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Description
この発明は、太陽電池及び発光素子等の光処理機能を有する光デバイス装置に関する。 The present invention relates to an optical device having a light processing function such as a solar cell and a light emitting element.
図5は従来のLEDチップ30の断面構造を示す断面図である。同図に示すように、基板31上にP型半導体層32が設けられ、P型半導体層32上にI型半導体層33が設けられ、I型半導体層33上にN型半導体層34が設けられ、N型半導体層34の表面上の一部に電極35が設けられる。このように従来のLEDチップ30は基板31、P型半導体層32、I型半導体層33、薄膜24及び電極35により構成され、砲弾型LED構造を呈している。
FIG. 5 is a sectional view showing a sectional structure of a
図6は図5で示したLEDチップ30にリード機能を持たせたリード機能付きの光デバイス装置39の構成を模式的に示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing a configuration of an
同図に示すように、リードフレーム41Aを金ワイヤー43を介してLEDチップ30の電極35に電気的に接続し、リードフレーム41Bのダイパッド41BD上に導電ペースト42を介してLEDチップ30を配置し、LEDチップ30のP型半導体層32とダイパッド41BDとを電気的に接続する。なお、基板31が導電性を有する場合は、基板31を介してLEDチップ30のP型半導体層32とダイパッド41BDとを電気的に接続しても良い。
As shown in the figure, the
そして、ダイパッド41BD及びLEDチップ30全体を含んでリードフレーム41A及び41Bの上部を封止樹脂44で被覆して光デバイス装置39を完成する。このような光デバイス装置39と同様な構造が例えば特許文献1の発光素子として開示されている。
Then, the upper portions of the
しかしながら、図5で示したLEDチップ30から、図6で示した光デバイス装置39を完成するには、リードフレーム41AとLEDチップ30との金ワイヤー43による接合処理、導電ペースト42を用いたダイパッド41BD上へのLEDチップ30の搭載処理、及び、封止樹脂44による樹脂封止処理が必要となる。
However, in order to complete the
このように、従来のLEDチップ30等の光半導体素子を内蔵しつつ、リード機能を有する光デバイス装置39を得る場合、光半導体素子であるLEDチップ30の完成後においても、他に複数の工程が必要となり、製造コストを下げることが難しいという問題点があった。
As described above, when the
この発明は上記問題点を解決するためになされたもので、比較的簡単に製造できる、リード機能を有する光デバイス装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide an optical device having a lead function that can be manufactured relatively easily.
この発明に係る請求項1記載の光デバイス装置は、一方端及び他方端を有し、第1の導電部の周囲が第1の絶縁物で被覆された第1の被覆リード線と、一方端及び他方端を有し、第2の導電部の周囲が第2の絶縁物で被覆された第2の被覆リード線とを備え、前記第1の被覆リード線の他方端は第1の導電部が露出された第1の導電露出部を有し、前記第2の被覆リード線の他方端は第2の導電部が露出された第2の導電露出部を有し、前記第1の被覆リード線の前記第1の導電露出部に電気的に接続して形成される光デバイス構造体をさらに備え、前記光デバイス構造体は、前記第1の被覆リード線の前記第1の導電露出部に連結して形成される第1の素子形成層と、前記第1の素子形成層の前記第1の被覆リード線と接している部分を除いた外周を覆って形成される第2の素子形成層と、前記第2の素子形成層の前記第1の被覆リード線と接している部分を除いた外周を覆って形成される第3の素子形成層と、前記第3の素子形成層の前記第1の被覆リード線と接している部分を除いた外周を覆って形成され、かつ、前記第2の導電露出部に連結される透明導電膜とを含み、前記第1〜第3の素子形成層は、光電変換機能及び電光変換機能のうち少なくとも一つの光処理機能を有する。
An optical device according to claim 1 of the present invention has a first coated lead wire having one end and the other end, the periphery of the first conductive portion being coated with a first insulator, and one end. And a second coated lead wire having a second conductive portion surrounding the second conductive portion with a second insulator. The other end of the first coated lead wire is a first conductive portion. Has a first exposed conductive portion, and the other end of the second covered lead has a second conductive exposed portion having a second exposed conductive portion, and has a first covered lead. An optical device structure formed electrically connected to the first conductive exposed portion of a wire, wherein the optical device structure is formed on the first conductive exposed portion of the first covered lead. a first element forming layer which is formed by coupling, the first cover portion that leads the contact of the first element formation layer removal And a second element forming layer formed over the outer periphery, the second third element formed over the outer periphery except the portion in contact with said first coating leads of the element forming layer Forming layer and a transparent conductive film formed so as to cover an outer periphery of the third element forming layer except for a portion in contact with the first covering lead wire and connected to the second conductive exposed portion wherein the door, the first to third element forming layer has at least one optical processing function of the photoelectric conversion function and electro-optic conversion function.
この発明における請求項1記載の本願発明である光デバイス装置は、光デバイス構造体並びに第1及び第2の被覆リード線という比較的簡単な構成を呈している。 The optical device device according to the first aspect of the present invention has a relatively simple configuration of an optical device structure and first and second coated lead wires.
したがって、第1の被覆リード線の第1の導電露出部を基点として第1〜第3の素子形成層並びに透明導電膜を順次形成し、最後の透明導電膜を第2の被覆リード線の第2の導電露出部に連結させるという、比較的簡単な製造方法によって光デバイス装置の基本構造を実現することができる。 Therefore, the first to third element formation layers and the transparent conductive film are sequentially formed starting from the first conductive exposed portion of the first covered lead wire, and the last transparent conductive film is formed as the second covered lead wire. The basic structure of the optical device can be realized by a relatively simple manufacturing method of connecting to the two conductive exposed portions.
