[发明专利]微结构化和图案化的导光板以及包括该导光板的设备

说明书

本文公开了导光板(100)，该导光板(100)包括：透明基板(110)，该透明基板具有边缘表面、发光的第一主表面和相对的第二主表面；以及聚合物膜(120)，该聚合物膜(120)设置在透明基板的第二主表面上，其中聚合物膜包括多个微结构(130)，该多个微结构图案化有多个光提取特征(135)。至少一个光源可以耦合到透明基板的边缘表面。还公开了包括这种导光板的显示和照明设备、以及用于制造这种导光板的方法。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求于2016年6月10日提交的美国临时申请序列第62/348,386号的优先权，本申请基于该临时申请的内容并且该临时申请的内容通过引用整体结合于此。

技术领域

本公开总体上涉及导光板和包括这种导光板的显示器或照明设备，更具体地涉及包括图案化有多个光提取特征的微结构化聚合物膜的玻璃导光板。

背景技术

液晶显示器(LCD)通常用于各种电子器件，诸如移动电话、便携式计算机、电子平板设备、电视机以及计算机监视器。然而，LCD与其它显示设备相比在亮度、对比度、效率以及视角方面可受限。例如，为了与其它显示技术竞争，在传统LCD中持续需要更高的对比度、色域和亮度，同时还要平衡功率需求和设备尺寸(例如，厚度)。

LCD可以包括用于产生光的背光单元(BLU)，然后可以对产生的光进行转换、滤光和/或偏振以便产生期望的图像。BLU可以是侧光式的，例如包括耦合到导光板(LGP)的边缘的光源，或者是背光式的，例如包括设置在LCD面板后面的光源的二维阵列。与侧光式BLU相比，直下式照明BLU可具有改善的动态对比度的优点。例如，具有直下式BLU的显示器可以独立地调节每个LED的亮度，以便优化整个图像的亮度的动态范围。这通常称为局部调光。然而，为了实现期望的光均匀性和/或避免直下式BLU中的热点，(多个)光源可以定位在距离LGP一定距离处，从而使得整个显示器厚度大于侧光式BLU的厚度。在传统的侧光式BLU中，来自每个LED的光可以在LGP的大区域上扩散，使得关闭单个LED或LED的组可以仅对动态对比度具有最小影响。

例如，通过在LGP表面上提供一个或多个微结构，可以增强LGP的局部调光效率。例如，塑料LGP(诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或甲基丙烯酸甲酯苯乙烯(MS)LGP)上可以制造有表面微结构，该表面微结构可以将来自每个LED的光限制在窄带内。以这种方式，可以沿着LGP的边缘调节(多个)光源的亮度，以便增强显示器的动态对比度。如果LED安装在LGP的两个相对侧上，则可以调节LED对的亮度以便沿着照明带产生亮度梯度，这可以进一步改善动态对比度。

用于在塑料材料上提供微结构的方法可包括例如注塑、挤出和/或压花。虽然这些技术可以与塑料LGP一起很好地工作，但是由于塑料LGP具有更高的玻璃化转变温度和/或更高的粘度，因此它们可能与玻璃LGP不相容。然而，玻璃LGP可以提供相对于塑料LGP的各种改进，例如，就其低光衰减、低热膨胀系数和高机械强度而言。因此，可能希望使用玻璃作为LGP结构的替代材料，以便克服与塑料相关的各种缺点。例如，由于它们相对弱的机械强度和/或低刚度，可能难以制造既足够大又薄的塑料LGP以满足当前的消费者需求。由于高热膨胀系数，塑料LGP还可能需要光源和LGP之间的较大间隙，这会降低光学耦合效率和/或需要更大的显示器边框。另外，与玻璃LGP相比，塑料LGP可具有更高的吸收水分和膨胀的倾向。

因此，提供具有改善的局部调光效率的玻璃LGP将是有利的，例如在其至少一个表面上具有微结构的玻璃LGP。提供用于为LGP表面提供微结构和/或光提取特征的简单和/或成本有效的方法也是有利的。进一步有利的是提供具有类似于侧光式BLU的薄度的背光，同时还提供类似于背光式BLU的局部调光能力。

发明内容