(57)【要約】      （修正有）【課題】高い可撓性を持ち、生産性や歩留りの向上を図かれる、高性能なフレキシブルな半導体デバイスを構成する、半導体装置用の基板で、光電変換層に有機半導体材料を利用する半導体装置であっても、水分に起因する特性劣化を防止し、絶縁層となる陽極酸化皮膜のクラックも防止することのできる半導体装置用基板、この基板を用いる半導体装置および反射型液晶表示装置、ならびに、この半導体装置を用いる照明装置、表示装置および太陽電池を提供する。【解決手段】基板１０が、シート状のアルミニウム基材１２と、基材１２の両面に形成されたアルミニウムの多孔質陽極酸化膜１４と、陽極酸化皮膜の少なくとも一方の表面に形成されたケイ素を含む無孔質酸化物からなる保護層１６とを有し、かつ、両面の陽極酸化皮膜１４が、共に、室温で圧縮方向の歪みを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状のアルミニウム基材と、前記アルミニウム基材の両面を陽極酸化してなるアルミニウムの多孔質陽極酸化皮膜と、両面の前記陽極酸化皮膜の少なくとも一方の表面に形成されたケイ素を含む無孔質酸化物からなる保護層とを有し、かつ、前記両面の陽極酸化皮膜が、共に、室温で圧縮方向の歪みを有することを特徴とする半導体装置用基板。
【請求項２】
両面の前記陽極酸化皮膜の厚さが等しく、かつ、両面に前記保護層が形成され、その厚さが等しい、請求項１に記載の半導体装置用基板。
【請求項３】
前記両面の陽極酸化皮膜が有する室温で圧縮方向の歪みが、共に、０．００５〜０．２５％である請求項１または２に記載の半導体装置用基板。
【請求項４】
厚さが３００μｍ以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置用基板。
【請求項５】
放出する水分量が１０μｇ／ｃｍ2以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置用基板。
【請求項６】
前記保護層の少なくとも一方の表面粗さＲａが２０ｎｍ以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置用基板。
【請求項７】
前記保護層の少なくとも一方の表面との水との接触角が８０°以下である請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体装置用基板。
【請求項８】
前記陽極酸化皮膜が有する細孔の直径が４〜１００ｎｍである請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体装置用基板。
【請求項９】
前記陽極酸化皮膜の厚さが０．５〜２０μｍである請求項１〜８のいずれか１項に記載の半導体装置用基板。
【請求項１０】
前記保護層がアルカリ金属を含まない請求項１〜９のいずれか１項に記載の半導体装置用基板。
【請求項１１】
前記保護層の厚さが、前記陽極酸化皮膜が有する細孔の直径以上もしくは２０ｎｍ以上で、かつ、１μｍ以下である請求項１〜１０のいずれか１項に記載の半導体装置用基板。
【請求項１２】
前記アルミニウム基材が、純度９９質量％以上のアルミニウムで形成される請求項１〜１１のいずれか１項に記載の半導体装置用基板。
【請求項１３】
前記アルミニウム基材が、マグネシウムおよびリチウムの少なくとも一方を含み、かつ、アルミニウム含有量が９５質量％以上のアルミニウムで形成される請求項１〜１２のいずれか１項に記載の半導体装置用基板。
【請求項１４】
前記アルミニウム基材の厚さが５〜２６０μｍである請求項１〜１３のいずれか１項に記載の半導体装置用基板。
【請求項１５】
前記保護層が、塗布法で形成されたものである請求項１〜１４のいずれか１項に記載の半導体装置用基板。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の半導体装置用基板を用い、その保護層の少なくとも一方の上に、半導体素子を形成してなる半導体装置。
【請求項１７】
前記半導体素子が、直列もしくは並列に集積化されている請求項１６に記載の半導体装置。
【請求項１８】
前記半導体素子が、光電変換層と、前記光電変換層の下の少なくとも一部に形成される下部電極と、前記光電変換層の上の少なくとも一部に形成される光透過性の上部電極とを有する請求項１６または１７に記載の半導体装置。
【請求項１９】
前記光電変換層が有機化合物を含む請求項１８に記載の半導体装置。
【請求項２０】
前記上部電極に接触するバス電極を有する請求項１８または１９に記載の半導体装置。
【請求項２１】
前記光電変換層と、前記上部電極もしくは下部電極との間に、金属酸化物を含む電子輸送層を有する請求項１８〜２０のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項２２】
前記半導体素子に接続されたスイッチング回路を有する請求項１６〜２１のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項２３】
請求項１６〜２２のいずれか１項に記載の半導体装置を用いる調光型照明装置。
【請求項２４】
請求項１６〜２２のいずれか１項に記載の半導体装置を用いる自己発光表示装置。
【請求項２５】
請求項１６〜２２のいずれか１項に記載の半導体装置を用いる太陽電池。
【請求項２６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の半導体装置用基板を用いる反射型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に用いられる基板、ならびに、半導体装置、照明装置、表示装置および太陽電池に関する。詳しくは、半導体装置に好適な半導体装置用基板、この基板を用いる半導体装置および反射型液晶表示装置、ならびに、この半導体装置を用いる調光型照明装置、自己発光表示装置および太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池や有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイなどの半導体装置には、各種の用途に対応するために、可撓性（フレキシブル性）が要求される場合が有る。
可撓性を有する半導体装置（フレキシブルエレクトロニクス）は、例えば、可撓性を有するシート状（フィルム状）の基板の上に、電極や光電変換層等を有する半導体素子を形成することで、製造される。
【０００３】
このような可撓性を有する半導体装置用の基板として、ポリイミド等の耐熱樹脂の使用が試みられている。
しかしながら、半導体装置の製造工程では、例えば、３００℃を超えるような熱処理が必要な場合も有り、樹脂製の基板では、耐熱性が不十分である場合も多い。
【０００４】
樹脂製の基板は、親水性（濡れ性）が低い。そのため、基板の表面に塗布法によって半導体素子を構成する各層等を形成するためには、表面処理等が必要になる場合も有り、生産性の点で不利である。加えて、樹脂製の基板は、耐薬品性が低く、塗布法を利用する場合には、溶剤の選択も必要になる。
樹脂製の基板は、内部に不可避的に残存する水分などの脱ガスも多い。そのため、基板の表面に、真空蒸着などの気相成膜法（気相堆積法）によって素子を構成する各層を形成する場合には、形成前に脱ガス工程が必要となり、やはり、生産性の点で不利である。また、特に、光電変換層などに有機半導体材料を利用する場合には、水分が素子の特性に与える影響や、水分による劣化が大きい。そのため、有機半導体材料を利用する素子では、脱ガス（脱水）を抑制することは、重要である。
【０００５】
加えて、樹脂製の基板は、上部層（特に、上部層が無機化合物の場合）との密着性が低く、曲げ等の応力や、使用中の温度変化に伴う熱応力などを引き金にして、剥離等が発生するおそれがある。
【０００６】
一方、特許文献１には、金属箔の上に絶縁層を設け、その上に、下部電力、光電変換層（起電力層）および上部電極を形成し、かつ、光電変換層として有機薄膜光電変換層を利用した太陽電池が記載されている。
また、絶縁層としては、金属箔の表面を陽極酸化してなる金属酸化物膜が例示されている。具体的には、アルミ箔の表面を陽極酸化して、絶縁層としてアルマイト膜を形成することが記載されている。
特許文献１では、金属箔の表面に絶縁層を形成してなる基板の上に、太陽電池を構成する半導体素子を形成することにより、十分な耐熱性および素子の柔軟性を確保した上で、水分による有機半導体材料の劣化等を抑制した太陽電池を得ている。
【０００７】
ここで、特許文献１では言及されていないが、アルマイト膜には、非多孔質構造のもの（バリア型）と、多孔質構造のもの（ポーラス型）とが有ることが知られている。
【０００８】
バリア型のアルマイト膜は、一般的に、緻密な金属酸化物皮膜である。そのため、靭性が低く、曲げ等の応力、あるいは使用中の温度変化に伴う熱応力、等を引き金にして、クラックが発生し、絶縁性を喪失する場合が有る。
そのため、アルミ箔にバリア型のアルマイト膜を形成した基板は、フレキシブル性を要求される半導体装置の基板としては、耐久性等の点で、短所を有する。
【０００９】
他方、ポーラス型のアルマイト膜は、多孔質構造をもつため、応力が集中せず、曲げ等の応力、あるいは使用中の温度変化に伴う熱応力、等によっても、バリア型のアルマイト膜に比べて、クラックが発生し難く、絶縁性が高い。
【００１０】
しかしながら、ポーラス型のアルマイト膜は、多孔質構造を有するが故に、絶縁層上部に設ける、半導体素子を構成する層（下部電極等）の成分が細孔内部に侵入して、導電パスとなる恐れがあり、絶縁性が低下するという問題がある。
また、ポーラス型のアルマイト膜を有する基板では、細孔内部に吸着した水分の問題も有る。すなわち、気相成膜法によって半導体素子を形成する各層を成膜する場合、水分の蒸発（脱ガス）によって、十分な真空度での成膜が困難になり、デバイス特性が低下する場合も有る。加えて、有機光電変換材料を用いる場合には、経時で揮発する水分による劣化の問題がある。
加えて、両性金属であるアルミニウムの陽極酸化皮膜は、酸性溶媒、塩基性溶媒のいずれに対しても溶解性を有する。そのため、多孔質構造のポーラス型陽極酸化皮膜は、比表面積が高いため、耐薬品性が劣るという問題もある。特に、塗布法によって半導体素子を形成する各層を設けようとする場合には課題である。
【００１１】
このような問題点を解決できる半導体装置用の基板として、特許文献２に記載される絶縁層付基材１２が知られている。
この基板は、アルミニウムなどの金属基材の表面を陽極酸化して、絶縁性酸化膜を設け、絶縁性酸化膜の上にスピンオンガラス膜を設けてなるものである。
【００１２】
この基板は、陽極酸化膜の上にスピンオンガラス膜を形成することにより、陽極酸化膜の形成の際に生じる凹凸や欠陥を補償し、かつ平滑化できるので、十分な絶縁性を確保することができる。
また、太陽電池などに、この基板を用いることにより、光電変換層（光吸収層）の接合部の微結晶グレインの凹凸をも平滑化できるので、接合部の不均一に起因するリーク電流を抑制でき、変換効率をより向上させることができる。
【００１３】
さらに、この基板は、スピンオンガラス膜によって、多孔質である陽極酸化膜が被覆されている。そのため、半導体層や光電変換層の材料を、前駆体の液相塗布、あるいは半導体・ＣＩＧＳなどの光電変換材料微粒子の塗布などにより形成する場合においても、多孔質層内部に前駆体あるいは化合物微粒子が入らない。これにより、絶縁性の低下が抑制されるほか、材料のロスを低減できることから、低コストで半導体素子、太陽電池などの半導体装置の作製が可能である。
【００１４】
加えて、陽極酸化皮膜の細孔を閉塞させるため、見かけの比表面積が大幅に減少する。この結果、細孔内部への吸着水分などによる電流リークが低減し、絶縁性を向上させることができる。これによって、半導体素子、光電変換素子を集積化させた場合にも、ロスが少なく、低消費電力、高変換効率の素子を作製することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０１１−１０８８８３号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３３８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、本発明者らの検討によれば、単に、絶縁層となる陽極酸化皮膜の上に、別の層を設けた基板を用いるだけでは、安定して、期待されるような半導体素子特性が得られず、高性能なフレキシブルな半導体デバイスを構成することができない。
特に有機薄膜太陽電池のように、光電変換層（光電変換等の目的とする機能を発現する層）に有機半導体材料を用いる半導体装置では、目的とする十分な特性が得られない場合が多い。
【００１７】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、高い可撓性のみならず、生産性や歩留りの向上を図ることができ、しかも、光電変換層に有機半導体材料を利用する太陽電池など、有機化合物を利用する半導体装置であっても、水分に起因する特性劣化を防止して、さらに、絶縁層となる陽極酸化皮膜のクラック発生も防止して、長期にわたって優れた性能を発揮する半導体装置を得ることができる半導体装置用の基板、および、この基板を利用する半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明者らは、上記目的を達成するために、鋭意研究を重ねた。その結果、半導体装置を構成する基板からの脱水量、および、基板に発生する反りが、基板上に構成される半導体素子の性能に大きな影響を及ぼしていること、ならびに、絶縁層となる陽極酸化皮膜の内部応力が、クラックの発生に大きな影響を及ぼしていることを見いだした。
本発明は、この知見を得ることで、上記目的を達成したものである。
【００１９】
すなわち、上記目的を達成するために、本発明の半導体素子用基板は、シート状のアルミニウム基材と、アルミニウム基材の両面を陽極酸化してなるアルミニウムの多孔質陽極酸化皮膜と、両面の陽極酸化皮膜の少なくとも一方の表面に形成されたケイ素を含む無孔質酸化物からなる保護層とを有し、かつ、前記両面の陽極酸化皮膜が、共に、室温で圧縮方向の歪みを有することを特徴とする半導体装置用基板を提供する。
【００２０】
このような本発明の半導体装置用基板において、両面の陽極酸化皮膜の厚さが等しく、かつ、両面に前記保護層が形成され、その厚さが等しいのが好ましい。
また、両面の陽極酸化皮膜が有する室温で圧縮方向の歪みが、共に、０．００５〜０．２５％であるのが好ましい。
また、厚さが３００μｍ以下であるのが好ましい。
また、放出する水分量が１０μｇ／ｃｍ2以下であるのが好ましい。
また、保護層の少なくとも一方の表面粗さＲａが２０ｎｍ以下であるのが好ましい。
また、保護層の少なくとも一方の表面との水との接触角が８０°以下であるのが好ましい。
また、陽極酸化皮膜が有する細孔の直径が４〜１００ｎｍであるのが好ましい。
また、陽極酸化皮膜の厚さが０．５〜２０μｍであるのが好ましい。
また、保護層がアルカリ金属を含まないのが好ましい。
また、保護層の厚さが、陽極酸化皮膜が有する細孔の直径以上もしくは２０ｎｍ以上で、かつ、１μｍ以下であるのが好ましい。
また、アルミニウム基材が、純度９９質量％以上のアルミニウムで形成されるのが好ましい。
また、アルミニウム基材が、マグネシウムおよびリチウムの少なくとも一方を含み、かつ、アルミニウム含有量が９５質量％以上のアルミニウムで形成されるのが好ましい。
また、アルミニウム基材の厚さが５〜２６０μｍであるのが好ましい。
さらに、保護層が、塗布法で形成されたものであるのが好ましい。
【００２１】
また、本発明の半導体装置は、このような本発明の半導体装置用基板を用い、その保護層の少なくとも一方の上に、半導体素子を形成してなる半導体装置を提供する。
【００２２】
このような本発明の半導体装置において、半導体素子が直列もしくは並列に集積化されているのが好ましい。
また、半導体素子が、光電変換層と、光電変換層の下の少なくとも一部に形成される下部電極と、光電変換層の上の少なくとも一部に形成される光透過性の上部電極とを有するのが好ましい。
また、光電変換層が有機化合物を含むのが好ましい。
また、上部電極に接触するバス電極を有するのが好ましい。
また、光電変換層と、上部電極もしくは下部電極との間に、金属酸化物を含む電子輸送層を有するのが好ましい。
また、半導体素子に接続されたスイッチング回路を有するのが好ましい。
【００２３】
本発明の調光型照明装置は、このような本発明の半導体装置を用いる調光型照明装置を提供する。
また、本発明の自己発光表示装置は、このような本発明の半導体装置を用いる自己発光表示装置を提供する。
また、本発明の太陽電池は、このような本発明の半導体装置を用いる太陽電池を提供する。
さらに、本発明の反射型液晶表示装置は、このような本発明の半導体装置用基板を用いる反射型液晶表示装置を提供する。
【発明の効果】
【００２４】
前述のように、本発明の半導体装置用基板は、シート状のアルミニウム基材の両面に、このアルミニウム基材の両面を陽極酸化してなる陽極酸化皮膜を有し、両面に形成された陽極酸化皮膜の少なくとも一方の表面に、ケイ素を含む酸化物からなる無孔質の保護層を有する。また、絶縁層となる陽極酸化皮膜は、室温で圧縮方向の歪みを有する。
【００２５】
