TW202132238A - 處理玻璃表面的方法及經處理玻璃物件 - Google Patents

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喬伊 班納吉
尹德拉尼 巴特查里亞
普蘭汀 瑪贊德
汪妲賈妮娜 華柴克
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美商康寧公司
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Abstract

揭示一種顯示器背光單元，包括具有第一主表面和相對於第一主表面的第二主表面的玻璃基板，第一主表面以3-巰基丙基三甲氧基矽烷、氨基丙基三乙氧基矽烷、或矽烷化PMMA中的至少一者塗佈，及沉積在經塗佈的第一主表面上的複數個含PMMA光萃取點。

Description

處理玻璃表面的方法及經處理玻璃物件
本申請案依照專利法聲請2020年2月7日提出之美國臨時申請案第62/971,467號之優先權權益，其內容被依賴並藉由參照全文方式併入本文。
本發明關於處理玻璃表面的方法，及更具體地關於形成提供印刷在玻璃表面上的圖案之高黏附可靠性的包含均勻分佈塗層的玻璃表面的方法。
用以產生擴散光的習知部件已經包括擴散結構，擴散結構包括已經使用在顯示器產業中的數種應用中的聚合物光導及膜。這些應用包括無框電視系統、液晶顯示器(LCD)、電泳顯示器(EPD)、有機發光二極體顯示器(OLED)、電漿顯示器面板(PDP)、微機電結構(MEMS)顯示器、電子閱讀(e-reader)裝置、等等。
光導板(LGP)為將光分佈至顯示面板，及尤其是諸如電視的顯示器產品中的LCD顯示器的加工部件。由於從經由LED的投射點穿過LGP的光學路徑長度的光的自然基於透射損失，額外的光萃取特徵可印刷在LGP上(通常為具有分散的SiO2 或TiO2 粒子的聚合物墨水)。這些額外的圖案化特徵藉由破壞LGP內的全反射(TIR)，促進經由貫穿側光式LED TV模組中的LGP的光萃取之所期望的面板明亮度。
雖然塑膠材料可提供適當的光透射，但塑膠材料提供相對不佳的機械性質，諸如剛性、熱膨脹係數(CTE)及吸濕性。例如商業上可從康寧公司取得的IrisTM 玻璃家族的高透射玻璃已經使用作為光導板(LGP)，其可取代聚合物LGP及提供優越的機械性質。實際上，此種玻璃基板可提供相較於聚(甲基丙烯酸甲酯)(「PMMA」)、聚苯乙烯(「PS」)、及苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(「MS」)對應物之改善的剛性、熱膨脹係數及吸濕性。
不幸地，由於通常用於印刷光萃取特徵的PMMA化學品對於裸玻璃表面具有不充足的黏附，當切換至玻璃光導板時，環繞在聚合物光導板上的聚合物(例如，PMMA)光萃取特徵的沉積所設計之製造者的處理是不利的。
根據本發明，所揭示的顯示器背光單元包含玻璃基板，玻璃基板包含第一主表面和相對於第一主表面的第二主表面，第一主表面被3-巰基丙基三甲氧基矽烷(3-mercaptopropyl trimethoxysilane)、氨基丙基三乙氧基矽烷(aminopropyl triethoxysilane)、或矽烷化PMMA(silanated PMMA)中的至少一者塗佈，及沉積在經塗佈的第一主表面上的複數個包含PMMA光萃取點。
顯示器背光可進一步包含沿著玻璃基板的至少一邊緣表面定位的光源。
在某些實施例中，光萃取點的空間密度、直徑、或前述物的組合在遠離光源的方向上可增加。
在某些實施例中，塗佈可共價地接合至第一主表面。
在某些實施例中，玻璃基板的厚度可在從約300微米至約2.0毫米的範圍中。塗佈的厚度可等於或小於約500奈米，例如等於或小於約100奈米、或等於或小於約20奈米。
根據各種實施例，當經受剝離試驗時，沒有光萃取點剝離。根據各種實施例，在60 °C與90%相對濕度下持續暴露240小時之後，玻璃基板展現的色偏dy穿過玻璃基板每300 mm路徑長度小於約0.007及亮度改變小於10%。
在其他實施例中，揭示製造背光單元的方法，包含以3-巰基丙基三甲氧基矽烷(3-mercaptopropyl trimethoxysilane)、氨基丙基三乙氧基矽烷(aminopropyl triethoxysilane)、或矽烷化PMMA(silanated PMMA)中的至少一者塗佈玻璃基板的第一主表面，及在經塗佈的第一主表面上沉積複數個含PMMA的光萃取點。
在某些實施例中，揭示顯示器裝置，此顯示器裝置包含設置以顯示使用者可視的影像之顯示器面板，例如LCD顯示器面板，及顯示器背光單元在此說明為定位鄰近於顯示器面板且相對於顯示器裝置的觀看者在顯示器面板之後。
此方法可進一步包含在塗佈第一主表面之後，但在沉積複數個含PMMA的光萃取點之前，將玻璃基板加熱至約40 °C至約65 °C的範圍中的溫度，例如，在約45 °C至約60°C的範圍中，諸如，約50°C至約60°C，持續約10分鐘至約20分鐘的範圍中的時間。在各種實施例中，塗佈的厚度可等於或小於約500奈米，例如等於或小於約100奈米、或等於或小於約20奈米。
此方法可更進一步包含在沉積複數個含PMMA的光萃取點之後，將玻璃基板加熱至約150 °C至約200 °C的範圍中的溫度持續約5分鐘至約40分鐘的範圍中的時間，例如從約10分鐘至約40分鐘、從約15分鐘至約40分鐘、從約20分鐘至約40分鐘、持續約30分鐘至約40分鐘、持續約5分鐘至約35分鐘、或從約10分鐘至約30分鐘。
本文所揭示的實施例的額外特徵與優點將在之後的實施方式中說明，且部分地對於本領域的通常知識者藉由說明書或實行本文(包括之後的實施方式、申請專利範圍、及隨附圖式)所述的實施例所認知會是明顯的。
將理解到前述的概要說明與之後的詳細說明兩者所呈現的實施例意於提供理解本文所揭示的實施例的本質與特性的概觀與架構。隨附圖式被包括以提供進一步理解且被併入並構成本說明書的一部分。圖式繪示本發明的各種實施例，且與說明書一同闡明本發明的原理與操作。
現在將詳細地參照本發明的實施例，實施例的實例繪示在隨附圖式中。儘可能地將使用相同的元件符號在整個圖式中指代相同或類似部件。然而，本發明可以許多不同形式實行且不應解釋為侷限於本文所說明的實施例。
在此使用時，用語「約」意指數量、尺寸、配方、參數、及其他數額及特性不是且不需要是精確的，但當期望時可為大約的及/或較大或較小，反映容限、轉換因子、捨入、量測誤差及類似物，及本領域的通常知識者所知的其他因子。
