KR20190044302A - 미세 구조화된 도광판들 및 그의 제조 방법들 - Google Patents

미세 구조화된 도광판들 및 그의 제조 방법들 Download PDF

Info

Publication number
KR20190044302A
KR20190044302A KR1020170136561A KR20170136561A KR20190044302A KR 20190044302 A KR20190044302 A KR 20190044302A KR 1020170136561 A KR1020170136561 A KR 1020170136561A KR 20170136561 A KR20170136561 A KR 20170136561A KR 20190044302 A KR20190044302 A KR 20190044302A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
glass
light
acrylate
curable resin
mol
Prior art date
Application number
KR1020170136561A
Other languages
English (en)
Inventor
김대연
박수돈
Original Assignee
코닝 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코닝 인코포레이티드 filed Critical 코닝 인코포레이티드
Priority to KR1020170136561A priority Critical patent/KR20190044302A/ko
Priority to TW107136917A priority patent/TW201922664A/zh
Priority to PCT/US2018/056657 priority patent/WO2019079685A1/en
Publication of KR20190044302A publication Critical patent/KR20190044302A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0065—Manufacturing aspects; Material aspects
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/28—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material
    • C03C17/30—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material with silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • C08L33/08—Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D4/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/005—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along a single direction only, e.g. lenticular sheets
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0038—Linear indentations or grooves, e.g. arc-shaped grooves or meandering grooves, extending over the full length or width of the light guide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F222/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
    • C08F222/10—Esters
    • C08F222/1006—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols
    • C08F222/103—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols of trialcohols, e.g. trimethylolpropane tri(meth)acrylate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F230/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal
    • C08F230/04—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing a metal
    • C08F230/08—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing a metal containing silicon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

엣지 표면 및 광 방출 표면을 포함하는 유리계 기판; 및 UV 경화성 수지 및 열경화성 수지를 포함하는 수지 조성물의 경화된 필름을 포함하고, 상기 경화된 필름은 상기 유리계 기판의 상기 광 방출 표면 상에 배치된 복수의 미세 구조물들을 포함하는 도광판. 또한 도광판들의 제조 방법들이 개시된다. 또, 그러한 도광판들을 포함하는 디스플레이 및 조명 장치들이 개시된다.

Description

미세 구조화된 도광판들 및 그의 제조 방법들 {MICROSTRUCTURED LIGHT GUIDE PLATES AND METHODS OF MANUFACTURE}
본 개시 내용은 크게 도광판 및 그러한 도광판을 포함하는 디스플레이 또는 조명 장치들에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 수지 조성물의 미세 구조화된 경화 필름을 포함하는 유리 도광판들 및 그의 제조 방법들에 관한 것이다.
액정 디스플레이들(liquid crystal displays, LCDs)은 휴대 전화류, 랩탑류, 전자 태블릿류, 텔레비전류, 및 컴퓨터 모니터류와 같은 다양한 전자 제품들에 널리 사용된다. 그러나, LCD들은 밝기(brightness), 명암비, 효율 및 시야각의 측면에서 다른 디스플레이 장치들에 비하여 한계가 있을 수 있다. 예를 들면, 다른 디스플레이 기술들과 경쟁하기 위하여, 장치 크기(예컨대 두께) 및 전력 요구들도 조화시키면서 통상의 LCD들에 있어서 높은 명암비, 색재현율(color gamut), 및 밝기가 계속적으로 요구되고 있다.
LCD들은 생성된 후 원하는 이미지를 생성하기 위하여 전환되고, 필터링되고, 및/또는 편광될 수 있는 광을 생성하기 위하여 백라이트 유닛(backlight unit, BLU)을 포함할 수 있다. BLU들은 예컨대 도광판(light guide plate, LGP)의 가장자리에 결합된 광원을 포함하는 엣지-발광(edge-lit), 또는 예컨대 LCD 패널 뒤에 배치된 2차원 배열의 광원들을 포함하는 직하-발광(direct-lit)을 포함할 수 있다. 직하-발광 BLU들은 엣지-발광 BLU들에 비하여 개선된 동적 명암의 장점을 가질 수 있다. 예를 들면, 직하-발광 BLU를 갖는 디스플레이는 이미지를 가로지르는 밝기의 다이나믹 레인지를 최적화하기 위하여 각 LED의 밝기를 독립적으로 조절할 수 있다. 이것은 흔히 로컬 디밍(local dimming)으로 알려져 있다. 그러나, 직하-발광 BLU들에 있어서 핫 스팟들을 회피하고, 및/또는 원하는 광 균일성을 달성하기 위하여 상기 광원(들)은 상기 LGP로부터 다소 이격되어 위치될 수 있고, 그에 따라 디스플레이의 전체 두께가 엣지-발광 BLU에 비하여 더 커질 수 있다. 전통적인 엣지-발광 BLU들에 있어서, 각 LED로부터 방출되는 광은 LGP의 넓은 영역을 가로질러 퍼질 수 있고, 개별 LED들 또는 일군의 LED들이 꺼지더라도 이것이 다이나믹 명암비에 미치는 영향은 극히 미미할 수 있다.
