(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基材と第２基材とを、前記第１基材及び前記第２基材の少なくとも一方に環状の封止部を配置し、前記第１基材と前記第２基材との間に前記封止部を挟み込み且つ前記第１基材と前記第２基材と前記封止部との間に被封止物を配置した状態で重ね合せた後、少なくとも前記第１基材を支持する第１基材支持部と、前記封止部に対応する環状パターンを有する加圧面において前記封止部を第２基材側から加熱する熱プレス部とによって前記封止部を加熱及び加圧して前記封止部を介して前記第１基材と前記第２基材とを貼り合せて基材組立体を製造する基材組立体の製造装置であって、
前記熱プレス部及び前記第１基材支持部を収容するチャンバと、
前記チャンバ内で前記第１基材支持部に対向する位置に設けられ、前記第１基材側で前記第２基材を支持する第２基材支持部と、
前記第１基材支持部を前記熱プレス部に向かって相対的に移動させることが可能な移動機構と、
前記第１基材支持部に設けられ、前記第２基材支持部を貫通し、前記第２基材支持部を前記第１基材支持部側にガイドさせることが可能なガイド部と、
前記第１基材支持部と前記第２基材支持部との間に設けられ、前記第１基材支持部と前記第２基材支持部との間の距離を調整することが可能な距離調整部材と、
を備え、
前記熱プレス部の熱伝導率が、前記第１基材支持部の熱伝導率の２０．９倍以上であることを特徴とする基材組立体の製造装置。
【請求項２】
第１基材と第２基材とを、前記第１基材及び前記第２基材の少なくとも一方に環状の封止部を配置し、前記第１基材と前記第２基材との間に前記封止部を挟み込み且つ前記第１基材と前記第２基材と前記封止部との間に被封止物を配置した状態で重ね合せた後、少なくとも前記第１基材を支持する第１基材支持部と、前記封止部に対応する環状パターンを有する加圧面において前記封止部を第２基材側から加熱する熱プレス部とによって前記封止部を加熱及び加圧して前記封止部を介して前記第１基材と前記第２基材とを貼り合せて基材組立体を製造する基材組立体の製造装置であって、
前記熱プレス部及び前記第１基材支持部を収容するチャンバと、
前記チャンバ内で前記第１基材支持部に対向する位置に設けられ、前記第１基材側で前記第２基材を支持する第２基材支持部と、
前記第１基材支持部を前記熱プレス部に向かって相対的に移動させることが可能な移動機構と、
前記チャンバの内壁面に固定され、前記第２基材支持部を貫通し、前記第２基材支持部を前記第１基材支持部側にガイドさせることが可能なガイド部と、
前記第１基材支持部と前記第２基材支持部との間に設けられ、前記第１基材支持部と前記第２基材支持部との間の距離を調整することが可能な距離調整部材と、
を備え、
前記熱プレス部の熱伝導率が、前記第１基材支持部の熱伝導率の２０．９倍以上であることを特徴とする基材組立体の製造装置。
【請求項３】
前記熱プレス部の熱伝導率が、前記第１基材支持部の熱伝導率の２５倍以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基材組立体の製造装置。
【請求項４】
前記熱プレス部においては、前記第１基材支持部と対向する面のうち前記加圧面以外の部分が、前記第１基材支持部から離れる方向に向かって凹んでいることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の基材組立体の製造装置。
【請求項５】
前記チャンバには、ガスを流通させるガス流通口が形成されており、前記ガス流通口からガスを排出させるガス排出機構をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の基材組立体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相対向する基材同士が環状の封止部を介して組み立てられ、相対向する基材と封止部との間に被封止物を配置した基材組立体の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
相対向する基材同士が環状の封止部を介して組み立てられ、相対向する基材と封止部との間に被封止物を配置した基材組立体として、例えば色素増感太陽電池や有機ＥＬ素子などが知られている。このような基材組立体を製造する製造装置としては、例えば下記特許文献１に記載のものが知られている。下記特許文献１には、増感色素が担持された半導体を付着した第１の電極を有する第１の基板と、第２の電極を有する第２の基板とを対向配置させ、基板表面間に封止材を挟んで封止材を加熱し接着する際に、第１の電極が形成されている基板表面に対応する領域を冷却装置にて冷却すると共に、封止材に対応する領域を加熱装置にて加熱し接着する光電変換素子の製造装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１０２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に記載の加熱封止装置は、以下に示す課題を有していた。
【０００５】
