KR20210080586A - 유리 풍화를 저해하기 위한 유기 실리케이트 필름들 - Google Patents

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지양웨이 펑
와기샤 세나라트네
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Abstract

엣지 표면 및 두께를 정의하는 적어도 두 개의 주 표면들을 포함하고 상기 엣지 표면은 광원으로부터 광을 수광하도록 구성되고 상기 유리 기판은 상기 광원으로부터의 광을 분산시키도록 구성된 유리 기판; 및 상기 적어도 두 개의 주 표면들 중 하나 위에 배치된 유기 실리케이트 필름을 포함하는 도광판. 도광판으로서 사용하기 위해 유리 기판을 가공하는 방법들 및 디스플레이 제품들도 제공된다.

Description

유리 풍화를 저해하기 위한 유기 실리케이트 필름들
[관련 출원에 대한 상호 참조]
본 출원은 2018년 11월 20일 출원된 미국 가출원 제62/769661호의 35 U.S.C.§119 하의 우선권의 이익을 주장하며, 그 내용은 보증되며 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 결합된다.
본 개시는 유기 실리케이트 필름을 갖는 유리 기판에 관한 것으로서, 상기 유기 실리케이트 필름은 상기 유리 기판의 주 표면 상에 배치되고, 상기 유리 기판은 예컨대 감소된 풍화(weathering) 영향들을 보이는 도광판을 포함하는 디스플레이류에 사용될 수 있다.
확산된 광을 생성하기 위해 사용되는 통상의 부품들은 폴리머 도광체들 및 확산성 필름들을 포함한 확산성 구조물들을 포함해 왔으며, 이들은 디스플레이 산업에서 수많은 응용들에 채용되어 왔다. 이들 응용들은 베젤이 없는 텔레비전 시스템류, 액정 디스플레이류(liquid crystal displays, LCDs), 전기영동 디스플레이류(electrophoretic displays, EPD), 유기 발광 다이오드 디스플레이류(organic light emitting diode displays, OLEDs), 플라스마 디스플레이 패널류(plasma display panels, PDPs), 미세-전자기계적 구조물(micro-electromechanical structures, MEMS) 디스플레이류, 전자 리더(electronic reader, e-reader) 장치들 등을 포함한다.
도광판들(light guide plates, LGPs)은 텔레비전과 같은 디스플레이 제품들에서 공작된 부품들이다. 텔레비전의 광학적 경로 길이를 통해 LED들을 통해 주입 지점으로부터 투과-기반의 자연적 광손실 때문에, 추가적인 광추출 피처들이 상기 LGP 위에 프린트된다(통상적으로 SiO2 또는 TiO2 입자들이 분산된 폴리머성 잉크). 이들 추가적인 패턴 피처들은 상기 LGP 내의 내부 전반사(total internal reflection, TIR)를 깨뜨림으로써 엣지-조사 LED TV 모듈들에서 상기 LGP들을 통한 광추출을 통해 원하는 패널 휘도 프로파일을 조장한다.
비록 플라스틱 물질들은 광투과성과 같은 적절한 성질들을 제공할 수 있지만, 이 물질들은 강성, 열팽창계수(coefficient of thermal expansion, CTE), 및 흡습성과 같은 비교적 열악한 기계적 성질들을 보인다. 코닝 주식회사(Corning Inc.)로부터 상용으로 입수 가능한 IrisTM 유리 패밀리와 같은 고투과성 유리들이 도광판(light guide plates, LGPs)으로서 채용되어 왔으며, 이들은 폴리머 LPG들을 대체할 수 있고 더 우수한 기계적 성질들을 제공한다. 실제로 이러한 유리 기판들은 대응물인 폴리(메틸메타크릴레이트)(poly(methyl methacrylate), "PMMA") 및 실릴-변성된 폴리에테르(silyl-modified polyether, "MS")에 비하여 개선된 강성, 열팽창계수, 및 흡습성을 제공할 수 있다.
LGP로서 알칼리-함유 유리 기판들이 사용될 때, 가속화된 조건들(예컨대 60 ℃ 및 90% RH) 하에서 에이징됨에 따라 상기 유리 표면 상에 형성된 미립자들이 외인적 광추출 피처들(light extraction features, LEF)로서 거동하는 것이 발견되었다. 이들 입자들은 "풍화 생성물" 또는 "화이트 스팟"이라고 불리며, 시간이 지남에 따라 패널에 걸쳐 불균일한 휘도 프로파일을 생성할 수 있다. 예컨대, 에이징되지 않은 텔레비전 패널에 비하여 에이징된 텔레비전 패널의 휘도 측정에 있어서, 풍화 생성물들을 포함하는 특정 영역들은 상기 텔레비전 패널의 특정 영역들에서 (니트 또는 루멘스 단위로 측정된) 증가된 휘도를 보일 수 있다. 에이징되지 않은 텔레비전 패널에 비하여 일부 영역들에서의 풍화 생성물들의 영향은 동일한 텔레비전 패널 상의 LED로부터 더 먼 다른 영역들이 풍화 후에 감소된 휘도를 보이도록 한다.
상기 LGP에 걸쳐 풍화가 균일하게 일어나는 경우, 상기 LGP의 LED 쪽(즉, 바닥)에서 더 많은 광추출이 있어나고, 그 결과 상기 LGP의 상부에서는 더 적은 빛이 추출에 동원될 수 있으며 상기 LGP의 상기 바닥이 더 밝고 상기 LGP의 상부는 더 어둡도록 휘도 프로파일을 변화시킨다.
상기 도광판을 포함하는 제품이 조립된 후에는 풍화 생성물들을 제거할 수 없다. 따라서, 풍화 생성물들은 추가적인 광 누출에 기인하는 유리 패널을 통한 광 커플링 및 산란에 의하여 유리의 광투과 특성에 영향을 미칠 수 있다. 도광판의 밝기(luminance)가 풍화로 인해 변화하지 않는 것이 이상적일 것이나(즉, 에이징된 LGP와 에이징되지 않은 LGP의 휘도 차이는 이상적으로는 0일 것이다), 실무상 LGP들은 고객 사양 (예컨대 가속된 에이징 기반 신뢰도 시험 후에 80-90% 휘도 균일도) 내에서 일정 수준으로 밝기가 변화하는 것은 용인될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 유리 기판들을 포함하는 LGP들은, 특히 상승된 온도 및/또는 상승된 습도 환경에서 유지될 때, 이러한 용인의 범위들을 벗어날 수 있다.
따라서, 상승된 온도 및 습도 환경에 노출될 때 풍화의 영향을 덜 받는 도광판용 유리에 대한 필요가 있다.
본 개시의 일 태양은 두께를 정의하는 적어도 두 개의 주 표면들, 및 광원으로부터 광을 수광하도록 구성된 엣지 표면을 포함하는 유리 기판; 및 상기 적어도 두 개의 주 표면들 중 하나 위에 배치된 유기 실리케이트 필름을 포함하고, 상기 유리 기판은 상기 광원으로부터의 광을 분산시키도록 구성된 도광판을 제공한다. 특정 실시예들에서 상기 유기 실리케이트 필름은, 예컨대 60℃ 및 90% 상대 습도에서 960 시간 동안 에이징했을 때 유기 실리케이트 필름을 포함하지 않는 도광판에 비하여 화이트 스팟들의 형성을 감소시킨다.
본 개시의 제 2 태양은 도광판으로서 사용하기 위한 유리 기판의 가공 방법을 제공하며, 상기 방법은 두께 및 엣지를 정의하는 적어도 두 개의 주 표면들 및 엣지 표면을 포함하는 유리 기판을 제공하는 단계, 상기 적어도 두 개의 주 표면들 중 적어도 하나 위에 유기 실리케이트 필름을 형성하는 단계를 포함하고, 형성된 상기 유기 실리케이트 필름을 갖는 상기 주 표면 위의 알칼리 염들의 형성으로 인해 발생하는 상기 도광판 내의 풍화(weathering)-기반, 휘도(brightness) 불균일성이 상기 유기 실리케이트 필름을 포함하지 않는 유리 기판에 비교하여 감소된다.
본 개시의 제 3 태양은 광원, 반사체, 및 여기에 개시된 도광판을 포함하는 디스플레이 제품을 제공한다. 특정 실시예들에서, 상기 광원은 상기 유리 기판의 엣지 표면에 광학적으로 결합된 발광 다이오드(light emitting diode, LED)이다.
다음의 상세한 설명은 다음의 도면들과 함께 읽으면 더 잘 이해될 수 있다.
도 1은 예시적인 LCD 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 2는 예시적인 도광판의 평면도이다.
도 3은 본 개시의 특정 실시예들에 따른 도광판을 나타낸다.
도 4는 개질되지 않은 유리 기판들과 주 표면 위에 배치된 유기 실리케이트 필름을 갖는 유리 기판들의 상승된 온도 및 습도 환경에서 방치된 후의 휘도를 테스트하기 위한 예에서 사용되는 LGP 조립체를 나타낸다.
도 5는 미처리된 유리 기판이 도 1에 개시된 조립체에 근거하여 상승된 온도 및 습도에 노출되었을 때 외래 광 추출 변화를 시각적으로 나타낸 것이다.
도 6은 APCVD를 통해 유기 실리케이트 필름이 제공되고 에이징된 유리 기판 위에 형성되는 임의의 풍화 생성물들로 인한 외래 광 추출 변화를, 동일한 유기 실리케이트 필름이 제공되고 에이징되지 않은 유리 기판에 비하여 시각적으로 나타낸 것이다.
도 7은 개질되지 않은 유리 기판(대조예)의 휘도 변화 및 60℃ 및 90% 상대 습도에서 96 내지 960 시간 사이로 풍화시켰을 때 APCVD를 통해 형성된 유기 실리케이트 필름을 포함하고 에이징된 유리 기판들에 대한 휘도 변화를 그래프로 나타낸다.
도 8은 60℃ 및 90% 상대 습도에서 96 내지 960 시간 사이로 풍화시켰을 때 APCVD를 통해 형성된 유기 실리케이트 필름을 포함하고 에이징된 유리 기판들과 개질되지 않은 유리 기판(대조예)에 대한 풍화 생성물들로 덮인 백분율을 그래프로 나타낸다.
도 9는 유리 위로 스핀된 이소프로필 알코올 내의 30 wt% 메틸 실세스퀴옥산(Honeywell Accuglass(R) 512B Spin-On Glass)을 적용함으로써 된 유기 실리케이트 필름을 갖고 에이징된 유리 기판 상에 형성된 임의의 풍화 생성물들로 인한 외래 광 추출의 변화를 동일 유기 실리케이트 필름을 갖고 에이징되지 않은 유리 기판과 비교하여 시각적으로 나타낸 것이다.
도 10은 이소프로필 알코올 내의 30 wt% 메틸 실세스퀴옥산(Honeywell Accuglass(R) 512B Spin-On Glass)을 스핀온 함으로써 된 유기 실리케이트 필름을 갖고 에이징된 유리 기판 및 개질되지 않은 유리 기판(대조예)의, 60℃ 및 90% 상대 습도에서 96 내지 960 시간 사이로 풍화시켰을 때의 휘도 변화를 그래프로 나타낸다.