상기 LGP의 로컬 디밍 효율은 예컨대 상기 LGP 표면 상에 하나 이상의 미세 구조물들을 제공함으로써 향상될 수 있다. 예를 들면, 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA) 또는 메틸 메타크릴레이트 스티렌(methyl methacrylate styrene, MS) LGP들과 같은 플라스틱 LGP들은 각 LED로부터 방출되는 광이 좁은 대역 내에 한정될 수 있는 표면 미세 구조물들을 갖도록 제조될 수 있다. 이러한 방식으로 상기 LGP의 가장자리를 따라 있는 광원(들)의 밝기를 조절하고, 디스플레이의 다이나믹 명암을 개선하는 것이 가능할 수 있다. 만일 LED들이 상기 LGP의 대향하는 양 쪽에 실장된다면, 다이나믹 명암을 더욱 개선할 수 있는 조도 대역을 따라 밝기 구배가 생성되도록 LED 쌍들의 밝기가 조절될 수 있다.
플라스틱 물질들 위에 미세 구조물들을 제공하는 방법들은, 예를 들면, 사출 성형(injection molding), 압출 성형(extruding), 및/또는 엠보싱을 포함할 수 있다. 이러한 기술들은 플라스틱 LGP들에 대해서는 잘 수행될 수 있겠지만, 유리 LGP들에 대해서는 그들의 유리 전이 온도가 높다는 점 및/또는 점도가 높다는 점 때문에 이러한 기술들이 양립할 수 없을 수 있다. 그러나, 유리 LGP들은 플라스틱 LGP들에 비하여 다양한 개선점들, 예를 들면, 광 감쇠가 낮은 점, 열팽창 계수가 낮은 점, 및 기계적 강도가 높은 점을 제공할 수 있다. 따라서 플라스틱들과 관련된 여러 단점들을 극복하기 위하여, LGP 제조를 위한 대안적 물질로서 유리를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 플라스틱 LGP들은 기계적 강도가 비교적 낮은 점 및/또는 강성(stiffness)이 더 낮은 점으로 인해 현재의 소비자 요구들을 만족시키도록 충분히 크면서도 얇은 플라스틱 LGP들을 제조하는 것이 어려울 수 있다. 또한 플라스틱 LGP들은 열팽창 계수가 높기 때문에 광원과 LGP 사이에 더 큰 갭이 필요할 수 있으며, 이는 더 큰 디스플레이 베젤을 요구하거나 및/또는 광학 결합 효율을 감소시킬 수 있다. 또한, 플라스틱 LGP들은 유리 LGP들에 비하여 수분을 흡수하고 팽창하는 경향이 더욱 강할 수 있다.
따라서, 적어도 한 쪽 표면 위에 미세 구조물들을 갖는 유리 LGP들을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 또한 적어도 한 쪽 표면 위에 미세 구조물들을 갖는 유리 LGP들을 제조하는 방법들을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 또한 적어도 한 쪽 표면 위에 미세 구조물들을 갖는 유리 도광판들 및 그러한 도광판들을 위하여 개선된 광학 성능, 기계적 성능, 및 감소된 가격들을 제공하는 제조 방법들이 요구된다.
본 개시 내용의 첫 번째 태양은 도광판에 관한 것이다. 일 실시예에 있어서, 도광판은 엣지 표면 및 광 방출 표면을 포함하는 유리계 기판, 및 UV 경화성 수지와 열경화성 수지를 포함하는 수지 조성물의 경화된 필름을 포함한다. 이 때 상기 경화된 필름은 상기 유리계 기판의 상기 광 방출 표면 위에 배치된 복수의 미세 구조물들을 포함한다. 다른 실시예에 있어서, 도광판은 엣지 표면 및 광 방출 표면을 포함하는 유리계 기판, 및 UV 경화성 수지와 적외선 경화성 수지를 포함하는 수지 조성물의 경화된 필름을 포함한다. 이 때 상기 경화된 필름은 상기 유리계 기판의 상기 광 방출 표면 위에 배치된 복수의 미세 구조물들을 포함하고, 상기 UV 경화성 수지와 적외선 경화성 수지 중 적어도 하나는 실리콘(silicone)-종결된 폴리머를 포함한다.
본 개시 내용의 두 번째 태양은 도광판의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 수지 조성물을 형성하기 위하여 UV 경화성 수지와 열경화성 수지를 혼합하는 단계; 상기 수지 조성물의 층을 유리계 기판에 적용하는 단계; 필름을 형성하기 위하여 상기 층을 경화시키는 단계; 및 상기 필름 상에 복수의 미세 구조물들을 형성하는 단계를 포함한다.
다음의 상세한 설명은 이하의 도면들과 함께 더 잘 이해될 수 있다.
도 1a 내지 도 1d는 본 개시 내용의 다양한 실시예들에 따른 예시적 미세 구조물 어레이들을 나타낸다.
도 2는 본 개시 내용의 어떤 실시예들에 따른 도광 어셈블리를 나타낸다.
도 3은 렌티큘라 렌즈들의 어레이를 포함하여 미세 구조화된 표면을 갖는 도광판을 이용하는 1D 로컬 디밍 구성에 대하여 광 구속(light confinement)을 미세 구조물의 종횡비의 함수로 나타낸 그래프이다.
도 4는 도광판에 대하여 색채 전이(color shift) Δy를 적색광에 대한 청색광의 투과 비율의 함수로 나타낸 그래프이다.
도 5는 다양한 도광판들에 대하여 투과 곡선들을 나타낸 그래프이다.
