KR20150119138A - 광 추출 층을 갖는 유기 발광 다이오드 - Google Patents
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Abstract
광 추출 기판은 제 1 표면(24) 및 제 2 표면(26)을 갖는 유리 기판(20)을 포함한다. 광 추출 층(39)은 상기 표면의 적어도 일부 상에서 형성된다. 광 추출 층(30)은 나노입자(32)을 혼입한 코팅, 예컨대 규소-함유 코팅이다.
Description
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.
관련 출원의 상호참조
본원은 미국 가출원 제 61/777,207(출원일: 2013년 3월 12일)에 대해 우선권을 주장하며, 이를 본원에 참고로 인용한다.
정부 지원 공고
본 발명은 에너지 자원부에 의해 수여된 계약 제 DE-EE-0003209 호 하에 정부의 지원에 의해 제조되었다. 미국 정부가 본 발명에 대해 특정 권리를 갖는다.
유기발광 다이오드(OLED)는 유기 화합물을 포함하는 발광성 전기 발광 층을 갖는 발광 장치이다. 유기 화합물은 전류에 응답하여 광을 방출한다. 전형적으로는, 유기 반도체 물질의 발광 층이 두 전극(애노드 및 캐쏘드) 사이에 위치한다. 전류가 애노드와 개쏘드 사이에서 통과할 때, 유기 물질이 광을 방출한다. OLED는 텔레비젼 스크린, 컴퓨터 모니터, 휴대 전화, PDA, 시계, 조명 및 다른 전자 장치 같은 다수의 용도에 이용된다.
OLED는 액정 디스플레이와 같은 종래의 무기 장치에 비해 다수의 이점을 제공한다. 예를 들어, OLED는 배면 광(back light)을 필요로 하지 않으면서 작용할 수 있다. 어두운 실내 같은 낮은 주변 광에서, OLED 스크린은 종래의 액적 디스플레이보다 더 높은 콘트라스트 비를 획득할 수 있다. 또한, OLED는 전형적으로 액정 디스플레이 및 다른 조명 장치보다 더 얇고, 더 밝고, 또한 더 가요성이다. OLED는 전형적으로 다수의 다른 종래의 조명 장치보다 작동시키는데 더 적은 에너지를 필요로 한다.
그러나, OLED 장치의 한 가지 단점은, 이들이 전형적으로 무기 고상계 점광원(point-light source)보다 단위면적 당 더 적은 광을 방출한다는 것이다. 전형적인 OLED 조명 장치에서, 유기 물질로부터 방출되는 광의 많은 %는, 유기 발광 층으로부터 방출된 광이 유기 발광 층/전도성 층(애노드)의 계면, 전도성 층(애노드)/기판의 계면 및 외표면/공기 계면으로부터 역반사되는 광 도파로 효과 때문에, 장치의 내부에 포획된다. 유기 물질로부터 방출되는 광의 상대적으로 적은 %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. 여기에서는, 반도체 물질이 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 훨씬 더 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.
광 추출 기판은 제 1 표면 및 제 2 표면을 갖는 기판을 포함한다. 제 1 표면은 내부 표면일 수 있고, 제 2 표면은 외부 표면일 수 있다. 상기 기판은 유리 기판 또는 중합체 기판일 수 있다. 광 추출 기판은 추가적으로 기판 중 하나 이상의 적어도 일부 상에 위치하는 광 추출 층을 포함한다. 바람직한 실시태양에서, 광 추출 층은 제 1 표면, 예컨대 내부 표면 상에 형성된다. 광 추출 층은 코팅 내로 혼입된 나노입자를 갖는 코팅을 포함한다. 상기 코팅은, 코팅 물질에 함유되거나 혼입된 나노입자를 갖는 경화성 코팅 물질로부터 형성될 수 있다. 상기 코팅 물질은 내부 혼입된 나노입자를 가질 수 있는, 예를 들어, 코팅 물질에 용해되거나 현탁되거나 분산된 나노입자를 가질 수 있는 임의의 물질일 수 있다. 적합한 코팅 물질의 예는 중합체 물질, 중합체 유기 물질 및 이들의 혼합물; 열경화성 물질, 열가소성 물질 및 이들의 혼합물; 규소-함유 코팅 물질, 예컨대 유기규소-함유 코팅 물질; 실란, 실옥산 및/또는 이들의 가수분해물; 유기실란; 실일 치환된 물질; 및 임의의 이러한 물질로부터 유도된 중합체를 포함한다. 이러한 중합체의 예는 폴리실란, 폴리유기실란, 폴리유기실옥산, 폴리유기실라잔, 및 폴리유기실라족산을 포함한다. 하나의 특정 코팅 물질은 트리스[3-(트라이메톡시실일)프로필]이소시아네이트이다.