本発明においては、陽極酸化皮膜は、フレキシブル性をもった絶縁層としての機能を示す。この陽極酸化皮膜が両面に形成されていることによって、基板の反りを抑制できる。また、片面のみに陽極酸化皮膜が形成されたアルミニウム製の基板では、裏面に軟質なアルミニウムがむき出しになっていることから、傷が付きやすく、また、特に基板が薄い場合はキンク等が入りやすいため、製造歩留まりの低下や、絶縁基板としての信頼性が低下する。これに対し、両面に陽極酸化皮膜を形成した基板とすることにより、これらの問題が起こらず、優れた絶縁層つき基材１２となる。また、ロールトゥロール製造で、基板を重ねて巻き取る場合においては、一方の面に陽極酸化皮膜がないと、金属アルミニウム分が、重ねられた下部の陽極酸化皮膜上に付着し、絶縁層の機能を低下させたり、金属のコンタミネーションの原因となったりするという問題がある。これに対し、基板の両面に陽極酸化皮膜を形成することにより、このような問題が生じないという利点もある。
以上のようなことから、両面に陽極酸化皮膜を形成した絶縁層つきのアルミニウム基板では、生産性および歩留まりを向上させることができ、さらに、基板上に形成した半導体素子の半導体特性の低下が抑制できる。
また、ケイ素を含む酸化物からなる無孔質の保護層は、多孔質の陽極酸化皮膜からの脱水を抑制する効果がある。そのため、少なくとも一方の面に、この保護層を有することにより、プロセス中の脱ガスにより、高い特性をもつ半導体層が得られない、といった問題を解消する。また、経時で基板から発生した水分に起因する光電変換層等の劣化を抑制できる。この特性劣化の抑制によって、長期間にわたって、高い半導体性能を維持できる。なお、本発明の基板においては、前述のように両面に陽極酸化皮膜が形成されているので、このような保護層は、両面に形成されるのが好ましい。しかも、半導体素子を作製する側の面に形成された保護層に関しては、半導体素子形成面の平坦化や、細孔閉塞による表面積低減といった機能も有する。
さらに、両面の陽極酸化皮膜が、室温で圧縮方向の歪みを有する。そのため、曲げ歪みを受けた場合や、高温下の条件等でも、絶縁層である陽極酸化皮膜にクラックが生じるのを防止できる。これにより、長期に渡って良好な絶縁性を発揮する。
【００２６】
好ましくは、本発明の半導体装置用基板として、含有水分量、表面粗さ、表面の水の接触角が、適切な数値を有する物を用いることにより、高い特性の可撓性を有する半導体素子が得られる。
特に、水分含有量すなわち脱水の少ない基板を用いることが、初期特性の向上、経時劣化の抑制に極めて効果的である。
【００２７】
上記本発明の半導体装置用基板を用いる、本発明の半導体装置（半導体デバイス）および反射型液晶表示装置、ならびに、この半導体装置を用いる調光型照明装置、自己発光表示装置および太陽電池は、良好な可撓性（フレキシブル性）に加え、耐久性および高い特性をもつ装置を得られる。特に、本発明の半導体装置を、有機薄膜太陽電池に利用した場合、高い光電変換効率を発現し、かつ、高い可撓性を有する太陽電池を作製できる。
また、封止によりモジュールを構成した場合においても、基板からの経時の脱水が極めて少ないため、半導体素子の劣化がほとんど起こらない。
そのため、特に、有機薄膜太陽電池においては、光電変換層が経時劣化しないため、長期間にわたって高い変換効率が維持される。また、その他の半導体装置においても、例えば透明電極に用いられる酸化亜鉛が経時劣化しないため、長期間にわたって高い特性が維持される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の半導体装置用基板の一例を概念的に示す図である。
【図２】本発明の太陽電池の一例を概念的に示す図である。
【図３】本発明の太陽電池の別の例を概念的に示す図である。
【図４】本発明の調光型照明装置の一例を概念的に示す図である。
【図５】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の反射型液晶表示装置の一例を、（Ｃ）は、通常の液晶表示装置の一例を、それぞれ、概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の半導体装置用基板、半導体装置、調光型照明装置、自己発光表示装置、太陽電池および反射型液晶表示装置について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。
【００３０】
図１に、本発明の半導体装置用基板の一例を概念的に示す。
図１に示す半導体装置用基板１０（以下、基板１０とする）は、基本的に、アルミニウム製の基材１２と、この基材１２の両面に形成された陽極酸化皮膜１４と、両陽極酸化皮膜１４の表面に形成された保護層１６とを有して構成される。また、保護層１６は、ケイ素を含む無孔質の酸化物から構成されるものである。
このような本発明の基板１０は、高い絶縁性と優れた可撓性（フレキシブル性）を有するものであり、各種の半導体装置、例えば、調光型照明装置、自己発光表示装置および太陽電池などの半導体装置や、反射型の液晶表示装置等に、好適に利用される。
【００３１】
本発明の基板１０の厚さには、限定はないが、３００μｍ以下が好ましい。厚さを３００μｍ以下とすることにより、好適な可撓性を有する基板１０が得られる。
【００３２】
また、基板１０は、反りが少ないのが好ましく、特に、室温（２５℃）において、曲率半径が１ｍ以上であるのが好ましい。
基板１０の室温における曲率半径を１ｍ以上にすることにより、基板１０の上への半導体素子を構成するの各層の形成を容易にでき、すなわちプロセス適性を高くできる。また、基板１０の曲率半径を１ｍ以上にすることにより、基板１０に半導体素子を容易かつ適正に作製できるので、半導体装置の歩留りを向上し、さらに、半導体装置の特性も向上できる。
なお、基板１０の反りは、基材１２（その厚さ方向の中央）を中心に、陽極酸化皮膜１４および保護層１６を、可能な範囲で対称（面対称）に形成することにより、小さくすることができる。
【００３３】
基板１０は、放出する水分量が少ないのが好ましく、特に、１０μｇ／ｃｍ2以下であるのが好ましい。基板１０の水分放出量は、５μｇ／ｃｍ2以下であるのがより好ましく、２μｇ／ｃｍ2以下であるのが特に好ましい。
基板１０に含有される水分は、その上に形成される半導体素子の製造中や、半導体装置が完成した後も経時によって放出される。この水分は、半導体素子を構成する各層、例えば光電変換層等に悪影響を与える。
これに対し、基板１０から放出される水分量を１０μｇ／ｃｍ2以下とすることにより、半導体素子（半導体装置）の初期特性を向上し、さらに、経時劣化も抑制できる。
【００３４】
前述のように、基板１０は、アルミニウム製の基材１２の両面に、アルミニウムの陽極酸化による陽極酸化皮膜１４を有し、その上に、保護層１６を有する。
このような基板１０は、基材１２となるシート状（板状／フィルム状）のアルミニウム材の両面を陽極酸化して陽極酸化皮膜１４を形成し、両陽極酸化皮膜１４の表面に、塗布法あるいは気相成膜法によって保護層１６を形成することで、製造される。
【００３５】
基材１２は、高純度のアルミニウム材であるのが好ましく、特に、アルミニウム含有量が９９質量％以上であるのが好ましい。
基材１２の純度を高くすることにより、陽極酸化皮膜１４の絶縁性を高くすることができる。特に、アルミニウムの純度を９９質量％以上とすることで、十分な絶縁性を有する陽極酸化皮膜１４を形成できる。
【００３６】
基材１２は、アルミニウムと不可避不純物からなる。不可避不純物の大部分は、アルミニウム地金中に含有される。不可避不純物は、例えば、アルミニウム純度９９．７％〜９９．９９％の地金に含有されるものであれば、本発明の効果を損なわない。
不可避不純物については、例えば、L.F.Mondolfo著「Aluｍinuｍ Alloys:Structure and properties」（１９７６年）等に記載されている量の不純物が含有されていてもよい。アルミニウムに含有される不可避不純物としては、例えば、亜鉛、チタン、ホウ素、ガリウム、ニッケル、リチウム、ベリリウム、スカンジウム、モリブデン、銀、ゲルマニウム、セレン、ニオブ、ジスプロシウム、金、カリウム、ルビジウム、セシウム、ストロンチウム、イットリウム、ハフニウム、タングステン、ニオブ、タンタル、テクネチウム、レニウム、ルテニウム、オスミウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、白金、インジウム、タリウム、砒素、セレン、テルル、ポロニウム、プラセオジム、サマリウム、テルビウム、バリウム、コバルト、カドミウム、ビスマス、ランタン、ナトリウム、カルシウム、ジルコニウム、クロム、バナジウム、リン、硫黄からなる群から選ばれる１種以上の元素が例示され、０．００１〜１００ｐｐｍを含んでいてもよい。
好ましくは、アルミニウムに含まれる不可避的不純物は、ケイ素、鉄、銅、マンガン、亜鉛、クロム、チタン、鉛、ニッケル、ガリウム、ジルコニウム、バナジウム、スカンジウム、ホウ素、ナトリウムの少なくとも一つの元素で、その含有量が０〜０．００８質量％であることが好ましく、さらに、０〜０．００６質量％が好ましく、０〜０．００５質量％が特に好ましい。
【００３７】
なお、基材１２は、例外的に、アルミニウム以外にマンガンおよび／またはリチウムを、１質量％以上、含有してもよい。
この際において、基材１２は、アルミニウムを９５質量％以上含有するのが好ましい。すなわち、基材１２は、マンガンおよび／またはリチウムを１〜５質量％含有し、残部がアルミニウムあるいはさらに不可避不純物から成るアルミニウム合金であってもよい。
【００３８】
基材１２がマンガンを含有することにより、陽極酸化皮膜１４を低エネルギーで形成することができる。
陽極酸化皮膜１４は、一般的に、電解液に浸漬したアルミニウムを陽極として、一定時間一定電流を流す（定電流電解）か、一定時間一定電圧をかける（定電圧電解）ことによって作製される。定電流電解の場合、アルミニウムにマンガンを添加すると陽極酸化の電圧が低下する。そのため、必要な電力が少なくて済み、低エネルギーでの陽極酸化皮膜１４の形成が可能になる。一方、定電圧電解の場合、アルミニウムにマンガンを添加すると、陽極酸化の電流が上昇し、短時間で同じ厚さの陽極酸化皮膜が得られる。そのため、必要な電力が少なくて済み、低エネルギーでの製造が可能となる。
また、マンガンの添加により、アルミニウム合金の強度が高まるため、張力をかけながら搬送するロールトゥロール製造においても、基板の歪み等が発生しづらく、基板製造時の歩留まりが高くなる。そのため、基板１０の低コスト化が可能である。
さらに、マンガンの添加により、加熱時にアルミニウムが軟化しづらくなり、陽極酸化皮膜にクラックが入りにくく、基板１０の絶縁信頼性を高めることができる。
【００３９】
基材１２において、マンガンの含有量（添加量）は１〜５質量％が好ましく、特に，２〜５質量％以下であるのが好ましい。
基材１２がマンガンを１質量％以上含有することにより、マンガン添加の効果を好適に得て、低エネルギーでの陽極酸化膜１４の形成が可能になる。また、基材１２のマンガン含有量を５質量％以下とすることにより、半導体素子の形成等のために基板１０を高温にした際のアルミニウム−マンガン材部分の軟化を抑制して、保護層１６上に形成される半導体素子を構成する各層を好適に保持できる。
【００４０】
また、基材１２がリチウムを含むことにより、マンガンを含む場合と同様に、陽極酸化皮膜１４を低エネルギーで形成することができる。
基材１２において、リチウムの含有量（添加量）は１〜５質量％が好ましく、特に，２〜５質量％以下であるのが好ましい。
基材１２がリチウムを１質量％以上含有することにより、リチウム添加の効果を好適に得て、低エネルギーでの陽極酸化膜１４の形成が可能になる。また、基材１２のリチウム含有量を５質量％以下とすることにより、半導体素子の形成等のために基板１０を高温（同前）にした際のアルミニウム−リチウム材部分の軟化を抑制して、保護層１６上に形成される半導体素子を構成する各層を好適に保持できる。
なお、マンガンとリチウムは、併用して用いてもよい。
【００４１】
基材１２の厚さ（シート状のアルミニウムを陽極酸化した後の、陽極酸化皮膜１４を除くアルミニウム部分の厚さ）には、限定はないが、５〜２６０μｍが好ましい。
基材１２の厚さを５μｍ以上とすることにより、半導体素子の形成等の際における加熱による基材１２への影響を抑制し、基板１０全体が軟化することを、好適に防止できる。また、基材１２の厚さを２６０μｍ以下とすることにより、好適な可撓性を安定して確保することが可能になる。
【００４２】
基材１２の両面には、陽極酸化皮膜１４が形成される。前述のように、陽極酸化皮膜１４は、基材１２となるシート状のアルミニウム材の両面を陽極酸化することによって形成される。
この陽極酸化皮膜１４は、基板１０の上に形成された半導体素子に対する絶縁層として作用する。
【００４３】
２つの陽極酸化皮膜１４の種類および厚さは、等しくても、異なっていてもよい。
なお、基板１０の反りを抑制する観点からは、２つの陽極酸化皮膜１４の厚さは、等しいのが好ましい。ここで、本発明において、２つの陽極酸化皮膜１４の厚さが等しいとは、一方の厚さに対して、他方の厚さが±１０％以内の範囲にあることを言う。
【００４４】
なお、本発明において、２つの陽極酸化皮膜１４は、片面ずつ形成しても、両面を同時に形成してもよい。
陽極酸化皮膜１４を両面同時に形成する場合、陽極酸化皮膜１４の種類は同じになり、また、一般的には、厚さも等しくなる。
【００４５】
陽極酸化皮膜１４は、通常、多数の細孔を有する多孔質構造を有する。
陽極酸化皮膜１４が多孔質構造を有することにより、基板１０は、良好な可撓性を発現する。また、陽極酸化皮膜１４が多孔質構造を有することにより、基板１０を湾曲させた場合における陽極酸化皮膜１４の割れ等の損傷を防止できる。
【００４６】
陽極酸化皮膜１４の細孔の径（直径）は、４〜１００ｎｍが好ましい。
陽極酸化皮膜１４の細孔径を４ｎｍ以上とすることにより、皮膜の比表面積が不要に大きくなることを防止して、陽極酸化皮膜１４に含まれる水分の増加を抑制できるので、後述する保護層１６による細孔の閉塞による脱水の抑制効果を十分に得て、水分に起因する半導体素子の性能低下を、好適に防止できる。
また、基材１２と陽極酸化皮膜１４との界面部分には、バリア層と呼ばれる非多孔質部が生成される。また、バリア層の厚さは、細孔径の大きさに、ほぼ比例する。ここで、陽極酸化皮膜１４の細孔径を１００ｎｍ以下とすることにより、バリア層が不要に厚くなって剛性が高くなることを防止でき、可撓性の良好な基板１０が得られる。また、基板１０を湾曲させた場合における陽極酸化皮膜１４の割れ等の損傷を防止できる。
【００４７】
なお、陽極酸化皮膜１４の細孔径は、陽極酸化条件の調節によって、制御することが可能である。
【００４８】
陽極酸化皮膜１４の厚さは、０．５〜２０μｍが好ましい。
陽極酸化皮膜１４の厚さを０．５μｍ以上とすることにより、基板１０が、安定して十分な絶縁性を確保することができる。また、半導体素子の形成等の際における加熱時に基材１２の影響が大きくなることを防止して、基板１０全体が軟化することを、好適に防止できる。
陽極酸化膜１４の厚さを２０μｍ以下とすることにより、全体の剛性が高くなることを抑制して、可撓性に優れる基板１０を安定して得ることができる。
【００４９】
陽極酸化皮膜１４は、公知のアルミニウムの陽極酸化によって形成できる。
すなわち、陽極酸化皮膜１４は、基材１２となるアルミニウム材を陽極として、陰極と共に電解液に浸漬させ、陽極陰極間に電圧を印加することにより、陽極酸化膜を形成できる。
電解液としては、硫酸、リン酸、クロム酸、シュウ酸、マロン酸、酒石酸、スルファミン酸、ベンゼンスルホン酸、およびアミドスルホン酸等の酸を、１種または２種以上含む酸性電解液が用いられる。
【００５０】
前述のように、電解液の種類、電解液の濃度、液温、電流密度、電圧、処理時間などの陽極酸化条件を、適宜、調整することにより、前述の陽極酸化皮膜１４の細孔径を制御することができる。
また、陽極酸化皮膜１４は、基材１４の両面に同時に形成してもよく、マスキング等を利用して、片面ずつ形成してもよい。
【００５１】
また、本発明の基板１０は、陽極酸化皮膜１４が、室温（２３℃）で、圧縮方向ｃの歪を有する。好ましくは、陽極酸化皮膜１４が、０．００５〜０．２５％の圧縮方向ｃの歪（以下、『圧縮歪み』とも言う）を有する。
陽極酸化皮膜１４が圧縮歪みを有することにより、高温に曝された場合や、曲げ方向の力等を受けた場合でも、陽極酸化皮膜１４にクラックが生じることを防止できる。そのため、基板１０が、高い絶縁性を維持することができる。
特に、０．００５％以上の圧縮歪みを有することにより、圧縮力が陽極酸化皮膜１４に好適に作用して、良好な耐クラック性の効果が得られる。他方、陽極酸化皮膜１４の圧縮歪みが大き過ぎると、陽極酸化皮膜１４の剥離、強すぎる圧縮歪みに起因するクラックの発生や平坦性の低下等が生じる場合が有るが、圧縮歪みを０．２５％以下とすることにより、これらの不都合を、好適に防止できる。また、この点を考慮すると、陽極酸化皮膜１４の圧縮歪みは、特に好ましくは、０．２０％以下である。
【００５２】
従来から、陽極酸化皮膜１４が絶縁層として金属製の基材に形成された半導体装置用の基板において、半導体素子製造時の耐熱性、ロールトゥロールでの製造時、および可撓性基板としての耐曲げ性、長期にわたっての耐久性、強度が課題となっている。
耐熱性の課題は、高温に曝すと金属製の基材の伸びに陽極酸化皮膜１４が耐え切れず、陽極酸化皮膜１４が破断してしまうことに起因する。これは、基材１２と陽極酸化皮膜１４の熱膨張係数の差が大きいことによる。