도 6은 수지 필름 조성물과 유리계 기판 사이의 본딩을 나타낸다.
도 7은 샘플에 대하여 에이징 이전과 이후의 색채전이를 나타낸 그래프이다.
도 8은 상이한 두 샘플들에 대하여 에이징 이전과 이후를 비교하는 그래프이다.
도 9는 도 8에서의 데이터에 대하여 추정된 색채 전이를 나타낸 그래프이다.
도 10은 여러 샘플들에 대한 색채 전이 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 11은 색채 전이 변동성 데이터의 그래프이다.
도광판들 및 도광판을 포함하는 도광 어셈블리들이 여기서 설명된다. 상기 도광판은 엣지 표면 및 광 방출 표면을 포함하는 유리계 기판, 및 UV 경화성 수지와 열경화성 수지를 포함하는 수지 조성물의 경화된 필름을 포함한다. 상기 경화된 필름은 상기 유리계 기판의 상기 광 방출 표면 위에 배치된 복수의 미세 구조물들을 포함한다. 도광 어셈블리들은 상기 유리계 기판의 엣지 표면에 광학적으로 결합된 적어도 하나의 광원을 더 포함한다.
"유리계 물품" 및 "유리계 기판들"의 용어들은 여기서 사용될 때 그 전체가 또는 그 일부가 유리로 만들어진 임의의 물체를 포함하여 이들의 가장 넓은 의미로 사용된다. 유리계 물품들은 유리와 비유리 물질들의 적층체들, 유리와 결정질 물질들의 적층체들, 및 (비정질상 및 결정질상을 포함하여) 유리-세라믹류를 포함한다. 달리 특정되지 않는다면, 모든 유리 조성물들은 몰 백분율(mol%)로 표현된다.
여기서 설명되는 상기 도광판들과 도광 어셈블리들은 디스플레이류, 조명, 및 전자 장치들, 예컨대 텔레비전, 컴퓨터들, 전화, 태블릿, 및 다른 디스플레이 패널들, 조명 기구들, 고상 조명, 광고판들, 및 다른 건축 요소들에 사용될 수 있다.
롤 코팅 방식으로 유리계 기판 상에 적용된 자외선(ultraviolet, UV) 경화성 수지는 유리계 기판의 표면 위에 수지를 수작업으로 퇴적시키는 것을 요구하여 상기 수지를 가압하는 결과를 가져오고, 상기 수지가 상기 유리계 기판 위에서 오버플로우되는 것이 밝혀졌다. 상기 롤 코팅 방식을 이용하여서는 직선의 필름 엣지를 형성하는 것이 어려웠다. 또한, 유리계 기판 상에 적용되는 상기 UV 경화성 수지의 두께를 제어하는 것이 어려웠고, 상기 UV 경화된 수지의 기계적 성질들은 수용하기 어려웠다.
UV 경화성 수지와 열경화성 수지의 혼합물을 포함하는 수지 조성물이, 도광판의 제조에 있어서 이상에서 설명한 난점들을 극복하였음이 발견되었다. 하나 이상의 실시예들에 따르면, 인-라인(in-line) 제조 공정들에 적합한 도광판들의 제조 방법들이 제공된다. "인-라인"은, 여기서 사용될 때, 다른 제조 공정, 예컨대 유리 시트들을 제조하기 위한 하방 인발 공정과 같은 유리계 시트의 제조 공정과 통합될 수 있는 공정을 가리킨다. 적합한 인-라인 코팅 방법들의 예들은 압출(extrusion) 코팅, 직접 그라비어(gravure) 코팅, 리버스 그라비어 코팅, 다이 코팅, 스프레이 코팅, 및 슬릿 코팅 방법들을 포함한다. 하나 이상의 실시예들에 있어서, 여기에 설명된 상기 수지 조성물들은 우수한 내열성 및 내습성을 보인다. 특정 실시예들에 있어서, 우수한 내열성 및 내습성을 제공하기 위하여 실리콘(silicone) 합성된 수지들이 조성물 내에 사용된다. 하나 이상의 실시예들에 따르면, 상기 조성물 내에 열경화성 수지를 포함하는 것은 UV 경화성 수지만을 포함하는 경화된 수지 필름에 비하여 우수한 기계적 성능을 보이는 수지 조성물의 경화된 필름을 제공한다. 더욱이, 하나 이상의 실시예들은, 경화된 수지 조성물이 경화하는 동안 구조적 탈배향성(disorientation)을 최소한으로 보이는 안정적인 구조를 가지므로 우수한 광학적 성능을 지니는 도광판을 제공한다.
따라서, 하나 이상의 실시예들에 따르면, 유리 LGP를 위해 충분한 광학적 성질들을 제공하기 위하여 그리고 기계적 강건성(robustness) 뿐만 아니라 고온다습에 대한 신뢰성을 제공하기 위하여 상기 유리계 기판 표면 위에 렌티큘라 패터닝을 허용하는 수지 조성물을 적용함으로써 도광판들이 제조된다. 하나 이상의 실시예들에 있어서, 경화가 용이하고 빠른 렌티큘라 패터닝을 허용하는 방법이 제공되고, 이는 LGP 제조에 있어서 패러다임-쉬프트로서 작용할 수 있는 자동화된 LGP 제조 시스템을 가능하게 한다.
