CN111886211B - 具有伸长微结构和光提取特征的玻璃制品 - Google Patents

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Abstract

公开了可在背光单元中使用的玻璃制品和玻璃光导板,所述背光单元适于用作液晶显示装置的照明器。所述玻璃制品包括玻璃片,所述玻璃片包括第一主表面,所述第一主表面包括可以非零间距分开的多个通道或伸长微结构,所述玻璃片进一步包括与第一主表面相对的第二主表面,并且所述第一主表面和所述第二主表面中的至少一个包括在其中形成的光提取特征。所述玻璃制品可为背光单元的光导板部分,所述背光单元包括多个发光二极管,所述多个发光二极管沿所述玻璃片的至少一个边缘表面以阵列布置。

Description

具有伸长微结构和光提取特征的玻璃制品
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119要求2018年2月12日提交的美国临时专利申请序列号62/629358的优先权的权益,该申请的内容是本文的基础并全文以引用的方式并入本文。
技术领域
本公开总体涉及可在用于照明液晶显示装置的背光单元中使用的玻璃制品,并且更特别地涉及可用作被配置为用于一维调光和光提取的背光单元的玻璃制品。
背景技术
尽管有机发光二极管显示装置越来越受欢迎,但成本仍然很高,并且液晶显示(liquid crystal display;LCD)组件仍然包括在售的大多数显示装置,尤其诸如电视机的大面板尺寸装置,以及诸如商业标牌的其他大规格装置。不同于OLED显示面板,LCD面板本身不发光,并且因此依赖于包括光导板(light guide plate;LGP)的背光单元(backlightunit;BLU),该光导板位于LCD面板后方以向LCD面板提供透射光。来自BLU的光照明LCD面板并且LCD面板充当光阀,该光阀选择性地允许光穿透LCD面板的像素或者被阻断,从而形成可视图像。
在不增大的情况下,使用LCD显示器可实现的自然对比率为图像的最亮部分与图像的最暗部分的比率。最简单的对比增大通过增大亮图像的整体照明以及减少暗图像的整体照明而发生。不幸地是,此举在暗图像中产生柔和光亮,而在亮图像中产生模糊的暗色。为了克服此限制,制造商可并入图像的主动局部调光,其中在显示器的预定区域内的照明可根据正显示的图像而相对于显示面板的其他区域局部地调光。当光源位于LCD面板(例如,二维LCD阵列)的正后方时,可相对轻易地并入此种局部调光。局部调光更难以与边缘照明的BLU结合,其中LED阵列沿并入BLU中的光导板的边缘布置。
典型光导板包括聚合物光导件,诸如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate;PMMA)。PMMA容易地形成,并且可经模制或加工以便于局部调光。然而,PMMA可经受热降解,包括相对大的热膨胀系数,易吸收水分并且轻易地变形。另一方面,玻璃尺寸稳定(包括相对低的热膨胀系数),并且可以在适合于日益增长的大型薄TV的大型薄片中产生。
光从BLU的LGP中提取,以致其强度和颜色在整个LGP表面上大体为均匀的。光提取一般通过使LGP的表面改性以毁坏LGP的全内反射(total-internal-reflection;TIR)条件来提供光提取特征而实现。用于改性聚合物或塑料LGP的表面以形成光提取特征的典型方法包括:丝网印刷包括颗粒的光学透明油墨(丝网印刷);在LGP表面上形成折射小透镜的油墨的墨喷式印刷(墨喷式印刷);在聚合物中热压印特征,以及在LGP的表面中激光熔化/烧蚀折射凹坑(激光处理)。一般而言,表面改性的覆盖面积在LED附近应很低并且在远离LED处应很高以产生均匀的光提取。然而,在玻璃LGP(GLGP)的情况下,使用上述方法具有很多挑战。例如,由热效应引入的应力倾向于产生不当的微裂缝,该不当的微裂缝导致可靠性问题和不可控制的光散射,因此激光处理在GLGP中形成光提取图案不成功。此外,因为更薄的LGP需要更小的提取点,所以对于在由纤薄LCD显示器所需的薄GLGP上印刷理想的提取图案,丝网和墨喷式印刷方法变得越来越有挑战性。
因此,需要生产包括能够便于局部调光和光提取的薄玻璃光导板的BLU。
发明内容
因此,本文公开了一种玻璃制品,该玻璃制品包括玻璃片,该玻璃片包括包括在其中形成的多个通道的第一主表面,其中多个通道中的相邻通道以非零距离W分开,该多个通道中的至少一个通道包括最大深度H和在最大深度的二分之一(H/2)处测量的宽度S,以及包括在约1至约15的范围中的比率W/H。该玻璃片进一步包括与第一主表面相对的第二主表面,并且第一主表面和第二主表面中的至少一个包括在其中形成的光提取特征。
另一方面涉及背光单元,该背光单元包括根据本文描述的玻璃制品的实施例中的任一个的玻璃制品,并且进一步包括沿玻璃片的至少一个边缘表面以阵列布置的多个发光二极管。又一方面涉及LCD显示装置,该LCD显示装置包括如根据本文描述的各种实施例描述的背光单元。
本公开的另一方面涉及制造光导板的方法,该方法包括:在玻璃片的第一主表面中形成多个通道,该玻璃片进一步包括与第一主表面相对的第二主表面,其中多个通道中的相邻通道以非零距离W分开,多个通道中的至少一个通道包括最大深度H和在最大深度的二分之一(H/2)处测量的宽度S,以及包括在从约1至约15的范围中的比率W/H;以及在第一主表面和第二主表面中的至少一个中形成多个光提取特征。
本文公开的实施例的额外特征将在下文描述中详细地阐述,并且对于本领域的技术人员来说,根据该描述或通过实践如本文(包括以下详细描述、权利要求书以及附图)描述的实施例,部分将轻易地理解。
包括附图用以提供进一步理解,并且附图并入本说明书并构成本说明书的一部分。附图说明本公开的各实施例并且与本说明一起用以解释其原理和操作。
附图说明
图1为示例性LCD显示装置的横截面视图;
图2为示例性光导板的俯视图;
图3A为在其表面中包括多个通道并且适于与图2的玻璃光导板一起使用的玻璃片的横截面视图;
图3B为在其表面中包括多个通道并且适于与图2的玻璃光导板一起使用的另一玻璃片的横截面视图;
图3C为在其表面中包括多个通道并且适于与图2的玻璃光导板一起使用的又一玻璃片的横截面视图;
图4A为在玻璃片的主表面中形成的单个通道的横截面视图;
图4B为在玻璃片的两个主表面中形成的单个通道的横截面视图;
图4C为在通道中具有低折射率材料的玻璃片的两个主表面中形成的单个通道的横截面视图。
图5A至图5C为在玻璃片的主表面上的玻璃伸长微结构的横截面视图;
图6A至图6C为在玻璃片的两个主表面上的玻璃伸长微结构的横截面视图;
图7为示出用于计算LDI和平直度的参数的图;
图8为示出作为不同通道深度的通道壁角的函数的LDI的曲线图;
图9A为示出作为玻璃片的伸长微结构间距的函数的LDI的曲线图,该玻璃片在单个主表面上包括透镜状的伸长微结构;
图9B为示出作为玻璃片的伸长微结构间距的函数的平直度的曲线图,该玻璃片在单个主表面上包括透镜状的伸长微结构;
图10A为示出作为玻璃片的伸长微结构间距的函数的LDI的曲线图,该玻璃片在两个主表面上包括透镜状的伸长微结构;
图10B为示出作为玻璃片的伸长微结构间距的函数的平直度的曲线图,该玻璃片在两个主表面上包括透镜状的伸长微结构;
图11A为示例性光导板的俯视图;
图11B为示例性光导板的仰视图;
图12A为示例性光导板的俯视图;
图12B为示例性光导板的仰视图;
图13A为示例性光导板的俯视图;
图13B为示例性光导板的仰视图;
图14A为示例性光导板的俯视图;
图14B为示例性光导板的仰视图;
图15A为示例性光导板的俯视图;
图15B为图15A中的区域“B”的放大图;
图15C为在其中包括多个光提取特征的玻璃片的横截面视图;
图16为示出提取因子与离输入边缘的提取线距离的曲线图,该提取线距离用于在输出边缘处在不具有反射镜的LGP中针对穿透LGP的光与输入光的不同功率比(输出功率(Pout)/输入功率(Pin))实现均匀的光提取;
图17为示出提取因子与离输入边缘的提取线距离的曲线图,该提取线距离用于在输出边缘处在具有反射镜的LGP中针对穿透LGP的光与输入光的不同功率比(输出功率/输入功率)实现均匀的光提取;
图18为示出一条提取线的提取因子与具有不同厚度的LGP的孔宽度的曲线图;
图19为示出一条提取线的提取因子与具有不同厚度的LGP的孔宽度的曲线图;
图20A为示出一条提取线的提取因子与具有不同厚度的LGP的孔间距的曲线图;
图20B为示出一条提取线的提取因子与具有不同厚度的LGP的孔间距的曲线图;
图21为示出一条提取线的提取因子与厚度的曲线图;
图22A为示例性光导板的俯视图;
图22B为示例性光导板的俯视图;
图22C为示例性光导板的俯视图;
图23A至图23C为根据示例1制造的样品的扫描电子显微照片;以及
图24A至图24C为根据示例2制造的样品的扫描电子显微照片。
具体实施方式
现在将详细参考本公开的各种实施例,其中的一个或多个示例在附图中示出。只要可能,在所有图中使用相同组件符号指同一或类似部分。然而,本公开可以许多不同的形式来体现,并且不应该被解释为限于在此阐述的实施例。
在LCD背光应用中使用的现有光导板一般由PMMA形成,因为PMMA相比于许多替带材料展现出光学吸收减少。然而,PMMA可呈现使得大尺寸(例如,32英寸对角线和更大对角线)显示器的机械设计变得有挑战的某种机械缺陷。此种缺陷包括不良的刚性、高吸湿性、和相对大的热膨胀系数(coefficient of thermal expansion;CTE)。
