(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正孔輸送材料及び電子輸送材料のうちの少なくとも一方の材料を溶媒中に含有させた材料含有液を電極構造体に付着させ、該電極構造体に付着させた材料から有機半導体を該電極構造体に接した状態で形成する光電変換デバイスの製造方法において、
複数の導電線材を該導電線材の配置間隔を調整する配置調整用線材とともに一体的に連結した上記電極構造体を準備し、
上記配置調整用線材を溶解可能な上記溶媒を用いて上記材料含有液を調製し、
該材料含有液を上記電極構造体に接触させることで、上記配置調整用線材を溶解すると共に少なくとも上記一方の材料を上記導電線材に付着させて上記有機半導体を形成する、光電変換デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記導電線材間に前記配置調整用線材を介在させることで該導電線材間を互いに所定間隔で離間させた前記電極構造体を準備する、請求項１に記載の光電変換デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記複数の導電線材及び前記配置調整用線材からなる複数の縦線材と、該複数の縦線材と交差して配置した複数の横線材とを備えた前記電極構造体を準備し、
上記配置調整用線材を溶解可能で上記横線材を溶解不能な前記溶媒を用いて前記材料含有液を調製する、請求項１に記載の光電変換デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記正孔輸送材料及び前記電子輸送材料を含有した前記材料含有液を調製して前記電極構造体に接触させ、ｐ型有機半導体を一部の前記導電線材に接続した状態で形成すると共にｎ型有機半導体を他部の上記導電線材に接続した状態で形成する、請求項１に記載の光電変換デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記材料含有液を前記電極構造体の片面側に付着させる、請求項１に記載の光電変換デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記複数の導電線材が前記配置調整用線材とともに一体化された電極部を複数有し、該複数の電極部が対向配置された状態で支持線材により支持された前記電極構造体を準備し、
上記配置調整用線材を溶解可能で上記支持線材を溶解不能な前記溶媒を用いて前記材料含有液を調製する、請求項１に記載の光電変換デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記光電変換デバイスが有機半導体薄膜太陽電池である、請求項１乃至６の何れかに記載の光電変換デバイスの製造方法。
【請求項８】
光エネルギーと電気エネルギーとを変換する光電変換層と、前記光電変換層の片面側に設けられる電極と、を備え、
前記電極が、複数の縦線材と、複数の横線材と、を備え、
前記縦線材と前記横線材とは１本ごとに交差してネットを構成し、
前記縦線材は、複数の第１導電線材と複数の第２導電線材と複数の第１絶縁線材とからなり、
前記第１導電線材と前記第２導電線材とが間隔をあけて同一面上に交互に並べられており、前記第１導電線材と前記第２導電線材との間に前記間隔の直径を有する前記第１絶縁線材が設けられ、
前記横線材は第２絶縁線材からなり、
前記第１導電線材がｐ型電極として機能し、前記第２導電線材がｎ型電極として機能する、光電変換デバイス。
【請求項９】
前記第１絶縁線材が、前記第１導電線材と前記第２導電線材との間に複数設けられている、請求項８に記載の光電変換デバイス。
【請求項１０】
透明の保護層が前記光電変換層上に設けられている、請求項８又は９に記載の光電変換デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換デバイスの製造方法及び光電変換デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
光電変換デバイスは、光を電気エネルギーに変換するデバイス及び電気エネルギーを光に変換するデバイスである。前者の例としては太陽電池などがあり、後者の例としては発光ダイオードなどがある。【０００３】
今日、クリーンエネルギーの一つとして太陽電池による電力供給の必要性が再認識されている。太陽電池には、Ｓｉ太陽電池、化合物太陽電池のほか有機半導体薄膜太陽電池など各種のものがある。【０００４】
Ｓｉ太陽電池の中で単結晶Ｓｉ太陽電池を例にとって説明すると、ｐ型の単結晶ウエハに気相拡散やｎ型不純物イオンの打ち込み等によってウエハの表面層をｎ型半導体にするなどして、ｐｎ接合やｐｉｎ接合が作られる。そして表面電極と裏面電極とを形成してサンドイッチ構造の太陽電池が作製される。【０００５】
化合物太陽電池の中には各種のものがあるが、エネルギー変換効率が高く、経年変化による光劣化が起こりにくく、耐放射性特性に優れ、光吸収波長領域が広く、光吸収係数が大きいといった利点を有するカルコパイライト型太陽電池を例にとって説明する。これはＩ族、ＩＩＩ族及びＶＩ族の元素を構成成分とするカルコパイライト化合物（Ｃｕ（Ｉｎ＋Ｇａ）Ｓｅ２）から成るＣＩＧＳ層をｐ型の光吸収層として備えた太陽電池である（例えば特許文献１）。【０００６】
このＣＩＧＳ層を備えた太陽電池は、一般的に、ソーダライムガラス（ＳＬＧ）基板といったガラス基板上に、Ｍｏ金属層からなる正極たる裏面電極１層と、ＳＬＧ基板に由来して生じるＮａムラを防止するためのＮａディップ層と、ＣＩＧＳ光吸収層と、ｎ型のバッファ層と、負極たる透明電極層による最外表面層と、を備えた多層積層構造で構成される。ここで、ｎ型のバッファ層はＣｄＳ、ＺｎＯ、ＩｎＳなどで形成され、透明電極層はＺｎＯＡｌなどが用いられる。【０００７】
この多層積層構造は、表面の受光部から照射光が入射すると、多層積層構造のｐ−ｎ接合付近では、バンドギャップ以上のエネルギーを有する照射光によって励起されて一対の電子及び正孔が生じる。励起された電子と正孔とは拡散によりｐ−ｎ接合部に達し、接合の内部電界により、電子がｎ領域に、正孔がｐ領域に集合して分離される。この結果、ｎ領域が負に帯電し、ｐ領域が正に帯電し、各領域に設けた電極間で電位差が生じる。この電位差を起電力として、各電極間を導線で結線したときに光電流が得られる。【０００８】
ＣＩＧＳ光吸収層は次のような工程によって得られる。即ち、Ｉｎ層とＣｕ−Ｇａ層とを積層状態にして前駆体として備える基板自体をアニール処理室内に収容してプレヒートを行う。その後、アニール処理室内に挿入したガス導入管によってＨ２Ｓｅガスを導入しつつ室内を５００乃至５２０℃の温度範囲に昇温することによって、前駆体をＣＩＧＳ層に変換する。【０００９】
近年、有機半導体を用いた有機薄膜太陽電池は簡易な成膜法により形成できるため、製造が容易で大量生産に適した太陽電池として注目されている。この有機薄膜太陽電池として、所謂バルクヘテロジャンクション構造やナノ相分離構造を有するものが種々提案されている。これらの構造ではｐ型有機半導体とｎ型有機半導体との接触界面を広く確保できるため光電変換効率を向上できる。【００１０】
このような有機薄膜太陽電池は、例えば正孔輸送材料及び電子輸送材料を各種の溶媒に溶解して材料含有液を調製し、電極表面に材料含有液を付着させ、付着させた材料からｐ型有機半導体やｎ型有機半導体を備えた光電変換層を形成することで製造されている。【００１１】
