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公開番号2024167526
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-04
出願番号2023083659
出願日2023-05-22
発明の名称積層体、および太陽電池
出願人東レ株式会社
代理人個人,個人
主分類B32B 9/00 20060101AFI20241127BHJP(積層体)
要約【課題】ガスバリア層にマグネシウム、ケイ素、および酸素を含む積層体において、水存在環境下でもMgOの結晶化の進行が抑制された積層体と、それを用いた太陽電池を提供すること。
【解決手段】基材の少なくとも片側にA層とB層を有する積層体であって、前記A層がマグネシウム、ケイ素、および酸素を含む、積層体。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基材の少なくとも片側にＡ層とＢ層を有する積層体であって、前記Ａ層がマグネシウム、ケイ素、および酸素を含む、積層体。
続きを表示（約 850 文字）【請求項２】
前記Ａ層の厚み方向における平均組成について、マグネシウム原子とケイ素原子の原子濃度の比率Ｍｇ／（Ｍｇ＋Ｓｉ）が、０．３０～０．８０ａｔｍ％である、請求項１に記載の積層体。
【請求項３】
前記Ａ層は、陽電子ビーム法により測定される平均寿命が０．９３５ｎｓ以下である、請求項１または２に記載の積層体。
【請求項４】
前記Ａ層は、Ｘ線光電子分光により測定される酸素原子（Ｏ１ｓ）のピークの半値幅が３．２５ｅＶ以下である請求項１または２に記載の積層体。
【請求項５】
前記Ｂ層が、高分子膜である、請求項１に記載の積層体。
【請求項６】
前記Ｂ層が、(ｉ)かつ（ｉｉ)を満たす請求項５に記載の積層体。
(ｉ)質量密度０．７ｇ／ｃｍ
３
以上１．７５ｇ／ｃｍ
３
以下
(ｉｉ)厚みが３００ｎｍ以上７，０００ｎｍ以下
【請求項７】
前記Ｂ層がポリウレタン化合物、ポリシラザン化合物、ポリシロキサン化合物、アクリレート、メタクリレート、アルコキシドと水溶性高分子の混合物、およびアルコキシドの重縮合物と水溶性高分子の混合物、より選ばれる１種以上を含む、請求項５または６に記載の積層体。
【請求項８】
前記Ｂ層が、無機膜である、請求項１に記載の積層体。
【請求項９】
前記Ｂ層が、 (ｉｉｉ)かつ(ｉＶ)である請求項８に記載の積層体。
(ｉｉｉ)質量密度２．１ｇ／ｃｍ
３
以上７．５ｇ／ｃｍ
３
以下
(ｉｖ)厚みが１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下
【請求項１０】
前記Ｂ層が、スズ元素、インジウム元素、亜鉛元素、アルミニウム元素、ニッケル元素、クロム元素、およびチタン元素、より選ばれる1種以上を含む、請求項８または９に記載の積層体。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、高いガスバリア性と耐久性が必要とされる積層体に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池、電子ペーパー、有機ＥＬディスプレイなど電子素子の部材として用いられるガスバリア性フィルムは、水蒸気透過率５．０×１０
－２
ｇ／ｍ
２
／ｄａｙ以下の高いガスバリア性とフレキシブル性が求められている。高分子フィルム基材の表面に真空蒸着法やスパッタリング法などの物理気相成長法（ＰＶＤ法）を利用して、無機物、または、無機酸化物などの蒸着層を形成してなるガスバリア性フィルムは、基材の柔軟性と蒸着膜の緻密性が高い特性から高い柔軟性とガスバリア性を実現している。
【０００３】
より高性能なガスバリア性と柔軟性を満たす方法の１つとして、ＺｎＯとＳｉＯ
２
を主成分とするターゲットを用いてスパッタリングすることで、ＺｎＯ－ＳｉＯ
２
系膜をフィルム基材上に形成したガスバリア性フィルム（特許文献１）や、ＭｇＯとＳｉＯ
２
を主成分とするターゲットを用いて蒸着することで、ＭｇＯ－ＳｉＯ
２
系のような複合酸化物の非晶性単一膜をフィルム基材上に形成したガスバリア性フィルム（特許文献２）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１３－１４７７１０号公報
特開２０２１－１６９１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２のようにＭｇＯ－ＳｉＯ
２
の複合酸化物を形成する積層体の高いガスバリア性は、アモルファス構造が形成されることによる非常に高い緻密性から実現している。そのため、ガスバリア性フィルムの使用方法、例えば、高温かつ水や水蒸気が多量に存在する環境下に長時間晒すこと等によっては、ＭｇＯ結晶化による膜質変化等から生じる微細なクラック等の積層体の構造変化により、ガス透過経路が変化する場合があることがわかった。しかし上記構成（特許文献２）では、使用方法や使用環境によっては、前述のガス透過経路変化を完全には制御するに至らなかった。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の背景を鑑み、ガスバリア層にマグネシウム、ケイ素、および酸素を含む積層体において、水存在環境下でもＭｇＯの結晶化の進行が抑制された積層体と、それを用いた太陽電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用する。すなわち、本発明の好ましい一態様は以下のとおりである。
（１）基材の少なくとも片側にＡ層とＢ層を有する積層体であって、前記Ａ層がマグネシウム、ケイ素、および酸素を含む、積層体。
（２）前記Ａ層の厚み方向における平均組成について、マグネシウム原子とケイ素原子の原子濃度の比率Ｍｇ／（Ｍｇ＋Ｓｉ）が、０．３０～０．８０ａｔｍ％である、（１）に記載の積層体。
（３）前記Ａ層は、陽電子ビーム法により測定される平均寿命が０．９３５ｎｓ以下である、（１）または（２）に記載の積層体。
（４）前記Ａ層は、Ｘ線光電子分光により測定される酸素原子（Ｏ１ｓ）のピークの半値幅が３．２５ｅＶ以下である（１）～（３）のいずれか記載の積層体。
（５）前記Ｂ層が、高分子膜である、（１）～（４）のいずれかに記載の積層体。
（６）前記Ｂ層が、(ｉ)かつ（ｉｉ)を満たす（５）に記載の積層体。
(ｉ)質量密度０．７ｇ／ｃｍ
３
以上１．７５ｇ／ｃｍ
３
以下
(ｉｉ)厚みが３００ｎｍ以上７，０００ｎｍ以下
（７）前記Ｂ層がポリウレタン化合物、ポリシラザン化合物、ポリシロキサン化合物、アクリレート、メタクリレート、アルコキシドと水溶性高分子の混合物、およびアルコキシドの重縮合物と水溶性高分子の混合物、より選ばれる１種以上を含む、（１）～（６）のいずれかに記載の積層体。
（８）前記Ｂ層が、無機膜である、（１）～（４）のいずれかに記載の積層体。
（９）前記Ｂ層が、 (ｉｉｉ)かつ(ｉＶ)である（８）に記載の積層体。
(ｉｉｉ)質量密度２．１ｇ／ｃｍ
３
以上７．５ｇ／ｃｍ
３
以下
(ｉｖ)厚みが１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下
（１０）前記Ｂ層が、スズ元素、インジウム元素、亜鉛元素、アルミニウム元素、ニッケル元素、クロム元素、およびチタン元素、より選ばれる1種以上を含む、（１）～（９）のいずれかに記載の積層体。
（１１）全光線透過率が８５％以上である、（１）～（１０）のいずれかに記載の積層体。
（１２）可視光領域(３８０－７８０ｎｍ)における平均反射率が１５％以下である、（１）～（１１）のいずれかに記載の積層体。
（１３）（１）～（１２）のいずれかに記載の積層体を保護部材として用いた、太陽電池。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ガスバリア層にマグネシウム、ケイ素、および酸素を含む積層体において、水存在環境下でもＭｇＯの結晶化の進行が抑制された積層体と、それを用いた太陽電池を提供することができる。また、これにより、高いガスバリア性と高い耐久性を両立した積層体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の積層体の一例を示した断面図である。
本発明の積層体を製造するための巻き取り式電子線蒸着装置を模式的に示す概略図である。
本発明の積層体を製造するための材料配置を上部から模式的に示す概略図である。
本発明の積層体を製造するための材料配置を側面から模式的に示す概略図である。
本発明の積層体を製造するための巻き取り式スパッタリング装置を模式的に示す概略図である。
比較例の一例を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明の詳細を説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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