도 11은 이소프로필 알코올 내의 30 wt% 메틸 실세스퀴옥산(Honeywell Accuglass(R) 512B Spin-On Glass)을 스핀온 함으로써 된 유기 실리케이트 필름을 갖고 에이징된 유리 기판 및 개질되지 않은 유리 기판(대조예)의, 60℃ 및 90% 상대 습도에서 96 내지 960 시간 사이로 풍화시켰을 때의 풍화 생성물들의 피복(coverage) 백분율을 그래프로 나타낸다.
본 개시의 실시예들은 유리 기판, 예컨대 디스플레이 장치에 사용되도록 구성된 유리 기판 및 일부 실시예들에서 도광판으로서 사용되도록 구성된 유리 기판의 가공 방법을 제공한다.
하나 이상의 실시예들에서, 위에 배치된 유기 실리케이트 필름을 포함하는 유리 기판들을 포함하는 도광판들은 본 개시 내용에 따른 처리를 받지 않은 대조 유리 기판들(예컨대 유기 실리케이트 필름을 포함하지 않는 유리 기판들)에 비하여, 알칼리염들(예컨대 나트륨염들) 또는 알칼리 토류 염들(예컨대 마그네슘 또는 칼슘의 염들)을 포함하는 산란 피처들의 형성으로 발생되는, 도광판 내의 풍화-기반(weathering-based)의 휘도 불균일성이 감소된 것을 보여 준다. 이러한 풍화의 영향이 감소된 것은, 유리 기판이 예컨대 60℃ 및 90% 상대 습도에서 960 시간 동안 에이징되었을 때 비처리된 기판이 동일 조건에서 에이징되었을 때에 비하여 예컨대 처리된 유리 기판 상에서 화이트 스팟의 형성의 유효한 감소 및/또는 밝기 증가의 크기 감소 중 하나 이상이 관찰되는 것에 의하여 결정될 수 있다. 당 기술 분야에서 이해되는 바와 같이, 고온 및/또는 고습 환경에서의 "에이징" 또는 "풍화"를 모사하기 위하여 (또는 가속하기 위하여) 다른 고온 및/또는 고습 환경들이 적용될 수 있다.
본 개시 내용이 특정 이론에 제한되는 것은 아니나, 일부 유리 기판들은 유리 표면 또는 벌크에 Na과 같은 1가의 종들을 많이 함유한다. 표면 층 내의 알칼리 이온들(예컨대 Na+)은 (상승된 습도에서 상기 유리 위에 나노 스케일로 흡착된 층에서 유래한) 물과의 이온 교환을 통해 추출되며, 그 후 상기 알칼리 이온들은 CO2와 같은 주위의 기체 종들과 반응하여 (마이크로미터 미만의 크기를 갖는) 침전물들을 형성할 수 있는데, 상기 침전물들은 풍화 과정이 일어나는 동안 ("화이트 스팟"으로서 시각적으로 관찰되는) 핵생성 및 성장할 수 있다. 침전물들의 핵생성 및 성장의 속도는 습한 챔버 (예컨대 60℃ 및 90% 상대 습도) 내에서 가속되며, 이러한 침전물들(풍화 생성물 또는 "화이트 스팟")은 화학적으로는 알칼리 염들로 식별되어 왔으며 추가적인 산란(밝기의 증가)을 가져온다. 임의의 특정 이론에 제한되는 것은 아니나, 상기 유기 실리케이트 필름은, 유기 실리케이트 필름이 없었더라면 시간이 지남에 따라 수분이 매개된 알칼리 이온들의 외향-확산으로 인해 일어났을 풍화 생성물들의 형성을 감소시킨다.
하나 이상의 실시예들에서, 유리 기판은 원하는 광 분포를 생성하기에 적합한 임의의 원하는 크기 및/또는 모양을 갖는다. 상기 유리 기판은 광을 방출하는 제 1 주표면 및 상기 제 1 주표면에 반대되는 제 2 주표면을 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 주표면은 평면이거나 실질적으로 평면이며, 예컨대 실질적으로 편평하다. 다양한 실시예들의 상기 제 1 및 제 2 주표면들은 평행하거나 실질적으로 평행하다. 일부 실시예들의 상기 유리 기판은 네 개의 엣지들을 포함하거나, 또는 다수의 측면들을 갖는 다각형과 같이 넷보다 더 많은 엣지들을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 유리 기판은 삼각형과 같이 넷 미만의 엣지들을 포함한다. 다양한 실시예들의 도광판은, 다른 모양 및 구성도 채용될 수 있지만, 네 개의 엣지들을 갖는 직사각형, 정사각형, 또는 마름모 시트를 포함한다.
상기 유리 기판은 디스플레이 장치에 사용되기 위해 본 기술 분야에 알려진 임의의 물질을 포함한다. 예시적인 실시예들에서, 상기 유리 기판은 알루미노실리케이트, 알칼리-알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 알칼리-보로실리케이트, 알루미노보로실리케이트, 알칼리-알루미노보로실리케이트, 소다-라임, 또는 다른 적합한 유리들을 포함한다. 일 실시예에서, 상기 유리는 알루미노실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리, 및 소다-라임 유리에서 선택된다. 유리 도광판용으로서 적합한 상용으로 사용 가능한 유리의 예들은 코닝사(Corning Incorporated)에서 나온 Gorilla(R) 및 IrisTM을 포함하지만 이들에 한정되는 것은 아니다.
하나 이상의 실시예들에서, 상기 유리 기판은 몰% 단위로 아래의 범위로 산화물들을 포함한다.
50-90 몰% SiO2,
0-20 몰% Al2O3,
0-20 몰% B2O3, 및
0-25 몰% RxO, 여기서 x는 2이고 R은 Li, Na, K, Rb, Cs, 및 이들의 조합들로부터 선택되거나, x는 1이고 R은 Zn, Mg, Ca, Sr, Ba, 및 이들의 조합들로부터 선택되고, 상기 유리 기판은 Li2O, Na2O, K2O, 및 MgO로부터 선택된 하나의 산화물을 0.5-20 몰% 포함함. 하나 이상의 실시예들에서, 상기 유리 기판은 산화물 몰%를 기준으로 Li2O, Na2O, K2O, 및 MgO로부터 선택된 하나의 산화물을 적어도 3.5-20 몰%, 5-20 몰%, 10-20 몰% 포함한다.
하나 이상의 실시예들에서, 상기 유리 기판은 Li2O, Na2O, K2O와 같은 알칼리 산화물들 및 예컨대 CaO 및 MgO와 같은 알칼리 토류 산화물들로부터 선택된 적어도 하나의 산화물을 포함하는 알루미노실리케이트 유리를 포함한다. 이들은 상기 유리 기판이 여기에 설명된 에이징 조건들에 노출되었을 때 풍화 생성물들에 취약하게 한다. 하나 이상의 실시예들에서, 상기 유리 기판은 몰%로 다음의 산화물들의 범위들을 포함한다:
SiO2: 약 65 몰% 내지 약 85 몰%;
Al2O3: 약 0 몰% 내지 약 13 몰%;
B2O3: 약 0 몰% 내지 약 12 몰%;
Li2O: 약 0 몰% 내지 약 2 몰%;
Na2O: 약 0 몰% 내지 약 14 몰%;
K2O: 약 0 몰% 내지 약 12 몰%;
ZnO: 약 0 몰% 내지 약 4 몰%;
MgO: 약 0 몰% 내지 약 12 몰%;
CaO: 약 0 몰% 내지 약 5 몰%;
SrO: 약 0 몰% 내지 약 7 몰%;
BaO: 약 0 몰% 내지 약 5 몰%; 및
SnO2: 약 0.01 몰% 내지 약 1 몰%.
하나 이상의 실시예들에서, 상기 유리 기판은 몰%로 다음의 산화물들의 범위들을 포함한다:
SiO2: 약 70 몰% 내지 약 85 몰%;
Al2O3: 약 0 몰% 내지 약 5 몰%;
B2O3: 약 0 몰% 내지 약 5 몰%;
Li2O: 약 0 몰% 내지 약 2 몰%;
Na2O: 약 0 몰% 내지 약 10 몰%;
K2O: 약 0 몰% 내지 약 12 몰%;
ZnO: 약 0 몰% 내지 약 4 몰%;
MgO: 약 3 몰% 내지 약 12 몰%;
CaO: 약 0 몰% 내지 약 5 몰%;
SrO: 약 0 몰% 내지 약 3 몰%;
BaO: 약 0 몰% 내지 약 3 몰%; 및
SnO2: 약 0.01 몰% 내지 약 0.5 몰%.
하나 이상의 실시예들에서, 상기 유리 기판은 몰%로 다음의 산화물들의 범위들을 포함한다:
SiO2: 약 72 몰% 내지 약 82 몰%;
Al2O3: 약 0 몰% 내지 약 4.8 몰%;
B2O3: 약 0 몰% 내지 약 2.8 몰%;
Li2O: 약 0 몰% 내지 약 2 몰%;
Na2O: 약 0 몰% 내지 약 9.3 몰%;
K2O: 약 0 몰% 내지 약 10.6 몰%;
ZnO: 약 0 몰% 내지 약 2.9 몰%;
MgO: 약 3.1 몰% 내지 약 10.6 몰%;
CaO: 약 0 몰% 내지 약 4.8 몰%;
SrO: 약 0 몰% 내지 약 1.6 몰%;
BaO: 약 0 몰% 내지 약 3 몰%; 및
SnO2: 약 0.01 몰% 내지 약 0.15 몰%.
하나 이상의 실시예들에서, 상기 유리 기판은 몰%로 다음의 산화물들의 범위들을 포함한다:
SiO2: 약 80 몰% 내지 약 85 몰%;
Al2O3: 약 0 몰% 내지 약 0.5 몰%;
B2O3: 약 0 몰% 내지 약 0.5 몰%;
Li2O: 약 0 몰% 내지 약 2 몰%;
Na2O: 약 0 몰% 내지 약 0.5 몰%;
K2O: 약 8 몰% 내지 약 11 몰%;
ZnO: 약 0.01 몰% 내지 약 4 몰%;
MgO: 약 6 몰% 내지 약 10 몰%;
CaO: 약 0 몰% 내지 약 4.8 몰%;
SrO: 약 0 몰% 내지 약 0.5 몰%;
BaO: 약 0 몰% 내지 약 0.5 몰%; 및
SnO2: 약 0.01 몰% 내지 약 0.11 몰%.
하나 이상의 실시예들에서, 상기 유리 기판은 몰%로 다음의 산화물들의 범위들을 포함한다:
SiO2: 약 65.8 몰% 내지 약 78.2 몰%;
Al2O3: 약 2.9 몰% 내지 약 12.1 몰%;
B2O3: 약 0 몰% 내지 약 11.2 몰%;
Li2O: 약 0 몰% 내지 약 2 몰%;
Na2O: 약 3.5 몰% 내지 약 13.3 몰%;
K2O: 약 0 몰% 내지 약 4.8 몰%;
ZnO: 약 0 몰% 내지 약 3 몰%;
MgO: 약 0 몰% 내지 약 8.7 몰%;
CaO: 약 0 몰% 내지 약 4.2 몰%;
SrO: 약 0 몰% 내지 약 6.2 몰%;
BaO: 약 0 몰% 내지 약 4.3 몰%; 및
SnO2: 약 0.07 몰% 내지 약 0.11 몰%.