例えば下記特許文献２には、基板の一方面上に、陽極、バルクヘテロジャンクション構造を有する光電変換層、陰極が順に積層された有機薄膜太陽電池が提案されている。この特許文献１では、酸化銀と還元剤からなる陰極と、陰極近傍に有機金属をドープした電子輸送層を塗布した積層構造とすることにより、低温で陰極が形成されるだけでなく、有機金属ドープ層と陰極との接合が改良されるとしている。【００１２】
一方、製造が容易で大量生産に適した光電変換デバイスの電極として、導電性を有する線材を使用したものが知られている。例えば下記特許文献３には、金属線を織った網状電極体を光起電力体の表面上に接合することで光起電力素子等を製造する方法が提案されている。この特許文献２では、金属線を配線することで、印刷やリソグラフィー等を用いた配線に比べて線の細さと厚みとのアスペクト比を適切に調整できると共に、コストを低減でき、また網状に織ることで配線を高速化できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００６−１９６７７１号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２４４６８号公報
【特許文献３】特開２００６−１６５１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、従来の構造においては、ｐｎ接合となる領域を挟んで一対の電極を設けていた。そのため、光照射側の電極は、光透過性がよく、かつ電気抵抗が小さいものが必要となり、光照射側の電極は高価なレアメタルを蒸着やメッキにより形成しなければならなかった。それに伴い製造プロセスも複雑であった。【００１５】
従来の有機ＥＬ（Electro Luminescence）を用いた単色又はカラーの発光装置では、例えばアルミ板とＩＴＯ付きガラス基板との間に有機ＥＬ材料を閉じ込めてその外周縁部を封止し、アルミ板とＩＴＯとの間に電圧を印加することで有機ＥＬを発光させていた。また、アルミ板の代わりにアルミ箔を用い、ＩＴＯ付きガラス基板の代わりにＩＴＯ付き透明樹脂シートを用いて、発光装置にフレキシブル性を付与していた。【００１６】
このような発光装置は、面で一様に発光するため、液晶表示装置のバックライト照明として用いられている。液晶表示装置はバックライト照明部上に液晶パネルを設けている。液晶パネルは、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板とＣＦ（Color Filer）基板とを貼り合わせてその間に液晶分子を封入して構成されていた。ＴＦＴ基板とはＴＦＴ素子がマトリックス状に形成された基板であり、ＣＦ基板とはカラーフィルターが形成されている基板である。【００１７】
しかし従来の発光装置では、アルミ箔及びＩＴＯ付き透明樹脂シートを用いても、湾曲には限界があった。なぜなら、有機ＥＬ材料からなる発光層が、アルミ箔やＩＴＯと層間で剥離してしまい、発光層全面に電圧が印加されず、発光ムラが生じるからである。【００１８】
さらに、正孔輸送材料や電子輸送材料を含有する材料含有液を用いた従来の光電変換デバイスの製造方法では、電極を保持するために基板が使用されるなど電極の柔軟性を確保し難く、十分な柔軟性を有する光電変換デバイスが得られなかった。しかも電極間にｐ型有機半導体及びｎ型有機半導体を多数配置することで、接触界面を広くして光電変換の性能を確保するため、電極間に配置される有機半導体が不足したり不均一に配置されたりすると、その分光電変換の性能が低下していた。【００１９】
従来の、導電性を有する導電線材を使用した柔軟性のある電極では、複数の線材を配列した際、各線材の位置ずれ、撓み、歪み、変形等の配置の乱れが生じることが多かった。線材の配置の乱れが生じると、電極間の間隔がばらつき、電極間に配置されるｐ型有機半導体及びｎ型有機半導体の存在量やキャリアの移動距離が不均一になり、光電変換の性能が低下していた。【００２０】
そこで本発明は、光電変換の性能を確保しつつ柔軟性を有する光電変換デバイスを容易に製造できる製造方法を提供することを第１の目的とする。
【００２１】
本発明の第２の目的は、電極材料として光透過性が要求されない光電変換デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記第１の目的を達成する本発明の光電変換デバイスの製造方法は、正孔輸送材料及び電子輸送材料のうちの少なくとも一方の材料を溶媒中に含有させた材料含有液を電極構造体に付着させ、電極構造体に付着させた材料から有機半導体を電極構造体に接した状態で形成する方法において、複数の導電線材とこの複数の導電線材の配置間隔を調整するための配置調整用線材とを一体的に連結した電極構造体を準備し、配置調整用線材を溶解可能な溶媒を用いて材料含有液を調製し、材料含有液を電極構造体に接触させることで、配置調整用線材を溶解すると共に少なくとも一方の材料を導電線材に付着させて上記有機半導体を形成するものである。
この製造方法では有機半導体薄膜太陽電池を製造するのが特に好適である。【００２４】
この光電変換デバイスの製造方法では、導電線材間に配置調整用線材を介在させることで導電線材間を互いに所定間隔で離間させた電極構造体を準備するのがよい。
複数の導電線材及び配置調整用線材からなる複数の縦線材と、複数の縦線材と交差して配置した複数の横線材とを備えた電極構造体を準備し、配置調整用線材を溶解可能で横線材を溶解不能な溶媒を用いて材料含有液を調製するのが好適である。【００２５】
この製造方法では、正孔輸送材料及び電子輸送材料を含有した材料含有液を調製して電極構造体に接触させ、ｐ型有機半導体を一部の導電線材に接続した状態で形成すると共に、ｎ型有機半導体を他部の導電線材に接続した状態で形成するのが好ましい。【００２６】
この製造方法では、材料含有液を電極構造体の片面側に付着させてもよい。
また複数の導電線材が配置調整用線材とともに一体化された電極部を複数有し、複数の電極部が対向配置された状態で支持線材により支持された電極構造体を準備し、配置調整用線材を溶解可能で支持線材を溶解不能な溶媒を用いて材料含有液を調製してもよい。【００２８】
上記第２の目的を達成するために、本発明の光電変換デバイスは、光エネルギーと電気エネルギーとを変換する光電変換層と、光電変換層の片面側に設けられる電極と、を備え、電極が、複数の縦線材と、複数の横線材と、を備え、縦線材と横線材とは１本ごとに交差してネットを構成し、縦線材は、複数の第１導電線材と複数の第２導電線材と複数の第１絶縁線材とからなり、第１導電線材と第２導電線材とが間隔をあけて同一面上に交互に並べられており、第１導電線材と第２導電線材との間に前記間隔の直径を有する第１絶縁線材が設けられ、横線材は第２絶縁線材からなり、第１導電線材がｐ型電極として機能し、第２導電線材がｎ型電極として機能することを特徴としている。
第１絶縁線材は、第１導電線材と第２導電線材との間に複数設けられていてもよい。透明の保護層が前記光電変換層上に設けられていることが好ましい。
【００３０】
ここで、同一面とは、仮想面又は基板面の何れであってもよいが、基板面に形成する場合は、それが平面基板であっても湾曲可能なフレキシブル基板であってもよい。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の光電変換デバイスの製造方法によれば、複数の導電線材を配置調整用線材とともに一体的に連結した電極構造体を用いるので、柔軟性を有する導電線材であっても容易に配置できることに加え、配置調整用線材により複数の導電線材の配置間隔を容易に調整でき、その状態を製造時に安定して保持できる。そのため複数の導電線材の配置間隔のばらつきを防止して光電変換の性能を確保することができる。【００３７】
