(57)【要約】【課題】複数枚の光電変換素子のデバイスを連結する場合は、リード線やＦＰＣを用いて電気的に接続することが一般的であり半田付けが必要となるが、有機半導体に用いる材料は熱に弱い問題点がある。【解決手段】一対の対向する透明電極１０ａと陰極１０ｅの間に積層される有機半導体層から成る光電変換素子１０を、絶縁性材料からなるエッジカバー１３１と前記エッジカバーの内側に導電性材料の導電部１３２とを有するコネクタ１３に複数枚挟持させて支持し、全ての有機デバイスを同時に電気的に接続する有機デバイス１の電極の取り出し構造を実現する。【選択図】図１
2014096507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、
前記透明基板上に設けた陽極となる透明電極と、
前記透明電極に対向配置される陰極と、
前記陽極と前記陰極の間に積層される有機半導体層とから成る有機デバイスであって、
前記透明基板の周端部に設けた取出電極と、
前記有機デバイスを封止する封止基板と、
絶縁性材料からなるエッジカバーと、前記エッジカバーの内側に設けた一対の導電性材料の導電部を有するコネクタとを備え、
前記コネクタを前記透明基板の１辺より長く形成するか複数個を連ねて配置し、複数個の各前記透明基板の前記取出電極を前記コネクタで挟持して行方向に一体化し、前記取出電極と前記導電部とを圧接させて電極の取り出しをすることを特徴とする有機デバイスの電極取り出し構造。
【請求項２】
前記取出電極は、前記透明基板の周端部に、透明基板の長さ方向に連続して複数枚形成されることを特徴とする請求項１に記載の有機デバイスの電極取り出し構造。
【請求項３】
前記取出電極は、前記透明基板の裏面に引き回され、前記透明基板の表面に陽極を露出し、前記コネクタの前記透明基板の表面に圧接した前記導電部から陽極の取り出しを行い、裏面に陰極を露出し、前記透明基板の裏面に圧接した前記導電部から陰極の取り出しを行うことを特徴とする請求項１に記載の有機デバイスの電極取り出し構造。
【請求項４】
前記コネクタは前記エッジカバーを上側と下側に一体化して設け、それぞれに前記導電部を設けて、前記上側の前記エッジカバーには上側の行の前記透明基板を挟持し、下側の前記エッジカバーには下側の行の前記透明基板を挟持して隣接する複数行の前記透明基板の各前記取出電極と前記導電部とを圧接させて電極の取り出しをすることを特徴とする請求項１に記載の有機デバイスの電極取り出し構造。
【請求項５】
前記コネクタで一体化された複数の各前記透明基板の側辺にも行間を埋める短い前記コネクタで前記透明基板を挟持することを特徴とする請求項１に記載の有機デバイスの電極取り出し構造。
【請求項６】
隣接した前記コネクタには、スライド型、凹凸型あるいはフック型の連結部を設け、隣接した前記コネクタを一体化することを特徴とする請求項１に記載の有機デバイスの電極取り出し構造。
【請求項７】
前記コネクタの外周をフレームで補強することを特徴とする請求項１に記載の有機デバイスの電極取り出し構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明基板上に形成した有機物の光電変換素子を封止基板で封止し、透明基板の周端部に取出電極を設けた有機デバイスであって、導電部を有するコネクタに複数枚の有機デバイスを挟持して全てを電気的に接続する有機デバイスの電極取り出し構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、クリーンエネルギーである太陽光エネルギーの関心の高まりに伴い、光電変換素子の発達が目覚ましい。光電変換素子とは、光エネルギーを電気エネルギーに変換する素子、およびその逆に電気エネルギーを光エネルギーに変換する素子である。
【０００３】
光エネルギーを電気エネルギーに直接変換するものとしては、太陽電池が急速に成長している。なかでも、安価で、軽量で、フレキシブル化も可能な有機太陽電池が次世代太陽電池として注目されている。現在も有機材料や製造方法の改良が進められており、光電変換効率が８％以上の高効率な有機太陽電池も実現されている。また、電気エネルギーを光エネルギーに変換するものとしては、有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子がある。有機ＥＬ素子は、省エネルギーの観点より、表示素子や照明用光源として市場に供給されてきた。
【０００４】
特許文献１には、図１１に示すように、発光層５４及び誘電体層５５を透明電極５３と背面電極５６との間に挟みこんだ発光部５７が下ガラス基板５２に一体的に形成され、一対の上下ガラス基板５１、５２を封止部材５９で溶着接合したＥＬ５０が示されている。上ガラス基板にはスルーホール５１ａが形成され、このスルーホールの内径部にペースト塗布・焼成膜６０を形成し、更にスルーホール近傍の上ガラス基板の上面に積層蒸着膜６１を施した後に、半田をスルーホール５１ａ内に流し込み、発光部５７の取出電極５８と導通する半田部６２を形成し、この半田部６２にリード線（図示せず）を取り付けて外部電極と接続させるものである。
【０００５】
