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有機電子器件及其制造方法

文檔序號:6988977閱讀:234來源:國知局
專利名稱:有機電子器件及其制造方法
技術領域
本發(fā)明涉及有機電子器件及有機電子器件的制造方法。
背景技術
以往,作為保護太陽能電池的技術,為了 謀求輕質化、薄型化,提出了用膜對太陽能電池進行包覆的技術。一般來說,太陽能電池組件使用例如晶體硅太陽能電池元件或無定形硅太陽能電池元件等而形成。使用這樣的太陽能電池元件,并利用層壓法等來制造太陽能電池組件,所述層壓法是按照例如表面保護片層、填充劑層、作為光電動勢元件的太陽能電池元件、填充劑層、及背面保護片層等的順序進行疊層,再實施真空抽吸并進行加熱壓粘的方法。但已知在太陽能電池元件中,近年來開發(fā)的有機薄膜太陽能電池元件尤其是對水分、氧或者由構成部件在熱的作用下產生的有機物的耐受力弱,為了實現(xiàn)有機薄膜太陽能電池元件的長壽命化,必須極力地排除這些因素。因此,為了防止因水分、氧或產生的有機物的作用而導致的劣化,長期保持性能,開發(fā)了將吸收水分、氧或產生的有機物的捕捉劑與元件一起進行密封的技術。例如,在專利文獻I所述的封入裝置中,在有機半導體元件的對面隔著一定空間設置了捕捉劑。另外,在專利文獻2中,公開了在有機薄膜太陽能電池元件和封裝用框體之間配置有包含水分捕捉劑及蠟的熱熔型部件的有機薄膜的太陽能電池元件框體封裝面板?,F(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特表2007-516611號公報專利文獻2 日本特開2009-99805號公報

發(fā)明內容
發(fā)明要解決的問題但捕捉劑與元件電極接觸時,會成為引起元件劣化的原因。例如,已知作為水分捕捉劑使用的堿金屬氧化物、有機金屬絡合物會與捕捉到的水分發(fā)生反應而生成堿(氫氧化物)。這些堿與包含有機薄膜太陽能電池元件的有機半導體元件的電極相接觸時,會腐蝕電極,使元件劣化。因此,本發(fā)明人等研究發(fā)現(xiàn)避免水分捕捉劑與有機半導體元件的電極接觸對于長壽命化是非常重要的。但在專利文獻I中,為了避免捕捉劑與元件電極接觸而設置有空間,認為可避免水分捕捉劑與有機半導體元件的電極接觸。但要實現(xiàn)裝置的薄型化,現(xiàn)狀是很難確保這樣的空間。而且,雖然使用膜而不是玻璃進行包覆能夠有效地實現(xiàn)器件輕質化,但采用膜的情況下,使用時由于來自上方的擠壓,如果僅僅是存在空間,則捕捉劑與元件電極仍會發(fā)生接觸。而且,就使用了撓性基板的撓性有機電子器件而言,在彎曲時也會發(fā)生接觸。像上述那樣僅僅是設置空間的話,無法解決本發(fā)明的問題。另外,在專利文獻2中,在有機薄膜太陽能電池元件上疊層含有水分捕捉劑的熱熔型部件層使之與有機薄膜太陽能電池元件密合,從而實現(xiàn)器件的薄型化等,認為這樣的方法是實現(xiàn)本發(fā)明課題的手段之一。但發(fā)現(xiàn)就該疊層結構而言,水分捕捉劑有可能直接與電極接觸。在這樣的情況下,與在接觸部分產生的水的反應產物會成為引起電極劣化的原因,發(fā)電效率隨時間而降低的可能性高。另外,在水分捕捉劑直接露出、或未用氣體透過性高的膜等包覆的情況下,水分捕捉劑及熱溶型部件會吸收水、喊、工序中使用的粘接劑、粘結材料等的溶劑等,在有機太陽能電池元件組件(0PV組件)的制造工序中的組裝階段易 發(fā)生變質,在操作、工序設計時要
非常小心。因此,本發(fā)明針對上述現(xiàn)狀進行了研究,目的在于提供一種有機電子器件及其制造方法,所述有機電子器件在長期使用時不會使器件功能劣化,例如,就薄膜有機太陽能電池元件而言,能夠抑制發(fā)電效率降低。解決問題的方法本發(fā)明人等經過深入研究的結果發(fā)現(xiàn),利用特定的層構成制造的有機電子器件能夠解決上述問題,從而完成了本發(fā)明。S卩,本發(fā)明如下所述。[I] 一種有機電子器件,其依次具有具有至少一對電極的有機半導體元件(B)、包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)、及阻氣膜(D),其中,在所述有機半導體元件(B)的所述一對電極中的至少一個電極與所述包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)之間,具有至少一層防蝕層(E),所述防蝕層(E)的膜厚為20 y m以上,所述防蝕層(E)及阻氣膜⑶滿足下述式⑴及⑵的條件,15 彡 Pe > Pd 式(I)1(T4 ^ Pd ^ KT1 式(2)在上述式⑴及式⑵中,Pe表示防蝕層(E)在40°C、90% RH環(huán)境下的水蒸氣透過率,Pd表示阻氣膜(D)在40°C、90% RH環(huán)境下的水蒸氣透過率,其單位均為g/m2/天。[2]上述[I]所述的有機電子器件,其中,上述防蝕層(E)包含具有0. lN/cm以上的粘接功能的層。[3]上述[I]或[2]所述的有機電子器件,其中,上述有機半導體元件⑶為有機太陽能電池元件。[4]上述[I] [3]中任一項所述的有機電子器件,其中,包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)的水分吸收能力為0. lmg/Cm2以上且15mg/cm2以下。[5]上述[I] [4]中任一項所述的有機電子器件,其中,上述阻氣膜⑶為包含熱塑性樹脂、及真空鍍覆在該熱塑性樹脂上的SiOx的膜。[6]上述[I] [5]中任一項所述的有機電子器件,其包含基板(A)。[7]上述[I] [6]中任一項所述的有機電子器件,其包含封裝材料及耐候性保護片。[8] 一種有機電子器件的制造方法,該方法包括依次疊層基板(A)、具有至少一對電極的有機半導體元件(B)、包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)、至少一層防蝕層(E)、及包覆該有機半導體元件的阻氣膜(D),其中,
所述防蝕層(E)及阻氣膜⑶滿足下述式⑴及⑵的條件,15 彡 Pe > Pd 式(I)1(T4 ^ Pd ^ KT1 式(2)在上述式⑴及式⑵中,Pe表示防蝕層(E)在40°C、90% RH環(huán)境下的水蒸氣透過率,Pd表示阻氣膜(D)在40°C、90% RH環(huán)境下的水 蒸氣透過率,其單位均為g/m2/天,在所述有機電子器件的制造方法中,制作在包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)上疊層有至少一層防蝕層(E)的疊層體層,并在基板(A)上制作有機半導體元件(B),然后按照上述順序進行疊層。[9]上述[8]所述的有機電子器件的制造方法,其中,制造依次疊層有阻氣膜(D)、包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)、至少一層防蝕層(E)的疊層體層,并在基板(A)上制作有機半導體元件(B),然后按照上述順序進行疊層。[10] 一種有機電子器件,其依次具有基板(A)、具有至少一對電極的有機半導體元件(B)、包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)、及阻氣膜(D),其中,在所述有機半導體元件(B)與所述包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)之間具有樹脂層(F),使得所述有機半導體元件(B)與該層(C)不直接接觸,該樹脂層(F)的膜厚為20 以上,該樹脂層(F)及阻氣膜⑶滿足下述式⑴及⑵的條件,15 彡 Pe > Pd 式(I)1(T4 ^ Pd ^ KT1 式(2)在上述式(I)及式⑵中,Pe表示樹脂層(F)在40°C、90% RH環(huán)境下的水蒸氣透過率,Pd表示阻氣膜(D)在40°C、90% RH環(huán)境下的水蒸氣透過率,其單位均為g/m2/天,并且,在所述有機電子器件中,所述基板(A)與所述阻氣膜(D)直接粘接或隔著中間層粘接,使所述有機半導體元件(B)與所述層(C)不與外部氣體接觸。[11]上述[10]所述的有機電子器件,其中,所述阻氣膜⑶與所述樹脂層(F)直接粘接或隔著中間層粘接,使所述樹脂層(F)不與外部氣體接觸。[12]上述[10]或[11]所述的有機電子器件,其中,所述中間層為含有密封材料的層。[13]上述[10] [12]中任一項所述的有機電子器件,其中,所述樹脂層(F)包含至少一層防蝕層(E)。[14]上述[10] [13]中任一項所述的有機電子器件,其中,所述有機半導體元件
(B)為有機太陽能電池元件。[15] 一種有機電子器件的制造方法,該方法包括在基板(A)上彼此具有間隔地設置多個有機半導體元件(B),在所述多個有機半導體元件(B)上疊層樹脂層(F),在所述樹脂層(F)上彼此具有間隔地設置2個以上包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C),在所述層(C)上疊層阻氣膜⑶,以及對所述基板(A)進行切割,使其包含所述有機半導體元件(B)及包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)。
[16]上述[15]所述的有機電子器件的制造方法,其中,切割的部分為至少由基板
(A)和所述阻氣膜(D)直接粘接或隔著中間層粘接而成的部分。[17]上述[15]或[16]所述的有機電子器件的制造方法,其中,切割的部分為至少由所述基板(A)、所述阻氣膜(D)、及所述樹脂層(F)疊層而成的部分。[18]上述[15] [17]中任一項所述的有機電子器件的制造方法,其中,所述中間層為含有密封材料的層。[19]上述[15] [18]中任一項所述的有機電 子器件的制造方法,其中,所述樹脂層(F)包含至少一層防蝕層(E)。[20]上述[19]所述的有機電子器件的制造方法,其中,所述防蝕層(E)及阻氣膜(D)滿足下述式(3)及⑷的條件,5 彡 Pe > Pd 式(3)Pd ( KT1 式(4)在上述式(3)及式(4)中,Pe表示防蝕層(E)在40°C、90% RH環(huán)境下的水蒸氣透過率,Pd表示阻氣膜(D)在40°C、90% RH環(huán)境下的水蒸氣透過率,其單位均為g/m2/天。[21]上述[15] [19]中任一項所述的有機電子器件的制造方法,其中,所述有機半導體元件(B)為有機太陽能電池元件。發(fā)明的效果本發(fā)明通過在有機半導體元件(B)(更具體地為電極)和包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)之間具有樹脂層(F)或防蝕層(E),使包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)不直接與電極接觸。其結果,可抑制因水分及氧中的至少之一而導致的有機半導體元件的劣化,并且可防止捕捉劑含有成分的反應產物(酸、堿、自由基等活性物質)通過電極的針孔向有機半導體材料擴散。另外,通過將包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)設置在有機電子器件內使其不與外部氣體接觸,能夠實現(xiàn)有機電子器件的長壽命化。具體而言,在有機薄膜太陽能電池中,沒有必要為了避免捕捉劑與電極接觸而設置空間,可實現(xiàn)器件的薄型化。另外,即使膜受到來自上方的擠壓,由于捕捉劑不會與電極接觸,可通過膜而并非玻璃對有機半導體進行包覆,可實現(xiàn)器件的輕質化。而且,即使在可撓性有機電子器件的情況下,彎曲時捕捉劑也不會與電極接觸,可防止因彎曲而導致的元件劣化。其中,通過在與基板(A)相反側的有機半導體元件(B)(更具體地為電極)與包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)之間具有所述樹脂層(F),還可適用于以基板(A)側為受光面的底部受光型(卜&受光型)有機太陽能電池等。本發(fā)明的有機電子器件為能強烈耐受來自與受光面垂直方向的壓力的有機電子組件。具體而言,將有機薄膜太陽能電池裝置組件化并對該組件進行設置后,出于實用的目的,必須能夠很強地耐受來自與受光面垂直方向的壓力,使其能夠耐受被踩踏、下冰雹等情況。但僅在有機半導體元件和捕捉劑之間設置空間的情況下、或僅存在氣體透過性高的膜等的情況下,直接接觸而受到損傷的危險性很高,但像本發(fā)明這樣,通過設置樹脂層(F)、優(yōu)選通過設置具有特定特性的防蝕層(E),可防止上述損傷。另外,通過設置樹脂層(F)、或防蝕層(E),水分捕捉劑、熱熔型部件不會因吸收水、堿、工序中使用的粘接劑、粘結材料等的溶劑、外部氣體等的水分及氧等而在OPV組件的制造工序的組裝階段發(fā)生變質,能夠期待其操作作業(yè)、工序設計得到簡化、強化的效果。另外,在本發(fā)明中,通過將基板(A)與所述阻氣膜(D)直接粘接或隔著中間層(其它層)粘接,使有機半導體元件(B)和包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)不與外部氣體接觸,從而可以更明顯地發(fā)揮上述效果。


[圖I]是示出本發(fā)明實施方式I的有機電子器 件的結構例的剖面示意圖(實施例I)[圖2]是示出比較例的有機電子器件的結構例的剖面示意圖(比較例I)[圖3]是示出本發(fā)明實施方式2的有機電子器件的結構例的剖面示意圖(實施例1、2)[圖4]是示出本發(fā)明實施方式2的有機電子器件的結構例的頂面示意圖(實施例1、2)[圖5]是示出本發(fā)明實施方式3的有機電子器件的結構例的剖面示意圖(實施例1、2的另一形態(tài))[圖6]是示出本發(fā)明實施方式4的有機電子器件的結構例的剖面示意圖(實施例3、4)[圖7]是示出本發(fā)明實施方式4的有機電子器件的結構例的頂面示意圖(實施例3、4)符號說明I.基板(A)2.有機半導體層3.透明電極4.金屬電極5.防蝕層(E)6.包含捕捉劑的層(C)7.阻氣膜(D)8.密封材料9.粘接片10.切割面20.有機半導體元件(B)