本文的範圍可表述為從「約」一數值、及/或至「約」另一數值。當表述此種範圍時，另一實施例包括從此一數值至此另一數值。類似地，當數值藉由前綴語「約」表述為約略值時，將理解到此數值形成另一實施例。將進一步理解到範圍的每一個端點在關於另一個端點且獨立於另一個端點兩者上是重要的。
本文所使用的方向性用語-例如，上、下、右、左、前、後、頂、底-僅用以參照所繪示的圖示且不意於暗示絕對的定向。
除非另外明確指明，絕對不意指本文所說明的任何方法解釋為需要以特定的順序執行其步驟，或者任何的設備、特定定向是必須的。因此，當方法請求項並未確實述明其步驟的順序時，或者任何設備請求項並未確實述明個別部件的次序或定向時，或者並未在申請專利範圍或說明書中另外明確敘明步驟侷限於特定順序時，或者設備的部件之特定次序或定向並未敘明時，絕對不意於在任何的面向中推斷出次序或定向。此保持在任何可能的非敘明基礎上用以闡明，包括：關於步驟的安置、操作流程、部件的次序、或部件的定向之邏輯事項；衍生自文法組織或標點的明白意義，及本說明書所述的實施例的數目或類型。
在此使用時，單數形式「一(a)」、「一(an)」及「該」包括複數的參照形，除非在上下文中清楚地指明並非如此。因此，例如，關於「一」部件包括具有兩個或更多個此部件的態樣，除非在上下文中清楚地指明並非如此。
字詞「範例」、「實例」、或其各種形式在此使用以意指作為一實例、例子、或示例。在此說明為「範例」或「實例」的任何態樣或設計不應解釋為相較於其他態樣或設計為偏好的或有利的。再者，僅僅提供實例以用於明瞭及理解且不意於以任何方式侷限或限制所揭示的申請標的或本發明的相關部分。可領會到可呈現變化範疇的大量額外或替代實例，但已被省略以為了簡潔目的。
在此使用時，用語「包含」與「包括」，及其各種變化應解釋為同義語且為開放式，除非另外地指明。在過渡片語包含或包括之後的一列表的元件為非排他性列表，諸如除了明確敘明在此列表中的那些元件之外的元件也可存在。
在此使用的用語「實質的」、「實質上」，及其變化意於表明所敘述的特徵是等於或大約等於一數值或說明。例如，「實質上平面的」表面意於指明表面是平面的或大約平面的。再者，「實質上」意於指明兩個數值為相等或大約相等。在某些實施例中，「實質上」可指明數值在彼此的約10%之內，諸如在彼此的約5%之內、或在彼此的約2%之內。
顯示在第1圖的是範例液晶顯示器裝置10的剖面側視圖，包含液晶顯示器(LCD)面板12與背光單元14，背光單元14定位鄰近於相對於LCD面板12的觀看者16的顯示器面板12。背光單元14可包含光導板(LGP)18，光導板18包含玻璃基板20。背光單元14可進一步包含光源22，例如，一或多個發光二極體，鄰近於並沿著在LGP 18的主表面之間延伸的光導板18的至少一邊緣表面24而定位。在某些實施例中，背光單元14可進一步包含定位在相對於觀看者16的LGP 18之後的反射器26，以將從LGP 18的後表面發射的光再引導回到朝向LGP 18與LCD面板12的方向上。
玻璃基板20可為適合以生產用於LCD面板12的期望光分佈的任何期望的尺寸及/或形狀。玻璃基板20包含第一主表面28與相對於第一主表面28的第二主表面30。在某些實施例中，第一與第二主表面28、30為平面的或實質上平面的，例如，實質上平坦的。各種實施例的第一與第二主表面28、30可為平行或實質上平行的。某些實施例的玻璃基板20包括在第一與第二主表面28、30之間延伸的四個邊緣表面(例如，邊緣表面24)，或玻璃基板20可包含多於四個邊緣表面，例如，多側邊多邊形。在其他實施例中，玻璃基板20可包含少於四個邊緣表面，例如，三角形。各種實施例的光導板包含具有四個邊緣表面的矩形、方形、或菱形片，然而可利用其他形狀與組態。玻璃基板20經設置與安排以將光從輸出表面(例如，第二主表面30)引導朝向顯示器面板12的方向上。
玻璃基板20可包含本領域中使用於顯示器裝置中的任何已知材料。在範例實施例中，玻璃基板20可包含鋁矽酸鹽、鹼鋁矽酸鹽、硼矽酸鹽、鹼硼矽酸鹽、鋁硼矽酸鹽、鹼鋁硼矽酸鹽、鹼石灰、或其他合適玻璃。在某些實施例中，玻璃可選自鋁矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃、或鈉鈣玻璃。商業上可取得的適用於玻璃光導板的玻璃的實例包括但不限於來自康寧公司的IrisTM 與Gorilla® 玻璃。
在一或多個實施例中，玻璃基板20可包含以莫耳百分比(mol%)計之下列氧化物的範圍： 50-90 mol% SiO2 ， 0-20 mol% Al2 O3 ， 0-20 mol% B2 O3 ，及 0-25 mol% Rx O，其中x為2而R選自Li、Na、K、Rb、Cs、及前述物的組合，或其中x為1而R選自Zn、Mg、Ca、Sr、Ba、及前述物的組合，及其中玻璃基板包含0.5-20 mol%的選自Li2 O、Na2 O、K2 O與MgO的一氧化物。在一或多個實施例中，玻璃基板包含在mol%氧化物基礎上的至少3.5-20 mol%、5-20 mol%、10-20 mol%的選自Li2 O、Na2 O、K2 O與MgO的一氧化物。
在一或多個實施例中，玻璃基板可包含鋁矽酸鹽玻璃，此鋁矽酸鹽玻璃包含選自諸如Li2 O、Na2 O、K2 O的鹼金屬氧化物與例如CaO與MgO的鹼土金屬氧化物中的至少一氧化物，使得玻璃基板易於成為當暴露於本文所述的老化條件時的耐候(weathering)產品。在一或多個實施例中，玻璃基板包含以mol%計之下列氧化物的範圍： SiO2 ：從約65 mol%至約85 mol%； Al2 O3 ：從約0 mol%至約13 mol%； B2 O3 ：從約0 mol%至約12 mol%； Li2 O：從約0 mol%至約2 mol%； Na2 O：從約0 mol%至約14 mol%； K2 O：從約0 mol%至約12 mol%； ZnO：從約0 mol%至約4 mol%； MgO：從約0 mol%至約12 mol%； CaO：從約0 mol%至約5 mol%； SrO：從約0 mol%至約7 mol%； BaO：從約0 mol%至約5 mol%；及 SnO2 ：從約0.01 mol%至約1 mol%。