すなわち、上記特許文献１に記載の製造装置は、第１の電極が形成されている基板表面に対応する領域を冷却装置にて冷却すると共に、封止材に対応する領域を加熱装置にて加熱し接着するため、増感色素が担持された半導体に熱が加わることを抑制できるようにみえる。しかし、実際には、冷却装置で冷却が行われることにより、加熱装置で加熱する際の熱量が奪われるため、封止材において接着が不十分となったり、封止時間が長くなったりする。その結果、半導体に担持された光増感色素や電解質に熱が伝わる可能性が生じるおそれがある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、優れた耐久性を有する基材組立体を効率よく製造することができる基材組立体の製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、第１基材と第２基材とを、第１基材及び第２基材の少なくとも一方に環状の封止部を配置し、第１基材と第２基材との間に封止部を挟み込み且つ第１基材と第２基材と封止部との間に被封止物を配置した状態で重ね合せた後、少なくとも第１基材を支持する第１基材支持部と、封止部に対応する環状パターンを有する加圧面において封止部を加熱する熱プレス部と、によって封止部を加熱及び加圧して封止部を介して第１基材と第２基材とを貼り合せて基材組立体を製造する基材組立体の製造装置であって、前記熱プレス部及び前記第１基材支持部を収容するチャンバと、前記チャンバ内で前記第１基材支持部に対向する位置に設けられ、前記第１基材側で前記第２基材を支持する第２基材支持部と、前記第１基材支持部を前記熱プレス部に向かって相対的に移動させることが可能な移動機構と、前記第１基材支持部に設けられ、前記第２基材支持部を貫通し、前記第２基材支持部を前記第１基材支持部側にガイドさせることが可能なガイド部と、前記第１基材支持部と前記第２基材支持部との間に設けられ、前記第１基材支持部と前記第２基材支持部との間の距離を調整することが可能な距離調整部材と、を備え、前記熱プレス部の熱伝導率が、前記第１基材支持部の熱伝導率の２０．９倍以上であることを特徴とする基材組立体の製造装置である。
【０００８】
この基材組立体の製造装置によれば、第１基材支持部の熱伝導率が、熱プレス部の熱伝導率よりも小さいため、封止部を加熱及び加圧する際に、第１基材支持部により、熱量が奪われることを抑制することができる。これにより、熱量を封止部に適切に与えることが可能となるため、封止時間を短くすることができる。また封止時間を短くでき、適切な熱量を封止部に与えられるため、封止部において第１基材と第２基材との接着を十分に行うことができるとともに、被封止物に熱が加わることを抑制することが可能となる。従って、本発明の基材組立体の製造装置によれば、優れた耐久性を有する基材組立体を効率よく製造することができる。
また、上記基材組立体の製造装置においては、チャンバ内において、第１基材支持部に第１基材が支持される。一方、第２基材支持部に第２基材が支持される。そして、この状態で第２基材支持部をチャンバ内のガイド部に貫通させる。このとき、距離調整部材によって第１基材と第２基材とを離間した状態に保持させる。続いて、例えばチャンバ内のガス流通口からガスを排出してチャンバ内部を真空雰囲気とした後、移動機構により、第１基材支持部を熱プレス部に向かって相対的に移動させる。このとき、距離調整部材によって第１基材と第２基材とが離間した状態に保持されたままとなっている。やがて、第２基材支持部が熱プレス部に当接される。このとき、第２基材支持部の移動は停止されるが、ガイド部が第２基材支持部を貫通しているため、第１基材支持部の移動はまだ可能である。このため、さらに移動機構により第１基材支持部を熱プレス部に向かって移動させると、距離調整部材によって第１基材支持部と第２基材支持部との距離が縮められ、第１基材支持部が第２基材支持部に近づけられる。そして、第１基材と第２基材とが、それらの間に封止部を挟み込み且つ第１基材と第２基材と封止部との間に被封止物を配置した状態で重ね合わされる。このとき、ガイド部が第２基材支持部を貫通しているため、第２基材支持部を第１基材支持部に対する所望の位置に確実にガイドすることが可能となる。このため、第１基材と第２基材との位置合わせを高精度に行うことができる。また第１基材と第２基材とが重ね合わされた後、さらに移動機構により、第１基材支持部が熱プレス部によって移動されると、熱プレス部の加圧面によって封止部が加圧される。こうして、封止部を介して第１基材と第２基材との貼合せが行われ、基材組立体が得られる。また、この基材組立体の製造装置によれば、異なる形状や数の封止部を有する基材組立体を製造する場合でも、熱プレス部を、その加圧面の形状や数を封止部の形状や数に合わせて変更した新たな熱プレス部に交換するだけで済む。このため、本発明の基材組立体の製造装置は、異なる形状や数の封止部を有する基材組立体を簡便に製造することができる。
また本発明は、第１基材と第２基材とを、前記第１基材及び前記第２基材の少なくとも一方に環状の封止部を配置し、前記第１基材と前記第２基材との間に前記封止部を挟み込み且つ前記第１基材と前記第２基材と前記封止部との間に被封止物を配置した状態で重ね合せた後、少なくとも前記第１基材を支持する第１基材支持部と、前記封止部に対応する環状パターンを有する加圧面において前記封止部を第２基材側から加熱する熱プレス部とによって前記封止部を加熱及び加圧して前記封止部を介して前記第１基材と前記第２基材とを貼り合せて基材組立体を製造する基材組立体の製造装置であって、前記熱プレス部及び前記第１基材支持部を収容するチャンバと、前記チャンバ内で前記第１基材支持部に対向する位置に設けられ、前記第１基材側で前記第２基材を支持する第２基材支持部と、前記第１基材支持部を前記熱プレス部に向かって相対的に移動させることが可能な移動機構と、前記チャンバの内壁面に固定され、前記第２基材支持部を貫通し、前記第２基材支持部を前記第１基材支持部側にガイドさせることが可能なガイド部と、前記第１基材支持部と前記第２基材支持部との間に設けられ、前記第１基材支持部と前記第２基材支持部との間の距離を調整することが可能な距離調整部材と、を備え、前記熱プレス部の熱伝導率が、前記第１基材支持部の熱伝導率の２０．９倍以上であることを特徴とする基材組立体の製造装置である。