따라서 제 1 실시예는 엣지 표면 및 광 방출 표면을 포함하는 유리계 기판; 및 UV 경화성 수지 및 열경화성 수지를 포함하는 수지 조성물의 경화된 필름을 포함하고, 상기 경화된 필름은 상기 유리계 기판의 상기 광 방출 표면 상에 배치된 복수의 미세 구조물들을 포함하는 도광판에 관한 것이다. 제 2 실시예에서 상기 열경화성 수지는 적외선 경화성 수지를 포함한다. 제 3 실시예에서 상기 제 1 및 제 2 실시예는 상기 UV 경화성 수지가 아크릴레이트계 폴리머를 포함하도록 하는 것이다. 제 4 실시예에서, 상기 제 3 실시예는 상기 아크릴레이트계 폴리머가 트리메틸올프로판 (EO)3 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 이소보닐 아크릴레이트, 아크릴레이트, 및 이들의 조합들로 구성되는 군으로부터 선택되는 모노머를 포함하도록 하는 것이다. 제 5 실시예에서, 상기 제 3 실시예는 상기 아크릴레이트계 폴리머가 실리콘(silicone)-종결된 폴리아크릴레이트를 포함하도록 하는 것이다. 제 6 실시예에서, 상기 제 1 실시예 내지 상기 제 5 실시예 중의 어느 하나의 상기 적외선 경화성 수지는 (메트)아크릴레이트계 폴리머, 예를 들면, 메틸메타크릴레이트 또는 실리콘(silicone)-종결된 폴리(메트)아크릴레이트를 포함한다.
제 7 실시예에서, 상기 제 1 실시예 내지 상기 제 6 실시예의 도광판은 약 420 nm 내지 약 750 nm 범위의 파장들에 대하여 약 5 dB/m 미만의 결합 광 감쇠 α'를 포함한다. 제 8 실시예에서, 상기 제 1 실시예 내지 상기 제 7 실시예의 도광판은 약 0.015 미만의 색채 전이 Δy를 갖는다. 제 9 실시예에서, 상기 제 1 실시예 내지 상기 제 8 실시예의 도광판은 몰% 산화물을 베이시스로 하여 SiO2 50 내지 90 몰%, Al2O3 0 내지 20 몰%, B2O3 0 내지 20 몰%, 및 RxO 0 내지 25 몰% (여기서, x는 2이고 R은 Li, Na, K, Rb, Cs, 및 이들의 조합으로부터 선택되거나, 또는 x는 1이고 R은 Zn, Mg, Ca, Sr, Ba, 및 이들의 조합으로부터 선택됨) 포함하는 유리계 기판을 갖는다. 제 10 실시예에서, 상기 제 1 실시예 내지 상기 제 9 실시예의 유리계 기판은 Co, Ni, 및 Cr의 각각을 약 1 ppm 미만으로 포함한다.
제 11 실시예에서, 상기 제 1 실시예 내지 상기 제 10 실시예의 유리계 기판의 두께 d1은 약 0.1 mm 내지 약 3 mm의 범위에 있다. 도광판의 제 12 실시예에서, 상기 제 1 실시예 내지 상기 제 11 실시예의 상기 경화된 필름의 두께 d2는 약 10 ㎛ 내지 약 500 ㎛의 범위에 있다. 도광판의 제 13 실시예에서, 상기 제 1 실시예 내지 상기 제 12 실시예의 복수의 미세 구조물들은 각기둥들(prisms), 곡면화된(rounded) 각기둥들, 또는 렌티큘라 렌즈들의 주기적인 또는 비주기적인 어레이를 포함한다. 제 14 실시예에서, 상기 제 13 실시예의 복수의 미세 구조물들 중 적어도 하나의 미세 구조물은 약 0.1 내지 약 3 범위의 종횡비를 갖는다.
상기 제 1 실시예 내지 상기 제 14 실시예의 도광판의 제 15 실시예에서, 상기 유리계 기판은, 상기 유리계 기판의 상기 광 방출 표면과 반대쪽의 주 표면 상에 패터닝된 복수의 광 추출 피처들을 더 포함한다.
본 개시 내용의 또 다른 태양은 제 1 실시예 내지 제 15 실시예 중 어느 하나의 도광판, 및 상기 유리계 기판의 엣지 표면에 광학적으로 결합된 적어도 하나의 광원을 포함하는 도광 어셈블리에 관한 것이다. 상기 어셈블리는 상기 유리계 기판의 제 2 엣지 표면에 광학적으로 결합된 적어도 하나의 제 2 광원, 및 선택적으로 상기 유리계 기판의 상기 광 방출 표면의 반대쪽 주면 상에 배치된 복수의 미세 구조물들을 포함하는 수지 조성물의 제 2 경화된 필름을 더 포함할 수 있다.
본 개시 내용의 또 다른 태양은 본 개시 내용에 설명된 도광판들을 포함하는 상기 어셈블리들을 포함하는 디스플레이, 조명, 또는 전자 장치에 관한 것이다.