제 1 표면 및 제 2 표면을 갖는 광 추출 기판의 제조방법은 기판 중 하나 이상의 적어도 일부 상에 광 추출 층을 형성하는 단계를 포함한다. 광 추출 층은, 나노입자를 코팅 물질에 첨가하고, 이어서 나노입자-함유 코팅 물질을 표면에 적용시켜 코팅에 분산되거나 현탁된 나노입자를 갖는 코팅을 형성하는 단계에 의해 형성된다. 코팅 물질은 임의의 종래의 방법, 예를 들어 스핀(spin) 코팅, 침지 코팅, 브러싱(brushing) 또는 분사로 적용할 수 있다. 바람직한 실시태양에서 코팅은 스핀 코팅된다.
발광 장치는 제 1 표면 및 제 2 표면을 갖는 기판, 예컨대 유리 기판을 포함한다. 광 추출 층은, 예를 들어 스핀 침착에 의해 제 1 표면 및/또는 제 2 표면의 적어도 일부 상에 침착된다. 광 추출 층은 코팅 내에 혼입된 나노입자를 갖는 코팅을 포함한다. 전극, 예컨대 애노드가 광 추출 층의 적어도 일부 상에 위치한다. 발광 층이 애노드의 적어도 일부 상에 위치한다. 또 다른 전극, 예컨대 캐쏘드가 발광 층의 적어도 일부 상에 위치한다.
광 추출 기판의 제조방법은, 나노입자-함유 조성물을 경화성 코팅 물질과 혼합시켜 코팅 조성물을 형성하는 단계; 유리 기판의 표면 상에 코팅 조성물을 스핀 코팅시키는 단계; 및 코팅된 유리 기판을 가열하여 코팅 조성물을 경화시켜 나노입자가 내부 분산된 광 추출 층을 유리 기판 표면 상에 형성하는 단계를 포함한다. 발광 장치는, 광 추출 층의 적어도 일부 상에 애노드를 제공하는 단계; 애노드의 적어도 일부 상에 발광 층을 제공하는 단계; 및 발광 층의 적어도 일부 상에 캐쏘드를 제공하는 단계를 추가적으로 사용하여 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 기판을 포함하는 OLED 장치의 측부 단면도(축척을 따르지 않음)이고;
도 2는 실시예의 코팅된 유리 샘플 1 내지 4에 대한 티타니아 나노입자 농축액 대 헤이즈(haze)의 그래프이다.
도 2는 실시예의 코팅된 유리 샘플 1 내지 4에 대한 티타니아 나노입자 농축액 대 헤이즈(haze)의 그래프이다.
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 및 특허청구범위에서 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 특허 출원 같은(이들로 한정되지는 않음) 모든 문서는 본원에 "참고로 인용"되는 것으로 생각되어야 한다. 달리 명시되지 않는 한 양에 대한 임의의 언급은 "중량%"이다. 용어 "막(film)"은 목적하거나 선택된 조성물을 갖는 코팅 부분을 지칭한다. "층"은 하나 이상의 "막"을 포함한다. "코팅" 또는 "코팅 스택(stack)"은 하나 이상의 "층"을 포함한다. "경화성"은 중합되거나 가교결합될 수 있는 조성물을 의미한다.
