KR101967034B1 - 유기 발광 다이오드용 광 추출 기판 - Google Patents

유기 발광 다이오드용 광 추출 기판 Download PDF

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Abstract

광 추출 기판은 제 1 표면 및 제 2 표면을 갖는 유리 기판을 포함한다. 제 1 광 추출 영역은 제 1 표면 상에서 및/또는 제 1 표면에 인접하여 한정될 수 있다. 제 1 광 추출 영역은 나노입자를 포함한다. 제 2 표면의 적어도 일부 상에서 제 2 광 추출 영역을 한정할 수 있다. 제 2 광 추출 영역은 10nm 이상의 표면 조도를 갖는다.

Description

유기 발광 다이오드용 광 추출 기판{LIGHT EXTRACTING SUBSTRATE FOR ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE}
본 발명은 일반적으로 유기 발광 다이오드, 태양 전지 또는 광전지[photovoltaic(PV) cell], 주광 조명(daylighting) 창, 및 더욱 구체적으로는 광 이용 효율을 개선하기 위해 증가된 광 산란을 갖는 기판에 관한 것이다.
본원은 미국 특허 가출원 제 61/440,588 호(출원일: 2011년 2월 8일)에 대해 우선권을 주장하며, 이를 본원에 참고로 인용한다.
유기 발광 다이오드(OLED)는 유기 화합물을 혼입하는 발광형 전기 발광 층을 갖는 광-방출 장치이다. 유기 화합물은 전류에 응답하여 광을 방출한다. 전형적으로는, 유기 반도체 물질의 발광 층이 두 전극(애노드 및 캐쏘드) 사이에 위치된다. 전류가 애노드와 캐쏘드 사이에서 통과할 때, 유기 물질이 광을 방출한다. OLED는 텔레비전 스크린, 컴퓨터 모니터, 휴대전화, PDA, 시계, 조명 및 다양한 다른 전자 장치 같은 다수의 용도에 이용된다.
OLED는 액정 디스플레이 같은 종래의 무기 장치에 비해 다수의 이점을 제공한다. 예를 들어, OLED는 배면 광을 필요로 하지 않으면서 작용한다. 어두운 실내 같은 낮은 주변 광에서, OLED 스크린은 종래의 액정 디스플레이보다 더 높은 콘트라스트 비를 획득할 수 있다. OLED는 또한 액정 디스플레이 및 다른 조명 장치보다 더 얇고, 더 밝고, 또한 더 가요성이다. OLED는 또한 작동시키는데 더 적은 에너지를 필요로 한다.
그러나, OLED 장치의 한 가지 단점은 이들이 전형적으로 무기 고상계 점광원(point light source)보다 단위면적당 더 적은 광을 방출한다는 것이다. 전형적인 OLED 조명 장치에서, 유기 물질로부터 방출되는 광의 약 80%는, 유기 발광 층으로부터 방출된 광이 유기 발광 층/전도성 층(애노드)의 계면, 전도성 층(애노드)/기판의 계면 및 기판의 외표면으로부터 역반사되는 광 도파로 효과 때문에, 장치의 내부에 포획된다. 유기 물질로부터 방출된 광의 약 20%만 광 도파로 효과를 피하여 장치에 의해 방출된다. 따라서, 종래의 방법에서 가능한 것보다 더 많은 광을 OLED 장치로부터 추출하는 장치 및/또는 방법을 제공하는 것이 유리하다.
광 발전성 태양 전지는 기본적으로 발광 다이오드에 대한 대안물(counterpart)이다. 여기에서, 반도체 장치는 광(광자) 에너지를 흡수하고 이 에너지를 전기로 전환시킨다. OLED와 유사하게, 광 발전 장치의 효율은 비교적 낮다. 모듈 수준에서는, 예를 들어 입사광의 20% 이하만이 전형적으로 전기 에너지로 전환된다. 박막 PV 전지로 구성되는 광 발전 장치의 한 부류에서, 이 효율은 반도체 물질 및 접합부 디자인에 따라 6 내지 7%로 낮을 수 있다. 광 발전 장치의 효율을 증가시키는 한 방법은 광 발전성 반도체 접합부 근처에서 흡수되는 태양 광의 분율을 증가시키는 것이다. 따라서, 본 발명은 또한 태양 전지 분야에서 이용된다.
