방지하기 위해서는, 두께를 얇게 하는 것이 바람직하다. 그래서 무기 배리어층의 적정한 두께로는, 통상 5 ㎚ 이상, 바람직하게는 10 ㎚ 이상이고, 또한, 통상 1000 ㎚ 이하, 바람직하게는 200 ㎚ 이하이다.

무기 배리어층의 성막 방법에 제한은 없지만, 일반적으로 스퍼터링법, 진공 증착법, 이온 플레이팅법, 플라즈마 CVD 법 등에 의해 실시할 수 있다. 예를 들어 스퍼터링법으로는 1 종류의 또는 복수의 금속 타깃과 산소 가스를 원료로 하여, 플라즈마를 사용한 반응성 스퍼터 방식으로 형성할 수 있다.

?폴리머층

폴리머층에는 어떠한 폴리머라도 사용할 수 있으며, 예를 들어, 진공 챔버 내에서 성막할 수 있는 것도 사용할 수 있다. 또, 폴리머층을 구성하는 폴리머는, 1 종을 사용해도 되고, 2 종 이상을 임의의 조합 및 비율로 병용해도 된다.

상기 폴리머를 제공하는 화합물로는, 예를 들어, 이하의 것을 들 수 있다. 또, 모노머는 1 종을 사용해도 되고, 2 종 이상을 임의의 조합 및 비율로 병용해도 된다.

예를 들어, 헥사메틸디실록산 등의 실록산을 들 수 있으며, 폴리실록산이 폴리머로서 얻어진다.

디파라자일릴렌 등의 파라자일릴렌을 들 수 있으며, 폴리파라자일릴렌이 폴리머로서 얻어진다.

2 종의 모노머를 교대로 반복 부가 중합시킬 수 있는 모노머를 들 수 있다. 이것에 의해, 중부가 폴리머가 얻어지고, 폴리우레탄(디이소시아네이트/글리콜), 폴리우레아(디이소시아네이트/디아민), 폴리티오우레아(디티오이소시아네이트/디아민), 폴리티오에테르우레탄(비스에틸렌우레탄/디티올), 폴리이민(비스에폭시/제 1 아민), 폴리펩티드아미드(비스아조락톤/디아민), 폴리아미드(디올레핀/디아미드) 등이 예시된다.

아크릴레이트 모노머를 들 수 있다. 단관능, 2 관능, 다관능의 아크릴레이트 모노머 중 어느 것을 사용해도 되지만, 적절한 증발 속도, 경화도, 경화 속도 등을 얻기 위해서, 상기한 아크릴레이트 모노머를 2 종 이상 조합하여 병용하는 것이 바람직하다. 단관능 아크릴레이트 모노머로는, 예를 들어, 지방족 아크릴레이트 모노머, 지환식 아크릴레이트 모노머, 에테르계 아크릴레이트 모노머, 고리형 에테르계 아크릴레이트 모노머, 방향족계 아크릴레이트 모노머, 수산기 함유 아크릴레이트 모노머, 카르복시기 함유 아크릴레이트 모노머 등을 들 수 있다.

에폭시계나 옥세탄계 등의 광카티온 경화 폴리머가 얻어지는 모노머를 들 수 있다.

아세트산비닐을 들 수 있다. 또한, 그 중합체를 비누화함으로써 폴리비닐알코올이 얻어진다.

아크릴산, 메타크릴산, 에타크릴산, 푸마르산, 말레산, 이타콘산, 말레산모노메틸, 말레산모노에틸, 무수말레산, 무수이타콘산 등의 불포화 카르복실산 등을 들 수 있다. 또한, 에틸렌과의 공중합체를 구성시킬 수 있다. 또, 이들의 혼합물, 또는 글리시딜에테르 화합물을 혼합한 혼합물, 나아가서는 에폭시 화합물과의 혼합물도 폴리머로서 사용할 수 있다.

상기한 모노머를 중합하여 폴리머를 생성시킬 때, 모노머의 중합 방법에 제한은 없다. 단, 통상은, 모노머를 함유하는 조성물을 도포 또는 증착시켜 성막한 후에 중합을 실시하도록 한다. 중합 방법의 예를 들면, 열중합 개시제를 사용했을 때에는 히터 등에 의한 접촉 가열 ; 적외선, 마이크로파 등의 방사 가열 등에 의해 중합을 개시시킨다. 또한, 광중합 개시제를 사용했을 때에는 활성 에너지선을 조사하여 중합을 개시시킨다. 활성 에너지선을 조사하는 경우에는 다양한 광원을 사용할 수 있으며, 예를 들어, 수은 아크 램프, 크세논 아크 램프, 형광 램프, 탄소 아크 램프, 텅스텐-할로겐 복사 램프 및 일광에 의한 조사광 등을 사용할 수 있다. 또한, 전자선 조사나 대기압 플라즈마 처리를 실시할 수도 있다.

폴리머층의 형성 방법은, 예를 들어, 도포법, 진공 성막법 등을 들 수 있다.

도포법으로 폴리머층을 형성하는 경우, 예를 들어, 롤 코트, 그라비아 코트, 나이프 코트, 딥 코트, 커튼 플로우 코트, 스프레이 코트, 바 코트 등의 방법을 사용할 수 있다.

한편, 진공 성막법으로 폴리머층을 형성하는 경우, 예를 들어, 증착, 플라즈마 CVD 등의 성막 방법을 들 수 있다.

폴리머층의 두께에 관해서는 특별히 한정은 없지만, 통상 10 ㎚ 이상이고, 또한, 통상 5000 ㎚ 이하, 바람직하게는 2000 ㎚ 이하, 보다 바람직하게는 1000 ㎚ 이하이다. 폴리머층의 두께를 두껍게 함으로써, 두께의 균일성을 얻기 쉬워져 무기 배리어층의 구조 결함을 효율적으로 폴리머층에 의해 메울 수 있어, 배리어성이 향상되는 경향이 있다. 또한, 폴리머층의 두께를 얇게 함으로써, 휨 등의 외력에 의해 폴리머층 자신이 크랙을 잘 발생하지 않게 되므로 배리어성이 향상된다. 이 때문에, 배리어성과 휨 강도를 겸비한 두께로서 상기 범위로부터 결정하는 것이 바람직하다.

이상에 기재한 것 중에서도 보다 바람직한 가스 배리어 필름 (D) 로는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 또는 폴리에틸렌나프탈레이트 (PEN) 등의 기재 필름에 무기 재료, 바람직하게는 SiO_x 나 SiO_xN_y 를 진공 성막법에 의해 진공 증착한 필름 등을 들 수 있다. 요컨대, 가스 배리어 필름 (D) 가, 열가소성 수지와, 그 열가소성 수지 상에 진공 증착된 SiO_x를 함유하는 필름인 경우 등을 포함한다. (x 의 값은 1.5 ? 1.8 이 특히 바람직하고, Y 는 정수) SiO_x 나 SiO_xN_y 는, 수분을 흡수하거나 수분과 반응하거나 하지 않고, 자유 체적을 규제함으로써 배리어 성능을 달성하는 무기 재료로, 진공 증착법 등에 의해 성막한 치밀한 박막, 특히 SiO_x박막이 보다 바람직하다. 특히 SiO_x 박막을 구비한 열가소성 수지로 이루어지는 필름이 보다 배리어성이 높아 바람직하다.

유기 배리어 재료의 경우, 배리어 재료 중에 수증기 등의 가스를 용해, 확산시키면서 주로 배리어 재료의 두께에 의해 배리어성을 달성하는 케이스가 대부분이고, 이 경우, 배리어 재료 중의 가스 용해량이 계측시에 포화 용해도 부근까지 올라온 경우에는 유기 반도체 소자 안으로의 가스 차단이 불가능해지기 때문에 바람직하지 않다.

또 본 발명에서의 가스 배리어 필름 (D) 는 수증기 투과율 (요컨대 수증기의 배리어 성능) 로 가스 배리어 성능을 규정하고 있지만, 이것은 수증기의 배리어가 가장 중요한 기능의 하나임과 함께, 수증기의 배리어가 통상 문제가 되는 산소 등의 기체, 휘발 성분이나 알칼리, 산 등 저분자량 성분 중에서 가장 차단이 어려운 즉 투과하기 쉬운 것의 하나이기 때문이다.

또, 가스 배리어 필름 (D) 는 1 종의 재료로 형성되어 있어도 되고, 2 종 이상의 재료로 형성되어 있어도 된다. 또, 가스 배리어 필름 (D) 는 단층 필름에 의해 형성되어 있어도 되고, 2 층 이상의 필름을 구비한 적층 필름이어도 된다.

가스 배리어 필름 (D) 는, 유기 반도체 소자 (B) 를 피복하여 수분 및 산소로부터 보호할 수 있도록 본 발명에 기재된 순서대로 적층되어 있으면, 그 형성 위치에 제한은 없지만, 유기 반도체 소자 (B) 의 기판과 반대면에 구비되어 있는 것이 특징이다. 또한, 유기 반도체 소자 (B) 의 기판 설치면 배면 (수광면과는 반대측의 면) 을 동일한 가스 배리어 필름 (D) 로 덮고 있어도 된다. 유기 반도체 디바이스에 있어서는 그 정면 및 배면이 다른 면보다 대면적으로 형성되는 일이 많기 때문이다.

그리고, 가스 배리어 필름 (D) 의 가장자리부를 시일재로 시일하고, 가스 배리어 필름 (D) 및 시일재에 의해 둘러싸인 공간 내에 태양 전지 소자를 수납함으로써, 유기 반도체 소자 (B) 를 습기 및 산소로부터 보호할 수 있도록 되어 있다.

또, 후술하는 이면 보호 시트가 높은 가스 배리어 성능을 갖는 경우에는, 용도에 따라 가스 배리어 필름 (D) 를 겸해도 된다.

<방식층 (E)＞

본 발명에서는, 방식층 (E) 는 유기 반도체 디바이스를 구성하는 중요한 층이다. 본 발명에서 말하는 방식층 (E) 는 충전재와는 상이한 것이다.

방식층 (E) 는, 유기 반도체 소자에는 적어도 한 쌍의 전극 또는 전극을 구비한 기판 (A) 이 존재하고 있기 때문에, 전극과, 그 전극의 유기 반도체 소자 (B) 와는 반대측인, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 사이에 배치되는 것이다. 요컨대, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 가 직접 전극에 접하지 않도록 배치되어 있으면 특별히 제한은 없다.

구체적으로는, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제가 전극으로 확산됨으로써 전극 부식의 원인이 되기 때문에 상기한 바와 같이 배치하는 것은 바람직하다.

또한, 방식층 (E) 는 1 층 또는 복수 층이어도 되지만, 하기에 나타내는 방식층 (E) 의 특성은, 복수 층인 경우, 복수 층의 층 전체로서의 특성을 나타내는 것으로 한다.

또, 본 발명에 있어서의 방식층 (E) 는, 이하의 수증기 투과율의 특성 (요컨대 가스 배리어성이 우수하다) 을 나타내는 것이다.

방식층 (E) 의 40 ℃ 90 ％RH 환경에서의 수증기 투과율 Pe 는 15 g/㎡/day ≥ Pe ＞ Pd 의 관계에 있고, 바람직하게는, 5 g/㎡/day ≥ Pe ＞ Pd, 보다 바람직하게는 1 g/㎡/day ≥ Pe ≥ Pd×5, 더욱 바람직하게는 1 g/㎡/day ≥ Pe ≥ Pd×10, 가장 바람직하게는 0.1 g/㎡/day ≥ Pe ≥ Pd×10 의 관계에 있는 것이 바람직하다. 측정 방법은 상기 서술한 방법을 사용한다.

이러한 상한보다 방식층 (E) 의 수증기 투과율 Pe 가 큰 경우에는, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 로부터 새어 나오는 수분, 산소, 포착제가 반응하여 발생하는 알칼리나 산 등을 충분히 차단할 수 없어, 유기 반도체 소자 (B) 의 열화를 방지할 수 없다는 우려가 있다. 또한, 유기 전자 디바이스의 제조 공정에 있어서, 공정에서 사용하는 접착제나 점착제 등으로부터 휘발된 유기 용매나 저분자량 성분 등을 충분히 차단할 수 없어, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 를 변질시켜서, 유기 전자 디바이스에 도입된 후에 수분 및 산소의 적어도 일방을 충분히 흡수할 수 없게 되어, 유기 반도체 소자 (B) 의 열화를 방지할 수 없다는 우려가 있다.