하나 이상의 실시예들에서, 상기 유리 기판은 몰%로 다음의 산화물들의 범위들을 포함한다:
SiO2: 약 66 몰% 내지 약 78 몰%;
Al2O3: 약 4 몰% 내지 약 11 몰%;
B2O3: 약 40 몰% 내지 약 11 몰%;
Li2O: 약 0 몰% 내지 약 2 몰%;
Na2O: 약 4 몰% 내지 약 12 몰%;
K2O: 약 0 몰% 내지 약 2 몰%;
ZnO: 약 0 몰% 내지 약 2 몰%;
MgO: 약 0 몰% 내지 약 5 몰%;
CaO: 약 0 몰% 내지 약 2 몰%;
SrO: 약 0 몰% 내지 약 5 몰%;
BaO: 약 0 몰% 내지 약 2 몰%; 및
SnO2: 약 0.07 몰% 내지 약 0.11 몰%.
하나 이상의 실시예들에서, 여기에 제공된 조성들을 포함하는 상기 유리 기판은 열량계에 의해 측정하였을 때 0.008 미만 또는 0.005 미만의 색상 쉬프트를 갖는다. 하나 이상의 실시예들에서, 여기에 제공된 상기 조성들은 RxO/Al2O3가 0.95 내지 3.23의 범위에 있는 것으로 특성화된다. 여기서 x=2이고 R은 Li, Na, K, Rb, 및 Cs 중의 임의의 하나 이상이다. 하나 이상의 실시예들에서, R은 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba, x=1이고 RxO/Al2O3가 0.95 내지 3.23의 범위에 있다. 하나 이상의 실시예들에서, R은 Li, Na, K, Rb, 및 Cs 중의 임의의 하나 이상, x=2이고, RxO/Al2O3가 1.18 내지 5.68의 범위에 있다. 하나 이상의 실시예들에서, R은 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba, x=1이고 RxO/Al2O3가 1.18 내지 5.68의 범위에 있다. 하나 이상의 실시예들에 따른 유리 기판들의 적절한 특정 조성들은 국제특허공개 WO2017/070066에 설명되어 있다.
하나 이상의 실시예들에서, 유리 기판들은 알칼리 성분들을 일부 포함하며, 예를 들면 상기 유리 기판은 무알칼리(alkali-free) 유리가 아니다. 여기에서 사용될 때 "무알칼리 유리"는 0.1 몰퍼센트 이하의 총 알칼리 농도를 갖는 유리이며, 상기 총 알칼리 농도는 Na2O, K2O, 및 Li2O 농도들의 합이다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 유리는 Li2O를 약 0 내지 약 3.0 몰% 범위로, 약 0 내지 약 2.0 몰% 범위로, 또는 약 0 내지 약 1.0 몰% 범위로 포함하며, 이들 사이의 모든 서브범위들을 포함한다. 다른 실시예들에서, 상기 유리는 Li2O를 실질적으로 포함하지 않는다. 다른 실시예들에서, 상기 유리는 Na2O를 약 0 몰% 내지 약 10 몰% 범위로, 약 0 몰% 내지 약 9.28 몰% 범위로, 약 0 내지 약 5 몰% 범위로, 약 0 내지 약 3 몰% 범위로, 또는 약 0 내지 약 0.5 몰% 범위로 포함하며, 이들 사이의 모든 서브범위들을 포함한다. 다른 실시예들에서, 상기 유리는 Na2O를 실질적으로 포함하지 않는다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 유리는 K2O를 약 0 내지 약 12.0 몰% 범위로, 약 8 내지 약 11 몰% 범위로, 약 0.58 내지 약 10.58 몰% 범위로 포함하며, 이들 사이의 모든 서브범위들을 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 유리 기판은 고투과성 알루미노실리케이트 유리와 같은 고투과성 유리이다. 특정 실시예들에서, 상기 도광판은 400 nm 내지 700 nm의 파장 범위에 걸쳐서 적어도 하나의 주표면에 수직으로 90%보다 높은 투과도를 보인다. 예를 들면, 상기 도광판은 400 nm 내지 700 nm의 파장 범위에 걸쳐서 상기 적어도 하나의 주표면에 수직으로 91%보다 높은 투과도, 상기 적어도 하나의 주표면에 수직으로 92%보다 높은 투과도, 상기 적어도 하나의 주표면에 수직으로 93%보다 높은 투과도, 상기 적어도 하나의 주표면에 수직으로 94%보다 높은 투과도, 상기 적어도 하나의 주표면에 수직으로 95%보다 높은 투과도를 보이며, 이들 사이의 모든 범위들 및 서브범위들을 포함한다.
특정 실시예들에서, 광원으로부터 나온 빛을 수광하도록 구성된 상기 유리 기판의 엣지 표면은 투과에 있어서의 전폭반치(full width half maximum, FWHM) 12.8도 미만의 각도 내에서 광을 산란시킨다. 일부 실시예들에 있어서, 광원으로부터 나온 빛을 수광하도록 구성된 상기 엣지 표면은 상기 엣지를 미국특허공개 제2015/0368146호에 개시된 바와 같이 폴리싱 없이 그라인딩함으로써 또는 당 기술 분야의 통상의 기술자에게 알려진 다른 LGP 가공방법에 의하여 가공되며, 상기 문헌은 그 전체가 여기에 인용되어 포함된다. 선택적으로, 상기 LGP는 최소 모서리를 갖는 스코어/파단 엣지가 제공될 수 있다.
일부 실시예들의 유리 기판은 예컨대 이온 교환에 의해 화학적으로 강화된다. 상기 이온 교환 공정 동안, 유리 내의 이온들은 상기 유리의 표면에서 또는 그 근처에서 예컨대 염 배스(salt bath)로부터 유래한 더 큰 금속 이온들과 교환될 수 있다. 상기 유리 내에 더 큰 이온들을 함유하는 것은 표면 영역 근처에 압축 응력을 생성함으로써 유리를 강화할 수 있다. 상기 압축 응력과 균형을 이루기 위하여 상기 유리의 중앙 영역 내에 대응되는 인장 응력이 유발될 수 있다.
특정 실시예들에 따르면, 상기 유기 실리케이트 필름은 상기 유리 기판에 자립형(standalone)(즉, 단일의) 층으로서 적용되며, 추가적인 층들은 상기 유리 기판 위에 적용되거나 퇴적되지 않는다. 선택적으로, 상기 유기 실리케이트 필름은 상기 유기 실리케이트 필름의 아래에 및/또는 위에 제공되는 추가적인 층들과 함께 (예컨대 다중층 또는 적층된 필름의 일부로서) 상기 유리 기판 상에 포함된다.
일부 실시예들에 따른 상기 유기 실리케이트 필름은 현존하는 유리 조성들과 양립 가능하며, 따라서 LGP들에서의 풍화-기반 문제들을 감소시키기 위해 벌크 유리의 조성을 변화시키는 것을 요구하지 않는다. 또한, 일부 실시예들에 있어서, 상기 유기 실리케이트 필름은 광추출 피처들 및 렌즈들의 상기 기판에 대한 부착성, 그리고 상기 기판과의 부착을 향상시키기 위해 조절될 수 있는 만족스러운 표면 에너지론, 모듈러스 및 밀도를 개선한다.
본 개시 내용의 특정 실시예들은 유리 기판을 실리콘-함유 전구체 및 공-반응물(co-reactant)에 노출시켜 유동성 필름을 형성하는 단계를 포함하는 가공 방법들에 관한 것이다.
일 실시예에서, 상기 실리콘-함유 전구체는 실란류이다. 여기서 사용될 때, 실란류는 하나 이상의 실리콘 원자가 다수의 단일 결합들의 사면체 중심으로서 배열되면서 하나의 실리콘 원자 또는 서로 연결되거나 다른 화학 원소와 연결된 복수의 실리콘 원자들로 구성된 포화된 화합물들을 지칭한다. 실리콘-함유 전구체로서 사용될 수 있는 실란류의 예들은 테트라메틸실란(tetramethylsilane, TMS), 트리메틸실란, 디메틸실란, 메틸실란, 트리클로로실란, 및 테트라에톡시실란을 포함하지만 이들에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예에서, 상기 실란은 테트라메틸실란 및 트리메틸실란 중에서 선택된다. 일 실시예에서, 상기 실란은 테트라메틸실란이다.
특정한 긴-사슬 유기 실란류들은, 특히 기판에 모노레이어로서 적용되었을 때, 그리고 결합되지 않은 분자들은 용매로 세정 제거되었을 때, 풍화-기반 광 추출을 줄이는 데 있어서 효과적이지 않음이 발견되었다. 예를 들면, 디메틸옥타데실[3-(트리메톡시실릴)프로필]암모늄 클로라이드 및 PFPE 폴리머 사슬을 포함하는 알콕시실란인 Dow Corning 2634는, 본 개시에 따라 시험되었을 때, 효과적이지 않음이 발견되었다. 따라서, 일 실시예에서, 긴-사슬 유기 실란류들은 실란류로서는 제외된다. 여기서 사용될 때, 긴-사슬 유기 실란류들은 실리콘 원자에 결합된 적어도 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 또는 17개의 원자들의 사슬을 포함하는 실란들을 지칭한다.
앞서 언급된 바와 같이, 긴-사슬 유기 실란류들은 통상적으로 모노레이어로서 적용되며, 결합되지 않은 분자들의 제거는 적절한 용매로 린스함으로써 이루어진다. 이것은 상기 알칼리-유리의 풍화 특성들을 개선하는 것으로 밝혀진 플라스마-유발된 네트워크 형성 (예컨대 APCVD) 또는 경화(예컨대 상기 유기 실리케이트 필름을 도입하고 경화함)를 통한 유기 실리케이트 코팅의 응축된 필름 구조물들과 대조된다. 이러한 차이로 인해, 특정 실시예들에서, 경화에 의해 또는 플라스마-유발된 네트워크 형성을 통해 적용된 유기 실리케이트 코팅은 에이징-유발된 열화 없이 그들의 네트워크 구조를 유지하는 것을 허용하는 기밀 특성들에 더하여 탈-습윤(de-wetting)의 경향에 저항한다. 대조적으로, 특정 긴-사슬 유기 실란류에 (경화 없이 또는 플라스마-유발된 네트워크 형성 없이) 용매 린스가 적용되는 경우, 실란 분자들이 상기 기판에 흡수되고, 가속된 에이징 또는 신뢰성 테스트 동안 물이 유발하는 탈습윤으로 인해 불리하게도 상기 실란 분자들이 상기 기판 상에 액적-형태의 아일랜드들을 형성하는 것으로 믿어진다. 따라서, 특정 실시예들에서, 긴-사슬 유기 실란류들은 화학 기상 증착 방법들과 같은 플라스마-유발된 네트워크 형성 또는 경화를 수반하지 않는 방법을 써서 상기 기판에 적용될 때에만 실란류로서 배제된다.
일 실시예에서, 상기 실리콘-함유 전구체는 실록산 및/또는 실라잔이다. 여기서 사용될 때, 실록산은 Si-O-Si 결합을 갖는 화합물이고, 실라잔은 Si-N-Si 결합을 갖는 화합물이다. 실리콘-함유 전구체로서 사용될 수 있는 실록산류의 예들은 옥타메틸시클로테트라실록산, 1,1,3,3-테트라메틸디실록산, 트리메틸시클로트리실록산, 헥사메틸디실록산 및 테트라메틸시클로테트라실록산을 포함하지만 이들에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예에서, 상기 실록산은 헥사메틸디실록산 및 테트라메틸시클로테트라실록산에서 선택된다. 실라잔은 헥사메틸디실라잔, 테트라메틸디실라잔, 헥사메틸시클로트리실라잔 등으로부터 선택될 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예들에 있어서, 전구체 디에톡시메틸실란(diethoxymethylsilane, DEMS), 또는 테트라비닐테트라메틸시클로테트라실록산, 또는 에톡시트리메틸실란 등이 반응성 가스 O2와 함께 유동될 수 있다.
