JP2016175360A - 積層体パネル、太陽光反射用パネル、量子ドットパネル及び有機エレクトロルミネッセンス素子パネル及び積層体パネルの製造方法 - Google Patents

積層体パネル、太陽光反射用パネル、量子ドットパネル及び有機エレクトロルミネッセンス素子パネル及び積層体パネルの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明の課題は、金属を含有する層を有する積層体パネルであっても、耐洗浄性及び耐候性の良好な積層体パネルを提供することである。【解決手段】本発明の積層体パネルは、基材上に、少なくとも金属含有層を含む積層体を有する積層体パネルであって、前記積層体パネルの側面部に、被覆用樹脂材料により連続した構造で前記積層体の側面を被覆する封止構造を有し、前記封止構造が、封止材重畳部を有し、前記封止材重畳部における下層が、前記積層体中心側の端部から前記積層体の外側方向に、少なくとも0.25mmにわたって層厚が連続して増加していることを特徴とする。【選択図】図4

Description

本発明は、積層体パネル、太陽光反射用パネル、量子ドットパネル及び有機エレクトロルミネッセンス素子パネル及び積層体パネルの製造方法に関する。より詳しくは、本発明は、金属を含有する層を有する積層体パネルであっても、耐洗浄性及び耐候性の良好な積層体パネル等に関する。
発展途上国の急激な経済成長に伴い、全世界的にエネルギー需要が増大し、かつては無尽蔵と考えられていた石油、天然ガス等の化石燃料の枯渇が現実味を帯びてきている。
このような状況を踏まえ、化石燃料の代替エネルギーとして、供給が最も安定しており、かつ豊富な自然エネルギーとして、太陽エネルギーが注目されており、現在、その太陽エネルギーを活用するための様々な検討が精力的に進められている。特に、世界のサンベルト地帯といわれている赤道近くには、広大な砂漠が広がっており、ここに降りそそぐ太陽エネルギーは、まさに無尽蔵といえる。また、米国南西部に広がる砂漠の僅か数%の面積における太陽エネルギーを活用すれば、実に7000GWものエネルギーを得ることが可能であると考えられている。また、アラビア半島、北アフリカの砂漠の僅か数%の面積に照射される太陽エネルギーを活用すれば、全人類が必要とする全エネルギーを賄うことができるとも考えられている。
このように、太陽エネルギーは非常に有力な代替エネルギーであるものの、これを実際に活用する段階では、(1)太陽エネルギー自身のエネルギー密度が低いこと、並びに(2)太陽エネルギーの貯蔵及び移送が困難であること等が、問題になると考えられる。
上記問題のうち、(1)項に記載の太陽エネルギー自身のエネルギー密度が低いという問題に関しては、巨大な集光装置を用いて太陽光を集めることによって解決することが可能とされている。
この集光装置は、太陽光に含まれる紫外線や、設置する環境における熱、風雨、砂嵐等に晒されるため、従来、耐久性の観点から、ガラス製ミラーを具備した太陽光反射用パネルが用いられてきた。しかし、ガラス製ミラーは環境に対する耐久性は高いが、集光装置が輸送時に破損しやすいこと、ミラー自身がかなりの荷重を有しているため、設置する架台に対しても強度を持たせる必要があり、建設費がかさむといった問題を抱えている。
上記問題を解決するために、ガラス製ミラーを、樹脂製ミラーに置き換える方法の検討がなされている(例えば、特許文献1参照。)。また、樹脂製ミラーに高い耐傷性及び耐候性を付与するため、樹脂製ミラーにハードコート層を設ける方法が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。
しかしながら、樹脂製ミラーの反射層に銀等の金属膜を用いると、(a)反射面又は反射面と相対する面の樹脂層を介して、又は(b)端部における反射層と外部との界面を介して、樹脂製ミラー内に酸素、水蒸気又は硫化水素等が透過し、反射層を腐食してしまうといった問題が生じ、樹脂製ミラーの実用化に対する障害となっていた。
上記問題に対し、反射面又は反射面と相対する面の樹脂層を介しての反射層に対する腐食を抑制する方法としては、反射層よりも光源側に、バリアー層として無機酸化物層を設ける方法(例えば、特許文献3参照。)により、ある程度の対応は可能とされている。
一方、端部から反射層への酸素、水蒸気又は硫化水素等の浸入による反射層の腐食に関しては、一般的には、封止テープ等により保護する等の対策が講じられている。しかしながら、太陽光反射パネルは、雨、塵、埃等の影響で表面が汚染され反射率が低下することを防止するため洗浄が実施され、高圧洗浄だけでは落としきれず、強固な汚れについては物理洗浄(ブラシ洗浄)が行われているため、封止テープでは剥離が懸念される。
また、封止部が光源側にある際には、封止テープ厚さによる段差が大きいと塵/埃も堆積し洗浄も困難になり、太陽光反射面積も縮小し、発電効率が多大に減少してしまう懸念がある。
基材の側面部と、上面端部又は下面端部のいずれか一方とを含む領域が、被覆用樹脂材料により被覆されている太陽光反射用パネルとしては、特許文献4に記載があるが、いまだ封止効果としては充分であるとは言い難いのが現状である。
また、本発明者は、太陽光反射用パネルについて、上述のような問題点を発見する過程において、一般的に、金属を含有する層を有する積層体パネル、具体的には、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子や量子ドットを有する積層体パネルなどにおいても、端部から金属を含有する層(金属含有層)への酸素、水蒸気又は硫化水素等の浸入による金属含有層の腐食に関しては、改善の余地があることを発見した。
特開2005−59382号公報 国際公開第2011/096309号 特許第3311172号公報 国際公開第2010/128126号
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、金属を含有する層を有する積層体パネルであっても、耐洗浄性及び耐候性の良好な積層体パネルを提供することである。
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、封止構造が封止材重畳部を有する場合であっても、当該封止材重畳部における下層が、前記積層体中心側の端部から前記積層体の外側方向に、少なくとも0.25mmにわたって層厚が連続して増加していれば、端部から反射層への酸素、水蒸気又は硫化水素等の浸入を抑制でき、この結果、パネルの耐久性が向上し、ひいては、金属を含有する層を有する積層体パネルであっても、耐洗浄性及び耐候性の良好な積層体パネルを提供できることを見いだし、本発明に至った。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
1.基材上に、少なくとも金属含有層を含む積層体を有する積層体パネルであって、
前記積層体パネルの側面部に、被覆用樹脂材料により連続した構造で前記積層体の側面を被覆する封止構造を有し、
前記封止構造が、封止材重畳部を有し、
前記封止材重畳部における下層が、前記積層体中心側の端部から前記積層体の外側方向に、少なくとも0.25mmにわたって層厚が連続して増加していることを特徴とする積層体パネル。
2.前記封止材重畳部における下層が、積層体中心側の端部から前記積層体の外側方向に少なくとも0.25mmにわたって、前記積層体の表面となす角度θの最大値θmaxが60°以下であることを特徴とする第1項に記載の積層体パネル。
3.前記被覆用樹脂材料が、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂及びアクリル樹脂から選ばれる樹脂であることを特徴とする第1項又は第2項に記載の積層体パネル。
4.第1項から第3項までのいずれか一項に記載の積層体パネルを用いた太陽光反射用パネルであって、
前記金属含有層が、太陽光反射層であることを特徴とする太陽光反射用パネル。
5.少なくとも前記積層体で構成される非ガラス製フィルムミラーを有することを特徴とする第4項に記載の太陽光反射用パネル。
6.第1項から第3項までのいずれか一項に記載の積層体パネルを用いた量子ドットパネルであって、
前記積層体のうち、少なくとも1層が量子ドットを含有していることを特徴とする量子ドットパネル。
7.第1項から第3項までのいずれか一項に記載の積層体パネルを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子パネルであって、
前記積層体が、一対の電極と、当該一対の電極に挟持された発光層と、を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子パネル。
8.第1項から第3項までのいずれか一項に記載の積層体パネルを製造する積層体パネルの製造方法であって、
前記積層体パネルの側面部に前記被覆用樹脂材料を塗布することで、連続した構造で積層体の側面を被覆する封止構造形成工程を有することを特徴とする積層体パネルの製造方法。
9.前記封止構造形成工程において、塗布される前記被覆用樹脂材料の粘度が、70〜7000Pa・sの範囲内であることを特徴とする第8項に記載の積層体パネルの製造方法。