この基材組立体の製造装置によれば、熱プレス部をチャンバに対して固定した状態で移動機構により第１基材支持部を熱プレス部に向かって移動させる場合、以下の作用が得られる。すなわちまずチャンバ内において、第１基材支持部に第１基材が支持される。一方、第２基材支持部に第２基材が支持される。そして、この状態で第２基材支持部をチャンバ内のガイド部に貫通させる。このとき、距離調整部材によって第１基材と第２基材とを離間した状態に保持させる。続いて、例えばチャンバ内のガス流通口からガスを排出してチャンバ内部を真空雰囲気とした後、移動機構により、第１基材支持部を熱プレス部に向かって移動させる。このとき、ガイド部はチャンバの内壁面に固定されているため、距離調整部材によって第１基材と第２基材とが離間した状態に保持されたままとなっている。やがて、第１基材と第２基材とがそれらの間に封止部を挟み込み且つ第１基材と第２基材と封止部との間に被封止物を配置した状態で重ね合わされる。このとき、第２基材支持部を第１基材支持部に対する所望の位置に確実にガイドすることが可能となる。このため、第１基材と第２基材との位置合わせを高精度に行うことができる。そして、さらに移動機構によって第１基材支持部を熱プレス部に向かって移動させる。やがて、第２基材支持部が熱プレス部に当接される。このとき、第１基材と第２基材とは重ね合わされた状態のままとなっている。またこのとき、第２基材支持部の移動は停止されるが、ガイド部が第２基材支持部を貫通しているため、第１基材支持部の移動はまだ可能である。このため、さらに移動機構により第１基材支持部が熱プレス部に向かって移動されると、熱プレス部の加圧面によって封止部が加圧される。こうして、封止部を介して第１基材と第２基材との貼合せが行われ、基材組立体が得られる。また、この基材組立体の製造装置によれば、異なる形状や数の封止部を有する基材組立体を製造する場合でも、熱プレス部を、その加圧面の形状や数を封止部の形状や数に合わせて変更した新たな熱プレス部に交換するだけで済む。このため、本発明の基材組立体の製造装置は、異なる形状や数の封止部を有する基材組立体を簡便に製造することができる。
またこの基材組立体の製造装置によれば、第１基材支持部をチャンバに対して固定した状態で移動機構により熱プレス部を第１基材支持部に向かって移動させる場合、以下の作用が得られる。すなわちまずチャンバ内において、第１基材支持部に第１基材が支持される。一方、第２基材支持部に第２基材が支持される。そして、この状態で第２基材支持部をチャンバ内のガイド部に貫通させる。このとき、距離調整部材によって第１基材と第２基材とを離間した状態に保持させる。続いて、例えばチャンバ内のガス流通口からガスを排出してチャンバ内部を真空雰囲気とした後、移動機構により、熱プレス部を第１基材支持部に向かって移動させる。このとき、ガイド部はチャンバの内壁面に固定されているため、距離調整部材によって第１基材と第２基材とが離間した状態に保持されたままとなっている。やがて、熱プレス部が第２基材支持部に当接される。そして、さらに移動機構によって熱プレス部を第１基材支持部に向かって移動させる。やがて、第１基材と第２基材とがそれらの間に封止部を挟み込み且つ第１基材と第２基材と封止部との間に被封止物を配置した状態で重ね合わされる。このとき、ガイド部により、第２基材支持部を第１基材支持部に対する所望の位置に確実にガイドすることが可能となる。このため、第１基材と第２基材との位置合わせを高精度に行うことができる。このため、さらに移動機構により熱プレス部が第１基材支持部に向かって移動されると、熱プレス部の加圧面によって封止部が加圧される。こうして、封止部を介して第１基材と第２基材との貼合せが行われ、基材組立体が得られる。また、この基材組立体の製造装置によれば、異なる形状や数の封止部を有する基材組立体を製造する場合でも、熱プレス部を、その加圧面の形状や数を封止部の形状や数に合わせて変更した新たな熱プレス部に交換するだけで済む。このため、本発明の基材組立体の製造装置は、異なる形状や数の封止部を有する基材組立体を簡便に製造することができる。
【０００９】
上記基材組立体の製造装置においては、熱プレス部の熱伝導率が、第１基材支持部の熱伝導率の２５倍以上であることが好ましい。この場合、熱プレス部から封止部に熱量をより適切に与えると共に、第１基材支持部により、熱量が奪われることをより抑制することができる。
【００１０】
上記基材組立体の製造装置においては、熱プレス部において、第１基材支持部と対向する面のうち加圧面以外の部分が、第１基材支持部から離れる方向に向かって凹んでいることが好ましい。この場合、凹部に空気層が形成され加圧面以外の不要な部位に熱が伝わりにくくなるため、封止部以外に熱が伝わることを抑制することができる。
【００１１】
上記基材組立体の製造装置は、熱プレス部及び第１基材支持部を収容するチャンバを更に備えていてもよい。
【００１２】
上記基材組立体の製造装置は、チャンバには、ガスを流通させるガス流通口が形成されており、前記ガス流通口からガスを排出させるガス排出機構をさらに備えることが好ましい。この場合、ガス排出機構により、チャンバのガス流通口からガスを排出させることで、チャンバ内の雰囲気を真空雰囲気とすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、優れた耐久性を有する基材組立体を効率よく製造することができる基材組立体の製造装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の基材組立体の製造装置の一実施形態を示す切断面端面図である。
【図２】図１における第２基材支持部を示す断面図である。
【図３】図１の基材組立体の製造装置を用いた基材組立体の製造方法の一工程を示す切断面端面図である。
【図４】図１の基材組立体の製造装置を用いた基材組立体の製造方法の一工程を示す切断面端面図である。
【図５】図１の基材組立体の製造装置を用いた基材組立体の製造方法の一工程を示す切断面端面図である。
