KR101821872B1 - 금속 기판, 그것을 이용한 서브스트레이트형 박막 태양 전지 및 톱 에미션형 유기 el 소자 - Google Patents

금속 기판, 그것을 이용한 서브스트레이트형 박막 태양 전지 및 톱 에미션형 유기 el 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR101821872B1
KR101821872B1 KR1020157026524A KR20157026524A KR101821872B1 KR 101821872 B1 KR101821872 B1 KR 101821872B1 KR 1020157026524 A KR1020157026524 A KR 1020157026524A KR 20157026524 A KR20157026524 A KR 20157026524A KR 101821872 B1 KR101821872 B1 KR 101821872B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
coating
less
substrate
layer
Prior art date
Application number
KR1020157026524A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150125980A (ko
Inventor
야스오 히라노
다쓰히코 이와
다케시 와타세
마사오 미즈노
요코 시다
Original Assignee
가부시키가이샤 고베 세이코쇼
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 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 filed Critical 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Publication of KR20150125980A publication Critical patent/KR20150125980A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101821872B1 publication Critical patent/KR101821872B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered 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
    • B32B15/08—Layered 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor 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
    • H01L31/0248—Semiconductor 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
    • H01L31/036—Semiconductor 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
    • H01L31/0392—Semiconductor 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
    • H01L51/50—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B32B2457/12—Photovoltaic modules
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/541—CuInSe2 material PV cells

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

금속판에 소정의 피막을 적층하는 것에 의해, 피막의 표면을 평활하게 함과 함께, 피막이 절연성을 갖는 금속 기판을 제공한다. 서브스트레이트형 박막 태양 전지 또는 톱 에미션형 유기 EL 소자에 이용되는 금속 기판으로서, 금속판의 표면에, 1층 또는 복수층 적층된 피막이 형성되어 있고, 상기 피막의 표면 거칠기 Ra가 30nm 이하이며, 상기 피막은, 열경화성 수지가 포함되어 있고, 고체 안료의 체적분율이 20% 이하인 피막 형성용 조성물을 소부하여 얻어지는 금속 기판으로 한다.

Description

금속 기판, 그것을 이용한 서브스트레이트형 박막 태양 전지 및 톱 에미션형 유기 EL 소자{METAL BOARD, AND SUBSTRATE-TYPE THIN-FILM SOLAR CELL AND TOP-EMISSION-TYPE ORGANIC EL ELEMENT USING SAME}
본 발명은, 서브스트레이트형 박막 태양 전지 또는 톱 에미션형 유기 EL 소자에 이용되는 금속 기판으로서, 피막의 표면을 평활하게 함과 함께, 피막의 표면이 절연성을 갖는 금속 기판에 관한 것이다.
어몰퍼스 실리콘이나, CdS·CuInSe2 등의 화합물 반도체를 이용한, 이른바 박막 반도체 태양 전지(이하, 박막 태양 전지라고 한다.)로서, 슈퍼스트레이트형 박막 태양 전지와 서브스트레이트형 박막 태양 전지의 2종류의 구조가 알려져 있다.
슈퍼스트레이트형 박막 태양 전지에서는, 통상, 기판, 투명 전극, 광전 변환층, 이면 전극의 순서로 적층된 구조이며, 기판측으로부터 광을 입사시키고 있다. 한편, 서브스트레이트형 박막 태양 전지에서는, 통상, 기판, 이면 전극, 광전 변환층, 투명 전극의 순서로 적층된 구조이며, 투명 전극측으로부터 광을 입사시키고 있다.
종래, 박막 태양 전지의 기판으로서, 투광성의 유리나 플라스틱 등이 이용되어 왔다. 그러나, 유리는 깨지기 쉬울 뿐만 아니라 가공성이 모자라고, 또한, 플라스틱은 투습성이 있기 때문에 가스 배리어층을 설치할 필요가 있어, 비용이 비교적 고가로 되어 버린다.
그런데, 서브스트레이트형 박막 태양 전지는 투명 전극측으로부터 광을 입사시키고 있기 때문에, 서브스트레이트형 박막 태양 전지의 기판에는 투광성이 요구되지 않는다. 그 때문에, 유리나 플라스틱과 같은 기판이 아닌, 금속판과 같은 투광성을 갖지 않지만 가공성이 우수한 기판을 이용할 수 있다. 단, 박막 태양 전지로서 기능하기 위해서는, 기판의 표면이 평활하며, 또한 이 표면이 절연성을 가질 필요가 있지만, 금속판 자신의 표면은 통상 1μm 정도 이상의 요철을 갖고, 또한 도전성이 있기 때문에, 그대로로는 기판으로서 이용할 수 없다. 그래서, 상기의 조건을 만족시키도록 금속판 상에 피막을 형성하면, 금속판을 기판으로서 이용할 수 있게 된다고 생각된다. 이하의 특허문헌 1이나 2에서 이와 같은 기판이 제안되어 있다.
특허문헌 1에는, 금속판을 기재로 하고, 유기계 수지로 이루어지는 막 두께 1∼40μm, 표면 거칠기가 0.5μm 이하인 절연층을 기재 표면에 적층한 유기 EL 소자용 절연 기판이 기재되어 있다. 그러나, 특허문헌 1에는, 표면 거칠기가 100nm 이상인 절연 기판밖에 기재되어 있지 않고, 이것에서는 표면의 평활성 및 표면의 절연성은 불충분하며, 서브스트레이트형 박막 태양 전지의 기판으로서 이용한 경우에, 기판 표면의 요철이 원인이 되어, 이면 전극과 투명 전극 사이가 전기적으로 단락되어, 절연 불량을 초래할 우려가 있다.
특허문헌 2에는, 금속박과, 폴리이미드를 포함하는 평탄화층과, 무기 화합물을 포함하는 밀착층이 순차로 적층된 플렉시블 디바이스용 기판이 기재되어 있다. 그러나, 특허문헌 2에서는, 고가의 폴리이미드를 이용하는 것에 의해 표면을 평활하게 하고 있어, 비용면에서의 문제가 생겨 버린다.
일본 특허공개 2002-25763호 공보 일본 특허공개 2011-97007호 공보
본 발명은, 서브스트레이트형 박막 태양 전지 또는 톱 에미션형 유기 EL 소자에 이용되는 금속 기판으로서, 금속판의 표면의 평활성이 우수함과 함께, 절연성도 우수한 금속 기판의 제공을 과제로서 내걸었다.
본 발명자들은, 서브스트레이트형 박막 태양 전지 또는 톱 에미션형 유기 EL 소자에 이용되는 금속 기판으로서, 금속판에 적층한 피막의 표면을 평활하게 함과 함께, 피막의 표면이 절연성을 갖는 금속 기판을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은, 서브스트레이트형 박막 태양 전지 또는 톱 에미션형 유기 EL 소자에 이용되는 금속 기판으로서, 금속판의 표면에, 1층 또는 복수층 적층된 피막이 형성되어 있고, 상기 피막의 표면 거칠기 Ra가 30nm 이하이며, 상기 피막은, 열경화성 수지가 포함되어 있고, 고체 안료의 체적분율이 20% 이하인 피막 형성용 조성물을 소부(燒付)하여 얻어지는 것을 특징으로 한 금속 기판이며, 상기 금속 기판은, 서브스트레이트형 박막 태양 전지 또는 톱 에미션형 유기 EL 소자에 이용된다.
구체적으로는, 본 발명자들은, 이하의 세 가지 타입의 금속 기판을 완성하기에 이르렀다.
본 발명자들은, 금속판에 소정의 피막을 1층 적층하는 것에 의해, 피막의 표면을 평활하게 함과 함께, 절연성을 갖는 제 1 금속 기판을 완성하기에 이르렀다.
이 제 1 금속 기판은, 금속판의 표면에, 막 두께가 10μm 이상 40μm 이하인 피막이 1층만 적층되어 있고, 상기 피막의 표면 거칠기 Ra가 30nm 이하이며, 상기 피막은, 열경화성 수지가 포함되어 있고, 고체 안료의 체적분율이 20% 이하인 피막 형성용 조성물을 소부하여 얻어지는 것을 특징으로 한 금속 기판이며, 상기 금속 기판은, 서브스트레이트형 박막 태양 전지 또는 톱 에미션형 유기 EL 소자에 이용된다.
또한, 본 발명자들은, 금속판에 소정의 피막을 복수층 적층하는 것에 의해, 금속판으로부터 가장 떨어진 최표층에 있어서의 피막의 표면을 평활하게 함과 함께, 절연성을 갖는 제 2 금속 기판도 완성하기에 이르렀다.
이 제 2 금속 기판은, 금속판의 표면에, 막 두께가 0.1μm 이상 40μm 이하인 피막이 복수층 적층되어 있고, 이들 복수층의 피막의 막 두께의 합계는 3μm 이상이며, 금속판으로부터 가장 떨어진 피막의 표면 거칠기 Ra가 30nm 이하인 금속 기판으로서, 각 층의 피막은, 열경화성 수지가 포함되어 있는 피막 형성용 조성물을 소부하여 얻어지는 것을 특징으로 한 금속 기판이며, 상기 금속 기판은, 서브스트레이트형 박막 태양 전지 또는 톱 에미션형 유기 EL 소자에 이용된다.
또한, 본 발명자들은, 합계 막 두께가 40μm 초과이더라도, 금속판으로부터 가장 떨어진 최표층에 있어서의 피막의 표면을 평활하게 함과 함께, 절연성을 갖는 제 3 금속 기판도 완성하기에 이르렀다.
이 제 3 금속 기판은, 금속판의 표면에, 1층 또는 복수층 적층된 피막이 형성되어 있고, 합계 막 두께가 40μm 초과 120μm 이하이며, 상기 피막의 표면 거칠기 Ra가 30nm 이하인 금속 기판으로서, 상기 피막은, 열경화성 수지가 포함되어 있고, 고체 안료의 체적분율이 20% 이하인 피막 형성용 조성물을 소부하여 얻어지는 것을 특징으로 한 금속 기판이며, 상기 금속 기판은, 서브스트레이트형 박막 태양 전지 또는 톱 에미션형 유기 EL 소자에 이용된다.