本発明の上記手段により金属を含有する層を有する積層体パネルであっても、耐洗浄性及び耐候性の良好な積層体パネルを提供することができる。
本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
図1に従来又は本発明の積層体パネルの平面図を示す。図3は、従来の積層体パネルにおけるB−B部の断面拡大図を示す。
本発明者は、図1に示すように、被覆用樹脂材料により連続した構造で前記積層体の側面を被覆する封止構造を有し、封止構造が、封止材重畳部を有する場合、図3に示すような、封止材重畳部Dに封止材がない、すなわち空隙部Sが存在する状況が発生し、この結果、耐候性が劣位になるおそれがあることを発見した。
上記おそれに対し、本発明者は、後述の図4に示すように、封止材重畳部における下層130aが、前記積層体中心側の端部Eから積層体120の外側方向に、少なくとも0.25mmにわたって層厚が連続して増加するよう、傾斜をつけることで、封止材重畳部Dに封止材がない、すなわち空隙部が存在する状況が発生することを回避できることを見いだした。
このような構成の積層体パネルであれば、上記空隙部が存在しないため、端部から反射層への酸素、水蒸気又は硫化水素等の浸入を抑制できる。この結果、本発明は、金属を含有する層を有する積層体パネルであっても、耐洗浄性及び耐候性を向上させることができたと推察する。
従来又は本発明の積層体パネルの平面図 従来の積層体パネルにおけるA−A線断面図 従来の積層体パネルにおけるB−B線断面図 本発明の積層体パネルにおけるB−B線断面図 被覆方法1の被覆用樹脂材料塗工装置が有するノズルの概略外観図 本発明の積層体パネルにおけるC−C線断面図 被覆方法2に用いられる塗布装置の概略外観図 図7に示す塗布装置の8A−8A線概略断面図 太陽光反射用パネルを構成する太陽光反射層ユニットの層構成の一例を示す断面図 本発明に係る量子ドットパネルの一例を示す断面図 本発明に係る有機EL素子パネルにおける有機EL素子の一例を示す断面図
本発明の積層体パネルは、基材上に、少なくとも金属含有層を含む積層体を有する積層体パネルであって、前記積層体パネルの側面部に、被覆用樹脂材料により連続した構造で前記積層体の側面を被覆する封止構造を有し、前記封止構造が、封止材重畳部を有し、前記封止材重畳部における下層が、前記積層体中心側の端部から前記積層体の外側方向に、少なくとも0.25mmにわたって層厚が連続して増加していることを特徴とする。この特徴は請求項1から請求項9までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
本発明の実施態様としては、前記封止材重畳部における下層が、積層体中心側の端部から前記積層体の外側方向に少なくとも0.25mmにわたって、前記積層体の表面となす角度θの最大値θmaxが60°以下であることが、耐洗浄性及び耐候性をより向上させることができるため好ましい。
前記被覆用樹脂材料が、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂及びアクリル樹脂から選ばれる樹脂であることが、耐洗浄性及び耐候性をより向上させることができるため好ましい。
本発明の積層体パネルは、金属含有層が太陽光反射層である太陽光反射用パネルに好適に採用でき、このような太陽光反射用パネルを太陽熱発電用反射装置に用いれば、耐洗浄性及び耐候性の良好な太陽熱発電用反射装置を提供でき、この結果、発電効率のよい太陽熱発電用反射装置を提供できるため好ましい。
なお、上記太陽光反射用パネルとしては、少なくとも本発明に係る積層体で構成される非ガラス製フィルムミラー(樹脂製ミラー)を有する太陽光反射用パネルであることが、耐洗浄性及び耐候性を向上させつつ、建設費も抑えることができ好ましい。
また、本発明の積層体パネルは、少なくとも1層が量子ドットを含有している積層体を有する量子ドットパネル、一対の電極と、当該一対の電極に挟持された発光層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子パネルに好適に採用できる。
本発明の積層体パネルの製造方法としては、積層体パネルの側面部に前記被覆用樹脂材料を塗布することで、連続した構造で積層体の側面を被覆する封止構造形成工程を有する積層体パネルの製造方法であることが好ましい。
また、前記封止構造形成工程において、塗布される前記被覆用樹脂材料の粘度が、70〜7000Pa・sの範囲内であることが、耐洗浄性及び耐候性がより向上した積層体パネルを製造する方法を提供でき、好ましい。
以下、本発明とその構成要素及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
《積層体パネルの基本構成》
本発明の積層体パネルは、基材上に、少なくとも金属含有層を含む積層体を有する積層体パネルであって、前記積層体パネルの側面部に、被覆用樹脂材料により連続した構造で前記積層体の側面を被覆する封止構造を有し、前記封止構造が、封止材重畳部を有し、前記封止材重畳部における下層が、前記積層体中心側の端部から前記積層体の外側方向に、少なくとも0.25mmにわたって層厚が連続して増加していることを特徴とする。
《封止構造》
図1は、従来又は本発明の積層体パネルの平面図である。
封止構造130a及び130bは、積層体パネルの端部において、積層体120が露出する面(側面)を、被覆用樹脂材料により連続した構造で被覆する。封止構造130a及び130bは、積層体パネルの耐候性を向上させる。
従来の積層体パネルにおけるA−A線部の断面は、図2に示すようになっている。
従来の積層体パネルにおけるB−B線部の断面は、図3に示すようになっている。
上述のように、本発明者は、従来の積層体パネルにおいては、図3に示すように、封止構造が積層した封止重畳部Dには封止材がない、すなわち空隙部Sが存在する状況が発生し、この結果、耐候性が劣位になることを突き止めた。
このような従来の積層体パネルに対し、本発明の積層体パネルは、B−B線部における断面が図4に示すようになっている。
すなわち、封止材重畳部Dにおいて下層である封止構造130aが、積層体120中心側の端部Eから積層体120の外側方向に、層厚が連続して増加している。この増加の距離をW25とする。
本発明においては、このW25が、少なくとも0.25mm以上であることを特徴とする。
このような封止構造130aであれば、封止構造130bを形成する際に、空隙が発生することなく、封止材重畳部Dを形成できると推察する。
さらに、封止材重畳部Dにおいて下層である封止構造130aが、積層体120中心側の端部Eから積層体の外側方向に少なくとも0.25mmにわたって、積層体120の表面となす角度θの最大値θmaxが60°以下であれば、より空隙を発生させることを抑えながら封止材重畳部Dを形成できると推察する。なお、このような観点から、θmaxは、60°であることが好ましいが、更に好ましくは45°以下であり、より好ましくは30°以下である。
25の測定方法について説明する。
まず、キーエンス社製の超高速インラインプロファイル測定器LJ−Vを用い、積層体パネルの側面(端部)の位置検出と、積層体パネルの表面の高さ検出とを同時に測定し、積層体表面からの高さ(封止材重畳部Dにおいて下層となる、封止構造の厚さ)が0.01mmとなったところを封止材重畳部の中心側端部x(図4に示すE)とみなす。次に、中心側端部xから積層体の外側方向に向けて0.01mmごとにx、x・・・x・・・とする。『x』から『x+0.05mm』あたりの膜厚増加をΔtとして、Δt/0.05が0.17以下になったxをもう一方の端部xとする。
次に、封止材重畳部Dにおいて下層となる封止構造の全長にわたって5mmの間隔で、『x−x』を計算し、その平均を距離W25とする。
また、θmaxの測定方法は、キーエンス社製の超高速インラインプロファイル測定器LJ−Vを用い積層体パネルの側面(端部)の位置検出と、積層体パネルの表面の高さ検出とを同時に測定し、積層体表面からの高さ(封止材重畳部Dにおいて下層となる、封止構造の厚さ)を0.05mmピッチで上記距離W25となるまで測定した値の微分値より、傾きを算出し、当該傾きからθ及びその最大値θmが算出できる。
このようなθmを封止材重畳部Dにおいて下層となる封止構造の全長にわたって5mmの間隔で算出し、その平均値をθmaxとする。
[被覆用樹脂材料]
本発明に係る被覆用樹脂材料としては、特に制限はないが、形成の容易性、ガス遮断性、耐久性などの観点から、硬化性樹脂、例えば、熱硬化性樹脂、活性エネルギー線硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、などから適宜選択して用いることができる。
熱硬化性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。
活性エネルギー線硬化性樹脂としては、例えば、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ポリエステルアクリレート樹脂などが挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などが挙げられる。
