微结构化的导光板及包含该导光板的装置的制作方法

文档序号:16813980发布日期:2019-02-10 14:05阅读:209来源:国知局
微结构化的导光板及包含该导光板的装置的制作方法
本申请根据35u.s.c.§119要求于2016年6月10日提交的系列号为62/348,395的美国临时申请的优先权权益,本申请以该申请的内容为基础,并且通过引用的方式全文纳入本文。本公开一般涉及导光板和包含所述导光板的显示器和发光装置,更具体地,涉及包含微结构化聚合膜的玻璃导光板。
背景技术
:液晶显示器(lcd)通常用于各种电子装置,例如手机、笔记本电脑、电子平板电脑、电视机和计算机监视器。然而,与其他显示装置相比,lcd在亮度、对比度、效率和视角方面可能受到限制。例如,为了与其他显示技术竞争,在常规lcd中仍然需要更高的对比度、色域和亮度,同时还要平衡功率要求和装置尺寸(例如厚度)。lcd可包含产生光的背光单元(blu),该光随后可被转换、滤波和/或偏振以产生所需的图像。blu可以是侧光式的,例如其包含连接到导光板(lgp)边缘的光源,或者是背光式,例如其包含设置在lcd面板后面的二维光源阵列。直下式blu相比于侧光式blu可以具有动态对比度得到改进的优点。例如,具有直下式blu的显示器可独立地调整每个led的亮度以优化图像上的亮度的动态范围。这通常被称为局部调光。然而,为了获得所需的光均匀性和/或避免直下式blu中的热点,可以使光源定位在距lgp一定距离处,因此使得整个显示器厚度大于具有侧光式blu的显示器厚度。在传统的侧光式blu中,来自每个led的光可在lgp的大区域上散开,使得关闭单个led或led组仅可对动态对比度具有最小影响。lgp的局部调光效率可例如通过在lgp表面上提供一种或多种微结构来增强。例如,可以制造具有表面微结构的塑料lgp,例如聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)或甲基丙烯酸甲酯苯乙烯(ms)lgp,这些表面微结构可以将来自每个led的光限制在狭窄的带中。由此,可沿着lgp的边缘调整光源的亮度以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,则可以调整led对的亮度以沿着照明带产生亮度梯度,这可以进一步改进动态对比度。在塑料材料上提供微结构的方法可包括,例如,注塑、挤出和/或压印。虽然这些技术对塑料lgp可以有效,但是由于玻璃lgp的玻璃化转变温度较高和/或粘度较高,因此这些技术可能不与玻璃lgp相容。然而,相比于塑料lgp,玻璃lgp可以提供各种改进之外,例如就它们的光衰减低、热膨胀系数低且机械强度高而言。因此,可有利的是使用玻璃作为构建lgp的替代材料以克服与塑料相关的各种缺陷。例如,由于它们相对较弱的机械强度和/或较低的刚度,因此可能难以制造足够大且薄的塑料lgp来满足目前的消费需求。由于塑料lgp的热膨胀系数高,因此它们还可能需要在光源与lgp之间具有较大的间隙,这可降低光耦合效率并且/或者要求较大的显示器边框。另外,相比于玻璃lgp,塑料lgp吸收水分和膨胀的倾向更高。因此,将有利的是提供局部调光效率得到改进的玻璃lgp,例如在其至少一个表面上具有微结构的玻璃lgp。还将有利的是提供薄度与侧光式blu类似,同时局部调光能力与背光式blu类似的背光灯。技术实现要素:在各个实施方式中,本公开涉及包含导光板的导光组件,所述导光板包括:包含边缘表面和发光表面的玻璃基材;设置在所述玻璃基材的发光表面上的聚合膜,其包含多个微结构;以及至少一个光源,其与玻璃基材的边缘表面光学耦合。本文还公开了导光板,其包括包含边缘表面和发光表面的玻璃基材,以及设置在该玻璃基材的发光表面上的聚合膜,所述聚合膜包含多个微结构。对于在约420-750nm范围内的波长,所述导光板的组合光衰减α’可以小于约5db/m。在非限制性实施方式中,所述导光板的色偏δy可以小于约0.015。本文还公开了包含所述导光板的显示装置、发光装置和电子装置。根据各个实施方式,所述玻璃基材可以包含50-90摩尔%sio2、0-20摩尔%al2o3、0-20摩尔%b2o3、0-25摩尔%rxo,其中x是1或2并且r是li、na、k、rb、cs、znmg、ca、sr、ba及其组合。在另外的实施方式中,所述玻璃基材可以包含各自小于约1ppm的co、ni和cr。所述玻璃基材的厚度可以在约0.1mm至约3mm的范围内,而所述聚合膜的厚度可以在约10μm至约500μm的范围内。在某些实施方式中,所述聚合膜可以包含可uv固化或可热固化的聚合物,可以将其模制到玻璃基材的发光表面上。