또한, 상기한 가스 배리어 필름 (D) 의 수증기 투과율 Pd 와의 관계로부터 규정되는 하한보다 방식층 (E) 의 수증기 투과율 Pe 가 작은 경우에는, 유기 전자 디바이스에 도입된 후, 방식층이 유기 반도체 소자 내부에 침입한, 또는 도입하는 프로세스 중에 잔류한 수분이나 산소를 충분히 흡수할 수 없어, 유기 반도체 소자 (B) 의 열화를 방지할 수 없다는 우려가 있다. 이것은 특히 장수명을 겨냥하여 가스 배리어 필름 (D) 의 Pd 가 낮은 경우에 현저하다.

또 방식층 (E) 에는 가스 배리어성을 갖는 막이나 필름 등이 사용되지만, 유기 전자 디바이스에 도입하는 프로세스의 간이성이나 비용을 고려하면 가스 배리어 필름의 형태가 가장 바람직하다. 한편, 가스 배리어성을 갖는 막을 직접 유기 반도체 소자 (B) 에 형성하는 것은, 바람직하지 않다. 웨트 성막에 의해 상기 막을 형성하는 경우에는, 용매가 전극의 핀 홀로부터 유기 반도체층 (B0) 중으로 침투하여, 열화를 야기할 우려가 있다. 진공 프로세스를 동반하는 드라이 성막으로 상기 막을 형성하는 경우에는, 필름을 첩착 (貼着) 하는 필름 프로세스와 달리, 배치 프로세스가 되기 때문에 생산 효율이 현저히 떨어진다. 또한, 상기 막의 내부 응력에 의해 유기 반도체 소자 (B) 가 손상될 우려가 있다.

상기 수증기 투과율의 조건을 만족하는 방식층 (E) 의 바람직한 양태의 하나로는, 진공 성막법에 의해서 성막된 무기 재료막을 층으로서 포함시키는 것이 바람직하다. 무기 재료막 중에서도 수분을 흡수하거나 수분과 반응하거나 하지 않고, 자유 체적을 규제함으로써 배리어 성능을 달성하는 무기 재료막이 보다 바람직하다. 예를 들어 SiO_x, SiO_xN_y 등을 들 수 있다 (Y 는 정수. X = 1.5 ? 2).

유기 배리어 재료의 경우, 배리어 재료 중에 수증기 등의 가스를 용해, 확산시키면서 주로 배리어 재료의 두께에 의해 배리어성을 달성하는 케이스가 대부분으로, 이 경우, 배리어 재료 중의 가스 용해량이 계측시에 포화 용해도 부근까지 올라온 경우에는 유기 반도체 소자 안으로의 가스 차단이 불가능해지기 때문에 바람직하지 않다.

또 방식층 (E) 에서는 수증기 투과율 (요컨대 수증기의 배리어 성능) 로 가스 배리어 성능을 규정하고 있지만, 이것은 수증기의 배리어가 가장 중요한 기능의 하나임과 함께, 수증기의 배리어가 통상 문제가 되는 산소 등의 기체, 휘발 성분이나 알칼리, 산 등 저분자량 성분 중에서 가장 차단이 어려운 (투과하기 쉬운) 것의 하나이기 때문이다.

또한, 보다 바람직한 기능으로는 접착 기능을 갖는 것이다. 접착 기능을 가짐으로써, 소자와 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제가 고정된다. 휨 등에 의한 디바이스 변형시에, 포착제가 움직여 소자 전극에 접촉하는 등의 우려가 없어진다. 또한, 디바이스 제조시에, 기판 (A) 와 유기 반도체 소자 (B) 상에, 방식층 (E), 포착제를 함유하는 층 (C), 가스 배리어 필름 (D) 가 적층되어 가는데, 그 때에도 포착제를 함유하는 층 (C) 가 움직여 소자 전극에 접촉할 우려가 없어지는 이점이 생긴다.

또한, 방식층 (E) 자체의 성질로는, 내알칼리성을 갖고 있는 것이 바람직하다.

포착제 성분이 수분과 반응하여 알칼리가 생성될 수 있는데, 방식층 (E) 에 알칼리 내성이 없으면, 알칼리가 침투하여 전극을 부식 열화시킬 우려가 있다.

또한, 방식층 (E) 로부터 산이 발생하지 않는 것이 바람직하다. 산은 전극과 접촉하면, 전극을 부식 열화시켜 버린다. 산이 발생하지 않음으로써, 부식 열화를 방지하는 이점이 생긴다. 산을 발생하는 재료로는, 예를 들어, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 등의 아세트산비닐계 수지를 들 수 있다.

구체적으로 방식층 (E) 의 상기 특성 외의 대표적인 특성을 이하에 나타낸다.

방식층 (E) 에 요구되는 산소 투과 능력은, 유기 반도체 소자 (B) 에 따라서 다양하다. 예를 들어, 일반적으로는, 25 ℃ 환경하에서 100 ㎛ 두께에서의 단위 면적 (1 ㎡) 의 1 일당 산소 투과율이, 500 cc/㎡/day/atm 이하인 것이 바람직하고, 100 cc/㎡/day/atm 이하인 것이 보다 바람직하고, 10 cc/㎡/day/atm 이하인 것이 더욱 바람직하며, 1 cc/㎡/day/atm 이하인 것이 그 중에서도 바람직하다. 산소 배리어 성능이 이러한 범위에 있음으로써, 소자의 산소에 의한 열화를 억제할 수 있다. 또한, 사용되는 포착제가 산소를 흡수하는 경우에는, 가스 배리어 필름 (D) 의 산소 투과율 이상의 값인 것이 바람직하다. 가스 배리어 필름 (D) 보다 산소 투과율이 낮은 경우에는, 포착제는 소자 봉지 영역 외, 요컨대 가스 배리어 필름 (D) 의 외부 영역의 산소를 포착하게 되어, 본래의 소자 열화 방지의 목적이 상실된다. 또, 산소 투과율은 상기 서술한 방법으로 측정할 수 있다.

접착 기능으로서, 소자 전극과 포착제를 함유하는 층 (C) 에 대한 접착 능력을 가질 것이 요구된다. 접착 능력의 기준으로서, 접착 강도가 0.1 N/㎝ 이상이고, 바람직하게는 0.4 N/㎝ 이상, 보다 바람직하게는 1 N/㎝ 이상이다. 접착 기능이 이러한 하한을 하회하면, 포착제가 쉽게 움직여 소자 전극에 접촉하고, 전극 열화를 야기할 우려가 있다. 또한, 100 N/㎝ 이하가 바람직하고, 50 N/㎝ 이하가 보다 바람직하다.

접착력의 측정에 관해서는 후술하지만, JIS K6854 에 준한 박리 접착 강도 시험을 실시함으로써 얻을 수 있다. 시험체의 형상에 의해, 180 도 박리, 90 도 박리, T 형 박리를 적절히 선택 가능하다.

또한, 내알칼리성의 지표로는, ASTM D543 에 준거한 시험에 견딜 수 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 수산화나트륨 1 ％ 용액에 24 시간 침지 후에 외관에 이상이 없고, 치수 변화도 5 ％ 이하, 나아가 1 ％ 이하인 것이 바람직하다.

방식층 (E) 의 흡수율은, 일반적으로 0.005 ? 1 ％ 가 바람직하고, 0.01 ? 0.5 ％ 가 보다 바람직하고, 0.02 ? 0.3 ％ 가 더욱 바람직하다. 이러한 상한을 초과하면, 흡수한 수분에 의해 알칼리 확산이 촉진되어, 전극 부식 방지 효과가 떨어질 우려가 있다. 한편, 이러한 하한보다 하회하면, 소자 전극과 방식층 (E) 계면의 수분이 방식층 (E) 에 의해 차단되어, 포착제로 흡수하는 것이 불가능해질 우려가 있다.

또한, 방식층 (E) 는, 유기 박막 태양 전지 소자의 수광면측에 사용되는 경우, 광 흡수를 방해하지 않는 관점에서 가시광을 투과시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 가시광 (파장 360 ? 830 ㎚) 의 광 투과율은, 필름 계면의 부분 반사에 의한 로스를 제외하고, 통상 75 ％ 이상, 바람직하게는 80 ％ 이상, 보다 바람직하게는 85 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 90 ％ 이상, 그 중에서도 바람직하게는 95 ％ 이상, 특히 바람직하게는 97 ％ 이상이다. 태양광을 보다 많이 전기 에너지로 변환하기 위해서이다.

한편, 유기 박막 태양 전지 소자의 수광면과 반대측에 방식층 (E) 를 사용하는 경우에는, 반드시 가시광을 투과시킬 필요가 없어, 불투명해도 된다.

그리고, 유기 반도체 디바이스는 광을 받아 뜨거워지는 경우가 많기 때문에, 열에 대한 내성을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 구성 재료의 융점은, 통상 100 ℃ 이상, 바람직하게는 120 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 130 ℃ 이상이고, 또한 통상 350 ℃ 이하, 바람직하게는 320 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 300 ℃ 이하이다. 또한, 유리 전이 온도는, 통상 0 ℃ 이상, 바람직하게는 30 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 60 ℃ 이상이고, 통상 300 ℃ 이하, 바람직하게는 200 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 160 ℃ 이하이다. 고융점?고유리 전이 온도 재료를 사용함으로써 내열성을 양호하게 할 수 있어, 디바이스 사용시에 융해, 열화되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 있어서의 방식층 (E) 를 구성하는 재료는, 상기 특성을 갖는 것이면 임의이다. 구체적으로 그 재료의 예를 들면, 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 고리형 폴리올레핀계 수지, α-올레핀무수말레산 공중합체, 폴리스티렌계 수지, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 (AS 수지), 스티렌-부타디엔 공중합체 (SB 수지), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 (ABS 수지), 폴리염화비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지, 폴리아세트산비닐계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 에틸렌-비닐알코올 공중합체, 폴리비닐부티랄계 수지, 폴리비닐피롤리돈계 수지, 불소계 수지, 폴리(메타)아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드이미드계 수지, 폴리아릴프탈레이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 실리콘계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리페닐렌술파이드계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리벤조이미다졸계 수지, 페놀계 수지, 멜라민계 수지, 우레아 수지, 레졸시놀계 수지, 자일렌계 수지, 에폭시계 수지, 아세탈계 수지, 셀룰로오스계 수지 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 폴리에틸렌계 수지, 고리형 폴리올레핀계 수지, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 불소계 수지, 폴리(메타)아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리이미드계 수지, 에폭시계 수지 등의 수지 재료이고, 보다 바람직하게는, 폴리에틸렌계 수지, 불소계 수지, 폴리(메타)아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리이미드계 수지, 에폭시계 수지이다. 이 중에서도 특히 바람직하게는, 접착 기능을 부여할 수 있는 점에서, 폴리(메타)아크릴계 수지, 에폭시계 수지이다.

이 방식층 (E) 는, 1 층 이상 있으면 되고, 복수 층으로 구성되어 있어도 된다. 복수 층인 경우, 폴리에스테르계 수지와 폴리(메타)아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지와 에폭시계 수지와 같은 조합이, 투명성, 내열성을 겸비하고, 또한 접착 기능을 부여할 수 있는 점에서 바람직하다.

방식층 (E) 의 1 층당 두께는, 통상 20 ㎛ 이상, 바람직하게는 30 ㎛ 이상이다. 또한, 상한은 500 ㎛ 이고, 보다 바람직하게는 200 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 100 ㎛ 이하이다. 상한을 초과하면, 가요성 유기 전자 디바이스에서는 두께가 증가되어, 구부리기가 곤란해진다. 또한, 소자의 금속 전극과 거리가 있기 때문에, 포착제가 금속 전극 주위에 도달한 수분, 산소 등을 효율적으로 흡수할 수 없게 될 우려가 있다. 한편, 하한을 하회하면, 알칼리 확산의 억제가 불충분해져, 전극의 열화 방지를 할 수 없게 될 우려가 있다.

또한, 이 방식층 (E) 는 상기 서술한 배치 위치 외에, 기판 (A) 위의 유기 반도체 소자 (B) 가 존재하지 않는 부분, 가스 배리어 필름 (D) 상에 적층된 상태로 배치해도 된다.

방식층 (E) 는 사용하는 화합물의 종류에 따라 임의의 방법으로 형성할 수 있는데, 예를 들어, 용융 압출 성형법, 용액 유연법, 캘린더법 등 필름 또는 시트를 제작하는 방법, 방식층 (E) 를 구성하는 용액을 롤 코트, 그라비아 코트, 나이프 코트, 딥 코트, 커튼 플로우 코트, 스프레이 코트, 바 코트, 다이 코트, 스핀 코트, 잉크젯, 디스펜서 등으로 도포막을 형성하는 웨트 성막 방법을 사용할 수 있다.