特許文献２には、図１２に示すように、少なくとも一方が透明面材７０で、他方の面材が表示デバイスや太陽電池モジュールである積層体７１と、透明面材と積層体に挟まれた層状部７２と、積層体の外周部に接続された電気信号を伝達するフレキシブルプリント配線板７３（Flexible printed circuit、以下ＦＰＣと省略する）とを有する装置が示されている。
【０００６】
上述した構造では、複数のデバイスを連結する場合に、各デバイス間をリード線やＦＰＣを用いて電気的に接続する必要があり、接続部位にははんだ付けも必要となる。すなわち、各デバイスは離間された状態でリート線などを用いて接続されるために強度は低く、またはんだ付けの手間がかかる。従って、容易にかつ確実に、複数のデバイスを電気的に接続できる構造が以下のように模索されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２４３５５９号公報
【特許文献２】特開２０１２−１５８６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
デバイス単体での利用に限らず、例えば複数のデバイスを連結させて大きな広告として利用したり、あるいは複数の色の異なるデバイスを組み合わせてデザイン照明として利用したりと、用途は拡大している。
【０００９】
しかしながら、上述した光電変換素子を用いたデバイスでは、外部電極や隣接するデバイスへの電気的接続に、はんだ付けが必要である。一般に、有機半導体に用いる材料は熱に弱い。従って、固着剤にはんだを用いる場合、固着時の加熱で有機デバイスに不良が発生する問題点がある。
【００１０】
また、後工程で有機半導体から成る光電変換素子への加熱を極力減らすことが求められる。
【００１１】
更に、各有機デバイス間は、１点での点接触となるため、連結したパネルユニットの強度が低い問題点もある。
【００１２】
更に、隣接する有機デバイスを接続する配線が繁雑になる問題点もある。
【００１３】
そこで、複数の有機デバイスをはんだフリーで容易に連結でき、連結された複数のデバイスが耐久性を有する接続構造を求められるが、現実には、はんだフリーの連結を可能とした有機デバイスの電極取り出し構造は存在しない。
【００１４】
本発明は上記した問題点に鑑みて為されたものであり、本発明の目的は、複数枚の有機デバイスをはんだフリーで確実に電気的に接続し、かつ多様な集合したパネルユニットを提供できる有機デバイスの電極取り出し構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に依れば、透明基板と、前記透明基板上に設けた陽極となる透明電極と、前記透明電極に対向配置される陰極と、前記陽極と前記陰極の間に積層される有機半導体層とから成る有機デバイスであって、前記透明基板の周端部に設けた取出電極と、前記有機デバイスを封止する封止基板と、絶縁性材料からなるエッジカバーと、前記エッジカバーの内側に設けた一対の導電性材料の導電部を有するコネクタとを備え、前記コネクタを前記透明基板の１辺より長く形成するか複数個を連ねて配置し、複数個の各前記透明基板の前記取出電極を前記コネクタで挟持して行方向に一体化し、前記取出電極と前記導電部とを圧接させて電極の取り出しをすることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に依れば、前記取出電極は、前記透明基板の周端部に、透明基板の長さ方向に連続して複数枚形成されることを特徴とする。
【００１７】
更に、本発明に依れば、前記取出電極は、前記透明基板の裏面に引き回され、前記透明基板の表面に陽極を露出し、前記コネクタの前記透明基板の表面に圧接した前記導電部から陽極の取り出しを行い、裏面に陰極を露出し、前記透明基板の裏面に圧接した前記導電部から陰極の取り出しを行うことを特徴とする。
【００１８】
更に、本発明に依れば、前記コネクタは前記エッジカバーを上側と下側に一体化して設け、それぞれに前記導電部を設けて、前記上側の前記エッジカバーには上側の行の前記透明基板を挟持し、下側の前記エッジカバーには下側の行の前記透明基板を挟持して隣接する複数行の前記透明基板の各前記取出電極と前記導電部とを圧接させて電極の取り出しをすることを特徴とする。
【００１９】
更に、本発明に依れば、前記コネクタで一体化された複数の各前記透明基板の側辺にも行間を埋める短い前記コネクタで前記透明基板を挟持することを特徴とする。
【００２０】
更に、本発明に依れば、隣接した前記コネクタには、スライド型、凹凸型あるいはフック型の連結部を設け、隣接した前記コネクタを一体化することを特徴とする。
【００２１】
更に、本発明に依れば、前記コネクタの外周をフレームで補強することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の有機デバイスの電極取り出し構造によれば、以下の効果が得られる。
【００２３】
第１に、１つのコネクタに複数枚の有機デバイスを挟持させて支持し、各有機デバイスの取出電極をコネクタの導電部にそれぞれ圧接させるので、全ての有機デバイスを同時に電気的に接続できる。これにより、はんだ付け工程が不要になるので、製造工程における有機半導体材料への加熱を最低限に抑えることができる。
【００２４】