【００５３】
基材１２であるアルミニウムは、熱膨張係数は２３ｐｐｍ／Ｋであり、その陽極酸化皮膜１４の熱膨張係数は４〜５ｐｐｍ／Ｋである。このため、熱膨張係数の差によって伸び量に差が出てしまう高温時において、金属製の基材の伸びに陽極酸化皮膜１４が耐え切れず陽極酸化皮膜が破断するほどの引張力がかかってしまう。
【００５４】
耐曲げ性の課題は、陽極酸化皮膜１４を外側にして曲げた場合に与えられる引張応力に、陽極酸化皮膜１４が耐え切れず、陽極酸化皮膜１４が破断してしまうことに起因する。
【００５５】
耐久性、強度の課題は、以下のような外乱に伴う応力変化に、陽極酸化皮膜１４が耐え切れず、陽極酸化皮膜１４が破断してしまうことに起因する。具体的な外乱としては、陽極酸化皮膜１４に与長期間にわたる運転・停止などに伴う温度上昇・低下による基板の熱膨張・収縮、外部からの応力、湿度・温度・酸化などに伴う陽極酸化皮膜・半導体層・封止層などの変質・体積変化に伴う応力などがある。
【００５６】
これに対し、陽極酸化皮膜１４に、室温で圧縮方向の歪みを与えておくことで、半導体素子製造時の耐熱性、ロールトゥロールでの製造時、および可撓性基板としての耐曲げ性、長期にわたっての耐久性、強度を有する陽極酸化皮膜１４を実現できる。
室温において、陽極酸化皮膜１４に圧縮方向の歪みが与えられることにより、耐クラック性が向上する理由は、次のように説明できる。ここでは、例として耐熱クラック耐性向上の機構を模式的に説明するが、引張り力に対して陽極酸化皮膜１４の破断が抑制されるという点で、曲げ、温度変化といった外部からの応力に対する耐クラック性の向上全般にわたって同様の機構が働くことが推定される。
【００５７】
通常の陽極酸化皮膜１４が有する内部歪みは、室温において、０．００５％〜０．０６％程度の引張り歪みである。また、陽極酸化皮膜１４の線熱膨張係数が５ｐｐｍ／Ｋ程度であること、アルミニウムの線熱膨張係数は２３ｐｐｍ／Ｋであることから、アルミニウム製の基材１２上の陽極酸化皮膜１４の場合、温度上昇によって、陽極酸化皮膜１４には１８ｐｐｍ／Ｋの割合で引張歪みが加えられることになる。陽極酸化皮膜１４の破断限界である、０．１６〜０．２３％の引張歪みが加わると、クラックが発生する。この温度は、通常の陽極酸化皮膜１４では、１２０℃〜１５０℃である。
一方、本発明の基板１０における陽極酸化皮膜１４は、室温において、内部歪みが圧縮歪みである。ここで、陽極酸化皮膜１４の線熱膨張係数は、皮膜の種類によらず、ほぼ５ｐｐｍ／Ｋ程度であり、本発明における陽極酸化皮膜１４も５ｐｐｍ／Ｋ程度である。したがって、温度上昇によって、陽極酸化皮膜１４には１８ｐｐｍ／Ｋの割合で引張歪みが加えられることになる。陽極酸化皮膜１４の破断限界は、皮膜の種類に因らず、０．１６〜０．２３％程度と推定され、この大きさの引張歪みが加わると、クラックが発生すると考えられる。
好ましい範囲である、室温において０．００５％〜０．２０％の圧縮歪みを有する陽極酸化皮膜１４の場合、１８ｐｐｍ／Ｋの割合で引張歪みが加えられると仮定すると、０．１６％〜０．２３％の引張歪みは、１７０℃〜３４０℃で加わる。そのため、高温に曝されても、クラックが発生することを防止できる。
【００５８】
室温において圧縮方向の歪みを有する陽極酸化皮膜１４は、具体的には以下に記載するような方法によって得られる。もちろん、これらの手法のみにとどまるものでないことはいうまでもない。
【００５９】
圧縮方向の歪みを与える方法の一つは、基材１２を室温における使用状態よりも伸長させた状態で基材１２を陽極酸化する手法である。例えば、弾性変形する範囲内の引張方向に引張力を与えるか、または曲率を与えた状態とすることができれば、特に限定されるものではない。例えば、ロールトゥロール方式を用いる場合、搬送時の張力を調整して基材１２に引張力を与えるか、または陽極酸化槽内の搬送路の形状を曲面として基材１２に曲率を与える。このような状態で陽極酸化処理を行うことにより、室温（２３℃）での圧縮歪みの大きさが０．００５％〜０．２０％の陽極酸化皮膜１４を得ることができる。
【００６０】
また、以下のような手法もある。温度が５０℃〜９８℃の水溶液を用いて基材１２を室温における使用状態よりも伸長させた状態で陽極酸化することにより、室温に戻した際、陽極酸化皮膜１４に圧縮歪みがかかった状態に変化する。この方法では、陽極酸化に用いる水溶液の温度は１００℃程度が上限値であるため、基材１２の伸長量は０．１％が限界である。このため、陽極酸化皮膜１４の圧縮歪みの量も０．１％になる。このことから、温度が５０℃〜９８℃の水溶液を用いて、陽極酸化皮膜１４に圧縮歪みを与える場合には、圧縮歪みの上限値は０．１％程度である。
このように５０℃〜９８℃の水溶液中で、陽極酸化を行う場合、水溶液は、温度２５℃におけるｐＫａ（酸解離定数）が２．５〜３．５の酸からなるものを用いることが好ましい。
【００６１】
さらにまた、以下のような手法もある。陽極酸化皮膜１４を形成した基材１２を、陽極酸化皮膜１４が割れない程度の温度にまで昇温して熱処理（アニール処理）を施すことにより、室温に戻した際、陽極酸化皮膜１４に圧縮歪みがかかった状態に変化する。これは、高温時に陽極酸化皮膜１４が伸張状態において、その構造変化を生じて引張歪みが緩和し、温度が下がる際のアルミニウム材の収縮に伴って陽極酸化皮膜１４に圧縮歪みが生じる。
陽極酸化皮膜１４に圧縮歪みを付与する熱処理は、加熱温度が１００〜６００℃、保持時間が１秒〜１００時間の条件で行うことが好ましい。この場合、熱処理の加熱温度は、基材１２の軟化温度以下である。
熱処理を１００℃以上とすることにより、好適に、圧縮化効果が得られる。一方、熱処理の加熱温度が高すぎると、基材１２と陽極酸化皮膜１４との熱膨張係数の差により陽極酸化皮膜１４が割れてしまう虞があるが、６００℃以下とすれば、このような不都合を防止できる。なお、本発明は、基材１２としてアルミニウムを用いるので、高温ほどアルミニウムの軟化が甚だしく、基材１２の変形を引き起こす虞があるため、熱処理の温度は、好ましくは、３００℃以下、さらに好ましくは２００℃以下、特に好ましくは１５０℃以下である。
また、熱処理は、僅かな時間でも圧縮か効果が得られるため、１秒以上の熱処理を行えば、好適に、陽極酸化皮膜１４に圧縮歪みを付与できる。一方、熱処理の保持時間は、１００時間を超えて行っても圧縮化効果が飽和してしまうため、上限を１００時間とする。
なお、この陽極酸化皮膜１４に圧縮歪みを付与するための熱処理は、後に詳述する保護層１６の熱処理が兼ねてもよい。
【００６２】
なお、この熱処理による陽極酸化皮膜１４の圧縮化効果は、陽極酸化条件に依らず得られるものである。すなわち、陽極酸化に用いる電解液は、無機酸、有機酸、アルカリ、緩衝液、これらの混合液などの水系電解液、および有機溶媒、溶融塩などの非水系電解液を用いることができる。さらに、その電解液の濃度、電圧、温度などによって陽極酸化皮膜１４の構造を制御することが可能であるが、いずれの陽極酸化皮膜１４においても熱処理によって陽極酸化皮膜１４に生じている引張歪みを圧縮歪みに変化させることが可能である。
さらには、この熱処理時の雰囲気は、真空中でも大気雰囲気中であっても、同様に陽極酸化皮膜１４の歪みを圧縮歪みに変化させる圧縮化効果が得られる。
【００６３】
なお、本発明においては、圧縮歪みが付与された陽極酸化皮膜１４と記載しているが、歪みと応力は、材料のヤング率を係数として、弾性範囲内であれば一次の関係にあるので、圧縮応力のかかった陽極酸化皮膜１４としても同義である。陽極酸化皮膜１４のヤング率は、５０ＧＰａ〜１５０ＧＰａである。この値と、前述の好ましい圧縮歪みの範囲から、好ましい圧縮応力の範囲は、以下である。
【００６４】
基板１０において、陽極酸化皮膜１４には、室温で圧縮方向の応力（以下、圧縮応力という）が作用しており、この圧縮応力の大きさは、２．５〜３００ＭＰａである。好ましくは、圧縮応力の大きさは、５〜３００ＭＰａであり、更に好ましくは、５〜１５０ＭＰａであり、特に好ましくは、５〜７５ＭＰａである。
圧縮応力を２．５ＭＰａ以上とすることにより、陽極酸化皮膜１４に好適に圧縮応力が作用して、良好な耐クラック性が得られる。一方、圧縮応力が高すぎると、陽極酸化皮膜１４の剥離やクラック等が発生する場合が有るが、圧縮応力を３００ＭＰａ以下とすることにより、このような不都合を防止できる。
また、上述のように、温度が５０℃〜９８℃の水溶液を用いて、基材１２を室温における使用状態よりも伸長させた状態で陽極酸化皮膜１４に圧縮歪みを与える場合には、大きな圧縮歪みを与えることが難しい。このため、その上限値は１５０ＭＰａ程度である。
【００６５】
次に、陽極酸化皮膜１４の歪みの測定方法について説明する。
本発明においては、まず、基板１０の状態で陽極酸化皮膜の長さを測定する。
次に、基材１２を溶解して、基材１２を除去し、基板１０から陽極酸化皮膜１４を取り出す。その後、陽極酸化皮膜１４の長さを測定する。
この基材１２の除去前後の長さから、歪みを求める。
陽極酸化皮膜１４の長さが、基材１２が除去後に長くなる場合、陽極酸化皮膜１４に圧縮力が付与されている。すなわち、陽極酸化皮膜１４には圧縮方向の歪みがかかっている。一方、陽極酸化皮膜１４の長さが、基材１２の除去後に短くなる場合、陽極酸化皮膜１４に引張力が付与されている。すなわち、陽極酸化皮膜１４には引張方向の歪みがかかっている。
【００６６】
なお、基材１２の除去前後の陽極酸化皮膜１４の長さは、陽極酸化皮膜１４の全体の長さでもよく、陽極酸化皮膜１４の一部分の長さでもよい。
基材１２を溶解する場合、例えば、塩化銅塩酸水溶液、塩化水銀塩酸水溶液、塩化スズ塩酸水溶液、ヨードメタノール溶液などが用いられる。なお、基材１２の組成に応じて、溶解するための溶液は適宜選択される。
【００６７】
本発明においては、基材１２を除去する以外にも、例えば、平面性の高い基材１２の反り・たわみ量を測定し、その後、この基材１２の片面だけに陽極酸化皮膜１４を形成して、陽極酸化皮膜１４の形成後の基材１２の反り・たわみ量を測定する。陽極酸化皮膜１４の形成前後の反り・たわみ量を用いて歪み量に換算する。
上述の基材１２の反り・たわみ量は、例えば、レーザを用いて光学的に精密に計測する方法により測定される。具体的には、「表面技術」５８，２１３（２００７）および「豊田中央研究所Ｒ＆Ｄレビュー」３４，１９（１９９９）に記載されている各種の測定方法を、基材１２の反り・たわみ量の測定に用いることができる。
【００６８】
また、以下のように、陽極酸化皮膜１４の歪みを測定してもよい。この場合、まず、基材１２となるアルミニウムの薄膜の長さを測定する。次に、アルミニウムの薄膜に陽極酸化皮膜１４を形成し、このときのアルミニウムの薄膜の長さを測定する。陽極酸化皮膜形成前後のアルミニウムの薄膜の長さから縮み量を求め、更に歪み量に換算する。
【００６９】
なお、基材１２を除去する方法以外は、基材１２を残したままの状態で陽極酸化皮膜１４の歪み量を計測する方法であるため、基材１２の影響を完全に排除し切れているとは言い難い。このため、基材１２を除去する方法であれば、基材１２の影響を受けずに陽極酸化皮膜１４そのものの歪み量を直接計測できる。このため、本発明における歪み量の計測は、正確に陽極酸化皮膜１４の歪み量を計測することができる基材１２を除去する方法を用いることが好ましい。
【００７０】
また、陽極酸化皮膜１４の内部応力は、陽極酸化皮膜１４のヤング率と、陽極酸化皮膜１４に存在する歪み量から材料力学の公式より算出することができる。なお、歪み量は、上述のようにして求めればよい。
【００７１】
一方、陽極酸化皮膜１４のヤング率は、基板１０のままの状態で陽極酸化皮膜１４に対して、押し込み試験機、ナノインデンター等を用いた圧子押し込み試験により求めることができる。
また、陽極酸化皮膜１４のヤング率は、基板１０から基材１２を除去し、陽極酸化皮膜１４を取り出し、この取り出した陽極酸化皮膜１４について、押し込み試験機、ナノインデンター等を用いた圧子押し込み試験によっても求めることができる。
【００７２】
さらには、アルミニウム等の金属薄膜に陽極酸化皮膜を形成した試料、または基板１０から陽極酸化皮膜１４だけを取り出し、この取り出した陽極酸化皮膜１４に対して、引張試験をするか、または動的粘弾性を測定する等によって陽極酸化皮膜１４のヤング率を求めてもよい。
【００７３】
なお、押し込み試験で薄膜のヤング率を計測する場合、基材１２の影響を受けることがあるため、一般的には押し込み深さを薄膜の厚さの３分の１程度以内に抑える必要がある。このため、厚さが数十μｍ程度の陽極酸化皮膜のヤング率を正確に計測するためには、押し込み深さが数百ｎｍ程度でもヤング率が測定できるナノインデンターを用いてヤング率を測定することが好ましい。
なお、上述以外の方法を用いてヤング率の測定を行ってもよいことは言うまでもない。
【００７４】
本発明の半導体装置用基板においては、両面に形成された陽極酸化皮膜１４の少なくとも一方の表面に、保護層１６が形成される。図示例においては、好ましい態様として、基材１２の両面に形成された、両方の陽極酸化皮膜１４の表面に、保護層１６が形成される。保護層１６は、Ｓｉを含有する無孔質の酸化物からなる層（Ｓｉを含有する酸化物を主成分とする、無孔質の層）である。
本発明の基板１０は、このように、陽極酸化皮膜１４が、基材１２の両面に形成されていることによって、より好適に基板１０の反りを抑制できる。この基板１０の反りの抑制によって、生産性および歩留まりを向上させることができ、さらに、基板上に形成した半導体素子の半導体特性の低下が抑制できる。
また、保護層１６は、多孔質の陽極酸化皮膜１４の細孔を閉塞して、此処から脱水を抑制する効果がある。そのため、本発明によれば、基板１０から発生した水分に起因する半導体素子、例えば光電変換層等の劣化を抑制できる。この特性劣化の抑制によって、長期間にわたって、高い半導体性能を維持することができる。なお、基板１０から発生する水分量を低減させる目的からは、保護層１６は、両面に形成された陽極酸化皮膜１４の両方の表面に形成するのが好ましい。ここで、半導体素子を作製する側の面に形成された保護層１６に関しては、半導体素子形成面の平坦化や、細孔閉塞による表面積低減により、優れた特性を有する半導体素子を形成することができる。
【００７５】
保護層１６は、ケイ素を含有する酸化物からなる無孔質の層である。このような保護層１６の形成材料は、酸化ケイ素を主成分とするガラス化合物が、各種利用可能である。ここで、保護層１６に用いられる材料は、熱処理をしなくても、含有水分量が１０μｇ／ｃｍ2以下となる材料、または、基板の耐熱温度以下の熱処理によって、含有水分量が１０μｇ／ｃｍ2以下となる材料が好ましく利用される。
この材料は、ケイ素−酸素結合からなり、ネットワーク構造を有するため、親水性の官能基が少なく含水量が少ない。より具体的には、テトラアルコキシシラン、オルガノアルコキシシラン、ポリシラザン、アルカリケイ酸塩等が例示される。
【００７６】
ここで、後述する半導体素子を構成する各層、特に、有機薄膜太陽電池や有機ＥＬ照明装置等に利用される有機半導体材料への悪影響等を考慮すると、保護層１６は、アルカリ金属を含まないのが好ましい。
従って、アルカリケイ酸塩は、低コストな材料であるが、使用しないのが好ましい。すなわち、保護層１６は、アルカリ成分がなるべく低いアルカリケイ酸塩か、または、アルカリ成分を含まないテトラアルコキシシランや、オルガノアルコキシシラン、ポリシラザン等で形成するのが好ましい。
【００７７】
但し、保護層１６上に、後述の、有機薄膜太陽電池の負極や、有機ＥＬ照明装置の陰極を形成する場合は、アルカリ金属塩が電極と後述する機能層との界面の接触抵抗を低減させる効果が知られており、電極−機能層界面へのアルカリ金属拡散による特性向上を目的として、必要に応じて、保護層１６がアルカリ金属を含有してもよい。
【００７８】
また、ポリシラザンは、水分と反応して酸化ケイ素へと変化する。そのため、陽極酸化皮膜１４の上に、ポリシラザンからなる保護層１６を形成すると、陽極酸化皮膜１４に含まれる水分を消費しつつ、保護層１６を形成することができ、すなわち、基板１０に含まれる水分量を低減させる効果を併せて有する。
したがって、保護層１６の形成材料にポリシラザンを用いることにより、熱処理なし、あるいは熱処理温度が比較的低温でも、１０μｇ／ｃｍ2以下の含水量の基板１０を作製することができるため、特に好ましく用いられる。
【００７９】
保護層１６（両面に有する場合には、少なくとも一方）は、表面粗さＲａ（算術平均粗さＲａ）が、１０μｍ角において、２０ｎｍ以下であることが好ましい。
表面粗さＲａが２０ｎｍ以下の面に半導体素子を形成することにより、初期特性が良好で、かつ、経時劣化が小さい半導体素子を形成できる。すなわち、表面の平坦性を高くすることにより、形成面の粗さの悪影響による界面の均一性の低下を抑制して、高性能な素子を形成できる。
従って、本発明の基板１０を利用する半導体装置は、この表面粗さＲａが２０ｎｍ以下の保護層１６の上に形成するのが好ましい。
なお、図示例のように、好ましい態様として両面に保護層１６を有する場合には、少なくとも半導体素子の形成が想定される面の保護層１６が、表面粗さＲａが２０ｎｍ以下であるのが好ましい。言い換えれば、基板１０が両面に保護層１６を有し、かつ、一方の保護層１６のみが表面粗さＲａが２０ｎｍ以下である場合には、後述する本発明の半導体装置等は、表面粗さＲａが２０ｎｍ以下の保護層１６上に、半導体素子を作製して、半導体装置を構成するのが好ましい。
【００８０】
本発明の基板１０においては、表面粗さＲａを低減させるため、保護層１６は、塗布法によって形成するのが好ましい。