대안적인 실시예는 엣지 표면과 광 방출 표면을 포함하는 유리계 기판; 및 UV 경화성 수지 및 적외선 경화성 수지를 포함하는 수지 조성물의 경화된 필름을 포함하고, 상기 경화된 필름은 상기 유리계 기판의 상기 광 방출 표면 위에 배치된 복수의 미세 구조물들을 포함하고, 상기 UV 경화성 수지 및 적외선 경화성 수지 중 적어도 하나는 실리콘(silicone)-종결된 폴리머를 포함하는 도광판에 관한 것이다. 하나 이상의 실시예들에 있어서, 상기 수지 조성물은 렌티큘라 패턴을 형성하도록 처리될 수 있으며, 상기 경화된 필름은 내열성이다. 본 개시 내용의 다른 태양은 상기 대안적인 실시예에 따라 설명된 도광판 및 상기 유리계 기판의 엣지 표면에 광학적으로 결합된 적어도 하나의 광원을 포함하는 도광 어셈블리에 관한 것이다. 상기 어셈블리는 상기 유리계 기판의 제 2 엣지 표면에 광학적으로 결합된 적어도 하나의 제 2 광원, 및 선택적으로 상기 유리계 기판의 상기 광 방출 표면의 반대쪽 주면 상에 배치된 복수의 미세 구조물들을 포함하는 수지 조성물의 제 2 경화된 필름을 더 포함할 수 있다. 본 개시 내용의 또 다른 태양은 본 개시 내용에 설명된 도광판들을 포함하는 상기 어셈블리들을 포함하는 디스플레이, 조명, 또는 전자 장치에 관한 것이다.
본 개시 내용의 다양한 실시예들이 도광판들의 예시적인 실시예들을 나타낸 도 1a 내지 도 1d 및 도 2를 참조하여 이하에서 논의될 것이다. 다음의 일반적인 설명은 청구된 장치들의 개관을 제공할 의도되며, 다양한 태양들은 비제한적으로 묘사된 실시예들을 참조하여 본 개시 내용을 통하여 더욱 구체적으로 설명될 것이다.
도 1a 내지 도 1d 및 도 2는 유리계 기판(110) 및 UV 경화성 수지 및 열경화성 수지를 포함하는 수지 조성물의 경화된 필름(120)을 포함하는 도광판(light guide plate, LGP)(100)의 다양한 예시적인 실시예들을 나타낸다. 상기 수지 조성물의 경화된 필름(120)은 복수의 미세 구조물들(130)을 포함한다. 도 1a 및 도 1b에서, 상기 미세 구조물들(130)은 각기둥들(prisms) 및 곡면화된(rounded) 각기둥들을 각각 포함한다. 또한, 도 1c에 도시된 바와 같이, 상기 미세 구조물들(130)은 렌티큘라 렌즈들(136)을 포함할 수 있다. 묘사된 상기 미세 구조물들은 오로지 예시적인 것으로서 첨부 청구항들을 한정할 의도가 아님은 물론이다. 다른 미세 구조물의 형태들이 가능하며, 본 개시 내용의 범위 내에 속하는 것이 의도된다. 나아가, 도 1a 내지 도 1c가 규칙적인 (또는 주기적인) 어레이들을 나타내지만, 불규칙적인 (또는 비주기적인) 어레이를 사용하는 것도 가능하다. 예를 들면, 도 1d는 각기둥들의 비주기적인 어레이를 포함하는, 미세 구조화된 표면의 SEM 이미지이다.
여기서 사용될 때, 용어들 "미세 구조물들", "미세 구조화된", 그리고 이들의 변형들은 수지 조성물의 상기 경화된 필름의, 약 400 ㎛ 미만과 같은, 약 300 ㎛ 미만과 같은, 약 200 ㎛ 미만과 같은, 약 100 ㎛ 미만과 같은, 약 50 ㎛ 미만과 같은, 또는 예를 들면 약 10 ㎛ 내지 약 500 ㎛ 범위 미만과 같은 약 500 ㎛ 미만의 치수(예를 들면, 높이, 폭, 길이 등)를 이들 사이의 모든 범위들과 서브 범위들을 포함하여 적어도 하나 갖는 표면 양각 피처들을 지칭하는 것으로 의도된다. 어떤 실시예들에 있어서 상기 미세 구조물들은 규칙적인 또는 불규칙적인 형태들을 가질 수 있으며, 이들은 주어진 어레이 내에서 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 도 1a 내지 도 1d는 실질적으로 동일한 피치로 균일하게 이격된, 동일한 크기와 모양을 갖는 미세 구조물들(130)을 일반적으로 나타내지만, 주어진 어레이 내의 모든 미세 구조물들이 반드시 동일한 크기 및/또는 모양 및/또는 간격을 가질 필요는 없음이 이해되어야 한다. 미세 구조물들 모양 및/또는 크기들의 조합들이 사용될 수 있으며, 그러한 조합들은 주기적 또는 비주기적 방식으로 배열될 수 있다.
더욱이, 상기 미세 구조물들(130)의 크기 및/또는 모양은 상기 LGP의 광학적 기능성 및/또는 원하는 광 출력에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 상이한 미세 구조물들의 모양들은 로컬 디밍 지수(local dimming index, LDI)라고도 지칭되는 로컬 디밍 효율이 달라지는 결과를 가져올 수 있다. 비제한적인 예로서, 각기둥 미세 구조물들의 주기적인 어레이는 LDI 값이 약 70%까지 올라오게 할 수 있고, 한편 렌티큘라 렌즈들의 주기적인 어레이는 LDI 값이 약 83%까지 올라오게 할 수 있다. 물론, 상기 미세 구조물 크기 및/또는 모양 및/또는 간격은 상이한 LDI 값들을 달성하기 위하여 변화될 수 있다. 또한 상이한 미세 구조물 모양들은 추가적인 광학적 기능성들을 제공할 수 있다. 예를 들면, 90도의 각기둥 각도(prism angle)를 갖는 각기둥 어레이는 광선의 재지향 및 재생으로 인해 더욱 효율적인 로컬 디밍을 가져올 수 있을 뿐만 아니라, 각기둥 릿지(ridge)에 수직인 방향의 광을 부분적으로 집중시킬 수 있다.
