特許 6557569 基材組立体の製造装置及び製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6557569

(24)【登録日】2019年7月19日

(45)【発行日】2019年8月7日

(54)【発明の名称】基材組立体の製造装置及び製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 65/20 20060101AFI20190729BHJP

【ＦＩ】

   B29C65/20

【請求項の数】7

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2015-190502(P2015-190502)

(22)【出願日】2015年9月28日

(65)【公開番号】特開2017-64955(P2017-64955A)

(43)【公開日】2017年4月6日

【審査請求日】2018年6月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005186

【氏名又は名称】株式会社フジクラ

(74)【代理人】

【識別番号】100129296

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 博昭

(74)【代理人】

【識別番号】100143764

【弁理士】

【氏名又は名称】森村 靖男

(72)【発明者】

【氏名】中 圭介

【審査官】 ▲来▼田 優来

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０３２３９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２１４７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０４６５７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ６５／００−６５／８２

Ｈ０１Ｌ３１／０４−３１／０６

Ｈ０２Ｓ１０／００−１０／４０，３０／００−９９／００

Ｇ０９Ｆ９／００

Ｈ０１Ｍ１２／００−１６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも一方に封止部が固定された第１基材及び第２基材を、前記第１基材と前記第２基材との間に前記封止部を挟み込み且つ前記第１基材と前記第２基材と前記封止部とによって形成される閉空間内に被封止物を配置した状態で重ね合せた後、プレス部を用いて前記封止部を加圧して前記封止部によって前記第１基材と前記第２基材とを貼り合せて基材組立体を製造する基材組立体の製造装置であって、
前記プレス部に対向配置され、前記プレス部側に前記第１基材を配置させる第１基材配置部を有し、
前記プレス部が、
本体部と、
前記本体部の前記第１基材配置部側の一面に設けられ、前記封止部を加圧する加圧部とを有し、
前記基材組立体の製造装置が、
前記本体部又は前記第１基材配置部の一面から突出して設けられ、前記第１基材配置部の前記本体部側への相対的な移動を規制する少なくとも１つのストッパ部を有し、
前記ストッパ部の線膨張係数が、前記加圧部の線膨張係数よりも小さい、基材組立体の製造装置。

【請求項2】

前記少なくとも１つのストッパ部が複数のストッパ部で構成され、
前記複数のストッパ部及び前記加圧部を前記第１基材配置部から前記本体部に向かう方向に平面視した場合に、前記複数のストッパ部が前記加圧部に沿うように設けられている、請求項１に記載の基材組立体の製造装置。

【請求項3】

前記プレス部が前記ストッパ部を有し、前記ストッパ部が、前記本体部の一面から突出するように設けられている、請求項１又は２に記載の基材組立体の製造装置。

【請求項4】

前記ストッパ部が、前記本体部と前記第１基材配置部とによって前記第１基材を介して挟まれた後、前記第１基材配置部の前記本体部側への相対的な移動を規制するものである、請求項３に記載の基材組立体の製造装置。

【請求項5】

前記加圧部が前記封止部を加熱することが可能である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基材組立体の製造装置。

【請求項6】

前記ストッパ部の熱伝導率が、前記加圧部の熱伝導率よりも小さい、請求項５に記載の基材組立体の製造装置。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか一項に記載の基材組立体の製造装置を用いて基材組立体を製造する基材組立体の製造方法であって、
少なくとも一方に前記封止部が固定された前記第１基材及び前記第２基材のうち前記第１基材を前記第１基材配置部の前記プレス部側に配置させ、前記第１基材及び前記第２基材を、前記第１基材と前記第２基材との間に前記封止部を挟み込み且つ前記第１基材と前記第２基材と前記封止部とによって形成される閉空間内に前記被封止物を配置した状態で重ね合せる重合せ工程と、
前記ストッパ部が、前記本体部と前記第１基材配置部若しくは前記第１基材とによって挟まれた状態か、又は、前記第１基材配置部と前記第２基材若しくは前記本体部とによって挟まれた状態で、前記プレス部の前記加圧部によって前記第１基材及び前記第２基材を介して前記封止部を加圧して、前記封止部によって前記第１基材と前記第２基材とを貼り合せて基材組立体を得る貼合せ工程とを含む、基材組立体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、相対向する基材同士が封止部を介して組み立てられ、相対向する基材と封止部とによって形成される閉空間内に被封止物を配置した基材組立体の製造装置及び製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

基材組立体としては、色素増感太陽電池や有機ＥＬ素子などの電子機器が知られている。色素増感太陽電池や有機ＥＬ素子などの電子機器は、相対向する基材同士が封止部を介して組み立てられ、相対向する基材と封止部とによって形成される閉空間内に電解質などの被封止物を配置している。

【0003】

このような電子機器の製造方法としては、例えば下記特許文献１に記載のものが知られている。下記特許文献１では、少なくとも一方に封止部が固定された第１基材及び第２基材を、第１基材と第２基材との間に封止部を配置し且つ第１基材と第２基材と封止部とによって形成される閉空間内に被封止物を配置した状態で重ね合せた後、プレス部の加圧部を第２基材に接触させて第１基材及び第２基材を介して封止部を加圧して封止部によって第１基材と第２基材とを貼り合せて基材組立体を製造する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５−３２３９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上記特許文献１に記載の基材組立体の製造装置は、以下に示す課題を有していた。

