TW201407824A - 積層體、積層體的製造方法、電極、el元件、面發光體及太陽電池 - Google Patents
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Abstract
本發明的積層體包括基材、基材上的底塗層、及底塗層上的無機膜。上述無機膜的材料為導電性的金屬氧化物以及金屬氮化物的至少1種材料。將利用原子力顯微鏡對上述無機膜的表面拍攝所得的影像進行傅立葉變換而獲得的影像中,將自上述傅立葉變換而得的影像中的中心朝向0點方向的方位角設為0°,自0°起每隔10°放射狀地描繪亮度值,從而得出的亮度值的36條近似曲線中,於18條以上的近似曲線中觀測到極大值。
Description
本發明是有關於一種積層體、積層體的製造方法、電極、EL元件、面發光體以及太陽電池。
本申請案主張基於2012年7月25日向日本提出申請的日本專利特願2012-164352號的優先權,將其內容併入本文中。
面發光體已知有利用有機電激發光(Electroluminescence,EL)元件或無機EL元件者。有機EL元件已知包括以下者:透明基材;透明電極,其設置於透明基材的表面;背面電極,包含與透明電極分離設置的金屬薄膜;以及發光層,其設置於透明電極與背面電極之間,且包含有機化合物的發光材料。
該有機EL元件中,藉由來自透明電極的電洞與來自背面電極的電子於發光層中結合,而使發光層發光。發光層中發出的光穿透透明電極以及透明基材而自出射面(透明基材的表面)
取出。另外,發光層中發出的光的一部分被背面電極的金屬薄膜反射後,穿透發光層、透明電極以及透明基材而自出射面取出。
該有機EL元件中,存在發光層與透明電極的界面、透明電極與透明基材的界面、透明基材與外部空氣的界面。界面中的臨界角是由形成界面的各種材料的折射率來決定。以臨界角以上射入至界面的光在界面全反射。例如,若於發光層與透明電極的界面,光以臨界角以上自發光層射入,則被全反射而封入至發光層內部。同樣,若光以臨界角以上的角度射入至透明電極與透明基材的界面、透明基材與外部空氣的界面(出射面)等,則於界面全反射而封入至面發光體的內部。因此,無法將一部分的光取出至外部,具有光取出效率低的問題。
作為解決該問題的方法,專利文獻1中提出有使基層以及有機EL層褶曲的方法。另外,專利文獻2中提出有使用利用具有凹凸結構的模具而轉印的凹凸結構的方法。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2009-21089號公報
[專利文獻2]國際公開第2012/043828號小冊子
然而,專利文獻1中提出的方法中,由於在有機EL元件整體形成凹凸結構,故而發光穩定性存在問題。另外,由於上述方法為基材被限定為可收縮的延伸膜,且對有機EL元件整體施
加熱或應力的製造方法,故而缺乏氣體阻隔性或尺寸穩定性,不適合於顯示裝置或照明等要求長壽命的用途。另外,專利文獻2中提出的方法中,包括根據模具轉印而形成凹凸結構的步驟,生產性稱不上充分。
本發明的目的在於提供一種用以獲得光取出效率優異的面發光體或光封入效率優異的太陽電池的積層體。
另外,本發明的目的在於提供一種可有效率地獲得於凹凸結構的表面具有無機膜的積層體的製造方法。
(1)本發明的一實施方式是有關於一種積層體,其包括基材、上述基材上的底塗層、及上述底塗層上的無機膜,並且上述無機膜的材料為導電性的金屬氧化物以及金屬氮化物的至少1種材料,將利用原子力顯微鏡對上述無機膜的表面拍攝所得的影像進行傅立葉變換而獲得的影像中,將自上述影像中的中心朝向0點方向的方位角設為0°,自0°起每隔10°放射狀地描繪亮度值,從而得出亮度值的36條第1近似曲線(approximate curve),其中,於18條以上的第1近似曲線中觀測到極大值。
(2)(1)的積層體中,將所描繪的上述亮度值的36個圖表總合而得的圖表的第2近似曲線中,將頻率0.2μm-1與亮度值成為極大值的頻率之間亮度值成為極小值的頻率設為頻率A,將亮度值成為極大值之半值的頻率中成為最大的頻率設為頻率B,頻率A的倒數與頻率B的倒數之差可為0.01μm~10μm。
(3)(1)及(2)的積層體中,上述無機膜的表面的凹
凸結構的平均間距可為0.05μm~4μm。
(4)(1)至(3)的積層體中,上述無機膜的表面的凹凸結構的凸部的平均高度可為0.01μm~2μm。
(5)(1)至(4)的積層體中,可為上述無機膜的表面的面粗糙度Ra、線粗糙度Ra'、線粗糙度的最大值Ra'(max)、及線粗糙度的最小值Ra'(min)滿足下述式(1)的如申請專利範圍第1項所述的積層體:0.13≦(Ra'(max)-Ra'(min))/Ra≦0.82 (1)。
(6)(1)至(5)的積層體中,上述底塗層的彈性模數可為1800MPa以下。
(7)(1)至(6)的積層體中,上述無機膜的材料可為選自由氧化銦錫、氧化銦鋅、氧化銦、氧化鋅、氧化錫、氧化鋯、氮化銦、氮化鎵、氮化鋁、氮化鋯、以及氮化鈦所組成組群中的至少1種材料。
(8)另外,本發明的其他實施方式是有關於一種積層體的製造方法,其為如下方法:將活性能量線硬化性組成物塗佈於基材上,該活性能量線硬化性組成物包含具有胺基甲酸酯基、苯基、以及環氧烷基的至少1種基團的單體,照射活性能量線,使上述活性能量線硬化性組成物硬化而形成底塗層,利用濺鍍法、蒸鍍法、以及化學氣相沈積(Chemical Vapor Deposition,CVD)
法中的任一種方法,於上述底塗層上積層導電性的金屬氧化物以及金屬氮化物的至少1種材料的無機膜,於表面形成凹凸結構。
(9)(8)的積層體的製造方法中,上述無機膜的材料可為選自由氧化銦錫、氧化銦鋅、氧化銦、氧化鋅、氧化錫、氧化鋯、氮化銦、氮化鎵、氮化鋁、氮化鋯、氮化鈦所組成組群中的至少1種材料。
(10)(8)及(9)的積層體方法中,上述底塗層的積層方法可為濺鍍法或者蒸鍍法。
(11)本發明的進而其他的實施方式是有關於一種包括上述(1)至(7)的積層體中的1種的電極。該電極包括:基材;上述基材上的底塗層;以及導電性無機膜,其設置於上述底塗層上,且於表面具有凹凸結構。
(12)本發明的進而其他的實施方式是有關於一種包括上述(1)至(7)的積層體中的一種的EL元件。
(13)本發明的進而其他的實施方式是有關於一種包括上述EL元件的面發光體。該面發光體包括:基材;上述基材上的底塗層;第1電極,其設置於上述底塗層上,且於表面具有凹凸結構;第2電極,其與第1電極分離設置;以及發光層,其設置於第1電極與第2電極之間。
(14)本發明的進而其他的實施方式是有關於一種包括上述(1)至(7)的積層體中的一種的太陽電池。該太陽電池包括:基材;上述基材上的底塗層;透明電極,其設置於上述底塗層上,
且於表面具有凹凸結構;光電轉換層;以及背面電極。
藉由本發明的一實施方式中的積層體,可獲得光取出效率優異的面發光體或光封入效率優異的太陽電池。
另外,藉由本發明的其他實施方式中的積層體的製造方法,可有效率地獲得於凹凸結構的表面具有無機膜的積層體,且可由所得的積層體來獲得光取出效率優異的面發光體或光封入效率優異的太陽電池。
另外,藉由本發明的進而其他的實施方式中的電極,可獲得光取出效率優異的面發光體或光封入效率優異的太陽電池。
另外,藉由本發明的進而其他的實施方式中的EL元件,可獲得光取出效率優異的面發光體。
另外,本發明的進而其他的實施方式中的面發光體的光取出效率優異。
進而,本發明的進而其他的實施方式中的太陽電池的光封入效率優異。
10、210、211、310、311‧‧‧積層體
11‧‧‧基材
12‧‧‧底塗層
13‧‧‧無機膜
20、20'‧‧‧面發光體
21‧‧‧發光層
22‧‧‧第2電極
23‧‧‧第1電極
30、30'‧‧‧太陽電池
31‧‧‧光電轉換層
32‧‧‧背面電極
33‧‧‧透明電極
圖1是表示本發明的積層體的一例的剖面圖。
圖2是表示本發明的面發光體的一例的剖面圖。
圖3是表示本發明的面發光體的一例的剖面圖。
圖4是本發明的太陽電池的一例的剖面圖。
圖5是本發明的太陽電池的一例的剖面圖。
圖6是實施例5中獲得的積層體的表面形狀測定的結果(50μm×50μm)。
圖7是實施例10中獲得的積層體的表面形狀測定的結果(50μm×50μm)。
圖8是實施例12中獲得的積層體的表面形狀測定的結果(50μm×50μm)。
圖9是實施例15中獲得的積層體的表面形狀測定的結果(50μm×50μm)。
圖10是本發明的積層體的表面形狀測定的結果(50μm×50μm)的一例。
圖11是將本發明的積層體的表面形狀測定的結果進行傅立葉變換而獲得的影像的一例。
圖12是由圖11所示的傅立葉變換而得的影像來獲得的亮度值的圖表。
圖13是算出圖12所示的圖表的移動平均,描繪並修正而得者。
圖14是由圖13所示的圖表而製成的第一6次多項式近似曲線。
圖15是第二6次多項式近似曲線的一例。
圖16是實施例21中獲得的積層體的表面形狀測定的結果(50μm×50μm)。
圖17是比較例9中獲得的積層體的表面形狀測定的結果(50μm×50μm)。
以下,使用圖式來對本發明的實施方式進行說明,但本發明的實施方式並不限定於該些圖式。
本說明書中,活性能量線是指可見光線、紫外線(Ultraviolet,UV)、電子束、電漿、熱射線(紅外線等)等。
另外,本說明書中,(聚)伸烷基二醇是指聚伸烷基二醇或者伸烷基二醇。
進而,本說明書中,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯。
(積層體10)
本實施方式中的積層體10包括基材11、底塗層12、及無機膜13,且它們依次積層。
本發明的積層體10例如可列舉圖1所示的積層體10等。
(基材11)
基材11的形狀例如可列舉膜、片、板、箔等。
基材11的厚度可根據用途來適當選擇,較佳為25μm~5000μm,更佳為50μm~2500μm,尤佳為100μm~1000μm。
基材11的材料例如可列舉:玻璃、陶瓷等無機材料;SUS(不鏽鋼)、銅、鋁等金屬;以及聚酯系樹脂(聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯等)、丙烯酸系
