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JP5397064B2 - Method for producing antireflection layer and organic electronics element using antireflection layer - Google Patents
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Method for producing antireflection layer and organic electronics element using antireflection layer Download PDF

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Description

本発明は、微粒子から成る反射防止層の製造方法に関し、さらに詳しくは微粒子分散液を樹脂基材に塗布した後、外部刺激によって微粒子の配列及び固着を促すことで、反射防止機能だけでなく、防汚性の向上や曲げによるクラック発生を抑制することができる微粒子から成る反射防止層の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an antireflection layer comprising fine particles, and more specifically, after applying a fine particle dispersion to a resin substrate, by prompting the arrangement and fixation of fine particles by an external stimulus, not only the antireflection function, The present invention relates to a method for producing an antireflection layer composed of fine particles capable of improving the antifouling property and suppressing cracking due to bending.

主な応用分野としては、フレキシブルで透明な樹脂基板を用いることを特徴とした、各種有機エレクトロニクス素子、例えば、有機EL素子、有機太陽電池素子、有機光電変換素子、ディスプレイ素子等に対して有用に用いることができ、特に本発明は、太陽光下に暴露される有機太陽電池素子に有効である。   The main application fields are useful for various organic electronics elements, such as organic EL elements, organic solar cell elements, organic photoelectric conversion elements, display elements, etc., characterized by using a flexible and transparent resin substrate. In particular, the present invention is effective for an organic solar cell element exposed to sunlight.

反射防止膜は光学分野において最も基本的で、かつ、様々な用途において用いられる構造である。未だに技術進捗が続くディスプレイ分野や、昨今注目される有機エレクトロニクス分野において、特にフレキシブルな透明樹脂基板上に、反射防止機能やその他の付加機能を有する高機能基板が一層必要とされている。   The antireflection film is the most basic in the optical field and is a structure used in various applications. In the display field where the technological progress is still continuing, and in the organic electronics field, which has recently attracted attention, there is a further need for a highly functional substrate having an antireflection function and other additional functions, particularly on a flexible transparent resin substrate.

有機エレクトロニクス分野は、例えば、有機EL素子、有機太陽電池素子、有機光電変換素子等、有機物を中心とした素子構成のため、塗布や印刷による高生産性の可能性があり、次世代のエレクトロニクス分野として特に注目されている。   In the organic electronics field, for example, organic EL elements, organic solar cell elements, organic photoelectric conversion elements, etc., which are mainly composed of organic matter, there is a possibility of high productivity by coating and printing. It is especially noted as.

中でも有機太陽電池は、フレキシブルな樹脂基板上に、塗布法で形成できることから、多くの研究機関で盛んに研究がなされている。塗布法の利点としては、ロールツーロール等の連続的なプロセスによって製造できることから、大量に作れることにより得られるコストメリットは大きい。また、ロール状に巻き取って保管できるため、工程での管理が容易なこともコスト低減に対して大きなメリットである。   In particular, organic solar cells can be formed on a flexible resin substrate by a coating method, and thus are actively studied by many research institutions. As an advantage of the coating method, since it can be produced by a continuous process such as roll-to-roll, the cost merit obtained by making it in large quantities is great. In addition, since it can be wound and stored in a roll shape, easy management in the process is a great merit for cost reduction.

薄膜型太陽電池の多くは発電層が薄膜である故に、入射する太陽光の光を有効に活用する技術が直接、高効率化に寄与することが分かっている。このような光入射のロスとして、基材(一般的にはガラス)の表面で屈折率の差によるフレネル損失によって、入射光の10%程度は反射し、発電層まで到達できないことがある。   In many thin-film solar cells, since the power generation layer is a thin film, it has been found that a technology that effectively uses incident sunlight light directly contributes to high efficiency. As such a light incident loss, about 10% of the incident light may be reflected by the Fresnel loss due to the difference in refractive index on the surface of the base material (generally glass), and may not reach the power generation layer.

光入射のロスを低減するために、最表面に反射防止層を形成することが一般に行われているが、その多くは費用対効果の観点から低屈折率のコート剤を塗布して乾燥させただけの層で、反射防止機能が低い上に、防汚性が持続せず、また、樹脂基板上にコートした場合は、曲げによりクラックが発生し易く、フレキシブルな太陽電池の反射防止層としては好ましくなかった。   In order to reduce the loss of light incidence, an antireflection layer is generally formed on the outermost surface, but many of them are coated with a low refractive index coating agent and dried from the viewpoint of cost effectiveness. In addition, the antireflection function is low and the antifouling property does not last, and if it is coated on a resin substrate, cracks are likely to occur due to bending, and as a flexible solar cell antireflection layer It was not preferable.

屈折率を制御する有用な方法として、例えば特許文献1にあるような、半導体基板上に連続的な屈折率変化を有する反射防止層が提案されている。また、特許文献2では、樹脂基材の上に高屈折率層と、中空シリカを用いた低屈折率層を積層して連続的な屈折率の変化を形成させる方法が開示されている。同様に特許文献3においても、微粒子を基材表面に固着させることで、反射防止機能を得る技術が紹介されている。   As a useful method for controlling the refractive index, for example, an antireflection layer having a continuous refractive index change on a semiconductor substrate has been proposed as disclosed in Patent Document 1. Patent Document 2 discloses a method of forming a continuous refractive index change by laminating a high refractive index layer and a low refractive index layer using hollow silica on a resin base material. Similarly, Patent Document 3 introduces a technique for obtaining an antireflection function by fixing fine particles to a substrate surface.

これらいずれの方法も、連続的な屈折率を形成する方法であり、例えば微粒子からなる反射防止層を基材表面にコートすることで、屈折率に変化を持たせ、反射防止機能を得ている。しかしながら、微粒子からなる反射防止層は、微粒子自体に防汚性の効果がないため、高い透過率と防汚性を両立する技術ではなかった。   Any of these methods is a method for forming a continuous refractive index. For example, the antireflective layer made of fine particles is coated on the surface of the base material to change the refractive index and obtain an antireflection function. . However, the antireflection layer composed of fine particles is not a technique that achieves both high transmittance and antifouling properties because the fine particles themselves have no antifouling effect.

一方で、特許文献4では、導電体と、誘電体または半導体との超微粒子複合体からなる防汚層について開示している。これは光触媒性を示さないアモルファス酸化チタンと導電体とを混合することで、防汚効果を示す技術であるが、特に上述したような樹脂基板上に付与した場合、防汚性は得られるものの、微粒子を製膜したことによる反射防止機能が低く、また、曲げによるクラックが発生し、フレキシブルな太陽電池に用いた場合、実用的に課題があった。   On the other hand, Patent Document 4 discloses an antifouling layer comprising an ultrafine particle composite of a conductor and a dielectric or semiconductor. This is a technology that shows an antifouling effect by mixing amorphous titanium oxide that does not exhibit photocatalytic properties and a conductor, but when applied on a resin substrate as described above, the antifouling property is obtained. In addition, the antireflection function due to the formation of the fine particles is low, and cracks due to bending are generated, which causes practical problems when used in flexible solar cells.

特開2005−277181号公報JP 2005-277181 A 特開2005−183546号公報JP 2005-183546 A 特開2006−208726号公報JP 2006-208726 A 国際公開第05/108056号パンフレットWO05 / 108056 pamphlet

上述したような従来の技術は、特にフレキシブルな樹脂基板上に微粒子からなる反射防止膜を形成した場合、高温プロセスを通せないため、微粒子の配列及び固着が不十分であるため、反射防止機能が低いだけでなく、防汚性の低下や曲げによるクラックの発生が課題であった。   In the conventional technology as described above, in particular, when an antireflection film made of fine particles is formed on a flexible resin substrate, since the high temperature process cannot be performed, the arrangement and fixing of the fine particles are insufficient, and thus the antireflection function is provided. Not only was it low, but the problem was deterioration of antifouling properties and generation of cracks due to bending.

本発明は上記課題を解決するものであり、詳しくは、低温プロセスによって、反射防止機能及び防汚性が高く、曲げによるクラックの発生が少ない、微粒子から成る反射防止層を得る製造方法及びこの反射防止層を用いた有機エレクトロニクス素子を提供することにある。   The present invention solves the above problems, and more specifically, a manufacturing method for obtaining an antireflection layer composed of fine particles, which has a high antireflection function and antifouling property and is less susceptible to cracking due to bending, by a low temperature process, and this reflection. An object of the present invention is to provide an organic electronic device using a prevention layer.

本発明の上記目的は、以下の構成により達成することができる。   The above object of the present invention can be achieved by the following configuration.

1.樹脂基材の少なくとも片面に、表面が過酸化された微粒子を含む分散液を塗布する工程と、外部刺激処理によって前記微粒子を固着させる工程とを少なくとも含むことを特徴とする反射防止層の製造方法。   1. A method for producing an antireflection layer comprising at least a step of applying a dispersion containing fine particles whose surface is peroxidized on at least one surface of a resin base material, and a step of fixing the fine particles by an external stimulus treatment .

2.前記分散液が、少なくとも導電体と、誘電体または半導体からなる微粒子を含有することを特徴とする前記1に記載の反射防止層の製造方法。   2. 2. The method for producing an antireflection layer as described in 1 above, wherein the dispersion contains at least a conductor and fine particles comprising a dielectric or a semiconductor.

3.前記分散液が、少なくともマイクロ波を吸収する金属または金属酸化物からなる微粒子を含有し、かつ、前記外部刺激処理がマイクロ波照射処理であることを特徴とする前記1または2に記載の反射防止層の製造方法。   3. 3. The antireflection according to 1 or 2, wherein the dispersion contains at least fine particles made of a metal or metal oxide that absorbs microwaves, and the external stimulation treatment is a microwave irradiation treatment. Layer manufacturing method.

4.前記外部刺激処理が、プラズマ放電処理、マイクロ波照射処理、紫外線照射処理から選ばれる処理であることを特徴とする前記1または2に記載の反射防止層の製造方法。   4). 3. The method for producing an antireflection layer according to 1 or 2, wherein the external stimulation treatment is a treatment selected from plasma discharge treatment, microwave irradiation treatment, and ultraviolet irradiation treatment.

5.前記外部刺激処理が、大気圧または大気圧に近い気圧で、酸素の存在下に行うプラズマ放電処理であることを特徴とする前記4に記載の反射防止層の製造方法。   5. 5. The method for producing an antireflection layer as described in 4 above, wherein the external stimulation treatment is a plasma discharge treatment performed in the presence of oxygen at atmospheric pressure or near atmospheric pressure.

6.前記外部刺激処理が、雰囲気中の酸素濃度が18体積%以上、50体積%の条件下で行う紫外線照射処理であることを特徴とする前記4に記載の反射防止層の製造方法。   6). 5. The method for producing an antireflection layer as described in 4 above, wherein the external stimulation treatment is an ultraviolet irradiation treatment performed under conditions where the oxygen concentration in the atmosphere is 18% by volume or more and 50% by volume.

7.前記樹脂基材が、フレキシブルな基材であることを特徴とする前記1〜6のいずれか1項に記載の反射防止層の製造方法。   7). 7. The method for producing an antireflection layer according to any one of 1 to 6, wherein the resin base material is a flexible base material.

8.前記1〜7のいずれか1項に記載の反射防止層の製造方法で作製した反射防止層を有することを特徴とする有機エレクトロニクス素子。   8). 8. An organic electronic device comprising an antireflection layer produced by the method for producing an antireflection layer according to any one of 1 to 7 above.

9.前記樹脂基材の両面に前記反射防止層が形成されていることを特徴とする前記8に記載の有機エレクトロニクス素子。   9. 9. The organic electronics element as described in 8 above, wherein the antireflection layer is formed on both surfaces of the resin base material.

本発明により、低温プロセスによって、反射防止機能及び防汚性が高く、曲げによるクラックの発生が少ない微粒子から成る反射防止層を得る製造方法及びこの反射防止層を用いた有機エレクトロニクス素子を提供することができた。   According to the present invention, there are provided a manufacturing method for obtaining an antireflection layer composed of fine particles having a high antireflection function and antifouling property and less cracking due to bending by a low-temperature process, and an organic electronic device using the antireflection layer. I was able to.

本発明に用いることのできる大気圧プラズマ処理装置の概略構成断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of an atmospheric pressure plasma processing apparatus that can be used in the present invention. 大気圧プラズマ処理装置の角筒型電極の概略図である。It is the schematic of the square tube type electrode of an atmospheric pressure plasma processing apparatus.

本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討を行った結果、樹脂基材の少なくとも片面に、表面が過酸化された微粒子を含む分散液を塗布する工程と、外部刺激処理によって前記微粒子を固着させる工程とを少なくとも含む反射防止層の製造方法により、低温プロセスによって、反射防止機能及び防汚性が高く、曲げによるクラックの発生が少ない微粒子から成る反射防止層を得る製造方法が得られることを見出し、本発明に至った。   As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventor fixed the fine particles by applying a dispersion liquid containing fine particles whose surface is peroxidized on at least one surface of the resin base material, and by external stimulation treatment. And a method for producing an antireflection layer comprising at least a process, and a method for obtaining an antireflection layer composed of fine particles having a high antireflection function and antifouling property and less cracking due to bending by a low temperature process. The present invention has been reached.

以下、本発明について詳述する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明は、微粒子から成る反射防止層の製造方法であって、フレキシブルな基材の少なくとも片面に、表面が過酸化された微粒子を含む分散液を塗布する工程と、外部刺激処理によって前記過酸化された微粒子を固着する工程とを少なくとも含むことを特徴とする。   The present invention relates to a method for producing an antireflection layer comprising fine particles, the step of applying a dispersion containing fine particles whose surface is peroxidized on at least one surface of a flexible substrate, and the peroxidation by external stimulation treatment. And a step of fixing the formed fine particles.

このような微粒子からなる反射防止層を形成する場合、塗布条件や乾燥条件、外部刺激処理条件によって、最適な多孔質構造が形成され、見かけ上、連続的な屈折率変化を有した反射防止構造が形成される。   When forming such an antireflection layer made of fine particles, an optimal porous structure is formed depending on the coating conditions, drying conditions, and external stimulus processing conditions, and the antireflection structure has an apparent continuous refractive index change. Is formed.

さらに、本発明のもう一つの効果として防汚性の付与が挙げられる。本発明に係る反射防止層は、少なくとも導電体と、誘電体または半導体からなる微粒子を含む複合体であることが好ましい。このように、導電体と、誘電体または半導体を複合化することで、層表面に正の電荷が発生するため、後述するような静電的な反発作用によって、汚染物質の付着を抑制し、また同時に雨水等がかかる場合は汚染物質が容易に洗い流される効果を得る。   Further, another effect of the present invention is imparting antifouling properties. The antireflection layer according to the present invention is preferably a composite containing at least a conductor and fine particles made of a dielectric or semiconductor. In this way, by combining a conductor and a dielectric or semiconductor, a positive charge is generated on the surface of the layer, so that the adhesion of contaminants is suppressed by electrostatic repulsion as described below, At the same time, when rain water or the like is applied, the contaminants can be easily washed away.

また、この反射防止層を用いた有機エレクトロニクス素子の一つである有機太陽電池は、入射光の反射防止性が向上し光電変換効率が向上する。   Moreover, the organic solar cell which is one of the organic electronics elements using this antireflection layer improves the antireflection property of incident light and improves the photoelectric conversion efficiency.

基体表面の退色または変色の原因の一つである汚染物質は、大気中に浮遊しているカーボン等の無機物質及び/または油等の有機物質が基体表面に徐々に堆積することによって基体表面に付着していく。   Contaminants that are one of the causes of discoloration or discoloration of the substrate surface are caused by the gradual deposition of inorganic substances such as carbon and / or organic substances such as oil floating on the substrate surface. Adhere.

主に屋外の大気中に浮遊している汚染物質、特に油分は、太陽光をはじめとして各種の電磁波により、いわゆる光酸化反応を受け、「酸化」された状態にあるといわれている。   It is said that pollutants, especially oil, which are mainly floating in the outdoor air, are in an “oxidized” state due to the so-called photooxidation reaction caused by various electromagnetic waves including sunlight.

光酸化反応とは、太陽光をはじめとした電磁波の作用により、有機物または無機物表面の水分(HO)、酸素(O)からヒドロキシルラジカル(・OH)や一重項酸素()が生成される際に、有機物または無機物から電子(e)が引き抜かれて酸化される現象をいう。この酸化により、有機物では分子構造が変化し、劣化と称される変色または脆化現象が見られ、無機物、特に金属では錆が発生する。これら「酸化」された有機物または無機物の表面は、電子(e)の引き抜きにより、正に帯電する。 The photo-oxidation reaction is the action of electromagnetic waves such as sunlight, and water (H 2 O) and oxygen (O 2 ) on the surface of organic or inorganic matter to hydroxyl radical (.OH) and singlet oxygen ( 1 O 2 ). Is a phenomenon in which electrons (e ) are extracted from an organic or inorganic substance and oxidized. Due to this oxidation, the molecular structure of the organic substance is changed, and a discoloration or embrittlement phenomenon called deterioration is observed, and rust is generated in the inorganic substance, particularly metal. These “oxidized” organic or inorganic surfaces are positively charged by the extraction of electrons (e ).

〔微粒子〕
本発明の微粒子から成る反射防止層に用いられる微粒子は、金属、金属塩、金属酸化物、炭素材料、シラン材料、化合物半導体、有機導電性材料等から成る、粒子径が100nm以下の微粒子であり、好ましくは1〜50nmの粒子径であれば、光散乱することなく高い透過率が得られ好ましい。粒子の形状は、光散乱による反射光が小さければ如何なる形状も好ましく用いることができ、球形、楕円形、多角形、棒状、ワイヤー状、円盤状等の形を用いることができる。また、屈折率は1.1〜2.5程度が好ましく、1.1〜2.0程度がさらに好ましい。
[Fine particles]
The fine particles used in the antireflection layer composed of the fine particles of the present invention are fine particles having a particle diameter of 100 nm or less made of metal, metal salt, metal oxide, carbon material, silane material, compound semiconductor, organic conductive material, and the like. A particle diameter of preferably 1 to 50 nm is preferable because high transmittance can be obtained without light scattering. As the shape of the particles, any shape can be preferably used as long as the reflected light by light scattering is small, and shapes such as a sphere, an ellipse, a polygon, a rod, a wire, and a disk can be used. The refractive index is preferably about 1.1 to 2.5, more preferably about 1.1 to 2.0.

また、本発明に使用される微粒子は、表面が過酸化された、外部刺激処理に対し活性な微粒子を少なくとも有することを特徴とし、後述する外部刺激処理と組み合わせることで、低温プロセスで基材へダメージを与えることなく、微粒子を固着させることができる。   In addition, the fine particles used in the present invention are characterized by having at least fine particles active on the external stimulus treatment whose surface is peroxidized. Fine particles can be fixed without damaging them.

微粒子表面の過酸化方法については、酸化チタン微粒子を例に後述する。酸化チタン以外の微粒子についても同様な方法で表面を過酸化処理できる。   The method for peroxidizing the surface of the fine particles will be described later using titanium oxide fine particles as an example. The surface of fine particles other than titanium oxide can be peroxidized in the same manner.