특정 실시예들에 있어서, 상기 공-반응물은 아르곤, 질소, 산소, 산화질소, 암모니아 및 오존 중 하나 이상으로부터 선택된다. 일 실시예에서, 상기 공-반응물은 산소를 포함한다. 일 실시예에서, 상기 공-반응물은 암모니아를 포함한다.
특정 실시예들에 있어서, 상기 유리 기판은 화학 기상 증착(chemical vapor deposition, CVD) 챔버 내에서 처리될 수 있다. 상기 실리콘-함유 전구체 및 상기 공-반응물은 상기 유리 기판 상에 유동 가능한 필름을 형성하기 위하여 상기 화학 기상 증착(CVD) 챔버에 공급될 수 있다. 상기 CVD 챔버는 대기압에서 또는 대기압 근처에서(APCVD), 또는 저압, 대기압 미만의 압력에서(LPCVD), 또는 10-6 Pa 미만과 같은 극히 낮은 (초고진공) 압력에서(UHVCVC) 동작될 수 있다. 상기 CVD 챔버는 플라스마 강화된 화학 기상 증착 챔버(plasma enhanced chemical vapor deposition chamber, PECVD)일 수 있다. 상기 플라스마는, 예를 들면, 고주파, 교류 전류, 직류 전류, 마이크로파, 연소, 핫 필라멘트, 또는 당 업계에서 통상의 기술을 가진 자들에게 알려진 다른 기술들에 의하여 생성될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 CVD 챔버는 대기압에서 또는 대기압 근처에서 동작되며, APCVD 챔버이다.
특정 실시예들에서, Si-함유 전구체가 CVD 챔버로 도입될 수 있으며, 적절한 공-반응물(예컨대 NH3 또는 O2 중의 하나 이상)이 플라스마 활성종들을 상기 공-반응물로서 생성할, 예컨대 원격 플라스마 소스(remote plasma source, RPS)를 통해 상기 챔버로 운송될 수 있다. 특정 실시예들에서, 플라스마 활성화된 공-반응물들(예컨대 라디칼들을 포함하는 공-반응물들)은, 높은 에너지를 가지며 기상의 Si-함유 전구체 분자들과 반응하여 대응되는 유동 가능한 폴리머들을 형성할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 공-반응물은 NH3와 O2의, 또는 N2와 O2의 혼합물들을 포함하는 플라스마 가스와 함께 생성된다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 공-반응물은 산소를 포함하는 플라스마 가스와 함께 생성된다.
특정 실시예들에 있어서, 상기 플라스마는 처리 챔버 내에서 점화 또는 생성될 수 있으며(예컨대 직접 플라스마), 또는 상기 처리 챔버의 외부에서 생성되어 상기 처리 챔버 내부로 유동될 수 있다(예컨대 원격 플라스마).
특정 실시예들에 있어서, 상기 반응성 가스의 조성을 변경함으로써 상기 필름의 조성이 조절될 수 있다. 질소 함유 필름을 형성하기 위하여, 상기 공-반응물은, 예컨대 암모니아 또는 질소, 질소와 산소의 혼합물, 및 암모니아와 산소의 혼합물들을 포함할 수 있다. 탄소 함유 필름을 형성하기 위하여, 상기 반응성 가스는, 예컨대 산소와 혼합하거나 혼합하지 않으면서 프로필렌과 아세틸렌 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 통상의 기술자는 상기 유기 실리케이트 필름의 조성을 변경하기 위하여 상기 반응성 가스에 다른 종들의 조합들이 포함될 수 있음을 이해할 것이다.
특정 실시예들에 있어서, 상기 유기 실리케이트 필름은 상기 유리 기판 위로 중합된 또는 부분적으로 중합된 실록산 화합물을 선택적으로 용매로 희석시켜 도입하는 단계, 및 상기 중합된 또는 부분적으로 중합된 실록산 화합물을 경화시키는 단계에 의하여 형성된다. 상기 중합된 또는 부분적으로 중합된 실록산 화합물이 다양한 방법들에 의하여, 예컨대 스프레이-코팅 또는 딥-코팅에 의하여, 또는 상기 중합된 또는 부분적으로 중합된 실록산 화합물을 상기 기판 위로 스피닝시킴으로써 상기 유리 기판 위로 도입될 수 있음은 이해된다. 여기서 사용될 때, 스피닝은 상기 중합된 또는 부분적으로 중합된 실록산 화합물이 먼저 임의의 수단들에 의하여 상기 기판 위로 제공되고 스피닝 또는 다른 회전 운동을 통해 상기 기판 위로 분포되는 공정 (및 제품들)을 포함한다.
유리 기판들 위로 도입될 수 있는 중합된 또는 부분적으로 중합된 실록산 화합물들은 상용으로 구입 가능하며, 종종 스핀-온 글래스 또는 SOG로 불린다. 예를 들면, 부분적으로 중합된 메틸 실세스퀴옥산(예를 들면 Honeywell Accuglass(R) 512B 또는 Honeywell Accuglass(R) T11 스핀-온 글래스 (Honeywell Electronic Materials로부터 입수 가능)), 부분적으로 중합된 실세스퀴옥산, 폴리-메틸 실세스퀴옥산(HardSilTM AM, Gelest, Inc.로부터 입수 가능), 폴리-페닐-실세스퀴옥산, 및 폴리-메틸-페닐-실세스퀴옥산(HardSilTM AP, Gelest, Inc.로부터 입수 가능)은 본 개시의 실시예들에 따라 하나 이상의 실시예들에서 사용될 수 있는 비제한적인 예들이다. 일 실시예에서, 상기 중합된 또는 부분적으로 중합된 실록산 화합물은, 예컨대 Honeywell Accuglass(R) 512B와 같은, 중합된 또는 부분적으로 중합된 메틸 실세스퀴옥산이다.
특정 실시예들에서, 상기 중합된 또는 부분적으로 중합된 실록산 화합물은 상기 유리 기판 상으로 도입되기 이전에 용매로 희석된다. 특정 실시예들에서, 상기 용매는 알코올(예컨대 이소프로필알코올 또는 에탄올)과 물 중에서 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 용매는 이소프로필알코올이다. 용매를 채용하는 실시예들에서, 상기 중합된 또는 부분적으로 중합된 실록산 화합물은, 예컨대 10 wt% 내지 약 90 wt%의 용매/중합된 또는 부분적으로 중합된 실록산 화합물의 혼합물로 이루어진다. 일 실시예에서, 이소프로필알코올 내의 30%인 Honeywell Accuglass(R) 512B가 상기 유리 기판 위로 도입된다.
이러한 중합된 또는 부분적으로 중합된 실록산 화합물을 유리 기판 위로 적용하기 위하여 스핀, 스프레이, 딥, 슬롯 또는 커튼 코팅이 사용될 수 있다. 각 방법은 상기 코팅이 용매 내에 원하는 물질을 사용하여 기판의 표면에 걸쳐 균일하게 얇은 필름(nm 내지 수 um)으로서 적용되도록 코팅 용액(농도, 점도, 표면 장력) 및 코팅 파라미터들(스핀 코팅: 각속도, 스프레이: 액적 크기를 조절하기 위한 다양한 파라미터들, 슬롯/딥/커튼- 코팅 속도, 슬릿 오프닝 등)을 최적화할 것을 요구한다. 스프레이, 슬롯, 또는 커튼 코팅은 더 넓은 면적의 코팅들이 요구되는 LGP들에 대하여 더 적용 가능할 수 있다. 또한, 상기 코팅의 젖음성 및 접착성을 개선하기 위하여 적절한 세정 방법으로 유리 표면이 세정되어야 한다.
일단 상기 유기 실리케이트 필름이 상기 유리 기판 위로 도입되면, 상기 기판은 베이킹 및 경화된다. 상기 부분적으로 중합된 실록산에 대한 베이킹 단계에 이은 경화 단계에 의하여 용매가 완전히 제거되어 응축 반응이 완료된다. 하나 이상의 실시예들에서, 경화는 상기 기판을 상승된 온도(예컨대, 약 70 ℃ 내지 약 500 ℃)에서 연장된 기간의 시간 동안 (예컨대 약 30 분 내지 약 240 분 동안, 선택적으로 각 스테이지에서 온도를 증가시키는 개별 스테이지들에서 경화시킴) 유지함으로써 달성될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 유리 기판은 80 ℃에서 30분 동안, 이후 125 내지 150℃에서 30분 동안, 그리고 이후 300 내지 420℃에서 60분 동안 경화된다. 다른 경화 스케쥴들도 통상의 기술자에 의하여 채용될 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 상기 경화는 통제된 환경, 즉 경화 공정 동안 외부 오염원들이 상기 유리 기판과 접촉하는 것을 방지하거나 그 가능성을 감소시키는 환경 내에서 일어난다.
상기 중합된 또는 부분적으로 중합된 실록산 화합물로서 실세스퀴옥산(예컨대 메틸 실세스퀴옥산)을 채용하는 실시예들에서, 상기 경화 스케쥴은 상기 실세스퀴옥산 구조물을 완전히 응축시키도록 선택될 수 있다. 여기서 "응축"은, 상기 경화 공정이 상기 필름 내의 탄화수소의 함량을 감소시키고 이는 상기 필름의 밀도를 증가시키며, 경화된 상기 필름은 실리카의 굴절률에 접근함을 의미한다. 상기 필름에 있어서, 최대 밀도 및 최대 굴절률을 제공할 최대로 가능한 수준의 경화가 있다. 최대 밀도 및 굴절률을 달성하도록 이러한 최대 수준으로 경화된 필름은, 본 개시의 목적 상, 완전히 응축된 것으로 이해된다.
하나 이상의 실시예들에 따른 상기 유기 실리케이트 필름의 두께는 약 1 nm 내지 약 100 nm, 또는 약 5 nm 내지 약 1000 nm, 또는 약 1 nm 내지 약 1200 nm, 또는 약 5 nm 내지 약 1200 nm의 범위를 갖는다. 다른 실시예들에서 적절한 두께들의 예들은 약 2.5-100 nm, 약 5.0-100 nm, 약 10-100 nm, 약 25-100 nm, 약 50-100 nm, 약 75-100 nm, 2.5-200 nm, 약 5.0-200 nm, 약 10-200 nm, 약 25-200 nm, 약 50-200 nm, 약 75-200 nm, 2.5-250 nm, 약 5.0-250 nm, 약 10-250 nm, 약 25-250 nm, 약 50-250 nm, 약 75-250 nm, 2.5-300 nm, 약 5.0-300 nm, 약 10-300 nm, 약 25-300 nm, 약 50-300 nm, 약 75-300 nm, 2.5-350 nm, 약 5.0-350 nm, 약 10-350 nm, 약 25-350 nm, 약 50-350 nm, 약 75-350 nm, 2.5-400 nm, 약 5.0-400 nm, 약 10-400 nm, 약 25-400 nm, 약 50-400 nm, 약 75-400 nm, 2.5-5500 nm, 약 5.0-500 nm, 약 10-500 nm, 약 25-500 nm, 약 50-500 nm, 약 75-500 nm, 2.5-750 nm, 약 5.0-750 nm, 약 10-750 nm, 약 25-750 nm, 약 50-750 nm, 또는 약 75-750 nm의 범위를 포함한다. 일 실시예에서, 상기 유기 실리케이트 필름은 스핀-온 글래스 필름이고 약 150 내지 약 250 nm, 또는 약 150 내지 약 200 nm의 두께를 갖는다.