또한, 플라즈마 CVD, 진공 증착, 이온 플레이팅, 스퍼터링 등의 드라이 성막 방법을 사용해도 된다.

그리고, 필름 또는 시트 제작 후, 및 성막 후에, 히터, 적외선, 마이크로파 등에 의한 가열, 자외광 및/또는 가시광 조사에 의해 중합, 가교, 경화 반응을 실시해도 된다.

<수지층 (F)＞

본 발명에 있어서의 수지층 (F) 는, 본 발명의 효과를 발휘하는 수지이면 특별히 제한되지는 않지만, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 나 충전재와는 상이한 수지이다. 단, 유기 반도체 소자 (B) 와 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 사이에, 유기 반도체 소자 (B) 와 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 가 직접 접촉하지 않도록 배치된다.

바람직한 수지층 (F) 로는, 가스 배리어 필름 (D) 와, 1 층 또는 복수 층의 방식층 (E) 를 포함하는 것이 바람직하고, 복수 층의 방식층 (E) 인 것이 보다 바람직하다. 구체적인 예시는 전술한 바와 같다.

또, 수지층 (F) 가 가스 배리어 필름 (D) 인 경우, 동일해도 되고 상이해도 된다.

보다 구체적으로는, 수지층 (F) 에 사용되는 수지는, 극성 관능기나 활성 관능기를 포함하지 않거나 포함하고 있어도 극소량으로, 수증기나 산소, 태양광 등에 의해 분해되지 않거나, 잘 분해되지 않는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 구체적인 수지의 예시로는, PET, PEN 등의 연신 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 활성 관능기를 함유하지 않은 폴리올레핀, ETFE 나 PVF 등의 불소 수지이다. 이들 수지를 조합하여 사용해도 된다.

또, 이 수지층 (F) 의 막두께는, 20 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 구체적 이유는, 이 수지층 (F) 의 구성층인 가스 배리어 필름 (D), 방식층 (E) 등의 구성 요소의 막두께 항에서 상세히 서술한다.

<그 밖의 층 (중간층)＞

본 발명에서는 (A) ? (F) 에 기재된 부재와는 특별히 제한이 없는 한 상이한 것이다.

[시일재]

본 발명에서는, 기판 (A) 와 가스 배리어 필름 (D) 이 중간층 (다른 층) 을 사이에 두고 접착되어 있는 경우나 수지층 (F) 가 외기에 접하지 않도록, 가스 배리어 필름 (D) 와 수지층 (F) 가 중간층을 사이에 두고 접착되어 있는 경우 등에 사용되는 층이다.

시일재는, 본 발명에서 구성되는 적층체의 가장자리부를 시일하여, 이들의 필름으로 피복된 공간 내에 수분 및 산소가 침입하지 않도록 시일하는 부재로, 본 발명에 있어서는 포착제를 함유하는 층 (C), 방식층 (E), 수지층 (F) 등의 층과, 가스 배리어 필름 (D) 등의 필름과, 기판 (A) 를 접착할 때에 바람직한 부재이다.

시일재에 요구되는 수증기 투과성의 정도는, 40 ℃ 90 ％RH 환경하에서 100 ㎛ 두께에서의 단위 면적 (1 ㎡) 의 1 일당 수증기 투과율이 500 g/㎡/day 이하인 것이 바람직하고, 100 g/㎡/day 이하가 보다 바람직하고, 30 g/㎡/day 이하가 더욱 바람직하고, 10 g/㎡/day 가 그 중에서도 바람직하며, 1 g/㎡/day 가 특히 바람직하다. 이러한 시일재를 적용함으로써, 적층체 가장자리부로부터의 수분의 투과를 억제하여, 유기 전자 디바이스를 장기간 동작시키는 것이 가능해진다.

시일재가 접착할 재료에 대한 접착 능력의 기준으로는, 접착 강도가, 2 N/㎜ 이상이고, 바람직하게는 4 N/㎜ 이상, 보다 바람직하게는 10 N/㎜ 이상이다. 이러한 하한을 하회하면, 용이하게 박리되어 수분 및 산소가 침입해서, 유기 전자 디바이스의 열화를 야기할 우려가 있다.

그리고 유기 전자 디바이스는 광을 받아 뜨거워지는 경우가 많기 때문에, 시일재도 열에 대한 내성을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 시일재의 구성 재료의 융점은, 통상 100 ℃ 이상, 바람직하게는 120 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 130 ℃ 이상이고, 또한, 통상 350 ℃ 이하, 바람직하게는 300 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 280 ℃ 이하이다. 융점이 지나치게 낮으면 유기 전자 디바이스의 사용시에 시일재가 융해될 가능성이 있다.

시일재를 구성하는 재료로는, 예를 들어, 불소계 수지, 실리콘계 수지, 아크릴계 수지, α 올레핀 무수말레산 공중합체, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지, 아세트산비닐계 수지, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 에폭시계 수지, 염화비닐계 수지, 페놀계 수지, 멜라민계 수지, 우레아 수지, 레졸시놀계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리비닐부티랄계 수지, 폴리벤조이미다졸계 수지, 클로로프렌 고무, 니트릴 고무, 스티렌부타디엔 공중합체 등의 폴리머를 들 수 있다.

또, 시일재는 1 종의 재료로 형성되어 있어도 되고, 2 종 이상의 재료로 형성되어 있어도 된다.

시일재는, 적어도 가스 배리어 필름 (D) 의 가장자리부를 시일할 수 있는 위치에 형성한다. 이로써, 적어도 가스 배리어 필름 (D) 및 시일재로 둘러싸인 공간을 밀폐하여, 이 공간 내에 수분 및 산소가 침입하지 않도록 할 수 있다.

시일재는, 기판 (A) 의 둘레 가장자리부에 통상 0.5 ? 100 ㎜, 바람직하게는 1 ? 80 ㎜, 더욱 바람직하게는 2 ? 50 ㎜ 의 폭, 가장 바람직하게는 3 ? 10 ㎜ 의 폭이고, 유기 반도체 소자 (B) 가 口 자형의 내측이 되도록 배치한다. 시일재의 두께는 통상 5 ㎛ ? 1 ㎜, 바람직하게는 10 ㎛ ? 100 ㎛, 더욱 바람직하게는 20 ? 50 ㎛ 이고, 유기 반도체 소자 (B) 가 口 자형의 내측이 되도록 배치한다. 기판이나 위에 붙이는 필름, 시트의 요철을 메우고, 또한 수증기나 산소로부터 내부를 충분히 보호하는 두께와 폭이 필요하지만, 폭이 지나치게 넓으면 유효 면적이 감소되고, 두께가 지나치게 두꺼우면 수증기나 산소의 투과량이 커지기 때문에, 상기 범위가 적절하다.

이 경우, 시일재는, 기판 (A) 와 가스 배리어 필름 (D) 가 간극없이 접착할 수 있도록 한다면, 접착 형태에 특별히 제한은 없다. 접착 형태의 예로서, 시일제 경화에 의한 접착, 용제?분산매의 휘발에 의한 고착, 핫 멜트, 단순 첩합에 의한 접착 (점착) 등을 들 수 있다. 제조를 보다 쉽게 하는 관점에서는, 단순 첩합하는 점착이 바람직하다. 또한, 경화에 의한 네트워크가 가스 배리어성을 양호하게 하기 때문에, 시일재에 배리어성을 요구하는 경우에는, 경화에 의한 접착이 바람직하다.

경화 방법으로는, 예를 들어, 상온에서의 화학 반응에 의한 경화, 가열 경화, 가시광 또는 자외선에 의한 광 경화, 전자선 경화, 혐기성 경화 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 경화 제어를 정밀하게 실시할 수 있다는 관점에서, 가열 경화, 자외선 경화를 실시하는 것이 바람직하다.

또한, 시일재의 성상은, 접착 방법에 의해 액상, 겔상, 시트 형상 등이 적절히 선택된다. 시일 공정에서 액 흘러내림의 문제를 일으키지 않도록 한다는 관점에서는, 시트 형상이 바람직하다.

[봉지재]

본 발명에서는, 유기 전자 디바이스의 보강 등을 위해서, 봉지재를 사용해도 된다.

봉지재는, 유기 전자 디바이스의 강도 유지의 관점에서 강도가 높은 것이 바람직하다. 구체적 강도에 관해서는, 봉지재 이외의 내후성 보호 시트나 이면 보호 시트의 강도와도 관계되므로 일률적으로는 규정하기 어렵지만, 유기 전자 디바이스 전체가 양호한 휨 가공성을 가져, 절곡된 부분의 박리를 일으키지 않는 강도를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 봉지재는, 유기 박막 태양 전지 소자의 수광면측에 사용되는 경우, 광 흡수를 방해하지 않는 관점에서 가시광을 투과시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 가시광 (파장 360 ? 830 ㎚) 의 광 투과율은, 통상 75 ％ 이상, 바람직하게는 80 ％ 이상, 보다 바람직하게는 85 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 90 ％ 이상, 그 중에서도 바람직하게는 95 ％ 이상, 특히 바람직하게는 97 ％ 이상이다. 태양광을 보다 많이 전기 에너지로 변환하기 위해서이다.

한편, 유기 박막 태양 전지 소자의 수광면과 반대측에 봉지재를 사용하는 경우에는, 반드시 가시광을 투과시킬 필요가 없어, 불투명해도 된다.

그리고 유기 반도체 디바이스는 광을 받아 뜨거워지는 경우가 많기 때문에, 봉지재도 열에 대한 내성을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 봉지재의 구성 재료의 융점은, 통상 100 ℃ 이상, 바람직하게는 120 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 130 ℃ 이상이고, 또한, 통상 350 ℃ 이하, 바람직하게는 320 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 300 ℃ 이하이다. 융점을 높게 함으로써 유기 반도체 디바이스의 사용시에 봉지재가 융해?열화되는 것을 방지할 수 있다.

봉지재의 두께는 특별히 규정되지 않지만, 통상 100 ㎛ 이상, 바람직하게는 150 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 200 ㎛ 이상이고, 또한, 통상 1000 ㎛ 이하, 바람직하게는 800 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 600 ㎛ 이하이다. 두껍게 함으로써 유기 반도체 디바이스 전체의 강도가 높아지는 경향이 있고, 얇게 함으로써 유연성이 높아지고, 또한 가시광의 투과율이 향상되는 경향이 있다. 이 때문에, 양방의 이점을 겸비하는 범위로서, 상기 범위로 하는 것이 바람직하다.

봉지재를 구성하는 재료로는, 예를 들어, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 (EVA) 수지 조성물을 필름으로 한 것 (EVA 필름) 등을 사용할 수 있다.

그러나, EVA 수지의 가교 처리에는 비교적 시간을 필요로 하기 때문에, 유기 반도체 디바이스의 생산 속도 및 생산 효율을 저하시키는 원인이 되는 경우가 있다. 또한, 장기간 사용시에는, EVA 수지 조성물의 분해 가스 (아세트산 가스) 또는 EVA 수지 자체가 갖는 아세트산비닐기가, 유기 반도체 소자에 악영향을 미쳐 발전 효율을 저하시키는 경우가 있다. 그래서, 봉지재로는, EVA 필름 외에, 프로필렌?에틸렌?α-올레핀 공중합체로 이루어지는 공중합체의 필름을 사용할 수도 있다.

또, 봉지재는 1 종의 재료로 형성되어 있어도 되고, 2 종 이상의 재료로 형성되어 있어도 된다. 또, 봉지재는 단층 필름에 의해 형성되어 있어도 되고, 2 층 이상의 필름을 구비한 적층 필름이어도 된다.

봉지재를 형성하는 위치에 제한은 없지만, 확실히 보호하기 위해서, 통상은 태양 전지 소자를 사이에 끼우도록 형성한다.

또한, 봉지재에, 자외선 차단, 열선 차단, 도전성, 반사 방지, 방현성, 광 확산, 광 산란, 파장 변환, 가스 배리어성 등의 기능을 부여해도 된다. 특히, 태양 전지의 경우에는, 태양광으로부터의 강한 자외선에 노출되기 때문에 자외선 차단 기능을 갖는 것이 바람직하다.

이러한 기능을 부여하는 방법으로는, 기능을 갖는 층을 도포 성막 등에 의해 봉지재 상에 적층해도 되고, 기능을 발현하는 재료를 용해?분산시키거나 하여 봉지재에 함유시켜도 된다.

[내후성 보호 시트]

내후성 보호 시트는 온도 변화, 습도 변화, 광, 비바람 등 디바이스 설치 환경으로부터 유기 전자 디바이스를 보호하는 시트 및 필름이다. 내후성 보호 시트로 디바이스 표면을 덮음으로써, 유기 전자 디바이스 구성 재료, 특히 유기 반도체 소자 (B) 가 보호되어, 열화되지 않고, 높은 발전 능력을 얻을 수 있다는 이점이 있다.