また、本発明では、基体表面に正電荷を付与することにより、前記有機物または無機物を、静電反発力を利用して基体表面から自然に離脱させる。基体表面に正電荷を付与する方法として、本発明では、導電体と、誘電体または半導体との複合体を使用することが好ましい。複合体を構成する導電体は耐久性の点から金属が望ましく、アルミニウム、錫、セシウム、インジウム、セリウム、セレンクロム、ニッケル、アンチモン、鉄、銀、銅、マンガン、白金、タングステン、ジルコニウム、亜鉛等の金属が挙げられる。   In the present invention, by applying a positive charge to the substrate surface, the organic substance or inorganic substance is naturally released from the substrate surface using electrostatic repulsion. As a method for imparting a positive charge to the substrate surface, in the present invention, it is preferable to use a composite of a conductor and a dielectric or semiconductor. The conductor constituting the composite is preferably a metal from the viewpoint of durability, such as aluminum, tin, cesium, indium, cerium, selenium chromium, nickel, antimony, iron, silver, copper, manganese, platinum, tungsten, zirconium, zinc, etc. These metals are mentioned.

(導電体)
導電体としては、一部の金属の金属塩も使用可能である。具体的には、塩化アルミニウム、塩化第1及び第2錫、塩化クロム、塩化ニッケル、塩化第1及び第2アンチモン、塩化第1及び第2鉄、硝酸銀、塩化セシウム、三塩化インジウム、塩化第1セリウム、四塩化セレン、塩化第2銅、塩化マンガン、塩化第2白金、四塩化タングステン、オキシ二塩化タングステン、タングステン酸カリウム、塩化第2金、オキシ塩化ジルコニウム、塩化亜鉛等の各種の金属塩が例示できる。また、水酸化インジウム、ケイタングステン酸等の水酸化物または酸化物等も使用可能である。
(conductor)
A metal salt of some metals can also be used as the conductor. Specifically, aluminum chloride, first and second tin chlorides, chromium chloride, nickel chloride, first and second antimony chlorides, first and second iron chlorides, silver nitrate, cesium chloride, indium trichloride, first chloride chloride Various metal salts such as cerium, selenium tetrachloride, cupric chloride, manganese chloride, platinum chloride, tungsten tetrachloride, tungsten oxychloride, potassium tungstate, gold chloride, zirconium oxychloride, zinc chloride, etc. It can be illustrated. Further, hydroxides or oxides such as indium hydroxide and silicotungstic acid can also be used.

導電体としては、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリチオフェンビニロン、ポリイソチアナフテン、ポリアセチレン、ポリアルキルピロール、ポリアルキルチオフェン、ポリ−p−フェニレン、ポリフェニレンビニロン、ポリメトキシフェニレン、ポリフェニレンスルファイド、ポリフェニレンオキシド、ポリアントラセン、ポリナフタレン、ポリピレン、ポリアズレン等の導電性高分子も使用可能である。   As conductors, polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polythiophene vinylon, polyisothianaphthene, polyacetylene, polyalkylpyrrole, polyalkylthiophene, poly-p-phenylene, polyphenylene vinylon, polymethoxyphenylene, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, polyphenylene oxide Conductive polymers such as anthracene, polynaphthalene, polypyrene, and polyazulene can also be used.

(半導体)
半導体としては、例えば、C、Si、Ge、Sn、GaAs、InP、GeN、ZnSe、PbSnTe等があり、半導体酸化金属や光半導体金属、光半導体酸化金属も使用可能である。好ましくは、酸化チタン(TiO)の他に、ZnO、SrTiOP、CdS、CdO、CaP、InP、In、CaAs、BaTiO、KNbO、Fe、Ta、WO、NiO、CuO、SiC、SiO、MoS、InSb、RuO、CeO等が使用されるが、Na等で光触媒能を不活性化したものが望ましい。
(semiconductor)
Examples of the semiconductor include C, Si, Ge, Sn, GaAs, InP, GeN, ZnSe, and PbSnTe, and semiconductor metal oxide, photo semiconductor metal, and photo semiconductor metal oxide can also be used. Preferably, besides titanium oxide (TiO 2 ), ZnO, SrTiOP 3 , CdS, CdO, CaP, InP, In 2 O 3 , CaAs, BaTiO 3 , K 2 NbO 3 , Fe 2 O 3 , Ta 2 O 3 , WO 3 , NiO, Cu 2 O, SiC, SiO 2 , MoS 3 , InSb, RuO 2 , CeO 2, etc. are used, and those in which the photocatalytic ability is inactivated with Na or the like are desirable.

(誘電体)
誘電体としては、強誘電体であるチタン酸バリウム(PZT)いわゆるSBT、BLTや、次に挙げるPLZT−(Pb、La)(Zr、Ti)O、SBT、SBTN−SrBi(Ta、Nb)、BST−(Ba、Sr)TiO、LSCO−(La、Sr)CoO、BLT、BIT−(Bi、La)Ti12、BSO−BiSiO等の複合金属が使用可能である。また、有機ケイ素化合物であるシラン化合物、シリコーン化合物、いわゆる有機変性シリカ化合物、また、有機ポリマー絶縁膜アリレンエーテル系ポリマー、ベンゾシクロブテン、フッ素系ポリマーパリレンN、またはF、フッ素化アモルファス炭素等の各種低誘電材料も使用可能である。
(Dielectric)
As dielectrics, barium titanate (PZT), which is a ferroelectric material, so-called SBT, BLT, PLZT- (Pb, La) (Zr, Ti) O 3 , SBT, SBTN-SrBi 2 (Ta, Nb) described below. ) 2 O 9 , BST- (Ba, Sr) TiO 3 , LSCO- (La, Sr) CoO 3 , BLT, BIT- (Bi, La) 4 Ti 3 O 12 , BSO-Bi 2 SiO 5, etc. Can be used. Also, silane compounds, silicone compounds, so-called organic modified silica compounds, which are organosilicon compounds, organic polymer insulating films, arylene ether-based polymers, benzocyclobutene, fluorine-based polymer parylene N, or F, fluorinated amorphous carbon, etc. Various low dielectric materials can also be used.

導電体と誘電体または半導体との複合体としては、基体表面に正電荷を付与可能なものであれば、任意の導電体と誘電体または半導体との組み合わせを使用可能であるが、基体表面の親水化・セルフクリーニング化の点では、金属ドープ酸化チタンを使用することが好ましい。前記金属としては、銅、マンガン、ニッケル、コバルト、鉄及び亜鉛からなる群から選択された金属元素の少なくとも1つが好ましく、酸化チタンとしてはTiO、TiO、TiO、TiO/nHO等の各種の酸化物、過酸化物が使用可能である。特に、ペルオキソ基を有する過酸化チタンが好ましい。酸化チタンはアモルファス型、アナターゼ型、ブルッカイト型、ルチル型のいずれでもよく、これらが混在していてもよいが、アモルファス型酸化チタンが好ましい。 As a composite of a conductor and a dielectric or semiconductor, any combination of conductor and dielectric or semiconductor can be used as long as it can impart a positive charge to the surface of the base. In terms of hydrophilization and self-cleaning, it is preferable to use metal-doped titanium oxide. The metal is preferably at least one metal element selected from the group consisting of copper, manganese, nickel, cobalt, iron and zinc, and the titanium oxide may be TiO 2 , TiO 3 , TiO, TiO 3 / nH 2 O, or the like. These various oxides and peroxides can be used. In particular, titanium peroxide having a peroxo group is preferable. The titanium oxide may be any of amorphous type, anatase type, brookite type, and rutile type, and these may be mixed, but amorphous type titanium oxide is preferred.

アモルファス型酸化チタンは光触媒機能を有しない。一方、アナターゼ型、ブルッカイト型及びルチル型の酸化チタンは光触媒機能を有するが、銅、マンガン、ニッケル、コバルト、鉄または亜鉛を一定濃度以上に複合させると光触媒機能を喪失する。したがって、前記金属ドープチタン酸化物は光触媒機能を有しないものである。なお、アモルファス型酸化チタンは太陽光による加熱等により経時的にアナターゼ型酸化チタンに変換されるが、銅、マンガン、ニッケル、コバルト、鉄または亜鉛と複合させるとアナターゼ型酸化チタンは光触媒機能を失うので、結局のところ、前記金属ドープチタン酸化物は経時的に光触媒機能を示さないものである。   Amorphous titanium oxide does not have a photocatalytic function. On the other hand, anatase-type, brookite-type and rutile-type titanium oxides have a photocatalytic function, but the photocatalytic function is lost when copper, manganese, nickel, cobalt, iron or zinc is combined at a certain concentration or more. Therefore, the metal-doped titanium oxide does not have a photocatalytic function. Amorphous titanium oxide is converted to anatase titanium oxide over time by heating with sunlight, etc., but when combined with copper, manganese, nickel, cobalt, iron, or zinc, anatase titanium oxide loses its photocatalytic function. Therefore, after all, the metal-doped titanium oxide does not exhibit a photocatalytic function over time.

前記金属ドープチタン酸化物の製造方法としては、一般的な二酸化チタン粉末の製造方法を用いることができる。また、上述した金属ドープは、製造段階のいずれの工程でも酸化物と複合化できる。   As a method for producing the metal-doped titanium oxide, a general method for producing titanium dioxide powder can be used. Moreover, the metal dope described above can be combined with an oxide in any process in the manufacturing stage.

(表面が過酸化された酸化チタン微粒子の製造方法)
表面が過酸化された酸化チタン微粒子の好ましい製造方法例を以下に示すが、本発明においては上述した機能が得られれば、微粒子の組成及び製造方法はこれに限らない。
(Method for producing fine particles of titanium oxide whose surface is peroxidized)
Although the preferable example of the manufacturing method of the titanium oxide microparticles | fine-particles whose surface is peroxidized is shown below, if the function mentioned above is acquired in this invention, a composition and manufacturing method of microparticles | fine-particles will not be restricted to this.

まず、四塩化チタン等の四価チタンの化合物とアンモニア等の塩基とを反応させて、水酸化チタンを形成する。次に、この水酸化チタンを酸化剤でペルオキソ化し、超微細粒子のアモルファス型過酸化チタンを形成する。この反応は好ましくは水性媒体中で行われる。さらに、任意に加熱処理することによりアナターゼ型過酸化チタンに転移させることも可能である。上記の各工程のいずれかにおいて銅、マンガン、ニッケル、コバルト、鉄、亜鉛またはそれらの化合物の少なくともいずれか1つが混合される。   First, a titanium hydroxide is formed by reacting a tetravalent titanium compound such as titanium tetrachloride with a base such as ammonia. Next, this titanium hydroxide is peroxo-oxidized with an oxidizing agent to form ultrafine particles of amorphous titanium peroxide. This reaction is preferably carried out in an aqueous medium. Furthermore, it is also possible to transfer to anatase-type titanium peroxide by arbitrary heat treatment. In any of the above steps, at least one of copper, manganese, nickel, cobalt, iron, zinc, or a compound thereof is mixed.

ペルオキソ化用酸化剤は特に限定されるものではなく、チタンのペルオキソ化物、すなわち過酸化チタンが形成できるものであれば各種のものが使用できるが、過酸化水素が好ましい。酸化剤として過酸化水素水を使用する場合は、過酸化水素の濃度は特に制限されることはないが、30〜40%のものが好適である。ペルオキソ化前には水酸化チタンを冷却することが好ましい。その際の冷却温度は1〜5℃が好ましい。   The peroxidation oxidizing agent is not particularly limited, and various agents can be used as long as they can form a titanium peroxo compound, that is, titanium peroxide, but hydrogen peroxide is preferred. When hydrogen peroxide is used as the oxidizing agent, the concentration of hydrogen peroxide is not particularly limited, but is preferably 30 to 40%. It is preferred to cool the titanium hydroxide before peroxolation. The cooling temperature at that time is preferably 1 to 5 ° C.

このようにして得られた金属及びチタンの水酸化物は純水で洗浄した後、5℃前後に冷却し、次に、過酸化水素水でペルオキソ化する。これにより、金属がドープされた、アモルファス型のペルオキソ基を有するチタン酸化物微細粒子を含有する水性分散液、すなわち金属ドープチタン酸化物を含有する水性分散液を製造することができる。   The metal and titanium hydroxides thus obtained are washed with pure water, cooled to around 5 ° C., and then peroxoated with hydrogen peroxide. Thereby, an aqueous dispersion containing titanium oxide fine particles having amorphous peroxo groups doped with metal, that is, an aqueous dispersion containing metal-doped titanium oxide can be produced.

上述した四価チタンの化合物としては、塩基と反応させた際に、オルトチタン酸(HTiO)とも呼称される水酸化チタンを形成できるものであれば各種のチタン化合物が使用でき、例えば四塩化チタン、硫酸チタン、硝酸チタン、燐酸チタン等のチタンの水溶性無機酸塩がある。それ以外にも蓚酸チタン等のチタンの水溶性有機酸塩も使用できる。なお、これらの各種チタン化合物の中では、水溶性に特に優れ、かつ金属ドープチタン酸化物の分散液中にチタン以外の成分が残留しない点で、四塩化チタンが好ましい。 As the above-mentioned tetravalent titanium compound, various titanium compounds can be used as long as they can form titanium hydroxide also called orthotitanic acid (H 4 TiO 4 ) when reacted with a base. There are water-soluble inorganic acid salts of titanium such as titanium tetrachloride, titanium sulfate, titanium nitrate, and titanium phosphate. In addition, water-soluble organic acid salts of titanium such as titanium oxalate can be used. Of these various titanium compounds, titanium tetrachloride is preferred because it is particularly excellent in water solubility and no components other than titanium remain in the dispersion of metal-doped titanium oxide.

また、四価チタンの化合物の溶液を使用する場合は、溶液濃度は、水酸化チタンのゲルが形成できる範囲であれば特に制限されるものではないが、比較的希薄な溶液が好ましい。具体的には、四価チタンの化合物の溶液濃度は、10〜0.01質量%が好ましく、7〜0.3質量%より好ましい。   When a tetravalent titanium compound solution is used, the solution concentration is not particularly limited as long as a titanium hydroxide gel can be formed, but a relatively dilute solution is preferable. Specifically, the solution concentration of the tetravalent titanium compound is preferably 10 to 0.01% by mass, more preferably 7 to 0.3% by mass.

上記四価チタンの化合物と反応させる塩基は、四価チタンの化合物と反応して水酸化チタンを形成できるものであれば、各種のものが使用可能であり、それにはアンモニア、苛性ソーダ、炭酸ソーダ、苛性カリ等が例示できるが、アンモニアが最も好ましい。   As the base to be reacted with the tetravalent titanium compound, various bases can be used as long as they can react with the tetravalent titanium compound to form titanium hydroxide, and include ammonia, caustic soda, sodium carbonate, Although caustic potash and the like can be exemplified, ammonia is most preferable.

また、上記の塩基の溶液を使用する場合は、当該溶液の濃度は、水酸化チタンのゲルが形成できる範囲であれば特に制限されるものではないが、比較的希薄な溶液が好ましい。具体的には、塩基溶液の濃度は、10〜0.01質量%が好ましく、7〜0.1質量%がより好ましい。   When the above base solution is used, the concentration of the solution is not particularly limited as long as a titanium hydroxide gel can be formed, but a relatively dilute solution is preferable. Specifically, the concentration of the base solution is preferably 10 to 0.01% by mass, and more preferably 7 to 0.1% by mass.

さらに異なる製造方法として、ゾル−ゲル法を用いる方法を挙げることができる。これは、チタンアルコキシドに、水、アルコール等の溶媒、酸または塩基触媒を混合撹拌し、チタンアルコキシドを加水分解させ、超微粒子のチタン酸化物のゾル溶液を生成する。この加水分解の前後のいずれかに、銅、マンガン、ニッケル、コバルト、鉄、亜鉛またはそれらの化合物の少なくともいずれか1つが混合される。なお、このようにして得られるチタン酸化物は、ペルオキソ基を有するアモルファス型である。   Further, as a different production method, a method using a sol-gel method can be mentioned. This is a mixture of titanium alkoxide and a solvent such as water and alcohol, an acid or a base catalyst, and the titanium alkoxide is hydrolyzed to produce a sol solution of ultrafine titanium oxide. Before or after the hydrolysis, at least one of copper, manganese, nickel, cobalt, iron, zinc, or a compound thereof is mixed. The titanium oxide thus obtained is an amorphous type having a peroxo group.

上記チタンアルコキシドとしては、一般式:Ti(OR′)(ただし、R′はアルキル基)で表示される化合物、または上記一般式中の一つあるいは二つのアルコキシド基(OR′)がカルボキシル基あるいはβ−ジカルボニル基で置換された化合物、あるいは、それらの混合物が好ましい。 As the titanium alkoxide, a compound represented by the general formula: Ti (OR ′) 4 (where R ′ is an alkyl group), or one or two alkoxide groups (OR ′) in the general formula is a carboxyl group. Alternatively, a compound substituted with a β-dicarbonyl group or a mixture thereof is preferable.

上記チタンアルコキシドの具体例としては、Ti(O−iso−C、Ti(O−n−C、Ti(O−CHCH(C)C、Ti(O−C1735、Ti(O−iso−C[CO(CH)CHCOCH、Ti(O−n−C[OCN(COH)、Ti(OH)[OCH(CH)COOH]、Ti(OCHCH(C)CH(OH)C、Ti(O−n−C(OCOC1735)等が挙げられる。 Specific examples of the titanium alkoxide include Ti (O-iso-C 3 H 7 ) 4 , Ti (On-C 4 H 9 ) 4 , Ti (O—CH 2 CH (C 2 H 5 ) C 4. H 9) 4, Ti (O -C 17 H 35) 4, Ti (O-iso-C 3 H 7) 2 [CO (CH 3) CHCOCH 3] 2, Ti (O-n-C 4 H 9) 2 [OC 2 H 4 N (C 2 H 4 OH) 2 ] 2 , Ti (OH) 2 [OCH (CH 3 ) COOH] 2 , Ti (OCH 2 CH (C 2 H 5 ) CH (OH) C 3 H 7) 4, Ti (O -n-C 4 H 9) 2 (OCOC 17 H 35) , and the like.

上述した銅、マンガン、ニッケル、コバルト、鉄または亜鉛の化合物例としては、Ni化合物:Ni(OH)、NiCl、Co化合物:Co(OH)NO、Co(OH)、CoSO、CoCl、Cu化合物:Cu(OH)、Cu(NO、CuSO、CuCl、Cu(CHCOO)、Mn化合物:MnNO、MnSO、MnCl、Fe化合物:Fe(OH)、Fe(OH)、FeCl、Zn化合物:Zn(NO、ZnSO、ZnCl等を挙げることができる。 Examples of the above-mentioned compounds of copper, manganese, nickel, cobalt, iron or zinc include Ni compound: Ni (OH) 2 , NiCl 2 , Co compound: Co (OH) NO 3 , Co (OH) 2 , CoSO 4 , CoCl 2 , Cu compound: Cu (OH) 2 , Cu (NO 3 ) 2 , CuSO 4 , CuCl 2 , Cu (CH 3 COO) 2 , Mn compound: MnNO 3 , MnSO 4 , MnCl 2 , Fe compound: Fe ( OH) 2, Fe (OH) 3, FeCl 3, Zn compounds: Zn (NO 3) 2, ZnSO 4, can be cited ZnCl 2 or the like.

