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ゾルゲル導電性ガラス、及びそれを用いた光機能素子 UPDATE

国内特許コード P07A012455
整理番号 ID5073
掲載日 2007年12月28日
出願番号 特願2003-410513
公開番号 特開2005-170708
登録番号 特許第4743743号
出願日 平成15年12月9日(2003.12.9)
公開日 平成17年6月30日(2005.6.30)
登録日 平成23年5月20日(2011.5.20)
発明者
  • 相原 聡
  • 久保田 節
  • 鎌田 憲彦
  • 照沼 大陽
  • 幡野 健
出願人
  • 日本放送協会
  • 国立大学法人埼玉大学
発明の名称 ゾルゲル導電性ガラス、及びそれを用いた光機能素子 UPDATE
発明の概要 【課題】導電性高分子は疎水性であるためにゾルゲルガラスに安定して均一に分散させることが困難であった。或いは、事前に親水性をもたらすための処理が必要であった。
【解決手段】疎水性の導電性高分子の側鎖を親水性のホスト分子(デキストリンなど)に包接させることによって、導電性高分子を安定して均一に分散させたゾルゲル導電性ガラスを提供する。これにより、光信号を電流信号に変換するフォトダイオード、撮像デバイスや、電流注入により発光を生じるELデバイスを始めとする光通信光源、表示・照明デバイス等、産業上有用な信頼性の高い発光・受光デバイスを、容易に作製することが可能となる。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要


光信号を電流信号に変換する有機光導電素子や、電流注入により発光を生じる有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子は、一般に透明電極を設けたガラス基板上に光機能性物質の薄膜を作製し、その上に金属電極を蒸着する方法により作製される。光導電素子の場合、ガラス基板側から入射した光は透明電極を透過後、光導電性物質に吸収され、伝導帯に電子が、価電子帯に正孔がそれぞれ発生する。両キャリアは電界によってそれぞれ反対方向に加速され、両端の電極に達することにより外部回路に電流が流れる。また、有機ELでは、透明電極より注入された正孔、金属電極より注入された電子は、発光層内で励起子を形成し、それが基底状態に戻るときのエネルギー放出によって発光が生じる。



有機分子を用いてこれらの光機能素子を作製する場合、導電性高分子がよく用いられる。低分子材料より高分子材料を有機高分子に用いる場合の利点としては、耐熱性、機械的強度に勝る、湿式法により成膜できるため製造コスト面で有利であることなどが挙げられる。一方、高分子、低分子に限らず有機材料は、一般に大気中の酸素や水分の影響により劣化しやすい欠点がある。信頼性を確保するためには強固な封止技術の確立が不可欠であり、一般的にはUV硬化樹脂の塗布、不活性ガスの導入、封止キャップの張り合わせ、UV照射による樹脂の硬化などの工程を連続して行うが、プロセスコストはその分上昇することになる。

産業上の利用分野


本発明は、ゾルゲル導電性ガラス、及びそれを用いた光機能素子に関するものであり、より詳細には、疎水性の導電性高分子をホスト分子に包接させたゾルゲル導電性ガラス、及びそれを用いた光機能素子に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
疎水性の導電性高分子を含む、光機能素子用のゾルゲル導電性ガラスであって、
前記導電性高分子がキャリアの伝導及び発光を担
前記導電性高分子の疎水性を除去して親水性を付与するために、前記導電性高分子の側鎖の一部を親水性のホスト分子に包接させ、該ホスト分子を当該ゾルゲル導電性ガラスに分散させることにより、当該光機能素子のための導電性が形成され、
前記導電性高分子は、供給された電流の値に応じて、前記導電性高分子で伝導されるキャリアを用いて前記導電性高分子で定まる特定波長の光を発光するように機能することを特徴とするゾルゲル導電性ガラス。

【請求項2】
疎水性の導電性高分子を含む、光機能素子用のゾルゲル導電性ガラスであって、
前記導電性高分子がキャリアの伝導を担い、前記導電性高分子の膜内に分散させる疎水性でアルコール不溶性の光機能性低分子が発光を担
前記導電性高分子及び光機能性低分子の疎水性を除去して親水性を付与するために、前記導電性高分子の側鎖の一部及び光機能性低分子を親水性のホスト分子に包接させ、該ホスト分子を当該ゾルゲル導電性ガラスに分散させることにより、当該光機能素子のための導電性が形成され、
前記導電性高分子が供給された電流の値に応じてキャリアを伝導させ、前記光機能性低分子が特定波長の光を発光するように機能することを特徴とするゾルゲル導電性ガラス。

【請求項3】
疎水性の導電性高分子を含む、光機能素子用のゾルゲル導電性ガラスであって、
前記導電性高分子がキャリアの発生及び伝導を担
前記導電性高分子の疎水性を除去して親水性を付与するために、前記導電性高分子の側鎖の一部を親水性のホスト分子に包接させ、該ホスト分子を当該ゾルゲル導電性ガラスに分散させることにより、当該光機能素子のための導電性が形成され、
前記導電性高分子は、入射した光を受け、前記導電性高分子で定まる特定波長の光を選択的に吸収し、吸収量に応じた電流を出力するように機能することを特徴とするゾルゲル導電性ガラス。

【請求項4】
疎水性の導電性高分子を含む、光機能素子用のゾルゲル導電性ガラスであって、
前記導電性高分子がキャリアの伝導を担い、前記導電性高分子の膜内に分散させる疎水性でアルコール不溶性の光機能性低分子がキャリアの発生を担
前記導電性高分子及び光機能性低分子の疎水性を除去して親水性を付与するために、前記導電性高分子の側鎖の一部及び光機能性低分子を親水性のホスト分子に包接させ、該ホスト分子を当該ゾルゲル導電性ガラスに分散させることにより、当該光機能素子のための導電性が形成され、
前記光機能性低分子が入射した光を受け、前記光機能性低分子で定まる特定波長の光を選択的に吸収し、前記導電性高分子が当該吸収量に応じた電流を出力するように機能することを特徴とするゾルゲル導電性ガラス。

【請求項5】
請求項2又は4に記載のゾルゲル導電性ガラスにおいて、前記アルコール不溶性の光機能性低分子を前記ホスト分子に包接させることに代えて、アルコール可溶性の光機能性低分子を当該ゾルゲル導電性ガラスに分散させることを特徴とするゾルゲル導電性ガラス。

【請求項6】
請求項1~5のいずれか一項に記載のゾルゲル導電性ガラスを備えることを特徴とする光機能素子。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2003410513thum.jpg
出願権利状態 登録
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