樹脂(聚甲基丙烯酸甲酯等)、碳酸酯系樹脂、氯乙烯系樹脂、苯乙烯系樹脂(聚苯乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯(Acrylonitrile Butadiene Styrene,ABS)樹脂等)、纖維素系樹脂(二乙醯基纖維素、三乙醯基纖維素等)、烯烴系樹脂、醯亞胺系樹脂、芳族聚醯胺系樹脂等樹脂等。該些基材11的材料中,就尺寸穩定性或耐熱性優異的方面而言,較佳為玻璃、金屬材料、聚酯系樹脂、以及醯亞胺系樹脂,更佳為玻璃以及金屬。另外,於在基材11的材料中使用樹脂的情況下,就氣體阻隔性優異的方面而言,較佳為於基材11的表面將氧化矽或氮化矽等無機化合物製成膜。
於將本實施方式的積層體10用作面發光體或太陽電池的情況下,就尺寸穩定性優異的方面而言,基材11的材料較佳為玻璃、聚酯系樹脂以及醯亞胺系樹脂,更佳為玻璃。
(底塗層12)
就使形成凹凸結構的屈曲現象容易產生的方面而言,底塗層12的材料較佳為彈性模數為10MPa以上、1800MPa以下的材料,更佳為彈性模數為15MPa以上、1600MPa以下的材料,尤佳為彈性模數為20MPa以上、1500MPa以下的材料。
此外,彈性模數是使用微小硬度試驗機,以力的強度為50mN/10秒、蠕變時間為5秒的條件來測定5個部位的彈性模數,作為其平均值。
為了容易進行積層,底塗層12於基材11上的積層方法較佳為塗佈底塗層形成用的活性能量線硬化性組成物,藉由活性
能量線的照射而使其硬化的積層方法。
活性能量線硬化性組成物於基材11上的塗佈方法可列舉公知的塗佈方法,例如可列舉:刷塗(brush coating)、噴射塗佈(spray coating)、浸漬塗佈(dip coating)、旋轉塗佈(spin coating)、以及流動塗佈(flow coating)等。該些塗佈方法中,就塗佈的作業性、活性能量線硬化性組成物的平滑性、均勻性優異的方面而言,較佳為噴射塗佈或者旋轉塗佈。
於使用高壓水銀燈作為活性能量線源的情況下,紫外線的累計光量可根據所使用的活性能量線硬化性組成物來適當選擇,較佳為200mJ/cm2~6000mJ/cm2,更佳為300mJ/cm2~5000mJ/cm2。
就與無機膜13的密接性優異,滿足作為底塗層12的材料的彈性模數,使形成凹凸結構的屈曲現象容易產生的方面而言,活性能量線硬化性組成物較佳為包含具有胺基甲酸酯基、苯基、或者環氧烷基的至少1種官能基的單體(A),單體(A)以外的單體(B)以及光聚合起始劑(C)的組成物。
(單體(A))
單體(A)具有胺基甲酸酯基、苯基、以及環氧烷基的至少1種官能基。
單體(A)例如可列舉:使二異氰酸酯化合物(甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯等)、與含羥基的(甲基)丙烯酸酯((甲基)丙烯酸2-羥基
乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯等)進行反應而得的化合物;於醇類(烷烴二醇、聚醚二醇、聚酯二醇、螺環二醇(spiroglycol)化合物等的1種或者2種以上)的羥基上加成二異氰酸酯化合物,且使殘留的異氰酸基與含羥基的(甲基)丙烯酸酯進行反應而得的化合物等具有胺基甲酸酯基的單體;(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、苯乙烯、二乙烯基苯、鄰苯二甲酸二(甲基)丙烯酸酯、對苯二甲酸二(甲基)丙烯酸酯等具有苯基的單體;季戊四醇乙氧基改質四(甲基)丙烯酸酯、三乙氧基化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改質三羥甲基丙烷(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷改質三羥甲基丙烷(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改質甘油三(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷改質甘油三(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙氧基化環己烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙氧基化環己烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙氧基化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、聚丙氧基化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、聚乙氧基化氫化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、聚丙氧基化氫化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇的己內酯加成物的二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇的己內酯加成物的二(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改質磷酸(甲基)丙烯酸酯、羥基末端聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、羥基末端聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯、羥基末端聚丁二醇單(甲基)丙烯酸酯、烷基末端聚乙二醇單(甲基)丙
烯酸酯、烷基末端聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯、烷基末端聚丁二醇單(甲基)丙烯酸酯等具有環氧烷基的單體;以及苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、以及苯氧基聚丁二醇(甲基)丙烯酸酯等具有苯基以及環氧烷基的單體等。該些單體(A)可單獨使用1種,亦可併用2種以上。該些單體(A)中,就硬化性或基材密接性優異的方面而言,較佳為:具有胺基甲酸酯基的單體、(甲基)丙烯酸苄酯、季戊四醇乙氧基改質四(甲基)丙烯酸酯、三乙氧基化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改質三羥甲基丙烷(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷改質三羥甲基丙烷(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改質甘油三(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷改質甘油三(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙氧基化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、聚丙氧基化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、聚乙氧基化氫化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、聚丙氧基化氫化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇的己內酯加成物的二(甲基)丙烯酸酯、羥基末端聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、羥基末端聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯、羥基末端聚丁二醇單(甲基)丙烯酸酯、烷基末端聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、烷基末端聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯、烷基末端聚丁二醇單(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、以及苯氧基聚丁二醇(甲基)丙烯酸酯;更佳為:具有胺基甲酸
酯基的單體、(甲基)丙烯酸苄酯、季戊四醇乙氧基改質四(甲基)丙烯酸酯、三乙氧基化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改質三羥甲基丙烷(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷改質三羥甲基丙烷(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改質甘油三(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷改質甘油三(甲基)丙烯酸酯、聚丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙氧基化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、聚丙氧基化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、聚乙氧基化氫化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、聚丙氧基化氫化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、以及苯氧基聚丁二醇(甲基)丙烯酸酯;尤佳為具有胺基甲酸酯基的單體、季戊四醇乙氧基改質四(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改質三羥甲基丙烷(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷改質三羥甲基丙烷(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改質甘油三(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷改質甘油三(甲基)丙烯酸酯、聚丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙氧基化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、聚丙氧基化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、以及聚乙氧基化氫化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯。