また、金属ドープする場合の含有量は、例示した過酸化チタン濃度に対し、0.05〜15質量%が好ましく、0.1〜5質量%がより好ましい。また、銅、マンガン、ニッケル、コバルト、鉄、亜鉛の配合量については、チタンと金属成分とのモル比で、本発明からは1:1が望ましいが、水性分散液の安定性から1:0.01〜1:0.5が好ましく、1:0.03〜1:0.1がより好ましい。   Moreover, 0.05-15 mass% is preferable with respect to the illustrated titanium peroxide density | concentration, and, as for content in the case of carrying out metal dope, 0.1-5 mass% is more preferable. Further, the blending amount of copper, manganese, nickel, cobalt, iron, and zinc is preferably 1: 1 from the present invention in terms of the molar ratio of titanium to the metal component, but 1: 0 from the stability of the aqueous dispersion. .01 to 1: 0.5 is preferable, and 1: 0.03 to 1: 0.1 is more preferable.

微粒子表面の過酸化処理は、X線光電子分光法(XPS)や、フーリエ変換赤外吸収スペクトル(FT−IR)等の装置を用いて評価することができる。また、塩基剤として既知濃度のテトラブチルアンモニウム溶液を微粒子分散液に加えて処理し、微粒子表面に塩基剤を吸着させた後、溶液中に残存する塩基剤量を過塩素酸等の酸剤を用いた滴定法により同定し、別途求めた微粒子表面積(TEM法による観察や、BET法等により算出)から、過酸化処理の量を評価することができる。   The peroxidation treatment of the fine particle surface can be evaluated using an apparatus such as X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) or Fourier transform infrared absorption spectrum (FT-IR). In addition, a tetrabutylammonium solution having a known concentration as a base agent is added to the fine particle dispersion, and the base agent is adsorbed on the surface of the fine particles, and then the amount of the base agent remaining in the solution is reduced with an acid agent such as perchloric acid. The amount of the peroxidation treatment can be evaluated from the surface area of fine particles identified by the titration method used and separately obtained (observation by TEM method, calculation by BET method or the like).

酸化チタンの場合、微粒子の表面積に対する好ましい過酸化表面処理量としては、0.5〜30μmol/mが外部刺激による反応性の観点で好ましい。 In the case of titanium oxide, 0.5 to 30 μmol / m 2 is preferable from the viewpoint of reactivity due to external stimulation as a preferable amount of surface treatment with peroxide for the surface area of the fine particles.

(反射防止層の形成)
本発明においては、前記調製した微粒子を界面活性剤または分散剤の存在下、分散した状態の分散液を調製し、塗布工程にて基材上に製膜することが好ましい。
(Formation of antireflection layer)
In the present invention, it is preferable to prepare a dispersion in which the prepared fine particles are dispersed in the presence of a surfactant or a dispersant, and form a film on the substrate in the coating step.

塗布手段としては、例えば、スプレー塗布、ディップコーティング、フローコーティング、スピンコーティング、ダイコーティング等の公知な塗布法や、スクリーン印刷、ロールスクリーン印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、インクジェット印刷等の公知な印刷法を用いて塗布することもできる。   Examples of the coating means include known coating methods such as spray coating, dip coating, flow coating, spin coating, and die coating, and screen printing, roll screen printing, offset printing, flexographic printing, gravure printing, inkjet printing, and the like. It can also be applied using any printing method.

塗布製膜後は、基材にダメージを与えないように、基材の軟化点以下で乾燥処理を行うことが本発明の特徴である。   It is a feature of the present invention that after the coating film formation, the drying treatment is performed below the softening point of the substrate so as not to damage the substrate.

上記塗装膜の厚みは乾燥膜厚で0.01〜100μmが好ましく、0.1〜50μmがより好ましく、特に、0.5〜10μmが好ましい。   The thickness of the coating film is preferably 0.01 to 100 μm, more preferably 0.1 to 50 μm, and particularly preferably 0.5 to 10 μm in terms of dry film thickness.

界面活性剤または分散剤としては、各種の有機ケイ素化合物を使用することができる。有機ケイ素化合物としては各種のシラン化合物並びに各種のシリコーンオイル、シリコーンゴム及びシリコーンレジンが使用可能であるが、分子中にアルキルシリケート構造やポリエーテル構造を有するもの、またはアルキルシリケート構造とポリエーテル構造の両方を有するものが望ましい。   As the surfactant or dispersant, various organosilicon compounds can be used. As the organosilicon compound, various silane compounds and various silicone oils, silicone rubbers, and silicone resins can be used. Those having an alkyl silicate structure or a polyether structure in the molecule, or having an alkyl silicate structure and a polyether structure. It is desirable to have both.

ここで、アルキルシリケート構造とは、シロキサン骨格のケイ素原子にアルキル基が結合した構造をさす。一方、ポリエーテル構造とは、これらに限定されるものではないが、具体的には、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイト、ポリテトラメチレンオキサイド、ポリエチレンオキサイド−ポリプロピレンオキサイドブロック共重合体、ポリエチレンポリテトラメチレングリコール共重合体、ポリテトラメチレングリコール−ポリプロピレンオキサイド共重合体等の分子構造が挙げられる。その中でも、ポリエチレンオキサイド−ポリプロピレンオキサイドブロック共重合体は、そのブロック度や分子量により、濡れ性を制御できる観点からもさらに好適である。   Here, the alkyl silicate structure refers to a structure in which an alkyl group is bonded to a silicon atom of a siloxane skeleton. On the other hand, the polyether structure is not limited to these, but specifically, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polytetramethylene oxide, polyethylene oxide-polypropylene oxide block copolymer, polyethylene polytetramethylene glycol. Examples of the molecular structure include a copolymer and a polytetramethylene glycol-polypropylene oxide copolymer. Among these, a polyethylene oxide-polypropylene oxide block copolymer is further preferable from the viewpoint of controlling wettability depending on the degree of block and the molecular weight.

分子中にアルキルシリケート構造とポリエーテル構造の双方を有する有機物質が特に好ましい。具体的には、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン等のポリエーテル変性シリコーンが好適である。これは公知の方法で製造することができ、例えば、特開平4−242499号公報に記載の合成例1、2、3、4や、特開平9−165318号公報の参考例記載の方法等により製造することができる。特に、両末端メタリルポリエチレンオキサイド−ポリプロピレンオキサイドブロック共重合体とジヒドロポリジメチルシロキサンとを反応させて得られるポリエチレンオキサイド−ポリプロピレンオキサイドブロック共重合体変性ポリジメチルシロキサンが好適である。   An organic substance having both an alkyl silicate structure and a polyether structure in the molecule is particularly preferred. Specifically, polyether-modified silicone such as polyether-modified polydimethylsiloxane is suitable. This can be produced by a known method, for example, by the synthesis examples 1, 2, 3, 4 described in JP-A-4-242499, the method described in Reference Example of JP-A-9-165318, etc. Can be manufactured. In particular, polyethylene oxide-polypropylene oxide block copolymer-modified polydimethylsiloxane obtained by reacting both terminal methallyl polyethylene oxide-polypropylene oxide block copolymers with dihydropolydimethylsiloxane is preferred.

具体的には、TSF4445、TSF4446(GE東芝シリコーン株式会社製)、SH200(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製)、KPシリーズ(信越化学工業株式会社製)、並びに、DC3PA、ST869A、SH3746、SH3746M(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製)等を用いることができる。これらは塗料用添加剤であるが、その他、塗料用以外でも、これらの性能が付与できるものであれば適宜使用することができる。   Specifically, TSF4445, TSF4446 (manufactured by GE Toshiba Silicone Co., Ltd.), SH200 (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.), KP series (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and DC3PA, ST869A, SH3746, SH3746M (Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) can be used. Although these are additives for paints, they can be used as appropriate as long as they can provide these performances other than for paints.

本来、これらの有機ケイ素化合物は基体表面や複合体の安定化に利用されるものであり、基体の表面処理後は、風雨・流水、及び、加熱によってその親水性部分は失われるのが通常である。しかし、本発明では、基体表面が正電荷を帯びているので、その親水性部分が喪失した後も、再び大気中の水分によって親水性能が復元する現象が見られる。   Originally, these organosilicon compounds are used for the stabilization of the substrate surface and composites. After the surface treatment of the substrate, the hydrophilic part is usually lost by rain, running water, and heating. is there. However, in the present invention, since the surface of the substrate is positively charged, there is a phenomenon in which the hydrophilic performance is restored again by moisture in the atmosphere even after the hydrophilic portion is lost.

この機能を利用して「防汚・防曇機能」を生かした製品が可能となる。これは、あらゆる基体に応用できるが、特に、ガラス、金属、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の透明有機基体や高化粧性を有する研磨金属板、石材基体等に有効に利用することができる。   Using this function, products that make use of the “antifouling / antifogging function” can be realized. This can be applied to any substrate, but can be effectively used particularly for transparent organic substrates such as glass, metal, acrylic resin and polycarbonate resin, polished metal plates having high cosmetic properties, and stone substrates.

また、前記金属ドープチタン酸化物にアルキルシリケート構造またはポリエーテル構造、もしくはその両方の構造を有するシリコーンや変性シリコーンを添加して、基体上に複合体層を形成した場合、複合体層の表面では光触媒機能は発現せず、有機化合物の分解による防汚、抗菌、ガス分解、水浄化は認められない。したがって、この金属ドープチタン酸化物を複合体として用いることにより、基体の光酸化劣化を防止することが可能となる。   In addition, when a composite layer is formed on a substrate by adding a silicone or modified silicone having an alkyl silicate structure or a polyether structure, or both, to the metal-doped titanium oxide, the surface of the composite layer No photocatalytic function is exhibited, and antifouling, antibacterial, gas decomposition and water purification by decomposition of organic compounds are not recognized. Therefore, by using this metal-doped titanium oxide as a composite, it becomes possible to prevent photooxidation degradation of the substrate.

(中間層の形成)
本発明では、基体表面と複合体との間に中間層が存在してもよい。特に、基体表面に有機ケイ素化合物を含有する複合体層を形成する場合、シラン化合物を含む中間層を予め基体上に形成することが好ましい。この中間層は、Si−O結合を大量に含有するため、複合体層の強度や基体との密着性を向上することが可能になる。また、前記中間層は、基体への水分の浸入を防止する機能をも有している。
(Formation of intermediate layer)
In the present invention, an intermediate layer may exist between the substrate surface and the composite. In particular, when forming a composite layer containing an organosilicon compound on the substrate surface, it is preferable to form an intermediate layer containing a silane compound on the substrate in advance. Since this intermediate layer contains a large amount of Si—O bonds, it is possible to improve the strength of the composite layer and the adhesion to the substrate. The intermediate layer also has a function of preventing moisture from entering the substrate.

前記シラン化合物としては、加水分解性シラン、その加水分解物及びこれらの混合物が挙げられる。加水分解性シランとしては各種のアルコキシシランが使用でき、具体的には、テトラアルコキシシラン、アルキルトリアルコキシシラン、ジアルキルジアルコキシシラン、トリアルキルアルコキシシランが挙げられる。これらの内、1種類の加水分解性シランを単独で使用してもよく、必要に応じて2種類以上の加水分解性シランを混合して使用してもよい。またこれらのシラン化合物に、各種のオルガノポリシロキサンを配合してもよい。このようなシラン化合物を含有する中間層形成剤としては、ドライシールS(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製)がある。   Examples of the silane compound include hydrolyzable silanes, hydrolysates thereof, and mixtures thereof. Various alkoxysilanes can be used as the hydrolyzable silane, and specific examples include tetraalkoxysilane, alkyltrialkoxysilane, dialkyldialkoxysilane, and trialkylalkoxysilane. Of these, one type of hydrolyzable silane may be used alone, or two or more types of hydrolyzable silanes may be mixed and used as necessary. Moreover, you may mix | blend various organopolysiloxane with these silane compounds. As an intermediate layer forming agent containing such a silane compound, there is Dry Seal S (made by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.).

また、中間層形成剤として、メチルシリコーン樹脂及びメチルフェニルシリコーン樹脂等の室温硬化型シリコーン樹脂を使用してもよい。このような室温硬化型シリコーン樹脂としては、AY42−170、SR2510、SR2406、SR2410、SR2405、SR2411(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製)がある。   In addition, room temperature curable silicone resins such as methyl silicone resin and methyl phenyl silicone resin may be used as the intermediate layer forming agent. Examples of such room temperature curable silicone resins include AY42-170, SR2510, SR2406, SR2410, SR2405, and SR2411 (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.).

中間層がシラン化合物またはシリコーン樹脂からなる場合は、これらのシラン化合物またはシリコーン樹脂と顔料との混合比(質量比)は、1:2〜1:0.05の範囲が好ましく、1:1〜1:0.1の範囲がより好ましい。   When the intermediate layer is made of a silane compound or a silicone resin, the mixing ratio (mass ratio) of these silane compound or silicone resin and the pigment is preferably in the range of 1: 2 to 1: 0.05, and 1: 1 to A range of 1: 0.1 is more preferred.

なお、中間層にはさらに分散剤、安定剤、レベリング剤等の添加剤が配合されてもよい。これらの添加剤は中間層の形成を容易とする作用を有する。さらに、顔料・染料等の着色剤を配合する場合は、当該着色剤の固着補助用バインダーを添加することも可能である。この場合のバインダーとしては、耐候性に優れたアクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合樹脂を主成分とする各種塗料用バインダーが使用することができ、例えば、ポリゾールAP−3720(昭和高分子株式会社製)、ポリゾールAP−609(昭和高分子株式会社製)等が挙げられる。   The intermediate layer may further contain additives such as a dispersant, a stabilizer, and a leveling agent. These additives have an effect of facilitating the formation of the intermediate layer. Further, when a colorant such as a pigment / dye is blended, it is possible to add a binder for fixing the colorant. As the binder in this case, various binders for coatings mainly composed of an acrylic ester or an acrylic ester copolymer resin having excellent weather resistance can be used. For example, Polysol AP-3720 (Showa Polymer Co., Ltd.) Product), Polysol AP-609 (manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.) and the like.

中間層は例えば以下のようにして形成することができる。揮発性溶媒中にシラン化合物またはシリコーン樹脂からなる中間層形成剤、並びに、必要に応じて前記着色剤、前記添加剤及び前記バインダーを含む溶液を、前記基体表面に2〜5mm程度の厚みとなるように塗布する。必要に応じて加熱し、揮発性溶媒を蒸発させて中間層を基体上に形成する。着色した中間層は基体と一体化することによって着色化粧性を基体に付与することができる。   The intermediate layer can be formed as follows, for example. An intermediate layer forming agent composed of a silane compound or a silicone resin in a volatile solvent, and a solution containing the colorant, the additive and the binder, if necessary, has a thickness of about 2 to 5 mm on the substrate surface. Apply as follows. If necessary, the intermediate layer is formed on the substrate by heating to evaporate the volatile solvent. The colored intermediate layer can be imparted with colored cosmetics to the substrate by being integrated with the substrate.

上記のようにして形成された中間層の厚みは特に限定されるものではないが、0.01〜1.0μmが好ましく、0.05〜0.3μmがより好ましい。また、着色剤、添加剤、バインダーが添加された場合は、1.0〜100μmが好ましく、10〜50μmがより好ましい。   The thickness of the intermediate layer formed as described above is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 1.0 μm, and more preferably 0.05 to 0.3 μm. Moreover, when a coloring agent, an additive, and a binder are added, 1.0-100 micrometers is preferable and 10-50 micrometers is more preferable.

基体上での中間層の形成方法としては、公知の任意の方法が使用可能であり、例えば、スプレーコーティング法、ディップコーティング法、フローコーティング法、スピンコーティング法、ロールコーティング法、刷毛塗り、スポンジ塗り等が可能である。なお、中間層の硬度、基体との密着性等の物理的性能を向上させるためには、基体上での中間層の形成後に、これらを許容範囲内の温度で加熱することが好ましい。   As the method for forming the intermediate layer on the substrate, any known method can be used. For example, spray coating method, dip coating method, flow coating method, spin coating method, roll coating method, brush coating, sponge coating Etc. are possible. In order to improve the physical performance such as the hardness of the intermediate layer and the adhesion to the substrate, it is preferable to heat them at a temperature within an allowable range after the formation of the intermediate layer on the substrate.

〔外部刺激処理〕
本発明で好ましく用いることができる外部刺激処理としては、上述した活性な微粒子を固着させる方法であれば如何なる外部刺激処理も好ましく用いることができるが、本発明においては、フレキシブルな基板にダメージを与えないように、基板上に形成された微粒子からなる反射防止層に対し、局所的なエネルギー付与が可能な方法を用いることを特徴とする。つまりは、従来のオーブンやホットプレート等を使った加熱手段では、反射防止層を形成させるために、基材も同様にして加熱されるため、基材にダメージが与えられるため好ましくなかった。
[External stimulus processing]
As the external stimulation treatment that can be preferably used in the present invention, any external stimulation treatment can be preferably used as long as it is a method for fixing the above-mentioned active fine particles. However, in the present invention, the flexible substrate is damaged. In order to prevent this, it is characterized by using a method capable of locally applying energy to the antireflection layer made of fine particles formed on the substrate. That is, the conventional heating means using an oven, a hot plate or the like is not preferable because the base material is heated in the same manner in order to form the antireflection layer, and the base material is damaged.

本発明では、例えば、プラズマ放電処理、マイクロ波照射処理、紫外線照射処理、電磁波照射処理、加圧処理等を挙げることができ、好ましくは、プラズマ放電処理、マイクロ波照射処理、紫外線照射処理であり、さらに具体的には、酸素プラズマ処理、マイクロ波照射処理、紫外線照射オゾン処理、またはこれらの処理を複数組み合わせ処理することが好ましい。   In the present invention, for example, plasma discharge treatment, microwave irradiation treatment, ultraviolet irradiation treatment, electromagnetic wave irradiation treatment, pressure treatment and the like can be mentioned, preferably plasma discharge treatment, microwave irradiation treatment and ultraviolet irradiation treatment. More specifically, it is preferable to perform oxygen plasma treatment, microwave irradiation treatment, ultraviolet irradiation ozone treatment, or a combination of these treatments.

以下、本発明で好ましく用いることができる、外部刺激処理について例示する。   Hereinafter, the external stimulus processing that can be preferably used in the present invention will be exemplified.

(プラズマ放電処理)
本発明において、好ましく用いることができるプラズマ処理について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、本発明では、プラズマ処理としてはフレームプラズマ処理、コロナ放電処理、大気圧プラズマ処理、プラズマ処理を対象とするが、以下、大気圧プラズマ処理をプラズマ処理の代表として取り上げ説明する。
(Plasma discharge treatment)
The plasma treatment that can be preferably used in the present invention will be described, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the flame treatment, the corona discharge treatment, the atmospheric pressure plasma treatment, and the plasma treatment are targeted as the plasma treatment. Hereinafter, the atmospheric pressure plasma treatment will be described as a representative of the plasma treatment.