하기 논의의 목적상, 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 포함하는 OLED 장치(10)가 도 1에 도시되어 있다. OLED 장치(10)는 하나의 전극, 예컨대 캐쏘드(12), 발광 층(14) 및 또 하나의 전극, 예컨대 애노드(18)를 포함한다. 그러나, 통상적인 OLED 장치와는 달리, OLED 장치(10)는 본 발명의 특징을 포함하는 기판(20)을 포함한다.
통상적인 OLED 장치의 구조 및 작동은 당업자에게 널리 공지되어 있으며, 따라서 상세하게 기재하지 않는다. 캐쏘드(12)는 임의의 통상적인 OLED 캐쏘드일 수 있다. 적합한 캐쏘드의 예는, 비제한적으로, 금속, 예컨대 바륨 및 칼슘을 포함한다. 상기 캐쏘드는 전형적으로 낮은 일 함수를 갖는다.
발광 층(14)는 당업계에 공지된 바에 따라 종래의 유기 전기발광 층일 수 있다. 이러한 물질의 예는, 비제한적으로, 소분자, 예컨대 유기금속 킬레이트(예컨대 Alq3), 형광 및 인광 염료 및 공액 덴드리머(dendrimer)를 포함한다. 적합한 물질의 예는 트라이페닐아민, 페릴렌, 루브렌, 및 퀴나아크리돈을 포함한다. 대안적으로, 전기발광 중합체 물질이 또한 공지되어 있다. 이러한 전도성 중합체의 예는 폴리(p-메닐렌 비닐렌) 및 폴리플루오렌을 포함한다. 인광 물질이 또한 사용될 수 있다. 이러한 물질의 예는, 유기금속 착체(예컨대 이리듐 착체)가 도판트로서 첨가된 폴리(n-비닐카바졸) 같은 중합체를 포함한다.
애노드(18)는, 비제한적으로, 산화주석인듐(ITO) 또는 알루미늄-도핑된 산화아연(AZO)과 같은 금속 산화물 물질 같은 전도성의 투명한 물질일 수 있다. 애노드(18)는 전형적으로 높은 일함수를 갖는다.
통상적인 OLED 장치와는 달리, OLED 장치(10)는 본 발명의 특징을 포함하는 기판(20) 상에 지지된다. 기판(20)은 제 1 표면(24) 및 제 2 표면(26)을 갖는 투명한 기판이다. 예시적인 실시예에서, 제 1 표면(24)은 내부 표면(즉, OLED의 내부를 향해 있는 표면)이고, 제 2 표면은 외부 표면(즉, OLED의 외부를 향해 있는 표면)이다. 기판(20)으로 적합한 물질의 예는, 비제한적으로, 통상적인 소다-석회 실리케이트 유리, 예컨대 플로트 유리(float glass) 같은 유리 및 중합체 물질을 포함한다. 기판(20)은 550 nm의 기준 파장 및 3.2 mm의 기준 두께에서 높은 가시광 투과율을 갖는다. "높은 가시광 투과율"이라, 3.2 mm의 기준 두께에서 85 % 이상, 예를 들어 87 % 이상, 90 % 이상, 91 % 이상, 92 % 이상, 93 % 이상, 95 % 이상의 550 nm에서의 가시광 투과율을 의미한다. 예를 들어, 가시광 투과율은, 3.2 mm의 기준 두께 및 550 nm의 파장에서 85 % 내지 100 %의 범위, 예컨대 87 % 내지 100 %, 90 % 내지 100 %, 91 % 내지 100 %, 92 % 내지 100 %, 93 % 내지 100 %, 94 % 내지 100 %, 95 % 내지 100 %, 및 96 % 내지 100 %의 범위일 수 있다. 본 발명을 실시하는데 사용될 수 있는 유리의 비제한적인 예는, 비제한적으로, 스타파이어(Starphire, 등록상표), 솔라파이어(Solarphire, 등록상표), 솔라파이어 PV 및 클리어(CLEAR, 상표명) 유리를 포함하고, 이들 모두는 펜실베니아주 피츠버그 소재의 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드(PPG Industries, Inc.)로부터 상업적으로 입수가능하다. 대안적으로, 기판(20)은 아크릴성 기판과 같은 중합체 기판일 수 있다.