내후성 보호 시트는, 유기 반도체 소자 (B) 의 최표층에 위치하기 때문에, 내후성, 내열성, 투명성, 발수성, 내오염성, 기계 강도 등의, 유기 반도체 소자 (B) 의 표면 피복재로서 바람직한 성능을 구비하고, 또한 그것을 옥외 노출에 있어서 장기간 유지하는 성질을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 내후성 보호 시트는, 유기 박막 태양 전지 소자의 수광면측에 사용되는 경우, 광 흡수를 방해하지 않는 관점에서 가시광을 투과시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 가시광 (파장 360 ? 830 ㎚) 의 광 투과율은, 통상 75 ％ 이상, 바람직하게는 80 ％ 이상, 보다 바람직하게는 85 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 90 ％ 이상, 그 중에서도 바람직하게는 95 ％ 이상, 특히 바람직하게는 97 ％ 이상이다. 태양광을 보다 많이 전기 에너지로 변환하기 위해서이다.

한편, 유기 박막 태양 전지 소자의 수광면과 반대측에 내후성 보호 시트를 사용하는 경우에는, 반드시 가시광을 투과시킬 필요가 없어, 불투명해도 된다.

그리고 유기 반도체 소자 (B) 는 광을 받아 뜨거워지는 경우가 많기 때문에, 내후성 보호 시트도 열에 대한 내성을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 내후성 보호 시트의 구성 재료의 융점은, 통상 100 ℃ 이상, 바람직하게는 120 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 130 ℃ 이상이고, 또한, 통상 350 ℃ 이하, 바람직하게는 320 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 300 ℃ 이하이다. 융점을 높게 함으로써 유기 반도체 소자 (B) 의 사용시에 내후성 보호 시트가 융해?열화될 가능성을 저감할 수 있다.

내후성 보호 시트를 구성하는 재료는, 유기 전자 디바이스를 보호할 수 있는 것이면 임의이다. 그 재료의 예를 들면, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 고리형 폴리올레핀 수지, AS (아크릴로니트릴-스티렌) 수지, ABS (아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 수지, 폴리염화비닐 수지, 불소계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지, 페놀 수지, 폴리아크릴계 수지, 각종 나일론 등의 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드-이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 셀룰로오스계 수지, 실리콘계 수지, 폴리카보네이트 수지 등을 들 수 있다.

그 중에서도 바람직하게는 불소계 수지를 들 수 있고, 그 구체예를 들면 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 4-불화에틸렌-퍼클로로알콕시 공중합체 (PFA), 4-불화에틸렌-6-불화프로필렌 공중합체 (FEP), 2-에틸렌-4-불화에틸렌 공중합체 (ETFE), 폴리3-불화염화에틸렌 (PCTFE), 폴리불화비닐리덴 (PVDF) 및 폴리불화비닐 (PVF) 등을 들 수 있다.

또, 내후성 보호 시트는 1 종의 재료로 형성되어 있어도 되고, 2 종 이상의 재료로 형성되어 있어도 된다. 또, 내후성 보호 시트는 단층 필름에 의해 형성되어 있어도 되고, 2 층 이상의 필름을 구비한 적층 필름이어도 된다.

내후성 보호 시트의 두께는 특별히 규정되지 않지만, 통상 10 ㎛ 이상, 바람직하게는 15 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 20 ㎛ 이상이고, 또한, 통상 200 ㎛ 이하, 바람직하게는 180 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 150 ㎛ 이하이다. 두께를 두껍게 함으로써 기계적 강도가 높아지는 경향이 있고, 얇게 함으로써 유연성이 높아지는 경향이 있다. 이 때문에, 양방의 이점을 겸비하는 범위로서, 상기 범위로 하는 것이 바람직하다.

또한 내후성 보호 시트에는, 다른 필름과의 접착성 개량을 위해서, 코로나 처리, 플라즈마 처리 등의 표면 처리를 실시해도 된다.

내후성 보호 시트는, 유기 전자 디바이스에 있어서 가능한 한 외측에 형성하는 것이 바람직하다. 디바이스 구성 부재 중 보다 많은 것을 보호할 수 있도록 하기 위해서이다.

또한, 내후성 보호 시트에 자외선 차단, 열선 차단, 방오성, 친수성, 소수성, 방담성, 내찰상성, 도전성, 반사 방지, 방현성, 광 확산, 광 산란, 파장 변환, 가스 배리어성 등의 기능을 부여해도 된다. 특히, 태양 전지의 경우에는, 태양광으로부터의 강한 자외선에 노출되기 때문에, 자외선 차단 기능을 갖는 것이 바람직하다.

이러한 기능을 부여하는 방법으로는, 기능을 갖는 층을 도포 성막 등에 의해 내후성 보호 시트 형상에 적층해도 되고, 기능을 발현하는 재료를 용해?분산시키거나 하여 내후성 보호 시트에 함유시켜도 된다.

[이면 보호 시트]

이면 보호 시트는, 상기 서술한 내후성 보호 시트와 동일한 시트 및 필름으로, 배치 위치가 상이한 것 외에는 내후성 보호 시트와 동일한 것을 동일하게 사용할 수 있다. 또한, 이 이면 보호 시트가 물 및 산소를 투과시키기 힘든 것이면, 이면 보호 시트를 가스 배리어층으로서 기능시키는 것도 가능하다.

또, 태양 전지 소자보다 배면측의 구성 부재는 반드시 가시광을 투과시킬 필요가 없기 때문에, 가시광을 투과시키지 않는 것을 사용할 수도 있다. 이 때문에, 이면 보호 시트로는 이하의 예를 들 수 있다.

이면 보호 시트로는, 강도가 우수하고, 내후성, 내열성, 내수성, 내광성이 우수한 각종 수지의 필름 및 시트를 사용할 수 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 고리형 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌계 수지, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 (AS 수지), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 (ABS 수지), 폴리염화비닐계 수지, 불소계 수지, 폴리(메타)아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지, 각종 나일론 등의 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드이미드계 수지, 폴리아릴프탈레이트계 수지, 실리콘계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리페닐렌술파이드계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리우레탄계 수지, 아세탈계 수지, 셀룰로오스계 수지, 기타 등의 각종 수지의 시트를 사용할 수 있다. 이러한 수지의 시트들 중에서도, 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리불화비닐리덴 (PVDF), 폴리불화비닐 (PVF), 테트라플루오로에틸렌과 에틸렌 또는 프로필렌 공중합체 (ETFE) 등의 불소계 수지, 고리형 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리(메타)아크릴계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지의 시트를 사용하는 것이 바람직하다. 또, 이들은 1 종을 사용해도 되고, 2 종 이상을 임의의 조합 및 비율로 병용해도 된다.

이면 보호 시트로서, 금속 재료를 사용할 수도 있다. 예를 들어, 알루미늄박 및 판, 스테인리스제 박막 및 강판 등을 들 수 있다. 이러한 금속 재료에는, 부식 방지가 실시되어 있는 것이 바람직하다. 또, 이 금속 재료로서 사용되는 금속으로는 1 종을 사용해도 되고, 2 종 이상을 임의의 조합 및 비율로 병용해도 된다.

또한 수지와 금속의 복합 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어 알루미늄박의 양면에 불소계 수지 필름을 접착한 방수성이 높은 시트를 사용해도 된다. 불소계 수지로는, 예를 들어, 일불화 에틸렌계 수지 (상품명 : 테들라, 듀퐁사 제조), 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 테트라플루오로에틸렌과 에틸렌 또는 프로필렌의 코폴리머 (ETFE), 불화비닐리덴계 수지 (PVDF), 불화비닐계 수지 (PVF) 등을 들 수 있다. 또, 불소계 수지는 1 종을 사용해도 되고, 2 종 이상을 임의의 조합 및 비율로 병용해도 된다.

또한, 이면 보호 시트에 자외선 차단, 열선 차단, 방오성, 친수성, 소수성, 방담성, 내찰상성, 도전성, 반사 방지, 방현성, 광 확산, 광 산란, 파장 변환, 가스 배리어성 등의 기능을 부여해도 된다. 특히, 방습성의 관점에서, 무기 산화물 증착층에 의한 가스 배리어층을 형성하는 것이 바람직하다.

이면 보호 시트의 막두께로는, 통상 20 ㎛ 이상, 바람직하게는 50 ㎛ 이상이고, 보다 바람직하게는 100 ㎛ 이상이다. 또한, 통상 1000 ㎛ 이하, 바람직하게는 500 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 300 ㎛ 이하이다.

<유기 전자 디바이스의 제조 방법 (디바이스 형성 공정)＞

본 실시형태의 유기 전자 디바이스의 제조 방법에 제한은 없지만, 본 발명에 있어서는 적층하는 순서가 중요하다. 구체적으로는, 기판 (A), 유기 반도체 소자 (B), 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C), 유기 반도체 소자를 피복하는 가스 배리어 필름 (D) 를 순서대로 적층한 유기 전자 디바이스로서, 유기 반도체 소자 (B) 는, 적어도 한 쌍의 전극을 구비하도록 제조하고, 기판과는 반대측의 전극과 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 사이에 1 층 또는 복수 층의 방식층 (E) 를 적층하도록 제조한다.

바람직하게는, 이하의 제조 순서를 들 수 있다.

공정 1 : 기판 (A) 에 1 개 또는 2 개 이상의 유기 반도체 소자 (B) 가 직렬 또는 병렬 접속된 유기 반도체 소자 (B) 를 형성한다.

공정 2 : 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 에 1 층 또는 복수 층의 방식층 (E) 를 적층한 적층체를 제조한다.

공정 3 : 공정 1 에서 제조한 기판 (A) 상의 유기 반도체 소자 (B) 에, 공정 2 에서 제조한 포착제를 함유하는 층 (C) 와 방식층 (E) 의 적층체와, 가스 배리어 필름 (D) 를, 적어도 기판 (A), 유기 반도체 소자 (B), 방식층 (E), 포착제를 함유하는 층 (C), 가스 배리어 필름 (D) 의 순서가 되도록 적층한다.

바람직한 다른 제조 순서로서, 이하를 들 수 있다.

공정 2' : 가스 배리어 필름 (D), 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C), 1 층 또는 복수 층의 방식층 (E) 를 적층한 적층체를 제조한다.

공정 3' : 공정 1 에서 제조한 기판 (A) 상의 유기 반도체 소자 (B) 에 공정 2' 에서 제조한 가스 배리어 필름 (D) 와 포착제를 함유하는 층 (C) 와 방식층 (E) 의 적층체를, 적어도 기판 (A), 유기 반도체 소자 (B), 방식층 (E), 포착제를 함유하는 층 (C), 가스 배리어 필름 (D) 의 순서가 되도록 적층한다.

또한, 본 실시형태의 유기 전자 디바이스의 제조 방법에 제한은 없지만, 본 발명에 있어서는 이하에 나타내는 바와 같은 적어도 2 개의 특징적인 구조를 나타내도록 제조한다.

(i) 유기 반도체 소자 (B) 와 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 사이에, 유기 반도체 소자 (B) 와 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 가 직접 접촉하지 않도록 수지층 (F) 을 배치한다.

(ii) 유기 반도체 소자 (B) 와 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 가 외기에 접하지 않도록, 그 기판 (A) 와 그 가스 배리어 필름 (D) 가 직접 또는 중간층을 사이에 두고 접착된다.

(i) 에 관해서, 유기 반도체 소자 (B) 와 층 (C) 가 직접 접하지 않도록 하는 이유는, 전술한 바와 같다.

(ii) 에 관해서, 유기 반도체 소자 (B) 와 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 가 외기에 접하지 않도록 하는 이유는, 유기 반도체 소자 (B) 가, 외기의 수증기나 산소나 유기 용매나 휘발 성분, 특히 수증기에 닿으면 효율이 저하되거나, 또는 수명이 짧아지는 등의 문제가 있기 때문이다. 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 는 유기 반도체 소자에 상기한 수증기 등이 흡수되는 것보다도 빠르게 상기한 수증기 등을 흡수하여 유기 반도체 소자를 보호하는 기능을 갖지만, 혹시 외기에 닿으면 상기한 수증기 등을 흡수하여, 흡수 능력이 저하되어 상기 기능을 다할 수 없게 될 우려가 있다.

이러한 조건하에서 제조된 유기 전자 디바이스의 구체적인 양태의 하나를 도 3, 및 도 4 에 나타낸다. 도 3 은 단면도, 도 4 는 상면도이다. 더욱 바람직한 양태로는, 수지층 (F) 가 외기에 접하지 않도록, 가스 배리어 필름 (D) 와 수지층 (F) 가 직접 또는 중간층을 사이에 두고 접착되어 있도록 배치한다.