(單體(B))
單體(B)例如可列舉:1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、甲基戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙基戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、羥基特戊酸三環癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、
環己烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇改質三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、羥基特戊酸新戊二醇的ε-己內酯加成物的二(甲基)丙烯酸酯、羥基特戊酸新戊二醇的γ-丁內酯加成物的二(甲基)丙烯酸酯、環己烷二甲醇的己內酯加成物的二(甲基)丙烯酸酯、二環戊二醇的己內酯加成物的二(甲基)丙烯酸酯等二(甲基)丙烯酸酯類;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸第二丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸降冰片酯、2-(甲基)丙烯醯氧基甲基-2-甲基雙環庚烷、(甲基)丙烯酸金剛烷基酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯基酯、(甲基)丙烯酸二環戊烷基酯、(甲基)丙烯酸四環十二烷基酯、環己烷二甲醇單(甲基)丙烯酸酯等單(甲基)丙烯酸酯類;(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺、N-第三丁基(甲基)丙烯醯胺、羥基乙基(甲基)丙烯醯胺、亞甲基雙(甲基)丙烯醯胺等(甲基)丙烯醯胺類;以及乙烯、丙烯、丁烯等烯烴類等。該些單體(B)可單獨使用1種,亦可併用2種以上。該些單體(B)中,就滿足作為底塗層12的材料的彈性模數,使形成凹凸結構的屈曲現象容易產生的方面而言,較佳為二(甲基)丙烯酸酯類、單(甲基)丙烯酸
酯類,更佳為二(甲基)丙烯酸酯類。
(光聚合起始劑(C))
光聚合起始劑(C)例如可列舉:安息香(benzoin)、安息香單甲醚、安息香異丙醚、安息香異丁醚、乙偶姻(acetoin)、二苯乙二酮(benzil)、二苯基酮(benzophenone)、對甲氧基二苯基酮、二乙氧基苯乙酮(acetophenone)、苄基二甲基縮酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、1-羥基環己基苯基酮、乙醛酸甲基苯酯、乙醛酸乙基苯酯、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、2-乙基蒽醌等羰基化合物;一硫化四甲基秋蘭姆(tetramethylthiuram monosulfide)、二硫化四甲基秋蘭姆等硫化合物;以及2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦等醯基氧化膦等。該些光聚合起始劑(C)可單獨使用1種,亦可併用2種以上。該些光聚合起始劑(C)中,就與單體的相容性優異的方面而言,較佳為羰基化合物,更佳為二苯基酮、1-羥基環己基苯基酮。
就與無機膜13的密接性優異,滿足作為底塗層12的材料的彈性模數,使形成凹凸結構的屈曲現象容易產生的方面而言,活性能量線硬化性組成物的組成比較佳為:活性能量線硬化性組成物總量中,單體(A)為10質量%~95質量%、單體(B)為1質量%~70質量%、光聚合起始劑(C)為0.1質量%~20質量%,更佳為單體(A)為30質量%~90質量%、單體(B)為5質量%~60質量%、光聚合起始劑(C)為1質量%~10質量%。
(其他成分)
活性能量線硬化性組成物可於不損及性能的範圍內,視需要而包含光增感劑、有機溶劑、其他的各種添加劑(調平劑、消泡劑、防沈降劑、潤滑劑、研磨劑、防銹劑、抗靜電劑、光穩定劑、紫外線吸收劑、聚合抑制劑等)、聚合物(聚酯系樹脂、丙烯酸系樹脂等)等至少1種材料。
光增感劑例如可列舉:4-二甲基胺基苯甲酸甲酯、4-二甲基胺基苯甲酸乙酯、4-二甲基胺基苯甲酸戊酯、以及4-二甲基胺基苯乙酮等。
有機溶劑例如可列舉:丙酮、甲基乙基酮、環己酮、甲基異丁基酮等酮系化合物;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、乙酸甲氧基乙酯等酯系化合物;乙醇、異丙醇、丁醇等醇系化合物;二乙醚、乙二醇二甲醚、丙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、二丙二醇單甲醚、二噁烷等醚系化合物;甲苯、二甲苯等芳香族化合物;以及戊烷、己烷、石油腦(petroleum naphtha)等脂肪族化合物等。活性能量線硬化性組成物總量中,於活性能量線硬化性組成物中包含有機溶劑的情況下的有機溶劑的含有率較佳為10質量%~80質量%。
於活性能量線硬化性組成物中包含有機溶劑的情況下,於活性能量線硬化性組成物的硬化前對塗膜進行加熱而使有機溶劑揮發。加熱溫度可根據有機溶劑的種類來適當選擇,就熱歷程的觀點而言,較佳為40℃~150℃,更佳為60℃~130℃。加熱時間可根據有機溶劑的種類來適當選擇,就熱歷程的觀點而
言,較佳為1分鐘~30分鐘,更佳為3分鐘~20分鐘。加熱手段可列舉公知的加熱手段,例如可列舉:加熱板、IR加熱器、以及溫風等。
就使形成凹凸結構的屈曲現象容易產生的方面而言,底塗層12的厚度較佳為0.1μm~100μm,更佳為0.2μm~80μm,尤佳為0.5μm~40μm。
此外,底塗層12的厚度為積層無機膜13之前的厚度,定義為單位面積1mm×1mm中的平均厚度。
(無機膜13)
無機膜13於其表面具有凹凸結構。就使形成凹凸結構的屈曲現象容易產生的方面而言,無機膜13的積層方法較佳為:濺鍍法、蒸鍍法、CVD法(化學氣相合成法)、以及離子鍍敷法,更佳為濺鍍法、蒸鍍法、以及CVD法,尤佳為濺鍍法。
此外,所謂屈曲現象,是指當於底塗層12上積層無機膜13時產生的現象,是由底塗層12與無機膜13的熱收縮率差或彈性模數差引起而形成凹凸結構。
本實施方式中,藉由利用上述積層方法將無機膜13積層於底塗層12上,而自組織性地於底塗層12以及無機膜13上形成凹凸結構。
濺鍍法是如下方法等的總稱:一邊向真空中導入惰性氣體(主要是氬氣)一邊對基板與靶間施加直流或者交流(高頻),使離子化的惰性氣體衝擊靶,將被彈飛的靶物質積層。
蒸鍍法是如下方法等的總稱:使容器內成為真空狀態,對金屬等物質施加熱而使其蒸發,於真空中成為氣體的金屬等物質撞擊而貼附於基板上,藉此將物質積層。
CVD法是如下方法等的總稱:於經加熱的基板上,供給包含目標物質的成分的原料氣體,藉由基板表面或者氣相的化學反應而將物質積層。
離子鍍敷法是如下方法等的總稱:對金屬等物質施加熱而使其蒸發,使其通過電漿中而帶有正電荷,於附加有負電荷的基板上,吸引所蒸發的金屬等物質來積層物質。
為了提高底塗層12與無機膜13的密接性,可於無機膜13的積層之前,對底塗層12表面實施UV臭氧處理、電漿處理、電暈處理等至少1種處理。另外,為了去除基材11或底塗層12中所含的溶存氣體、未反應單體等,可於無機膜13的積層之前實施積層體的加熱處理、真空處理、或者加熱真空處理等。
無機膜13的材料為導電性的金屬氧化物以及金屬氮化物的至少1種材料。
導電性的金屬氧化物以及金屬氮化物的至少1種材料即無機膜13的材料例如可列舉:氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ITO)、氧化銦鋅(Indium Zinc Oxide,IZO)、氟摻雜氧化錫(Fluorine Doped Tin Oxide,FTO)、鎵摻雜氧化鋅(Gallium Doped Zinc Oxide,GZO)、鋁摻雜氧化鋅(Aluminum Doped Zinc Oxide,AZO)、銻摻雜氧化錫(Antimony Doped Tin Oxide,ATO)、氧化銦、氧化鋅、
氧化錫、氧化鈦、氧化鎂、氧化鋯、二氧化矽等金屬氧化物;以及氮化銦、氮化鎵、氮化鋁、氮化鋯、氮化鈦、氮化矽等金屬氮化物。該些無機膜13的材料可單獨使用1種,亦可併用2種以上。該些無機膜13的材料中,就硬度或熱穩定性優異的方面而言,較佳為ITO、IZO、氧化銦、氧化鋅、氧化錫、氧化鋯、氮化銦、氮化鎵、氮化鋁、氮化鋯、氮化鈦,更佳為ITO、IZO、氧化銦、氧化鋅、氧化錫、氧化鋯,尤佳為ITO、IZO、氧化銦、氧化錫。
於將本實施方式的積層體10用作面發光體或太陽電池的情況下,由於表面具有導電性的無機膜13,故而可將積層體10直接用作電極。