より具体的には、被覆用樹脂材料として、ペースト状のシリコーンシーラント(信越化学工業株式会社製 信越シリコーン KE−45−G)、粘度が10Pa・sのエポキシ樹脂(スリーボンド社製2081D)、25℃で粘度が300〜600Pa・sの範囲内のウレタン樹脂(エムシー工業社製ハイブレン XLL−6051A)などを用いることができる。
[封止構造の形成方法]
上述のような被覆用樹脂材料からなる封止構造130は、積層体パネルの側面部に被覆用樹脂材料を塗布することで、連続した構造で積層体の側面を被覆する封止構造形成工程によって、形成されることが好ましい。
被覆用樹脂材料により被覆する方法としては、具体的な例を以下に説明する。なお、以下の説明においては、積層体120と基材110とは、長尺方向の長さが同じものであり、さらに、積層体120及び基材110は長尺方向の側面が面一になっているものとする。また、積層体120の短尺方向の長さは、基材110の短尺方向の長さよりも短く、短尺方向における積層体120の両端は、基材110よりも内側にあるものとする。
また、本発明に係る被覆用樹脂材料の被覆方法は、これに限定されず、本発明の効果を阻害しないものであれば公知のものを好適に採用できる。
[被覆方法1]
図5は、被覆用樹脂材料塗工装置が有するノズルの概略外観図である。被覆用樹脂材料塗工装置は、被覆用樹脂材料を基材110及び積層体120の表面に直接塗布する押出塗布装置である。したがって、被覆用樹脂材料塗工装置220は、被覆用樹脂材料を噴射するノズル221を有している。そして、塗布対象(積層体120が貼合された状態の基材110)をコンベアなどによってノズル221直下で搬送させることによって、図1、図6(本発明の積層体パネルにおけるC−C線断面図)に示すように被覆用樹脂材料を塗布することで、連続した構造で積層体の側面を被覆する封止構造130bを形成できる。ノズル221としては、図5に示すような、先端が平坦形状のノズルを用いることができる。
[被覆方法2]
被覆方法1は、基材110の上面端部周辺と、積層体120の側面とに被覆用樹脂材料を塗布する方法であったが、以下に説明する塗布装置200を用いた、基材110と積層体120との側面に被覆用樹脂材料を塗布するような、被覆方法2であってもよい。
基材110と積層体120との端部(側面)に対し、被覆用樹脂材料を塗布する塗布装置200について説明する。
図7(a)は、塗布装置の概略外観図であり、図7(b)は、塗布装置の概略外観図における要部Iの拡大図である。
図7に示す塗布装置200は、基材110及び積層体120の側面から、積層体120の露出している表面上にわたって、同時かつ直接的に被覆用樹脂材料を塗布するエクストルージョン方式(押し出し方式)の塗布装置である。
塗布装置200は、図7に示すように、上ブロック210と、プレート211と、中ブロック212と、下ブロック213とを有する。下ブロック213、プレート211、中ブロック212、上ブロック210の順に重ねられる。プレート211及び中ブロック212が、上ブロック210と下ブロック213により挟み込まれて、不図示のネジによって締結されている。
上ブロック210は、被覆用樹脂材料を注入するための注入口214を有する。
プレート211及び中ブロック212は、図7に示すように重ねて配置されて、ノズル215を形成する。ノズル215は、注入口214から注入された被覆用樹脂材料を、塗布対象(基材110及び積層体120)に向けて吐出するための吐出口を有する。被覆用樹脂材料を塗布対象に塗布する際には、ノズル215から被覆用樹脂材料を吐き出しつつ、ノズル215の直下において塗布対象を搬送させればよい。これにより、図7に示すように、塗布対象の縁部が封止構造130によって被覆される。なお、塗布対象の搬送は、不図示の駆動装置によって制御される。
また、図8に示すように、ノズル215を、図7の8A−8A線に沿ってみると、積層体120の上面に当接する部分がお椀状に切り抜かれたような凹部218を有する。凹部218の幅は、被覆用樹脂材料の塗布幅に略等しくして、被覆用樹脂材料の塗布幅が安定化するようにしていることが好ましい。
また、ノズル215においては、積層体120上の空間(すなわち、凹部218)と、基材110及び積層体120側面の空間(すなわち、間隙部219)とが連結している。そのため、図8に示すようなL字型に被覆用樹脂材料を塗布でき、これにより、L字型の封止構造130aを形成できる。
[封止材重畳部における下層の形状の形成方法]
封止材重畳部における下層を、積層体中心側の端部から積層体の外側方向に、少なくとも0.25mmにわたって層厚が連続して増加するよう形成する方法は、特に限定されず、公知の方法であってよい。
例えば、被覆用樹脂材料塗布用のノズルの形状を規定する方法、被覆後成型用ノズルで形状を規定する方法又は被覆後機械的に研削する等公知の手段で達成できるが、被覆用樹脂材料の形状を安定して長時間成型できるよう、ノズルの形状を規定する方法が好ましく用いられる。
具体的には、上記被覆方法2における、塗布装置200の凹部218の形状を、積層体中心側の端部から積層体の外側方向に、少なくとも0.25mmにわたって層厚が連続して増加するよう形成することで、実現できる。このような方法によれば、例えば、付着した被覆用樹脂が次の積層体パネルに付着して故障の要因になることや、研削により飛散した材料で故障の要因となる可能性を回避できる。
[積層体]
本発明に係る積層体としては、基材上に、少なくとも金属含有層を含む積層体であれば特に限定されず、例えば、金属含有層が太陽光反射層である積層体であってもよく、また、少なくとも1層が量子ドットを含有している積層体や、一対の電極と当該一対の電極に挟持された発光層とを有するような積層体であってもよい。
以下、本発明の積層体パネルを用いた太陽光反射用パネルを具体例として、本発明について、詳細に説明する。
《太陽光反射用パネルの基本構成》
本発明の積層体パネルを用いた太陽光反射用パネルは、基材上に、少なくとも金属含有層として、太陽光反射層を有する。
太陽光反射用パネルは、基材110上に、積層体120として、図9に示すような太陽光反射ユニット3を有する構成である。
太陽光反射用パネルに使用される基材110としては、樹脂基材が好ましく適用されているが、太陽光反射用パネルに剛性を付与する目的からは、粘着層や接着層を介して、ガラス基材又は金属基材と貼り合わせて適用することもできる。
太陽光反射用パネルの端部においては、太陽光反射層ユニット3の断面部(側面)が露出した状態にあり、外部環境からの酸素、水蒸気又は硫化水素等の有害ガスにより、太陽光反射層ユニット3を構成している金属、例えば、銀膜等が腐食する恐れがある。
本発明に係る太陽光反射用パネルは、本発明の積層体パネルを用いているため、上述のような封止構造130を有する。
これにより、上述したような、外部環境からの酸素、水蒸気又は硫化水素等の有害ガスにより、太陽光反射層ユニット3を構成している金属、例えば、銀膜等が腐食する恐れを回避できる。
《太陽光反射層ユニットの基本構成》
本発明に係る太陽光反射層ユニット3は、基材としてガラス板、金属板等が用いられた板状ミラーであることもできるが、後述するような、基材として樹脂フィルムが用いられた非ガラス製フィルムミラーであることが好ましい。非ガラス製フィルムミラーは、可撓性が高いため、太陽熱発電装置に用いる際に、太陽光を集光する位置に合わせて曲面状等に変形させることができる。
なお、非ガラス製フィルムミラーとは、一般的なガラスを含有しないフィルムミラーのことである。
ここで、一般的なガラスとは、一般的に鏡に使用される公知のガラスであり、特に限定されないが、材質としては、例えば、アモルファスガラス、ガラスセラミクス(結晶化ガラス)や化学強化ガラスであり、材料としては、例えば、ホウケイ酸ガラスや、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス等を使用したものが挙げられる。
図9に、本発明に係る積層体120で構成される、非ガラス製フィルムミラーである太陽光反射層ユニット3の層構成の一例を示す。
本発明に係る太陽光反射層ユニット3の好ましい基本構成としては、金属含有層である太陽光反射層6の上に、各機能層として、当該太陽光反射層6に含有される金属の腐食防止を目的とした腐食防止層7、接着層8及び紫外線吸収層(UV吸収層)9が積層されている。紫外線吸収層9は、紫外線による太陽光反射層6や基材110へのダメージを抑制するため、紫外線吸収剤を含有するほか、HALS剤を含有するアクリル樹脂フィルムや紫外線反射多層膜等が適用される。
また、太陽光反射層6の裏面側には、アンダーコート層10を設けることができる。
上記のような構成において、本発明では、少なくとも基材110及び太陽光反射層ユニット3(積層体)から構成され、封止構造130を設ける前のものを、「ミラーパネルユニット」と定義し、この「ミラーパネルユニット」に封止構造130を形成したもの、又は「ミラーパネルユニット」を、接着層を介して金属基板上に貼合した後、封止構造130を形成したものを「太陽光反射用パネル(積層体パネル)」と定義する。
〔基材〕