そして、材料含有液を電極構造体に接触させることで配置調整用線材を溶解するので、得られた光電変換デバイスでは、配置調整用線材が配置されていた部位に材料含有液の正孔輸送材料や電子輸送材料を配置することができる。そのため導電線材間により多くの有機半導体を均一に配置でき、光電変換の性能を確保できる。従って、光電変換の性能を確保しつつ柔軟性を有する光電変換デバイスを容易に製造することが可能である。【００３８】
この製造方法に用いる光電変換デバイス作製用の電極によれば、複数の導電線材が配置調整用線材とともに一体化され、光電変換デバイス作製用の溶媒に対する配置調整用線材の溶解性が導電性材料より大きいので、上述のような光電変換デバイスを製造するのに好適に使用できる。【００３９】
本発明の光電変換デバイスによれば、電極が、ｐ型電極として機能する一方の電極とｎ型電極として機能する他方の電極とが同一面上に形成された交互配列平面電極構造となっていることから、電極材料として従来必要としていた透明電極材料が不要となる。
従来のように、一方の電極上にｐ層の有機半導体を積層しその上にｎ層の有機半導体を積層してｐｎ接合を形成すると共に、このｎ層の有機半導体上に他方の電極として透明電極を順次積層して光電変換デバイスを構成する必要はない。
本発明の光電変換デバイスは、ガラス基板などのフレキシブル性のない基板上でもフレキシブル性のある基板上にも作製できる。電極上に塗布によって有機半導体を設け得るため、作製工程が複雑とならず、また、安価に作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光電変換デバイスの断面図である。
【図２】図１に示す光電変換デバイスにおける電極構造を示す斜視図である。
【図３】図１において符号Ａで示す領域の拡大図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る発光装置を模式的に示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る発光装置のうち発光部の断面を模式的に示す図である。
【図６】図５に示す発光部の交互配列電極を模式的に示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る発光装置のうち発光部の断面を模式的に示す図である。
【図８】図７に示す発光部の交互配列電極を模式的に示す図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る発光装置のうち発光部の断面を模式的に示す図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る発光装置のうち発光部の断面を模式的に示す図である。
【図１１】本発明の第６実施形態で製造される光電変換デバイスを示す断面図である。
【図１２】本発明の第６実施形態における光電変換デバイス製造用の電極構造体を模式的に示す斜視図である。
【図１３】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第６実施形態における光電変換デバイスの製造工程の一部を説明するための部分断面図である。
【図１４】本発明の第６実施形態の光電変換デバイスの変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、図面を参照しながら本発明について幾つかの実施形態により詳細に説明する。
［第１実施形態］
第１実施形態では、光電変換デバイスが、光を電気エネルギーに変換するものとして太陽電池を想定して説明するが、電気エネルギーを光エネルギーに変換するものであっても同様に適用することができる。
【００４３】
図１は本発明の第１実施形態に係る光電変換デバイス１の断面図であり、図２は光電変換デバイスの斜視図である。
【００４４】
光電変換デバイス１は、絶縁性の基材１１と、基材１１の上面に設けた電極１２と、電極１２を覆う光電変換層１３と、光電変換層１３の上面を覆う保護層１４と、から構成されている。なお、図２では、光電変換層１３と保護層１４の表示を省略している。
【００４５】
基材１１はシート状に形成され、可撓性を有する。例えば、ＰＥＴなどによってフレキシブル基板として形成されたものを用いる。本第１実施形態では、図２に示すように基材１１は輪郭が長方形に形成されている。以下、説明の便宜上、短い辺を第１辺１１Ａと呼び、長い辺を第２辺１１Ｂとする。
【００４６】
図２を用いて電極１２について説明する。電極１２は、基材１１の第１辺１１Ａに沿って延びていてさらに第２辺１１Ｂの延出方向に所定のピッチで配置された複数の縦線材１２Ａと、基材１１の第２辺１１Ｂに沿って延びていてさらに第１辺１１Ａの延出方向に所定のピッチで配置された複数の横線材１２Ｂと、を備えている。縦線材１２Ａと横線材１２Ｂとは１本ごとに交差するように織られている。つまり電極１２は平織りのネット状に形成されている。
【００４７】
第１辺１１Ａに沿って延びる縦線材１２Ａとして、３種の線材を利用する。具体的には、第１導電線材１２１と第２導電線材１２２と第１絶縁線材１２３とを利用する。図２に示すように、第１導電線材１２１と第２導電線材１２２とは基材１１上に交互に並べられており、これらの第１導電線材１２１と第２導電線材１２２との間に第１絶縁線材１２３が設けられている。なお、第１導電線材１２１と第２導電線材１２２との間隔は、それらの間に挟まれる第１絶縁線材１２３の断面の直径と同等であるが、図面では、構成の理解を容易にするために各部材同士の間に空隙を設けて表している。
【００４８】
これらの第１導電線材１２１と第２導電線材１２２として、例えば銅線、ステンレス線等の金属線、化学繊維の表面に金属めっき処理を施した線などを利用することができる。各第１導電線材１２１の一端部１２１Ｅは、図２に示すように第１のバスバー１２１Ａに接続されている。各第２導電線材１２２は、第１導電線材１２１の他端部１２１Ｆ側に位置する端部１２２Ｅで第２のバスバー１２２Ａに接続されている。
【００４９】
第１絶縁線材１２３は、例えばナイロン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ビニル樹脂などの柔軟性に富む絶縁樹脂によって構成されている。
【００５０】
第２辺１１Ｂに沿って延びる横線材１２Ｂとして第２絶縁線材が用いられる。第２絶縁線材は、第１絶縁線材１２３と同様に、例えばナイロン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ビニル樹脂などの柔軟性に富む絶縁樹脂によって構成されている。
【００５１】
第１導電線材１２１、第２導電線材１２２、第１絶縁線材１２３及び第２絶縁線材は、２０μｍ〜３０μｍ程度の太さに設定されている。
【００５２】
次に、光電変換層１３について説明する。図３は図１の円Ａ領域の模式的拡大図である。光電変換層１３は、一方の電極、つまり第１導電線材１２１上に設けられ正孔輸送材料でなるｐ層の有機半導体１３Ａと、他方の電極としての第２導電線材１２２上に設けられ電子輸送材料でなるｎ層の有機半導体１３Ｂと、から構成されている。よって、一方の第１導電線材１２１はｐ型電極として機能し、他方の第２導電線材１２２はｎ型電極として機能する。ｐ層の有機半導体１３Ａとｎ層の有機半導体１３Ｂとはｐｎ接合を形成している。
【００５３】