【0006】

すなわち、上記特許文献１に記載の基材組立体の製造装置は、得られる基材組立体における封止部の厚さの均一性の点で改善の余地を有していた。

【0007】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、得られる基材組立体における封止部の厚さの均一性を向上させることができる基材組立体の製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため、本発明は、少なくとも一方に封止部が固定された第１基材及び第２基材を、前記第１基材と前記第２基材との間に前記封止部を挟み込み且つ前記第１基材と前記第２基材と前記封止部とによって形成される閉空間内に被封止物を配置した状態で重ね合せた後、プレス部を用いて前記封止部を加圧して前記封止部によって前記第１基材と前記第２基材とを貼り合せて基材組立体を製造する基材組立体の製造装置であって、前記プレス部に対向配置され、前記プレス部側に前記第１基材を配置させる第１基材配置部を有し、前記プレス部が、本体部と、前記本体部の前記第１基材配置部側の一面に設けられ、前記封止部を加圧する加圧部とを有し、前記基材組立体の製造装置が、前記本体部又は前記第１基材配置部の一面から突出して設けられ、前記第１基材配置部の前記本体部側への相対的な移動を規制する少なくとも１つのストッパ部とを有し、前記ストッパ部の線膨張係数が、前記加圧部の線膨張係数よりも小さい、基材組立体の製造装置である。

【0009】

この基材組立体の製造装置によれば、少なくとも一方に封止部が固定された第１基材及び第２基材のうち第１基材が第１基材配置部のプレス部側に配置される。そして、第１基材と第２基材とが、第１基材と第２基材との間に封止部を挟み込み且つ第１基材と第２基材と封止部とによって形成される閉空間内に被封止物を配置した状態で重ね合わされる。そして、プレス部の加圧部によって第１基材及び第２基材を介して封止部が加圧される。このとき、ストッパ部が、本体部と第１基材配置部又は第１基材とによって挟まれた状態、又は、第１基材配置部と第２基材又は本体部とによって挟まれた状態で第１基材と第２基材との貼合せが行われる。こうして、封止部によって第１基材と第２基材とが貼り合わされて基材組立体が得られる。このとき、第１基材と第２基材とが封止部によって貼り合わされる際、ストッパ部が本体部と、第１基材配置部又は第１基材とによって挟まれた後、又は、第１基材配置部と第２基材又は本体部とによって挟まれた後は、ストッパ部によって第１基材配置部が本体部側に相対的に移動することが規制される。このため、本発明の基材組立体の製造装置によれば、得られる基材組立体において、第１基材と第２基材との間における封止部の厚さの均一性を向上させることができる。また１つのプレス部を用いて複数の基材組立体を一括して製造する場合、又は、１つのプレス部を用いて１つの基材組立体を製造する操作を複数回行うことにより複数の基材組立体を製造する場合には、これらの複数の基材組立体において、第１基材と第２基材との間の封止部の厚さの均一性を向上させることができる。別言すると、１つのプレス部を用いて複数の基材組立体を一括して製造する場合、又は、１つのプレス部を用いて１つの基材組立体を製造する操作を複数回行うことにより複数の基材組立体を製造する場合には、これらの複数の基材組立体において、第１基材と第２基材との間の封止部の厚さが過度に小さくなったり、過度に大きくなったりする基材組立体が製造されることが十分に抑制される。このため、本発明の基材組立体の製造装置によれば、複数の基材組立体を製造する場合に、基材組立体の歩留まりを向上させることもできる。
また、本発明の基材組立体の製造装置によれば、プレス部によって封止部が加熱される際にも、ストッパ部が加圧部よりも膨張しにくくなる。このため、第１基材と第２基材との間の封止部の厚さが過度に大きくなって第１基材及び第２基材同士が密着不良になることがより十分に抑制される。

【0010】

上記基材組立体の製造装置においては、前記少なくとも１つのストッパ部が複数のストッパ部で構成され、前記複数のストッパ部及び前記加圧部を前記第１基材配置部から前記本体部に向かう方向に平面視した場合に、前記複数のストッパ部が前記加圧部に沿うように設けられていることが好ましい。

【0011】

この場合、第１基材と第２基材とを貼り合せる際、ストッパ部が、本体部と、第１基材配置部又は第１基材とによって挟まれた後、又は、第１基材配置部と第２基材又は本体部とによって挟まれた後、第１基材配置部がプレス部の本体部側に相対的に移動することが複数のストッパ部によってより十分に規制される。その結果、得られる基材組立体において、封止部の厚さの均一性をより向上させることができる。

【0012】

上記基材組立体の製造装置においては、前記プレス部が前記ストッパ部を有し、前記ストッパ部が、前記本体部の一面から突出するように設けられていることが好ましい。

【0013】

この場合、第１基材配置部にストッパ部が設けられる場合に比べて、プレス部にストッパ部が直接設けられているため、封止部の厚さの均一性をより向上させることができる。

【0014】

上記基材組立体の製造装置においては、前記ストッパ部が、前記本体部と前記第１基材配置部とによって前記第１基材を介して挟まれた後、前記第１基材配置部の前記本体部側への相対的な移動を規制するものであることが好ましい。

【0015】

この場合、ストッパ部が、本体部と第１基材配置部とによって第１基材を介さないで挟まれた後、第１基材配置部の本体部側への相対的な移動を規制するものである場合に比べて、得られる基材組立体において、封止部の厚さの均一性をより向上させることができる。

【0018】

上記基材組立体の製造装置においては、前記加圧部が前記封止部を加熱することが可能であることが好ましい。

【0019】

この場合、封止部が加圧部によって加熱されて流動することが可能となるので、封止部の厚さの均一性をより向上させることができる。

【0020】

上記基材組立体の製造装置においては、前記ストッパ部の熱伝導率が、前記加圧部の熱伝導率よりも小さいことが好ましい。

【0021】

この場合、加圧部の方が、ストッパ部よりも熱が伝わりやすくなる。このため、第１基材と第２基材との間で封止部が効果的に加熱される。このため、第１基材と第２基材との貼合せをより短時間で行うことができる。

