[发明专利]包含光提取特征的玻璃制品及其制造方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请根据35U.S.C.§119，要求2015年05月18日提交的美国临时申请系列第62/163133号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。

技术领域

本公开一般地涉及玻璃制品和包含此类玻璃制品的显示器装置，更具体地，涉及包含光提取特征的玻璃光导以及通过激光破坏和蚀刻来制造它们的方法。

背景技术

液晶显示器(LCD)常用于各种电子器件，例如，手机、笔记本电脑、电子平板、电视机和电脑监视器。对于更大的高分辨率平板显示器的需求增长驱动了对用于显示器的高质量玻璃大基材的需求。例如，玻璃基材可用作LCD中的导光板(LGP)，将光源与其耦合。用于较薄显示器的常用LCD配置包括与光导的边缘光耦合的光源。导光板通常在一个或多个表面上装配有光提取特征，当光沿着光导长度移动时对其进行散射，从而导致一部分的光离开光导并被投射到观察者。已经致力于研究对此类光提取特征的工程设计以改善沿着光导长度的光散射的均匀性，以产生更高质量投射图像。

目前，可以从具有高传输性质的塑料材料构建导光板，例如，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或者甲基丙烯酸甲酯苯乙烯(MS)。但是，由于它们较弱的机械强度，难以从PMMA或MS制造同时是足够大且薄的光导，以满足目前的消费者需求。由于低的热膨胀系数，塑料光导可能在光源和光导之间必然具有较大的间隙，这会降低光耦合效率和/或要求较大的显示器斜面。提出了玻璃光导作为塑料光导的替代品，因为它们具有低的光衰减、低的热膨胀系数和高的机械强度。用于在塑料材料上提供光提取特征的方法可以包括例如注模和激光破坏以产生光提取特征。虽然这些技术可良好地作用于塑料光导，但是注模与激光破坏会是不相容的。具体来说，激光暴露可能危及玻璃可靠性，例如，可能促进碎片、裂纹扩张和/或片断裂。

此外，激光破坏可能产生对于从导光板有效提取光而言太小的提取特征。增加此类小特征的密度可能是可行的，但是会增加加工长度，因而增加生产成本和/或时间。除此之外，玻璃的激光破坏会在提取特征周围产生碎片和/或缺陷。此类碎片和缺陷能够增加光提取，但是由于它们的不均匀性，可能产生高频噪声，这会导致图像假象或缺陷(“不均效应(mura)”)。具有各种形状和/或尺寸的缺陷还会产生波长依赖性散射，这会驱使不合乎希望的色移。此外，通过激光向玻璃片添加能量会促使各种化学反应，这可能产生各种再次沉积到玻璃片的表面上的气态产物。在光提取特征附近的这些沉积物和/或化学变化也会产生色移和/或产生高频噪音。

向玻璃光导施加光提取特征的替代方法可以包括诸如印刷或喷墨印刷之类的印刷技术。具体来说，可以例如白色或散射墨，使用喷墨或丝网印刷在光导上产生图案。但是，在玻璃上印刷光提取特征可能存在其他挑战。例如，墨本身可能吸收部分光并产生色移。因此，为显示器装置提供解决了上述缺陷的玻璃制品(例如，导光板)会是有利的，例如，具有光提取特征的玻璃导光板，其提供了增强的图像质量和降低的色移和/或高频噪音。

发明内容

在各种实施方式中，本公开涉及玻璃制品(例如，导光板)，其包括第一表面和相对第二表面，其中，第一表面包括多个凹的光提取特征，所述凹的光提取特征的直径约为5微米至约1mm以及深度约为1微米至约3mm，以及其中，所述多个凹的光提取特征的光提取效率分布具有至少约0.4的1σ值。本文还揭示了包括此类玻璃制品的显示器装置。在某些实施方式中，光提取特征的直径可以约为20-50微米以及深度可以约为10-200微米。根据各种实施方式，凹的光提取特征可以是椭圆体、抛物面体、双曲面体或者截头圆锥体。在其他实施方式中，存在于第一表面上的所述多个凹的光提取特征可以是无规的、经过排列的、重复性、非重复性、对称或者不对称式样。