|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] Настоящее изобретение касается способа изготовления стеклянных подложек со сниженным внутренним отражением с помощью ионной имплантации, предусматривающего ионизацию исходного газа N 2 , O 2 , Ar и/или He с образованием таким образом смеси однозарядных и многозарядных ионов N, O, Ar и/или He, образующих пучок однозарядных и многозарядных ионов N, O, Ar и/или He, путем ускорения при ускоряющем напряжении, составляющем от 15 до 60 кВ, и ионной дозе, составляющей от 10 17 до 10 18 ионов/см 2 . Настоящее изобретение дополнительно касается стеклянных подложек, характеризующихся сниженным внутренним отражением, содержащих область, обработанную с помощью ионной имплантации с помощью смеси однозарядных и многозарядных ионов согласно данному способу. 
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
Настоящее изобретение касается способа изготовления стеклянных подложек со сниженным внутренним отражением с помощью ионной имплантации, предусматривающего ионизацию исходного газа N 2 , O 2 , Ar и/или He с образованием таким образом смеси однозарядных и многозарядных ионов N, O, Ar и/или He, образующих пучок однозарядных и многозарядных ионов N, O, Ar и/или He, путем ускорения при ускоряющем напряжении, составляющем от 15 до 60 кВ, и ионной дозе, составляющей от 10 17 до 10 18 ионов/см 2 . Настоящее изобретение дополнительно касается стеклянных подложек, характеризующихся сниженным внутренним отражением, содержащих область, обработанную с помощью ионной имплантации с помощью смеси однозарядных и многозарядных ионов согласно данному способу.
Евразийское (21) 201892197 (13) A1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2019.04.30
(22) Дата подачи заявки 2017.03.13
(51) Int. Cl. C03C23/00 (2006.01)
(54) СТЕКЛЯННАЯ ПОДЛОЖКА СО СНИЖЕННЫМ ВНУТРЕННИМ ОТРАЖЕНИЕМ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
(31) (32) (33)
(86) (87) (71)
(72) (74)
16164911.6 2016.04.12
PCT/EP2017/055847
WO 2017/178166 2017.10.19
Заявитель:
АГК ГЛАСС ЮРОП (BE); АГК
ГЛАСС КОМПАНИ НОРС
АМЕРИКА (US); АГК ИНК. (JP); КВЕРТЕК ИНЖЕНЬЕРИ (FR)
Изобретатель:
Наве Бенжамин, Буланже Пьер (BE)
Представитель: Квашнин В.П. (RU) (57) Настоящее изобретение касается способа изготовления стеклянных подложек со сниженным внутренним отражением с помощью ионной имплантации, предусматривающего ионизацию исходного газа N2, O2, Ar и/или He с образованием таким образом смеси однозарядных и многозарядных ионов N, O, Ar и/или He, образующих пучок однозарядных и многозарядных ионов N, O, Ar и/или He, путем ускорения при ускоряющем напряжении, составляющем от 15 до 60 кВ, и ионной дозе, составляющей от 1017 до 1018 ионов/см2. Настоящее изобретение дополнительно касается стеклянных подложек, характеризующихся сниженным внутренним отражением, содержащих область, обработанную с помощью ионной имплантации с помощью смеси однозарядных и многозарядных ионов согласно данному способу.
Стеклянная подложка со сниженным внутренним отражением и способ ее изготовления Настоящее изобретение относится к стеклянной подложке, характеризующейся сниженным внутренним отражением, для элементов остекления и, в частности, для электронно-оптических устройств и к способу ее изготовления. Более конкретно, 5 настоящее изобретение относится к стеклянной подложке, содержащей двойной пористый поверхностный слой, подлежащей применению, в частности, в качестве стеклянного покрытия в электронно-оптических устройствах, в которых многократные внутренние отражения в покровном стекле приводят к снижению характеристик. Такие электронно-оптические устройства включают светоизлучающие устройства, такие как
10 осветители или дисплеи, а также светособирающие устройства, такие как фотогальванические устройства.
Органические светоизлучающие диоды (OLED) представляют собой плоские источники света большой площади с рассеянным излучением света, которые представляют собой типичные электронно-оптические устройства, подвергающиеся
15 многократным внутренним отражениям в стекле. Типичная структура OLED состоит из нескольких органических слоев, находящихся между двух электродов. Было обнаружено, что большое количество света, генерируемого OLED, не может применяться из-за низкого уровня вывода света или эффективности вывода излучения. Фактически, существует большая разница между коэффициентами преломления
20 воздуха (п = 1,0), стекла (п = 1,5) и органических слоев (п= 1,7-2,0), при этом только небольшая часть света может покинуть устройство. В типичном OLED только приблизительно 20% света непосредственно излучается в воздух и примерно такое же количество удерживается внутри стеклянной подложки из-за полного внутреннего отражения на границе раздела между стеклом и воздухом. Остальная часть
25 удерживается за счет многократных внутренних отражений, эффекта, также известного как "направленное распространение волны" внутри других слоев OLED.