具體實施例方式以下,列舉實施方式及示例物等對本發(fā)明進行詳細說明,但本發(fā)明并不受以下實施方式及示例物等的限定,在不脫離本發(fā)明要點的范圍內可進行任意變更。(實施方式I)本發(fā)明有機電子器件的I個例子如圖I所示,其依次疊層有有機半導體元件
(B)20、包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C) 6、和阻氣膜(D) 7,所述有機半導體元件(B) 20具有至少一對電極3、4和有機半導體層2,所述阻氣膜(D) 7包覆所述有機半導體元件20,其中,在所述電極中的至少一個與所述包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)6之間,具有至少一層防蝕層(E)5。其中,有機半導體元件(B)20可形成在基板(A)I上,另外,還可以將阻氣膜(D)作為基板使用。其中,有機半導體元件(B)具有下述結構有機半導體層2設置在透明電極3和金屬電極4之間,為太陽能電池元件的情況下,具有下述結構將通過光電轉換在有機半導體層2內產 生的電子從透明電極3和金屬電極4以電力的形式取出,而且,所述防蝕層(E)的膜厚為20 以上,所述防蝕層(E)及阻氣膜⑶滿足下述式⑴及⑵的條件,15 彡 Pe > Pd 式(I)1(T4 ^ Pd ^ KT1 式(2)在上述式⑴及式⑵中,Pe表示防蝕層(E)在40°C、90% RH環(huán)境下的水蒸氣透過率,Pd表示阻氣膜(D)在40°C、90% RH環(huán)境下的水蒸氣透過率,其單位均為g/m2/天。(實施方式2)另外,本發(fā)明的有機電子器件的I個例子如圖3及圖4所示,其至少依次疊層有基板(A) I、有機半導體元件(B) 20、包含吸收水分和/或氧的捕捉劑的層(06、及阻氣膜
(D)7,其中,在所述有機半導體元件(B)和所述包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)6之間,具有樹脂層(F),使得所述有機半導體元件(B)與所述層(C)6不直接接觸,并且所述基板(A)I與所述阻氣膜(D) 7直接粘接或隔著防蝕層(E) 5等中間層粘接,使得所述有機半導體元件(B)和所述層(C)6不與外部氣體接觸,而且,所述樹脂層(F)的膜厚為20i!m以上,所述樹脂層(F)及阻氣膜⑶滿足下述式⑴及⑵的條件,15 彡 Pe > Pd 式(I)1(T4 ^ Pd ^ KT1 式(2)在上述式⑴及式⑵中,Pe表示樹脂層(F)在40°C、90% RH環(huán)境下的水蒸氣透過率,Pd表示阻氣膜(D)在40°C、90% RH環(huán)境下的水蒸氣透過率,其單位均為g/m2/天,并且,所述基板(A)和所述阻氣膜(D)直接粘接或隔著中間層粘接,使得所述元件
(B)和所述層(C)不與外部氣體接觸。(實施方式3)另外,本發(fā)明的有機電子器件的I個例子如圖5所示,在形成有圖中未示出的背面保護片等阻氣層的阻氣膜(D) 7上形成包含捕捉劑的層(06,并設置由防蝕層(E)5構成的樹脂層(F),使其包覆所述包含捕捉劑的層(06,將樹脂層(F)隔著密封材料8與阻氣膜
(D)7粘接,使樹脂層(F)不與所述有機電子器件的端面接觸且不露出到外部。其它部件與上述實施方式2相同。(實施方式4)實施方式4為制造有機電子器件的方法,例如,作為其I個例子,示出了制作圖3及圖4所示有機電子器件的方法。S卩,該方法為制造如圖3及圖4所示的下述有機電子器件的方法,該有機電子器件至少依次疊層有基板(A) I、有機半導體元件(B) 20、包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C) 6、及阻氣膜(D) 7,其中,在所述有機半導體元件(B) 20和所述包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)6之間具有樹脂層(F),使得所述有機半導體元件(B) 20與所述層(C) 6不直接接觸,并且所述基板(A) I與所述阻氣膜(D) 7直接粘接或隔著中間層粘接,使得所述元件(B)與所述層(C)6不與外部氣體接觸。而且,在所述有機電子器件的制造方法中,如圖6及圖7所示,在基板(A) I上彼此具有間隔地設置至少2個以上有機半導體元件(B) 20,在所述至少2個以上有機半導體元件
(B)20上疊層樹脂層(F),在該樹脂層(F)上彼此具 有間隔地設置2層以上的包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C) 6,在該層(C) 6上疊層阻氣膜(D) 7,并按照包含所述有機半導體元件(B) 20和包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)6的方式進行切害I]。在該構成中,期望樹脂層(F)與實施方式2同樣,但即使膜厚以及水分吸收率不滿足上述條件,也能夠容易地制造,從而可以謀求簡化制造工序。需要說明的是,就本發(fā)明的有機電子器件而言,只要至少具有上述記載的(B)
(E)層或(A) (F)層即可,沒有特別限制,優(yōu)選為有機EL裝置、有機薄膜太陽能電池元件裝置。其中,特別優(yōu)選為有機薄膜太陽能電池元件裝置。另外,在本發(fā)明中,片、膜及層均指片狀及膜狀,只要不影響本發(fā)明的功能即可,無需刻意區(qū)分。在上述實施方式I 4中,對相同的部件賦予相同的符號,并省略其說明。接著,對本發(fā)明中使用的各部件進行說明。〈基板(A)>基板(A)是支撐有機半導體元件(B)的支撐部件。作為形成基板(A)的材料,可以列舉例如,玻璃、藍寶石、二氧化鈦等無機材料;聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚酰亞胺、尼龍、聚苯乙烯、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物、氟樹脂膜、氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、環(huán)狀聚烯烴、纖維素、乙酸纖維素、聚偏氯乙烯、芳族聚酰胺、聚苯硫醚、聚氨酯、聚碳酸酯、聚(甲基)丙烯酸樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚芳酯、聚降冰片烯等有機材料;不銹鋼、鈦、鎳、銀、金、銅、鋁等金屬材料;等等。其中,從易于形成有機半導體元件(B)方面考慮,優(yōu)選玻璃、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亞胺、聚(甲基)丙烯酸樹脂膜、不銹鋼、鋁。需要說明的是,基體材料的材料可使用I種,也可將2種以上以任意組合及比率組合使用。另外,這些有機材料中可含有碳纖維、玻璃纖維等增強纖維,以增強機械強度。另夕卜,為了賦予這些金屬材料以絕緣性,可制成涂敷或疊層有表面層等的復合材料。例如,基板(A)由金屬基板構成的情況下,可采用下述結構在其上層疊層有機半導體元件,再在其上層疊層透明電極,從而對部分基板賦予絕緣性,并使部分基板暴露出來作為金屬電極發(fā)揮作用。另外,還可將阻氣膜作為基板使用。〈有機半導體元件(B)〉作為有機半導體元件(B),下述記載了有機薄膜太陽能電池元件(在本說明書中,也簡稱為“太陽能電池元件”),但只要不顯著影響本發(fā)明即可,并不排除其它有機電子器件。另外,有機薄膜太陽能電池元件也并不限于以下說明的例子。有機薄膜太陽能電池元件具備至少一對電極以及設置在這些電極間的含有有機半導體的有機半導體層。所述有機半導體層吸收光而產生電力,并將產生的電力從電極取出,也有如后述所敘述的那樣包含緩沖層等其它層的情況。
有機半導體層有機半導體層可由任意有機半導體形成。根據(jù)半導體特性,有機半導體可分為P型、n型。對于p型、n型而言,對導電有貢獻的是空穴、電子中的任一者,并取決于材料的電子狀態(tài)、摻雜狀態(tài)、捕獲狀態(tài)。因此,以下列舉有機半導體的例子,但有時未必能夠明確區(qū)分為P型、n型,即使是同一物質,也有顯示p型、n型兩種特性的。作為p型半導體的例子,可以列舉,四苯并 卟啉、四苯并卟啉銅、四苯并卟啉鋅等卟啉化合物;酞菁、酞菁銅、酞菁鋅等酞菁化合物;萘酞菁化合物;并四苯、并五苯等多并苯;六噻吩等低聚噻吩及含有這些化合物作為骨架的衍生物。還可以列舉,包括聚(3-烷基噻吩)等在內的聚噻吩、聚荷、聚苯乙炔(polyphenylene vinylene)、聚三烯丙基胺、聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等高分子等。作為n型半導體的例子,可以列舉,富勒烯(C6tlX7tlX76);八氮雜卟啉;上述p型半導體的全氟化物;萘四羧酸酐、萘四羧酸二酰亞胺、二萘嵌苯四羧酸酐、二萘嵌苯四羧酸二酰亞胺等芳香族羧酸酐、其酰亞胺化物;以及含有這些化合物作為骨架的衍生物等。只要至少含有p型的半導體及n型的半導體即可,有機半導體層的具體的構成是任意的??蓛H由單層的膜構成,也可由2層以上的疊層膜構成。例如,可以在各自的膜中含有n型半導體和p型半導體,也可以在同一膜中含有n型半導體和p型半導體。另外,n型半導體及p型半導體可以分別使用I種,也可將2種以上以任意組合及比率組合使用。作為有機半導體層的具體構成例,可以列舉,具有p型半導體和n型半導體在層內發(fā)生了相分離的層(i層)的本體異質結型、包含P型半導體的層(P層)和包含n型半導體的層(P層)分別具有界面的疊層型(異質Pn結型)、肖特基型及它們的組合。其中,本體異質結型、及本體異質結型與疊層型的組合(p-i-n結型)顯示出高性能,因此優(yōu)選。有機半導體層的p層、i層、n層各層的厚度沒有限制,通常為3nm以上、優(yōu)選為IOnm以上,并且通常為200nm以下、優(yōu)選為IOOnm以下。增大層厚,具有提高膜均勻性的趨勢,減小層厚,具有透過率提高而串聯(lián)電阻降低的趨勢。 電極電極可由具有導電性的任意材料形成。作為電極材料的例子,可以列舉出鉬、金、銀、鋁、鉻、鎳、銅、鈦、鎂、鈣、鋇、鈉等金屬或它們的合金;氧化銦、氧化錫等金屬氧化物、或其合金(ITO);聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔等導電性高分子;使上述導電性高分子中含有鹽酸、硫酸、磺酸等酸、FeCl3等路易斯酸、碘等鹵素原子、鈉、鉀等金屬原子等摻雜劑而成的材料;將金屬粒子、炭黑、富勒烯、碳納米管等導電性粒子分散在聚合物粘合劑等基質中而形成的導電性復合材料等。其中,對于捕集空穴的電極而言,優(yōu)選Au、ITO等具有高功函數(shù)的材料。另一方面,對于捕集電子的電極而言,優(yōu)選Al這樣的具有低功函數(shù)的材料。通過優(yōu)化功函數(shù),具有良好地捕集因光吸收而產生的空穴及電子的優(yōu)點。在一對電極中,為了發(fā)電,優(yōu)選至少受光面?zhèn)鹊碾姌O具有光透過性。但在電極面積比發(fā)電層面積小等、即使電極不透明也不會對發(fā)電性能造成明顯的不良影響的情況下,受光面?zhèn)鹊碾姌O也可以不必是透明的。作為透明的電極材料,可以列舉例如,IT0、氧化銦鋅(IZO)等氧化物;金屬薄膜等。另外,此時,光的透射率的具體范圍沒有限制,考慮到太陽能電池元件的發(fā)電效率時,除去因在光學界面發(fā)生部分反射而導致的損失,優(yōu)選為80%以上。
需要說明的是,電極的材料可單獨使用I種,也可將2種以上以任意組合及比率組
合使用。另外,電極的形成方法沒有限制。例如,可通過真空蒸鍍、濺射等干式工藝形成。另夕卜,例如,還可通過使用導電性油墨等的濕式工藝形成。此時,作為導電性油墨,可使用任意的導電性油墨,例如,可使用導電性高分子、金屬粒子分散液等。另外,電極可疊層2層以上,也可以通過表面處 理來改善電特性、潤濕特性等特性。 其它層上述例子中所示有機太陽能電池元件除上述有機半導體層、電極以外,還可具有其它層。需要說明的是,形成其它層的位置只要不損害太陽能電池元件發(fā)電,則可以為任意位置。作為其它層,可以列舉緩沖層。緩沖層是設置在例如面向有機半導體層側的電極界面上的用于改善電特性等的層??梢粤信e例如,聚(亞乙基二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸(PED0T:PSS)、氧化鑰、氟化鋰、2,9- 二甲基-4,7- 二苯基-1,10-鄰二氮雜菲等。〈包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)〉包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)是吸收水分及氧中的至少之一的膜。如上所述,有機薄膜太陽能電池元件的構成部件會在水分的作用下發(fā)生劣化,而且會因氧的作用而發(fā)生劣化,如不盡量排除水分和氧的話,很難在保持發(fā)電效率的同時實現(xiàn)長壽命化。因此,通過用包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)包覆太陽能電池元件,能保護太陽能電池元件等不受水分及氧中的至少之一的影響,從而保持高的發(fā)電能力。其中,包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)不同于上述的阻氣膜