요컨대 수지층 (F) 가 외기에 접하지 않도록 하기 위해서는, 유기 전자 디바이스의 단면에 노출되지 않도록 한다. 이 예에서는, 수지층 (F) 를 방식층 (E) (5) 로 구성하고 있다. 예를 들어, 도 3, 도 4 와 같이 본 발명에 있어서의 유기 전자 디바이스는 구조상 유기 전자 디바이스의 단면에 있어서, 방식층 (E) (5) 로 구성되는 수지층 (F) 보다 외측에 가스 배리어 필름 (D) (7) 가 배치된다. 그리고, 기판 (A) (1) 와 가스 배리어 필름 (D) (7) 가 직접 또는 중간층을 사이에 두고 접착되어 있게 된다. 기판 (A) (1) 와 가스 배리어 필름 (D) (7) 가 직접 또는 중간층을 사이에 두고 접착되어 있는 접착면 (요컨대, 유기 전자 디바이스의 단부) 까지 수지층 (F) 가 도달되어 버리면, 수지층 (F) 는 외부에 노출되게 된다. 도 3 및 도 4 에 나타내는 예에서는, 기판 (A) (1) 와 가스 배리어 필름 (D) (7) 가 방식층 (E) (5) 로 이루어지는 수지층 (F) 과 포착제를 함유하는 층 (C) (6) 를 사이에 두고 접착되어 있다. 그 때문에, 수지층 (F) 의 면방향으로부터 수증기나 산소나 유기 용매나 휘발 성분 등이 침투하여, 유기 반도체 소자 (B), 또는 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) (6) 에 접촉 또는 흡수되어서 이들에 데미지를 입혀 효율 또는 수명을 저하시키는 것과 같은 상황이 되어 바람직하지 못한 경우가 있다.

이것은 가스 배리어 필름 (D) (7) 의 유기 반도체 소자측에 도시하지 않은 이면 보호 시트 등의 가스 배리어층을 형성하고, 또한 수지층 (F) 가 유기 전자 디바이스의 단면까지 도달되지 않아 외부에 노출되지 않도록 함으로써, 보다 효율적으로, 효율 또는 수명의 저하를 방지할 수 있는 것이다.

요컨대, 도 5 에 단면도를 나타낸 예에서는, 도시하지 않은 이면 보호 시트 등의 가스 배리어층이 형성된 가스 배리어 필름 (D) (7) 상에, 포착제를 함유하는 층 (C) (6) 를 형성하고, 이 포착제를 함유하는 층 (C) (6) 를 덮도록 방식층 (E) (5) 로 구성되는 수지층 (F) 가 배치되는데, 수지층 (F) 는 이 유기 전자 디바이스의 단면까지 도달되지 않아 외부에 노출되지 않도록, 시일재 (8) 를 통해서 가스 배리어 필름 (D) (7) 에 접착되어 있다.

또한, 상기 각 층을 접착하기 위해서는, 직접 또는 중간층을 사이에 두어도 된다.

직접 접착하기 위해서는, 예를 들어, 광 경화성 수지를 도포 후, 각 층을 접착하고, UV 광을 쏘여 경화 후, 예를 들어, 80 ℃ 전후에서 20 분 정도 가열하여 큐어시키거나, 혹은 열 경화성 수지를 도포한 후, 각 층을 접착하고, 예를 들어, 120 ℃ 전후에서 1 시간 정도 가열하여 큐어시키는 등의 방법을 들 수 있다.

또한 중간층을 사이에 두는 경우에는, 상기 서술한 중간층을 사이에 두고 있어도 되며, 바람직하게는 시일재를 함유하는 층인 것이 바람직하다.

이하에 의해 구체적인 유기 전자 디바이스의 제조 방법을 든다.

예를 들어, 제조 순서를 들 수 있다.

공정 I : 기판 (A) 에 1 개 또는 2 개 이상의 유기 반도체 소자 (B) 가 직렬 또는 병렬 접속된 유기 반도체 소자 (B) 를 형성한다.

공정 Ⅱ : 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 에 수지층 (F), 보다 바람직하게는, 1 층 또는 복수 층의 방식층 (E) 를 적층한 적층체 (이하, 수지층 (F) 로 한다) 를 제조한다. 이 경우, 층 (C) 는 층 (F) 보다 면적을 작게 하지 않으면 안된다.

공정 Ⅲ : 공정 I 에서 제조한 기판 (A) 위의 유기 반도체 소자 (B) 에 공정 Ⅱ 에서 제조한 포착제를 함유하는 층 (C) 와 수지층 (F) 의 적층체와 가스 배리어 필름 (D) 를, 적어도 기판 (A), 유기 반도체 소자 (B), 수지층 (F), 포착제를 함유하는 층 (C), 가스 배리어 필름 (D) 의 순서가 되도록 적층한다.

바람직한 다른 제조 순서로서, 이하를 들 수 있다.

공정 Ⅱ' : 가스 배리어 필름 (D), 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C), 수지층 (F) 를 적층한 적층체를 제조한다.

공정 Ⅲ' : 공정 I 에서 제조한 기판 (A) 위의 유기 반도체 소자 (B) 에 공정 Ⅱ' 에서 제조한 가스 배리어 필름 (D) 와 포착제를 함유하는 층 (C) 와 수지층 (F) 의 적층체를, 적어도 기판 (A), 유기 반도체 소자 (B), 수지층 (F), 포착제를 함유하는 층 (C), 가스 배리어 필름 (D) 의 순서가 되도록 적층한다.

또한, 그 밖의 층, 예를 들어, 상기한 봉지재, 내후성 보호 시트, 이면 보호 시트는, 미리 기판 (A) 및 /또는 가스 배리어 필름 (D) 상에 적층한 적층체를 제조한 후에, 상기 공정 1 ? 3, 1 ? 3', I ? Ⅲ, 또는 I ? Ⅲ' 를 실시해도 되고, 상기 공정 1 ? 3, 1 ? 3', I ? Ⅲ, 또는 I ? Ⅲ' 후에 기판 (A) 및/또는 가스 배리어 필름 (D) 상에 적층해도 된다.

그 밖의 상기 층에 관해서는, 순서에는 특별히 제한은 없지만, 바람직한 순서로는, 기판 (A) 측이 수광면인 경우에는, 내후성 보호 시트, 가스 배리어 필름, 봉지재, 기판 (A), 유기 반도체 소자 (B), 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C), 가스 배리어 필름 (D), 봉지재, 이면 보호 시트의 순 ; 내후성 보호 시트, 봉지재, 가스 배리어 필름, 기판 (A), 유기 반도체 소자 (B), 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C), 가스 배리어 필름 (D), 봉지재, 이면 보호 시트의 순이다. 가스 배리어 필름 (D) 가 수광면인 경우에는, 이면 보호 시트, 봉지재, 기판 (A), 유기 반도체 소자 (B), 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C), 가스 배리어 필름 (D), 봉지재, 내후성 보호 시트의 순이 된다. 상기 층은, 적절히 필요에 따라서 복수 적층해도 되고, 생략해도 되며, 다른 기능층을 삽입해도 된다.

적층 방법은 본 발명의 효과를 손상시키지 않으면 특별히 제한은 없지만, 예를 들어, 접착제에 의한 라미네이트, 용융 접착에 의한 히트 시일, 압출 라미네이트, 공압출 성형, 도포 성막하는 웨트 성막법에 의한 진공 라미네이터에 의한 라미네이트, 가열 또는 가열 프레스 등에 의한 히트 시일법, 코터 도포에 의한 웨트 성막 방법을 들 수 있다. 그 중에서도 유기 EL 디바이스 봉지에서 실적이 있는 광경화 접착제에 의한 라미네이트, 태양 전지에서 실적이 있는 진공 라미네이터를 사용한 라미네이트법이, 범용 기기를 사용할 수 있다는 점에서 바람직하다.

시일재에 의해 유기 전자 디바이스의 가장자리부를 시일하는 것이 바람직하지만, 가스 배리어성을 유지할 수 없으면, 접착되는 층에 특별히 제한은 없다. 시일제에 의해 접착하는, 가스 배리어 필름 (D) 와 기판 (A), 가스 배리어 필름이 복수 층 존재할 때에는 가스 배리어 필름과 가스 배리어 필름, 가스 배리어 필름 (D) 와 이면 보호 시트, 기판 (A) 와 내후성 보호 시트, 내후성 보호 시트와 이면 보호 시트의 어느 1 조, 복수 조 또는 전체 층의 가장자리부가 예시된다. 가스 배리어성 유지를 중시하는 관점에서는, 가스 배리어 필름과 기판, 가스 배리어 필름과 가스 배리어 필름의 가장자리부 시일이 바람직하고, 디바이스 전체의 강도를 올리는 관점에서는, 내후성 보호 시트와 이면 보호 시트, 전체층이 바람직하다.

시일제에 의해 가장자리부를 시일하는 공정은, 접착하는 층, 시일제의 종류 등에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 유기 전자 디바이스 구성층을 적층 후에 시일해도 되고, 구성층을 적층할 때에 동시에 시일해도 된다. 제조 공정의 간략화로부터 적층시에 동시에 시일하는 것이 바람직하다.

<대량 생산에 있어서의 유기 전자 디바이스의 제조 방법＞

유기 전자 디바이스를 효율적으로 제조하기 위해서는, 도 6 에 단면도, 도 7 에 평면도를 나타내는 바와 같이, 대면적의 기판 (A) (1) 상에, 다수의 유기 반도체 소자 (B) (20) 를 적층하고, 본 발명에서의 층구성으로 적층시킨 유기 전자 디바이스를 하나씩 절단하는 방법이 시간적, 작업적, 비용적으로도 매우 유효하다. 각 부재는 도 3 및 4 에 나타낸 유기 전자 디바이스와 동일하기 때문에 여기서는 설명을 생략하지만 동일 부재에는 동일부호를 붙였다.

요컨대, 대면적으로 한번에 유기 디바이스를 제작한 후, 용도에 맞춰 필요 사이즈로 분할하여 사용하는 것이, 제조 효율, 비용 절감의 관점으로부터도 바람직하다. 특히 태양 전지 용도에 있어서는 적당한 사이즈의 셀을 직렬 접속시킨 전자 디바이스로서 목적에 필요한 전압을 얻는 경우가 있어, 이 경우도 상기한 바와 같이 대면적으로 한번에 유기 디바이스를 제작 후, 적당한 사이즈의 셀로 분할하여 유기 태양 전지를 제조함으로써, 보다 생산성이 향상된다.

이러한 제조 프로세스의 형편을 생각하면, 예를 들어, 도 6, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 미리, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) (6) 를 적당한 사이즈로 분할하여, 그 경계선이나 단부를 가스 배리어 필름 (D) (7) 및 방식층 (E) (5) 로 직접 접착해 둠으로써, 조합 공정의 간략화, 작업의 로버스트화가 가능하게 될 뿐만 아니라, 경계선 부분도 접착되어 있기 때문에, 대면적으로 제작한 유기 디바이스 시트를 산소나 수증기가 존재하는 통상의 대기하에서 절단 처리하여 개별의 셀로 분할할 수 있다.

절단 처리는 장치의 사이즈가 커지는 경향이 있는 것이나 절삭 분말의 발생, 작업성 등을 생각하면, 산소나 수증기를 차단한 환경하에 제조 프로세스를 도입하는 것은 비용적, 작업 효율적으로 불리함이 커, 통상적인 대기하에서 절단 처리가 가능한 것은 공업 프로세스로서 메리트가 크다.

그리고 절단 전의 대형 시트의 단계에서 통상적인 대기하에 보관, 수송이 가능해지기 때문에, 대형 시트의 디바이스의 상태로 대량 보관한 후, 혹은 수송 후, 절단 처리를 편리한 장소에서 한번에 실시할 수 있는 메리트도 크다.

그래서, 상기 제조 방법 (유기 전자 디바이스의 제조 방법에 기재) 에 이하의 조건을 추가로 더함으로써, 본 발명의 유기 전자 디바이스를 보다 효율적으로 대량 생산할 수 있다.

구체적으로는, 기판 (A) 상에, 적어도 2 개 이상의 유기 반도체 소자 (B) 를 서로 간격을 두고 배치하고, 적어도 2 개 이상의 유기 반도체 소자 (B) 상에 수지층 (F) 를 적층하고, 수지층 (F) 상에 2 개 이상의 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 를 서로 간격을 두고 배치하고, 층 (C) 상에 가스 배리어 필름 (D) 를 적층하여, 유기 반도체 소자 (B) 와 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 를 포함하도록 절단한다.