【図６】図１の基材組立体の製造装置を用いた基材組立体の製造方法の一工程を示す切断面端面図である。
【図７】図１の基材組立体の製造装置を用いた基材組立体の製造方法の一工程を示す切断面端面図である。
【図８】本発明の基材組立体の製造装置の他の実施形態を示す切断面端面図である。
【図９】図８の基材組立体の製造装置を用いた基材組立体の製造方法の一工程を示す切断面端面図である。
【図１０】図８の基材組立体の製造装置を用いた基材組立体の製造方法の一工程を示す切断面端面図である。
【図１１】図８の基材組立体の製造装置を用いた基材組立体の製造方法の一工程を示す切断面端面図である。
【図１２】図８の基材組立体の製造装置を用いた基材組立体の製造方法の一工程を示す切断面端面図である。
【図１３】図８の基材組立体の製造装置を用いた基材組立体の製造方法の一工程を示す切断面端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２１】
＜第１実施形態＞
まず本発明の基材組立体の製造装置の第１実施形態について図１及び図２を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の基材組立体の製造装置の第１実施形態を示す切断面端面図、図２は、図１における第２基材支持部を示す断面図である。
【００２２】
図１に示すように、基材組立体の製造装置１００はチャンバ１を有し、チャンバ１は、開口を有する本体部１ａと、本体部１ａの開口を塞ぐように設けられる蓋部１ｂとを有している。チャンバ１には、ガスを流通させるガス流通口１ｃが形成され、ガス流通口１ｃには、ガス排出機構２が接続されている。ガス排出機構２は、例えばガス流通口１ｃに接続されるガス排出管２ａと、ガス排出管２ａに接続される真空ポンプ２ｂとで構成される。なお、チャンバ１を構成する材料としては、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、鋼、ＳＵＳなどが用いられる。
【００２３】
チャンバ１の本体部１ａ内には、第１基材１０を支持する第１基材支持部１１が設けられており、第１基材支持部１１に対向する位置には、第１基材１０側で第２基材２０を支持する第２基材支持部２１が配置されるようになっている。またチャンバ１の蓋部１ｂには、２つの環状の加圧面３ａを有する熱プレス部３が固定されている。熱プレス部３は加熱部を備えている。
【００２４】
なお、第１基材支持部１１を構成する材料は、熱プレス部３よりも熱伝導率の小さい材料であれば特に限定されないが、第１基材支持部１１を構成する材料としては、例えばセラミック、ＳＵＳ、テフロンやベークライト等の耐熱性樹脂、紙系材料などが用いられる。
【００２５】
第１基材支持部１１の熱伝導率は、２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満であることが好ましく、１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることがより好ましく、さらには、１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることが特に好ましい。第１基材支持部１１の熱伝導率は、０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましい。
【００２６】
熱プレス部３を構成する材料は、第１基材支持部１１よりも熱伝導率の大きい材料であれば特に限定されないが、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、鋼、銅、ＳＵＳなどが用いられる。
【００２７】
熱プレス部３の熱伝導率は２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましく、熱プレス部３の熱伝導率は１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがより好ましい。但し、熱プレス部３の熱伝導率は、５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることが好ましい。
【００２８】
また、熱プレス部３の熱伝導率は、第１基材支持部１１の熱伝導率の２５倍以上であることが好ましい。また熱プレス部３の熱伝導率は、第１基材支持部１１の熱伝導率の４００倍以上であることがより好ましい。但し、熱プレス部３の熱伝導率は、第１基材支持部１１の熱伝導率の２０００倍以下であってもよく、１６００倍以下である方がよい。
【００２９】
また基材組立体の製造装置１００は、第１基材支持部１１を熱プレス部３に向かって移動させる移動機構３０を備えている。移動機構３０は、第１基材支持部１１の下面で第１基材支持部１１を支持し、チャンバ１の本体部１ａを貫通して図１の矢印Ａ方向に沿って第１基材支持部１１を昇降させる昇降シャフト３１と、チャンバ１の外側に配置され、昇降シャフト３１を昇降させる駆動部３２とを有している。なお、基材組立体の製造装置１００は、チャンバ１の本体部１ａと駆動部３２とを気密に接続する気密保持部材４０によって接続されている。気密保持部材４０としては、例えばベローズなどが用いられる。
【００３０】
第１基材支持部１１は、第１基材１０を支持する第１基材支持面１１ａと、第１基材支持面１１ａの両側に形成されるガイド部設置面１１ｂとを有している。ガイド部設置面１１ｂからは４本の棒状のガイド部５０が図１の矢印Ａ方向に沿って延びている。
【００３１】