제 1 금속 기판에서는, 상기 피막 형성용 조성물에는 추가로 경화제가 포함되어 있고, 상기 피막 형성용 조성물 중에서의 상기 경화제의 상기 열경화성 수지에 대한 질량비가 0.6 이상 1.0 이하인 것이 바람직하다.
제 2 금속 기판에서는, 상기 피막 형성용 조성물에는 추가로 경화제가 포함되어 있고, 상기 피막 형성용 조성물 중에서의 상기 경화제의 상기 열경화성 수지에 대한 질량비가 0.6 이상 1.0 이하이며, 상기 복수층의 피막의 합계 막 두께는 5μm 이상인 것이 바람직하다. 또한, 제 2 금속 기판에서는, 금속판으로부터 가장 떨어진 피막을 형성하는 피막 형성용 조성물은, 열경화성 수지 및 경화제 대신에, 무기 고분자, 및/또는 유기 고분자와 무기 고분자의 하이브리드 고분자를 포함하는 태양이어도 된다.
열경화성 수지는, 폴리에스터 수지인 것이 바람직하다.
상기 1층만의 피막 또는 상기 금속판으로부터 가장 떨어진 피막의 표면 거칠기 Ra는 10nm 이하인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에는, 상기 피막 적층 금속판을 구비한 서브스트레이트형 박막 태양 전지 및 톱 에미션형 유기 EL 소자도 포함된다.
본 발명에 따른 금속 기판은, 금속판에 소정의 피막을 적층하는 것에 의해, 피막의 표면을 평활하게 함과 함께, 피막의 표면이 절연성을 갖는 것으로 되었다. 이 가공성이 우수한 금속 기판으로 하는 것에 의해, 저비용으로 박막 태양 전지나 유기 EL 소자를 얻을 수 있었다.
<평활성 및 절연성이 우수한 금속 기판>
본 발명의 금속 기판은, 금속판의 적어도 한쪽 면에 피막이 적층된 것이다. 이하, 간단히 「금속 기판」이라고 기재한 경우, 본 발명의 모든 금속 기판(제 1·제 2·제 3 금속 기판)을 가리키는 것으로 한다.
[금속판]
본 발명의 금속 기판에 이용하는 금속판은, 냉연 강판, 용융 순아연 도금 강판(GI), 또는 합금화 용융 Zn-Fe 도금 강판(GA), 합금화 용융 Zn-5% Al 도금 강판(GF), 전기 순아연 도금 강판(EG), 전기 Zn-Ni 도금 강판, 알루미늄판, 타이타늄판, 갈바륨 강판 등이며, 논크로메이트인 것이 바람직하지만, 크로메이트 처리 또는 무처리의 것도 사용 가능하다. 금속판의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 0.3∼2.0mm 정도의 것을 적절히 사용할 수 있다.
금속판에는, 인산계 화성 처리를 실시해 놓아도 되고, 특히, 일본 특허공개 2005-264312호 공보에 개시된 바와 같은, 콜로이달 실리카와 인산알루미늄염 화합물을 포함하는 산성 수용액에 의해서 화성 처리를 실시해 놓는 것이 바람직하다. 콜로이달 실리카와 인산알루미늄염 화합물을 포함하는 산성 수성액을 화성 처리액으로서 사용하면, 산성 수성액에 의해서 아연계 도금층의 표면이 에칭되면서, 아연계 도금층의 표면에 인산알루미늄 중에서도 난용성(물 또는 알칼리성 수용액에 녹기 어려운)인 AlPO4나 Al2(HPO4)3 주체의 반응층이 형성된다. 이 반응층에 실리카 미립자가 침착되어 도입됨으로써 인산알루미늄과 실리카 미립자가 복합 일체화된다. 또한, 에칭에 의해 조면화된 아연계 도금층과의 사이에서 치밀한 반응층이 형성되어, 이 반응층 상에 형성되는 수지 도막과의 결합도 치밀하고 강고한 것으로 된다. 또한, 상기 산성 수용액에 폴리아크릴산 등의 수용성 수지를 함유시켜 놓으면, 얻어지는 반응층 중의 실리카 미립자의 침착 상태를 한층 더 강고한 것으로 할 수 있다.
[피막]
본 발명에 있어서, 열경화성 수지가 포함되어 있는 피막 형성용 조성물을 이용하여, 금속판에 피막을 적층한다. 피막 형성 조성물에는, 열경화성 수지와 경화제가 배합되어 있는 것이 바람직하다. 한편, 피막 형성용 조성물에는, 후술하는 바와 같이, 안료가 포함되어 있어도 된다.
열경화성 수지는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 페놀 수지, 에폭시 수지, 유레아 수지, 멜라민 수지, 다이알릴프탈레이트 수지 등을 들 수 있다. 또한, 후술하는 경화제와 함께 이용함으로써, 폴리에스터 수지도 일종의 열경화성 수지라고 말할 수 있고, 본 발명에 있어서는 폴리에스터 수지를 이용하는 것이 바람직하다.
폴리에스터 수지는, 이염기산 등의 다염기산과 다가 알코올류의 축합 반응에 의해서 얻어지는 것이다.
폴리에스터 수지의 원료로서 이용되는 다염기산으로서는, 예컨대, 말레산, 무수 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 무수 이타콘산 등의 α,β-불포화 이염기산; 프탈산, 무수 프탈산, 할로젠화 무수 프탈산, 아이소프탈산, 테레프탈산, 테트라하이드로프탈산, 테트라하이드로 무수 프탈산, 헥사하이드로프탈산, 헥사하이드로아이소프탈산, 헥사하이드로테레프탈산, 사이클로펜타다이엔-무수 말레산 부가물, 석신산, 말론산, 글루타르산, 아디프산, 세바크산, 1,10-데케인다이카복실산, 2,6-나프탈렌다이카복실산, 2,7-나프탈렌다이카복실산, 2,3-나프탈렌다이카복실산, 2,3-나프탈렌다이카복실산 무수물, 4,4'-바이페닐다이카복실산, 및 이들의 다이알킬 에스터 등의 포화 이염기산 등을 들 수 있지만, 특별히 한정되는 것은 아니다. 다염기산은, 1종류만을 이용해도 되고, 적절히 2종류 이상을 혼합하여 이용해도 된다.
폴리에스터 수지의 원료로서 이용되는 다가 알코올류로서는, 예컨대 에틸렌 글리콜, 다이에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 등의 에틸렌 글리콜류, 프로필렌 글리콜, 다이프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜 등의 프로필렌 글리콜류, 2-메틸-1,3-프로페인다이올, 1,3-뷰테인다이올, 비스페놀 A와 프로필렌 옥사이드 또는 에틸렌 옥사이드의 부가물, 글리세린, 트라이메틸올프로페인, 1,3-프로페인다이올, 1,2-사이클로헥세인글리콜, 1,3-사이클로헥세인글리콜, 1,4-사이클로헥세인글리콜, 파라자일렌글리콜, 바이사이클로헥실-4,4'-다이올, 2,6-데칼린글리콜, 트리스(2-하이드록시에틸)아이소사이아누레이트 등을 들 수 있지만, 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 에탄올아민 등의 아미노알코올류를 이용해도 된다. 이들 다가 알코올류는, 1종류만을 이용해도 되고, 적절히 2종류 이상을 혼합해도 된다. 또한, 필요에 따라 에폭시 수지, 다이아이소사이아네이트, 다이사이클로펜타다이엔 등에 의한 변성을 행해도 된다.
본 발명에 있어서의 열경화성 수지로서는, 여러 가지 시판품을 적합하게 이용할 수 있고, 특히 폴리에스터 수지의 시판품으로서는, 예컨대, 바이론(등록상표) 23CS, 바이론(등록상표) 29CS, 바이론(등록상표) 29XS, 바이론(등록상표) 20SS, 바이론(등록상표) 29SS(이상, 도요보사제) 등을 들 수 있다.
또한, 경화제로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 열경화성 수지와의 상용성이 좋고, 열경화성 수지를 가교시킬 수 있고, 또한 액안정성이 좋은 것이 바람직하다. 이와 같은 경화제로서는, 예컨대, 아이소사이아네이트계로는, 밀리오네이트(등록상표) N, 코로네이트(등록상표) T, 코로네이트(등록상표) HL, 코로네이트(등록상표) 2030, 수프라섹(등록상표) 3340, 달토섹 1350, 달토섹 2170, 달토섹 2280(이상, 닛폰폴리우레탄공업사제) 등, 멜라민계로는, 니칼락(등록상표) MS-11, 니칼락(등록상표) MS21(이상, 산와케미컬사제), 슈퍼베카민(등록상표) L-105-60, 슈퍼베카민(등록상표) J-820-60(이상, DIC사제), 에폭시계로는, 하드너 HY951, 하드너 HY957(이상, BASF사제), 수미큐어 DTA, 수미큐어 TTA(이상, 스미토모화학사제) 등을 들 수 있다.
또한, 피막 형성용 조성물에는, 열경화성 수지가 34.5∼80.0질량% 포함되어 있는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 46.8질량% 이상, 57.6질량% 이하이다. 그리고, 피막 형성용 조성물에는, 경화제가 10.6∼35.0질량% 포함되어 있는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 14.4∼35.0질량%이다. 한편, 상기에 있어서의 열경화성 수지 및 경화제의 질량%는, 피막 형성용 조성물 중의 열경화성 수지, 경화제, 및 고체 안료의 합계 질량에 대한 열경화성 수지 및 경화제의 함유량의 비율을 가리킨다.
