JP6793083B2 - 絶縁皮膜積層金属板及び金属基板 - Google Patents

絶縁皮膜積層金属板及び金属基板 Download PDF

Info

Publication number
JP6793083B2
JP6793083B2 JP2017068818A JP2017068818A JP6793083B2 JP 6793083 B2 JP6793083 B2 JP 6793083B2 JP 2017068818 A JP2017068818 A JP 2017068818A JP 2017068818 A JP2017068818 A JP 2017068818A JP 6793083 B2 JP6793083 B2 JP 6793083B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
metal plate
derived unit
polyol
derived
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017068818A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018167552A (ja
Inventor
平野 康雄
康雄 平野
陽子 志田
陽子 志田
水野 雅夫
雅夫 水野
渡瀬 岳史
岳史 渡瀬
山本 哲也
哲也 山本
辰彦 岩
辰彦 岩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP2017068818A priority Critical patent/JP6793083B2/ja
Priority to PCT/JP2018/009414 priority patent/WO2018180410A1/ja
Priority to KR1020197031612A priority patent/KR102338975B1/ko
Priority to MYPI2019005724A priority patent/MY193148A/en
Priority to CN201880019455.4A priority patent/CN110494281B/zh
Priority to TW107109778A priority patent/TWI758444B/zh
Publication of JP2018167552A publication Critical patent/JP2018167552A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6793083B2 publication Critical patent/JP6793083B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D167/00Coating compositions based on polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D167/02Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/14Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to metal, e.g. car bodies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B32B15/09Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin comprising polyesters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/02Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/12Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/16Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C08G63/18Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds the acids or hydroxy compounds containing carbocyclic rings
    • C08G63/181Acids containing aromatic rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/41Organic pigments; Organic dyes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/036Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
    • H01L31/0392Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/02Details
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/26Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the composition or arrangement of the conductive material used as an electrode
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Description