Были использованы противоотражающие покрытия для снижения отражения на границе раздела стекло/воздух. Однако такие покрытия, как правило, являются сильно зависимыми от длины волны и угла и поэтому не всегда являются подходящими.
30 Одним способом улучшения эффективности вывода излучения является
применение слоя аэрогеля между слоями OLED и стеклом в непосредственной близости от излучающего слоя. Аэрогели характеризуются очень низким
коэффициентом преломления, составляющим от приблизительно 1,01 до 1,2. Однако аэрогель на основе диоксида кремния имеет много недостатков. Он является хрупким и способ его изготовления является сложным, требующим большого количества стадий способа, и его трудно включить в способ изготовления OLED, что делает его 5 дорогостоящим решением. Кроме того, очень сложным является изготовление таких слоев аэрогеля на больших подложках, т. е. подложках, которые характеризуются поверхностью более 1 м2.
Другой способ улучшения вывода излучения описан в US 2013/0299792 А1. В этом документе стеклянную подложку для OLED обрабатывают с помощью
10 гексафторкремниевой кислоты (H^SiFe), которую насыщают добавлением Si02, и к которой можно добавлять раствор борной кислоты. В данном процессе жидкостного химического травления вымывают по меньшей мере один компонент стеклянной подложки, и пористый слой, характеризующийся пористой структурой диоксида кремния, образуется в стеклянной подложке таким образом, что он проходит внутрь от
15 поверхности стеклянной подложки. Однако такие жидкостные химические способы являются опасными не только из-за кислотности травильного средства, но также из-за токсичности фтороводорода, который может выделяться при испарении. Кроме того, помимо большого количества требуемых стадий способа необходимо принять дополнительные меры для избежания контакта травильного средства с
20 противоположной поверхностью подложки.
Таким образом, в области техники существует необходимость в обеспечении стеклянных подложек, характеризующихся сниженным внутренним отражением, которые можно получать с помощью нескольких стадий способа на подложках большого размера и без токсичных химических веществ.
25 Согласно одному из его аспектов объектом настоящего изобретения является
способ получения стеклянной подложки, содержащей двойной пористый поверхностный слой.
Согласно другому аспекту объектом настоящего изобретения является стеклянная подложка, содержащая двойной пористый поверхностный слой.
30 Согласно другому аспекту объектом настоящего изобретения является
применение стеклянной подложки, содержащей двойной пористый поверхностный
слой, для увеличения пропускания света элемента остекления, дисплея или осветительного устройства.
Согласно другому аспекту объектом настоящего изобретения является электронно-оптическое устройство, содержащее стеклянную подложку по настоящему 5 изобретению, характеризующуюся сниженным внутренним отражением.
На фиг. 1 показан вид в поперечном сечении стеклянной подложки, содержащей двойной пористый поверхностный слой, согласно настоящему изобретению (не в масштабе).
На фиг. 2 представлены вид в поперечном сечении и схематический вид, 10 иллюстрирующие эффективность вывода света для OLED из предшествующего уровня техники (не в масштабе).
На фиг. 3 представлены вид в поперечном сечении и схематический вид,
иллюстрирующие эффективность вывода света для OLED, содержащего стеклянную
подложку по настоящему изобретению (не в масштабе).
15 На фиг. 4 схематически представлено устройство, применяемое для оценки
влияния двойного пористого слоя по настоящему изобретению на снижение внутреннего отражения (не в масштабе).
На фиг. 5 показан график, показывающий общее количество пропускаемого
света I в зависимости от угла а входящего света для обычной стеклянной подложки.
20 На фиг. 6-7 показаны графики, показывающие общее количество пропускаемого
света I в зависимости от угла а входящего света для трех разных подложек согласно настоящему изобретению.
Настоящее изобретение относится к способу получения стеклянной подложки, содержащей двойной пористый поверхностный слой, предусматривающему следующие 25 технологические операции:
• обеспечение исходного газа, выбранного из Ог, Аг, N2 и/или Не,
• ионизацию исходного газа с образованием таким образом смеси однозарядных ионов и многозарядных ионов О, Аг, N и/или Не,
• ускорение смеси однозарядных ионов и многозарядных ионов с помощью 30 ускоряющего напряжения с образованием таким образом пучка, содержащего смесь
однозарядных ионов и многозарядных ионов, при этом ускоряющее напряжение составляет от 15 до 60 кВ, и ионная доза составляет от 1017 ионов/см2 до 1018 ионов/см2,
• обеспечение стеклянной подложки,
• размещение стеклянной подложки на траектории пучка, содержащего однозарядные и многозарядные ионы.