특정 실시예들에서, 상기 유기 실리케이트 필름은 약 1.1 내지 약 1.45, 약 1.1 내지 약 1.43, 약 1.1 내지 약 1.41, 약 1.05 내지 약 1.45, 약 1.05 내지 약 1.43, 약 1.05 내지 약 1.41의 굴절률을 갖는다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 굴절률의 하한은 1.05 미만이다.
특정 실시예들에서, 상기 유기 실리케이트 필름은 적어도 70ㅀ, 또는 적어도 80ㅀ, 또는 적어도 90ㅀ, 또는 적어도 100ㅀ, 또는 적어도 110ㅀ의 (고니오미터로 측정된) 물 접촉각을 갖는다. 특정 실시예들에서, 상기 유기 실리케이트 필름은 소수성 필름이고 및/또는 상기 유기 실리케이트 필름은 적어도 90ㅀ의 물 접촉각을 갖는다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 표면은 상기 물 접촉각이 30ㅀ 미만, 또는 적어도 20ㅀ, 또는 적어도 10ㅀ가 되도록 표면 친수성을 부여하기 위해 예컨대 산소 플라스마 처리를 이용함으로써 처리될 수 있다.
특정 실시예들에서, 상기 유기 실리케이트 필름은 55 mJ/m2 미만, 또는 40 mJ/m2 미만, 또는 35 mJ/m2 미만, 또는 25 mJ/m2 미만의 총 표면 에너지를 갖는다. 여기서 사용될 때, 표면 에너지는 상이한 세 시험 액체들(탈이온수, 헥사데칸(hexadecane, HD), 및 디-아이오도메탄(di-iodomethane, DIM))의 접촉각들(contact angles, CA)에 기반하여 Wu 모델에 따라 계산된다. 그 전체가 여기에 인용되어 포함되는 S. Wu, J. Polym. Sci. C, 34, 19, 1971 참조.
특정 실시예들에서, 상기 유기 실리케이트 필름은 약 25 mJ/m2 미만, 또는 약 10 mJ/m2 미만, 또는 약 5 mJ/m2 미만의 극성 표면 에너지 성분을 갖는다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 유기 실리케이트 필름의 퇴적 후에 상기 유리 기판의 적어도 하나의 주 표면에는 상기 유기 실리케이트 필름 위에 적용된 렌티큘라 렌즈 또는 하나 이상의 광 추출 피처(light extraction feature, LEF)가 제공될 수 있다. 예컨대, 복수의 광 추출 피처들은 임의의 주어진 패턴 또는 디자인으로 상기 기판의 표면 위에 또는 상기 표면 내에 존재할 수 있다. 피처들은 예를 들면 무작위적이거나 정리될 수도 있고, 또는 반복적이거나 비반복적일 수 있고, 또는 균일하거나 불균일할 수도 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 광 추출 피처들은 상기 표면에 인접하여 상기 유리 기판의 매트릭스 내에 위치되거나, 또는 선택적으로 상기 유기 실리케이트 필름 내에, 예컨대 상기 표면 아래에 위치될 수 있다. 예를 들면, 상기 광 추출 피처들은 예를 들면 조면화되거나 융기된 표면을 형성하는 텍스쳐 상의 피처들로서 상기 표면을 가로질러 분포할 수도 있고, 또는 예를 들면 레이저-대미지를 입은(laser-damaged) 피처들로서 상기 기판 또는 그의 부분들의 내부에 그리고 이들을 통하여 분포될 수 있다.
상기 LGP는 당 기술 분야에 알려진 임의의 방법, 예컨대 공통 계류 중이며 공통 소유된 국제 특허 공개 WO2014058748 및 WO2015095288에 개시된 방법들에 따라 광 추출 피처들을 생성하도록 처리될 수 있고, 상기 문헌들 각각은 그 전체가 여기에 인용되어 통합된다.
이제 미세 구조 어레이들과 도광판들의 예시적인 실시예들을 나타낸 도면을 참조하여 본 개시의 다양한 실시예들이 논의될 것이다. 다음의 일반적인 설명은 청구된 장치의 개요를 제공하는 것이 의도되며, 비제한적으로 묘사된 실시예들을 참조하여 다양한 태양들이 본 개시를 통해 더욱 구체적으로 논의될 것이다. 이 실시예들은 본 개시의 맥락 내에서 상호 교환될 수 있다.
제 1 기판(14)과 제 2 기판(16)으로 형성되고 상기 제 1 기판(14)과 제 2 기판(16)이 이들의 주변 엣지부 사이에서 주변 엣지부들 둘레에 위치된 접착 물질(18)로 결합된 LCD 디스플레이 패널(12)을 포함하는 예시적인 LCD 디스플레이 장치(10)가 도 1에 도시된다. 제1 및 제2 기판들(14, 16) 및 접착 물질(18)은 그 사이에 액정 물질을 포함하는 갭(20)을 형성한다. 또한 상기 갭의 간격을 일정하게 유지하기 위하여 상기 갭 내의 다양한 위치들에 (미도시된) 스페이서들이 사용될 수 있다. 제 1 기판(14)은 컬러 필터 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 제 1 기판(14)은 컬러 필터 기판으로 지칭될 수 있다. 한편, 제 2 기판(16)은 상기 액정 물질의 편광 상태를 제어하기 위한 박막 트랜지스터들(thin film transistors, TFTs)을 포함하며, 백 플레인으로 지칭될 수 있다. LCD 패널(12)은 그의 표면 위에 위치되는 하나 이상의 편광 필터들(22)을 더 포함할 수 있다.
LCD 디스플레이 장치(10)는 뒤쪽에서, 즉 상기 LCD 패널의 백플레인 쪽에서 LCD 패널(12)을 비추도록 배열된 BLU(24)를 더 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 BLU는 상기 LCD 패널로부터 이격될 수 있지만, 다른 실시예들에서 상기 BLU는 상기 LCD 패널과 접촉하여 예컨대 투명 접착제로 결합될 수 있다. BLU(24)는 도광체로서 유리 기판(28)으로 형성된 유리 도광판(light guide plate, LGP)(26)을 포함하고, 상기 유리 기판(28)은 그 위에 유기 실리케이트 필름(31)을 갖고, 유리 기판(28)은 제 1 주 표면(30), 제 2 주 표면(32), 및 상기 제1 및 제2 주 표면들 사이에서 연장되는 복수의 엣지 표면들을 포함한다. 실시예들에서, 유리 기판(28)은 도 2에 도시된 바와 같이 네 개의 엣지 표면들(34a, 34b, 34c 및 34d)을 포함하는, 예컨대 정사각형 또는 직사각형과 같은 평행사변형일 수 있다. 상기 네 개의 엣지 표면들은 상기 제1 및 제2 주 표면들 사이에서 연장되며 X-Y-Z 좌표들로 도시된 바와 같이 상기 유리 기판(28)의 X-Y 평면을 정의한다. 예를 들면, 엣지 표면(34a)은 엣지 표면(34c)과 대향할 수 있으며, 엣지 표면(34b)은 엣지 표면(34d)과 대향하게 위치될 수 있다. 엣지 표면(34a)은 엣지 표면(34c)과 평행할 수 있고, 엣지 표면(34b)은 엣지 표면(34d)과 대향하며 평행할 수 있다. 엣지 표면들(34a, 34c)은 엣지 표면들(34b, 34d)에 수직일 수 있다. 상기 엣지 표면들(34a 내지 34d)은 평탄하며 주 표면들(30, 32)에 수직이거나 또는 실질적으로 수직(예를 들면 90 +/- 1도, 예컨대 90 +/- 0.1도)일 수 있다. 추가적인 실시예들에서 상기 엣지 표면들은 챔퍼(chamfer)들을 포함할 수 있으며, 예컨대 평탄한 중심부는 주 표면들(30, 32)에 수직이거나 또는 실질적으로 수직이고 두 개의 이웃하는 기울어진 표면부들에 의해 상기 제1 및 제2 주 표면들과 결합된다.
제1 및/또는 제2 주 표면들(30, 32)은 약 0.1 나노미터 (nm) 내지 약 0.6 nm 범위의, 예를 들면, 약 0.6 nm 미만의 미만의, 약 0.5 nm 미만의, 약 0.4 nm 미만의, 약 0.3 nm 미만의, 약 0.2 nm 미만의, 또는 약 0.1 nm 미만의 평균 거칠기(Ra)를 포함할 수 있다. 상기 엣지 표면들의 평균 거칠기(Ra)는 0.05 마이크로미터(㎛) 이하, 예컨대 약 0.005 마이크로미터 내지 약 0.05 마이크로미터의 범위일 수 있다.
위와 같은 수준의 주 표면 거칠기는 예를 들면 퓨전 드로잉 공정 또는 부유 유리 공정 이후에 이어지는 폴리싱에 의하여 이루어질 수 있다. 표면 거칠기는, 예를 들면, 원자힘 현미경, Zygo에 의하여 제조된 것들과 같은 상용 시스템으로 수행하는 백색광 간섭법, 또는 Keyence에 의해 제공되는 것들과 같은 상용 시스템으로 수행하는 레이저 공초점 현미경법에 의하여 측정될 수 있다. 표면으로부터의 산란은 표면 거칠기를 제외하고는 동일한 샘플들의 범위를 준비하고 각각의 내부 투과도를 측정함으로써 측정될 수 있다. 샘플들 사이의 내부 투과도의 차이는 조면화된 표면에 의해 유발된 산란 손실에 원인이 있다고 할 수 있다. 엣지 거칠기는 그라인딩 및/또는 폴리싱에 의하여 달성될 수 있다.
유리 기판(28)은 제1 주 표면(30) 및 제2 주 표면(32)에 수직인 방향으로 최대 유리 기판 두께 t를 더 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 유리 기판 두께 t는 약 3 mm 이하, 예를 들면 약 2 mm 이하, 약 1 mm 이하이나, 추가적인 실시예들에서, 유리 기판 두께 t는 약 0.1 mm 내지 약 3 mm의 범위, 예컨대 약 0.1 mm 내지 약 2.5 mm의 범위, 약 0.3 mm 내지 약 2.1 mm의 범위, 약 0.5 mm 내지 약 2.1 mm의 범위, 약 0.6 mm 내지 약 2.1 mm의 범위, 또는 약 0.6 mm 내지 약 1.1 mm의 범위일 수 있으며, 이들 사이의 모든 범위들 및 서브범위들을 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 유리 기판의 두께는 약 0.1 mm 내지 약 3.0 mm의 범위에 있을 수 있다(예컨대, 약 0.3 mm 내지 약 3 mm, 약 0.4 mm 내지 약 3 mm, 약 0.5 mm 내지 약 3 mm, 약 0.55 mm 내지 약 3 mm, 약 0.7 mm 내지 약 3 mm, 약 1 mm 내지 약 3 mm, 약 0.1 mm 내지 약 2 mm, 약 0.1 mm 내지 약 1.5 mm, 약 0.1 mm 내지 약 1 mm, 약 0.1 mm 내지 약 0.7 mm, 약 0.1 mm 내지 약 0.55 mm, 약 0.1 mm 내지 약 0.5 mm, 약 0.1 mm 내지 약 0.4 mm, 약 0.3 mm 내지 약 0.7 mm, 또는 약 0.3 mm 내지 약 0.55 mm).