【0022】

また本発明は、上述した基材組立体の製造装置を用いて基材組立体を製造する基材組立体の製造方法であって、少なくとも一方に前記封止部が固定された前記第１基材及び前記第２基材のうち前記第１基材を前記第１基材配置部の前記プレス部側に配置させ、前記第１基材及び前記第２基材を、前記第１基材と前記第２基材との間に前記封止部を挟み込み且つ前記第１基材と前記第２基材と前記封止部とによって形成される閉空間内に前記被封止物を配置した状態で重ね合せる重合せ工程と、前記ストッパ部が、前記本体部と前記第１基材配置部若しくは前記第１基材とによって挟まれた状態か、又は、前記第１基材配置部と前記第２基材若しくは前記本体部とによって挟まれた状態で、前記プレス部の前記加圧部によって前記第１基材及び前記第２基材を介して前記封止部を加圧して、前記封止部によって前記第１基材と前記第２基材とを貼り合せて基材組立体を得る貼合せ工程とを含む、基材組立体の製造方法である。

【0023】

この基材組立体の製造方法によれば、少なくとも一方に封止部が固定された第１基材及び第２基材のうち第１基材が第１基材配置部のプレス部側に配置される。そして、第１基材と第２基材とが、第１基材と第２基材との間に封止部を挟み込み且つ第１基材と第２基材と封止部とによって形成される閉空間内に被封止物を配置した状態で重ね合わされる。次に、プレス部の加圧部によって第１基材及び第２基材を介して封止部が加圧される。このとき、ストッパ部が、本体部と第１基材配置部若しくは第１基材とによって挟まれた状態か、又は、第１基材配置部と第２基材又は本体部とによって挟まれた状態で第１基材と第２基材との貼合せが行われる。こうして、封止部によって第１基材と第２基材とが貼り合わされて基材組立体が得られる。上記製造方法においては、第１基材と第２基材とが封止部によって貼り合わされる際、ストッパ部が本体部と第１基材配置部若しくは第１基材とによって挟まれた後、又は、第１基材配置部と第２基材又は本体部とによって挟まれた後は、ストッパ部によって第１基材配置部がプレス部の本体部側に相対的に移動することが規制される。このため、本発明の基材組立体の製造方法によれば、得られる基材組立体における封止部の厚さの均一性を向上させることができる。また１つのプレス部を用いて複数の基材組立体を一括して製造する場合、又は、１つのプレス部を用いて少なくとも１つの基材組立体を製造する操作を複数回行うことにより複数の基材組立体を製造する場合には、これらの複数の基材組立体において、第１基材と第２基材との間の封止部の厚さの均一性を向上させることができる。別言すると、１つのプレス部を用いて複数の基材組立体を一括して製造する場合、又は、１つのプレス部を用いて少なくとも１つの基材組立体を製造する操作を複数回行うことにより複数の基材組立体を製造する場合には、これらの複数の基材組立体において、第１基材と第２基材との間の封止部の厚さが過度に小さくなったり、過度に大きくなったりする基材組立体が製造されることが十分に抑制される。このため、本発明の基材組立体の製造方法によれば、複数の基材組立体を製造する場合に、基材組立体の歩留まりを向上させることもできる。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、得られる基材組立体における封止部の厚さの均一性を向上させることができる基材組立体の製造装置及び製造方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の基材組立体の製造装置による製造対象である基材組立体の一例を示す断面図である。

【図2】本発明の基材組立体の製造装置の一実施形態を示す部分切断面端面図である。

【図3】図２のプレス部を示す平面図である。

【図4】図２のプレス部を示す切断面端面図である。

【図5】図２の基材組立体の製造装置を用いた基材組立体の製造方法の一工程を示す部分切断面端面図である。

【図6】図２の基材組立体の製造装置を用いた基材組立体の製造方法の一工程を示す部分切断面端面図である。

【図7】図２の基材組立体の製造装置を用いた基材組立体の製造方法の一工程を示す部分切断面端面図である。

【図8】図２の基材組立体の製造装置を用いた基材組立体の製造方法の一工程を示す部分切断面端面図である。

【図9】本発明の基材組立体の製造装置の他の実施形態を示す部分切断面端面図である。

【図10】本発明の基材組立体の製造装置のさらに他の実施形態を示す部分切断面端面図である。

【図11】図２のプレス部の変形例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。

【0027】

まず本発明の基材組立体の製造装置の第１実施形態について図１〜図４を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の基材組立体の製造装置による製造対象である基材組立体の一例を示す断面図、図２は、本発明の基材組立体の製造装置の第１実施形態を示す部分切断面端面図、図３は、図２のプレス部を示す平面図、図４は、図２のプレス部を示す切断面端面図である。

【0028】

まず基材組立体の製造装置１００による製造対象である基材組立体１１０について説明する。

【0029】

図１に示すように、基材組立体１１０は、第１基材１０と、第１基材１０に対向する第２基材２０と、第１基材１０及び第２基材２０の間に配置される被封止物１３と、第１基材１０及び第２基材２０の間で被封止物１３を包囲する封止部１２，２２とを備えている。なお、本実施形態では、第１基材１０が、導電性基板１０ａと、導電性基板１０ａの上に設けられる酸化物半導体層１０ｂとを有している。