Авторы настоящего изобретения неожиданно выявили, что способ по 5 настоящему изобретению, обеспечивающий пучок ионов, содержащий смесь однозарядных и многозарядных ионов N, О, Аг и/или Не, ускоренных с помощью одного и того же конкретного ускоряющего напряжения и при указанной конкретной дозе, который применяют в отношении стеклянной подложки, обеспечивает стеклянную подложку, содержащую двойной пористый поверхностный слой. Как
10 продемонстрировано на фиг. 1, полученная в результате стеклянная подложка (1) содержит двойной пористый поверхностный слой (5), содержащим верхний пористый поверхностный слой (6) с первой пористостью и, смежно, нижний пористый поверхностный слой (5) со второй пористостью, которая является отличной от первой пористости. Верхний пористый поверхностный слой начинается с поверхности
15 подложки и проходит вниз до глубины D2, нижний пористый поверхностный слой начинается с глубины D2 и проходит вниз на глубину D1. Верхний пористый поверхностный слой и смежный нижний пористый поверхностный слой образуют двойной пористый поверхностный слой.
Данные стеклянные подложки, содержащие двойной пористый поверхностный
20 слой, благодаря по меньшей мере данной конкретной комбинации верхнего и нижнего пористых слоев обладают преимуществом, заключающимся в обеспечении сниженного внутреннего отражения, в частности, при высоких значениях углов входящего света, и при этом их получают с помощью способа, который является простым, экологически безопасным и масштабируемым до больших размеров подложки, составляющих по
25 меньшей мере 1 м2.
Как видно на схематической иллюстрации в поперечном сечении типичного устройства OLED на фиг. 2, рассеянный свет, генерируемый в светоизлучающих слоях (23) в значительной степени удерживается внутри самого излучающего слоя (23), прозрачного катодного слоя (22) и стеклянной подложки (21) за счет многократных
30 отражений на границах раздела слоя, также на границе раздела с металлическим анодом (24).
Как видно на схематической иллюстрации в поперечном сечении устройства OLED, содержащего стеклянную подложку по настоящему изобретению, на фиг. 3, рассеянный свет, генерируемый в светоизлучающих слоях (23), удерживается за счет многократных отражений внутри самого излучающего слоя (23) и прозрачного 5 катодного слоя (22). Однако, благодаря двойному пористому поверхностному слою по настоящему изобретению количество удерживаемого света снижается на границе раздела стекла и воздуха.
Преимущественно для первой пористости характерно присутствие пор, размер которых по меньшей мере вдвое превышает средний размер пор второй пористости. 10 Способ для определения значений пористости, в частности, количества и размера пор, описан ниже.
Представляющий собой источник ионов газ, выбранный из Ог, Аг, N2 и/или Не, ионизируют с образованием таким образом смеси однозарядных ионов и многозарядных ионов О, Аг, N и/или Не соответственно. Смесь однозарядных ионов и 15 многозарядных ионов ускоряют с помощью ускоряющего напряжения с образованием таким образом пучка, содержащего смесь однозарядных ионов и многозарядных ионов. Данный пучок может содержать разные количества различных ионов О, Аг, N и/или Не. Примеры значений силы тока для соответствующих ионов показаны в таблице 1 ниже (измерены в миллиамперах).
Для данного типа стекла пористость двойного пористого поверхностного слоя стеклянной подложки контролируют путем выбора подходящих параметров обработки путем ионной имплантации. Для данного представляющего собой источник ионов газа
главными параметрами ионной имплантации являются ускоряющее ионы напряжение и ионная доза.
Не желая быть связанными любой теорией, очевидно, что с помощью способа по настоящему изобретению получают концентрации ионов, достаточные для образования 5 пор в стеклянной подложке. В первом пористом слое концентрация ионов является такой, что в нем образуются поры большего размера, чем во втором пористом слое. Видимо, это вызвано различными количествами однозарядных и многозарядных ионов, подлежащих имплантации до различной глубины за счет их зависимой от заряда энергии имплантации.