本発明は、絶縁皮膜積層金属板及び金属基板に関する。より詳しくは、トップエミッション型有機EL素子又はサブストレート型薄膜太陽電池に用いられる絶縁皮膜積層金属板及び金属基板に関する。
有機半導体は、柔軟で薄型化でき、さらに省電力であるためトップエミッション型有機EL(エレクトロルミネッセンス)素子やサブストレート型薄膜太陽電池といった有機電子デバイスへの応用が期待されている。上記有機EL素子は、有機半導体を含む発光層を備えるとともに、例えば透明性と導電性を併せ持つITO(酸化インジウムスズ)からなる陽極と例えばIZO(酸化インジウム亜鉛)からなる陰極とをさらに備える。一方、上記太陽電池は、有機半導体からなる光電変換層を備えるとともに、例えばそれぞれITOからなる裏面電極及び表面電極をさらに備える。
有機電子デバイスの基板として、ガラスを用いた場合には割れ易く加工性に乏しい問題があり、他方、プラスチックを用いた場合には透湿性があるためガスバリア層の設置が必要という問題がある。そのため、有機電子デバイスの基板として、絶縁皮膜を金属板上に積層した絶縁皮膜積層金属板の採用が検討されている。
例えば、特許文献1は、表面粗さが30nm以下で膜厚が10〜40μmであるとともに熱硬化性樹脂としてポリエステルを含有する皮膜が1層のみ金属板の表面に積層された絶縁皮膜積層金属板を開示している。又、特許文献2は、金属板の片面又は両面に1層以上の熱硬化型樹脂塗膜層を備え、当該樹脂塗膜層は表面粗さが20nm以下で総膜厚が1〜30μmであるとともに主樹脂がポリエステル樹脂である絶縁皮膜積層金属板を開示している。
上記絶縁皮膜積層金属板の絶縁皮膜上に陽極、発光層及び陰極をこの順で積層することにより、上記有機EL素子が得られる。この有機EL素子を発光回路に設置して電流を流すことで、発光層が発光する。
一方、上記絶縁皮膜積層金属板の絶縁皮膜上に裏面電極、光電変換層及び表面電極をこの順で積層することにより、上記太陽電池が得られる。この太陽電池を発電回路に設置して太陽光を照射することで、光電変換層で電荷の移動が生じて当該太陽電池が発電する。
特開2014−208479号公報 特開2016−193580号公報
特許文献1及び特許文献2に開示された絶縁皮膜積層金属板を用いて上記有機EL素子を作製して発光させた場合には、当該有機EL素子は図1に示すように幅5〜10μmで長さ20〜50μmの明暗の縞状模様を呈して発光することがある。このような縞状模様を呈して発光する有機EL素子は、発光層表面が均一に発光する有機EL素子と比べて、色むらや発光照度不足が生じ、有機EL素子としての要求性能を満たさない。後述の通り、上記縞状模様を呈した発光は、絶縁皮膜積層金属板が有する絶縁皮膜の上にスパッタリングによって導電性薄膜層が形成される際に、当該導電性薄膜層の表面に生じたしわに起因する。
一方、特許文献1及び特許文献2に開示された絶縁皮膜積層金属板を用いて上記太陽電池を作製して発電させた場合には、導電性薄膜層の表面に生じたしわに起因して発電量が低下し得る。
そのため、導電性薄膜層の表面にしわが発生していない金属基板、及びスパッタリングによる導電性薄膜層形成時に当該しわが発生しない絶縁皮膜積層金属板が求められている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、スパッタリングによる導電性薄膜層形成時にしわの発生を抑制することができる絶縁皮膜積層金属板、及び導電性薄膜層表面でのしわの発生が抑制された金属基板を提供することを目的とする。
本発明の一局面は、金属板と、当該金属板の少なくとも一方の面側に積層される絶縁皮膜とを有し、上記絶縁皮膜は熱硬化性樹脂を含有し、上記熱硬化性樹脂は、テレフタル酸由来単位及びイソフタル酸由来単位を合計で90モル%以上含有するジカルボン酸由来単位と、炭素数2〜5のポリオール由来単位を90モル%以上含有するポリオール由来単位とから構成されるポリエステル樹脂を含有し、上記ジカルボン酸由来単位に占める上記テレフタル酸由来単位のモル百分率が40〜70%であり、上記ジカルボン酸由来単位に占める上記イソフタル酸由来単位のモル百分率が30〜60%であり、下記式(1)で算出されるポリオール由来単位の調整平均炭素数が3.4以下である、上記絶縁皮膜の上に導電性薄膜層を形成するための絶縁皮膜積層金属板である。
本発明の他の一局面は、上記絶縁皮膜積層金属板が有する絶縁皮膜の上に導電性薄膜層が積層された、金属基板である。
本発明によれば、スパッタリングによる導電性薄膜層形成時にしわの発生を抑制することができる絶縁皮膜積層金属板、及び導電性薄膜層表面でのしわの発生が抑制された金属基板を提供することができる。
従来の絶縁皮膜積層金属板を用いて作製されたトップエミッション型有機EL素子の表面における発光状態の光学顕微鏡像を示す図面代用写真である。 実施例のNo.1の金属基板におけるITO層表面の原子間力顕微鏡像を示す図面代用写真である。 実施例のNo.2の金属基板におけるITO層表面の原子間力顕微鏡像を示す図面代用写真である。
はじめに、本発明に到達した経緯の概要をトップエミッション型有機EL素子であるOLED素子(有機発光ダイオード素子)を作製した場合を例にして説明する。
金属板上に絶縁皮膜が積層された絶縁皮膜積層金属板を用いてOLED素子を作製する際、まず当該絶縁皮膜積層金属板を洗浄して、絶縁皮膜上に陽極であるITO層をスパッタリングによって積層する。これにより、ITO層を導電性薄膜層として有する金属基板が得られる。次に、ITO層の上に正孔注入・輸送層、発光層及び電子輸送層をこの順で各層原料組成物を蒸着又は塗布及び加熱することにより積層する。続いて、電子輸送層の上に、陰極であるIZO層をスパッタリングによって形成する。そして、IZO層の上に透明の封止ガラスを積層する。これにより、OLED素子が得られる。上記正孔注入・輸送層、発光層及び電子輸送層を構成する有機半導体はいずれも電荷移動度が低いため、これら層の厚さはそれぞれ数十nmから数百nmまでの値に設定される。又、陰極を構成するIZO層の厚さも数十nmから数百nmまでの値に設定される。
このようにして得られたOLED素子を発光させたとき、色むらや発光照度不足が生じることがある。本発明者らは、色むらが生じたOLED素子の表面の発光状態を光学顕微鏡にて観察した。観察結果を図1に示す。図1は、当該色むらが生じたOLED素子の表面における発光状態の光学顕微鏡像を示す図面代用写真である。その結果、色むらは、OLED素子が幅5〜10μmで長さ20〜50μmの明暗の縞状模様を呈して発光することによって生じたことが判明した。又、このような縞状模様を呈して発光するOLED素子は、表面全体が均一に発光するOLED素子と比べて、発光照度が低いだけでなく、発光層中の強く発光する箇所の短寿命化に起因してOLED素子としての寿命が相対的に短くなり易いことも判明した。
本発明者らは、色むらが生じたOLED素子が上記明暗の縞状模様を呈する原因を鋭意検討した。そして、その原因が、ITO層の形成時に当該ITO層の表面に数十nmから数百nmまでの高低差を有するしわが生じ、当該しわが、層厚の薄い正孔注入・輸送層、発光層、電子輸送層及びIZO層を介して、素子表面にまで反映されたためであることを突き止めた。
ITO層表面の上記しわは、スパッタリングの熱影響を受けて、ITO層の下方に位置する絶縁皮膜がエネルギー計算に基づいた推算値によれば約200〜250℃に温度上昇して当該絶縁皮膜が軟化して発生したと推察する。
そこで、ITO層形成時のスパッタリングによっても絶縁皮膜が200〜250℃程度の温度下で軟化しない方策を種々検討した。そして、絶縁皮膜が含有する熱硬化性樹脂に、特定組成のポリエステル樹脂を含有させることで、スパッタリングによって生じる絶縁皮膜の温度上昇に起因した軟化が抑制されて導電性薄膜層であるITO層のしわ発生が抑制されることを見出し、本発明を完成させた。
尚、本明細書において、しわとは、被観察物の表層に形成された長さ20〜50μmで幅5〜10μmで高さ(山と谷の高低差)100nm以上の凸群(複数本の稜線)をいい、当該被観察物の表面を原子間力顕微鏡で観察したときに見られる凹凸をいう。しわの一例を図3に示す。図3は、実施例のNo.2の金属基板におけるITO層表面の原子間力顕微鏡像を示す図面代用写真である。
又、本明細書において、ジカルボン酸由来単位に占めるテレフタル酸由来単位のモル百分率とは、ジカルボン酸由来単位100モル部に対するテレフタル酸由来単位のモル部の百分率をいう。
[絶縁皮膜積層金属板]
次に、本発明の一局面である絶縁皮膜積層金属板について、説明する。
本発明の絶縁皮膜積層金属板は、金属板と、当該金属板の少なくとも一方の面側に積層される絶縁皮膜とを有する。上記絶縁皮膜は熱硬化性樹脂を含有する。上記熱硬化性樹脂は、テレフタル酸由来単位及びイソフタル酸由来単位を合計で90モル%以上含有するジカルボン酸由来単位と、炭素数2〜5のポリオール由来単位を90モル%以上含有するポリオール由来単位とから構成されるポリエステル樹脂を含有する。上記ジカルボン酸由来単位に占める上記テレフタル酸由来単位のモル百分率は40〜70%である。上記ジカルボン酸由来単位に占める上記イソフタル酸由来単位のモル百分率は30〜60%である。上記式(1)で算出されるポリオール由来単位の調整平均炭素数は3.4以下である。本発明の絶縁皮膜積層金属板は、上記絶縁皮膜の上に導電性薄膜層を形成するために用いられる。