여기에 설명된 실시예들에 따라, BLU(24)는 유리 기판(28)의 적어도 하나의 엣지 표면(광 주입 엣지 표면)을 따라, 예를 들면 엣지 표면(34a)을 따라 배열된 발광 다이오드들(light emitting diodes, LEDs)(36)의 어레이를 더 포함한다. 도 1에 도시된 실시예는 광이 주입되는 엣지 표면(34a)이 단일한 것을 보이지만 청구된 발명의 주제가 그리 한정되어서는 아니되며 이는 예시적 유리 기판(28)의 엣지들 중 임의의 하나 또는 여러개에 광이 주입될 수 있기 때문임을 유의하여야 한다. 예를 들면 일부 실시예들에 있어서, 상기 엣지 표면(34a) 및 그 반대쪽의 엣지 표면(34c)에 모두 광이 주입될 수 있다. 추가적인 실시예들은 상기 엣지 표면(34a) 및/또는 그 반대쪽의 엣지 표면(34c)보다는, 또는 상기 엣지 표면(34a) 및/또는 그 반대쪽의 엣지 표면(34c)에 더하여 엣지 표면(34b) 및 그 반대쪽의 엣지 표면(34d)에서 광을 주입할 수 있다. 광 주입 표면(들)은 투과에서 반치전폭(full width half maximum, FWHM) 12.8도 미만의 각도 내에서 광을 산란시키도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, LED들(36)은 상기 광 주입 엣지 표면으로부터, 예컨대 엣지 표면(34a)으로부터 약 0.5 mm 미만의 거리 δ에 위치될 수 있다. 하나 이상의 실시예들에 따르면, 상기 유리 기판 내부로의 효율적인 광 커플링을 제공하기 위하여 LED들(36)은 유리 기판(28)의 두께 t 이하인 두께 또는 높이를 포함할 수 있다.
LED들의 어레이에 의해 방출되는 광은 상기 적어도 하나의 엣지 표면(34a)을 통하여 주입되어 내부 전반사에 의해 상기 유리 기판을 통해 안내되고, 예를 들면 유리 기판(28)의 주 표면들(30, 32) 중 하나 또는 둘 모두 위에 있는 추출 피처들에 의하여 LCD 패널(12)을 비추도록 추출된다. 이러한 추출 피처들은 내부 전반사를 교란하여 유리 기판(28) 내부에서 전파되는 빛이 주 표면들(30, 32) 중의 하나 또는 둘 모두를 통하여 상기 유리 기판 밖으로 지향되는 것을 초래한다. 따라서, BLU(24)는 상기 유리 기판의 배면(예컨대 주 표면(32))으로부터 추출된 빛을 전방으로(LCD 패널(12) 쪽으로) 전향시키기 위하여 유리 기판(28)의 뒤쪽에 LCD 패널(12)의 반대쪽으로 배치되는 반사판(38)을 더 포함할 수 있다. 적절한 광추출 피처들은, 상기 유리 기판의 표면을 직접 조면화함으로써 또는 적절한 코팅을 갖는 시트, 예컨대 확산 필름을 코팅함으로써 생성된 조면화된 표면을 상기 유리 기판 위에 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 광 추출 피처들은 예를 들면 UV-경화성 잉크와 같은 적절한 잉크로 반사성의 이산(discrete) 영역들(예컨대 화이트 도트)을 프린트하고 상기 잉크를 건조 및/또는 경화시킴으로써 얻을 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 위의 추출 피처들의 조합들이 사용될 수 있으며, 또는 당 기술 분야에 알려진 것과 같은 다른 추출 피처들도 채용될 수 있다.
BLU는 상기 유리 기판의 주 표면 위에 퇴적된 하나 이상의 필름들 또는 코팅들(미도시)을, 예를 들면 양자점 필름, 확산 필름 및 반사성 편광 필름, 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다.
유리 기판(28)의 상기 적어도 하나의 엣지 표면(34a)을 따르는 제 1 영역을 비추는 선택된 LED들(36)을 점등하는 한편, 이웃 영역들을 비추는 다른 LED들(36)은 소등함으로써 국부 디밍, 예컨대 일차원(1D) 디밍이 달성될 수 있다. 반대로, 상기 제 1 영역을 비추는 선택된 LED들을 소등하는 한편, 이웃 영역들을 비추는 LED들을 점등함으로써 1D 국부 디밍이 이루어질 수 있다.
도 2는 유리 기판(28)의 엣지 표면(34a)을 따라 배열된 LED들의 제 1 서브-어레이(40a), 유리 기판(28)의 엣지 표면(34a)을 따라 배열된 LED들의 제 2 서브-어레이(40b), 및 유리 기판(28)의 엣지 표면(34a)을 따라 배열된 LED들(36)의 제 3 서브-어레이(40c)를 포함하는 예시적인 LGP(26)의 일부를 나타낸다. 세 서브-어레이들에 의해 조명되는 상기 유리 기판의 구분되는 세 영역들은 A, B, 및 C로 표식되며, A 영역은 중간 영역, B 및 C 영역은 상기 A 영역에 이웃한다. A, B, 및 C 영역들은 각각 LED 서브-어레이 40a, 40b, 및 40c에 의하여 조명된다. 서브-어레이 40a의 LED들이 "온"(on) 상태에 있고 다른 서브-어레이들, 예컨대 상기 서브-어레이 40b 및 40c의 다른 LED들은 모두 "오프"(off) 상태에 있을 때 국부 디밍 지수(local dimming index, LDI)는 1 - (B, C 영역의 평균 광도)/(A 영역의 광도)로 정의될 수 있다. LDI의 결정에 관한 더욱 완전한 설명은, 예를 들면, "Local Dimming Design and Optimization for Edge-Type LED Backlight Unit": Jung, et al., SID 2011 Digest, 2011, pp. 1430 - 1432에서 찾을 수 있으며, 이 문헌은 그 내용 전체가 여기에 인용되어 포함된다.
어느 하나의 어레이 또는 서브-어레이 내의 LED들의 수, 또는 나아가 서브-어레이들의 수는 적어도 디스플레이 장치의 크기의 함수이며, 도 2에 도시된 LED들의 수는 단지 예시를 위한 것이며 한정하는 것이 의도되지 않음에 유의하여야 한다. 따라서, 각 서브-어레이는 단일 LED, 또는 둘 이상의 LED들을 포함할 수 있고, 또는 복수의 서브-어레이들은, 예컨대 세 개의 서브-어레이들, 네 개의 서브-어레이들, 다섯 개의 서브-어레이들 등과 같이 특정 LCD 패널을 조명하기에 필요한 만큼의 수로 제공될 수 있다. 예를 들면, 통상의 1D 국부 디밍-가능한 55'' (139.7 cm) LCD TV는 8 내지 12 지역들을 가질 수 있다. 상기 지역의 폭은 통상적으로 약 100 mm 내지 약 150 mm의 범위이다. 하지만 일부 실시예들에서 상기 지역의 폭은 더 작을 수 있다. 상기 지역의 길이는 상기 유리 기판(28)의 길이와 대체로 동일하다.
이제 도 3을 참조하면, 상기 유리 기판(28)의 엣지 표면(29)에 광학적으로 결합될 수 있는, 예를 들면, 상기 엣지 표면(29)에 인접하여 위치될 수 있는 적어도 하나의 광원(40)을 포함하는 도광판(26)이 도시된다. 여기서 사용될 때, 용어 "광학적으로 결합된"은 상기 LGP로 광을 도입하도록 광원이 상기 LGP의 엣지에 위치됨을 나타내는 것이 의도된다. 광원은 상기 LGP와 물리적으로 접촉하지 않더라도 상기 LGP에 광학적으로 결합될 수 있다. 또한, (도시되지 않은) 추가적인 광원들은 상기 LGP의, 인접하는 또는 반대쪽 엣지 표면들과 같은 다른 엣지 표면들에 광학적으로 결합될 수 있다.
상기 LGP 내부로 주입되는 광은, 임계각 미만의 입사각으로 계면을 칠 때까지 내부 전반사(total internal reflection, TIR)로 인해 화살표 (161)로 표시된 바와 같이 상기 LGP의 길이 L을 따라 전파될 수 있다. TIR은 제 1 굴절률을 갖는 제 1 물질 (예를 들면, 유리, 플라스틱 등) 내에서 전파되는 광이 상기 제 1 굴절률보다 작은 제 2 굴절률을 갖는 제 2 물질(예를 들면, 공기 등)과의 계면에서 전반사될 수 있는 현상이다. TIR은 상이한 굴절률을 갖는 두 물질들 사이의 계면에서 광의 굴절을 설명하는 스넬의 법칙(Snell's law)을 써서 설명될 수 있다:
(1)
Figure pct00001
스넬의 법칙에 따라, n1이 제 1 물질의 굴절률이고, n2가 제 2 물질의 굴절률이고, θi는 상기 계면에 수직인 방향에 대하여 상기 계면에서 입사하는 광의 각도(입사각)이고, θr는 상기 수직인 방향에 대하여 굴절된 광의 굴절각이다. 상기 굴절각(θr)이 90도일 때, 예를 들면, sin(θr)=1이고, 스넬의 법칙은 다음과 같이 표현될 수 있다:
(2)
Figure pct00002
또한 이러한 조건들 하에서의 입사각(θi)은 임계각(θc)이라고 지칭될 수 있다. 상기 임계각보다 더 큰 입사각을 갖는 (θi > θc) 광은 상기 제 1 물질 내에서 내부 전반사될 것인 반면, 상기 임계각보다 작거나 같은 입사각을 갖는 (θi ≤ θc) 광은 상기 제 1 물질에 의하여 대부분 투과될 것이다.
공기(n1=1)와 유리(n2=1.5) 사이의 예시적인 계면의 경우에 있어서, 상기 임계각(θc)은 41도로 계산될 수 있다. 따라서, 만일 상기 유리 내에서 전파되는 광이 41도보다 더 큰 입사각으로 공기-유리 계면을 치게 된다면, 모든 입사광은 입사각과 동일한 각도로 상기 계면으로부터 반사될 것이다. 만일 반사된 광이 상기 제 1 계면과 동일한 굴절률 관계를 갖는 제 2 계면을 만난다면, 상기 제 2 계면으로 입사하는 광은 입사각과 동일한 반사각으로 다시 반사될 것이다.
일부 실시예들에 있어서, 광 방출 표면(190)과 같은, 상기 유리 기판(28)의 제 2 주 표면(195)에 대향하는 주 표면 위에 폴리머성 플랫폼(72)이 배치될 수 있다. 상기 미세 구조물들(70)의 어레이는, 상기 LGP의 표면들(190, 195) 위에 배치된 다른 광학 필름들(예컨대 반사 필름 및 하나 이상의 디퓨저 필름들(미도시))과 함께, 점선 화살표(162)로 표시된 바와 같이, 광의 투과를 전방 방향으로 (예를 들면, 사용자를 향하여) 지향시킬 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 광원(40)은 발광 다이오드(light emitting diode, LED)와 같은 램버시안(Lambertian) 광원일 수 있다. 상기 LED들로부터 나오는 광은 상기 LGP 내에서 신속하게 퍼질 수 있고, 이는 (예를 들면, 하나 이상의 LED들을 끔으로써) 로컬 디밍의 효과를 가져오는 것을 더 어렵게 만들 수 있다. 그러나 상기 LGP의 표면 위에 (도 3에 화살표(161)로 표시된 바와 같은) 광 전파 방향으로 연장되는 하나 이상의 미세 구조물들을 제공함으로써, 각 LED 광원이 상기 LGP의 좁은 스트립만을 유효하게 비추도록 광의 퍼짐을 제한하는 것이 가능할 수 있다. 비추어진 상기 스트립은 예컨대 상기 LED의 원점으로부터 반대쪽 엣지 상의 유사한 종점까지 연장될 수 있다. 따라서, 다양한 미세 구조물들의 구성을 이용하여, 비교적 효율적인 방식으로 상기 LGP의 적어도 일부의 일차원 (1D) 로컬 디밍을 이루는 것이 가능할 수 있다.