例如,聚合膜可以包含周期性或非周期性微结构阵列,所述微结构阵列包含棱镜、圆化棱镜(roundedprism)或双凸透镜(lenticularlense)。例如,微结构的纵横比可以在约0.1至约3的范围内。根据非限制性实施方式,与发光表面相对的主表面可以图案化有多个光提取特征。在以下的具体实施方式中给出了本公开的其他特征和优点,其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言根据所作描述即容易理解,或者通过实施包括以下具体实施方式、权利要求书以及附图在内的本文所述方法而被认识。应理解,前面的一般性描述和以下的具体实施方式都显示了本公开的各个实施方式,并旨在提供用于理解权利要求的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对本公开的进一步的理解,附图结合于本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了本公开的各个实施方式,并与说明书一起用来解释本公开的原理和操作。附图说明结合以下附图阅读时,可以进一步理解下文的具体实施方式。图1a-1d例示了根据本公开的各个实施方式所述的示例性微结构阵列。图2例示了根据本公开的某些实施方式所述的导光组件;图3是使用具有包含双凸透镜阵列的微结构化表面的导光板的1d局部调光构造,其光限制根据微结构的纵横比变化的图示;图4是导光板的色偏δy根据蓝光透射率与红光透射率的比值变化的图示;以及图5是各种导光板的透射曲线的图示。具体实施方式本文公开了包含导光板的导光组件,所述导光板包括:具有边缘表面和发光表面的玻璃基材,设置在玻璃基材的发光表面上的包含多个微结构的聚合膜,以及与玻璃基材的边缘表面光学耦合的至少一个光源。本文还公开了导光板,其包括:具有边缘表面和发光表面的玻璃基材,设置在玻璃基材的发光表面上的包含多个微结构的聚合膜,以及对于约420-750nm的波长来说小于约5db/m的组合光衰减α’。本文还公开了包含这样的导光件的各种装置,例如显示装置、发光装置和电子装置,举例来说,如电视机、电脑、电话、平板电脑和其他显示面板、照明器、固态照明装置、广告牌和其他建筑元件。现在将参考图1-2论述本公开的各个实施方式,图1-2例示了微结构阵列和导光板的示例性实施方式。以下总体说明旨在提供所要求保护的装置的总体评述,并将参考非限制性描述的实施方式在整个公开中对各个方面进行更具体的论述,这些实施方式在本公开的上下文中可彼此互换。图1a-1d例示了导光板(lgp)100的各个示例性实施方式,所述导光板100包含玻璃基材110和包含多个微结构130的聚合膜120。在图1a-1b中,微结构130分别包含棱镜132和圆化棱镜134。如图1c所示,微结构130还可以包含双凸透镜136。当然,所示的微结构仅是示例性的,并且不旨在限制所附权利要求。其他微结构形状是可能的,并且它们旨在落在本公开的范围内。此外,虽然图1a-1c例示了规则(或周期性)阵列,但是也可使用不规则(或非周期性)阵列。例如,图1d是包含棱镜的非周期性阵列的微结构化表面的sem图像。如本文中所使用的,术语“微结构”、“微结构化”及其变化形式旨在表示聚合膜的表面起伏特征,其至少一个尺寸(例如高度、宽度、长度等)小于约500μm,例如小于约400μm,小于约300μm,小于约200μm,小于约100μm,小于约50μm,或者甚至小于,例如,约10μm至约500μm,包括其间的所有范围和子范围。在某些实施方式中,微结构可以具有规则或不规则形状,这些形状在给定阵列中可以相同或不同。虽然图1a-1d一般性地例示了具有相同尺寸和形状的微结构130,并且所述微结构130以基本上相同的间距均匀间隔开,但是应理解,在给定阵列内,并非所有的微结构均需要具有相同尺寸和/或形状和/或间距。可以使用各种微结构形状和/或尺寸的组合,并且可以周期或非周期性的方式布置这种组合。另外,微结构130的尺寸和/或形状可以根据lgp的所需光输出和/或光学功能而变化。例如,不同的微结构形状可以得到不同的局部调光效率——在本文中也称为局部调光指数(ldi)。作为非限制性实例,棱镜微结构的周期性阵列可以得到最高达约70%的ldi值,而双凸透镜的周期性阵列可以得到最高达约83%的ldi值。当然,可以改变微结构尺寸和/或形状和/或间距以获得不同的ldi值。不同的微结构形状还可以提供额外的光学功能。