기판(20)은 임의의 목적하는 두께, 예컨대 0.5 mm 내지 10 mm, 1 mm 내지 10 mm, 1 mm 내지 4 mm, 2 mm 내지 3.2 mm를 가질 수 있다.
본 발명의 실시에서, 기판(20)은 그 상부에, 나노입자(32)를 포함하는 광 추출 층(30) 적어도 하나가 포함되거나 위치된다. 광 추출 층(30)을 부가하는 것은 상기 기재된 도파로 효과를 감소시켜 더 적은 광이 다양한 계면으로부터 역반사되고 장치 내부에 포획되도록 한다. 이는 더 많은 광이 장치로부터 방출되도록 한다. 상기 추출 층(30)은, 나노입자를 코팅 물질에 첨가시키고, 이어서 코팅 물질을 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 표면(24)과 같은 유리 표면 중 하나 이상의 위에 적용시켜 형성된다. 대안적으로, 추출 층(30)은 제 2 표면(26) 상에 적용될 수 있다. 또한, 추출 층(30)은 제 1 표면(24) 및 제 2 표면(26) 모두의 위에 적용될 수 있다. 바람직한 실시태양에서, 추출 층(30)은 제 1 표면(30) 상에 위치한다. 광 추출 층(30)을 외부 표면보다 내부 표면(즉, 발광 층(14) 주변) 상에 위치시키는 것이 장치의 전체적인 광 추출을 증가시킨다고 여겨진다.
코팅 물질은, 내부에 혼입된 나노입자를 가질 수 있고 코팅을 형성할 수 있는 임의의 물질일 수 있다. 예를 들어, 나노입자는 상기 코팅 물질에 용해시키거나, 분산시키거나 현탁시킬 수 있다. 코팅은, 코팅 물질 내로 혼입된 나노입자를 갖는 경화성 코팅 물질로부터 형성될 수 있다. 적합한 코팅 물질의 예는, 중합체 물질, 중합체 유기 물질, 및 이들의 혼합물; 열경화성 물질, 열가소성 물질 및 이들의 혼합물; 규소-함유 코팅 물질, 예컨대 유기규소-함유 코팅 물질; 실란, 실옥산 및/또는 이들의 가수분해물; 유기실란; 실일 치환된 물질; 및 이러한 물질로부터 유도된 중합체를 포함한다. 이러한 중합체의 예는 폴리실란, 폴리유기실란, 폴리유기실옥산, 폴리유기실라잔, 및 폴리유기실라족산을 포함한다. 하나의 특정 코팅 물질은 트리스[3(트라이메톡시실일)프로필]이소시아네이트이다. 적합한 코팅 물질의 예는 피피지 인더스트리즈, 인코포레이티드로부터 상업적으로 입수가능한 하이-가드(Hi-Gard, 등록상표) 코팅을 포함한다.
상기 코팅 물질은, 인접한 층 간의 경계로 인해 야기되는 간섭 영향을 줄이는 것을 돕기 위해 발광 층(14)의 굴절률과 기판(20)의 굴절률 사이의 굴절률을 갖는 코팅(추출 층(30))을 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 유리 기판은 전형적으로 약 1.5, 예컨대 1.54 내지 1.56 범위의 굴절률을 갖는다. 종래의 유기 발광 층은 전형적으로 굴절률이 1.55 내지 1.8의 범위, 예컨대 1.6 내지 1.8, 예컨대 약 1.7이다. 그러므로, 이 실시예에서, 광 추출 층(30)은 굴절률 1.5 내지 1.7을 가져야 한다. 하이-가드(등록상표) 1600(피피지 인더스트리즈 인코포레이티드로부터 상업적으로 입수가능)은 굴절률 약 1.6, 예컨대 약 1.58을 갖는다.