本発明の基板１０において陽極酸化皮膜１４は、多孔質構造を有する。そのため、気相成膜法でケイ素を含む酸化物を成膜した場合、比較的膜厚が薄いうちは、細孔内部への付きまわりが起こり、均一な保護層１６が得にくいことがある。そのため、比較的、厚めの保護層１６を形成することが好ましい。
これに対し、塗布法でケイ素を含む酸化物を成膜した場合、塗布液の表面張力により、平滑な表面が得られやすく、比較的薄い膜厚でも、多孔質陽極酸化皮膜の細孔を閉塞し、表面粗さＲａを低減させやすい。また、脱ガス抑制、といった機能をもたせるのも、比較的薄い保護層１６の厚さで十分であり、材料コストが低減するほか、保護層１６が厚すぎた場合の機能低下（後述）の懸念も低減される。一般的に、塗布法での成膜のほうが、気相法に比べて低コストであることも、塗布法がより好適に用いられる利点である。
【００８１】
保護層１６（両面に有する場合には、少なくとも一方）は、表面の水との接触角が、８０°以下であることが好ましく、５０°以下であることがさらに好ましく、２０°以下であることが特に好ましい。
水との接触角が大きくなると、基板１０（保護層１６）と半導体素子の界面の密着性が低下し、剥離等が発生しやすく素子性能が低下する。これに対して、保護層１６の表面の接触角を８０°以下とすることにより、基板１０と半導体素子の界面の密着性を、安定して確保できる。
従って、本発明の基板１０を利用する半導体装置は、この表面の水との接触角が８０°以下の保護層１６の上に形成するのが好ましい。
なお、保護層１６の水との接触角は、公知の方法で調整すればよい。
なお、先と同様、図示例のように、好ましい態様として両面に保護層１６を有する場合には、少なくとも半導体素子の形成が想定される面の保護層１６の表面が、水との接触角が８０°以下であるのが好ましい。言い換えれば、基板１０が両面に保護層１６を有し、かつ、一方の保護層１６のみが水との接触角が８０°以下である場合には、後述する本発明の半導体装置等は、水との接触角が８０°以下である保護層１６上に、半導体素子を作製して、半導体装置を構成するのが好ましい。
【００８２】
保護層１６の厚さは、陽極酸化皮膜１４の細孔径以上、または、２０ｎｍ以上で、かつ、１μｍ以下が好ましい。
保護層１６の厚さを、陽極酸化皮膜１４の細孔径以上、あるいは、２０ｎｍ以上とすることにより、陽極酸化皮膜１４の細孔を十分に閉塞して、この細孔からの脱水（脱ガス）を、好適に抑制できる。その結果、基板１０（保護層１６）の上に半導体素子を構成する各層等を気相成膜法で形成する際に、十分に真空度を低下した状態で、高品質な層を形成することができる。また、半導体装置の使用中に、基板１０から水分が放出されるのを抑制できるので、水分の影響で、半導体素子性能が低下したり、といった問題が発生することを防止できる。
さらに、保護層１６の厚さを、陽極酸化皮膜１４の細孔径以上、あるいは、２０ｎｍ以上とすることにより、基板１０の表面を十分に平坦化して、表面粗さＲａを小さくできるので、基板１０に形成する半導体素子を構成する各層を好適に均一化でき、電極−半導体界面での抵抗値の低減、半導体のｐｎジャンクション欠陥発生の抑制等を図って、特性の良好な半導体素子を作製できる。
加えて、保護層１６の厚さを、陽極酸化皮膜１４の細孔径以上、あるいは、２０ｎｍ以上とすることにより、基板１０に塗布法で半導体素子を構成する各層を形成する際に、細孔内部に塗布液が浸入することを防止できるので、酸性またはアルカリ性の塗布液を用いる場合であっても、陽極酸化皮膜１４の部分的に溶解や、これに起因する絶縁性の低下や剥離を防止できる。
【００８３】
保護層１６の厚さを１μｍ以下とすることにより、保護層１６の剛性が不要に高くなる事を防止でき、可撓性に優れた基板１０を得ることができる。
また、保護層１６の厚さを１μｍ以下とすることにより、基板１０を湾曲させた際に、保護層１６が割れるたりひびが入ることを防止できる。さらに、液相法による保護層１６の形成時に、溶媒の乾燥に伴う収縮によって、保護層１６にクラックが生じたり、剥離が生じることを、防止できる。
【００８４】
なお、図示例のように、保護層１６を両面に有する場合には、２つの保護層１６の組成および、厚さは、等しくても、異なっていてもよい。
基板１０の反りを抑制する点からは、両保護層１６の厚さは、等しいのが好ましい。すなわち、本発明においては、両面の陽極酸化皮膜１６の厚さが等しく、かつ、両面に保護層１６を有し、さらに、両面の保護層１６の厚さが等しいのが好ましい。
ここで、本発明において、２つの保護層１０の厚さが等しいとは、一方の厚さに対して、他方の厚さが±１０％以内の範囲にあることを言う。
【００８５】
このような保護層１６は、公知のケイ素化合物からなる層（薄膜／被膜）の成膜方法によって、形成することができる。
一例として、テトラアルコキシシラン等の保護層１６となる化合物を主成分とする塗布液（塗料）を調整し、この塗布液を、陽極酸化皮膜１６の表面に塗布する、塗布法やゾルゲル法による形成方法が例示される。
塗布液の塗布方法は、公知の方法が各種利用可能である。中でも、ディップコートを利用することにより、一般的には両面同時に保護層１６を形成することが可能であり、生産性の点から好ましい。また、ディップコートを利用することにより、一般的には、両保護層１６の厚さも等しくできる。
【００８６】
塗布液を塗布した後、必要に応じて熱処理を行ってもよい。
熱処理の温度は、基材１２の耐熱温度より低いことが好ましく、好ましくは４００℃以下、さらに好ましくは３００℃以下、特に好ましくは２００℃以下である。
一般的に、高温で熱処理を行うほど、材料からの脱水が進み、含有水分量を低減させられるが、基板の耐熱温度との関係から、熱処理温度には上限がある。
また、熱処理の時間は、保護層１６の形成材料等に応じて、適宜、設定すればよいが、通常、１〜１００分程度である。
【００８７】
あるいは、形成する保護層１６の材料をターゲットとして用いるスパッタリング、反応によって保護層１６を形成する成分を原料ガスとして用いるプラズマＣＶＤ、形成する保護層１６の材料を成膜材料として用いる真空蒸着等の、気相成膜法（気相堆積法／真空成膜法）によって、保護層１６を形成してもよい。
【００８８】
なお、保護層１６は、両面の陽極酸化皮膜１４の表面に同時に形成してもよく、マスキング等を利用して、陽極酸化皮膜１４の表面に片面ずつ形成してもよい。
【００８９】
本発明の半導体装置は、このような本発明の基板１０の表面に、各種の半導体素子を形成してなるものである。なお、本発明の半導体装置において、基板１０が両面に保護層１６を有する場合には、半導体素子は、少なくとも一方の保護層１６の表面に形成される。他方、基板１０が片面にしか保護層１６を有さない場合には、本発明の半導体装置は、保護層１４の表面に半導体素子を形成する。
本発明の半導体装置において、半導体素子は、基板１０の表面に、複数を直列および／または並列に集積化して形成してもよい。
【００９０】
半導体装置としては、具体的には、一例として、太陽電池、自己発光表示装置、調光型照明装置等が例示される。
【００９１】
前述のように、本発明の基板１０は、高い可撓性を有し、さらに、反りが少なく、かつ、水分放出量（脱ガス量）も少ない。
そのため、本発明の基板１０を利用する本発明の半導体装置は、良好な可撓性に加え、高い特性をもつ半導体装置を得られる。特に、本発明の半導体装置を、有機薄膜太陽電池に利用した場合、高い光電変換効率を発現し、かつ、高い可撓性を有する太陽電池を作製することができる。
また、封止によりモジュールを構成した場合においても、基板からの経時の脱水が極めて少ないため、半導体素子の劣化がほとんど起こらない。そのため、特に、有機薄膜太陽電池においては、光電変換層が経時劣化しないため、長期間にわたって高い変換効率が維持される。また、その他の半導体装置においても、例えば透明電極に用いられる酸化亜鉛が経時劣化しないため、長期間にわたって高い特性が維持される。
【００９２】
図２に、本発明の半導体装置を有機薄膜太陽電池に利用した一例を概念的に示す。
図２に示す有機薄膜太陽電池２０（有機薄膜太陽電池素子２０）は、有機半導体材料を用いて光電変換層（光吸収層）を形成したものであり、前述の基材１２、陽極酸化皮膜１４および保護層１６からなる本発明の基板１０の一面に、下部電極２４、光電変換層２６、上部電極２８、封止層３０およびガスバリアフィルム３２を、この順番で積層してなるものである。また、図示例の太陽電池２０は、好ましい態様として、上部電極２８に接触して、補助金属配線となるバス電極３４を有する。
この有機薄膜太陽電池２０（以下、太陽電池２０とする）は、本発明の基板１０を用いる以外には、基本的に、公知の有機薄膜太陽電池と同様のものである。
また、後述する電子輸送層や正孔輸送層などの図示しない層も含め、太陽電池を形成する各層は、単層でも複数層からなるものでもよい。
【００９３】
なお、図示例の太陽電池２０は、本発明の基板１０の上に太陽電池を構成する素子を１つのみ示している。
しかしながら、本発明は、これに限定はされず、複数の素子を直列および／または並列に集積化してもよい。あるいは、本発明の半導体装置は、複数の半導体装置を直列および／または並列に集積化したものであってもよい。なお、この際において、集積される複数の素子および半導体装置は、同じものでも、異なるものでもよい。
この点に関しては、後述する調光型照明装置や自己発光表示装置、さらには、それ以外の本発明の半導体装置に関しても、同様である。
【００９４】
太陽電池２０において、基板１０の上には、下部電極２４が形成される。
下部電極２４を形成する材料としては、公知の電極材料の中から適宜選択することができる。下部電極２４が負極として機能する場合は、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、チタン、クロム、マンガン、鉄、銅、亜鉛、ストロンチウム、銀、インジウム、錫、バリウム、ビスマス等の金属やこれらの合金が好ましく用いられる。
他方、下部電極２４が正極として機能する場合は、クロム、コバルト、ニッケル、銅、モリブデン、パラジウム、銀、タンタル、タングステン、白金、金などの金属やこれらの合金、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール等の導電性ポリマが好ましく用いられる。下部電極２４に好適な導電性ポリマ層は、特開２０１２−４３８３５号公報に詳細が開示されており、ポリチオフェン誘導体が好ましく、ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）がより好ましい。これらの金属、ＴＣＯ、導電性ポリマは、１種のみで使用しても、２種以上を混合または積層してもよい。
なお、後述の電子輸送層または正孔輸送層を下部電極２４の上に設ける場合、下部電極２４形成材料はこれらに限定されない。
【００９５】
下部電極２４は、公知の方法で形成すればよい。
例えば、塗布や印刷による湿式成膜法、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法等の物理的気相成膜法（ＰＶＤ法）や各種ＣＶＤ法による乾式成膜法などの中から、前記した形成材料との適性を考慮して適宜選択した方法で形成すればよい。
下部電極２４を形成するに際してのパターニングも、公知の方法で行えばよい。すなわち、フォトリソグラフィなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザなどによる物理的エッチングによって行なってもよく、シャドウマスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等を行なってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行なってもよい。
下部電極２４の厚みは、その構成材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできないが、導電性の観点から、通常、０．０１〜１０μｍ程度であり、０．０５〜１μｍが好ましい。
【００９６】
下部電極２４の上には、光電変換層２６が形成される。
光電変換層２６は、太陽光などの可視光を受けて励起子（電子−正孔対）を生成した後に、その励起子が電子と正孔に解離して、電子が負極側へ、正孔が正極側へ、輸送されるという光電変換過程が高効率で発現する材料から選択して構成される。有機薄膜太陽電池とする場合は、有機材料からなる電子供与領域（ドナ）を含む光電変換層を形成し、変換効率の観点から、バルクへテロ接合型の光電変換層２６（以下、「バルクへテロ層」とも言う）が好ましく適用される。
バルクヘテロ層は、電子供与材料（ドナ）と電子受容材料（アクセプタ）が混合された有機の光電変換層である。電子供与材料と電子受容材料の混合比は変換効率が最も高くなるように調整されるが、通常は、質量比で、１０：９０〜９０：１０の範囲から選ばれる。このような混合層の形成方法は、例えば、共蒸着法が用いられる。あるいは、両方の有機材料に共通する溶媒を用いて溶剤塗布することによって作製することも可能である。
バルクヘテロ層の膜厚は１０〜５００ｎｍが好ましく、２０〜３００ｎｍが特に好ましい。
【００９７】
電子供与材料（ドナまたは正孔輸送材料ともいう）は、その最高被占軌道（ＨＯＭＯ）準位が４．５〜６．０ｅＶのπ電子共役系化合物である。
具体的には、各種のアレーン（例えば、チオフェン、カルバゾール、フルオレン、シラフルオレン、チエノピラジン、チエノベンゾチオフェン、ジチエノシロール、キノキサリン、ベンゾチアジアゾール、チエノチオフェンなど）をカップリングさせた共役系ポリマー、フェニレンビニレン系ポリマ、ポルフィリン類、フタロシアニン類等が例示される。このほか、Chemical Reviews第１０７巻、９５３〜１０１０頁（２００７年）にHole-Transporting Materialsとして記載されている化合物群やJournal of the American Chemical Society第１３１巻、１６０４８頁（２００９年）に記載のポルフィリン誘導体も適用可能である。
これらの中では、チオフェン、カルバゾール、フルオレン、シラフルオレン、チエノピラジン、チエノベンゾチオフェン、ジチエノシロール、キノキサリン、ベンゾチアジアゾール、チエノチオフェンからなる群より選ばれた構成単位をカップリングさせた共役系ポリマが特に好ましい。具体例としてはポリ−３−ヘキシルチオフェン（Ｐ３ＨＴ）、ポリ−３−オクチルチオフェン（Ｐ３ＯＴ）、Journal of the American Chemical Society第１３０巻、３０２０頁（２００８年）に記載の各種ポリチオフェン誘導体、Advanced Materials第１９巻、２２９５頁（２００７年）に記載のＰＣＴＢＴ、Journal of the American Chemical Society第１３０巻、７３２頁（２００８年）に記載のＰＣＤＴＱｘ、ＰＣＤＴＰＰ、ＰＣＤＴＰＴ、ＰＣＤＴＢＸ、ＰＣＤＴＰＸ、Nature Photonics第３巻、６４９頁（２００９年）に記載のＰＢＤＴＴＴ−Ｅ、ＰＢＤＴＴＴ−Ｃ、ＰＢＤＴＴＴ−ＣＦ、Advanced Materials第２２巻、Ｅ１３５〜Ｅ１３８頁（２０１０年）に記載のＰＴＢ７等が挙げられる。
【００９８】
電子受容材料（アクセプタまたは電子輸送材料ともいう）は、その最低空軌道（ＬＵＭＯ）準位が３．５〜４．５ｅＶであるようなπ電子共役系化合物である。
具体的にはフラーレンおよびその誘導体、フェニレンビニレン系ポリマ、ナフタレンテトラカルボン酸イミド誘導体、ペリレンテトラカルボン酸イミド誘導体等が挙げられる。これらの中では、フラーレン誘導体が好ましい。フラーレン誘導体の具体例としてはＣ60、フェニル−Ｃ61−酪酸メチルエステル（文献等でＰＣＢＭ、[６０]ＰＣＢＭ、あるいはＰＣ61ＢＭと称されるフラーレン誘導体）、Ｃ70、フェニル−Ｃ71−酪酸メチルエステル（多くの文献等でＰＣＢＭ、[７０]ＰＣＢＭ、あるいはＰＣ71ＢＭと称されるフラーレン誘導体）、およびAdvanced Functional Materials第１９巻、７７９〜７８８頁（２００９年）に記載のフラーレン誘導体、Journal of the American Chemical Society第１３１巻、１６０４８頁（２００９年）に記載のフラーレン誘導体ＳＩＭＥＦ、Journal of the American Chemical Society第１３２巻、１３７７頁（２０１０年）に記載のフラーレン誘導体ＩＣＢＡ等が挙げられる。
【００９９】
光電変換層２６の上には、上部電極２８が形成される。
上部電極２８は、光電変換層に光を入射させるため、透明導電膜で形成されることが好ましい。透明導電膜としては、例えば、金属、金属酸化物、導電性ポリマ、これらの混合物や積層構造などが挙げられる。具体例としては、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化インジウムタングステン（ＩＷＯ）等のＴＣＯ、前述の下部電極２４として挙げられた金属および金属合金の超薄膜、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール等の導電性ポリマ等が挙げられる。ＴＣＯの材料として特に好ましいのは、ＩＴＯ、ＩＺＯ、酸化錫、アンチモンドープ酸化錫（ＡＴＯ）、弗素ドープ酸化錫（ＦＴＯ）、酸化亜鉛、アンチモンドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）、ガリウムドープ酸化亜鉛（ＧＺＯ）のいずれかの材料である。