図２に示すように、第２基材支持部２１は、環状の第２基材支持フレーム２１ａと、第２基材支持フレーム２１ａの内側開口を覆うように設けられ、第２基材２０を固定するための第２基材固定部２１ｂとを有している。第２基材支持フレーム２１ａには、ガイド部５０を挿入させるための貫通孔２１ｃが形成されている。なお、第２基材支持フレーム２１ａを構成する材料としては、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、鋼、ＳＵＳなどが用いられ、第２基材固定部２１ｂを構成する材料としては、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリイミド樹脂などが用いられる。
【００３２】
図１に示すように、ガイド部５０には、第１基材支持部１１と第２基材支持部２１との間に設けられ、第１基材支持部１１と第２基材支持部２１との間の距離を調整することが可能な距離調整部材６０が設けられている。距離調整部材６０として、本実施形態では、バネ部材が設けられている。
【００３３】
次に、上述した基材組立体の製造装置１００の作用について、図１〜図７を参照しながら、基材組立体として色素増感光電変換素子を製造する場合を例にして説明する。図３〜図７は、図１の基材組立体の製造装置を用いた基材組立体の製造方法の一連の工程を示す切断面端面図である。
【００３４】
まず第１基材１０を用意する。第１基材１０としては、例えば作用極を用いる。ここで、作用極としては、１枚の導電性基板１０ａ上に２つの環状の封止部１２が互いに離間して配置され、各封止部１２の内側に、光増感色素が担持された多孔質酸化物半導体層１０ｂが配置されたものを用いる。導電性基板１０ａとしては、例えば透明基板上に透明導電層を形成したものを用いる。
【００３５】
そして、図３に示すように、チャンバ１の蓋部１ｂを取り外し、チャンバ１の本体部１ａ内において、第１基材支持部１１の第１基材支持面１１ａ上に第１基材１０を配置して第１基材１０を支持させる。その後、第１基材１０の多孔質酸化物半導体層１０ｂ上に被封止物１３としての電解質を配置する。なお、被封止物１３には、電解質に加え、多孔質酸化物半導体層１０ｂに担持された光増感色素も含まれる。
【００３６】
一方、２つの第２基材２０の各々に環状の封止部２２を固定したものを用意する。また図２に示すように、第２基材支持部２１を用意する。そして、２つの封止部２２を設けた第２基材２０を、第２基材支持部２１の第２基材固定部２１ｂに固定する。第２基材固定部２１ｂとしては、例えば粘着シートなどを用いることができる。
【００３７】
そして、図４に示すように、この状態で第２基材支持部２１をチャンバ１の本体部１ａ内に入れ、ガイド部５０に貫通させる。具体的には、第２基材支持部２１の第２基材支持フレーム２１ａの貫通孔２１ｃにガイド部５０を貫通させる。このとき、ガイド部５０には、距離調整部材６０としてバネ部材が設けられているため、距離調整部材６０が少し縮んだ後、第１基材支持部１１と第２基材支持部２１とが離間した状態に保持される。このとき、第１基材１０と第２基材２０とが離間した状態に保持される。
【００３８】
次に、図５に示すように、チャンバ１の本体部１ａに蓋部１ｂを取り付ける。このとき、蓋部１ｂには、熱プレス部３を固定する。ここで、熱プレス部３の加圧面３ａの形状は、封止部１２、封止部２２と同様の環状パターンとする。また加圧面３ａの個数は、第１基材１０又は第２基材２０の数に合わせる。さらに、熱プレス部３においては、第１基材支持部１１と対向する面のうち加圧面３ａ以外の部分が、第１基材支持部１１から離れる方向に向かって凹んでいる。これにより、凹部に空気層が形成され加圧面３ａ以外の不要な部位に熱が伝わりにくくなるため、封止部２２以外に熱が伝わることを抑制することができる。そして、チャンバ１内のガス流通口１ｃからガス排出機構２によってガスを排出する。具体的には、真空ポンプ２ｂを作動させ、ガス排出管２ａを通してチャンバ１内のガスを排出する。こうしてチャンバ１の内部を真空雰囲気とする。
【００３９】
その後、移動機構３０により、第１基材支持部１１を熱プレス部３に向かって移動させる。具体的には、駆動部３２を駆動することにより、昇降シャフト３１を図５の矢印Ａ方向に沿って移動させる。このとき、距離調整部材６０によって第１基材１０と第２基材２０とが離間した状態に保持されたままとなっている。やがて、第２基材支持部２１が熱プレス部３に当接される（図６参照）。このとき、第２基材支持部２１の移動は停止されるが、ガイド部５０が第２基材支持部２１を貫通しているため、第１基材支持部１１の移動はまだ可能である。このため、さらに移動機構３０により第１基材支持部１１を熱プレス部３に向かって移動させると、距離調整部材６０によって第１基材支持部１１と第２基材支持部２１との距離が縮められ、第１基材支持部１１が第２基材支持部２１に近づけられる。やがて、第１基材１０と第２基材２０とが、それらの間に封止部１２、２２を挟み込み且つ第１基材１０と第２基材２０と封止部１２、２２との間に被封止物１３を配置した状態で重ね合わされる（図７参照）。このとき、ガイド部５０が第２基材支持部２１を貫通しているため、第２基材支持部２１を第１基材支持部１１に対する所望の位置に確実にガイドすることが可能となる。このため、第１基材１０と第２基材２０との位置合わせを高精度に行うことができる。また第１基材１０と第２基材２０とが重ね合わされた後、さらに移動機構３０により、第１基材支持部１１が熱プレス部３に向かって移動されると、熱プレス部３の加圧面３ａによって封止部１２、２２が加圧される。また本実施形態では熱プレス部３は加熱部を兼ねているため、加圧面３ａによって封止部１２，２２を加熱溶融させることも可能となる。こうして、封止部１２を介して第１基材１０と第２基材２０との貼合せが行われ、基材組立体としての色素増感光電変換素子が得られる。
【００４０】