본 발명의 광 추출 기판은 제 1 표면 및 제 2 표면을 갖는 유리 기판을 포함하며, 제 1 광 추출 영역 및/또는 제 2 광 추출 영역을 포함하고, 이때 제 1 광 추출 영역은 존재하는 경우 제 1 표면 상에서 및/또는 제 1 표면에 인접하여 한정되고, 제 1 광 추출 영역은 제 1 표면으로부터 소정 거리만큼 기판 내로 혼입된 나노입자를 포함할 수 있으며, 제 2 광 추출 영역은 존재하는 경우 제 2 표면의 적어도 일부 상에서 한정될 수 있고, 제 2 광 추출 영역은 10nm 이상의 표면 조도를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 광 추출 기판은 제 1 표면 및 제 2 표면을 갖는 유리 기판을 포함하며, 제 1 광 추출 영역은 제 1 표면 상에서 및/또는 제 1 표면에 인접하여 한정되고, 제 1 광 추출 영역은 제 1 표면으로부터 소정 거리만큼 기판 내로 혼입된 나노입자를 포함하며, 제 2 광 추출 영역은 제 2 표면의 적어도 일부 상에서 한정될 수 있고, 제 2 광 추출 영역은 10nm 이상의 표면 조도를 갖는다.
또한, 본 발명은 제 1 표면 및 제 2 표면을 갖는 유리 기판 같은 광 추출 기판을 제조하는 방법으로서, 제 1 표면 상에 및/또는 제 1 표면에 인접하여 제 1 광 추출 영역을 형성함을 포함한다. 제 1 표면을 연화시키기에 충분한 온도까지 기판을 가열한 다음, 나노입자의 적어도 일부가 제 1 표면에 침입하도록 제 1 표면을 향해 나노입자를 유도하거나 몰아댐으로써 제 1 광 추출 영역을 형성한다. 제 2 표면의 적어도 일부 상에 제 2 광 추출 영역을 형성한다. 제 2 광 추출 영역은 예컨대 코팅 또는 텍스쳐화된 패턴(textured pattern)일 수 있다. 제 2 광 추출 영역은 10nm 이상의 표면 조도를 갖는다.
도 1은 본 발명의 기판을 혼입하는 OLED 장치의 측부 단면도(축척을 따르지 않음)이다.
본원에 사용되는 "왼쪽", "오른쪽", "내부", "외부", "위에", "아래에" 등과 같은 공간 또는 방향 용어는 도면에 도시된 상태의 본 발명에 관련된다. 그러나, 본 발명이 다양한 다른 배향을 나타낼 수 있고, 따라서 이러한 용어가 한정하는 것으로 생각되어서는 안된다는 것을 알아야 한다. 또한, 본원에서 상세한 설명 및특허청구범위에서 사용되는 치수, 물리적 특징, 가공 매개변수, 구성성분의 양, 반응 조건 등을 표현하는 모두 수치는 모든 경우에 용어 "약"으로 수식되는 것으로 생각되어야 한다. 따라서, 달리 표시되지 않는 한, 하기 상세한 설명 및 특허청구범위에 기재되는 수치 값은 본 발명에 의해 수득하고자 하는 목적하는 특성에 따라 변할 수 있다. 적어도, 또한 특허청구범위의 영역에 대한 등가물의 원칙 적용을 한정하고자 하지 않으면서, 각 수치 값은 적어도 보고된 유의한 수치의 숫자에 비추어 통상적인 어림 기법을 적용함으로써 해석되어야 한다. 뿐만 아니라, 본원에 개시되는 모든 범위는 범위를 시작하는 값 및 끝내는 값, 및 그 안에 포함되는 임의의 모든 더 작은 범위를 포괄하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "1 내지 10"의 지정된 범위는 최소값 1과 최대값 10 사이(이들 두 값 포함)의 임의의 모든 더 작은 범위, 즉 최소값 1 이상으로 시작하고 최대값 10 이하로 끝나는 모든 더 작은 범위, 예를 들어 1 내지 3.3, 4.7 내지 7.5, 5.5 내지 10 등을 포함하는 것으로 간주되어야 한다. 또한, 본원에서 언급되는 허여된 특허 및 특허원 같은(이들로 한정되지는 않음) 모든 문서는 본원에 "참고로 인용"되는 것으로 생각되어야 한다. 달리 명시되지 않는 한 양에 대한 임의의 언급은 "중량%"이다.
하기 논의에서, 본 발명은 통상적인 OLED 장치를 참조하여 논의된다. 그러나, 본 발명은 OLED 장치에서의 사용으로만 제한되지 않으며, 광 발전성 박막 태양 전지 같은(이것으로 한정되지는 않음) 다른 분야에서 실행될 수 있음을 알아야 한다. 박막 태양 전지 같은 다른 용도의 경우에는, 본원에서 이후 기재되는 유리 구조가 변형되어야 한다.