피막을 형성함에 있어서는, 금속판 표면 또는 이미 적층된 피막 상에 피막 형성용 조성물을 도포하는 도포법에 의해 적층하는 것이 바람직하기 때문에, 피막 형성용 조성물은 액상인 것이 바람직하다. 따라서, 피막 형성용 조성물은 용매도 포함할 것이 추장된다. 피막 형성용 조성물에 이용하는 용매는, 피막 형성용 조성물이 함유해야 할 각 성분을 용해 또는 분산시켜 얻는 것이면, 특별히 제한은 없다. 예컨대, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 아이소프로판올, n-뷰탄올, 아이소뷰탄올, 에틸렌 글리콜 등의 알코올류; 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 아이소뷰틸 케톤, 사이클로헥산온 등의 케톤류; 톨루엔, 벤젠, 자일렌, 솔베소(등록상표) 100(엑손모빌사제), 솔베소(등록상표) 150(엑손모빌사제) 등의 방향족 탄화수소류; 헥세인, 헵테인, 옥테인 등의 지방족 탄화수소류; 아세트산 에틸, 아세트산 뷰틸 등의 에스터류; 등을 들 수 있다. 피막 형성용 조성물은, 이와 같은 용매를 이용하여, 고형분을 조정할 수 있고, 바람직하게는 20질량% 이상, 80질량% 이하이며, 보다 바람직하게는 40질량% 이상, 70질량% 이하이다. 고형분이 20질량% 미만, 즉 유기 용매가 지나치게 많은 경우, 소부 시에 유기 용매가 대량으로 증발하여, 그 결과, 금속판 표면 근방에 있어서 기화된 유기 용매에 의한 대류가 발생하기 쉬워져, 최표층에 있어서의 피막 표면의 평활성이 손상될 우려가 있다.
[막 두께]
피막을 1층만 적층한 금속 기판을 제작하는 경우와 복수층 적층한 금속 기판을 제작하는 경우에 제작 가능한 막 두께의 범위는 다르다. 또한, 후술하는 프리코팅법으로 제작한 경우와 포스트코팅법으로 제작한 경우에서도 제작 가능한 막 두께의 범위는 다르다.
(프리코팅법으로 피막을 1층만 적층한 금속 기판을 제작하는 경우)
피막의 막 두께는 10μm 이상 40μm 이하이다. 막 두께가 10μm 미만이면, 금속 기판의 내전압이 0.1kV 미만이 되어 버려, 내전압(절연내성)을 확보할 수 없을 우려가 있다. 또한, 막 두께가 40μm를 초과하면, 피막이 평활하게 되도록 금속판 상에 적층하는 것이 곤란해질 우려, 즉, 피막의 표면 거칠기 Ra가 30nm를 초과할 우려가 있다.
(포스트코팅법으로 피막을 1층만 적층한 금속 기판을 제작하는 경우)
피막의 막 두께는 10μm 이상 40μm 이하여도 되고, 40μm 초과 120μm 이하여도 된다. 막 두께가 10μm 미만이면, 금속 기판의 내전압이 0.1kV 미만이 되어 버려, 내전압(절연내성)을 확보할 수 없을 우려가 있다. 또한, 막 두께가 120μm를 초과하면, 피막이 평활하게 되도록 금속판 상에 적층하는 것이 곤란해질 우려, 즉, 피막의 표면 거칠기 Ra가 30nm를 초과할 우려가 있다.
(프리코팅법으로 복수층 적층한 금속 기판을 제작하는 경우)
복수층의 각 피막의 막 두께는 0.1μm 이상 40μm 이하이며, 복수층의 피막의 막 두께의 합계는 3μm 이상이다. 복수층의 각 피막의 막 두께는 1μm 이상인 것이 바람직하다. 1층당 막 두께가 0.1μm 미만이면, 피막에 핀홀 등의 결함이 생길 우려가 있어, 내전압(절연내성)을 확보할 수 없을 우려가 있다. 또한, 복수층의 피막의 막 두께의 합계가 3μm 미만이면, 금속 기판의 내전압이 0.1kV 미만이 되어 버려, 내전압성(절연내성)을 확보할 수 없을 우려가 있다. 한편, 1층당 막 두께가 40μm를 초과하면, 피막이 평활하게 되도록 적층하는 것이 곤란해질 우려, 즉, 금속판으로부터 가장 떨어진 피막의 표면 거칠기 Ra가 30nm를 초과할 우려가 있다. 복수층 적층하는 경우에는, 바람직하게는 2층 이상, 4층 이하의 적층이며, 보다 바람직하게는 2층만의 적층이다.
(포스트코팅법으로 복수층 적층한 금속 기판을 제작하는 경우)
복수층의 각 피막의 막 두께는 0.1μm 이상 40μm 이하이며, 복수층의 피막의 막 두께의 합계는 3μm 이상 40μm 이하여도 되고, 40μm 초과 120μm 이하여도 된다. 복수층의 각 피막의 막 두께는 1μm 이상인 것이 바람직하다. 1층당 막 두께가 0.1μm 미만이면, 피막에 핀홀 등의 결함이 생길 우려가 있어, 내전압(절연내성)을 확보할 수 없을 우려가 있다. 또한, 복수층의 피막의 막 두께의 합계가 3μm 미만이면, 금속 기판의 내전압이 0.1kV 미만이 되어 버려, 내전압성(절연내성)을 확보할 수 없을 우려가 있다. 한편, 1층당 막 두께가 40μm를 초과하면, 피막이 평활하게 되도록 금속판 상에 적층하는 것이 곤란해질 우려, 즉, 피막의 표면 거칠기 Ra가 30nm를 초과할 우려가 있다. 복수층 적층하는 경우에는, 바람직하게는 2층 이상, 4층 이하의 적층이며, 보다 바람직하게는 2층만의 적층이다.
[피막 표면의 평활성]
금속판에 피막이 1층만 적층된 경우에 있어서의 피막은 표면이 평활할 필요가 있다. 또한, 복수층 적층된 경우에 있어서의 금속판으로부터 가장 떨어진 피막(이하, 피막을 1층만 적층한 경우에 있어서의 피막과 복수층 적층된 경우에 있어서의 금속판으로부터 가장 떨어진 피막의 어느 쪽의 피막도 최표층이라고 한다.)도 표면이 평활할 필요가 있다. 구체적으로는, 최표층의 표면 거칠기 Ra가 30nm 이하이며, 바람직하게는 최표층의 표면 거칠기 Ra가 10nm 이하이다. 최표층의 표면 거칠기 Ra가 30nm를 초과하면, 최표층 표면의 요철이 원인이 되어, 전극 사이의 단락에 의한 절연 불량을 초래할 우려가 있다. 최표층의 표면 거칠기 Ra에 대해서는, 후술하는 측정 방법에 의해 측정할 수 있다.
한편, 먼지나 티끌 등의 입자가 부착되는 것에 의해 생긴 표면의 요철에 대해서는, 먼지나 티끌 등의 입자는 30nm 정도보다 훨씬 크기 때문에, 연마 등의 평활화에 의해 용이하게 제거할 수 있다. 그 때문에, 먼지나 티끌 등의 입자에 의한 요철은, 절연 불량으로 이어질 우려는 극히 낮다.
[안료]
피막 표면을 평활하게 하기, 구체적으로는 최표층의 표면 거칠기 Ra를 30nm 이하로 하기 위해서는, 피막 형성용 조성물에는 고체 안료를 함유하지 않는 것이 바람직하다. 단, 피막을 착색할 필요가 있어 피막에 안료를 함유시켜야만 하는 경우는, 피막 형성용 조성물 중의 고체 안료의 체적분율을 20% 이하로 하는 것이 바람직하다. 고체 안료의 입경은 통상 30nm보다도 상당히 크기 때문에, 피막 형성용 조성물 중의 고체 안료의 체적분율이 20%를 초과하면, 최표층의 표면 거칠기 Ra를 30nm 이하로 하는 것이 곤란해진다.
하기의 각각의 색으로 착색하기 위한 안료 종류의 예로서는, 백색: 산화타이타늄, 탄산칼슘, 산화아연, 황산바륨, 리토폰, 연백 등의 무기계 안료, 흑색: 아닐린 블랙, 니그로신 등의 유기계 안료, 카본 블랙 등의 무기계 안료, 철흑 등의 무기계 안료, 적색: 불용성 아조계(나프톨계 및 아닐라이드계) 또는 용성 아조계 등의 유기계 안료나, 벵갈라, 카드뮴 레드, 연단 등의 무기계 안료, 황색: 불용성 아조계(나프톨계 및 아닐라이드계), 용성 아조계, 퀴나크리돈계 등의 유기계 안료나, 크롬 옐로, 카드뮴 옐로, 니켈타이타늄 옐로, 황단, 스트론튬크로메이트 등의 무기계 안료, 녹색: 유기 프탈로사이아닌계 안료, 청색: 유기 프탈로사이아닌계 안료, 다이옥사진계 안료, 감청, 군청, 코발트 블루, 에메랄드 그린 등의 무기계 안료, 오렌지색: 벤즈이미다졸론계, 피라졸론계 등의 유기계 안료 등을 들 수 있다. 상기 착색 안료 중, 동일한 색이라도 화학 구조가 상이한 것, 또는 상이한 색의 착색 안료를 2종류 이상 적당한 배합비로 혼합하는 것에 의해, 회색, 갈색, 보라색, 적자색, 청자색, 오렌지색, 황금색 등 원하는 색으로 착색할 수 있다.
예컨대, 산화타이타늄에 있어서는, 평균 입경은, 예컨대 입상의 경우는 대략 0.1∼0.5μm, 바람직하게는 0.2μm 이상, 0.4μm 이하, 더 바람직하게는 0.3μm 이하로 하는 것이 추장된다. 평균 입경이 0.5μm를 초과하면, 산화타이타늄을 포함하는 피막 형성용 조성물로부터 형성된 최표층의 표면 거칠기 Ra를 30nm 이하로 하는 것이 곤란해진다.
여기에서, 상기 산화타이타늄의 평균 입경은, 일반적인 입도 분포계에 의해서 분급 후의 산화타이타늄 입자의 입도 분포를 측정하여, 그 측정 결과에 기초하여 산출되는 소입경측으로부터의 적산치 50%의 입도(D50)를 의미한다. 이러한 입도 분포는, 입자에 광을 충돌시키는 것에 의해 생기는 회절이나 산란의 강도 패턴에 의해서 측정할 수 있고, 이러한 입도 분포계로서는, 예컨대, 니키소사제의 마이크로트랙 9220FRA나 마이크로트랙 HRA 등이 예시된다.