【0030】

次に、基材組立体の製造装置１００について説明する。

【0031】

図２に示すように、基材組立体の製造装置１００はチャンバ１を有している。チャンバ１は、開口を有する本体部１ａと、本体部１ａの開口を塞ぐように設けられる蓋部１ｂとを有している。

【0032】

チャンバ１の本体部１ａには、ガスを流通させるガス流通口１ｃが形成され、ガス流通口１ｃにはガス排出管２ａを介して真空ポンプ２ｂが接続されている。ガス排出管２ａにはバルブＶ１が設置されている。なお、チャンバ１を構成する材料としては、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、鋼、ＳＵＳなどが用いられる。

【0033】

またチャンバ１の蓋部１ｂには、封止部１２，２２を加圧するプレス部３が固定されている。

【0034】

チャンバ１の本体部１ａ内には、プレス部３に対向配置され、第１基材１０をプレス部３側に配置させる第１基材配置部１１が設けられており、第１基材配置部１１は、第１基材１０を配置させる第１基材配置面１１ａをプレス部３側に有している。第１基材配置部１１に対向する位置には、第１基材１０側で第２基材２０を配置させる第２基材配置部（図示せず）が配置されるようになっている。なお、第１基材配置部１１を構成する材料としては、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、鋼、ＳＵＳなどが用いられる。

【0035】

ここで、プレス部３について説明する。

【0036】

図２〜図４に示すように、プレス部３は、本体部３ａと、本体部３ａのうち第１基材配置部１１側の平坦な一面３ｄに設けられ、封止部１２，２２を加圧する加圧部３ｂと、本体部３ａの平坦な一面３ｄにから突出して設けられ、第１基材配置部１１の本体部３ａ側への移動を規制する複数のストッパ部３ｃとを有している。加圧部３ｂは環状となっており、封止部１２，２２の形状に対応するパターン形状を有している。本体部３ａの一面３ｄであって加圧部３ｂの内側には凹部３ｅが形成され、本体部３ａの一面３ｄであって加圧部３ｂとストッパ部３ｃとの間には環状の凹部３ｆが形成されている。なお、本実施形態では、プレス部３は加熱機能をも有しており、加圧部３ｂは封止部１２，２２を加熱することが可能となっている。

【0037】

図３に示すように、複数のストッパ部３ｃ及び加圧部３ｂを第１基材配置部１１から本体部３ａに向かう方向に平面視した場合に、複数のストッパ部３ｃは、加圧部３ｂの外側で加圧部３ｂに沿って不連続状に設けられている。ストッパ部３ｃは、本体部３ａの一面３ｄから一定の高さＴｓを有している（図４参照）。なお、ストッパ部３ｃの高さＴｓは、最終的に得られる基材組立体１１０の第２基材２０の厚さをＴ、封止部１２，２２の合計厚さをｔとした場合、下記式を満たすように設定される。
Ｔｓ≧Ｔ＋ｔ

【0038】

さらに基材組立体の製造装置１００は、第１基材配置部１１をプレス部３に向かって移動させる移動機構３０を備えている。移動機構３０は、第１基材配置部１１の下面で第１基材配置部１１を支持し、チャンバ１の本体部１ａを貫通して図２の矢印Ａ方向に沿って第１基材配置部１１を昇降させる昇降シャフト３１と、チャンバ１の外側に配置され、昇降シャフト３１を昇降させる駆動部３２とを有している。移動機構３０としては、例えばエアシリンダが用いられる。なお、基材組立体の製造装置１００は、チャンバ１の本体部１ａと駆動部３２とを気密に接続する気密保持部材４０によって接続されている。気密保持部材４０としては、例えばベローズなどが用いられる。

【0039】

次に、上述した基材組立体の製造装置１００を用いた基材組立体１１０の製造方法について、図２〜図８を参照しながら、基材組立体１１０として色素増感太陽電池を製造する場合を例にして説明する。図５〜図８は、図２の基材組立体の製造装置１００を用いた基材組立体１１０の製造方法の一連の工程を示す部分切断面端面図である。

【0040】

まず第１基材１０及び第２基材２０を用意する。第１基材１０としては、例えば作用極を用いる。ここで、作用極としては、導電性基板１０ａ上に多孔質酸化物半導体層１０ｂが配置されたものを用いる。導電性基板１０ａとしては、例えば透明基板上に透明導電層を形成したものを用いる。

【0041】

第２基材２０としては、例えば対極を用いる。対極としては、例えば導電性基板上に触媒層が形成されたものを用いる。

【0042】

そして、第１基材１０及び第２基材２０の各々に環状の封止部１２、２２を固定する（封止部固定工程）。

【0043】

次に、図５に示すように、チャンバ１の蓋部１ｂを取り外した状態で、チャンバ１の本体部１ａ内において、第１基材配置部１１の第１基材配置面１１ａ上に、封止部１２が固定された第１基材１０をプレス部３側に配置させる（基材配置工程）。その後、第１基材１０の多孔質酸化物半導体層１０ｂ上に被封止物１３としての電解質を配置する。ここで、電解質としては、液体電解質、固体電解質又は疑似固体電解質のいずれを用いることもできる。

【0044】

一方、図５に示すように、封止部２２が固定された第２基材２０をチャンバ１の本体部１ａ内に入れ、第２基材配置部に配置させる（基材配置工程）。

【0045】

そして、封止部２２が固定された第２基材２０を、封止部１２が固定された第１基材１０上に重ね合わせる（重合せ工程）。

【0046】

次に、図６に示すように、チャンバ１の本体部１ａに蓋部１ｂを取り付ける。このとき、蓋部１ｂにはプレス部３を固定しておく。そして、バルブＶ１を開き、真空ポンプ２ｂを作動させて、チャンバ１内のガス流通口１ｃからガスを排出する。こうしてチャンバ１の内部を減圧して真空雰囲気とする。