第２に、コネクタの長さ方向に対し、その両辺に複数の有機デバイスを挟持できる。これにより、複数の有機デバイスをコネクタの行方向あるいは列方向に組み合わせた１つの大きなパネルユニットを提供できる。
【００２５】
第３に、有機デバイスを介してコネクタは長さ方向に自由に延長できる。これにより、パネルユニットの一辺の長さを任意に選択できる。また、有機デバイスの取出電極を介して隣接するコネクタは電気的に接続される。
【００２６】
第４に、隣接するコネクタを連結部で一体化できるので、コネクタでパネルユニットが作れる。
【００２７】
第５に、コネクタの連結部分にはスライドや凹凸部やフックが形成されるので、容易かつ確実に連結できる。これにより、パネルユニットの幅方向の大きさを任意に選択できる。
【００２８】
第６に、コネクタ内の導電部を接続するので、陽極および陰極の引き回しをほぼコネクタ内に収納できる。
【００２９】
第７に、コネクタの連結が容易なので、パネルユニットの大きさや形状を自由に設定でき、併せて挟持する有機デバイスの枚数も自由に増減できる。
【００３０】
第８に、複数枚の有機デバイスを連結させたパネルユニットの外周をフレームで覆うことができるので、各有機デバイスは外れにくくなり、パネルユニットの強度も向上する。
【００３１】
第９に、隣り合う複数枚の有機デイバイを電気的に接続する際に、リード線やＦＰＣなどの連結部材が不要にできるので、コストを抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態における（Ａ）有機デバイスの平面図、（Ｂ）その有機デバイスの連結構造を説明する平面図である。
【図２】本発明の有機デバイスの（Ａ）多段連結構造を説明する平面図、（Ｂ）そのコネクタの一部拡大断面図、（Ｃ）他の多段連結構造を説明する平面図、（Ｄ）そのコネクタの一部拡大断面図である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）は、本発明の有機デバイスの連結構造を説明する平面図である。
【図４】本発明の（Ａ）有機デバイスの平面図、（Ｂ）その有機デバイスの連結構造を説明する平面図である。
【図５】（Ａ）（Ｂ）は、本発明の有機デバイスを連結したパネルユニットの平面図である。
【図６】本発明の（Ａ）有機デバイスを説明する平面図、（Ｂ）光電変換素子を説明する平面図である。
【図７】本発明のコネクタを説明する（Ａ）平面図、（Ｂ）側面図、（Ｃ）拡大断面図、（Ｄ）断面図である。
【図８】本発明のコネクタの（Ａ）スライド型の構造を説明する斜視図、（Ｂ）その連結を説明する平面図、（Ｃ）（Ｄ）他のスライド型の構造を説明する平面図、（Ｅ）その連結を説明する平面図である。
【図９】本発明のコネクタの（Ａ）（Ｂ）凹凸型の構造を説明する平面図、（Ｃ）その連結を説明する平面図である。
【図１０】本発明のコネクタの（Ａ）（Ｂ）フック型の構造を説明する平面図、（Ｃ）その連結を説明する平面図である。
【図１１】従来の光電変換装置の接続方法を説明する断面図である。
【図１２】従来の光電変換装置の接続方法を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１から図１０を参照し、本発明の有機デバイスの電極取り出し構造の実施形態を説明する。
【００３４】
図１（Ａ）は本発明の有機デバイスの平面図であり、図１（Ｂ）は有機デバイスの連結を説明する平面図である。図２（Ａ）は本発明の有機デバイスの多段連結構造を説明する平面図であり、図２（Ｂ）は多段連結構造のコネクタを説明する図２（Ａ）のａ−ａ線一部拡大断面図であり、図２（Ｃ）は他の多段連結構造を説明する平面図であり、図２（Ｄ）は多段連結構造のコネクタを説明する図２（Ｃ）のａ−ａ線一部拡大断面図である。図３（Ａ）（Ｂ）は本発明の有機デバイスの連結構造を説明する平面図である。図４（Ａ）は本発明の有機デバイスの平面図であり、図４（Ｂ）はその有機デバイスの連結を説明する平面図である。図５（Ａ）は本発明の有機デバイスを連結したパネルユニットの平面図であり、図５（Ｂ）は他のフレーム構造のパネルユニットの平面図である。図６（Ａ）は本発明の有機デバイスを説明する平面図であり、図６（Ｂ）は封止された光電変換素子を説明する平面図である。図７（Ａ）は本発明のコネクタを説明する平面図であり、図７（Ｂ）はその側面図であり、図７（Ｃ）は図７（Ａ）のｂ−ｂ線拡大断面図であり、図７（Ｄ）は本発明の有機デバイスを説明する図６（Ａ）のｃ−ｃ線断面図ある。図８（Ａ）は本発明のスライド型コネクタを説明する斜視図であり、図８（Ｂ）はその連結構造を説明する平面図であり、図８（Ｃ）（Ｄ）は他のスライド型コネクタを説明する平面図であり、図８（Ｅ）はその連結構造を説明する平面図である。図９（Ａ）（Ｂ）は本発明の凹凸型コネクタを説明する平面図であり、図９（Ｃ）はその連結構造を説明する平面図である。図１０（Ａ）（Ｂ）は本発明のフック型コネクタを説明する平面図であり、図１０（Ｃ）はその連結構造を説明する平面図である。
【００３５】
図１〜図４を参照して、本発明の有機デバイス１をコネクタ１３で連結させる構造について説明する。
【００３６】
本発明の有機デバイス１は、少なくとも、光電変換素子１０と、取出電極１１と、封止基板１２と、コネクタ１３とから構成される。有機デバイス１は、有機物の光電変換素子１０を封止基板１２で封止し、光電変換素子の取出電極１１をエッジカバー１３１とその内側に設けた一対の導電部１３２とから成るコネクタ１３で挟持し、電気的に接続するデバイスである。