本発明に係る太陽光反射用パネルに適用可能な基材110としては、太陽光反射層等を含む太陽光反射層ユニット3(積層体120)を保持することができる材料であれば特に制限はなく、例えば、ガラス基材、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。好ましく用いられる透明な基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい基板は、可撓性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
本発明に係る基材として好適な樹脂フィルムとしては、従来公地の種々の樹脂フィルムを用いることができる。例えば、セルロースエステル系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリカーボネート系フィルム、ポリアリレート系フィルム、ポリスルホン(ポリエーテルスルホンも含む)系フィルム、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、セロファン、セルロースジアセテートフィルム、セルローストリアセテートフィルム、セルロースアセテートプロピオネートフィルム、セルロースアセテートブチレートフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレンビニルアルコールフィルム、シンジオタクティックポリスチレン系フィルム、ポリカーボネートフィルム、ノルボルネン系樹脂フィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、ポリエーテルケトンイミドフィルム、ポリアミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、ナイロンフィルム、ポリメチルメタクリレートフィルム、アクリルフィルム等を挙げることができる。中でも、ポリカーボネート系フィルム、ポリエステル系フィルム、ノルボルネン系樹脂フィルム及びセルロースエステル系フィルムが好ましい。
特に、ポリエステル系フィルム、セルロースエステル系フィルムを用いることが好ましく、これらのフィルムは、溶融流延製膜法で製造されたフィルムであっても、溶液流延製膜法で製造されたフィルムであってもよい。
樹脂基材の厚さは、樹脂の種類及び目的等に応じて適切な厚さにすることが好ましい。例えば、一般的には、10〜300μmの範囲内であり、好ましくは20〜200μm、更に好ましくは30〜100μmの範囲内である。
〔太陽光反射層ユニット3〕
本発明に係る太陽光反射層ユニット3としては、図9に示すような、ミラーとしての役割を果たす太陽光反射層6を有し、そのほかに様々な特性を備えた機能層により構成されている。
(太陽光反射層6)
本発明に係る太陽光反射層6(以下、単に「反射層」ともいう。)は、太陽光を反射する機能を有する金属からなる反射層である。太陽光反射層の表面反射率は、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上である。太陽光反射層は太陽光入射側(表面側)にあっても、その反対側(裏面側)にあってもよいが、基材、特に樹脂基材が、太陽光線により劣化してしまうことを防止する目的から、光入射側に配置することが好ましい。
太陽光反射層の厚さは、反射率等の観点から、10〜200nmの範囲内が好ましく、より好ましくは30〜150nmの範囲内である。反射層の厚さが10nm以上であれば、光を透過してしまうことがなく、フィルムミラーの可視光領域での反射率を十分確保できるため好ましい。また、200nm以下であれば、厚さに比例して反射率も大きくなる。ただし、厚さが200nm以上になると、反射率は厚さに依存しない。
太陽光反射層の表面粗さRaは、0.01〜0.1μmの範囲内であることが好ましく、より好ましくは0.02〜0.07μmの範囲内である。太陽光反射層の表面粗さRaが0.01μm以上であるため、その粗さに起因してフィルムミラー表面も粗くなり、フィルムミラーの生産段階において、連続的に製膜するロール・to・ロール方式を用いた場合でも、フィルムミラーの太陽光反射層とその入射光側の隣接層におけるブロッキングなどの貼りつきを防止することができる。また、表面が粗くなると反射光が散乱する恐れがあるが、太陽光反射層を有するフィルムミラーは凹面状の形状を有しているので、表面粗さRaが0.1μm以下であればフィルムミラーを凹面状の形状にすることによって反射効率の低下を防止することができる。
太陽光反射層は、銀、アルミニウム、クロム、ニッケル、チタン、マグネシウム、ロジウム、プラチナ、パラジウム、スズ、ガリウム、インジウム、ビスマス及び金から選ばれる元素を含む材料で形成されることが好ましい。中でも、反射率及び耐食性の観点からアルミニウム又は銀を主成分としていることが好ましく、このような金属の薄膜を2層以上形成するようにしてもよい。そうすることにより、フィルムミラーの可視光領域から赤外域での反射率を高め、入射角による反射率の依存性を低減できる。可視光領域から赤外域とは、400〜2500nmの波長領域を意味する。ここでいう入射角とは、膜面に対して垂直な線(法線)に対する角度を意味する。
本発明においては、太陽光反射層としては、特に、銀を主成分とする銀反射層とすることが好ましい。
本発明に係る太陽光反射層の形成方法としては、湿式法及び乾式法のどちらも適用することができる。
本発明でいう太陽光反射層の形成に用いる湿式法とは、一般的にいわれているめっき法であり、溶液から金属を析出させ膜を形成する方法である。具体例としては、銀鏡反応等が挙げられる。
一方、本発明でいう太陽光反射層の形成に用いる乾式法とは、その代表例が真空成膜法であり、具体的な方法としては、抵抗加熱式真空蒸着法、電子ビーム加熱式真空蒸着法、イオンプレーティング法、イオンビームアシスト真空蒸着法、スパッタ法等が挙げられる。特には、連続的に成膜するロール・to・ロール方式が可能な蒸着法が好ましく用いられる。すなわち、本発明においては、太陽光反射層、例えば、銀反射層を銀蒸着によって形成する工程を有する製造方法が好ましい態様である。
(腐食防止層7)
本発明に係る太陽光反射層ユニットには、太陽光反射層の腐食を防止する目的から、図9に示すような腐食防止層7を設けることが好ましい。
図9に示すように、腐食防止層7は、太陽光反射層6に隣接して設けられることが好ましい。特に、太陽光反射層6が銀反射層である場合に腐食防止層7を設けることが好ましい。さらには、腐食防止層7が太陽光反射層6に対し光入射側に隣接して設けられている構成であることがより好ましい。また、太陽光反射層の両側に腐食防止層を設けてもよい。
腐食防止層は、腐食防止剤を含有している。腐食防止剤としては、大別して、金属、特に銀に対する吸着性基を有する腐食防止剤と、酸化防止機能を有する腐食防止剤(酸化防止剤ともいう)が好ましく用いられる。腐食防止層は、金属、特に銀に対する吸着性基を有する腐食防止剤と酸化防止剤の少なくとも一方を含有していることが好ましい。ここで、「腐食」とは、金属(銀)がそれをとり囲む環境物質によって、化学的又は電気化学的に浸食されるか若しくは材質的に劣化する現象をいう(JIS Z0103−2004参照)。
腐食防止層には、腐食防止剤を保持するバインダーとして樹脂を用いることができる。例えば、以下の樹脂を用いることができる。ポリカーボネート系、ポリアリレート系、ポリスルホン(ポリエーテルスルホンも含む)系、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、セロファン系、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート等のセルロースエステル系、ポリ塩化ビニリデン系、ポリビニルアルコール系、エチレンビニルアルコール系、シンジオタクティックポリスチレン系、ノルボルネン系、ポリメチルペンテン系、ポリエーテルケトン系、ポリエーテルケトンイミド系、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ナイロン系、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂等を挙げることができる。中でも、アクリル系樹脂が好ましい。腐食防止層は、厚さが30nm〜1μmの範囲内であることが好ましい。
なお、腐食防止層における腐食防止剤の含有量は、使用する化合物によって最適量は異なるが、一般的には0.1〜1.0g/mの範囲内であることが好ましい。
次に、腐食防止剤の詳細について説明する。
〈腐食防止剤〉
銀に対する吸着性基を有する腐食防止剤としては、アミン類及びその誘導体、ピロール環を有する化合物、トリアゾール環を有する化合物、ピラゾール環を有する化合物、チアゾール環を有する化合物、イミダゾール環を有する化合物、インダゾール環を有する化合物、銅キレート化合物類、チオ尿素類、メルカプト基を有する化合物、ナフタレン系化合物の少なくとも1種又はこれらの混合物から選ばれることが望ましい。
これらの化合物については、特開2013−245849号公報段落(0108)〜(0118)に記載の化合物を好ましく用いることができる。
(接着層8)
図9に例示した接着層8は、腐食防止層7と紫外線吸収層9との接着性を高める機能があるものであれば特に限定はない。