次に、ｐ層の有機半導体１３Ａとｎ層の有機半導体１３Ｂの材料について説明する。ｐ層の有機半導体１３Ａは、正孔輸送材料によって形成される。正孔輸送材料としては、化学式（１）で示されるトリフェニルアミン（ＴＡＰＣ）、化学式（２）で示されるトリフェニルアミンの二量体であるＴＰＤその他の芳香族アミンのほか、化学式（３）で示されるα−ＮＰＤ、化学式（４）で６示される（ＤＴＰ）ＤＰＰＤ、化学式（５）で示されるｍ−ＭＴＤＡＴＡ、化学式（６）で示されるＨＴＭ１、化学式（７）で示される２−ＴＮＡＴＡ、化学式（８）で示されるＴＰＴＥ１、化学式（９）で示されるＴＣＴＡ、化学式（１０）で示されるＮＴＰＡ、化学式（１１）で示されるスピロ−ＴＡＤ、化学式（１２）で示されるＴＦＬＥＬなどが用いられる。
【００５４】
【化１】
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【化２】
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【化３】
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【化４】
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【化５】
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【化６】
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【化７】
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【化８】
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【化９】
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【化１０】
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【化１１】
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【化１２】
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【００５５】
ｎ層の有機半導体１３Ｂは電子輸送材料によって形成される。電子輸送材料には、化学式（１３）で示されるＡｌｑ３、化学式（１４）で示されるＢＣＰ、化学式（１５）で示されるオキサジアゾール誘導体、化学式（１６）で示されるオキサジアゾール二量体、化学式（１７）で示されるスターバーストオキサジアゾール、化学式（１８）で示されるトリアゾール誘導体、化学式（１９）で示されるフェニルキノキサリン誘導体、化学式（２０）で示されるシロール誘導体などが挙げられる。
【００５６】
【化１３】
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【化１４】
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【化１５】
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【化１６】
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【化１７】
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【化１８】
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【化１９】
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【化２０】
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【００５７】
以上のように、基材１１上に、光電変換デバイス用電極１２を構成する第１導電線材１２１と第２導電線材１２２とが並べて形成され、さらに第１導電線材１２１と第２導電線材１２２とを覆うように、ｐ層の有機半導体１３Ａとｎ層の有機半導体１３Ｂとが、第１導電線材１２１及び第２導電線材１２２と同様に、基材１１上に並べて形成されている。よって、光が入射する面に、特許文献２のように電極を設けずに、保護層１４とすることが可能となる。
【００５８】
保護層１４は、ｐ層の有機半導体１３Ａ及びｎ層の有機半導体１３Ｂを被覆するように設けられている。保護層１４については、太陽光などの照射光を透過する材料であればその種類は問わず、例えば樹脂等によって形成される。
【００５９】
図１に示す光電変換デバイス１の製造方法について概略説明する。まず、基材１１を用意する。次に、第１導電線材１２１、第２導電線材１２２、第１７１絶縁線材１２３、第２絶縁線材を用意し、平織りする。平織りして形成した電極１５を基材１１上に例えば接着剤などによって固定する。その後、ｐ層の有機半導体１３Ａとなる正孔輸送材料を所定の箇所、例えば一方の電極としての第１導電線材１２１上に塗布する。塗布には、例えばインクジェットプリンタによる印刷方法を適用可能である。
【００６０】
次に、ｎ層の有機半導体１３Ｂとなる電子輸送材料をｐ層とｐ層との間、例えば他方の電極としての第２導電線材１２２上に塗布する。塗布には、ｐ層の有機半導体１３Ａの場合と同様、インクジェットプリンタによる印刷技術を用いることができる。
【００６１】
これにより、ｐ層の有機半導体１３Ａとｎ層の有機半導体１３Ｂとによってｐｎ接合が形成される。なお、ｎ層の有機半導体１３Ｂから塗布し、その後ｐ層の有機半導体１３Ａを塗布してもよい。
【００６２】
最後に、保護層１４を塗装などによって形成することで、光電変換デバイス１が作製される。なお、図１に示す光電変換デバイス１が作製される手法であれば上述の方法に限定されない。
【００６３】
このように本発明によれば、基材１１上に、光電変換デバイス用電極１２を構成する第１導電線材１２１と第２導電線材１２２とが形成され、さらに第１導電線材１２１と第２導電線材１２２とを覆うように、ｐ層の有機半導体１３Ａとｎ層の有機半導体１３Ｂとが基材１１上に形成されている。従って、光が入射する面に、特許文献２のように電極を設けずに、保護層１４とすることが可能となる。よって、特許文献２の光照射側に設ける電極を透明電極で構成することが不要であり、透明電極のためのレアメタルを材料として使用しなくて済むため、光電変換デバイス用の電極１２はＣｕやＡｌなどを使用することができる。また、光電変換デバイス１は、電極１２が可撓性を有するネットで構成されているため、平面状に形成した後に、曲面状の表面に取り付けることができる。
【００６４】
本発明の第１実施形態は、本発明の範囲において適宜変更して実施することができる。上記構成では、第１絶縁線材１２３が第１導電線材１２１と第２導電線材１２２との間に１本設けられる構成を説明したが、複数本設けられてもよい。また、光電変換デバイスは基材１１を省略して構成されてもよい。
【００６５】
〔第２実施形態〕
図４は本発明の第２実施形態に係る発光装置を模式的に示す図である。図５は図４に示す発光装置のうち発光部の断面を模式的に示す図であり、図６は図５に示す発光部の交互配列電極を模式的に示す図である。
【００６６】