<実施の形態1>
図1はこの発明の実施の形態1であるの薄膜製造装置50の構成を示す説明図である。同図に示すように、薄膜製造装置50は、霧化容器1及びミスト発生部3からなる霧化装置とリード線保持部である製造用ヒーター機構10とにより構成される。
<First Embodiment>
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a thin
霧化容器1は内部に原料溶液2を収容している。ミスト発生部3は霧化容器1の外部である底面下に1個または複数個設けられ、霧化容器1に収容された原料溶液を霧化して液滴状の原料ミストを得る。具体的には、ミスト発生部3は超音波を発生する超音波振動子であり、超音波振動子を利用して霧化容器1に超音波を印加することにより、霧化容器1内に収容される原料溶液2を液滴に霧化して、霧化容器1内に原料ミストを生成している。 The atomization container 1 contains the raw material solution 2 inside. One or a plurality of mist generating units 3 are provided below the bottom surface outside the atomizing container 1, and atomize the raw material solution contained in the atomizing container 1 to obtain a droplet-shaped raw material mist. Specifically, the mist generating unit 3 is an ultrasonic oscillator that generates ultrasonic waves, and is housed in the atomizing container 1 by applying ultrasonic waves to the atomizing container 1 using the ultrasonic oscillator. The raw material solution 2 to be sprayed is atomized into droplets to generate a raw material mist in the atomization container 1.
リード線保持部である製造用ヒーター機構10は、霧化容器1の上部に着脱可能に設置され、ヒーター4及びヒートシンク5から構成される。ヒーター4は加熱機能を有し、ヒートシンク5は例えばアルミニウムを構成材料としており、ヒーター4に連結して設けられ、底面に被覆リード線11の一方端が取り付けられ、ヒーター4からの熱を被覆リード線11に伝導する熱伝導部として機能する。
The
被覆リード線11は例えば銅線より構成されるリード線導電部11mを有し、リード線導電部11mの周囲がアルミナ等の耐熱性絶縁物よりなる線被覆部11cにより被覆されている。このような構造の被覆リード線11は、図中上側の一方端がヒートシンク5に固定され、図中下側の他方端においてリード線導電部11mの一部が露出している。この際、被覆リード線11の他方端は原料溶液2に浸かることなく霧化容器1内に配置される。
The covered
すなわち、熱伝導部であるヒートシンク5は、被覆リード線11を垂直方向に垂らした状態で、被覆リード線11の他方端が最下方になるように、被覆リード線11を保持している。
That is, the
このような構成の薄膜製造装置50は、被覆リード線11がリード線保持部である製造用ヒーター機構10によって保持された状態で、ヒーター4から熱を発生させるとともに、ミスト発生部3によって霧化容器1内に原料ミストを生成させる薄膜形成処理を行うことができる。
The thin
実施の形態1の薄膜製造装置50は、上記薄膜形成処理を実行して、被覆リード線11の他方端のリード線導電部11mを加熱しつつ、霧化容器1内に原料ミストを発生させることにより、被覆リード線11の他方端のリード線導電部11mを中心として略球状の薄膜20を成膜することができる。
The thin-
薄膜20が球状になるのは、霧化容器1内に原料溶液2の原料ミストが充満しているため、被覆リード線11全体が濡れるとともに自重で被覆リード線11の他方端に液滴が溜まる。この際、被覆リード線11がヒーター4によって加熱されているため、原料ミストの溶媒が蒸発し固化していく。したがって、瞬時に原料ミストの溶媒が蒸発してしまわない温度で被覆リード線11を加熱することにより、被覆リード線11の他方端において、露出したリード線導電部11mを中心として略球状の薄膜20を成膜することができる。
The
その結果、実施の形態1の薄膜製造装置50は、霧化装置(霧化容器1+ミスト発生部3)以外に、リード線保持部である製造用ヒーター機構10及び被覆リード線11のみを追加した比較的簡単な装置構成により、比較的安価に略球状の薄膜20を成膜することができる。
As a result, in the thin
加えて、薄膜製造装置50における霧化装置も霧化容器1の底面下にミスト発生部3を設置するという、比較的簡単な構成であり、安価に実現できる。
In addition, the atomizing device in the thin
また、実施の形態1の薄膜製造装置50は、霧化容器1内で薄膜20を成膜しているため、霧化容器1の外部に薄膜形成用の成膜処理室を設ける必要がない。このため、原料ミストを成膜処理室に搬送するためのキャリアガスを必要としない分、さらに、装置構成の簡略化を図ることができる。
Further, in the thin
加えて、霧化容器1外の成膜処理室が不要となるため、成膜処理室内で用いる、原料ミストを噴射するノズル等のミスト噴射機構も必然的に不要となる結果、ミスト噴射機能の目詰まりが生じることもなく、薄膜製造装置50のメンテナンス周期を比較的長く設定することができる。
In addition, since a film formation processing chamber outside the atomization container 1 is not required, a mist injection mechanism such as a nozzle for injecting a raw material mist used in the film formation processing chamber is not necessarily required. The clogging does not occur, and the maintenance cycle of the thin
さらに、薄膜24の形成用の下地となる基板が不要となるため、その分、安価に略球状の薄膜24を成膜することができる。
Further, since a substrate serving as a base for forming the
また、MOCVD等の真空プロセスでは製造コストが高く、含浸法等の液相法では高温での成膜が困難で膜質が悪いという短所があるが、実施の形態1の薄膜製造装置50では薄膜20の成膜に原料溶液2をミスト化した原料ミストを使用することにより、上記短所を克服し、比較的安価に高品質の薄膜20の成膜が可能となる。
Further, a vacuum process such as MOCVD has a disadvantage that the manufacturing cost is high, and a liquid phase method such as an impregnation method has a disadvantage that film formation at a high temperature is difficult and film quality is poor. However, the thin
また、ヒートシンク5は被覆リード線11を垂直方向に垂らした状態で被覆リード線11の他方端が最下方になるように、被覆リード線11を保持している。
The
このため、実施の形態1の薄膜製造装置50は、原料溶液2の液面から最も近い位置に被覆リード線11の他方端を配置することにより、上記薄膜形成処理によって被覆リード線11の最下方先端部において、リード線導電部11mを中心とした略球状の薄膜20を効率的に成膜することができる。
For this reason, the thin
さらに、霧化容器1は原料溶液2が収容される高さの下部領域に冷却機構7を設けている。なお、冷却機構7として、例えば霧化容器1の側面に流路を設け、当該流路に冷却水を流す等の態様が考えられる。
Further, the atomizing container 1 is provided with a
実施の形態1の薄膜製造装置50は、霧化容器1に冷却機構7を設けることにより、原料溶液2を効果的に冷却することができ、上記薄膜形成処理の実行時に原料溶液2が蒸発する現象を防止することができる。
In the thin
さらに、霧化容器1は原料溶液2の液面高さを検出する液面センサー6を有している。したがって、液面センサー6によって原料溶液2の液面高さをモニタすることにより、原料溶液2の液面高さが一定になるように、ミスト発生部3の原料ミスト生成能力、図示しない原料溶液2の供給機構の供給能力等を制御して、霧化容器1内における原料ミスト量を一定に保ちつつ、原料溶液2がなくならないようにすることができる。 Further, the atomization container 1 has a liquid level sensor 6 for detecting the liquid level of the raw material solution 2. Therefore, by monitoring the liquid level of the raw material solution 2 with the liquid level sensor 6, the raw material mist generating capability of the mist generating unit 3 and the raw material solution (not shown) are adjusted so that the liquid level of the raw material solution 2 becomes constant. By controlling the supply capacity of the supply mechanism 2 and the like, the amount of the raw material mist in the atomization container 1 can be kept constant, and the raw material solution 2 can be prevented from running out.