接着層8の層厚は、密着性、平滑性、太陽光反射層の反射率等の観点から、0.01〜10.0μmの範囲内が好ましく、より好ましくは0.1〜6.0μmの範囲内である。
接着層が樹脂により形成される場合、樹脂材料(バインダー)としては、上記の密着性、平滑性の条件を満足するものであれば特に制限はなく、例えば、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリアミド系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体系樹脂等の単独又はこれらの混合樹脂が使用でき、耐候性の点からポリエステル系樹脂とメラミン系樹脂の混合樹脂が好ましい。一方、イソシアネート等の硬化剤を混合した熱硬化型樹脂もより好ましい接着剤の一つである。本発明における接着層の形成方法としては、グラビアコート法、リバースコート法、ダイコート法等、従来公知のウェットコーティング方式が適用できる。
接着層が金属酸化物により構成される場合、例えば、酸化シリコーン、酸化アルミニウム、窒化シリコーン、窒化アルミニウム、酸化ランタン、窒化ランタン等により構成される層を、各種真空製膜法により製膜することができ、更に詳しくは、抵抗加熱式真空蒸着法、電子ビーム加熱式真空蒸着法、イオンプレーティング法、イオンビームアシスト真空蒸着法、スパッタ法などによって形成できる。
(紫外線吸収層9)
紫外線吸収層には、太陽光や紫外線による太陽光反射用ミラーの劣化を防止する目的で紫外線吸収剤を含有している。紫外線吸収層は、基材よりも光入射側に設けることが好ましく、図9に示すように、腐食防止層を有する場合はその腐食防止層よりも光入射側に設けることが好ましい。
紫外線吸収層には、紫外線吸収剤を保持するバインダーとして樹脂を用いることができる。例えば、以下の樹脂を用いることができる。ポリカーボネート系、ポリアリレート系、ポリスルホン(ポリエーテルスルホンも含む)系、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、セロファン系、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート等のセルロースエステル系、ポリ塩化ビニリデン系、ポリビニルアルコール系、エチレンビニルアルコール系、シンジオタクティックポリスチレン系、ノルボルネン系、ポリメチルペンテン系、ポリエーテルケトン系、ポリエーテルケトンイミド系、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ナイロン系、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂等を挙げることができる。中でも、アクリル系樹脂が好ましい。なお、紫外線吸収層の層厚は、1〜200μmの範囲内であることが好ましい。
また、太陽光反射層ユニット3に紫外線吸収層9を設ける以外に、基材110よりも光入射側に設けられた構成層のうちのいずれか1層に上記紫外線吸収剤を更に添加し、紫外線吸収能を付与する構成であってもよい。また、後述する最表層側に配置されるハードコート層中に紫外線吸収剤を添加する方法も好ましい。
紫外線吸収剤としては、有機系紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サリチル酸フェニル系、トリアジン系等が挙げられ、また無機系紫外線吸収剤として、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化鉄等が挙げられる。
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば、2,4−ジヒドロキシ−ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシ−ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−ドデシロキシ−ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクタデシロキシ−ベンゾフェノン、2,2′−ジヒドロキシ−4−メトキシ−ベンゾフェノン、2,2′−ジヒドロキシ−4,4′−ジメトキシ−ベンゾフェノン、2,2′,4,4′−テトラヒドロキシ−ベンゾフェノン等が挙げられる。
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば、2−(2′−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′−t−ブチル−5′−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール等が挙げられる。
サリチル酸フェニル系紫外線吸収剤としては、例えば、フェニルサルチレート、2−4−ジ−t−ブチルフェニル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート等が挙げられる。ヒンダードアミン系紫外線吸収剤としては、ビス(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)セバケート等が挙げられる。
トリアジン系紫外線吸収剤としては、例えば、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−メトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−エトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−(2−ヒドロキシ−4−プロポキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−(2−ヒドロキシ−4−ブトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−ブトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−ヘキシルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−ドデシルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−ベンジルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン等が挙げられる。
また、紫外線吸収剤としては、上記以外に、紫外線の保有するエネルギーを分子内で振動エネルギーに変換し、その振動エネルギーを熱エネルギーとして放出する機能を有する化合物を用いることもできる。さらに、酸化防止剤又は着色剤等との併用により効果を発現するもの、又はクエンチャーと呼ばれる、光エネルギー変換剤的に作用する光安定剤等も併用することができる。ただし、上記の紫外線吸収剤を使用する場合は、紫外線吸収剤の光吸収波長が、光重合開始剤の有効波長と重ならないものを選択する必要がある。
通常の紫外線吸収剤を使用する場合は、可視光でラジカルを発生する光重合開始剤を使用することが有効である。
紫外線吸収剤の使用量は、紫外線吸収層9又は紫外線吸収剤を添加する層の全質量に対し、0.1〜20質量%の範囲内、好ましくは1〜15質量%の範囲内、より好ましくは3〜10質量%の範囲内である。使用量をこれらの範囲内にすることで、他の構成層との密着性を良好に保ちつつ、耐候性を向上させることが可能となる。
(アンダーコート層10)
図9に示すようなアンダーコート層10は、バインダーとしての樹脂を有し、基材110と太陽光反射層6とを密着させるために設けられる層である。したがって、アンダーコート層10は、基材110と太陽光反射層6とを密着させるための密着性、太陽光反射層を真空蒸着法等で形成する時の処理温度にも耐え得る耐熱性及び太陽光反射層が本来有する高い反射性能を引き出すための平滑性等の機能を有していることが要求される。
アンダーコート層の形成に使用される樹脂は、上記の密着性、耐熱性及び平滑性の要求される品質を達成することができるものであれば特に制限はなく、例えば、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリアミド系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体系樹脂等の単独又はこれらの混合樹脂が使用でき、耐候性の点からポリエステル系樹脂とメラミン系樹脂の混合樹脂又はポリエステル系樹脂とアクリル系樹脂の混合樹脂が好ましい。また、イソシアネート等の硬化剤を混合した熱硬化型樹脂とすることも好ましい仕様の一つである。
アンダーコート層の層厚は、0.01〜3.0μmの範囲内が好ましく、より好ましくは0.1〜2.0μmの範囲内である。この層厚条件を満たすことにより、密着性を保ちつつ、例えば、樹脂フィルム基材表面の凹凸を覆い隠すことができ、平滑性を良好に保つことができ、アンダーコート層の硬化も十分に行えるため、結果としてフィルムミラーとしての反射率を高めることが可能となる。