本発明に係るプラズマ処理工程は、大気圧またはそれに近い気圧下において行われることが特徴であるが、大気圧で可能な常圧プラズマ処理とすることが、続く塗布工程を速やかに行うことができる等、生産性の観点から好ましい。具体的な圧力としては70〜130kPaが好ましく、全く減圧・加圧を行わない、大気圧であることが最も好ましい。   The plasma processing step according to the present invention is characterized in that it is performed at or near atmospheric pressure, but it is possible to perform the subsequent coating step quickly by setting it to atmospheric pressure plasma processing that is possible at atmospheric pressure. Etc. from the viewpoint of productivity. The specific pressure is preferably 70 to 130 kPa, and most preferably atmospheric pressure without any pressure reduction or pressurization.

プラズマを発生させるためには、キャリアガスとして不活性ガスの雰囲気下で放電させる必要があるが、ここで不活性ガスとは、周期表の第18属元素、所謂希ガスと呼ばれる、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等や、さらには窒素ガス雰囲気下で行うことが好ましく、アルゴンまたはヘリウムが特に好ましく用いられる。ただし、製造コスト的な観点からは窒素ガスを用いることが最も好ましい。   In order to generate plasma, it is necessary to discharge in an atmosphere of an inert gas as a carrier gas. Here, the inert gas refers to a group 18 element of the periodic table, so-called rare gas, helium, neon , Argon, krypton, xenon, radon or the like, and further in a nitrogen gas atmosphere, argon or helium is particularly preferably used. However, it is most preferable to use nitrogen gas from the viewpoint of manufacturing cost.

本発明の好ましい態様として、不活性ガスと共に0.01〜30体積%の反応性ガスを含有させることが好ましく、さらに好ましくは0.1〜20体積%、最も好ましくは1〜15体積%の反応性ガスを含有させることが本発明の実施においてより好ましい。   As a preferred embodiment of the present invention, it is preferable to contain 0.01 to 30% by volume of a reactive gas together with an inert gas, more preferably 0.1 to 20% by volume, most preferably 1 to 15% by volume of reaction. It is more preferable in the practice of the present invention to contain a sex gas.

本発明で用いる反応性ガスは複数用いることが可能であるが、少なくとも1種類は、放電空間でプラズマ状態となり、対象物の表面を処理できる成分を含有するものが好ましい。   A plurality of reactive gases used in the present invention can be used, but at least one kind is preferably one that contains a component that is in a plasma state in the discharge space and can treat the surface of the object.

反応性ガスの好ましい例としては、酸素、二酸化炭素、窒素(窒素雰囲気の場合を除く)、水素等のガスを含ませてもよい。また、表面を積極的に改質するため、メタン、アンモニア、各種有機金属化合物、フッ素化合物等を反応性ガスとして用いることも本発明において好ましい態様である。   As a preferable example of the reactive gas, a gas such as oxygen, carbon dioxide, nitrogen (except in the case of a nitrogen atmosphere), hydrogen, or the like may be included. Moreover, in order to positively modify the surface, it is also a preferred embodiment in the present invention to use methane, ammonia, various organometallic compounds, fluorine compounds, or the like as the reactive gas.

本発明においては、上述した反応性ガスの内、酸素ガスを併用することによる酸素プラズマ処理が反応性の観点で最も好ましい。またさらに、本発明の過酸化された微粒子と併用することで、粒子間の固着が促進され、さらに好ましい。   In the present invention, oxygen plasma treatment using oxygen gas in combination with the above-described reactive gas is most preferable from the viewpoint of reactivity. Furthermore, by using together with the peroxidized fine particles of the present invention, adhesion between particles is promoted, which is further preferable.

大気圧下でプラズマ処理する場合は、開始電圧が上昇するので、これを抑えるのに、放電極面に誘電体を挟むこと、雰囲気ガスがヘリウム、アルゴンまたは窒素であること、電源として交流や高周波を使用することが好ましい。   When plasma treatment is performed under atmospheric pressure, the starting voltage rises. To suppress this, a dielectric is sandwiched between the discharge electrodes, the atmospheric gas is helium, argon, or nitrogen, and AC or high frequency is used as a power source. Is preferably used.

周波数として、1kHz〜1GHzが好ましい。印加する電力は、対象とする試料の組成、表面特性等によっても異なり、条件を最適化する必要があるが、0.01〜10W/cmの範囲の電力を用いて0.1〜数十秒の範囲で放電処理を行う。印加電力が高すぎると、表面の平滑性を損ね、放電による飛散物質汚染等の問題が発生することがあり注意が必要である。 The frequency is preferably 1 kHz to 1 GHz. The power to be applied varies depending on the composition of the target sample, surface characteristics, and the like, and it is necessary to optimize the conditions. However, the power in the range of 0.01 to 10 W / cm 2 is used in the range of 0.1 to several tens. Discharge treatment is performed in the range of seconds. If the applied power is too high, the smoothness of the surface may be impaired and problems such as contamination of scattered substances due to discharge may occur.

本発明に用いることのできる大気圧プラズマ処理装置の一例として、図1を用いて説明する。   An example of an atmospheric pressure plasma processing apparatus that can be used in the present invention will be described with reference to FIG.

図1はフレキシブルなフィルム基材の搬送工程に適用できる、所謂ロールツーロールによるプラズマ処理の装置例である。図1中、大気圧プラズマ処理装置30は、二つの電源を有する電界印加手段40、ガス供給手段50、電極温度調節手段60を有している装置である。   FIG. 1 shows an example of a plasma processing apparatus by so-called roll-to-roll, which can be applied to a flexible film substrate transport process. In FIG. 1, an atmospheric pressure plasma processing apparatus 30 is an apparatus having an electric field applying means 40 having two power sources, a gas supply means 50, and an electrode temperature adjusting means 60.

ロール電極(第1電極)35と複数の角筒型電極(第2電極)36との対向電極間(放電空間)32に、ガス供給手段50から供給された有機金属化合物のガス及び/または酸素ガスと、例えば窒素のような放電ガスとの混合物Gが供給され、ここで活性化されて、基材F上に導入される。   An organometallic compound gas and / or oxygen supplied from the gas supply means 50 between the opposing electrodes (discharge space) 32 of the roll electrode (first electrode) 35 and the plurality of rectangular tube electrodes (second electrodes) 36. A mixture G of gas and a discharge gas such as nitrogen is supplied, activated here and introduced onto the substrate F.

ロール回転電極(第1電極)35と角筒型電極(第2電極)36との間の放電空間(対向電極間)32に、ロール回転電極(第1電極)35には第1電源41から周波数ω1、電界強度V1、電流I1の第1の高周波電界を、また角筒型電極(第2電極)36には第2電源42から周波数ω2、電界強度V2、電流I2の第2の高周波電界をかけるようになっている。   A discharge space (between the counter electrodes) 32 between the roll rotating electrode (first electrode) 35 and the square tube electrode (second electrode) 36 is connected to the roll rotating electrode (first electrode) 35 from the first power source 41. The first high-frequency electric field having the frequency ω1, the electric field strength V1, and the current I1 is supplied to the square tube electrode (second electrode) 36, and the second high-frequency electric field having the frequency ω2, the electric field strength V2, and the current I2 is supplied from the second power source 42. It comes to apply.

ロール回転電極(第1電極)35と第1電源41との間には、第1フィルター43が設置されており、第1フィルター43は第1電源41から第1電極への電流を通過しやすくし、第2電源42からの電流をアースして、第2電源42から第1電源への電流を通過しにくくするように設計されている。また、角筒型電極(第2電極)36と第2電源42との間には、第2フィルター44が設置されており、第2フィルター44は、第2電源42から第2電極への電流を通過しやすくし、第1電源41からの電流をアースして、第1電源41から第2電源への電流を通過しにくくするように設計されている。   A first filter 43 is installed between the roll rotation electrode (first electrode) 35 and the first power supply 41, and the first filter 43 easily passes current from the first power supply 41 to the first electrode. The current from the second power supply 42 is grounded so that the current from the second power supply 42 to the first power supply is difficult to pass. In addition, a second filter 44 is provided between the square tube electrode (second electrode) 36 and the second power source 42, and the second filter 44 is a current from the second power source 42 to the second electrode. It is designed to make it difficult to pass the current from the first power supply 41 to the second power supply by grounding the current from the first power supply 41.

なお、本発明においては、ロール回転電極35を第2電極、また角筒型電極36を第1電極としてもよい。いずれにしても第1電極には第1電源が、また第2電極には第2電源が接続される。第1電源は第2電源より高い高周波電界強度(V1>V2)を印加することが好ましい。また、周波数はω1<ω2となる能力を有している。   In the present invention, the roll rotation electrode 35 may be the second electrode, and the rectangular tube electrode 36 may be the first electrode. In any case, the first power source is connected to the first electrode, and the second power source is connected to the second electrode. The first power source preferably applies a higher high-frequency electric field strength (V1> V2) than the second power source. Further, the frequency has the ability to satisfy ω1 <ω2.

また、電流はI1<I2となることが好ましい。第1の高周波電界の電流I1は、好ましくは0.3〜20mA/cm、さらに好ましくは1.0〜20mA/cmである。また、第2の高周波電界の電流I2は、好ましくは10〜100mA/cm、さらに好ましくは20〜100mA/cmである。 The current is preferably I1 <I2. The current I1 of the first high-frequency electric field is preferably 0.3 to 20 mA / cm 2 , more preferably 1.0 to 20 mA / cm 2 . The current I2 of the second high-frequency electric field is preferably 10 to 100 mA / cm 2 , more preferably 20 to 100 mA / cm 2 .

ガス供給手段50において、ガス発生装置51で発生させた反応性ガスGは、流量を制御して給気口52より大気圧プラズマ処理容器31内に導入する。   In the gas supply means 50, the reactive gas G generated by the gas generator 51 is introduced into the atmospheric pressure plasma processing container 31 from the air supply port 52 while controlling the flow rate.

基材Fを、図示されていない元巻きから巻きほぐして搬送されてくるか、または前工程から搬送されてきて、ガイドロール64を経てニップロール65で基材に同伴されてくる空気等を遮断し、ロール回転電極35に接触したまま巻き回しながら角筒型電極36との間に移送し、ロール回転電極(第1電極)35と角筒型電極(第2電極)36との両方から電界をかけ、対向電極間(放電空間)32で放電プラズマを発生させる。基材Fはロール回転電極35に接触したまま巻き回されながらプラズマ状態のガスにより処理される。基材Fは、ニップロール66、ガイドロール67を経て、次工程に移送する。   The base material F is unwound from the original winding (not shown) and conveyed, or is conveyed from the previous process, and the air entrained by the base material by the nip roll 65 via the guide roll 64 is blocked. While being in contact with the roll rotation electrode 35, it is transferred between the roll tube electrode 36 and the square tube electrode 36, and an electric field is generated from both the roll rotation electrode (first electrode) 35 and the square tube electrode (second electrode) 36. Then, discharge plasma is generated between the counter electrodes (discharge space) 32. The substrate F is treated with a plasma state gas while being wound while being in contact with the roll rotating electrode 35. The base material F is transferred to the next process through the nip roll 66 and the guide roll 67.

放電処理済みの処理排気G′は排気口53より排出する。   The treated exhaust G ′ after the discharge treatment is discharged from the exhaust port 53.

薄膜形成中、ロール回転電極(第1電極)35及び角筒型電極(第2電極)36を加熱または冷却するために、電極温度調節手段60で温度を調節した媒体を、送液ポンプPで配管61を経て両電極に送り、電極内側から温度を調節する。   In order to heat or cool the roll rotating electrode (first electrode) 35 and the rectangular tube electrode (second electrode) 36 during the formation of the thin film, the medium whose temperature is adjusted by the electrode temperature adjusting means 60 is fed by the liquid feed pump P. It sends to both electrodes through the piping 61, and temperature is adjusted from the inside of an electrode.

なお、68及び69は大気圧プラズマ処理容器31と外界とを仕切る仕切板である。   Reference numerals 68 and 69 denote partition plates that partition the atmospheric pressure plasma processing vessel 31 from the outside.

図1に示した各角筒型電極36は、円筒型電極に比べて、放電範囲(放電面積)を広げる効果があるので、本発明に好ましく用いられる。さらに、図2に図示したように、金属質母材36Aの表面に誘電体36Bを被覆して、角筒型電極36aとすることが大気圧下で放電させるためには好ましい。   Each square tube electrode 36 shown in FIG. 1 has an effect of widening a discharge range (discharge area) as compared with a cylindrical electrode, and thus is preferably used in the present invention. Further, as shown in FIG. 2, it is preferable to cover the surface of the metallic base material 36A with a dielectric 36B to form a rectangular tube electrode 36a in order to discharge at atmospheric pressure.

対向する第1電極及び第2の電極の電極間距離は、電極の一方に誘電体を設けた場合、該誘電体表面ともう一方の電極の導電性の金属質母材表面との最短距離のことをいい、双方の電極に誘電体を設けた場合、誘電体表面同士の距離の最短距離のことをいう。   The distance between the opposing first electrode and second electrode is the shortest distance between the surface of the dielectric and the surface of the conductive metallic base material of the other electrode when a dielectric is provided on one of the electrodes. In other words, when a dielectric is provided on both electrodes, it means the shortest distance between the dielectric surfaces.

電極間距離は、導電性の金属質母材に設けた誘電体の厚さ、印加電界強度の大きさ、プラズマを利用する目的等を考慮して決定されるが、いずれの場合も均一な放電を行う観点から0.1〜20mmが好ましく、特に好ましくは0.5〜2mmである。   The distance between the electrodes is determined in consideration of the thickness of the dielectric provided on the conductive metallic base material, the magnitude of the applied electric field strength, the purpose of using the plasma, etc. From the viewpoint of carrying out, 0.1 to 20 mm is preferable, and 0.5 to 2 mm is particularly preferable.

大気圧プラズマ処理容器31は、パイレックス(登録商標)ガラス製の処理容器等が好ましく用いられるが、電極との絶縁がとれれば金属製を用いることも可能である。例えば、アルミニウムまたはステンレススティールのフレームの内面にポリイミド樹脂等を張り付けてもよく、該金属フレームにセラミックス溶射を行い、絶縁性をとってもよい。   As the atmospheric pressure plasma processing container 31, a processing container made of Pyrex (registered trademark) glass or the like is preferably used. However, it is also possible to use a metal made as long as insulation from the electrode can be obtained. For example, polyimide resin or the like may be attached to the inner surface of an aluminum or stainless steel frame, and ceramic spraying may be performed on the metal frame to achieve insulation.

以下に、本発明に係る大気圧プラズマ処理装置に適用可能な高周波電源を例示する。   Hereinafter, a high frequency power source applicable to the atmospheric pressure plasma processing apparatus according to the present invention will be exemplified.

本発明の大気圧プラズマ放電処理装置に設置する第1電源(高周波電源)としては、
メーカー 周波数 製品名
神鋼電機 3kHz SPG3−4500
神鋼電機 5kHz SPG5−4500
春日電機 15kHz AGI−023
神鋼電機 50kHz SPG50−4500
ハイデン研究所 100kHz* PHF−6k
パール工業 200kHz CF−2000−200k
パール工業 400kHz CF−2000−400k
等の市販のものを挙げることができ、いずれも使用することができる。
As the first power source (high frequency power source) installed in the atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus of the present invention,
Manufacturer Frequency Product name Shinko Electric 3kHz SPG3-4500
Shinko Electric 5kHz SPG5-4500
Kasuga Electric 15kHz AGI-023
Shinko Electric 50kHz SPG50-4500
HEIDEN Laboratory 100kHz * PHF-6k
Pearl industry 200kHz CF-2000-200k
Pearl Industry 400kHz CF-2000-400k
And the like, and any of them can be used.

また、第2電源(高周波電源)としては、
メーカー 周波数 製品名
パール工業 800kHz CF−2000−800k
パール工業 2MHz CF−2000−2M
パール工業 13.56MHz CF−5000−13M
パール工業 27MHz CF−2000−27M
パール工業 150MHz CF−2000−150M
等の市販のものを挙げることができ、いずれも好ましく使用できる。
As the second power source (high frequency power source),
Manufacturer Frequency Product name Pearl Industry 800kHz CF-2000-800k
Pearl industry 2MHz CF-2000-2M
Pearl Industry 13.56MHz CF-5000-13M
Pearl industry 27MHz CF-2000-27M
Pearl Industry 150MHz CF-2000-150M
And the like, and any of them can be preferably used.

なお、上記電源のうち、*印はハイデン研究所インパルス高周波電源(連続モードで100kHz)である。   Of the above power supplies, * indicates a HEIDEN Laboratory impulse high-frequency power supply (100 kHz in continuous mode).

それ以外は連続サイン波のみ印加可能な高周波電源である。   Other than that, it is a high-frequency power source that can apply only a continuous sine wave.

本発明においては、このような電界を印加して、均一で安定な放電状態を保つことができる電極を大気圧プラズマ処理装置に採用することが好ましい。   In the present invention, it is preferable to employ an electrode capable of maintaining a uniform and stable discharge state by applying such an electric field in an atmospheric pressure plasma processing apparatus.

本発明において、対向する電極間に印加する電力は、第2電極(第2の高周波電界)に1W/cm以上の電力(出力密度)を供給し、放電ガスを励起してプラズマを発生させ、対象となる試料表面を処理する。 In the present invention, the power applied between the electrodes facing each other is such that power (power density) of 1 W / cm 2 or more is supplied to the second electrode (second high-frequency electric field) to excite the discharge gas to generate plasma. The target sample surface is processed.

第2電極に供給する電力の上限値としては、好ましくは50W/cm、より好ましくは20W/cmである。下限値は、好ましくは1.2W/cmである。なお、放電面積(cm)は、電極において放電が起こる範囲の面積のことを指す。 The upper limit value of the power supplied to the second electrode is preferably 50 W / cm 2 , more preferably 20 W / cm 2 . The lower limit is preferably 1.2 W / cm 2 . In addition, discharge area (cm < 2 >) points out the area of the range which discharge occurs in an electrode.

また、第1電極(第1の高周波電界)にも、1W/cm以上の電力(出力密度)を供給することにより、第2の高周波電界の均一性を維持したまま、出力密度を向上させることができる。さらに好ましくは5W/cm以上である。また、第1電極に供給する電力の上限値は、好ましくは50W/cmである。 Further, by supplying power (output density) of 1 W / cm 2 or more to the first electrode (first high frequency electric field), the output density is improved while maintaining the uniformity of the second high frequency electric field. be able to. More preferably, it is 5 W / cm 2 or more. Moreover, the upper limit value of the power supplied to the first electrode is preferably 50 W / cm 2 .

これにより、さらなる均一高密度プラズマを生成でき、さらなる処理速度の向上と処理性の向上が両立できる。   Thereby, the further uniform high-density plasma can be produced | generated, and the improvement of the further process speed and processability can be compatible.

ここで高周波電界の波形としては、特に限定されない。連続モードと呼ばれる連続サイン波状の連続発振モードと、パルスモードと呼ばれるON/OFFを断続的に行う断続発振モード等があり、そのどちらを採用してもよいが、少なくとも第2電極側(第2の高周波電界)は連続サイン波の方がより好ましい。   Here, the waveform of the high-frequency electric field is not particularly limited. There are a continuous sine wave continuous oscillation mode called a continuous mode, an intermittent oscillation mode called ON / OFF intermittently called a pulse mode, and either of them may be adopted, but at least the second electrode side (second The high frequency electric field is more preferably a continuous sine wave.