また、ミスト発生部3として超音波を発生する超音波振動子を用いることにより、霧化容器1内に原料ミストを均等に発生させることができるため、膜厚精度良く薄膜20を成膜することができる。 In addition, by using an ultrasonic vibrator that generates ultrasonic waves as the mist generating unit 3, the raw material mist can be uniformly generated in the atomization container 1. Can be.
<実施の形態2>
図2はこの発明の実施の形態2である薄膜製造方法を実行するための薄膜製造システムの構成を示す説明図である。具体的には、薄膜製造システムを、各々が図1で示した薄膜製造装置50と等価な構成を有する4つの薄膜製造装置50A〜50Dにより構成して、実施の形態2の薄膜製造方法を実行している。
<Embodiment 2>
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration of a thin film manufacturing system for executing a thin film manufacturing method according to a second embodiment of the present invention. Specifically, the thin film manufacturing system is configured by four thin
薄膜製造装置50Aの霧化容器1Aは内部に原料溶液2Aを収容している。原料溶液2Aは、基本態様の場合、「銅アセチルアセトナート+メタノール+水」の混合溶液である。
The atomization container 1A of the thin
薄膜製造装置50Bの霧化容器1Bは内部に原料溶液2Bを収容している。原料溶液2Bは、基本態様の場合、「銅アセチルアセトナート+亜鉛アセチルアセトナート+メタノール+水」の混合溶液である。
The atomization container 1B of the thin
薄膜製造装置50Cの霧化容器1Cは内部に原料溶液2Cを収容している。原料溶液2Cは、基本態様の場合、「亜鉛アセチルアセトナート+メタノール+水」の混合溶液である。 The atomization container 1C of the thin film manufacturing apparatus 50C contains a raw material solution 2C inside. In the case of the basic mode, the raw material solution 2C is a mixed solution of “zinc acetylacetonate + methanol + water”.
薄膜製造装置50Dの霧化容器1Dは内部に原料溶液2Dを収容している。原料溶液2Dは、基本態様の場合、「亜鉛アセチルアセトナート+ガリウムアセチルアセトナート+メタノール+水」の混合溶液である。
The atomization container 1D of the thin
このように、薄膜製造装置50A〜50D(複数の薄膜製造装置)に対応して、互いに異なる霧化容器1A〜1D(複数の霧化容器)が構成部となり、薄膜製造装置50A〜50Dに対応して互いに異なる複数の原料溶液2A〜2Dが霧化容器1A〜1D内に収容される。
As described above, the atomization containers 1A to 1D (plurality of nebulization containers) different from each other constitute components corresponding to the thin
なお、実施の形態1の霧化容器1が液面センサー6及び冷却機構7を有するのと同様に、霧化容器1A〜1Dはそれぞれ液面センサー6A〜6D及び冷却機構7A〜7Dを有している。
In addition, similarly to the atomization container 1 of Embodiment 1 having the liquid level sensor 6 and the
霧化容器1Aの外部である底面下部には(一つまたは複数の)ミスト発生部3Aが設けられ、霧化容器1Bの底面下部にミスト発生部3Bが設けられ、霧化容器1Cの底面下部にミスト発生部3Cが設けられ、霧化容器1Dの下部にはミスト発生部3Dが設けられる。
A
このように、薄膜製造装置50A〜50Dに対応して互いに独立した少なくとも一つのミスト発生部3A〜3D(複数のミスト発生部)が設けられる。
As described above, at least one
一方、リード線保持部である製造用ヒーター機構10は、図1で示した製造用ヒーター機構10と同一構成であり、1単位の製造用ヒーター機構10が薄膜製造装置50A〜50D間で共用され、霧化容器1A〜1Dそれぞれに対し着脱可能である。
On the other hand, the
以下、図2で示した薄膜製造システム(薄膜製造装置50A〜50D)を用いて実行される、実施の形態2の薄膜製造方法を説明する。
Hereinafter, a thin film manufacturing method according to the second embodiment, which is performed using the thin film manufacturing system (thin
実施の形態2の薄膜製造方法は、薄膜製造装置50A〜50D間において、50A、50B、50C及び50Dで行う設定実行順序(所定の順序)に沿って上記薄膜形成処理を行う。
In the thin film manufacturing method according to the second embodiment, the thin film forming process is performed between the thin
まず、図2(a) に示すように、製造用ヒーター機構10を霧化容器1の上部に設置した状態で、1回目の上記薄膜形成処理を実行する。
First, as shown in FIG. 2A, the first thin film forming process is performed with the
すると、被覆リード線11の他方端のリード線導電部11mを中心として略球状の薄膜21を形成することができる。この際、原料溶液2Aの基本態様の原料ミストより成膜される薄膜21は酸化銅膜(CuO)となり、P型半導体層(一方の導電型の半導体層)として働く。
Then, a substantially spherical
そして、他方端に薄膜21が形成された被覆リード線11の一方端がヒートシンク5に取り付けられた状態で、製造用ヒーター機構10を霧化容器1Aから取り外す。
Then, with one end of the
次に、図2(b) に示すように、他方端に薄膜21が形成された被覆リード線11の一方端がヒートシンク5に固定された状態で、製造用ヒーター機構10を霧化容器1Bの上部に装着する。そして、この状態で2回目の上記薄膜形成処理を実行する。
Next, as shown in FIG. 2 (b), with one end of the covered
すると、薄膜21の外形を反映して薄膜21の周囲に薄膜22を形成することにより、被覆リード線11の他方端のリード線導電部11mを中心として、略球状の薄膜21及び22の積層構造を得ることができる。この際、原料溶液2Bの基本態様の原料ミストより成膜される薄膜22は酸化銅亜鉛膜(ZnCuO)となり、I型半導体層として働く。