적합한 나노입자의 예는, 비제한적으로, 산화물 나노입자를 포함한다. 적합한 나노입자는 알루미나, 티타니아, 산화세륨, 산화아연, 산화주석, 실리카, 훈증된 실리카 및 지르코니아를 포함한다.
나노입자는, 0.1 중량% 내지 50 중량%의 범위로, 에컨대 0.1 중량% 내지 40 중량%, 0.1 중량% 내지 30 중량%, 0.1 중량% 내지 20 중량%, 0.1 중량% 내지 10 중량%, 0.1 중량% 내지 8 중량%, 1.0 중량% 내지 6 중량%, 0.1 중량% 내지 5 중량%, 0.1 중량% 내지 2 중량%, 0.1 중량% 내지 1 중량%, 0.1 중량% 내지 0.5 중량%, 0.1 중량% 내지 0.4 중량%, 0.1 중량% 내지 0.3 중량%, 0.2 중량% 내지 10 중량%, 0.2 중량% 내지 5 중량%, 0.2 중량% 내지 1 중량%, 0.2 중량% 내지 0.8 중량%, 및 0.2 중량% 내지 0.4 중량%로 코팅 물질 내로 혼입될 수 있다.
광 추출 층(30)은 평균 표면 조도(Ra), 즉 유리 기판(20)으로부터 가장 먼 내부 표면에서 5 nm 내지 50 nm, 5 nm 내지 40 nm, 5 nm 내지 30 nm, 5 nm 내지 20 nm, 20 nm 미만, 및 15 nm 미만의 범위를 갖는다. 광 추출 층(30)은 10 nm 내지 5,000 nm, 예컨대 50 nm 내지 4,000 nm, 100 nm 내지 3,000 nm, 500 nm 내지 3,000 nm, 1,000 nm 내지 3,000 nm, 및 2,000 nm 내지 3,000 nm의 범위의 두께를 갖는다.
광 추출 층(30)은 1 % 내지 100 %, 예컨대 1 % 내지 90 %, 1 % 내지 80 %, 1 % 내지 60 %, 1 % 내지 50 %, 10 % 내지 80 %, 10 % 내지 60 %, 및 10 % 내지 40 %의 헤이즈를 갖는 기판(20)을 제공할 수 있다(비와이케이-가드너(BYK-Gardner)로부터 상업적으로 입수가능한 통상적인 헤이즈-가드 플러스(Haze-Gard Plus) 헤이즈미터에 의해 측정함).
이제 도 1을 특별히 참조하여 OLED 장치(10)의 작동을 기재한다.
작동 동안, 애노드(18) 및 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, 나노입자(32)를 가진 내부 추출 층(30)을 만나 더욱 산란됨으로써, 광파가 기판(20)을 통해 더욱 무작위적으로 이동하도록 한다. 광 추출 층(30)에 의해 야기된 광 산란은 OLED 장치(10)의 전체적인 광 추출을 증가시킨다.
광 추출 층(30)을 갖는 기판(20)의 제조방법의 예는 하기와 같다. 나노입자 또는 나노입자-함유 조성물이 코팅 물질에 첨가된다. 나노입자 및 코팅 물질은 상기 기술된 바와 같을 수 있다. 일반적으로, 코팅 물질에서의 나노입자의 농도가 높을수록, 생성된 코팅에 의해 생성된 헤이즈가 더 높을 것이다. 그러나, 나노입자를, 장치의 투과율이 의도하는 목적보다 더 낮아질 정도의 양으로 첨가해서는 안된다. 예를 들어, 전형적으로 추출 층(30)은 코팅된 기판(20)(즉, 추출 층(30)을 가진 기판(20))의 투과율을 550 nm의 파장 및 3.2 mm의 두께에서 90 % 미만, 예컨대 88 % 미만, 87 % 미만, 85 % 미만, 80 % 미만, 75 % 미만, 70 % 미만, 65 % 미만, 60 % 미만, 및 50 % 미만으로 감소시키지 않아야 한다. 전형적으로 나노입자는, 코팅 물질의 총 중량에 기초하여, 0.1 중량% 내지 10 중량%의 범위, 에컨대 0.1 내지 5 중량%, 0.1 내지 2 중량%, 0.1 내지 1 중량%, 0.1 내지 0.5 중량%, 0.1 내지 0.4 중량% 및 0.1 내지 0.3 중량%의 범위로 첨가될 수 있다. 코팅 조성물(코팅 물질 + 나노입자)은 하나 이상의 기판(20) 표면상에 적용된다. 이는 임의의 종래의 방법에 의해 수행될 수 있지만, 바람직한 실시태양에서 코팅 조성물은 기판(20) 상에 스핀 코팅된다. 이어서, 적용된 코팅 조성물은 예컨대 가열, 건조에 의해 경화되거나 또는 UV 경화되어 코팅 내에 분산된 나노입자를 갖는 코팅(추출 층(30))을 형성한다.