【００３７】
なお、個別の有機デバイス１と光電変換素子１０については図６を参照して、コネクタ１３については図７を参照して詳述するのでここでは省略する。
【００３８】
図１は、一対の長辺コネクタ１３ａ、１３ａで全ての有機デバイス１を挟持して行方向に連結する構造の一例である。
【００３９】
具体的には、図１（Ａ）に示すように、一対のコネクタ１３が、有機デバイス１の長さ方向Ｌよりも長い長辺コネクタ１３ａ、１３ａを準備する。そして、図１（Ｂ）に示すように、長辺コネクタ１３ａの長さの範囲で、複数枚の有機デバイス１をコネクタ１３ａに挿入し挟持させて支持する。各取出電極１１の陽極および陰極は、長辺コネクタ１３ａの導電部１３２に圧接されるので、連結した全ての有機デバイス１を同時に電気的に接続できる構造である。複数枚の有機デバイス１は、上下辺に設けた長辺コネクタ１３ａで機械的に一体化される。短辺コネクタ１３ｂは、長辺コネクタ１３ａ間の有機デバイス１の側辺を挟持して一体化される。
【００４０】
有機デバイス１の長さ方向Ｌよりも短い短辺コネクタ１３ｂは、短辺コネクタの導電部１３２を長辺コネクタ１３ａの導電部１３２に重ね合せるだけで、導通できる。これにより、透明基板１０ａの表側の導電部１３２が陽極（あるいは陰極）の取り出しを行い、透明基板１０ａの裏側の導電部１３２が陰極（あるいは陽極）の取り出しを行い、外部導出電極１４（図示せず）まで引き回される。
【００４１】
なお、有機デバイスを挟持する間隔は、隣り合う有機デバイス同士が重ならない限り任意の間隔を選択できる。この一対の長辺コネクタ１３ａを共有する連結構造では、行方向のみに複数枚の有機デバイス１を連結できる。
【００４２】
図２は、行方向に複数枚の有機デバイスを連結させたパネルを、列方向に多段に連結する構造を説明する。
【００４３】
図２（Ａ）（Ｃ）に示すように、行方向に複数枚の有機デバイスを連結させた一列のパネルを、列方向に多段に連結することができる。この際、多段に連結したパネルの両端以外は、専用の連結用コネクタ１３ｃ、１３ｄを用いて連結される。具体的には、図２（Ｂ）（Ｄ）に示す、連結用コネクタ１３ｃ、１３ｄを用いる。なお、図２（Ｂ）（Ｄ）は、図２（Ａ）（Ｃ）の点線の枠で囲ったａ−ａ線断面図である。
【００４４】
連結用コネクタ１３ｃ、１３ｄは、上下に開口を有するＵ字と逆Ｕ字を一体化した形状のエッジカバー１３１と、エッジカバーの内側の両端に設けた一対の導電部１３２とから成る。両端に設けた一対の導電部１３２により２枚の有機デバイス１を挟持できる。また、エッジカバー１３１は、長辺コネクタ１３ａと同様に、任意の長さに形成され、連結した全ての有機デバイス１を同時に電気的に接続できる。
【００４５】
この連結用コネクタ１３ｃ、１３ｄを用いると行方向に複数枚連結された有機デバイス１を、列方向に複数段積み重ねることが可能となる。連結用コネクタ１３ｃ、１３ｄは一体化されているために機械的な支持も強固にできる。
【００４６】
なお、このままでは行毎に電気的接続が完結してしまうので、全ての行間で電気的接続をするためにジャンパー線が必要となる。ジャンパー線を設ける構造としては、例えば、図２（Ａ）に示すように、連結用コネクタ１３ｃの端部にジャンパー線１６を渡してもよい。また、図２（Ｄ）に示すように、連結用コネクタ１３ｄ内で完結させてもよく、連結用コネクタ１３ｄのエッジカバー１３１内にジャンパー線１６を延在させて対向する１対の導電部１３２同士を電気的に接続させる。
【００４７】
これにより、透明基板１０ａの表側の導電部１３２が陽極（あるいは陰極）の取り出しを行い、透明基板１０ａの裏側の導電部１３２が陰極（あるいは陽極）の取り出しを行い、外部導出電極１４まで引き回される。
【００４８】
ここで、外部導出電極１４とは、コネクタ１３の導電部１３２から延在した電極であり、図示しない外部電極に電気的に接続される。外部導出電極１４は導電素材であればよく、例えば導電部１３２と同じ材質や金属線で形成される。本実施形態では、図２（Ａ）（Ｃ）のように有機デバイス１の右下部分の導電部１３２の一端から延在する外部導出電極１４を示したが、コネクタの両端部分に限らず、例えばコネクタの中央部等、任意の個所に形成される。また、１つのコネクタに複数個の外部導出電極１４を保有してもよく、例えばコネクタの両端部、コネクタの中央部と両端部、あるいはコネクタの中央部に、それぞれ任意の個数を保有することができる（図示せず）。
【００４９】
なお、透明基板１０ａの表側の導電部１３２が陽極（あるいは陰極）の取り出しを行い、透明基板１０ａの裏側の導電部１３２が陰極（あるいは陽極）の取り出しを行うため、透明基板の表側および裏側の両面から取り出す両面電極となるが、一方の電極をコネクタのエッジカバー１３１内で引き回し、透明基板の表側あるいは裏側のいずれかの面から取り出す片面電極としてもよい。この取り出し電極は、前述と同様に、コネクタの両端部に限らず、コネクタの中央部など任意の個所に、任意の個数だけ取り出すことができる。具体的には、コネクタのエッジカバー１３１内を引き回した電極は、任意の個所でエッジカバーより突出されエッジカバー１３１の外側にはんだ付けが可能なパッド等を付けて取り出される。なお、エッジカバー１３１と導電部１３２の間に設けた金属箔や導線をエッジカバー１３１の外側まで延在させて取り出してもよい。