Then, by forming the
そして、他方端に薄膜21及び22の積層構造が形成された被覆リード線11の一方端がヒートシンク5に固定された状態で、製造用ヒーター機構10を霧化容器1Bから取り外す。
Then, with one end of the covered
次に、図2(c) に示すように、他方端に薄膜21及び22の積層構造が形成された被覆リード線11の一方端がヒートシンク5に固定された状態で、製造用ヒーター機構10を霧化容器1Cの上部に装着する。そして、この状態で3回目の上記薄膜形成処理を実行する。
Next, as shown in FIG. 2 (c), with the one end of the covered
すると、薄膜22の外形を反映して薄膜22の周囲に薄膜23を形成することにより、被覆リード線11の他方端のリード線導電部11mを中心として、略球状の薄膜21〜23の積層構造を得ることができる。この際、原料溶液2Cの基本態様の原料ミストより成膜される薄膜23は酸化亜鉛膜(ZnO)となり、N型半導体層(他方の導電型の半導体層)として働く。
Then, by forming the
そして、他方端に薄膜21〜23の積層構造が形成された被覆リード線11の一方端がヒートシンク5に固定された状態で、製造用ヒーター機構10を霧化容器1Cから取り外す。
Then, with one end of the covered
その後、被覆リード線11に隣接するように、他方端のリード線導電部12mが露出した被覆リード線12(第2の被覆リード線)の一方端をヒートシンク5の底面に取り付け、被覆リード線11の他方端に形成された薄膜23に近接して被覆リード線12の他方端が位置するように配置する事前準備処理を実行する。なお、被覆リード線12は被覆リード線11と同様に、例えば銅線よりなるリード線導電部12mを有し、リード線導電部12mの周囲がアルミナ等の耐熱性絶縁物よりなるリード線被覆部12cにより被覆されている。
Then, one end of the covered lead wire 12 (second covered lead wire) having the exposed lead
次に、図2(d) に示すように、他方端に薄膜21〜23の積層構造が形成された被覆リード線11の一方端及び被覆リード線12の一方端がヒートシンク5に固定された状態で、製造用ヒーター機構10を霧化容器1Dの上部に装着する。そして、この状態で4回目の上記薄膜形成処理を実行する。
Next, as shown in FIG. 2D, one end of the covered
すると、薄膜23の外形を反映して薄膜23の周囲に薄膜24を形成することにより、被覆リード線11の他方端のリード線導電部11mを中心として、略球状の薄膜21〜24の積層構造である薄膜積層構造体26を得ることができる。この際、原料溶液2Dの基本態様の原料ミストより成膜される薄膜24はGZO膜となり、透明導電膜として働く。その結果、薄膜21〜24からなる薄膜積層構造体26を得ることができる。
Then, by forming the
さらに、薄膜24は、薄膜23に近接配置された被覆リード線12のリード線導電部12mにも連結して形成される。
Further, the
図3は実施の形態2の薄膜製造方法で得られたリード線付球状半導体素子9の詳細構造を示す説明図である。同図に示すように、実施の形態2の薄膜製造方法によって、薄膜21〜24によって略球状の薄膜積層構造体26が構成され、薄膜21に被覆リード線11のリード線導電部11mが電気的に接続され、薄膜24に被覆リード線12のリード線導電部12mが電気的に接続されてなる。したがって、薄膜積層構造体26、被覆リード線11及び被覆リード線12からなるリード線付球状半導体素子9を最終的に得ることができる。
FIG. 3 is an explanatory view showing a detailed structure of the spherical semiconductor element 9 with leads obtained by the thin film manufacturing method of the second embodiment. As shown in the figure, the
このように、実施の形態2の薄膜製造方法は、薄膜製造システムを構成する薄膜製造装置50A〜50Dそれぞれにおいて、製造用ヒーター機構10を設置し、製造用ヒーター機構10が設置された状態で上記薄膜形成処理を各1回実行している。
As described above, in the thin film manufacturing method according to the second embodiment, in each of the thin
実施の形態2の薄膜製造方法は、薄膜製造装置50A〜50D間において設定実行順序(所定の順序)に沿って上記薄膜形成処理を各1回実行することにより、被覆リード線11の他方端のリード線導電部11mを中心として、薄膜21〜24(複数の薄膜)が積層されてなる薄膜積層構造体26を有するリード線付球状半導体素子9を得ることができる。
The thin-film manufacturing method according to the second embodiment executes the above-described thin-film forming process once between the thin-
このように、実施の形態2の薄膜製造方法は、霧化装置(霧化容器1A〜1D+ミスト発生部3A〜3D)以外に、1単位の製造用ヒーター機構10、被覆リード線11及び被覆リード線12のみを追加したシステム構成により、比較的安価に略球状の薄膜積層構造体26を有するリード線付球状半導体素子9を製造することができる。
As described above, the thin film manufacturing method according to the second embodiment includes one unit of the
また、薄膜製造装置50A〜50Dのうち設定実行順序に沿って最後の上記薄膜形成処理を実行する薄膜製造装置50Dが最終薄膜製造装置となる。薄膜製造装置50D用の原料溶液2Dである最終原料溶液は、前述したように、「亜鉛アセチルアセトナート+ガリウムアセチルアセトナート+メタノール+水」の混合溶液であるため、薄膜24として透明導電膜となるGZO膜を得ることができる。
Further, among the thin
このように、実施の形態2の薄膜製造方法は、薄膜積層構造体26の最外膜となる薄膜24を透明導電膜として形成することにより、薄膜積層構造体26の内部に光を透過させ、かつ、被覆リード線12のリード線導電部12mと良好な電気的接続関係を保つことができる。
As described above, the thin film manufacturing method according to the second embodiment allows the light to pass through the thin film laminated
さらに、実施の形態2の薄膜製造方法では、4回目に行う最後の上記薄膜形成処理に先がけて、上述した事前準備処理を実行している。 Further, in the thin film manufacturing method according to the second embodiment, the above-mentioned preliminary preparation processing is executed prior to the last thin film formation processing to be performed for the fourth time.