例如,棱镜角为90°的棱镜阵列不仅可以使局部调光更有效,还由于光线的循环和重定向,可以将光部分聚焦在垂直于棱镜脊的方向上参考图1a,棱镜微结构132可具有棱镜角θ,其在约60°至约120°的范围内,例如约70°至约110°、约80°至约100°或约90°,包括其间的所有范围和子范围。参考图1c,双凸透镜微结构136可以具有任何约定的截面形状(如虚线所例示的),所述截面形状在半圆形、半椭圆形、抛物线形或其他类似的圆化形状的范围内。如图2所示,至少一个光源140可与玻璃基材110的边缘表面150光学耦合,例如毗邻边缘表面150定位。如在本文中所使用的,术语“光学耦合”旨在表示光源定位在lgp的边缘处,以将光注入到lgp中。光源可以与lgp光学耦合,即使其不与lgp物理接触。另外的光源(未例示)也可以与lgp的其他边缘表面光学耦合,例如毗邻或相对的边缘表面。在图2中用实线箭头示出了从光源140发射的光的总方向。由于全内反射(tir),注入到lgp中的光可以沿着lgp的长度l传播,直到其以小于临界角的入射角撞击界面。全内反射(tir)是一种现象,因为该现象,在包含第一折射率的第一材料(例如玻璃、塑料等)中传播的光可在与包含第二折射率的第二材料(例如空气等)的界面处被全部反射,所述第二折射率低于第一折射率。可使用斯奈尔(snell)定律解释tir:n1sin(θi)=n2sin(θr)其描述了在折射率不同的两种材料之间的界面处的光的折射。根据斯奈尔定律,n1是第一材料的折射率,n2是第二材料的折射率,θi是界面处入射的光相对于界面的法线的角度(入射角),并且θr是折射光相对于法线的折射角。当折射角(θr)为90°时,例如sin(θr)=1,斯奈尔定律可表示为:在这些条件下的入射角θi也可以被称为临界角θc。入射角大于临界角(θi>θc)的光将在第一材料内被全内反射,而入射角等于或小于临界角(θi≤θc)的光将被第一材料透射。在示例性的空气(n1=1)与玻璃(n2=1.5)之间的界面的情况中,临界角(θc)可计算为41°。因此,如果在玻璃中传播的光以大于41°的入射角撞击空气-玻璃界面,则所有入射光将以等于入射角的角度从界面反射。如果反射光遇到第二界面,并且该第二界面包含与第一界面相同的折射率关系,则在第二界面上入射的光将再次以等于入射角的反射角反射。聚合膜120可以设置在玻璃基材110的主表面上,例如发光表面160上。微结构130的阵列与lgp的其他任选部件一起可以引导光在向前的方向上(例如向着用户)传输,如虚线箭头指示的方向。在一些实施方式中,光源140可以是朗伯光源,例如发光二极管(led)。来自led的光可以在lgp内迅速散开,这可造成难以进行有效的局部调光(例如通过关闭一个或多个led)。然而,通过在lgp表面上提供在光传播方向上(例如图2中的实线箭头所示的方向)伸长的一个或多个微结构,可以限制光的散开,使得每个led光源有效地仅照射lgp的一个窄带。例如,被照射的带可以从led所在的原点延伸到相对边缘上的相似端点。因此,使用各种微结构构造,可以相对有效的方式实现lgp的至少一部分的1d局部调光。在某些实施方式中,可以对导光组件进行构造使得其可实现2d局部调光。例如,一个或多个另外的光源可以与相邻的(例如正交的)边缘表面光学耦合。可以将第一聚合膜布置在发光表面上,该第一聚合膜具有在传播方向上延伸的微结构,并且可以将第二聚合膜布置在相对的主表面上,该膜具有在与传播方向正交的方向上延伸的微结构。因此,2d局部调光可以通过选择性地关闭一个或多个沿着每个边缘表面的光源来实现。根据各个实施方式,玻璃基材110的第二主表面170可以图案化有多个光提取特征。如本文中所使用的,术语“图案化”旨在表示在基材表面上或表面中存在任意给定图案或设计的多个光提取特征,例如,它们可以是随机或排列的、重复或非重复的、均匀或不均匀的。在其他实施方式中,光提取特征可以位于与表面相邻的玻璃基材的基体中,例如,在表面下方。例如,光提取特征可以在表面上分布,例如作为构成粗糙或凸起表面的纹理特征,或者可以在基材或其部分内分布或遍及整个基材或其部分分布,例如作为激光损坏的特征。用于建立这种光提取特征的合适的方法可包括印刷(例如喷墨印刷、丝网印刷、微缩印刷等);纹理化;机械粗糙化;蚀刻;注塑;涂覆;激光损坏或其任意组合。所述方法的非限制性实例包括,例如,对表面进行酸蚀刻,用tio2涂覆表面,以及通过将激光聚焦在表面上或基材基体内来对基材进行激光损坏。在各个实施方式中,任选地在lgp的第一或第二表面上的光提取特征可以包含光散射位点。根据各个实施方式,可以合适的密度对光提取特征进行图案化,以在玻璃基材的发光表面上产生基本均匀的光输出强度。