10 Размещение стеклянной подложки на траектории пучка однозарядных и
многозарядных ионов выбрано с получением таким образом определенного количества ионов на площадь поверхности или ионную дозу. Ионная доза или просто доза выражается в виде количества ионов на квадратный сантиметр. Для цели настоящего изобретения ионная доза представляет собой общую дозу однозарядных ионов и
15 многозарядных ионов. Пучок ионов предпочтительно обеспечивает непрерывный поток одно- и многозарядных ионов. Ионная доза контролируется посредством осуществления контроля времени продолжительности воздействия пучка ионов на подложку. Согласно настоящему изобретению многозарядные ионы представляют собой ионы, несущие более одного положительного заряда. Однозарядные ионы
20 представляют собой ионы, несущие один положительный заряд.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения размещение предусматривает перемещение стеклянной подложки и пучка для ионной имплантации относительно друг друга с постепенной обработкой таким образом определенной площади поверхности стеклянной подложки. Предпочтительно их перемещают
25 относительно друг друга со скоростью, составляющей от 0,1 мм/с до 1000 мм/с. Скорость перемещения стекла относительно пучка для ионной имплантации выбрана соответствующим образом так, чтобы контролировать время пребывания образца в пучке, что влияет на ионную дозу для подлежащего обработке участка.
Способ по настоящему изобретению может быть легко увеличен в масштабе с
30 тем, чтобы обрабатывать крупные подложки с площадью более 1 м2, например, путем непрерывного движения по поверхности подложки пучка ионов по настоящему изобретению или, например, за счет формирования массива из множества источников
ионов, который обрабатывает перемещающуюся подложку по всей ее площади за один проход или несколько проходов.
Согласно настоящему изобретению ускоряющее напряжение и ионная доза предпочтительно находятся в следующих диапазонах. Таблица 2
Параметр
Общий диапазон
Предпочтительный диапазон
Наиболее
предпочтительный
диапазон
Ускоряющее
напряжение
[кВ]
От 15 до 60
От 20 до 40
От 30 до 40
Ионная доза [ионов/см2]
От 10г/ до 1018
От 2,5 х 10г/ до 7,5 х 1017
От 2,5 х 10г/до5х 10г/
Авторы настоящего изобретения выявили, что источники ионов, обеспечиваемые пучком ионов, содержащим смесь однозарядных и многозарядных ионов, ускоряемых одним и тем же ускоряющим напряжением, являются особенно пригодными, поскольку они могут обеспечивать более низкие дозы многозарядных
10 ионов, нежели однозарядных ионов. Очевидно, что стеклянная подложка, содержащая двойной пористый поверхностный слой, может быть получена с помощью смеси однозарядных ионов с более высокой дозой и более низкой энергией имплантации и многозарядных ионов с более низкой дозой и более высокой энергией имплантации, обеспечиваемых в таком пучке. Энергия имплантации, выражаемая в электрон-вольтах
15 (эВ), рассчитывается путем умножения заряда однозарядного иона или многозарядного иона на ускоряющее напряжение.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения температура участка обрабатываемой стеклянной подложки, расположенного под обрабатываемым участком, меньше температуры стеклования стеклянной подложки
20 или равна ей. Например, данная температура зависит от ионного тока в пучке, от времени пребывания обрабатываемого участка в пучке и от любых средств для охлаждения подложки.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения применяют только один тип подлежащих имплантации ионов, причем тип ионов выбирают из ионов N, О или Аг. В другом варианте осуществления настоящего изобретения объединяют два или больше типов подлежащих имплантации ионов, 5 причем типы ионов выбирают из ионов N, О или Аг. Данные альтернативы охватываются в данном документе с помощью формулировки "и/или".
В одном варианте осуществления настоящего изобретения для обработки
стеклянной подложки используют одновременно или последовательно несколько
пучков для ионной имплантации.
10 В одном варианте осуществления настоящего изобретения общую дозу ионов на
единицу площади поверхности стеклянной подложки получают путем однократной обработки пучком для ионной имплантации.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения общую дозу ионов на единицу площади поверхности стеклянной подложки получают путем нескольких 15 последовательных обработок одним или несколькими пучками для ионной имплантации.
Способ по настоящему изобретению предпочтительно осуществляют в
вакуумной камере при давлении, составляющем от 10"2 мбар до 10"7 мбар, более
предпочтительно при от 10"5 мбар до 10"6 мбар.
20 Примером источника ионов для осуществления способа по настоящему
изобретению является источник ионов Hardion+ RCE от Quertech Ingenierie S.A.
Стеклянная подложка согласно настоящему изобретению может представлять собой лист стекла любой толщины, характеризующийся следующими диапазонами компонентов состава, выраженными в процентах по весу от общего веса стекла.