このように、実施の形態2の薄膜製造方法は、上記事前準備処理の後、最終薄膜製造装置である薄膜製造装置50Dによる最後の薄膜形成処理の実行することにより、薄膜積層構造体26と被覆リード線12(第2の被覆リード)の他方端のリード線導電部12mとを連結させて、被覆リード線12をリード線付球状半導体素子9のリード線として用いることができる。
As described above, according to the thin film manufacturing method of the second embodiment, after the above-described preliminary preparation processing, the thin
また、原料溶液2A〜2Dとして基本態様の混合溶液を用いることにより、リード線付球状半導体素子9としてPIN構造の光処理機能を有する半導体素子を得ることができる。なお、光処理機能としては、太陽電池の発電機能、LEDの電流を光に代える発光機能等が考えられる。 Further, by using the mixed solution of the basic mode as the raw material solutions 2A to 2D, it is possible to obtain a semiconductor element having a light processing function of a PIN structure as the spherical semiconductor element 9 with leads. As the light processing function, a power generation function of a solar cell, a light emitting function of replacing an LED current with light, and the like can be considered.
また、基本態様における原料溶液2Aと原料溶液2Cとを逆にして、薄膜21と薄膜23とを置き換えて薄膜積層構造体26を形成しても、同様にPIN構造(NIP構造)の光処理機能を有する半導体素子を得ることができる。
Further, even if the raw material solution 2A and the raw material solution 2C in the basic mode are reversed and the
(原料溶液2A〜2Dの他の態様)
上述した実施の形態2の薄膜製造方法において、原料溶液2A〜2Dの基本態様以外に、以下に示す他の態様の混合溶液が考えられる。
(Other Embodiments of Raw Material Solutions 2A to 2D)
In the method of manufacturing a thin film according to the above-described second embodiment, a mixed solution of the following other aspects is considered in addition to the basic aspects of the raw material solutions 2A to 2D.
原料溶液2Aは「チオシアン酸銅+メタノール+水」の混合溶液である。原料溶液2Bは、「ヨウ化鉛+ヨウ化メチルアンモニウム+メタノール+水」の混合溶液である。原料溶液2Cは「チタンアセチルアセトナート+メタノール+水」の混合溶液である。原料溶液2Dは、「塩化スズ+フッ化アンモニウム+水」の混合溶液である。
The raw material solution 2A is a mixed solution of “copper thiocyanate + methanol + water”. The
原料溶液2A〜2Dの他の態様で実施の形態2の薄膜製造方法を実行すると、以下の構造の薄膜積層構造体26を得ることができる。
When the method of manufacturing a thin film according to the second embodiment is performed in another mode of the raw material solutions 2A to 2D, a thin film laminated
原料溶液2Aの原料ミストより成膜される薄膜21はCuSCN膜となり、正孔輸送層として働く。原料溶液2Bの原料ミストより成膜される薄膜22はCH3NH3PbI3膜となり、光電変換層あるいは電光変換層として働く。原料溶液2Cの原料ミストより成膜される薄膜23はTiO2膜となり、電子輸送層として働く。原料溶液2Dの原料ミストより成膜される薄膜24はFTO膜となり、透明導電膜として働く。
The
このように、原料溶液2A〜2Dとして上述した他の態様の混合溶液を用いることにより、リード線付球状半導体素子9として、正孔輸送層、光電変換層(電光変換層)及び電子輸送層からなる構造の光処理機能を有する半導体素子を得ることができる。なお、光処理機能としては、太陽電池の発電機能、LEDの電流を光に代える発光機能等が考えられる。 As described above, by using the mixed solution of the above-described other embodiment as the raw material solutions 2A to 2D, the spherical semiconductor element 9 with a lead wire can be formed from a hole transport layer, a photoelectric conversion layer (an electro-optical conversion layer), and an electron transport layer. It is possible to obtain a semiconductor device having a light processing function having a structure as described below. As the light processing function, a power generation function of a solar cell, a light emitting function of replacing an LED current with light, and the like can be considered.