본 발명의 특징을 혼입하는 OLED 장치(10)가 도 1에 도시되어 있다. OLED 장치(10)는 캐쏘드(12), 발광 층(14) 및 애노드(18)를 포함한다. 그러나, 통상적인 OLED 장치와는 달리, OLED 장치(10)는 본 발명의 특징을 혼입하는 기판(20)을 포함한다.
통상적인 OLED 장치의 구조 및 작동은 당 업자에게 널리 공지되어 있으며, 따라서 상세하게 기재하지 않는다. 예시적인 OLED 장치는 미국 특허 제 7,663,300 호에 기재되어 있다. 캐쏘드(12)는 임의의 통상적인 OLED 캐쏘드일 수 있다. 적합한 캐쏘드의 예는 바륨 및 칼슘 같은(이들로 국한되지는 않음) 금속을 포함한다. 캐쏘드는 전형적으로 낮은 일 함수를 갖는다. 발광 층(14)은 당 업계에 공지되어 있는 바와 같이 통상적인 유기 전기 발광 층일 수 있다. 이러한 물질의 예는 유기 금속 킬레이트(예를 들어, Alq3), 형광 및 인광 염료, 및 공액 덴드리머 같은 작은 분자를 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다. 적합한 물질의 예는 트라이페닐아민, 페릴렌, 루브렌 및 퀴나크리돈을 포함한다. 다르게는, 전기 발광 중합체 물질도 공지되어 있다. 이러한 전도성 중합체의 예는 폴리(p-페닐렌 비닐렌) 및 폴리플루오렌을 포함한다. 인광 물질도 사용될 수 있다. 이러한 물질의 예는 유기 금속 착체(예컨대, 이리듐 착체)가 도판트로서 첨가된 폴리(n-비닐카바졸) 같은 중합체를 포함한다. 애노드(18)는 산화주석인듐(ITO) 또는 알루미늄-도핑된 산화아연(AZO) 등의(이들로 한정되지 않음) 금속 산화물 물질 같은 전도성의 투명한 물질일 수 있다. 애노드는 전형적으로 높은 일 함수를 갖는다.
통상적인 OLED 장치와는 달리, OLED 장치(10)는 본 발명의 특징을 혼입하는 기판(20) 상에 떠받쳐진다. 기판(20)은 제 1 표면(24)과 제 2 표면(26)을 갖는 투명한 기판이다. 기판(230)으로 적합한 물질의 예는 통상적인 소다-석회 실리케이트 유리, 예를 들어 플로트 유리(float glass) 같은 유리를 포함하지만, 이것으로 한정되지는 않는다. 기판(20)은 550nm의 기준 파장 및 3.2mm의 기준 두께에서 높은 가시광 투과율을 갖는다. "높은 가시광 투과율"이란, 3.2mm의 기준 두께에서 85% 이상, 예를 들어 87% 이상, 90% 이상, 91% 이상, 92% 이상, 93% 이상, 95% 이상의 550nm에서의 가시광 투과율을 의미한다. 본 발명을 실행하는데 사용될 수 있는 유리의 비한정적인 예는 스타파이어(Starphire)®, 솔라파이어(Solarphire)®, 솔라파이어® PV 및 클리어(CLEAR)™ 유리를 포함하지만, 이들로 국한되는 것은 아니며, 이들 모두는 펜실베이니아주 피츠버그 소재의 피피지 인더스트리즈, 인코포레이티드(PPG Industries, Inc.)에서 시판중이다. 기판(20)은 0.5mm 내지 10mm, 1mm 내지 10mm, 1mm 내지 4mm, 2mm 내지 3.2mm 같은 임의의 목적하는 두께를 가질 수 있다.