図1に示される大気圧プラズマ処理装置は電極温度調節手段60を有している装置である。   The atmospheric pressure plasma processing apparatus shown in FIG. 1 is an apparatus having electrode temperature adjusting means 60.

プラズマ放電処理は、反応性の観点からはできる限り高温で処理することが好ましいが、本発明においては、基材に対してダメージを与えないように、基材の軟化点以下で処理することが好ましく、ロール回転電極(第1電極)の好ましい温度範囲としては、50℃以上、100℃以下が最も好ましい。   The plasma discharge treatment is preferably performed at as high a temperature as possible from the viewpoint of reactivity. In the present invention, the plasma discharge treatment may be performed at a temperature lower than the softening point of the substrate so as not to damage the substrate. Preferably, the preferable temperature range of the roll rotating electrode (first electrode) is most preferably 50 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.

プラズマの照射時間は基材Fの搬送速度で制御することができ、照射時間に合わせて適宜調整される。好ましい照射時間は0.1〜100秒であり、さらに好ましくは0.2〜30秒であり、最も好ましくは0.5〜20秒である。長時間照射するほど本発明の効果を発揮しやすいが、生産性を考慮するとより短時間で処理することが好ましい。   The plasma irradiation time can be controlled by the conveyance speed of the substrate F, and is appropriately adjusted according to the irradiation time. A preferable irradiation time is 0.1 to 100 seconds, more preferably 0.2 to 30 seconds, and most preferably 0.5 to 20 seconds. Although the effect of the present invention is easily exhibited as the irradiation is continued for a long time, it is preferable to process in a shorter time in consideration of productivity.

〈マイクロ波照射処理〉
本発明で用いられる好ましいマイクロ波処理としては、0.3GHz〜50GHzの周波数を持つマイクロ波を用いることが好ましく、携帯通信で用いられる0.8GHz及び1.5GHz帯、2GHz帯、アマチュア無線、航空機レーダー等で用いられる1.2GHz帯、電子レンジ、構内無線、VICS等で用いられる2.4GHz帯、船舶レーダー等に用いられる3GHz帯、その他ETCの通信に用いられる5.6GHz等は全て電磁波の範疇に入る電磁波等が好ましいが、さらに好ましくは、マイクロ波(周波数0.3GHz〜50GHz)であることが好ましい。
<Microwave irradiation treatment>
As a preferable microwave processing used in the present invention, it is preferable to use a microwave having a frequency of 0.3 GHz to 50 GHz. 0.8 GHz and 1.5 GHz band, 2 GHz band, amateur radio, aircraft used in mobile communication The 1.2 GHz band used for radar, 2.4 GHz band used for microwave ovens, local radio, VICS, 3 GHz band used for ship radar, etc., and 5.6 GHz used for other ETC communications are all electromagnetic waves. An electromagnetic wave or the like that falls within a category is preferable, but a microwave (frequency of 0.3 GHz to 50 GHz) is more preferable.

最も一般的に用いられるマイクロ波としては、上述した内、2.45GHzのマイクロ波であり、例えば四国計測工業社製のマイクロ波反応装置等を用いることができる。   The most commonly used microwave is the microwave of 2.45 GHz among the above-described microwaves. For example, a microwave reactor manufactured by Shikoku Keiki Kogyo Co., Ltd. can be used.

本発明においてはさらに、上述した微粒子に、電磁波吸収能を有する物質を複合化し、該物質が選択的にマイクロ波を吸収することで、局所的な加熱処理をすることができ、本発明において好ましい態様である。   Furthermore, in the present invention, a substance having an electromagnetic wave absorbing ability is combined with the above-described fine particles, and the substance selectively absorbs microwaves, whereby local heat treatment can be performed, which is preferable in the present invention. It is an aspect.

マイクロ波照射処理のパワーとしては、300〜800Wが好ましく、より好ましくは400〜600Wである。照射時間は反応性によって任意に選べるが、好ましくは10分以内、より好ましくは2分以内に処理できることが好ましい。また、基材へのダメージを低減させるために、マイクロ波照射は間欠に行ってもよく、その場合は照射を行っている総照射時間で処理することが好ましい。   The power of the microwave irradiation treatment is preferably 300 to 800W, more preferably 400 to 600W. The irradiation time can be arbitrarily selected depending on the reactivity, but preferably it can be processed within 10 minutes, more preferably within 2 minutes. Moreover, in order to reduce the damage to a base material, you may perform a microwave irradiation intermittently, In that case, it is preferable to process by the total irradiation time which has irradiated.

前記の電磁波吸収能を持つ物質(電磁波を吸収する物質)は、前述した活性微粒子と同様に、光散乱を起こさない十分小さな粒子径の微粒子であることがさらに好ましい。ミー散乱に代表される光散乱を抑える観点から、平均径は1〜100nmの微粒子が好ましく、1〜50nmの径がさらに好ましい。   The substance having the ability to absorb electromagnetic waves (substance that absorbs electromagnetic waves) is more preferably fine particles having a sufficiently small particle diameter that does not cause light scattering, like the active fine particles described above. From the viewpoint of suppressing light scattering typified by Mie scattering, fine particles having an average diameter of 1 to 100 nm are preferable, and a diameter of 1 to 50 nm is more preferable.

上述した電磁波吸収能を持つ物質は、照射された電磁波を吸収し熱変換することで、当該物質自身が発熱して熱源となるため、基材にダメージを与えないように、誘電損失または抵抗損失が大きく効率よく発熱し、局所的な加熱が可能な材料を用いることが好ましい。   The above-mentioned substance having electromagnetic wave absorbing ability absorbs the irradiated electromagnetic wave and converts it into heat, so that the substance itself generates heat and becomes a heat source, so that dielectric loss or resistance loss is taken so as not to damage the substrate. It is preferable to use a material that is large and efficiently generates heat and can be locally heated.

電磁波吸収能を持つ材料としては、金属酸化物または金属が好ましい。   As the material having electromagnetic wave absorbing ability, metal oxide or metal is preferable.

金属酸化物としては、銅、ニッケル、亜鉛、錫、インジウムの酸化物が好ましい。また、酸素の存在下で電磁波を照射することにより酸化して金属酸化物となる場合には、金属原子を含む、金属塩、ハロゲン化物、有機金属化合物を用いることもできる。金属塩、金属酸化物、有機金属化合物、ハロゲン金属化合物、金属水素化合物の金属としては、Li、Be、B、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Cd、In、Ir、Sn、Sb、Cs、Ba、La、Hf、Ta、W、Tl、Pb、Bi、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等を挙げることができる。それらのうち、銅、ニッケル、Zn(亜鉛)、Sn(錫)、In(インジウム)、のいずれかを含むことが好ましく、それらを併用して混合してもよい。   The metal oxide is preferably an oxide of copper, nickel, zinc, tin, or indium. In the case where a metal oxide is oxidized by irradiation with electromagnetic waves in the presence of oxygen, a metal salt, halide, or organometallic compound containing a metal atom can also be used. Metals of metal salts, metal oxides, organometallic compounds, halogen metal compounds, metal hydrides include Li, Be, B, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Cd, In, Ir, Sn, Sb, Cs, Ba, La, Hf, Ta, W, Tl , Pb, Bi, Ce, Pr, Nd, Pm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, and the like. Among them, it is preferable to contain any of copper, nickel, Zn (zinc), Sn (tin), and In (indium), and they may be used in combination.

本発明で好ましく用いることができる電磁波吸収能を持つ金属としては、例えば、白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン鉛、タンタル、インジウム、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステン、酸化スズ・アンチモン、酸化インジウム・スズ(ITO)、フッ素ドープ酸化亜鉛、亜鉛、炭素、グラファイト、グラッシーカーボン、銀ペースト及びカーボンペースト、リチウム、ベリリウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、マンガン、ジルコニウム、ガリウム、ニオブ、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、アルミニウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム混合物、リチウム/アルミニウム混合物等を用いることができる。   Examples of the metal having electromagnetic wave absorbing ability that can be preferably used in the present invention include platinum, gold, silver, nickel, chromium, copper, iron, tin, antimony lead, tantalum, indium, palladium, tellurium, rhenium, iridium, Aluminum, ruthenium, germanium, molybdenum, tungsten, tin oxide / antimony, indium tin oxide (ITO), fluorine doped zinc oxide, zinc, carbon, graphite, glassy carbon, silver paste and carbon paste, lithium, beryllium, sodium, magnesium , Potassium, calcium, scandium, titanium, manganese, zirconium, gallium, niobium, sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, aluminum, magnesium / copper mixture, magnesium / silver Compound, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide mixture, can be used lithium / aluminum mixtures.

〈紫外線照射処理〉
本発明で好ましく用いることができる外部刺激処理として、紫外線照射処理を挙げることができる。紫外線照射の方法は、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、キセノンランプ、重水素ランプ、LEDランプ、エキシマーランプ等如何なる装置を用いても良いが、好ましくは紫外線の光の波長が150〜400nmの紫外線を含む光を照射できる装置を用いることが好ましく、より好ましくは、180〜365nmの紫外線を含む光を照射できる装置が好ましい。より好ましくは上述した紫外線を中心とした光であって、それ以外の光によって照射する対象が熱されることが無いランプが好ましく、高圧水銀ランプ、LEDランプ、エキシマーランプ等がより好ましい。
<Ultraviolet irradiation treatment>
Examples of the external stimulus treatment that can be preferably used in the present invention include an ultraviolet irradiation treatment. The ultraviolet irradiation method may be any device such as a high-pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp, a xenon lamp, a deuterium lamp, an LED lamp, or an excimer lamp. Preferably, ultraviolet light having a wavelength of 150 to 400 nm is used. It is preferable to use an apparatus capable of irradiating light including light, and more preferable is an apparatus capable of irradiating light including ultraviolet light of 180 to 365 nm. More preferably, the above-mentioned light is centered on ultraviolet rays, and a lamp in which the object irradiated by other light is not heated is preferable, and a high-pressure mercury lamp, an LED lamp, an excimer lamp, or the like is more preferable.

紫外光照射と同時に、酸素が存在する雰囲気下で処理することで、紫外線により発生するオゾンが、過酸化された活性微粒子間の固着を促す効果があり、さらに好ましい態様である。好ましい酸素濃度は、18〜50体積%であり、より好ましくは20〜30体積%である。   By treating in an atmosphere where oxygen is present at the same time as the irradiation with ultraviolet light, ozone generated by the ultraviolet light has an effect of promoting adhesion between the peroxidized active fine particles, which is a more preferable embodiment. A preferable oxygen concentration is 18 to 50% by volume, and more preferably 20 to 30% by volume.

上述する照射処理では、紫外光照射と共にオゾンに暴露させ処理を行う。処理時間は0.5〜30分が好ましく、より好ましくは2〜15分である。   In the irradiation treatment described above, the treatment is performed by exposing to ozone together with ultraviolet light irradiation. The treatment time is preferably 0.5 to 30 minutes, more preferably 2 to 15 minutes.

本発明の微粒子から成る反射防止層の用途としては、例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ等のフラットパネルディスプレイの最表層部材として、また、昨今クリーンエネルギーとして注目される太陽電池の中で特に、有機薄膜太陽電池に用いられる有機太陽電池素子や、有機光電変換素子といった、光エレクトロニクス分野において好ましく用いることができる。   As an application of the antireflection layer comprising the fine particles of the present invention, for example, as an outermost layer member of a flat panel display such as a liquid crystal display, a plasma display, an organic EL display, etc. In particular, it can be preferably used in the field of optoelectronics such as an organic solar cell element used for an organic thin film solar cell and an organic photoelectric conversion element.

上述した用途の中で、有機太陽電池素子を例に以下に記述する。なお、本願においては、後述する有機太陽電池の基材に予め微粒子からなる反射防止層を形成しておいてもよいし、有機太陽電池素子を形成後に反射防止層を製膜してもよい。   Among the applications described above, an organic solar cell element will be described below as an example. In the present application, an antireflection layer made of fine particles may be formed in advance on the organic solar cell substrate described later, or the antireflection layer may be formed after the organic solar cell element is formed.

〔有機太陽電池素子の構成〕
本発明に係る有機太陽電池素子(有機PV素子)は、第1の電極と第2の電極との間に、両者に挟まれた光電変換層として、p型半導体材料とn型半導体材料を含む層を有し、光照射によって励起子がp/n界面に移動しキャリアに電荷分離することで起電力を発生する素子である。
[Configuration of organic solar cell element]
The organic solar cell element (organic PV element) according to the present invention includes a p-type semiconductor material and an n-type semiconductor material as a photoelectric conversion layer sandwiched between the first electrode and the second electrode. It is an element that has a layer and generates an electromotive force by excitons moving to the p / n interface by light irradiation and charge separation into carriers.

上記光電変換層は、p型半導体材料とn型半導体材料のp/n界面を増やすため、両半導体材料を混合した所謂、バルクヘテロジャンクション構造を形成させることが好ましい(以後、バルクヘテロジャンクション層、またはBHJ層、i層とも言う)。   In order to increase the p / n interface between the p-type semiconductor material and the n-type semiconductor material, the photoelectric conversion layer preferably forms a so-called bulk heterojunction structure in which both semiconductor materials are mixed (hereinafter referred to as a bulk heterojunction layer or BHJ). Layer and i layer).

一般的な素子構造は、第1の電極(陽極層)上に、有機物層として、正孔輸送・電子ブロック層/光電変換層/電子輸送・正孔ブロック層を積層し、その上から第2の電極(陰極層)が積層された構成だが、本発明においてはこれに限定されず、光電変換層がp型半導体材料とn型半導体材料からなる層で、上述したバルクヘテロジャンクション層が挟み込まれたような構成、所謂p−i−n構成を適用してもよい。これによって、発生したキャリアとして正孔及び電子の整流性がより高くなり、電荷分離した正孔・電子の再結合等によるロスが低減され、一層高い光電変換効率を得ることができる。   In a general element structure, a hole transport / electron block layer / photoelectric conversion layer / electron transport / hole block layer is laminated as an organic material layer on a first electrode (anode layer), and then a second layer is formed from above. However, the present invention is not limited to this, and the photoelectric conversion layer is a layer made of a p-type semiconductor material and an n-type semiconductor material, and the above-described bulk heterojunction layer is sandwiched between them. Such a configuration, a so-called pin configuration may be applied. As a result, the rectification of holes and electrons as generated carriers becomes higher, loss due to recombination of charge-separated holes and electrons is reduced, and higher photoelectric conversion efficiency can be obtained.

(p型半導体材料)
本発明に係る発電層(バルクヘテロジャンクション層)に用いられるp型半導体材料としては、種々の縮合多環芳香族低分子化合物や共役系ポリマー・オリゴマーが挙げられる。
(P-type semiconductor material)
Examples of the p-type semiconductor material used for the power generation layer (bulk heterojunction layer) according to the present invention include various condensed polycyclic aromatic low-molecular compounds and conjugated polymers / oligomers.

縮合多環芳香族低分子化合物としては、例えば、ペンタセンやその誘導体、ポルフィリンやフタロシアニン、銅フタロシアニンやこれらの誘導体等が挙げられる。   Examples of the condensed polycyclic aromatic low molecular compound include pentacene and derivatives thereof, porphyrin and phthalocyanine, copper phthalocyanine and derivatives thereof.

共役系ポリマーとしては、例えば、ポリ3−ヘキシルチオフェン(P3HT)等のポリチオフェン及びそのオリゴマー、ポリチオフェン−チエノチオフェン共重合体、ポリチオフェン−ジケトピロロピロール共重合体、ポリチオフェン−チアゾロチアゾール共重合体、Nature Mat.,vol.6(2007),p497に記載のPCPDTBT等のようなポリチオフェン共重合体、ポリピロール及びそのオリゴマー、ポリアニリン、ポリフェニレン及びそのオリゴマー、ポリフェニレンビニレン及びそのオリゴマー、ポリチエニレンビニレン及びそのオリゴマー、ポリアセチレン、ポリジアセチレン、ポリシラン、ポリゲルマン等のσ共役系ポリマー、等のポリマー材料が挙げられる。   Examples of the conjugated polymer include polythiophene such as poly-3-hexylthiophene (P3HT) and oligomers thereof, polythiophene-thienothiophene copolymer, polythiophene-diketopyrrolopyrrole copolymer, polythiophene-thiazolothiazole copolymer, Nature Mat. , Vol. 6 (2007), p497 described in PCPDTBT, etc., polypyrrole and its oligomer, polyaniline, polyphenylene and its oligomer, polyphenylene vinylene and its oligomer, polythienylene vinylene and its oligomer, polyacetylene, polydiacetylene, Examples thereof include polymer materials such as σ-conjugated polymers such as polysilane and polygermane.

(n型半導体材料)
本発明に係るバルクヘテロジャンクション層に用いられるn型半導体材料としては、特に限定されないが、例えば、フラーレン、オクタアザポルフィリン等、p型半導体のパーフルオロ体(パーフルオロペンタセンやパーフルオロフタロシアニン等)、ナフタレンテトラカルボン酸無水物、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド、ペリレンテトラカルボン酸無水物、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド等の芳香族カルボン酸無水物やそのイミド化物を骨格として含む高分子化合物等を挙げることができる。
(N-type semiconductor material)
The n-type semiconductor material used for the bulk heterojunction layer according to the present invention is not particularly limited. For example, fullerene, octaazaporphyrin and the like, p-type semiconductor perfluoro products (perfluoropentacene, perfluorophthalocyanine, etc.), naphthalene, etc. Examples thereof include aromatic carboxylic acid anhydrides such as tetracarboxylic acid anhydride, naphthalene tetracarboxylic acid diimide, perylene tetracarboxylic acid anhydride, and perylene tetracarboxylic acid diimide, and polymer compounds containing the imidized product thereof as a skeleton.

(正孔注入・輸送層、電子ブロック層)
正孔注入・輸送層、電子ブロック層に用いられる材料としては、フタロシアニン誘導体、ヘテロ環アゾール類、芳香族三級アミン類、ポリビニルカルバゾール、ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸(PEDOT:PSS)等に代表される導電性高分子等の高分子材料が、また、発光層に用いられる、例えば、4,4′−ジカルバゾリルビフェニル、1,3−ジカルバゾリルベンゼン等のカルバゾール系発光材料、(ジ)アザカルバゾール類、1,3,5−トリピレニルベンゼン等のピレン系発光材料に代表される低分子発光材料、ポリフェニレンビニレン類、ポリフルオレン類、ポリビニルカルバゾール類等に代表される高分子発光材料等が挙げられる。
(Hole injection / transport layer, electron block layer)
Materials used for the hole injection / transport layer and electron blocking layer include phthalocyanine derivatives, heterocyclic azoles, aromatic tertiary amines, polyvinyl carbazole, polyethylenedioxythiophene / polystyrene sulfonic acid (PEDOT: PSS), etc. Represented polymer materials such as conductive polymers are also used for the light emitting layer, for example, carbazole-based light emitting materials such as 4,4'-dicarbazolylbiphenyl, 1,3-dicarbazolylbenzene, etc. , (Di) azacarbazoles, low molecular light emitting materials represented by pyrene-based light emitting materials such as 1,3,5-tripyrenylbenzene, polyphenylene vinylenes, polyfluorenes, polyvinylcarbazoles represented by high Examples thereof include molecular light emitting materials.