また、原料溶液2Aと原料溶液2Cとを逆にして、薄膜21と薄膜23とを置き換えて薄膜積層構造体26を形成しても、同様に、電子輸送層、光電変換層(電光変換層)及び正孔輸送層からなる構造の光デバイス素子を得ることができる。
Also, even if the raw material solution 2A and the raw material solution 2C are reversed and the
また、上述した基本態様及び他の態様以外にも、薄膜積層構造体26(薄膜21〜24)が光処理機能を有する構成材料であれば、原料溶液2A〜2Dとして用いることができる。
In addition to the above-described basic mode and other modes, as long as the thin film laminated structure 26 (
<実施の形態3>
図4はこの発明の実施の形態3である光デバイス装置19の詳細構造を示す説明図である。同図に示すように、光デバイス装置19は実施の形態2の薄膜製造方法により最終的に得られたリード線付球状半導体素子9の構造を全て含み、さらに、薄膜24の全体を覆ってカバー25が形成されている。
<Embodiment 3>
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a detailed structure of an
したがって、カバー25を形成する前段階のリード線付球状半導体素子9は、実施の形態2の薄膜製造方法により製造することができる。
Therefore, the spherical semiconductor element 9 with leads before forming the
実施の形態3の光デバイス装置19は、図3で示したリード線付球状半導体素子9の完成後、リード線付球状半導体素子9を霧化容器1Dから取り出すとともに、被覆リード線11の一方端及び被覆リード線12の一方端をヒートシンク5から取り外し、リード線付球状半導体素子9のみを外部に取り出す。
After completing the spherical semiconductor element 9 with leads shown in FIG. 3, the
そして、例えば、金型を用いて、リード線付球状半導体素子9の薄膜24の全周を覆って絶縁被覆部であるカバー25を形成することにより、光デバイス装置19を得ることができる。なお、絶縁被覆部であるカバー25は絶縁性及び透明性を有し、耐感光性に優れる、材料を構成材料としている。
Then, for example, by using a mold to form a
以下、実施の形態3の光デバイス装置19について詳述する。光デバイス装置19は、被覆リード線11、被覆リード線12、薄膜積層構造体26及びカバー25から構成される。
Hereinafter, the
被覆リード線11(第1の被覆リード線)は、一方端及び他方端を有し、リード線導電部11m(第1の導電部)がリード線被覆部11c(第1の絶縁物)で被覆されている。
The covered lead wire 11 (first covered lead wire) has one end and the other end, and the lead wire
被覆リード線12(第2の被覆リード線)は、一方端及び他方端を有し、リード線導電部12m(第2の導電部)の周囲がリード線被覆部12c(第2の絶縁物)で被覆されている。なお、図4において、被覆リード線11及び12の上方の端部を一方端、下方の端部を他方端としている。
The covered lead wire 12 (second covered lead wire) has one end and the other end, and the periphery of the lead wire
そして、被覆リード線11の他方端はリード線導電部11mの一部が露出された導電露出部R11(第1の導電露出部)を有し、被覆リード線12の他方端はリード線導電部12mの一部が露出された導電露出部R12(第2の導電露出部)を有している。
The other end of the
そして、被覆リード線11の導電露出部R11に電気的に接続して薄膜積層構造体26が光デバイス構造体として形成されている。
The thin film laminated
光デバイス構造体である薄膜積層構造体26は、被覆リード線11の導電露出部R11に連結して形成される薄膜21(第1の素子形成層)と、薄膜21の全周を覆って形成される薄膜22(第2の素子形成層)と、薄膜22の全周を覆って形成される薄膜23(第3の素子形成層)と、薄膜23の全周を覆って形成され、かつ、被覆リード線12の導電露出部R12を内部に埋め込むように形成される薄膜24(透明導電膜)とを有している。
The thin film laminated
薄膜21〜23(第1〜第3の素子形成層)は、その組み合わせにより、光電変換機能及び電光変換機能のうち少なくとも一つの光処理機能を有する。
The
例えば、実施の形態2の薄膜製造方法を実施する薄膜製造システム(薄膜製造装置50A〜50D)において、原料溶液2A〜2Dとして基本態様を採用した場合、薄膜21〜23によりPIN構造を形成することにより、光電変換機能及び電光変換機能のうち少なくとも一つの光処理機能を有することができる。
For example, in a thin film manufacturing system (thin
また、実施の形態2の薄膜製造方法を実施する薄膜製造システム(薄膜製造装置50A〜50D)において、原料溶液2A〜2Dとして他の態様を採用する場合、正孔輸送層、光電変換層(電光変換層)及び電子輸送層からなる構造を形成することにより、光電変換機能及び電光変換機能のうち少なくとも一つの光処理機能を有することができる。
Further, in the thin film manufacturing system (thin
したがって、実施の形態3の光デバイス装置19は、光デバイス構造体である薄膜積層構造体26並びに被覆リード線11及び12という比較的簡単な構成でリード機能を有するリード線付球状半導体素子9を実現している。
Therefore, the
このように、被覆リード線11の導電露出部R11(第1の導電露出部)を基点として薄膜21〜23(第1〜第3の素子形成層)及び薄膜24(透明導電膜)を順次形成し、最外周の薄膜24を被覆リード線12の導電露出部R12(第2の導電露出部)に連結させるという、比較的簡単な製造方法によって光デバイス装置19における基本構造であるリード線付球状半導体素子9を得ることができる。なお、リード線付球状半導体素子9の製造方法は実施の形態2の薄膜製造方法として詳述されている。
In this manner, the
このように、実施の形態3の光デバイス装置19は比較的簡単な製造方法によって、リード機能を有するリード線付球状半導体素子9を得ることができる。
As described above, the
さらに、光デバイス装置19は、絶縁性及び透明性を有し、薄膜積層構造体26の全周を覆って形成されるカバー25(絶縁被覆部)をさらに備えている。
Further, the
したがって、光デバイス装置19は、光デバイス構造体である薄膜積層構造体26の光処理機能を損ねることなく、薄膜積層構造体26を外部から保護することができる。また、カバー25を形成する処理は、前述したように、例えば金型を用いて薄膜積層構造体26の全周を覆って形成する処理であるため、実施の形態3の光デバイス装置19を比較的簡単に製造することができる。
Therefore, the
また、図5及び図6で示した従来の光デバイス装置39と比較した場合、補助部材である導電ペースト42や金ワイヤー43が不要となるため、比較的安価に光デバイス装置19を製造することができる。
Further, as compared with the conventional
加えて、実施の形態3の光デバイス装置19は、従来の光デバイス装置39と比較した場合、リード機能を実現する構成部としてリードフレーム41A及び41Bを被覆リード線11及び12置き換えることができるため、比較的安価に光デバイス装置19を作製することができる。
In addition, the
さらに、被覆リード線12の導電露出部R12が薄膜24(透明導電膜)内に埋設されているため、被覆リード線12を光デバイス構造体である薄膜積層構造体26の電気信号伝播用の外部リード線として安定性良く利用することができる。
Further, since the conductive exposed portion R12 of the covered
さらに、光デバイス構造体である薄膜積層構造体26は以下の形状的な特徴を有している。
Further, the thin film laminated
薄膜21(第1の素子形成層)は、被覆リード線11の他方端のリード線導電部11mの導電露出部R11を中心として略球状に形成される。
The thin film 21 (first element formation layer) is formed in a substantially spherical shape with the conductive exposed portion R11 of the lead wire