例如,常规LCD面板由两片薄玻璃(滤色器基板和TFT背板)组成,其中BLU包括PMMA光导件和位于LCD面板后的多个薄塑料膜(漫射器、双亮度增强膜(dual brightnessenhancement films;DBEF)、等等)。由于PMMA的弹性模数差,LCD面板的整体结构展现出不足刚性,并且为的LCD面板提供刚度需要额外机械结构,从而向显示装置增加质量。应注意,PMMA的弹性模数大体为约2GPa,而某种示例性玻璃可包括从约60GPa变化至90GPa或更大的弹性模数。
湿度试验显示PMMA对水分敏感并且可经历高达约0.5%的尺寸变化。因此,对于具有一米长度的PMMA面板,0.5%变化可将面板长度增大了高达5mm,此为明显的并且使对应BLU的机械设计变得复杂。用以解决此问题的常规方法包括在LED与PMMA LGP之间留下空隙以允许PMMA LGP扩大。然而,在LED与LGP之间的光耦合对从LED至LGP的距离高度敏感,并且增大距离可导致显示亮度随着湿度变化。此外,LED与LGP之间的距离越大,LED与LGP之间的光耦合越低效。
更进一步,PMMA包括具有约75E-6/℃的CTE,以及包括相对低的热导率(大约0.2W/m/K)。作为比较,适合用作LGP的一些玻璃可包括少于8E-6/℃的CTE和具有0.8W/m/K或更大的热导率。因此,作为BLU的光导介质的玻璃提供聚合物(例如,PMMA)LGP中没有的优良质量。
根据一个或多个实施例所述的所提出玻璃制品、玻璃光导板和用于其制造的方法使得能够在GLGP上直接形成且一体形成通道和光提取特征两者,并且也使得能够在GLGP上同时形成光提取特征和局部调光光学器件。因为没有用以形成光提取特征和局部调光光学器件的添加材料(尤其,聚合物材料),所以相比于具有注入或丝网印刷提取图案的GLGP,或具有聚合物附加透镜状特征的GLGP,这些全玻璃基LGP固有地更环境稳定、更可靠并且展现出更低的色移。因此,在一个或多个实施例中,提供“全玻璃”制品,意味着全玻璃制品包括具有在玻璃片的主表面(在X-Y平面)中延伸的伸长结构和光提取特征的玻璃片,其中该伸长结构和光提取特征由玻璃组成,但不由聚合材料组成。此种玻璃制品可为在显示应用中使用的光导板。
在图1中示出示例性LCD显示装置10包括LCD显示面板12,LCD显示面板12由通过黏合材料18结合的第一基板14与第二基板16形成,黏合材料18位于第一基板与第二基板之间并且围绕第一基板与第二基板的围缘部分。第一基板14和第二基板16和黏合材料18在其之间形成含有液晶材料的间隙20。间隔物(未示出)也可在间隙内的不同位置处使用以维持间隙的一致间距。第一基板14可以包括滤色器材料。因此,第一基板14可称为滤色器基板。另一方面,第二基板16包括用于控制液晶材料的偏振态的薄膜晶体管(thin filmtransistor;TFT),并且可称作背板。LCD面板12可另外包括位于其表面上的一个或多个偏振滤光器22。
LCD显示装置10另外包括BLU 24,BLU 24经布置以从后方(即,从LCD面板的背板侧)照明LCD面板12。在一些实施例中,BLU可与LCD面板分隔,尽管在另外实施例中,BLU可与LCD面板接触或耦接至LCD面板,诸如使用透明黏合剂。BLU 24包括作为光导管的由玻璃片28形成的玻璃光导板LGP 26,玻璃片28包括第一主表面30、第二主表面32和在第一主表面与第二主表面之间延伸的多个边缘表面。在实施例中,玻璃片28可为平行四边形,例如在图2中图示的包括四个边缘表面34a、边缘表面34b、边缘表面34c和边缘表面34d的正方形或矩形,此平行四边形在界定玻璃片28的X-Y面的第一主表面与第二主表面之间延伸,如由X-Y-Z坐标所示。例如,边缘表面34a可与边缘表面34c相对,并且边缘表面34b可位于边缘表面34d对面。边缘表面34a可与相对的边缘表面34c平行,并且边缘表面34b可与相对的边缘表面34d平行。边缘表面34a和边缘表面34c可垂直于边缘表面34b和边缘表面34d。边缘表面34a至边缘表面34d可为平坦的并且垂直于、或大体上垂直于(例如,90+/-1度,例如90+/-0.1度)主表面30、主表面32,尽管在另外实施例中,边缘表面可以包括倒角,例如垂直于、或大体上垂直于主表面30、主表面32并且通过两个相邻成角度表面部分连接至第一主表面和第二主表面的平坦中心部分。
第一主表面30和/或第二主表面32可包括一平均粗糙度(Ra),该平均粗糙度在从约0.1纳米(nm)至约0.6nm的范围中,例如小于约0.6nm、小于约0.5nm、小于约0.4nm、小于约0.3nm、小于约0.2nm或小于约0.1nm。边缘表面的平均粗糙度(Ra)可等于或小于约0.05微米(μm),例如在从约0.005微米至约0.05微米的范围中。
主表面粗糙度的上述位准可例如通过利用熔拉工艺或浮法玻璃工艺继的以抛光实现。表面粗糙度可例如通过原子力显微镜检查、具有商售系统(诸如由Zygo制造的那些)的白光干涉术,或通过具有诸如由Keyence提供的那些的商售系统的激光共焦显微镜检查来测量。从表面的散射可通过准备除表面粗糙度外相同的大量样品,然后测量每者的内部透射度来测量。样品之间的内部透射度的差异可归因于由粗糙表面导致的散射损失。边缘粗糙度可通过磨削和/或抛光实现。
玻璃片28另外包括在垂直于第一主表面30和第二主表面32的方向上的最大厚度T。在一些实施例中,厚度T可等于或小于3mm,例如等于或小于约2mm,或等于或小于约1mm,尽管在另外实施例中,厚度T可在从约0.1mm至约3mm的范围中,例如在从约0.1mm至约2.5mm的范围中,在从约0.3mm至约2.1mm的范围中,在从约0.5mm至约2.1的范围中,在从约0.6mm至约2.1mm的范围中,或在从约0.6mm至约1.1mm的范围中,包括其间的全部范围和子范围。
在各实施例中,玻璃片28的玻璃组成可包括在60mol%至80mol%之间的SiO2、在0mol%至20mol%之间的Al2O3、和在0mol%至15mol%之间的B2O3,以及包括小于约50ppm铁(Fe)浓度。在一些实施例中,可具有小于25ppm Fe,或在一些实施例中,Fe浓度可为约20ppm或更少。在各实施例中,玻璃片28的热传导率可大于0.5W/m/K,例如在从约0.5至约0.8W/m/K的范围中。在额外实施例中,玻璃片28可通过抛光浮法玻璃、熔拉工艺、槽拉工艺、再拉工艺或另一适当玻璃片形成工艺而形成。
在一些实施例中,玻璃片28包括在从约65.79mol%至约78.17mol%的范围中的SiO2,在从约2.94mol%至约12.12mol%的范围中的Al2O3,在从0mol%至约11.16mol%的范围中的B2O3,在从0mol%至约2.06mol%的范围中的Li2O,在从约3.52mol%至约13.25mol%的范围中的Na2O,在从0mol%至约4.83mol%的范围中的K2O,在从0mol%至约3.01mol%的范围中的ZnO,在从约0mol%至约8.72mol%的范围中的MgO,在从约0mol%至约4.24mol%的范围中的CaO,在从约0mol%至约6.17mol%的范围中的SrO,在从约0mol%至约4.3mol%的范围中的BaO,和在从约0.07mol%至约0.11mol%的范围中的SnO2。在一些实施例中,玻璃片可展现出小于约0.008,例如小于约0.005的色移。在一些实施例中,玻璃片包括在从约0.95至约3.23的范围中的RxO/Al2O3,其中R为Li、Na、K、Rb和Cs的任一种或更多种,以及x为2。在一些实施例中,玻璃片包括在1.18与5.68之间的RxO/Al2O3,其中R为Li、Na、K、Rb和Cs的任一种或更多种且x为2,或R为Zn、Mg、Ca、Sr或Ba的任一种或更多种且x为1。在一些实施例中,玻璃片包括在从约-4.25至约4.0的范围中的RxO-Al2O3-MgO,其中R为Li、Na、K、Rb和Cs的任一种或更多种且x为2。
在另外实施例中,玻璃片可以包括在从约0.1mol%至约3.0mol%的范围中的ZnO,在从约0.1mol%至约1.0mol%的范围中的TiO2,在从约0.1mol%至约1.0mol%的范围中的V2O3,在从约0.1mol%至约1.0mol%的范围中的Nb2O5,在从约0.1mol%至约1.0mol%的范围中的MnO,在从约0.1mol%至约1.0mol%的范围中的ZrO2,在从约0.1mol%至约1.0mol%的范围中的As2O3,在从约0.1mol%至约1.0mol%的范围中的SnO2,在从约0.1mol%至约1.0mol%的范围中的MoO3,在从约0.1mol%至约1.0mol%的范围中的Sb2O3,或在从约0.1mol%至约1.0mol%的范围中的CeO2。在额外实施例中,玻璃片可以包括在0.1mol%至不多于约3.0mol%之间的ZnO、TiO2、V2O3、Nb2O5、MnO、ZrO2、As2O3、SnO2、MO3、Sb2O3和CeO2的任一种的一种或组合。