한편, 전술한 바람직한 평균 입경을 만족하는 산화타이타늄은, 시판품을 사용해도 되고, 예컨대, 테이카사제의 TITANIX(등록상표) JR-301(평균 입경 0.30μm), JR-603(평균 입경 0.28μm), JR-806(평균 입경 0.25μm), JRNC(평균 입경 0.37μm) 등을 들 수 있다.
한편, 안료의 편석을 억제하기 위해서, 피막 형성용 조성물에는 안료 분산제를 첨가해도 된다. 적합한 안료 분산제는, 수용성 아크릴 수지, 수용성 스타이렌 아크릴 수지 및 비이온계 계면활성제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상이다. 이들을 이용한 경우, 착색 도막에는 안료 분산제가 잔존하게 된다.
[내전압]
내전압은 후술하는 방법으로 측정되고 있고, 0.1kV 이상이 필요하다. 바람직하게는 0.3kV 이상이며, 더 바람직하게는 1.0kV 이상이다. 내전압이 0.1kV 미만이면, 전극 사이의 단락에 의한 절연 불량을 초래할 우려가 있다.
[제조 방법]
피막 형성용 조성물의 도포, 건조 방법은, 특별히 제한되지 않고, 기지의 방법을 적절히 채용할 수 있다. 제 1 금속 기판이나 제 2 금속 기판을 제작할 때의 조성물의 도포 방법으로서는, 예컨대 바 코터법, 롤 코터법, 커튼 플로우 코터법, 스프레이법, 스프레이 링거법 등에 의한 프리코팅법을 들 수 있고, 이들 중에서도, 비용 등의 관점에서 바 코터법, 롤 코터법, 스프레이 링거법이 바람직하다. 또한, 상기 이외의 조성물의 도포 방법으로서, 정전 도장법, 스핀 코팅법 등에 의한 포스트코팅법을 이용할 수도 있고, 포스트코팅법을 이용한 경우에는, 제 1 금속 기판이나 제 2 금속 기판뿐만 아니라, 제 3 금속 기판도 제작할 수 있다.
소부 온도로서는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 피막에 이용하는 수지의 경화 특성에 따라 조정하면 되지만, 예컨대, 프리코팅법에 이용하는 폴리에스터계 수지의 경우에는 190℃ 이상 250℃ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 200℃ 이상 240℃ 이하이다. 소부 온도를 상기의 범위 내로 하여, 유기 용매를 격하게 증발시키지 않도록 하는 것에 의해, 금속판 표면 근방에 있어서 기화된 유기 용매에 의한 대류가 발생하기 어려워져, 최표층의 피막 표면을 보다 평활하게 할 수 있다. 또한, 건조 온도로서는, 피막이 열에 의해 열화되지 않는 정도이면 되고, 예컨대, 190∼250℃ 정도가 바람직하고, 보다 바람직하게는 200∼240℃ 정도이다. 한편, 소부 ·건조 온도는, 도달 판온(Peak Metal Temperature: PMT)이다.
<내약품성도 우수한 금속 기판>
내약품성도 우수한 금속 기판으로 하기 위해서는, 제 2 금속 기판에 있어서, 합계 막 두께가 5μm 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 피막 형성용 조성물에는 추가로 경화제가 포함되어 있고, 상기 피막 형성용 조성물 중에서의 상기 경화제의 상기 열경화성 수지에 대한 질량비가 0.6 이상 1.0 이하이다. 또한, 제 2 금속 기판에 있어서, 금속판으로부터 가장 떨어진 피막을 형성하는 피막 형성용 조성물은, 열경화성 수지 및 경화제 대신에, 무기 고분자, 및/또는 유기 고분자와 무기 고분자의 하이브리드 고분자를 포함해도 된다.
내약품성도 우수한 금속 기판으로 하는 경우, 피막 형성용 조성물에 있어서, 경화제의 열경화성 수지에 대한 질량비가 0.6 이상 1.0 이하이고, 바람직하게는 0.62 이상 1.0 이하이며, 보다 바람직하게는 0.65 이상 1.0 이하이다. 피막은 유기 용매에는 용해되지 않지만, 용매 분자가 피막에 침입하여 팽윤 등의 변질이 생길 우려가 있다. 이것을 억제하기 위해서는, 열경화성 수지에 대하여 소정량의 경화제를 함유시키는 것에 의해, 피막의 경화도(가교 밀도)를 높이는 것이 유효해진다. 한편, 유기 용매에 대한 내성(내약품성)의 판단 기준에 대해서는 후술한다.
또한, 내약품성도 우수한 금속 기판으로 하는 경우, 피막 형성용 조성물에는, 열경화성 수지가 26.5∼62.5질량% 포함되어 있는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 36.0질량% 이상 56.3질량% 이하이다. 그리고, 피막 형성용 조성물에는, 경화제가 27.0질량% 이상 포함되어 있는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 31.6질량% 이상이다.
[최표층의 피막]
제 2 금속 기판에서는, 최표층 형성용 조성물로서, 전술한 열경화성 수지 및 경화제가 포함되어 있는 피막 형성용 조성물 대신에, 무기 고분자, 또는 유기 고분자와 무기 고분자의 하이브리드 고분자가 포함된 조성물을 이용할 수 있다. 열경화성 수지에 대하여 소정량의 경화제를 함유시킨 경우, 벤젠, 자일렌과 같은 용매에 대해서는 유효하더라도, 트라이플루오로아세트산, 나이트로메테인, 다이클로로벤젠, 클로로벤젠과 같은 강력한 유기 용매에 대해서는, 최표층이 변성되어 버릴 우려가 있다. 그래서, 전술한 바와 같은 강력한 유기 용매에 대해서도 변성이 우수한 최표층을 형성할 수 있도록 하기 위해서, 열경화성 수지가 포함되어 있는 피막 형성용 조성물 대신에, 무기 고분자, 및/또는 유기 고분자와 무기 고분자의 하이브리드 고분자가 포함된 조성물을 이용하는 것이 바람직하고, 유기 고분자와 무기 고분자의 하이브리드 고분자가 포함된 조성물을 이용하는 것이 보다 바람직하다.
무기 고분자로서, 예컨대, 폴리실라제인, 폴리실록세인, 폴리실레인, 폴리저메인, 폴리포스파젠, 폴리스타네인, 폴리메탈록세인, 폴리카복실레인 등을 들 수 있고, 내열성의 관점에서 폴리실라제인이 바람직하다. 폴리실라제인은, 기본 구성 단위 내에 메틸기 등의 유기질 성분을 포함한 유기 폴리실라제인도 알려져 있지만, 기본 구성 단위 내에 메틸기 등의 유기질 성분을 포함하지 않는 무기 폴리실라제인인 것이 바람직하다. 무기 폴리실라제인이란, -(SiH2NH)-를 기본 구성 단위로 하여, 기본 구성 단위 내에 메틸기 등의 유기질 성분을 포함하지 않고, 쇄상, 환상, 또는 이들의 복합 구조로 이루어지며, 가열·용매 제거·대기 중의 산소나 수분과의 반응에 의해서 -SiO2-(이하, 간단히 SiO2라 함)로 전화되는 재료이다(일본 특허공개 소60-145903호 공보를 참조).
무기 폴리실라제인이 함유된 최표층 형성용 조성물을 도포하여, 이것을 대기 중에서 가열하는 것에 의해, 용매가 제거되고, 또한 무기 폴리실라제인이 대기 중의 산소나 수분과 반응하여, 금속판 표면에 SiO2를 주체로 하는 경질 피막(SiO2층)을 형성할 수 있다. 즉, 무기 폴리실라제인이 함유된 최표층 형성용 조성물을 도포한 후, 대기 중에서 가열하는 것에 의해, 용매의 제거, 및 무기 폴리실라제인과 대기 중의 산소나 수분의 반응이 일어나, 무기 폴리실라제인은 SiO2로 전화된다. 이 SiO2에 의해서, 금속 기판의 표면 경도를 높일 수 있다. 또한, 무기 폴리실라제인을 함유하는 용액을 이용하여 SiO2층을 형성하는 것에 의해, 금속 기판의 내열성을 향상시킬 수 있다.
상기 무기 폴리실라제인으로서는, 구체적으로는, 퍼하이드로폴리실라제인을 적합하게 이용할 수 있다. 상기 무기 폴리실라제인으로서는, 수 평균 분자량이, 예컨대 500∼2500 정도인 것을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 무기 폴리실라제인 함유 용액으로서는, 무기 폴리실라제인을 용해하고 있는 용액을 이용하면 되고, 용매로서는, 예컨대, 다이뷰틸에터, 자일렌, 톨루엔 등의 유기 용매를 이용할 수 있다. 상기 무기 폴리실라제인 함유 용액에 있어서의 상기 무기 폴리실라제인의 농도는, 용액 전체의 질량에 대하여, 10질량% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20질량% 이상이다.
상기 무기 폴리실라제인 함유 용액은, 추가로, 무기 폴리실라제인으로부터 SiO2로의 전화를 촉진하기 위한 촉매를 포함하고 있는 것이 바람직하고, 예컨대, 팔라듐 촉매를 첨가하는 것에 의해, SiO2층을 비교적 저온에서 형성할 수 있기 때문에, 금속판의 내열 온도 내에서 SiO2층을 형성할 수 있다.
무기 폴리실라제인 함유 용액은, 예컨대, AZ 엘렉트로닉마테리얼즈사 등으로부터 입수할 수 있다. 또한, 입수한 용액을 농축하고 나서 이용해도 된다.
상기 무기 폴리실라제인 함유 용액을 도포한 후의 가열은, 대기 중에서 행하면 된다. 대기 중에서 가열하는 것에 의해, 무기 폴리실라제인이 대기 중의 산소나 수분과 반응하여, SiO2를 주체로 하는 피막(SiO2층)을 형성할 수 있다.
한편, SiO2를 주체로 하는 피막인 것은, 가열 전후에 있어서의 피막의 FT-IR(푸리에 변환형 적외 분광 광도계) 스펙트럼을 측정했을 때에, Si-H 결합, N-H 결합에 기인하는 피크 강도가 감소 내지 피크가 소멸하고, Si-O 결합에 기인하는 피크가 생성 내지 피크 강도가 증대하고 있는 것으로부터 확인할 수 있다. 한편, SiO2층 중에는, 예컨대, 약간의 Si-N 결합이나 N-H 결합 등이 포함되어 있어도 된다.