以下、このように規定した理由を説明する。
1.金属板
本発明の絶縁皮膜積層金属板に用いる金属板は、冷延鋼板、溶融純亜鉛めっき鋼板、合金化溶融Zn−Feめっき鋼板、合金化溶融Zn−5%Alめっき鋼板、溶融55%Al−Zn合金めっき鋼板、電気純亜鉛めっき鋼板、電気Zn−Niめっき鋼板、アルミニウム板、又はチタン板等である。当該金属板として、その表面に化学処理を施していない無処理材(いわゆる裸板)を用いることができる。しかし、金属板と絶縁皮膜の化学結合による密着性を向上させる観点から、当該金属板として、その表面にクロメート処理を施したクロメート材、或いは、その表面にノンクロメート処理を施したノンクロメート材を用いることが好ましい。環境保全の観点から、当該金属板としてノンクロメート材を用いることがより好ましい。当該金属板の厚みは特に限定されない。絶縁皮膜積層金属板の用途に応じて、例えば0.3〜2.0mm程度である。
2.絶縁皮膜
本発明では、絶縁皮膜は電気絶縁性を有する。より具体的には、本発明の絶縁皮膜積層金属板を用いて作製された有機電子デバイスの使用時において、絶縁皮膜はその直上に位置する層から金属板に電流が漏れない電気絶縁性を有する。
絶縁皮膜は、絶縁皮膜積層金属板の用途に応じて、金属板の片面側又は両面側に積層される。絶縁皮膜は、金属板の直上に積層されてもよいし、他の層を介して金属板に積層されてもよい。金属板に絶縁皮膜を積層することにより、金属板と絶縁皮膜の上層側に積層される層(例えば、導電性薄膜層)との間の電気絶縁性が確保される。
絶縁皮膜の厚さは特に限定されないが、絶縁皮膜の電気絶縁性を安定的に確保する観点から、絶縁皮膜の厚さは10μm以上であることが好ましい。一方、絶縁皮膜の厚さが50μmを超えた場合には、絶縁皮膜の電気絶縁性が飽和する傾向を示すので、絶縁皮膜の厚さは50μm以下であることが好ましい。
絶縁皮膜は熱硬化性樹脂を主体的に含有する。
又、絶縁皮膜は、絶縁皮膜積層金属板の用途に応じて、当該絶縁皮膜積層金属板を用いて作製された有機電子デバイスの発光色を調整するために、後述するように、例えば、酸化チタン等の白色顔料、カーボンブラック等の黒色顔料等のいろいろな色の顔料を一種又は二種以上含有してもよい。絶縁皮膜が顔料を含有することで、絶縁皮膜の表面側から金属板側に透過する光のうち、特定波長の光を絶縁皮膜にて表面側に反射させることができる。例えば、本発明の絶縁皮膜積層金属板を用いてOLED素子を作製し、当該OLED素子を発光させた場合、発光層から金属板側に発した光は、絶縁皮膜にて素子表面側に顔料に対応した波長の光を反射させることができる。
2−1.熱硬化性樹脂
本発明では、熱硬化性樹脂は、テレフタル酸由来単位及びイソフタル酸由来単位を合計で90モル%以上含有するジカルボン酸由来単位と、炭素数2〜5のポリオール由来単位を90モル%以上含有するポリオール由来単位とから構成されるポリエステル樹脂であって、上記ジカルボン酸由来単位に占める上記テレフタル酸由来単位のモル百分率が40〜70%であり、上記ジカルボン酸由来単位に占める上記イソフタル酸由来単位のモル百分率が30〜60%であり、上記式(1)で算出されるポリオール由来単位の調整平均炭素数が3.4以下であるポリエステル樹脂を含有する。
2−1−1.ポリエステル樹脂
上記ポリエステル樹脂は、ジカルボン酸とポリオールの縮合反応によって形成されるエステル結合を多数有する高分子物質であり、エステル結合を構成するエステル基は炭素原子と酸素原子のみからなるので、水との親和性が低い。そのため、本発明の絶縁皮膜積層金属板を用いて有機電子デバイスを作製する際、当該有機電子デバイスに悪影響を及ぼす水が上記ポリエステル樹脂を含有する絶縁皮膜内部に浸入したとしても、乾燥により除去され易い。例えば、本発明の絶縁皮膜積層金属板を用いて有機電子デバイスとして有機EL素子を作製した場合には、水の浸入に起因するダークスポット(非発光領域)の発生を抑制することができる。
上記ポリエステル樹脂において、ジカルボン酸由来単位に占めるテレフタル酸由来単位及びイソフタル酸由来単位の合計モル百分率は90%以上である。テレフタル酸由来単位の原料であるテレフタル酸及びイソフタル酸由来単位の原料であるイソフタル酸は、芳香族ジカルボン酸であり、熱的安定性に優れる。そして、これらは他の芳香族ジカルボンよりも安価である。このため、上記合計モル百分率を90%以上にすることにより、相対的に低コストでありながら耐熱性を確保して、スパッタリングによる導電性薄膜層形成時にしわの発生を抑制することができる。製造コストを抑制する観点から、上記合計モル百分率は100%であることが好ましい。ジカルボン酸由来単位におけるテレフタル酸由来単位及びイソフタル酸由来単位は、例えば、核磁気共鳴法(NMR法)により同定することができる。
上記ポリエステル樹脂において、ジカルボン酸由来単位に占めるテレフタル酸由来単位のモル百分率は40〜70%である。テレフタル酸由来単位は上記ポリエステル樹脂を直線的に伸長させる構造を呈し、上記ポリエステル樹脂自体の回転(ポリエステル樹脂分子としての回転)を抑制して上記ポリエステル樹脂の硬さを高める構成単位であり、ひいては絶縁皮膜の硬さを高める作用を有する。絶縁皮膜の硬さを確保する観点から、ジカルボン酸由来単位に占めるテレフタル酸由来単位のモル百分率は40%以上とする。好ましくは50%以上である。一方、ジカルボン酸由来単位に占めるテレフタル酸由来単位のモル百分率が高過ぎると、絶縁皮膜が硬くなり過ぎて絶縁皮膜積層金属板の加工性が低下する。そのため、ジカルボン酸由来単位に占めるテレフタル酸由来単位のモル百分率は70%以下とする。好ましくは60%以下である。
上記ポリエステル樹脂において、ジカルボン酸由来単位に占めるイソフタル酸由来単位のモル百分率は30〜60%である。イソフタル酸由来単位は上記ポリエステル樹脂を屈曲させる構造を呈し、上記ポリエステル樹脂自体の回転(ポリエステル樹脂分子としての回転)を容易にして上記ポリエステル樹脂の硬さを低める構成単位であり、ひいては絶縁皮膜を柔らかくする作用を有する。絶縁皮膜の柔らかさを確保する観点から、ジカルボン酸由来単位に占めるイソフタル酸由来単位のモル百分率は30%以上とする。好ましくは40%以上である。一方、ジカルボン酸由来単位に占めるイソフタル酸由来単位のモル百分率が高過ぎると、絶縁皮膜が柔らかくなり過ぎる。そのため、ジカルボン酸由来単位に占めるイソフタル酸由来単位のモル百分率は60%以下とする。好ましくは50%以下である。
上記ポリエステル樹脂において、ポリオール由来単位に占める炭素数2〜5のポリオール由来単位のモル百分率は90%以上である。炭素数5を超えるポリオール由来単位は上記ポリエステル樹脂の硬さを低める構成単位であり、そのモル百分率が10%を超えると絶縁皮膜は要求された硬さを満たさなくなり、スパッタリングによる導電性薄膜層形成時にしわが発生するからである。上記ポリエステル樹脂の硬さを安定的に確保する観点から、ポリオール由来単位に占める炭素数2〜5のポリオール由来単位のモル百分率は100%であることが好ましい。ポリオール由来単位における炭素数2〜5のポリオール由来単位は、例えば、核磁気共鳴法により同定することができる。
上記ポリエステル樹脂は、テレフタル酸及びイソフタル酸を含有するジカルボン酸と、炭素数2〜5のポリオールを含有するポリオールとの縮合反応で得られる。そのため、上記ジカルボン酸はテレフタル酸及びイソフタル酸以外のジカルボン酸を含有してもよい。このようなジカルボン酸として、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等のα,β−不飽和二塩基酸や、例えば、オルトフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、コハク酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、1,10−デカンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、2,3−ナフタレンジカルボン酸、4,4′−ビフェニルジカルボン酸等のテレフタル酸及びイソフタル酸を除いた飽和二塩基酸を挙げることができる。このうち、テレフタル酸及びイソフタル酸と分子構造が似ている2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸及び2,3−ナフタレンジカルボン酸の一種又は二種以上を用いることが好ましい。