在一些实施例中,玻璃片包括在从约522℃至约590℃的范围中的应变温度。在一些实施例中,玻璃片包括在从约566℃至约641℃的范围中的退火温度。在一些实施例中,玻璃片包括在从约800℃至约914℃的范围中的软化温度。在一些实施例中,玻璃片包括在从约49.6x10-7/℃至约80x10-7/℃的范围中的CTE。在一些实施例中,玻璃片包括在约20℃下2.34gm/cc与约20℃下2.53gm/cc之间的密度。在一些实施例中,玻璃片包括小于1ppm的Co、Ni和Cr的每种。在一些实施例中,铁的浓度小于约50ppm,小于约20ppm,或小于约10ppm。在一些实施例中,Fe+30Cr+35Ni等于或小于约60ppm,等于或小于约40ppm,等于或小于约20ppm,或等于或小于约10ppm。在一些实施例中,在至少500mm的距离上方450nm处的玻璃片的透光度大于或等于85%,在至少500mm的距离上方550nm处的透光度大于或等于90%,或至少500mm的距离上方630nm处的透光度大于或等于85%。在一些实施例中,玻璃片为化学强化玻璃片。
然而,应理解,此处描述的实施例不受玻璃组成物限制,并且上述组合实施例在该方面并不受限。
根据本文描述实施例,BLU 24另外包括沿玻璃片28的至少一个边缘表面(光注入边缘表面)(例如边缘表面34a)布置的发光二极管(light emitting diode;LED)阵列36。应注意,尽管图1中描绘的实施例显示注入光的单个边缘表面34a,但所要求的目标不应如此受限,因为示例性玻璃片28的边缘的任一个或数个可注入光。例如,在一些实施例中,边缘表面34a和其相对边缘表面34c两者都可注入光。额外实施例可在边缘表面34b和其相对边缘表面34d处注入光,而非或除此外在边缘表面34a和/或其相对边缘表面34c处注入光。光注入表面可被配置为在透射过程中以小于12.8度半高宽值(full Width half maximum;FWHM)的角度内散射光。
在一些实施例中,LED 36可距离光注入边缘表面(例如,边缘表面34a)小于约0.5mm的距离处安置。根据一个或多个实施例,LED 36可以包括小于或等于玻璃片28的厚度T的厚度或高度以提供进入玻璃片的高效光耦合。
由LED阵列发出的光穿过至少一个边缘表面34a注入并且通过全内反射引导穿过玻璃片,并且经提取以照明LCD面板12,例如通过在玻璃片28的一个或两个主表面30、主表面32上的提取特征。此种提取特征中断全内反射,并且导致在玻璃片28内传播的光穿过主表面30、主表面32的一个或两个直接从玻璃片导出。因此,BLU 24可以另外包括位于玻璃片28后方、与LCD面板12相对的反射板38,用以将从玻璃片的背面(例如,主表面32)提取的光复位向至向前方向(朝向LCD面板12)。适宜光提取特征可以包括玻璃片上的粗糙面,该粗糙面通过直接粗糙化玻璃片的表面,或通过使用适当镀层(例如,漫射膜)覆盖片的任一者产生。在一些实施例中,光提取特征可例如通过使用适当油墨,诸如可用紫外线固化的油墨印刷反射的分立区域(例如,白点)以及干燥和/或固化油墨来获得。在一些实施例中,可使用上述提取特征的组合,或可使用在本领域中已知的其他提取特征。
BLU可另外包括在玻璃片的主表面上沉积的一个或多个膜或镀层(未示出),例如量子点膜、漫射膜和反射偏振膜或上述各者的组合。
局部调光(例如,一维(1D)调光)可通过打开选定LED 36照明沿玻璃片28的至少一个边缘表面34a的第一区域,同时关闭照明相邻区域的其他LED36来实现。相反地,1D局部调光可通过关闭照明第一区域的选定LED,同时打开照明相邻区域的LED来实现。图2图示示例性LGP 26的部分,该部分包括沿玻璃片28的边缘表面34a布置的LED的第一子阵列40a、沿玻璃片28的边缘表面34a布置的LED的第二子阵列40b、和沿玻璃片28的边缘表面34a布置的LED 36的第三子阵列40c。由三个子阵列照明的玻璃片的三个分立区域标记为A、B和C,其中A区域为中间区域,以及B区域和C区域在A区域附近。区域A、区域B和区域C分别由LED子阵列40a、子阵列40b和子阵列40c照明。在子阵列40a的LED处于“开”状态并且其他子阵列(例如子阵列40b和子阵列40c)的全部其他LED处于“闭”状态的情况下,局部调光指数LDI可定义为1-(B、C区域的平均亮度)/(A区域的亮度)。决定LDI的完整解释可例如在“用于边缘型LED背光单元的局部调光设计和优化设计”(Local Dimming Design and Optimization forEdge-Type LED Backlight Unit)(Jung等人,SID 2011摘要,2011年,第1430-1432页)中查找到,其内容可以引用的方式整体并入本文。应注意,在任一个阵列或子阵列内的LED的数目,甚至是子阵列的数目,至少为显示装置的尺寸的函数,并且在图2中描绘的LED的数目仅用作说明且并不意图为限制。因此,每个子阵列可包括单个LED,或多于一个LED,或多个子阵列可按所需要数量提供(诸如三个子阵列、四个子阵列、五个子阵列等等)以照明特定的LCD面板。例如,典型的1D局部可调光55"(139.7cm)LCD TV可具有8至12个区域。区域宽度通常在从约100mm至约150mm的范围中,尽管在一些实施例中,区域宽度可更小。区域长度大约与玻璃片28的长度相同。
玻璃片28可以包括根据本文一个或多个实施例描述的玻璃制品,诸如包括如在图3A至图6C和图11A至图15C中示出的玻璃片的非限制示例性玻璃制品。现将描述包括玻璃片的玻璃制品的实施例。
现参看图3A至图3C,可处理玻璃片28以包括位于玻璃片的表面(例如,第一主表面30)中的多个通道60,尽管在另外实施例中,多个通道可在第二主表面32中,或第一主表面30和第二主表面32两者中形成。在下文关于图11A至图24C描述的一些实施例中,光提取特征可在第一主表面30和第二主表面32的一个或两个中形成。在实施例中,多个通道60的每个通道60与多个通道60的相邻通道大体上平行,并且包括最大深度H和在H/2(通道的二分之一深度H)定义的宽度S,宽度S由图3A至图3C的线H/2指出。相邻通道在H/2(在通道的最大深度H的二分之一)处以距离W分开。一个或多个通道60具有非零最大深度H。例如,H可从约5μm变化至约300μm,诸如从约10μm变化至约250μm,从约15μm变化至约200μm,从约20μm变化至约150μm,从约30μm变化至约100μm,从约20μm变化至约90μm,包括在其间的全部范围和子范围,尽管也可根据玻璃片的厚度T和通道的横截面形状考虑其他深度。在一些实施例中,宽度W可从约10μm变化至约3mm,诸如从约50μm变化至约2mm,从约100μm变化至约1mm,从约100μm变化至约900μm,从约100μm变化至约800μm,从约100μm变化至约700μm,从约100μm变化至约600μm,从约10μm变化至约500μm,从约25μm变化至约250μm,或从约50μm变化至约200μm,包括在其间的全部范围和子范围,尽管也可根据玻璃片的厚度T和通道的横截面形状考虑其他宽度。通道60可在H/2(在每个通道的最大深度H的二分之一)处具有横截面尺寸S。
通道60可为周期性的,其中周期P=W+S,尽管在另外实施例中,通道可为非周期性的。通道60可具有各种横截面形状。例如,在图3A的实施例中,通道60在垂直于X-Y面中的每个通道的纵轴的横截面中具有矩形形状。在图3B的实施例中,每个通道60具有弧形的横截面形状,例如圆截面,诸如半圆形,尽管在图3C的实施例中,每个通道60包括梯形的横截面形状。然而,图3A至图3C的横截面形状不为限制,以及通道60可具有其他形状或横截面形状的组合。
在一些实施例中,多个通道的每个通道60的比率W/H在从约1至约15的范围中,例如在从约2至约10的范围中,或在从约2.5至约5的范围中,包括在其间的全部范围和子范围。当W/H大于约15时,对于1D局部调光,通道60可能变得低效。当W/H小于约1时,通道60可能难以产生并且玻璃易碎。
另外,多个通道的每个通道60与在H/2(最大深度H的二分之一)处的多个通道的相邻通道以距离W分开。在各实施例中,在H/2处的相邻通道之间的距离W对应于背光单元的局部调光区域的宽度。距离W可例如根据玻璃片的厚度T和通道60的几何形状,等于或大于约10μm,等于或大于约25μm,等于或大于约75μm,等于或大于约100μm,等于或大于约150μm,等于或大于约300μm,等于或大于约450μm,等于或大于约600μm,等于或大于约750μm,等于或大于约900μm,等于或大于约1200μm,等于或大于约1350μm,等于或大于约1500μm,等于或大于约1650μm,等于或大于约1800μm,例如在从约75μm至约1800μm的范围中。在一些实施例中,比率W/S在从约0.1至约30的范围中,例如在从约0.25至约10的范围中,例如在从约0.5至约2的范围中,包括其中的全部范围和子范围。