本発明においては、目的に応じて、正孔注入層と正孔輸送層を積層形成してもよく、正孔の輸送性と電極との接合において最適な材料を選択すればよい。   In the present invention, a hole injection layer and a hole transport layer may be laminated according to the purpose, and an optimum material may be selected for the hole transport property and the bonding between the electrodes.

また、本発明においては、逆のキャリアである電子をブロックする機能を有し、電荷の選択性を向上させる様な材料を選択してもよい。   In the present invention, a material that has a function of blocking electrons as reverse carriers and improves the selectivity of charges may be selected.

各層の好ましい膜厚としては、0.1〜100nmが好ましく、5〜70nmがより好ましく、10〜50nmが最も好ましい。   The preferred film thickness of each layer is preferably 0.1 to 100 nm, more preferably 5 to 70 nm, and most preferably 10 to 50 nm.

(電子注入・輸送層、正孔ブロック層)
電子注入・輸送層材料としては、種々のn型材料を用いることができる。本発明の有機エレクトロニクス素子に好ましく用いることができる材料の例としては、8−ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)亜鉛等の金属錯体化合物もしくは以下に挙げられる含窒素五員環誘導体がある。即ち、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾールもしくはトリアゾール誘導体が好ましい。具体的には、2,5−ビス(1−フェニル)−1,3,4−オキサゾール、2,5−ビス(1−フェニル)−1,3,4−チアゾール、2,5−ビス(1−フェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−(4′−tert−ブチルフェニル)−5−(4″−ビフェニル)1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、1,4−ビス[2−(5−フェニルオキサジアゾリル)]ベンゼン、1,4−ビス[2−(5−フェニルオキサジアゾリル)−4−tert−ブチルベンゼン]、2−(4′−tert−ブチルフェニル)−5−(4″−ビフェニル)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−チアジアゾール、1,4−ビス[2−(5−フェニルチアジアゾリル)]ベンゼン、2−(4′−tert−ブチルフェニル)−5−(4″−ビフェニル)−1,3,4−トリアゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−トリアゾール、1,4−ビス[2−(5−フェニルトリアゾリル)]ベンゼン等が挙げられる。
(Electron injection / transport layer, hole blocking layer)
Various n-type materials can be used as the electron injection / transport layer material. Examples of materials that can be preferably used in the organic electronic device of the present invention include metal complex compounds such as 8-hydroxyquinolinate lithium and bis (8-hydroxyquinolinato) zinc, or the following nitrogen-containing five-membered rings. There are derivatives. That is, oxazole, thiazole, oxadiazole, thiadiazole or triazole derivatives are preferred. Specifically, 2,5-bis (1-phenyl) -1,3,4-oxazole, 2,5-bis (1-phenyl) -1,3,4-thiazole, 2,5-bis (1 -Phenyl) -1,3,4-oxadiazole, 2- (4′-tert-butylphenyl) -5- (4 ″ -biphenyl) 1,3,4-oxadiazole, 2,5-bis ( 1-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole, 1,4-bis [2- (5-phenyloxadiazolyl)] benzene, 1,4-bis [2- (5-phenyloxadiazolyl) -4-tert-butylbenzene], 2- (4'-tert-butylphenyl) -5- (4 "-biphenyl) -1,3,4-thiadiazole, 2,5-bis (1-naphthyl) -1 , 3,4-thiadiazole, 1,4-bis [2- (5-phenyl) Asiazolyl)] benzene, 2- (4′-tert-butylphenyl) -5- (4 ″ -biphenyl) -1,3,4-triazole, 2,5-bis (1-naphthyl) -1,3,4 -Triazole, 1,4-bis [2- (5-phenyltriazolyl)] benzene and the like.

さらに上述の化合物以外にも、フラーレン類、カーボンナノチューブ類、p型半導体のパーフルオロ体(パーフルオロペンタセンやパーフルオロフタロシアニン等)、及び酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ガリウム等のn型無機酸化物等を用いることも本発明において好ましい。   In addition to the above-mentioned compounds, fullerenes, carbon nanotubes, p-type semiconductor perfluoro compounds (perfluoropentacene, perfluorophthalocyanine, etc.), and n-type inorganic oxides such as titanium oxide, zinc oxide, gallium oxide, etc. It is also preferable in the present invention to use.

本発明においては、目的に応じて、電子注入層と電子輸送層を積層形成してもよく、電子の輸送性と電極との接合において最適な材料を選択すればよい。   In the present invention, an electron injection layer and an electron transport layer may be laminated according to the purpose, and an optimal material may be selected in connection with electron transport properties and electrodes.

また、本発明においては、逆のキャリアである電子をブロックする機能を有し、電荷の選択性を向上させるような材料を選択してもよい。   In the present invention, a material that has a function of blocking electrons as reverse carriers and improves the selectivity of charges may be selected.

各層の好ましい膜厚範囲としては、0.1〜100nmが好ましく、5〜80nmがより好ましく、10〜60nmが最も好ましい。   The preferred film thickness range of each layer is preferably 0.1 to 100 nm, more preferably 5 to 80 nm, and most preferably 10 to 60 nm.

電子注入層(バッファ層)においては、リチウム、カリウム、ナトリウム、セシウム等のイオンを含むハロゲン化物、例えば、フッ化リチウムや、フッ化カリウム等を積層させ、電極との接合を向上させる構成が本発明において特に好ましい。   The electron injection layer (buffer layer) has a structure in which halides containing ions such as lithium, potassium, sodium, and cesium, for example, lithium fluoride, potassium fluoride, and the like are stacked to improve the bonding with the electrode. Particularly preferred in the invention.

これら無機材料からなる電子注入材料を用いる場合は、主にシャドウマスクを通した蒸着法によりパターニング製膜することが好ましいが、溶液として製膜できる場合は、生産性の点で塗布製膜することがより好ましい。   When using an electron injection material made of these inorganic materials, it is preferable to form a film by patterning mainly by vapor deposition through a shadow mask. However, if it can be formed as a solution, it should be formed by coating in terms of productivity. Is more preferable.

蒸着法の場合は、前述した拭き取りパターニングを行った後に蒸着製膜する製法が本発明において特に好ましい。   In the case of a vapor deposition method, the manufacturing method which forms a vapor deposition film after performing the wiping patterning mentioned above is especially preferable in this invention.

(製膜方法・表面処理方法)
各有機材料層(機能層)の形成方法としては、蒸着等により形成できるが、製膜速度の点から塗布及び印刷等が好ましい。
(Film forming method / Surface treatment method)
As a method for forming each organic material layer (functional layer), it can be formed by vapor deposition or the like, but application and printing are preferable from the viewpoint of film formation speed.

この際に使用する塗布方法に制限はないが、例えば、スピンコート法、溶液からのキャスト法、ディップコート法、ブレードコート法、ワイヤバーコート法、グラビアコート法、スプレーコート法等が挙げられる。さらには、インクジェット法、スクリーン印刷法、凸版印刷法、凹版印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法等の印刷法でパターニングすることもできる。   Although there is no restriction | limiting in the coating method used in this case, For example, a spin coat method, the cast method from a solution, a dip coat method, a blade coat method, a wire bar coat method, a gravure coat method, a spray coat method etc. are mentioned. Furthermore, patterning can also be performed by a printing method such as an ink jet method, a screen printing method, a relief printing method, an intaglio printing method, an offset printing method, or a flexographic printing method.

塗布後は残留溶媒及び水分、ガスの除去、及び半導体材料の移動度向上のために加熱乾燥アニールを行うことが好ましい。   After coating, it is preferable to perform heat drying annealing in order to remove residual solvent and moisture, gas, and improve the mobility of the semiconductor material.

各有機材料には溶解特性(溶解パラメータやイオン化ポテンシャル、極性)がそれぞれにあり、溶解できる溶媒には限定がある。またその際には溶解度もそれぞれ違うため、一概に濃度も決めることができないが、本発明において用いられる溶媒の種類は、製膜しようとする有機材料に応じて、前記の条件に適ったものを、公知の溶媒から選択すればよく、例えば、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、テトラクロロエタン、トリクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロトルエン等のハロゲン系炭化水素系溶媒や、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソール等のエーテル系溶媒、メタノールや、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノール、2−メトキシエタノール、エチレングリコール、グリセリン等のアルコール系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ヘキサン、オクタン、デカン、テトラリン等のパラフィン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル等のエステル系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン等のケトン系溶媒、ピリジン、キノリン、アニリン等のアミン系溶媒、アセトニトリル、バレロニトリル等のニトリル系溶媒、チオフェン、二硫化炭素等の硫黄系溶媒が挙げられる。   Each organic material has its own solubility characteristics (solubility parameters, ionization potential, polarity), and there are limitations on the solvents that can be dissolved. In this case, since the solubility is different from each other, the concentration cannot be generally determined. However, the type of the solvent used in the present invention should be suitable for the above conditions depending on the organic material to be formed into a film. May be selected from known solvents, for example, halogenated hydrocarbon solvents such as dichloromethane, dichloroethane, chloroform, carbon tetrachloride, tetrachloroethane, trichloroethane, chlorobenzene, dichlorobenzene, chlorotoluene, dibutyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, etc. , Ether solvents such as anisole, alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol, cyclohexanol, 2-methoxyethanol, ethylene glycol, glycerin, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, etc. Aromatic hydrocarbon solvents, paraffin solvents such as hexane, octane, decane and tetralin, ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate and amyl acetate, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N- Amide solvents such as methylpyrrolidone, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone and isophorone, amine solvents such as pyridine, quinoline and aniline, nitrile solvents such as acetonitrile and valeronitrile, sulfur such as thiophene and carbon disulfide And system solvents.

なお、使用可能な溶媒は、これらに限るものではなく、これらを二種以上混合して溶媒として用いてもよい。   In addition, the solvent which can be used is not restricted to these, You may mix and use 2 or more types of these as a solvent.

これらのうち好ましい例としては、有機エレクトロニクス素子に用いられる材料の良溶媒としては、例えば芳香族系溶媒、ハロゲン系溶媒、エーテル系溶媒等であり、好ましくは、芳香族系溶媒、エーテル系溶媒である。また、貧溶媒としては、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、パラフィン系溶媒等が挙げられ、中でもアルコール系溶媒、パラフィン系溶媒である。   Of these, preferable examples of the good solvent for the material used in the organic electronics element include, for example, an aromatic solvent, a halogen solvent, an ether solvent, and preferably an aromatic solvent and an ether solvent. is there. In addition, examples of the poor solvent include alcohol solvents, ketone solvents, paraffin solvents, and the like. Among them, alcohol solvents and paraffin solvents are used.

なお、これらの有機物層を塗布等によって積層する場合、下層を溶解しないよう、材料や溶媒を選択することが必要である。   In addition, when laminating | stacking these organic substance layers by application | coating etc., it is necessary to select a material and a solvent so that a lower layer may not be melt | dissolved.

また、そのため、これら有機物層の材料を積極的に架橋させる等して不溶化させる構成も好ましく用いることができる。例えばビニル基のような重合性基あるいは架橋基を持ち、加熱あるいは光照射等によって、前記の構造単位をそれぞれ有する重合体・または架橋構造を形成するものを用いることができる。これにより重層による膜の溶解、界面の乱れ等を抑えることができる。   For this reason, a structure in which the material of the organic layer is insolubilized by positively crosslinking the material can be preferably used. For example, a polymer having a polymerizable group such as a vinyl group or a cross-linking group, and forming a polymer or a cross-linked structure having the above structural units by heating or light irradiation can be used. As a result, dissolution of the film due to the multilayer, disturbance of the interface, and the like can be suppressed.

(第1の電極(透明電極))
本発明に係る第1の電極は、陰極、陽極は特に限定せず、素子構成により選択することができるが、好ましくは透明電極を陽極として用いることである。例えば、陽極として用いる場合、好ましくは380〜800nmの光を透過する電極である。材料としては、4eVより大きな(深い)仕事関数を持つものが適しており、例えば、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO2、ZnO等の透明導電性金属酸化物、金、銀、白金等の金属薄膜、金属ナノワイヤー、カーボンナノチューブ等を用いることができる。
(First electrode (transparent electrode))
In the first electrode according to the present invention, the cathode and the anode are not particularly limited and can be selected depending on the element configuration, but preferably a transparent electrode is used as the anode. For example, when used as an anode, it is preferably an electrode that transmits light of 380 to 800 nm. A material having a work function larger (deep) than 4 eV is suitable. For example, transparent conductive metal oxides such as indium tin oxide (ITO), SnO 2 and ZnO, and metal thin films such as gold, silver and platinum Metal nanowires, carbon nanotubes, and the like can be used.

(第2の電極(対電極))
本発明に係る第2の電極は陰極、陽極は特に限定せず、素子構成により選択することができるが、好ましくは透明電極を陽極として用いることである。例えば、陰極として用いる場合、好ましくは仕事関数が4eV以下(浅い)の金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、有機層との電気的な接合、及び酸化等に対する耐久性の点から、これら金属とこれより仕事関数の値が大きく(深く)安定な金属である第二の金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム単独等が好適である。
(Second electrode (counter electrode))
The second electrode according to the present invention is not particularly limited to a cathode and an anode, and can be selected depending on the element structure, but preferably a transparent electrode is used as the anode. For example, when used as a cathode, it is preferable to use a metal, an alloy, an electrically conductive compound having a work function of 4 eV or less (shallow), and a mixture thereof as an electrode material. Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like. Among these, from the viewpoint of electrical bonding with the organic layer and durability against oxidation, etc., a mixture of these metals and a second metal which is a stable metal having a larger (deeper) work function than this metal. For example, a magnesium / silver mixture, a magnesium / aluminum mixture, a magnesium / indium mixture, an aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixture, a lithium / aluminum mixture, aluminum alone and the like are suitable.

第2の電極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、膜厚は通常10nm〜5μm、好ましくは50〜200nmの範囲で選ばれる。   The second electrode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering. The film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 5 μm, preferably 50 to 200 nm.

第2の電極として反射率の高い金属材料を用いれば、例えば有機EL素子において、発光した光の一部を反射して外部に取り出すことができ、また、有機太陽電池素子においては、光電変換層を通過した光を反射し、再度、光電変換層に戻すことで光路長を稼ぐ効果が得られ、いずれにおいても外部量子効率の向上が期待できる。   If a highly reflective metal material is used as the second electrode, for example, in an organic EL element, a part of the emitted light can be reflected and extracted to the outside. In the organic solar cell element, a photoelectric conversion layer The effect of increasing the optical path length is obtained by reflecting the light that has passed through and returning again to the photoelectric conversion layer, and in any case, an improvement in external quantum efficiency can be expected.

さらに、金属(例えば金、銀、銅、白金、ロジウム、ルテニウム、アルミニウム、マグネシウム、インジウム等)、または炭素からなるナノ粒子、ナノワイヤー、ナノ構造体であってもよく、ナノ粒子やナノワイヤーの高分散性なペーストであれば、透明で導電性の高い対電極を塗布法や印刷法により形成でき好ましい。   Furthermore, it may be a metal (eg, gold, silver, copper, platinum, rhodium, ruthenium, aluminum, magnesium, indium, etc.) or a nanoparticle, nanowire, or nanostructure made of carbon. A highly dispersible paste is preferable because a transparent and highly conductive counter electrode can be formed by a coating method or a printing method.

また、対電極側を光透過性とする場合は、例えば、アルミニウム及びアルミニウム合金、銀及び銀化合物等の対電極に適した導電性材料を薄く1〜20nm程度の膜厚で作製した後、上記透明電極の説明で挙げた導電性光透過性材料の膜を設けることで、光透過性の電極とすることもできる。   Moreover, when making the counter electrode side light-transmitting, for example, after forming a conductive material suitable for the counter electrode such as aluminum and aluminum alloy, silver and silver compound in a thin film thickness of about 1 to 20 nm, By providing a film of the conductive light-transmitting material mentioned in the description of the transparent electrode, a light-transmitting electrode can be obtained.

(基材)
本発明の有機エレクトロニクス素子に用いられる基材(以下、基板とも呼ぶ)は、起電力を発生させるための光を透過させることが可能な、即ち入射する光の波長に対して透明な部材であることが好ましい。本発明で用いることができる基材の例としては、フレキシブルな基材であることが特徴であり、樹脂基板や金属ホイル等が好適に挙げられるが、軽量性と柔軟性の観点から透明樹脂フィルムを用いることが望ましい。
(Base material)
The base material (hereinafter also referred to as a substrate) used in the organic electronics element of the present invention is a member that can transmit light for generating electromotive force, that is, is transparent to the wavelength of incident light. It is preferable. Examples of the base material that can be used in the present invention are characterized by being a flexible base material, and preferred examples include a resin substrate and a metal foil, but a transparent resin film from the viewpoint of lightness and flexibility. It is desirable to use

本発明で透明基板として好ましく用いることができる透明樹脂フィルムには特に制限がなく、その材料、形状、構造、厚み等については公知のものの中から適宜選択することができる。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)変性ポリエステル等のポリエステル系樹脂フィルム、ポリエチレン(PE)樹脂フィルム、ポリプロピレン(PP)樹脂フィルム、ポリスチレン樹脂フィルム、環状オレフィン系樹脂等のポリオレフィン類樹脂フィルム、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂フィルム、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂フィルム、ポリサルホン(PSF)樹脂フィルム、ポリエーテルサルホン(PES)樹脂フィルム、ポリカーボネート(PC)樹脂フィルム、ポリアミド樹脂フィルム、ポリイミド樹脂フィルム、アクリル樹脂フィルム、トリアセチルセルロース(TAC)樹脂フィルム等を挙げることができるが、可視域の波長(380〜800nm)における透過率が80%以上である樹脂フィルムであれば、本発明に係る透明樹脂フィルムに好ましく適用することができる。中でも透明性、耐熱性、取り扱いやすさ、強度及びコストの点から、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエーテルサルホンフィルム、ポリカーボネートフィルムであることが好ましく、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルムであることがより好ましい。   There is no restriction | limiting in particular in the transparent resin film which can be preferably used as a transparent substrate by this invention, The material, a shape, a structure, thickness, etc. can be suitably selected from well-known things. For example, polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN) modified polyester, polyethylene (PE) resin film, polypropylene (PP) resin film, polystyrene resin film, polyolefin resins such as cyclic olefin resin Film, vinyl resin film such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyether ether ketone (PEEK) resin film, polysulfone (PSF) resin film, polyether sulfone (PES) resin film, polycarbonate (PC) resin film, A polyamide resin film, a polyimide resin film, an acrylic resin film, a triacetyl cellulose (TAC) resin film, and the like can be given. If the resin film transmittance of 80% or more at ~800nm), can be preferably applied to a transparent resin film according to the present invention. Among these, from the viewpoint of transparency, heat resistance, ease of handling, strength and cost, it is preferably a biaxially stretched polyethylene terephthalate film, a biaxially stretched polyethylene naphthalate film, a polyethersulfone film, or a polycarbonate film, and biaxially stretched. More preferred are polyethylene terephthalate films and biaxially stretched polyethylene naphthalate films.