上部電極２８は、公知の方法で形成すればよい。例えば、塗布や印刷による湿式成膜法、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法等のＰＶＤ法やＣＶＤ法による乾式成膜法などの中から、前記した構成材料との適性を考慮して適宜選択した方法で形成すればよい。
上部電極を形成するに際してのパターニングも、公知の方法で行えばよい。すなわち、フォトリソグラフィなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザなどによる物理的エッチングによって行ってもよく、シャドウマスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等を行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
上部電極２８の厚さは、その形成材料により適宜選択することができ、一概に規定することはできない。なお、導電性の観点から、通常、０．０１〜１０μｍ程度であり、０．０５〜１μｍが好ましい。
【０１００】
本発明の太陽電池２０は、下部電極２６および上部電極２８の、いずれが正極で、他方が負極でもよい。
【０１０１】
なお、本発明の太陽電池２０においては、光電変換層２６と負極の間に電子輸送材料からなる電子輸送層を設置しても良い。
電子輸送層に用いることのできる電子輸送材料としては、前述の光電変換層２６で挙げた電子受容材料、および、Chemical Reviews第１０７巻、９５３〜１０１０頁（２００７年）にElectron-Transporting and Hole-Blocking Materialsとして記載されているものが挙げられる。各種金属酸化物も安定性が高い電子輸送層の材料として好ましく利用され、例えば、酸化リチウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化カルシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ストロンチウム、酸化ニオブ、酸化ルテニウム、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化バリウムが挙げられる。これらのうち比較的に安定な酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛がより好ましい。
電子輸送層の膜厚は、通常、０．１〜５００ｎｍ程度であり、好ましくは０．５〜３００ｎｍである。
電子輸送層は、塗布などによる湿式成膜法、蒸着やスパッタ等のＰＶＤ法による乾式成膜法、転写法、印刷法など、いずれによっても好適に形成することができる。
【０１０２】
また、本発明の太陽電池２０においては、光電変換層２６と正極との間に、正孔輸送材料からなる正孔輸送層を設置しても良い。
正孔輸送層に用いることのできる正孔輸送材料としては、前述の光電変換層２６で例示された電子供与材料が挙げられる。前述の下部電極２４で挙げられた導電性ポリマも安定な正孔輸送材料として好ましい。各種金属酸化物も安定性が高い正孔輸送層の材料として利用され、例えば、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化タングステンが好ましい。
正孔輸送層の膜厚は、通常、０．１〜５００ｎｍ程度であり、好ましくは０．５〜３００ｎｍである。
正孔輸送層は、塗布などによる湿式成膜法、蒸着やスパッタ等のＰＶＤ法による乾式成膜法、転写法、印刷法など、いずれによっても好適に形成することができる。
【０１０３】
さらに、本発明の太陽電池２０においては、光電変換層２６と負極との間に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の弗化物、酸化物などによる誘電体層を０．１〜５ｎｍの厚さで挿入してもよい。この誘電体層は、一種の電子注入層と見ることもできる。
誘電体層は、例えば、塗布などによる湿式成膜法や蒸着などのＰＶＤ法による乾式成膜法により形成することができる。
【０１０４】
また、本発明の太陽電池２０は、これらの層以外にも、必要に応じて、正孔注入層、電子阻止層、電子注入層、正孔阻止層、励起子拡散防止層等の補助層を有していてもよい。
なお、本発明において、下部電極２４と上部電極２８の間に形成された、光電変換層２６（バルクヘテロ層）、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、電子注入層、電子輸送層、正孔阻止層、励起子拡散防止層など、電子や正孔を輸送する層の総称として「機能層」の言葉を用いる。
下部電極２４と上部電極２８の間にある光電変換層２６などの機能層の膜厚が小さく、および／または、下部電極２４の膜厚が大きい場合は、下部電極２４の外縁の段差を機能層が完全に被覆できず欠陥（クラック、ピンホールなど）が発生して上部電極２８と下部電極２４の接触ひいては短絡のおそれがあり、下部電極２４の周囲に平坦化層や隔壁を設けることが好ましい。平坦化層や隔壁は、後述のガスバリア層を構成する材料が好ましく用いられ、特には、窒化ケイ素、酸化ケイ素、窒化酸化ケイ素などの無機材料、あるいは（メタ）アクリレートなどの重合物を用いることができる。
【０１０５】
上部電極２８の上には、必要に応じて、封止層３０（シーラント）が形成される。
封止層３０は、水や酸素等の光電変換層２６（光電変換材料）を劣化させる物質が、光電変換層２６に侵入することを防ぐための層である。封止層３０は単層でも多層構成であっても良い。
封止層３０の形成材料としては、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素（ＳｉＯx）、酸化チタン、酸化ゲルマニウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム等の金属酸化物、窒化ケイ素（ＳｉＮx）等の金属窒化物、窒化酸化ケイ素（ＳｉＯｘＮｙ）等の金属窒化酸化物（金属酸化窒化物）、弗化リチウム、弗化マグネシウム、弗化アルミニウム、弗化カルシウム等の金属弗化物、ダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）、などの無機材料が挙げられる。
また、封止層３０の形成材料としては、有機材料も利用可能である。有機材料としては、ポリイミド、ポリエチレン、ポリパラキシリレン、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン等のポリマ、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、尿素樹脂、弗素樹脂が挙げられる。これらのうち、金属の酸化物、窒化物、窒化酸化物やＤＬＣが好ましく、ケイ素、アルミニウムの酸化物、窒化物、窒化酸化物が特に好ましい。
【０１０６】
封止層の形成方法には、限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法などのＰＶＤ法や、原子層堆積法（ＡＬＤ法やＡＬＥ法）を含む各種ＣＶＤ法、塗布法、印刷法、転写法を適用できる。
【０１０７】
上部電極２８または封止層３０の上には、ガスバリアフィルム３２が設けられる。
ガスバリアフィルム３２は、封止層３０と同様、水や酸素等の光電変換層２６（光電変換材料）を劣化させる物質が、光電変換層２６に侵入することを防ぐために設けられる。
【０１０８】
ガスバリアフィルムは、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムやＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）フィルムの上に、封止層３０として先に例示した材料がガスバリア層として成膜された構成が例示される。これらは純物質でもよいし、複数組成からなる混合物や傾斜組成でもよい。これらのうち、ケイ素やアルミニウムの酸化物、窒化物、窒化酸化物が好ましい。
ガスバリア層は単層でも、複数層でも良い。有機材料層と無機材料層の積層でも良く、複数の無機材料層と複数の有機材料層の交互積層でも良い。有機材料層は平滑性があれば特に制限はないが、（メタ）アクリレートの重合物からなる層などが好ましく利用される。無機材料層は、前述の保護層材料が好ましく、ケイ素、アルミニウムの酸化物、窒化物、窒化酸化物が特に好ましい。
無機材料層の厚さには限定は無いが、１層に付き、通常は５〜５００ｎｍであり、好ましくは１０〜２００ｎｍである。無機材料層は複数のサブレイヤから成る積層構造であってもよい。この場合、各サブレイヤが同じ組成であっても異なる組成であってもよい。また、米国特許出願公開２００４／００４６４９７号明細書に開示してあるようにポリマからなる有機材料層との界面が明確で無く、組成が膜厚方向で連続的に変化する層であってもよい。
【０１０９】
なお、ガスバリアフィルム３２は、透明な接着剤を用いる接着、各種のシーラント材料を介した封止層３０への熱融着、真空加熱ラミネート等、公知の方法で設ければよい。
また、ガスバリアフィルム３２は、ＰＥＴフィルム等の支持体が外側（封止層３０と逆側、すなわちガスバリア層が内側）となるように、封止層３０上に設けるのが好ましい。
ガスバリアフィルム３２の外側（封止層３０と逆側）に、必要に応じて表面機能層を有していてもよい。表面機能層として、例えば、マット剤層、反射防止層、ハードコート層、防曇層、防汚層、易接着層などが挙げられる。このほか、表面機能層に関しては特開２００６−２８９６２７号公報に詳しく記載されている。
【０１１０】
図示例の太陽電池２０においては、好ましい態様として、上部電極２８の上に、バス電極３４が形成される。
太陽電池２０の光電変換効率を向上するためには、上部電極２８を薄くして光透過性を上げるのが好ましい。その反面、上部電極２８を薄くすると、十分な導電性が得られない場合が有る。
バス電極３４は、このような不都合を回避するための補助金属配線で、上部電極２８を薄くして良好な光電変換効率を得て、かつ、十分な導電性を確保するためのものである。
【０１１１】
バス電極３４を形成する金属材料の例としては、アルミニウム、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、モリブデン、インジウム、錫、タングステン、銀、白金、金などが挙げられる。これらのうち、アルミニウム、ニッケル、銅、亜鉛、銀、金などの低抵抗金属が好ましく利用される。
バス電極３４のパターン形状には限定はないが、光透過性及び導電性の観点から、メッシュ状のもの（メッシュパターン電極）が好ましい。メッシュパターンには特に制限がなく、正方形、長方形、菱形等の格子状、縞状（ストライプ状）、ハニカム、あるいは曲線の組合せを用いてもよい。
これらのメッシュデザインは開口率（光透過率）と表面抵抗（導電率）が所望の値となるように調整される。このようなメッシュパターンのバス電極とする場合、メッシュの開口率は通常は７０％以上であり、８０％以上が好ましく、８５％以上がより好ましい。開口率は大きいほど好ましいが、現実的には９５％以下となる。
バス電極３４の厚みは特に制限は無いが、通常は０．０２〜２０μｍが好ましく、０．１〜１０μｍがより好ましい。
バス電極３４のメッシュパターンにおける線幅は、光透過性と導電性の観点から、平面視による線幅が０．００１〜１ｍｍであることが好ましく、０．００５〜０．５ｍｍがより好ましい。
バス電極３４のメッシュパターンにおけるピッチは小さい（メッシュが細かい）方が太陽電池の特性上有利である。しかしながらピッチが小さいと光の透過率が低下するので、妥協点が選ばれる。ピッチは金属細線の線幅に応じて変化するが、平面視によるピッチが０．０５〜３０ｍｍであることが好ましく、０．１〜２０ｍｍがより好ましく、０．２〜１０ｍｍがさらに好ましい。
バス電極３４の形成方法としては特に制限はなく、公知の形成方法を適宜使用しうる。例えば、予め作製したメッシュパターン金属を支持体表面に貼り合せる方法、導電材料をメッシュパターンに塗布する方法、蒸着もしくはスパッタ等のＰＶＤ法を用いて導電膜を全面に形成した後にエッチングしてメッシュパターンの導電膜を形成する方法、スクリーン印刷、インクジェット印刷などの各種印刷法によりメッシュパターンの導電材料を塗布する方法、蒸着もしくはスパッタによりシャドウマスクを用いてメッシュパターンの金属補助配線を基材表面に直接形成する方法、特開２００６−３５２０７３号公報、特開２００９−２３１１９４号公報等に記載のハロゲン化銀感光材料を用いる方法などが挙げられる。
【０１１２】
なお、本発明において、バス電極は、上部電極２８のみに対応して設けるのに、限定はされない。
すなわち、本発明の太陽電池は、図３に示す太陽電池３６のように、上部電極２８の導電率を確保するためのバス電極３４に加え、下部電極２４の導電率を確保するためのバス電極３８を有するものであってもよい。
【０１１３】
図４に、本発明の半導体装置を調光型照明装置に利用した一例を概念的に示す。
図４に示す調光型照明装置４０（以下、照明装置４０とする）は、いわゆる有機ＥＬ材料（有機エレクトロルミネッセンス材料）を発光層として利用する照明装置で、前述の基材１２、陽極酸化皮膜１４および保護層１６からなる本発明の基板１０の一面に、陽極４２、正孔注入層４６、正孔輸送層４８、発光層５０、電子輸送層５２、電子注入層５４および陰極５６を、この順番で積層してなるものである。または、基板１０の一面に、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層および陽極と、逆の順番で積層してもよい。
【０１１４】
この照明装置４０も、本発明の基板１０を用いる以外には、基本的に、公知の有機ＥＬ材料を利用する照明装置と同様のものである。
従って、本発明の照明装置（自己発光表示装置）は、これらの層以外にも、公知の有機ＥＬを用いる照明装置で利用される各種の層を有してもよい。
【０１１５】
陽極４２は、発光層５０に正孔を供給する電極である。
陽極４２は、上記機能を有していれば、有機ＥＬ材料を利用する照明装置（ディスプレイ）に利用される各種のものや、前述の（有機薄膜）太陽電池２０において正極として機能する下部電極２４の材料が利用可能である。また、ヨウ化銅や硫化銅等も利用可能である。
【０１１６】
陽極４２の形成方法には、限定はなく、形成材料に応じて、形成材料等に応じて、塗布法、スパッタリングや真空蒸着等の気相成膜法など、公知の方法で形成すればよい。
また、必要に応じて陽極４２をパターニングする際には、マスクを用いる方法、フォトリソグラフィを利用する方法、レーザ等による加工等、公知の方法で行えばよい。
【０１１７】
正孔注入層４６および正孔輸送層４８は、陽極４２または陽極４２側から正孔を受け取り陰極５６側に輸送する機能を有する層である。
正孔注入層４６および正孔輸送層４８は、上記機能を有していれば、有機ＥＬ材料を利用する照明装置（ディスプレイ）に利用される各種のものが利用可能である。一例として、ピロール誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体等が例示される。
正孔注入層４６および正孔輸送層４８の形成方法には、限定はなく、形成材料に応じて、形成材料等に応じて、塗布法、スパッタリングや真空蒸着等の気相成膜法など、公知の方法で形成すればよい。
【０１１８】
発光層５０は、有機ＥＬ材料を用いた発光層で、少なくともホスト材料および燐光発光材料を含む。
また、ホスト材料は、少なくとも第１ホスト材料および第２ホスト材料を含む。
【０１１９】
第１ホスト材料および第２ホスト材料は、有機ＥＬ材料で用いられる各種のものが利用可能で例えば、電子輸送性ホスト材料、正孔輸送性ホスト材料などが挙げられる。
電子輸送性ホスト材料としては、例えば、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾ−ル、オキサゾ−ル、オキサジアゾ−ル、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、フッ素置換芳香族化合物、アゾール誘導体、アジン誘導体、金属錯体等が例示される。
また、正孔輸送性ホスト材料としては、インドール誘導体、カルバゾール誘導体、アザインドール誘導体、アザカルバゾール誘導体、芳香族第三級アミン化合物、チオフェン誘導体が好ましく、分子内にインドール骨格、カルバゾール骨格、アザインドール骨格、アザカルバゾール骨格、または芳香族第三級アミン骨格を有するものが例示される。
【０１２０】
燐光発光材料としては、遷移金属原子、ランタノイド原子を含む錯体等が例示される。
遷移金属原子としては、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金等が例示される。ランタノイド原子としては、例えばランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテシウム等が例示される。
具体的な配位子としては、例えば、ハロゲン配位子、芳香族炭素環配位子、含窒素ヘテ
ロ環配位子、ジケトン配位子、カルボン酸配位子、アルコラト配位子、一酸化炭素配位子
、イソニトリル配位子、シアノ配位子などが例示される。
【０１２１】
発光層５０の形成方法には、限定はなく、形成材料に応じて、形成材料等に応じて、塗布法、スパッタリングや真空蒸着等の気相成膜法など、公知の方法で形成すればよい。