25 Si02 35-85%,
А1203 0-30%,
Р205 0-20%,
В203 0-20%,
Na20 0-25%,
30 СаО 0-20%,
MgO 0-20%,
К20 0-20% и
BaO 0-20%.
Стеклянная подложка согласно настоящему изобретению предпочтительно
представляет собой лист стекла, выбранный из листа известково-натриевого стекла,
листа боросиликатного стекла или листа алюмосиликатного стекла.
5 Стеклянные подложки по настоящему изобретению являются особенно
пригодными в комбинации с электронно-оптическими устройствами, такими как светоизлучающие устройства и фотогальваническое устройство. В частности, их можно применять в качестве подложек для устройств OLED или в качестве покровных стекол или подложек для фотогальванических устройств. Например, их можно применять
10 наслоенными непосредственно на электронно-оптическое устройство или наслоенными на другую стеклянную подложку, при этом электронно-оптическое устройство находится между двух наслоенных стеклянных подложек. Стеклянную подложку по настоящему изобретению также можно закалять. Двойной пористый поверхностный слой предпочтительно находится на границе раздела стекло-воздух. При применении в
15 качестве подложки для электронно-оптического устройства пористый двойной поверхностный слой также может находиться в контакте с электронно-оптическим устройством.
Настоящее изобретение также касается применения смеси однозарядных и многозарядных ионов для образования двойного пористого поверхностного слоя в
20 стеклянной подложке, при этом смесь однозарядных и многозарядных ионов подлежит имплантации в стеклянную подложку при дозе и ускоряющем напряжении, которые являются эффективными для образования двойного пористого поверхностного слоя в стеклянной подложке.
Авторы настоящего изобретения выявили, что применение смеси однозарядных
25 ионов и многозарядных ионов для имплантации в стеклянную подложку при подходящих ускоряющем напряжении и ионной дозе приводит к образованию двойного пористого поверхностного слоя в стеклянной подложке.
В конечном итоге данный двойной пористый поверхностный слой приводит к снижению внутреннего отражения в стеклянной подложке.
30 Согласно предпочтительному варианту осуществления полученная в результате
стеклянная подложка содержит двойной пористый поверхностный слой, содержащим верхний пористый поверхностный слой с первой пористостью и, смежно, нижний
пористый поверхностный слой со второй пористостью, которая является отличной от первой пористости. Верхний пористый поверхностный слой начинается с поверхности подложки и проходит вниз до глубины D2, нижний пористый поверхностный слой начинается с глубины D2 и проходит вниз на глубину D1. Верхний пористый 5 поверхностный слой и смежный нижний пористый поверхностный слой образуют двойной пористый поверхностный слой. Глубина D1 эквивалентна толщине двойного пористого поверхностного слоя. Предпочтительно глубина D2 составляет от 100 до 300 нм, и глубина D1 составляет от 150 до 450 нм.
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения верхний
10 пористый слой содержит поры с эквивалентным диаметром окружности поперечного сечения, составляющим от 21 до 200 нм, и нижний пористый слой содержит только поры, эквивалентный диаметр окружности поперечного сечения которых составляет от 3 нм до 10 нм или меньше. Эквивалентный диаметр окружности поперечного сечения определен на изображении ТЕМ поперечного сечения двойного пористого
15 поверхностного слоя, как описано выше. Нижний предел эквивалентного диаметра окружности поперечного сечения для пор нижнего пористого слоя установлен на значении 3 нм, поскольку это является наименьшим диаметром, который может быть надежно определен с помощью данного способа.
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения от 10 до 40%
20 площади поперечного сечения верхнего пористого слоя занимают поры с эквивалентным диаметром окружности поперечного сечения, составляющим от 21 до 200 нм.
Кроме того, было обнаружено, что поры в верхнем пористом подслое представляют собой преимущественно закрытые поры, при этом предпочтительно
25 состоят из менее 10% открытых пор. Закрытые поры, например, являются менее чувствительными к загрязнению, чем открытые поры.
Такие стеклянные подложки, содержащие двойной пористый поверхностный слой, благодаря по меньшей мере данной конкретной комбинации верхнего и нижнего пористых слоев обладают преимуществом, заключающимся в обеспечении подложек,
30 которые характеризуются сниженным внутренним отражением, в частности, при высоких значениях углов входящего света, и при этом их получают с помощью способа, который является простым, экологически безопасным и масштабируемым до
больших размеров подложки, составляющих по меньшей мере 1 м2. Предпочтительно отражение снижено для углов входящего света относительно нормали поверхности подложки, составляющих от 50° до 70°, более предпочтительно составляющих от 50° до 60°.