발광 장치는 광 추출 층의 적어도 일부 상에 애노드를 제공하는 단계; 애노드의 적어도 일부 상에 발광 층을 제공하는 단계; 및 발광 층의 적어도 일부 상에 캐쏘드를 제공하는 단계를 추가적으로 사용하여 제조할 수 있다.
실시예
하기 실시예에서, 기판은 두께 2 mm를 갖는, 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드에서 상업적으로 입수가능한 솔라파이어(등록상표) 유리이다. 헤이즈 값은 % 값이고, 비와이케이-가드너 유에스에이로부터 상업적으로 입수가능한 헤이즈-가드 플러스 헤이즈미터를 사용하여 측정하였다. 색좌표는 표준 CIELAB 색체 시스템에 따라 측정하였다. 코팅 물질(성분 A)은 하이-가드(등록상표) 1600(피피지 인더스트리즈 인코포레이티드로부터 상업적으로 입수가능)이고 성분 B는 10 %의 티타니아 나노입자 수성 용액(알드리치 케미칼 컴퍼니(Aldrich Chemical Company)로부터 상업적으로 입수가능)이었다.
성분 A 및 B를 하기 표 1에서와 같이 혼합하여 나노입자 함유 코팅 조성물 1 내지 4를 형성하였다. 표 1에서의 값은 조성물의 총 중량에 기초한 중량%이다. 성분 B는 10 중량%의 나노입자 용액이므로, 5 중량%의 성분 B(나노입자 + 수성 용액)를 갖는 코팅은 0.5 중량%의 나노입자를 가질 것이다.
| 코팅 | 성분 A | 성분 B |
| 1 | 95 | 5 |
| 2 | 90 | 10 |
| 3 | 80 | 20 |
| 4 | 60 | 40 |
코팅 조성물 1 내지 4를 코팅 속도 1100 RPM에서 11 초 동안 유리 기판상에 스핀 코팅시켰다. 코팅된 유리 샘플을 3 시간 동안 120 ℃로 가열하고, 이어서 실온으로 냉각시켰다. 냉각 후, 코팅된 유리 기판은 표 2에 나타난 바와 같이 색 및 헤이즈 값을 가졌다.
| 샘플 | 코팅 | L* | a* | b* | X | Y | Z | 헤이즈 |
| 1 | 1 | 94.516 | 0.013 | 1.699 | 81.996 | 86.478 | 90.349 | 9.49 |
| 2 | 2 | 92.821 | 0.197 | 2.934 | 78.372 | 82.558 | 84.511 | 20.58 |
| 3 | 3 | 89.953 | 0.505 | 4.654 | 72.488 | 76.202 | 75.689 | 38.86 |
| 4 | 4 | 85.5 | 1.048 | 7.411 | 63.973 | 66.993 | 63.145 | 63.2 |
도 2는 헤이즈 대 나노입자 함량(성분 B의 양)의 변화를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 광 추출 층을 유리 기판에 첨가함은 기판의 헤이즈(광 산란)를 증가시켰다.