图4A描绘单个通道60的放大图,单个通道60具有在玻璃片28的第一主表面30中形成的梯形形状。如图所示,每个通道的在H/2(最大深度H的二分之一)处的通道60的宽度S大于在第一主表面30的最低点处的梯形的下表面61的最小宽度S'。当然,图4A中描绘的取向可在任意方向中旋转,以致术语“上”和“下”在本文可互换使用。图4B描绘在玻璃片28的相对的主表面30、主表面32上的两个单通道60、单通道60'的放大图。在主表面30上的通道60在第一主表面30的最低点处具有下表面61。主表面32上的通道60’在第二主表面32的最高点处具有上表面61’。当然,玻璃片28可旋转180度,使得61’将为通道60’的下表面,以及通道61将为通道60的上表面。通道最大深度H在一些实施例中可从玻璃片厚度T的约5%变化至约90%。例如,在图4A中描绘的实施例中,例如,具有在仅一个主表面上形成的通道的玻璃片,最大通道深度H可从玻璃片厚度T的约1%变化至约90%(0.01≤H/T≤0.9),诸如H/T≤0.9,H/T≤0.8,H/T≤0.7,H/T≤0.6,H/T≤0.5,H/T≤0.4,H/T≤0.3,H/T≤0.2,或H/T=0.1,包括在其间的全部范围和子范围。在图4B中描绘的实施例中,例如,具有在两个主表面上形成的通道的玻璃片,最大通道深度H可从玻璃片厚度T的约5%变化至约45%(0.05≤H/T≤0.45),诸如H/T≤0.45,H/T≤0.4,H/T≤0.35,H/T≤0.3,H/T≤0.25,H/T≤0.2,H/T≤0.15,H/T≤0.1,或H/T=0.05,包括在其间的全部范围和子范围。应理解,上述比率H/T也可应用于具有非梯形形状的实施例,诸如在图3A至图3B中描绘的矩形和弧形通道。在特定实施例中,H/T可在0.01至约0.5的范围中,例如0.015至约0.3、以及例如0.02至约0.1的范围中。
再次参看图4A至图4B,在H/2(最大深度H的二分之一)处的通道的宽度S可从约10μm变化至约3mm,诸如从约50μm变化至约2mm,从约100μm变化至约1mm,从约200μm变化至约900μm,从约300μm变化至约800μm,从约400μm变化至约700μm,从约500μm变化至约600μm,从约10μm变化至约1mm,从约50μm变化至约500μm,或从约100μm变化至约250μm,包括在其间的全部范围和子范围。最小宽度S’可同样地从约5μm变化至约2mm,诸如从约10μm变化至约1mm,从约50μm变化至约900μm,从约100μm变化至约800μm,从约200μm变化至约700μm,从约300μm变化至约600μm,从约400μm变化至约500μm,从约5μm变化至约500μm,从约25μm变化至约250μm,或从约50μm变化至约125μm,包括在其间的全部范围和子范围。根据各实施例,通道深度H可从约5μm变化至约300μm,诸如从约10μm变化至约250μm,从约15μm变化至约200μm,从约20μm变化至约150μm,从约30μm变化至约100μm,从约40μm变化至约90μm,从约50μm变化至约80μm,或从约60μm变化至约70μm,包括在其间的全部范围和子范围。具有通道深度H的玻璃片将在第一主表面30与第二主表面32之间具有厚度T,以及从第二主表面32延伸至通道60的最低表面61的减少的厚度t,如在图4A中所示。在包括第一主表面上的通道60和第二主表面60上的60’的实施例中,减少的厚度t在通道60的最低表面之间延伸。
梯形通道的壁角Θ也可改变以实现所需的局部调光效应。壁角Θ例如可从大于90゜变化至小于180゜,诸如自约95゜变化至约160゜,自约100゜变化至约150゜,自约110゜变化至约140゜,或自约120゜变化至约130゜,包括在其间的全部范围和子范围。
现参看图4C,在各实施例中,一个或多个通道60可完全或部分地填充至少一种低折射率材料63,诸如具有低于玻璃片的折射率至少10%的折射率的任何光学透明材料。示例性低折射率材料可从聚合物、玻璃、无机氧化物和其他类似材料中选择。低折射率材料可用以填充或部分地填充任意形状和/或大小的通道,包括在图3A至图3C和图4A至图4B中描绘的实施例。
现参看图5A至图5C,可处理玻璃片28以在玻璃片的表面(例如,第一主表面30(如图示))上提供多个玻璃伸长微结构70,尽管在另外实施例中,多个伸长微结构可在第二主表面32上,或第一主表面30和第二主表面32两者上形成(如在图6A至图6C中图示)。在实施例中,多个伸长微结构的每个伸长微结构70包括最大高度H,其对应于每个通道60的最大深度。因此,对于上文关于图3A至图3C和图4A至图4C描述的实施例,具有最大深度H的通道60的形成产生具有一最大高度的伸长微结构70,该最大高度等于通道的最大深度H。然而,在诸如在图5A至图5C和图6A至图6C中示出的那些的一些实施例中,处理玻璃片以在玻璃片上形成具有最大高度H的伸长微结构70,以及在两个伸长微结构之间,通道60具备等于每个伸长微结构70的最大高度H的最大深度。每个伸长微结构70包括在H/2(每个微结构的最大高度H的二分之一)处定义的宽度W,如图5A至图5C中由H/2指出。每个伸长微结构70形成于玻璃片的主表面(例如,第一主表面30或在第二主表面32上)上。在一个或多个实施例中,“伸长”指具有沿相对边缘表面之间(例如在玻璃片28的X-Y面中的边缘表面34a与边缘34c之间)的第一主表面30和第二主表面32中的至少一个延伸的长度的伸长微结构。伸长微结构70可以部分地或完全地跨第一主表面30和第二主表面32中的至少一个延伸。在一个或多个实施例中,伸长微结构的长度为约2倍的边缘表面34a与边缘表面34c之间的距离,如在分别描绘透镜状和棱柱形伸长微结构的图5A至图5B中示出,间距S可分隔相邻伸长微结构70。间距S在伸长微结构70的最大高度的二分之一H/2处定义。伸长微结构70可为周期性的,其中周期P=W+S(在H/2处截取的W和S两者),尽管在另外实施例中,伸长微结构可为非周期性的。
一个或多个伸长微结构70可以具有非零高度H。例如,H可从约5μm变化至约300μm,诸如从约10μm变化至约250μm,从约15μm变化至约200μm,从约20μm变化至约150μm,从约30μm变化至约100μm,从约20μm变化至约90μm,包括在其间的全部范围和子范围。取决于玻璃片的厚度T和伸长微结构的横截面形状,也可考虑其他高度。在一些实施例中,宽度W可约10μm变化至约3mm,诸如从约50μm变化至约2mm,从约100μm变化至约1mm,从约100μm变化至约900m,从约100μm变化至约800μm,从约10μ0m变化至约700μm,从约100μm变化至约600μm,从约10μm变化至约500μm,从约25μm变化至约250μm,或从约50μm变化至约200μm,包括在其间的全部范围和子范围。取决于玻璃片的厚度T和伸长微结构的横截面形状,也可考虑其他宽度。
在一些实施例中,多个伸长微结构的每个伸长微结构70的比率W/H从约1变化至约15,诸如在从约2变化至约10,或从约2.5变化至约5,包括在其间的全部范围和子范围。
当相邻玻璃伸长微结构70以一间距分开时,非零间距S可小于约H/2处的伸长微结构宽度W的四倍。另外,多个通道的每个通道60与在H/2(最大深度H的二分之一)处的多个通道的相邻通道以距离S分开。在各实施例中,在H/2处的相邻通道之间的距离S对应于背光单元的局部调光区域的宽度。距离S可例如取决于玻璃片的厚度T和通道60的几何形状,等于或大于约10μm,等于或大于约25μm,等于或大于约75μm,等于或大于约100μm,等于或大于约150μm,等于或大于约300μm,等于或大于约450μm,等于或大于约600μm,等于或大于约750μm,等于或大于约900μm,等于或大于约1200μm,等于或大于约1350μm,等于或大于约1500μm,等于或大于约1650μm,等于或大于约1800μm,例如在从约75μm至约1800μm的范围中。
当如图6A至图6C所示的第二主表面上的相邻玻璃伸长微结构70’以一间距分开时,非零间距S’可小于约H’/2处的伸长微结构宽度W’的四倍。在图6A至图6C中描绘的实施例中,例如当第一主表面和第二主表面两者都包括多个透镜状或棱柱形伸长微结构时,可例如通过蚀刻形成通道60和伸长微结构70,其中第一主表面30和/或第二主表面32的部分例如通过印刷抗蚀材料来涂布有适当耐酸材料,以及在其中待形成通道的第一主表面30和/或第二主表面32的那些部分保持不含耐酸材料。然后,涂布表面可暴露于适当酸性溶液一段时间和处于蚀刻玻璃片的表面所需的温度下,以形成具有所需深度或高度和宽度的通道或伸长微结构,诸如通过将玻璃片浸泡进酸性溶液中,或通过使用酸溶液喷蚀。在其中仅蚀刻玻璃片的单个主表面的实施例中,相对的主表面可由耐酸材料或适当耐蚀保护膜整体覆盖。另外,边缘表面也可涂有耐酸材料。酸性溶液可以包括例如HF、H2SO4、HCl和上述各者的组合。在某些实施例中,蚀刻方法可适于具有黏性η和杨氏弹性模数E的玻璃组分,其中η/E<0.5秒。例如,蚀刻方法可用以产生在图3至图6中示出的通道60或伸长微结构70的任一个。
通道60和伸长微结构70也可在玻璃形成工艺期间,例如在形成玻璃带之后但在冷却带以形成玻璃片之前而形成。冷却之前的玻璃带可保持足够黏性可操纵而产生所需特征。例如,通道60或伸长微结构70可经由操纵直接接触力,例如使用压花辊而形成。可加工辊以当在玻璃带上压印时产生所需通道或伸长微结构。在玻璃形成工艺的黏性区域中,玻璃带可经由辊拉拔以产生所需通道或伸长微结构。传递函数可用以描述加工特征与产生的玻璃图案之间的比率,其可例如导致接触力、拉力和黏性伸展或热膨胀。在各实施例中,蚀刻方法可适于具有黏性y和杨氏弹性模数E的玻璃组分,其中0.0005秒<η/E<0.2秒。接触方法可例如用以产生在图3至图6中示出的通道60或伸长微结构70的任一个。