상기 대기 분위기는, 수증기를 포함하고 있어도 된다. 수증기 공존 분위기에서 가열하는 것에 의해, 전술한 SiO2의 형성이 촉진된다.
상기 대기 중에서 가열할 때의 조건은, 전술한 촉매를 병용하고 있는 경우는, 용액에 포함되는 용매를 휘발시킬 수 있는 범위로 설정하면 특별히 한정되지 않는다. 실리카 전화를 빠르게 행하기 위한 가열 온도는, 예컨대 200℃ 이상인 것이 바람직하다. 가열 시간은, 예컨대 30분 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1시간 이상이다.
한편, 대기 중에서 가열한 후에는, SiO2층의 표면을 공지된 조건에서 연마하여, 표면을 평활하게 해도 된다.
유기 고분자와 무기 고분자의 하이브리드 고분자(이하, 하이브리드 고분자라 함)로서는, 특별히 제한은 없고, 목적에 따라서 적절히 선택할 수 있다. 상기 하이브리드 고분자란, 유기 고분자와 무기 고분자가 블록적으로 결합된 고분자이며, 유기 고분자와 무기 고분자는 나노레벨로 균일하게 분산되어 있다. 예컨대, 하이브리드 고분자로서, 알콕시실릴기 함유의 유기 중합체에, 알콕시실레인을 가수분해·공축합하여 얻어지는 것을 들 수 있다. 특히, -Si(OR)3(단 R은 탄소수 10 이하의 저급 알킬기를 나타낸다.)로 표시되는 알콕시실릴기 함유의 유기 중합체에, RnSi(OR)4-n(단, R은 탄소수 10 이하의 저급 알킬기를 나타내고, n은 1 또는 2의 정수를 나타낸다.)으로 표시되는 알콕시실레인류를 가수분해·공축합하여 얻어지는 하이브리드 고분자가 바람직하다.
상기 하이브리드 고분자로서는, 특별히 제한은 없고, 적절히 조제한 것을 사용해도 되고, 시판품을 사용해도 된다. 상기 시판품으로서는, 예컨대, JSR사제 글라스카(등록상표), 아라카와화학공업사제 콤포세란(등록상표) 등을 들 수 있다.
금속판의 표면에 피막을 복수층 적층하는 경우, 각 피막의 막 두께는 0.1μm 이상 40μm 이하이며, 복수층의 피막의 막 두께의 합계는 5μm 이상이다. 1층당 막 두께가 0.1μm 미만이면, 피막에 핀홀 등의 결함이 생길 우려가 있어, 내전압(절연내성)을 확보할 수 없을 우려가 있다. 또한, 복수층의 피막의 막 두께의 합계가 5μm 미만이면, 금속 기판의 내전압이 0.1kV 미만이 되어 버려, 내전압성(절연내성)을 확보할 수 없을 우려가 있다.
또한, 후술하는 내약품성 시험을 행한 결과, 침지 후에 있어서의 내전압이 침지 전에 있어서의 내전압과 비교하여 변화율이 30% 이하인 경우, 내약품성이 있는 것으로 한다. 변화율은 20% 이하인 것이 바람직하다.
<서브스트레이트형 박막 태양 전지>
본 발명에 따른 금속 기판을 구비한 서브스트레이트형 박막 태양 전지에 대하여 설명한다. 서브스트레이트형 태양 전지는, 본 발명에 따른 금속 기판을 구비한 것이면, 공지된 어느 구조여도 되고, 예컨대, 기본적으로는 본 발명에 따른 금속 기판의 피막 상에, 이면 전극, 광전 변환층, 투명 전극이 이 순서로 적층된 구조이다. 광전 변환층은, 투명 전극을 통과하여 도달한 광을 흡수하여 전류가 발생하는 층이며, 이면 전극 및 투명 전극은, 둘 다 광전 변환층에서 발생한 전류를 취출하기 위한 것으로, 둘 다 도전성 재료로 이루어진다. 광입사측의 투명 전극은 투광성을 가질 필요가 있다. 이면 전극, 광전 변환층, 투명 전극에 대해서는, 공지된 서브스트레이트형 박막 태양 전지와 마찬가지의 재료를 이용할 수 있다.
이면 전극은, 특별히 제한되는 것은 아니고, 예컨대, Mo, Cr, W 등의 금속, 및 이들 금속을 조합시킨 것을 이용할 수 있다. 이면 전극은, 단층 구조여도 되고, 2층 구조 등의 적층 구조여도 된다. 이면 전극의 두께는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 두께가 0.1μm 이상인 것이 바람직하고, 0.45∼1.0μm인 것이 보다 바람직하다.
광전 변환층의 구성은, 특별히 제한되는 것은 아니고, 예컨대, 적어도 1종의 칼코파이라이트 구조의 화합물 반도체이다. 또한, 광전 변환층은, Ib족 원소와 IIIb족 원소와 VIb족 원소로 이루어지는 적어도 1종의 화합물 반도체여도 된다.
더욱 광 흡수율이 높고, 높은 광전 변환 효율이 얻어지기 때문에, 광전 변환층은, Cu 및 Ag으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 Ib족 원소와, Al, Ga 및 In으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 IIIb족 원소와, S, Se, 및 Te로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 VIb족 원소로 이루어지는 적어도 1종의 화합물 반도체인 것이 바람직하다. 이 화합물 반도체로서는, CuAlS2, CuGaS2, CuInS2, CuAlSe2, CuGaSe2, CuInSe2(CIS), AgAlS2, AgGaS2, AgInS2, AgAlSe2, AgGaSe2, AgInSe2, AgAlTe2, AgGaTe2, AgInTe2, Cu(In1-xGax)Se2(CIGS), Cu(In1-xAlx)Se2, Cu(In1-xGax)(S, Se)2, Ag(In1-xGax)Se2, 및 Ag(In1-xGax)(S, Se)2 등을 들 수 있다.
투명 전극은, 예컨대, Al, B, Ga, Sb 등이 첨가된 ZnO, ITO(인듐-주석 산화물), 또는 SnO2 및 이들을 조합시킨 것에 의해 구성된다. 투명 전극은, 단층 구조여도 되고, 2층 구조 등의 적층 구조여도 된다. 또한, 투명 전극의 두께는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 0.3∼1μm가 바람직하다.
서브스트레이트형 박막 태양 전지는 공지된 방법으로 제작할 수 있고, 예컨대, 이하의 제조 방법으로 서브스트레이트형 박막 태양 전지를 제작할 수 있다. 우선, 본 발명에 따른 금속 기판 상에, 스퍼터법, 진공 증착법, 열CVD법, 습식 도공법 등의 종래부터 알려져 있는 방법에 의해 이면 전극을 형성한다. 이어서, 이면 전극 상에 스퍼터법, 진공 증착법, 열CVD법, 습식 도공법 등의 종래부터 알려져 있는 방법에 의해 광전 변환층을 형성한다. 계속해서, 광전 변환층 상에 스퍼터법, 진공 증착법, 열CVD법, 습식 도공법 등의 종래부터 알려져 있는 방법에 의해 투명 전극을 형성한다.
한편, 투명 전극의 형성 시에 광전 변환층을 보호하기 위해서, 광전 변환층과 투명 전극 사이에 버퍼층을 설치해도 된다. 또한, 투명 전극 상에 봉지재를 설치해도 된다.
<톱 에미션형 유기 EL 소자>
본 발명에 따른 금속 기판은, 톱 에미션형 유기 EL 소자에도 적용 가능하다. 이와 같은 톱 에미션형 유기 EL 소자는, 본 발명에 따른 금속 기판을 구비한 것이면, 공지된 어느 구조여도 되고, 예컨대, 기본적으로는 본 발명에 따른 금속 기판의 피막 상에, 전극, 유기층, 투명 도전막이 이 순서로 적층된 것이다. 전극, 유기층, 투명 도전막에 대해서는, 공지된 서브스트레이트형 박막 태양 전지와 마찬가지의 재료를 이용할 수 있다. 톱 에미션형 유기 EL 소자에서는, 광은 투명 도전성막을 투과하여 (기판을 투과하지 않고) 취출되기 때문에, 기판으로서 투명하지 않은 금속판을 이용할 수 있다.
전극은, 예컨대, 인듐-주석 산화물(ITO), 인듐-아연 산화물(IZO), 주석 산화물, Au 등의 금속의 극박막, 도전성 고분자, 도전성의 유기 재료, 도펀트(도너 또는 억셉터) 함유 유기층, 도전체와 도전성 유기 재료(고분자 포함)의 혼합물, 또는 이들의 적층체 등이 재료로서 이용된다. 전극은, 이들 재료를 스퍼터법이나 이온 플레이팅법 등의 기상 성장법을 이용하여 성막할 수 있다.
유기층의 유기 발광층은, 예컨대, 안트라센, 나프탈렌, 피렌, 테트라센, 코로넨, 페릴렌, 프탈로페릴렌, 나프탈로페릴렌, 다이페닐뷰타다이엔, 테트라페닐뷰타다이엔, 쿠마린, 옥사다이아졸, 비스벤족사졸린, 비스스타이릴, 사이클로펜타다이엔, 퀴놀린 금속 착체, 트리스(8-하이드록시퀴놀리네이토)알루미늄 착체, 트리스(4-메틸-8-퀴놀리네이토)알루미늄 착체, 트리스(5-페닐-8-퀴놀리네이토)알루미늄 착체, 아미노퀴놀린 금속 착체, 벤조퀴놀린 금속 착체, 트라이(p-터페닐-4-일)아민, 피란, 퀴나크리돈, 루브렌, 및 이들의 유도체, 또는 1-아릴-2,5-다이(2-싸이엔일)피롤 유도체, 다이스타이릴벤젠 유도체, 스타이릴아릴렌 유도체, 스타이릴아민 유도체, 및 이들 발광성 화합물로 이루어지는 기를 분자의 일부분에 갖는 화합물 또는 고분자 등이 재료로서 이용된다. 또한, 상기 화합물로 대표되는 형광 색소 유래의 화합물뿐만 아니라, 이른바 인광 발광 재료, 예컨대, Ir 착체, Os 착체, Pt 착체, 유로퓸 착체 등의 발광 재료, 또는 그들을 분자 내에 갖는 화합물 또는 고분자도 이용된다. 유기층은, 스퍼터법, 진공 증착법 등의 종래부터 알려져 있는 방법에 의해 형성할 수 있다. 한편, 유기층은, 유기 발광층 외에도 정공 주입층, 정공 수입층, 전자 수송층, 전자 주입층 등을 포함하고 있어도 된다.