形成無機膜13時,亦可利用任意的遮罩而獲得僅於特定部位形成有無機膜13的積層體10。尤其是藉由隔著電極圖案遮罩而形成導電性無機膜13,可根據面發光體或太陽電池的電極的形狀來形成表面具有導電性無機膜13的凹凸結構。
就使形成凹凸結構的屈曲現象容易產生的方面而言,無機膜13的厚度較佳為0.1nm~1000nm,更佳為1nm~800nm,尤佳為5nm~500nm。
此外,無機膜13的厚度定義為單位面積1mm×1mm中的平均厚度。
(積層體10的凹凸結構)
本實施方式的積層體10如後文所詳細說明,將利用原子力顯微鏡對無機膜13的表面拍攝所得的影像進行傅立葉變換而獲得的
影像中,將自影像的中心朝向0點方向的方位角設為0°的情況下,自0°起每隔10°放射狀地描繪亮度值而獲得的亮度值的36條近似曲線中,於18條以上的近似曲線觀測到極大值。
本說明書中的利用原子力顯微鏡的拍攝的條件可設為:以懸臂(cantilever)動態力模式(Dynamic Force Mode,DFM),利用原子力顯微鏡對50μm×50μm的範圍拍攝而獲得灰階(gray scale)的影像。
所得的利用原子力顯微鏡拍攝的影像的白度越高,表示凹凸結構的凸部的頂部越高,白度越小,表示凹凸結構的凹部的底部越深。
本說明書中的傅立葉變換的條件設為將上述所得的灰階影像整體進行傅立葉變換而獲得影像的條件。
進行傅立葉變換而獲得的影像的白色部分表示凹凸結構的圖案等。
此外,所謂影像的中心,是指上述傅立葉變換而得的影像的中心,即上述傅立葉變換而得的影像的對角線的交點。
本說明書中的近似曲線的製成方法如以下所述。首先,將利用原子力顯微鏡拍攝而得的影像A(圖10)進行傅立葉變換而獲得影像B。(圖11)此處,將自影像B中的中心朝向0點方向的方位角設為0°。自方位角0°起每隔10°放射狀地描繪亮度值,獲得亮度值的36個圖表。例如,圖12所示的亮度值的圖表為方位角90°下的亮度值。算出所得亮度值的36個圖表各自的移動平
均,描繪並修正。例如,圖13是算出圖12所示的亮度值的圖表的移動平均,描繪並修正而得者。對於所得的移動平均化的亮度值的36個圖表分別製成6次多項式近似曲線。將其作為第一6次多項式近似曲線。例如,圖14是對圖13所示的圖表製成第一6次多項式近似曲線而得者。
本實施方式的積層體10較佳為於以上述方式獲得的亮度值的36條第一6次多項式近似曲線中,頻率為0.2μm-1~200μm-1下,於18條以上的第一6次多項式近似曲線中觀測到極大值,且於24條以上的第一6次多項式近似曲線中觀測到極大值,更佳為於30條以上的第一6次多項式近似曲線中觀測到極大值。
於第一6次多項式近似曲線中觀測到越多的極大值,是指越具有各向同性,積層體10的表面的凹凸結構表示在不規則的方向上延伸的結構,取出或者封入的光的角度、波長中偏差少。
此外,第一6次多項式近似曲線中,頻率0.2μm-1~200μm-1下的最大亮度值的10分之1以下的亮度值的峰值識別為雜訊,並不識別為極大值。
將所描繪的亮度值的36個圖表總合,然後算出移動平均而重新描繪,對所得的經移動平均化的圖表製成6次多項式近似曲線。將其作為第二6次多項式近似曲線。本實施方式的積層體10於第二6次多項式近似曲線中,頻率0.2μm-1~200μm-1下,將頻率0.2μm-1與亮度值成為極大值的頻率之間亮度值成為極小值的頻率設為頻率A,將於亮度值成為極大值之半值的頻率中成
為最大的頻率設為頻率B,頻率A的倒數與頻率B的倒數之差較佳為0.01μm~10μm,更佳為0.05μm~8μm,尤佳為0.10μm~7μm,特佳為0.33μm~5.49μm。
此外,將與上述傅立葉變換而得的影像的中心對應的點設為頻率為0μm-1。另外,第二6次多項式近似曲線中,頻率0.2μm-1~200μm-1下的最大亮度值的10分之1以下的亮度值的峰值識別為雜訊,而並不識別為極大值。
將第二6次多項式近似曲線示於圖15中。
頻率0.2μm-1與亮度值成為極大值的頻率之間亮度值成為極小值的頻率A表示圖15的A的頻率。
亮度值成為極大值之半值的頻率中成為最大的頻率B表示圖15的B的頻率。
頻率A的倒數與頻率B的倒數之差越大,是指具有越廣的分佈,表示積層體10的表面的凹凸結構的週期具有廣泛的分佈,有效地使光繞射或散射。
本實施方式的積層體10的無機膜13的表面的凹凸結構的平均間距可根據用途來適當選擇,就容易形成凹凸結構的方面而言,上述平均間距較佳為0.01μm~10μm,更佳為0.1μm~5μm,尤佳為0.3μm~4μm,特佳為1.01μm~3.02μm。
於將本實施方式的積層體10用作面發光體的情況下,就光的繞射效率優異的方面而言,凹凸結構的平均間距較佳為0.01μm~10μm,更佳為0.3μm~5μm。
於將本實施方式的積層體10用作太陽電池的情況下,就有效地使光繞射或者散射,光的角度或波長中偏差變少的方面而言,凹凸結構的平均間距較佳為0.1μm~10μm,更佳為0.3μm~5μm。
此外,本實施方式中的所謂凹凸結構的平均間距,表示凹凸結構的凹或者凸的平均週期,是指將以上述方式獲得的亮度值的36條近似曲線平均化而得的曲線中,頻率為0.2μm-1~200μm-1下的成為極大值的頻率的倒數。
本實施方式的積層體10的無機膜13的表面的凹凸結構的凸部的平均高度可根據用途來適當選擇,就容易形成凹凸結構的方面而言,上述平均高度較佳為0.01μm~2μm,更佳為0.02μm~1.5μm,尤佳為0.03μm~1.2μm,特佳為0.05μm~0.95μm。
於將本實施方式的積層體10用作面發光體的情況下,就光取出效率優異的方面而言,凹凸結構的凸部的平均高度較佳為0.01μm~1.5μm,更佳為0.05μm~1.2μm。
於將本實施方式的積層體10用作太陽電池的情況下,就太陽電池的光封入效率優異,太陽電池的轉換效率優異的方面而言,凹凸結構的凸部的平均高度較佳為0.03μm~2μm,更佳為0.05μm~1.5μm。
此外,凹凸結構的凸部的平均高度可根據利用原子力顯微鏡拍攝的影像,描畫剖面圖的輪廓,由該輪廓化的剖面圖的相鄰凸部的頂點與凹部的底點的高低差來算出。凹凸結構的凸部的平均
高度是對50μm×50μm的範圍測定5點來算出。
本實施方式的積層體10的無機膜13的表面的面粗糙度Ra、線粗糙度Ra'、線粗糙度的最大值Ra'(max)及線粗糙度的最小值Ra'(min)較佳為滿足下述式(1),更佳為滿足下述式(2)。
此外,面粗糙度Ra、及線粗糙度Ra'是依據JIS B0601-1994來測定。
[數學式1]0.13≦(Ra'(max)-Ra'(min))/Ra≦0.82 (1)
[數學式2]0.20≦(Ra'(max)-Ra'(min))/Ra≦0.80 (2)
無機膜13滿足上述式(1),是指凹凸結構既不為有規律的結構,亦不為無規的結構,而是指其中間的結構,即,凹凸結構為適度地具有規則性且適度地具有無規性的結構。若無機膜13滿足上述式(1),則有效地使光繞射或者散射,光的角度或波長中偏差變少。
藉由以上,本實施方式的積層體10於以上述方式獲得的亮度值的36條第一6次多項式近似曲線中,頻率為0.2μm-1~200μm-1下,於24條以上的第一6次多項式近似曲線中觀測到極
大值,第二6次多項式近似曲線中,頻率為0.2μm-1~200μm-1下,將頻率0.2μm-1與亮度值成為極大值的頻率之間亮度值成為極小值的頻率設為頻率A,將於亮度值成為極大值之半值的頻率中成為最大的頻率設為頻率B,頻率A的倒數與頻率B的倒數之差較佳為0.05μm~8μm。
該情況下,無機膜13的表面的凹凸結構的平均間距可為0.1μm~5μm。
進而該情況下,無機膜13的表面的凹凸結構的凸部的平均高度可為0.05μm~1.5μm。
進而該情況下,底塗層的彈性模數可為10MPa以上、1800MPa以下。
本實施方式的積層體10於以上述方式獲得的亮度值的36條第一6次多項式近似曲線中,頻率為0.2μm-1~200μm-1下,於24條以上的第一6次多項式近似曲線中觀測到極大值,無機膜13的表面的凹凸結構的平均間距較佳為0.1μm~5μm。
該情況下,無機膜13的表面的凹凸結構的凸部的平均高度可為0.05μm~1.5μm。
進而該情況下,底塗層的彈性模數可為10MPa以上、1800MPa以下。
本實施方式的積層體10於以上述方式獲得的亮度值的36條第一6次多項式近似曲線中,頻率為0.2μm-1~200μm-1下,於24條以上的第一6次多項式近似曲線中觀測到極大值,無機膜
13的表面的凹凸結構的凸部的平均高度可為0.05μm~1.5μm。
該情況下,底塗層的彈性模數可為10MPa以上、1800MPa以下。
本實施方式的積層體10於以上述方式獲得的亮度值的36條第一6次多項式近似曲線中,頻率為0.2μm-1~200μm-1下,於30條以上的第一6次多項式近似曲線中觀測到極大值,第二6次多項式近似曲線中,頻率為0.2μm-1~200μm-1下,將頻率0.2μm-1與亮度值成為極大值的頻率之間亮度值成為極小值的頻率設為頻率A,將於亮度值成為極大值之半值的頻率中成為最大的頻率設為頻率B,頻率A的倒數與頻率B的倒數之差較佳為0.05μm~8μm。
該情況下,無機膜13的表面的凹凸結構的平均間距可為0.1μm~5μm。
進而該情況下,無機膜13的表面的凹凸結構的凸部的平均高度可為0.02μm~1.5μm。
進而該情況下,底塗層的彈性模數可為10MPa以上、1800MPa以下。
本實施方式的積層體10於以上述方式獲得的亮度值的36條第一6次多項式近似曲線中,頻率為0.2μm-1~200μm-1下,於30條以上的第一6次多項式近似曲線中觀測到極大值,無機膜13的表面的凹凸結構的平均間距較佳為0.1μm~5μm。
進而該情況下,無機膜13的表面的凹凸結構的凸部的平均高
度可為0.02μm~1.5μm。
進而該情況下,底塗層的彈性模數可為10MPa以上、1800MPa以下。
本實施方式的積層體10於以上述方式獲得的亮度值的36條第一6次多項式近似曲線中,頻率為0.2μm-1~200μm-1下,於30條以上的第一6次多項式近似曲線中觀測到極大值,無機膜13的表面的凹凸結構的凸部的平均高度可為0.02μm~1.5μm。