5 Типы ионов, которые можно имплантировать в данные подложки, представляют
собой ионы О, Аг, N и/или Не соответственно. Ионы могут представлять собой однозарядные ионы, многозарядные ионы или смесь однозарядных и многозарядных ионов. Многозарядные ионы представляют собой ионы, несущие более одного положительного заряда. Однозарядные ионы представляют собой ионы, несущие один
10 положительный заряд. Однозарядные ионы, имплантированные в стеклянную подложку, могут быть однозарядными ионами 0+, Ar+, N+ и/или Не+. Многозарядные ионы, имплантированные в стеклянную подложку, представляют собой, например, 02+ или Аг2+, Аг3+, Аг4+, и Аг5+ или N2+, и N3+ или Не2+.
Предпочтительно смеси многозарядных и однозарядных ионов О, Аг, N и/или Не
15 содержат соответственно более низкие количества большей части 02+, чем 0+, более низкие количества Аг2+, Аг3+, Аг4+ и Аг5+, чем Аг+, более низкие количества N2+ и N3+, чем N+, более низкие количества Не2+, чем Не+.
В данных пористых стеклянных подложках глубина имплантации ионов может составлять от 0,1 мкм до 1 мкм, предпочтительно от 0,1 мкм до 0,5 мкм.
20 Таким источником ионов является, например, Hardion+ RCE, источник ионов от
Quertech Ingenierie S.A.
Значения пористости пористой стеклянной подложки определяют с помощью графической обработки полученных с помощью просвечивающего электронного микроскопа (ТЕМ) изображений поперечного сечения обработанной стеклянной
25 подложки. С помощью графической обработки определяют количество пузырьков.
Микроструктуру обработанной стеклянной подложки, в частности, размер и распределение пор исследовали с помощью просвечивающего электронного микроскопа (ТЕМ). Образцы поперечного сечения получали с помощью сфокусированного ионного пучка (FIB). Во время процесса получения поверх стекла
30 наносили защитные слои углерода и Pt. Светлопольную просвечивающую электронную микроскопию (BF ТЕМ), сканирующую просвечивающую электронную микроскопию в режиме кольцевого темного поля при больших углах (HAADF - ТЕМ) проводили на
электронных микроскопах FEI Tecnai Osiris и FEI Tecnai G2, работающих при 200 кВ.
Для цели настоящего изобретения считается, что двухмерные размеры пор,
определенные с помощью настоящего способа, являются репрезентативными для
трехмерного размера пор.
5 Значения пористости оценивали на микрофотографиях ТЕМ, как схематически
показано на фиг. 1. Изображения обрабатывали с помощью программного обеспечения для анализа изображений ImageJ (разработанного Национальным институтом здравоохранения, США) для идентификации пор в виде четко определенных ярких областей. На основании анализа поперечного сечения, например, шириной 4250 нм,
10 определяли глубину D1 пористой области, которая является глубиной, до которой наблюдают поры. В образцах согласно настоящему изобретению наблюдали две очень разные области: верхнюю область и нижнюю область. Верхняя область, начинающаяся с поверхности подложки и достигающая до глубины D2, содержит поры с эквивалентным диаметром окружности, составляющим 21-200 нм. Верхняя область
15 соответствует поперечному сечению верхнего пористого поверхностного слоя. Нижняя область, начинающаяся с глубины D2 и достигающая до глубины D1, содержит только поры с эквивалентным диаметром окружности, составляющим от приблизительно 3 нм до 10 нм. Нижняя область соответствует поперечному сечению нижнего пористого поверхностного слоя. Верхний пористый поверхностный слой и смежный нижний
20 пористый слой образуют двойной пористый поверхностный слой. Эквивалентный диаметр окружности поперечного сечения поры, обычно характеризующейся неправильной формой, представляет собой диаметр двумерного диска с площадью, эквивалентной площади поперечного сечения поры, определенной с помощью данного способа анализа изображений. Поры с эквивалентным диаметром окружности,
25 составляющим 20 нм или меньше, также могут находиться в верхней области.