在某些实施方式中,在光源附近的光提取特征的密度可以低于离光源更远的点处的光提取特征的密度,或反之亦然,例如从一端到另一端的梯度,以适当地在lgp上建立所需的光输出分布。可以根据本领域已知的任何方法对lgp进行处理以形成光提取特征,例如通过在第pct/us2013/063622号和第pct/us2014/070771号共同待审和共同拥有的国际专利申请中公开的方法,每件文献通过引用全文纳入本文。例如,可以对lgp的表面进行研磨和/或抛光以获得所需的厚度和/或表面品质。任选地,接着可以对表面进行清洁并且/或者可以使待进行蚀刻的表面经历移除污染物的过程,例如将表面暴露于臭氧中。作为非限制性实施方式,可以将待蚀刻的表面暴露于酸浴中,例如冰醋酸(gaa)与氟化铵以例如约1:1至约9:1的比例的混合物。例如,蚀刻时间可以为约30秒至约15分钟,并且蚀刻可以在室温或高温下发生。工艺参数,例如酸浓度/比例、温度和/或时间可以影响得到的提取特征的尺寸、形状和分布。本领域的技术人员有能力改变这些参数以获得所需的表面提取特征。玻璃基材110可以具有适于产生所需的光分布的任何所需的尺寸和/或形状。玻璃基材110可以包含与发光表面160相对的第二主表面170。在某些实施方式中,主表面可以是平面的或基本是平面的,例如基本平坦和/或水平的。在各个实施方式中,第一和第二主表面可以是平行的或基本上平行的。玻璃基材110可以包含如图2所例示的四个边缘,或者可以包含超过四个边缘,例如多个侧面的多边形。在其他实施方式中,玻璃基材110可以包含小于四个边缘,例如三角形。作为非限制性实例,导光件可以包括具有四个边缘的矩形、正方形或长菱形片,但是其他形状和构造旨在落在本公开的范围内,包括具有一个或多个曲线部分或边缘的那些。在某些实施方式中,玻璃基材110的厚度d1可以小于或等于约3mm,例如,约0.1mm至约2.5mm、约0.3mm至约2mm、约0.5mm至约1.5mm、或约0.7mm至约1mm,包括其间的所有范围和子范围。玻璃基材110可以包含用于显示装置的本领域已知的任何材料。例如,玻璃基材可以包含硅铝酸盐玻璃、碱金属硅铝酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、碱金属硼硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、碱金属铝硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃或其他合适的玻璃。适于用作玻璃导光件的商购玻璃的非限制性实例包括,例如,康宁股份有限公司(corningincorporated)的eaglelotustm、iristm和玻璃。一些非限制性玻璃组合物可包含:约50摩尔%至约90摩尔%sio2、0摩尔%至约20摩尔%al2o3、0摩尔%至约20摩尔%b2o3以及0摩尔%至约25摩尔%rxo,其中,r为li、na、k、rb、cs中的任意一种或多种且x为2,或者r为zn、mg、ca、sr或ba且x为1。在一些实施方式中,rxo–al2o3>0;0<rxo–al2o3<15;x=2且r2o–al2o3<15;r2o–al2o3<2;x=2且r2o–al2o3–mgo>-15;0<(rxo–al2o3)<25,-11<(r2o–al2o3)<11,且-15<(r2o–al2o3–mgo)<11;和/或-1<(r2o–al2o3)<2且-6<(r2o–al2o3–mgo)<1。在一些实施方式中,玻璃包含各自小于1ppm的co、ni和cr。在一些实施方式中,fe的浓度为<约50ppm、<约20ppm或<约10ppm。在其他实施方式中,fe+30cr+35ni<约60ppm,fe+30cr+35ni<约40ppm,fe+30cr+35ni<约20ppm,或者fe+30cr+35ni<约10ppm。在其他实施方式中,所述玻璃包含:约60摩尔%至约80摩尔%sio2、约0.1摩尔%至约15摩尔%al2o3、0摩尔%至约12摩尔%b2o3和约0.1摩尔%至约15摩尔%r2o以及约0.1摩尔%至约15摩尔%ro,其中r是li、na、k、rb、cs中的任意一种或多种且x为2,或者r为zn、mg、ca、sr或ba且x为1。在其他实施方式中,所述玻璃组合物可包含:约65.79摩尔%至约78.17摩尔%sio2、约2.94摩尔%至约12.12摩尔%al2o3、约0摩尔%至约11.16摩尔%b2o3、约0摩尔%至约2.06摩尔%li2o、约3.52摩尔%至约13.25摩尔%na2o、约0摩尔%至约4.83摩尔%k2o、约0摩尔%至约3.01摩尔%zno、约0摩尔%至约8.72摩尔%mgo、约0摩尔%至约4.24摩尔%cao、约0摩尔%至约6.17摩尔%sro、约0摩尔%至约4.3摩尔%bao、和约0.07摩尔%至约0.11摩尔%sno2。