기판(20)은 (1) 제 1(예를 들어, 내부) 광 추출 층 또는 영역(30) 및/또는 (2) 제 2(예컨대, 외부) 광 추출 층 또는 영역(32)중 하나 이상을 혼입한다. 기판에 광 추출 영역을 첨가하면 상기 기재된 도파로 효과가 감소되어, 다양한 계면으로부터 더 적은 광이 역반사되고 더 적은 광이 장치 내부에 포획되도록 한다. 이는 더 많은 광이 장치로부터 방출되도록 한다. 제 1 추출 영역(30)은 기판(20)의 제 1 표면(24) 상에 혼입되거나, 또는 제 1 표면(24)에 인접한 유리의 영역 내로 매립 또는 혼입되는 나노입자에 의해 형성된다. 적합한 나노입자의 예는 알루미나, 티타니아, 산화세륨, 산화아연, 산화주석, 실리카 및 지르코니아 같은(이들로 한정되지는 않음) 산화물 나노입자를 포함하지만, 이들로 국한되지는 않는다. 이들 산화물 나노입자는 0μ 내지 50μ, 예를 들어 0μ 내지 10μ, 0μ 내지 5μ, 0μ 내지 3μ 범위의 깊이로 기판(20) 내로 혼입될 수 있다. 제 1 추출 영역(30)을 혼입하는 제 1 표면(24)은 제 2 표면(26)보다 매끈할 수 있다. 예를 들어, 제 1 표면(24)은 100nm 이하, 예를 들어 50nm 이하, 20nm 이하, 10nm 이하, 5nm 이하, 1nm 내지 100nm, 1nm 내지 50nm, 1nm 내지 20nm, 1nm 내지 10nm, 1nm 내지 5nm의 평균 표면 조도(Ra)를 가질 수 있다.
거친 외표면을 갖는 금속 산화물 코팅 같은 코팅에 의해 외부 추출 영역(32)을 형성할 수 있다. 외부 추출 층(32)에 유용한 산화물의 예는 실리카, 알루미나, 산화아연, 티타니아, 지르코니아, 산화주석 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이들로 한정되는 것은 아이다. 외부 추출 층(32)은 5nm 내지 500nm, 예컨대 5nm 내지 500nm, 50nm 내지 500nm, 50nm 내지 200nm, 100nm 내지 200nm의 평균 표면 조도(Ra) 및/또는 100nm 내지 250nm, 예를 들어 150nm 내지 200nm의 근 평균 제곱 조도(Rq)를 가질 수 있다. 코팅은 10nm 내지 500nm, 예를 들어 50nm 내지 500nm, 100nm 내지 500nm의 두께를 가질 수 있다. 외부 추출 층(32)은 단일 층 또는 임의적으로는 다중 층 코팅일 수 있다.
다르게는, 별도의 코팅 층을 가하기보다는 유리의 제 2 표면(26)을 텍스쳐화시킴으로써 외부 추출 영역(32)을 형성할 수 있다. 예를 들면, 제 2 표면(26)에 선을 새기거나 또는 제 2 표면(26)을 절단하여 텍스쳐화된 표면을 형성할 수 있다.
제 1 추출 영역(30) 및 제 2 추출 영역(32)은 비와이케이-가드너(BYK-Gardner)에서 구입가능한 통상적인 헤이즈-가드 플러스(Haze-Gard Plus) 헤이즈미터에 의해 측정된 1% 내지 100%, 예를 들어 1% 내지 90%, 1% 내지 80%, 1% 내지 60%, 1% 내지 50%, 10% 내지 80%, 10% 내지 40%의 헤이즈를 갖는 기판(20)을 제공할 수 있다.
이제 도 1을 특별히 참조하여 OLED 장치(10)의 작동을 기재한다.
작동 동안, 애노드(18)와 캐쏘드(12)를 가로질러 전압을 인가한다. 전자의 흐름은 발광 층(14)을 통해 캐쏘드(12)로부터 애노드(18)로 유동한다. 이 전류는 발광 층(14)이 광을 방출하도록 한다. 본 발명의 기판(20)은 기판(20)이 없는 OLED 장치에 비해 증가된 광 추출을 제공한다. 발광 층(14)에 의해 방출된 광파 형태의 전자기선은 애노드(18)를 통해 기판(20) 내로 이동한다. 이들 광파는 내부 추출 층(30)을 만나 더욱 산란됨으로써 광파가 기판(20)을 통해 더욱 무작위적으로 이동하도록 한다. 광파가 제 2 표면(26)에서 기판(20)으로부터 나갈 때, 외부 추출 층(32)의 거친 표면은 광파를 더욱 산란시킨다. 내부 추출 층(30) 산란과 외부 추출 층(32) 산란의 조합은 도파로 효과를 감소시킴으로써 OLED 장치(10)의 전체적인 광 추출을 증가시킨다. 상기 실시양태는 내부 추출 층(30)과 외부 추출 층(32) 둘 다의 존재를 생각하지만, 다른 실시양태에서는 이들 층중 하나 또는 다른 하나만이 존재할 필요가 있다.
이제 본 발명의 기판을 제조하는 예시적인 방법을 기재한다.