(D),其吸收水分及氧中的至少之一且不會阻礙水分及氧中的至少之一透過。通過使用吸收水分及氧中的至少之一的膜,在用阻氣膜(D)等包覆太陽能電池元件的情況下,包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)會捕捉浸入到由阻氣膜(D)與密封材料形成的空間內的少量水分及氧中的至少之一,從而可排除因水分對太陽能電池元件的影響。具體而言,對于包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)的水分吸收能力(本發(fā)明中也稱為“水分吸收量”)而言,按照相對于疊層面的單位面積計,通常為0. Img/cm2以上、優(yōu)選為0. 5mg/cm2以上、更優(yōu)選為lmg/cm2以上。該數(shù)值越高,水分吸收能力越高,越能夠抑制太陽能電池元件的劣化。另外,其上限沒有限制,但通常為15mg/cm2以下。另外,包含捕捉劑的層(C)每單位體積的水分吸收量通常為lmg/cm3以上、優(yōu)選為5mg/cm3以上、更優(yōu)選為10mg/cm3以上。該數(shù)值越高,水分吸收能力越高,越能夠抑制太陽能電池元件的劣化。另外,其上限沒有限制,但通常為800mg/cm3以下。需要說明的是,水分吸收量的測定方法可利用下述方法進行測定由試驗體吸收水分前后的重量變化算出的方法、用水分測定裝置測定試驗體中的水分量的方法、將試驗體保存在含水分的密閉容器中并用水分濃度計檢測其水分減少量的方法。優(yōu)選由重量變化進行計算的方法,因為該方法可簡便地實施。具體而言,在測定干燥狀態(tài)下試驗體的重量后,將同一試驗體保存在存在水分的環(huán)境下,記錄重量不再增加時的重量,其差值為水分吸收量。就存在水分的保存環(huán)境而言,只要滿足存在水分的量為試驗體的水分吸收量以上的條件即可,可根據(jù)水分吸收能力進行適當設定。具體而言,對于水分吸收能力大的試驗體,為了縮短試驗時間,可在50 100%RH以上的濕度環(huán)境下進行,對于水分吸收能力小的試驗體,可在控制為適宜水分濃度的環(huán)境(例如Ippm 1%范圍)下進行。就重量測定時的環(huán)境而言,不可逆地吸收水分的試驗體可在50% RH以上的濕度環(huán)境下進行重量測定,而可逆地吸收水分的試驗體則必須在85%RH以上的高濕環(huán)境下進行重量測定。另外,包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉 劑的層(C)通過吸收氧,在用阻氣膜(D)等包覆太陽能電池元件的情況下,包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層
(C)會捕捉浸入到由阻氣膜(D)與密封材料形成的空間內的少量氧,從而可排除氧對太陽能電池元件的影響。對于包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)的氧吸收能力而言,按照相對于疊層面的單位面積計,通常為O.Olml/cm2以上、優(yōu)選為0. 05ml/cm2以上、更優(yōu)選為0. lml/cm2以上。該數(shù)值越高,氧吸收能力越高,越能夠抑制太陽能電池元件的劣化。另外,其上限沒有限制,但通常為20ml/cm2以下。在本發(fā)明中,氧吸收能力和氧吸收量的意義相同。另外,包含捕捉劑的層(C)每單位體積的氧吸收量通常為0. lml/cm3以上、優(yōu)選為0. 5mg/cm3以上、更優(yōu)選為lmg/cm3以上。該數(shù)值越高,水分吸收能力越高,越能夠抑制太陽能電池元件的劣化。另外,其上限沒有限制,但通常為200mg/cm3以下。需要說明的是,就氧吸收能力的測定方法而言,可通過下述方法求出將試驗體保存在含氧的密閉容器內,用氧濃度計檢測其氧減少量。記錄氧濃度不再減少時的氧濃度,將其與試驗前密閉容器內氧濃度的差值作為氧吸收量??蛇m當設定密閉容器內的初期氧濃度,使存在的氧量為試驗體的氧吸收量以上,并且為與氧濃度計的靈敏度相適應的濃度。另夕卜,可以向密閉容器內加入適當量的試驗體,使因吸收而產生的氧減少量為氧濃度計的檢測靈敏度以上。另外,將包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)用于太陽能電池的受光側一面時,從不影響太陽能電池元件的光吸收的角度考慮,優(yōu)選使可見光透過。例如,除去因膜界面的部分反射而導致的損失,可見光(波長360 830nm)的光透射率通常為75%以上、優(yōu)選為80%以上、更優(yōu)選為85%以上、進一步優(yōu)選為90%以上、特別優(yōu)選為95%以上,其中,特別優(yōu)選為97%以上。這是因為,這樣會將太陽光更多地轉化為電能。另外,由于有機半導體裝置在多數(shù)情況下會因受到光照射而產生熱,因此優(yōu)選包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)具有耐熱性。從該觀點來看,包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)的構成材料的熔點通常為100°C以上、優(yōu)選為120°C以上、更優(yōu)選為130°C以上,并且通常為350°C以下、優(yōu)選為320°C以下、更優(yōu)選為300°C以下。通過提高熔點,可降低在有機半導體裝置使用時、包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)發(fā)生熔解/劣化的可能性。對于構成包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)的材料而言,只要能吸收水分及氧中的至少之一,則可以為任意材料。如果針對這樣的材料進行舉例,作為吸收水分的物質(吸水劑、干燥劑),可以列舉堿金屬、堿土金屬、堿土金屬的氧化物、堿金屬或堿土金屬的氫氧化物、硅膠、沸石類化合物、硫酸鎂、硫酸鈉、硫酸鎳等硫酸鹽、鋁金屬絡合物、辛酸鋁>彡二々A才々寸4卜''才夕子> 一卜)等有機金屬化合物等。具體而言,作為堿土金屬,可以列舉Ca、Sr、Ba等。作為堿土金屬的氧化物,可以列舉CaO、SrO> BaO等。此外,還可列舉Zr-Al-BaO、鋁金屬絡合物等。其中,優(yōu)選堿土金屬Ca、Sr及其氧化物CaO、SrO、及鋁金屬絡合物,從水分捕捉性高的角度考慮,更優(yōu)選CaO、SrO、BaO ;從能使捕捉劑透明化方面考慮,更優(yōu)選鋁金屬絡合物。其中,如果列舉更優(yōu)選的具體商 品名,例如,更優(yōu)選使用OleDry (雙葉電子株式會社制造)作為吸收水分的捕捉劑。作為吸收氧的物質(脫氧劑),可以列舉Fe、Mn、Zn、及這些金屬的硫酸鹽/鹽酸鹽/硝酸鹽等無機鹽等無機類;抗壞血酸、肼類化合物、MXD6尼龍、乙烯性不飽和烴、具有環(huán)己烯基的聚合物等有機類等。需要說明的是,包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)可由I種材料形成,也可由2種以上的材料形成。作為構成上述包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)的捕捉劑的優(yōu)選組合,采用吸收水分的捕捉劑的組合時,從水分捕捉性能方面考慮,優(yōu)選堿土金屬Ca或Sr與堿土金屬的氧化物CaO或SrO的組合、堿土金屬的氧化物CaO或SrO與鋁金屬絡合物的組合;將吸收水分的捕捉劑與吸收氧的捕捉劑組合時,從兼?zhèn)渌趾脱醯奈辗矫婵紤],優(yōu)選堿土金屬的氧化物CaO或SrO與Fe的組合、堿土金屬的氧化物CaO或SrO與抗壞血酸的組合、堿土金屬的氧化物CaO或SrO與肼化合物的組合、鋁金屬絡合物與抗壞血酸的組合、鋁金屬絡合物與肼化合物的組合。另外,從顯示出更高的吸收性能方面考慮,優(yōu)選堿土金屬的氧化物CaO或SrO與抗壞血酸的組合、堿土金屬的氧化物CaO或SrO與肼化合物的組合。另外,包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)可由單層膜形成,也可以為具有2層以上膜的疊層膜。包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)的厚度沒有特別限制,通常為5 ii m以上、優(yōu)選為10 u m以上、更優(yōu)選為15 u m以上,并且通常為500 u m以下、優(yōu)選為400 u m以下、更優(yōu)選為300 u m以下。增加厚度時,存在機械強度提聞的趨勢,反之,減小厚度時,存在柔軟性提高的趨勢,并且具有可實現(xiàn)裝置的薄型化的優(yōu)點。因此,作為兼具兩方面優(yōu)勢的范圍,期望在上述范圍內。就有機電子器件而言,其受光面及背面形成的面積大多比其它面要大,因此,水分及氧有可能通過這些面浸入。從該觀點來看,在本發(fā)明中,包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)設置在阻氣膜(D)和有機半導體元件(B)之間。作為本實施方式之一,包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)設置在有機半導體元件(B)的受光面一側。另外,作為本實施方式的另一種方式,根據(jù)需要將包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)設置在有機半導體元件(B)的背面?zhèn)?。另夕卜,作為本實施方式的另一方式,在受光面、背面?zhèn)榷荚O置有包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)。在該情況下,無論是位于受光面一側還是背面?zhèn)?,包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的?C)均優(yōu)選位于有機半導體元件(B)和阻氣膜(D)之間。除上述位置外,包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)只要位于由阻氣膜(D)及密封材料形成的空間內即可,對其設置位置沒有限制。例如,可設置在不存在有機半導體元件(B)的基板(A)上、有機半導體元件(B)的除受光面及背面中的至少一種投影面以外的阻氣膜(D)上,還可以沿器件邊緣部、尤其是沿密封材料內側的位置進行設置。包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)可根據(jù)捕捉劑的種類以任意方法形成,可采用例如將分散有捕捉劑的膜通過粘合劑進行安裝的方法;將捕捉劑的溶液通過輥涂法、凹版涂布法、刮刀涂布法、浸涂法、簾流涂布法、噴涂法、棒涂法、縫模涂布法、旋涂法、噴墨法、分散器等進行涂布的 方法等。另外,還可以采用等離子CVD、真空蒸鍍、離子鍍、濺射法等成膜方法。作為用于捕捉劑的膜,可以使用例如,聚乙烯類樹脂、聚丙烯類樹脂、環(huán)狀聚烯烴類樹脂、聚苯乙烯類樹脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS樹脂)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS樹脂)、聚氯乙烯類樹脂、氟樹脂、聚(甲基)丙烯酸類樹脂、聚碳酸酯類樹脂等。其中,優(yōu)選聚乙烯類樹脂、氟樹脂、環(huán)狀聚烯烴類樹脂、聚碳酸酯類樹脂的膜。需要說明的是,上述樹脂可使用I種,也可將2種以上以任意組合及比率組合使用。另外,對于設置在與受光面相反的太陽能電池元件的背面的包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)而言,由于太陽能電池元件背面?zhèn)鹊臉嫵刹考幢匦枰箍梢姽馔高^,因此也可以使用不使可見光透過的層。另外,還可以使用與含有吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)相比含有更多所使用的水分吸收劑及氧吸收劑中的至少之一的膜。作為這樣的吸收劑,可以列舉,作為水分吸收劑的CaO、BaO, Zr_Al_BaO,作為氧吸收劑的活性炭、分子篩等。< (包覆有機半導體元件(B)的)阻氣膜(D) >阻氣膜(D)是防止水及氧透過的膜。包含有機薄膜太陽能電池的有機半導體元件(B)具有對濕氣及氧的耐受力弱的傾向,透明電極、金屬電極、有機半導體層有時會在水分及氧的作用下發(fā)生劣化。因此,通過用阻氣膜(D)包覆太陽能電池元件,可以保護太陽能電池元件不受水及氧的影響,保持高的發(fā)電能力。另外,本發(fā)明的阻氣膜(D)滿足以下所述的水蒸氣透過率。為了阻止來自外部的水分的浸入,對于阻氣膜(D)的水蒸氣透過率Pd而言,以100 u m厚度計,其在40°C、90% RH環(huán)境下的水蒸氣透過率Pd必須為lO'/m2/天以下、更優(yōu)選為10_2g/m2/天以下、進一步優(yōu)選為10_3g/m2/天以下,達到10_4g/m2/天時阻隔性高,因此優(yōu)選。但就現(xiàn)今的技術而言,如果使其透明且柔軟、并提高阻隔性能,則制造成本也相應地提高,在用于太陽能電池用途時,制造成本的限制也很大,因此現(xiàn)實中最優(yōu)選的阻隔性能通常為10_3g/m2/天 10_4g/m2/天的范圍。另外,如果技術上能實現(xiàn)的話,當然希望為10_4g/m2/天以下。水蒸氣透過率可基于JIS K7129標準、采用具有濕度傳感器、紅外線傳感器、氣相色譜的裝置、通過杯式法(JIS Z0208)在40°C、90%環(huán)境下進行測定。