該情況下,底塗層的彈性模數可為10MPa以上、1800MPa以下。
本實施方式的積層體10包括:無機材料的基材;底塗層,其設置於上述基材上,是將胺基甲酸酯丙烯酸酯混合物硬化而形成;以及無機膜,其設置於上述底塗層上,且於其表面具有凹凸結構;並且上述無機膜的材料為導電性的金屬氧化物以及金屬氮化物的至少1種材料,將利用原子力顯微鏡對上述無機膜的表面拍攝所得的影像進行傅立葉變換而獲得的影像中,將自上述影像中的中心朝向0點方向的方位角設為0°,自0°起每隔10°放射狀地描繪亮度值而獲得的亮度值的36條第1近似曲線中,於18條以上的第1近似曲線中觀測到極大值。
本實施方式的積層體10包括:玻璃基材;底塗層,其設置於上述基材上,是將胺基甲酸酯丙烯酸酯混合物硬化而形成;以及無機膜,其設置於上述底塗層上,且於其表面具有凹凸結構;並且上述無機膜的材料為導電性的金屬氧化物以及金屬氮
化物的至少1種材料,將利用原子力顯微鏡對上述無機膜的表面拍攝所得的影像進行傅立葉變換而獲得的影像中,將自上述影像中的中心朝向0點方向的方位角設為0°,自0°起每隔10°放射狀地描繪亮度值而獲得的亮度值的36條第1近似曲線中,於18條以上的第1近似曲線中觀測到極大值。
本實施方式的積層體10包括:樹脂基材;底塗層,其設置於上述基材上,是將胺基甲酸酯丙烯酸酯混合物硬化而形成;以及無機膜,其設置於上述底塗層上,且於其表面具有凹凸結構;並且上述無機膜的材料為導電性的金屬氧化物以及金屬氮化物的至少1種材料,將利用原子力顯微鏡對上述無機膜的表面拍攝所得的影像進行傅立葉變換而獲得的影像中,將自上述影像中的中心朝向0點方向的方位角設為0°,自0°起每隔10°放射狀地描繪亮度值而獲得的亮度值的36條第1近似曲線中,於18條以上的第1近似曲線中觀測到極大值。
本實施方式的積層體10包括:聚酯系樹脂基材;底塗層,其設置於上述基材上,是將胺基甲酸酯丙烯酸酯混合物硬化而形成;以及無機膜,其設置於上述底塗層上,且於其表面具有凹凸結構;並且上述無機膜的材料為導電性的金屬氧化物以及金屬氮化物的至少1種材料,將利用原子力顯微鏡對上述無機膜的表面拍攝所得的影像進行傅立葉變換而獲得的影像中,將自上述影像中的中心朝向0點方向的方位角設為0°,自0°起每隔10°放射狀地描繪亮度值而獲得的亮度值的36條第1近似曲線中,於18
條以上的第1近似曲線中觀測到極大值。
本實施方式的積層體10包括:無機材料的基材;底塗層,其設置於上述基材上,是將胺基甲酸酯丙烯酸酯混合物硬化而形成;以及無機膜,其設置於上述底塗層上,且於其表面具有凹凸結構;並且上述無機膜的材料為導電性的金屬氧化物以及金屬氮化物的至少1種材料,將利用原子力顯微鏡對上述無機膜的表面拍攝所得的影像進行傅立葉變換而獲得的影像中,將自上述影像中的中心朝向0點方向的方位角設為0°,自0°起每隔10°放射狀地描繪亮度值而獲得的亮度值的36條第1近似曲線中,於18條以上的第1近似曲線中觀測到極大值。
本實施方式的積層體10包括:玻璃基材;底塗層,其設置於上述基材上,是將聚乙二醇二丙烯酸酯硬化而形成;以及無機膜,其設置於上述底塗層上,且於其表面具有凹凸結構;並且上述無機膜的材料為導電性的金屬氧化物以及金屬氮化物的至少1種材料,將利用原子力顯微鏡對上述無機膜的表面拍攝所得的影像進行傅立葉變換而獲得的影像中,將自上述影像中的中心朝向0點方向的方位角設為0°,自0°起每隔10°放射狀地描繪亮度值而獲得的亮度值的36條第1近似曲線中,於18條以上的第1近似曲線中觀測到極大值。
本實施方式的積層體10包括:樹脂基材;底塗層,其設置於上述基材上,是將聚乙二醇二丙烯酸酯硬化而形成;以及無機膜,其設置於上述底塗層上,且於其表面具有凹凸結構;並
且上述無機膜的材料為導電性的金屬氧化物以及金屬氮化物的至少1種材料,將利用原子力顯微鏡對上述無機膜的表面拍攝所得的影像進行傅立葉變換而獲得的影像中,將自上述影像中的中心朝向0點方向的方位角設為0°,自0°起每隔10°放射狀地描繪亮度值而獲得的亮度值的36條第1近似曲線中,於18條以上的第1近似曲線中觀測到極大值。
本實施方式的積層體10包括:聚酯系樹脂基材;底塗層,是將上述基材上的聚乙二醇二丙烯酸酯硬化而形成;以及無機膜,其設置於上述底塗層上,且於其表面具有凹凸結構;並且上述無機膜的材料為導電性的金屬氧化物以及金屬氮化物的至少1種材料,將利用原子力顯微鏡對上述無機膜的表面拍攝所得的影像進行傅立葉變換而獲得的影像中,將自上述影像中的中心朝向0點方向的方位角設為0°,自0°起每隔10°放射狀地描繪亮度值而獲得的亮度值的36條第1近似曲線中,於18條以上的第1近似曲線中觀測到極大值。
(用途)
本實施方式的積層體10由於在表面具有導電性的無機膜13,且於表面具有皺狀的凹凸結構,故而可期待用於大量用途。例如,藉由將積層體10用作電極,可適宜將該電極用於面發光體或太陽電池。
(電極)
本實施方式中的積層體10可用作電極。本實施方式中的電極
如圖1所示,包括基材11、底塗層12、及導電性的無機膜13。
導電性的無機膜13例如可列舉:導電性的金屬氧化物、導電性的金屬氮化物、以及可形成具有光穿透性的金屬薄膜的金屬。
導電性的金屬氧化物以及導電性的金屬氮化物可列舉:ITO、IZO、FTO、GZO、AZO、ATO、氧化銦、氧化鋅、氧化錫、氧化鈦、氧化鎂、氧化鋯、二氧化矽等金屬氧化物;以及氮化銦、氮化鎵、氮化鋁、氮化鋯、氮化鈦、氮化矽等金屬氮化物。該些導電性的金屬氧化物、導電性的金屬氮化物可單獨使用1種,亦可併用2種以上。該些導電性的金屬氧化物、導電性的金屬氮化物中,就導電性優異的方面而言,較佳為:ITO、IZO、氧化銦、氧化鋅、氧化錫、氧化鋯、氮化銦、氮化鎵、氮化鋁、氮化鋯、以及氮化鈦,更佳為:ITO、IZO、氧化銦、以及氧化錫、氮化銦,尤佳為:ITO、IZO、氧化銦、以及氧化錫。
可形成具有光穿透性的金屬薄膜的金屬例如可列舉:金、鉑、銀、銅、以及鋁等。
導電性的無機膜13可為1層,亦可為2層以上。
就導電性優異的方面而言,導電性的無機膜13的厚度較佳為10nm以上,更佳為50nm以上。另外,就光穿透性優異的方面而言,導電性的無機膜13的厚度較佳為1000nm以下,更佳為500nm以下。此外,導電性的無機膜13可利用階差.表面粗糙度.微細形狀測定裝置來測定。
本實施方式的導電性的無機膜13的厚度定義為單位面積1mm×1mm中的平均厚度。
本實施方式的電極可用於EL元件的電極、或太陽電池的電極等。
(面發光體)
本實施方式中的面發光體例如可列舉包括EL元件的面發光體,該EL元件設置於在表面具有凹凸結構的基材上。EL元件至少包括:第1電極、與第1電極分離設置的第2電極、及設置於第1電極與第2電極之間的發光層。圖2是表示本實施方式的面發光體的一例的剖面圖。面發光體20包括積層體210、發光層21、及第2電極22。積層體210包括基材11、底塗層12、及第1電極23。積層體210可使用上述積層體10。即,可兼顧表面具有上述凹凸結構的基材11及設置於上述凹凸結構的表面的第1電極23這兩者,來使用積層體10作為積層體210。
另外,表面具有凹凸結構的基材11可使用上述積層體10。即,如圖3所示,面發光體20'可構成為包含積層體211、第1電極23、發光層21、及第2電極22。積層體211包括基材11、底塗層12、及無機膜13。
本實施方式的包括積層體210的面發光體20以及包括積層體211的面發光體20'由於凹凸結構的週期具有廣泛的分佈且凹凸結構具有在不規則的方向上延伸的結構(即,皺狀的凹凸結構),故而由皺狀的凹凸結構來有效地繞射或者散射,光的角度、
波長中偏差少。因此,與現有的面發光體相比,光的取出效率優異,可均勻地照射寬廣的範圍。
面發光體可為EL元件其本身。為了進一步提高光取出效率,亦可於EL元件的光出射面側的表面設置光取出構件而用作面發光體。
光取出構件可列舉公知的光取出構件,例如可列舉:稜鏡片(prism sheet)、柱面透鏡片(cylindrical lens sheet)、微透鏡片(microlens sheet)等具有凹凸結構的構件;以及以微粒子來塗佈的構件等。
具有凹凸結構的構件只要根據EL元件的配向分佈等,來適當選擇材料組成、凹凸結構的形狀、凹凸結構的大小、凹凸結構的配置、以及凹凸結構的填充率等即可。另外,具有凹凸結構的構件的材料組成中可視需要而包含光擴散粒子。
經微粒子塗佈的構件的形成方法例如可列舉:分散於分散介質中來塗佈微粒子,使分散介質乾燥的方法;以及塗佈包含微粒子的硬化性組成物,藉由紫外線或熱等而使其硬化的方法等。
(EL元件)
EL元件有底部發光(bottom emission)型的EL元件以及頂部發光(top emission)型的EL元件,本實施方式的積層體210亦可用於任一類型的EL元件。
所謂底部發光型,是指於支持基材上積層構成EL元件的材料來製作元件,通過支持基材來取出光的類型的EL元件。所謂頂部
發光型,是指於支持基材上積層構成EL元件的材料來製作元件,自與支持基材相反之側取出光的類型的EL元件。
(第1電極)
第1電極23可為陽極,亦可為陰極。通常,第1電極23被設為陽極。
第1電極23的材料例如可列舉:導電性的金屬氧化物、導電性的金屬氮化物、導電性的有機高分子、以及可形成具有光穿透性的金屬薄膜的金屬。
導電性的金屬氧化物以及導電性的金屬氮化物例如可列舉:ITO、IZO、FTO、GZO、AZO、ATO、氧化銦、氧化鋅、氧化錫、氧化鈦、氧化鎂、氧化鋯、二氧化矽等金屬氧化物;以及氮化銦、氮化鎵、氮化鋁、氮化鋯、氮化鈦、氮化矽等金屬氮化物。該些導電性的金屬氧化物、導電性的金屬氮化物可單獨使用1種,亦可併用2種以上。就導電性優異的方面而言,該些導電性的金屬氧化物、導電性的金屬氮化物中,較佳為:ITO、IZO、氧化銦、氧化鋅、氧化錫、氧化鋯、氮化銦、氮化鎵、氮化鋁、氮化鋯、以及氮化鈦,更佳為:ITO、IZO、氧化銦、以及氧化錫、氮化銦,尤佳為ITO、IZO、氧化銦、以及氧化錫。導電性的金屬氧化物、導電性的金屬氮化物亦可直接使用本實施方式的積層體的無機膜13。