플로트 유리 방법에서는, 유리 배치 물질을 로(furnace)에서 용융시켜 유리 용융물을 형성한다. 유리 용융물을 용융된 주석 욕 같은 용융된 금속의 욕을 갖는 플로트 챔버 내로 부어넣는다. 용융된 유리는 용융된 금속의 표면을 가로질러 퍼짐으로써 유리 리본을 형성한다. 본 발명의 한 실시에서는, 화염 분무 장치 또는 연소 침착 장치를 유리 리본 위에서 플로트 챔버에 장착한다. 적합한 화염 분무 장치는 핀란드의 베네크-오이 반타(Beneq-Oy Vantaa)에서 시판중이다. 다른 화염 분무 장치는 WO 01/28941 호에 기재되어 있다. 화염 분무 장치에서는, 코팅 물질을 원자화하고 연소시킨 다음 고온 플로트 유리 리본 상으로 직접 분무한다. 입자가 리본 표면 상에서 형성되고/되거나, 리본 표면 내로 확산되거나 또는 표면에 침입하고 플로트 유리 리본의 상부 내로 혼입된다. 금속 산화물 나노입자 같은 이들 입자는 유리의 표면 상에 존재하거나 또는 유리 내로 확산되고 유리 매트릭스와 반응한다. 플로트 챔버의 임의의 적합한 장소에서 이 공정을 실행할 수 있으나, 이 공정은 플로트 유리 리본의 온도가 400℃ 내지 1,000℃, 예를 들어 500℃ 내지 900℃, 500℃ 내지 800℃, 600℃ 내지 800℃, 700℃ 내지 800℃인 위치에서 더욱 실용적인 것으로 생각된다. 플로트 리본이 플로트 챔버에서 나갈 때, 유리는 유리 시트의 표면에 매립되거나 또는 유리의 상부 표면에 인접한 유리 영역 내로 혼입된 나노입자를 갖는다. 이들 나노입자는 제 1 추출 영역(30)을 한정한다. 승온에서 유리 표면에 나노입자를 혼입시키는 공정 동안, 고온에서 연화시킴으로써 유리 표면을 매끈하게 한다. 유리를 통상적인 방식으로 열처리하거나 어닐링시킬 수 있다.
비-플로트 공정에서는, 로에서, 화염에 의해, 또는 다른 열원에 의해, 유리 표면이 연화될 때까지 기판을 가열할 수 있다. 이어, 예컨대 담체 기체에 의해 나노입자를 연화된 표면으로 유도하거나 몰아댈 수 있다. 아는 바와 같이, 기판의 온도는 나노입자가 기판 내로 얼마나 멀리 침입하는지를 결정함에 있어서의 한 인자이다. 아는 바와 같이, 기판의 점도가 낮을수록 나노입자가 더 멀리 침입한다. 적합한 침착 공정은 미국 특허 제 7,851,016 호에 기재되어 있다.
내부 추출 층(30)을 형성시킨 후(예를 들어, 유리가 플로트 유리 공정에서 플로트 챔버에서 나간 후), 외부 추출층(32)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 나노입자가 혼입된 표면 반대쪽의 유리 표면 상으로 금속 산화물 코팅 같은 코팅을 가함으로써 외부 추출 층(32)을 형성할 수 있다. 온도가 50℃ 내지 600℃, 예를 들어 100℃ 내지 400℃, 150℃ 내지 350℃, 200℃ 내지 300℃인 어닐링 로(annealing lehr) 내부에서 또는 어닐링 로 출구에서 통상적인 졸-겔 또는 분무 열분해 방법에 의해서와 같은 임의의 통상적인 방식으로 이를 달성할 수 있다. 따라서, 생성되는 기판은 제 1(즉, 내부) 추출 층(30) 및 제 2(즉, 외부) 추출 층(32)을 둘 다 혼입한다. 그러나, 본 발명의 넓은 실행에서는, 이들 추출 영역중 하나만이 존재할 필요가 있다.