本発明の第２実施形態に示す発光装置１は、図４に示すように、発光部２及び制御部３を備える。発光部２は、図５に示すように、有機ＥＬ材料からなる発光層１３と、発光層１３内に設けた交互配列電極１２とからなる。発光層１３は、各種有機ＥＬ材料によって層状に形成されたものである。交互配列電極１２は、一方の導電線材１２１と他方の導電線材１２２とが同じ方向に延びて間隔をあけて交互に配列して構成される。
第２乃至第５実施形態では、光電変換デバイスが発光装置１であり、光電変換層が発光層１３で、光電変換デバイス用電極が交互配列電極１２である。
【００６７】
図５に示すように、交互配列電極１２は発光層１３の厚み方向のほぼ中央に設けられてもよいが、中心面から上下の何れかの面に寄っていてもよい。発光部２は、図５に示すように、上下の一方又は双方の面に薄い透明保護層１４が設けられてもよい。
【００６８】
交互配列電極１２は、一方向に延びた一方の導電線材１２１と同じく一方向に延びた他方の線材１３との間に、同じく一方向に延びた配置調整用の線材１５を設けて構成されている。これら一方及び他方の線材１２，１３並びに配置調整用の線材１５を横線材として、絶縁性の線材１５を縦線材として、格子状に織り込まれ、網状に形成されてなる。なお、配置調整用の線材１５は、図示するように、一方の導電線材１２１と他方の導電線材１２２との間で１本だけでなく２本以上であってもよい。
【００６９】
以下、具体的に説明する。縦方向に延びた一方の導電線材１２１と縦方向に延びた他方の導電線材１２２との間に、縦方向に延びた配置調整用の線材１５が配置され、これら縦方向に延びた各線材１２１，１２２，１５を横方向に延びた交差用の線材１６を縦方向に間隔をあけて複数本ならべて格子状に編み込まれてなる。格子の縦横の間隔は同一又はほぼ同一であってもよい。
【００７０】
一方の導電線材１２１及び他方の導電線材１２２は、断面円形、断面楕円形、断面扁平等の線条部材からなり、モノフィラメントでもマルチフィラメントでもよい。フィラメントは金属などでなる導線でもよい。また、モノフィラメント、マルチフィラメントの外周に対し金属がメッキ処理され、メッキ層がフィラメントの外周に形成されたものでもよい。金属としては抵抗率の低い銅が好ましいが他の金属でもよく、ステンレスなどでもよい。
【００７１】
配置調整用の線材１５、交差用の線材１６は、何れも、断面円形、断面楕円形、断面扁平等の線条部材からなっており、モノフィラメントでもマルチフィラメントでもよい。
【００７２】
交差用の線材１６は絶縁性の繊維からなる。配置調整用の線材１５の素材も絶縁性の繊維を用いるのがよい。配置調整用の線材１５、交差用の線材１６の素材は、一方の線条電極群１２、他方の線条電極群１３に有機ＥＬ材料を塗布して硬化する際、塗布剤に含まれる有機溶媒によって溶解されるものであってもよい。
【００７３】
一方の導電線材１２１と配置調整用の線材１５の間隔、他方の導電線材１２２と配置調整用の導電線材１５との間隔は、一方の導電線材１２１、他方の導電線材１２２、配置調整用の導電線材１５の等価断面寸法と同じオーダーであってもよい。
【００７４】
例えば、導電線材１２１，１３と配置調整用の線材１５、交差用の線材１６は２０〜３５μｍの線径を有しており、導電線材１２１，１３と配置調整用の線材１５との間の隙間が２０〜３５μｍである。交差用の線材１５同士の隙間は２０〜３５μｍである。これに対し、発光層１３の厚みは、例えば４０〜８０μｍである。
【００７５】
本発明の実施形態では、各線材の紐状の太さが、これら線材で構成される網の目の大きさとほぼ同じ寸法であるか又は同じオーダーの寸法を有する。よって、配置調整用の線材１５、交差用の線材１６によって各線材同士の隙間が維持される。各線材については線径については均一なものがよいが、平均径に対して所定の範囲、例えば８０％〜１２０％の範囲であってもよい。これにより、一方の導電線材１２１と他方の導電線材１２２との間隔がほぼ一定に保たれる。
【００７６】
配置調整用の線材１５、交差用の線材１６は、有機ＥＬ材料が硬化するまで、一方の導電線材１２１と他方の導電線材１２２との間隔を維持するために設けられるものである。それゆえ、上述したように編み込まれた布に有機ＥＬ材料を塗布などして有機ＥＬ材料が硬化して発光層１３が形成されれば、発光層１３の厚みで一方の導電線材１２１と他方の導電線材１２２が保持される。なお、配置調整用の線材１５、交差用の線材１６は、有機溶媒によって全てが溶解する必要はなく、部分的に溶解せず残存してもよい。
【００７７】
配置調整用の線材１５、交差用の線材１６の線材としては、例えば、アクリル系繊維やビニル系繊維を用いることができ、この場合には、塗布剤にはトルエン、酢酸などの有機溶媒が含まれていればよい。有機溶剤は有機ＥＬ材料、硬化剤等に応じて適宜選択することができる。
【００７８】
以上説明したように、発光層１３に交互配列電極１２を埋設し、その際、配置調整用の線材１５や交差用の線材１６によって一方の導電線材１２１及び他方の導電線材１２２の間隔をほぼ一定にすることができる。
【００７９】
一方の導電線材１２１の一端は一方の配線部５で相互に接続され、他方の導電線材１２２の一端は他方の配線部６で相互に接続されている。各配線部５，６は、接続ユニット４を経由して制御部３に接続されている。
【００８０】
制御部３は、一方の配線部５と他方の配線部６との間に電圧を印加する。これにより、発光層１３内の有機ＥＬ分子に電圧を印加することができる。
【００８１】
本発明の第２実施形態に係る発光装置１では、発光層１３内に一方向に延びた一方の導電線材１２１と他方の導電線材１２２とが交互に配列して設けられている。ここで、発光層内に設けられているとは、交互配線電極１４における一方の導電線材１２１、他方の導電線材１２２の各線材を輪切りに断面でみてその周囲が全て発光像の有機ＥＬ分子と密着している必要はなく、一部密着している場合も含む。つまり、一方の導電線材１２１及び他方の導電線材１２２に印加した電圧が有機ＥＬ分子に加わればよい。
【００８２】
本発明の第２実施形態に係る発光装置１における発光部２では、同じ方向に延びた一方の導電線材１２１と他方の導電線材１２２とが交互に配列して、その間に必要に応じて配置調整用の線材１５を介在し、これらと交差する方向に交差用の線材１６で格子状に配置されている。なお、各線材の線径が非常に小さい場合に、横に延びた線材を横糸、縦に延びた線材を縦糸と呼んでもよい。
【００８３】
本発明の第２実施形態による発光装置１の発光部２は上述したように交互配列電極１２を有するため、一方の導電線材１２１と他方の導電線材１２２との間に電圧を加えて発光層１３全面を発光させることができる。
【００８４】
本発明の第２実施形態では、縦方向と横方向にそれぞれ延びた各線材１２，１３，１５と発光層１３とからなっていることから、従来のように、ガラス基板を用いずまた薄いフィルムやシート上にＩＴＯ膜を形成していないため、フィルム又はシートからＩＴＯ膜が剥離することもない。また、フィルム又はシートそれ自体が有する剛性により湾曲が妨げられることもない。よって、本発明の第２実施形態に係る発光装置１の発光部２は湾曲などの変形が自在である。
【００８５】
〔他の発光装置の実施形態〕
以下、発光装置の他の実施形態を説明する。なお、第２実施形態と同一又は対応する部材には同一の符号を付してある。
【００８６】
図７は本発明の第３実施形態に係る発光装置のうち発光部の断面を模式的に示す図であり、図８は図７に示す発光部の交互配列電極を模式的に示す図である。第３実施形態に係る発光装置１は、発光部２における交互配列電極１２が、一方の導電線材１２１と他方の導電線材１２２とを交互に配列し、配置調整用の線材１５を一方の導電線材１２１と他方の導電線材１２２との間に設けていない点で異なる。