도 1a를 참조하면, 각기둥 미세 구조물들(132)은 약 70도 내지 약 110도, 약 80도 내지 약 100도, 또는 약 90도와 같은 약 60도 내지 약 120도 범위의 각기둥 각도 θ를 가질 수 있지만 이들 사이의 모든 범위들과 서브 범위들을 포함한다. 도 1c를 참조하면, 상기 렌티큘라 렌즈 미세 구조물들(136)은 반원, 반타원, 포물선, 또는 다른 유사한 곡선 모양들의 범위에서 (대시 라인들로 나타내어진 바와 같은) 임의의 주어진 단면 모양을 가질 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 상기 유리계 기판(110)의 엣지 표면(150)에 광학적으로 결합될 수 있는, 예를 들면, 상기 엣지 표면(150)에 인접하여 위치된 적어도 하나의 광원(140)을 포함하는 도광 어셈블리가 도시된다. 여기서 사용될 때, 용어 "광학적으로 결합된"은 상기 LGP로 광을 도입하도록 광원이 상기 LGP의 엣지에 위치됨을 나타내도록 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.
도 2에서, 광원(140)으로부터의 일반적인 발광 방향은 실선 화살표로 표현된다. 상기 LGP 내부로 주입되는 광은, 임계각 미만의 입사각으로 계면을 칠 때까지 내부 전반사(total internal reflection, TIR)로 인해 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)을 갖는 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:
Figure pat00001
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:
Figure pat00002
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 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 표면을 만난다면, 상기 제 2 계면으로 입사하는 광은 입사각과 동일한 반사각으로 다시 반사될 것이다.
경화된 필름 조성물(120)은, 광 방출 표면(160)과 같은, 상기 유리계 기판(110)의 주된 표면 위에 배치될 수 있다. 상기 미세 구조물들(130)의 어레이는, 상기 LGP의 다른 선택적인 구성 부품들과 함께, 점선 화살표로 표시된 바와 같이, 광의 투과를 전방 방향으로 (예를들면, 사용자를 향하여) 지향시킬 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 광원(140)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 2에 실선 화살표로 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.
특정 실시예들에 있어서, 상기 도광 어셈블리는 2차원 (2D) 로컬 디밍을 이루는 것이 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 추가적인 광원들이 인접하는 (예를 들면 수직의) 엣지 표면에 광학적으로 결합될 수 있다. 전파 방향으로 연장되는 미세 구조물들을 갖는 광 방출 표면 위에 수지 조성물의 제 1 경화된 필름이 배열될 수 있고, 그의 반대쪽 주표면 위에 수지 조성물의 제 2 경화된 필름이 배열될 수 있다. 이 필름은 상기 전파 방향에 수직인 방향으로 연장되는 미세 구조물들을 포함한다. 따라서 2D 로컬 디밍은 각 엣지 표면을 따라 하나 이상의 상기 광원들을 선택적으로 차단(shut off)함으로써 달성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 유리계 기판(110)의 표면(160) 또는 제 2 주표면(170)은 복수의 광 추출 피처들을 갖도록 패터닝될 수 있다. 여기서 사용될 때, "패터닝된다"는 것은 상기 기판의 표면 위에 또는 표면 내에 복수의 광 추출 피처들이 임의의 주어진 패턴 또는 디자인으로 존재하는 것을 가리키는 것이 의도된다. 상기 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 유리계 기판의 매트릭스 내에 상기 표면에 인접하여, 예를 들면 상기 표면의 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. 이러한 광 추출 피처들을 생성하기에 적합한 방법은 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 마이크로 프린팅 등과 같은 프린팅, 텍스처링, 기계적 조면화, 식각, 사출성형, 코팅, 레이저 대미징, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 이러한 방법들의 비제한적인 예들은, 예를 들면, 표면을 산 식각하기, 표면을 TiO2로 코팅하기, 레이저의 초점을 상기 기판 매트릭스의 내부 또는 표면 위로 맞춤으로써 상기 기판을 레이저 식각하는 것을 포함한다.
다양한 실시예들에 있어서, 상기 LGP의 상기 표면(160) 또는 제 2 주표면(170) 위에 선택적으로 존재하는 상기 광 추출 피처들은 광 산란점들(light scattering sites)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 상기 광 추출 피처들은 상기 유리계 기판의 상기 광 방출 표면을 가로질러 실질적으로 균일한 광 출력 세기를 형성하도록 적절한 밀도로 패터닝될 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 일단에서 타단까지 상기 LGP를 가로질러 원하는 광 방출 분포를 생성하기에 적절한 구배와 같이, 상기 광원에 근접한 광 추출 피처들의 밀도는 상기 광원으로부터 떨어진 지점에서의 광 추출 피처들의 밀도보다 더 낮을 수 있고, 또는 그 역일 수도 있다.