추가적인 단계(온-라인 또는 오프-라인)로서, 애노드(18)를 형성시키기 위한 전도성 금속 산화물 층을 유리 기판(20)의 제 1 표면(24) 상에 임의의 통상적인 방식으로 가할 수 있다. 예를 들어, 마그네트론 스퍼터 증착, 화학적 증착 또는 임의의 다른 적합한 방법에 의해 산화주석인듐 또는 알루미늄 도핑된 산화아연의 층을 가하여 애노드를 형성시킬 수 있다. 온-라인 방법에 의해 제 1 추출 영역(30)의 침착 전 또는 후에, 또는 제 1 추출 영역(30) 및 제 2 추출 층(32) 둘 다의 침착 후에, 애노드(18)를 침착시킬 수 있다. 또한, 임의적인 하부 코팅 적층체(예컨대, 미국 특허 공개 제 2010/0285290 호, 제 2010/0124642 호 또는 제 2010/0124643 호에 기재되어 있는 것)를 애노드(18) 아래에(즉, 애노드(18)와 기판(12) 사이에) 혼입시켜, 하부 코팅 적층체 및 애노드(18) 및 내부 추출 영역(30) 또는 외부 추출 영역(32)중 하나 이상을 갖는 기판(20)의 투과율을 증가시킬 수 있다. 이어, 전도성 애노드(18) 및 내부 추출 영역(30) 또는 외부 추출 영역(32)중 하나 이상을 갖는 기판(20)을 OLED 제조업체에 공급할 수 있고, 이 제조업체에서는 후속해서 발광 층(14) 및 캐쏘드(12)를 가하여 광 추출 기판(20)을 혼입하는 OLED를 형성시킬 수 있다.
이제, 본 발명의 실시예를 기재한다. 그러나, 본 발명은 이들 특정 실시예로 한정되지 않음을 알아야 한다.
실시예
하기 실시예에서, 기판(달리 표시되지 않는 한)은 2mm의 두께를 갖는, 피피지 인더스트리즈 오하이오, 인코포레이티드(PPG Industries Ohio, Inc.)에서 시판중인 솔라파이어® 유리이다. 헤이즈 및 투과율 값은 백분율 값이고, 비와이케이-가드너 유에스에이에서 시판중인 헤이즈-가드 플러스 헤이즈미터를 사용하여 측정하였다. 온도 값은 ℉ 단위이고, 압력 값은 psi 단위이다.
실시예 1
본 실시예는 한 면에 외부 추출 층을 갖는 기판을 예시한다. TEOS는 테트라에틸 오르토실리케이트를 의미하고; TPT는 아이소프로폭시화티탄을 의미하고; DI 수는 탈이온수를 의미하고; IPA는 아이소프로필 알콜을 의미한다.
제 1 용액(표 1에 기재됨) 및 제 2 용액(표 2에 기재됨)을 제조하였다. TPT를 첨가하여 코팅의 굴절률을 조정하였다.
(용액 1)
물질 양(g) 백분율(%)
TPT 50 24
IPA 50 24
HNO3 10 5
DI 수 100 48
총계 210 100
(용액 2)
물질 양(g) 백분율(%)
TEOS 80 21
에탄올 280 72
DI 수 28 7
총계 388 100
이들 용액을 표 3 및 표 4에 기재된 비율로 혼합하여 코팅 조성물 1(표 3) 및 코팅 조성물 2(표 4)를 생성시킨다.
(코팅 1)
물질 양(g) 백분율(%)
용액 1 10 5
용액 2 190 95
총계 200 100
(코팅 2)
물질 양(g) 백분율(%)
용액 1 20 10
용액 2 180 90
총계 200 100
통상적인 분무 코팅 장치를 사용하여 코팅 조성물을 오븐 가열된 유리 기판의 표면 상으로 분무 도포하여 외부 추출 층을 형성하였다. 표 5에 기재되는 바와 같이, 생성되는 코팅은 90%보다 큰 투과율을 여전히 유지하면서 10보다 더 큰 헤이즈를 갖는 기판을 제공하였다.
샘플 # 코팅 조성물 분무 시간
(분)		 오븐 온도
(℉)		 공기압
(psi)		 헤이즈
(분무 후)		 투과율
(분무 후)
1 1 5 450 50 11.8 94.4
2 1 10 450 50 21.1 94.2
3 2 5 450 50 10.3 94.1
4 2 10 450 50 23.1 94.0
실시예 2
본 실시예는 한 표면 상에 외부 추출 층을 갖고 반대쪽 표면 상에 산화주석인듐 코팅을 갖는 코팅된 기판을 예시한다. 통상적인 자기 스퍼터 증착(MSVD) 장치를 사용하여 인듐/주석 캐쏘드로부터 유리 기판의 제 1 주표면 상으로 산화주석인듐(ITO)의 코팅을 스퍼터 침착시켰다. ITO 코팅은 300nm의 두께를 가졌다. 통상적인 분무 열분해에 의해, 상기 기재된 코팅 조성물을 사용하여 유리 기판의 제 2 주표면(제 1 주표면 반대쪽) 상에 외부 추출 층을 가하였다. 분무 매개변수 및 광학 결과가 표 6에 기재된다.