【0047】

その後、移動機構３０により、第１基材配置部１１をプレス部３に向かって移動させる。具体的には、駆動部３２を駆動することにより、昇降シャフト３１を図６の矢印Ａ方向に移動させる。すると、やがて、第２基材２０がプレス部３の加圧部３ｂに接触する（図７参照）。これにより、封止部１２，２２はプレス部３の加圧部３ｂによって加熱及び加圧される。

【0048】

このとき、第２基材２０の移動は停止されるが、プレス部３のストッパ部３ｃがこの時点でまだ第１基材１０に接触していない場合には、封止部１２，２２は加熱により溶融されるので、第１基材配置部１１の移動はまだ可能である。このため、さらに移動機構３０により、第１基材１０がプレス部３のストッパ部３ｃに接触するまで第１基材配置部１１をプレス部３に向かって移動させる。こうして第１基材１０をストッパ部３ｃに接触させた後も引き続き、封止部１２，２２の加熱及び加圧が行われる。

【0049】

プレス部３のストッパ部３ｃがこの時点で第１基材１０に接触している場合には、第１基材配置部１１はこれ以上プレス部３の本体部３ａ側に移動することはできない。このため、この場合は、引き続き、封止部１２，２２の加熱及び加圧が行われる。

【0050】

こうして、封止部１２、２２によって第１基材１０と第２基材２０との貼合せが行われ、基材組立体１１０としての色素増感太陽電池が得られる（貼合せ工程）。

【0051】

上記製造方法においては、第１基材１０と第２基材２０とが封止部１２，２２によって貼り合わされる際、プレス部３のストッパ部３ｃが本体部３ａと第１基材配置部１１とによって第１基材１０を介して挟まれた後は、ストッパ部３ｃによって第１基材配置部１１の本体部３ａ側への移動が規制される。このため、上記製造方法によれば、得られる基材組立体１１０における封止部１２，２２の合計厚さの均一性を向上させることができる。また１つのプレス部３を用いて１つの基材組立体１１０を製造する操作を複数回行うことにより複数の基材組立体１１０を製造する場合には、これらの複数の基材組立体１１０において、第１基材１０と第２基材２０との間の封止部１２，２２の合計厚さの均一性を向上させることもできる。別言すると、１つのプレス部３を用いて１つの基材組立体１１０を製造する操作を複数回行うことにより複数の基材組立体１１０を製造する場合には、これらの複数の基材組立体１１０において、第１基材１０と第２基材２０との間の封止部１２，２２の合計厚さが過度に小さくなったり、過度に大きくなったりする基材組立体１１０が製造されることが十分に抑制される。このため、基材組立体１１０の製造方法によれば、基材組立体１１０の歩留まりを向上させることもできる。

【0052】

特に、基材組立体の製造装置１００においては、プレス部３が複数のストッパ部３ｃを有し、複数のストッパ部３ｃ及び加圧部３ｂを第１基材配置部１１から本体部３ａに向かう方向に平面視した場合に、複数のストッパ部３ｃが加圧部３ｂに沿うように設けられている。このため、第１基材１０と第２基材２０とを貼り合せる際、ストッパ部３ｃが、本体部３ａと第１基材配置部１１とによって第１基材１０を介して挟まれた後、第１基材配置部１１がプレス部３の本体部３ａ側に移動することが複数のストッパ部３ｃによってより十分に規制される。その結果、得られる基材組立体１１０において、封止部１２，２２の合計厚さの均一性をより向上させることができる。

【0053】

またプレス部３においては、本体部３ａの一面３ｄであって加圧部３ｂの内側には凹部が形成されている。このため、プレス部３の熱が封止部１２，２２に効率よく伝わり、第１基材１０と第２基材２０との貼合せをより短時間で行うことができる。

【0054】

さらに複数のストッパ部３ｃが加圧部３ｂの外側で加圧部３ｂに沿って不連続状に設けられているため、１つの環状のストッパ部が加圧部３ｂを包囲するように連続状に設けられている場合に比べて、プレス部３からの熱がプレス部３ｃを通して第１基材１０に逃げにくくなっている。そのため、プレス部３からの熱が加圧部３ｂを通して封止部１２，２２に効率よく伝わることが可能となる。

【0055】

ここで、上述したプレス部３についてさらに詳細に説明する。

【0056】

プレス部３は、上述したように、本体部３ａと、加圧部３ｂと、ストッパ部３ｃとを有している。

【0057】

プレス部３の本体部３ａを構成する材料としては、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、炭素鋼、銅、ＳＵＳなどが用いられる。

【0058】

ストッパ部３ｃを構成する材料は、特に限定されないが、ストッパ部３ｃを構成する材料としては、具体的には、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）などの耐熱性樹脂や、セラミック、ガラスなどの無機絶縁物、銅、ＳＵＳなどの金属が挙げられる。

【0059】

ストッパ部３ｃの線膨張係数は特に限定されるものではなく、加圧部３ｂの線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有していてもよいし、加圧部３ｂの線膨張係数以上の線膨張係数を有していてもよいが、加圧部３ｂの線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有することが好ましい。

【0060】

この場合、プレス部３によって封止部１２，２２が加熱される際にも、ストッパ部３ｃが加圧部３ｂよりも膨張しにくくなる。このため、第１基材１０と第２基材２０との間の封止部１２，２２の厚さが過度に大きくなって第１基材１０及び第２基材２０同士が密着不良になることがより十分に抑制される。