一方、上記ポリオールは炭素数2〜5のポリオールを含有するだけでなく、炭素数6以上のポリオールを含有してもよい。上記ポリオールとして、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール等のエチレングリコール類、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール等のプロピレングリコール類、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、ビスフェノールAとプロピレンオキシド又はエチレンオキシドとの付加物、グリセリン、トリメチロールプロパン、1,3−プロパンジオール、1,2−シクロヘキサングリコール、1,3−シクロヘキサングリコール、1,4−シクロヘキサングリコール、パラキシレングリコール、ビシクロヘキシル−4,4′−ジオール、2,6−デカリングリコール、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート等を挙げることができる。炭素数2〜5のポリオール及び炭素数6以上のポリオールは、それぞれ一種類のみを用いてもよいし、適宜、二種類以上を組合せて用いてもよい。
上記ポリオールはジオールであることが好ましく、上記炭素数2〜5のポリオールは炭素数2〜5のジオールであることが好ましい。そして、上記ポリオールは上記炭素数2〜5のポリオールのみであることがより好ましい。炭素数2のジオールとして、例えば、エチレングリコールを挙げることができる。炭素数3のジオールとして、例えば、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオールを挙げることができる。炭素数4のジオールとして、例えば、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオールを挙げることができる。炭素数5のジオールとして、例えば、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオールを挙げることができる。
上記ポリエステル樹脂において、上記式(1)で算出されるポリオール由来単位の調整平均炭素数は3.4以下である。ポリオール由来単位の調整平均炭素数は、絶縁皮膜の200〜250℃程度の温度下における硬さを調整することができる指標であり、本発明者らが本発明に到達する過程で見出したものである。上記ポリエステル樹脂において、上記ポリオール由来単位は鎖状炭化水素を骨格とするため、上記ジカルボン酸由来単位と比べて上記ポリエステル樹脂を柔らかくする性質を有する。ポリオール由来単位の調整平均炭素数が3.4を超えると、上記ポリエステル樹脂中の鎖状炭化水素の割合が大きくなる結果、200〜250℃程度の温度において絶縁皮膜が柔らかくなり、スパッタリングによる導電性薄膜層形成時にしわが発生する。ポリオール由来単位の調整平均炭素数が小さい程、スパッタリングによる導電性薄膜層形成時のしわ発生が抑制される。ポリオール由来単位の調整平均炭素数は、3.2以下であることが好ましく、3.0以下であることがより好ましい。但し、炭素数1のポリオールであるメタンジオールは不安定であるため、ポリオール由来単位の調整平均炭素数の実質的な下限値は2.0である。
上記式(1)中のポリオール由来単位の平均炭素数とは、ポリオール由来単位を構成する個別ポリオール由来単位の炭素数に当該個別ポリオール由来単位のモル割合を掛けた値の総和をいう。例えば、ポリオール由来単位Aが炭素数N1の個別ポリオール由来単位A1がX1モル%と炭素数N2の個別ポリオール由来単位A2がX2モル%によって構成される場合、ポリオール由来単位Aの平均炭素数Nは、(N1×X1+N2×X2)/100で算出される。そして、個別ポリオール由来単位の炭素数とは、個別ポリオール由来単位に含まれる全炭素数をいい、個別ポリオール由来単位の主鎖の炭素数と側鎖の炭素数の和である。
2−メチル−1,3−プロパンジオールと1,4−ブタンジオールは、全炭素数がいずれも4で同一であるものの、主鎖の炭素数が3と4で相違するポリオールである。これらポリオールをそれぞれ個別に含有するポリオールを用いて作製された絶縁皮膜積層金属板では、導電性薄膜層形成時に発生したしわが同程度であることが、本発明者らの実験によって確認された。
2−1−2.架橋剤
本発明では、熱硬化性樹脂は架橋剤を含有する。これにより、絶縁皮膜は熱硬化性を示すだけでなく、耐熱性も向上する。そして、本発明の絶縁皮膜積層金属板を用いて有機電子デバイスを作製する際、絶縁皮膜の変形や変質を抑制することができる。
架橋剤は、上記ポリエステル樹脂を架橋できる物質であれば特に限定されないが、上記ポリエステル樹脂との相溶性がよく、液安定性のよい物質が好ましい。このような架橋剤としては、種々の市販品を好適に用いることができる。例えば、イソシアネート系では、ミリオネート(登録商標)N、コロネート(登録商標)T、コロネート(登録商標)HL、コロネート(登録商標)2030、スプラセック(登録商標)3340、ダルトセック1350、ダルトセック2170、ダルトセック2280(以上、日本ポリウレタン工業株式会社製)等、メラミン系では、ニカラック(登録商標)MS−11、ニカラック(登録商標)MS21(以上、株式会社三和ケミカル製)、スーパーベッカミン(登録商標)L−105−60、スーパーベッカミン(登録商標)J−820−60(以上、DIC株式会社製)、エポキシ系では、ハードナーHY951、ハードナーHY957(以上、BASF製)、スミキュアーDTA、スミキュアーTTA(以上、住友化学株式会社製)等を挙げることができる。
熱硬化性樹脂における上記ポリエステル樹脂及び上記架橋剤の含有比率はそれぞれ特に制限されないが、ポリエステル樹脂の含有比率は50質量%以上であることが好ましい。
2−2.顔料
白色顔料として、例えば、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、硫酸バリウム、リトポン、鉛白等の無機系顔料や、例えば、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアクリレート、尿素樹脂、メラミン樹脂等の有機系顔料を用いることができる。これらの中で、純白色を呈する酸化チタンを用いることが好ましい。絶縁皮膜が白色顔料を含有することにより、本発明の絶縁皮膜積層金属板を用いて作製された有機EL素子の輝度が向上する。
黒色顔料として、例えば、黒色:アニリンブラック、ニグロシン等の有機系顔料や、例えば、カーボンブラック、鉄黒等の無機系顔料を用いることができる。絶縁皮膜が黒色顔料を含有することにより、本発明の絶縁皮膜積層金属板を用いて作製された有機EL素子の非発光時の暗度が向上する。
赤色顔料として、例えば、不溶性アゾ系(ナフトール系及びアニライド系)又は溶性アゾ系等の有機系顔料や、例えば、べんがら、カドミウムレッド、鉛丹等の無機系顔料を用いることができる。黄色顔料として、例えば、不溶性アゾ系(ナフトール系及びアニライド系)、溶性アゾ系、キナクリドン系等の有機系顔料や、例えば、クロムエロー、カドミウムイエロー、ニッケルチタンイエロー、黄丹、ストロンチウムクロメート等の無機系顔料を用いることができる。緑色顔料として、例えば有機フタロシアニン系顔料を用いることができる。青色顔料として、例えば、有機フタロシアニン系顔料、ジオキサジン系顔料、紺青、群青、コバルト青、エメラルドグリーン等の無機系顔料を用いることができる。橙色顔料として、例えば、ベンズイミダゾロン系、ピラゾロン系等の有機系顔料を用いることができる。
2−3.絶縁皮膜の表面粗さ
本発明において、絶縁皮膜の好ましい厚さは10〜50μmである。一方、本発明の絶縁皮膜積層金属板を用いて有機電子デバイスを作製する際に、絶縁皮膜の上に形成される導電性薄膜層の好ましい厚さは、後述の通り、0.01〜1μmである。このように両者の厚さが大幅に異なるため、厚さの小さな導電性薄膜層は厚さが大幅に大きい絶縁皮膜の影響を受けて品質不良が発生し易い。例えば、絶縁皮膜の表面にピンホール等の欠陥が存在すると、水が浸入し易くなり、ダークスポットが出現し易くなる。又、絶縁皮膜に表面凹凸があると、絶縁皮膜の凸部に形成される導電性薄膜層の厚さが絶縁皮膜の凹部に形成される導電性薄膜層の厚さと相違し易くなり、有機電子デバイスの品質や寿命に影響を及ぼし易くなる。このような問題を回避する観点から、絶縁皮膜の3mm四方の領域における表面粗さは10nm以下であることが好ましく、5nm以下であることがより好ましく、3nm以下であることがさらに好ましい。これにより、絶縁皮膜が有するうねりも抑制することができる。
3mm四方の領域における表面粗さは、後述の測定方法により測定することができる。
絶縁皮膜の3mm四方の領域における表面粗さを10nm以下にする方法として、絶縁皮膜の表面に対して化学機械研磨(Chemical Mechanical Polishing:CMP)を行うことを挙げることができる。これにより、絶縁皮膜表面を平滑にすることができる。
化学機械研磨方法は特に限定されておらず、研磨剤自体が有する表面化学作用や研磨液に含まれる化学成分の作用によって研磨される公知の研磨方法を用いればよい。研磨剤も特に限定されておらず、例えば、シリカ、アルミナ、セリア、チタニア、ジルコニア、ゲルマニア等を用いることができる。
[絶縁皮膜積層金属板の製造方法]
次に、上記絶縁皮膜積層金属板の製造方法について、説明する。