在另外的实施方式中,玻璃基材110可包含在0.95至3.23之间的rxo/al2o3比值,其中r是li、na、k、rb、cs中的任何一种或多种且x为2。在另外的实施方式中,玻璃基材可包含在1.18至5.68之间的rxo/al2o3比值,其中r是li、na、k、rb、cs中的任何一种或多种且x为2,或者r是zn、mg、ca、sr或ba且x为1。在另外的实施方式中,玻璃基材可包含在-4.25至4.0之间的rxo–al2o3–mgo,其中r是li、na、k、rb、cs中的任何一种或多种且x为2。在另外的实施方式中,玻璃基材可以包含:约66摩尔%至约78摩尔%sio2、约4摩尔%至约11摩尔%al2o3、约4摩尔%至约11摩尔%b2o3、约0摩尔%至约2摩尔%li2o、约4摩尔%至约12摩尔%na2o、约0摩尔%至约2摩尔%k2o、约0摩尔%至约2摩尔%zno、约0摩尔%至约5摩尔%mgo、约0摩尔%至约2摩尔%cao、约0摩尔%至约5摩尔%sro、约0摩尔%至约2摩尔%bao、和约0摩尔%至约2摩尔%sno2。在另外的实施方式中,玻璃基材110可包含:约72摩尔%至约80摩尔%sio2、约3摩尔%至约7摩尔%al2o3、约0摩尔%至约2摩尔%b2o3、约0摩尔%至约2摩尔%li2o、约6摩尔%至约15摩尔%na2o、约0摩尔%至约2摩尔%k2o、约0摩尔%至约2摩尔%zno、约2摩尔%至约10摩尔%mgo、约0摩尔%至约2摩尔%cao、约0摩尔%至约2摩尔%sro、约0摩尔%至约2摩尔%bao、和约0摩尔%至约2摩尔%sno2。在某些实施方式中,玻璃基材可包含:约60摩尔%至约80摩尔%sio2、约0摩尔%至约15摩尔%al2o3、约0摩尔%至约15摩尔%b2o3、和约2摩尔%至约50摩尔%rxo,其中r是li、na、k、rb、cs中的任何一种或多种且x为2,或者r是zn、mg、ca、sr或ba且x为1,并且其中fe+30cr+35ni<约60ppm。在一些实施方式中,玻璃基材110可包含色偏δy,其小于0.015,例如在约0.005至约0.015的范围内(例如约0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.011、0.012、0.013、0.014或0.015)。在其他实施方式中,玻璃基材可包含小于0.008的色偏。根据某些实施方式,玻璃基材可具有光衰减α1(例如由于吸收和/或散射损失所致),对于约420-750nm范围内的波长,其小于约4db/m,例如小于约3db/m、小于约2db/m、小于约1db/m、小于约0.5db/m、小于约0.2db/m,或者甚至小于,例如在约0.2db/m至约4db/m的范围内。在一些实施方式中,玻璃基材110可以是化学强化的,例如通过离子交换强化。在离子交换工艺期间,处于或接近玻璃片表面的玻璃片中的离子可以与更大的金属离子(例如来自盐浴的金属离子)进行交换。更大的离子结合入玻璃中可通过在近表面区域中产生压缩应力来强化玻璃片。可在玻璃片中心区域内产生相应的拉伸应力,以平衡该压缩应力。离子交换可以例如通过将玻璃浸没在熔融盐浴中预定的时间来进行。示例性的盐浴包括但不限于kno3、lino3、nano3、rbno3及其组合。熔融盐浴的温度和处理时间可以变化。本领域的技术人员能够根据所需应用确定时间和温度。作为非限制性实例,熔融盐浴的温度可以在约400℃至约800℃的范围内,例如约400℃至约500℃,并且预定的时间可以在约4小时至约24小时的范围内,例如约4小时至约10小时,但是也构想了其他温度和时间组合。作为非限制性实例,可将玻璃在例如约450℃下浸没于kno3浴中约6小时来获得赋予表面压缩应力的富钾层。聚合膜120可包含能够uv固化或热固化的任何聚合材料。如下文更具体论述的,聚合材料还可以选自具有低色偏和/或低的蓝光波长(例如~450-500nm)吸收的组合物。在某些实施方式中,聚合膜120可以薄薄地沉积在玻璃基材的发光表面上。聚合膜120可以是连续的或非连续的。参考图1a-1c,聚合膜120可以具有总厚度d2和“地面”厚度t。在某些实施方式中,微结构130可以包含峰p和谷v,并且总厚度可以对应于峰p的高度,而地面厚度可以对应于谷v的高度。根据各个实施方式,可以有利地沉积聚合膜120,使得地面厚度t为零或尽可能接近零。