薄膜22(第2の素子形成層)は薄膜21の外形を反映して形成され、薄膜23(第3の素子形成層)は薄膜22の外形を反映して形成され、薄膜24(透明導電膜)は薄膜23の形を反映して形成されることにより、薄膜積層構造体26は、被覆リード線11の他方端のリード線導電部11mの導電露出部R11を中心として略球状に形成されることを特徴としている。
The thin film 22 (second element forming layer) is formed reflecting the outer shape of the
このように、実施の形態3の光デバイス装置19における薄膜積層構造体26を略球状に形成することにより、光の吸収あるいは発光の効率等の光処理機能の特性の向上を図ることができる。
As described above, by forming the thin-film
さらに、カバー25(絶縁被覆部)は薄膜積層構造体26の外形を反映して形成されることにより、薄膜積層構造体26及びカバー25の組み合わせ構造は、被覆リード線11の導電露出部R11を中心として略球状に形成されることを特徴としている。
Further, the cover 25 (insulating coating portion) is formed by reflecting the outer shape of the thin film laminated
このように、実施の形態3の光デバイス装置19は、光デバイス構造体である薄膜積層構造体26及び絶縁被覆部であるカバー25の組み合わせ構造を略球状に形成することにより、光処理機能の特性を損ねることなく、薄膜積層構造体26を外部から保護することができる。
As described above, the
さらに、絶縁被覆部であるカバー25は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂及びガラスのうち、いずれか一つを構成材料としている。
Further, the
このため、実施の形態3の光デバイス装置19は、透明性、強度、耐感光性に優れたカバー25を得ることができる。
Therefore, the
さらに、原料溶液2A〜2Dとして基本態様の混合溶液を用いることにより、薄膜21(第1の素子形成層)はP型半導体層(一方の導電型の半導体層)となり、薄膜22(第2の素子形成層)はI型半導体層となり、薄膜23(第3の素子形成層)はN型半導体層(他方の導電型の半導体層)となり、薄膜積層構造体26内にPIN構造を実現することができる。
Furthermore, by using the mixed solution of the basic mode as the raw material solutions 2A to 2D, the thin film 21 (first element forming layer) becomes a P-type semiconductor layer (one conductive type semiconductor layer) and the thin film 22 (second conductive type semiconductor layer). The element formation layer) becomes an I-type semiconductor layer, the thin film 23 (third element formation layer) becomes an N-type semiconductor layer (the other conductivity type semiconductor layer), and a PIN structure is realized in the thin film laminated
したがって、実施の形態3の光デバイス装置19は、原料溶液2A〜2Dの基本態様を採用することにより、薄膜積層構造体26内のPIN構造によって太陽電池あるいはLED等の光処理機能を有する光半導体素子を得ることができる。
Therefore, the
なお、原料溶液2Aと原料溶液2Cとを逆にして、薄膜21と薄膜23とを置き換えて、薄膜21をN型半導体層、薄膜23をP型半導体層とした薄膜積層構造体26をして、PIN構造(NIP構造)を実現しても良い。
Note that the raw material solution 2A and the raw material solution 2C are reversed, and the
また、原料溶液2A〜2Dとして基本態様を採用して、酸化物によりPIN構造を実現することにより、PIN構造が比較的製造し易くなるといる利点も奏している。 In addition, by adopting the basic mode as the raw material solutions 2A to 2D and realizing the PIN structure by the oxide, there is an advantage that the PIN structure is relatively easily manufactured.
さらに、原料溶液2A〜2Dとして他の態様の混合溶液を採用することにより、薄膜21(第1の素子形成層)は正孔輸送層(一方キャリアの輸送層)となり、薄膜22(第2の素子形成層)は光電変換層あるいは電光変換層となり、薄膜23(第3の素子形成層)は電子輸送層(他方キャリアの輸送層)となり、薄膜積層構造体26内に正孔輸送層、光電変換層(電光変換層)及び電子輸送層からなる構造を実現することができる。 Furthermore, by employing a mixed solution of another embodiment as the raw material solutions 2A to 2D, the thin film 21 (first element formation layer) becomes a hole transport layer (one carrier transport layer) and the thin film 22 (second carrier transport layer). The element forming layer) becomes a photoelectric conversion layer or an electro-optical conversion layer, the thin film 23 (third element forming layer) becomes an electron transporting layer (transporting layer of the other carrier), and the hole transporting layer and the photoelectric A structure including a conversion layer (light-to-light conversion layer) and an electron transport layer can be realized.
したがって、実施の形態3の光デバイス装置19は、原料溶液2A〜2Dの他の態様を採用することにより、薄膜積層構造体26内の正孔輸送層、光電変換層(電光変換層)及び電子輸送層からなる構造によって、太陽電池あるいはLED等の光処理機能を有する光半導体素子を得ることができる。
Therefore, the
なお、原料溶液2Aと原料溶液2Cとを逆にして、薄膜21と薄膜23とを置き換えて、薄膜21を電子輸送層、薄膜23を正孔輸送層とした薄膜積層構造体26を形成しても良い。
Note that the raw material solution 2A and the raw material solution 2C are reversed, and the
また、原料溶液2A〜2Dの他の態様を採用し、原料溶液2Bに「ヨウ化鉛+ヨウ化メチルアンモニウム+メタノール+水」の混合溶液を用いることにより、光電変換層(電光変換層)となる薄膜22をペロブスカイト構造で得ることができる。
Further, by adopting another embodiment of the raw material solutions 2A to 2D and using a mixed solution of “lead iodide + methylammonium iodide + methanol + water” as the
<その他>
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
<Others>
In the present invention, each embodiment can be freely combined, or each embodiment can be appropriately modified or omitted within the scope of the invention.