在一或多個實施例中，玻璃基板20可包含以mol%計之下列氧化物的範圍： SiO2 ：從約70 mol%至約85 mol%； Al2 O3 ：從約0 mol%至約5 mol%； B2 O3 ：從約0 mol%至約5 mol%； Li2 O：從約0 mol%至約2 mol%； Na2 O：從約0 mol%至約10 mol%； K2 O：從約0 mol%至約12 mol%； ZnO：從約0 mol%至約4 mol%； MgO：從約3 mol%至約12 mol%； CaO：從約0 mol%至約5 mol%； SrO：從約0 mol%至約3 mol%； BaO：從約0 mol%至約3 mol%；及 SnO2 ：從約0.01 mol%至約0.5 mol%。
在一或多個實施例中，玻璃基板20可包含以mol%計之下列氧化物的範圍： SiO2 ：從約72 mol%至約82 mol%； Al2 O3 ：從約0 mol%至約4.8 mol%； B2 O3 ：從約0 mol%至約2.8 mol%； Li2 O：從約0 mol%至約2 mol%； Na2 O：從約0 mol%至約9.3 mol%； K2 O：從約0 mol%至約10.6 mol%； ZnO：從約0 mol%至約2.9 mol%； MgO：從約3.1 mol%至約10.6 mol%； CaO：從約0 mol%至約4.8 mol%； SrO：從約0 mol%至約1.6 mol%； BaO：從約0 mol%至約3 mol%；及 SnO2 ：從約0.01 mol%至約0.15 mol%。
在一或多個實施例中，玻璃基板20可包含以mol%計之下列氧化物的範圍： SiO2 ：從約80 mol%至約85 mol%； Al2 O3 ：從約0 mol%至約0.5 mol%； B2 O3 ：從約0 mol%至約0.5 mol%； Li2 O：從約0 mol%至約2 mol%； Na2 O：從約0 mol%至約0.5 mol%； K2 O：從約8 mol%至約11 mol%； ZnO：從約0.01 mol%至約4 mol%； MgO：從約6 mol%至約10 mol%； CaO：從約0 mol%至約4.8 mol%； SrO：從約0 mol%至約0.5 mol%； BaO：從約0 mol%至約0.5 mol%；及 SnO2 ：從約0.01 mol%至約0.11 mol%。
在一或多個實施例中，玻璃基板20可包含以mol%計之下列氧化物的範圍： SiO2 ：從約65.8 mol%至約78.2 mol%； Al2 O3 ：從約2.9 mol%至約12.1 mol%； B2 O3 ：從約0 mol%至約11.2 mol%； Li2 O：從約0 mol%至約2 mol%； Na2 O：從約3.5 mol%至約13.3 mol%； K2 O：從約0 mol%至約4.8 mol%； ZnO：從約0 mol%至約3 mol%； MgO：從約0 mol%至約8.7 mol%； CaO：從約0 mol%至約4.2 mol%； SrO：從約0 mol%至約6.2 mol%； BaO：從約0 mol%至約4.3 mol%；及 SnO2 ：從約0.07 mol%至約0.11 mol%。
在一或多個實施例中，玻璃基板20可包含以mol%計之下列氧化物的範圍： SiO2 ：從約66 mol%至約78 mol%； Al2 O3 ：從約4 mol%至約11 mol%； B2 O3 ：從約40 mol%至約11 mol%； Li2 O：從約0 mol%至約2 mol%； Na2 O：從約4 mol%至約12 mol%； K2 O：從約0 mol%至約2 mol%； ZnO：從約0 mol%至約2 mol%； MgO：從約0 mol%至約5 mol%； CaO：從約0 mol%至約2 mol%； SrO：從約0 mol%至約5 mol%； BaO：從約0 mol%至約2 mol%；及 SnO2 ：從約0.07 mol%至約0.11 mol%。
在一或多個實施例中，玻璃基板20可包含本文所提供的組成物及展現藉由色度計所量測的小於0.008或小於0.005的色偏。在一或多個實施例中，本文所提供的組成物可以在從約0.95至約3.23的範圍中的Rx O/Al2 O3 為特徵，其中x=2而R為Li、Na、K、Rb、或Cs中的一或多者。在一或多個實施例中，R可為Zn、Mg、Ca、Sr或Ba中的任一者，x=1而Rx O/Al2 O3 在從約0.95至約3.23的範圍中。在一或多個實施例中，R可為Li、Na、K、Rb、或Cs中的任一者或多者，x=2而Rx O/Al2 O3 在從約1.18至約5.68的範圍中。在一或多個實施例中，R可為Zn、Mg、Ca、SR、或Ba中的任一者或多者，x=1而Rx O/Al2 O3 在從1.18至5.68的範圍中。根據一或多個實施例的用於玻璃基板的合適特定組成物在國際公開號WO2017/070066中說明。
在一或多個實施例中，玻璃基板20可含有某些鹼金屬組分，例如，玻璃基板可為非無鹼金屬玻璃。在此使用時，「無鹼金屬玻璃」為具有小於或等於0.1莫耳百分比之總鹼金屬濃度的玻璃，其中總鹼金屬濃度為Na2 O、K2 O、與Li2 O濃度的總和。在某些實施例中，玻璃可包含Li2 O於約0至約3.0 mol%的範圍中、於約0至約2.0 mol%的範圍中、或於約0至約1.0 mol%的範圍中、及在前述範圍之間的所有子範圍。在其他實施例中，玻璃可實質上無Li2 O。在其他實施例中，玻璃可包含Na2 O於約0 mol%至約10 mol%的範圍中、於約0 mol%至約9.28 mol%的範圍中、於約0 mol%至約5 mol%的範圍中、於約0 mol%至約3 mol%的範圍中、或於約0 mol%至約0.5 mol%的範圍中、及在前述範圍之間的所有子範圍。在其他實施例中，玻璃可實質上無Na2 O。在某些實施例中，玻璃可包含K2 O於約0 mol%至約12 mol%的範圍中、於約8 mol%至約11 mol%的範圍中、於約0.58 mol%至約10.58 mol%的範圍中、及在前述範圍之間的所有子範圍。
某些實施例中的玻璃基板20可為高透射玻璃，諸如高透射鋁矽酸鹽玻璃。在某些實施例中，光導板可展現正交於至少一主表面在從400奈米(nm)至700 nm的範圍的波長上之大於90%的透射率。例如，光導板可展現在從400奈米(nm)至700 nm的範圍的波長上正交於至少一主表面之大於約91%的透射率、正交於至少一主表面之大於約92%的透射率、正交於至少一主表面之大於約93%的透射率、正交於至少一主表面之大於約94%的透射率、或正交於至少一主表面之大於約95%的透射率、包括前述範圍之間的所有範圍與子範圍。