本発明に用いられる透明基板には、塗布液の濡れ性や接着性を確保するために、表面処理を施すことや易接着層を設けることができる。表面処理や易接着層については従来公知の技術を使用できる。例えば、表面処理としては、コロナ放電処理、火炎処理、紫外線処理、高周波処理、グロー放電処理、活性プラズマ処理、レーザー処理等の表面活性化処理を挙げることができる。また、易接着層としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ビニル系共重合体、ブタジエン系共重合体、アクリル系共重合体、ビニリデン系共重合体、エポキシ系共重合体等を挙げることができる。   The transparent substrate used in the present invention can be subjected to a surface treatment or an easy adhesion layer in order to ensure the wettability and adhesiveness of the coating solution. A conventionally well-known technique can be used about a surface treatment or an easily bonding layer. For example, the surface treatment includes surface activation treatment such as corona discharge treatment, flame treatment, ultraviolet treatment, high frequency treatment, glow discharge treatment, active plasma treatment, and laser treatment. Examples of the easy adhesion layer include polyester, polyamide, polyurethane, vinyl copolymer, butadiene copolymer, acrylic copolymer, vinylidene copolymer, and epoxy copolymer.

また、酸素及び水蒸気の透過を抑制する目的で、透明基板にはバリアコート層が予め形成されていてもよいし、透明導電層を製膜する側、または反対側にハードコート層が予め形成されていてもよい。   In order to suppress the permeation of oxygen and water vapor, a barrier coat layer may be formed in advance on the transparent substrate, or a hard coat layer is formed in advance on the side where the transparent conductive layer is formed or on the opposite side. It may be.

(封止)
作製した有機光電変換素子が大気中の酸素、水分等で劣化しないように、有機EL素子や有機太陽電池素子では、公知の手法によって封止することが好ましい。例えば、薄膜のアルミニウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム等のガスバリア層が形成されたプラスチックフィルムと有機エレクトロニクス素子上を接着剤やUV硬化・熱硬化樹脂等で封止接着し貼合する手法、ガスバリア性の高い有機高分子材料(ポリビニルアルコール等)をスピンコートする方法、ガスバリア性の高い無機薄膜(酸化ケイ素、酸化アルミニウム等)または有機膜(パリレン等)を真空下や大気下でスパッタ法やCVD法等で堆積する方法、及びこれらを複合的に積層する方法等を挙げることができる。
(Sealing)
In order to prevent the produced organic photoelectric conversion element from being deteriorated by oxygen, moisture, etc. in the atmosphere, it is preferable to seal the organic EL element and the organic solar cell element by a known method. For example, a method of sealing and bonding a plastic film on which a gas barrier layer such as a thin film of aluminum, silicon oxide, or aluminum oxide is formed and an organic electronics element with an adhesive, UV curable / thermosetting resin, etc. Spin coating of high organic polymer materials (polyvinyl alcohol, etc.), inorganic thin films (silicon oxide, aluminum oxide, etc.) or organic films (parylene, etc.) with high gas barrier properties under vacuum or air, sputtering, CVD, etc. And a method of laminating them in a composite manner.

さらに本発明においては、素子寿命向上の観点から、基板を含む素子全体を2枚のバリア付き基板でラミネート封止した構成でもよく、好ましくは、水分ゲッター等を同封した構成であることが本発明においてより好ましい。   Furthermore, in the present invention, from the viewpoint of improving the lifetime of the element, the entire element including the substrate may be laminated and sealed with two substrates with a barrier, and preferably the structure including a moisture getter or the like is included. Is more preferable.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の態様はこれに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, the aspect of this invention is not limited to this.

実施例1
《反射防止層付き基板S−101の作製》
強く撹拌した純水に四塩化チタン(関東化学社製、特級)をゆっくり滴下して5質量%の水溶液1000mlを準備した。5質量%アンモニア水をゆっくり滴下しながらpHを7.0に調整し、続けて沈殿物を含む液を純水で3回洗浄し500mlの分散液を得た。室温で15時間撹拌した後、続けて信越シリコーン社製活性剤KF−6013を3g加え、微粒子の分散液Em01を得た。
Example 1
<< Preparation of Substrate S-101 with Antireflection Layer >>
Titanium tetrachloride (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., special grade) was slowly dropped into pure water that was vigorously stirred to prepare 1000 ml of a 5% by mass aqueous solution. The pH was adjusted to 7.0 while slowly dropping 5% by mass of aqueous ammonia, and the liquid containing the precipitate was washed three times with pure water to obtain 500 ml of a dispersion. After stirring at room temperature for 15 hours, 3 g of Shin-Etsu Silicone Co., Ltd. activator KF-6013 was subsequently added to obtain a fine particle dispersion Em01.

基材として、コロナ放電処理により表面処理した180mm幅のポリエチレンナフタレート(PEN)シート(75μm厚)を準備し、上記の分散液Em01を、ワイヤーバーを用いて乾燥膜厚が2μmになるように塗布し、150℃で15分間乾燥して反射防止層付き基板S−101を得た。   As a substrate, a 180 mm width polyethylene naphthalate (PEN) sheet (75 μm thickness) surface-treated by corona discharge treatment is prepared, and the above dispersion Em01 is dried using a wire bar so that the dry film thickness becomes 2 μm. It apply | coated and dried for 15 minutes at 150 degreeC, and board | substrate S-101 with an antireflection layer was obtained.

《反射防止層付き基板S−102の作製》
反射防止層付き基板S−101の作製において、分散液Em01をワイヤーバーを用いて同様に塗布した後、基板を150℃に保ったまま100Wの高圧水銀ランプを2分間照射した以外は、同様にして反射防止層付き基板S−102を作製した。
<< Preparation of Substrate S-102 with Antireflection Layer >>
In the production of the substrate S-101 with an antireflection layer, the dispersion Em01 was similarly applied using a wire bar, and then the substrate was kept at 150 ° C. and irradiated with a 100 W high-pressure mercury lamp for 2 minutes in the same manner. Thus, a substrate S-102 with an antireflection layer was produced.

《反射防止層付き基板S−103の作製》
反射防止層付き基板S−101の作製において、分散液Em01をワイヤーバーを用いて同様に塗布した後、基板を予め80℃に保ったまま下記プラズマ照射条件1に従って、プラズマ照射処理を行った以外は、同様にして反射防止層付き基板S−103を作製した。
<< Preparation of substrate S-103 with antireflection layer >>
In the production of the substrate S-101 with the antireflection layer, after applying the dispersion liquid Em01 in the same manner using a wire bar, the plasma irradiation treatment was performed according to the following plasma irradiation condition 1 while keeping the substrate at 80 ° C. in advance. Produced a substrate S-103 with an antireflection layer in the same manner.

(プラズマ照射条件1)
プラズマ照射装置:図2に示す装置を使用
第1電源電力:ハイデン研究所PHF−6k(100kHz)
第2電源電力:パール工業CF−5000−13M(13.56MHz)
キャリアガス:窒素(大気圧下)
反応性ガス:酸素(窒素に対して5体積%)
印加出力:1.0W/cm
電極部温度調節:80℃
処理時間:20秒
《反射防止層付き基板S−104の作製》
塩化錫(II)2水和物(関東化学社製)を0.6質量%溶解した水溶液を準備し、強く撹拌したまま四塩化チタン(関東化学社製、特級)をゆっくり滴下して5質量%の水溶液1000mlを準備した。5質量%アンモニア水をゆっくり滴下しながらpHを7.0に調整し、続けて沈殿物を含む液を純水で3回洗浄し500mlの分散液を得た。室温で15時間撹拌した後、続けて信越シリコーン社製活性剤KF−6013を3g加え、酸化錫を含む微粒子の分散液Em02を得た。
(Plasma irradiation condition 1)
Plasma irradiation apparatus: The apparatus shown in FIG. 2 is used. First power supply: HEIDEN Laboratory PHF-6k (100 kHz)
Second power supply: Pearl Industrial CF-5000-13M (13.56 MHz)
Carrier gas: Nitrogen (under atmospheric pressure)
Reactive gas: Oxygen (5% by volume with respect to nitrogen)
Applied output: 1.0 W / cm 2
Electrode temperature control: 80 ° C
Processing time: 20 seconds << Preparation of substrate S-104 with antireflection layer >>
An aqueous solution in which 0.6% by mass of tin (II) chloride dihydrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) was dissolved was prepared, and titanium tetrachloride (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., special grade) was slowly added dropwise with vigorous stirring to 5% by mass. A 1000 ml aqueous solution was prepared. The pH was adjusted to 7.0 while slowly dropping 5% by mass of aqueous ammonia, and the liquid containing the precipitate was washed three times with pure water to obtain 500 ml of a dispersion. After stirring at room temperature for 15 hours, 3 g of an active agent KF-6013 manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd. was subsequently added to obtain a fine particle dispersion Em02 containing tin oxide.

反射防止層付き基板S−101の作製と同様にして、前記分散液Em02を、ワイヤーバーを用いて同様に塗布した後、基板を150℃以下に保ったまま、2.45GHzのマイクロ波照射装置(四国計測工業社製マイクロ波反応装置)を用い、500Wの出力で積算時間が2分になるように間欠照射した以外は、反射防止層付き基板S−101の作製と同様にして反射防止層付き基板S−104を作製した。   Similarly to the production of the substrate S-101 with the antireflection layer, the dispersion liquid Em02 was applied in the same manner using a wire bar, and then the 2.45 GHz microwave irradiation apparatus while keeping the substrate at 150 ° C. or lower. The antireflection layer was prepared in the same manner as the production of the substrate S-101 with the antireflection layer, except that (irradiation was intermittently performed using a microwave reactor manufactured by Shikoku Sangyo Kogyo Co., Ltd.) with an output of 500 W so that the integration time was 2 minutes. Attached substrate S-104 was produced.

《反射防止層付き基板S−105の作製》
強く撹拌した純水に四塩化チタン(関東化学社製、特級)をゆっくり滴下して5質量%の水溶液1000mlを準備した。5質量%アンモニア水をゆっくり滴下しながらpHを7.0に調整し、続けて沈殿物を含む液を純水で3回洗浄し500mlの分散液を得た。次に前記分散液を5℃前後に冷却し、撹拌しながら35質量%過酸化水素水30mlをゆっくり加え、そのまま15時間反応させ、続けて信越シリコーン社製活性剤KF−6013を3g加え、過酸化された微粒子の分散液Em03を得た。
<< Production of Substrate S-105 with Antireflection Layer >>
Titanium tetrachloride (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., special grade) was slowly dropped into pure water that was vigorously stirred to prepare 1000 ml of a 5% by mass aqueous solution. The pH was adjusted to 7.0 while slowly dropping 5% by mass of aqueous ammonia, and the liquid containing the precipitate was washed three times with pure water to obtain 500 ml of a dispersion. Next, the dispersion was cooled to around 5 ° C., 30 ml of 35% by mass hydrogen peroxide was slowly added with stirring, and allowed to react for 15 hours, and 3 g of Shin-Etsu Silicone Co., Ltd. KF-6013 was added. Oxidized fine particle dispersion Em03 was obtained.

基材として、コロナ放電処理により表面処理した180mm幅のポリエチレンナフタレート(PEN)シート(75μm厚)を準備し、上記の分散液Em01を、ワイヤーバーを用いて乾燥膜厚が2μmになるように塗布し、150℃で15分間乾燥させて反射防止層付き基板S−105を得た。   As a substrate, a 180 mm width polyethylene naphthalate (PEN) sheet (75 μm thickness) surface-treated by corona discharge treatment is prepared, and the above dispersion Em01 is dried using a wire bar so that the dry film thickness becomes 2 μm. It apply | coated and dried at 150 degreeC for 15 minute (s), and board | substrate S-105 with an antireflection layer was obtained.

《反射防止層付き基板S−106の作製》
反射防止層付き基板S−105の作製において、分散液Em03をワイヤーバーを用いて同様に塗布した後、基板を150℃に保ったまま100Wの高圧水銀ランプを2分間照射した以外は、同様にして反射防止層付き基板S−106を作製した。
<< Production of Substrate S-106 with Antireflection Layer >>
In the production of the substrate S-105 with an antireflection layer, the dispersion liquid Em03 was similarly applied using a wire bar, and then the substrate was kept at 150 ° C. and irradiated with a 100 W high pressure mercury lamp for 2 minutes in the same manner. Thus, a substrate S-106 with an antireflection layer was produced.

《反射防止層付き基板S−107の作製》
反射防止層付き基板S−105の作製において、分散液Em03をワイヤーバーを用いて同様に塗布した後、基板を予め80℃に保ったまま下記プラズマ照射条件2に従って、プラズマ照射処理を行った以外は、同様にして反射防止層付き基板S−107を作製した。
<< Preparation of Substrate S-107 with Antireflection Layer >>
In the production of the substrate S-105 with the antireflection layer, the dispersion Em03 was applied in the same manner using a wire bar, and then the plasma irradiation treatment was performed according to the following plasma irradiation condition 2 while keeping the substrate at 80 ° C. in advance. Produced a substrate S-107 with an antireflection layer in the same manner.

(プラズマ照射条件2)
プラズマ照射装置:図2に示す装置を使用
第1電源電力:ハイデン研究所PHF−6k(100kHz)
第2電源電力:パール工業CF−5000−13M(13.56MHz)
キャリアガス:窒素(大気圧下)
反応性ガス:酸素(窒素に対して5体積%)
印加出力:1.0W/cm
電極部温度調節:80℃
処理時間:20秒
《反射防止層付き基板S−108の作製》
塩化錫(II)2水和物(関東化学社製)を0.6質量%溶解した水溶液を準備し、強く撹拌したまま四塩化チタン(関東化学社製、特級)をゆっくり滴下して5質量%の水溶液1000mlを準備した。5質量%アンモニア水をゆっくり滴下しながらpHを7.0に調整し、続けて沈殿物を含む液を純水で3回洗浄し500mlの分散液を得た。次に前記分散液を5℃前後に冷却し、撹拌しながら35質量%過酸化水素水30mlをゆっくり加え、そのまま15時間反応させ、続けて信越シリコーン社製活性剤KF−6013を3g加え、酸化錫を含む過酸化された微粒子の分散液Em04を得た。
(Plasma irradiation condition 2)
Plasma irradiation apparatus: The apparatus shown in FIG. 2 is used. First power supply: HEIDEN Laboratory PHF-6k (100 kHz)
Second power supply: Pearl Industrial CF-5000-13M (13.56 MHz)
Carrier gas: Nitrogen (under atmospheric pressure)
Reactive gas: Oxygen (5% by volume with respect to nitrogen)
Applied output: 1.0 W / cm 2
Electrode temperature control: 80 ° C
Processing time: 20 seconds << Preparation of substrate S-108 with antireflection layer >>
An aqueous solution in which 0.6% by mass of tin (II) chloride dihydrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) was dissolved was prepared, and titanium tetrachloride (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., special grade) was slowly added dropwise with vigorous stirring to 5% by mass. A 1000 ml aqueous solution was prepared. The pH was adjusted to 7.0 while slowly dropping 5% by mass of aqueous ammonia, and the liquid containing the precipitate was washed three times with pure water to obtain 500 ml of a dispersion. Next, the dispersion was cooled to around 5 ° C., 30 ml of 35% by mass hydrogen peroxide was slowly added while stirring, and allowed to react for 15 hours as it was, and then 3 g of Shin-Etsu Silicone activator KF-6013 was added and oxidized. A peroxidized fine particle dispersion Em04 containing tin was obtained.

反射防止層付き基板S−105の作製と同様にして、前記分散液Em04をワイヤーバーを用いて同様に塗布した後、基板を150℃以下に保ったまま、2.45GHzのマイクロ波照射装置(四国計測工業社製マイクロ波反応装置)を用い、500Wの出力で積算時間が2分になるように間欠照射した以外は、反射防止層付き基板S−105の作製と同様にして反射防止層付き基板S−108を作製した。   Similarly to the production of the substrate S-105 with an antireflection layer, the dispersion liquid Em04 was applied in the same manner using a wire bar, and then a 2.45 GHz microwave irradiation apparatus (with the substrate kept at 150 ° C. or lower) ( With the use of an anti-reflective layer in the same manner as the production of the substrate S-105 with an anti-reflective layer, except that a microwave reaction device manufactured by Shikoku Keiki Kogyo Co., Ltd. was used and intermittent irradiation was performed so that the accumulated time was 2 minutes at an output of 500 W. Substrate S-108 was produced.

《反射防止層付き基板S−109の作製》
塩化銅(II)2水和物(関東化学社製)を0.5質量%溶解した水溶液を準備し、強く撹拌したまま四塩化チタン(関東化学社製、特級)をゆっくり滴下して5質量%の水溶液1000mlを準備した。5質量%アンモニア水をゆっくり滴下しながらpHを7.0に調整し、続けて沈殿物を含む液を純水で3回洗浄し500mlの分散液を得た。次に前記分散液を5℃前後に冷却し、撹拌しながら35質量%過酸化水素水30mlをゆっくり加え、そのまま15時間反応させ、続けて信越シリコーン社製活性剤KF−6013を3g加え、酸化銅を含む過酸化された微粒子の分散液Em05を得た。
<< Preparation of substrate S-109 with antireflection layer >>
Prepare an aqueous solution in which 0.5% by mass of copper (II) chloride dihydrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) is dissolved, and slowly add titanium tetrachloride (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., special grade) dropwise with vigorous stirring. A 1000 ml aqueous solution was prepared. The pH was adjusted to 7.0 while slowly dropping 5% by mass of aqueous ammonia, and the liquid containing the precipitate was washed three times with pure water to obtain 500 ml of a dispersion. Next, the dispersion was cooled to around 5 ° C., 30 ml of 35% by mass hydrogen peroxide was slowly added while stirring, and allowed to react for 15 hours as it was, and then 3 g of Shin-Etsu Silicone activator KF-6013 was added and oxidized. A dispersion em05 of peroxidized fine particles containing copper was obtained.

反射防止層付き基板S−105の作製と同様にして、前記分散液Em05をワイヤーバーを用いて同様に塗布した後、150℃で15分間乾燥して反射防止層付き基板S−109を得た。   Similarly to the production of the substrate S-105 with an antireflection layer, the dispersion Em05 was similarly applied using a wire bar, and then dried at 150 ° C. for 15 minutes to obtain a substrate S-109 with an antireflection layer. .

《反射防止層付き基板S−110の作製》
反射防止層付き基板S−109の作製において、分散液Em05をワイヤーバーを用いて同様に塗布した後、基板を150℃に保ったまま100Wの高圧水銀ランプを2分間照射した以外は、同様にして反射防止層付き基板S−110を作製した。
<< Production of Substrate S-110 with Antireflection Layer >>
In the production of the substrate S-109 with an antireflection layer, the dispersion Em05 was similarly applied using a wire bar, and then the substrate was kept at 150 ° C. and irradiated with a 100 W high pressure mercury lamp for 2 minutes in the same manner. Thus, a substrate S-110 with an antireflection layer was produced.