絶縁皮膜は、金属板表面又は他の層の上に絶縁皮膜作製用組成物を塗布する塗布法により積層することが好ましい。そのため、絶縁皮膜作製用組成物は液状であって溶媒も含むことが望ましい。絶縁皮膜作製用組成物に用いる溶媒は、絶縁皮膜作製用組成物が含有すべき各成分を溶解又は分散させ得るものであれば、特に制限はない。溶媒として、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、エチレングリコール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;トルエン、ベンゼン、キシレン、ソルベッソ(登録商標)100(エクソンモービル社製)、ソルベッソ(登録商標)150(エクソンモービル社製)等の芳香族炭化水素類;ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素類;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;等を挙げることができる。絶縁皮膜作製用組成物は、例えば上記溶媒を用いて、固形分を調整することができる。
絶縁皮膜作製用組成物の塗布方法は、特に制限されず、既知の方法を適宜採用することができる。塗布方法として、例えば、バーコーター法、ロールコーター法、カーテンフローコーター法、スプレー法、スプレーリンガー法等によるプレコート法を挙げることができる。これらの中でも、コスト等の観点からバーコーター法、ロールコーター法、スプレー法、スプレーリンガー法が好ましい。焼付け温度は、例えば、プレコート法に用いる場合には190℃以上250℃以下が好ましく、200℃以上240℃以下がより好ましい。乾燥温度は、絶縁皮膜が熱により劣化しない程度であればよく、例えば、190〜250℃程度が好ましく、200〜240℃程度がより好ましい。焼付け温度及び乾燥温度は、到達板温(Peak Metal Temperature:PMT)である。
ポリエステル樹脂及び絶縁皮膜積層金属板の製造方法は、次の通りである。
テレフタル酸及びイソフタルを合計で90モル%以上含有するジカルボン酸と、炭素数2〜5のポリオールを90モル%以上含有するポリオールとをモル比1:1.5〜2で含有するポリエステル樹脂形成用組成物に触媒としての三酸化アンチモンを加え、大気圧下180〜210℃で180分間加熱して縮合反応を進行させる。続いて、温度を250℃まで昇温させるとともに、圧力を1〜5mmHgに減圧した後、180分間縮合反応をさらに進行させるとともに縮合反応で生じた水を除去する。これにより、ポリエステル樹脂が得られる。後半の水の除去を伴う縮合反応ではポリオールが揮発するため、得られたポリエステル樹脂におけるジカルボン酸由来単位とポリオール由来単位はモル比で略1:1となる。ジカルボン酸及びポリオールの精確な仕込み量は、ジカルボン酸とポリオールの含有比率を変えたポリエステル樹脂形成用組成物から得たポリエステル樹脂におけるジカルボン酸由来単位とポリオール由来単位のモル比に基づいて、決定する。
得られたポリエステル樹脂と、架橋剤と、必要に応じて添加される顔料等とを溶剤に溶解させ、分散させて得た溶液(絶縁皮膜作製用組成物)を金属板に塗布し、加熱する。これにより、金属板上に絶縁皮膜が形成されて、絶縁皮膜積層金属板が得られる。上記溶液の作製に際して、固形分(ポリエステル樹脂、架橋剤、顔料等)の含有量は20〜70質量%であることが好ましい。固形分の含有量が20質量%未満では、溶液の粘度が低くなり過ぎて、絶縁皮膜の目標厚さに達するまで複数回の塗布を繰り返す必要が生じる。一方、固形分の含有量が70質量%を超えると、溶液の粘度が高くなり過ぎて塗布自体が困難となる。又、固形分の中の顔料比率は60質量%以下であることが好ましい。固形分の中の顔料比率が60質量%を超えると、溶液の粘度が高くなり過ぎて塗布自体が困難となる。
[金属基板]
次に、本発明の他の一局面である金属基板について、説明する。
本発明の金属基板は、上記絶縁皮膜積層金属板が有する上記絶縁皮膜の上に導電性薄膜層が積層されたものである。
本発明では、導電性薄膜層は例えば、Al、B、Ga、Sb等が添加されたZnO、ITO又はSnOによって構成される。通常、ITOによって構成される。
導電性薄膜層の層構造は単層構造でもよいし、2層以上の積層構造でもよい。各層を構成する物質(即ち上記ZnO、ITO又はSnO)は同一であってもよいし、異なっていてもよい。
導電性薄膜層の厚さは、特に制限されないが、0.01〜1μmが好ましい。
導電性薄膜層の3mm四方の領域における表面粗さは100nm以下であることが好ましく、20nm以下であることがより好ましく、10nm以下であることがさらに好ましく、5nm以下であることがより一層好ましい。これにより、発電効率が高い太陽電池や発光照度が高い有機EL素子を作製することができる。3mm四方の領域における表面粗さは、後述の測定方法により測定することができる。
導電性薄膜層は約200℃以上の耐熱性を有するので、本発明の金属基板を用いて有機電子デバイスを作製することができる。
本発明の金属基板を用いて作製された有機EL素子では、導電性薄膜層は陽極として機能する。そして、導電性薄膜層が透明性を有するので、発光層が金属板側に発した光は導電性薄膜層の下に位置する顔料を含有した絶縁皮膜によって反射される。
[金属基板の製造方法]
次に、上記金属基板の製造方法について、説明する。
上記導電性薄膜層はスパッタリングにより形成される。より具体的には、真空容器内に本発明の絶縁皮膜積層金属板を載置するとともに、薄膜として付与したい金属又は金属酸化物をターゲットとして設置する。例えば、導電性薄膜層としてITO層を形成する場合には、ITOからなるターゲットを用いる。そして、例えばアルゴンのような希ガス元素又は窒素に対して高電圧をかけてイオン化させ、ターゲットに衝突させる。これにより、ターゲット表面の原子等がはじき飛ばされ、絶縁皮膜積層金属板に到達して絶縁皮膜上に導電性薄膜層が形成される。
[サブストレート型薄膜太陽電池]
次に、本発明の絶縁皮膜積層金属板を備えたサブストレート型薄膜太陽電池について、説明する。
サブストレート型太陽電池は、本発明の絶縁皮膜積層金属板を備えたものであれば、公知のいずれの構造でもよく、例えば、基本的には本発明の絶縁皮膜積層金属板が有する絶縁皮膜上に、裏面電極、光電変換層、表面電極がこの順で積層された構造である。光電変換層は、透明性の表面電極を通過して到達した光を吸収して電流を発生させる層であり、裏面電極及び表面電極は、いずれも光電変換層で発生した電流を取り出すためのものであり、いずれも導電性材料からなる。光入射側の表面電極は透光性を有する必要がある。裏面電極、光電変換層、表面電極については、公知のサブストレート型薄膜太陽電池と同様の材料を用いることができる。
サブストレート型太陽電池では、太陽光は透明性の表面電極側から入射するため、絶縁皮膜積層金属板の透明性は求められない。
[トップエミッション型有機EL素子]
次に、本発明の絶縁皮膜積層金属板を備えたトップエミッション型有機EL素子について、説明する。
トップエミッション型有機EL素子は、本発明の絶縁皮膜積層金属板を備えたものであれば、公知のいずれの構造でもよく、例えば、基本的には本発明の絶縁皮膜積層金属板が有する絶縁皮膜上に、陽極、発光層、陰極がこの順に積層された構造である。陽極、発光層、陰極については、公知のトップエミッション型有機EL素子と同様の材料を用いることができる。
トップエミッション型有機EL素子では、光は陰極を透過して(絶縁皮膜積層金属板を透過することなく)取り出されるため、基板として透明でない金属板を用いることができる。
上述したように、本発明の一局面は、金属板と、当該金属板の少なくとも一方の面側に積層される絶縁皮膜とを有し、上記絶縁皮膜は熱硬化性樹脂を含有し、上記熱硬化性樹脂は、テレフタル酸由来単位及びイソフタル酸由来単位を合計で90モル%以上含有するジカルボン酸由来単位と、炭素数2〜5のポリオール由来単位を90モル%以上含有するポリオール由来単位とから構成されるポリエステル樹脂を含有し、上記ジカルボン酸由来単位に占める上記テレフタル酸由来単位のモル百分率が40〜70%であり、上記ジカルボン酸由来単位に占める上記イソフタル酸由来単位のモル百分率が30〜60%であり、上記式(1)で算出されるポリオール由来単位の調整平均炭素数が3.4以下である、上記絶縁皮膜の上に導電性薄膜層を形成するための絶縁皮膜積層金属板である。
この構成によれば、絶縁皮膜の上にスパッタリングによって導電性薄膜層を形成する際、絶縁皮膜の温度上昇に起因した軟化が抑制されるので、しわの発生が抑制された導電性薄膜層が形成される。ひいては、本発明の絶縁皮膜積層金属板を用いて作製された有機EL素子は発光層表面が均一に発光する。
本発明の絶縁皮膜積層金属板において、上記絶縁皮膜は顔料をさらに含有することができる。この構成により、本発明の絶縁皮膜積層金属板を用いて作製された有機EL素子は、絶縁皮膜において当該顔料に対応した波長の光を素子表面側に反射するので、この波長の光に係る輝度を向上させることができる。