예들
다양한 실시예들은 다음의 비제한적인 예들에 의하여 보다 명확해질 것이다.
아래 예들을 위하여 모사된 디스플레이 제품 형태를 갖는 휘도 측정 장치(100)가 도 4에 도시된다. 실험적 장치는 다수의 LED들을 포함하는 바닥 위에 엣지-발광 LED 패널(110)을 갖는 TV에서 추출된 백라이트 유닛(BackLight Unit, BLU)을 사용한다. 상기 LED 패널(110)은 도광판(130)의 엣지 표면(120)에 선택적으로 결합되고 상기 도광판(130) 내부로 광을 주입한다. 상기 도광판은 제 1 주 표면(131) 및 제 2 주 표면(132)에 의해 정의되는 1.1 mm의 두께를 갖는다.
상기 휘도 장치는 바닥-발광 LED 패널(110)과 반사체(140)가 제공된 도광판(30)의 휘도 변화를 분석한다. 상기 반사체(140)는 상기 유리 기판의 "백" 사이드 또는 "B" 사이드 위에 제공되어 상기 B-사이드에서 나오는 추출광을 카메라로 반사시키도록 제공된다. 빛샘을 줄이기 위한 마스크(150)가 상기 LED 패널(110)로 인한 블루밍(blooming)의 정도를 감소시키고 샘플 중심부에서의 휘도에 대한 대표값을 허용한다.
측방 표면들에서 나오는 수직의 입사광은 소정 영역 내의 휘도 계량을 니트(nit)로 출력하는 전하 결합 소자(charge coupled device, CCD) 칼로리미터(170)(Radiant ProMetric(R) Imaging Colorimeter)에 의해 캡춰된다. 상기 휘도 측정 장치(100)는 텔레비전의 백-라이트 유닛(back-light unit, BLU)에 통상 사용되는 폴리머 필름들이 부재하기 때문에 수직의 입사광(160)만을 캡춰한다. 상기 장치는 엣지-블룸 기반의 휘도 아티팩트(artifact)를 감소시키기 위하여 금속 TV 백 프레임(185) 상에 마스크 및 1.5 mm 두께의 스페이서(180)를 이용함으로써 더 최적화된다.
휘도 데이터 분석은 상기 마스크의 엣지로부터 20%를 엣지 제외 영역으로 하여 수행되며, 샘플의 평균 휘도와 휘도의 표준 편차를 측정한다. 이것은 화이트 스팟 형성의 이질성을 완전히 캡춰하지 않는, 산업 표준인 9-점 측정과 대비된다. 충분한 샘플링, 적절한 데이터 핸들링 및 분석 절차로, 에이징된 샘플에 대한 화이트 스팟으로 인한 (니트 단위의) 휘도 변화가 베이스라인 휘도값을 (니트 단위로) 제공하는 레퍼런스(예컨대 에이징되지 않은 샘플)에 대하여 측정되었다.
화이트 스팟들을 관찰하기 위하여 적절한 배율의 다크-필드 모드로 광학 현미경법을 이용하여 입자 분석이 수행된다. 충분한 샘플링, 적절한 데이터 핸들링 및 분석 절차로, LGP의 휘도에 직접 영향을 미치고 및/또는 연관성을 갖는 측정치들(metrics)이, 예컨대 단위 면적당(예를 들면 제곱 밀리미터당)의 입자 밀도 및/또는 화이트 스팟으로 표면을 커버한 정도(백분율로)가 얻어졌다.
예 1
유리 기판들을 알칼리 세정으로 세정한 후 APCVD 챔버 내로 도입하고 하기 설명된 코팅 스케쥴을 적용하였다. 본 예의 상기 유리 기판들은 약 70-80 몰% SiO2, 약 5-10 몰% Al2O3, 약 2-7 몰% MgO 및 약 10-15 몰% NaO를 함유하였다.
상기 유리 기판에 대하여 다음의 코팅 스케쥴을 조사하였다.
1) TMS 25 sccm 및 산소 130 sccm (TMS 25),
2) TMS 35 sccm 및 산소 130 sccm (TMS 35), 그리고
3) TMS 45 sccm 및 산소 130 sccm (TMS 45).
상기 기판은 상기 기판 약 2 mm 위에 선형 플라스마 헤드를 갖는 대기압 CVD 장비에서 100℃로 유지되었다. 코팅의 두께들은 투과 전자 현미경(transmission electron microscopy, TEM) 및 고해상도 주사 전자 현미경(high resolution scanning electron microscopy, HR-SEM)으로 측정했을 때 75 nm 내지 100 nm 범위였다. 코팅 샘플 총 15 파트들이 분석되었으며 3 파트들은 각각 (에이징되지 않은) 휘도(luminance) 대조군으로서 사용되었고, 60 ℃, 90% 상대습도(RH)에서 96 시간(h), 240 h, 580 h 및 960 h로 표면들이 풍화되었다(weathered). 상기 파트들은 도 4에 도시된 장비들을 이용하여 풍화에 기인한 외래의 광 추출에 대해 분석되었고(휘도 시험), 존재하는 임의의 풍화 피처들의 크기에 대하여 분석되었다(입자 분석). 또한 상기 파트들은 조성 및 에이징된 필름들 내의 나트륨 확산 프로파일을 알아보기 위해 X-선 광전자 분광법(x-ray photoelectron spectroscopy, XPS)으로 화학적으로 분석되었다.
미처리된 유리 기판에 대한 상승된 온도 및 습도에 노출되었을 때의 광추출에 있어서의 변화는 도 5에 도시되며, 도 4에 도시된 바와 같이 바닥-발광 LED가 유리 기판에 도입되었다. 도 5는 에이징되지 않은 유리 기판에 비하여 에이징된 유리 기판이 60℃ 및 90% 상대 습도에서 96시간, 240시간, 580시간 및 960시간으로 풍화될 때 지속적으로 더 흐려지는 것을 보여준다.
어떤 특별한 이론에 한정되는 것은 아니지만, 엣지-조명으로 관찰된 연무(haze)는 서브-마이크론에서 수십 마이크론의 크기 범위를 갖고 추가적인 의도치 않은 광 추출 피처로서 거동하며 시간의 함수로서 성장하는 나트륨계 풍화 생성물의 형성 때문이다. 에이징에 따라 형성되는 산란 피처들의 함수로서 패널 휘도 변화의 관점에서 이들 풍화-기반 LEF들이 TV 성능에 미치는 정량적 영향을 확인하기 위해 광학 모델을 사용하였다. 풍화 생성물이 존재하는 근처 위치에서 960 시간에 8의 인자만큼 외래 광 추출이 증가하는 것으로 나타났다.
도 6은 약 100 nm 두께의 유기 실리케이트 필름이 제공된 에이징된 유리 기판(50.8 mm x 50.8 mm x 1.1 mm) 위에 형성된 임의의 풍화 생성물들로 인한 외래 광 추출의 시각적 표현을 에이징되지 않은 유기 실리케이트 필름 표면과 비교하여 제공한다. 도 5와 극명한 대비를 이루는 도 6에 묘사된 사진들에 보인 바와 같이, APCVD 코팅이 제공되고 에이징된 유리 기판과 APCVD 코팅이 제공되고 에이징되지 않은 유리 기판(즉, 위에서 식별된 바와 같이 TMS 25, 35, 45)의 휘도에서 관찰 가능한 차이점은 감지되지 않는다.
도 7은 개질되지 않은 유리 기판(대조예)의 휘도 변화 및 60℃ 및 90% 상대 습도에서 96 내지 960 시간 사이로 풍화시켰을 때 TMS 25, TMS 35, TMS 45에 대한 휘도 변화를 그래프로 나타낸다. 도 8은 60℃ 및 90% 상대 습도에서 96 내지 960 시간 사이로 풍화시켰을 때 이들 유리 표면들이 풍화 생성물들("화이트 스팟")로 덮인 백분율을 입자 분석을 통해 얻어 그래프로 나타낸다. 이것은 풍화 생성물 기반의 외래 광 추출을 감소시킴으로써 더 낮은 휘도값으로 인해 APCVD 유기 실리케이트 필름이 개선을 가져오는 것을 다시 증명한다. 또한, 에이징이 되면서 박리 또는 필름의 온전성이 손상되는 것은 광학 현미경으로 관찰되지 않았다.
아래의 표 1은 60℃ 및 90% 상대 습도에서 0 및 960 시간으로 풍화시켰을 때 TMS 25, 35, 45의 탄소의 화학적 상태 및 평균 원소 조성(원자%)을 제시한다. X-선 광전자 분광법(XPS)을 통해, 상기 필름의 상부 5-7 nm의 분석을 제공하기 위하여 샘플의 엣지로부터 떨어진 세 분석 영역들로부터 얻어졌다.
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
본 예에서 입증된 바와 같이, TMS 25, TMS 35, 및 TMS 45의 각각은 풍화 생성물들의 형성을 촉진할 수 있고 에이징에 따라 외측 표면으로 추출되는 알칼리 함량을 완화시키는 결과를 가져왔다. 상기 알칼리 확산의 완화는 풍화 생성물 형성의 감소를 위해 완벽할 필요는 없고 신뢰성 개선은 그 현상에 기인하여 연결됨을 유의하여야 한다.
예 2
알칼리 세정으로 유리 기판을 세정하고, 이소프로필 알코올에 30 wt% Honeywell Accuglass(R) 512B Spin-On Glass를 다음 스케쥴에 따라 유리 위에 스핀 코팅했다: 5초 동안 500 RPM + 30초 동안 3000 RPM, 이후 30분 동안 80℃ + 30분 동안 150℃ + 60분 동안 420℃의 경화 스케쥴. 상기 경화 스케쥴은 실세스퀴옥산 구조를 완전히 응축시키기 위하여 선택되었다. 코팅 두께는 투과 전자 현미경(TEM) 및 고해상도 주사 전자 현미경(HR-SEM)으로 측정했을 때 대략 200 nm였다.