また、アンダーコート層には、上記腐食防止層で用いる腐食防止剤を含有させることが好ましい。
なお、アンダーコート層の形成方法は、グラビアコート法、リバースコート法、ダイコート法等、従来公知のウェットコーティング方法が使用できる。
(その他の構成層)
上記説明した各機能層のほかに、例えば、ガスバリアー層、防汚層や帯電防止層等を、本発明の目的効果を損なわない範囲で、設けても良い。
本発明において、ガスバリアー層は、湿度の変動、特に高湿度による樹脂基材及び樹脂基材で保護される各種機能素子等の劣化を防止するためのものであるが、特別の機能・用途を持たせたものであっても良く、上記特徴を維持する限りにおいて、種々の態様のガスバリアー層を設けることができる。本発明においては、太陽光反射層6の上側に、ガスバリアー層を設ける構成が好ましい。
〔ハードコート層〕
本発明に係る太陽光反射層においては、屋外に設置されるフィルムミラー表面の汚れや傷を防止する目的で、フィルムミラーの最表面に、金属−酸素−金属結合を骨格として有するメタロキサン骨格を有するポリマーを含有するハードコート層を設けることが好ましい態様である。当該メタロキサン骨格を有するポリマーは、耐光性及び耐候性に優れた効果を発現する。
従来の太陽光反射用パネルにおいては、ハードコート層の構成材料と封止構造との間の密着性が低い場合があり、被覆用樹脂材料を均一に付与することは難しかった。
メタロキサン骨格を有する材料を含有するハードコート層は、ケイ素、チタン、ジルコニウム、アルミ等のポリメタロキサン、又はポリシラザン、パーヒドロポリシラザン、アルコキシシラン、アルキルアルコキシシラン、下記一般式(1)で表される構造を有するポリシロキサン等を塗布乾燥して形成することができる。
Figure 2016175360
式中、R11、R12は同一であっても異なっていてもよく、水素原子、アルキル基又はアリール基を表す。pは、1以上の整数である。
ハードコート層としては、太陽光反射層よりも光源側の最外側に配置され、水に対する接触角が80〜170°の範囲内であり、動摩擦係数が0.10〜0.35の範囲内であることが好ましい。
フッ素化合物及びケイ素化合物の混合ガス、またフッ素及びケイ素を有する化合物を用いた蒸着により、表面エネルギーを低くし、ハードコート層の水に対する接触角を上記で規定する範囲内とすることができる。
また、最表層においては、耐傷性を向上する観点から、動摩擦係数としては0.10〜0.35の範囲内であることが好ましく、より好ましくは0.15〜0.25の範囲である。
上記ケイ素、チタン、ジルコニウム、アルミ等のポリメトキサン、ポリシラザン、パーヒドロポリシラザン、アルコキシシラン、アルキルアルコキシシラン、ポリシロキサン等を用いることで、フィルム表面同士の動摩擦係数を上記で規定する範囲内に制御することができる。
上記水に対する接触角は、協和界面科学製接触角CA−Wを用い、23℃、55%RHの環境下で、3μLの水滴をミラーパネルユニット表面に滴下して測定できる。また、上記動摩擦係数は、新東科学社製表面性測定機(HEIDON−14D)を用い、試料台に最表層を上にして1枚のミラーパネルユニットを貼り付け、圧子に他の1枚の同じミラーパネルユニットを取付け、2枚のミラーパネルユニットの最表面同士が接触するように重ね合わせ、その上に約160g/cmの荷重を加えて、3m/minの速度で10回往復摺動させ、10往復の平均動摩擦係数として算出することができる。
(ミラーパネルユニットの厚さ)
ミラーパネルユニット全体の厚さは、ミラーのたわみ防止、正反射率、取扱い性等の観点から、75〜250μmの範囲内であることが好ましく、更に好ましくは90〜230μmの範囲内であり、特に好ましくは100〜220μmの範囲内である。
《太陽光反射用パネル》
本発明に係る太陽光反射用パネルは、主には、太陽光を集光する目的で使用することができる。太陽光反射用パネルとしては、好ましくは太陽光反射用パネルの光入射側から見て最下層に粘着層を形成し、他の基材上、特に金属基材上に、封止した太陽光反射用パネルを貼り付けたのち、封止構造を付与して太陽光反射用パネルとして用いることである。
太陽熱発電用反射装置として用いる場合、反射装置の形状を樋状(半円筒状)として、半円の中心部分に内部に流体を有する筒状部材を設け、筒状部材に太陽光を集光させることで内部の流体を加熱し、その熱エネルギーを変換して発電する形態が一形態として挙げられる。また、平板状の反射装置を複数個所に設置し、それぞれの反射装置で反射された太陽光を一枚の反射鏡(中央反射鏡)に集光させて、反射鏡により反射して得られた熱エネルギーを発電部で変換することで発電する形態も一形態として挙げられる。特に後者の形態においては、用いられる反射装置に高い正反射率が求められるため、本発明に係る太陽光反射用パネルが特に好適に用いられる。
〈粘着層〉
粘着層としては、特に制限されず、例えば、ドライラミネート剤、ウエットラミネート剤、粘着剤、ヒートシール剤、ホットメルト剤等のいずれもが用いられる。
例えば、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ニトリルゴム等が用いられる。
ラミネート方法は特に制限されず、例えば、ローラー式で連続的に行うのが経済性及び生産性の点から好ましい。
粘着層の厚さは、粘着効果、乾燥速度等の観点から、通常1〜50μmの範囲内であることが好ましい。
〈金属基材〉
本発明に係る太陽光反射用パネルを、接着層を介して貼り付けて太陽光反射用ミラーを保持する際に用いることのできる金属基材としては、例えば、鋼板、銅板、アルミニウム板、アルミニウムめっき鋼板、アルミニウム系合金めっき鋼板、銅めっき鋼板、スズめっき鋼板、クロムめっき鋼板、ステンレス鋼板等熱伝導率の高い金属材料を用いることができる。
本発明においては、特に耐食性の良好なめっき鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板等にすることが好ましい。
[太陽熱発電用パネル以外の積層体パネルの用途]
本発明に係る封止構造は、量子ドットフィルム(以下量子ドット)や有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、「有機EL素子」ともいう。)にも好ましく適用できる。
<量子ドットパネル>
本発明の積層体パネル1は、量子ドットパネルに好適に採用できる。
本発明に係る量子ドットパネルにおいては、積層体のうち、少なくとも1層が量子ドットを含有している。
このような量子ドットパネルは、特に限定されず、公知のものを使用でき、例えば、特表2013−544018号公報に記載の量子ドットフィルムを積層体とする量子ドットパネルに好適に使用できる。
図10に、本発明の積層体パネル1を採用した量子ドットパネルにおける量子ドットフィルム700の一例を示す。
量子ドットフィルム700は、上述のように、少なくとも1層が量子ドットを含有している。
図10に示す例では、底部反射バリアーフィルム708に、導光パネル706(LGP)が積層され、その上に、底部バリアー722と上部バリアー720に挟持された量子ドット含有層を有する。
このような量子ドットパネルについては、例えば、特表2013−544018号公報に記載のものを使用できる。なお、図10に示す例では、量子ドット含有層が、本発明に係る金属含有層となりうる。
以下に、本発明に係る量子ドットフィルムの主要な構成要素である量子ドットについて、説明する。
(量子ドット)
一般に、ナノ・メートルサイズの半導体物質で量子閉じ込め(quantum confinement)効果を示す半導体ナノ粒子は、「量子ドット」とも称されている。このような量子ドットは、半導体原子が数百個から数千個集まった10数nm程度以内の小さな塊であるが、励起源から光を吸収してエネルギー励起状態に達すると、量子ドットのエネルギーバンドギャップに相当するエネルギーを放出する。
したがって、量子ドットは、量子サイズ効果によりユニークな光学特性を有することが知られている。具体的には、(1)粒子のサイズを制御することにより、様々な波長、色を発光させることができる。(2)吸収帯が広く、単一波長の励起光で様々なサイズの微粒子を発光させることができる。(3)蛍光スペクトルが良好な対称形である。(4)有機色素に比べて耐久性、耐退色性に優れる、といった特徴を有する。
本発明に係る量子ドット含有層が含有する量子ドット(以下、「QD」ともいう。)は公知のものであってもよく、当業者に既知の任意の方法を使用して生成することができる。例えば、好適なQD及び好適なQDを形成するための方法には、米国特許第6225198号、2001年10月4日に出願された米国特許出願公開第2002/0066401号、米国特許第6207229号、同第6322901号、同第6949206号、同第7572393号、同第7267865号、同第7374807号、2005年12月9日に出願された米国特許出願第11/299299号、及び米国特許第6861155号に記載のものが挙げられる。