【0061】

加圧部３ｂの線膨張係数に対するストッパ部３ｃの線膨張係数の比は０より大きく１０以下であることが好ましく、０.１〜１であることがより好ましい。

【0062】

加圧部３ｂの線膨張係数は、特に限定されるものではないが、例えば１×１０^−６〜５０×１０^−６／Ｋであることが好ましい。またストッパ部３ｃの線膨張係数は、特に限定されるものではないが、例えば０．５×１０^−６〜５０×１０^−６／Ｋであることが好ましい。

【0063】

またストッパ部３ｃの熱伝導率は特に限定されるものではなく、加圧部３ｂの熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有していてもよいし、加圧部３ｂの熱伝導率以上の熱伝導率を有していてもよいが、加圧部３ｂの熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有することが好ましい。

【0064】

この場合、加圧部３ｂの方がストッパ部３ｃよりも熱が伝わりやすくなる。このため、第１基材１０と第２基材２０との間で封止部１２，２２が効果的に加熱される。このため、第１基材１０と第２基材２０との貼合せをより短時間で行うことができる。

【0065】

加圧部３ｂの熱伝導率に対するストッパ部３ｃの熱伝導率の比は、０より大きく１以下であることが好ましく、０．０００１〜０．１であることがより好ましい。

【0066】

加圧部３ｂの熱伝導率は、特に限定されるものではないが、例えば１０〜４００Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１であることが好ましい。またストッパ部３ｃの熱伝導率は、特に限定されるものではないが、例えば０．１〜４００Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１であることが好ましい。

【0067】

ストッパ部３ｃは、例えば耐熱性の接着剤で本体部３ａに接着させることにより固定させることができる。またストッパ部３ｃが金属で構成されている場合には、溶接によってプレス部３ｃを本体部３ａに固定させることができる。

【0068】

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、第１基材１０及び第２基材２０の各々に封止部１２，２２が固定された基材組立体を製造する場合を例にして基材組立体の製造方法について説明したが、本発明の基材組立体の製造装置は、第１基材１０及び第２基材２０のいずれか一方に封止部が固定された基材組立体を製造する場合でも、適用可能である。

【0069】

さらに上記実施形態では、ストッパ部３ｃは、環状の加圧部３ｂの外側で環状の加圧部３ｂに沿って不連続状に設けられているが、ストッパ部３ｃは、環状の加圧部３ｂの外側に環状の加圧部３ｂを包囲するように連続状に設けられていてもよいし、例えばストッパ部３ｃが２本である場合には、環状の加圧部３ｂを挟むように設けられていてもよい。

【0070】

さらに上記実施形態では、ストッパ部３ｃは、環状の加圧部３ｂの外側に設けられているが、基材組立体自体が環状である場合には、環状の加圧部３ｂの外側のみならず、環状の加圧部３ｂの内側にさらにストッパ部３ｃが設けられてもよい。

【0071】

また上記実施形態では、本体部３ａの一面３ｄであって加圧部３ｂの内側に凹部３ｅが形成されているが、凹部３ｅは形成されていなくてもよい。

【0072】

また上記実施形態では、本体部３ａの一面３ｄであって加圧部３ｂとストッパ部３ｃとの間には環状の凹部３ｆが形成されているが、凹部３ｆは必ずしも形成されていなくてもよい。

【0073】

さらにまた上記実施形態では、プレス部３が蓋部１ｂに固定され、第１基材配置部１１が移動機構３０によりプレス部３に向かって移動されるようになっているが、第１基材配置部１１がチャンバ１に対して固定され、プレス部３が第１基材配置部１１に向かって移動機構により移動されるようになっていてもよい。この場合でも、相対的には、第１基材配置部１１がプレス部３に向かって移動されることとなる。

【0074】

さらに上記実施形態では、プレス部３において、ストッパ部３ｃが、本体部３ａと第１基材配置部１１とによって第１基材１０を介して挟まれた後、第１基材配置部１１の本体部３ａ側への移動を規制するようになっているが、プレス部３においては、図９に示す基材組立体の製造装置２００のように、ストッパ部３ｃが、本体部３ａと第１基材配置部１１とによって第１基材１０を介して挟まれた後ではなく、本体部３ａと第１基材配置部１１とによって第１基材１０を介さずに挟まれた後、第１基材配置部１１の本体部３ａ側への移動を規制するようになっていてもよい。

【0075】

さらに上記実施形態では、プレス部３がストッパ部３ｃを有しているが、図１０に示す基材組立体の製造装置３００のように、第１基材配置部１１の第１基材配置面１１ａ上にストッパ部３ｃが設けられてもよい。この場合でも、ストッパ部３ｃが本体部３ａと第１基材配置部１１とによって第１基材１０を介することなく挟まれた状態で第１基材１０と第２基材２０との貼合せが行われる。このため、第１基材１０と第２基材２０とが封止部１２，２２によって貼り合わされる際、ストッパ部３ｃが本体部３ａと第１基材配置部１１とによって第１基材１０を介することなく挟まれた後は、ストッパ部３ｃによって第１基材配置部１１がプレス部３の本体部３ａ側に相対的に移動することが規制される。従って、得られる基材組立体における封止部１２，２２の合計厚さの均一性を向上させることができる。

【0076】

なお、図１０に示す基材組立体の製造装置３００において、第１基材配置部１１の第１基材配置面１１ａ上にストッパ部３ｃが設けられ且つ第２基材２０の面積が第１基材１０の面積より大きい場合には、ストッパ部３ｃは、第２基材２０と第１基材配置部１１とによって挟まれた後、第１基材配置部１１の本体部３ａ側への移動を規制するものとなっていてもよい。