当t为零时,聚合膜120可以是非连续的。例如,地面厚度t可在0至约250μm的范围内,例如约10μm至约200μm、约20μm至约150μm、或约50μm至约100μm,包括其间的所有范围和子范围。在另外的实施方式中,总厚度d2可以在约10μm至约500μm的范围内,例如约20μm至约400μm、约30μm至约300μm、约40μm至约200μm、或约50μm至约100μm,包括其间的所有范围和子范围。继续参考图1a-1c,微结构130还可以具有宽度w,其可以根据需要变化以获得所需的光输出。例如,图3例示了纵横比(w/[d2-t])对1d调光构造的光限制的影响。绘制归一化功率以表示将光有效地限制在给定宽度区内的能力。对于例示的构造(lgp厚度=2.5mm;微结构=椭圆双凸透镜),对应于200mm宽度区的最大调光有效性的纵横比(圆形数据点)为约2.5。类似地,用于在100mm宽度区中获得最大调光的纵横比(正方形数据点)为约2.3。因此,在一些实施方式中,可以改变宽度w和/或总厚度d以获得所需的纵横比。地面厚度t的变化也可用于改变光输出。在非限制性实施方式中,微结构130的纵横比可以为约0.1至约3,例如约0.5至约2.5、约1至约2.2、或约1.5至约2,包括其间的所有范围和子范围。根据一些实施方式,纵横比可以在约2至约3的范围内,例如约2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9或3,包括其间的所有范围和子范围。微结构的宽度w还可以例如在约1μm至约250μm的范围内,例如约10μm至约200μm、约20μm至约150μm、或约50μm至约100μm,包括其间所有范围和子范围。还应注意,微结构130可以具有在光传播方向上(参见图2的实线箭头)延伸的长度(未标出),其可以根据需要变化,例如根据玻璃基材的长度l变化。在某些实施方式中,聚合膜120可以包含不表现出显著色偏的材料。因为蓝色波长(例如~450-500nm)的光吸收,多种塑料和树脂可随着时间而具有显现黄色调的趋势。这种变色在高温下可能更严重,例如在正常的blu操作温度内。另外,包含led光源的blu可因显著地发射蓝色波长而加剧色偏。特别地,led可以通过用将一些蓝光转换成红色和绿色波长的颜色转换材料(例如磷光体等)涂覆发蓝光led来传递白光,从而获得总体为白光的感觉。然而,尽管具有这种颜色转换,led发射光谱在蓝光区域中仍然可以具有强烈的发射峰。如果聚合膜吸收蓝光,则其可被转换成热,从而随着时间进一步加速聚合物降解并进一步增加蓝光吸收。虽然当光垂直于膜传播时,聚合膜吸收蓝光可以忽略,但是当光沿着膜的长度传播时(如在侧光式lgp的情形中),由于传播长度更长,聚合膜吸收蓝光可能变得更显著。沿着lgp长度的蓝光吸收可导致蓝光强度的显著损失,并因此沿着传播方向显著改变颜色(例如黄色偏)。因此,人眼可以感知从显示器的一个边缘到另一个边缘的色偏。因此,选择对于可见光范围内(例如~420-750nm)的不同波长具有相当的吸收值的聚合物膜材料可能是有利的。例如,在蓝色波长下的吸收可以基本上类似于在红色波长下的吸收,诸如此类。图4展示了蓝色/红色透射比对lgp的色偏的影响。如图所示,随着蓝光(450nm)透射率相对于红光(630nm)透射率减小,色偏δy以接近线性的方式增加。当蓝光透射率到达近似于红光透射率的值时(例如当比值接近1时),色偏δy近似接近0。图5例示了用于产生图4所示的相关性的透射光谱。下表i提供了透射率曲线a-j的相关细节。表i:透射率曲线吸收峰位移(δa)色偏(δy)a0.50.0111b0.40.0098c0.30.0084d0.20.0071e0.10.0057f0.00.0044g-0.10.003h-0.20.0017i-0.30.0003j-0.4-0.001由于聚合膜可以仅包含lgp的总厚度的一小部分,因此蓝光/红光透射率比值可以略低于图4所示(由于膜的相对薄度)而不显著影响总lgp的色偏性能。但是,减少蓝光吸收和/或在可见波长光谱上提供更均匀的吸收分布仍然可以是有利的。例如,可以对聚合膜进行选择以避免在>450nm波长下吸收的发色团。在某些实施方式中,可以对聚合膜进行选择,使得吸收蓝光的发色团的浓度小于约5ppm,例如小于约1ppm、小于约0.5ppm、或小于约0.1ppm,包括其间的所有范围和子范围。或者,可以改变聚合膜以补偿蓝光吸收,例如,通过包含一种或多种染料、颜料和/或荧光增白剂,其在黄色波长(例如~570-590nm)下吸收以中和任何潜在的色偏。