具有体积散射性质的玻璃陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种玻璃陶瓷组合物和制备所述玻璃陶瓷的方法。所述玻璃陶瓷组合物包含大于0至3%的Li2O、15-27%的Al2O3、60-85%的SiO2以及大于或等于1%的SnO2。此外，所述玻璃陶瓷是体积晶化玻璃陶瓷，在400-1200纳米的扩散透射率大于或等于20%。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有体积散射(bulk scattering)性质的玻璃陶瓷，以及这些玻璃陶瓷在例如OLED或光伏应用中的用途。
技术介绍
人工照明消耗了全球生产的全部电能中的很大一部分。在家庭和办公室使用的总能量中，有20-50%用于照明。如今，用于私户普通照明的主要光源是白炽灯(灯泡和卤素灯)和紧凑型荧光灯(节能灯)。对于商业领域如办公室、商店、餐馆或旅馆的应用，荧光灯(管状或紧凑型)是首选，因为它们在电源转换效率和寿命(所有者的总成本)方面具有优势。除了这些传统光源外，白光LED开始进入普通照明市场。OLED是非常有希望取代常规光源如 白炽灯泡和荧光灯管的备选光源。OLED为具有高电源转换效率的大面积光源提供了潜力，这将为高能效照明作出显著贡献。为了进入普通照明市场，OLED的电源转换效率必须高达90流明/瓦(来自OLED100项目的要求是100流明/瓦)，工作寿命必须高达70. 000小时(来自0LED100项目的要求是100000小时)(无机LED)。但是，OLED技术提供了比预期效率更高、寿命更长的光源。为了铺平通向普通照明应用的道路，OLED将利用其独特的形状因数，使平面光源覆盖数平方米的面积。OLED为综合了革命性新灯性质的大面积光源提供了潜力。它们又薄又平整，同时它们可以是透明的、颜色可调的或者富于灵活性的光源，在设计和应用方面具有前所未有的灵活性，使它们对消费者具有很强的吸引力。电致发光器件受限于光取出(optical extraction)效率，即器件内产生的光与发射到环境中的光之比。因此，由电生成的光有很大一部分在器件内损失掉了。对于0LED,光取出效率可分成两个分量从活性层到基片中的光耦合效率n_D_s，以及从基片到环境的取出效率 rI s-a 即 rI 取出 _ 打 OLED-s* 打 s_a。光取出是一个关键点，一个常见的问题是界面处的总内反射以及随后反射光的再吸收会降低取出光的效率光在高折射率层(η约为I. 8)产生，此光必须逃逸到基片(一般是η约为I. 5的玻璃)，最后逃逸到空气(η=1)中。
技术实现思路
本专利技术的实施方式涉及具有体积散射性质的玻璃陶瓷，以及这些玻璃陶瓷在例如OLED或光伏应用中的用途。当用在例如OLED器件中代替玻璃基片时，玻璃陶瓷可促进光取出。一个实施方式是玻璃陶瓷，它包含一种组合物，以重量百分数表示，该组合物包含大于O至3%的Li2O'15-27%的Al2O3>60-85%的SiO2,以及大于或等于1%的SnO2 ;其中所述玻璃陶瓷在400-1200纳米的扩散透射率大于或等于20% ;所述玻璃陶瓷是体积晶化(bulk crystallized)玻璃陶瓷。第二个实施方式是制备玻璃陶瓷的方法，包括制备玻璃，其中以重量百分数表示，其组成包含大于O至3%的Li2OU5-27%的Al2O3^60-85%的SiO2,以及大于或等于1%的SnO2 ;对所述玻璃进行加热处理，形成晶核，并使晶体生长，形成所述玻璃陶瓷。在以下的详细描述中给出了本专利技术的附加特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言由所述内容而容易理解，或按文字描述和权利要求书实施所述实施方式而被认识。应理解，上面的一般性描述和下面的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解权利要求的性质和特点的总体评述或框架。包括的附图提供了对本专利技术的进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了本专利技术的一个或多个实施方式，并与说明书一起用来解释各种实 施方式的原理和操作。附图说明图I是两个实施方式Sl-B和S2-A+B的扩散透射率和总透射率随波长变化的图/Jn ο图2是一个实施方式S2-C的扩散透射率和总透射率随波长变化的图示。图3是两个实施方式S3-B和S3-C的扩散透射率和总透射率随波长变化的图示。具体实施例方式在玻璃基片中获得散射的一个替代方式是使用玻璃陶瓷。具有适当尺寸和折射率(相比于玻璃折射率)的颗粒的存在可产生散射。本专利技术涉及基于Li2O-Al2O3-SiO2组合物的玻璃陶瓷材料。