상기 LGP는 당 기술 분야에 알려진 임의의 방법, 예를 들면, 공통 계류 중이고 공통 소유된 국제특허 출원공개 WO2014058748호 및 WO2015095288호에 개시된 방법들에 따라 광 추출 피처들을 생성하도록 처리될 수 있다. 상기 두 출원공개들의 각각은 그 전체가 여기에 인용되어 통합된다. 예를 들면, 상기 LGP의 표면은 원하는 두께 및/또는 표면 품질을 이루기 위하여 연마 및/또는 연삭될 수 있다. 그런 다음 상기 표면은 선택적으로 세정될 수 있고, 및/또는 상기 표면을 오존에 노출시키는 것과 같이 식각될 표면에 대하여 오염을 제거하기 위한 공정이 수행될 수 있다. 식각될 상기 표면은, 비제한적인 실시예에 따라, 빙초산(glacial acetic acid, GAA) 및 불화암모늄(NH4F)을 약 1:1 내지 약 9:1 범위의 비율로 혼합한 혼합물과 같은 산 배스에 노출될 수 있다. 식각 시간은, 예를 들면, 약 30초 내지 약 15분의 범위일 수 있으며, 상기 식각은 실온 또는 상승된 온도에서 수행될 수 있다. 산의 농도/비율, 온도, 및/또는 시간과 같은 공정 파라미터들은 얻어지는 추출 피처들의 크기, 모양, 및 분포에 영향을 미칠 수 있다. 원하는 표면 추출 피처들을 얻기 위하여 이러한 파리미터들을 변화시키는 것은 본 기술 분야의 기술자의 능력에 속한다.
상기 유리계 기판(110)은 원하는 광 분포를 생성하기에 적절한 임의의 원하는 크기 및/또는 형태를 가질 수 있다. 상기 유리계 기판(110)은 상기 광 방출 표면(160)에 반대되는 제 2 주표면(170)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 상기 주 표면들은 평면이거나 또는 실질적으로 평탄한 것과 같은 실질적인 평면일 수 있다. 다양한 실시예들에 있어서, 상기 제 1 주표면 및 제 2 주표면들은 평행이거나 또는 실질적으로 평행일 수 있다. 상기 유리계 기판(110)은 도 2에 도시된 바와 같은 네 개의 엣지들을 포함하거나, 또는 여러 개의 변들을 갖는 다각형과 같이 넷보다 많은 엣지들을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 유리계 기판(110)은, 예를 들면, 삼각형과 같이 넷보다 적은 엣지들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 곡선부 또는 엣지들을 갖는 것들을 포함하여 다른 모양 및 구성들도 본 개시 내용의 범위에 포함되는 것이 의도되지만, 비제한적인 실시예에 따라, 상기 도광판은 네 개의 엣지들을 갖는 직사각형, 정사각형, 또는 롬보이드(rhomboid)형 시트를 포함할 수 있다.
어떤 실시예들에 있어서, 상기 유리계 기판(110)은 약 3 mm 이하의 예를 들면, 약 0.1 mm 내지 약 3 mm, 약 0.1 mm 내지 약 2.5 mm, 약 0.3 mm 내지 약 2 mm, 약 0.5 mm 내지 약 1.5 mm, 또는 약 0.7 mm 내지 약 1 mm 범위의 두께 d1을 가질 수 있으며, 이들 사이의 모든 범위들 및 서브범위들을 포함한다. 상기 유리계 기판(110)은 디스플레이 장치들에 사용되기 위하여 당 기술 분야에 알려진 임의의 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 유리계 기판은 알루미노실리케이트, 알칼리-알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 알칼리-보로실리케이트, 알루미노보로실리케이트, 알칼리-알루미노보로실리케이트, 소다라임, 또는 다른 적절한 유리들을 포함할 수 있다. 도광용 유리로서 사용하기에 적합하고 상용으로 입수 가능한 유리들의 비제한적인 예들은, 예를 들면, 코닝 인코포레이티드에서 나온 EAGLE XGㄾ, LotusTM, Willowㄾ, IrisTM, 및 Gorillaㄾ 유리들을 포함한다.
비제한적인 일부 유리 조성물들은 약 50 몰% 내지 약 90 몰%의 SiO2, 약 0 몰% 내지 약 20 몰%의 Al2O3, 약 0 몰% 내지 약 20 몰%의 B2O3, 및 약 0 몰% 내지 약 25 몰%의 RxO를 포함할 수 있다. 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중의 임의의 하나 이상이면서 x가 2이거나, 또는 R은 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이면서 x는 1이다. 일부 실시예들에 있어서, RxO - Al2O3 > 0; 0 < RxO - Al2O3 < 15; x = 2이고 R2O - Al2O3 < 15; R2O - Al2O3 < 2; x=2이고 R2O - Al2O3 - MgO > -15; 0 < (RxO - Al2O3) < 25, -11 < (R2O - Al2O3) < 11, 그리고 -15 < (R2O - Al2O3 - MgO) < 11; 및/또는 -1 < (R2O - Al2O3) < 2 그리고 -6 < (R2O - Al2O3 - MgO) < 1이다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 유리는 Co, Ni, 및 Cr의 각각을 1 ppm 미만으로 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, Fe의 농도는 약 50 ppm 미만이거나, 약 20 ppm 미만이거나, 또는 약 10 ppm 미만이다. 다른 실시예들에 있어서, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 60 ppm, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 40 ppm, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 20 ppm, 또는 Fe + 30Cr + 35Ni < 약 10 ppm이다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 유리는 약 60 몰% 내지 약 80 몰%의 SiO2, 약 0.1 몰% 내지 약 15 몰%의 Al2O3, 약 0 몰% 내지 약 12 몰%의 B2O3, 및 약 0.1 몰% 내지 약 15 몰%의 RxO 그리고 약 0.1 몰% 내지 약 15 몰%의 RxO를 포함할 수 있다. 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중의 임의의 하나 이상이면서 x가 2이거나, 또는 R은 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이면서 x는 1이다.