本発明に係るQDは、任意の好適な材料、好適には無機材料、及びより好適には無機導体又は半導体材料から生成される。好適な半導体材料には、II−VI族、III−V族、IV−VI族、及びIV族の半導体を含む、任意の種類の半導体が含まれる。好適な半導体材料には、Si、Ge、Sn、Se、Te、B、C(ダイアモンドを含む)、P、BN、BP、BAs、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、InAs、InSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdSeZn、CdTe、HgS、HgSe、HgTe、BeS、BeSe、BeTe、MgS、MgSe、GeS、GeSe、GeTe、SnS、SnSe、SnTe、PbO、PbS、PbSe、PbTe、CuF、CuCl、CuBr、CuI、Si、Ge、Al、(Al、Ga、In)(S、Se、Te)、AlCO、及び二つ以上のこのような半導体の適切な組合せが含まれるが、これらに限定されない。
<有機エレクトロルミネッセンス素子パネル>
本発明の積層体パネル1は、有機エレクトロルミネッセンス素子パネル(以下、「有機ELパネル」ともいう。)に好適に採用できる。
本発明に係る有機ELパネルにおいては、積層体120が、一対の電極と、当該一対の電極に挟持された発光層と、を有する。
本発明の積層体パネル1を採用した有機エレクトロルミネッセンス素子パネルにおける有機EL素子300(積層体120)の一例を図11に示す。
有機EL素子300は、図11に示すように、有機EL層302が陽極301及び陰極303に挟持されてなる。なお、図11に示す例では、陽極301及び陰極303が、本発明に係る金属含有層となる。
このような有機EL素子としては、特に限定されず、公知のものを使用でき、例えば、特開2007−317671号公報の段落0125〜0150に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示素子などを好適に使用できる。
以下に、本発明に係る有機EL素子の主要な構成要素について、説明する。
(陽極)
有機EL表示素子における陽極301は、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはAuなどの金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO、ZnOなどの導電性透明材料が挙げられる。
上記陽極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリングなどの方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、又はパターン精度を余り必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、また、陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。更に膜厚は材料にもよるが、通常10nm〜1μm、好ましくは10〜200nmの範囲で選ばれる。
(陰極)
有機EL表示素子の陰極としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属などが挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化などに対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えばマグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、リチウム/アルミニウム混合物などが好適である。上記陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリングなどの方法により、薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm〜1μm、好ましくは50〜200nmの範囲で選ばれる。なお、発光を透過させるため、有機EL表示素子の陽極又は陰極のいずれか一方が、透明又は半透明であれば発光効率が向上し好都合である。
(発光層)
発光層に用いられる発光材料の種類については特に制限はなく、従来有機EL表示素子における発光材料として公知のものを用いることができる。このような発光材料は主に有機化合物であり、所望の色調により、例えば、Macromol.Symp.125巻17頁から26頁に記載の化合物が挙げられる。
発光材料は発光性能のほかに、正孔注入機能や電子注入機能を併せ持っていても良く、正孔注入材料や電子注入材料のほとんどが発光材料としても使用できる。
発光材料はp−ポリフェニレンビニレンやポリフルオレンのような高分子材料でも良く、更に前記発光材料を高分子鎖に導入した、又は前記発光材料を高分子の主鎖とした高分子材料を使用しても良い。
また、発光層にはドーパント(ゲスト物質)を併用してもよく、有機EL表示素子のドーパントとして使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
ドーパントの具体例としては、例えばキナクリドン、DCM、クマリン誘導体、ローダミン、ルブレン、デカシクレン、ピラゾリン誘導体、スクアリリウム誘導体、ユーロピウム錯体等がその代表例として挙げられる。また、イリジウム錯体(例えば特開2001−247859号公報明細書に挙げられるもの、又はWO00/070655号16〜18ページに挙げられるような式で表される例えばトリス(2−フェニルピリジン)イリジウム等)やオスミウム錯体又は2,3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル−21H,23H−ポルフィリン白金錯体のような白金錯体もドーパントとして挙げられる。
その他、有機EL素子を構成する層は、特に限定されず、公知のものを使用でき、例えば、特開2007−317671号公報に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示素子を構成する層を有していてもよい。
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上述の実施の形態では、基材110上に、積層体120を有する構成の積層体パネル1の周辺部の側面部及び上面端部の全領域に対し封止構造130を形成した例を示したが、さらに、積層体パネル1を、例えば、粘着層を介して金属基材上に貼り付けた後に、その周辺部に封止構造130を形成する構成であってもよい。
また、上述の被覆方法2では、積層体120及び基材110の側面部の全領域、積層体120の上面端部に対し、L字型の封止構造130を形成する態様を例として説明したが、本発明に係る封止構造130はこのような態様に限定されず、全ての側面部と、上面端部及び下面端部に対し、コ字型の封止構造130を形成する態様であってもよい。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」又は「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」又は「質量%」を表す。
本実施例では、本発明の積層体パネルを、太陽光反射層パネルに用いた。
当該実施例では、太陽光反射ミラーを設置し表1に記載の条件で、耐候性、耐洗浄性評価を行った。なお、各実施例及び比較例における被覆用樹脂材料については表1に記載のとおりである。
太陽光反射ミラーの構成は、下記のとおりである。
[ミラーパネルユニットの製造]
2軸延伸により得られた厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(以下、PETフィルムという。)の片面に、厚さ0.1μmのアンカー層を形成した。アンカー層は、ポリエステル系樹脂であるエスペル9940A(日立化成株式会社製)、メラミン樹脂、ジイソシアネート架橋剤であるトリレンジイソシアネート及びヘキサメチレンジイソシアネート(三井化学ファイン株式会社製)を、それぞれ20:1:1:2の質量比で混合した樹脂を、グラビアコート法により塗布して形成した。
次に、銀を用いて真空蒸着法により厚さ80nmの太陽光反射層(金属含有層)を形成した。
上記太陽光反射層上に、腐食防止層の塗布液をグラビアコート法により塗布して、厚さ0.1μmの腐食防止層を形成した。塗布液は、エスペル9940A及びトリレンジイソシアネートをそれぞれ10:2の樹脂固形分比率(質量比)で混合した樹脂中に、樹脂固形分に対して10質量%のTinuvin234(BASFジャパン社製)を、腐食防止剤として添加して調製した。
次に、腐食防止層上に、ビニロール92T(アクリル樹脂接着剤、昭和高分子社製)を厚さ0.1μmの厚さで塗布して、アンカー層を形成した。当該アンカー層上に溶液流延法により成膜したアクリル樹脂フィルムを積層し、紫外線吸収層とした。紫外線吸収層の表面の算術平均粗さRaは0.1μmであり、層厚は50μmであった。