【0077】

また上記実施形態では、プレス部３において、本体部３ａの一面３ｄに１つの加圧部３ｂのみが設けられているが、図１１に示すプレス部３０３のように、本体部３ａの一面３ｄに複数の（図１１では４つの）加圧部３ｂが設けられてもよい。なお、図１１に示すプレス部３０３においては、各加圧部３ｂは、４つのストッパ部３ｃによって包囲されている。図１１に示すプレス部３０３を用いて基材組立体１１０を製造する場合でも、得られる基材組立体１１０における封止部１２，２２の合計厚さの均一性を向上させることができる。また１つのプレス部３０３を用いて複数の基材組立体１１０を一括して製造することができるが、これら複数の基材組立体１１０においても、第１基材１０と第２基材２０との間の封止部１２，２２の合計厚さが過度に小さくなったり、過度に大きくなったりする基材組立体１１０が製造されることが十分に抑制される。このため、基材組立体の製造装置１００によれば、複数の基材組立体１１０を製造する場合に、基材組立体１１０の歩留まりを向上させることもできる。

【0078】

また上記実施形態では、封止部１２，２２を加熱しながらプレスして第１基材１０と第２基材２０との貼合せが行われているが、封止部１２，２２がエポキシ樹脂やアクリル樹脂などの紫外線硬化性樹脂を含む場合には、紫外線を照射しながら封止部１２，２２をプレスすることによって第１基材１０と第２基材２０との貼合せを行うこともできる。あるいは、封止部１２，２２がブチルゴム等の常温硬化性樹脂を含む場合には、封止部１２，２２をプレスするだけで第１基材１０と第２基材２０との貼合せを行うことができる。

【0079】

さらに上記実施形態では、基材組立体の製造装置１００が第２基材配置部を有しているが、基材組立体の製造装置１００は、第２基材配置部を有していなくてもよい。

【0080】

さらにまた上記実施形態では、基材組立体１１０として色素増感太陽電池を製造する場合を例にして説明したが、基材組立体１１０は、有機ＥＬ素子、液晶表示器、有機薄膜太陽電池であってもよい。この場合、被封止物１３は電解質に代えて、有機発光体や液晶となる。

【実施例】

【0081】

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

【0082】

（実施例１）
図２に示す基材組立体の製造装置１００を用いて基材組立体を製造した。但し、プレス部としては、プレス部３に代えて、図１１に示す形状のプレス部３０３を使用した。具体的には、本体部３ａの一面３ｄに４個の矩形環状の加圧部３ｂが形成され、４個の加圧部３ｂの外側で加圧部３ｂの各辺（直線状部分）に対向する位置にそれぞれストッパ部３ｃが１本ずつ形成され、隣り合う加圧部３ｂ同士間には１本ずつストッパ部３ｃが形成されたプレス部を用いた。すなわち、プレス部３０３においては、各加圧部３ｂの外側であって４辺に対向する位置にそれぞれストッパ部３ｃが設けられるようにした。

【0083】

プレス部３０３の本体部３ａを構成する材料としては、タフピッチ銅を用いた。各加圧部３ｂは、１１０ｍｍ×８０ｍｍの外形寸法を有し、その内側の幅を２ｍｍとした。ストッパ部３ｃのうち加圧部３ｂの長辺に対向する位置のストッパ部３ｃとしては、厚さ１５０μｍ、幅５ｍｍ、長さ１００ｍｍのポリイミド樹脂からなるポリイミドテープ（線膨張係数：１５×１０⁻⁶／Ｋ、熱伝導率：０．２９Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１）を用いた。４つのストッパ部３ｃのうち加圧部３ｂの短辺に対向する位置のストッパ部３ｃとしては、厚さ１５０μｍ、幅５ｍｍ、長さ７０ｍｍのポリイミド樹脂からなるポリイミドテープ（線膨張係数：１５×１０⁻⁶／Ｋ、熱伝導率：０．２９Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１）を用いた。

【0084】

次に、第１基材１０及び第２基材２０を４つずつ用意した。第１基材１０としては、作用極を用いた。ここで、作用極としては、導電性基板１０ａ上にチタニアからなる厚さ１０μｍの多孔質酸化物半導体層１０ｂが配置されたものを用いた。導電性基板１０ａとしては、３０５ｍｍ×３０５ｍｍ×厚さ２．２ｍｍの透明導電性基板を用いた。透明導電性基板としては、透明ガラス基板の上にＦＴＯ膜が形成されたものを用いた。

【0085】

第２基材２０としては、対極を用いた。対極としては、チタン箔からなる厚さ４２μｍの導電性基板上に白金からなる厚さ１０ｎｍの触媒層が形成されたものを用いた。

【0086】

そして、第１基材１０及び第２基材２０の各々に厚さ６０μｍ、幅２ｍｍの矩形環状の封止部１２、２２を固定した。封止部１２、２２としては、バイネル（商品名、デュポン社製）を用いた。

【0087】

次に、図５に示すように、チャンバ１の蓋部１ｂを取り外した状態で、チャンバ１の本体部１ａ内において、ＳＵＳからなる厚さ２ｃｍの第１基材配置部１１の第１基材配置面１１ａ上に、封止部１２が固定された第１基材１０を配置させた。その後、第１基材１０の多孔質酸化物半導体層１０ｂ上に被封止物１３としての電解質を配置した。電解質としては、溶媒としてのアセトニトリルとヨウ素系溶質とで構成されるものを用いた。