然而,设计聚合材料以在蓝色和黄色波长下均吸收可降低膜的总透射性,并因此降低lgp的总透射性。因此,在某些实施方式中,可以有利的是,改为选择和/或改变聚合材料以减少蓝光吸收,由此增加膜的总透射性。根据各个实施方式,还可以对聚合膜120进行选择以具有折射率色散,该折射率色散平衡蓝光谱区域和红光谱区域中的界面菲涅尔反射,从而使沿着lgp的长度的色偏最小化。例如,对于约450-630nm的波长,在基材-聚合膜界面处,以45°的菲涅尔反射的差异可以小于0.015%,例如小于0.005%,或小于0.001%,包括其间的所有范围和子范围。其他相关的色散特性描述于2016年6月10日提交的题为“glassarticlescomprisinglightextractionfeatures”[《包含光提取特征的玻璃制品》]的第62/348465号共同未决的美国临时申请中,其全部内容通过引用纳入本文。再次参考图2,在各个实施方式中,可以将聚合膜120模制到玻璃基材110的发光表面160。例如,在用聚合材料涂覆玻璃基材期间和/或之后,可以用所需的表面图案印刻或压印聚合材料。该过程可以称为“微复制”,其中首先将所需图案制成模具,然后压到聚合材料中以获得模具形状的阴模复制图案。聚合材料可以在印刻期间或之后进行uv固化或热固化,这可以分别称为“uv压印”和“热压印”。或者,可以使用热压印技术施加聚合膜,其中首先将聚合材料加热到高于其玻璃化转变点的温度,随后压印和冷却。其他方法可以包括将聚合材料层印刷(例如丝网印刷、喷墨印刷、微缩印刷等)或挤出到玻璃基材上,随后将该层成形(例如模制、压印、印刻等)成所需形状。根据各个实施方式,玻璃基材可以包含具有第一玻璃化转变温度tg1的组合物,所述第一玻璃化转变温度tg1大于聚合膜的第二玻璃化转变温度tg2。例如,玻璃化转变温度的差(tg1-tg2)可以为至少约100℃,例如约100℃至约800℃、约200℃至约700℃、约300℃至约600℃、或约400℃至约500℃,包括其间的所有范围和子范围。该温度差可以允许将聚合材料模制到玻璃基材而在模制过程期间不熔化玻璃基材或以其他方式不利地影响玻璃基材。在其他实施方式中,玻璃基材可以具有第一熔化温度tm1,其大于聚合膜的第二熔化温度tm2,并且/或者在给定的加工温度下具有第一粘度v1,其大于聚合膜的第二粘度v2。在某些实施方式中,玻璃基材、聚合膜和/或lgp可以是透明的或基本上透明的。如在本文中所使用的,术语“透明的”旨在表示基材、膜或lgp的光学透射率在光谱的可见区内(~420-750nm)大于约80%。例如,示例性的透明材料在可见光范围内的透射率可以大于约85%,例如大于约90%、大于约95%、或者大于约99%的透射率,包括其间的所有范围和子范围。在某些实施方式中,示例性的透明材料在紫外(uv)区中(~100-400nm)的光学透射率可以大于约50%,例如大于约55%、大于约60%、大于约65%、大于约70%、大于约75%、大于约80%、大于约85%、大于约90%、大于约95%、或大于约99%的透射率,包括其间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,示例性的透明玻璃或聚合材料可包含各自小于1ppm的co、ni和cr。在一些实施方式中,fe的浓度为<约50ppm、<约20ppm或<约10ppm。在其他实施方式中,fe+30cr+35ni<约60ppm,fe+30cr+35ni<约40ppm,fe+30cr+35ni<约20ppm,或者fe+30cr+35ni<约10ppm。根据另外的实施方式,示例性的透明玻璃或聚合材料可包含<0.015的色偏,或者在一些实施方式中,包含<0.008的色偏。色偏可以利用针对颜色测量的cie1931标准,通过沿着长度l测量x和y色度坐标的变化来表征。对于玻璃导光板,色偏δy可表述为δy=y(l2)-y(l1),其中l2和l1是沿着远离光源发射的面板或基材方向的z位置,并且其中l2-l1=0.5米。示例性的导光板具有δy<0.01、δy<0.005、δy<0.003或δy<0.001。lgp的光散射特性还可受到玻璃和聚合材料的折射率影响。根据各个实施方式,玻璃的折射率可在约1.3至约1.8的范围内,例如约1.35至约1.7、约1.4至约1.65、约1.45至约1.6、或约1.5至约1.55,包括其间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,聚合材料的折射率可以基本上类似于玻璃基材的折射率。