바람직하게는, 절단하는 부분이, 적어도 기판 (A) 와 그 가스 배리어 필름 (D) 가 직접 또는 중간층을 사이에 두고 접착되어 있는 부분이다.

보다 바람직하게는, 적어도 그 기판 (A) 와 그 가스 배리어 필름 (D), 그 수지층 (F) 가 적층되어 있는 부분이다.

그리고 더욱 바람직하게는, 중간층이 시일재를 함유하는 층이며, 그 중에서도 도 4 및 5 에 나타내는 바와 같이, 미리 절단 지점에 시일재 (8) 를 형성해 두고, 시일재 (8) 사이에서 절단한다.

요컨대, 본 발명의 제조 방법은, 유기 반도체 소자 (B) 와 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 를 외기에 노출시키지 않고서, 서로 직접 접하는 일이 없도록 절단하는 것이 본 발명에서의 제조 방법의 바람직한 수단이다.

이러한 제조 방법에 의하면, 기판 상에 복수 배치한 유기 반도체 소자를 개별 소자로 절단하는 것은, 드라이 질소 분위기하에서가 아니라, 통상의 대기 중이라도 소자의 효율이나 수명상 문제없어, 제조상 바람직하다. 드라이 질소 분위기하에 절단 장치를 도입하거나, 내부 절단 처리하는 것은, 드라이 질소 분위기를 유지하는 용적이 커지거나, 분진이나 기름 방울이 발생하기도 하기 때문에, 비용 상승으로 이어져 바람직하지 못한 경향이 있다.

또, 개별 소자로 절단한 후의 유기 반도체 소자의 둘레 가장자리부 시일재는, 절단 후의 기판의 둘레 가장자리부에 통상 0.5 ? 100 ㎜, 바람직하게는, 1 ? 80 ㎜, 더욱 바람직하게는 2 ? 50 ㎜ 의 폭, 가장 바람직하게는 3 ? 10 ㎜ 의 폭이고, 절단 후의 유기 반도체 소자가 口 자형의 둘레 가장자리부 시일재의 내측이 되도록 배치해 둔다. 시일재의 두께는 통상 5 ㎛ ? 1 ㎜, 바람직하게는 10 ㎛ ? 100 ㎛, 더욱 바람직하게는 20 ? 50 ㎛ 이고, 유기 반도체 소자 (B) 가 口 자형의 내측이 되도록 배치해 둔다. 기판이나 위에 붙이는 필름, 시트의 요철을 메우고, 또한 수증기나 산소로부터 내부를 충분히 보호하는 두께와 폭이 필요하지만, 폭이 지나치게 넓으면 유효 면적이 감소되고, 두께가 지나치게 두꺼우면 수증기나 산소의 투과량이 커지기 때문에, 상기 범위가 적절하다.

구체적인 양태의 하나를 도 6 및 도 7 에 나타낸다.

<유기 전자 디바이스의 성능 평가＞

본 발명에 관련된 유기 전자 디바이스는, 이하와 같은 성능을 갖는 것이 특징이다.

예를 들어, 유기 박막 태양 전지의 경우, 하기에 나타내는 가속 시험을 실시하고, 시험 전후에서의 광전 변환 특성의 변화를 비교함으로써 성능을 평가할 수 있다.

평가 방법 : 가속 시험은, 환경 시험기 (예를 들어, 에스펙사 제조 SH-241) 안에서 고온 고습 환경으로 설치하는 것으로 한다. 고온 고습 환경은, 40 ℃ 90 ％RH 또는 85 ℃ 85 ％RH 로 하는 것이 바람직하다. 시험 기간은 디바이스 구성 재료에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 24 시간 이상은 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 광전 변환 특성은, 유기 박막 태양 전지에 솔라 시뮬레이터로 AM 1.5 G 조건의 광을 조사 강도 100 mW/㎠ 조사하여, 전류?전압 특성의 측정을 실시한다. 이러한 측정에서 얻어지는 전류?전압 곡선으로부터, 에너지 변환 효율 (PCE), 단락 전류, 개방 전압, FF (필 팩터), 직렬 저항, 션트 저항을 구할 수 있다.

광전 변환 특성의 가속 시험 전후를 비교하는 식으로는, 예를 들어, PCE 변화율 = (가속 시험 후의 PCE)/(가속 시험 전의 PCE) 를 들 수 있다.

요컨대 본 발명에 관련된 유기 전자 디바이스의 에너지 변환 효율 (PCE) 변화율은, 상기 식으로 정의되는 바와 같이 통상, 초기 성능에 대하여 가속 시험 후의 값이 0.86 이상이고, 바람직하게는 0.88 이상, 보다 바람직하게는 0.90 이상이다.

본 발명에 관련된 유기 전자 디바이스는, 하중이 가해졌을 때에도 포착제를 함유하는 층 (C) 와 소자 전극이 접촉하지 않아, 열화 방지 효과가 높다는 성능도 있다. 평가로는, 가스 배리어 필름측에서부터 포착제를 함유하는 층 (C) 를 유기 반도체 소자 (B) 방향으로 누를 때에 접촉 유무를 확인하면 된다.

본 발명에 관련된 유기 전자 디바이스는, 내후성이 양호하다. 옥외 노출시험, 내후성 시험기에 의해 내후성 시험을 실시해도, 성능을 유지하고, 높은 내구성능을 나타낸다. 방식층의 존재에 의해 전극 열화가 억제되어 있기 때문인 것으로 생각된다. 또한, 내후성 보호 시트를 적층한 경우에는 보다 높은 내후성을 갖는다.

실시예

본 발명을 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 벗어나지 않는 한, 이하의 실시예의 기재에 한정되는 것은 아니다.

[측정 방법]

?수증기 투과율

JIS K7129 에 준한 감습 센서, 적외선 센서, 가스 크로마토그래프를 구비한 장치에 의한 측정, 컵법 (JIS Z0208) 에 의해 40 ℃ 90 ％ 환경에서의 수증기 투과율이 얻어진다. 특히, 수증기 배리어성이 높은 경우에는 보다 정밀도가 높은 JIS K7129B 에 준한 MOCON 법으로 측정하는 것이 바람직하며, MOCON 사 제조의 수증기 투과율 측정 장치 PERMATRAN-W 를 사용하여 측정한다.

?접착력

JIS K6854 에 준한 박리 접착 강도를 실시하는 것에 의해 얻어진다. 시험체 형상에 따라, 180 도 박리, 90 도 박리, T 형 박리를 적절히 선택하면 된다. 구체적인 장치로서, 오리엔텍사 제조의 인장력 시험기가 있다.

?포착제의 수분 흡수 능력

포착제를 20 ℃, 65 ％RH 환경에 15 분 방치하고, 시험 전후의 중량 변화로부터 산출하였다.

[실시예 1]

<유기 박막 태양 전지 소자의 제작 공정＞

유리 기판 상에 인듐?주석 산화물 (ITO) 투명 도전막을 퇴적시킨 것 (시트 저항 15 Ω/□ 이하) 를, 통상적인 포토리소그래피 기술과 염산 에칭을 이용하여 2 ㎜ 폭의 스트라이프로 패터닝해서, 투명 전극을 형성하였다. 패턴 형성한 투명 전극을, 계면 활성제에 의한 초음파 세정, 초순수에 의한 물 세정, 초순수에 의한 초음파 세정의 순서로 세정한 후, 질소 블로우하여, 120 ℃ 에서 10 분간 가열 건조시켰다.

이 투명 기판 상에, 도전성 고분자인 폴리(에틸렌디옥시티오펜) : 폴리(스티렌술폰산) (PEDOT : PSS, 스타크 브이테크사 제조, 품명 Baytron PH) 을 40 ㎚ 의 막두께로 스핀 코트한 후, 120 ℃ 에서 대기 중 10 분간 가열 건조시켰다.

이 이후에는, 기판을 글로브 박스 중에 가져와, 질소 분위기하에서 작업하였다.

먼저, 질소 분위기하에서 상기 기판을 180 ℃ 에서 3 분간 가열 처리하였다.

클로로포름/클로로벤젠의 1 : 2 혼합 용매 (중량) 에 하기 화합물 (A) 를 0.5 중량％ 용해시킨 액을 여과한 후, 1500 rpm 으로 상기 PEDOT : PSS 의 막 상에 스핀 코트하고, 180 ℃ 에서 20 분 가열하여, 하기 화합물 (B) 의 막을 얻었다.

[화학식 1]

클로로포름/클로로벤젠의 1 : 1 혼합 용매 (중량) 에 포르피린 화합물인 화합물 (A) 를 0.6 중량％ 용해시킨 액과, 플러렌 유도체인 프론티어 카본사 제조의 PCBNB (하기 화합물 (C)) 를 1.4 중량％ 용해시킨 액을 조제하여, 그것을 중량비 1 : 1 로 혼합하고, 여과 후, 1500 rpm 으로 상기 포르피린 화합물인 화합물 (B) 의 막 상에 스핀 코트하고, 180 ℃ 에서 20 분 가열하여 (B) 와 (C) 의 혼합막을 얻었다.

[화학식 2]

톨루엔에 화합물 (C) 를 1.2 중량％ 용해시킨 액을 여과 후, 3000 rpm 으로 상기 화합물 (B) 와 (C) 혼합막 상에 스핀 코트하고, 65 ℃ 에서 10 분 가열하여, 화합물 (C) 의 막을 얻었다.

다음으로, 상기 일련의 유기층을 성막한 기판을 투명 전극 스트라이프에 대하여 직교하도록 2 ㎜ 폭의 섀도우 마스크와 밀착시켜, 진공 증착 장치 내에 설치하였다. 그리고, 불화리튬 (LiF) 을 증착 속도 약 0.01 ㎚/초로, 막두께 0.5 ㎚ 가 되도록 유기층 상에 증착하였다. 계속해서, 알루미늄을 증착 속도 0.2 ㎚/초로 LiF 층 상에 막두께 80 ㎚ 가 되도록 증착하여, 금속 전극을 형성하였다.

이상과 같이 하여, 2 ㎜×2 ㎜ 사이즈의 수광 면적 부분을 갖는 유기 박막 태양 전지 소자가 얻어졌다.

<디바이스 형성 공정＞

제작한 상기 유기 반도체 소자의 금속 전극면에, 포착제를 함유하는 층 (C) 와 접착 시트가 적층된 구조를 갖는 게터 시트 (다이닛사 제조 HD-S05) 를, 수증기 투과율이 1 g/㎡/day 인 필름 (미쓰비시 수지 (주) 사 제조 테크배리어) 을 사이에 두고 적층하였다. 여기서는, 접착 시트와 상기 필름은, 유기 반도체 소자의 금속 전극 (4) 과 포착제를 함유하는 층 (C) 사이에 존재함으로써 방식층 (E) 로서 기능한다. 다음으로, 유리 기판의 둘레 가장자리부에, 시일재로서 口 자형으로 잘라낸 양면 테이프 (소켄 화학 제조 J-7702, 200 ㎛ 두께) 를 상기 소자가 口 자형의 내측이 되도록 첩착하였다. 그리고 상기 게터 시트와 상기 필름을 적층한 소자 및 양면 테이프 전체면을 덮도록 수증기 투과율이 10^-2 g/㎡/day 인 가스 배리어 필름 (미쓰비시 수지 (주) 사 제조 테크배리어) 을 붙여, 소자 봉지를 실시하였다.

이상과 같이 하여, 기판 상에 형성된 유기 박막 태양 전지 소자는, 상면의 배리어 필름 (D) (7) 와 둘레 가장자리의 양면 테이프 시일재에 의해 봉지되어 있으며, 유기 반도체 소자 (B) (20), 접착 시트로 이루어지는 방식층 (E) (5), 포착제를 함유하는 층 (C) (6) 의 순서대로 적층된 구조가 되는 유기 박막 태양 전지 디바이스가 얻어졌다. 이 유기 박막 태양 전지 디바이스를 도 1 에 나타낸다.

[비교예 1]

<유기 박막 태양 전지 소자의 제작＞

실시예 1 과 동일하게 하여, 유기 박막 태양 전지 소자를 제작하였다.

<디바이스 형성 공정＞

봉지에는, 실시예 1 과 동일한 게터 시트, 가스 배리어 필름 (7), 양면 테이프를 사용한다. 게터 시트를 접착 시트면에서 가스 배리어 필름에 접착시켰다. 실시예 1 과 동일하게, 기판 둘레 가장자리부에 口 자형으로 잘라낸 양면 테이프를 붙이고, 소자와 양면 테이프 전체면을 덮도록 게터 시트가 접착된 가스 배리어 필름을 첩부하여, 소자 봉지를 실시하였다.