샘플
#		 코팅
조성물		 분무 시간(분) 오븐 온도(℉) 공기압
(psi)		 헤이즈(분무 전) 투과율
(분무 전)		 헤이즈
(분무 후)		 투과율(분무 후)
5 1 5 450 50 0.14 86.9 11.8 87.2
6 2 10 450 50 0.12 87.5 19.7 87.6
실시예 3
(A) 본 실시예는 실레인계 외부 추출 층을 갖는 기판을 예시한다. 통상적인 분무 코팅 장치를 사용하여 하이-가드(Hi-Gard)® HC 1080 코팅 조성물(피피지 인더스트리즈 오하이오, 인코포레이티드에서 시판중임)을 오븐 가열된 유리 기판의 표면 상으로 분무 도포하여 외부 추출 층을 형성시켰다. 분무 매개변수 및 광학 측정치는 표 7에 개시된다. 코팅된 기판은 87%보다 큰 투과율을 여전히 유지하면서 50%보다 큰 헤이즈를 가졌다.
인자 분무 후
샘플 번호 분무 시간(초) 공기압(psi) 오븐 온도(℉) 헤이즈 투과율
7 5 40 500 66 92
8 10 40 500 71.2 90.1
9 5 40 500 64.9 87
10 5 40 550 59.7 92.3
11 7 40 550 70.6 91.6
12 5 40 600 71.4 88.1
13 5 75 550 64 92
14 5 60 550 69 91.8
15 5 75 500 71.7 91.7
16 5 75 450 72.8 91.7
17 5 60 450 74.5 91.6
18 5 40 450 63.8 92.2
(B) 하이-가드® HC 1080 코팅을 상기 기재된 바와 같이 유리 기판의 한 면에 분무 도포하였다. 통상적인 MSVD 코팅기를 사용하여 300nm의 산화주석인듐 코팅을 기판의 반대쪽 면에 스퍼터 침착시켰다. 분무 침착 매개변수 및 측정된 광학 데이터가 표 8에 기재된다. 코팅된 기판은 81%보다 큰 투과율을 여전히 유지하면서 50%보다 더 큰 헤이즈를 가졌다.
인자 분무 전 판독치 분무 후 판독치
샘플 번호 분무 시간
(초)		 공기압
(psi)		 오븐 온도
(℉)		 헤이즈 투과율 헤이즈 투과율
19 5 40 400 0.09 86.1 57.5 84.6
20 10 40 400 0.12 85.9 68.7 84.1
21 10 40 400 0.13 85.2 76.8 83.1
22 5 40 400 0.12 87.5 66.2 85.6
23 4 40 400 0.13 87.5 56.2 86.1
24 10 50 400 0.11 84.3 65.8 82.9
25 3 40 400 0.14 84.2 56 82.8
26 5.5 75 400 0.12 83.6 77.7 81.2
27 5.5 75 400 0.11 85.7 74.5 83.4
실시예 4
본 실시예는 내부 추출 층(영역)을 갖는 기판을 예시한다. 베네크 오이에서 시판중인 엔할로(nHalo) 화염 분무 코팅 장치 같은 통상적인 화염 분무 장치를 사용하여 내부 추출 층을 형성하였다. 알루미나 또는 티타니아 나노입자를 형성하도록 코팅 조성물을 선택하였다. 아래 샘플 28 내지 31은 알루미나 나노입자를 함유한다. 샘플 32 내지 39는 티타니아 나노입자를 함유한다. 나노입자는 유리 표면으로부터 0nm 내지 10nm의 깊이에 존재하였다. 일반적인 규칙으로서, 나노입자의 농도가 증가할수록 헤이즈가 증가하고 투과율이 감소된다. 표 9에 나열되는 이들 샘플 상에서 헤이즈 및 투과율 값을 측정하였다.
샘플 번호 헤이즈 투과율
28 5.22 93.0
29 14.9 91.7
30 30.2 89.5
31 35.8 89.9
32 82.7 69.4
33 63.3 69.9
34 44.0 78.0
35 68.6 71.0
36 55.5 74.6
37 73.6 74.1
38 78.0 69.5
39 62.9 74.1
실시예 5
본 실시예는 내부 추출 층 및 외부 추출 층을 둘 다 갖는 코팅된 기판에 관한 것이다. 가열하여 제 1 표면을 연화시킨 다음 나노입자의 적어도 일부가 제 1 표면 아래로 침입하도록 티타니아 나노입자를 제 1 표면에서 유도함으로써, 내부 추출 영역을 형성시켰다. 상기 기재된 것과 같은 화염 분무 장치를 사용하여 이를 수행하였다. 내부 추출 층을 갖는 생성되는 기판은 55.6의 헤이즈 값(%) 및 74.4%의 투과율을 가졌다. 기판을 오븐에서 8분간 450℉에서 가열한 다음, 상기 기재된 것과 같은 통상적인 분무 코팅 장치를 사용하여 제 2 표면 상으로 하이-가드® HC 1080 코팅 조성물(피피지 인더스트리즈 오하이오, 인코포레이티드에서 시판중)을 분무 도포하여(10초간 40psi) 제 2 표면 상에 외부 추출 층을 형성시킴으로써, 기판의 제 2 표면 상에 외부 추출 층을 형성시켰다. 내부 추출 층 및 외부 추출 층을 둘 다 갖는 기판은 94.4%의 헤이즈 및 74.6%의 투과율을 가졌다.