本発明の絶縁皮膜積層金属板は、上記絶縁皮膜の3mm四方の領域における表面粗さが10nm以下であることが好ましい。この構成により、絶縁皮膜の表面が実用的な範囲で平滑となり、ダークスポットの発生を抑制することができる。そして、本発明の絶縁皮膜積層金属板を用いることで、発電効率が高い太陽電池や発光照度が高い有機EL素子を作製することができる。
本発明の他の一局面は、上記絶縁皮膜積層金属板が有する絶縁皮膜の上に導電性薄膜層が積層された、金属基板である。
この構成によれば、本発明の金属基板を用いて作製された有機EL素子は、色むらや発光照度不足が生じ難くなり、他方、本発明の金属基板を用いて作製された太陽電池は、発電量が低下し難くなる。
本発明の金属基板において、上記導電性薄膜層の3mm四方の領域における表面粗さが100nm以下であることが好ましい。この構成により、導電性薄膜層の表面が実用的な範囲で平滑となり、品質や寿命の安定した有機EL素子や太陽電池を作製することができる。
本発明の金属基板は、トップエミッション型有機EL素子又はサブストレート型薄膜太陽電池に用いることができる。この構成により、発光照度の安定したトップエミッション型有機EL素子や発電量の安定したサブストレート型薄膜太陽電池を作製することができる。
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。尚、本発明は下記実施例によって制限されず、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することは可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
[ポリエステル樹脂の作製]
撹拌装置及び温度計を有するオートクレーブにて、表1のNo.1に示すポリエステル樹脂の原料モノマー(仕込み量:テレフタル酸83.0質量部、イソフタル酸83.0質量部、エチレングリコール107.2質量部、ネオペンチルグリコール44.8質量部)及び三酸化アンチモン0.1質量部を大気圧下180〜210℃で180分間加熱して縮合反応を進行させた。続いて、温度を250℃まで昇温させるとともに、圧力を1〜5mmHgに減圧した後、180分間縮合反応をさらに進行させた。これにより、No.1のポリエステル樹脂を得た。
NMR法によるNo.1のポリエステル樹脂の各構成単位の組成比は、ジカルボン酸由来単位に占めるテレフタル酸由来単位のモル百分率が50%、ジカルボン酸由来単位に占めるイソフタル酸由来単位のモル百分率が50%、ポリオール由来単位に占めるエチレングリコール酸由来単位のモル百分率が80%、ポリオール由来単位に占めるネオペンチルグリコール酸由来単位のモル百分率が20%であった。
次に、No.1のポリエステル樹脂の作製条件のうち、原料モノマーの仕込み量のみをNo.1のポリエステル樹脂の原料モノマーから表1のNo.2〜9に示すポリエステル樹脂の原料モノマーそれぞれに変更することで、No.2〜9のポリエステル樹脂をそれぞれ得た。そして、NMR法により、No.2〜9のポリエステル樹脂の各構成単位の組成比を得た。その結果を表1に示す。
No.1〜9のポリエステル樹脂について、NMR法によって得られたポリオール由来単位に占める各由来単位のモル百分率と各由来単位の炭素数とから、ポリオール由来単位の平均炭素数を算出した。そして、ポリオール由来単位の平均炭素数とジカルボン酸由来単位に占めるテレフタル酸由来単位のモル百分率とから、ポリオール由来単位の調整平均炭素数を算出した。これらの算出結果も表1に示す。
[絶縁皮膜作製用組成物の作製]
キシレン(沸点:140℃)とシクロヘキサノン(沸点:156℃)とを等量ずつ混合した溶媒に、No.1のポリエステル樹脂を固形分換算で43.4質量部、メラミン樹脂(DIC株式会社製スーパーベッカミン(登録商標)J−820−60)を固形分換算で14.5質量部、酸化チタン粒子(石原産業株式会社製タイペーク(登録商標)CR−50(平均粒子径0.25μm))を固形分換算で16.0質量部加えて、最後に東京化成工業株式会社製のトリエチレンジアミンを0.3質量部加えて、No.1の絶縁皮膜作製用組成物を得た。尚、ポリエステル樹脂とメラミン樹脂との合計の固形分が58質量%となるようにキシレンとシクロヘキサノンとの混合溶媒の量を調整した。
次に、No.1の絶縁皮膜作製用組成物の作製条件のうち、配合するポリエステル樹脂のみをNo.1のポリエステル樹脂からNo.2〜9のポリエステル樹脂それぞれに変更することで、No.2〜9の絶縁皮膜作製用組成物をそれぞれ得た。
[絶縁皮膜積層金属板の作製]
金属板として、板厚0.8mm、金属板両面における各面当たりの亜鉛めっき付着量20g/mの電気純亜鉛めっき鋼板を用いて、当該金属板の表面にNo.1の絶縁皮膜作製用組成物を膜厚が15μmとなるようにバーコーターで塗布した。そして、到達板温が220℃となるように2分間焼付けて乾燥させることにより、No.1の絶縁皮膜積層金属板を得た。
次に、No.1の絶縁皮膜積層金属板の作製条件のうち、塗布する絶縁皮膜作製用組成物のみをNo.1の絶縁皮膜作製用組成物からNo.2〜9の絶縁皮膜作製用組成物それぞれに変更することで、No.2〜9の絶縁皮膜積層金属板をそれぞれ得た。
[絶縁皮膜積層金属板の表面研磨]
研磨装置の基板取り付け用の吸着パッドを貼り付けたホルダーにNo.1の絶縁皮膜積層金属板をセットし、絶縁皮膜を下にして研磨装置の定盤に取り付けた研磨パッド上にセットした。研磨剤として、粒径が約100nmのアルミナ粒子を用い、圧力65gf/cm、1周当たりの回転距離を1m、No.1の絶縁皮膜積層金属板と定盤との各回転速度50rpmで1分間化学機械研磨を行った。
次に、No.1の絶縁皮膜積層金属板の表面研磨条件と同一の条件で、No.2〜9の絶縁皮膜積層金属板の表面研磨を行った。
[金属基板の作製]
絶縁皮膜の表面が化学機械研磨されたNo.1の絶縁皮膜積層金属板を次の手順で洗浄した。即ち、No.1の絶縁皮膜積層金属板を、まず超純水による洗浄を行い、次に超純水による超音波洗浄を23kHzで3分間行い、次に有機物系不純物除去用洗剤による超音波洗浄を23kHzで3分間行い、次に超純水による洗浄を行い、次にイオン系不純物除去用洗剤による超音波洗浄を43kHzで3分間行い、次に超純水による洗浄を行い、次に超純水による超音波洗浄を1MHzで3分間行い、次にイソプロピルアルコール蒸気洗浄を行い、ITO層の形成直前にUVオゾン洗浄を行った。続いて、スパッタリング条件300Wで絶縁皮膜の上に厚さ100nmのITO層を形成することにより、No.1の金属基板を得た。
次に、No.1の金属基板の作製条件のうち、金属基板のみをNo.1の金属基板からNo.2〜9の金属基板それぞれに変更することで、No.2〜9の金属基板をそれぞれ得た。
[しわ有無の判定]
No.1〜9の金属基板それぞれに対して、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope:AFM)(セイコー電子工業製SPI3800N)を用いて、次の判定条件に従ってしわの有無を判定した。
(しわ有無の判定条件)
原子間力顕微鏡を用いて金属基板のITO層表面を観察し、ITO層表面100μm四方の領域において、長さ20〜50μmで幅5〜10μmで高さ100nm以上の凸群が観察された場合をしわ有と判定し、観察されなかった場合をしわ無と判定する。
判定結果を表1に示す。
図2は、No.1の金属基板におけるITO層表面の原子間力顕微鏡像であり、ITO層表面にしわが無いことを示す。図3は、No.2の金属基板におけるITO層表面の原子間力顕微鏡像であり、ITO層表面にしわが有ることを示す。
[3mm四方の領域における表面粗さの測定]
表面研磨が行われたNo.1〜9の絶縁皮膜積層金属板それぞれの絶縁皮膜に対して、上記原子間力顕微鏡を用いて、次の測定方法に従って3mm四方の領域における表面粗さRa’を測定した。又、No.1〜9の金属基板それぞれのITO層に対しても、上記原子間力顕微鏡を用いて3mm四方の領域における表面粗さRa’を測定した。
(3mm四方の領域における表面粗さの測定方法)
原子間力顕微鏡を用いて、3mm四方の領域の四隅及び中央部の5箇所において、JIS B 0601に規定された算術平均粗さの定義に基づいて、10μm四方の領域の一方向の算術平均粗さRa1及びそれに垂直な方向の算術平均粗さRa2を測定する。そして、Ra1とRa2の平均値を10μm四方の領域の表面粗さRa3とする。そして、上記5箇所の10μm四方の領域の表面粗さRa3の平均値を3mm四方の領域における表面粗さRa’とする。
測定結果を表1に示す。
[No.1〜9の絶縁皮膜積層金属板及び金属基板に対する評価]
No.1、5〜7の絶縁皮膜積層金属板及び金属基板は、本発明で規定する各条件を満足する例である。これらは、ITO層表面にしわが無く、3mm四方の領域における表面粗さRa’が100nm以下であることを示した。
一方、No.2〜4、8、9の絶縁皮膜積層金属板及び金属基板は、本発明で規定する条件「ポリオール由来単位の調整平均炭素数が3.4以下であること」を満たさない例である。これらは、ITO層表面にしわが有り、3mm四方の領域における表面粗さRa’が100nmを超えていることを示した。