【００５０】
図３は、任意の形状のコネクタに複数枚の有機デバイスを連結する構造を説明する。一例として、Ｌ字状のコネクタと、十字状のコネクタを示す。
【００５１】
図３（Ａ）に示すように、Ｌ字状に形成したＬ字状コネクタ１３ｆを準備する。一例として、有機デバイス１の長さ方向Ｌに長いＬ字状コネクタを示すが、有機デバイス１の高さ方向Ｈに長いＬ字状コネクタでもよく、あるいは２辺の長さが同一のＬ字状コネクタでもよい。そして、Ｌ字状コネクタ１３ｆの長さの範囲で、複数枚の有機デバイス１をコネクタに挿入し挟持させて支持する。
【００５２】
なお、図示の如く、取出電極１１が部分的に露出されるため、例えば同形状のＬ字状コネクタ１３ｆを対向させて被覆したり、図１に示す長辺コネクタ１３ａと短辺コネクタ１３ｂとを組み合わせて被覆すればよい（図示せず）。
【００５３】
各取出電極１１の陽極および陰極は、各コネクタの導電部１３２に圧接されるので、全ての有機デバイスを同時に電気的に接続できる。また、隣り合うコネクタ同士の導電部１３２が端部でそれぞれ重畳されるため導通できる。これにより、透明基板１０ａの表側の導電部１３２が陽極（あるいは陰極）の取り出しを行い、透明基板１０ａの裏側の導電部１３２が陰極（あるいは陽極）の取り出しを行い、外部導出電極（図示せず）まで引き回される。
【００５４】
また、図３（Ｂ）に示すように、十字に形成した十字状コネクタ１３ｇを準備する。一例として、２辺の長さが同一の十字状コネクタ１３ｇを示すが、有機デバイス１の高さ方向Ｈに長い十字状コネクタ１３ｇでもよく、あるいは有機デバイス１の長さ方向Ｌに長い十字状コネクタ１３ｇでもよい。そして、十字状コネクタ１３ｇの長さの範囲で、複数枚の有機デバイス１をコネクタに挿入し挟持させて支持する。
【００５５】
なお、図示の如く、取出電極１１が部分的に露出されるため、例えば図３（Ａ）に示すＬ字状コネクタ１３ｆで被覆したり、図１に示す長辺コネクタ１３ａと短辺コネクタ１３ｂとを組み合わせて被覆すればよい（図示せず）。
【００５６】
各取出電極１１の陽極および陰極は、各コネクタの導電部１３２に圧接されるので、全ての有機デバイスを同時に電気的に接続できる。また、隣り合う各コネクタの導電部１３２がそれぞれ重畳されるので導通できる。これにより、透明基板１０ａの表側の導電部１３２が陽極（あるいは陰極）の取り出しを行い、透明基板１０ａの裏側の導電部１３２が陰極（あるいは陽極）の取り出しを行い、外部導出電極（図示せず）まで引き回される。
【００５７】
なお、十字状コネクタ１３ｇは、図２（Ｂ）に示す連結用コネクタ１３ｃのように十字コネクタ１３ｇの端部にジャンパー線１６（図示せず）を渡してもよく、また図２（Ｄ）に示す連結用コネクタ１３ｄのようにエッジカバー１３１内にジャンパー線１６を延在させて対向する１対の導電部１３２同士を電気的に接続させてもよい。
【００５８】
図４は、一対のコネクタ１３ｅを隣り合う有機デバイス間で共有し、行方向に連結する構造の一例である。
【００５９】
具体的には、図４（Ａ）に示すように、有機デバイス１の透明基板１０ａの周端部を２種類の長さのコネクタ１３で被覆した有機デバイス１を準備する。コネクタは、一対の短辺コネクタ１３ｂと一対の長辺コネクタ１３ｅであり、ここでの長辺コネクタ１３ｅは透明基板１０ａの長さ方向Ｌの長さと同じである。
【００６０】
図４（Ｂ）に示すように、一対の長辺コネクタ１３ｅ、１３ｅを右あるいは左方向にスライドさせて、隣り合う２つの有機デバイス１でコネクタ１３ｅを共有し、連結させる。各取出電極１１の陽極および陰極は、長辺コネクタ１３ｅの導電部１３２に圧接されるので、全ての有機デバイスを同時に電気的に接続できる。短辺コネクタ１３ｂの導電部１３２は長辺コネクタ１３ａの導電部１３２に重ね合せるだけで導通できる。これにより、透明基板１０ａの表側の導電部１３２が陽極（あるいは陰極）の取り出しを行い、透明基板１０ａの裏側の導電部１３２が陰極（あるいは陽極）の取り出しを行い、外部導出電極（図示せず）まで引き回される。
【００６１】
なお、連結されて左右の端部に配置される有機デバイス１は、図示の如く、取出電極１１が部分的に露出されるため、例えばコの字状のコネクタを準備し、被覆すればよい。
【００６２】
図５（Ａ）（Ｂ）に、本実施形態の有機デバイス１を縦方向あるいは横方向に連結させたパネルユニット２の全体図を示す。図は、有機デバイス１の封止基板１２側を上面に表す。
【００６３】
隣り合う有機デバイス１はコネクタ１３を介して連結される。コネクタ１３の導電部１３２により全ての有機デバイスは同時に電気的に接続される。パネルユニット２は、その外周をフレーム３で固定してもよく、ここではフレームで固定する場合を示している。
【００６４】
有機デバイス１は、少なくとも光電変換素子１０と、取出電極１１と、封止基板１２と、コネクタ１３とから構成される。本実施形態では、一例として、有機太陽電池や有機ＥＬ素子として働く。
【００６５】