導電性的有機高分子例如可列舉:聚苯胺及其衍生物、聚噻吩、以及聚3,4-伸乙基二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸酯(poly3,4-ethylene
dioxythiophene-polystyrenesulfonate,PEDOT-PSS)及其衍生物等。
可形成具有光穿透性的金屬薄膜的金屬例如可列舉:金、鉑、銀、銅、以及鋁等。
第1電極23可為1層,亦可為2層以上。
第1電極23於表面具有凹凸結構。
就導電性優異的方面而言,第1電極23的厚度較佳為10nm以上,更佳為50nm以上。另外,就光穿透性優異的方面而言,第1電極的厚度較佳為1000nm以下,更佳為500nm以下。此外,第1電極的厚度可利用階差.表面粗糙度.微細形狀測定裝置來測定。
本實施方式的第1電極23的厚度定義為單位面積1mm×1mm中的平均厚度。
(第2電極)
第2電極22可為陰極,亦可為陽極。通常,第2電極22被設為陰極。
第2電極22的材料例如可列舉:鋰、鈉、鉀、銣、銫、鈹、鎂、鈣、鍶、鈀、鋁、鈧、釩、鋅、釔、銦、鈰、釤、銪、鋱、鐿等金屬;將該些金屬中的2種以上組合而成的合金;該些金屬的氟化物等金屬鹽類;以及該些金屬中的1種以上與金、銀、鉑、銅、錳、鈦、鈷、鎳、鎢、錫中的1種以上的合金等。合金例如可列舉:鎂-銀合金、鎂-銦合金、鎂-鋁合金、銦-銀合金、鋰-鋁合金、鋰-鎂合金、鋰-銦合金、鈣-鋁合金等。
第2電極22可為1層,亦可為2層以上。
就導電性優異的方面而言,第2電極22的厚度較佳為5nm以上,更佳為10nm以上。另外,就耐久性優異的方面而言,第2電極22的厚度較佳為1000nm以下,更佳為300nm以下。此外,第2電極22的厚度可利用階差.表面粗糙度.微細形狀測定裝置來測定。
本實施方式的第2電極22的厚度定義為單位面積1mm×1mm中的平均厚度。
第1電極以及第2電極22可為其中一者為穿透性而另一者具有反射性,亦可為兩者均具有穿透性。
(發光層)
於面發光體為有機EL元件的情況下,發光層21包含有機化合物的發光材料。於面發光體為無機EL元件的情況下,發光層21包含無機化合物的發光材料。
有機化合物的發光材料例如可列舉:於磷光性化合物的主體化合物即咔唑衍生物(4,4'-N,N'-二咔唑-二苯基等)中摻雜有銥錯合物(三(2-苯基吡啶)銥)者;8-羥基喹啉或者其衍生物的金屬錯合物(三(8-羥基喹啉)鋁等);以及其他公知的發光材料等。
發光層21除了包含發光材料以外,亦可包含電洞傳輸性材料、電子傳輸性材料等。
發光層21可為1層,亦可為2層以上。例如,於將面發光體用作白色的有機EL照明的情況下,亦可將發光層21設為
具有藍發光層、綠發光層以及紅發光層的積層結構。
發光層21的厚度較佳為1nm~100nm,更佳為10nm~50nm。此外,發光層21的厚度可利用階差.表面粗糙度.微細形狀測定裝置來測定。
本實施方式中的發光層21的厚度定義為單位面積1mm×1mm中的平均厚度。
(EL元件的製造方法)
EL元件例如是利用下述步驟1(步驟(A)~步驟(B))或者下述步驟2(步驟(a)~步驟(c))的方法等來製造。該些EL元件的製造方法中,就可減少步驟數來獲得EL元件的方面而言,較佳為步驟1。
(步驟1)
以下示出由用於形成圖2所示的面發光體20中所含的EL元件的步驟(A)~步驟(B)所構成的步驟1。
步驟(A):於本實施方式的積層體210的第1電極23的表面積層發光層21的材料來形成發光層21的步驟。
步驟(B):於步驟(A)之後,積層第2電極22的材料來形成第2電極22的步驟。
(步驟2)
以下示出由用於形成圖3所示的面發光體20'中所含的EL元件的步驟(a)~步驟(c)所構成的步驟2。
步驟(a):於本實施方式的積層體210的無機膜13的表面積
層第1電極的材料來形成第1電極23的步驟。
步驟(b):於步驟(a)之後,積層發光層21的材料來形成發光層21的步驟。
步驟(c):於步驟(b)之後,積層第2電極22的材料來形成第2電極22的步驟。
步驟(a)的積層方法例如可列舉濺鍍法、蒸鍍法、以及離子鍍敷法等。該些積層方法中,就容易形成第1電極的方面而言,較佳為濺鍍法。為了提高凹凸結構與第1電極的密接性,可於步驟(a)之前,對積層體211的無機膜13的表面實施UV臭氧處理、電漿處理、電暈處理等的至少1種處理。另外,為了去除積層體10中所含的溶存氣體、未反應單體等,可於步驟(a)之前,實施積層體10的加熱處理、真空處理、加熱真空處理等的至少1種處理。
步驟(A)以及步驟(b)的積層方法例如可列舉:濺鍍法、蒸鍍法、以及離子鍍敷法等。該些積層方法中,於發光層21的材料為有機化合物的情況下,就容易形成發光層21的方面而言,較佳為蒸鍍法。
步驟(B)以及步驟(c)的積層方法例如可列舉濺鍍法、蒸鍍法、以及離子鍍敷法等。該些積層方法中,於發光層21的材料為有機化合物的情況下,就不對發光層21造成損傷而容易形成第2電極22的方面而言,較佳為蒸鍍法。
於在第1電極23與發光層21之間或者第2電極22與
發光層21之間設置其他功能層的情況下,只要於發光層21的形成前後,利用與發光層21相同的方法、條件來形成其他功能層即可。
其他的功能層例如可列舉:電洞注入層、電洞傳輸層、電洞阻擋層、電子傳輸層、以及電子注入層等。
(電洞注入層)
電洞注入層為包含電洞注入材料的層。
電洞注入材料例如可列舉:氧化鉬、氧化釩等過渡金屬系的氧化物;銅酞菁(copper phthalocyanine);具有導電性的有機高分子;以及其他公知的有機的電洞注入材料等。
於過渡金屬系的氧化物的情況下,電洞注入層的厚度較佳為2nm~20nm,更佳為3nm~10nm。另外,於有機的電洞注入材料的情況下,電洞注入層的厚度較佳為1nm~100nm,更佳為10nm~50nm。
(電洞傳輸層)
電洞傳輸層為包含電洞傳輸性材料的層。
電洞傳輸性材料例如可列舉:三苯基二胺類(4,4'-雙(間甲苯基苯基胺基)聯苯等);以及其他公知的電洞傳輸性材料等。
電洞注入層的厚度較佳為1nm~100nm,更佳為10nm~50nm。
(電洞阻擋層)
電洞阻擋層為包含電洞阻擋材料的層。
電洞阻擋材料例如可列舉:2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-啡啉(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)等;以及其他公知的電洞阻擋材料等。
電洞注入層的厚度較佳為1nm~100nm,更佳為5nm~50nm。
(電子傳輸層)
電子傳輸層為包含電子傳輸性材料的層。
電子傳輸性材料例如可列舉:8-羥基喹啉或者其衍生物的金屬錯合物;噁二唑衍生物;以及其他公知的電子傳輸性材料等。
電子傳輸層的厚度較佳為1nm~100nm,更佳為10nm~50nm。
(電子注入層)
電子注入層為包含電子注入材料的層。
電子注入材料例如可列舉:鹼金屬化合物(氟化鋰等);鹼土類金屬化合物(氟化鎂等);金屬(鍶等);以及其他公知的電子注入材料等。
電子注入層的厚度較佳為0.1nm~50nm,更佳為0.2nm~10nm。
此外,該些其他的功能層的厚度可利用階差.表面粗糙度.微細形狀測定裝置來測定。
(太陽電池)
太陽電池例如可列舉包括表面具有凹凸結構的基材、設置於
凹凸結構的表面的透明電極、光電轉換層、及背面電極的太陽電池等。圖4是表示本實施方式的太陽電池的一例的剖面圖。太陽電池30包括積層體310、光電轉換層31、及背面電極32。積層體310包括基材11、底塗層12、及透明電極33。即,亦可兼顧上述表面具有凹凸結構的基材11及設置於上述凹凸結構的表面的透明電極33這兩者,來使用積層體10作為積層體310。
另外,表面具有凹凸結構的基材11可使用上述積層體10。即,如圖5所示,太陽電池30'可構成為包括積層體311、透明電極33、光電轉換層31、及背面電極32。積層體311包括基材11、底塗層12、及無機膜13。
本實施方式的包括積層體310的太陽電池30以及包括積層體311的太陽電池30'由於凹凸結構的週期具有廣泛的分佈且凹凸結構具有在不規則的方向上延伸的結構(即,皺狀的凹凸結構),故而由皺狀的凹凸結構而有效地繞射或者散射。因此,不僅廣泛波長的光被取入至太陽電池中,而且藉由繞射或者散射而自傾斜方向對太陽電池射入光,太陽電池中的光程長度變長。其結果為,太陽電池的光封入效率提高,太陽電池的轉換效率提高。
基材11的材料只要是可穿透光的材料即可,例如可列舉:玻璃、聚酯系樹脂、丙烯酸系樹脂、碳酸酯系樹脂、苯乙烯系樹脂、纖維素系樹脂、以及烯烴系樹脂等。基材可單獨使用1種,亦可積層2種以上。亦可直接使用本實施方式的積層體10的基材11作為基材。
透明電極33的材料例如可列舉:ITO、IZO、FTO、GZO、AZO、ATO、氧化銦、氧化鋅、氧化錫、氧化鈦、氧化鎂、氧化鋯、二氧化矽等金屬氧化物;以及氮化銦、氮化鎵、氮化鋁、氮化鋯、氮化鈦、氮化矽等金屬氮化物。該些導電性的金屬氧化物、導電性的金屬氮化物可單獨使用1種,亦可併用2種以上。該些導電性的金屬氧化物、導電性的金屬氮化物中,就導電性優異的方面而言,較佳為:ITO、IZO、氧化銦、氧化鋅、氧化錫、氧化鋯、氮化銦、氮化鎵、氮化鋁、氮化鋯、氮化鈦,更佳為:ITO、IZO、氧化銦、氧化錫、氮化銦,尤佳為:ITO、IZO、氧化銦、氧化錫。透明電極33亦可直接使用本實施方式的積層體10的無機膜13。
光電轉換層31為包括薄膜半導體的層。薄膜半導體例如可列舉:非晶矽系半導體、微晶矽系半導體、化合物半導體(黃銅礦(chalcopyrite)系半導體、CdTe系半導體等)、以及有機系半導體等。
背面電極32的材料例如可列舉:金、鉑、銀、銅、鋁等金屬薄膜;以及ITO、IZO、氧化銦、氧化鋅、氧化錫等導電性的金屬氧化物等。
透明電極33、光電轉換層31、背面電極32的積層方法例如可列舉濺鍍法、蒸鍍法、以及離子鍍敷法等。為了提高各層的密接性,可於積層前實施UV臭氧處理、電漿處理、電暈處理等的至少1種處理。另外,為了去除所含的溶存氣體、未反應單