伸长微结构70可通过提供相对于带的剩余部分局部加热和冷却的区域而在玻璃带的表面上另外形成。在一些实施例中,此种区域可通过使用热气体和/或冷气体(例如,空气)压印玻璃带而产生。伸长微结构的纵横比(W/H)可通过例如直接或间接加热或冷却的方法,通过改变气流穿过的孔口,和/或通过改变气流速率而控制。用于局部加热或冷却玻璃带的示例性方法可例如使用热沉工具、lapinski管、位于滑动闸门位置中的doctari系统或其他类似设备。在某些实施例中,局部加热和/或冷却方法可适于具有黏性η和杨氏弹性模数E的玻璃组分,其中3.3x10-7秒<η/E<1.6x10-5秒。在一些实施例中,局部加热/冷却方法可用以产生在图5至图6中描绘的伸长微结构70。
用于1D光限制的局部调光光学的效能可由两个参数评估:LDI和平直度。如在图7中图示,在距离LED输入边缘Ei距离Z处的LDI和平直度可分别定义如下:
Figure BDA0002666620510000171
Figure BDA0002666620510000172
其中Lm为在距离LED输入边缘的距离Z处的区域m(m=n-2,n-1,n,n+1,n+2)的区域Am的亮度。每个区域Am可由宽度WA和高度HA定义。
表1显示两种1.1mm和2.1mm厚度的玻璃片以及各种不同W/H值但具有相同W/S值的各种配置的模型化通道的计算LDI。全部H、W和S值以微米(μm)给定。具有大于0.70的LDI的玻璃片被认为通过(可接受),其中具有等于或小于0.70的LDI的玻璃片被认为不通过。然而,应注意,作为通过与不通过之间的判断的0.70有些主观,并且可根据特定应用和需要而改变。例如,在一些应用中,LDI可以小于0.70。
表1A提供了阶梯横截面形状的数据,而表1B提供了弧形横截面形状(例如,圆截面通道)的数据。数据显示随着通道的深度(H)增大,LDI也增大。数据显示,随着玻璃片厚度减小,具有更小的H/S比率的通道变得足够有效以满足1D局部调光的要求(LDI值>0.7),而在更厚玻璃上制造的具有相同H/S比率的通道对于1D局部调光不够有效。此优势对于PMMA或其他塑料基光导件不可轻易地获得,因为薄PMMA对于大型TV应用受到低的机械强度和高的热膨胀的困扰。在表1A至表4B中以微米给定全部H、S和W值。
表1A
Figure BDA0002666620510000181
表1B
Figure BDA0002666620510000182
下文表2A(阶梯)和表2B(弧形)显示包括对于1.1mm和2.1mm厚的玻璃片具有不同W/S比率但具有相同H/S比率的通道的玻璃片的计算LDI,所述1.1mm和2.1mm厚的玻璃片由于改变通道之间的峰宽W而产生。通道本身保持不变。对于具有相同深度与宽度比率H/S但不同峰宽W和因此不同W/S比率的通道,1.1mm厚的玻璃片显示出比2.1毫米厚的玻璃片更好的LDI。数据另外显示,随着玻璃片厚度更小,具有更大W/S比率的通道对于1D局部调光变得足够有效(其中LDI>0.7)。
表2A
Figure BDA0002666620510000191
表2B
Figure BDA0002666620510000201
表3A(阶梯)和表3B(弧形),和下文的表4A(阶梯)和表4B(弧形)显示包括由于改变通道深度产生的0.6mm厚玻璃片的通道的玻璃片的计算LDI。对于具有相同W/S比率但由于改变通道深度H而产生的不同H/S的通道,在H、S和W具有相同值的情况下,0.6mm厚的玻璃片显示比在表1A、表1B和表2A、表2B中存在的1.1mm或2.1mm厚的玻璃片的任一个更好的LDI。全部H、S和W值以微米给定。
表4A和表4B呈现与表3A、表3B相同的玻璃片的模型化数据,但假定峰宽W和通道宽度S为表3A和表3B中假定的峰宽W和通道宽度S的一半。比较表3A、表3B与表4A、表4B,减少的周期P展现出类似的行为。全部H、S和W值以微米给定。
表3A
Figure BDA0002666620510000211
表3B
Figure BDA0002666620510000212
表4A
Figure BDA0002666620510000221
表4B
Figure BDA0002666620510000222
下文表5显示背光单元的LGP、LED和通道参数,该背光单元包括具有在单个主表面中形成的梯形通道的玻璃片(见图3C、图4A)。
表5
LGP厚度T(mm) 1.1
LGP宽度(mm) 500
LGP长度(mm) 1000
通道周期P(mm) 100
通道底部宽度S'(μm) 10
局部调光区域宽度(mm) 100
处于单个局部调光区域中的LED 10
LED-LGP间隙(mm) 0.01
LED宽度(mm) 1.0
LED长度(mm) 3.6
图8标绘了作为不同通道深度(A=0.8001mm,B=0.7001mm,C=0.6001mm,D=0.5001mm,E=0.4001mm,F=0.3001mm,G=0.2001mm,H=0.1001mm,J=0.0001mm)的通道壁角Θ的函数的在距离光输入边缘300mm处的LDI。如曲线说明,LDI随着通道深度增加而增加。LDI也随着壁角Θ增加而增加。壁角Θ的影响随着增大通道深度而变得更强。对于上述参数,75%或更大的LDI可使用至少约0.4mm(曲线E)的通道深度和至少约150゜的壁角来实现。类似的LDI值可使用更大的通道深度与更小的壁角来实现(见曲线A至曲线D)。
下文表6显示一背光单元的LGP、LED和伸长微结构参数,该背光单元包括具有在单个主表面上形成的透镜状伸长微结构的玻璃片(见图5A)。
表6
LGP厚度T(mm) 1.1
LGP宽度(mm) 500
LGP长度(mm) 750
LGP折射率 1.50
透镜状宽度W(mm) 0.886
透镜状高度H(mm) 0.15
局部调光区域宽度(mm) 150
处于单个局部调光区域中的LED 10
LED-LGP间隙(mm) 0.01
LED宽度(mm) 1.0
LED长度(mm) 4.5
图9A至图9B分别描绘了作为相邻透镜状伸长微结构之间的间距的函数的距离输入边缘300mm和450mm的LDI和平直度。如图9A图示,LDI随着相邻伸长微结构之间的间隙增大而减小。反的,如图9B图示,平直度随着相邻伸长微结构之间的间隙增大而增大。对于上述参数,优良的局部调光效能(如大约80%的LDI和小于0.2%的平直度指出)可当在相邻透镜状伸长微结构之间使用0.2mm间距或更少间距时在450mm处实现。
图10A至图10B分别描绘一背光单元的LDI和平直度,该背光单元包括具有在主表面两者上的透镜状伸长微结构的玻璃片(见图6A)。根据相邻透镜状伸长微结构之间的间隙距离计算距离输入边缘300和450mm距离的LDI和平直度。相比于仅在一个主表面上具有透镜状结构的玻璃片(见图9A至图9B),对于在两面上具有透镜状结构的玻璃片(见图10A至图10B),LDI和平直度都提高。在距离光输入边缘450mm处且0.22mm间隙处,LDI为91%和平直度为0.1%,从而显示出色的局部调光效能。另外,相比于仅在一面上具有透镜状伸长微结构的玻璃片,对于在两个主表面上具有透镜状伸长微结构的玻璃片,大于80%的LDI可在透镜状伸长微结构之间更加宽广的间隙范围(0~0.9mm)内获得。
根据各实施例,现参看图11A至图15C,玻璃片的第一主表面30或第二主表面32或第一主表面30和第二主表面32两者可包括多个光提取特征80、多个光提取特征82。在一些实施例中,图案化光提取特征。如此处根据一些实施例所使用,术语“图案化”意图表示多个光提取特征80以任意给定图案或设计(其可例如重复的或非重复的、均匀或非均匀的布置)呈现在玻璃表面上或玻璃表面中。在一些实施例中,光提取特征80、光提取特征82可位于邻近表面(例如,表面下方)的LGP的基质内。例如,光提取特征可分布在整个表面上,例如,作为组成粗糙或突起表面的构造特征,或可分布在整个LGP或其部分内。用于产生此种光提取特征的适当方法可包括印刷,诸如墨喷式印刷、丝网印刷、微印刷和类似的、织构、机械粗加工、蚀刻、注塑、涂敷、激光损害或上述各者的任意组合。此种方法的非限制示例包括,例如,酸蚀刻表面、使用TiO2涂敷表面、以及通过将激光聚焦在表面上或LGP的基质内来激光损害LGP。
在一个或多个实施例中,可例如通过蚀刻形成光提取特征80、光提取特征82,其中第一主表面30和/或第二主表面32的部分例如通过印刷来涂有适当耐酸材料,并且在其中待形成光提取特征的第一主表面30和/或第二主表面32的那些部分保持不含耐酸材料。然后,如此涂布表面可暴露于适当酸性溶液一段时间和处于蚀刻玻璃片的表面所需的温度下,以形成具有所需深度或高度和宽度的通道或伸长微结构,诸如通过将玻璃片浸泡进酸性溶液中。在其中仅蚀刻玻璃片的单个主表面的实施例中,相对的主表面可由耐酸材料整体覆盖。另外,边缘表面也可镀有耐酸材料。酸性溶液可以包括例如HF、H2SO4、HCl和上述各者的组合。在某些实施例中,蚀刻方法可适于具有黏性η和杨氏弹性模数E的玻璃组分,其中η/E<0.5秒。
在一个或多个实施例中,光提取特征80、光提取特征82也可在玻璃形成工艺期间,例如在形成玻璃带之后但在冷却带以形成玻璃片之前形成。冷却之前的玻璃带可保持足够黏性而可操纵以产生所需特征。例如,光提取特征80、光提取特征82可经由操纵直接接触力,例如使用压花辊而形成。可加工辊以当在玻璃带上压印时产生所需光提取特征80、光提取特征82。在玻璃形成工艺的黏性区域中,玻璃带可经由辊拉拔以产生所需通道或伸长微结构。传递函数可用以描述加工特征与产生的玻璃图案之间的比率,其可例如导致接触力、拉力和黏性伸展或热膨胀。在各实施例中,蚀刻方法可适于具有黏性η和杨氏弹性模数E的玻璃组分,其中0.0005秒<η/E<0.2秒。