在某些實施例中，設置以接收來自光源22的光之玻璃基板20的邊緣表面24散射在透射中小於12.8度的角度之全寬半高值(FWHM)的光。在某些實施例中，設置以接收來自光源22的光的邊緣表面24可藉由研磨此邊緣而不拋光來處理、或藉由本領域中的通常知識者所知的用於處理LGP的其他方法來處理，例如，如在美國公開申請案第2015/0368146號中所揭示的。在某些實施例中，邊緣表面24可為倒角邊緣表面，其中邊緣表面的角落被研磨或者移除以降低來自與其他表面接觸的剝離。或者，LGP可被提供具有最少或沒有倒角。例如，邊緣表面24(或作為用於來自合適光源的光的投射位點的任何其他邊緣表面)可為實質上平面表面，正交於或實質上正交於第一與第二主表面28、30。
某些實施例的玻璃基板20可被化學強化，例如，藉由離子交換。在離子交換處理期間，在玻璃物件的表面處或接近玻璃物件的表面的玻璃物件內的離子可被交換從例如來自鹽浴的較大金屬離子。藉由在接近表面區域中創造壓縮應力，將較大離子併入玻璃表面可強化玻璃表面。對應的伸張應力可被誘發在玻璃的中心區域內以平衡壓縮應力。
如上所述，背光單元14可包含沿著玻璃基板20的至少一邊緣定位的光源22，至少一邊緣例如為在第一主表面28與第二主表面30之間延伸的邊緣表面24。光源22可設置以將光投射穿過邊緣表面24進入玻璃基板20，其中投射光經由第一與第二主表面28與30之間的全反射(TIR)傳播通過玻璃基板20。
來自光源22投射進入LGP的光由於全反射(TIR)可沿著由箭頭32所指示的LGP的長度L傳播(參見第2A、2B圖)，直到光以小於臨界角的入射角度撞擊界面。TIR為當光在包含第一折射率的第一材料(例如，玻璃、塑膠、等等)傳播時可在與包含小於第一折射率的第二折射率之第二材料(例如，空氣、等等)的界面處被完全地反射的現象。TIR可使用司乃耳定律來解釋：
Figure 02_image001
(1) 其說明在不同折射率的兩種材料之間的界面處的光折射。根據司乃耳定律，n1 為第一材料的折射率，n2 為第二材料的折射率，θi 為在界面處相對於正交於界面的入射光的角度(入射角)，及θr 為相對於法線的折射光的折射角。當折射角(θr )為 90o ，例如，sin(θr ) = 1，司乃耳定律可表示為：
Figure 02_image003
(2)
在這些條件下的入射角θi 也可稱為臨界角θc 。具有大於臨界角的入射角(θi ＞ θc )的光將會在第一材料內全反射，而具有等於或小於臨界角的入射角(θi ≤ θc )的光將會大部分地藉由第一材料發射。
在空氣(n1 = 1)與玻璃(n2 = 1.5)之間的範例界面的情況中，臨界角(θc )可計算為41o 。因此，若在玻璃中的光傳播以大於41o 的入射角撞擊空氣-玻璃界面，所有的入射光將會從界面以相等於入射角的角度而反射。若反射光遭遇包含如同第一界面的相同折射率關係的第二界面，入射在第二界面上的光將再次以相等於入射角的反射角而反射。
為了萃取在玻璃基板20中傳播的光，玻璃基板20可進一步包含以隨機圖案(第2A圖)、預定規則(幾何的，例如，週期的)圖案(第2B圖)、或隨機圖案及預定規則圖案兩者中的一或多者而沉積在第一主表面28上的複數個光萃取點34。例如，在某些實施例中，可將光萃取點34佈置成使得光萃取點的空間密度為距離光源22的距離而增加的函數(第2A圖)。即，當距離光源22的距離在方向32上增加，遠離此光源，光萃取點的空間密度(每個單位面積的點)增加。當光傳播穿過玻璃基板20時，光強度降低。光萃取點34將與光萃取點相交的光散射，助於將傳播光穿過第二主表面30導引出玻璃基板並朝向顯示器面板12。由於光強度在方向32上減少，光萃取點的增加的空間密度增加光萃取，從而補償減少的光強度。在其他實施例中，光萃取點的尺寸(例如，直徑)可如距離光源的距離的函數而增加，如第2B圖所示。在又其他實施例中，光萃取點的空間密度與尺寸兩者可如距離光源的距離的函數而變化。例如，光萃取點的尺寸與空間密度可如距離光源的距離的函數而增加。
用於顯示器應用(例如，電腦螢幕或TV)中的LGP 18的現行技術為丙烯酸基板，諸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。此種光導板可包括在至少一主表面上的網印光萃取圖案。印刷供應商已花費數十年來精進以PMMA相容墨水在PMMA上網印光萃取點的處理。將玻璃光導板作為PMMA LGP基板的替代物的導入創造出關於直接在裸玻璃上的印刷的挑戰。
在用於印刷光萃取圖案的墨水中的兩種成分為光散射粒子與促進黏附至基板的黏合劑。用於在PMMA基板上的印刷之最佳化的墨水中的黏合劑典型為完全聚合PMMA。此致使墨水的PMMA鏈與PMMA基板之間的輕易的溶解與纏結，致使墨水至基板的可靠黏附。然而，此纏結黏合對於緻密玻璃基板是不可能的，致使若直接在玻璃表面上使用PMMA配方墨水之不佳的黏附。例如，印刷的光萃取圖案會輕易地在耐候試驗期間從玻璃表面脫層，例如60°C的溫度與90%的相對濕度(RH)持續10天的暴露期間。為了評估黏附，可在周遭條件下於印刷一天之後以3M Scotch® 600輕型包裝膠帶執行剝離試驗。在剝離試驗期間，剪下長度至少1吋的膠帶，黏貼於印刷表面，及以手指抹擦5秒以移除膠帶之下的所有氣泡，確保膠帶與光萃取點之間的良好黏附。允許此樣品置放3分鐘，然後相對於印刷表面以90度的角度剝掉此膠帶。單一光萃取點的移除、脫層、或位移對於此試驗而言代表試驗樣品的失敗指標。
已經嘗試發展用於玻璃基板之具有較佳黏附的新墨水。然而，此種墨水也已經造成對於網印機的篩網堵塞，相較於PMMA系墨水需要更加頻繁清洗。因此，雖然可改善黏附，但又造成產量下降。
由於高表面自由能與反應性，玻璃表面相較於PMMA需要精細的處理、清洗、與儲存，此影響產量與處理產率。即使在徹底清洗之後，相較於PMMA上的粒子，例如，玻璃粒子、灰塵、或其他外來材料的粒子可更加強力地黏附在玻璃上。粒子可從PMMA藉由噴氣或棉絨滾輪輕易地移除，然而相較於PMMA需要更多的努力以從玻璃移除粒子。此致使在玻璃上的不可靠及不均勻的印刷圖案，及跟隨的不佳光學效能。對於玻璃表面的另一種麻煩污染物為藉由烴類的玻璃表面之不經意污染。烴類污染是特別有問題的，因為烴類污染會致使玻璃表面展現高度不同的濕潤性質的離散區塊。例如，乾淨的玻璃表面應該具有小於約5度的水接觸角，然而經過與周遭空氣接觸的時間(例如，數天)之後的玻璃表面會獲得足夠的有機污染物以展現大約30°的接觸角。若玻璃表面被烴類重度地污染，例如由於意外的接觸或處理污染(例如，PDMS棉絨滾輪以拾起污物)，污染區域上的接觸角可超過40°至可為高至約70°。若光萃取點印刷在點的周圍遭遇到低與高的濕潤區域兩者之玻璃表面的區域上，會造成缺陷及非圓形幾何形狀。作為對照，PMMA基板上的水接觸角可為約70°。因此，即使PMMA LGP被有機物質所污染，光導板的濕潤性質不會如在玻璃表面上那般顯著地變化。