На фиг. 4 показано схематическое представление устройства, применяемого для оценки влияния двойного пористого слоя по настоящему изобретению на снижение внутреннего отражения. Полусфера (8), характеризующаяся таким же коэффициентом преломления, как у стеклянной подложки (10), находится в контакте со стеклянной
30 подложкой с помощью слоя (9) жидкости с сопоставимым показателем преломления. Стеклянная подложка (10) и слой (9) жидкости с сопоставимым показателем преломления являются тонкими по сравнению с полусферой (8) для ввода излучения,
таким образом, угол падения светового пучка на полусферу всегда является нормальным. Пучок из лазера (11) с длиной волны, составляющей 550 нм, нацеливают через круглую поверхность полусферы в точку С, расположенную в середине подложки ниже центра плоской поверхности полусферы. Лазер вращают в двумерной плоскости с 5 охватом таким образом различных углов а (12) входа. Угол а входа изменяют от 0° относительно нормали к поверхности подложки до 70°. Для каждого угла входа датчик (13), расположенный на стороне подложки напротив лазера, вращают в той же двумерной плоскости с охватом таким образом различных углов (14) выхода. Для каждой установки угла входа датчик осуществляет измерение мощности пропускаемого
10 света для угла выхода в диапазоне от +85° до -85°, где угол 0° представляет собой нормальный угол к поверхности подложки. Для каждой установки угла входа рассчитывают общая интенсивность I пропускаемого света. Чем меньше величина внутреннего отражения при угле а, тем выше общая интенсивность I пропускаемого света при данном угле а. Результат наносят на график, показывающий общее
15 количество пропускаемого света I (произвольные единицы) в зависимости от угла а входящего света (в градусах).
Подробное описание конкретных вариантов осуществления
Примеры осуществления ионной имплантации получали в соответствии с различными параметрами, подробно описанными в таблицах ниже, с использованием 20 источника ионов RCE для генерации пучка однозарядных и многозарядных ионов. Используемый источник ионов представлял собой источник ионов Hardion+ RCE от Quertech Ingenierie S.A.
Все образцы имели размер 10x10 см2, и их обрабатывали по всей поверхности путем перемещения стеклянной подложки через ионный пучок со скоростью от 20 до 25 30 мм/с.
Температуру участка обрабатываемой стеклянной подложки поддерживали при температуре, меньше температуры стеклования стеклянной подложки или равной ей.
Для всех примеров имплантацию проводили в вакуумной камере при давлении 10"6 мбар.
30 С помощью источника ионов RCE ионы N имплантировали в подложки на
основе стандартного прозрачного известково-натриевого стекла толщиной 4 мм. До проведения имплантации с помощью способа ионной имплантации по настоящему
изобретению коэффициент отражения стеклянных подложек составлял приблизительно 8%. Ключевые параметры имплантации можно найти в таблице ниже. Таблица 4
Ссылка
Исходный
Стеклянная
Ускоряющее
Ионная
газ
подложка
напряжение [кВ]
доза
[ионов/см2]
Известково-натриевая
2,5 х 10г/
Известково-натриевая
7,5 х 10г/
Известково-натриевая
Ключевые измерения пор можно найти в таблице ниже. Противопоставляемый 5 пример С1, в подложке на основе известково-натриевого стекла, которая не была подвергнута обработке путем ионной имплантации, отсутствуют какие-либо поры.
Из таблицы 5 выше, для примеров Е1 и Е2 по настоящему изобретению можно увидеть, что обработка образцов известково-натриевого стекла с помощью пучка ионов, содержащего смесь однозарядных и многозарядных ионов N, ускоренных с 5 помощью одного и того же конкретного ускоряющего напряжения и при указанной конкретной дозе, который применяют в отношении стеклянной подложки, приводит к образованию двойного пористого поверхностного слоя в стеклянной подложке.
На фиг. 5 показан график, показывающий общее количество пропускаемого света I в зависимости от угла а входящего света для обычной стеклянной подложки из 10 сравнительного примера С1.
На фиг. 6 показан на графике, показывающий общее количество пропускаемого света I в зависимости от угла а входящего света для примера Е2 согласно настоящему изобретению.
На фиг. 7 показан на графике, показывающий общее количество пропускаемого света I в зависимости от угла а входящего света для примера Е1 согласно настоящему изобретению.
Как видно на фиг. 5, для обычной стеклянной подложки С1 показано полное 5 внутреннее отражение начиная от угла входящего света, составляющего приблизительно 42° при уменьшении интенсивности пропускаемого света до О (произвольные единицы). На фиг. 6-7, для примеров Е1 и Е2 показано аналогичное падение количества пропускаемого света при приближении угла входящего света к приблизительно 42°, как для О. Однако для Е1 и Е2 показан небольшой, но 10 значительный уровень интенсивности света для углов входящего света, составляющих не более по меньшей мере 70°. Таким образом, стеклянные подложки по настоящему изобретению в комбинации с осветительным устройством увеличивают эффективность вывода излучения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ получения стеклянной подложки со сниженным внутренним отражением, включающий следующие технологические операции:
а) обеспечение исходного газа, выбранного из N2, О2, Аг и/или Не,
5 Ь) ионизацию исходного газа с образованием таким образом смеси
однозарядных ионов и многозарядных ионов N, О, Аг и/или Не,
c) ускорение смеси однозарядных ионов и многозарядных ионов N с помощью ускоряющего напряжения с образованием таким образом пучка однозарядных ионов и многозарядных ионов, при этом ускоряющее напряжение
10 составляет от 15 кВ до 60 кВ, и ионная доза составляет от 1017 ионов/см2 до 1018 ионов/см2,
d) обеспечение стеклянной подложки,
e) размещение стеклянной подложки на траектории пучка однозарядных и многозарядных ионов.