また、この基材組立体の製造装置１００によれば、異なる形状や数の封止部１２、２２を有する基材組立体を製造する場合でも、熱プレス部３を、その加圧面３ａの形状や数を封止部１２、２２の形状や数に合わせて変更した新たな熱プレス部に交換するだけで済む。このため、基材組立体の製造装置１００は、異なる形状や数の封止部１２、２２を有する基材組立体を簡便に製造することができる。
【００４１】
この基材組立体の製造装置１００によれば、第１基材支持部１１の熱伝導率が、熱プレス部３の熱伝導率よりも小さいため、封止部２２を加熱及び加圧する際に、第１基材支持部１１により、熱量が奪われることを抑制することができる。これにより、熱量を封止部２２に適切に与えることが可能となるため、封止時間を短くすることができる。また封止時間を短くでき、適切な熱量を封止部２２に与えられるため、封止部１２，２２において第１基材１０と第２基材２０との接着を十分に行うことができるとともに、被封止物１３に熱が加わることを抑制することが可能となる。従って、基材組立体の製造装置１００によれば、優れた性能を有する基材組立体としての色素増感光電変換素子を効率よく製造することができる。また熱プレス部３の熱伝導率が第１基材支持部１１の熱伝導率の２５倍以上であると、熱プレス部３から封止部１２に熱量をより適切に与えると共に、第１基材支持部１１によって熱量が奪われることをより抑制することができる。
【００４２】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の基材組立体の製造装置の第２実施形態について図８を参照しながら詳細に説明する。図８は、本発明の基材組立体の製造装置の第２実施形態を示す切断面端面図である。なお、第２実施形態において、第１実施形態と同一又は同等の構成要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４３】
図８に示すように、本実施形態の基材組立体の製造装置２００は、ガイド部２５０がチャンバ１の本体部１ａの底面２１１ｂに固定され、第１基材支持部１１がガイド部設置面１１ｂを有しない点で、ガイド部５０が第１基材支持部１１のガイド部設置面１１ｂに固定されている第１実施形態の基材組立体の製造装置１００と相違する。なお、ガイド部２５０としては、その先端が、チャンバ１の本体部１ａの底面２１１ｂから熱プレス部３の加圧面３ａの位置よりも高い位置に配置することが可能なものを用いる。
【００４４】
以下、本実施形態の基材組立体の製造装置２００の作用について図９〜図１３を参照しながら、基材組立体として色素増感光電変換素子を製造する場合を例にして説明する。図９〜図１３は、図８の基材組立体の製造装置を用いた基材組立体の製造方法の一連の工程を示す切断面端面図である。
【００４５】
まず第１基材１０を用意する。
【００４６】
そして、図９に示すように、チャンバ１の蓋部１ｂを取り外し、チャンバ１の本体部１ａ内において、第１基材支持部１１の第１基材支持面１１ａ上に第１基材１０を配置して第１基材１０を支持させる。その後、被封止物１３としての光増感色素が担持されている第１基材１０の多孔質酸化物半導体層１０ｂ上に被封止物１３としての電解質を配置する。
【００４７】
一方、２つの第２基材２０の各々に環状の封止部２２を固定したものを用意する。また図２に示すように、第２基材支持部２１を用意する。そして、２つの封止部２２を設けた第２基材２０を、第２基材支持部２１の第２基材固定部２１ｂに固定する。
【００４８】
そして、図１０に示すように、この状態で第２基材支持部２１をチャンバ１の本体部１ａ内に入れ、ガイド部２５０に貫通させる。具体的には、第２基材支持部２１の第２基材支持フレーム２１ａの貫通孔２１ｃにガイド部２５０を貫通させる。このとき、ガイド部２５０には、距離調整部材６０としてバネ部材が設けられているため、距離調整部材６０が少し縮んだ後、第２基材支持部２１とチャンバ１の本体部１ａの底面２１１ｂとが離間した状態に保持される。このとき、第１基材１０と第２基材２０とが離間した状態に保持される。
【００４９】
次に、図１１に示すように、チャンバ１の本体部１ａに蓋部１ｂを取り付ける。このとき、蓋部１ｂには、熱プレス部３を固定する。そして、チャンバ１内のガス流通口１ｃからガス排出機構２によってガスを排出する。こうしてチャンバ１の内部を真空雰囲気とする。
【００５０】
その後、移動機構３０により、第１基材支持部１１を熱プレス部３に向かって移動させる。具体的には、駆動部３２を駆動することにより、昇降シャフト３１を図１１の矢印Ａ方向に沿って移動させる。このとき、第２基材支持部２１は静止しているので、第１基材支持部１１は、第２基材支持部１２に近づいていく。第１基材１０と第２基材２０とが、それらの間に封止部１２、２２を挟み込み且つ第１基材１０と第２基材２０と封止部１２、２２との間に被封止物１３を配置した状態で重ね合わされる（図１２参照）。このとき、ガイド部２５０が第２基材支持部２１を貫通しているため、第２基材支持部２１を第１基材支持部１１に対する所望の位置に確実にガイドすることが可能となる。このため、第１基材１０と第２基材２０との位置合わせを高精度に行うことができる。
【００５１】
そして、さらに移動機構３０によって第１基材支持部１１を熱プレス部３に向かって移動させる。やがて、第２基材支持部２１が熱プレス部３に当接される（図１３参照）。このとき、第１基材１０と第２基材２０とは重ね合わされた状態のままとなっている。またこのとき、第２基材支持部２１の移動は停止されるが、ガイド部２５０が第２基材支持部２１を貫通しているため、第１基材支持部１１の移動はまだ可能である。このため、さらに移動機構３０により第１基材支持部１１が熱プレス部３に向かって移動されると、熱プレス部３の加圧面３ａによって封止部１２，２２が加圧される。また本実施形態では熱プレス部３は加熱部を兼ねているため、加圧面３ａによって封止部１２，２２を加熱溶融させることも可能となる。こうして、封止部１２，２２を介して第１基材１０と第２基材２０との貼合せが行われ、基材組立体としての色素増感光電変換素子が得られる。