본 비교예와 같이 봉지함으로써, 포착제를 함유하는 층 (C) (6) 는 가스 배리어 필름 (D) (7) 에 의해 가압되어, 유기 박막 태양 전지 소자를 구성하는 유기 반도체 소자 (B) (20) 의 금속 전극 (4) 과 직접 접촉하였다. 요컨대, 기판 (A) (1) 상에 형성된 유기 박막 태양 전지 소자가 가스 배리어 필름 (D) (7) 와 둘레 가장자리의 양면 테이프 시일재 (8) 에 의해 봉지되어 있지만, 유기 반도체 소자 (B) (20), 포착제를 함유하는 층 (C) (6), 접착 시트 (9) 의 순서대로 적층된 방식층 (E) (5) 가 존재하지 않는 구조가 되는 유기 박막 태양 전지가 얻어졌다. 이 유기 박막 태양 전지 디바이스를 도 2 에 나타낸다.

실시예 및 비교예에서 제작한 유기 박막 태양 전지는 다음과 같이, 성능 평가를 실시하였다.

제작한 유기 박막 태양 전지는 각각 가속 시험을 실시하여, 시험 전후에서의 광전 변환 특성의 변화를 비교하였다. 가속 시험은, 소형 환경 시험기 (에스펙사 제조 SH-241) 로 40 ℃ 90 ％RH 환경에서 24 시간 실시하였다. 또한, 광전 변환 특성치로서, 유기 박막 태양 전지에 솔라 시뮬레이터 (분꼬 계량기사 제조) 에 의해 AM 1.5 G 조건의 광을 조사 강도 100 mW/㎠ 로 조사하여 얻어진 전류?전압 곡선으로부터, 에너지 변환 효율 (PCE) 을 구했다.

실시예 및 비교예의 성능 평가 결과를 표 1 에 나타낸다. 여기서 PCE 변화율은 다음과 같이 정의한다.

PCE 변화율 = (가속 시험 후의 PCE) / (가속 시험 전의 PCE)

표 1 에 나타낸 결과대로, 비교예 1 과 비교하여 실시예 1 의 PCE 변화율이 작아, 가속 시험에 의한 열화가 작은, 우량한 유기 박막 태양 전지인 것이 분명해졌다. 방식층이 금속 전극과 게터층 사이에 존재함으로써, 금속 전극의 열화가 억제된 효과가 발현된 것으로 생각된다.

또한, 열화가 진행된 유기 박막 태양 전지를 육안으로 관찰하면, 비교예 1 의 금속 전극은 게터층과 접촉한 부분이 알칼리에 의해 열화되어, 투명화되어 있었다.

[비교예 2]

비교예 1 과 이하의 점을 제외하곤 동일하게 하여 유기 박막 태양 전지 소자를 제작하고, 성능 평가 실험을 실시하였다.

가스 배리어 필름 (D) 및 방식층 (E) 로서 수증기 투과율이 10^-2 g/㎡/day 인 가스 배리어 필름 (미쓰비시 수지제 테크배리어) 을 사용하였다. 방식층 (E) 의 배리어 성능이 높기 때문에, 도입하는 공정 중에 유기 반도체 소자에 부착 또는 침입한 수증기 등을, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 로 충분히 포착할 수 없어, PCE 변화율은 0.70 이었다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

[비교예 3]

비교예 1 에 있어서, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 와 유기 박막 태양 전지 소자 사이에 두께가 30 ㎛ 의 VA 콘텐트 30 ％ 가 되는 EVA 필름 (수증기 투과율이 20 g/㎡/day) 을 충전재로서 삽입하고, 유기 박막 태양 전지 디바이스에 도입한 후 120 ℃ 에서 10 분 정도 가열하여, 유기 박막 태양 전지 소자의 전극에 밀착시켰다. EVA 필름으로부터 휘발된 가스나 저분자량 성분이 전극의 핀 홀을 투과하여 유기 박막 태양 전지나 전극과의 계면에 데미지를 입혀, PCE 변화율은 0.30 이었다.

결과를 표 1 에 나타낸다.

[실시예 2]

<유기 박막 태양 전지 소자의 제작 공정＞

유리 기판 상에 인듐?주석 산화물 (ITO) 투명 도전막을 퇴적시킨 것 (시트 저항 15 Ω/□ 이하) 을, 통상적인 포토리소그래피 기술과 염산 에칭을 이용하여 2 ㎜ 폭의 스트라이프로 패터닝해서, 투명 전극을 형성하였다. 패턴 형성한 투명 전극을, 계면 활성제에 의한 초음파 세정, 초순수에 의한 물 세정, 초순수에 의한 초음파 세정의 순서로 세정한 후, 질소 블로우하여, 120 ℃ 에서 10 분간 가열 건조시켰다. 그 후, 형성된 투명 전극 (3) 상에 PEDOT - PSS (폴리(에틸렌디옥시티오펜)-폴리(스티렌술폰산)) 용액을 도포하고, 120 ℃ 에서 10 분간 건조시킴으로써, 막두께가 약 30 ㎚ 인 정공 수송층을 형성하였다.

그리고 질소 분위기하에서 유기 반도체 도포액을 와이어바에 의해 도포한 다음, 150 ℃ 에서 10 분간 건조시킴으로써, 막두께가 약 100 ㎚ 인 유기 반도체층 (광전 변환부의 나머지 부분) 을 정공 수송층 상에 형성하였다. 또, 실제로 사용한 유기 반도체 도포액은, 폴리티오펜 (P3HT ; 폴리3-헥실티오펜) 과 인덴 부가 플러렌 유도체의 톨루엔 용액이다.

그 후, 유기 반도체층 상에, 상부 전극층으로서의 막두께 80 ㎚ 인 알루미늄막을 증착법에 의해 형성하였다.

<디바이스 형성 공정＞

디바이스 형성 공정은, 방식층 (E) 로서 폴리프로필렌 필름 (토요보사 제조 파이렌 P2002, 50 ㎛ 두께) 을 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 실시하였다.

이상과 같이 하여, 기판 상에 형성된 유기 박막 태양 전지 소자는, 상면의 배리어 필름 (D) 와 둘레 가장자리의 양면 테이프 시일재에 의해 봉지되어 있으며, 유기 반도체 소자 (B), 폴리프로필렌 필름으로 이루어지는 방식층 (E), 포착제를 함유하는 층 (C) 의 순서대로 적층된 구조가 되는 유기 박막 태양 전지 디바이스가 얻어졌다.

[비교예 4]

<유기 박막 태양 전지 소자의 제작 공정＞

실시예 2 와 동일하게 하여, 유기 박막 태양 전지 소자를 제작하였다.

<디바이스 형성 공정＞

디바이스 형성 공정은 비교예 1 과 동일하게 실시하였다.

본 비교예와 같이 봉지함으로써, 포착제를 함유하는 층 (C) 는 가스 배리어 필름 (D) 에 의해 가압되어, 유기 박막 태양 전지 소자의 금속 전극과 직접 접촉하였다. 요컨대, 기판 상에 형성된 유기 박막 태양 전지 소자가 가스 배리어 필름 (D) 와 둘레 가장자리의 양면 테이프 시일재에 의해 봉지되어 있지만, 유기 반도체 소자 (B), 포착제를 함유하는 층 (C), 접착 시트의 순서대로 적층된 방식층 (E) 가 존재하지 않는 구조가 되는 유기 박막 태양 전지가 얻어졌다.

[실시예 3]

<유기 박막 태양 전지 소자의 제작 공정＞

유리 기판 상에 인듐?주석 산화물 (ITO) 투명 도전막을 퇴적시킨 것 (시트 저항 15 Ω/□ 이하) 을, 통상적인 포토리소그래피 기술과 염산 에칭을 이용하여 2 ㎜ 폭의 스트라이프로 패터닝해서, 투명 전극을 형성하였다. 패턴 형성한 투명 전극을, 계면 활성제에 의한 초음파 세정, 초순수에 의한 물 세정, 초순수에 의한 초음파 세정의 순서로 세정한 후, 질소 블로우하여, 120 ℃ 에서 10 분간 가열 건조시켰다.

클로로포름/클로로벤젠의 1 : 2 혼합 용매 (중량) 에 하기 화합물 (A) 를 0.5 중량％ 용해시킨 액을 여과한 후, 1500 rpm 으로 상기 PEDOT : PSS 의 막 상에 스핀 코트하고, 180 ℃ 에서 20 분 가열하여, 상기 화합물 (B) 의 막을 얻었다.

<디바이스 형성 공정＞

이하, 건조 질소로 퍼지된 글로브 박스 내에서 작업을 하였다. 수증기 투과율 (수증기 배리어 성능) 이 10^-2 g/㎡/day 인 필름 (미쓰비시 수지 (주) 사 제조 테크배리어) 과 수증기 투과율이 1 g/㎡/day 인 필름 (미쓰비시 수지 (주) 사 제조 테크배리어의 다른 등급) 에 의해, 포착제를 함유하는 층 (C) 와 접착 시트가 적층된 구조를 갖는 게터 시트 (다이닉사 제조 HD-S07) 를 사이에 끼웠다. 여기서 전자의 필름은 가스 배리어 필름 (D) 로서 기능하고, 후자의 필름은 방식층 (E) 로서 기능한다. 가스 배리어 필름 (D) 와 방식층 (E) 필름의 가장자리부를 시일재에 의해 접착하였다. 시일재의 접착선 폭은 3 ㎜, 접착 두께는 20 ㎛ 였다 (* 여기까지 제조된 적층체를 이하, 적층체 (Ⅰ) 이라고도 한다).

다음으로, 유리 기판의 둘레 가장자리부에, 시일재로서 口 자형으로 잘라낸 양면 테이프 (소켄 화학 제조 J-7702, 200 ㎛ 두께) 를 상기 소자가 口 자형의 내측이 되도록 첩착하였다.

이 유기 박막 태양 전지 디바이스의 구조를 도 3 및 도 4 에 나타낸다. 이 양면 테이프 위에, 상기한 포착제를 함유하는 층 (C) (6) 를 가스 배리어 필름 (D) (7) 와 방식층 (E) (5) 사이에 끼운 시트에 의해, 기판 (A) (1) 를 구성하는 유리 기판 상의 내측의 유기 반도체층을 덮도록 시일재 (8) 로 첩부하여 소자 봉지를 실시하였다.

이상과 같이 해서, 기판 (A) (1) 상에 형성된 유기 박막 태양 전지 소자인 유기 반도체 소자 (B) (20) 는, 상면의 배리어 필름 (D) (7) 와 둘레 가장자리의 양면 테이프 시일재 (8) 에 의해 봉지되어 있으며, 유기 반도체 소자 (B) (20), 접착 시트로 이루어지는 방식층 (E) (5), 포착제를 함유하는 층 (C) (6) 의 순서대로 적층된 구조가 되는 유기 박막 태양 전지 디바이스가 얻어졌다. 또 배리어 필름 (D) (7) 와 방식층 (E) (5) 의 접착은, 도 3 과 같이 접착하거나 또는 하기 실시예 4 에서 제조된 도 5 와 같이 접착해도, 필요한 요건을 만족하는 한 문제는 없다. 또, 도 4 는 도 3 의 디바이스를 위에서 본 도면이다.

[실시예 4]

실시예 1 에 있어서, 적층체 (Ⅰ) 의 상태로 글로브 박스로부터 밖으로 꺼내어 25 ℃ 60 ％ 의 대기 중에 30 분 정도 방치하였다. 그 후, 다시 글로브 박스안으로 돌려보내고, 그 이외에는 실시예 1 과 완전히 동일하게 하여 유기 박막 태양 전지 디바이스를 시험 제작하였다.

즉, 적층체 (Ⅰ) 의 구조의 적층 필름을 제작한 후, 단시간이면 대기 중에 보관하는 것이 가능하며, 질소 분위기 중의 보관 장소에서 대기 중을 통과하여 글로브 박스 안으로 이동시키는 것이 가능하다. 이것은, 유기 반도체 디바이스의 제조 프로세스에 있어서 상기 적층 필름의 핸들링의 용이함이나 제조 프로세스의 로버스트성을 고려한 경우, 큰 메리트가 있다고 할 수 있다.

[실시예 5]

디바이스 형성 공정에서의 하기 기재 이외에는 실시예 4 와 동일하게 하여 디바이스 형성을 실시하였다.