투명 도전막은, Al이나 은 등의 단체, 또는 Al이나 은 등과 다른 전극 재료를 조합시켜 적층 구조로 구성된 것이 재료로서 이용된다. 전극 재료의 조합은, 알칼리 금속과 Al의 적층체, 알칼리 금속과 은의 적층체, 알칼리 금속의 할로젠화물과 Al의 적층체, 알칼리 금속의 산화물과 Al의 적층체, 알칼리 토류 금속이나 희토류 금속과 Al의 적층체, 이들 금속종과 다른 금속의 합금 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 예컨대, 나트륨, 나트륨-칼륨 합금, 리튬, 마그네슘 등과 Al의 적층체, 마그네슘-은 혼합물, 마그네슘-인듐 혼합물, 알루미늄-리튬 합금, LiF와 Al의 혼합물, Al과 Al2O3의 혼합물 등을 들 수 있다. 투명 도전막은, 스퍼터법, 진공 증착법 등의 종래부터 알려져 있는 방법에 의해 형성할 수 있다.
본원은, 2013년 3월 28일에 출원된 일본국 특허 출원 제2013-070259호 및2013년 3월 28일에 출원된 일본 특허출원 제2013-070260호에 근거하는 우선권의 이익을 주장하는 것이다. 2013년 3월 28일에 출원된 일본 특허출원 제2013-070259호 및 2013년 3월 28일에 출원된 일본 특허출원 제2013-070260호의 명세서의 전 내용이, 본원에 참고를 위해 원용된다.
실시예
이하에 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은, 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니고, 전·후기의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 적절히 변경하여 실시하는 것도 가능하며, 그들은 어느 것이나 본 발명의 기술적 범위에 포함된다. 또한, 실시예에서 이용한 평가 방법은 이하와 같다.
<내전압(절연내성)>
후술하는 제작 방법으로 치수 50mm×50mm×0.8mm의 공시재를 제작한 후, JIS 규격 C2110-1에 준거하여, 공시재의 한쪽 면에 외경 20mm의 구형(球形) 전극을 하중 500g으로 접촉시킨 상태로, 절연 파괴 시험 장치를 이용하여, 20∼40초 정도로 절연 파괴가 일어나는 일정 속도로 두께 방향으로 직류 전압을 인가하여, 절연 파괴를 일으켰을 때의 전압을 측정했다. 상기 전압 측정을 5회 행하여, 그 평균치를 내전압으로 했다.
<평균 표면 거칠기 Ra>
후술하는 제작 방법으로 얻어진 공시재에 대하여, 원자간력 현미경(Atomic Force Microscope, AFM)(세이코전자공업제 SPI3800N)을 이용하여, 10μm×10μm의 에어리어의 임의의 3개소의 표면 거칠기를 측정하여, 그 평균치를 평균 표면 거칠기 Ra로 했다.
<내약품성(표면 거칠기 Ra 및 내전압의 변화율)>
후술하는 제작 방법으로 얻어진 공시재를 자일렌에 24시간 침지하고, 침지 후에 있어서의 표면 거칠기 Ra 및 내전압의, 침지 전에 있어서의 표면 거칠기 Ra 및 내전압과의 변화율을 구했다. 한편, 침지 후에 있어서의 표면 거칠기 Ra 및 내전압은, 전술한 침지 전의 각 측정 방법과 마찬가지로 측정했다.
(도료 1-1의 제작 방법)
자일렌(비점: 140℃)과 사이클로헥산온(비점: 156℃)을 등량씩 혼합한 용매에, 폴리에스터 수지(도요보사제 바이론(등록상표) 300)를 고형분 환산으로 75질량부, 멜라민 수지(DIC사제 슈퍼베카민(등록상표) J-820-60)를 고형분 환산으로 25질량부 가하여, 도료 1-1을 얻었다. 폴리에스터 수지와 멜라민 수지의 합계 고형분이 58질량%가 되도록 자일렌과 사이클로헥산온의 혼합 용매의 양을 조정했다.
(도료 1-2의 제작 방법)
도료 1-1에 있어서, 자일렌과 사이클로헥산온을 등량씩 혼합한 용매 대신에, 방향족 탄화수소계 용매(엑손모빌사제 솔베소(등록상표) 150(비점: 183℃))를 이용한 점 이외에는, 도료 1-1과 마찬가지로 하여 도료 1-2를 얻었다.
(도료 1-3의 제작 방법)
자일렌과 사이클로헥산온을 등량씩 혼합한 용매에, 폴리에스터 수지(도요보사제 바이론(등록상표) 300)를 고형분 환산으로 75질량부, 멜라민 수지(DIC사제 슈퍼베카민(등록상표) J-820-60)를 고형분 환산으로 25질량부, 산화타이타늄(테이카사제 TITANIX(등록상표) JR-301(입경 0.30μm))을 50질량부 가하여, 도료 1-3을 얻었다. 폴리에스터 수지, 멜라민 수지, 및 산화타이타늄의 합계의 고형분이 63질량%가 되도록 자일렌과 사이클로헥산온의 혼합 용매의 양을 조정했다.
(도료 1-4의 제작 방법)
도료 1-3에 있어서, 산화타이타늄을 100질량부 가한 점, 폴리에스터 수지, 멜라민 수지, 및 산화타이타늄의 합계의 고형분이 67질량%가 되도록 조정한 점 이외에는, 도료 1-3과 마찬가지로 하여 도료 1-4를 얻었다.
(도료 1-5의 제작 방법)
아세트산 뷰틸(비점: 126℃)과 1-뷰탄올(비점: 117℃)을 등량씩 혼합한 용매에, 금속 소재용 아크릴 수지 소부 상도 클리어(에이에스페인트사제 사구란(등록상표) 7000 클리어를 가하여, 도료 1-5를 얻었다. 아크릴 수지 소부 상도 클리어의 고형분이 25질량%가 되도록 혼합 용매의 양을 조정했다.
(실시예 1-1)
공시재로서는, 전기 아연 도금 강판(판 두께 0.8mm)을 금속판으로 하고, 금속판의 표면에, 바 코터로 도료 1-1을 막 두께 24.0μm가 되도록 도포하고, 도달 판온(Peak Metal Temperature: PMT)이 220℃가 되도록 2분간 소부 ·건조시켜, 1층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 1-2)
실시예 1-1에 있어서, 피막의 막 두께가 14.1μm가 되도록 도포하는 점 이외에는, 실시예 1-1과 마찬가지로 하여 1층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 1-3)
실시예 1-1에 있어서, 피막의 막 두께가 11.3μm가 되도록 도포하는 점 이외에는, 실시예 1-1과 마찬가지로 하여 1층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 1-4)
실시예 1-1에 있어서, 피막의 막 두께가 35.2μm가 되도록 도포하는 점, 도료 1-1 대신에 도료 1-2를 이용하는 점 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 1층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 1-5)
실시예 1-1에 있어서, 도료 1-1 대신에 도료 1-3을 이용하는 점 이외에는, 실시예 1-1과 마찬가지로 하여 1층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
(비교예 1-1)
실시예 1-1에 있어서, 피막의 막 두께가 42.2μm가 되도록 도포하는 점 이외에는, 실시예 1-1과 마찬가지로 하여 1층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
(비교예 1-2)
실시예 1-1에 있어서, 피막의 막 두께가 5.6μm가 되도록 도포하는 점 이외에는, 실시예 1-1과 마찬가지로 하여 1층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
(비교예 1-3)
실시예 1-1에 있어서, 도료 1-1 대신에 도료 1-4를 이용하는 점 이외에는, 실시예 1-1과 마찬가지로 하여 1층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112015093311973-pct00001
(실시예 1-6)
공시재로서는, 전기 아연 도금 금속판(판 두께 0.8mm, 금속판 양면에서의 각 면당 아연 도금 부착량 20g/m2)을 금속판으로 하고, 내층 피막으로서, 금속판의 표면에, 바 코터로 도료 1-1을 막 두께 28.2μm가 되도록 도포하고, 도달 판온(Peak Metal Temperature: PMT)이 220℃가 되도록 2분간 소부 ·건조시켰다.
그 후, 외층 도막으로서, 내층 피막의 표면(내층 피막의 금속판에 접하지 않고 있는 측의 면)에, 바 코터로 도료 1-1을 막 두께 28.2μm가 되도록 도포하고, 도달 판온(Peak Metal Temperature: PMT)이 220℃가 되도록 2분간 소부 ·건조시켜, 2층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
(실시예 1-7)
실시예 1-6에 있어서, 내층 피막 및 외층 피막이 각각 막 두께 1.9μm가 되도록 도포하는 점 이외에는, 실시예 1-6과 마찬가지로 하여 2층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
(비교예 1-4)
실시예 1-6에 있어서, 내층 피막 및 외층 피막이 각각 막 두께 1.4μm가 되도록 도포하는 점 이외에는, 실시예 1-6과 마찬가지로 하여 2층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure 112015093311973-pct00002
(실시예 1-8)
공시재로서는, 전기 아연 도금 강판(판 두께 0.8mm)을 금속판으로 하고, 금속판의 표면에, 정전 도장기(랜즈버그 인더스트리사제 옵티플렉스)로 도료 1-5를 막 두께 10μm가 되도록 정전 도장하고, 도달 판온(Peak Metal Temperature: PMT)이 150℃가 되도록 20분간 소부 ·건조시켜, 1층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 3에 나타낸다.
(실시예 1-9)
실시예 1-8에 있어서, 피막의 막 두께가 30μm가 되도록 정전 도장하는 점 이외에는, 실시예 1-8과 마찬가지로 하여 1층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 3에 나타낸다.