體等,可於積層前實施凹凸基板的加熱處理、真空處理、加熱真空處理等至少1種處理。
此外,透明電極33、光電轉換層31、背面電極32的厚度可利用階差.表面粗糙度.微細形狀測定裝置來測定。
視需要,亦可於太陽電池30以及太陽電池30'的光入射面側的表面設置保護用的樹脂層,或進而於樹脂層的表面設置背片(back sheet)。
[實施例]
以下,藉由實施例來對本發明的實施方式進行具體說明,但本發明的實施方式並不限定於該些實施例。
此外,實施例中的「份」以及「%」表示「質量份」以及「質量%」。
(彈性模數測定)
於進行了準分子清洗(172nm UV燈,MD準分子(M.D.Excimer)(股)製造)的玻璃基材(商品名「Eagle XG」,康寧(Corning)公司製造,縱5cm、橫5cm、厚0.7mm)上,滴加(厚度為200μm)底塗層形成用的活性能量線硬化性組成物。於加熱板上以60℃加熱10分鐘後,照射紫外線(累計光量為1000mJ/cm2),使活性能量線硬化性組成物硬化。
對於使活性能量線硬化性組成物硬化而成的玻璃基材,使用微小硬度試驗機(機器型號名「Fischerscope HM2000」,費雪(Fischer)公司製造),於力的強度為50mN/10秒、蠕變時間為5
秒的條件下,測定5個部位的彈性模數,將其平均值作為底塗層的材料的彈性模數。
(表面形狀測定)
實施例1~實施例22中記載的積層體的表面形狀是利用以下方法來測定。對於各個積層體,使用原子力顯微鏡(機器型號名「VN-8010」,基恩斯(Keyence)(股)製造,懸臂DFM/SS模式),於50μm×50μm的範圍測定5點。
將於50μm×50μm的範圍內測定的5點的全範圍作為分析範圍,依據JIS B0601-1994的面粗糙度計測,計算出5點的平均的算術平均面粗糙度Ra、最大高度Ry、十點平均高度Rz、均方根面粗糙度RMS。
對在50μm×50μm的範圍測定的5點,依據JIS B0601-1994的線粗糙度計測,引45μm寬的測定線,以該45μm寬的測定線作為基軸,且以其中心作為旋轉中心,以15°為單位使其旋轉,對每個旋轉角度以與基軸的測定線相同的方式引45μm寬的測定線,對共計12根的測定線進行計測。計算出該共計12根的測定線中的凹凸平均間隔的5點的平均值Sm。
表面形狀測定是對實施例1~實施例22中獲得的積層體進行。對於比較例1~比較例9中獲得的積層體,由於積層體的表面平坦而難以進行表面形狀測定。
(電阻值測定)
實施例1~實施例22以及比較例1~比較例9中記載的積層
體的無機膜的導電性是使用電阻率計(機器型號名「Loresta GP」,三菱化學分析技術(Mitsubishi Chemical Analytech)公司製造)與4探針探頭,依據JIS K7194進行測定。
此外,將測定10次而得的平均值用作電阻值。
(表面形狀分析)
實施例1~實施例22中記載的積層體的表面形狀的分析是以如下方式進行。對於各個積層體,使用原子力顯微鏡(機器型號名「VN-8010」,基恩斯(股)製造,懸臂DFM/SS模式),於50μm×50μm的範圍拍攝5點,獲得灰階(gray scale)的影像。將所得的灰階影像整體進行傅立葉變換而獲得影像。對所得的影像,自影像的中心起每隔10°放射狀地繪製亮度值,對所得的亮度值的36個圖表製成第一6次多項式近似曲線。於所得的亮度值的36條第一6次多項式近似曲線中,於頻率為0.2μm-1~200μm-1下,確認可在幾條亮度值的第一6次多項式近似曲線中觀測到極大值。
另外,將亮度值的36條第一6次多項式近似曲線平均化而得的曲線中,將頻率為0.2μm-1~200μm-1中的中心與亮度值的極大值之間亮度值成為極小值的頻率設為頻率A,將於亮度值成為極大值之半值的頻率中成為最大的頻率設為頻率B,算出頻率A的倒數與頻率B的倒數之差。
另外,凹凸結構的平均間距是在將亮度值的36條第一6次多項式近似曲線平均化而得的第二6次多項式近似曲線中,作為頻率成為0.2μm-1~200μm-1中的極大值的頻率的倒數。
進而,凹凸結構的凸部的平均高度是根據利用原子力顯微鏡拍攝的影像,描畫剖面圖的輪廓,將該輪廓化的剖面圖的相鄰凸部的頂點與凹部的底點的高低差測定5個部位,作為其平均值。
(光取出效率)
實施例23、比較例10、比較例11中獲得的面發光體(有機EL發光裝置)的光取出效率是以如下方式進行。於面發光體上配置開有直徑10mm的孔的厚度為0.1mm的遮光片,將其配置於積分球(藍菲光學(Labsphere)公司製造,大小為6英吋)的樣品開口部。於該狀態下,利用分光計測器(分光器:機器型號名「PMA-12」(濱松光電(Hamamatsu Photonics)(股)製造)、軟體:軟體名「PMA用基本軟體U6039-01ver.3.3.1」),來測定當對有機EL發光裝置(面發光體)接通10mA的電流來點燈時的自遮光片的直徑為10mm的孔中射出的光,進行藉由標準發光度曲線(luminosity curve)的修正,算出面發光體的光子數。
將當將比較例10中獲得的面發光體的光子數設為100%時的所得面發光體的光子數的比例作為光取出效率。
[實施例1]
於進行了準分子清洗(172nm UV燈,MD準分子(股)製造)的玻璃基材(商品名「Eagle XG」,康寧公司製造,縱5cm、橫5cm、厚度0.7mm)上,旋轉塗佈(轉速為500rpm,厚度為3μm)胺基甲酸酯丙烯酸酯混合物(商品名「Diabeam UM-8002」,三菱麗陽(Mitsubishi Rayon)(股)製造)作為底塗層形成用的活性能
量線硬化性組成物。將旋轉塗佈有胺基甲酸酯丙烯酸酯混合物的玻璃基材於加熱板上以60℃加熱10分鐘後,照射紫外線(累計光量為1000mJ/cm2),使活性能量線硬化性組成物硬化。藉由以上操作,於玻璃基材上積層底塗層。
繼而,於底塗層上,使用RF濺鍍裝置(機器型號名「SVC-700RF」,三友電子(Sanyu Electronic)(股)製造),積層20nm的ITO,獲得積層體。
將所得的積層體的表面形狀等示於表1中。
[實施例2~實施例6]
除了將ITO的積層量設為表1所示的厚度以外,進行與實施例1相同的操作,獲得積層體。將ITO的厚度設為40nm的積層體作為實施例2。將ITO的厚度設為60nm的積層體作為實施例3。將ITO的厚度設為80nm的積層體作為實施例5。將ITO的厚度設為100nm的積層體作為實施例6。
將所得積層體的表面形狀等示於表1中。另外,將實施例5中獲得的積層體的利用原子力顯微鏡拍攝而得的影像(50μm×50μm)示於圖6中。
[比較例1]
除了於進行了準分子清洗的玻璃基材上,並不積層底塗層,而是積層100nm的ITO以外,進行與實施例1相同的操作,但未獲得於表面具有凹凸結構的積層體。
將所得積層體的電阻值示於表1中。
[實施例7]
除了於聚對苯二甲酸乙二酯樹脂基板(商品名「Cosmoshine A4100」,東洋紡績(股)製造,厚度188μm)上積層100nm的ITO以外,進行與實施例1相同的操作,獲得積層體。
將所得積層體的表面形狀等示於表1中。
[實施例8~實施例9]
除了將無機膜的材料設為IZO,且將無機膜的積層量設為表1所示的厚度以外,進行與實施例1相同的操作,獲得積層體。將IZO的厚度設為50nm的積層體作為實施例8。將IZO的厚度設為100nm的積層體作為實施例9。
將所得積層體的表面形狀等示於表1中。
[實施例10~實施例11]
以厚度成為8μm的方式積層胺基甲酸酯丙烯酸酯混合物(商品名「Diabeam UM-8003-1」,三菱麗陽(股)製造)作為底塗層形成用的活性能量線硬化性組成物,將無機膜的材料設為IZO,且將無機膜的積層量設為表1所示的厚度,除此以外,進行與實施例1相同的操作,獲得積層體。將IZO的厚度設為50nm的積層體作為實施例10。將IZO的厚度設為100nm的積層體作為實施例11。
將所得積層體的表面形狀等示於表1中。另外,將實施例10中獲得的積層體的利用原子力顯微鏡拍攝而得的影像(50μm×50μm)示於圖7中。
[比較例2]
除了於進行了準分子清洗的玻璃基板上,並不積層底塗層,而是積層100nm的IZO以外,進行與實施例8相同的操作,但未獲得於表面具有凹凸結構的積層體。
將所得積層體的電阻值示於表1中。
[實施例12~實施例13]
除了將無機膜的材料設為ZrO2(氧化鋯,三友電子(股)製造),且將無機膜的積層量設為表1所示的厚度以外,進行與實施例1相同的操作,獲得積層體。將ZrO2的厚度設為5nm的積層體作為實施例12。將ZrO2的厚度設為36nm的積層體作為實施例13。
將所得積層體的表面形狀等示於表1中。另外,將實施例12中獲得的積層體的利用原子力顯微鏡拍攝而得的影像(50μm×50μm)示於圖8中。
[比較例3]
除了於進行了準分子清洗的玻璃基板上,並不積層底塗層,而是積層5nm的ZrO2以外,進行與實施例12相同的操作,但未獲得於表面具有凹凸結構的積層體。
將所得積層體的電阻值示於表1中。
[實施例14]
除了將無機膜的材料設為SiO2(二氧化矽,三友電子(股)製造),且將無機膜的積層量設為表1所示的厚度以外,進行與實
施例1相同的操作,獲得凹凸基板。
將所得積層體的表面形狀等示於表1中。
[比較例4]
除了於進行了準分子清洗的玻璃基板上,並不積層底塗層,而是積層10nm的SiO2以外,進行與實施例14相同的操作,但未獲得於表面具有凹凸結構的積層體。
將所得積層體的電阻值示於表1中。
[實施例15]
於實施例12中獲得的積層體的無機膜上,使用RF濺鍍裝置,進而積層100nm的ITO,獲得積層有2層無機膜的積層體。
將所得積層體的表面形狀等示於表2中。另外,將所得積層體的利用原子力顯微鏡拍攝而得的影像(50μm×50μm)示於圖9中。
[實施例16]
於實施例12中獲得的積層體的無機膜上,使用RF濺鍍裝置,進而積層200nm的ITO,獲得積層有2層無機膜的積層體。
將所得積層體的表面形狀等示於表2中。
[比較例5]
於比較例3中獲得的基板的無機膜上,使用RF濺鍍裝置,進而積層100nm的ITO,獲得積層有2層無機膜的積層體。
將所得積層體的電阻值示於表2中。
[比較例6]