在一个或多个实施例中,光提取特征80、光提取特征82可通过相对于带的剩余部分提供局部加热和冷却的区域而在玻璃带的表面上另外形成。在一些实施例中,此种区域可通过使用热气体和/或冷气体(例如,空气)压印玻璃带而产生。伸长微结构的纵横比(H/W)(H’/W’)可通过例如直接或间接加热或冷却的方法,通过改变气流穿过的孔口,和/或通过改变气流速率而控制。用于局部加热或冷却玻璃带的示例性方法可例如使用热沉工具,lapinski管,位于滑动闸门位置中的doctari系统或其他类似设备。在某些实施例中,局部加热/冷却方法可适于具有黏性η和杨氏弹性模数E的玻璃组分,其中3.3x10-7秒<η/E<1.6x10-5秒。
图11A和图11B图示包括玻璃片28的光导板的两个主表面的顶部平面图,玻璃片28包括在第一主表面30上提供伸长微结构和在相对第二主表面32上提供光提取特征80、光提取特征82的通道60。
图12A和图12B图示包括玻璃片28的光导板的两个主表面的顶部平面图,玻璃片28包括在第一主表面30上提供伸长微结构和在第一主表面30和相对第二主表面32上提供光提取特征80、光提取特征82的通道60。
图13A至图13B图示包括玻璃片28的光导板的两个主表面的顶部平面图,玻璃片28包括在第一主表面30和第二主表面32上提供伸长微结构和在第二主表面32上提供光提取特征80、光提取特征82的通道60。
图14A至图14B图示包括玻璃片28的光导板的两个主表面的顶部平面图,玻璃片28包括在第一主表面30和第二主表面32上提供伸长微结构和在第一主表面30和第二主表面32上提供光提取特征80、光提取特征82的通道60。
根据一个或多个实施例,形成光提取特征80、光提取特征82的各种工艺,尤其化学蚀刻或激光辅助化学蚀刻,可用以在玻璃片的第一主表面30和/或第二主表面32上形成合适形状、大小和图案化的光提取特征。在一些实施例中,光提取特征包括多个分立凹形微结构。在特定实施例中,光提取特征包括蚀刻的分立微结构。
在一个或多个实施例中,包括玻璃片28的玻璃制品可用作光导板,其根据本文描述的各实施例可包括背光单元(backlight unit;BLU)的部分。在一些实施例中,光提取特征包括按图案布置的多个分立凹形微结构。在一些实施例中,光提取特征随机布置(或以随机布置)而不是按图案。图11A至图14B示出光提取特征80、光提取特征82的图案的示例。分立凹形微结构可为根据一个或多个实施例的蚀刻的微结构。在一些实施例中,光提取特征80、光提取特征82按图案布置以跨至少一个光导板的第一主表面产生大体上均匀的光输出强度。在一些实施例中,以多个分立凹形微结构的形式的光提取特征包括从由以下各者组成的组中选择的形状:球形、椭圆形、圆柱形、棱柱形、圆锥形或方锥形。
现参看图15A至图15C,可用以优化凹形微结构提取图案的光提取特征的光提取法以获得均匀光提取的参数为宽度W2、间距S2、深度H2和/或宽度、间距和深度的任意两个或三个的组合。在一些实施例中,W2与H2的比率在从约1至约150的范围中。在一些实施例中,W2与H2的比率在从约2至约100的范围中。在一些实施例中,W2与S2的比率在从约0.002至25、0.01至10、0.02至5的范围中。在图11B至图14B中图示的实施例示出具有宽度W2、间距S2和深度H2的不同值的光提取特征80、光提取特征82。间距S2可根据提取图案设计而固定或变化。例如,在图15A至图15C中,邻近于发光二极管(light emitting diode;LED)36的光提取特征82具有小于远离发光二极管36的光提取特征80的宽度和间距的宽度W2和间距S2。可为凹形微结构尺寸形式的光提取特征80、光提取特征82可从中心至两面边缘相同或从中心至两面边缘略微不同。如在图15A至图15C中示出,提取图案通常由多个成行的水平凹形微结构组成。在一个或多个实施例中,为获得均匀的光提取,水平凹形微结构线的提取强度随着其距离最靠近LED的光耦合边缘的距离的增大而增大。如在图15C中图示,提取因子用以描述水平凹形微结构线n的提取强度,其定义为由线n提取的总光功率(Pf,n+Pb,n)与总注入功率与线n(Pin,n)的比率,其中第一主表面30为组件之前面以及第二主表面32为组件的背面。
图16图示作为距离输入边缘的提取线距离的函数的提取因子的模型化曲线,以在输出边缘处在没有反射镜的LGP中实现均匀的光提取,以获得穿过LGP透射的光的总光功率与输入边缘处的总光功率的不同功率比(Pout=输入边缘处的总光功率,Pin=穿过LGP的总光功率,Pout/Pin)。LGP的光衰减系数为0.3/m。因为Pout/Pin的比率越低,损失的光越少。如在图16中图示,Pout/Pin的低比率在输出边缘处要求更高的提取因子。为了实现Pout/Pin=10.5%(LGP光损失),最后线的提取因子应为0.007。
图17图示作为距离输入边缘的提取线距离的函数的提取因子的曲线,在输出边缘处在具有反射镜的LGP中实现均匀的光提取,以获得穿过LGP的光与输入光的不同功率比(Pout/Pin)。输出边缘为具有95%的反射率的镜面反射镜。由于使用输出边缘反射镜导致光再循环,LGP的光损失将约为(Pout/Pin)2。相比于第一种情况(在图16中图示),对于相同的光损失量,输出边缘反射镜的使用可明显地减少靠近输出边缘的提取因子的所需值。例如,为了实现LGP光损失为7.7%(对于Pout/Pin=0.277),最后线的所需提取因子仅约为0.002。这将提供制造提取特征的更多操作空间。
图18图示作为具有不同厚度(1.1、1.5或1.8mm)的LGP的孔宽度的函数的一条提取线的提取因子的曲线。孔具有球形形状。孔深为20微米,以及两个孔之间的中心至中心间距为1.0mm。提取因子随着孔宽度增大而增大,并且在~250微米的孔宽度处最大化。也应注意,在更薄LGP处实现更强的光提取。
图19图示作为具有不同厚度(1.1、1.5或1.8mm)的LGP的孔深的函数的一条提取线的提取因子的曲线。孔具有球形形状。孔宽度为100微米,以及两个孔之间的中心至中心间距为1.0mm。提取因子随着孔深的增加而增大。此外,在更薄LGP处实现更强的光提取。
图20A至图20B图示对于图20A中的20微米的孔深和在图20B中的40微米的孔深,作为具有不同厚度(1.1、1.5或1.8mm)的LGP的孔间距的函数的一条提取线的提取因子的曲线。孔宽度为100微米。提取因子随着孔间距的增大而减小。在更薄LGP处实现更强的光提取。当孔间距为0.2毫米时,其中孔深为40微米,厚度为1.8、1.5和1.1mm的LGP的提取因子分别为0.0038、0.0045和0.0062。对于具有1mm线间间距的700mm长LGP中的全部三个不同厚度LGP(见图17),可使用上述提取因子实现小于4%的LGP光损失。
图21示出作为LGP厚度的函数(其中孔深、宽度和间距分别为20微米、100微米级1.0mm)的一条提取线的提取因子的曲线。提取因子随着LGP厚度的减小而增大。
上文描述了用于形成光提取特征的不同方法。图22A至图22C示出包括双凸透镜特征的三个示例性实施例,其中光提取特征80在图22A中示出的提取图案为球形并且具有250微米的由扫描电子显微镜(scanning electron microscope;SEM)W2测量的宽度、45微米的高度H2、和在约5至500微米范围中的W2和在约10微米至10mm范围中的S2间距。图22B图示当不连续透镜状结构具有约200微米的开口81和约450微米之间距(间距指孔/凹坑的中心至中心间距)时的提取特征80。图22C为图22B的负像。
一个或多个实施例提供一种制造玻璃制品或光导板的方法,该方法包括以下步骤:在玻璃片的第一主表面中形成多个通道,该玻璃片另外包括与该第一主表面相对的第二主表面,其中多个通道的相邻通道分隔非零间距S,多个通道中的至少一个通道包括最大深度H和在最大高度的二分之一(H/2)处测量的宽度W以及包括在从约1至约15的范围中的比率W/H。方法另外包括在第一主表面和第二主表面中的至少一个中形成光提取特征。
在方法的实施例中,形成多个通道和形成光提取特征包括掩蔽和蚀刻第一主表面和第二主表面中的至少一个。在方法的实施例中,方法可包括同时形成多个通道和多个光提取特征。
在一个或多个实施例中,蚀刻为从以下工艺组成的组中选择:酸蚀刻、喷蚀刻、HF酸蚀刻、反应性离子蚀刻和湿蚀刻。在方法的一个或多个实施例中,形成多个通道中的至少一个和形成光提取特征包括掩蔽和从由以下组成的组中选择的工艺:喷砂、喷雾、压印和水冲。
在方法的一个或多个实施例中,W/H在从约2至约10的范围中,或在从约2.5至约10的范围中,或在从约0.1至约5的范围中。在一个或多个实施例中,W/S在从约0.1至约30的范围中,或在从约0.25至约10、0.5至2的范围中。在一个或多个实施例中,玻璃片的最大厚度T在从约0.1mm至约2.1mm的范围中。
在方法的一个或多个实施例中,多个通道中的至少一个通道的最大深度H与玻璃片的最大厚度T的比率(H/T)从约0.01变化至约0.9,或从约0.01变化至约0.5,或从约0.0125变化至约0.3,或从约0.02变化至约0.1。
根据方法的一个或多个实施例,玻璃片包括在从约60mol%至约80mol%的范围中的SiO2,在从约0mol%至约20mol%的范围中的Al2O3,在从约0mol%至约15mol%的范围中的B2O3,并且包括小于约50ppm的Fe浓度。