因此，所揭示的LGP可具有玻璃(例如，機械剛性與熱穩定性)與聚合物(例如，易於光萃取點的印刷)基板兩者的有利性質。此LGP包含玻璃基板，玻璃基板包括以有機分子塗佈的主表面，使得光萃取圖案可以被最佳化用於PMMA的墨水而印刷在玻璃表面上，同時展現出即使在前述的耐候試驗之後的玻璃與墨水之間的強烈黏附。此外，玻璃表面可抵抗污染，展現良好的除塵力，及延展對於印刷器具有吸引力的老化性質。
在此使用時，用語「乾式黏附」能量指稱需要用以在乾燥、低濕度大氣中分離玻璃基板與聚合物墨水點的作功。「濕式黏附」能量指稱當墨水印刷玻璃在第三物質的存在下耐候(在極性環境(諸如在60°C及90% RH持續10天的耐候)或者非極性環境(諸如在藉由異丙醇浸泡擦拭的磨耗試驗期間)中)時的分離的作功。若聚合物墨水與玻璃基板之間的交互作用能量為單獨地由於凡得瓦力(缺乏化學接合或特定交互作用或物理纏結)，乾式與濕式黏附能量的表述，分別為Wdry 與Wwet ，可描寫為，
Figure 02_image005
(1)
Figure 02_image007
.             (2)
將表面能量值表述為分散與極性部分的線性組合，
Figure 02_image009
(3)
Figure 02_image011
(4) 其中，
Figure 02_image013
分別為玻璃-空氣、聚合物-空氣、玻璃-聚合物、玻璃-液體、及聚合物-液體界面的自由表面能量。上標D與P指稱自由表面能量的分散與極性部分。
從這些表述中所見，乾式黏附能量隨著增加玻璃、聚合物、或玻璃與聚合物兩者的表面能量而增加。然而，濕式黏附能量值隨著增加玻璃表面的極性能量部分(
Figure 02_image015
)而減少，由於大的交互作用能量項
Figure 02_image017
，其為玻璃表面與極性液體之間的吸引交互作用。對於高數值的
Figure 02_image015
與
Figure 02_image019
，Wwet 值可變得更加負向，啟發出自玻璃表面的墨水的自發脫層。為了在玻璃界面處的PMMA墨水的良好黏附可靠性，期望使得Wdry 與Wwet 兩者為儘可能地高。然而，當僅存在凡得瓦交互作用時，這兩項可為相消性且無法總是被獨立地最大化。事實上，增加Wdry (偏好的玻璃之高表面能)的表面處理通常致使減少Wwet ，及因此需要最佳化。另一方面，當最佳化Wwet 以用於極性環境中的黏附可靠性時(例如，藉由降低表面能量的極性部分)，其固有地變得易於受到非極性環境的影響(例如，在異丙醇抵抗試驗期間)。因此，期望同時地最佳化乾式與濕式黏附能量以確保藉由墨水的可濕潤性及黏附可靠性。
增進PMMA-玻璃界面對抗極性液體侵入的可靠性的一種方式為藉由玻璃表面的疏水塗層，其僅透過凡得瓦交互作用與PMMA交互作用。然而，對於現行應用至少會有兩個問題產生：(1)凡得瓦交互作用過於虛弱而無法承受以黏附膠帶的剝離試驗，及/或(2)即使疏水化防止在玻璃與聚合物墨水之間的水的自發侵入，此方案不能防止諸如IPA的非極性液體的浸入，IPA對於大多數的非氟化的疏水塗層是高度濕潤的。
為了達到可通過乾燥樣品剝離試驗、耐候之後的剝離試驗、及進一步通過以IPA的溶劑磨耗試驗的聚合物墨水與玻璃基板之間的黏附強度，說明能促進下列特徵中的至少一者表面官能基化或塗層：(1)聚合物墨水與表面官能基化或塗層之間的化學接合、(2)聚合物墨水與表面官能基化或塗層之間的特定交互作用、或(3) 聚合物墨水與表面官能基化或塗層之間的齒合(interdigitation)或纏結。
因此，玻璃基板20可進一步包含沉積在玻璃基板20與光萃取點34之間的第一主表面28上的塗層40，其助於光萃取點34黏附至玻璃基板。即，第一主表面28可塗佈具有塗層40，而光萃取點34印刷在塗層40頂部上。光萃取點34可被網印，然而在進一步實施例中，光萃取點34可被噴墨印刷。在某些實施例中，塗層40可為矽烷塗層，例如，3-巰基丙基三甲氧基矽烷(MPTMS)或3-氨基丙基三乙氧基矽烷(3-aminopropyltrimethoxysilane)(APTMS)。
在其他實施例中，塗層40可為共價鍵結聚合物，諸如共價嫁接於玻璃表面上的PMMA。共價鍵結聚合物促進墨水分子與聚合物塗層的交互擴散及/或纏結。對此，期望包含相容於PMMA的聚合物的塗層。此可藉由例如沉積在玻璃表面上的PMMA薄膜來達成，沉積PMMA薄膜係藉由以例如含矽烷化合物(諸如MPTMS或3-氨基丙基三乙氧基矽烷(APTMS))的耦合劑預處理玻璃表面，或者藉由 使用包含PMMA的矽烷官能化基團(諸如矽烷化PMMA)。為了最小化光學失真，塗層40可具有厚度等於或小於約500 nm，例如等於或小於約100 nm，諸如等於或小於約20 nm。
塗層40應施加於玻璃基板的乾淨、乾燥表面。因此，玻璃基板可以合適的清潔劑清潔然後以例如去離子(DI)水清洗以移除清潔劑殘留。在某些實施例中，玻璃基板可被乾燥及/或熱處理以移除水分，例如藉由將玻璃基板暴露於乾燥氮氣氛。在以塗層40塗佈玻璃基板20之前或期間中，玻璃基板可在真空乾燥器中處理。在某些實施例中，可藉由擦拭或塗刷、噴塗、浸漬或旋塗來施加塗層40。在某些實施例中，在爐中烘烤經塗佈基板，例如在範圍從大於約100°C至約200°C的溫度持續範圍從約30分鐘至約24小時的時間，例如200°C持續30分鐘，可被利用以增加光萃取點的黏附。實例
實例1
在一實例中，CorningⓇIrisTM 的玻璃基板的10.2 cm x 10.2 cm (4×4吋)樣品以1% Semiclean KG清潔劑溶液於40°C清潔持續20分鐘、以去離子水清洗、然後以乾燥、高純度N2 氣體乾燥。玻璃樣品然後在真空腔室中暴露於高功率的空氣電漿持續3分鐘。例如小於10奈米(nm)的MPTMS薄層塗佈在玻璃樣品的乾淨玻璃表面上。在一實驗中，經電漿處理的玻璃樣品放置在含有來自W.A. Hammond Drierite公司的Indicating Drierite的真空乾燥器中。數滴的MPTMS放置在座落於乾燥器的底面上的觀看玻璃中。使用真空泵以在乾燥器中拉引出至0.2托的真空。乾燥器接著在真空下置放過夜。隔天，經表面處理的玻璃樣品的一組的三個10.2公分(cm) x 10.2 cm的樣品藉由量測水接觸角來測試表面能量量測。另一組的樣品使用PMMA墨水(Infochem ID 8，A+B混合物)而被網印具有複數個光萃取點，然後在印刷之後於200°C烘烤持續30分鐘。