【００８７】
第２実施形態で説明したように、一方の導電線材１２１と他方の導電線材１２２との間に配置調整用の線材１５を設けておき、有機ＥＬ材料、硬化剤などに含まれる溶剤を塗布することにより、配置調整用の線材１５を溶かすことによって発光部２Ｂが製造されてもよい。または、配置調整用の線材１５を設けないで、有機ＥＬ材料、硬化剤などを含む塗布剤を塗布して硬化させるようにしてもよい。
【００８８】
図９は、本発明の第４実施形態に係る発光装置のうち発光部の断面を模式的に示す図である。第４実施形態に係る発光装置の発光部２Ｃは、図５に示す発光部２Ａにおいて、発光層１３と保護層１４との間にカラーフィルター１８を設けている点で異なる。カラーフィルター１８を設けることにより、コントラストを向上させることができる。
【００８９】
図１０は、本発明の第５実施形態に係る発光装置のうち発光部の断面を模式的に示す図である。第５実施形態における発光部２Ｄでは、発光層１３の一方にはカラーフィルター１８を介在して保護層１４を設けているが、発光層１３の他方には、例えば透明樹脂からなるシート状又はフィルム状の基材１１が設けられている。基材１１の上に、交互配列電極を有する導電布を配置し、有機ＥＬ材料や硬化剤を含む塗布剤を塗布して硬化させ、その後、カラーフィルター１８及び保護層１４を順に配置することにより、発光部２Ｄが製造される。導電布は、一方の導電線材１２１と他方の導電線材１２２との間に配置調整用の線材１５を設け、それらと直交する方向の交差用の線材１５でアミ状にしたものである。
【００９０】
以上説明したように、第２乃至第５の各実施形態では、交互配列電極１２を発光層１３内に設け、交互配列電極１２のうち一方の導電線材１２１と他方の導電線材１２２との間に直流又はＥＬ素子の発光に適した周波数の交流の電圧を印加する。すると、有機ＥＬ分子に電圧を印加され、発光層１３を全面で発光させることができる。
【００９１】
一方の導電線材１２１及び他方の導電線材１２２により交互配列電極１２としこれを発光層１３内に設けている。その際、交互配列電極１２は必要に応じて各導電線材１２１，１３の間に配置調整用の線材１５を設け、これらと交差する方向に交差用の線材１６によって編み込みされ、あたかも微細糸の布として構成されている。
これらの微細糸の布に、一又は複数の有機ＥＬ材料を塗布したり漬浸したりした発光層を形成することができる。その際、硬化剤、溶剤、触媒等を、有機ＥＬ材料に適応するように混在させる。
第２乃至第５の実施形態での発光層の形成については詳細に説明していないが、有機ＥＬ材料としては公知の各種のものを使用することができる。有機ＥＬ材料を浸み込ませて硬化させる手法としては、公知の技術、例えばインクジェット法を用いて塗布したり、浸漬含浸法やローラーによる浸潤法を用いることができる。
【００９２】
また、前述した説明のように、各線材を編み込むことで平面視において正方形などの矩形の網目としてもよいが、菱形など他の形状の網目となっていてもよい。
【００９３】
これらの実施形態に係る発光装置は、広告などの看板照明や液晶表示装置のバック照明に用いることができる。
【００９４】
［第６実施形態］
まず、本実施形態で製造する光電変換デバイスについて、図１１を用いて説明する。以下では、光電変換デバイス１として、光を電気エネルギーに変換する太陽電池についての例を説明するが、ＥＬ素子等のように電気エネルギーを光に変換するものであっても同様に適用できる。
【００９５】
光電変換デバイス１は、正孔輸送材料からなるｐ型有機半導体１３Ａ及び電子輸送材料からなるｎ型有機半導体１３Ｂを有する光電変換層１３と、ｐ型有機半導体１３Ａに接続したｐ型電極としての第１導電線材１２１と、ｎ型有機半導体１３Ｂに接続したｎ型電極としての第２導電線材１２２と、光電変換層１３の表面を被覆するように積層された保護層１４と、を備えている。ここでは光電変換デバイス１が絶縁性の基材１１の表面に沿って配置されている。
【００９６】
第１導電線材１２１及び第２導電線材１２２のうちの少なくとも一方、ここでは両方が、互いに接触しないように間隔を空けて略同じ向きで並べて配置された複数の導電線材１２０からなる。これらの導電線材１２０と交差する方向に、絶縁性の線材からなる横線材１２Ｂが配置されている。複数の導電線材１２０の一部が第１導電線材１２１であり、他部の導電線材１２０が第２導電線材１２２であり、これらが交互に配置されている。
第１導電線材１２１を構成する複数の導電線材１２０と第２導電線材１２２を構成する複数の導電線材１２０とは略同数設けられており、これらに図１２のような配線部としてのバスバー７等が接続され、バスバー７を介して各種の回路に接続可能となっている。
【００９７】
各導電線材１２０は、銅線やステンレス線等の金属線、樹脂等の合成繊維や天然繊維等の各種繊維の表面に金属メッキ処理が施された金属メッキ繊維など、柔軟性に富む線材を使用するのがよい。金属メッキ繊維の場合、芯となる繊維としては例えばナイロン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ビニル樹脂などの柔軟性に富む絶縁樹脂によって構成してもよい。
【００９８】
これらの複数の導電線材１２０の太さはそれぞれ異なっていてもよいが、同じ太さの線材を用いるのが好ましい。特に限定されるものではないが一例として、線径が２０〜３０μｍのものを使用してもよい。
【００９９】
各横線材１２Ｂは絶縁性の線材からなり、例えばナイロン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ビニル樹脂などの柔軟性に富む線材を使用するのがよい。この横線材１２Ｂとして導電線材１２０と同等の太さの線材を使用してもよい。横線材１２Ｂが配置されることで縦方向と横方向とに連続した線材が配置され、光電変換デバイス１の面方向強度が向上する。
【０１００】
光電変換層１３は、第１導電線材１２１に接続されたｐ型有機半導体１３Ａと第２導電線材１２２に接続されたｎ型有機半導体１３Ｂとを有する。ｐ型有機半導体１３Ａとｎ型有機半導体１３Ｂとは接触界面で接合されてｐｎ接合を形成している。この光電変換層１３は柔軟性に富むものが好適である。
【０１０１】
ｐ型有機半導体１３Ａは正孔輸送材料からなる。正孔輸送材料としては、例えば芳香族アミン、チオフェン、フェニレン−ビニレン、チエニレン−ビニレン、カルバゾール、ビニルカルバゾール、ピロール、アセチレン、フタロシアニン、アセン、ポルフィリン、これらの誘導体、錯体、オリゴマー又はポリマーなどであり、これらのうち、有機半導体として使用可能な電子受容性を有する公知の有機化合物を使用できる。
【０１０２】
ｎ型有機半導体１３Ｂは電子輸送材料からなる。電子輸送材料としては、例えばシロール、フラーレン、カーボンナノチューブ、ペリレン、ナフタレン、ピリジン、フタロシアニン、キノリン、オキサジアゾール、トリアゾール、ジスチリルアリーレン、これらの誘導体、錯体、オリゴマー又はポリマーなどであり、これらのうち、有機半導体として使用可能な電子供与性を有する公知の有機化合物を使用できる。
【０１０３】
これらのｐ型有機半導体１３Ａ及びｎ型有機半導体１３Ｂは、光電変換効率が出来るだけ高いものを組み合わせて選択することができる。この光電変換層１３の厚みは特に限定されるものではないが、例えば導電線材１２０の線径の１．２〜２．０倍としてもよい。
【０１０４】