15 2. Способ получения стеклянной подложки со сниженным внутренним
отражением по п. 1, где ускоряющее напряжение составляет от 20 кВ до 40 кВ, и ионная доза составляет от 2,5 х 1017 ионов/см2 до 7,5 х 1017 ионов/см2.
3. Способ получения стеклянной подложки со сниженным внутренним отражением по п. 2, где ускоряющее напряжение составляет от 30 кВ до 40 кВ, и
20 ионная доза составляет от 2,5 х 1017 ионов/см2 до 5 х 1017 ионов/см2.
4. Способ получения стеклянной подложки со сниженным внутренним отражением по любому из предыдущих пунктов, где обеспечиваемая стеклянная подложка характеризуется следующими диапазонами компонентов состава, выраженными в процентах по весу от общего веса стекла:
Si02
35-85%,
АЬОЗ
0-30%,
Р205
0-20%,
в203
0-20%,
Na20
0-25%,
CaO
0-20%,
MgO
0-20%,
K20
0-20% и
BaO 0-20%.
5. Способ получения стеклянной подложки со сниженным внутренним
отражением по п. 4, где стеклянная подложка выбрана из листа известково-натриевого
стекла, листа боросиликатного стекла или листа алюмосиликатного стекла.
5 6. Применение смеси однозарядных и многозарядных ионов N, О, Аг и/или
Не для образования двойного пористого поверхностного слоя в стеклянной подложке, при этом смесь однозарядных и многозарядных ионов подлежит имплантации в стеклянную подложку при дозе и ускоряющем напряжении, которые являются эффективными для образования двойного пористого поверхностного слоя в стеклянной 10 подложке.
7. Применение смеси однозарядных и многозарядных ионов N, О, Аг и/или Не для образования двойного пористого поверхностного слоя в стеклянной подложке по п. 6, где смесь однозарядных и многозарядных ионов подлежит имплантации в стеклянную подложку при дозе и ускоряющем напряжении, которые являются
15 эффективными для образования двойного пористого поверхностного слоя,
содержащего верхний пористый поверхностный слой с первой пористостью и, смежно,
нижний пористый поверхностный слой со второй пористостью,
а) где верхний пористый поверхностный слой начинается с поверхности
подложки и проходит вниз на глубину D2 и
20 Ь) где нижний пористый поверхностный слой начинается с глубины D2 и
проходит вниз на глубину D1.
8. Применение смеси однозарядных и многозарядных ионов N, О, Аг и/или Не для образования двойного пористого поверхностного слоя в стеклянной подложке по любому из п. 6 или п. 7, где смесь однозарядных и многозарядных ионов подлежит
25 имплантации в стеклянную подложку при дозе и ускоряющем напряжении, которые являются эффективными для образования двойного пористого поверхностного слоя,
a) где верхний пористый слой содержит поры с эквивалентным диаметром
окружности поперечного сечения, составляющим от 21 нм до 200 нм, и
b) где нижний пористый слой содержит только поры, эквивалентный
30 диаметр окружности поперечного сечения которых составляет от 3 нм до 10 нм или
меньше.
Применение смеси однозарядных и многозарядных ионов N, О, Аг и/или Не для образования двойного пористого поверхностного слоя в стеклянной подложке по п. 8, где смесь однозарядных и многозарядных ионов подлежит имплантации в стеклянную подложку при дозе и ускоряющем напряжении, которые являются эффективными для 5 образования двойного пористого поверхностного слоя, и при этом от 10 до 40% площади поперечного сечения верхнего пористого слоя занимают поры с эквивалентным диаметром окружности поперечного сечения, составляющим от 21 до 200 нм.
9. Стеклянная подложка со сниженным внутренним отражением, 10 полученная с помощью способа по любому из пп. 1-5.
10. Электронно-оптическое устройство, содержащее стеклянную подложку
по п. 9.
11. Электронно-оптическое устройство по п. 10, где электронно-оптическое
устройство представляет собой устройство OLED или фотогальваническое устройство.
К "I
Фиг. 3
(19)
(19)
(19)
(19)
3/7
3/7
3/7
5/7
6/7
6/7
|