이하, 건조 질소로 퍼지된 글로브 박스 안에서 작업을 실시하였다. 수증기 투과율 (수증기 배리어 성능) 이 10^-2 g/㎡/day 인 필름 (미쓰비시 수지 (주) 사 제조 테크배리어) 과 수증기 투과율이 1 g/㎡/day 인 필름 (미쓰비시 수지 (주) 사 제조 테크배리어의 다른 등급) 에 의해, 포착제를 함유하는 층 (C) 와 접착 시트가 적층된 구조를 갖는 게터 시트 (다이닉사 제조 HD-S07) 를 사이에 끼웠다. 여기서 전자의 필름은 가스 배리어 필름 (D) 로서 기능하고, 후자의 필름은 방식층 (E) 로서 기능한다. 이 때, 도 5 에 나타내는 바와 같이 가스 배리어 필름 (D) 의 내측에 방식층 (E) 필름의 가장자리부가 배치되도록 시일재에 의해 접착하였다. 시일재의 접착선 폭은 3 ㎜, 접착 두께는 20 ㎛ 였다. 가스 배리어 필름 (D) 를 유리 기판에 시일재에 의해 접착할 때, 이 시일 부분에는 방식층 (E) 필름의 가장자리부가 겹치지 않게 된다. 이 결과, 디바이스 형성 후, 방식층 (E) 필름 내부를 필름면 방향으로 수증기나 산소가 디바이스 내부로 투과되어 유기 반도체층에 손상을 입힐 우려가 없어진다.

[실시예 6]

실시예 3 에 기재된 방법으로 동일하게 제조된 2 ㎜×2 ㎜의 유기 반도체 소자 (B) (20) 로서의 박막 태양 전지 소자를 8 ㎜ 간격을 두고 도 6 및 도 7 에 나타내는 바와 같이 4 개 정렬시켰다. 각 유기 박막 태양 전지 소자의 사이는 실시예 3 의 가장자리부와 동일하게 시일하였다. 그 때, 시일재 (8) 와 유기 박막 태양 전지 소자가 접촉하지 않도록 시일재는 도포, 배치하였다. 이 유기 태양 전지 디바이스의 구조를 도 6 에 나타낸다. 또, 도 7 은 도 6 의 디바이스를 위에서 본 도면이다. 각 부재에 관해서는, 도 1 내지 도 5 에서 설명한 부재와 동일한 부재는 동일 부호를 붙이고, 설명은 생략한다.

실시예 5 의 유기 태양 전지 디바이스를 글로브 박스로부터 밖으로 꺼내어 25 ℃ 60 ％ 의 대기 중에서 4 개로 절단하였다. 절단은 필름 부분을 커터로 자른 후, 유리는 흠집을 내어 쪼갬으로써 절단하였다. 절단면 (10) 을 도 6 및 도 7 중에 점선으로 나타낸다.

실시예에서 제작한 유기 박막 태양 전지는 다음과 같이, 성능 평가를 실시하였다.

실시예의 성능 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.

표 2 에 나타낸 결과대로, 실시예 3-6 의 PCE 변화율은 거의 동등하여, 가속 시험에 의한 열화가 작은, 우량한 유기 박막 태양 전지인 것이 분명해졌다.

가스 배리어 필름 (D) 와 방식층 (E) 에 의해 포착제를 함유하는 층 (C) 를 사이에 끼우고, 또 시일하여 외기로부터 차단함으로써, 이 상태의 적층 시트가 제조 프로세스에 있어서 단시간 대기 중에 노출되어도, 포착제의 열화가 억제된 것으로 생각되는 실시예 5, 6 과 같은 방법을 실시함으로써, 한번에 복수 개의 유기 박막 태양 전지를 제작한 후, 대기 중에서 1 개 1 개의 태양 전지로 분리하는 처리를 실시해도 성능의 열화는 확인되지 않았다.

본 출원은, 2009년 6월 24일 출원된 일본 특허출원 (특원 제2009-150143호) 및 2009년 7월 7일 출원된 일본 특허출원 (특원 제2009-160791호) 에 기초하는 것으로, 그 내용이 여기에 참조로서 받아들여진다.

산업상 이용가능성

본 발명에 관련된 유기 전자 디바이스의 용도에 제한은 없으며 임의이다. 예를 들어, 본 발명은 건축재 용도로 사용할 수 있다. 특히, 예를 들어, 가옥, 점포, 빌딩 등의 건조물의 외장재 및 내장재 ; 터널, 다리 등의 내장재 ; 간판, 표지 등에 사용하면 바람직하다. 또한, 옥내외를 막론하고, 화상 표시 기기, 면형상 광원, 표시판 등에도 바람직하게 사용할 수 있다.

1. 기판 (A)
2. 유기 반도체층
3. 투명 전극
4. 금속 전극
5. 방식층 (E)
6. 포착제를 함유하는 층 (C)
7. 가스 배리어 필름 (D)
8. 시일재
9. 접착 시트
10. 절단면
20. 유기 반도체 소자 (B)

Claims

적어도 한 쌍의 전극을 구비한 유기 반도체 소자 (B) 와, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 와, 가스 배리어 필름 (D) 를 이 순서대로 구비한 유기 전자 디바이스로서,
상기 유기 반도체 소자 (B) 의, 상기 한 쌍의 전극 중 적어도 일방의 전극과 상기 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 사이에, 적어도 1 층의 방식층 (E) 를 구비하고 있고,
상기 방식층 (E) 의 막두께가 20 ㎛ 이상이고,
상기 방식층 (E) 및 상기 가스 배리어 필름 (D) 가, 다음 식 (1) 및 식 (2) 의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 유기 전자 디바이스.
15 ≥ Pe ＞ Pd 식 (1)
10^-4 ≤ Pd ≤ 10^-1 식 (2)
상기 식 (1) 및 식 (2) 중, Pe 는 상기 방식층 (E) 의 40 ℃ 90 ％RH 환경에서의 수증기 투과율을 나타내고, Pd 는 상기 가스 배리어 필름 (D) 의 40 ℃ 90 ％RH 환경에서의 수증기 투과율을 나타내며, 모두 단위는 g/㎡/day 로 한다.
제 1 항에 있어서,
상기 방식층 (E) 가 0.1 N/㎝ 이상의 접착 기능을 갖는 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전자 디바이스.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 유기 반도체 소자 (B) 가, 유기 태양 전지 소자인 것을 특징으로 하는 유기 전자 디바이스.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 의 수분 흡수 능력이 0.1 ㎎/㎠ 이상 15 ㎎/㎠ 이하인 것을 특징으로 하는 유기 전자 디바이스.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가스 배리어 필름 (D) 가, 열가소성 수지와, 상기 열가소성 수지 상에 진공 증착된 SiO_x를 포함하는 필름인 것을 특징으로 하는 유기 전자 디바이스.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
기판 (A) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전자 디바이스.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
봉지재 및 내후성 보호 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전자 디바이스.
기판 (A) 와, 적어도 한 쌍의 전극을 구비한 유기 반도체 소자 (B) 와, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 와, 적어도 1 층의 방식층 (E) 와, 상기 유기 반도체 소자 (B) 를 피복하는 가스 배리어 필름 (D) 를 순서대로 적층한 유기 전자 디바이스의 제조 방법으로서,
상기 방식층 (E) 및 상기 가스 배리어 필름 (D) 가, 다음 식 (1) 및 식 (2) 의 조건을 만족하고,
15 ≥ Pe ＞ Pd 식 (1)
10^-4 ≤ Pd ≤ 10^-1 식 (2)
상기 식 (1) 및 식 (2) 중, Pe 는 상기 방식층 (E) 의 40 ℃ 90 ％RH 환경에서의 수증기 투과율을 나타내고, Pd 는 상기 가스 배리어 필름 (D) 의 40 ℃ 90 ％RH 환경에서의 수증기 투과율을 나타내며, 모두 단위는 g/㎡/day 로 한다.
상기 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 에 상기 적어도 1 층의 방식층 (E) 를 적층한 적층체층을 제조함과 함께, 상기 기판 (A) 상에 상기 유기 반도체 소자 (B) 를 제조한 후에, 상기 순서에 따라서 적층하는 것을 특징으로 하는 유기 전자 디바이스의 제조 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 가스 배리어 필름 (D), 상기 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C), 상기 적어도 1 층의 방식층 (E) 를 순서대로 적층한 적층체층을 제조하고, 상기 유기 반도체 소자 (B) 를 상기 기판 (A) 상에 제조한 후에, 상기 순서에 따라서 적층하는 것을 특징으로 하는 유기 전자 디바이스의 제조 방법.
기판 (A) 와, 적어도 한 쌍의 전극을 구비한 유기 반도체 소자 (B) 와, 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 와, 가스 배리어 필름 (D) 를 이 순서대로 구비한 유기 전자 디바이스로서,
상기 유기 반도체 소자 (B) 와 상기 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 사이에, 상기 유기 반도체 소자 (B) 와 상기 층 (C) 가 직접 접촉하지 않도록 수지층 (F) 를 갖고, 상기 수지층 (F) 의 막두께가 20 ㎛ 이상이고,
상기 수지층 (F) 및 상기 가스 배리어 필름 (D) 가, 다음 식 (1) 및 식 (2) 의 조건을 만족하고,
15 ≥ Pe ＞ Pd 식 (1)
10^-4 ≤ Pd ≤ 10^-1 식 (2)
상기 식 (1) 및 식 (2) 중, Pe 는 상기 수지층 (F) 의 40 ℃ 90 ％RH 환경에서의 수증기 투과율을 나타내고, Pd 는 상기 가스 배리어 필름 (D) 의 40 ℃ 90 ％RH 환경에서의 수증기 투과율을 나타내며, 모두 단위는 g/㎡/day 로 한다.
또한, 상기 유기 반도체 소자 (B) 와 상기 층 (C) 가 외기에 접하지 않도록, 상기 기판 (A) 와 상기 가스 배리어 필름 (D) 가 직접 또는 중간층을 사이에 두고 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전자 디바이스.
제 10 항에 있어서,
추가로 상기 수지층 (F) 가 외기에 접하지 않도록, 상기 가스 배리어 필름 (D) 와 상기 수지층 (F) 가 직접 또는 중간층을 사이에 두고 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전자 디바이스.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
상기 중간층이 시일재를 함유하는 층인 것을 특징으로 하는 유기 전자 디바이스.
제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지층 (F) 가, 적어도 1 층의 방식층 (E) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전자 디바이스.
제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유기 반도체 소자 (B) 가, 유기 태양 전지 소자인 것을 특징으로 하는 유기 전자 디바이스.
기판 (A) 상에, 복수의 유기 반도체 소자 (B) 를 서로 간격을 두고 배치하고,
상기 복수의 유기 반도체 소자 (B) 상에 수지층 (F) 를 적층하고,
상기 수지층 (F) 상에 2 개 이상의 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 를 서로 간격을 두고 배치하고,
상기 층 (C) 상에 가스 배리어 필름 (D) 를 적층하여,
상기 유기 반도체 소자 (B) 와 상기 수분 및 산소의 적어도 일방을 흡수하는 포착제를 함유하는 층 (C) 를 포함하도록 상기 기판 (A) 를 절단하는 것을 특징으로 하는 유기 전자 디바이스의 제조 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 절단하는 부분이, 적어도 상기 기판 (A) 와 상기 가스 배리어 필름 (D) 가 직접 또는 중간층을 사이에 두고 접착되어 있는 부분인 것을 특징으로 하는 유기 전자 디바이스의 제조 방법.
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
상기 절단하는 부분이, 적어도 상기 기판 (A) 와 상기 가스 배리어 필름 (D), 상기 수지층 (F) 가 적층되어 있는 부분인 것을 특징으로 하는 유기 전자 디바이스의 제조 방법.
제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중간층이 시일재를 함유하는 층인 것을 특징으로 하는 유기 전자 디바이스의 제조 방법.
제 15 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지층 (F) 가, 적어도 1 층의 방식층 (E) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전자 디바이스의 제조 방법.
제 19 항에 있어서,
상기 방식층 (E) 및 상기 가스 배리어 필름 (D) 가, 다음 식 (3) 및 식 (4) 의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 유기 전자 디바이스의 제조 방법.
5 ≥ Pe ＞ Pd 식 (3)
Pd ≤ 10^-1 식 (4)
상기 식 (3) 및 식 (4) 중, Pe 는 상기 방식층 (E) 의 40 ℃ 90 ％RH 환경에서의 수증기 투과율을 나타내고, Pd 는 상기 가스 배리어 필름 (D) 의 40 ℃ 90 ％RH 환경에서의 수증기 투과율을 나타내며, 모두 단위는 g/㎡/day 로 한다.
제 15 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유기 반도체 소자 (B) 가, 유기 태양 전지 소자인 것을 특징으로 하는 유기 전자 디바이스의 제조 방법.