パネルユニット２は、有機デバイス１の集合体である。パネルユニットは、一例として、大型の有機太陽電池パネル、広告あるいはデザイン化した照明として利用される。なお、行列状に連結したパネルユニットを示したが、例えば市松模様あるいは家型やツリー型などの任意の形状に配列してもよい。
【００６６】
フレーム３は、パネルユニット２の外周を覆う枠体である。複数の有機デバイスを連結するため全体の接続強度はどうしても弱くなる。パネルユニットの外周部分をフレームで被覆することで有機デバイスは外れにくくなり、パネルユニット２の強度が上がる。また、フレーム３は絶縁体あるいは導電体材料で、任意の形状に形成される。例えば、金属のフレームで覆ったり、あるいは木工の枠で外周を覆い障子の様に見せたり等できる。更に、非透明にフレームを形成した場合は、パネルユニットの外周部分に配置される外部導出電極などの配線を被覆し隠すことができるので、煩雑さは解消される。
【００６７】
なお、図５（Ｂ）に示すように、有機デバイス１の外周に合わせた補強フレームを用いてもよい。図５（Ａ）の場合に比べて、パネルユニットの中央部分の連結強度は遥かに向上する。
【００６８】
次に、図６を用いて、本発明の光電変換素子の一実施形態について説明する。なお、ここでは光電変換素子１０は有機太陽電池である。有機太陽電池の太陽光の光入射面側を裏面に表し、封止基板１２側を表面に表す。
【００６９】
図６（Ａ）に示すように、有機デバイス１は、光電変換素子１０を封止基板１２内に封止し、透明基板１０ａの周端部に取出電極１１を配置し、光電変換素子の周端に設けた取出電極１１を図７に説明するコネクタ１３で挟持する。
【００７０】
本発明に用いる光電変換素子１０は、透明基板１０ａと、透明電極１０ｂと、正孔輸送層１０ｃと、発電層１０ｄと、陰極１０ｅとを有する。透明電極１０ｂと陰極１０ｅは、一対の電極を構成する。
【００７１】
透明基板１０ａは、一主面を太陽光の光入射面として用い、反対主面を透明電極１０ｂの支持基板として用いる。透明基板は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂などのプラスチック基板、ガラス基板などの絶縁基板である。なお、フレキシブル性フィルム基板でもよい。
【００７２】
本実施形態では、一例として、透明ガラス基板を用いる。具体的には、透明ガラス基板は１００ｍｍ×１００ｍｍであり、その厚さｔ２は４００μｍ〜７００μｍ程度である。
【００７３】
透明電極１０ｂは、透明基板１０ａの上面のほぼ全面に形成される透明電極膜である。透明電極には、酸化インジウム等を蒸着した酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）などを用いる。
【００７４】
本実施形態では、一例として、ＩＴＯ膜を用い、透明基板１０ａの周端部分をパターニングし、ほぼ全面に形成する。具体的には、透明基板の周端部を除いた部分に、光電変換素子の陽極が矩形に形成され、透明基板の周端部には取出下地電極１１aが形成される。なお、ＩＴＯ膜の膜厚は、有機デバイスの電流容量などによって任意に決定することができる。
【００７５】
正孔輸送層１０ｃは、発電層に正孔を輸送する有機層であり、光電変換素子の陽極の上面に所望の形状に形成される。正孔輸送層には、ポリエチレンジオイサイドチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、三酸化モリブデン（ＭｏＯ３）などを用いる。ＰＥＤＯＴを用いる場合にはスピンコート法により塗布成膜され、ＭｏＯ３を用いる場合には真空蒸着法により成膜される。
【００７６】
本実施形態では、一例として、ＰＥＤＯＴを成膜する。具体的には、透明電極１０ｂの光電変換素子の陽極の上面に矩形に形成され、正孔輸送層の膜厚は４０ｎｍである。
【００７７】
発電層１０ｄは、太陽光を吸収して発電する層、すなわち光電変換層であり、正孔輸送層１０ｃの上面のほぼ全面に形成される。光電層には、導電性高分子材料の一種であるポリ（３−ヘキシルチオフェン）（以下、Ｐ３ＨＴと省略する）あるいはスクワリリウム誘導体などに、フラーレン誘導体として、［６０］ＰＣＢＭ（［６，６］−フェニルＣ６１酪酸メチルエステル）あるいは［７０］ＰＣＢＭ（［６，６］−フェニルＣ７１酪酸メチルエステル）などを混合したものを用いる。Ｐ３ＨＴと［６０］ＰＣＢＭの混合物を用いる場合には、オルトジクロロベンゼンに溶解させた溶液をスピンコート法により塗布成膜、または真空蒸着法により成膜する。スクワリリウム誘導体と［７０］ＰＣＭＢの混合物を用いる場合には、クロロホルムに溶解させた溶液をダイコーターやキャピラリコーターにより塗布成膜、または真空蒸着法により成膜する。
【００７８】
本実施形態では、一例として、Ｐ３ＨＴと［６０］ＰＣＢＭの混合物を用いる。具体的には、正孔輸送層１０ｃの上面のほぼ全面に形成され、発電層の膜厚は６０ｎｍである。
【００７９】
陰極１０ｅは、発電層で発生したホールを収集するための電極であり、発電層１０ｄの上面に形成される。陰極にはＣａ、Ａｌなどが用いられ、蒸着法、スパッタ法、塗布法等により形成される。なおこの際、使用する材料や膜厚制御により、透明太陽電池素子を形成できる。
【００８０】
本実施形態では、一例として、Ａｌを用い、真空蒸着により形成する。具体的には、発電層１０ｄの上面に形成し、陰極の膜厚は１００ｎｍである。
【００８１】
