[发明专利]具有良好的光提取性能的无机粒子散射膜

说明书

技术领域

本发明是关于一种无机细粒散射膜以及其制造方法，其中包含孔隙的无机细粒层是形成于发光装置界面或透明衬底上以便经由光散射效应实现高光提取效应，且平坦化层是形成于所述无机细粒层上以便显示高平度和高硬度。 

背景技术

在发光装置的情况下，当光线发射时，由于发光装置界面上的折射率差异，所以光功率发生反射损失。迄今为止，已研究和开发一种在表面或透明衬底上形成抗反射膜以增加发光装置的光功率的方法，或一种通过经由在表面上蚀刻形成不均匀性来经由散射增加光功率的方法。

已向透明衬底（如玻璃或塑料衬底）提供具有光透射和抗反射功能的保护膜（抗反射膜），尤其用于透镜或影像显示装置。一般来说，抗反射膜以多层膜形式（高折射率层、中折射率层以及低折射率层）形成，包含含有多种金属氧化物的透明薄膜层。所述透明薄膜层在彼此上分成层且具有不同折射率。当通过涂布制造抗反射膜时，使用粘合剂树脂作为基质来形成膜。一般来说，所述粘合剂树脂的折射率在1.45到1.55的范围内。因此，通过选择用于每一层的无机细粒的种类和量，适当地调节所述层的折射率。特别来说，对于高折射率层，需要具有高折射率的无机细粒。极其重要的是均一地分散具有高折射率的无机细粒而不是聚集于具有足够膜强度的基质上。

与此不同的是，在具有散射性质的低反射表面结构中，从发光体发射的光线在界面处反射且返回到发光装置，同时将由转化为热能所引起的损失降到最低。因此，可实现高光提取效应。由于所述优点，具有散射性质的低反射膜适合用于太阳电池等以及发光装置中。换句话说，已提出多种解决方案来扰乱衬底-空气界面（例如微透镜或粗糙表面）以便对到达所述界面的光线产生影响。为经由散射改良光提取效率，已积极进行关于通过在发光装置表面上形成不均匀性或纳米线来制造经由光散射具有低反射表面的膜的研究以及关于使电极结构成波状的研究（出版物[M.藤田（M. Fujita）等人; 日本应用物理学杂志（Jpn. J. Appl. Phys.） 44(6A), 第3669-3677页 (2005)]）。然而，预期在散射层表面上的电极构型中，所形成的具有表面不均匀性的所述结构最后对装置的电场具有有害影响。因此，其应用范围有限。

已经有另一种将散射元件引入衬底或有机粘合剂中（参考R.巴特尔特（R. Bathelt）,有机电子学（Organic Electronics） 8, 293-299 (2007)、WO2002037580A1或韩国专利申请公开案10-2009-0128487）以停止衬底模式且改变来自装置的光线方向的方法。同样，早先已数次尝试将散射或衍射元件引入核心-衬底界面以便扰乱所述界面。特别来说，根据这些尝试，韩国专利申请公开案10-2009-0128487提出光散射层，其在有机粘合剂（折射率Nb）内包含两种具有不同折射率的填充剂（Nf₁或Nf₂）。光散射层的组分的折射率满足Nf₂>Nb>Nf₁，且由于三种组分之中的折射率差异，从而产生光散射现象。然而，在将折射率与有机粘合剂的折射率不同的无机粒子引入有机粘合剂中的情况下，因为有机粘合剂与无机粒子之间的折射率差异不大，所以散射效应不高。因此，存在一个问题，即光提取效应可能减半。

同样，在有机发光装置（OLED）的结构中，最近报导了关于在透明衬底上形成光散射层以便使光提取效率最大的研究（R.巴特尔特, 有机电子学 8, 293-299 (2007)）。在此研究中，报导了一种通过使用包含孔隙的聚丙烯酸系散射膜来增强光散射效率的方法。此处，在用于此方法中的树脂的情况下，在长期使用时，由于褪色或由水分引起的类似情况可使得发光效率降低。同样，用作有机回填剂的树脂具有低折射率（n=1.4到1.5），且因此具有一个问题，即其散射效应无法进一步得到改良。

同样，韩国专利申请公开案10-2010-0138939公开一种通过在高折射率玻璃中形成孔隙所获得的氧化硅系的散射玻璃板。然而，所述散射玻璃板具有一个问题，即在其工艺中其无法直接施用于发光装置表面上，且就其工艺来说不适合用于多种形状和形式的衬底中。