如本文中所使用的,术语“基本上类似”旨在表示两个数值近似相等,例如彼此相差约10%以内,如彼此相差约5%以内,或在一些情况中,彼此相差约2%以内。例如,在折射率为1.5的情形中,基本上相似的折射率可以在约1.35至约1.65的范围内。根据各个非限制性实施方式,lgp(玻璃+聚合物)可以具有相对较低的光衰减水平(例如由于吸收和/或散射所致)。例如,lgp的组合衰减可以表述为α’=(d1/d)*α1+(d2/d)*α2,其中d1表示透明基材的总厚度,d2表示聚合膜的总厚度,d表示lgp的总厚度(d=d1+d2),α1表示透明基材的衰减值,并且α2表示聚合膜的衰减值。在某些实施方式中,对于在约420-750nm范围内的波长,α’可以小于约5db/m。例如,α’可以小于约4db/m、小于约3db/m、小于约2db/m、小于约1db/m、小于约0.5db/m、小于约0.2db/m,或者甚至是小于,包括其间的所有范围和子范围,例如约0.2db/m至约5db/m。lgp的组合衰减可以例如根据聚合膜的厚度和/或聚合膜的总厚度与lgp总厚度的比值(d2/d)而变化。因此,可以改变聚合膜的厚度和/或玻璃基材的厚度以得到所需的衰减值。例如,(d2/d)可在约1/2至约1/50的范围内,例如约1/3至约1/40、约1/5至约1/30、或约1/10至约1/20,包括其间的所有范围和子范围。本文公开的lgp可以用于各种显示装置,包括但不限于lcd。根据本公开的各个方面,显示装置可以包含与至少一个光源连接的至少一个本公开的lgp,所述光源可以发射蓝光、uv光或近uv光(例如,约100-500nm)。在一些实施方式中,光源可以为发光二极管(led)。示例性的lcd的光学部件还可以包含,例如,反射器、漫射器、一个或多个棱镜膜、一个或多个线性或反射偏振器、薄膜晶体管(tft)阵列、液晶层、以及一个或多个滤色器。本文公开的lgp还可用于各种照明装置,例如照明器或固态照明应用。应理解,各个公开的实施方式可以涉及与特定实施方式一起描述的特定特征、元素或步骤。还应理解,虽然以涉及一个特定实施方式的形式进行描述,但是特定特征、元素或步骤可以各个未例示的组合或排列方式中的替换性实施方式互换或组合。还应理解的是,本文所用术语“该”、“一个”或“一种”表示“至少一个(一种)”,而不应局限为“仅一个(一种)”,除非有明确相反的说明。因此,例如,提到的“一个光源”包括具有两个或更多个这种光源的实例,除非文本中有另外的明确表示。同样地,“多个(多种)”或“阵列”旨在表示“不止一个(一种)”。因此,“多个发光特征”包括两个或更多个这种特征,例如三个或更多个这种特征等,并且“微结构阵列”包括两个或更多个这种微结构,例如三个或更多个这种微结构等。本文中,范围可以表示为从“约”一个具体值开始和/或至“约”另一个具体值终止。当表述这种范围时,实例包括自某一具体值始和/或至另一具体值止。类似地,当使用先行词“约”表示数值为近似值时,应理解,具体数值构成了另一个方面。还应理解的是,每个范围的端点值在与另一个端点值相关以及独立于另一个端点值的情况下都是有意义的。本文所用的术语“基本”、“基本上”及其变化形式旨在表示所述的特征等于或近似等于一数值或描述。例如,“基本上平面的”表面旨在表示平面的或大致平面的表面。此外,如上文所定义,“基本上相似”旨在表示两个值相等或近似相等。在一些实施方式中,“基本上相似”可以表示彼此相差在约10%以内的值,例如彼此相差在约5%以内,或彼此相差在约2%以内的值。除非另有表述,否则都不旨在将本文所述的任意方法理解为需要使其步骤以具体顺序进行。因此,如果方法权利要求实际上没有陈述为其步骤遵循一定的顺序,或者其没有在权利要求书或说明书中以任意其他方式具体表示步骤限于具体的顺序,则都不旨在暗示该任意特定顺序。虽然使用过渡语“包含”可以公开特定实施方式的各个特征、元素或步骤,但是应理解的是,这暗示了包括可采用过渡语“由……构成”或“基本上由……构成”描述在内的替代性实施方式。因此,例如,包含a+b+c的装置的隐含的替代性实施方式包括其中装置由a+b+c组成的实施方式以及其中装置基本上由a+b+c组成的实施方式。对本领域的技术人员而言,显而易见的是,可以对本公开进行各种修改和变动而不偏离本公开的范围和精神。因为本领域的技术人员可以想到融合了本公开的精神和实质的所公开的实施方式的各种改进的组合、子项组合和变化,因此,应认为本公开包括所附权利要求书范围内的全部内容及其等同内容。当前第1页12
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