【００５２】
また、この基材組立体の製造装置２００によれば、異なる形状や数の封止部１２、２２を有する基材組立体を製造する場合でも、熱プレス部３を、その加圧面３ａの形状や数を封止部１２、２２の形状や数に合わせて変更した新たな熱プレス部に交換するだけで済む。このため、基材組立体の製造装置２００は、異なる形状や数の封止部１２、２２を有する基材組立体を簡便に製造することができる。
【００５３】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、ガス流通口１ｃにガス排出機構が接続されているが、ガス排出機構に代えて、窒素ガスなどの不活性ガスを供給するガス供給機構が接続されてもよいし、ガス流通口１ｃが設けられていなくてもよい。
【００５４】
また上記実施形態では、第１基材１０及び第２基材２０の各々に封止部１２，２２が固定された基材組立体を製造する場合を例にして基材組立体の製造装置の作用について説明したが、本発明の基材組立体の製造装置は、第１基材１０及び第２基材２０のいずれか一方に封止部が固定された基材組立体を製造する場合であれば適用可能である。
【００５５】
さらにまた上記第１実施形態では、熱プレス部３が蓋部１ｂに固定され、第１基材支持部１１が移動機構３０により熱プレス部３に向かって移動されるようになっているが、第１基材支持部１１がチャンバ１に対して固定され、熱プレス部３が第１基材支持部１１に向かって移動機構により移動されるようになっていてもよい。
【００５６】
また上記第２実施形態でも、熱プレス部３が蓋部１ｂに固定され、第１基材支持部１１が移動機構３０により熱プレス部３に向かって移動されるようになっているが、第１基材支持部１１がチャンバ１に対して固定され、熱プレス部３が第１基材支持部１１に向かって移動機構により移動されるようになっていてもよい。
【００５７】
また、上記実施形態では、第２基材支持部２１、移動機構３０、ガイド部５０、２５０及び距離調整部材６０が設けられているが、これらを設けず、第１基材支持部１１で、第１基材１０及び第２基材２０を支持してもよい。具体的には、第１基材１０と第２基材２０とが、それらの間に封止部１２、２２を挟み込み且つ第１基材１０と第２基材２０と封止部１２、２２との間に被封止物１３を配置した状態で重ね合わされたものをあらかじめ用意し、第１基材支持部１１上に配置して支持してもよい。
【００５８】
さらに上記実施形態では、基材組立体の製造装置１００，２００がチャンバ１を備えているが、必ずしもチャンバ１を備えていなくてもよい。
【００５９】
また上記実施形態では、第１基材支持部１１を構成する材料が熱プレス部３よりも熱伝導率の小さい材料であると述べたが、ここで言う「第１基材支持部１１」は、「第１基材支持部１１のうち少なくとも第１基材１０と接触する部分」を意味する。このため、第１基材支持部１１のうち第１基材１０との接触部分のみが、熱プレス部３よりも熱伝導率の小さい材料で構成され、第１基材１０と接触しない部分については必ずしも熱プレス部３よりも熱伝導率の小さい材料で構成されていなくてもよいことを意味する。従って、例えば、熱プレス部３が、第１基材１０と接触する第１基材接触層と、第１基材１０と接触しない第１基材非接触層とを有する場合、第１基材接触層の熱伝導率が熱プレス部３の熱伝導率より小さければよく、第１基材非接触層の熱伝導率は熱プレス部３の熱伝導率より大きくてもよい。
【００６０】
また上記実施形態では、第１基材支持部１１を構成する材料が熱プレス部３よりも熱伝導率の小さい材料であると述べたが、ここで言う「熱プレス部３」は、「熱プレス部３のうち少なくとも加圧面３ａを有する部分」を意味する。このため、熱プレス部３のうち少なくとも加圧面３ａを有する部分のみが第１基材支持部１１を構成する材料の熱伝導率よりも大きければよく、加圧面３ａを有しない他の部分については、必ずしも第１基材支持部１１を構成する材料の熱伝導率よりも大きくなくてもよいことを意味する。
【実施例】
【００６１】
以下、本発明の内容を、実施例を挙げてより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【００６２】
（実施例１）
まずガラスからなる厚さ１ｍｍの透明基板の上に、厚さ１μｍのＦＴＯからなる透明導電層を形成してなる透明導電性基板を準備した。
【００６３】
次に、透明導電層の上に酸化物半導体層を形成した。酸化物半導体層は、酸化物半導体粒子を含む酸化物半導体層形成用ペーストをスクリーン印刷した後、焼成して形成した。焼成は５００℃で１時間行った。
【００６４】
次に、作用極を、光増感色素溶液中に一昼夜浸漬させた後、取り出して乾燥させ、酸化物半導体層に被封止物である光増感色素を吸着させた。光増感色素溶液は、アセトニトリルとｔ−ブタノールとを体積比１：１で混合した混合溶媒中に、Ｚ９０７からなる光増感色素をその濃度が０．２ｍＭとなるように溶解させることで作製した。
【００６５】
次に、封止部を形成するための封止部形成体を透明導電性基板上に設けた。封止部形成体は、５ｃｍ×５ｃｍ×５０μｍのバイネル１４１６４（商品名、デュポン社製）からなる１枚の封止用樹脂フィルムを用意し、その封止用樹脂フィルムに、四角形状の開口を形成することによって得た。このとき、開口は、４．８ｃｍ×４．８ｃｍ×１００μｍの大きさとなるようにした。こうして、封止部１２を有し、光増感色素を酸化物半導体層に担持させた作用極からなる第１基材１０を作製した。
【００６６】