また、必要に応じて、発光層５０を形成した後、前記第１ホスト材料の変性等を目的として、発光層５０の加熱処理（アニーリング）を行ってもよい。
【０１２２】
電子輸送層５２および電子注入層５４は、陰極５６または陰極５６側から電子を受け取り陽極４２側に輸送する機能を有する層である。
電子輸送層５２および電子注入層５４は、上記機能を有していれば、有機ＥＬ材料を利用する照明装置に利用される各種のものが利用可能である。一例として、キノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体等が例示される。
電子輸送層５２および電子注入層５４の形成方法には、限定はなく、形成材料に応じて、形成材料等に応じて、塗布法、スパッタリングや真空蒸着等の気相成膜法など、公知の方法で形成すればよい。
【０１２３】
陰極５６は、発光層５０に電子を注入する電極である。
陰極５６は、上記機能を有していれば、有機ＥＬ材料を利用する照明装置に利用される各種のものや、前述の太陽電池２０において負極として機能する下部電極２４の材料が利用可能である。一例として、リチウムやナトリウム等のアルカリ金属、マンガンやカルシウム等のアルカリ土類金属、インジウムやイッテルビウム等の希土類、その他、金，銀、アルミニウム等の金属が例示される。
これらは、１種を単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点からは、２種以上を好適に併用するのが好ましい。
【０１２４】
陰極５６の形成方法には、限定はなく、形成材料等に応じて、塗布法、スパッタリングや真空蒸着等の気相成膜法など、公知の方法で形成すればよい。
また、必要に応じて陰極５６をパターニングする際には、マスクを用いる方法、フォトリソグラフィを利用する方法、レーザ等による加工等、公知の方法で行えばよい。
【０１２５】
本発明の表示装置４０は、図示した層以外にも、有機ＥＬを利用する照明装置が有する各種の層を有してもよい。
一例として、陰極５６側から発光層５０に輸送された電子が陽極４２側に通り抜けることを防止する、電子阻止層を有してもよい。このような電子阻止層は、通常、発光層と陽極側で隣接する有機化合物層として設けられる。
【０１２６】
表示装置４０は、必要に応じて、封止層によって全体が保護されていてもよい。
封止層を形成する材料には、特に限定はなく、水分や酸素等の素子劣化を促進するものが素子内に入ることを抑止する機能を有しているものであれば、各種のものが利用可能であり、例えば、前述の太陽電池２０において例示した封止層３０の形成材料が好ましく利用される。
【０１２７】
さらに、表示装置４０は、必要に応じて、前述のガスバリアフィルム３２や封止容器を用いて全体が封止されていてもよい。また、封止容器と表示装置４０の間の空間には、水分吸収剤や不活性液体を封入してもよい。
水分吸収剤としては、例えば酸化バリウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム等が例示される。また、不活性液体としては、パラフィン類、流動パラフィン類、フッ素系溶剤、塩素系溶剤、シリコーンオイル等が例示される。
【０１２８】
本発明の半導体装置を自己発光表示装置（有機ＥＬディスプレイ）に利用する際には、この照明装置４０において、例えば、陽極４２もしくは陰極５６を、個々の画素に応じてパターニングして各画素ごとの画素電極とし、個々の画素電極に接続して、スイッチング回路を設ければよい。
なお、スイッチング回路は、公知の各種の薄膜トランシズタ（ＴＦＴ）が利用可能である。一例として、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、低温ポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）、微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）、ＩＧＺＯ等の酸化物半導体、有機半導体などの薄膜トランジスタが好適に利用される。
【０１２９】
本発明の基板１０等、本発明の半導体装置用基板は、太陽電池、調光型照明装置、自己発光表示装置等の半導体装置以外にも、各種の用途に好適に利用可能である。
その好適な一例として、前述の高い可撓性、反りが少ない、水分放出量（脱ガス量）が少ないという特性に加え、高い光反射を活かして、本発明の半導体装置用基板を用いたフレキシブルな反射型の液晶表示装置が例示される。
【０１３０】
図５（Ａ）に、本発明の半導体装置用基板を利用する、本発明の反射型液晶表示装置の一例を概念的に示す。
図５（Ａ）に示す反射型液晶表示装置６０（以下、液晶表示装置６０とも言う）は、前述の基材１２、陽極酸化皮膜１４および保護層１６からなる本発明の基板１０の一面に、下部透明電極６２、液晶層６４、上部透明電極６８、偏光板７０およびカラーフィルタ７２を、この順番で積層してなるものである。
本発明の基板１０において、保護層１６は、基本的にガラスと同様である。そのため、本発明の基板１０は、フレキシブル性は有するものの、通常の反射型の液晶表示装置で用いられるガラス基板と、同様に扱うことができる。
【０１３１】
図５（Ｃ）に示すように、通常の（反射型）液晶表示装置１００は、ガラス基板１０２に、反射層１０４、第１偏光板１０６、下部透明電極１０８、液晶層１１０、上部透明電極１１２、第２偏光板１１４およびカラーフィルタ１１６を、この順番で積層して構成される。
ここで、本発明の基板１０は、基材１２（アルミニウム）と陽極酸化皮膜１４との界面が、非常に光反射性が高く、この界面を反射層として利用することが可能である。そのため本発明の基板１０を利用する液晶表示装置６０は、図５（Ｃ）に示す通常の液晶表示装置１００では必要な反射層１０４を、別途、設ける必要がないという利点を有する。
【０１３２】
また、特開平８−２０１８０２号公報等に示されるように、反射型の液晶表示装置では、反射層を鏡面反射板（正反射板）とすることにより、偏光板側から光を入射させることで、反射板で光が反射して偏光板を２回通過するので、液晶層と反射層（反射界面）との間に配置される偏光板を不要にできる。
本発明の基板１０において、光反射面となる基材１２を陽極酸化皮膜１４との界面は、平滑な金属／酸化物界面であり、反射光は、乱反射成分が少なく、殆どが正反射成分となる。そのため、本発明の基板１０を利用する液晶表示装置６０は、図５（Ｃ）に示す通常の液晶表示装置１００では必要な、反射層１０４と液晶層１１０との間の偏光板１０６を、無くすこともできるという利点も有る。
【０１３３】
前述のように、本発明の基板１０を利用する液晶表示装置６０は、フレキシブル性に優れる。
ここで、液晶表示装置６０において、液晶層６４と反射層間の厚さは、基本的に、陽極酸化皮膜１４と保護層１６と下部透明電極６２との厚さの和になる。これらの層は、いずれも固体である。そのため、本発明の基板１０を利用する液晶表示装置６０では、フレキシブル性を利用して折り曲げたとしても、この層間の厚さに変化が無いので、折り曲げ時の偽色の発生も抑制できるという利点も有る。
【０１３４】
液晶表示装置６０において、下部透明電極６２は、いわゆる共通電極であって、反射型の液晶表示装置において利用される、公知の透明電極である。
一例として、上部電極２８として例示した、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＷＯ等のＴＣＯなどの透明な導電性膜が、各種、利用可能である。また、必要に応じて下部透明電極６２をパターニングする際には、マスクを用いる方法、フォトリソグラフィを利用する方法、レーザ等による加工等、公知の方法で行えばよい。
【０１３５】
液晶層６４は、配向した液晶を充填してなる、液晶表示装置（ＬＣＤ）で用いられている公知の液晶層（液晶セル）である。
従って、液晶は、ＬＣＤで用いられている公知の液晶材料が、各種、利用可能である。また、表示モードも、ＴＮ(Twisted Nematic)、ＳＴＮ(Super Twisted Nematic)、ＨＡＮ(Hybrid Alignment Nematic)、ＧＨ(Guest Host)、ＰＣＧＨ(Phase Changed Guest Host)、ＰＤＬＣ(Polymer Dispersed Liquid Crystal)、ＥＣＢ(Electrically Controlled Birefringence)、ＣＳＨ(Color Super Homeotropic)、ベント配向など、反射型の液晶表示装置に利用可能な各種の表示モードが利用可能である。
【０１３６】
上部透明電極６８は、液晶層６４を駆動する駆動電極であって、同様に、反射型の液晶表示装置で用いられている、画素毎（サブピクセル毎）の画素電極を有する、単純マトリックス型や、薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリックス型などの公知の透明駆動電極が、各種、利用可能である。また、上部透明電極６８は、下部透明電極６２と同様の各種のＴＯＣを用いる物であるのが好ましい。なお、本発明の反射形液晶表示装置においては、下部透明電極が駆動電極で、上部透明電極が共通電極であってもよい。
偏光板７０も、ＬＣＤ等で用いられている公知の偏光板（偏光子）ある。偏光板７０は、液晶層６４に通電した状態、もしくは、通電しない状態において、液晶層６４に充填された液晶（その配向方向）に対して、偏光透過軸がクロスニコル（もしくは平行ニコル）の関係になるように配置される。
【０１３７】
液晶表示装置６０においては、上部透明電極６８による通電作用の下、液晶層６８と偏光板７０とが平行ニコルの状態では、偏光板７０によって直線偏光にされた光が液晶層６４を通過して、基板１０（基材１２と陽極酸化皮膜１４との界面）で反射して、再度、液晶層６４および偏光板７０を通過して、可視像として表示される。
逆に、液晶層６８と偏光板７０とがクロスニコルの状態では、偏光板７０によって直線偏光にされた光は、液晶層６４を通過できないので、この光は可視像として表示される成分とはならない。
【０１３８】
カラーフィルタ７２は、上部透明電極６８の画素電極に対応するＲフィルタ、ＧフィルタおよびＢフィルタの３色のフィルタが、所定の繰り返しパターンで配列される、ＬＣＤに利用される公知のカラーフィルタである。なお、カラーフィルタ７２は、上部透明電極６８と偏光板７０との間に設けてもよい。
【０１３９】
ここで、本発明の基板１０は、基材１２が良導電体であるアルミニウムによって形成されている。
従って、本発明の基板１０を利用する反射型液晶表示装置では、下部透明電極をグランドとし、基材１２自体をグランドとすることによって、図５（Ｂ）に示すように、下部透明電極を省くことができる。なお、液晶層６４と基材１２との通電は、配線を用いる方法や、保護層１６および陽極酸化皮膜１４を部分的に削除する方法等、各種の方法が利用可能である。
【０１４０】
さらに、本発明の液晶表示装置においては、必要に応じて、偏光板７０と液晶層６４との間に、視野角特性を向上するための複屈折フィルムを設けてもよい。同様に、視野角特性を向上させるために、液晶層６４よりも上方に前方散乱フィルムを設けてもよい。
【０１４１】
なお、液晶表示装置に用いる陽極酸化皮膜は、透過率が高く、可視光領域の光吸収が低いことが好ましい。このことによって、基材１２（アルミニウム）と陽極酸化皮膜１４との界面に達する光、および反射した光の吸収が少なく、非常に光反射性が高い基板が得られる。
透過率が高い陽極酸化皮膜１４は、含有する不純物量が少ないアルミニウムを陽極酸化することによって好適に作製することができる。また、可視光領域の光吸収が低い陽極酸化皮膜１４は、アルミニウムを、硫酸やリン酸溶液などの無機酸中で陽極酸化することによって好適に作製することができる。さらに、シュウ酸、マロン酸、酒石酸等の有機酸を用いる場合であっても、低電圧で陽極酸化することによって、陽極酸化皮膜中への有機成分の混入が抑制され、可視光領域での光吸収が低い陽極酸化皮膜１４を好適に作製することができる。
【０１４２】
以上、半導体装置用基板、半導体装置、調光型照明装置、自己発光表示装置、太陽電池および反射型液晶表示装置について詳細に説明したが、本発明は、上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。
【実施例】
【０１４３】
［実施例１］
厚さ４０μｍのアルミニウム板（純度４Ｎ）を、基材１２となる材料として準備した。
このアルミニウム板に、温度が５０℃、濃度が０．５Ｍのシュウ酸水溶液を用いて、両面に陽極酸化電圧４０Ｖで陽極酸化処理を行うことにより、基材１２の両面に厚さ１０μｍの陽極酸化皮膜１４を形成した（すなわち、基材１２の厚さは約２０μｍ）。
次いで、純水３．９２質量部、３５％塩酸０．０５質量部、エタノール１２．５３質量部、および、テトラエトキシシラン４．１７質量部の割合で混合した塗布液（以下、塗布液Ｂとする）を、両面の陽極酸化皮膜１４の表面に塗布し、乾燥した。塗布は、ディップコートによって行った。
その後、塗布液Ｂを塗布した基材１２を、３００℃の恒温槽に入れて、１０分間の熱処理を行い、厚さ３００ｎｍの保護層１６を形成し、図１に示す基板１０を作製した。
【０１４４】
陽極酸化皮膜１４を形成した後に、一部を切り出し、前述のように、陽極酸化皮膜１４の長さを測定し、その後、基材１２を溶解して取り除き、基材１２を取り除いた後の陽極酸化皮膜１４の長さを測定して、基材１２を取り除く前後の陽極酸化皮膜の長さに基づいて、室温での陽極酸化皮膜１４の歪みを測定した。
作製した基板１０を適当なサイズに切り出し、折り曲げることによって、陽極酸化皮膜１４の破断面を出し、ＦＥ-ＳＥＭ（Field Emission Type Scanning Electron Microscope）で撮影したＳＥＭ写真から、陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を算出した。ＳＥＭ写真は、陽極酸化皮膜１４の細孔径に応じて、倍率を１〜１５万倍の範囲で調節した。
陽極酸化皮膜１４の平均細孔径は、以下の方法で測定した。すなわち、ＳＥＭ写真から、陽極酸化皮膜１４の隣接した細孔の中心間隔を３０箇所測定し、その平均値を平均細孔周期とした。また、陽極酸化皮膜１４の隣接した壁部分の厚さを３０箇所測定し、その平均値を平均壁厚とした。平均細孔周期から平均壁圧を引いた値を、平均細孔径とした。
その結果、陽極酸化皮膜１４の平均細孔径は２５ｎｍであった。
【０１４５】
このようにして作製した基板１０の１面に、チタン（膜厚５ｎｍ）と銀（膜厚１００ｎｍ）とを連続して真空蒸着して、下部電極２４を形成した。このとき、素子面積が１６ｃｍ2となるようにシャドウマスクを用いた。
下部電極２４の上に、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水溶液（Heraeus Precious Metals製、Clevios  Ｐ  ＶＰ．ＡＩ  ４０８３）を回転塗布し、１４０℃で１５分間加熱処理した。これにより正孔輸送層（膜厚０．０４μｍ）を形成した。
正孔輸送層上に、電子供与材料としてＰ３ＨＴ（Merck製、lisicon  ＳＰ００１）、および、電子受容材料としてＩＣＢＡ（Sigma-Aldrich製）をジクロロベンゼンに重量比１：１で溶解させた組成物を、乾燥窒素雰囲気で正孔輸送層上に回転塗布し、１４０℃で１５分間加熱処理した。これによりバルクヘテロ接合型の光電変換層２６を形成した。光電変換層２６の膜厚は０．２μｍであった。
光電変換層２６上に、アルミニウム（膜厚２ｎｍ）と銀（膜厚１０ｎｍ）とを連続して真空蒸着した。このとき、素子面積が１６ｃｍ2となるようにシャドウマスクを用いた。引き続き、上部電極２８上に、バス電極３４として、銀（膜厚０．４μｍ）を真空蒸着した。このとき、ストライプパターンのシャドウマスクを使って、線幅０．３ｍｍでピッチ２０ｍｍとなる縞状のバス電極３４を形成した。さらに、ＡｒガスとＯ2ガスを導入した真空度１Ｐａの雰囲気で、基板を１６０℃に加熱しながら、高周波マグネトロンスパッタにより開口１６ｃｍ2のシャドウマスクを介してＩＴＯ（膜厚０．１μｍ）を成膜し、アルミニウム層とＩＴＯ層との間にバス電極３４を有する、アルミニウム／銀／ＩＴＯの３層積層構造となる光透過性の上部電極２８を形成した。
以上の工程は、アルミニウムと銀を形成する真空蒸着装置とＩＴＯを形成するスパッタ装置とが、真空度１×１０-4Ｐａ以下のクラスタ型真空搬送系にそれぞれ直結されている有機ＥＬ素子製造装置を使用して、行った。
さらに、ガスバリアフィルム３２として窒化ケイ素膜とアクリレート重合体が積層されたＰＥＮフィルムを用意した。このガスバリアフィルム３２を、シーラントとしてのエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）フィルムをはさんで、１４０℃で真空加熱ラミネートして、ガスバリアフィルム３２を積層した。なお、ガスバリアフィルム３２は、最表面の窒化ケイ素膜が上部電極２８に対向するようにして、真空加熱ラミネートした。
以上の工程により、下部電極２４と光電変換層２６との間に正孔輸送層を有し、上部電極２８内にバス電極３４が組み込まれる以外は、図２と同様の構成を有する太陽電池（有機光電変換素子）を作製した。なお、この構成の太陽電池では、下部電極２４が正極として、上部電極２８が負極として、それぞれ、機能する。
【０１４６】
［実施例２］