당업자는 상기 상세한 설명에 개시되어 있는 개념으로부터 벗어나지 않으면서 본 발명을 변형시킬 수 있음을 용이하게 알아야 할 것이다. 따라서, 본원에 상세하게 기재된 특정 실시태양은 예시일 뿐이고, 본 발명의 영역을 한정하지 않으며, 본 발명의 영역은 첨부된 특허청구범위 및 그의 임의의 모든 등가물의 모든 범위로 제공된다.
Claims (20)
- 제 1 표면 및 제 2 표면을 갖는 기판; 및
제 1 표면 또는 제 2 표면의 적어도 일부 상의 광 추출 층으로서, 이때 상기 광 추출 층은 나노입자를 함유한 코팅을 포함하는, 광 추출 층
을 포함하는 광 추출 기판. - 제 1 항에 있어서,
상기 기판이 유리를 포함하는, 광 추출 기판. - 제 1 항에 있어서,
상기 나노입자가 산화은, 알루미나, 티타니아, 산화세륨, 산화아연, 산화주석, 실리카, 훈증된 실리카, 지르코니아 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된, 광 추출 기판. - 제 1 항에 있어서,
상기 광 추출 층이 100 nm 내지 4,000 nm 범위의 두께를 갖는. 광 추출 기판. - 제 1 항에 있어서,
상기 광 추출 층이 50 nm 내지 500 nm 범위의 평균 표면 조도를 갖는, 광 추출 기판. - 제 1 항에 있어서,
상기 광 추출 층을 갖는 기판이 10 % 내지 50 % 범위의 헤이즈를 갖는, 광 추출 기판. - 제 1 항에 있어서,
상기 광 추출 층 상에 위치한 애노드를 포함하는, 광 추출 기판. - 제 1 항에 있어서,
상기 코팅이 규소-함유 코팅 물질을 포함하는, 광 추출 기판. - 제 1 항에 있어서,
상기 코팅이 중합체 코팅인, 광 추출 기판. - 제 1 표면 및 제 2 표면을 갖는 유리 기판;
제 1 표면의 적어도 일부 상에 스핀 침착된 광 추출 층으로서, 이때 광 추출 층은 나노입자를 함유하는 규소-함유 코팅을 포함하는, 광 추출 층;
광 추출 층의 적어도 일부 상의 애노드;
애노드의 적어도 일부 상의 발광 층; 및
발광 층의 적어도 일부 상의 캐쏘드
를 포함하는, 발광 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 광 추출 층이 기판 및 발광 층 사이에 위치한, 발광 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 광 추출 층이 기판 및 애노드 사이에 위치한, 발광 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 나노입자가 산화은, 알루미나, 티타니아, 산화세륨, 산화아연, 산화주석, 실리카, 훈증된 실리카, 지르코니아 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된, 발광 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 광 추출 층이 100 nm 내지 4,000 nm 범위의 두께를 갖는, 발광 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 광 추출 층이 50 nm 내지 500 nm 범위의 평균 표면 조도를 갖는, 발광 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 코팅이 중합체 유기실란 물질을 포함하는, 발광 장치. - 제 10 항에 있어서,
광 추출 층이 애노드의 굴절률과 기판의 굴절률 사이의 굴절률을 갖는, 발광 장치. - 나노입자-함유 용액을 규소-함유 코팅 물질과 혼합하여 코팅 조성물을 형성하는 단계;
상기 코팅 조성물을 유리 기판의 표면 상에 스핀 코팅하는 단계;
상기 코팅된 유리 기판을 가열하여 유리 기판 표면 상에 광 추출 층을 형성하는 단계;
상기 광 추출 층의 적어도 일부 상에 애노드를 제공하는 단계;
상기 애노드의 적어도 일부 상에 발광 층을 제공하는 단계; 및
상기 발광 층의 적어도 일부 상에 캐쏘드를 제공하는 단계
를 포함하는, 발광 장치 제조방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 광 추출 층이 애노드의 굴절률과 기판의 굴절률 사이의 굴절률을 갖는, 제조방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 코팅 물질이 유기실란 물질을 포함하는, 제조방법.
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