需要說明的是,為了填埋空出的空間以改善光學特性、機械特性,有時需要在有機電子器件內封入填充材料。此時,填充材料層為含有游離酸、有機溶劑、水蒸氣、氧等的物質的情況下,有可能使有機半導體元件劣化。即使在這樣的情況下,通過在有機半導體元件之間設置防蝕層,也可防止有機半導體元件的劣化。阻氣膜(D)所要求的氧透過性的程度因有機半導體元件(B)的種類等而不同。例如,一般來說,優(yōu)選在25°C環(huán)境下100 厚的阻氣膜每單位面積(Im2)每天的氧透過率為lcc/m2/天/atm以下、更優(yōu)選為I X 10_1cc/m2/天/atm以下、進一步優(yōu)選為I X l(T2cc/m2/天/atm以下、更進一步優(yōu)選為I X l(T3cc/m2/天/atm以下,其中尤其優(yōu)選為I X l(T4cc/m2/天/atm以下,特別優(yōu)選為lX10_5cc/m2/天/atm以下。氧的透過量越少,越具有能夠抑制因元件的氧化而導致的劣化的優(yōu)點。另外,氧透過率可采用基于JIS K7126A標準的差壓法的裝置、或基于JIS K7126B標準的等壓法的具有紅外線傳感器、氣 相色譜的裝置來進行測定。通過使用這樣的阻氣膜(D),可容易地制造有效利用了有機太陽能電池元件等的優(yōu)異性質的有機半導體裝置。另外,阻氣膜(D)用于有機電子器件的光入射/出射面時,優(yōu)選能透過可見光。例如,可見光(波長360 830nm)的光透射率通常為75%以上、優(yōu)選為80%以上、更優(yōu)選為85%以上、進一步優(yōu)選為90%以上、尤其優(yōu)選為95%以上,其中特別優(yōu)選為97%以上。例如,在有機薄膜太陽能電池中,具有將太陽光更多地轉化為電能的優(yōu)點。另外,用于與有機電子器件的光入射/出射面相反的面時,不一定需要使可見光透過,也可以是不透明的。阻氣膜的厚度沒有特別限制,通常為IOym以上、優(yōu)選為15pm以上、更優(yōu)選為20 um以上,并且通常為500 u m以下、優(yōu)選為300 u m以下、更優(yōu)選200 u m以下。增大厚度時,機械強度有提高的趨勢,減小厚度時,柔軟性有提高的趨勢。另外,由于有機半導體裝置在多數(shù)情況下會在受到光照射時產生熱,因此優(yōu)選阻氣膜(D)具有耐熱性。從該觀點來看,阻氣膜(D)的構成材料的熔點通常為100°C以上、優(yōu)選為120°C以上、更優(yōu)選為130°C以上,并且通常為350°C以下、優(yōu)選為320°C以下、更優(yōu)選為300°C以下。通過提高熔點,可以防止在使用有機半導體裝置時阻氣膜(D)發(fā)生熔解/劣化。對于阻氣膜(D)的具體構成而言,只要能保護有機半導體元件不受水及氧中的至少之一的影響,則可以為任意構成。但是,由于能透過阻氣膜(D)的水蒸氣、氧的量越少的膜,其制造成本越高,因此優(yōu)選綜合考慮這些方面來選擇使用適當?shù)哪ぁR韵?,針對阻氣膜⑶的構成,舉例進行說明。作為阻氣膜⑶的構成,列舉2個優(yōu)選例。第一個例子是在塑料膜基體材料上設置有無機阻擋層的膜。此時,無機阻擋層可以僅形成在塑料膜基體材料的一面,也可以形成在塑料膜基體材料的兩面。形成在兩面時,形成在兩面的無機阻擋層的數(shù)量可以相同也可以不同。第二個例子是在塑料膜基體材料上形成有單元層的膜,所述單元層由彼此鄰接地疊層設置的無機阻擋層和聚合物層2層構成。此時,將由彼此鄰接地疊層設置的無機阻擋層和聚合物層2層構成的單元層作為I個單位,可以僅形成I個單位(I層無機阻擋層和I層聚合物層合在一起為I個單位的意思)的上述單元層,也可以形成2個單位以上的上述單元層。例如可以疊層2 5個單位的上述單元層。單元層可以僅形成在塑料膜基體材料的一面,也可以形成在塑料膜基體材料的兩面。形成在兩面時,形成在兩面的無機阻擋層及聚合物層的數(shù)量可以相同也可以不同。另夕卜,在塑料膜基體材料上形成單元層的情況下,可以在塑料膜基體材料側形成無機阻擋層,然后在該無機阻擋層上形成聚合物層;也可以在塑料膜基體材料側形成聚合物層,然后在該聚合物層上形成無機阻擋層。另外,為了保護阻擋層等,可以在設置有阻擋層的面上具有保護膜。所述保護膜的材料可以與阻氣膜基體材料的材料相同、也可以采用不同的材料。另外,還可將設置有阻擋層的面貼合,制成塑料膜基體材料朝向外側的疊層體。 塑料膜基體材料用于阻氣膜(D)的塑料膜基體材料只要是能保 持上述無機阻擋層及聚合物層的膜即可,沒有特別限制,可根據(jù)阻氣膜(D)的使用目的等適當選擇。作為塑料膜基體材料的材料的例子,可以列舉聚酯樹脂、甲基丙烯酸樹脂、甲基丙烯酸-馬來酸共聚物、聚苯乙烯、氟樹脂、聚酰亞胺樹脂、氟化聚酰亞胺樹脂、聚酰胺樹月旨、聚乙烯醇樹脂、聚酰胺酰亞胺樹脂、聚醚酰亞胺樹脂、?;w維素樹脂、聚氨酯樹脂、聚醚醚酮樹脂、聚碳酸酯樹脂、脂環(huán)式聚烯烴樹脂、聚芳酯樹脂、聚醚砜樹脂、聚砜樹脂、環(huán)烯烴共聚物、芴環(huán)改性聚碳酸酯樹脂、脂環(huán)改性聚碳酸酯樹脂、丙烯?;衔锏葻崴苄詷渲?br> 坐寸o在這些樹脂中,作為優(yōu)選例,可以列舉聚酯樹脂、聚芳酯樹脂、聚醚砜樹脂、芴環(huán)改性聚碳酸酯樹脂、脂環(huán)改性聚碳酸酯樹脂、丙烯?;衔铩A硗?,優(yōu)選使用包括螺二茚、螺雙苯并二氫吡喃在內的縮聚物。在聚酯樹脂中,進行了雙向拉伸的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、同樣進行了雙向拉伸的聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)由于熱尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異,在本發(fā)明中優(yōu)選作為塑料膜基體材料使用。需要說明的是,塑料膜基體材料的材料可使用I種,也可將2種以上以任意組合及比率組合使用。為了提高與無機阻擋層的密合性,還可在塑料膜基體材料上形成底涂劑的層(底涂層)。通常,底涂層是涂布底涂劑而形成的。作為底涂劑,可以列舉例如聚酯樹脂、聚氨酷樹脂、丙稀酸樹脂、含有輕唑琳基的樹脂、含有碳化_■亞胺基的樹脂、含有環(huán)氧基的樹脂、含有異氰酸酯的樹脂及它們的共聚物等。另外,底涂劑可以使用I種,也可將2種以上以任意組合及比率組合使用。底涂層的厚度通常為0. 005 u m以上、優(yōu)選為0. 01 ii m以上,并且通常為5 y m以下、優(yōu)選為I U m以下。只要厚度在該范圍的上限值以下,即可獲得良好的爽滑性,并且基本上不會發(fā)生因底涂層本身的內部應力而導致的從塑料膜基體材料上剝離。另外,只要厚度在該范圍的下限值以上,即可確保均勻的厚度,因此優(yōu)選。 無機阻擋層無機阻擋層通常是由金屬氧化物、氮化物或氮氧化物形成的層。需要說明的是,形成無機阻擋層的金屬氧化物、氮化物及氮氧化物可使用I種、也可將2種以上以任意組合及比率組合使用。作為金屬氧化物,可以列舉例如Si、Al、Mg、In、Ni、Sn、Zn、Ti、Cu、Ce、Ta等的氧
化物、氮化物或氮氧化物等。其中,為了兼?zhèn)涓咦韪粜院透咄该餍裕瑑?yōu)選含有氧化鋁或氧化硅,尤其是從水分的透過性、光線透過性方面考慮,優(yōu)選含有氧化硅。由2種以上金屬氧化物構成無機阻擋層的情況下,作為金屬氧化物,期望含有氧化鋁及氧化硅。各金屬原子與氧原子的比率也是任意的,但為了提高無機阻擋層的透明度、防止著色,期望氧原子的比率不要比氧化物的化學計量比少很多。另一方面,為了提高無機阻擋層的致密性、從而提高阻隔性,期望減少氧原子。從該觀點來看,例如使用SiOx作為金屬氧化物的情況下,特別優(yōu)選上述X的值為I. 5 I. 8。另外,例如使用AlOx作為金屬氧化物的情況下,特別優(yōu)選上述X的值為I. 0 I. 4。增加無機阻擋層的厚度時,具有提高阻隔性的趨勢,但為了使彎曲時不易產生裂紋、從而防止裂紋,期望減小其厚度。因此,作為無機阻擋層的適宜厚度,通常為5nm以上、優(yōu)選為IOnm以上,并且通常為IOOOnm以下、優(yōu)選為200nm以下。無機阻擋層的成膜方法沒有限制,通??赏ㄟ^ 濺射法、真空蒸鍍法、離子鍍法、等離子CVD法等來進行。例如,對于濺射法而言,可以以I種或多種金屬靶及氧氣為原料、并采用使用等離子的反應性濺射方式來形成。 聚合物層聚合物層可使用任意的聚合物,例如可使用能夠在真空室內成膜的聚合物。需要說明的是,構成聚合物層的聚合物可使用I種,也可將2種以上以任意組合及比率組合使用。作為形成上述聚合物的化合物,可以列舉例如以下化合物。需要說明的是,單體可使用I種,也可將2種以上單體以任意組合及比率組合使用??梢粤信e例如,六甲基二硅氧烷等硅氧烷,作為聚合物可得到聚硅氧烷??梢粤信e,二對二甲苯等對二甲苯,作為聚合物可得到聚對二甲苯??梢粤信e能夠使兩種單體交替重復地發(fā)生加聚的單體。由此可得到加聚物,可列舉聚氨酯(二異氰酸酯/二醇)、聚脲(二異氰酸酯/二胺)、聚硫脲(二硫代異氰酸酯/二胺)、聚硫代醚氨基甲酸酯(雙亞乙基氨基甲酸酯/二硫醇)、聚亞胺(雙環(huán)氧化物/伯胺)、多肽酰胺(雙吖內酯/ 二胺)及聚酰胺(二烯烴/ 二酰胺)等??梢粤信e丙烯酸酯單體。可使用單官能、2官能、多官能的任意的丙烯酸酯單體,但為了得到適宜的蒸發(fā)速度、固化度、固化速度等,優(yōu)選將2種以上上述丙烯酸酯單體組合使用。作為單官能丙烯酸酯單體,可以列舉例如脂肪族丙烯酸酯單體、脂環(huán)式丙烯酸酯單體、醚類丙烯酸酯單體、環(huán)狀醚類丙烯酸酯單體、芳香族類丙烯酸酯單體、含有羥基的丙烯酸酯單體、含有羧基的丙烯酸酯單體等??梢粤信e環(huán)氧類及氧雜環(huán)丁烷類等可獲得光陽離子固化聚合物的單體??梢粤信e乙酸乙烯酯。另外,通過對其聚合物進行皂化,可得到聚乙烯醇??梢粤信e丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、富馬酸、馬來酸、衣康酸、馬來酸單甲酯、馬來酸單乙酯、馬來酸酐、衣康酸酐等不飽和羧酸等。另外,可使其與乙烯形成共聚物。另外,還可以使用上述單體的混合物、上述單體與縮水甘油醚化合物混合而成的混合物、以及上述單體與環(huán)氧化合物形成的混合物作為聚合物。使上述單體聚合而生成聚合物時,對于單體的聚合方法沒有限制。但通??梢栽谕坎蓟蛘翦儼瑔误w的組合物并使其成膜之后進行聚合。作為聚合方法的實例,使用熱聚合引發(fā)劑時,可通過下述方法來引發(fā)聚合利用加熱器等進行接觸加熱;利用紅外線、微波等進行放射加熱;等等。另外,使用光聚合引發(fā)劑時,可通過照射活化能量線來引發(fā)聚合。照射活化能量線時,可使用各種光源,可使用例如水銀弧光燈、氙氣弧光燈、熒光燈、碳弧光燈、輻照鹵鎢燈及利用日光的照射光等。此外,還可以進行電子束照射、大氣壓等離子體處理。
作為聚合物層的形成方法,可列舉例如涂布法、真空成膜法等。通過涂布法形成聚合物層的情況下,可采用例如輥涂法、凹版涂布法、刮刀涂布法、浸涂法、簾流涂布法、噴涂法、棒涂法等方法。另一方面,通過真空成膜法形成聚合物層的情況下,可以列舉例如蒸鍍、等離子CVD等成膜方法。聚合物層的厚度沒有特別限制,通常為IOnm以上,并且通常為5000nm以下、優(yōu)選為2000nm以下、更優(yōu)選為IOOOnm以下。通過增大聚合物層的厚度,容易獲得厚度的均勻性,可利用聚合物層有效地掩埋無機阻擋層的結構缺陷,趨向于 提高阻隔性。另外,通過減小聚合物層的厚度,聚合物層本身不易因彎曲等外力的作用而產生裂紋,因此可提高阻隔性。因此,作為兼?zhèn)渥韪粜院蛷澢鷱姸鹊暮穸?,期望由上述范圍來確定。在上述記載中,作為更優(yōu)選的阻氣膜(D),可以列舉例如在聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等基體材料膜上通過真空成膜法真空蒸鍍了無機材料、優(yōu)選SiOx或SiOxNy而成的膜等。也就是說,阻氣膜(D)包括包含熱塑性樹脂、及真空蒸鍍在該熱塑性樹脂上的SiOx的膜的情況等。(特別優(yōu)選X的值為I. 5 I. 8、Y為整數(shù))SiOx, SiOxNy不吸收水分,也不與水分反應,是能通過規(guī)定自由體積來實現(xiàn)阻隔性能的無機材料,更優(yōu)選通過真空蒸鍍法等成膜而得到的致密薄膜、尤其是SiOx薄膜。具有SiOx薄膜且由熱塑性樹脂構成的膜的阻隔性更高,因此尤其優(yōu)選。采用有機阻擋材料的情況下,大多為邊使水蒸氣等氣體溶解、擴散在阻擋材料中邊主要通過阻擋材料厚度的作用來實現(xiàn)阻隔性的方式,在這樣的情況下,當進行計時發(fā)現(xiàn)阻擋材料中的氣體溶解量達到飽和溶解度附近時,將無法阻止氣體進入到有機半導體元件中,因此不優(yōu)選。需要說明的是,本發(fā)明的阻氣膜(D)通過水蒸氣透過率(也就是說,水蒸氣的阻隔性能)來規(guī)定阻氣性能,這是因為,阻擋水蒸氣是最重要的功能之一,而且阻擋水蒸氣是通常成為問題的氧等氣體、揮發(fā)成分、堿、酸等低分子量成分中最難阻止的,即水蒸氣是最易透過的成分之一。另外,阻氣膜⑶可由I種材料形成,也可由2種以上的材料形成。另外,阻氣膜
(D)可由單層膜形成,也可以是具有2層以上膜的疊層膜。用阻氣膜(D)包覆有機半導體元件(B)以保護其不受水分及氧的影響,只要按照本發(fā)明所述的順序進行疊層即可,其形成位置沒有限制,優(yōu)選在與有機半導體元件(B)的基板相反的面上具有阻氣膜(D)。另外,也可以在有機半導體元件(B)的設置基板的面的背面(與受光面相反側的面)包覆同樣的阻氣膜(D)。這是因為,在有機半導體裝置中,多數(shù)情況下其正面及背面的面積大于形成的其它面的緣故。然后,將阻氣膜⑶的邊緣部用密封材料進行密封,將太陽能電池元件收納在由阻氣膜(D)及密封材料圍成的空間內,由此可保護有機半導體元件(B)不受濕氣及氧的影響。另外,在后面敘述的背面保護片具有高阻氣性能的情況下,根據(jù)用途可具備阻氣膜⑶。< 防蝕層(E) >在本發(fā)明中,防蝕層(E)是構成有機半導體裝置的重要的層。本發(fā)明中所述的防蝕層(E)不同于填充材料。由于有機半導體元件中存在至少一對電極或具有電極的基板(A),因此,防蝕層