次に、エタノール、イソプロピルアルコール及びメタノールをそれぞれ10:60:30の質量混合比で混合した溶媒中に、テトラエトキシシランを1質量%で添加して混合し、更に1質量%の酢酸水溶液を0.3質量%添加して、無機コート層の塗布液を調製した。調製した塗布液を、ダイコート法により乾燥後の膜厚が100nmとなるように上記紫外線吸収層上に塗布し、無機コート層を形成した。さらに、当該無機コート層と同じ塗布液に平均粒径50nmのシリカ(SiO)粒子を1質量%分散させた分散液を無機コート層上に塗布し、親水性層を形成した。塗布時、乾燥後の膜厚が80nmとなるようにダイコート法により塗布し、各実施例で使用されるミラーパネルユニットを製造した。厚さ0.4mmのアルミ板に前記ミラーパネルユニットを貼合し、ペーパーハニカム12mmとアルミ板0.4mmとを接着剤を用いて接合した。ミラーパネルユニットのサイズは幅1700mm×長さ1500mmとし、前記ミラーパネルユニットを幅手7枚×長手4枚に並べたものを一体とした。
[実施例1]
[被覆用樹脂材料による封止]
一体となった、上記ミラーパネルユニットに、被覆用樹脂材料を塗布することで、連続した構造で積層体の側面を被覆する封止構造を形成し、実施例1の太陽光反射用パネルとした。
なお、封止構造の形成は、所望のW25及びθmaxとなるような封止用ノズルを用いて封止を行った。具体的には短辺方向に傾斜形成用ノズルで被覆用樹脂塗布を行った後、一般的なノズルで長辺方向に被覆用樹脂塗布を行った。塗布を行った結果の上面図は図1、封止材重畳部にける断面図は図4のようになった。
25の測定方法について説明する。まず、キーエンス社製の超高速インラインプロファイル測定器LJ−Vを用い、積層体パネルの側面(端部)の位置検出と、積層体パネルの表面の高さ検出とを同時に測定し、積層体表面からの高さ(封止材重畳部Dにおいて下層となる、封止構造130aの厚さ)が0.01mmとなったところを封止材重畳部の中心側端部x(図4に示すE)とみなした。次に、中心側端部xから積層体の外側方向に向けて0.01mmごとにx、x・・・x・・・とする。『x』から『x+0.05mm』あたりの膜厚増加をΔtとして、Δt/0.05が0.17以下になったxをもう一方の端部xとした。本実施例においては、封止材重畳部Dにおいて下層となる封止構造130aの全長にわたって5mmの間隔で、『x−x』を計算し、その平均を距離W25とした。
また、θmaxの測定方法について説明する。
まず、キーエンス社製の超高速インラインプロファイル測定器LJ−Vを用い積層体パネルの側面(端部)の位置検出と、積層体パネルの表面の高さ検出とを同時に測定し、積層体表面からの高さ(封止材重畳部Dにおいて下層となる、封止構造130aの厚さ)を0.05mmピッチで上記距離W25となるまで測定した値の微分値より、傾きを算出した。当該傾きからθ及びその最大値θmを算出した。このようなθmを封止材重畳部Dにおいて下層となる封止構造130aの全長にわたって5mmの間隔で算出し、その平均値をθmaxとした。
なお、θmax及びW25については、表1に示すとおりであった。
[耐候性の評価:塩水浸漬試験]
上記のように作製した太陽光反射用パネルについて、3本のローラーを用いて、1.7mm/100mmで湾曲させた。その後、3.5%の塩水に、湾曲した太陽光反射用パネルを48時間浸漬した後、太陽光反射用パネルの太陽光反射層端部における銀腐食の状態を目視観察し、下記の基準に従って耐候性を評価した。
5:浸漬前後で、太陽光反射層端部における色味の変化は全く観察されない
4:浸漬前後で、太陽光反射層端部における色味の変化が僅かに認められるが、問題のない品質である
3:浸漬前後で、太陽光反射層端部における色味の変化がやや観察されるが、実用上許容される品質である
2:浸漬前に対し、太陽光反射層端部で明らかな色味の変化が認められ、実用上問題となる品質である
1:浸漬前に対し、太陽光反射層端部で激しい色味の変化が認められ、実用に耐えない品質である
[耐洗浄性の評価:ブラシ洗浄試験]
上記のように作製した太陽光反射用パネルの表面に、汚染水10mLを霧吹きによって噴霧した後、回転ブラシ(ポリプロピレン線径φ3mm、長さ60mm)を回転数600rpmで回転させながら押し当て、封止構造130上を100回往復運動させた。その後、封止構造130の状態を目視観察し、下記の基準に従って耐洗浄性を評価した。
5:全く封止構造に影響なし
4:表面に僅かな傷が認められる
3:表面の傷の発生は認められるが、実用上は許容される品質である
2:封止構造に剥がれが認められ、実用上懸念される品質である
1:封止構造に剥がれが認められ、実用に耐えない品質である
以上により得られた結果を表1に示す。
[実施例2〜8]
実施例2〜8までについては、表1に記載のような、W25及びθmaxとなるよう傾斜形成用ノズルを変更し、さらに、被覆用樹脂材料とその粘度とを表1に記載のものに変更したほかは実施例1の太陽光反射用パネルと同様にして、実施例2〜8の太陽光反射用パネルを製造した。これらの太陽光反射用パネルに対し、実施例1と同様の評価をした。結果は、表1に示すとおりである。
なお、表1に記載の被覆用樹脂材料は、下記のとおりである。
KE−44は、信越化学工業株式会社製 信越シリコーンKE−44である。
KE−347は、信越化学工業株式会社製 信越シリコーンKE−347である。
KE−45は、信越化学工業株式会社製 信越シリコーンKE−45である。
AS−70は、日本シーカ社製 AS−70である。
Figure 2016175360
(まとめ)
実施例1及び3と、実施例2とを比較すると、封止材重畳部における下層が、積層体中心側の端部から積層体の外側方向に、少なくとも0.25mmにわたって層厚が連続して増加していれば耐洗浄性が優れていることがわかる。
実施例1及び4と、実施例5とを比較すると、θmaxは60°以下であれば耐候性に優れることがわかる。
実施例1及び7と、実施例6及び8とを比較すると、被覆用樹脂材料の粘度が70〜7000Pa・sの範囲内であれば、耐候性及び耐洗浄性に優れていることがわかる。
1 積層体パネル
3 太陽光反射層ユニット
300 有機EL素子
110 基材
120 積層体
130 封止構造
130a 封止構造
130b 封止構造
200 塗布装置
210 上ブロック
211 プレート
212 中ブロック
213 下ブロック
214 注入口
215 ノズル
D 封止材重畳部
E 封止材重畳部における下層の積層体中心側の端部

Claims (9)

  1. 基材上に、少なくとも金属含有層を含む積層体を有する積層体パネルであって、
    前記積層体パネルの側面部に、被覆用樹脂材料により連続した構造で前記積層体の側面を被覆する封止構造を有し、
    前記封止構造が、封止材重畳部を有し、
    前記封止材重畳部における下層が、前記積層体中心側の端部から前記積層体の外側方向に、少なくとも0.25mmにわたって層厚が連続して増加していることを特徴とする積層体パネル。
  2. 前記封止材重畳部における下層が、積層体中心側の端部から前記積層体の外側方向に少なくとも0.25mmにわたって、前記積層体の表面となす角度θの最大値θmaxが60°以下であることを特徴とする請求項1に記載の積層体パネル。
  3. 前記被覆用樹脂材料が、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂及びアクリル樹脂から選ばれる樹脂であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の積層体パネル。
  4. 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の積層体パネルを用いた太陽光反射用パネルであって、
    前記金属含有層が、太陽光反射層であることを特徴とする太陽光反射用パネル。
  5. 少なくとも前記積層体で構成される非ガラス製フィルムミラーを有することを特徴とする請求項4に記載の太陽光反射用パネル。
  6. 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の積層体パネルを用いた量子ドットパネルであって、
    前記積層体のうち、少なくとも1層が量子ドットを含有していることを特徴とする量子ドットパネル。
  7. 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の積層体パネルを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子パネルであって、
    前記積層体が、一対の電極と、当該一対の電極に挟持された発光層と、を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子パネル。
  8. 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の積層体パネルを製造する積層体パネルの製造方法であって、
    前記積層体パネルの側面部に前記被覆用樹脂材料を塗布することで、連続した構造で積層体の側面を被覆する封止構造形成工程を有することを特徴とする積層体パネルの製造方法。
  9. 前記封止構造形成工程において、塗布される前記被覆用樹脂材料の粘度が、70〜7000Pa・sの範囲内であることを特徴とする請求項8に記載の積層体パネルの製造方法。
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