塗布液Ｂに変えてＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製のアクアミカＮＰ１４０（以下、塗布液Ｃとする）を用い、熱処理の温度を２００℃にして保護層１６を形成した以外は、実施例１と同様にして、基板１０を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
なお、実施例１と同様にして、基板１０の陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を測定したところ、２５ｎｍであった。
【０１４７】
［実施例３］
熱処理の温度を１５０℃にして厚さ８００ｎｍの保護層１６を形成した以外は、実施例１と同様にして、基板１０を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例１と同様にして、基板１０の陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を測定したところ、２５ｎｍであった。
【０１４８】
［実施例４］
熱処理の温度を１５０℃にして保護層１６を形成した以外は、実施例１と同様にして、基板１０を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例１と同様にして、基板１０の陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を測定したところ、２５ｎｍであった。
【０１４９】
［実施例５］
塗布液Ｂに変えて塗布液Ｃを用い、熱処理を行わないで保護層１６を形成した以外は、実施例１と同様にして、基板１０を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例１と同様にして、基板１０の陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を測定したところ、２５ｎｍであった。
【０１５０】
［実施例６］
陽極酸化を、温度が２０℃で濃度が１．５Ｍの硫酸を用い、陽極酸化電圧１３Ｖで行い、かつ、塗布液Ｂに変えて塗布液Ｃを用い、熱処理の温度を２００℃にして厚さを５０ｎｍの保護層１６を形成した以外は、実施例１と同様にして、基板１０を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例１と同様にして、基板１０の陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を測定したところ、９ｎｍであった。
【０１５１】
［実施例７］
陽極酸化を、温度が８０℃で濃度が１Ｍのマロン酸水溶液を用い、陽極酸化電圧８０Ｖで行い、かつ、塗布液Ｂに変えて塗布液Ｃを用い、熱処理の温度を２００℃にして保護層１６を形成した以外は、実施例１と同様にして、基板１０を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例１と同様にして、基板１０の陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を測定したところ、６０ｎｍであった。
【０１５２】
［実施例８］
陽極酸化を、温度が８０℃で濃度が１Ｍのマロン酸水溶液を用い、陽極酸化電圧１２０Ｖで行い、かつ、塗布液Ｂに変えて塗布液Ｃを用い、熱処理の温度を２００℃にして厚さを１５０ｎｍの保護層１６を形成した以外は、実施例１と同様にして、基板１０を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例１と同様にして、基板１０の陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を測定したところ、９５ｎｍであった。
【０１５３】
［実施例９］
陽極酸化を、温度が２０℃で濃度が１．５Ｍの硫酸を用い、陽極酸化電圧１３Ｖで行い、かつ、保護層１６の厚さを２５ｎｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、基板１０を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例１と同様にして、基板１０の陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を測定したところ、９ｎｍであった。
【０１５４】
［実施例１０］
陽極酸化を、温度が８０℃で濃度が１Ｍのマロン酸水溶液を用い、陽極酸化電圧８０Ｖで行い、かつ、保護層１６の厚さを８０ｎｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、基板１０を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例１と同様にして、基板１０の陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を測定したところ、６０ｎｍであった。
【０１５５】
［実施例１１］
陽極酸化を、温度が８０℃で濃度が１Ｍのマロン酸水溶液を用い、陽極酸化電圧１２０Ｖで行い、かつ、保護層１６の厚さを１００ｎｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、基板１０を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例１と同様にして、基板１０の陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を測定したところ、９５ｎｍであった。
【０１５６】
［実施例１２］
塗布液Ｂに変えて、メチルトリメトキシシラン５質量部、アミノプロピルトリメトキシシラン２．８７質量部、アルミニウムアセチルアセトネート０．２質量部、３５％塩酸２質量部、および、純水５質量部の割合で混合した塗布液（以下、塗布液Ｄとする）を用い、熱処理の温度を１５０℃にして保護層１６を形成した以外は、実施例１と同様にして、基板１０を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例１と同様にして、基板１０の陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を測定したところ、２５ｎｍであった。
【０１５７】
［実施例１３］
保護層１６の厚さを３０ｎｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、基板１０を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例１と同様にして、基板１０の陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を測定したところ、２５ｎｍであった。
【０１５８】
［実施例１４］
アルミニウム板の厚さを３００μｍに、陽極酸化皮膜の厚さを３０μｍ（すなわち、基材１２の厚さは約２４０μｍ）に、かつ、保護層の厚さを５００ｎｍに、それぞれ変更した以外は、実施例１と同様にして、基板１０を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例１と同様にして、基板１０の陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を測定したところ、２５ｎｍであった。
【０１５９】
［実施例１５］
熱処理の温度を１００℃にして保護層１６を形成した以外は、実施例１と同様にして、基板１０を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例１と同様にして、基板１０の陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を測定したところ、２５ｎｍであった。
【０１６０】
［実施例１６］
陽極酸化を、温度が８０℃で濃度が１Ｍの酒石酸水溶液を用い、陽極酸化電圧１６０Ｖで行った以外は、実施例１と同様にして、基板１０を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例１と同様にして、基板１０の陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を測定したところ、１４２ｎｍであった。
【０１６１】
［実施例１７］
陽極酸化を、温度が８０℃で濃度が１Ｍのマロン酸水溶液を用い、陽極酸化電圧８０Ｖで行い、かつ、塗布液Ｂに変えて塗布液Ｃを用い、熱処理の温度を２００℃として厚さを５０ｎｍの保護層１６を形成した以外は、実施例１と同様にして、基板１０を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例１と同様にして、基板１０の陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を測定したところ、６０ｎｍであった。
【０１６２】
［実施例１８］
陽極酸化を、温度が８０℃で濃度が１Ｍのマロン酸水溶液を用い、陽極酸化電圧８０Ｖで行い、かつ、塗布液Ｂに変えて塗布液Ｃを用い、１２００ｎｍの保護層１６を形成した以外は、実施例１と同様にして、基板１０を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例１と同様にして、基板１０の陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を測定したところ、６０ｎｍであった。
【０１６３】
［実施例１９］
塗布液Ｂに変えて塗布液Ｃを用い、熱処理を行わないで厚さ１５ｎｍの保護層を形成した以外は、実施例１と同様にして、基板１０を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例１と同様にして、基板１０の陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を測定したところ、２５ｎｍであった。
【０１６４】
［実施例２０］
陽極酸化を、温度が２０℃で濃度が１．５Ｍの硫酸を用い、陽極酸化電圧１３Ｖで行い、かつ、保護層１６の厚さを１５ｎｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、基板１０を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例１と同様にして、基板１０の陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を測定したところ、９ｎｍであった。
【０１６５】
［実施例２１］
陽極酸化を、温度が８０℃で濃度が１Ｍのマロン酸水溶液を用い、陽極酸化電圧８０Ｖで行い、かつ、保護層１６の厚さを５０ｎｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、基板１０を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例１と同様にして、基板１０の陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を測定したところ、６０ｎｍであった。
【０１６６】
［実施例２２］
陽極酸化を、温度が８０℃で濃度が１Ｍのマロン酸水溶液を用い、陽極酸化電圧１２０Ｖで行い、かつ、保護層１６の厚さを６０ｎｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、基板１０を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例１と同様にして、基板１０の陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を測定したところ、９５ｎｍであった。
【０１６７】
［実施例２３］
塗布液Ｂに変えて、３号ケイ酸ナトリウム２質量部、およびケイ酸リチウム２質量部の割合で混合した塗布液（以下、塗布液Ａとする）を用い、厚さ５００ｎｍの保護層１６を形成した以外は、実施例１と同様にして、基板１０を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例１と同様にして、基板１０の陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を測定したところ、２５ｎｍであった。
【０１６８】
［実施例２４］
純度４Ｎのアルミニウム板に変えて、２ｗｔ％マグネシウム−アルミニウム板を用いた以外は、実施例１と同様にして、基板１０を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例１と同様にして、基板１０の陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を測定したところ、２５ｎｍであった。
【０１６９】
［実施例２５］
純度４Ｎのアルミニウム板に変えて、０．３ｗｔ％リチウム−アルミニウム板を用いた以外は、実施例１と同様にして、基板１０を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例１と同様にして、基板１０の陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を測定したところ、２５ｎｍであった。
【０１７０】
［比較例１］
陽極酸化を１面にのみ行い、かつ、塗布液Ｂに変えて塗布液Ａを用い、厚さ５００ｎｍの保護層１６を陽極酸化皮膜１４の形成面にのみ形成した以外は、実施例１と同様にして、基板を作製した。
実施例１と同様にして、基板の陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を測定したところ、２５ｎｍであった。
なお、本例は、基板の反りが大きく、適正な太陽電池を作製することができなかった。
【０１７１】
［比較例２］
陽極酸化を、温度が２０℃で濃度が１．５Ｍの硫酸を用い、陽極酸化電圧１３Ｖで行い、かつ、保護層１６を形成しなかった以外は、実施例１と同様にして、基板を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例１と同様にして、基板の陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を測定したところ、９ｎｍであった。
【０１７２】
［比較例３］
陽極酸化の温度を１６℃にし、かつ、熱処理を行わないで厚さ３００ｎｍの保護層１６を形成した以外は、実施例１と同様にして、基板を作製し、さらに、太陽電池を作製した。
実施例１と同様にして、基板の陽極酸化皮膜１４の平均細孔径を測定したところ、２５ｎｍであった。
【０１７３】
［評価試験］
作製した実施例１〜２５の基板１０および比較例１〜３の基板について、曲率半径、含水分量、表面（保護層１６の表面）の水の接触角および表面粗さＲａを測定した。
曲率半径は、基板１０を３０ｍｍ角に切断して、室温において、光学式非接触三次元表面形状測定装置（Ｖｅｅｃｏ社製  Ｗｙｋｏ  ＮＴ１１００）を用いて測定した。
含水分量は、基板１０の１００ｃｍ2相当量を用いて、カールフィッシャー水分計（京都電子社製  ＭＣＴ−６１０−ＤＴ）により、５００℃までの脱水量を測定した。
表面の水の接触角は、自動接触角計（協和界面科学社製  ＤＭ５００）を用いて測定した。
さらに、表面粗さは、原子間力顕微鏡（Atomic Force Microscope：セイコーインスツルメンツ製、探針：ＳＩ−ＤＦ２０、測定周波数１Ｈｚ）を用い、測定領域１０μｍ四方の範囲における平均表面粗さＲａを測定した。
【０１７４】
また、作製した実施例１〜２６および比較例１〜３の太陽電池について、初期変換効率、曲げ試験後の変換効率、および、１００時間後の変換効率を測定した。
なお、変換効率は、太陽電池に、Air Mass(ＡＭ）＝１．５、１００ｍＷ／ｃｍ2の疑似太陽を照射することで測定した。また、曲げ試験は、太陽電池を曲率半径１ｃｍで、十回、曲げることで行った。
各基板の諸元を表１に、各評価試験の結果を表２に、それぞれ示す
【０１７５】
【表１】
2013253317.tif 000003
【０１７６】
【表２】
2013253317.tif 000004
【０１７７】
表１および表２に示されるように、本発明の基板１０を用いて作製した太陽電池は、いずれも、良好な初期変換効率を有し、かつ、曲げ試験後および１００時間経過後も、良好な変換効率を維持している。
これに対し、保護層１６を有さずに熱処理を行っていない比較例２は、陽極酸化皮膜１４の歪みが引っ張り方向の歪みであり、初期変換効率が非常に低く、さらに、曲げ試験後および１００時間経過後の変換効率は０％になってしまっている。さらに、保護層１６を有するが熱処理を行っていない比較例３は、陽極酸化皮膜１４の歪みが室温で引っ張り方向の歪みであり、曲げ試験後の変換効率は０％になってしまっている。比較例２および比較例３において、曲げ試験後の変換効率が０％になったのは、曲げ試験によってクラックが入り、電流がリークしたからであると推定される。
なお、基材１２の１面のみに陽極酸化皮膜１４および保護層１６を形成した比較例１は、基板の反りが大きく（曲率半径５ｃｍ）、適正な太陽電池を作製できなかったのは、前述の通りである。
【０１７８】
［実施例２７］