(실시예 1-10)
실시예 1-8에 있어서, 피막의 막 두께가 50μm가 되도록 정전 도장하는 점 이외에는, 실시예 1-8과 마찬가지로 하여 1층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 3에 나타낸다.
(실시예 1-11)
공시재로서는, 전기 아연 도금 금속판(판 두께 0.8mm, 금속판 양면에서의 각 면당 아연 도금 부착량 20g/m2)을 금속판으로 하고, 내층 피막으로서, 금속판의 표면에, 정전 도장기(랜즈버그 인더스트리사제 옵티플렉스)로 도료 1-5를 막 두께 25μm가 되도록 정전 도장하고, 도달 판온(Peak Metal Temperature: PMT)이 150℃가 되도록 20분간 소부 ·건조시켰다.
그 후, 외층 도막으로서, 내층 피막의 표면(내층 피막의 금속판에 접하지 않고 있는 측의 면)에, 정전 도장기(랜즈버그 인더스트리사제 옵티플렉스)로 도료 1-5를 막 두께 25μm가 되도록 정전 도장하고, 도달 판온(Peak Metal Temperature: PMT)이 150℃가 되도록 20분간 소부 ·건조시켜, 2층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 3에 나타낸다.
(실시예 1-12)
실시예 1-11에 있어서, 내층 피막의 막 두께가 35μm, 외층 피막의 막 두께가 35μm가 되도록 정전 도장하는 점 이외에는, 실시예 1-11과 마찬가지로 하여 2층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 3에 나타낸다.
Figure 112015093311973-pct00003
(도료 2-1의 제작 방법)
자일렌(비점: 140℃)과 사이클로헥산온(비점: 156℃)을 등량씩 혼합한 용매에, 폴리에스터 수지(도요보사제 바이론(등록상표) 300)를 고형분 환산으로 50질량부, 멜라민 수지(DIC사제 슈퍼베카민(등록상표) J-820-60)를 고형분 환산으로 50질량부 가하여, 도료 2-1을 얻었다. 폴리에스터 수지와 멜라민 수지의 합계 고형분이 58질량%가 되도록 자일렌과 사이클로헥산온의 혼합 용매의 양을 조정했다.
(도료 2-2의 제작 방법)
도료 2-1에 있어서, 폴리에스터 수지를 고형분 환산으로 62.5질량부, 멜라민 수지를 고형분 환산으로 37.5질량부 가한 점 이외에는, 도료 2-1과 마찬가지로 하여 도료 2-2를 얻었다.
(도료 2-3의 제작 방법)
도료 2-1에 있어서, 폴리에스터 수지를 고형분 환산으로 75질량부, 멜라민 수지를 고형분 환산으로 25질량부 가한 점 이외에는, 도료 2-1과 마찬가지로 하여 도료 2-3을 얻었다.
(도료 2-4의 제작 방법)
용매인 사이클로헥산온에, 유기·무기 하이브리드 코팅재(JSR사제 글라스카(등록상표) HPC7506A를 가하여, 도료 2-4를 얻었다. 유기·무기 하이브리드 코팅재의 고형분이 20질량%가 되도록 사이클로헥산온의 양을 조정했다.
(도료 2-5에 대하여)
폴리실라제인 코팅액(AZ 엘렉트로닉마테리얼즈사제 아쿠아미카(등록상표) NAX-120-20)을 그대로 이용했다.
(도료 2-6의 제작 방법)
용매인 사이클로헥산온에, 유기·무기 하이브리드 코팅재(JSR사제 글라스카(등록상표) HPC7506A를 고형분 환산으로 75질량부, 산화타이타늄(테이카사제 TITANIX(등록상표) JR-301(입경 0.30μm))을 25질량부 가하여, 도료 2-6을 얻었다. 유기·무기 하이브리드 코팅재 및 산화타이타늄의 합계의 고형분이 50질량%가 되도록 사이클로헥산온의 양을 조정했다.
(도료 2-7의 제작 방법)
도료 2-6에 있어서, 유기·무기 하이브리드 코팅재를 고형분 환산으로 67질량부, 산화타이타늄을 고형분 환산으로 33질량부 가한 점 이외에는, 도료 2-6과 마찬가지로 하여 도료 2-7을 얻었다.
(실시예 2-1)
공시재로서는, 전기 아연 도금 강판(판 두께 0.8mm)을 금속판으로 하고, 금속판의 표면에, 바 코터로 도료 2-1을 막 두께 24.0μm가 되도록 도포하고, 도달 판온(Peak Metal Temperature: PMT)이 220℃가 되도록 2분간 소부 ·건조시켜, 1층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 4에 나타낸다.
(실시예 2-2)
실시예 2-1에 있어서, 피막의 막 두께가 22.5μm가 되도록 도포하는 점 이외에는, 실시예 2-1과 마찬가지로 하여 1층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 4에 나타낸다.
(실시예 2-3)
실시예 2-1에 있어서, 피막의 막 두께가 14.1μm가 되도록 도포하는 점 이외에는, 실시예 2-1과 마찬가지로 하여 1층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 4에 나타낸다.
(실시예 2-4)
실시예 2-1에 있어서, 피막의 막 두께가 11.3μm가 되도록 도포하는 점 이외에는, 실시예 2-1과 마찬가지로 하여 1층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 4에 나타낸다.
(실시예 2-5)
실시예 2-1에 있어서, 도료 2-1 대신에 도료 2-2를 이용하는 점 이외에는, 실시예 2-1과 마찬가지로 하여 1층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 4에 나타낸다.
(비교예 2-1)
실시예 2-1에 있어서, 피막의 막 두께가 5.6μm가 되도록 도포하는 점 이외에는, 실시예 2-1과 마찬가지로 하여 1층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 4에 나타낸다.
(비교예 2-2)
실시예 2-1에 있어서, 피막의 막 두께가 42.2μm가 되도록 도포하는 점 이외에는, 실시예 2-1과 마찬가지로 하여 1층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 4에 나타낸다.
(비교예 2-3)
실시예 2-1에 있어서, 도료 2-1 대신에 도료 2-3을 이용하는 점 이외에는, 실시예 2-1과 마찬가지로 하여 1층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 4에 나타낸다.
Figure 112015093311973-pct00004
(실시예 2-6)
공시재로서는, 전기 아연 도금 금속판(판 두께 0.8mm, 금속판 양면에서의 각 면당 아연 도금 부착량 20g/m2)을 금속판으로 하고, 내층 피막으로서, 금속판의 표면에, 바 코터로 도료 2-1을 막 두께 28.2μm가 되도록 도포하고, 도달 판온(Peak Metal Temperature: PMT)이 220℃가 되도록 2분간 소부 ·건조시켰다.
그 후, 외층 도막으로서, 내층 피막의 표면(내층 피막의 금속판에 접하지 않고 있는 측의 면)에, 바 코터로 도료 2-1을 막 두께 28.2μm가 되도록 도포하고, 도달 판온(Peak Metal Temperature: PMT)이 220℃가 되도록 2분간 소부 ·건조시켜, 2층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 5에 나타낸다.
(실시예 2-7)
실시예 2-6에 있어서, 내층 피막 및 외층 피막이 각각 막 두께 5.6μm가 되도록 도포하는 점 이외에는, 실시예 2-6과 마찬가지로 하여 2층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 5에 나타낸다.
(실시예 2-8)
실시예 2-6에 있어서, 내층 피막 및 외층 피막이 각각 막 두께 2.8μm가 되도록 도포하는 점 이외에는, 실시예 2-6과 마찬가지로 하여 2층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 5에 나타낸다.
(실시예 2-9)
공시재로서는, 전기 아연 도금 금속판(판 두께 0.8mm, 금속판 양면에서의 각 면당 아연 도금 부착량 20g/m2)을 금속판으로 하고, 내층 피막으로서, 금속판의 표면에, 바 코터로 도료 2-1을 막 두께 11.3μm가 되도록 도포하고, 도달 판온(Peak Metal Temperature: PMT)이 220℃에서 2분간 소부 ·건조시켰다.
그 후, 외층 도막으로서, 내층 피막의 표면(내층 피막의 금속판에 접하지 않고 있는 측의 면)에, 바 코터로 도료 2-4를 막 두께 1.0μm가 되도록 도포하고, 도달 판온(Peak Metal Temperature: PMT)이 220℃에서 2분간 소부 ·건조시켜, 2층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 5에 나타낸다.
(실시예 2-10)
실시예 2-9에 있어서, 외층 도막을 제작할 때에 도료 2-4 대신에 도료 2-5를 이용하는 점 이외에는, 실시예 2-9와 마찬가지로 하여 2층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 5에 나타낸다.
(실시예 2-11)
실시예 2-9에 있어서, 외층 도막을 제작할 때에 도료 2-4 대신에 도료 2-6을 이용하는 점 이외에는, 실시예 2-9와 마찬가지로 하여 2층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 5에 나타낸다.
(비교예 2-4)
내층 피막 및 외층 피막이 각각 막 두께 2.1μm가 되도록 도포하는 점 이외에는, 실시예 2-6과 마찬가지로 하여 2층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 5에 나타낸다.
(비교예 2-5)
실시예 2-9에 있어서, 외층 도막을 제작할 때에 도료 2-4 대신에 도료 2-7을 이용하는 점 이외에는, 실시예 2-9와 마찬가지로 하여 2층의 피막을 적층한 금속 기판을 얻었다.
얻어진 적층체의 물성, 평가 결과를 표 5에 나타낸다.
Figure 112015093311973-pct00005
금속판에 소정의 피막을 적층하는 것에 의해, 피막의 표면을 평활하게 함과 함께, 피막이 절연성을 갖는 금속 기판이 되어, 서브스트레이트형 박막 태양 전지 또는 톱 에미션형 유기 EL 소자에 이용하는 것이 가능해진다.