당 업자는 상기 상세한 설명에 개시되어 있는 개념으로부터 벗어나지 않으면서 본 발명을 변형시킬 수 있음을 용이하게 알 것이다. 따라서, 본원에 상세하게 기재된 특정 실시양태는 예시일 뿐이고, 본 발명의 영역을 한정하지 않으며, 본 발명의 영역은 첨부된 특허청구범위 및 그의 임의의 모든 등가물의 전체 폭으로 제공된다.

Claims (18)

  1. 제 1 표면 및 제 1 표면 반대쪽의 제 2 표면을 갖는 유리 기판;
    제 1 표면에 인접하는 유리 기판 내의 제 1 광 추출 영역; 및
    제 2 표면의 적어도 일부 상의 제 2 광 추출 영역
    을 포함하며, 이 때
    상기 제 1 광 추출 영역은 유리 기판 내에 나노입자를 포함하고 0μ 초과 내지 50μ 범위의 깊이를 가지며, 유리 기판의 나머지 부분은 나노 입자가 없고,
    상기 제 1 표면이 100nm 미만의 평균 표면 조도를 갖고,
    상기 제 2 광 추출 영역이 10nm 이상의 평균 표면 조도를 가지며,
    상기 제 1 표면은 상기 제 2 표면보다 매끈한, 광 추출 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노입자가 산화은, 알루미나, 티타니아, 산화세륨, 산화아연, 산화주석, 실리카, 지르코니아 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 기판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노입자가 제 1 표면에 대해 0μ 초과 내지 10μ 범위의 깊이로 침착되는, 기판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 광 추출 영역이 코팅을 포함하는, 기판.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 코팅이 실리카, 알루미나, 산화아연, 티타니아, 지르코니아, 산화주석, 실리케이트 코팅 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 기판.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 광 추출 영역이 50nm 내지 500nm 범위의 평균 표면 조도를 갖는, 기판.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 광 추출 영역이 텍스쳐화된 표면인, 기판.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판이 10% 내지 90% 범위의 헤이즈를 갖는, 기판.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 표면 상에 애노드 층이 침착되는, 기판.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 애노드 층 전에 하부 코팅 적층체가 침착되어, 애노드 층 및 제 1 광 추출 영역 및/또는 제 2 광 추출 영역을 갖는 기판의 투과율이 증가된, 기판.
  11. 제 1 표면 및 제 2 표면을 갖는 유리 기판 상에, 제 1 표면에 인접하는 유리 기판 내의 제 1 광 추출 영역; 및 제 2 표면의 적어도 일부 상의 제 2 광 추출 영역을 제공하는 단계를 포함하며, 이 때
    유리 기판을 가열하여 제 1 표면을 연화시키고, 유리 기판 내에 0μ 초과 내지 50μ 범위의 깊이로 나노 입자를 추진시키고 유리 기판의 나머지 부분은 나노 입자가 없도록 하여 상기 제 1 광 추출 영역을 제공하고,
    상기 제 2 광 추출 영역이 10nm 이상의 평균 표면 조도를 가지며,
    상기 제 1 표면은 상기 제 2 표면보다 매끈한, 광 추출 기판의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 나노입자가 산화은, 알루미나, 티타니아, 산화세륨, 산화아연, 산화주석, 실리카, 지르코니아 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 표면의 적어도 일부 상에 졸-겔 또는 분무 열분해에 의해 코팅을 적용함으로써 제 2 광 추출 영역을 형성시키는, 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 광 추출 영역이 실리카, 알루미나, 산화아연, 티타니아, 지르코니아, 산화주석, 실리케이트 코팅 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 코팅인, 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 표면을 텍스쳐화시킴으로써 제 2 광 추출 영역을 형성시키는, 방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
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