金属基板、使用其的衬底型薄膜太阳能电池及顶部发光型有机el元件的制作方法_2

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制)等,对于三聚氰 胺,可举出NIKALAC (注册商标)MS-Il,NIKALAC (注册商标)MS21(以上为三和化学制), SUPER BECKAMINE (注册商标)L-105-60, SUPERBECK AMINE (注册商标)J-820-60 (以上为 DIC公司制),对于环氧系,可举出Hardener HY951,Hardener HY957 (以上为BASF公司制), Sumikyua DTA,Sumikyua TTA(以上为住友化学公司制)等。
[0044] 另外,被膜形成用组合物优选含34. 5~80. 0质量%的热固化性树脂,更优选为 46. 8质量%以上且57. 6质量%以下。被膜形成用组合物中,优选含10. 6~35. 0质量%的 固化剂,更优选为14. 4~35. 0质量%。另外,上述热固化性树脂及固化剂的质量%,是指 被膜形成用组合物中热固化性树脂及固化剂的含量相对于热固化性树脂、固化剂及固态颜 料的合计质量的比率。
[0045] 在被膜的形成时,优选通过涂布法在金属板表面或已层叠的被膜上涂布被膜形 成用组合物来进行层叠,因此被膜形成用组合物优选为液状。因此,推荐被膜形成用组合 物为含有溶剂的组合物。被膜形成用组合物中使用的溶剂,只要能溶解或分散而获得被 膜形成用组合物应含有的各成分即可,并无特别限定。例如可为甲醇、乙醇、正丙醇、异 丙醇、正丁醇、异丁醇、乙二醇等醇类;丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮类; 甲苯、苯、二甲苯、Solvesso (注册商标)100 (Exxon Mobil公司制)、Solvesso (注册商 标)150 (ExxonMobil公司制)等芳香族烃类;己烷、庚烷、辛烷等脂肪族烃类;乙酸乙酯、乙 酸丁酯等酯类等。被膜形成用组合物可以使用这样的溶剂调整固态成分,优选为20质量% 以上且80质量%以下,更优选为40质量%以上且70质量%以下。固态成分量小于20质 量%即有机溶剂过多时,烧结时有机溶剂大量蒸发,其结果是,金属板表面附近基于气化的 有机溶剂容易产生对流,有可能最外表层被膜表面的平滑性受损。
[0046] [膜厚]
[0047] 制作仅层叠 1层被膜的金属基板时和层叠多层的金属基板时,可以制作的膜厚的 范围不同。另外,用后述说明的前涂布(pre-coat)法制作时和用后涂布(post-coat)法制 作时,可以制作的膜厚的范围也不同。
[0048](用前涂布法制作仅层叠 1层被膜的金属基板时)
[0049] 被膜的膜厚为10 μπι以上且40 μπι以下。膜厚小于10 μπι时,金属基板的耐电压 小于0. lkV,有可能无法确保耐电压(绝缘耐性)。另外,膜厚大于40 μ m时,被膜难以平滑 地层叠于金属板上,即,被膜的表面粗糙度Ra有可能大于30nm。
[0050] (用后涂布法制作仅层叠 1层被膜的金属基板时)
[0051] 被膜的膜厚可为10 μ m以上且40 μ m以下,也可以大于40 μ m且在120 μ m以下。 膜厚小于10 μm时,金属基板的耐电压小于0. lkV,有可能无法确保耐电压(绝缘耐性)。
[0052] 另外,膜厚大于120 μπι时,被膜难以平滑地层叠于金属板上,即,被膜的表面粗糙 度Ra有可能大于30nm。
[0053] (用前涂布法制作层叠多层被膜的金属基板时)