在一些实施例中,形成多个通道和形成光提取特征包括掩蔽和蚀刻第一主表面和第二主表面中的至少一个。在一些实施例中,方法包括同时形成多个通道和多个光提取特征。在特定实施例中,多个通道和多个光提取特征以单个蚀刻步骤形成于主表面上的玻璃片的一面上。
蚀刻可包括酸蚀刻、HF酸蚀刻、活性离子蚀刻和湿蚀刻的一种或更多种。在一些实施例中,形成多个通道中的至少一个和形成光提取特征包括掩蔽和从由以下组成的组中选择的工艺:喷砂、喷雾、压印和水冲。
示例
制造两个样品基板。每个基板由在一片8.5英寸x11英寸IRISTM玻璃的相同主表面上的透镜状线和均匀提取特征(球形孔)组成,该8.5英寸x11英寸IRISTM玻璃(可从Corning公司购买)具有1.1mm的厚度。使用抗蚀剂作为屏蔽来丝网印刷具有提取图案的线。用于印刷的丝网为具有150x150微米线和250微米点图案的360个筛孔不锈钢丝网。
示例1
使用ESTS-3000(可从Sun Chemical公司(www.sunchemical.com)购买)作为抗蚀剂的第一样品,其经丝网印刷。IRISTM玻璃的裸露玻璃基板在200℃下预烘烤、冷却至室温、置于丝网印刷机中、并且使用可从Sun Chemical公司购买的ESTS-3000丝网油墨(使用芳香族溶剂(ER-Solv18)稀释至5%(重量))、使用5-50cm/s的涂刷速度和2mm的丝网基板间隙印刷。在图案经受浴蚀刻机(其中基板水平放置,并稍后缓慢搅拌30至70分钟)之前,在140℃下后烘烤一个小时。蚀刻通过在蚀刻屏蔽上方喷蚀刻10%HF-30%H2SO4酸性溶液并且使用去离子水冲洗和去除屏蔽而进行。
示例2
使用从Sun Chemical获得的CGSN-XG77油墨的第二样品,其如下文经丝网印刷。IRISTM玻璃的裸露玻璃基板在200裸露下预烘烤,冷却至室温,置于丝网印刷机中,并使用CGSN-XG77油墨、使用10cm/s的涂刷速度和2mm的丝网基板间隙来印刷。在图案经受浴蚀刻机(其中基板水平放置,并稍后缓慢搅拌(30至70分钟))之前,在140℃下后烘烤一个小时。蚀刻通过在蚀刻屏蔽上方喷蚀刻10%HF-30%H2SO4酸性溶液并且使用去离子水冲洗和去除屏蔽而进行。
来自使用ESTS-3000油墨的工艺的蚀刻透镜状线通过KLA-Tencor P011轮廓仪来测量,该KLA-Tencor P011轮廓仪使用具有约2微米触针和60度夹角、2mg力常数、100Hz采样率、50微米/秒扫描频率和高达8mm的扫描长度的金刚石触针。轮廓仪测量基板上的蚀刻透镜状线的58微米的深度。从使用CGSN-XG77油墨形成的样品处获得的蚀刻透镜状线的测量示出80微米的深度。
扫描电子显微镜用以检查在伸长微结构之间的玻璃基板上形成的透镜状通道。图23A示出放大25倍的扫描电子显微镜(scanning electron microscope;SEM)照片,显示出在根据示例1形成的伸长微结构之间形成的透镜状通道内包括的光提取特征。图23B图示包括在两个伸长微结构之间形成的通道内的光提取特征的200倍放大SEM照片。图23C为图23B在放大200倍下的横截面。
图24A示出根据示例2产生的透镜状特征的SEM照片,显示出伸长微结构与在伸长微结构之间的通道和包括在通道中的光提取特征。图24B为包括在通道中的光提取特征的200X放大SEM照片。通道宽度测量为约264微米,以及光提取特征的直径测量为339微米。图24C为图24B的横截面,显示出伸长微结构具有约81.4微米的深度。
因此,本公开的实施例关于包括玻璃片的玻璃制品,该玻璃片可用作全玻璃光导板,并且可为如本文描述的背光单元的一部分。背光单元可为显示装置的部分。根据一个或多个实施例,全玻璃光导板指其中提供局部调光的伸长微结构和光提取特征由玻璃制成,并且在一些实施例中,伸长微结构和光提取特征与玻璃制品、玻璃基板或玻璃片一体形成的光导板。换言的,在一个或多个实施例中,包括提供局部调光的伸长微结构和光提取特征的光导板为单个整体玻璃制品,以及光提取特征和伸长微结构不由除玻璃以外的材料制成。
第一实施例涉及玻璃制品,该玻璃制品包括包括第一主表面的玻璃片,第一主表面包括在其中形成的多个通道,其中多个通道的相邻通道以非零距离W分开,多个通道中的至少一个通道包括最大深度H和在最大深度的二分之一(H/2)处测量的宽度S,以及包括在从约1至约15的范围中的比率W/H;以及玻璃片另外包括与第一主表面相对的第二主表面,并且第一主表面和第二主表面中的至少一个包括在其中形成的光提取特征。
在第二实施例中,W/H在从约2至约10的范围中。在第三实施例中,W/H在从约2.5至约10的范围中。在第四实施例中,第一实施例至第三实施例包括在从约0.1至约5的范围中的W/S。在第五实施例中,第一实施例至第三实施例包括在从约0.2至约3的范围中的W/S。在第六实施例中,第一实施例至第三实施例包括在从约0.3至约1的范围中的W/S。在第七实施例中,第一实施例至第六实施例包括在从约0.1mm至约2.5mm的范围中的玻璃片的最大厚度T。在第八实施例中,第七实施例包括在从约0.6至约2.1mm的范围中。在第九实施例中,第一实施例至第八实施例为光提取特征包括多个蚀刻的分立微结构。
在第十实施例中,第一实施例至第九实施例使得玻璃片包含在从约60mol%至约80mol%的范围中的SiO2,在从约0mol%至约20mol%的范围中的Al2O3,在从约0mol%至约15mol%的范围中的B2O3,并且包括小于约50ppm的Fe浓度。在第十一实施例中,第一实施例至第十实施例使得多个通道中的至少一个通道的最大深度H与该玻璃片的最大厚度T的比率(H/T)的范围为从约0.01至约0.9。在第十二实施例中,第十一实施例使得H/T的范围为从约0.01至约0.5。
在第十三实施例中,第十一实施例使得H/T从约0.0125变化至约0.3。在第十四实施例中,第十一实施例使得H/T从约0.02变化至约0.1。在第十五实施例中,第一实施例至第十四实施例使得玻璃片另外包括与第一主表面相对的第二主表面,第二主表面包括多个通道,其中在多个通道中的相邻通道分隔非零间距S’。在第十六实施例中,第一实施例至第十五实施例使得多个通道中的至少一个通道由一材料至少部分地填充,该材料包括低于该玻璃片的折射率至少约10%的折射率。在第十七实施例中,第一实施例至第十六实施例使得多个通道中的至少一个通道包括矩形的、弧形的、或梯形的横截面形状。
在第十八实施例中,第十七实施例使得至少一个通道包括包括从大于约90゜变化至小于约160゜的壁角Θ的梯形横截面形状。在第十九实施例中,第一实施例至第十八实施例使得光提取特征包括按图案布置的多个分立凹形微结构。在第二十实施例中,第一实施例至第十九实施例使得光提取特征随机布置。在第二十一实施例中,第十九实施例至第二十实施例使得分立凹形微结构一体形成于玻璃片中。在第二十二实施例中,第二十一实施例使得分立凹形微结构为蚀刻的微结构。在第二十三实施例中,第一实施例至第二十二实施例使得多个分立凹形微结构包括从由以下各者组成的组中选择的形状:球形、椭圆形、圆柱形、棱柱形、圆锥形或方锥形。
在第二十四实施例中,第十九实施例至第二十三实施例使得每个分立凹形微结构具有深度H2和宽度W2,并且其中W2与H2的比率在从约1至约150的范围中。在第二十五实施例中,第一实施例至第二十四实施例使得每个分立凹形微结构具有深度H2和宽度W2,并且其中W2与H2的比率在从约2至约100的范围中。在第二十六实施例中,第十九实施例至第二十三实施例使得相邻分立凹形微结构具有中心和中心至中心间距S2,并且W2与S2的比率在从约0.002与25的范围中。在第二十七实施例中,第一实施例至第二十六实施例使得通道在第一主表面上,并且光提取特征在第二主表面上。在第二十八实施例中,第一实施例至第二十六实施例使得通道在第一主表面上或第二主表面上,并且光提取特征在包括通道的主表面上。
在第二十九实施例中,第一实施例至第二十六实施例使得通道在第一主表面和第二主表面上,并且光提取特征在第一主表面和第二主表面上。在第三十实施例中,第一实施例至第二十九实施例使得光提取特征按图案布置以跨玻璃片的第一主表面产生大体上均匀的光输出强度。在第三十一实施例中,第一实施例至第三十实施例使得玻璃制品包括光导板。在第三十二实施例中,第二实施例至第三十实施例使得玻璃制品包括背光单元。在第三十三实施例中,第一实施例至第三十二实施例的任一个使得玻璃制品包括显示装置。
第三十四实施例关于背光单元,该背光单元包括根据第一实施例至第三十一实施例的任一个的玻璃制品;以及沿玻璃片的至少一个边缘表面按阵列布置的多个发光二极管。第三十五实施例关于包括第三十四实施例的背光单元的LCD显示装置。
第三十六实施例关于一种制造光导板的方法,该方法包括在玻璃片的第一主表面中形成多个通道,该玻璃片另外包括与第一主表面相对的第二主表面,其中多个通道的相邻通道以非零距离W分开,多个通道中的至少一个通道包括最大深度H和在最大深度的二分子一(H/2)处测量的宽度S,以及包括在从约1至约15的范围中的比率W/H;以及在第一主表面和第二主表面中的至少一个中形成多个光提取特征。在第三十七实施例中,第三十六实施例使得形成多个通道和形成光提取特征包括掩蔽和蚀刻第一主表面和第二主表面中的至少一个。在第三十八实施例中,第三十六实施例或第三十七实施例包括同时形成多个通道和多个光提取特征。在第三十九实施例中,第三十七实施例或第三十八实施例包括从由以下组成的组中选择的蚀刻:酸蚀刻、HF酸蚀刻、活性离子蚀刻和湿蚀刻。