1,1A〜1D 霧化容器
2,2A〜2D 原料溶液
3,3A〜3D ミスト発生部
4 ヒーター
5 ヒートシンク
6,6A〜6D 液面センサー
7,7A〜7D 冷却機構
9 リード線付球状半導体素子
10 製造用ヒーター機構
11,12 被覆リード線
11m,12m リード線導電部
19 光デバイス装置
20〜24 薄膜
25 カバー
26 薄膜積層構造体
50,50A〜50D 薄膜製造装置
R11,R12 導電露出部
Reference Signs List 1, 1A-1D atomization container 2, 2A-2D
Claims (8)
一方端及び他方端を有し、第2の導電部の周囲が第2の絶縁物で被覆された第2の被覆リード線とを備え、前記第1の被覆リード線の他方端は第1の導電部が露出された第1の導電露出部を有し、前記第2の被覆リード線の他方端は第2の導電部が露出された第2の導電露出部を有し、
前記第1の被覆リード線の前記第1の導電露出部に電気的に接続して形成される光デバイス構造体をさらに備え、
前記光デバイス構造体は、
前記第1の被覆リード線の前記第1の導電露出部に連結して形成される第1の素子形成層と、
前記第1の素子形成層の前記第1の被覆リード線と接している部分を除いた外周を覆って形成される第2の素子形成層と、
前記第2の素子形成層の前記第1の被覆リード線と接している部分を除いた外周を覆って形成される第3の素子形成層と、
前記第3の素子形成層の前記第1の被覆リード線と接している部分を除いた外周を覆って形成され、かつ、前記第2の導電露出部に連結される透明導電膜とを含み、
前記第1〜第3の素子形成層は、光電変換機能及び電光変換機能のうち少なくとも一つの光処理機能を有する、
光デバイス装置。 A first coated lead wire having one end and the other end, the periphery of the first conductive portion being coated with a first insulator;
A second coated lead wire having one end and the other end, the periphery of the second conductive portion being coated with a second insulator, and the other end of the first coated lead wire being a first coated lead wire. A conductive portion having a first conductive exposed portion exposed, the other end of the second coated lead wire having a second conductive exposed portion having a second conductive portion exposed,
An optical device structure formed electrically connected to the first conductive exposed portion of the first covered lead wire;
The optical device structure,
A first element forming layer formed by being connected to the first conductive exposed portion of the first covered lead wire;
A second element formation layer formed so as to cover an outer periphery of the first element formation layer except for a portion in contact with the first covered lead wire ;
A third element formation layer formed to cover an outer periphery of the second element formation layer except for a portion in contact with the first covered lead wire ;
A transparent conductive film formed so as to cover an outer periphery of the third element formation layer except for a portion in contact with the first covered lead wire , and connected to the second conductive exposed portion;
The first to third element forming layer has at least one optical processing function of the photoelectric conversion function and electro-optic conversion functions,
Optical device equipment.
絶縁性及び透明性を有し、前記光デバイス構造体の全周を覆って形成される絶縁被覆部をさらに備える、
光デバイス装置。 The optical device according to claim 1,
Insulating and transparent, further comprising an insulating covering portion formed over the entire circumference of the optical device structure,
Optical device equipment.
前記第2の被覆リード線の前記第2の導電露出部は前記透明導電膜内に埋設される、
光デバイス装置。 The optical device according to claim 1 or 2, wherein:
The second conductive exposed portion of the second covered lead wire is embedded in the transparent conductive film;
Optical device equipment.
前記第1の素子形成層は、前記第1の被覆リード線の前記第1の導電露出部を中心として略球状に形成され、
前記第2の素子形成層は前記第1の素子形成層の外形を反映して形成され、前記第3の素子形成層は前記第2の素子形成層の外形を反映して形成され、前記透明導電膜は前記第3の素子形成層の外形を反映して形成されることにより、
前記光デバイス構造体は、前記第1の被覆リード線の前記第1の導電露出部を中心として略球状に形成されることを特徴とする、
光デバイス装置。 The optical device according to any one of claims 1 to 3, wherein
The first element formation layer is formed in a substantially spherical shape around the first conductive exposed portion of the first covered lead wire,
The second element forming layer is formed to reflect the outer shape of the first element forming layer, the third element forming layer is formed to reflect the outer shape of the second element forming layer, and The conductive film is formed by reflecting the outer shape of the third element formation layer,
The optical device structure is formed in a substantially spherical shape around the first conductive exposed portion of the first covered lead wire,
Optical device equipment.
前記絶縁被覆部は前記光デバイス構造体の外形を反映して形成されることにより、
前記光デバイス構造体及び前記絶縁被覆部の組み合わせ構造は、前記第1の被覆リード線の第1の導電露出部を中心として略球状に形成されることを特徴とする、
光デバイス装置。 The optical device according to claim 2,
The insulating coating portion is formed by reflecting the outer shape of the optical device structure,
The combination structure of the optical device structure and the insulating coating portion is formed in a substantially spherical shape around a first conductive exposed portion of the first coated lead wire,
Optical device equipment.
前記絶縁被覆部は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂及びガラスのうち、いずれか一つを構成材料とすることを特徴とする、
光デバイス装置。 The optical device according to claim 2 or 5, wherein
The insulating coating portion is characterized in that any one of an epoxy resin, a silicone resin, and glass as a constituent material,
Optical device equipment.
前記第1の素子形成層はP型及びN型のうち一方導電型の半導体層であり、
前記第2の素子形成層はI型半導体層であり、
前記第3の素子形成層はP型及びN型のうち他方導電型の半導体層である、
光デバイス装置。 The optical device according to any one of claims 1 to 6, wherein
The first element formation layer is a semiconductor layer of one of P-type and N-type conductivity,
The second element formation layer is an I-type semiconductor layer;
The third element formation layer is a semiconductor layer of the other conductivity type of P-type and N-type;
Optical device equipment.
前記第1の素子形成層は正孔及び電子のうち一方キャリアの輸送層であり、
前記第2の素子形成層は光電変換層あるいは電光変換層であり、
前記第3の素子形成層は正孔及び電子のうち他方キャリアの輸送層である、
光デバイス装置。 The optical device according to any one of claims 1 to 6, wherein
The first element formation layer is a transport layer for transporting one of holes and electrons,
The second element formation layer is a photoelectric conversion layer or an electro-optical conversion layer,
The third element formation layer is a transport layer of the other carrier among holes and electrons,
Optical device equipment.
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