[0054] 多层的各被膜的膜厚为0. 1 μ m以上且40 μ m以下,多层被膜的膜厚的合计为3 μ m 以上。多层的各被膜的膜厚优选为Iym以上。每1层的膜厚小于0.1 μπι时,被膜有可能 产生针孔等缺陷,有可能无法确保耐电压(绝缘耐性)。另外,多层被膜的膜厚的合计小于 3 μπι时,金属基板的耐电压会小于0. lkV,有可能无法确保耐电压性(绝缘耐性)。另外, 每1层的膜厚大于40 μ m时,被膜难以平滑地层叠于金属板上,即,最远离金属板的被膜的 表面粗糙度Ra有可能大于30nm。层叠多层时,优选为2层以上且4层以下的层叠,更优选 为仅2层的层叠。
[0055] (用后涂布法制作层叠多层被膜的金属基板时)
[0056] 多层的各被膜的膜厚为〇. 1 μπι以上且40 μπι以下,多层被膜的膜厚的合计可为 3 μπι以上40 μπι以下,也可以大于40 μπι且在120 μπι以下。多层的各被膜的膜厚优选为 I ym以上。每1层的膜厚小于0. 1 μπι时,被膜有可能产生针孔等缺陷,有可能无法确保耐 电压(绝缘耐性)。另外,多层被膜的膜厚的合计小于3μπι时,金属基板的耐电压会小于 〇. lkV,有可能无法确保耐电压性(绝缘耐性)。另外,每1层的膜厚大于40 μ m时,被膜难 以平滑地层叠于金属板上,即,被膜的表面粗糙度Ra有可能大于30nm。层叠多层时,优选为 2层以上且4层以下的层叠,更优选为仅2层的层叠。
[0057][被膜表面的平滑性]
[0058] 在金属板上被膜仅层叠 1层时的被膜的表面需要平滑。另外,层叠多层时最远离 金属板的被膜(以下将仅层叠1层被膜时的被膜与层叠多层时的最远离金属板的被膜中的 任一个被膜称为最外表层)的表面也需要平滑。具体而言,最外表层的表面粗糙度Ra在 30nm以下,优选为最外表层的表面粗糙度Ra在IOnm以下。最外表层的表面粗糙度Ra大 于30nm时,最外表层表面的凹凸成为原因,有可能引起电极间短路带来的绝缘不良。最外 表层的表面粗糙度Ra可依据后述的测定方法测定。
[0059] 另外,由于灰尘或污垢等粒子附着引起的表面的凹凸,因为灰尘或污垢等粒子远 大于30nm左右,因此通过研磨等平滑化可以容易地除去。因此,灰尘或污垢等粒子引起的 凹凸关系到绝缘不良的可能性极低。
[0060] [颜料]
[0061] 为了使被膜表面平滑,具体为使最外表层的表面粗糙度Ra为30nm以下时,优选被 膜形成用组合物不含固态颜料。但是,需要将被膜着色而被膜中必须含有颜料时,优选将 被膜形成用组合物中的固态颜料的体积分率设为20%以下。固态颜料的粒径通常远大于 30nm,因此被膜形成用组合物中的固态颜料的体积分率大于20 %时,最外表层的表面粗糙 度Ra难以设为30nm以下。
[0062] 作为用于着色为以下各个颜色时的颜料种类的例子,可举出:白色:氧化钛、碳酸 钙、氧化锌、硫酸钡、立德粉、铅白等无机系颜料,黑色:苯胺黑、尼格等有机系颜料、炭黑等 无机系颜料、铁黑等无机系颜料,红色:不溶性偶氮系(萘酚系及酰基苯胺系)或可溶性偶 氮系等有机系颜料,或铁丹、镉红、铅丹等无机系颜料,黄色:不溶性偶氮系(萘酚系及酰基 苯胺系)、可溶性偶氮系、喹吖啶酮系等有机系颜料,或铬黄、镉黄、镍钛黄、黄丹、铬酸锶等 无机系颜料,绿色:有机酞菁系颜料,蓝色:有机酞菁系颜料、二噁嗪系颜料、普鲁士蓝、群 青、钴蓝、翡翠绿等无机系颜料,橙色:苯并咪唑系、吡唑啉酮系等有机系颜料等。上述着色 颜料中,将同色而化学结构不同的颜料或不同色的着色颜料2种以上以适当的混合比加以 混合,可以着色成为灰色、茶色、紫色、红紫色、蓝紫色、橙色、黄金色等所需的色。
[0063] 例如氧化钛中,平均粒径期望例如粒状时大致为0. 1~0.5 μπι,推荐优选为 0· 2 μ m以上且0· 4 μ m以下,更优选为0· 3 μ m以下。平均粒径大于0· 5 μ m时,贝丨J由含氧化 钛的被膜形成用组合物形成的最外表层的表面粗糙度Ra难以为30nm以下。