藉由在總共5個樣品的每個樣品的6個位置(測試30個位置)進行剝離試驗來量測第一組樣品上的乾燥黏附。剪下5 cm長的3M-600膠帶並黏貼於印刷表面，以手指擦拭5秒以移除氣泡，及在3分鐘的等候之後，膠帶以90°角從玻璃表面扯掉。沒有光萃取點在此乾燥試驗中脫層。第二組的印刷樣品保持在維持在60°C及90%相對濕度(RH)的耐候腔室中。在約10天(240小時)之後，在第二組樣品上執行另一次剝離試驗以觀察耐候的影響。對於以MPTMS處理的玻璃樣品，沒有光萃取點在耐候之後剝離，指示出玻璃-墨水界面的理想疏水化，以容許印刷墨水的濕潤及防止水分子的滲透。
實例2
在另一實驗中，1.5 mm厚的Gen 2 IrisTM 玻璃基板的10(十)個370毫米(mm) × 470 mm的樣品在產線中以Parker 225X清潔劑清潔。此玻璃樣品塗佈具有MPTMS。參照第3圖，塗佈處理包含包括封閉、溫度受控的不鏽鋼容器102的設備100，不鏽鋼容器102以液體MPTMS 104從容器的底部被填充至約5 cm(2吋)。藉由將溫度受控流體106(例如，水)循環通過定位在鄰近於容器底部的液體MPTMS中的冷卻管108，液體MPTMS在塗佈處理的整個期間維持在50ºC。容器102安裝有與氣體110(例如，空氣)的來源流體連通的2個氣體輸送線路，其設置以透過複數個氣體輸送線路來輸送氣體至容器102。第一氣體輸送線路112輸送氣體至定位在液體MPTMS中且包含引導朝向容器102的底部的孔洞的第一分配歧管114，使得氣泡形成在液體MPTMS中。也與氣源(例如，空氣)流體連通的第二氣體輸送線路116經佈置以輸送載氣通過定位在液體MPTMS 104的自由表面之上的容器102的上部分中的第二分配歧管118進入容器102，其中氣流挾帶MPTMS蒸氣及/或氣溶膠液滴。在此例子中所提供通過第一與第二氣體輸送線路112、116的載氣為空氣，但諸如氮氣的其他氣體也是合適的。在某些實施例中，第一與第二氣體輸送線路112、116與分別的氣體輸送歧管114、118可由相同的氣源所供應，例如透過主要氣體供應導管120。主要氣體供應導管120可包括設置以加熱氣體110的加熱器122。此外，氣體110的壓力可以壓力調節器124來調整。
在此實例中，氣體輸送線路112、116兩者在0.3 MPa的壓力下操作。第三氣體輸送線路126將來自容器102的上部分的MPTMS蒸氣與氣溶膠承載至垂直地定位在噴嘴130的前方之玻璃樣品128，噴嘴130透過氣體線路126與容器102的上部分流體連通。此等玻璃樣品在噴嘴130的前方來回地移動100次(例如，約15分鐘)。一半的此等玻璃樣品在塗佈處理之後在50°C的活化溫度加熱持續15分鐘。在暴露於MPTMS持續100次之後所達成的水接觸角在從約22°至約33°的範圍中，然而「活化」的樣品的水接觸角增加至約41°至約52°的範圍。使用Infochem ID 8、A+B混合物PMMA墨水網印一組10個的樣品(5個活化樣品與5個未活化樣品)以帶有複數個光萃取點，然後在200°C烘烤持續30分鐘。
在接下來的黏附試驗中，單一光萃取點脫層造成失敗指標。藉由在總共5個樣品的每個樣品的6個位置(測試30個位置)進行剝離試驗來量測第一組樣品上的乾燥黏附。剪下大約5 cm(2吋)長的3M-600膠帶並黏貼於印刷表面，以手指擦拭5秒以移除氣泡，及在3分鐘的等候之後，膠帶以相對於印刷表面呈90°角扯掉。對於塗佈的樣品(經加熱活化及未活化情況兩者)沒有光萃取點在此乾燥試驗中脫層，然而在非MPTMS塗佈的玻璃樣品中觀察到顯著的光萃取點的脫層。印刷樣品儲存在維持在60°C及90% RH的耐候腔室中。在約10天(240小時)之後，執行另一次剝離試驗以觀察在總共5個樣品的每個樣品的6個位置(測試30個位置)之耐候的影響。以MPTMS處理的玻璃樣品沒有光萃取點在耐候之後剝離，然而非MPTMS塗佈的玻璃樣品在耐候之後具有多個光萃取點脫層。
印刷樣品(在耐候之前)也以TX1039 AlphaSat無塵室擦拭紙(70% IPA、30% DI水)測試耐磨性。具有印刷的光萃取點的樣品於大約2.5公分長的路徑長度上以放置在此擦拭紙頂部上500克負載被手工地磨擦100次。對於以MPTMS處理的玻璃樣品，在IPA磨耗之後沒有光萃取點剝落，指示出可承受磨耗的於玻璃-墨水界面處之理想黏附，及防止IPA分子的滲透。對於印刷帶有光萃取點的裸玻璃(非MPTMS塗佈的玻璃樣品)，大部分的點在IPA磨耗試驗時脫層。
實例3
在又另一實驗中，具有1.1 mm厚度的CorningⓇIrisTM 玻璃之100 mm x 300 mm樣品被1% SemiClean KG清潔劑溶液以37 kHz超音波於70°C持續12分鐘清潔，接著以DI水於70°C持續24分鐘沖洗，以38～54 kHz超音波之DI水於70°C持續7分鐘沖洗，及暴露於62°C空氣乾燥持續12分鐘。在具有40°C的腔室溫度及約0.1 atm的壓力之RPX 540 (Integrated Surface Technologies)塗佈腔室中執行MPTMS塗佈處理。玻璃樣品首先暴露於在約2大氣壓(atm)的壓力之IPA與水混合物(來自Integrated Surface Technologies 的ZorrixTM )及約1分鐘的時間以製備用於MPTMS暴露的表面。接著，玻璃樣品暴露於在約0.25 atm之MPTMS及時間為1分鐘、5分鐘、30分鐘、及60分鐘。在每個時間區段中塗佈8個樣品。對於各種暴露時間的DI水接觸角如下：1分鐘- 32°、5分鐘- 37°、30分鐘- 38°、60分鐘- 46°。這些樣品隨後使用InfoChem ID-8 A+B墨水被網印帶有複數個光萃取點，然後在空氣中於200 °C加熱持續30分鐘。
在接下來的黏附試驗中，單一點脫層造成失敗指標。藉由在總共2個樣品的每個樣品的3個位置(測試6個位置)進行剝離試驗來量測第一組樣品上的乾燥黏附。剪下大約5 cm(2吋)長的3M-600膠帶並黏貼於印刷表面，以手指擦拭5秒以移除氣泡，及在3分鐘的等候之後，膠帶以相對於樣品表面呈90°角從玻璃表面扯掉。對於30分鐘及60分鐘暴露時間沒有光萃取點在此乾燥試驗中脫層，然而在1分鐘及5分鐘暴露時間之後，6個位置中的1個位置具有光萃取點脫層，而非經塗佈的對照樣品具有6個位置中的3個位置失敗。第二組印刷樣品保持在維持在60°C及90% RH的耐候腔室中。在約10天(240小時)之後，在第二組樣品上執行另一次剝離試驗以觀察在總共2個樣品的每個樣品的3個位置(測試6個位置)之耐候狀況的影響。對於以MPTMS處理持續5分鐘、30分鐘及60分鐘暴露的玻璃樣品，沒有光萃取點在耐候之後剝離，指示出玻璃-墨水界面的理想疏水化，以容許印刷墨水的濕潤及防止水分子的滲透。對於以MPTMS處理持續1分鐘暴露的玻璃樣品及未塗佈的玻璃樣品，偵測到多個失敗區域，指示出玻璃-墨水界面的次理想疏水化，其容許印刷墨水的濕潤，但不防止水分子的滲透。