Claims (6)

  1. 金属板と、当該金属板の少なくとも一方の面側に積層される絶縁皮膜とを有し、
    前記絶縁皮膜は熱硬化性樹脂を含有し、
    前記熱硬化性樹脂は、テレフタル酸由来単位及びイソフタル酸由来単位を含有するジカルボン酸由来単位と、炭素数2〜5のポリオール由来単位を含有するポリオール由来単位とから構成されるポリエステル樹脂と、架橋剤と、を含有し、
    前記ジカルボン酸由来単位に占める前記テレフタル酸由来単位及びイソフタル酸由来単位の合計モル百分率が90%以上であり、前記ポリオール由来単位に占める前記炭素数2〜5のポリオール由来単位のモル百分率が90%以上であり、
    前記ジカルボン酸由来単位に占める前記テレフタル酸由来単位のモル百分率が40〜70%であり、
    前記ジカルボン酸由来単位に占める前記イソフタル酸由来単位のモル百分率が30〜60%であり、
    下記式(1)で算出されるポリオール由来単位の調整平均炭素数が3.4以下である、前記絶縁皮膜の上に導電性薄膜層を形成するための絶縁皮膜積層金属板。
  2. 前記絶縁皮膜は顔料をさらに含有する、請求項1に記載の絶縁皮膜積層金属板。
  3. 前記絶縁皮膜の3mm四方の領域における表面粗さが10nm以下である、請求項1又は2に記載の絶縁皮膜積層金属板。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の絶縁皮膜積層金属板が有する絶縁皮膜の上に導電性薄膜層が積層された、金属基板。
  5. 前記導電性薄膜層の3mm四方の領域における表面粗さが100nm以下である、請求項4に記載の金属基板。
  6. トップエミッション型有機EL素子又はサブストレート型薄膜太陽電池に用いられる、請求項4又は5に記載の金属基板。
JP2017068818A 2017-03-30 2017-03-30 絶縁皮膜積層金属板及び金属基板 Active JP6793083B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017068818A JP6793083B2 (ja) 2017-03-30 2017-03-30 絶縁皮膜積層金属板及び金属基板
PCT/JP2018/009414 WO2018180410A1 (ja) 2017-03-30 2018-03-12 絶縁皮膜積層金属板及び金属基板
KR1020197031612A KR102338975B1 (ko) 2017-03-30 2018-03-12 절연 피막 적층 금속판 및 금속 기판
MYPI2019005724A MY193148A (en) 2017-03-30 2018-03-12 Insulation film laminated metal plate and metal substrate
CN201880019455.4A CN110494281B (zh) 2017-03-30 2018-03-12 绝缘皮膜叠层金属板及金属基板
TW107109778A TWI758444B (zh) 2017-03-30 2018-03-22 絕緣皮膜層合金屬板及金屬基板