このような光電変換デバイス１では、第１導電線材１２１、第２導電線材１２２、光電変換層１３が柔軟性を有するため、光電変換デバイス１は十分な柔軟性を有する。そのため基材１１の平面又は曲面からなる表面に沿って自在に配置できる。
【０１０５】
次に、このような光電変換デバイス１を本実施形態の製造方法により製造する方法について、図１２及び図１３を用いて説明する。
本実施形態では、電極構造体１２を準備する電極準備工程と、正孔輸送材料や電子輸送材料を含有した材料含有液１３０を調製する材料含有液調整工程と、正孔輸送材料や電子輸送材料を電極構造体１２に付着させる材料付着工程と、有機半導体を形成する半導体形成工程と、を備えた製造方法により光電変換デバイス１を製造する。
【０１０６】
電極準備工程では、図１２に示すように、複数の導電線材１２０を配置調整用線材１５とともに一体的に連結した光電変換デバイス作製用の電極構造体１２を準備する。この電極構造体１２は予め作製されたものを使用してもよい。
この実施形態の電極構造体１２は、上述のような複数の導電線材１２０及び配置調整用線材１５を有する複数の縦線材１２Ａと、縦線材１２Ａと交差する複数の横線材１２Ｂと、を備え、これらが交差することで一体化された平織りの織布からなるネットとなっている。
【０１０７】
縦線材１２Ａの導電線材１２０と配置調整用線材１５とは、略同じ向きで交互に並べて配置されている。交互に配置する導電線材１２０の本数及び配置調整用線材１５の本数は、一方又は双方を複数本づつ配置して繰り返してもよいが、ここではそれぞれ１本づつ繰り返して配置している。各導電線材１２０間に配置される配置調整用線材１５の本数等は、製造後に得られる第１導電線材１２１及び第２導電線材１２２の配置間隔に応じて設定するのがよい。隣り合う縦線材１２Ａ間の間隔及び導電線材１２０間の間隔は、適宜設定した範囲に調整されることが好ましい。
【０１０８】
縦線材１２Ａの導電線材１２０は上述の通りであるが、縦線材１２Ａの第１導電線材１２１となる一部の導電線材１２０には、材料含有液１３０に含有された正孔輸送材料が付着し易くなるように材料が選択され、表面処理が施されていてもよい。また第２導電線材１２２となる他部の導電線材１２０には、材料含有液１３０に含有された電子輸送材料が付着し易くなるように材料が選択され、或いは表面処理が施されていてもよい。
【０１０９】
例えば、第１導電線材１２１を構成する導電線材１２０の表面材料と第２導電線材１２２を構成する導電線材１２０の表面材料とを、錫と銅等のように電位差が生じる組み合わせで選択することで、ｐ型有機半導体１３Ａ又はｎ型有機半導体１３Ｂが各導電線材１２０の表面に結晶又は分子として生成することを制御してもよい。
【０１１０】
縦線材１２Ａの配置調整用線材１５は、後述する材料含有液１３０により溶解可能な材料からなり、正孔輸送材料及び電子輸送材料に応じて選択される溶媒により溶解可能なものである。配置調整用線材１５は絶縁性を有する樹脂製の線材であってもよい。特に限定されるものではないが、例えばアクリル樹脂、ビニル樹脂等の線材を用いてもよい。
配置調整用線材１５の太さは過剰に太いと溶解性が低下したり導電線材１２０間の間隔が広くなり、一方、過剰に細いと導電線材１２０間の間隔を確保し難くなるため、配置調整用線材１５の太さは、例えば導電線材１２０の線径に対して０．５〜１．０倍のようにしてもよい。
【０１１１】
横線材１２Ｂは、単に導電線材１２０及び配置調整用線材１５と交差する方向に配置するだけでもよいが、ここでは所定間隔毎に上下に導電線材１２０及び配置調整用線材１５と交差して配置している。
この横線材１２Ｂは、配置調整用線材１５とは異なる絶縁性の線材からなり、後述する材料含有液１３０、即ち、使用される正孔輸送材料及び電子輸送材料に応じて使用される溶媒に対する溶解性が、配置調整用線材１５よりも低い材料からなる。特に限定されるものではないが、例えばＰＥＴ等のポリエステルなどの線材を用いてもよい。
【０１１２】
このような横線材１２Ｂとともに縦線材１２Ａを一体化することで、導電線材１２０間に配置調整用線材１５を介在させた状態で離間させて保持でき、導電線材１２０間を略全長にわたり互いに所定間隔で離間させて安定して配置できる。
【０１１３】
材料含有液調整工程では、上述のような正孔輸送材料及び電子輸送材料のうちの少なくとも一方を溶媒中に含有させることで、材料含有液１３０を調製する。材料含有液１３０は材料付着工程に応じて調製する必要があり、例えば第１導電線材１２１と第２導電線材１２２とに、別々に材料含有液１３０を接触させてｐ型有機半導体１３Ａとｎ型有機半導体１３Ｂとを形成する場合には、正孔輸送材料を含有する材料含有液１３０と電子輸送材料を含有する材料含有液１３０とを別々に調製する。ここでは両輸送材料を溶媒中に含有させることで材料含有液１３０を調製している。
【０１１４】
正孔輸送材料としては、上述した材料の他に有機半導体として使用可能な電子受容性を有する有機化合物の前駆体であってもよく、電子輸送材料はとしては、上述した材料の他に有機半導体として使用可能な電子供与性を有する有機化合物の前駆体であってもよい。前駆体を用いる場合には、その後の工程において適宜反応させて所望の化合物を生成させればよい。
【０１１５】
材料含有液１３０に使用する光電変換デバイス作製用の溶媒は、正孔輸送材料や電子輸送材料を分散させる溶媒であってもよいが、溶解可能な溶媒が好適であり、揮発性を有する溶媒であってもよい。この溶媒は電極構造体１２の配置調整用線材１５を溶解可能であることが必要であり、横線材１２Ｂを溶解不能であるのが好ましい。
【０１１６】
このような溶媒としては、配置調整用線材１５及び横線材１２Ｂに対する溶解性が確保できる限り、各正孔輸送材料や各電子輸送材料を用いて有機半導体を形成する際に通常用いられる溶媒を使用できる。本実施形態では、例えばトルエン、キシレン、酢酸等を使用する。この材料含有液１３０には、さらに配向制御ためのジカルボン酸のような添加剤、強度保持のためのメタクリル酸のようなバインダ等の成分を含有させていてもよい。
【０１１７】
材料付着工程では、材料含有液１３０を電極構造体１２に接触させることで、配置調整用線材１５を溶解すると共に、材料含有液１３０中の正孔輸送材料や電子輸送材料を電極構造体１２の導電線材１２０に付着させる。
正孔輸送材料を溶解した材料含有液１３０と電子輸送材料を溶解した材料含有液１３０とを用いる場合には、それぞれを順次電極構造体１２の一部又は全部に接触させ、両輸送材料を溶解した材料含有液１３０を用いる場合には一度に接触させればよい。
材料含有液１３０を電極構造体１２に接触させて正孔輸送材料や電子輸送材料を導電線材１２０に付着させる方法は特に限定されない。例えば材料含有液１３０を電極構造体１２に塗布し、或いはインクジェットプリンタによる印刷により行ってもよく、電極構造体１２を材料含有液１３０に浸漬してディッピングにより行ってもよい。
【０１１８】
この実施形態では、電極構造体１２の片面側に両輸送材料を含有した材料含有液１３０を接触させている。まず図１３（ａ）のように基材１１上に電極構造体１２を載置し、図１３（ｂ）のように材料含有液１３０を接触させることで、図１３（ｃ）のように、材料含有液１３０中の溶媒により配置調整用線材１５を溶解する。
溶解された配置調整用線材１５の成分は材料含有液１３０に分散して残留させてもよく、材料含有液１３０により置換して除去してもよい。ここでは配置調整用線材１５の成分を材料中に溶解してこの材料中に配置させている。