印刷樣品(在耐候之前)也以附接於Taber磨損試驗機(美國紐約Taber Industries)的TX1039 AlphaSat無塵室擦拭紙(70% IPA、30% DI水)測試耐磨性。具有印刷的光萃取點的樣品於2.5公分的磨耗長度以施加500克負載於每分鐘40次循環被磨擦50次。對於以MPTMS處理持續5分鐘、30分鐘及60分鐘暴露的玻璃樣品，在此耐磨性試驗之後沒有光萃取點剝落，指示於玻璃-墨水界面處之理想疏水性，以容許印刷墨水的濕潤及防止IPA分子的滲透。對於以MPTMS處理持續1分鐘暴露的玻璃及未塗佈的玻璃，偵測到多個失敗區域，指示出玻璃-墨水界面處之次理想疏水性，其容許印刷墨水的濕潤，但不防止IPA分子的滲透。
在老化試驗之前與之後，使用Radiant Imaging PMi16影像比色計測試寬度為100 mm、長度為300 mm、及厚度為1.1 mm的MPTMS塗佈玻璃的色偏，及在老化試驗之前與之後獲得＜ 0.004的量測值。在此，對於色偏差異的參考為未塗佈、未老化、經印刷的玻璃樣品。
實例4
在另一實例中，MPTMS塗層經由浸塗方法施加於玻璃樣品。經電漿處理的玻璃樣品浸泡在甲苯中的2% MPTMS溶液持續15分鐘。以乾燥、極純的N2 吹掉過量的溶液。此樣品接著於印刷光萃取點之前在120°C烘烤持續30分鐘。在印刷之後於周遭狀況1天下，藉由剝離試驗在第一組的樣品上測試乾燥黏附可靠性。在乾燥黏附試驗期間，沒有光萃取點脫層。第二組的印刷樣品保持在維持於60°C與90% RH的耐候腔室中。在約10天(240小時)之後，在第二組樣品上執行另一次剝離試驗以觀察耐候的影響。對於MPTMS處理的玻璃樣品，在耐候之前或之後沒有觀察到點的脫層。
也以異丙醇(IPA)測試印刷樣品的耐磨性。浸泡在IPA中的無塵室佈附接至Taber磨損試驗機。帶有印刷點的樣品以施加500克負載及大約2.5 cm磨耗長度被磨擦100次。雖然在100°C烘烤的樣品沒有通過IPA擦拭試驗，但在200°C烘烤之後，沒有點的脫層。
實例5
在另一實例中，APTMS塗層經由浸塗方法施加於玻璃樣品。經電漿處理的1.5 mm厚10 cm x 10 cm IrisTM 玻璃樣品浸泡在水中的2重量百分比(wt%) APTMS溶液中持續15分鐘。此樣品以DI水沖洗持續1至2秒，然後以乾燥、極純的N2 吹乾。此樣品接著於印刷光萃取點之前在120°C烘烤持續15分鐘。在以水性APTMS溶液處理之後達成的水接觸角為約20°至約50°。使用Infochem ID 8，A+B混合物PMMA墨水來網印一組10個樣品以帶有複數個光萃取點，然後在200°C烘烤持續30分鐘。
在接下來的黏附試驗中，單一點脫層造成失敗指標。藉由在印刷之後於周遭狀況下1天之後總共10個樣品的每個樣品的3個位置(測試30個位置)進行剝離試驗來量測第一組樣品上的乾燥黏附。剪下大約10 cm(4吋)長的3M-600膠帶並黏貼於印刷表面，以手指擦拭5秒以移除氣泡，及在3分鐘的等候之後，膠帶從玻璃表面以90°角扯掉。對於APTMS暴露的樣品，沒有光萃取點在此乾燥試驗中脫層，然而對於被印刷帶有光萃取點的裸玻璃基板觀察到顯著的脫層。一組分開的印刷樣品保持在維持於60°C及90% RH的耐候腔室中。在約10天(240小時)之後，執行另一次剝離試驗以觀察在總共10個樣品的每個樣品的3個位置(測試30個位置)之耐候狀況的影響。對於以APTMS處理的玻璃樣品，沒有光萃取點在耐候之後脫層，然而非塗佈的玻璃樣品在耐候之後具有多個光萃取點脫層。
也以TX1039 AlphaSat無塵室擦拭紙測試在耐候之前的印刷APTMS暴露樣品的IPA耐磨性。具有印刷點的樣品在Taber磨損試驗機上於大約2.5 cm(1吋)路徑長度以500克負載被磨擦100次。對於以APTMS處理的玻璃樣品，沒有光萃取點在IPA磨損試驗期間剝離，指示出玻璃-墨水界面處的理想黏附，其可承受磨損及防止IPA分子的滲透。對於沒有APTMS塗層的裸玻璃，大部分的點在IPA磨損試驗期間脫層。
實例6
在另一實驗中，第2代的1.5 mm厚370 mm × 470 mm Corning® IrisTM 玻璃樣品在生產規模的清洗線中被清潔。玻璃樣品暴露於在高產量生產規模的清洗線中的0.2 wt% APTMS水溶液(pH在約9至約12的範圍中) 。在暴露於APTMS溶液之後，使用及不使用DI水沖洗的樣品也被測試。此外，研究矽烷分子的預印刷熱活化在黏附性能上的效應。
以Poly420網遮罩(420 網孔/吋、27微米線直徑、開孔百分比31%)與Infochem ID8 PMMA墨水網印所有的樣品。在印刷之後，印刷樣品在60ºC固化持續30分鐘。在固化之後，樣品被分成3組：一組不進行進一步熱處理，第二組在200ºC加熱處理持續5分鐘，及第3組在200ºC加熱處理持續30分鐘。
在接下來的黏附試驗中，單一點脫層造成失敗指標。藉由在印刷之後於周遭狀況下1天之後的每個樣品的3個位置以3M-600輕量封裝膠帶進行剝離試驗來量測一組樣品上的乾燥黏附。剪下大約5 cm長的3M-600膠帶並黏貼於印刷表面，以手指擦拭5秒以移除氣泡，及在3分鐘的等候之後，膠帶以對於玻璃表面呈90°角從玻璃表面扯掉。在所有的狀況下，沒有光萃取點在此乾燥試驗中脫層：即，DI水沖洗、無DI水沖洗、塗佈後熱活化與非活化。對於裸(非塗佈)玻璃樣品觀察到顯著的脫層。然而，雖然通過乾燥黏附與濕式黏附試驗，但參考玻璃在IPA磨損試驗失敗。一組分開的印刷樣品保持在維持於60°C及90% RH的耐候腔室中。在約10天(240小時)之後，執行另一次剝離試驗以觀察在每個樣品的3個位置之耐候狀況的影響。對於以APTMS處理(無DI水沖洗、具有或不具有200°C熱處理)的玻璃樣品，沒有光萃取點在耐候之後脫層。
也以TX1039 AlphaSat無塵室擦拭紙測試在耐候之前的印刷樣品的IPA耐磨性。具有印刷光萃取點的樣品在Taber磨損試驗機上於大約2.5 cm長路徑長度以500克負載被磨擦100次。對於以APTMS處理的玻璃樣品，沒有光萃取點在IPA磨損試驗期間剝離，指示出玻璃-墨水界面處的理想黏附，其可承受磨損及防止IPA分子的滲透。對於印刷在裸玻璃(無表面處理)上光萃取點，大部分的點在IPA磨損試驗期間脫層。