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017068818A JP6793083B2 (ja) 2017-03-30 2017-03-30 絶縁皮膜積層金属板及び金属基板

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018167552A JP2018167552A (ja) 2018-11-01
JP6793083B2 true JP6793083B2 (ja) 2020-12-02

Family

ID=63677227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017068818A Active JP6793083B2 (ja) 2017-03-30 2017-03-30 絶縁皮膜積層金属板及び金属基板

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JP6793083B2 (ja)
KR (1) KR102338975B1 (ja)
CN (1) CN110494281B (ja)
MY (1) MY193148A (ja)
TW (1) TWI758444B (ja)
WO (1) WO2018180410A1 (ja)

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5945319A (ja) * 1982-09-06 1984-03-14 Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The ポリエステル樹脂の製造法
JPS6227470A (ja) * 1985-07-30 1987-02-05 Toagosei Chem Ind Co Ltd 金属用下塗塗料組成物
JPH03121173A (ja) * 1989-10-04 1991-05-23 Nippon Ester Co Ltd 塗装鋼板用塗料組成物
JPH0762295A (ja) * 1993-08-25 1995-03-07 Dainippon Ink & Chem Inc 塗料用樹脂組成物
DE102011101395A1 (de) * 2011-05-13 2012-11-15 Daimler Ag Verfahren zur Optimierung eines Leistungsbedarfs eines Kraftfahrzeugs
KR101821872B1 (ko) * 2013-03-28 2018-01-24 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 금속 기판, 그것을 이용한 서브스트레이트형 박막 태양 전지 및 톱 에미션형 유기 el 소자
JP6227470B2 (ja) * 2014-04-15 2017-11-08 株式会社ニューギン 遊技機
JP2016195162A (ja) * 2015-03-31 2016-11-17 株式会社神戸製鋼所 金属基板
JP2016193512A (ja) 2015-03-31 2016-11-17 株式会社神戸製鋼所 金属基板
JP2016193580A (ja) 2015-04-01 2016-11-17 新日鐵住金株式会社 半導体基板用塗装金属板

Also Published As

Publication number Publication date
TWI758444B (zh) 2022-03-21
KR102338975B1 (ko) 2021-12-13
JP2018167552A (ja) 2018-11-01
WO2018180410A1 (ja) 2018-10-04
CN110494281B (zh) 2021-11-26
CN110494281A (zh) 2019-11-22
TW201843210A (zh) 2018-12-16
MY193148A (en) 2022-09-26
KR20190133212A (ko) 2019-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI314575B (en) Coated polymeric substrates having improved surface smoothness suitable for use in flexible electronic and opto-electronic devices
CN101160674B (zh) 适用于光电子和电子器件中的复合膜
CN103947000A (zh) 有机el元件
TW201126735A (en) Heat dissipation sheet for the back face of solar battery module, and solar battery module using the same
TW201350330A (zh) 透明導電性薄膜基材用層合體
TW201340339A (zh) 太陽能電池組件、及其組件用背板與組件用背板的製造方法
JP6125564B2 (ja) 有機電子デバイス及び有機電子デバイス用基板
JP6648752B2 (ja) 封止構造体
TW202103964A (zh) 積層膜及其製造方法
JP6793083B2 (ja) 絶縁皮膜積層金属板及び金属基板
JP2020070429A (ja) 酸素プラズマ処理樹脂フィルム、ガスバリア性蒸着フィルム及び該ガスバリア性蒸着フィルムを用いたガスバリア性積層体、ガスバリア性包装材料、ガスバリア性包装体、ガスバリア性包装袋、及びそれらの製造方法
JP5487556B2 (ja) ガスバリア性シート及びその製造方法
TW200401707A (en) Laminated film
JP2013226732A (ja) ガスバリアフィルムの製造方法
TWI629801B (zh) Metal substrate for substrate type thin film solar cell or upper light emitting type organic EL element
JP5114961B2 (ja) 透明導電膜付きフィルムおよびこの透明導電膜付きフィルムからなるディスプレイ用基板、ディスプレイ、液晶表示装置ならびに有機el素子
TW200903522A (en) Conductive multilayer body
JP2016168803A (ja) ガスバリアーフィルムとその製造方法、及び電子デバイス
JP6767945B2 (ja) 電子デバイス用金属基板
JP2016195162A (ja) 金属基板
JP7066578B2 (ja) 有機電子デバイス及び有機電子デバイス用基板
JP2024083356A (ja) ガスバリア性積層体
JP4899945B2 (ja) 透明導電膜付きフィルム
TW202042254A (zh) 透光性導電膜
KR20180078582A (ko) 베리어 필름 및 이를 포함하는 태양전지

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190930

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200512

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200706

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201104

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201109

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6793083

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150