본 샘플은 아래에서 "Spin-on SiOC:H"로 표기되며 코팅되지 않은 유리 기판("대조예")와 함께 고온, 고습 환경(60℃, 90% RH)에서 100시간 동안 풍화되었다. 특히, 총 15 파트들의 코팅 스케쥴이 처리되었고, 이 때 3 파트들은 각각 휘도(luminance) 대조군으로서 0h로 사용되었고, 60℃, 90% RH에서 96 시간(h), 240 h, 580 h 및 960 h로 표면들이 풍화되었다(weathered). 상기 파트들은, 예 1에서 설명된 바와 같이, 광 추출(휘도 시험) 및 입자 분석(풍화 생성물 기반 피처들)에 대하여 분석되었다. 또한 상기 파트들은, 역시 위의 예 1에서 설명된 바와 같이, 조성 및 에이징된 필름들 내의 나트륨 확산 프로파일을 위해 XPS로 화학적으로 분석되었다. 상승된 온도 및 습도에 노출되었을 때 미처리된 유리 기판에 대한 광 추출의 변화는 도 5를 참조할 수 있다. 대조적으로, 도 9에서 보는 바와 같이, 에이징되지 않은 스핀-온 글래스 코팅과 에이징된 스핀-온 글래스 코팅의 휘도에서는 관찰 가능한 차이가 감지되지 않는다. 나아가, 도 10의 휘도 결과들 및 도 11에 도시된, 입자 분석을 통해 얻은, 산란 피처들("화이트 스팟")로 유리 표면의 감소된 피복은 스핀-온 글래스 유기 실리케이트 필름이 풍화-생성물 기반의 외래 광 추출을 경감시킨다는 것을 입증한다. 에이징된 스핀-온 글래스 코팅의 휘도 값들은 동일 기판의 개질되지 않은 형태보다 더 낮다. 또한, 상기 필름들의 에이징을 통한 미립자들의 피복과 휘도 값들은 변화하지 않는다. 또한 에이징에 따른 박리 또는 필름의 온전성이 손상되는 것은 광학 현미경으로 관찰되지 않았다.
아래의 표 2는 60℃ 및 90% 상대 습도에서 0 및 960 시간으로 풍화시켰을 때 Spin-on SiOC:H의 탄소의 화학적 상태 및 평균 원소 조성(원자%)을 제시한다. X-선 광전자 분광법(XPS)을 통해, 상기 필름의 상부 5-7 nm의 분석을 제공하기 위하여 샘플의 엣지로부터 떨어진 세 분석 영역들로부터 얻어졌다.
Figure pct00006
본 예에서 입증된 바와 같이, 상기 스핀-온 글래스 필름들은 에이징에 따라 외부 표면으로 추출된, 풍화 생성물들의 형성을 촉진할 수 있는 알칼리 함유물을 완전히 완화하는 결과를 가져오는 것을 보인다(기술의 검출 한계 내에서). 또한 상기 알칼리 확산의 완화는 풍화 생성물 형성의 감소를 위해 완벽할 필요는 없고 신뢰성 개선은 그 현상에 기인하여 연결됨을 유의하여야 한다. 상기 스핀-온 글래스 코팅은 알칼리가 없는 (alkali-deficient) 상부 표면(및 필름 벌크)을 제공하며, 이는 알칼리 확산의 완화에 의하여 비-가교성 산소들(유리 구조 내에서 추출된 알칼리들을 위한 소스)에 부착된 개질제의 레벨이 증가된 고-알칼리 및 고-알칼리 토류를 함유하는 유리들 상에서 풍화-기반 부식 메커니즘을 감소시킨다.

Claims (30)

  1. 두께를 정의하는 적어도 두 개의 주 표면들, 및 광원으로부터 광을 수광하도록 구성된 엣지 표면을 포함하는 유리 기판; 및
    상기 적어도 두 개의 주 표면들 중 하나 위에 배치된 유기 실리케이트 필름;
    을 포함하고,
    상기 유리 기판은 상기 광원으로부터의 광을 분산시키도록 구성되고,
    상기 유기 실리케이트 필름은 60℃ 및 90% 상대 습도에서 960 시간 동안 에이징했을 때 유기 실리케이트 필름을 포함하지 않는 도광판에 비하여 화이트 스팟들의 형성을 감소시키는, 도광판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광판은 상기 유기 실리케이트 필름을 갖는 상기 주 표면에 수직으로 400 nm 내지 700 nm 범위의 파장에 걸쳐 90%보다 높은 투과도를 보이는 것을 특징으로 하는 도광판.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 유기 실리케이트 필름은 단일층이고, 상기 유리 기판은 추가적인 층들을 갖지 않는 것을 특징으로 하는 도광판.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 유기 실리케이트 필름 위에 광추출 피처(light extraction feature, LEF) 또는 렌티큘라 렌즈 중 하나 이상이 적용된 것을 특징으로 하는 도광판.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 유리 기판은 알루미노실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리, 및 소다라임 유리로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 도광판.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 유리 기판은 산화물 몰% 기준으로:
    50-90 몰% SiO2,
    0-20 몰% Al2O3,
    0-20 몰% B2O3, 및
    0-25 몰% RxO,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.(여기서 x는 2이고 R은 Li, Na, K, Rb, Cs, 및 이들의 조합들로부터 선택되거나, x는 1이고 R은 Zn, Mg, Ca, Sr, Ba, 및 이들의 조합들로부터 선택되고, 상기 유리 기판은 Li2O, Na2O, K2O, CaO 및 MgO로부터 선택된 하나의 산화물을 적어도 0.5 몰% 포함함)
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 유리 기판은 Na2O 및 K2O로부터 선택된 하나의 산화물을 산화물 몰% 기준으로 적어도 3.5 몰% 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 유기 실리케이트 필름은 약 1 nm 내지 약 1200 nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 도광판.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 유기 실리케이트 필름은 스프레이-코팅된 필름인 것을 특징으로 하는 도광판.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 유기 실리케이트 필름은 딥(dip)-코팅된 필름인 것을 특징으로 하는 도광판.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 유기 실리케이트 필름은 스핀-온 글래스-형성된 필름인 것을 특징으로 하는 도광판.
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 유기 실리케이트 필름은 화학 기상 증착-형성된 필름인 것을 특징으로 하는 도광판.
  13. 제 2 항에 있어서,
    상기 유기 실리케이트 필름은
    (a) 약 1.05 내지 약 1.45 범위의 굴절률;
    (b) 적어도 약 70도의 물 접촉각;
    (c) 약 55 mJ/m2 미만의 전체 표면 에너지; 또는
    (d) 약 25 mJ/m2 미만의 극성 표면 에너지 성분;
    중 하나 이상을 보이는 것을 특징으로 하는 도광판.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 실리케이트 필름은 60℃ 및 90% 상대 습도에서 960 시간 동안 에이징했을 때 유기 실리케이트 필름을 포함하지 않는 도광판에 비하여 화이트 스팟들의 형성이 감소되는 것을 특징으로 하는 도광판.
  15. 광원;
    반사체; 및
    제 1 항의 도광판;
    을 포함하는 디스플레이 제품.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 광원은 상기 유리 기판의 상기 엣지 표면과 광학적으로 결합된 발광 다이오드(light emitting diode, LED)인 것을 특징으로 하는 디스플레이 제품.
  17. 도광판으로서 사용하기 위한 유리 기판의 가공 방법으로서,
    두께 및 엣지 표면을 정의하는 적어도 두 개의 주 표면들을 포함하는 유리 기판을 제공하는 단계; 및
    상기 적어도 두 개의 주 표면들 중 적어도 하나 위에 유기 실리케이트 필름을 형성하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 유기 실리케이트 필름을 갖는 상기 주 표면 위의 알칼리 염들의 형성으로 인해 발생되는 상기 도광판 내의 풍화(weathering)-기반, 휘도(brightness) 불균일성이 상기 유기 실리케이트 필름을 포함하지 않는 유리 기판에 비교하여 감소되는 것을 특징으로 하는 가공 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 유기 실리케이트 필름은 상기 도광판 상의 화이트 스팟들의 형성을 방지하거나 감소시키는 것을 특징으로 하는 가공 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 유기 실리케이트 필름을 형성하는 단계는 상기 유리 기판 위에 상기 유기 실리케이트 필름을 퇴적시키기 위하여 실리콘-함유 전구체의 유동 및 공-반응물(co-reactant)의 유동을 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가공 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 실리콘-함유 전구체 및 상기 공-반응물은 화학 기상 증착(chemical vapor deposition, CVD) 챔버에 도입되는 것을 특징으로 하는 가공 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 실리콘-함유 전구체 및 상기 공-반응물은 대기압으로 또는 대기압 근처로 화학 기상 증착(chemical vapor deposition, CVD) 챔버 내부에 도입되는 것을 특징으로 하는 가공 방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 실리콘-함유 전구체는 실란 또는 실록산 또는 실라잔 중의 하나 이상을 포함하고, 상기 공-반응물은 산소, 산소와 암모니아의 혼합물, 또는 질소와 산소의 혼합물 중의 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 가공 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 실란은 테트라메틸실란, 트리메틸실란, 및 테트라메틸디실라잔 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 가공 방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 실록산은 헥사메틸디실록산, 테트라메틸시클로테트라실록산, 및 헥사메틸디실라잔 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 가공 방법.
  25. 제 17 항에 있어서,
    상기 유기 실리케이트 필름을 형성하는 단계는:
    선택적으로, 상기 유리 기판을 알칼리 세정제(wash)로 세정하는 단계;
    중합된 또는 부분적으로 중합된 실록산 화합물을, 선택적으로 용매와 함께, 상기 유리 기판 상으로 도입하는 단계; 및
    상기 중합된 또는 부분적으로 중합된 실록산 화합물을 경화시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가공 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    중합된 또는 부분적으로 중합된 메틸 실세스퀴옥산 및 이소프로필알코올이 상기 유리 기판 상으로 도입되는 것을 특징으로 하는 가공 방법.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 중합된 또는 부분적으로 중합된 실록산 화합물은 상기 중합된 또는 부분적으로 중합된 메틸 실세스퀴옥산의 실세스퀴옥산 구조를 완전히 응축시키기에 충분한 시간 및 온도에서 경화되는 것을 특징으로 하는 가공 방법.
  28. 제 25 항에 있어서,
    상기 중합된 또는 부분적으로 중합된 실록산 화합물은 상기 유리 기판 상으로 스펀(spun)되는 것을 특징으로 하는 가공 방법.
  29. 제 25 항에 있어서,
    상기 중합된 또는 부분적으로 중합된 실록산 화합물은 상기 유리 기판 상으로 딥(dip)-코팅되는 것을 특징으로 하는 가공 방법.
  30. 제 25 항에 있어서,
    상기 중합된 또는 부분적으로 중합된 실록산 화합물은 상기 유리 기판 상으로 스프레이-코팅되는 것을 특징으로 하는 가공 방법.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5356718A (en) * 1993-02-16 1994-10-18 Ppg Industries, Inc. Coating apparatus, method of coating glass, compounds and compositions for coating glasss and coated glass substrates
EP1048628A1 (de) * 1999-04-30 2000-11-02 Schott Glas Polymerbeschichtete Dünnglasfoliensubstrate
US20050044894A1 (en) * 2003-08-29 2005-03-03 Douglas Nelson Deposition of silica coatings on a substrate
US20080295884A1 (en) * 2007-05-29 2008-12-04 Sharma Pramod K Method of making a photovoltaic device or front substrate with barrier layer for use in same and resulting product
KR101135182B1 (ko) * 2009-11-20 2012-04-16 성지산업 주식회사 유리 표면 보호 코팅제 및 그 제조방법
CN103958731B (zh) * 2011-09-30 2016-12-21 阿科玛股份有限公司 通过常压化学气相沉积沉积氧化硅
US9902644B2 (en) * 2014-06-19 2018-02-27 Corning Incorporated Aluminosilicate glasses
KR102056359B1 (ko) * 2016-05-03 2019-12-16 주식회사 엘지화학 붕규산 유리, 이것을 포함하는 도광판 및 그 제조 방법

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