(E)設置在電極與包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)(位于該電極的有機半導體元件(B)的相反側)之間。也就是說,只要以包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)不直接與電極接觸的方式設置防蝕層(E)即可,沒有特別限制。具體而言,吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑向 電極擴散,從而會成為電極腐蝕的原因,因此優(yōu)選如上述那樣設置防蝕層(E)。另外,防蝕層(E)可以是一層也可以是多層,在多層的情況下,下述所示防蝕層
(E)的特性表示的是作為多層的層整體的特性。需要說明的是,本發(fā)明的防蝕層(E)顯示出以下的水蒸氣透過率的特性(也就是說,阻氣性優(yōu)異)。防蝕層(E)在40°C、90%RH環(huán)境下的水蒸氣透過率Pe滿足15g/m2/天>Pe>Pd的關系、優(yōu)選滿足5g/m2/天彡Pe > Pd、更優(yōu)選滿足lg/m2d ^ Pe ^ PdX 5、進一步優(yōu)選滿足I g/m2/天彡Pe彡PdX 10、最優(yōu)選滿足0. I g/m2/天彡Pe彡PdX 10的關系。測定方法采用上述方法。防蝕層(E)的水蒸氣透過率Pe大于所述上限的情況下,無法充分地阻斷從包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)漏出的水分、氧、捕捉劑反應而產生的堿、酸等,恐怕不能防止有機半導體元件(B)的劣化。另外,在有機電子器件的制造工序中,無法充分阻斷從工序中使用的粘接劑、粘合劑等揮發(fā)出來的有機溶劑、低分子量成分等,會使包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)變質,組裝到有機電子器件中后,無法充分吸收水分及氧中的至少之一,恐怕不能防止有機半導體元件(B)的劣化。另外,防蝕層(E)的水蒸氣透過率Pe小于通過與上述阻氣膜(D)的水蒸氣透過率Pd的關系規(guī)定的下限時,組裝到有機電子器件中后,無法充分吸收因防蝕層侵入到有機半導體元件內部而產生的水分、氧或組裝工藝中殘留的水分、氧,恐怕不能防止有機半導體元件(B)的劣化。這在以長壽命為目標、阻氣膜(D)的Pd低的情況下,尤其顯著。需要說明的是,防蝕層(E)可使用具有阻氣性的膜或薄膜等,考慮到有機電子器件組裝工藝的簡易性、成本,最優(yōu)選阻氣膜的形態(tài)。另一方面,不優(yōu)選直接在有機半導體元件(B)上形成具有阻氣性的膜。利用濕式成膜形成上述膜的情況下,溶劑從電極的針孔向有機半導體層(BO)中浸透,有可能會引起劣化。利用伴有真空工藝的干式成膜形成上述膜的情況下,不同于貼合膜的膜工藝,由于為間歇工藝,生產效率明顯較差。另外,由于上述膜的內部應力的作用,有可能會損傷有機半導體元件(B)。作為滿足上述水蒸氣透過率條件的防蝕層(E)的優(yōu)選方式之一,優(yōu)選以層的形式含有通過真空成膜法形成的無機材料膜。在無機材料膜中,更優(yōu)選不吸收水分或不與水分反應、且能通過規(guī)定自由體積實現(xiàn)阻隔性能的無機材料膜。可以列舉例如Si0x、Si0xNy等。(Y為整數(shù),鐵=I. 5 2)采用有機阻擋材料的情況下,大多為邊使水蒸氣等氣體溶解、擴散在阻擋材料中邊主要通過阻擋材料厚度的作用來實現(xiàn)阻隔性的方式,在這樣的情況下,當進行計時發(fā)現(xiàn)阻擋材料中的氣體溶解量達到飽和溶解度附近時,無法阻止氣體進入到有機半導體元件中,因此不優(yōu)選。
需要說明的是,對于防蝕層(E)而言,通過水蒸氣透過率(即,水蒸氣的阻隔性能)來規(guī)定阻氣性能,這是因為,阻擋水蒸氣是最重要的功能之一,而且阻擋水蒸氣是通常成為問題的氧等氣體、揮發(fā)成分、堿、酸等低分子量成分中最難阻斷的,即水蒸氣是最易透過的成分之一。另外,更優(yōu)選的功能為具有粘接功能。通過具有粘接功能,元件及吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑被固定。在因彎曲等而導致器件變形時,不用擔心捕捉劑偏移而與元件電極接觸。另外,在器件制造時,在基板(A)和有機半導體元件⑶上疊層防蝕層(E)、包含捕捉劑的層(C)、阻氣膜(D),此時,具有不用擔心包含 捕捉劑的層(C)發(fā)生偏移而與元件電極接觸的優(yōu)點。另外,作為防蝕層(E)本身的性質,優(yōu)選具有耐堿性。捕捉劑成分與水分反應能產生堿,如果防蝕層(E)不具有堿耐性,則堿可能會發(fā)生浸透而使電極腐蝕劣化。另外,優(yōu)選防蝕層(E)不產生酸。如果酸與電極接觸,則會使電極腐蝕劣化。由于不產生酸,具有防止腐蝕劣化的優(yōu)點。作為產生酸的材料,可以列舉例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等乙酸乙烯酯類樹脂。具體而言,除上述特性外,防蝕層(E)的代表特性如下所示。防蝕層(E)要求的氧透過能力因有機半導體元件(B)而異。例如,一般來說,優(yōu)選在25°C環(huán)境下IOOiim厚度每單位面積(Im2)每天的氧透過率為500cc/m2/天/atm以下、更優(yōu)選為100cc/m2/天/atm以下、進一步優(yōu)選為10cc/m2/天/atm以下、特別優(yōu)選為lcc/m2/天/atm以下。通過使氧阻隔性能在所述范圍內,可抑制元件因氧的作用而發(fā)生劣化。另外,所使用的捕捉劑吸收氧的情況下,優(yōu)選防蝕層(E)的氧透過率的值為阻氣膜(D)的氧透過率以上。氧透過率低于阻氣膜(D)的情況下,捕捉劑會捕捉元件密封區(qū)域外、即阻氣膜(D)外部區(qū)域的氧,從而喪失了本來的防止元件劣化的目的。需要說明的是,氧透過率可通過上述方法測定。作為粘接功能,要求對元件電極和包含捕捉劑的層(C)具有粘接能力。作為粘接能力的基準,粘接強度為0. lN/cm以上,優(yōu)選為0. 4N/cm以上、更優(yōu)選為lN/cm以上。若粘接功能低于所述下限,則捕捉劑容易發(fā)生偏移而與元件電極接觸,從而引起電極劣化。并且,粘接強度優(yōu)選為lOON/cm以下、更優(yōu)選為50N/cm以下。粘接力的測定在后面敘述,可通過基于JIS K6854標準的剝離粘接強度試驗得到。可根據(jù)試驗體的形狀適當選擇180度剝離、90度剝離、T型剝離。另外,作為耐堿性的指標,優(yōu)選能夠耐受基于ASTM D543標準的試驗。具體而言,在氫氧化鈉1%溶液中浸潰24小時后,外觀無異常,且尺寸變化為5%以下、優(yōu)選為1%以下。防蝕層(E)的吸水率通常優(yōu)選為0. 005 I %、更優(yōu)選為0. 01 0. 5%、進一步優(yōu)選為0. 02 0. 3 %。若高于所述上限,則吸收的水分會促進堿擴散,可能會影響電極腐蝕防止效果。反之,若低于所述下限,則元件電極與防蝕層(E)界面處的水分被防蝕層(E)阻隔,可能無法被捕捉劑吸收。另外,防蝕層(E)用于有機薄膜太陽能電池元件的受光面一側時,從不妨礙光吸收的角度考慮,優(yōu)選能透過可見光。例如,除去因膜界面的部分反射而造成的損失,可見光(波長360 830nm)的光透射率通常為75%以上、優(yōu)選為80%以上、更優(yōu)選為85%以上、進一步優(yōu)選為90%以上、更進一步優(yōu)選為95%以上、特別優(yōu)選為97%以上。這是因為可將太陽光更多地轉換為電能。另一方面,防蝕層(E)用于有機薄膜太陽能電池元件受光面的相反側時,未必一定要能透過可見光,也可以是不透明的。另外,由于有機半導體裝置在多數(shù)情況下會因受到光照射而產生熱,因此,優(yōu)選防蝕層(E)具有耐熱性。從該觀點來看,構成防蝕層(E)的材料 的熔點通常為100°C以上、優(yōu)選為120°C以上、更優(yōu)選為130°C以上,并且通常為350°C以下、優(yōu)選為320°C以下、更優(yōu)選為3000C以下。另外,其玻璃轉變溫度通常為0°C以上、優(yōu)選為30°C以上、更優(yōu)選為60°C以上,并且通常為300°C以下、優(yōu)選為200°C以下、更優(yōu)選為160°C以下。通過使用高熔點/高玻璃轉變溫度的材料,可使耐熱性良好,防止器件使用時發(fā)生熔解、劣化。構成本發(fā)明的防蝕層(E)的材料只要具有上述特性即可,可以為任意材料。具體而言,作為這樣的材料的例子,可以列舉聚乙烯類樹脂、聚丙烯類樹脂、環(huán)狀聚烯烴類樹月旨、a -烯烴-馬來酸酐共聚物、聚苯乙烯類樹脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS樹脂)、苯乙烯-丁二烯共聚物(SB樹脂)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS樹脂)、聚氯乙烯類樹月旨、聚偏氯乙烯類樹脂、聚乙酸乙烯酯類樹脂、聚乙烯醇類樹脂、乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯醇縮丁醛類樹脂、聚乙烯基吡咯烷酮類樹脂、氟樹脂、聚(甲基)丙烯酸類樹脂、聚碳酸酯類樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯類樹脂、聚酰亞胺類樹脂、聚酰胺酰亞胺類樹脂、聚苯二甲酸芳基酯類樹脂、聚酰胺類樹脂、有機硅類樹脂、聚砜類樹脂、聚醚砜類樹脂、聚苯硫醚類樹脂、聚氨酯類樹脂、聚苯并咪唑類樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺類樹脂、尿素樹脂、間苯二酚類樹脂、二甲苯類樹脂、環(huán)氧類樹脂、縮醛類樹脂、纖維素類樹脂等。優(yōu)選聚乙烯類樹脂、環(huán)狀聚烯烴類樹脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氟樹脂、聚(甲基)丙烯酸類樹脂、聚碳酸酯類樹脂、聚酯類樹脂、聚酰亞胺類樹脂、環(huán)氧類樹脂等樹脂材料,更優(yōu)選聚乙烯類樹脂、氟樹脂、聚(甲基)丙烯酸類樹脂、聚酯類樹脂、聚酰亞胺類樹脂、環(huán)氧類樹脂。其中,從能賦予粘接功能方面考慮,特別優(yōu)選聚(甲基)丙烯酸類樹脂、環(huán)氧類樹脂。該防蝕層(E)可以為一層以上,也可由多層構成。為多層的情況下,從兼具透明性、耐熱性且能賦予粘接功能方面來看,優(yōu)選聚酯類樹脂與聚(甲基)丙烯酸類樹脂、聚酯類樹脂與環(huán)氧類樹脂這樣的組合。對于防蝕層(E)而言,其一層的厚度通常為20 y m以上、優(yōu)選為30 y m以上。并且,其上限優(yōu)選為500 u m、更優(yōu)選為200 u m以下、進一步優(yōu)選為100 y m以下。若高于上限,則撓性有機電子器件的厚度增加,很難彎曲。另外,由于與元件的金屬電極間存在距離,捕捉劑有可能無法有效地吸收到達金屬電極周圍的水分、氧等。反之,若低于下限,則堿擴散的抑制不充分,有可能無法防止電極的劣化。另外,除上述設置位置外,還可以以疊層在基板(A)上不存在有機半導體元件(B)的部分、阻氣膜(D)上的狀態(tài)設置所述防蝕層(E)。防蝕層(E)可根據(jù)使用的化合物的種類以任意方法形成,可以采用例如,熔融擠出成型法、溶液流延法、壓延法等制作膜或片的方法,通過輥涂法、凹版涂布法、刮刀涂布法、浸涂法、簾流涂布法、噴涂法、棒涂法、縫模涂布法、旋涂法、噴墨法、分散器等將構成防蝕層(E)的溶液涂布成膜的濕式成膜方法。另外,也可采用等離子CVD、真空蒸鍍、離子鍍、濺射等干式成膜方法。另外,在制作膜或片后、及成膜后,可通過利用加熱器、紅外線、微波等的加熱、紫外光和/或可見光照射來進行聚合、交聯(lián)、固化反應。< 樹脂層(F) >本發(fā)明的樹脂層(F)只要是能發(fā)揮出本發(fā)明效果的樹 脂即可,沒有特別限制,是不同于包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)、填充材料的樹脂。樹脂層(F)設置在有機半導體元件(B)與包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)之間,使得有機半導體元件(B)與包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)不直接接觸。作為優(yōu)選的樹脂層(F),優(yōu)選包含阻氣膜(D)和一層或多層的防蝕層(E),更優(yōu)選為多層防蝕層(E)。具體的例子如上所述。需要說明的是,樹脂層(F)為阻氣膜⑶的情況下,可以相同也可以不同。更具體而言,優(yōu)選樹脂層(F)所使用的樹脂不包含極性官能團和活性官能團,或者即使含有其含量也極少,不會因水蒸氣、氧、太陽光等的作用而發(fā)生分解或者不易因水蒸氣、氧、太陽光等的作用而發(fā)生分解。作為更優(yōu)選的具體樹脂的例子,可以列舉PET、PEN等的拉伸聚酯、聚丙烯、聚乙烯等不含活性官能團的聚烯烴、ETFE、PVF等氟樹脂。這些樹脂可組合使用。需要說明的是,期望該樹脂層(F)的膜厚為20i!m以上。具體的理由在作為該樹脂層(F)的構成層的阻氣膜(D)、防蝕層(E)等構成要素的膜厚一項進行詳述?!