これにより配置調整用線材１５が配置されていた部位に材料含有液１３０が配置され、導電線材１２０間及びその近傍に材料含有液１３０の正孔輸送材料や電子輸送材料が他の部位と同等に配置される。そして正孔輸送材料や電子輸送材料が、それぞれ第１導電線材１２１の導電線材１２０や第２導電線材１２２の導電線材１２０に付着する。
【０１１９】
半導体形成工程では、図１３（ｃ）に示すように、電極構造体１２の各導電線材１２０に材料含有液１３０と共に付着させた正孔輸送材料又は電子輸送材料から、ｐ型有機半導体１３Ａを一部の導電線材１２０に接続した状態で形成すると共に、ｎ型有機半導体１３Ｂを他部の導電線材１２０に接続した状態で形成する。
【０１２０】
材料含有液１３０から有機半導体１３Ａ，１３Ｂを形成するには、材料含有液１３０中の溶媒を揮発させて乾燥することで行ってもよく、乾燥後に更に加熱処理やアニール処理等を施してもよい。このような処理は比較的低温で行うことができる。
正孔輸送材料や電子輸送材料として前駆体を用いた場合には、乾燥後の処理により前駆体を正孔輸送材料や電子輸送材料に転化させ、導電線材１２０に接続された状態で有機半導体１３Ａ，１３Ｂを形成することができる。また正孔輸送材料や電子輸送材料自体を用いた場合であっても、乾燥後の加熱処理やアニール処理を施すことで、得られる光電変換デバイス１の光電変換の性能を向上することも可能である。
【０１２１】
その後、図１３（ｄ）に示すように、光電変換層１３の表面全体に保護層１４を積層する。この保護層１４は、光電変換層１３で受発光する光が透過可能な透明性を有する樹脂等の材料を用いることができる。
これにより光電変換デバイス１の製造が終了する。
【０１２２】
次に、上記した光電変換デバイス１の製造方法における作用効果について説明する。
この製造方法によれば、電極構造体１２が複数の導電線材１２０を配置調整用線材１５とともに一体化されているので、柔軟性を有する導電線材１２０であっても容易に配置できる。また、配置調整用線材１５の数、形状、配置等を調整することで、各導電線材１２０の配置、形状、密度等を調整して導電線材１２０の配置間隔を容易に調整できるとともに、その状態を製造時に容易に安定して保持できる。特に導電線材１２０間に配置調整用線材１５を介在させることで、導電線材１２０間を互いに所定間隔で精度よく離間させて電極構造体１２を形成したので、各導電線材１２０を所望の間隔で安定して配置できる。そのため、複数の導電線材１２０の配置間隔のばらつきを防止して光電変換の性能の確保が可能である。
【０１２３】
また、材料含有液１３０を電極構造体１２に接触させることで配置調整用線材１５を溶解するので、配置調整用線材１５が配置されていた部位に材料含有液１３０の正孔輸送材料や電子輸送材料を配置できる。そのため、導電線材１２０間にはより多くの有機半導体１３Ａ，１３Ｂを均一に配置でき、光電変換の性能を確保することができる。
従って、光電変換の性能を確保しつつ柔軟性を有する光電変換デバイス１を容易に製造することが可能である。
【０１２４】
複数の導電線材１２０及び配置調整用線材１５からなる複数の縦線材１２Ａと、複数の縦線材１２Ａと交差して配置した複数の横線材１２Ｂとを備えたネットからなる電極構造体１２を準備し、配置調整用線材１５を溶解可能で横線材１２Ｂを溶解不能な溶媒を用いて材料含有液１３０を調製したので、配置調整用線材１５を溶解後に横線材１２Ｂを光電変換層１３に残留させることができ、使用時に変形させても光電変換層１３が破損し難くて光電変換デバイス１の耐久性を向上でき、また各導電線材１２０間の間隔を保つことができる。
【０１２５】
正孔輸送材料及び電子輸送材料を含有した材料含有液１３０を調製し、この材料含有液１３０を用いてｐ型有機半導体１３Ａを一部の導電線材１２０に接続した状態で形成すると共に、ｎ型有機半導体１３Ｂを他部の導電線材１２０に接続した状態で形成したので、ｐ型有機半導体１３Ａ及びｎ型有機半導体１３Ｂを同時に形成でき、より製造が容易である。
【０１２６】
材料含有液１３０を電極構造体１２の片面側に付着させて有機半導体１３Ａ，１３Ｂを有する光電変換層１３を形成したので、得られた光電変換デバイス１では第１導電線材１２１及び第２導電線材１２２が、光電変換層１３の一方の面側にだけ配置されて他方の面側に配置されない。そのため、他方の面側を受光面として使用すれば、光電変換の性能を向上できる。
【０１２７】
なお、この第６実施形態は本発明の範囲内で適宜変更可能である。
例えば第６実施形態では、電極構造体１２の一方の面側に材料含有液１３０を付着させた例について説明したが、図１４に示すように、材料含有液１３０を電極構造体１２の両面側に付着させることで、第１導電線材１２１及び第２導電線材１２２を光電変換層１３内部に埋設してもよく、光電変換層１３の両面側に保護層１４を設けてもよい。このようにして製造した光電変換デバイス１では両面を受発光面として使用できる。
第６実施形態では、電極構造体１２として横線材１２Ｂを配置した例について説明したが、導電線材１２０と配置調整用線材１５とを一体化して所定位置に配置することが可能であれば、横線材１２Ｂを使用しなくてもよい。
上記第６実施形態では、一つの光電変換層１３に一枚の電極構造体１２を埋設するように構成したが、同じ光電変換層１３に複数枚の電極構造体１２を埋設してもよく、複数の光電変換層１３を積層してそれぞれに１枚又は複数枚の電極構造体１２を埋設してもよい。
【０１２８】
なお上記第６実施形態では、溶媒として横線材１２Ｂや支持線材３２０を溶解不能なものを用いた例について説明したが、横線材１２Ｂや支持線材３２０を溶解可能な溶媒を用いたとしても本発明を適用することは可能である。
上記第６実施形態では、配置調整用線材１５を完全に溶解した例について説明したが、配置調整用線材１５が溶解後に一部残留したとしても、溶解量に応じて上述のような作用効果を得ることができるため、本発明を適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１２９】
［第１実施形態］
１  ：光電変換デバイス
１１  ：基材
１２  ：光電変換デバイス用の電極
１２Ａ  ：縦線材
１２Ｂ  ：横線材
１２１  ：第１導電線材
１２２  ：第２導電線材
１２３  ：第１絶縁線材
１３Ａ  ：ｐ層の有機半導体
１３Ｂ  ：ｎ層の有機半導体
１４  ：保護層１９請求の範囲【０１３０】
［第２乃至第５実施形態］
１：発光装置
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ：発光部
３：制御部
４：接続ユニット
５：一方の配線部
６：他方の配線部
１１：基材
１２：交互配列電極
１２１：一方の導電線材
１２２：他方の導電線材
１３：発光層
１４：保護層
１５：配置調整用の線材
１６：交差用の線材
１８：カラーフィルター【０１３１】
［第６実施形態］
１  ：  光電変換デバイス
１２  ：  電極構造体
１２１  ：  ｐ型電極
１２２  ：  ｎ型電極
１２Ａ  ：  縦線材
１２Ｂ  ：  横線材
１２０  ：  導電線材
７  ：  バスバー
１５  ：  配置調整用線材
１３  ：  光電変換層
１３Ａ  ：  ｐ型有機半導体
１３Ｂ  ：  ｎ型有機半導体
１３０  ：  材料含有液
１４  ：  保護層
１１  ：  基材
２０  ：  光電変換デバイス
２２  ：  電極構造体
２３０  ：  電極部
３２０  ：  支持線材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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