【0088】

一方、図５に示すように、封止部２２が固定された第２基材２０をチャンバ１の本体部１ａ内に入れた。このとき、第２基材配置部は使用しなかった。

【0089】

そして、第２基材２０に環状の封止部２２を固定したものを、第１基材１０に環状の封止部１２を固定したものの上に重ね合わせた。

【0090】

次に、図６に示すように、チャンバ１の本体部１ａに蓋部１ｂを取り付けた。このとき、蓋部１ｂにはプレス部３０３を固定した。そして、バルブＶ１を開き、真空ポンプ２ｂを作動させて、チャンバ１内のガス流通口１ｃからガスを排出した。こうしてチャンバ１の内部を減圧して真空雰囲気とした。

【0091】

その後、移動機構３０としてのエアシリンダにより、第１基材配置部１１をプレス部３０３に向かって移動させた。具体的には、エアシリンダの推力を０．１７ＭＰａに設定して、昇降シャフト３１を図６の矢印Ａ方向に移動させた。やがて、第２基材２０がプレス部３０３に接触した後、移動機構３０により、第１基材１０がプレス部３０３のストッパ部３ｃに接触するまで第１基材配置部１１をプレス部３０３に向かって移動させ、封止部１２，２２をプレス部３０３の加圧部３ｂによって加熱及び加圧した。このとき、加熱及び加圧時間は９０秒とし、加圧部３ｂの表面温度は２００℃とした。

【0092】

こうして、封止部１２によって第１基材１０と第２基材２０とを貼り合せ、基材組立体としての色素増感太陽電池モジュールを得た。

【0093】

（実施例２）
表１に示すように、第１基材１０と第２基材２０とを貼り合せる際のエアシリンダの推力を０．２５ＭＰａとしたこと以外は実施例１と同様にして基材組立体としての色素増感太陽電池モジュールを作製した。

【0094】

（実施例３）
表１に示すように、第１基材と第２基材とを貼り合せる際のエアシリンダの推力を０．４０ＭＰａとしたこと以外は実施例１と同様にして基材組立体としての色素増感太陽電池モジュールを作製した。

【0095】

（実施例４）
プレス部として、各加圧部３ｂの長辺に対向する位置にのみストッパ部３ｃを設け、短辺に対向する位置にストッパ部３ｃを設けないものを用いたこと以外は実施例１と同様にして基材組立体としての色素増感太陽電池モジュールを作製した。

【0096】

（実施例５）
表１に示すように、ストッパ部３ｃを、ポリイミド樹脂に代えて、セラミック（線膨張係数：９．３ｐｐｍ／℃、熱伝導率：１．４Ｗ／ｍＫ）で構成したこと以外は実施例１と同様にして基材組立体としての色素増感太陽電池モジュールを作製した。

【0097】

（実施例６）
表１に示すように、ストッパ部３ｃの高さＴｓを１５０μｍから１６５μｍとしたこと以外は実施例１と同様にして基材組立体としての色素増感太陽電池モジュールを作製した。

【0098】

（実施例７）
表１に示すように、ストッパ部３ｃを、ポリイミド樹脂に代えて、銅で構成したこと以外は実施例１と同様にして基材組立体としての色素増感太陽電池モジュールを作製した。

【0099】

（比較例１）
表１に示すように、プレス部として、プレス部３０３からストッパ部３ｃを全て除いたものを用いたこと以外は実施例１と同様にして基材組立体としての色素増感太陽電池モジュールを作製した。

【0100】

＜歩留まり評価＞
上記のようにして得られた実施例１〜７及び比較例１の色素増感太陽電池モジュールを構成する各色素増感太陽電池について、第２基材（対極）２０の厚さｔ及び封止部１２，２２の厚さの合計厚さ（＝ｔ＋Ｔ）をマイクロゲージで測定し、４つの色素増感太陽電池における合計厚さ（＝ｔ＋Ｔ）の平均値及び標準偏差σ（バラツキ）を算出した。結果を表１に示す。

【0101】

またこのとき、合計厚さ（＝ｔ＋Ｔ）の合格基準を１１５〜１６５μｍの範囲内とし、歩留まりを下記式に基づいて算出した。結果を表１に示す。
歩留まり（％）＝１００×（Ｎ−合格基準を満たさなかった色素増感太陽電池の数）／Ｎ
（式中、Ｎは色素増感太陽電池モジュールを構成する全色素増感太陽電池の数を表す。）

【表1】

【0102】

表１に示す結果より、実施例１〜７の色素増感太陽電池モジュールでは合計厚さ（＝ｔ＋Ｔ）のバラツキを表す標準偏差σが３．１〜９．４であったのに対し、比較例１の色素増感太陽電池モジュールでは標準偏差σが１２．７であり、実施例１〜７の色素増感太陽電池モジュールにおける封止部の厚さの均一性が比較例１の色素増感太陽電池モジュールにおける封止部の厚さの均一性よりも向上していることが分かった。また実施例１〜７の色素増感太陽電池モジュールでは歩留まりが９３〜１００％であったのに対し、比較例１の色素増感太陽電池モジュールでは歩留まりは７５％であり、実施例１〜７の色素増感太陽電池モジュールにおける歩留まりが比較例１の色素増感太陽電池モジュールにおける歩留まりよりも大きいことが分かった。

【0103】

以上より、本発明の基材組立体の製造装置によれば、得られる基材組立体における封止部の厚さの均一性を向上させることができることが確認された。

【符号の説明】

【0104】

３，３０３…プレス部
３ａ…本体部
３ｂ…加圧部
３ｃ…ストッパ部
３ｄ…本体部の一面
１０…第１基材
１１…第１基材配置部
１２、２２…封止部
１３…被封止物
２０…第２基材
１００，２００，３００…基材組立体の製造装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】