用于发光装置的层板及其制备方法_3

文档序号:9602661阅读:来源:国知局
任何可以经受高温烧结过程的基板均可以用于本发明中。
[0058] 钠钙玻璃基板可以用作玻璃基板,且可以将钾注入至没有钾或含有不充分量的钾 (例如钾仅作为杂质存在)的玻璃基板中或涂布于所述玻璃基板上。可以使用任何已知的 处理方法,包括但不限于旋涂、浸渍、自组装的单层(SAM)处理、离子交换方法、溶胶-凝胶 涂布等等。
[0059]〈玻璃粉〉 本发明的玻璃粉为适合于形成内部光提取层的原料,且可以为粉末或浆料。由于实现 高折射率的简易性,玻璃粉为形成内部光提取层方面的非常有用的原料。因此,本说明书中 所述的玻璃粉可以应用于所有含有玻璃材料的内部光提取层。当通过烧结玻璃粉形成内部 光提取层时,玻璃材料的组成与被包含于内部光提取层中的玻璃材料的组成相同。因此,玻 璃粉组成的以下特征对应于被包含于内部光提取层中的玻璃材料的组成的特征。
[0060] 用于内部光提取层的玻璃粉具有1.8至2. 1、优选1.85至2. 0的折射率。折射率 范围为对应于一般光学装置、尤其为0LED装置的透光电极层及有机层中的每一个的折射 率的值,且用于使折射率差异对光提取效率的影响最小化。
[0061] 热膨胀系数可以为70至90X10 7°c。热膨胀系数设定为用于在烧结玻璃粉的过 程中防止玻璃基板(其为透光基板,所述基板为形成内部光提取层的基础)变形或劣化的 范围。
[0062] 本发明的玻璃粉包括基于玻璃粉的总重量的55至84重量%Bi203、0至20重量% BaO及优选5至20重量%ZnO、1至7重量%A1203、5至15重量%Si02、5至20重量%B203 及0. 05至3重量%Na20。
[0063] Bi203为用于降低玻璃粉的致密化温度及增大折射率的基本组分,且BaO为可以与 Bi203组合以用于增大折射率的辅助组分。玻璃粉中的Bi203含量可以优选为60至80重 量%、更优选地62至78重量%且最优选地65至75重量%。BaO含量可以优选为0至10 重量%、更优选地〇至5重量%且最优选地0至2重量%。在一些实施例中,BaO含量可以 为零(0)。当Bi203含量小于以上范围的最低限度时,由于降低的折射率而难以实现1. 8至 2. 1的折射率范围,及此外,烧结温度增大(其并非优选)。当Bi203含量大于以上范围的最 高限度时,玻璃粉对于蓝范围光的吸收变得较强,且烧结中的热稳定性减小,引起内部光提 取层表面的劣化。由于BaO在降低玻璃粉的致密化温度方面很弱,所以BaO可以替代一部 分Bi203。然而,当BaO含量大于以上范围的最高限度时,烧结温度超过适合的范围。
[0064] ZnO为用于降低玻璃粉的致密化温度的组分。玻璃粉中的ZnO含量可以为5至20 重量%、优选5至15重量%且更优选5至13重量%。当ZnO含量大于以上范围的最高限度 时,其并非优选,因为玻璃粉相变得不稳定,酸耐受性减弱,且玻璃粉对于绿范围光的吸收 变得较强。
[0065] A1203为用于稳定玻璃粉相的组分。玻璃粉中的A1 203含量可以为1至7重量%、优 选1. 5至5重量%且更优选2至4重量%。当A1203含量小于以上范围中的最低限度时,其 并非优选,因为玻璃粉相变得不稳定且化学耐性减弱。当A1203含量大于以上范围的最高限 度时,其并非优选,因为玻璃粉的折射率降低且烧结温度增大。
[0066] Si02为用于稳定玻璃粉相的组分。玻璃粉中的Si02含量可以为5至15重量%、优 选6至14重量%且更优选7至12重量%。当Si02含量小于以上范围的最低限度时,其并 非优选,因为玻璃粉相变得不稳定。当Si02含量大于以上范围的最高限度时,其并非优选, 因为玻璃粉的折射率降低且烧结温度增大。
[0067] B203为用于降低热膨胀系数、稳定玻璃粉相及降低致密化温度的组分。玻璃粉中 的B203含量可以为5至20重量%、优选6至15重量%且更优选7至12重量%。当B203含 量小于以上范围的最低限度时,其并非优选,因为玻璃粉相变得不稳定。当B203含量大于以 上范围的最高限度时,其并非优选,因为内部光提取层的抗水性减弱。