於比較例3中獲得的基板的無機膜上,使用RF濺鍍裝置,進而積層200nm的ITO,獲得積層有2層無機膜的積層體。
將所得基板的電阻值示於表2中。
[實施例17]
於實施例14中獲得的積層體的無機膜上,使用RF濺鍍裝置,進而積層100nm的ITO,獲得積層有2層無機膜的積層體。
將所得積層體的表面形狀等示於表2中。
[實施例18]
於實施例14中獲得的積層體的無機膜上,使用RF濺鍍裝置,進而積層100nm的IZO,獲得積層有2層無機膜的積層體。
將所得積層體的表面形狀等示於表2中。
[比較例7]
於比較例4中獲得的基板的無機膜上,使用RF濺鍍裝置,進而積層100nm的ITO,獲得積層有2層無機膜的基板。
將所得基板的電阻值示於表2中。
[比較例8]
於比較例4中獲得的基板的無機膜上,使用RF濺鍍裝置,進而積層100nm的IZO,獲得積層有2層無機膜的基板。
將所得基板的電阻值示於表2中。
[實施例19]
除了以厚度成為2μm的方式,積層聚乙二醇二丙烯酸酯(商品名「A-200」,新中村化學工業(股)製造)作為底塗層形成用
的活性能量線硬化性組成物以外,進行與實施例2相同的操作,獲得積層體。
將所得積層體的表面形狀等示於表2中。
[實施例20]
除了以厚度成為2μm的方式,積層聚乙二醇二丙烯酸酯(商品名「A-400」,新中村化學工業(股)製造)作為底塗層形成用的活性能量線硬化性組成物以外,進行與實施例2相同的操作,獲得積層體。
將所得積層體的表面形狀等示於表2中。
[實施例21]
除了以厚度成為2μm的方式,積層聚乙二醇二丙烯酸酯(商品名「A-1000」,新中村化學工業(股)製造)作為底塗層形成用的活性能量線硬化性組成物以外,進行與實施例2相同的操作,獲得積層體。
將所得積層體的表面形狀等示於表2中。另外,將所得積層體的利用原子力顯微鏡拍攝而得的影像(50μm×50μm)示於圖16中。
[實施例22]
除了以厚度成為2μm的方式,積層聚丁二醇二丙烯酸酯(商品名「PBOM2000」,三菱麗陽(股)製造)作為底塗層形成用的活性能量線硬化性組成物以外,進行與實施例2相同的操作,獲得積層體。
將所得積層體的表面形狀等示於表2中。另外,將所得積層體的利用原子力顯微鏡拍攝而得的影像(50μm×50μm)示於圖10中。將該利用原子力顯微鏡拍攝所得的影像進行傅立葉變換而獲得的影像示於圖11中。
[比較例9]
於20cm×20cm的鏡面不鏽鋼板上,使用噴射(blast)裝置(機器型號名「PAM107」,日鑄(Nicchu)(股)製造),以壓力為0.3MPa、速度為20mm/秒、間距為2.5mm、供給量為30%的條件,利用氧化鋁粒子(商品名「A400S」)於不鏽鋼板上實施加工,獲得模具。
於所得的模具上,滴加聚乙二醇二丙烯酸酯(商品名「A-200」,新中村化學工業(股)製造)作為底塗層形成用的活性能量線硬化性組成物,於其上覆蓋進行了準分子清洗(172nm UV燈,MD準分子(股)製造)的玻璃基材(商品名「Eagle XG」,康寧公司製造,縱5cm、橫5cm、厚度0.7mm),利用手動輥(hand roll)來鋪開。隔著玻璃照射紫外線(累計光量為1000mJ/cm2),使活性能量線硬化性組成物硬化,自模具中剝離而於基材上積層底塗層。
繼而,於底塗層上,使用RF濺鍍裝置(機器型號名「SVC-700RF」,三友電子(股)製造),積層100nm的ITO,獲得積層體。
將所得積層體的表面形狀等示於表2中。另外,將所得積層
體的利用原子力顯微鏡拍攝而得的影像(50μm×50μm)示於圖17中。
表1以及表2中的簡稱表示以下的化合物等。
樹脂A:使「Diabeam UM-8002」進行紫外線硬化而成的樹脂
樹脂B:使「Diabeam UM-8003-1」進行紫外線硬化而成的樹脂
樹脂C:使「A-200」進行紫外線硬化而成的樹脂
樹脂D:使「A-400」進行紫外線硬化而成的樹脂
樹脂E:使「A-1000」進行紫外線硬化而成的樹脂
樹脂F:使「PBOM2000」進行紫外線硬化而成的樹脂
ITO:氧化銦錫
IZO:氧化銦鋅
ZrO2:氧化鋯
SiO2:二氧化矽
[比較例10]
將25mm×25mm的玻璃基材(商品名「Eagle XG」、康寧公司製造)設置於濺鍍裝置的腔室內,以腔室內的壓力為0.1Pa、蒸鍍速度為0.1nm/秒的條件,隔著具有線圖案的遮罩來蒸鍍厚度為100nm的ITO,獲得於玻璃基材上具有第1電極的積層體。所成膜的ITO的線的寬度為2nm。
對所得的積層體進行UV臭氧處理後,設置於真空蒸鍍裝置的腔室內,以腔室內的壓力為10-4Pa、蒸鍍速度為1.0nm/秒的條件,於ITO上依次蒸鍍:厚度為50nm的作為電洞傳輸層的N,N'-二(1-萘基)-N,N'-二苯基聯苯胺、厚度為20nm的作為發光層的於
4,4'-N,N'-二咔唑-二苯基中摻雜有三(2-苯基吡啶)銥者、厚度為50nm的作為電子傳輸層的2,2',2"-(1,3,5-甲苯基)-三(1-苯基-1-1H-苯并咪唑)。進而,於電子傳輸層上,以蒸鍍速度為0.059nm/秒的條件,以厚度0.7nm蒸鍍作為電子注入層的氟化鋰。以蒸鍍速度為0.5nm/秒的條件,隔著具有線圖案的遮罩,依次蒸鍍作為第2電極的厚度為1.5nm的鋁、厚度為100nm的銀。此時,線圖案是以與ITO大致正交的方式配置。所成膜的第2電極的線的寬度為2nm。藉由以上步驟,獲得EL元件。EL元件的發光部為第1電極與第2電極重疊的部分。即,發光部的大小為2mm×2mm。
將所得的EL元件加入至刻蝕玻璃中,以環氧系密封劑(長瀨化成(Nagase ChemteX)(股)製造)加以密封,獲得面發光體。
將所得面發光體的光取出效率示於表3中。
[實施例23]
除了使用實施例5中獲得的積層體作為於玻璃基材上具有第1電極的積層體以外,進行與比較例10相同的操作,獲得面發光體。
將所得面發光體的光取出效率示於表3中。
[比較例11]
除了使用比較例9中獲得的積層體作為於玻璃基材上具有第1電極的積層體以外,進行與比較例10相同的操作,獲得面發光體。
將所得面發光體的光取出效率示於表3中。
實施例1~實施例22中,可獲得於表面具有無機膜的凹凸結構、且於18條以上的第一6次多項式近似曲線中觀測到極大值的積層體。另一方面,比較例1~比較例8中,由於不具有底塗層,故而獲得於表面不具有凹凸結構的積層體。另外,比較例9中,獲得雖於表面具有無機膜的凹凸結構,但於17條以下的第一6次多項式近似曲線中觀測到極大值的積層體。
實施例23中獲得的面發光體由於包含實施例5中獲得的積層體,故而光取出效率優異。另一方面,比較例10中獲得的面發光體由於是由表面不具有凹凸結構的積層體所構築,故而光取出效率差。另外,比較例11中獲得的面發光體由於是由比較例9中獲得的於17條以下的第一6次多項式近似曲線中觀測到極大值的積層體所構築,故而光取出效率差。
[產業上之可利用性]
本發明的實施方式的積層體由於表面具有導電性的無機膜,且於表面具有皺狀的凹凸結構,故而可期待用於大量用途,其中適用於光取出效率優異、可對廣泛範圍均勻照射的面發光體
或光封入效率優異的太陽電池。
10‧‧‧積層體
11‧‧‧基材
12‧‧‧底塗層
13‧‧‧無機膜
Claims (14)
- 一種積層體,其包括:基材;上述基材上的底塗層;以及上述底塗層上的無機膜,並且上述無機膜的材料為導電性的金屬氧化物以及金屬氮化物的至少1種材料,將利用原子力顯微鏡對上述無機膜的表面拍攝所得的影像進行傅立葉變換而獲得的影像中,將自上述傅立葉變換而得的影像中的中心朝向0點方向的方位角設為0°,自0°起每隔10°放射狀地描繪亮度值,從而得出亮度值的36條第1近似曲線,其中於18條以上的第1近似曲線中觀測到極大值。
- 如申請專利範圍第1項所述的積層體,其中將所描繪的上述亮度值的36個圖表總合而得的圖表的第2近似曲線中,將頻率0.2μm-1與亮度值成為極大值的頻率之間亮度值成為極小值的頻率設為頻率A,將亮度值成為極大值之半值的頻率中成為最大的頻率設為頻率B,上述頻率A的倒數與上述頻率B的倒數之差為0.01μm~10μm。
- 如申請專利範圍第1項所述的積層體,其中上述無機膜的表面的凹凸結構的平均間距為0.05μm~4μm。
- 如申請專利範圍第1項所述的積層體,其中上述無機膜的 表面的凹凸結構的凸部的平均高度為0.01μm~2μm。
- 如申請專利範圍第1項所述的積層體,其中上述無機膜的表面的面粗糙度Ra、線粗糙度Ra'、線粗糙度的最大值Ra'(max)、及線粗糙度的最小值Ra'(min)滿足下述式(1):[數學式1]0.13≦(Ra'(max)-Ra'(min))/Ra≦0.82 (1)。
- 如申請專利範圍第1項所述的積層體,其中上述底塗層的彈性模數為1800MPa以下。
- 如申請專利範圍第1項所述的積層體,其中上述無機膜的材料為選自由氧化銦錫、氧化銦鋅、氧化銦、氧化鋅、氧化錫、氧化鋯、氮化銦、氮化鎵、氮化鋁、氮化鋯、氮化鈦所組成組群中的至少1種材料。
- 一種積層體的製造方法,其為如下方法:將活性能量線硬化性組成物塗佈於基材上,上述活性能量線硬化性組成物包含具有胺基甲酸酯基、苯基、或者環氧烷基的至少1種官能基的單體,照射活性能量線,使上述活性能量線硬化性組成物硬化而形成底塗層,利用濺鍍法、蒸鍍法、化學氣相沈積法中的任一種方法,於上述底塗層上積層導電性的金屬氧化物、金屬氮化物的至少1種 材料的無機膜,於表面形成凹凸結構。
- 如申請專利範圍第8項所述的積層體的製造方法,其中上述無機膜的材料為選自由氧化銦錫、氧化銦鋅、氧化銦、氧化鋅、氧化錫、氧化鋯、氮化銦、氮化鎵、氮化鋁、氮化鋯、氮化鈦所組成組群中的至少1種材料。
- 如申請專利範圍第8項所述的積層體的製造方法,其中上述底塗層的積層方法為濺鍍法或者蒸鍍法。
- 一種電極,其包括如申請專利範圍第1項所述的積層體。
- 一種電激發光元件,其包括如申請專利範圍第1項所述的積層體。
- 一種面發光體,其包括如申請專利範圍第12項所述的電激發光元件。
- 一種太陽電池,其包括如申請專利範圍第1項所述的積層體。
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