Claims (12)

  1. 서브스트레이트형 박막 태양 전지 또는 톱 에미션형 유기 EL 소자에 이용되는 금속 기판으로서,
    금속판의 표면에, 막 두께가 10μm 이상 40μm 이하인 피막이 1층만 적층되어 있고, 상기 피막의 표면 거칠기 Ra가 30nm 이하이며,
    상기 피막은, 열경화성 수지가 포함되어 있고, 고체 안료의 체적분율이 20% 이하인 피막 형성용 조성물을 소부하여 얻어지고,
    상기 피막 형성용 조성물에는 추가로 경화제가 포함되어 있고, 상기 피막 형성용 조성물 중에서의 상기 경화제의 상기 열경화성 수지에 대한 질량비가 0.6 이상 1.0 이하인
    것을 특징으로 하는, 금속 기판.
  2. 서브스트레이트형 박막 태양 전지 또는 톱 에미션형 유기 EL 소자에 이용되는 금속 기판으로서,
    금속판의 표면에, 막 두께가 0.1μm 이상 40μm 이하인 피막이 복수층 적층되어 있고, 이들 복수층의 피막의 합계 막 두께는 5μm 이상이고, 상기 금속판으로부터 가장 떨어진 피막의 표면 거칠기 Ra가 30nm 이하이며,
    상기 피막은, 열경화성 수지가 포함되어 있고, 고체 안료의 체적분율이 20% 이하인 피막 형성용 조성물을 소부하여 얻어지고,
    상기 피막 형성용 조성물에는 추가로 경화제가 포함되어 있고, 상기 피막 형성용 조성물 중에서의 상기 경화제의 상기 열경화성 수지에 대한 질량비가 0.6 이상 1.0 이하인
    것을 특징으로 하는, 금속 기판.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 금속판으로부터 가장 떨어진 피막을 형성하는 피막 형성용 조성물은, 열경화성 수지 및 경화제 대신에, 무기 고분자, 및/또는 유기 고분자와 무기 고분자의 하이브리드 고분자를 포함하는 금속 기판.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 피막의 합계 막 두께가 40μm 초과 120μm 이하인 금속 기판.
  8. 제 1 항, 제 2 항, 제 6 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열경화성 수지는 폴리에스터 수지인 금속 기판.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 1층만의 피막의 표면 거칠기 Ra는 10nm 이하인, 금속 기판.
  10. 제 1 항, 제 2 항, 제 6 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 금속 기판을 구비한 서브스트레이트형 박막 태양 전지.
  11. 제 1 항, 제 2 항, 제 6 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 금속 기판을 구비한 톱 에미션형 유기 EL 소자.
  12. 제 2 항, 제 6 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속판으로부터 가장 떨어진 피막의 표면 거칠기 Ra는 10nm 이하인, 금속 기판.
KR1020157026524A 2013-03-28 2014-03-28 금속 기판, 그것을 이용한 서브스트레이트형 박막 태양 전지 및 톱 에미션형 유기 el 소자 KR101821872B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2013-070260 2013-03-28
JP2013070260 2013-03-28
JP2013070259 2013-03-28
JPJP-P-2013-070259 2013-03-28
PCT/JP2014/059075 WO2014157601A1 (ja) 2013-03-28 2014-03-28 金属基板、それを用いたサブストレート型薄膜太陽電池及びトップエミッション型有機ｅｌ素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150125980A KR20150125980A (ko) 2015-11-10
KR101821872B1 true KR101821872B1 (ko) 2018-01-24

Family

ID=51624557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157026524A KR101821872B1 (ko) 2013-03-28 2014-03-28 금속 기판, 그것을 이용한 서브스트레이트형 박막 태양 전지 및 톱 에미션형 유기 el 소자

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JP5715721B2 (ko)
KR (1) KR101821872B1 (ko)
CN (2) CN105102218B (ko)
MY (1) MY178501A (ko)
TW (1) TWI559564B (ko)
WO (1) WO2014157601A1 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6510760B2 (ja) * 2014-03-31 2019-05-08 株式会社神戸製鋼所 金属基板
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
JP6125564B2 (ja) * 2015-05-28 2017-05-10 株式会社神戸製鋼所 有機電子デバイス及び有機電子デバイス用基板
JP6793083B2 (ja) * 2017-03-30 2020-12-02 株式会社神戸製鋼所 絶縁皮膜積層金属板及び金属基板
JP7066578B2 (ja) * 2018-09-04 2022-05-13 株式会社神戸製鋼所 有機電子デバイス及び有機電子デバイス用基板
CN113226738A (zh) 2018-12-28 2021-08-06 杰富意钢铁株式会社 膜层压金属板、挠性器件用基板、以及有机el器件用基板
EP4289615A4 (en) 2021-03-23 2024-07-31 Jfe Steel Corp FILM LAMINATED METAL SHEET, METHOD FOR MANUFACTURING SAME, FLEXIBLE ELECTRONICS SUBSTRATE AND ORGANIC EL SUBSTRATE

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006164808A (ja) * 2004-12-09 2006-06-22 Hitachi Ltd 発光素子，照明装置及びこれを有する表示装置
JP2009076452A (ja) * 2007-08-27 2009-04-09 Panasonic Electric Works Co Ltd 有機ｅｌ発光素子
JP2011138683A (ja) * 2009-12-28 2011-07-14 Dainippon Printing Co Ltd 電子素子

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2853534B2 (ja) * 1993-11-15 1999-02-03 日本鋼管株式会社 塗装金属板
US6787989B2 (en) * 2000-06-21 2004-09-07 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Substrate with transparent conductive film and organic electroluminescence device using the same
KR100704258B1 (ko) * 2004-06-02 2007-04-06 세이코 엡슨 가부시키가이샤 유기 ｅｌ 장치 및 전자 기기
KR100563066B1 (ko) * 2004-06-10 2006-03-24 삼성에스디아이 주식회사 유기 전계 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법
JP2006331694A (ja) * 2005-05-23 2006-12-07 Matsushita Electric Works Ltd 有機発光素子及び有機発光素子用基板
JP2007065644A (ja) * 2005-08-03 2007-03-15 Asahi Kasei Corp ディスプレイ用基板及びディスプレイ並びにそれらの製造方法
US8513878B2 (en) * 2006-09-28 2013-08-20 Fujifilm Corporation Spontaneous emission display, spontaneous emission display manufacturing method, transparent conductive film, electroluminescence device, solar cell transparent electrode, and electronic paper transparent electrode
JP2010140742A (ja) * 2008-12-11 2010-06-24 Konica Minolta Opto Inc 有機ｅｌ面発光体、及びそれを用いた有機ｅｌ表示装置、有機ｅｌ照明装置
JP2011077229A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Fujifilm Corp 光電変換装置
DE112012000766T5 (de) * 2011-02-10 2014-02-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd Licht emittierende Einrichtung und Verfahren zum Herstellen derselben, Beleuchtungsvorrichtung und Anzeigevorrichtung
CN103460428B (zh) * 2011-03-28 2016-09-07 住友化学株式会社 电子设备、高分子化合物、有机化合物及高分子化合物的制备方法
JP5853567B2 (ja) * 2011-10-11 2016-02-09 日新製鋼株式会社 有機ｅｌ素子用基板及びその製造方法、並びに有機ｅｌ素子
CN103107290A (zh) * 2011-11-11 2013-05-15 海洋王照明科技股份有限公司 有机电致发光器件、基底及其制备方法
JP5907722B2 (ja) * 2011-12-23 2016-04-26 株式会社半導体エネルギー研究所 発光装置の作製方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006164808A (ja) * 2004-12-09 2006-06-22 Hitachi Ltd 発光素子，照明装置及びこれを有する表示装置
JP2009076452A (ja) * 2007-08-27 2009-04-09 Panasonic Electric Works Co Ltd 有機ｅｌ発光素子
JP2011138683A (ja) * 2009-12-28 2011-07-14 Dainippon Printing Co Ltd 電子素子

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014157601A1 (ja) 2014-10-02
JP5715721B2 (ja) 2015-05-13
TW201507184A (zh) 2015-02-16
JP2014208479A (ja) 2014-11-06
CN105102218A (zh) 2015-11-25
KR20150125980A (ko) 2015-11-10
CN107571572B (zh) 2019-10-18
TWI559564B (zh) 2016-11-21
CN107571572A (zh) 2018-01-12
MY178501A (en) 2020-10-14
CN105102218B (zh) 2017-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101821872B1 (ko) 금속 기판, 그것을 이용한 서브스트레이트형 박막 태양 전지 및 톱 에미션형 유기 el 소자
JP5007987B2 (ja) 接着促進剤、電気活性層及びそれを含む電気活性素子とその方法
JP6510760B2 (ja) 金属基板
WO2015152425A1 (ja) 透明電極、及び有機電子デバイス
JP5652712B2 (ja) 光電変換素子及びその製造方法、並びにインク
JP2012191194A (ja) 光電変換素子、太陽電池及び太陽電池モジュール並びにこれらの製造方法
JP2015134703A (ja) 金属酸化物含有層形成用組成物、及び電子デバイスの製造方法
US20150129847A1 (en) Method for producing conductive substrate, conductive substrate, and organic electronic element
KR20180008762A (ko) 유기 전자 디바이스 및 유기 전자 디바이스용 기판
US20170133634A1 (en) Plastic substrate
JP2016113538A (ja) 金属酸化物含有層形成用組成物、電子デバイス、及び電子デバイスの製造方法
TWI629801B (zh) Metal substrate for substrate type thin film solar cell or upper light emitting type organic EL element
WO2017111030A1 (ja) 光電変換素子及び太陽電池モジュール
CN110931657A (zh) 一种钙钛矿薄膜太阳能电池用柔性复合衬底及其制备方法
KR20130111482A (ko) 유기전자소자용 기판
JP2016195162A (ja) 金属基板
Li et al. Thin film encapsulation of OLED displays with organic-inorganic composite film
CN109671791A (zh) 前板、前板制备方法及光伏电池
JP2015127409A (ja) 金属酸化物含有層形成用組成物、及び電子デバイスその製造方法
JP2015046596A (ja) 電子デバイス、及び電子デバイスの製造方法
JP2017177491A (ja) 金属基板
KR20190091118A (ko) 태양전지용 유무기 복합 봉지막의 제조방법
KR102338975B1 (ko) 절연 피막 적층 금속판 및 금속 기판
JP2017177490A (ja) 金属基板
JP2015129265A (ja) 金属酸化物含有層形成用組成物、電子デバイス、及び電子デバイスの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant