用于发光装置的层板及其制备方法_2

文档序号:9602661阅读:来源:国知局
r>[0022] 所述玻璃基板中的钾在烧结所述玻璃粉层期间朝向玻璃粉层的下部部分扩散,从 而升高玻璃粉层的下部部分的致密化温度。
[0023] 根据本发明的另一方面,制备用于发光装置的层板的方法此外可以包括以下步 骤:将另一玻璃粉层施加至所述经烧结的玻璃粉层(第一玻璃粉层)上以形成第二玻璃粉 层;干燥所述第二玻璃粉层;及烧结所述经干燥的第二玻璃粉层以形成具有1. 8至2. 1的 折射率的内部光提取层。
[0024] 任何具有充足钾的适合的含钾钠钙基板(例如,如美国专利第6, 905, 991号、第 5, 780, 371号、第5, 776, 884号中所公开的)可以用作玻璃基板。在以上参考文献之中,在 美国专利第6, 905, 991号(参见第11及12栏)的实施例1至12中描述按重量包括3%至 7. 5%的K20的玻璃组成,其优选包括不多于10%的其它碱金属以防止对钾扩散的不利影响。
[0025] 此外,通常用于光学装置的无钾或具有不显著量的钾(作为杂质,例如按重量低于 1%)的玻璃基板可以在用钾处理(例如在烧结玻璃粉之前使基板与钾源接触)之后使用。 其后,所述玻璃的表面或最外区域变得更富含充足钾。在烧结之后,所述玻璃基板表面处的 钾浓度可以为1重量%至15重量%,优选地小于5重量%。
[0026] 此外,通常用于光学装置的玻璃基板可以在涂布有包括钾层的矿物层之后使用, 而不是包括钾的玻璃基板。可以例如由含有钾的低折射率玻璃粉形成所述矿物层。在此情 况下,低折射率玻璃粉的折射率优选地类似于玻璃基板的折射率。
[0027] 此外,在烧结之后的内部光提取层的钾浓度可以相比于玻璃基板与内部光提取层 之间的界面至内部光提取层的最外表面变得更小。所述内部光提取层的最外表面处的钾浓 度优选小于1重量%。
[0028] 用于具有界面空隙层的内部提取层的玻璃粉可以包括(基于玻璃粉的总重量)55 至84重量%Bi203、0至20重量%Ba0、5至20重量%ZnO、1至7重量%Al203、5至15重 量 %Si02、5 至 20 重量 %B203及 0· 05 至 3 重量 %Na20。
[0029] 内部光提取层可以由玻璃粉的单层组成,其中玻璃基板具有玻璃粉浆料的单一涂 层。单一玻璃粉层优选具有光滑表面且没有在表面突出的散射元件,即使在界面空隙层的 整个表面上亦如此。
[0030] 此外,内部光提取层可以由玻璃粉的双层组成,所述双层由涂布玻璃粉浆料的双 涂层而形成。用于所述涂层中的每一个涂层的玻璃粉浆料可以具有相同组成以使得玻璃粉 层之间的界面不可见,或其可以具有不同组成以使得玻璃粉层之间的界面可见。由玻璃粉 浆料的第二涂层形成的第二玻璃粉层优选地具有光滑表面,在与第一玻璃粉层的界面处不 形成空隙层,且没有散射元件。
[0031] 内部光提取层,不论其为单层还是双层,均可以具有6至30Mm、优选10Mm至25 Mm的总厚度。内部光提取层在550nm下或甚至在可见光的全范围中具有1. 8至2. 1的折 射率(RI),优选至少1.9。所述内部光提取层的表面的粗糙度(Ra)优选为小于1nm。
[0032] 内部光提取层可以在与玻璃基板或矿物层的界面处包括界面空隙层。界面空隙层 可以具有1至5Mffl的厚度,且界面空隙层可以具有40%至90%的空隙面积比。界面空隙层 的厚度及空隙面积比通过扫描电子显微镜(SEM)量测。可以以空隙面积除界面空隙层的总 面积而获得空隙面积比。
[0033] 在本发明的用于发光装置的层板中,广泛使用的玻璃基板、诸如钠钙玻璃基板可 用作基板。此外,可以使用简单且经济的方法制备内部光提取层,而没有基板的附加表面处 理过程来防止碱金属扩散,或添加散射元件。
[0034] 此外,在本发明的用于发光装置的层板中,由于空隙(其为散射材料)集中于基板 与内部光提取层之间的界面处,所以内部光提取层可以具有无曲率的光滑表面。因此,不需 要内部光提取层的表面的进一步处理而无任何问题,诸如电极中的短路。而且,可以通过烧 结温度及时间来控制界面空隙层中的空隙的形状或空隙面积比。
[0035] 此外,通过使用本发明的用于发光装置的层板,将在界面处损失的光可以有效地 提取至外部。就此而言,相比于使用气泡作为散射元件且具有相同漫射性能的用于发光装 置的常规散射型层板,可见光的总透射率及于竖直方向上的透光率优良得多且在可见光波 长范围下的混浊度比为均匀的,同时将诸如吸光度的其它光学特性维持在类似于或优于用 于发光装置的常规散射型层板的水平处。
【附图说明】
[0036] 图1为示出根据本发明的实施例的包括内部光提取层的用于发光装置的层板的 示意视图。
[0037] 图2为示出根据本发明的实施例的制备包括内部光提取层的用于发光装置的层 板的方法的流程图。
[0038]图3为示出当使用含有钾的钠钙玻璃基板及不含钾的钠钙玻璃基板时在改变的 烧结温度下烧结的玻璃粉层的横截面的扫描电子显微镜(SEM)像片。
[0039] 图4为分别示出如示例1中所述那样制备的内部光提取层的横截面及底部的SEM 像片。
[0040] 图5为示出如示例1中所述那样制备的内部光提取层的表面的原子力显微术 (AFM)像片。
[0041] 图6为示出根据本发明的实施例的用于发光装置的层板的混浊度比对于总透射 率的图解。
[0042] 图7为示出根据本发明的实施例的用于发光装置的层板的混浊度比的图解。
[0043] 图8为示出根据本发明的实施例的用于发光装置的层板的吸光度的图解。
[0044] 图9为示出自根据本发明的实施例的用于发光装置的层板外部发射的光的强度 分布相对于视角的图解。
[0045] 图10为示出钾离子浓度分布中的改变的图解及在通过离子交换方法对玻璃基板 进行钾离子处理及根据本发明的方法于玻璃基板上形成内部光提取层之后玻璃基板的SEM 像片。
[0046] 图11为示出通过在玻璃基板上形成含有大量钾的低折射率玻璃粉的方法制备的 用于发光装置的层板的SEM像片。
【具体实施方式】
[0047]〈术语〉 在下文中,将描述用于本说明书中的术语。
[0048] 当术语"约"与数值一起使用时,将"约"解释为暗示包括对应数值的有效数字内 的误差范围的所有值。
[0049] 术语"层板"指示一种结构,其中两个或多个层经堆叠,且可以分别用于电子装置 中,或以其中另一层(例如,透明电极等等)另外堆叠于层板上的状态使用。
[0050] 术语"玻璃粉"为用于形成内部光提取层的原料,且可以指示玻璃粉末,或浆料 状态,其中溶剂、粘合剂等与玻璃粉末混合。应当理解,用于本说明书中的术语"玻璃粉料 (frit)" 指示玻璃粉(glassfrit)。
[0051] 术语"玻璃粉层"指示一层,其中包括玻璃粉的浆料施加于基板上。
[0052] 术语"内部光提取层"指示在玻璃粉层经烧结(玻璃粉熔化)之后形成的层。当内 部光提取层用于诸如0LED的光学装置时,在基板与透明电极之间形成内部光提取层,其防 止自光发射层(有机层)发射的光由于基板、透明电极层及有机层之间的折射率差异而损 失,且有效地将由于基板与空气之间的折射率差异而在内部隔离的光提取至基板外部。除 玻璃粉以外的另一材料、诸如添加剂可以另外被包含于甚至包括(小含量的)散射粒子的 内部光提取层中。
[0053] 术语"界面空隙层"为与玻璃基板或具有矿物层的经涂布的玻璃基板接触的充满 空隙(开口多孔性)的层。然而,界面空隙层不容易通过外部冲击、热及物理外力与玻璃基 板或经涂布的玻璃基板分离,且诱发光散射。图1为图示了根据本发明的实施例的包括内 部光提取层的用于发光装置的层板的示意视图。"ILE"指示内部光提取层,其反射率为自 1. 8至2. 1,"G"指示玻璃基板,且"V"指示其反射率为约1的空隙。
[0054] 术语"用于发光装置的层板"指示一种结构,其中内部光提取层堆叠于基板上。
[0055] 〈基板〉 本发明中使用的基板包括钾或涂布有包括钾的矿物层。基板可以优选为玻璃基板,其 充当用于发光装置的支撑,具有150Mffl至若干毫米的厚度。玻璃基板的厚度优选为0.3至 2.0mm或甚至0.5至1 _。不管玻璃基板的混浊度比,本发明中的玻璃基板(或经涂布的 玻璃基板)可以为钠钙的、硼硅酸盐的等,或玻璃-陶瓷型基板。
[0056] 玻璃基板的可见光透射率优选为至少约70%。
[0057]
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