在第四十实施例中,第三十六实施例至第三十九实施例包括形成多个通道中的至少一个,并且形成光提取特征包括掩蔽,以及从由以下组成的组中选择的工艺:喷砂、喷雾、压印和水冲。在第四十一实施例中,第三十六实施例至第四十实施例使得W/H在从约1至约15的范围中。在第四十二实施例中,第三十六实施例至第四十实施例使得W/S在从约0.1至约30的范围中。在第四十三实施例中,第三十六实施例至第四十二实施例使得玻璃片的最大厚度T在从约0.1mm至约2.5mm的范围中。在第四十四实施例中,第四十三实施例使得多个通道中的至少一个通道的最大深度H与玻璃片的最大厚度T的比率(H/T)的范围为从约0.01变化至约0.9。在第四十五实施例中,第四十四实施例使得H/T的范围为从约0.01至约0.5。在第四十六实施例中,第四十四实施例使得H/T的范围为从约0.0125至约0.3。在第四十七实施例中,第四十四实施例使得H/T的范围为从约0.02至约0.1。在第四十八实施例中,第三十六实施例至第四十七实施例使得玻璃片包含在从约60mol%至约80mol%的范围中的SiO2,在从约0mol%至约20mol%的范围中的Al2O3,在从约0mol%至约15mol%的范围中的B2O3,并且包括小于约50ppm的Fe浓度。
本文表示的范围从“约”一个特定值和/或至“约”另一特定值。当表示此种范围时,另一实施例包括从一个特定值和/或至另一个特定值。同样地,当值通过使用先行词“约”而表示为近似值时,应理解特定值形成另一实施例。应进一步理解,范围的每个的端点相对于另一个端点都为重要的,并且独立于另一个端点。
本文使用的方向术语,例如上、下、右、左、前、后、顶部、底部仅参考所绘制的附图进行,并不意指绝对方向。
除非另有明确规定,否则本文阐述的任意方法都不能被解释为要求其步骤按照特定的顺序执行,也不要求任何设备和特定的方向。因此,在方法权利要求实际上并未叙述其步骤遵循的顺序,或者任意设备权利要求实际上未叙述单独部件的顺序或取向,或者在权利要求书或说明书中没有明确叙述步骤将受限于具体顺序,或者未叙述设备的部件的具体顺序或取向的情况下,决不意图在任意方面推断顺序或取向。这适用于解释的任何可能的非表达基础,包括:关于步骤安排、操作流程、部件顺序或部件方向的逻辑事项;来自语法组织或标点的简单含义,以及;说明书中描述的实施例的数量或类型。
如本文所用,除非上下文另外明确指出,否则单数形式“一”,“一个”和“该”包括复数指示物。因此,例如,除非上下文另外明确指出,对“一”部件的引用包括具有两个或更多个此种部件的方面。
对于本领域的技术人员而言显而易见地为,在不脱离本公开的精神和范畴的情况下,可对本公开的实施例进行各种修改和变化。因此,本公开旨在覆盖此种修改和变化,条件是它们落入所附权利要求书和其等同物的范围内。

Claims (40)

1.一种用于背光单元的玻璃制品,所述玻璃制品包括玻璃片,所述玻璃片包括第一主表面,所述第一主表面包括在其中形成的多个通道,其中所述多个通道中的相邻通道以非零距离W分开,所述多个通道中的至少一个通道包括最大深度H和在所述最大深度的二分之一(H/2)处测量的宽度S,其中W为在所述通道的所述最大深度的二分之一(H/2)处的相邻通道之间的距离,W对应于所述背光单元的局部调光区域的宽度,并且所述通道包括在1至15的范围中的比率W/H;以及
所述玻璃片进一步包括与所述第一主表面相对的第二主表面,所述第一主表面包括在其中形成的光提取特征,或所述第二主表面包括在其中形成的光提取特征,或所述第一主表面和所述第二主表面二者包括在其中形成的光提取特征。
2.如权利要求1所述的玻璃制品,其中W/H在从2至10的范围中。
3.如权利要求1所述的玻璃制品,其中W/S在从0.1至5的范围中。
4.如权利要求1所述的玻璃制品,其中所述玻璃片的最大厚度T在从0.1mm至2.5mm的范围中。
5.如权利要求4所述的玻璃制品,其中T在从0.6mm至2.1mm的范围中。
6.如权利要求1所述的玻璃制品,其中所述光提取特征包括多个蚀刻的分立微结构。
7.如权利要求1所述的玻璃制品,其中所述玻璃片包含在从60mol%至80mol%的范围中的SiO2,在从0mol%至20mol%的范围中的Al2O3,在从0mol%至15mol%的范围中的B2O3,并且包括小于50ppm的Fe浓度。
8.如权利要求1所述的玻璃制品,其中在所述多个通道中的所述至少一个通道的所述最大深度H与所述玻璃片的最大厚度T的比率(H/T)的范围为从0.01至0.9。
9.如权利要求8所述的玻璃制品,其中H/T的范围为从0.01至0.5。
10.如权利要求8所述的玻璃制品,其中H/T的范围为从0.02至0.1。
11.如权利要求1所述的玻璃制品,其中所述玻璃片进一步包括与所述第一主表面相对的第二主表面,所述第二主表面包括多个通道,其中所述多个通道中的相邻通道以非零间距S'分开。
12.如权利要求1所述的玻璃制品,其中在所述多个通道中的至少一个通道由一材料至少部分地填充,所述材料包括低于所述玻璃片的折射率至少10%的折射率。
13.如权利要求1所述的玻璃制品,其中在所述多个通道中的所述至少一个通道包括矩形的、弧形的、或梯形的横截面形状。
14.如权利要求13所述的玻璃制品,其中所述至少一个通道包括梯形横截面形状,所述梯形横截面形状包括范围为从大于90°至小于160°的壁角Θ。
15.如权利要求1所述的玻璃制品,其中所述光提取特征包括按图案布置的多个分立凹形微结构。
16.如权利要求1所述的玻璃制品,其中所述光提取特征是呈随机布置。
17.如权利要求15所述的玻璃制品,其中所述分立凹形微结构一体形成在所述玻璃片中。
18.如权利要求17所述的玻璃制品,其中所述分立凹形微结构为蚀刻的微结构。
19.如权利要求15所述的玻璃制品,其中所述多个分立凹形微结构包括从由以下各者组成的组中选择的形状:球形、椭圆形、圆柱形、棱柱形、圆锥形和方锥形。
20.如权利要求15所述的玻璃制品,其中每个分立凹形微结构具有深度H2和宽度W2,并且其中W2与H2的比率在从1至150的范围中。
21.如权利要求15所述的玻璃制品,其中相邻分立凹形微结构具有中心,中心至中心间距S2,并且W2与S2的比率在从0.002至25的范围中。
22.如权利要求1所述的玻璃制品,其中所述通道在所述第一主表面上,并且所述光提取特征在所述第二主表面上。
23.如权利要求1所述的玻璃制品,其中所述光提取特征在所述第一主表面上。
24.如权利要求1所述的玻璃制品,其中所述通道在所述第一主表面和所述第二主表面上,并且所述光提取特征在所述第一主表面和所述第二主表面上。
25.如权利要求1所述的玻璃制品,其中所述光提取特征按图案布置以跨所述玻璃片的所述第一主表面产生大体上均匀的光输出强度。
26.如权利要求2所述的玻璃制品,其中W/H在从2.5至5的范围中。
27.一种制造用于背光单元的光导板的方法,包括:
在玻璃片的第一主表面中形成多个通道,所述玻璃片进一步包括与所述第一主表面相对的第二主表面,其中所述多个通道中的相邻通道以非零距离W分开,所述多个通道中的至少一个通道包括最大深度H和在所述最大深度的二分之一(H/2)处测量的宽度S,其中W为在所述通道的所述最大深度的二分之一(H/2)处的相邻通道之间的距离,W对应于所述背光单元的局部调光区域的宽度,并且所述通道包括在从1至15的范围中的比率W/H;以及
在所述第一主表面中形成多个光提取特征,或在所述第二主表面中形成多个光提取特征,或在所述第一主表面和所述第二主表面二者中形成多个光提取特征。
28.如权利要求27所述的方法,其中形成所述多个通道和形成所述光提取特征包括掩蔽和蚀刻所述第一主表面或所述第二主表面中的至少一个。
29.如权利要求27所述的方法,进一步包括同时地形成所述多个通道和所述多个光提取特征。
30.如权利要求28所述的方法,其中蚀刻为从以下工艺组成的组中选择:酸蚀刻、活性离子蚀刻和湿蚀刻。
31.如权利要求28所述的方法,其中蚀刻为HF酸蚀刻。
32.如权利要求27所述的方法,其中形成所述多个通道中的至少一个和形成所述光提取特征包括掩蔽,以及从由以下工艺组成的组中选择的工艺:喷砂、喷雾、压印和水冲。
33.如权利要求27所述的方法,其中W/H在从2至10的范围中。
34.如权利要求27所述的方法,其中W/S在从0.1至30的范围中。
35.如权利要求27所述的方法,其中所述玻璃片的最大厚度T在从0.1mm至2.5mm的范围中。
36.如权利要求35所述的方法,其中在所述多个通道中的至少一个通道的所述最大深度H与所述玻璃片的最大厚度T的比率(H/T)的范围为从0.01至0.9。
37.如权利要求36所述的方法,其中H/T的范围为从0.01至0.5。
38.如权利要求36所述的方法,其中H/T的范围为从0.0125至0.3。
39.如权利要求36所述的方法,其中H/T的范围为从0.02至0.1。
40.如权利要求27所述的方法,其中所述玻璃片包含在从60mol%至80mol%的范围中的SiO2,在从0mol%至20mol%的范围中的Al2O3,在从0mol%至15mol%的范围中的B2O3,并且包括小于50ppm的Fe浓度。
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