雌渌鼘?中間層)>在本發(fā)明中,如無特別限制,其它層(中間層)不同于(A) (F)所述的部件。[密封材料]在本發(fā)明中,密封材料是在將基板(A)和阻氣膜(D)隔著中間層(其它層)粘接的情況下、以及將阻氣膜(D)和樹脂層(F)隔著中間層粘接使樹脂層(F)不與外部氣體接觸的情況下等使用的層。密封材料是將本發(fā)明中構成的疊層體的邊緣部密封,使水分及氧不浸入被這些膜包覆的空間內的部件,在本發(fā)明中,是用于將包含捕捉劑的層(C)、防蝕層(E)、樹脂層(F)等層與阻氣膜(D)等膜及基板(A)粘接時的優(yōu)選部件。就密封材料所要求的水蒸氣透過性的程度而言,優(yōu)選在40°C、90% RH環(huán)境下100 ii m厚度每單位面積(Im2)每天的水蒸氣透過率為500g/m2/天以下、更優(yōu)選為100g/m2/天以下、進一步優(yōu)選為30g/m2/天以下、更進一步優(yōu)選為10g/m2/天、尤其優(yōu)選為lg/m2/天。通過使用這樣的密封材料,可抑制水分從疊層體邊緣部透過,從而可以使有機電子器件長時間工作。作為密封材料對于要粘接的材料的粘接能力的基準,粘接強度為2N/mm以上、優(yōu)選為4N/mm以上、更優(yōu)選為10N/mm以上。若低于所述下限,則容易發(fā)生剝離而使水分及氧浸入,從而會引起有機電子器件的劣化。另外,由于有機電子器件大多會因光的照射而產生熱,因此,優(yōu)選密封材料也具有耐熱性。從該觀點來看,密封材料的構成材料的熔點通常為100°C以上、優(yōu)選為120°C以上、更優(yōu)選為130°C以上,并且通常為350°C以下、優(yōu)選為300°C以下、更優(yōu)選為280°C以下。如果熔點過低,則在使用有機電子器件時,密封材料會發(fā)生熔解。作為構成密封材料的材料,可以列舉例如,氟樹脂、有機硅類樹脂、丙烯酸類樹脂、a -烯烴-馬來酸酐共聚物、聚氨酯類樹脂、纖維素類樹脂、乙酸乙烯酯類樹脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、環(huán)氧類樹脂、氯乙烯類樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺類樹脂、尿素樹脂、間苯二酚類樹脂、聚酰胺類樹脂、聚酰亞胺類樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚乙烯醇縮丁醛類樹脂、聚苯并咪唑類樹脂、氯丁二烯橡膠、丁腈橡膠、苯乙烯-丁二烯共聚物等聚合物。需要說明的是,密封材料可由I種材料形成,也可 由2種以上的材料形成。至少將密封材料設置在能密封阻氣膜(D)的邊緣部的位置。由此,至少能使由阻氣膜(D)及密封材料圍成的空間密閉,從而可以防止水分及氧浸入該空間內。密封材料在基板(A)邊緣部的寬度通常為0. 5 100mm、優(yōu)選為I 80mm、進一步優(yōu)選為2 50mm、最優(yōu)選為3 10mm,設置密封材料使得有機半導體元件(B)在口字型的內側。密封材料的厚度通常為5 ii m 1mm、優(yōu)選為10 y m 100 U、進一步優(yōu)選為20 50 iim,設置密封材料使得有機半導體元件(B)在口字型的內側。密封材料的厚度和寬度必須能夠掩埋基板及貼在其上的膜、片上的凹凸,且能充分保護內部不受水蒸氣、氧的影響,如果寬度過寬,則有效面積減少,如果厚度過厚,則水蒸氣、氧的透過量增大,因此優(yōu)選上述范圍。在這樣的情況下,只要密封材料能使基板(A)和阻氣膜⑶無間隙地粘接即可,對于粘接方式沒有特別限制。作為粘接方式的例子,可以列舉利用密封劑固化的粘接、利用溶劑/分散介質的揮發(fā)的粘固、熱熔、僅通過貼合而進行的粘接(粘著)等。從易于制造方面考慮,優(yōu)選僅通過貼合進行的粘著。另外,由固化而形成的網(wǎng)狀可使阻氣性良好,因此在密封材料要求具有阻隔性的情況下,優(yōu)選通過固化進行粘接。作為固化方法,可以列舉例如利用常溫下的化學反應進行的固化、加熱固化、利用可見光或紫外線的光固化、電子束固化、厭氣性固化等。其中,從可精密地進行固化控制方面考慮,優(yōu)選進行加熱固化、紫外線固化。另外,對于密封材料的性狀而言,可根據(jù)粘接方法適當選擇為液狀、凝膠狀、片狀等。從密封工序中不產生滴液問題這一點考慮,優(yōu)選片狀。[封裝材料]在本發(fā)明中,為了對有機電子器件增強等,可采用封裝材料。從保持有機電子器件的強度方面考慮,優(yōu)選封裝材料的強度高。關于具體的強度,與除封裝材料以外的耐候性保護片、背面保護片的強度有關,很難一概而論,期望具有使有機電子器件整體具有良好的彎曲加工性、且彎曲部分不發(fā)生剝離的強度。另外,將封裝材料用于有機薄膜太陽能電池元件的受光面一側時,從不妨礙光吸收的觀點考慮,優(yōu)選能透過可見光。例如,可見光(波長360 830nm)的光透射率通常為75%以上、優(yōu)選為80%以上、更優(yōu)選為85%以上、進一步優(yōu)選為90%以上、更進一步優(yōu)選為95%以上、特別優(yōu)選為97%以上。這是為了將太陽光更多地轉換為電能。另一方面,將封裝材料用于有機薄膜太陽能電池元件受光面的相反側時,未必一定需要透過可見光,也可以是不透明的。另外,由于有機半導體器件在多數(shù)情況下會因受到光照射而產生熱,因此,優(yōu)選封裝材料也具有耐熱性。從該觀點來看,封裝材料的構成材料的熔點通常為100°C以上、優(yōu)選為120°C以上、更優(yōu)選為130°C以上,并且通常為350°C以下、優(yōu)選為320°C以下、更優(yōu)選為300°C以下。通過提高熔點,可防止在使用有機半導體器件時封裝材料發(fā)生熔解/劣化。封裝材料的厚度沒有特別限制,通常為lOOym以上、優(yōu)選為150pm以上、更優(yōu)選為200 u m以上,并且通常為1000 u m以下、優(yōu)選為800 u m以下、更優(yōu)選為600 u m以下。通過增大封裝材料的厚度,可提高有機半導體器件整體的強度,通過減小封裝材料的厚度,可提高柔軟性并提高可見光透射率。因此,作為兼?zhèn)鋬烧邇?yōu)點的范圍,期望在上述范圍內。作為構成封裝材料的材料,可以使用例如,將 乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)樹脂組合物制成膜而得到的材料(EVA膜)等。但EVA樹脂的交聯(lián)處理比較耗費時間,因此有時會成為導致有機半導體器件的生產速度及生產效率降低的原因。另外,長時間使用時,EVA樹脂組合物的分解氣體(乙酸氣體)或EVA樹脂本身具有的乙酸乙烯酯基會對有機半導體元件造成不良影響,有時會使發(fā)電效率降低。因此,作為封裝材料,除了 EVA膜外,還可使用由丙烯-乙烯-a -烯烴共聚物形成的共聚物的膜。需要說明的是,封裝材料可由I種材料形成,也可由2種以上的材料形成。另外,封裝材料可由單層膜形成,也可以是具有2層以上膜的疊層膜。設置封裝材料的位置沒有限制,但為了切實地起到保護作用,通常設計成用封裝材料夾持太陽能電池元件。另外,還可對封裝材料賦予紫外線阻隔、熱線阻隔、導電性、防反射、防眩性、光擴散、光散射、波長轉換、阻氣性等功能。尤其是在太陽能電池的情況下,被來自太陽光的強紫外線照射,因此優(yōu)選具有紫外線阻隔功能。作為賦予所述功能的方法,可通過涂布成膜等將具有功能的層疊層在耐封裝材料上,也可通過將發(fā)揮功能的材料溶解/分散等使其包含在封裝材料中。[耐候性保護片]耐候性保護片是保護有機電子器件不受溫度變化、濕度變化、光、風雨等器件設置環(huán)境影響的片及膜。通過用耐候性保護片包覆器件表面,可保護有機電子器件構成材料、尤其是有機半導體元件(B),從而具有可獲得高的發(fā)電能力且不發(fā)生劣化的優(yōu)點。耐候性保護片位于有機半導體元件(B)的最表層,因此優(yōu)選具備耐候性、耐熱性、透明性、疏水性、耐污染性、機械強度等作為有機半導體元件(B)的表面包覆材料所優(yōu)選的性能,而且具有長時間暴露在戶外時仍能保持上述性能的性質。另外,耐候性保護片用于有機薄膜太陽能電池元件的受光面一側時,從不妨礙光吸收的觀點考慮,優(yōu)選能透過可見光。例如,可見光(波長360 830nm)的光透射率通常為75%以上、優(yōu)選為80%以上、更優(yōu)選為85%以上、進一步優(yōu)選為90%以上、更進一步優(yōu)選為95%以上、特別優(yōu)選為97%以上。這是為了將太陽光更多地轉換為電能。另一方面,耐候性保護片用于有機薄膜太陽能電池元件受光面的相反側時,未必一定需要透過可見光,也可以是不透明的。另外,由于有機半導體元件(B)在多數(shù)情況下會因受到光照射而產生熱,因此優(yōu)選耐候性保護片也具有耐熱性。從該觀點來看,耐候性保護片的構成材料的熔點通常為100°C以上、優(yōu)選為120°C以上、更優(yōu)選為130°C以上,并且通常為350°C以下、優(yōu)選為320°C以下、更優(yōu)選為300°C以下。通過提高熔點,可以降低使用有機半導體元件(B)時耐候性保護片發(fā)生熔解/劣化。構成耐候性保護片的材料只要能保護有機電子器件即可,可以為任意材料。作為這樣的材料的例子,可以列舉聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、環(huán)狀聚烯烴樹脂、AS(丙烯腈-苯乙烯)樹脂、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)樹脂、聚氯乙烯樹脂、氟樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯樹脂、酚醛樹脂、聚丙烯酸類樹脂、各種尼龍等聚酰胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚酰胺-酰亞胺樹脂、聚氨酯樹脂、纖維素類樹脂、有機硅類樹脂、聚碳酸酯樹脂等。其中,可以優(yōu)選列舉氟樹脂,作為其具體例,可 以列舉聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氯烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)及聚氟乙烯(PVF)等。需要說明的是,耐候性保護片可由I種材料形成,也可由2種以上的材料形成。另夕卜,耐候性保護片可由單層膜形成,也可以是具有2層以上的膜的疊層膜。耐候性保護片的厚度沒有特別限制,通常為IOym以上、優(yōu)選為15pm以上、更優(yōu)選為20 u m以上,并且通常為200 u m以下、優(yōu)選為180 u m以下、更優(yōu)選為150 u m以下。增大厚度時,趨向于提高機械強度,減小厚度時,趨向于提高柔軟性。因此,作為兼?zhèn)溥@兩方面優(yōu)點的范圍,期望在上述范圍內。另外,為了改善與其它膜的粘接性,可對耐候性保護片進行電暈處理、等離子處理等表面處理。優(yōu)選將耐候性保護片盡量設置在有機電子器件的外側。這是為了能夠保護器件構成部件中的更多部件。另外,可對耐候性保護片賦予紫外線阻隔、熱線阻隔、防污性、親水性、疏水性、防霧性、耐擦性、導電性、防反射、防眩性、光擴散、光散射、波長轉換、阻氣性等功能。尤其是在太陽能電池的情況下,被來自太陽光的強紫外線照射,因此優(yōu)選具有紫外線阻隔功能。作為賦予所述功能的方法,可通過涂布成膜等將具有功能的層疊層在耐候性保護片上,也可通過將發(fā)揮功能的材料溶解/分散等使其包含在耐候性保護片中。[背面保護片]背面保護片是與上述耐候性保護片相同的片及膜,除了設置位置不同外,可使用與耐候性保護片相同的片及膜。另外,該背面保護片只要不易透過水及氧即可,背面保護片也可作為阻氣層發(fā)揮功能。另外,太陽能電池元件背面?zhèn)鹊臉嫵刹考幢匾欢ㄒ高^可見光,因此可使用不能使可見光透過的材料。因此,作為背面保護片,可以列舉以下的例子。作為背面保護片,可以使用強度優(yōu)異、耐候性、耐熱性、耐水性、耐光性優(yōu)異的各種樹脂的膜及片。可以使用例如聚乙烯類樹脂、聚丙烯類樹脂、環(huán)狀聚烯烴類樹脂、聚苯乙烯類樹脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS樹脂)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS樹脂)、聚氯乙烯類樹脂、氟樹脂、聚(甲基)丙烯酸類樹脂、聚碳酸酯類樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯類樹脂、各種尼龍等聚酰胺類樹脂、聚酰亞胺類樹脂、聚酰胺酰亞胺類樹脂、聚苯二甲酸芳基酯類樹脂、有機硅類樹脂、聚砜類樹脂、聚苯硫醚類樹脂、聚醚砜類樹脂、聚氨酯類樹脂、縮醛類樹脂、纖維素類樹脂、其它各種樹脂等的片。在這些樹脂的片中,優(yōu)選使用聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、四氟乙烯與乙烯或丙烯的共聚物(ETFE)等氟樹脂、環(huán)狀聚烯烴類樹脂、聚碳酸酯類樹脂、聚(甲基)丙烯酸類樹脂、聚酰胺類樹脂、聚酯類樹脂的片。需要說明的是,這些材料可使用I種,也可將2種以上以任意組合及比率組合使用。作為背面保護片,也可以使用金屬材料??梢粤信e例如鋁箔及板、不銹鋼制薄膜及鋼板等。優(yōu)選對所述金屬材料進行防腐蝕處理。需要說明的是,作為該金屬材料使用的金屬,可使用I種,也可將2種以上以任意組合及比率組合使用。另外,還可以使用樹脂與金屬的復合材料。例 如可以使用在鋁箔的兩面粘接有氟樹脂膜的高防水性的片。