[0068] Na20为经添加以用于降低玻璃粉的致密化温度的组分。玻璃粉中的Na20含量可 以为0. 05至3重量%、优选0. 1至2重量%且更优选0. 5至1. 5重量%。当Na20含量小于 以上范围的最低限度时,其并非优选,因为玻璃粉的烧结温度增大。当Na20含量大于以上 范围的最高限度时,其并非优选,因为化学耐性减弱。
[0069] 玻璃粉可以含有不可避免的小量Ti02SZr02 (例如0.05重量%或更少),但并非 更多。
[0070] 此外,玻璃粉可以不含他冲、?13、了3、¥、311、6(1、1^、¥及1〇中的任一个。
[0071] 此处,根据本发明的实施例的玻璃粉的组成不含任何过渡金属,诸如Fe、V、Cr、Mn、 Ni、Co、Cu、Pd、Ag、Au、Pt、Cd,但可以可选地含有小量Ce。过渡金属抑制Bi203等等的高温 还原以从而阻止膜在烧结过程期间的黄化。因此,一般将过渡元素与Bi203-起添加至玻璃 粉中。然而,所有过渡金属在特定光波长范围内、且尤其在光路由于内部光提取层中的散射 而增加时示出强吸收特性,过渡元素的光吸收可以引起重大光损失。就此而言,避免将过渡 元素添加至玻璃粉的组成中为至关紧要的。然而,由于Ce(其为镧系元素)的氧化物在光 吸收特性中限于深蓝范围,Ce氧化物对具有磷光体蓝光源的0LED照明装置具有微弱光学 影响。此外,Ce氧化物帮助在制备内部光提取层时有机组分的烧尽过程中的完全燃烧。因 此,可以以0. 3重量%或更少、且优选0. 1重量%的量添加Ce02。另一方面,在本发明的特 定实施例中,可以不添加Ce02。
[0072] 〈用于发光装置的层板的制备〉 图2为图示了一种根据本发明的实施例的用于制备用于发光装置的层板的方法的流 程图。"ILE"、"V"及"G"的含义与图1中所公开的那些相同。"F"指示在烧结之前的玻璃 粉,且"EC"指示乙基纤维素。
[0073] 首先,制备含有钾或已用钾进行表面处理的基板,或已涂布有含钾矿物层的基板 (步骤(a))。对于基板而言所必要的基本物理特性、诸如折射率如上文所述。将包括玻璃 粉的浆料(优选无散射粒子)施加于所述基板上(步骤(b)),且然后干燥(步骤(c))。浆 料中所包括的玻璃粉的组成如上文所述,且浆料包括以70至80重量%的量的玻璃粉且浆 料的剩余组成包括粘合剂、溶剂等等。本领域中一般已知的任何涂布方法均可以用于施加 浆料,包括但不限于丝网印刷、缝模涂布、棒式涂布、辊式涂布等等。
[0074] 在500°C至590°C的温度下烧结经干燥的玻璃粉(步骤(d))。基板中所包括的钾 在烧结过程期间扩散至玻璃粉层中。
[0075] 即使仅小量的钾的注入也可以改变玻璃粉的热学特性,使得可以产生界面空隙层 (步骤(e))。此外,由于钾具有缓慢扩散速率,可以有效地控制界面空隙层的厚度及空隙面 积比。
[0076] 图3示出根据钠钙基板是否含有钾而是否形成了界面空隙层,且还示出内部光提 取层的横截面中的改变。当使用不含钾的玻璃基板(A列)时,在整个温度范围内不形成 界面空隙层,且在545°C下形成界面光提取层。另一方面,当使用含有钾的基板(B列)时, 在545°C下形成包括界面空隙层的内部光提取层,且然后,随着在玻璃粉的界面处缓慢执行 烧结,在595°C下形成不包括界面空隙层的内部光提取层。因此,可见可以通过控制涂布于 包括钾的玻璃基板上的玻璃粉层的烧结温度而制备包括界面空隙层的内部光提取层,且此 外,有可能调节界面空隙层的厚度及空隙面积密度。
[0077] 无关于基板是否包括钾,可以在烧结过程期间于内部光提取层内部形成小量空 隙。这在玻璃粉层烧结过程中为不可避免的,且因此,可以优选形成空隙以免影响用于发光 装置的层板的总透射率、吸光度及混浊度比。
[0078] 玻璃基板或矿物层的表面处的钾浓度可以优选为1至15重量%。当钾浓度大于 15重量%的上限时,透射率可能剧烈降低。而且,界面空隙层的厚度可以优选在1至5μπι 的范围内。当界面空隙层的厚度小于下限时,散射效应极小,且当界面空隙层的厚度大于上 限时,发生多重散射,其减小透射率,从而引起光损失。界面空隙层的空隙面积比可以通过 控制烧结时间及温度来调节,且可以优选为40%至95%、优选自70%至95%以便使得能够将 光有效地提取至外部。
[0079] 此外,由于仅在基板或矿物层与内部光提取层之间的界面处形成空隙,内部光提 取层的表
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