有機太陽電池のセルパターンは用途対象に応じて多様に対応できる。一例として、図６（Ｂ）に示すように、１０ｍｍ×８５ｍｍの有機太陽電池のセルを８個配列する光電変換素子１０を用いる。
【００８２】
次に、図７を用いて本発明のコネクタの一実施形態を説明する。
【００８３】
図７（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、コネクタ１３は、プラスチックなどの非導電性素材で形成されたエッジカバー１３１と、エッジカバーの内側で光電変換素子を挟持する面に接着して設けた一対の導電部１３２とを有する。
【００８４】
エッジカバー１３１は、光電変換素子の透明基板１０ａを挟持するカバーであり、配線部分を被覆するカバーでもある。また、光電変換素子を外傷から保護するカバーとしても働く。従って、光電変換素子の透明基板１０ａあるいは取出電極１１を挟持し、固定できる剛性と強度があればよく、プラスチック素材を用いるのが好適である。
【００８５】
また、エッジカバーの形状は、図７（Ａ）のように、透明基板１０ａの長さ方向に長辺を設けた矩形に形成される。また、図７（Ｂ）（Ｃ）に示すように、先端はやや狭まり、断面は片仮名の略コの字状に形成される。なお、外圧に耐え得るように尖った部分をなくし丸みを持たせてもよく、例えば断面は英文字の略Ｃ字状（図示せず）に形成しても良い。
【００８６】
導電部１３２は、樹脂にカーボンを混ぜた導電性ゴムなどで形成され、エッジカバー１３１の裏側に接着材などで固着される。導電部の長さは、任意の長さが適宜選択される。光電変換素子の取出電極１１と導電部１３２を圧接することにより電気的接続ができる。
【００８７】
なお、隣り合う各コネクタ１３は、各々の導電部１３２を重ね合せることにより導通される。
【００８８】
本発明のコネクタの大きな特徴は、コネクタの挟持面に一対の導電部１３２を設けるので、一方が陽極になり、他方が陰極となるので、取出電極１１を挟持するだけで容易に電気的接続ができ、半田付けを一切不要にできる。
【００８９】
また、光電変換素子に接触する部分にゴム材を用いるので、挟持する圧力により透明基板１０ａや取出電極１１を傷つける恐れがなく、クッション性があるのでずれることもない。
【００９０】
図７（Ｄ）に、１０ｍｍ×８５ｍｍの有機太陽電池１０のセルを８個配列した光電変換素子１０をコネクタ１３で挟持した有機デバイスの断面図を示す。有機太陽電池の断面は、図６（Ａ）のｃ−ｃ線に対応している。
【００９１】
有機太陽電池１０は、具体的には、透明基板１０ａは１００ｍｍ×１００ｍｍの透明ガラス基板を用い、その板厚ｔ２は４００μｍである。透明電極１０ｂはあらかじめパターニングされ、各セルの有機太陽電池の陽極部分は１０ｍｍ×８５ｍｍの矩形状に形成され、両端に陽極および陰極の取出下地電極１１ａ形成される。正孔輸送層１０ｃおよび発電層１０ｄはそれぞれ１０ｍｍ×８５ｍｍの矩形状に形成される。陰極１０ｅは１０ｍｍ×８５ｍｍの矩形状に形成され、取出下地電極１１aの陰極と電気的に接続される。なお、有機デバイス１の厚さｔ１は１ｍｍである。
【００９２】
また、取出下地電極１１ａの陽極および陰極は、取出接触電極１１ｂで透明基板１０ａの裏面に引き回される。
【００９３】
なお、取出接触電極１１ｂは必ず透明基板１０ａの表面から裏面まで延在されるため、コネクタ１３で挟持する際に一対の導電部１３２で陽極と陰極がショートする。ショート防止のため、透明基板１０ａの表面の陰極は全て絶縁部材１５で覆い、透明基板１０ａの表面の陽極のみが透明基板１０ａの表面側のコネクタ１３の導電部１３２と電気的に接触をする。従って、透明基板１０ａの表面側の導電部１３２が陽極の取り出しを行い、外部導出電極まで引き回される。
【００９４】
また、透明基板１０ａの裏面の陽極は全て絶縁部材１５で覆い、透明基板１０ａの裏面の陰極のみが透明基板１０ａの裏面側のコネクタ１３の導電部１３２と電気的に接触をする。従って、透明基板１０ａの裏面側の導電部１３２が陰極の取り出しを行い、外部導出電極まで引き回される。
【００９５】
この１０ｍｍ×８５ｍｍの有機太陽電池のセルが、８個並べて配列されることにより、取出接触電極１１ｂの陽極および陰極がそれぞれ連続して交互に複数設けられる。図中、取出接触電極１１ｂが露出する部分（斜線部分）が陽極であり、絶縁部材１５が露出する部分（黒く塗りつぶした部分）が陰極である。このように、複数の電極を設けることにより、コネクタ１３で電気的に接続した際に、並列接続した場合と同様の効果が得られる。すなわち、光電変換素子面内の透明電極１０ｂの電気抵抗値の最小化を実現でき、更に、取り出し電圧や電流を増大できる。従って、光電変換量が上昇するので、小電力の有機太陽電池の場合には輝度率アップを実現できる。
【００９６】
また、多点接続となるので、ある接続部位が劣化により故障や接触不良などを発生しても、残りの正常な接続部位で確実な電気的接続を実現できる。これにより、接続部位の劣化による故障の確率が大幅に低減される。
【００９７】
図８〜図１０は、隣り合う有機デバイス１のコネクタ１３同士を嵌合し、連結する構造の一例である。本実施形態では、連結部がスライド型（図８）、凹凸型（図９）、フック型（図１０）の３種類の嵌合構造を説明する。なお、ここでは有機デバイスを省略しコネクタのみを簡略的に示す。