作為氟樹脂,可以列舉例如,一氟乙烯(商品名Tedlar, Dupont公司制造)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯與乙烯或丙烯的共聚物(ETFE)、偏氟乙烯類樹脂(PVDF)、氟乙烯類樹脂(PVF)等。需要說明的是,氟樹脂可使用I種,也可將2種以上以任意組合及比率組合使用。另外,可對背面保護片賦予紫外線阻隔、熱線阻隔、防污性、親水性、疏水性、防霧性、耐擦性、導電性、防反射、防眩性、光擴散、光散射、波長轉換、阻氣性等功能。從防濕性方面考慮,特別優(yōu)選設置由無機氧化物蒸鍍層形成的阻氣層。作為背面保護片的膜厚,通常為20 ii m以上、優(yōu)選為50 ii m以上、更優(yōu)選為100 U m以上。并且通常為1000 u m以下、優(yōu)選為500 u m以下、更優(yōu)選為300 y m以下。<有機電子器件的制造方法(器件形成工序)>本實施方式的有機電子器件的制造方法沒有限制,在本發(fā)明中,疊層的順序是非常重要的。具體而言,是按照基板(A)、有機半導體元件(B)、包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)、包覆有機半導體元件的阻氣膜(D)的順序疊層而成的有機電子器件,制作具有至少一對電極的有機半導體元件(B),在制造時使一層或多層防蝕層(E)疊層在與基板相反側的電極與包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)之間??梢詢?yōu)選列舉以下的制造順序。工序I :在基板(A)上設置由I個或2個以上有機半導體元件(B)串聯(lián)或并聯(lián)連接而成的有機半導體元件(B)工序2 :制造在包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)上疊層有一層或多層防蝕層(E)的疊層體工序3 :在工序I中制造的基板(A)上的有機半導體兀件⑶上,置層工序2中制造的包含捕捉劑的層(C)和防蝕層(E)的疊層體以及阻氣膜(D),使其順序至少為基板(A)、有機半導體元件(B)、防蝕層(E)、包含捕捉劑的層(C)、阻氣膜(D)。作為其它優(yōu)選的制造順序,可以列舉如下。工序I :在基板(A)上設置由I個或2個以上有機半導體元件(B)串聯(lián)或并聯(lián)連接而成的有機半導體元件(B)。工序2':制造疊層有阻氣膜(D)、包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)、一層或多層防蝕層(E)的疊層體。工序3':在工序I中制造的基板(A)上的有機半導體兀件(B)上,置層工序2'中制造的阻氣膜(D)、包含捕捉劑的層(C)及防蝕層(E)的疊層體,使其順序至少為基板(A)、有機半導體元件(B)、防蝕層(E)、包含捕捉劑的層(C)、阻氣膜(D)。另外,對于本實施方式的有機電子器件的制造方法沒有限制,在本發(fā)明中,制造有機電子器件使其至少具有以下所示的2個特征結構。(i)在有機半導體元件(B)和包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)之間設置樹脂層(F),使有機半導體元件(B)與包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)不直接接觸。(ii)將所述基板(A)和所述阻氣膜(D)直接粘 接或隔著中間層粘接,使有機半導體元件(B)和包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)不與外部氣體接觸。關于(i),使有機半導體元件(B)和層(C)不直接接觸的理由如上所述。關于(ii),有機半導體元件(B)和包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層
(C)不與外部氣體接觸的理由是有機半導體元件(B)與外部氣體中的水蒸氣、氧、有機溶齊U、揮發(fā)成分、尤其是水蒸氣接觸時,會產生效率降低、或壽命縮短等不良情況。包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)以比有機半導體元件更快的速度吸收上述水蒸氣等,從而具有保護有機半導體元件的功能,但一旦與外部氣體接觸,會吸收上述水蒸氣等,導致吸收能力降低,從而可能無法實現(xiàn)上述功能。在這樣的條件下制造的有機電子器件的具體實施方式
之一如圖3及圖4所示。圖3為剖面圖、圖4為俯視圖。作為更優(yōu)選的實施方式,設置成樹脂層(F)不與外部氣體接觸、阻氣膜⑶和樹脂層(F)直接粘接或隔著中間層粘接。也就是說,為了使樹脂層(F)不與外部氣體接觸,使樹脂層(F)不在有機電子器件的端面露出。在該例中,樹脂層(F)由防蝕層(E)5構成。例如,如圖3、圖4所示,對于本發(fā)明的有機電子器件而言,在結構上,在有機電子器件的端面,阻氣膜(D)7設置在由防蝕層
(E)5構成的樹脂層(F)的外側。而且,基板(A) I與阻氣膜(D) 7直接粘接或隔著中間層粘接。樹脂層(F)達到基板(A)I與阻氣膜(D) 7直接粘接或隔著中間層粘接的粘接面(即有機電子器件的端部)時,樹脂層(F)露出到外部。在圖3及圖4所示例中,基板(A) I和阻氣膜(D) 7隔著由防蝕層(E) 5構成的樹脂層(F)和包含捕捉劑的層(C) 6被粘接。因此,水蒸氣、氧、有機溶劑、揮發(fā)成分等從樹脂層(F)的面方向發(fā)生浸透,與有機半導體元件(B)、或包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)6接觸或被其吸收,從而會對其造成破壞,存在效率或壽命降低等不優(yōu)選的情況。通過在阻氣膜(D)7的有機半導體元件側設置圖中未示出的背面保護片等阻氣層、并且使樹脂層(F)未達到有機電子器件的端面、不露出到外部,可以有效地防止效率或壽命降低。也就是說,在圖5所示剖面圖的例子中,在形成有圖中未示出的背面保護片等阻氣層的阻氣膜(D) 7上形成包含捕捉劑的層(06,并設置由防蝕層(E)5構成的樹脂層(F)使其包覆該包含捕捉劑的層(C) 6,樹脂層(F)通過密封材料8與阻氣膜(D) 7粘接,使樹脂層(F)不會達到所述有機電子器件的端面,從而不在外部露出。另外,粘接上述各層時,可直接粘接或隔著中間層粘接。直接粘接時,可以列舉例如在涂布光固化性樹脂后,粘接各層,照射UV光進行固化后,在例如80°C左右加熱20分鐘左右,使其固化的方法;或在涂布熱固化性樹脂后,粘接各層,在例如120°C左右加熱I小時左右使其固化的方法等。另外,隔著中間層的情況下,可以隔著上述中間層,但優(yōu)選含有密封材料的層。以下,列舉具體的有機電子器件的制造方法。
例如,可以列舉如下制造順序。工序I :在基板(A)上設置由I個或2個以上有機半導體元件(B)串聯(lián)或并聯(lián)連接而成的有機半導體元件(B)。工序II :制造在包含吸收水分及氧中的至少 之一的捕捉劑的層(C)上疊層有樹脂層(F)、更優(yōu)選疊層有一層或多層防蝕層(E)的疊層體(以下,稱為樹脂層(F))。在這樣的情況下,層(C)的面積必須小于層(F)。工序III :在工序I中制造的基板(A)上的有機半導體元件(B)上,疊層工序II中制造的包含捕捉劑的層(C)和樹脂層(F)的疊層體以及阻氣膜(D),使其順序至少為基板(A)、有機半導體元件(B)、樹脂層(F)、包含捕捉劑的層(C)、阻氣膜(D)。作為優(yōu)選的其它制造順序,可以列舉如下。工序I :在基板(A)上設置由I個或2個以上有機半導體元件(B)串聯(lián)或并聯(lián)連接而成的有機半導體元件(B)。工序II’ 制造疊層有阻氣膜(D)、包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層
(C)、樹脂層(F)的疊層體。工序III’:在工序I中制造的基板(A)上的有機半導體元件⑶上,疊層工序II’中制造的阻氣膜(D)、含有捕捉劑的層(C)、及樹脂層(F)形成的疊層體,使其順序至少為基板(A)、有機半導體元件(B)、樹脂層(F)、含有捕捉劑的層(C)、阻氣膜(D)。另外,可預先制造在基板(A)和/或阻氣膜(D)上疊層有其它層(例如上述封裝材料、耐候性保護片、背面保護片)的疊層體,然后進行上述工序I 3、1 3'、I III或I III’ ;也可在進行上述工序I 3、1 3'、1 III、或I III’之后,在基板(A)和/或阻氣膜(D)上疊層其它層。關于上述其它層,其順序沒有特別限制,作為優(yōu)選的順序,當基板(A)側為受光面時,順序為耐候性保護片、阻氣膜、封裝材料、基板(A)、有機半導體元件(B)、包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)、阻氣膜(D)、封裝材料、背面保護片;耐候性保護片、封裝材料、阻氣膜、基板(A)、有機半導體元件(B)、包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)、阻氣膜(D)、封裝材料、背面保護片。當阻氣膜(D)為受光面時,順序為背面保護片、封裝材料、基板(A)、有機半導體元件(B)、包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)、阻氣膜(D)、封裝材料、耐候性保護片。根據(jù)需要,可疊層多層上述層,也可省略,還可插入其它的功能層。對于疊層方法而言,只要不影響本發(fā)明的效果即可,沒有特別限制,可以列舉例如利用粘接劑進行疊層、利用熔融粘接進行加熱密封、擠出層壓、共擠出成型、進行涂布成膜的濕式成膜法、利用真空層壓機進行層壓、利用粘接劑進行層壓、利用加熱或熱壓等的加熱密封法、利用涂布器進行涂布的濕式成膜方法。其中,從可使用通用機器方面考慮,優(yōu)選在有機EL裝置封裝方面具有實效的利用光固化粘接劑的層壓法、在太陽能電池方面具有實效的利用真空層壓機的層壓法。優(yōu)選用密封材料對有機電子器件的邊緣部進行密封,只要能保持阻氣性即可,對于粘接的層沒有特別限制。作為利用密封劑進行粘接的組合,可以列舉阻氣膜⑶與基板
(A)、阻氣膜與阻氣膜(存在多層阻氣膜時)、阻氣膜(D)與背面保護片、基板(A)與耐候性保護片、耐候性保護片與背面保護片中的任I組、多組或所有層的邊緣部。從重視保持阻氣性的角度考慮,優(yōu)選用于阻氣膜與基板、阻氣膜與阻氣膜的邊緣部的密封,從提高器件整體的強度的觀點考慮,優(yōu)選用于對耐候性保護片與背面保護片、整個層進行密封。利用密封劑對邊緣部進行密封的工序可根據(jù)粘接的層、密封劑的種類等來適當選擇。例如,可在疊層有機電子器件構成層之后進行密封,也可以在疊層構成層的同時進行密封。從制造工序的簡化方面考慮,優(yōu)選在疊層的同時 進行密封。<大量生產時有機電子器件的制造方法>為了高效地制造有機電子器件,如圖6的剖面圖、圖7的平面圖所示,在大面積的基板(A) I上疊層多個有機半導體元件(B)20,并將以本發(fā)明的層結構疊層而成的有機電子器件一個一個地進行切割的方法,在時間、操作、成本方面都是非常有效的。各部件與圖3及4所示有機電子器件中的相同,在此,同一部件賦予同一符號,并省略其說明。也就是說,暫時以大面積制成有機器件后,根據(jù)用途,切割成必要的大小進行使用,這從制造效率、降低成本的角度考慮是優(yōu)選的。尤其是在太陽能電池用途中,作為由適當大小的單元電池串聯(lián)連接而成的電子器件,有時需要獲得必要的目標電壓,在這樣的情況下,如上所述,暫時以大面積制成有機器件,然后切割成適當大小的單元電池,再制造有機太陽能電池,由此可以進一步提高生產性??紤]到這樣的制造工藝的情況,例如如圖6、圖7所示,預先將包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)6切割成適當?shù)拇笮?,通過預先將其分界線、端部與阻氣膜
(D)7及防蝕層(E) 5直接粘接,不僅可實現(xiàn)組裝工序的簡化、操作的強化,而且由于分界線部分也被粘接,因此可在存在氧、水蒸氣的通常的大氣環(huán)境下對大面積地制作的有機器件片進行切割處理,切成單獨的單元電池。如果考慮切割處理易使裝置的大小增大、產生切屑、操作性等,在阻隔了氧、水蒸氣的環(huán)境下進行制造工藝,在成本、操作效率方面非常不利,能夠在通常的大氣下進行切割處理對于工業(yè)工藝而言,是一大優(yōu)勢。另外,在切割前的大型片的階段,可在通常的大氣中進行保存、運輸,因此另一大優(yōu)勢是可以以大型片器件的狀態(tài)大量地進行保存后、或運輸后,在適當?shù)膱鏊黄疬M行切割處理。因此,在上述制造方法(有機電子器件的制造方法中記載)的基礎上,配以下述條件,可以更高效地大量生產本發(fā)明的有機電子器件。具體而言,在基板(A)上彼此具有間隔地設置至少2個以上有機半導體元件(B),并且在至少2個以上有機半導體元件(B)上疊層樹脂層(F),在樹脂層(F)上彼此具有間隔地設置2層以上的包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C),在該層(C)上疊層阻氣膜(D),然后以包含有機半導體元件(B)和包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)的方式進行切割。優(yōu)選切割的部分為至少基板(A)和所述阻氣膜(D)直接粘接或隔著中間層粘接的部分。更優(yōu)選為至少疊層有所述基板(A)、所述阻氣膜(D)、及所述樹脂層(F)的部分。而且,更優(yōu)選中間層為含有密封材料的層,其中,如圖4及5所示,預先在切割位置形成密封材料8,在密封材料8之間進行切割。也就是說,對于本發(fā)明的制造方法而言,其優(yōu)選的方法為進行切割使有機半導體元件(B)和包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)不暴露在外部氣體中,并且使有機半導體元件(B)和包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)不直接接觸。利用這樣的制造方法,將設置在基板上的多個有機半導體元件切割成單獨的元件這一操作,無需在干燥氮氣氛圍下進行,即使在通常的大氣中進行,在元件的效率、壽命方面也不會產生問題,從制造上看是優(yōu)選的。在干燥氮氣氛圍下裝入切割裝置、進行內部切割處理會導致保持干燥氮氣氛圍的容積變大、或產生 粉塵、油滴,從而使成本提高,因此不優(yōu)選。需要說明的是,切割成單獨的元件后,有機半導體元件邊緣部的密封材料在切割后基板邊緣部的寬度通常為0. 5 100mm、優(yōu)選為I 80mm、進一步優(yōu)選為2 50mm、最優(yōu)選為3 10mm,并且使有機半導體元件位于口字型邊緣部密封材料的內側。密封材料的厚度通常為5 ii m 1mm、優(yōu)選為10 y m 100 U、進一步優(yōu)選為20 50 y m,設置密封材料使有機半導體元件位于口字型的內側。密封材料的厚度和寬度必須能夠掩埋基板及貼在其上的膜、片上的凹凸、且能夠充分保護內部不受水蒸氣、氧的影響,但如果寬度過寬,則有效面積減少,如果厚度過厚,則水蒸氣、氧的透過量增大,因此優(yōu)選上述范圍。