実施例２で作製した基板１０の１面に、クロム（膜厚５ｎｍ）と銀（膜厚１０ｎｍ）を連続して真空蒸着した。このとき、素子面積が４ｃｍ2となるようにシャドウマスクを用いた。引続き、ＡｒガスとＯ2ガスを導入した真空度１Ｐａの雰囲気で、基板を２００℃に加熱しながら、高周波マグネトロンスパッタにより、開口４ｃｍ2のシャドウマスクを介してＩＴＯ（膜厚０．１μｍ）を成膜し、クロム／銀／ＩＴＯの３層積層構造となる下部電極２４を形成した。
下部電極２４上に、正孔輸送層として、酸化モリブデン（VI）（膜厚１０ｎｍ）を真空蒸着して形成した。
引続き、正孔輸送層上に、亜鉛フタロシアニン（ＺｎＰｃ：膜厚４０ｎｍ）を真空蒸着した後に、ＺｎＰｃとフラーレンＣ60を体積比１：１で共蒸着（膜厚２０ｎｍ）し、さらに、Ｃ60（膜厚４０ｎｍ）を蒸着して、計１００ｎｍの膜厚を有する光電変換層２６を形成した。この光電変換層２６は、ＺｎＰｃが電子供与材料であって、Ｃ60が電子受容材料である。これらの真空蒸着工程は、真空度を１×１０-4Ｐａ以下として、基板１０を８０℃に加熱しつつ行った。
光電変換層２６上に、正孔阻止層として、２，９−ビス（ナフタレン−２−イル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＮＢｐｈｅｎ、膜厚１０ｎｍ）を真空蒸着した。
正孔阻止層上に、銀（膜厚１０ｎｍ）を真空蒸着した。このとき、素子面積が４ｃｍ2となるようにシャドウマスクを用いた。さらに、ＡｒガスとＯ2ガスを導入した真空度１Ｐａの雰囲気で、高周波マグネトロンスパッタにより、開口４ｃｍ2のシャドウマスクを介してＩＴＯ（膜厚０．１μｍ）を成膜して、銀／ＩＴＯの２層積層構造となる光透過性の上部電極２８を形成した。
上部電極２８上に、バス電極３４として、アルミニウム（膜厚０．６μｍ）を真空蒸着した。このとき、ストライプパターンのシャドウマスクを使って、幅０．２ｍｍで１０ｍｍ間隔となる縞状のバス電極を形成した。
さらに、上部電極２８およびバス電極３４上に、封止層３０として、Ｎ2ガスとＯ2ガスとＳｉＨ4ガスを導入した真空度１０Ｐａの雰囲気で、プラズマＣＶＤ法により、窒化酸化ケイ素（膜厚１μｍ）を形成した。
以上の工程は、アルミニウム、クロム、銀を形成する真空蒸着装置と、ＺｎＰｃ、Ｃ60、ＮＢｐｈｅｎ、酸化モリブデンを形成する真空蒸着装置と、ＩＴＯを形成するスパッタ装置と、窒化酸化ケイ素を形成するプラズマＣＶＤ装置とが、真空度１×１０-4Ｐａ以下のクラスタ型真空搬送系にそれぞれ直結されている有機ＥＬ素子製造装置を使用して行った。
ガスバリアフィルム３２として、酸化アルミニウム膜とアクリレート重合体が積層されたＰＥＮフィルムを用意した。このガスバリアフィルム３２を、シーラントとしてのアイオノマフィルム（三井・デュポンポリケミカル製  ハイミラン）をはさんで、最表面の酸化アルミニウム膜が封止層３０に対向するようにして、１２０℃で真空加熱ラミネートした。
以上の工程により下部電極２４と光電変換層２６との間に正孔輸送層を有し、かつ、光電変換層２６と上部電極２８との間に正孔阻止層を有する以外は、図２と同様の構成を有する太陽電池を作製した。なお、この構成の太陽電池は、下部電極２４が正極として、上部電極２８が負極として、それぞれ機能する。
【０１７９】
作製した太陽電池について、先の実施例１と同様に、初期変換効率、曲げ試験後の変換効率、および、１００時間後の変換効率を測定した。
その結果、初期変換効率は１．２％、曲げ試験後の変換効率は１．０％、１００時間後の変換効率は１．１％と、優れた特性および曲げおよび経時に対する性能維持性が確認された。
【０１８０】
［実施例２８］
実施例１で作製した基板１０の１面に、実施例２７と同様にして、素子面積が１ｃｍ2となるようにシャドウマスクを介し３層構成（クロム／銀／ＩＴＯ）の下部電極２４を形成した。
下部電極２４の上に、炭酸セシウムの２−エトキシエタノール溶液を回転塗布して１６０℃で２０分加熱処理した。これにより、正孔阻止層（膜厚１ｎｍ）形成した。
正孔阻止層の上に、実施例１と同様にして、Ｐ３ＨＴとＩＣＢＡからなるバルクヘテロ接合型の光電変換層２６を形成した。
光電変換層２６上に、正孔輸送層として、酸化モリブデン（VI）（膜厚１０ｎｍ）を真空蒸着して形成した。
引続き、正孔輸送層上に、バス電極３４として、銀（膜厚０．４μｍ）を真空蒸着した。このとき、ストライプパターンのシャドウマスクを使って、幅０．３ｍｍで５ｍｍ間隔となる縞状のバス電極を形成した。
正孔輸送層およびバス電極３４の上に、光透過性の上部電極２８として、ＡｒガスとＯ2ガスを導入した真空度０．１Ｐａの雰囲気で、高周波マグネトロンスパッタにより、開口１ｃｍ2のシャドウマスクを介してＩＴＯ（膜厚０．１μｍ）を形成した。
さらに、実施例２７と同様にして、シーラントとしてアイオノマフィルムをはさみ、ガスバリアフィルム３２を真空加熱（１２０℃）ラミネートした。
以上の工程により、下部電極２４と光電変換層２６との間に正孔阻止層を有し、光電変換層２６と上部電極２８との間に正孔輸送層を有し、かつ、バス電極３４を上部電極２８と正孔輸送層との間に有する以外は、図２と同様の構成を有する太陽電池を作製した。なお、この構成の太陽電池は、下部電極２４が負極として、上部電極２８が正極として、それぞれ機能する。
【０１８１】
作製した太陽電池について、先の実施例１と同様に、初期変換効率、曲げ試験後の変換効率、および、１００時間後の変換効率を測定した。
その結果、初期変換効率は２．４％、曲げ試験後の変換効率は２．０％、１００時間後の変換効率は２．２％と、優れた特性および曲げおよび経時に対する性能維持性が確認された。
【０１８２】
［実施例２９］
実施例１で作製した基板１０の１面に、素子面積が１ｃｍ2となるようにシャドウマスクを介し、クロム（膜厚５ｎｍ）と銀（膜厚１００ｎｍ）とを連続して真空蒸着し、２層構成（クロム／銀）の下部電極２４を形成した。
下部電極２４上に、酢酸亜鉛と２−アミノエタノールを物質量比１：１で２−メトキシエタノールに溶解させた組成物を、下部電極に回転塗布し、３００℃で２０分間加熱処理した。これにより、厚さ０．１μｍの電子輸送層を形成した。
電子輸送層の上に、実施例１と同様にして、Ｐ３ＨＴとＩＣＢＡからなるバルクヘテロ接合型の光電変換層２６を形成した。
光電変換層２６上に、ポリ（チオフェン−３−［２［（２−メトキシエトキシ）エトキシ］−２，５−ジイル］の２−ブトキシエタノール混合水溶液（Plextronics社製、Plexcore  ＯＣ  ＲＧ−１２００）を回転塗布し、１４０℃で１０分間加熱処理した。これにより、正孔輸送層（膜厚０．０５μｍ）を形成した。
正孔輸送層上に、別組成のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水溶液（Heraeus Precious Metals製、Ｃｌｅｖｉｏｓ  ＰＨ  ５００）にジメチルスルホキシドを添加した組成物を回転塗布した。１４０℃で１５分間加熱処理した。これにより、光透過性の上部電極２８（膜厚０．１μｍ）を形成した。
上部電極２８上に、バス電極３４として、銀（膜厚０．４μｍ）を真空蒸着した。このとき、ストライプパターンのシャドウマスクを使って、幅０．３ｍｍで３ｍｍ間隔となる縞状の補助バス電極を形成した。
さらに、実施例１と同様にして、シーラントとしてＥＶＡフィルムをはさみ、ガスバリアフィルム３２を１４０℃で真空加熱ラミネートした。
以上の工程により、下部電極２４と光電変換層２６との間に電子輸送層を有し、かつ、光電変換層２６と上部電極２８との間に正孔輸送層を有する以外は、図２と同様の構成を有する太陽電池を作製した。なお、この構成の太陽電池では、下部電極２４が負極として、上部電極が正極として、それぞれ機能する。
【０１８３】
作製した太陽電池について、先の実施例１と同様に、初期変換効率、曲げ試験後の変換効率、および、１００時間後の変換効率を測定した。
その結果、初期変換効率は２．２％、曲げ試験後の変換効率は２．１％、１００時間後の変換効率は２．１％と、優れた特性および曲げおよび経時に対する性能維持性が確認された。
【０１８４】
［実施例３０］
実施例５で作製した基板１０の１面に、インクジェットによって、銀微粒子分散液（ハリマ化成製ＮＰＳ−ＪＬ）を、素子面積が１ｃｍ2となるように印刷した。次いで、１６０℃で１時間加熱処理して、下部電極２４（膜厚１μｍ）を形成した。
下部電極２４の外縁に、インクジェットによって、光重合開始剤（Lamberti製、Esacure  ＫＴＯ  ４６）を添加したトリメチロールプロパントリアクリレートの２−アセトキシ−１−メトキシプロパン（ＰＧＭＥＡ）溶液を印刷した。次いで、紫外線（波長３６５ｎｍ）を照射することで絶縁性隔壁（幅１ｍｍ、高さ１．１μｍ）を形成した。
下部電極２４上に、酸化チタン微粒子分散液（Solaronix製Ti‐Nanoxide  ＨＴ‐Ｌ／ＳＣ）を回転塗布し、１６０℃で２０分間加熱処理した。これにより電子輸送層（厚さ０．１μｍ）を形成した。
電子輸送層上に、実施例１と同様にして、Ｐ３ＨＴとＩＣＢＡからなるバルクヘテロ接合型の光電変換層２６を形成した。
光電変換層２６上に、別組成のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水溶液（Heraeus Precious Metals製、Clevios  ＰＨ  １０００）にジエチレングリコールと界面活性剤（DuPont製Zonyl  ＦＳ‐３００）とを添加した組成物を回転塗布して、１４０℃で１５分間加熱処理した。これにより、光透過性の上部電極２８（膜厚０．１μｍ）を形成した。
上部電極２８上に、インクジェットによって、銀微粒子分散液を幅０．３ｍｍで１ｍｍ間隔の縞状となるように印刷した。次いで、１６０℃で１時間加熱処理して、バス電極３４（膜厚１μｍ）を形成した。
さらに、実施例１と同様にして、シーラントとしてＥＶＡフィルムをはさみ、ガスバリアフィルム３２を１４０℃で真空加熱ラミネートした。
以上の工程により、下部電極２４と光電変換層２６との間に電子輸送層を有し、かつ、下部電極の外縁に絶縁製の隔壁を有する以外は、図２と同様の構成を有する太陽電池を作製した。なお、この構成の太陽電池では、下部電極２４が負極として、上部電極２８が正極として、それぞれ機能する。
【０１８５】
作製した太陽電池について、先の実施例１等と同様に、初期変換効率、曲げ試験後の変換効率、および、１００時間後の変換効率を測定した。
その結果、初期変換効率は２．０％、曲げ試験後の変換効率は１．９％、１００時間後の変換効率は１．９％と、優れた特性および曲げおよび経時に対する性能維持性が確認された。
【０１８６】
［実施例３１］
実施例５で作製した基板１０の１面に、バス電極３８として、銅（膜厚０．１μｍ）を真空蒸着した。このとき、ストライプパターンのシャドウマスクを使って、幅０．３ｍｍでピッチ１ｍｍとなる縞状のバス電極３８を形成した。
続いて、バス電極３８および基板１０の上に、インクジェットによって、別組成のＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水溶液（Agfa-Gevaert製Orgacon  ＩＪ−１００５）を、素子面積が１ｃｍ2となるように印刷した。次いで、１３０℃で１０分間加熱処理して、光透過性の下部電極２４（膜厚０．１μｍ）を形成した。
下部電極２４上に、実施例１と同様にして、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳからなる正孔輸送層を形成した。
正孔輸送層の上に、実施例１と同様にして、Ｐ３ＨＴとＩＣＢＡからなるバルクヘテロ接合型の光電変換層２６を形成した。
光電変換層２６上に、チタン（IV）イソプロポキシドのエタノール溶液を回転塗布し、１６０℃で２０分間加熱処理した。これにより電子輸送層（厚さ０．０１μｍ）を形成した。
電子輸送層上に、下部電極２４と同様に、インクジェットによってＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水溶液を素子面積が１ｃｍ2になるように印刷して、次いで、加熱処理を行い、光透過性の上部電極２８（膜厚０．１μｍ）を形成した。
上部電極２８上に、実施例３１と同様に、インクジェットによって銀微粒子分散液を印刷し、次いで加熱処理を行い、幅０．３ｍｍでピッチ１ｍｍの縞状バス電極３４（膜厚１μｍ）を形成した。
さらに、実施例１と同様にして、シーラントとしてＥＶＡフィルムをはさみ、ガスバリアフィルム３２を１４０℃で真空加熱ラミネートした。
以上の工程により、下部電極２４と光電変換層２６との間に正孔輸送層を有し、光電変換層２６と上部電極との間に電子輸送層を有する以外は、図３と同様の構成を有する太陽電池を作製した。なお、この構成の太陽電池は、下部電極２４が正極として、上部電極２８が負極として、それぞれ機能する。
【０１８７】
作製した太陽電池について、先の実施例１と同様に、初期変換効率、曲げ試験後の変換効率、および、１００時間後の変換効率を測定した。
その結果、初期変換効率は１．６％、曲げ試験後の変換効率は１．５％、１００時間後の変換効率は１．６％と、優れた特性および曲げおよび経時に対する性能維持性が確認された。
【０１８８】
［実施例３２］
実施例１で作製した基板１０の１面に、ＡｒガスとＯ2ガスを導入した真空度０．１Ｐａの雰囲気で、高周波マグネトロンスパッタにより、膜厚１００ｎｍのＩＴＯを成膜し、陽極４２を形成した。
【０１８９】
陽極４２上に、真空蒸着によって、２−ＴＮＡＴＡ（４，４’，４”−トリス（Ｎ，Ｎ−（２−ナフチル）−フェニルアミノ）トリフェニルアミンに、Ｆ４−ＴＣＮＱ（２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン）を０．３質量％ドープした、厚さ１２０ｎｍの正孔注入層４６を形成した。
なお、正孔注入層４６を含め、以下の真空蒸着は、全て基板温度２０℃、真空度１×１０-4Ｐａで行った。
【０１９０】
正孔注入層４６の上に、真空蒸着によって、ＮＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−[１，１’−ビフェニル]−４，４’−ジアミン）を１０ｎｍ成膜し、正孔輸送層４８を形成した。
【０１９１】
正孔輸送層４８上に、真空蒸着によって、第１ホスト材料である下記構造式で表される化合物Ａを４４．９質量％と、第２ホスト材料である下記構造式で表される化合物Ｂを４０質量％と、この化合物Ａおよび化合物Ｂに対して下記構造式で表される燐光発光材料Ａを１５質量％、および下記構造式で表される燐光発光材料Ｂを０．１質量％ドープした、厚さ３０ｎｍの発光層５０を形成した。
【０１９２】
【化１】
2013253317.tif 000005
【０１９３】
発光層５０上に、ＢＡｌｑ（ビス−（２−メチル−８−キノリノラト）−４−（フェニル−フェノラト）−アルミニウム（ＩＩＩ））を、真空蒸着によって２９ｎｍ成膜した。
このＢＡｌｑ上に、ＢＣＰ（２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）を、真空蒸着によって１ｎｍ成膜し、ＢＡｌｑ層とＢＣＰ層とからなる電子輸送層５２を形成した。
【０１９４】
電子輸送層５２の表面に、真空蒸着によってフッ化リチウムを１ｎｍ成膜して、電子注入層５４を形成した。
さらに、電子注入層５４の上に、アルミニウム（膜厚２ｎｍ）と銀（膜厚１０ｎｍ）を連続して真空蒸着した。更に、ＡｒガスとＯ2ガスを導入した真空度０．１Ｐａの雰囲気で、高周波マグネトロンスパッタによりＩＴＯ（膜厚０．１μｍ）を成膜し、アルミニウム／銀／ＩＴＯの３層積層構造となる光透過性の陰極５６を形成した。このとき発光領域が２ｍｍ角となるようにシャドウマスクを設置した。
以上の工程により、図４に示すような照明装置４０を作製した。
【０１９５】
この照明装置４０を、アルゴンガスで置換したグローブボックス内に入れ、ステンレス製の封止缶、および紫外線硬化型の接着剤（ナガセケムテックス社製  ＸＮＲ５５１６ＨＶ）により封止した。
以上の工程は、アルミニウムと銀を形成する真空蒸着装置と、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層を形成する真空蒸着装置と、ＩＴＯを形成するスパッタ装置と、グローブボックスとが真空度１×１０-4Ｐａ以下のクラスタ型真空搬送系にそれぞれ直結されている有機ＥＬ素子製造装置を使用して行った。
【０１９６】
作製した照明装置４０に対して、その中心と鉛直方向に同じ高さで、かつ、１ｍ離れた位置に、分光放射計（トプコンテクノハウス社製  ＳＲ−３）を設置し、２．５ｍＡ／ｃｍ2で通電し発光の１点（パネル中央付近）を点灯させて輝度を測定した。
測定の結果、輝度は１１４０ｃｄ／ｍ2であった。
【符号の説明】
【０１９７】
１０  （半導体装置用）基板
１２  基材
１４  陽極酸化皮膜
１６  保護層
２０，３６  太陽電池
２４  下部電極
２６  光電変換層
２８  上部電極
３０  封止層
３２  ガスバリアフィルム
３４，３８  バス電極
４０  （調光型）照明装置
４２  陽極
４６  正孔注入層
４８  正孔輸送層
５０  発光層
５２  電子輸送層
５４  電子注入層
５６  陰極
６０，１００  （反射型）液晶表示装置
６２，１０８  下部透明電極
６４，１１０  液晶層
６８，１１２  上部透明電極
７０  偏光板
７２，１１６  カラーフィルタ
１０２  ガラス基板
１０４  反射層
１０６  第１偏光板
１１４  上部透明電極
【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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