そして、図１に示す基材組立体の製造装置において、チャンバ１の蓋部１ｂを取り外し、上記第１基材１０をチャンバ１内に入れ、チャンバ１の本体部１ａ内において、上記第１基材１０を第１基材支持部１１の第１基材支持面１１ａ上に配置して支持させた。この状態で、酸化物半導体層の上に被封止物である電解質を塗布した。電解質としては、ヨウ素０．００２Ｍ、１，２−ジメチル−３−プロピルイミダゾリウムヨーダイド（ＤＭＰＩｍＩ）０．６Ｍを含む３−メトキシプロピオニトリル（ＭＰＮ）溶液を用意した。
【００６７】
一方、第２基材２０としての対極を用意した。第２基材２０は、５ｃｍ×５ｃｍ×４０μｍのチタン箔の上にスパッタリング法によって厚さ５ｎｍの白金からなる触媒層を形成することによって用意した。
【００６８】
そして、この第２基材２０を、第２基材支持部２２に固定することなく、そのまま第１基材１０の封止部１２の上に配置し、第１基材１０と第２基材２０とが、それらの間に封止部１２を挟み込み且つ第１基材１０と第２基材２０と封止部１２との間に被封止物１３である電解質及び光増感色素を配置した状態で重ね合わせて積層体とした。
【００６９】
次に、図５に示すように、チャンバ１の本体部１ａに蓋部１ｂを取り付けた。このとき、蓋部１ｂには、熱プレス部３を固定した。ここで、熱プレス部３の加圧面３ａの形状は、封止部１２と同様の環状パターンとした。すなわち、熱プレス部３の加圧面３ａの形状は、外径が５．２ｃｍ×５．２ｃｍであり内径が４．６ｃｍ×４．６ｃｍの封止部に対応する環状パターンとした。また熱プレス部３においては、第１基材支持部１１と対向する面のうち加圧面３ａ以外の部分が第１基材支持部１１から離れる方向に向かって凹むようにした。
【００７０】
次に、チャンバ１内のガス流通口１ｃから真空ポンプ２ｂによってガスを排出させ、チャンバ１の内部空間を減圧した。その後、熱プレス部３を加熱した。そして、駆動部３２を駆動することにより、昇降シャフト３１を図１１の矢印Ａ方向に沿って移動させた。こうして加熱した熱プレス部３を第２基材２０に接触させ、封止部１２を５ＭＰａで３０秒間加圧しながら加熱溶融させた。こうして、色素増感光電変換素子である基材組立体を得た。
【００７１】
この際、熱プレス部３の材料、及び、第１基材支持部１１の材料は表１の通りとした。また、熱プレス部３の温度は２００℃とし、第１基材支持部１１の温度を３０℃とした。
【００７２】
（実施例２〜４及び比較例１〜２）
熱プレス部３の材料、及び、第１基材支持部１１の材料を表１の通りとしたこと以外は、実施例１と同様にして色素増感光電変換素子である基材組立体を得た。
【００７３】
＜特性の評価＞
（耐久性）
耐久性は、色素増感光電変換素子の光電変換効率の保持率によって評価できる。光電変換効率の保持率は具体的には以下のようにして算出した。即ちまず実施例１〜４及び比較例１〜２で得られた色素増感光電変換素子について、初期光電変換効率（η０）を測定した。その製造直後から８５℃の高温環境下で２４時間静置して光電変換効率（η）を測定した。そして、こうして測定された光電変換効率（η）と、上記のようにして測定された初期光電変換効率（η０）とに基づいて、光電変換効率の保持率を下記式に基づいて算出した。結果を表１に示す。
光電変換効率の保持率＝１００×η／η０
なお、表１において、光電変換効率の保持率が８０％以上であった色素増感光電変換素子については「◎」とし、光電変換効率の保持率が５０％以上８０％未満であった色素増感光電変換素子については「○」とし、封止部１２が完全に溶融せず作製後すぐに電解質が漏れ封止部１２が形成できなかった色素増感光電変換素子については「×」と表示した。
【００７４】
【表１】
0005936728.tif 000002
【００７５】
以上より、本発明の基材組立体の製造装置によれば、優れた耐久性を有する基材組立体を効率よく製造することができることが確認された。
【符号の説明】
【００７６】
１…チャンバ
１ｃ…ガス流通口
３…熱プレス部
３ａ…加圧面
１０…第１基材
１１…第１基材支持部
１２、２２…封止部
１３…被封止物
２０…第２基材
２１…第２基材支持部
３０…移動機構
３１…昇降シャフト（移動機構）
３２…駆動部（移動機構）
５０，２５０…ガイド部
６０…距離調整部材
１００，２００…基材組立体の製造装置
【要約】
【課題】優れた耐久性を有する基材組立体を効率よく製造することができる基材組立体の製造装置を提供すること。
【解決手段】第１基材１０と第２基材２０とを、第１基材１０及び第２基材２０の少なくとも一方に環状の封止部１２，２２を配置し、第１基材１０と第２基材２０との間に封止部１２、２２を挟み込み且つ第１基材１０と第２基材２０と封止部１２，２２との間に被封止物１３を配置した状態で重ね合せた後、少なくとも第１基材１０を支持する第１基材支持部１１と、封止部１２，２２に対応する環状パターンを有する加圧面３ａにおいて封止部１２，２２を第２基材２０側から加熱する熱プレス部３とによって封止部１２，２２を加熱及び加圧して封止部１２，２２を介して第１基材１０と第２基材２０とを貼り合せて基材組立体を製造する基材組立体の製造装置１００であって、第１基材支持部１１の熱伝導率が、熱プレス部３の熱伝導率よりも小さいことを特徴とする基材組立体の製造装置１００。
【選択図】図１【図１】
0005936728.tif 000003
【図２】
0005936728.tif 000004
【図３】
0005936728.tif 000005
【図４】
0005936728.tif 000006
【図５】
0005936728.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
0005936728.tif 000010
【図９】
0005936728.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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