[0064] 其中,上述氧化钛的平均粒径,是指通过通常的粒度分布计对分级后的氧化钛粒 子的粒度分布进行测定,由依据该测定结果所算出的从小粒径侧起的累积值50%的粒度 (D50)。该粒度分布可以通过照射光至粒子所产生的衍射或散射的强度图案来测定,这样的 粒度分布计例如有日机装公司制的Micro track 9220FRA或Microtrack HRA等。
[0065] 另外,满足上述优选的平均粒径的氧化钛可以使用市售品,例如有TAYCA公司 制的TITANIX (注册商标)JR-301 (平均粒径0. 30 μ m)、JR-603 (平均粒径0. 28 μ m)、 JR-806 (平均粒径 0· 25 μ m)、JRNC (平均粒径 0· 37 μ m)等。
[0066]另外,为抑制颜料的偏析,可在被膜形成用组合物中添加颜料分散剂。优选的颜料 分散剂,可由水溶性丙烯酸系树脂、水溶性苯乙烯丙烯酸系树脂及非离子系界面活性剂所 构成的组中选择的1种以上。使用它们时,颜料分散剂会残存于着色涂膜。
[0067] [耐电压]
[0068] 耐电压通过后述的方法测定,为0.1 kV以上是必要的。优选为0. 3kV以上,更优选 为1.0 kV以上。耐电压小于0.1 kV时,有可能引起因电极间短路带来的绝缘不良。
[0069] [制造方法]
[0070] 被膜形成用组合物的涂布、干燥方法,并无特别限定,可以适当采用已知的方法。 制作第1金属基板或第2金属基板时的组合物的涂布方法,例如可举出刮棒涂布法、辊式 涂布法、淋幕式涂布法、喷涂法、喷淋法等前涂布法,其中,从成本等观点出发优选刮棒涂布 法、辊式涂布法、喷淋法。另外,作为上述以外的组合物的涂布方法,也可使用静电涂布法、 旋转涂布法等后涂布法,使用后涂布法时,不仅可以制作第1金属基板或第2金属基板,也 可以制作第3金属基板。
[0071] 烧结温度并无特别限定,可根据被膜使用的树脂的固化特性进行调整,例如前涂 布法所使用的聚酯系树脂时优选为190°C以上且250°C以下,更优选为200°C以上且240°C 以下。通过将烧结温度设定于上述范围内,使有机溶剂不急速蒸发,从而金属板表面附近不 容易产生气化的有机溶剂引起的对流,最外表层的被膜表面可以变得更平滑。另外,作为 干燥温度,只要不因热造成被膜劣化的程度即可,例如优选为190~250Γ左右,更优选为 200~240°C左右。另外,烧结、干燥温度为到达板温(Peak Metal Temperature :PMT) 〇
[0072] 〈耐药品性优异的金属基板〉
[0073] 为了制备具良好耐药品性的金属基板,第2金属基板中,优选合计膜厚设为5 μπι 以上,更优选被膜形成用组合物还含有固化剂,上述被膜形成用组合物中的上述固化剂相 对于上述热固化性树脂的质量比在〇. 6以上且I. 0以下。另外,在第2金属基板中,用来形 成最远离金属板的被膜的被膜形成用组合物中,可以代替热固化性树脂及固化剂,而含有 无机高分子和/或有机高分子与无机高分子的复合高分子。
[0074] 为了制成具良好耐药品性的金属基板,在被膜形成用组合物中,固化剂相对于热 固化性树脂的质量比为〇. 6以上且I. 0以下,优选为0. 62以上且I. 0以下,更优选为0. 65 以上且1. 0以下。被膜虽不溶解于有机溶剂,但溶剂分子渗入被膜有可能造成溶胀等变 质。为了抑制该现象,有效的是在热固化性树脂中含特定量的固化剂,从而提高被膜的硬度 (交联密度)。另外,关于对有机溶剂的耐性(耐药品性)的判断基准如后所述。
[0075] 另外,为了制成具良好耐药品性的金属基板,优选在被膜形成用组合物中含有 26. 5~62. 5质量%的热固化性树脂,更优选含有3
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