量測在200°C的熱處理之前、在熱處理後(在200°C持續5分鐘或在200°C持續30分鐘)、及在耐候之後的印刷樣品的光學性質。以Topcon SR-series分光輻射計(Topcon Technohouse Corporation，Itabashi-ku，東京)測試APTMS處理樣品(具有與不具有DI水沖洗兩者)的亮度，及此亮度被發現為在約14,700尼特至約15,100尼特的範圍中，然而裸玻璃樣品具有亮度為14,921尼特。這些值係在量測誤差之中。在200°C的印刷後熱處理步驟之前，也使用相同的設備量測色偏(CS)值，且發現到對於所有的樣品的色偏(CS)值在約0.009至約0.010的範圍中。
在200°C熱處理之後，裸(未塗佈但經印刷)玻璃具有亮度變化為約-1.6%，然而，平均而言，對於APTMS處理樣品的亮度變化為約-2.3%，其仍在對於亮度效能的可接受範圍內。對於色偏，裸玻璃顯示出在約0.009至約0.011的範圍中的增加，然而對於APTMS處理樣品，色偏增加至從約0.010至約0.012的範圍，再次地為可接受的範圍。
實例7
在又另一實例中，矽烷化PMMA用於表面處理。無塵室佈浸泡在矽烷化PMMA溶液中及在經電漿處理玻璃樣品上擦拭以創造均勻塗層。此樣品被留在周遭狀況中的氣櫃中乾燥持續20分鐘。在印刷光萃取點之後，此樣品在100°C烘烤持續30分鐘。藉由使用3M-600膠帶的剝離試驗，在印刷之後於周遭狀況(室溫與約40%相對濕度)下1天之後測試乾燥黏附。在乾燥黏附試驗期間沒有光萃取點脫層。第二組的網印玻璃樣品保持在維持於60°C與90% RH的耐候腔室中。在約10天(240小時)之後，在第二組玻璃樣品上執行剝離試驗以觀察耐候的效應。對於矽烷化PMMA處理玻璃樣品，沒有光萃取點在耐候之後剝離，指示出玻璃-墨水界面的疏水化，以容許印刷墨水的濕潤及防止水分子的滲透。推論出此表面塗層也容許墨水分子滲透進入表面塗層的PMMA網路，且從而提供在乾燥與濕式黏附能量兩者中的額外增加。
也測試印刷玻璃樣品的耐磨性。浸泡在異丙醇中的無塵室佈附接至具有500克負載的Tabor磨損試驗機。具有印刷光萃取點的玻璃樣品以大約2.5 cm磨耗長度被磨擦100次。雖然在印刷後經100°C熱處理的玻璃樣品沒有通過IPA磨耗試驗，但在200°C熱處理第二玻璃樣品之後，沒有點在第二樣品上脫層。
在不背離本發明的精神與範疇下，可對本發明的實施例進行各種修改與變化對於本領域的通常知識者會是明顯的。因此，意於本發明涵蓋此種修改與變化，只要它們在隨附的申請專利範圍及其等效物的範圍內。
L:長度 10:液晶顯示器裝置 12:液晶顯示器(LCD)面板 14:背光單元 16:觀看者 18:光導板(LGP) 20:玻璃基板 22:光源 24:邊緣表面 26:反射器 28:第一主表面 30:第二主表面 32:箭頭 34:光萃取點 40:塗層 100:設備 102:不鏽鋼容器 104:液體MPTMS 106:溫度受控流體 108:冷卻管 110:氣體 112:氣體輸送線路 114:歧管 116:氣體輸送線路 118:歧管 120:主要氣體供應導管 122:加熱器 124:壓力調節器 126:氣體輸送線路 128:玻璃樣品 130:噴嘴
第1圖是根據本發明的實施例之範例LCD顯示器的側剖面視圖；
第2A圖是設置使用在第1圖的顯示器裝置中的範例光導板的頂視圖；
第2B圖是設置使用在第1圖的顯示器裝置中的另一範例光導板的頂視圖；
第3圖是根據本發明的實施例之用以處理玻璃基板的設備的圖解圖表。
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10:液晶顯示器裝置
12:液晶顯示器(LCD)面板
14:背光單元
16:觀看者
18:光導板(LGP)
20:玻璃基板
22:光源
24:邊緣表面
26:反射器
28:第一主表面
30:第二主表面
32:箭頭
34:光萃取點
40:塗層

Claims (11)

  1. 一種顯示器背光單元，包含： 一玻璃基板，包含一第一主表面和相對於該第一主表面的一第二主表面，該第一主表面以3-巰基丙基三甲氧基矽烷(3-mercaptopropyl trimethoxysilane)、氨基丙基三乙氧基矽烷(aminopropyl triethoxysilane)、或矽烷化PMMA(silanated PMMA)中的至少一者所塗佈，及沉積在該經塗佈的第一主表面上的複數個包含PMMA的光萃取點。
  2. 如請求項1所述之顯示器背光單元，進一步包含沿著該玻璃基板的至少一邊緣表面定位的一光源。
  3. 如請求項2所述之顯示器背光單元，其中該等光萃取點的一空間密度、一直徑、或前述物的一組合在遠離該光源的一方向上增加。
  4. 如請求項1所述之顯示器背光單元，其中該塗佈共價地接合至該第一主表面。
  5. 如請求項1所述之顯示器背光單元，其中該玻璃基板的一厚度在約300微米至約2.0毫米的一範圍中。
  6. 如請求項1所述之顯示器背光單元，其中該塗佈的一厚度等於或小於約500奈米。
  7. 如請求項1所述之顯示器背光單元，其中在60 °C與90%相對濕度下持續暴露240小時之後，該玻璃基板展現的一色偏dy穿過該玻璃基板每300 mm路徑長度小於約0.007及亮度改變小於10%。
  8. 一種包含請求項1至7中任一項所述之顯示器背光單元的顯示器裝置，該顯示器裝置包含定位鄰近於該顯示器背光單元的一顯示器面板。
  9. 一種製造一背光單元的方法，包含以下步驟： 以3-巰基丙基三甲氧基矽烷(3-mercaptopropyl trimethoxysilane)、氨基丙基三乙氧基矽烷(aminopropyl triethoxysilane)、或矽烷化PMMA(silanated PMMA)中的至少一者塗佈一玻璃基板的一第一主表面； 在該經塗佈的第一主表面上沉積複數個含PMMA的光萃取點。
  10. 如請求項9所述之方法，進一步包含在塗佈該第一主表面之後，但在沉積該複數個含PMMA的光萃取點之前，將該玻璃基板加熱至在約40 °C至約65 °C的範圍中的一溫度持續在約10分鐘至約20分鐘的範圍中的一時間。
  11. 如請求項10所述之方法，進一步包含在沉積該複數個含PMMA的光萃取點之後，將該玻璃基板加熱至在約150 °C至約200 °C的範圍中的一溫度持續在約5分鐘至約40分鐘的範圍中的一時間。
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