这些玻璃是透明的，热处理之后(在950°C的温度下)，出现具有合适尺寸和折射率的晶体，所述晶体对可见光具有良好的体积散射特性，促进OLED腔体中从基片到空气的输出I禹合。一个实施方式是玻璃陶瓷，它包含一种组合物，以重量百分数表示，该组合物包含大于O至3%的Li2O' 15-27%的Al2O3^60-85%的SiO2,以及大于或等于1%的SnO2 ;其中所述玻璃陶瓷在400-1200纳米的扩散透射率大于或等于20% ;所述玻璃陶瓷是体积晶化玻璃陶瓷。在另一个实施方式中，以重量百分数表示，所述玻璃陶瓷组合物包含60-85%的Si02、15-27% 的 Α1203、0· 5-2. 9% 的 Li2O 和 l_5%Sn02。在另一个实施方式中，以重量百分数表示，所述玻璃陶瓷组合物包含62-82%的SiO2U8-24% 的 Al2O3U. 9-2. 5% 的 Li2O 和 1-1. 5%Sn02。在一些实施方式中，以重量百分数表示，所述玻璃陶瓷还包含1-3%的Zn0、2_2. 8%的 ZrO2、0-3% 的 MgO,0-3% 的 BaO,0-4% 的 P2O5'0-2% 的 Ta2O5 和 0_2%B203。玻璃陶瓷组合物中以重量百分数表示的各组分的含量范围包括该范围中的任何数值，包括小数在内，例如，SiO2的范围包括60-85%的SiO2,例如65-70%的SiO2,例如65. 1-69. 3% 的 SiO2。本文所揭示的玻璃陶瓷组合物包含SnO2,作为成核剂和澄清剂。SnO2可用作氧化砷的无毒性替代物，作为澄清剂。SnO2还可代替TiO2，用作成核剂。TiO2 —般用作成核组分，但会给玻璃陶瓷带来不需要的颜色。在一些实施方式中，玻璃陶瓷基本上不含TiO2和/或砷以及氟。玻璃陶瓷可能包含商业上制备的玻璃或玻璃陶瓷中常见的污染物。例如，尽管从配料的基础上看，玻璃可能包含O重量％的砷(也就是不添加砷)，但分析可能发现，玻璃可能因污染而包含O. 05重量％或更少的砷。这样的玻璃在本文中视为“基本上不含”砷，因为砷的来源是起始配料受到的污染。TiO2和氟同样如此。尽管从配料的基础上看，玻璃可能包含O重量％的TiO2或氟，但这些元素也有可能因污染而存在于玻璃中。污染水平小于O. 05重量％。因此，就像砷一样，看似含TiO2和氟的玻璃组合物视为基本上不含这些物质，因为它们的存在来源于原料受到的污染，而不是故意添加的。总透射率定义为有效通过I毫米玻璃样品的光。扩散透射率定义为进入玻璃并偏折约大于7度的角、从而被认为发生扩散的光的量。在一个实施方式中，玻璃陶瓷在400-700纳米波长范围内的总透射率大于50%，例如大于60%，或者大于80%。在一个实施方 式中，玻璃陶瓷在400-700纳米波长范围内的扩散透射率大于40%，例如大于50%，或者大于65%。对于OLED应用中的玻璃陶瓷的实施方式，上面所列的总透射率和扩散透射率数值是可接受的。在另一个实施方式中，玻璃陶瓷在400-1200纳米波长范围内的总透射率大于70%，例如大于80%。在一个实施方式中，玻璃陶瓷在400-1200纳米波长范围内的扩散透射率大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.02.26 EP 10305198.31.一种玻璃陶瓷，它包含 一种组合物，以重量百分数表示，它包含 大于O至3%的Li2O ；15-27% 的 Al2O3 ；60-85% 的 SiO2 ；以及大于或等于1%的SnO2 ； 其中所述玻璃陶瓷在400-1200纳米的扩散透射率大于或等于20% ;以及 所述玻璃陶瓷是体积晶化玻璃陶瓷。2.如权利要求I所述的玻璃陶瓷，其特征在于，以重量百分数表示，所述组合物包含 60-85% 的 SiO2 ；15-27% 的 Al2O3 ；0.5-2. 9% 的 Li2O ；以及1-5% 的 SnO2。3.如权利要求I所述的玻璃陶瓷，其特征在于，以重量百分数表示，所述组合物包含 62-82% 的 SiO2 ；18-24% 的 Al2O3 ；1.9-2. 5% 的 Li2O ;以及1-1. 5% 的 SnO2。4.如权利要求1-3中任一项所述的玻璃陶瓷，其特征在于，所述玻璃陶瓷在400-700纳米的扩散透射率大于65%。5.如权利要求1-3中任一项所述的玻璃陶瓷，其特征在于，所述玻璃陶瓷在400-700纳米的总透射率大于60%。6.如权利要求1-3中任一项所述的玻璃陶瓷，其特征在于，所述玻璃陶瓷在400-120...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·阿尔莫里克，M·J·M·孔德，M·纳萨拉利，L·德拉切克，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：