具體實施方式
之一如圖6及圖7所示。<有機電子器件的性能評價> 本發(fā)明的有機電子器件具有以下性能。例如,為有機薄膜太陽能電池的情況下,進行下述所示加速試驗,并可以通過比較試驗前后光電轉換特性的變化來進行性能評價。評價方法加速試驗在環(huán)境試驗機(例如,Espec公司制造的SH-241)中設置為高溫高濕環(huán)境。高溫高濕環(huán)境優(yōu)選為40°C、90% RH或85°C、85% RH。試驗時間可根據(jù)器件構成材料適當選擇,但優(yōu)選進行24小時以上。另外,光電轉換特性如下地進行用太陽光模擬器以照射強度lOOmW/cm2對有機薄膜太陽能電池照射AMI. 5G條件的光,進行電流/電壓特性的測定。可以由上述測定得到的電流/電壓曲線求出能量轉換效率(PCE)、短路電流、開路電壓、FF (填充系數(shù))、串聯(lián)電阻、分流電阻。作為比較加速試驗前后光電轉換特性的式子,可以列舉例如,PCE變化率=(加速試驗后的PCE) / (加速試驗前的PCE)。也就是說,本發(fā)明的有機電子器件的能量轉換效率(PCE)變化率,如上式定義的那樣,是相對于初期性能的加速試驗后的值,通常為0. 86以上、優(yōu)選為0. 88以上、更優(yōu)選為0. 90以上。本發(fā)明的有機電子器件即使在施加荷重時,包含捕捉劑的層(C)也不與元件電極接觸,具有劣化防止效果高的性能。作為評價,可通過在由阻氣膜側向有機半導體元件(B)方向擠壓包含捕捉劑的層(C)時是否發(fā)生接觸來進行確認。本發(fā)明的有機電子器件的耐候性良好。即使進行戶外暴露試驗、利用耐候性試驗機進行耐候性試驗,也能保持性能、顯示出高的耐久性能。認為這是由于防蝕層的存在可抑制電極劣化的緣故。另外,疊層有耐候性保護片的情況下,具有更高的耐候性。實施例通過實施例對本發(fā)明進行更具體說明,但只要不超出本發(fā)明的主旨,本發(fā)明并不受以下實施例所記載內容的限制。
下面,通過實施例對本發(fā)明進行更具體說明,但只要不超出本發(fā)明的主旨,本發(fā)明并不受以下實施例所記載內容的限制。[測定方法] 水蒸氣透過率可基于JIS K7129標準、采用具有濕度傳感 器、紅外線傳感器、氣相色譜的裝置、通過杯式法(JIS Z0208)在40°C、90%環(huán)境下進行測定來得到水蒸氣透過率。尤其是在水蒸氣阻隔性高的情況下,優(yōu)選通過精度更高的基于JIS K7129B標準的MOCON法來進行測定,使用MOCON公司制造的水蒸氣透過率測定裝置PERMATRAN-W進行測定。 粘接力基于JIS K6854標準通過剝離粘接強度試驗來得到粘接力。根據(jù)試驗體形狀,可適當選擇180度剝離、90度剝離、T型剝離。作為具體的裝置,有Orientec公司制造的拉伸試驗機。 捕捉劑的水分吸收能力在20°C、65% RH環(huán)境下將捕捉劑放置15分,計算出試驗前后的重量變化。[實施例I]<有機薄膜太陽能電池元件的制作工序>采用常規(guī)的光刻技術和鹽酸蝕刻在玻璃基板上沉積有銦-錫氧化物(ITO)透明導電膜而成的制品(片電阻為15 Q / □以下)上形成2mm寬的條紋圖案,形成了透明電極。將形成圖案后的透明電極按照利用表面活性劑的超聲波清洗、利用超純水的水洗、利用超純水的超聲波清洗的順序進行清洗后,吹氮氣,并在120°C加熱干燥10分鐘。在該透明基板上以40nm的膜厚旋轉涂布作為導電性高分子的聚(亞乙基二氧噻吩)聚(苯乙烯磺酸)(PED0T:PSS、Starck-V TECH公司制造,商品名Baytron PH),然后在120°C大氣中加熱干燥10分鐘。然后,將基板拿到手套箱中,在氮氣氛圍中進行操作。首先,在氮氣氣體氛圍中將上述基板于180°C加熱處理3分鐘。在氯仿/氯苯的I : 2混合溶劑(重量)中溶解0. 5重量%下述化合物(A),得到液體,將得到的液體進行過濾后,以1500rpm旋轉涂布于上述PED0T:PSS的膜上,在180°C加熱20分鐘,得到了下述化合物(B)的膜。[化學式I]
權利要求
1.一種有機電子器件,其依次具有具有至少一對電極的有機半導體元件(B)、包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)、及阻氣膜(D),其中, 在所述有機半導體元件(B)的所述一對電極中的至少一個電極與所述包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)之間,具有至少一層防蝕層(E), 所述防蝕層(E)的膜厚為20 以上, 所述防蝕層(E)及阻氣膜⑶滿足下述式⑴及⑵的條件,15 彡 Pe > Pd 式(I)1(T4 ^ Pd ^ KT1 式(2) 在上述式⑴及式⑵中,Pe表示防蝕層(E)在40°C、90% RH環(huán)境下的水蒸氣透過率,Pd表示阻氣膜⑶在40°C、90% RH環(huán)境下的水蒸氣透過率,其單位均為g/m2/天。
2.根據(jù)權利要求I所述的有機電子器件,其中,所述防蝕層(E)包含具有0.lN/cm以上的粘接功能的層。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的有機電子器件,其中,所述有機半導體元件(B)為有機太陽能電池元件。
4.根據(jù)權利要求I 3中任一項所述的有機電子器件,其中,所述包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)的水分吸收能力為0. lmg/cm2以上且15mg/cm2以下。
5.根據(jù)權利要求I 4中任一項所述的有機電子器件,其中,所述阻氣膜⑶為包含熱塑性樹脂、及真空蒸鍍在該熱塑性樹脂上的SiOx的膜。
6.根據(jù)權利要求I 5中任一項所述的有機電子器件,其包含基板(A)。
7.根據(jù)權利要求I 6中任一項所述的有機電子器件,其包含封裝材料及耐候性保護 片。
8.一種有機電子器件的制造方法,該方法包括依次疊層基板(A)、具有至少一對電極的有機半導體元件(B)、包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)、至少一層防蝕層(E)、及包覆該有機半導體元件的阻氣膜(D),其中, 所述防蝕層(E)及阻氣膜⑶滿足下述式⑴及⑵的條件,15 彡 Pe > Pd 式(I)I(T4 ^ Pd ^ KT1 式(2) 在上述式⑴及式⑵中,Pe表示防蝕層(E)在40°C、90% RH環(huán)境下的水蒸氣透過率,Pd表示阻氣膜⑶在40°C、90% RH環(huán)境下的水蒸氣透過率,其單位均為g/m2/天,在所述有機電子器件的制造方法中,制作在包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)上疊層有至少一層防蝕層(E)的疊層體層,并在基板(A)上制作有機半導體元件(B),然后按照上述順序進行疊層。
9.根據(jù)權利要求8所述的有機電子器件的制造方法,其中,制作依次疊層有阻氣膜(D)、包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)、及至少一層防蝕層(E)的疊層體層,并在基板(A)上制作有機半導體元件(B),然后按照上述順序進行疊層。
10.一種有機電子器件,其依次具有基板(A)、具有至少一對電極的有機半導體兀件(B)、包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)、及阻氣膜(D),其中, 在所述有機半導體元件(B)與所述包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)之間具有樹脂層(F),使得所述有機半導體元件(B)與所述層(C)不直接接觸,該樹脂層(F)的膜厚為20iim以上, 所述樹脂層(F)及阻氣膜(D)滿足下述式(I)及(2)的條件,.15 ≥ Pe > Pd 式(1) . 10-4 ≤ Pd ≤ KT1 式(2) 在上述式⑴及式⑵中,Pe表示樹脂層(F)在4(TC、90% RH環(huán)境下的水蒸氣透過率,Pd表示阻氣膜⑶在40°C、90% RH環(huán)境下的水蒸氣透過率,其單位均為g/m2/天,并且,在該有機電子器件中,所述基板(A)與所述阻氣膜(D)直接粘接或隔著中間層粘接,使所述有機半導體元件(B)與所述層(C)不與外部氣體接觸。
11.根據(jù)權利要求10所述的有機電子器件,其中,所述阻氣膜(D)與所述樹脂層(F)直接粘接或隔著中間層粘接,使所述樹脂層(F)不與外部氣體接觸。
12.根據(jù)權利要求10或11所述的有機電子器件,其中,所述中間層為含有密封材料的層。
13.根據(jù)權利要求10 12中任一項所述的有機電子器件,其中,所述樹脂層(F)包含至少一層防蝕層(E)。
14.根據(jù)權利要求10 13中任一項所述的有機電子器件,其中,所述有機半導體元件(B)為有機太陽能電池元件。
15.—種有機電子器件的制造方法,該方法包括 在基板(A)上彼此具有間隔地設置多個有機半導體元件(B), 在所述多個有機半導體元件(B)上疊層樹脂層(F), 在所述樹脂層(F)上彼此具有間隔地設置2個以上包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C), 在所述層(C)上疊層阻氣膜(D),以及 對上述基板(A)進行切割,使其包含所述有機半導體元件(B)和包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)。
16.根據(jù)權利要求15所述的有機電子器件的制造方法,其中,切割的部分為至少由基板(A)和所述阻氣膜(D)直接粘接或隔著中間層粘接而成的部分。
17.根據(jù)權利要求15或16所述的有機電子器件的制造方法,其中,切割的部分為至少由所述基板(A)、所述阻氣膜(D)、及所述樹脂層(F)疊層而成的部分。
18.根據(jù)權利要求15 17中任一項所述的有機電子器件的制造方法,其中,所述中間層為含有密封材料的層。
19.根據(jù)權利要求15 18中任一項所述的有機電子器件的制造方法,其中,所述樹脂層(F)包含至少一層防蝕層(E)。
20.根據(jù)權利要求19所述的有機電子器件的制造方法,其中,所述防蝕層(E)及阻氣膜(D)滿足下述式(3)及⑷的條件, . 5 ≥ Pe > Pd 式(3) Pd ≤ Kr1 式(4) 在上述式(3)及式⑷中,Pe表示防蝕層(E)在40°C、90% RH環(huán)境下的水蒸氣透過率,Pd表示阻氣膜⑶在40°C、90% RH環(huán)境下的水蒸氣透過率,其單位均為g/m2/天。
21.根據(jù)權利要求15 19中任一項所述的有機電子器件的制造方法,其中,所述有機半導體元件(B) 為有機太陽能電池元件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種有機電子器件及其制造方法,所述有機電子器件在長期使用時的器件功能不會發(fā)生劣化,例如就薄膜有機太陽能電池元件而言,可以抑制發(fā)電效率降低。所述有機電子器件依次疊層有具有至少一對電極的有機半導體元件(B)、包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)、及阻氣膜(D),在所述一對電極中的至少一個電極與所述包含吸收水分及氧中的至少之一的捕捉劑的層(C)之間,具有至少一層防蝕層(E),所述防蝕層(E)的膜厚為20μm以上,所述防蝕層(E)在40℃、90%RH環(huán)境下的水蒸氣透過率Pe(g/m2/天)相對于阻氣膜(D)在40℃、90%RH環(huán)境下的水蒸氣透過率Pd滿足15g/m2/天≥Pe>Pd的條件,且阻氣膜(D)的水蒸氣透過率Pd滿足10-4≤Pd≤10-1g/m2/天的條件。
文檔編號H01L51/42GK102804440SQ20108002835
公開日2012年11月28日 申請日期2010年6月21日 優(yōu)先權日2009年6月24日
發(fā)明者大泉淳一, 船山勝矢, 藤原崇志, 米山孝裕, 半田敬信 申請人:三菱化學株式會社
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