【００９８】
図８は、スライド型のコネクタの嵌合構造である。一例として、図８（Ａ）〜（Ｂ）にスライド型−スリット形式を示し、図８（Ｃ）〜（Ｅ）にスライド型−凹凸形式を示す。
【００９９】
スライド型−スリット形式は、図８（Ａ）の斜視図に示すように、エッジカバー１３１の導電部１３２と反対側の任意の位置に、スリットＳが形成される。スリットＳの長さは、任意に選択でき、長いほど嵌合の強度は高くなる。そして、図８（Ｂ）に示すように、スリットＳ部分を位置合わせして上下方向にスライドして確実に嵌合させる。
【０１００】
スライド型−凹凸形式は、図８（Ｃ）（Ｄ）の平面図に示すように、エッジカバー１３１の導電部１３２と反対側の任意の位置に、凹型のスライド用嵌合部Ｓｏと、その下方に凸型のスライド用嵌合部Ｓｔが形成される。そして、図８（Ｅ）に示すように、スライド用嵌合部の凹凸部分をそれぞれ位置合わせして嵌め込んだ後、上下方向にスライドして確実に嵌合させる。
【０１０１】
図９は、凹凸型のコネクタの嵌合構造の一例を示す。
【０１０２】
図９（Ａ）（Ｂ）の平面図に示すように、エッジカバー１３１の導電部１３２と反対側の任意の位置に凹部Ｐｏを形成し、その下方に凸部Ｐｔを形成する。そして、図９（Ｃ）に示すように、対向する凹凸部をそれぞれ位置合わせし、コネクタを横方向に移動させて嵌合させる。
【０１０３】
図１０は、フック型のコネクタの嵌合構造の一例を示す。
【０１０４】
図１０（Ａ）（Ｂ）の平面図に示すように、エッジカバー１３１の導電部１３２と反対側の任意の位置にフック用凹部Ｆｏを形成し、その下方にフック部Ｆｔを形成する。そして、図１０（Ｃ）に示すように、対向するフック用凹部Ｆｏとフック部Ｆｔをそれぞれ位置合わせし、引っかけて嵌合させる。
【０１０５】
なお、図８〜１０の嵌合構造のコネクタ１３は、コネクタの両端に嵌合部分を設ける場合を示したが、コネクタの両端部分に限らず、例えばコネクタの中央部等、任意の個所に任意の個数の嵌合部分を形成してもよい。また、透明基板１０ａの表側の導電部１３２が陽極（あるいは陰極）の取り出しを行い、透明基板１０ａの裏側の導電部１３２が陰極（あるいは陽極）の取り出しを行うため両面電極となるが、前述したように、外部導出電極１４をコネクタのエッジカバー１３１内を引き回して、透明基板の表側あるいは裏側のいずれか一方の面から取り出す片面電極にしてもよい。
【０１０６】
更に、前述したように、コネクタのエッジカバー１３１内を引き回した電極は、任意の個所でエッジカバーより突出されエッジカバー１３１の外側にはんだ付けが可能なパッドを設けたり、エッジカバー１３１と導電部１３２の間に設けた金属箔等を延在させて取り出してもよい。例えば、図９に示す凹凸型のコネクタの嵌合構造の場合には、凹部Ｐｏの平坦な面の一部に裏面電極の取り出し部分を形成し、対向する凸部Ｐｔに表面電極の取り出し部分を形成することで、連結されるコネクタ同士を嵌合し接続して、コネクタ同士を導通できる。
【０１０７】
本発明の特徴は、光電変換素子の取出電極１１をコネクタ１３で挟持し、コネクタの導電部１３２を取出電極の陽極１１ａおよび陰極１１ｂに電気的に接続できる有機デバイス１を連結できることにある。これにより、複数の有機デバイスを任意の形状に連結させて、電子広告やデザイン照明として利用することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１          有機デバイス
２          パネルユニット
３          フレーム
１０          光電変換素子
１０ａ        透明基板
１０ｂ        透明電極
１０ｃ        正孔輸送層
１０ｄ        発電層
１０ｅ        陰極
１１          取出電極
１２          封止基板
１３          コネクタ
１３１        エッジカバー
１３２        導電部
１３ａ、１３ｅ      長辺コネクタ
１３ｂ        短辺コネクタ
１３ｃ、１３ｄ      連結用コネクタ
１３ｆ        Ｌ字状コネクタ
１３ｇ        十字状コネクタ
１４          外部導出電極
１５          絶縁部材
１６          ジャンパー線
Ｓ            スリット
Ｓｏ、Ｓｔ    スライド用嵌合部
Ｐｏ          凹部
Ｐｔ          凸部
Ｆｏ          フック用凹部
Ｆｔ          フック部
【図１】
2014096507.tif 000003
【図２】
2014096507.tif 000004
【図３】
2014096507.tif 000005
【図４】
2014096507.tif 000006
【図５】
2014096507.tif 000007
【図６】
2014096507.tif 000008
【図７】
2014096507.tif 000009
【図８】
2014096507.tif 000010
【図９】
2014096507.tif 000011
【図１０】
2014096507.tif 000012
【図１１】
2014096507.tif 000013
【図１２】
2014096507.tif 000014