《反射防止層付き基板S−111の作製》
反射防止層付き基板S−109の作製において、分散液Em05をワイヤーバーを用いて同様に塗布した後、基板を予め80℃に保ったまま下記プラズマ照射条件3に従って、プラズマ照射処理を行った以外は、同様にして反射防止層付き基板S−111を作製した。
<< Preparation of Substrate S-111 with Antireflection Layer >>
In the production of the substrate S-109 with an antireflection layer, the dispersion liquid Em05 was applied in the same manner using a wire bar, and then subjected to plasma irradiation treatment according to the following plasma irradiation condition 3 while keeping the substrate at 80 ° C. in advance. Produced a substrate S-111 with an antireflection layer in the same manner.

(プラズマ照射条件3)
プラズマ照射装置:図1に示す装置を使用
第1電源電力:ハイデン研究所PHF−6k(100kHz)
第2電源電力:パール工業CF−5000−13M(13.56MHz)
キャリアガス:窒素(大気圧下)
反応性ガス:酸素(窒素に対して5体積%)
印加出力:1.0W/cm
電極部温度調節:80℃
処理時間:20秒
《反射防止層付き基板S−112の作製》
塩化銅(II)2水和物(関東化学社製)0.5質量%と、塩化錫(II)2水和物(関東化学製)0.6質量%とを混合溶解した水溶液を準備し、強く撹拌したまま四塩化チタン(関東化学社製、特級)をゆっくり滴下して5質量%の水溶液1000mlを準備した。5質量%アンモニア水をゆっくり滴下しながらpHを7.0に調整し、続けて沈殿物を含む液を純水で3回洗浄し500mlの分散液を得た。次に前記分散液を5℃前後に冷却し、撹拌しながら35質量%過酸化水素水30mlをゆっくり加え、そのまま15時間反応させ、続けて信越シリコーン社製活性剤KF−6013を3g加え、酸化銅と酸化錫を含む過酸化された微粒子の分散液Em06を得た。
(Plasma irradiation condition 3)
Plasma irradiation apparatus: The apparatus shown in FIG. 1 is used. First power supply: HEIDEN Laboratory PHF-6k (100 kHz)
Second power supply: Pearl Industrial CF-5000-13M (13.56 MHz)
Carrier gas: Nitrogen (under atmospheric pressure)
Reactive gas: Oxygen (5% by volume with respect to nitrogen)
Applied output: 1.0 W / cm 2
Electrode temperature control: 80 ° C
Processing time: 20 seconds << Preparation of substrate S-112 with antireflection layer >>
Prepare an aqueous solution in which 0.5% by mass of copper (II) chloride dihydrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) and 0.6% by mass of tin (II) chloride dihydrate (manufactured by Kanto Chemical) are mixed and dissolved. While stirring vigorously, titanium tetrachloride (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., special grade) was slowly added dropwise to prepare 1000 ml of a 5% by mass aqueous solution. The pH was adjusted to 7.0 while slowly dropping 5% by mass of aqueous ammonia, and the liquid containing the precipitate was washed three times with pure water to obtain 500 ml of a dispersion. Next, the dispersion was cooled to around 5 ° C., 30 ml of 35% by mass hydrogen peroxide was slowly added while stirring, and allowed to react for 15 hours as it was, and then 3 g of Shin-Etsu Silicone activator KF-6013 was added and oxidized. A peroxidized fine particle dispersion Em06 containing copper and tin oxide was obtained.

反射防止層付き基板S−109の作製と同様にして、前記分散液Em06をワイヤーバーを用いて同様に塗布した後、基板を150℃以下に保ったまま、2.45GHzのマイクロ波照射装置(四国計測工業社製マイクロ波反応装置)を用い、500Wの出力で積算時間が2分になるように間欠照射した以外は、反射防止層付き基板S−109の作製と同様にして反射防止層付き基板S−112を作製した。   Similarly to the production of the substrate S-109 with an antireflection layer, the dispersion Em06 was similarly applied using a wire bar, and then a 2.45 GHz microwave irradiation apparatus (with a substrate kept at 150 ° C. or lower) ( With the use of a microwave reactor manufactured by Shikoku Keisoku Kogyo Co., Ltd., with an antireflection layer in the same manner as the production of the substrate S-109 with an antireflection layer, except that intermittent irradiation was performed with an output of 500 W so that the integration time was 2 minutes. Substrate S-112 was produced.

《反射防止層付き基板S−113の作製》
反射防止層付き基板S−111の作製において、PENシートの片面に反射防止層を製膜した後、それとは異なる反対側の面に対しても同様にして反射防止層を製膜することで、両面に反射防止層を形成した以外は、同様にして反射防止層付き基板S−113を作製した。
<< Preparation of Substrate S-113 with Antireflection Layer >>
In the production of the substrate S-111 with an antireflection layer, after forming the antireflection layer on one side of the PEN sheet, by forming the antireflection layer in the same manner on the opposite surface different from that, A substrate S-113 with an antireflection layer was produced in the same manner except that antireflection layers were formed on both sides.

《反射防止層付き基板の評価》
作製した反射防止層付き基板S−101〜S−113について、下記評価を行った。
<< Evaluation of substrate with antireflection layer >>
The following evaluation was performed about the produced board | substrates S-101 to S-113 with an antireflection layer.

(透過率)
反射率の評価方法として透過率で代用した。透過率が高いほど、反射防止性が高いことを示す。分光透過率測定装置(UVPC−3000:島津製作所製)を用いて、室温における波長550nmの光に対する厚さ方向の直線透過率を測定した。
(Transmittance)
The transmittance was substituted for the reflectance evaluation method. It shows that antireflection property is so high that the transmittance | permeability is high. Using a spectral transmittance measuring device (UVPC-3000: manufactured by Shimadzu Corporation), the linear transmittance in the thickness direction with respect to light having a wavelength of 550 nm at room temperature was measured.

(防汚性)
上記作製した反射防止層付き基板を、屋外の地面から下端が1500mmの高さに垂直に取り付け、東京都内で4〜6月の3ヶ月間屋外曝露した後、上記透過率評価と同様にして透過率を測定した。
(Anti-fouling property)
The prepared substrate with antireflection layer is vertically attached from the outdoor ground to a height of 1500 mm at the lower end, exposed outdoors in Tokyo for 3 months from April to June, and then transmitted in the same manner as the transmittance evaluation described above. The rate was measured.

(屈曲耐久性)
3インチφの紙製芯を用意し、上記作製した反射防止層付き基板について、表裏を1セットとして、50セット巻きつけた後、1mの長さについてクラックの有無を目視で確認し、以下の基準で評価した。
(Bending durability)
Prepare a paper core of 3 inches φ, wind up 50 sets of the prepared antireflection layer substrate with the front and back as one set, and visually check for cracks for a length of 1 m. Evaluated by criteria.

○:クラックなし
△:クラックが1〜5箇所に見られる
×:クラックが6箇所以上見られる
評価の結果を表1に示す。
○: No cracks Δ: Cracks are found in 1 to 5 places ×: Cracks are seen in 6 or more places Table 1 shows the evaluation results.

Figure 0005397064
Figure 0005397064

表1より、本発明の反射防止層の製造方法で作製した反射防止層付き基板は、反射防止機能及び防汚性が高く、曲げによるクラックの発生が少ないことが分かる。   From Table 1, it can be seen that the substrate with an antireflection layer produced by the method for producing an antireflection layer of the present invention has a high antireflection function and antifouling property, and is less prone to cracking due to bending.

実施例2
《有機太陽電池パネルOPV−1の作製》
〔第1の電極の形成〕
実施例1で作製した反射防止層付き基板S−105の反射防止層の反対面にバリア層を形成した後、真空環境条件で厚さ140nmのITO(インジウムチンオキシド)をスパッタリング法により製膜を行い、10mm×100mmの大きさの第1の電極を一定間隔で12列形成した。
Example 2
<< Production of Organic Solar Cell Panel OPV-1 >>
[Formation of first electrode]
After forming a barrier layer on the opposite surface of the antireflection layer of the antireflection layer substrate S-105 produced in Example 1, a 140 nm thick ITO (indium tin oxide) film was formed by sputtering under vacuum environment conditions. The first electrodes having a size of 10 mm × 100 mm were formed in 12 rows at regular intervals.

〔有機層の形成〕
(正孔輸送層の形成)
ポリエチレンジオキシチオフェン・ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、Bayer社製 Bytron P AI 4083)を40質量%に対し、純水30質量%、イソプロパノール30質量%で希釈した溶液を正孔輸送層形成用塗布液として、上述した第1の電極を含むPEN基板上に塗布した。塗布はスリットコーターを使用し乾燥後の厚みが30nmになるように製膜し、続けて150℃で30分間乾燥・加熱処理し正孔輸送層を形成した。
[Formation of organic layer]
(Formation of hole transport layer)
Polyethylenedioxythiophene / polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS, Baytron P AI 4083 manufactured by Bayer) diluted with 30% by mass of pure water and 30% by mass of isopropanol with respect to 40% by mass, coating solution for forming a hole transport layer As mentioned above, it apply | coated on the PEN board | substrate containing the 1st electrode mentioned above. Coating was performed using a slit coater so that the thickness after drying was 30 nm, followed by drying and heat treatment at 150 ° C. for 30 minutes to form a hole transport layer.

(光電変換層の形成)
前記正孔輸送層上に、クロロベンゼンにP3HT(プレクトロニクス社製:レジオレギュラーポリ−3−ヘキシルチオフェン)とPCBM(フロンティアカーボン社製:6,6−フェニル−C61−ブチリックアシッドメチルエステル)を3.0質量%になるように1:0.8で混合した溶液を調製し、乾燥膜厚が90nmになるようにスリットコーターを使用して塗布を行い、室温で放置して乾燥させた。上記一定間隔で作製した第1の電極間を、拭き取り部材を接触させて拭き取り除去し、続けて、150℃で15分間加熱処理を行い、光電変換層を形成した。
(Formation of photoelectric conversion layer)
On the hole transport layer, P3HT in chlorobenzene (plectrovirus Toro Nix Co., Ltd. regioregular poly-3-hexylthiophene) and PCBM (manufactured by Frontier Carbon Corporation: 6,6-phenyl -C 61 - butyric acid methyl ester) and A solution mixed at 1: 0.8 so as to be 3.0% by mass was prepared, applied using a slit coater so that the dry film thickness was 90 nm, and allowed to dry at room temperature. A wiping member was brought into contact with and wiped off between the first electrodes produced at regular intervals, followed by heat treatment at 150 ° C. for 15 minutes to form a photoelectric conversion layer.

Figure 0005397064
Figure 0005397064

〔陰極バッファ層の形成〕
前記作製した基板を真空蒸着チャンバーに搬送し、5×10−4Paまで減圧した真空条件にて、LiF(シグマアルドリッチ社製)を厚さ0.6nm蒸着製膜し、陰極バッファ層(電子注入層)を積層した。
[Formation of cathode buffer layer]
The produced substrate was transferred to a vacuum deposition chamber, and LiF (Sigma Aldrich) was deposited to a thickness of 0.6 nm under vacuum conditions reduced to 5 × 10 −4 Pa, and a cathode buffer layer (electron injection) Layer).

〔第2の電極の形成〕
引き続き、同真空度のまま、蒸着法にてマスクパターン製膜し、アルミニウムを使用して厚さ100nmのアルミニウムからなる第2の電極(陰極)を形成した。
[Formation of second electrode]
Subsequently, with the same degree of vacuum, a mask pattern was formed by vapor deposition, and a second electrode (cathode) made of aluminum having a thickness of 100 nm was formed using aluminum.

〔封止部材の貼合〕
次いで、作製した素子において、12列直列で接続した最左端の第1の電極からなる部位(有機層をパターニング除去した領域)、最右端の第2の電極と繋がったリード部を除き、その内部の領域に紫外線硬化型の液状接着剤(エポキシ系樹脂)を複数のノズルから滴下して塗設した。
[Pasting of sealing member]
Next, in the fabricated element, the portion of the leftmost first electrode connected in series in 12 columns (the region where the organic layer was removed by patterning) and the lead portion connected to the rightmost second electrode, In this region, an ultraviolet curable liquid adhesive (epoxy resin) was dropped from a plurality of nozzles and applied.

封止フィルム(凸版印刷社製、GXフィルム:厚み100μm)を、前述の接着剤塗設面にロールラミネータ法により貼合し、大気圧下にて押圧0.1MPaでロール圧着した後、100Wの高圧水銀ランプを、照射強度5〜20mW/cm、距離5〜15mmで1分間照射し固着することで封止した。 A sealing film (manufactured by Toppan Printing Co., Ltd., GX film: thickness 100 μm) was bonded to the above-mentioned adhesive-coated surface by a roll laminator method, and after pressure-bonding at a pressure of 0.1 MPa under atmospheric pressure, 100 W The high-pressure mercury lamp was sealed by being irradiated and fixed for 1 minute at an irradiation intensity of 5 to 20 mW / cm 2 and a distance of 5 to 15 mm.

上述した一連の作製法により有機太陽電池パネルOPV−1を作製した。   An organic solar cell panel OPV-1 was produced by the series of production methods described above.

《有機太陽電池パネルOPV−2〜OPV−9の作製》
有機太陽電池パネルOPV−1の作製において、反射防止層付き基板S−105を実施例1で作製した反射防止層付き基板S−106〜S−113に換えた以外は、同様にして有機太陽電池パネルOPV−2〜OPV−9を作製した。
<< Production of Organic Solar Cell Panels OPV-2 to OPV-9 >>
In the production of the organic solar cell panel OPV-1, the organic solar cell was similarly obtained except that the substrate S-105 with antireflection layer was replaced with the substrates S-106 to S-113 with antireflection layer prepared in Example 1. Panels OPV-2 to OPV-9 were prepared.

《有機太陽電池パネルの評価》
上記作製した有機太陽電池パネルについて、ソーラーシミュレーターを用い、AM1.5Gフィルター、100mW/cmの強度の光を照射し、I−V特性を評価し、特性値として、短絡電流密度Jsc(mA/cm)及び開放電圧Voc(V)、フィルファクターffから式1を用いてエネルギー変換効率η(%)を得た。エネルギー変換効率は、OPV−1のエネルギー変換効率を100とする相対値で表す。なお、短絡電流密度は、有機太陽電池パネルの有効発電部に相当する面積で規格化して算出した。
<< Evaluation of organic solar panel >>
About the produced organic solar cell panel, using a solar simulator, an AM 1.5G filter, light of 100 mW / cm 2 intensity is irradiated, the IV characteristics are evaluated, and the short circuit current density Jsc (mA / mA) is evaluated. cm 2 ), open circuit voltage Voc (V), and fill factor ff, energy conversion efficiency η (%) was obtained using Equation 1. The energy conversion efficiency is expressed as a relative value where the energy conversion efficiency of OPV-1 is 100. In addition, the short circuit current density was normalized and calculated with the area equivalent to the effective power generation part of an organic solar cell panel.

式1 η(%)=Jsc(mA/cm)×Voc(V)×ff
評価の結果を表2に示す。
Formula 1 η (%) = Jsc (mA / cm 2 ) × Voc (V) × ff
The evaluation results are shown in Table 2.

Figure 0005397064
Figure 0005397064

表2より、本発明の有機太陽電池パネルは、反射防止機能が高いためエネルギー変換効率が高いことが分かる。   From Table 2, it can be seen that the organic solar cell panel of the present invention has high energy conversion efficiency because of its high antireflection function.

30 大気圧プラズマ処理装置
31 大気圧プラズマ処理容器
32 放電空間
36 角筒型電極
40 電界印加手段
41 第1電源
42 第2電源
43 第1フィルター
44 第2フィルター
50 ガス供給手段
51 ガス発生装置
52 給気口
53 排気口
60 電極温度調節手段
64 ガイドロール
65 ニップロール
68、69 仕切板
F 基材
G′ 処理排気口
36a 角筒型電極
36A 金属母体
36B 誘電体被覆層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 Atmospheric pressure plasma processing apparatus 31 Atmospheric pressure plasma processing container 32 Discharge space 36 Square tube electrode 40 Electric field application means 41 1st power supply 42 2nd power supply 43 1st filter 44 2nd filter 50 Gas supply means 51 Gas generator 52 Supply Air outlet 53 Air outlet 60 Electrode temperature adjusting means 64 Guide roll 65 Nip roll 68, 69 Partition plate F Substrate G 'Processing exhaust port 36a Square tube electrode 36A Metal base 36B Dielectric coating layer

Claims (9)

樹脂基材の少なくとも片面に、表面が過酸化された微粒子を含む分散液を塗布する工程と、外部刺激処理によって前記微粒子を固着させる工程とを少なくとも含むことを特徴とする反射防止層の製造方法。   A method for producing an antireflection layer comprising at least a step of applying a dispersion containing fine particles whose surface is peroxidized on at least one surface of a resin base material, and a step of fixing the fine particles by an external stimulus treatment . 前記分散液が、少なくとも導電体と、誘電体または半導体からなる微粒子を含有することを特徴とする請求項1に記載の反射防止層の製造方法。   The method for producing an antireflection layer according to claim 1, wherein the dispersion liquid contains at least a conductor and fine particles made of a dielectric or a semiconductor. 前記分散液が、少なくともマイクロ波を吸収する金属または金属酸化物からなる微粒子を含有し、かつ、前記外部刺激処理がマイクロ波照射処理であることを特徴とする請求項1または2に記載の反射防止層の製造方法。   The reflection according to claim 1, wherein the dispersion contains at least fine particles made of a metal or metal oxide that absorbs microwaves, and the external stimulation treatment is a microwave irradiation treatment. Manufacturing method of prevention layer. 前記外部刺激処理が、プラズマ放電処理、マイクロ波照射処理、紫外線照射処理から選ばれる処理であることを特徴とする請求項1または2に記載の反射防止層の製造方法。   The method for producing an antireflection layer according to claim 1, wherein the external stimulation treatment is a treatment selected from plasma discharge treatment, microwave irradiation treatment, and ultraviolet irradiation treatment. 前記外部刺激処理が、大気圧または大気圧に近い気圧で、酸素の存在下に行うプラズマ放電処理であることを特徴とする請求項4に記載の反射防止層の製造方法。   The method for producing an antireflection layer according to claim 4, wherein the external stimulation treatment is a plasma discharge treatment performed in the presence of oxygen at atmospheric pressure or an atmospheric pressure close to atmospheric pressure. 前記外部刺激処理が、雰囲気中の酸素濃度が18体積%以上、50体積%の条件下で行う紫外線照射処理であることを特徴とする請求項4に記載の反射防止層の製造方法。   5. The method for producing an antireflection layer according to claim 4, wherein the external stimulation treatment is an ultraviolet irradiation treatment performed under a condition where an oxygen concentration in an atmosphere is 18 volume% or more and 50 volume%. 前記樹脂基材が、フレキシブルな基材であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の反射防止層の製造方法。   The method for producing an antireflection layer according to any one of claims 1 to 6, wherein the resin base material is a flexible base material. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の反射防止層の製造方法で作製した反射防止層を有することを特徴とする有機エレクトロニクス素子。   An organic electronics element comprising an antireflection layer produced by the method for producing an antireflection layer according to claim 1. 前記樹脂基材の両面に前記反射防止層が形成されていることを特徴とする請求項8に記載の有機エレクトロニクス素子。   9. The organic electronic device according to claim 8, wherein the antireflection layer is formed on both surfaces of the resin base material.
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