다른 실시예들에 있어서, 상기 유리 조성물은 약 65.79 몰% 내지 약 78.17 몰%의 SiO2, 약 2.94 몰% 내지 약 12.12 몰%의 Al2O3, 약 0 몰% 내지 약 11.16 몰%의 B2O3, 약 0 몰% 내지 약 2.06 몰%의 Li2O, 약 3.52 몰% 내지 약 13.25 몰%의 Na2O, 약 0 몰% 내지 약 4.83 몰%의 K2O, 약 0 몰% 내지 약 3.01 몰%의 ZnO, 약 0 몰% 내지 약 8.72 몰%의 MgO, 약 0 몰% 내지 약 4.24 몰%의 CaO, 약 0 몰% 내지 약 6.17 몰%의 SrO, 약 0 몰% 내지 약 4.3 몰%의 BaO, 및 약 0.07 몰% 내지 약 0.11 몰%의 SnO2를 포함할 수 있다.
추가적인 실시예들에 있어서, 상기 유리계 기판(110)은 0.95 내지 3.23 사이의 RxO/Al2O3 비율을 가질 수 있다. 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중의 임의의 하나 이상이고 x는 2이다. 추가적인 실시예들에 있어서, 상기 유리계 기판은 1.18 내지 5.68 사이의 RxO/Al2O3 비율을 가질 수 있다. 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중의 임의의 하나 이상이면서 x가 2이거나, 또는 R은 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이면서 x는 1이다. 다른 추가적인 실시예들에 있어서, 상기 유리계 기판은 -4.25와 4 사이의 RxO - Al2O3 - MgO를 포함할 수 있고, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중의 임의의 하나 이상이고 x는 2이다. 또 다른 추가적인 실시예들에 있어서, 상기 유리계 기판은 약 66 몰% 내지 약 78 몰%의 SiO2, 약 4 몰% 내지 약 11 몰%의 Al2O3, 약 4 몰% 내지 약 11 몰%의 B2O3, 약 0 몰% 내지 약 2 몰%의 Li2O, 약 4 몰% 내지 약 12 몰%의 Na2O, 약 0 몰% 내지 약 2 몰%의 K2O, 약 0 몰% 내지 약 2 몰%의 ZnO, 약 0 몰% 내지 약 5 몰%의 MgO, 약 0 몰% 내지 약 2 몰%의 CaO, 약 0 몰% 내지 약 5 몰%의 SrO, 약 0 몰% 내지 약 2 몰%의 BaO, 및 약 0 몰% 내지 약 2 몰%의 SnO2를 포함할 수 있다.
추가적인 실시예들에 있어서, 상기 유리계 기판(110)은 약 72 몰% 내지 약 80 몰%의 SiO2, 약 3 몰% 내지 약 7 몰%의 Al2O3, 약 0 몰% 내지 약 2 몰%의 B2O3, 약 0 몰% 내지 약 2 몰%의 Li2O, 약 6 몰% 내지 약 15 몰%의 Na2O, 약 0 몰% 내지 약 2 몰%의 K2O, 약 0 몰% 내지 약 2 몰%의 ZnO, 약 2 몰% 내지 약 10 몰%의 MgO, 약 0 몰% 내지 약 2 몰%의 CaO, 약 0 몰% 내지 약 2 몰%의 SrO, 약 0 몰% 내지 약 2 몰%의 BaO, 및 약 0 몰% 내지 약 2 몰%의 SnO2를 포함할 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 상기 유리계 기판은 약 60 몰% 내지 약 80 몰%의 SiO2, 약 0 몰% 내지 약 15 몰%의 Al2O3, 약 0 몰% 내지 약 15 몰%의 B2O3, 및 약 2 몰% 내지 약 50 몰%의 RxO를 포함할 수 있으며, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중의 임의의 하나 이상이면서 x가 2이거나, 또는 R은 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이면서 x는 1이고, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 60 ppm이다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 유리계 기판(110)은 약 0.005 내지 약 0.015의 범위(예를 들면, 약 0.005, 약 0.006, 약 0.014, 또는 약 0.015)와 같이 0.015 미만의 색채 전이(color shift) Δy를 가질 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 유리계 기판은 약 0.008 미만의 색채 전이를 보일 수 있다. 특정 실시예들에 따르면, 상기 유리계 기판은 약 420 nm 내지 약 750 nm 범위의 파장들에 대하여, 약 3 dB/m 미만의, 약 2 dB/m 미만의, 약 1 dB/m 미만의, 약 0.5 dB/m 미만의, 약 0.2 dB/m 미만의, 또는 그보다 작은 범위와 같은 약 4 dB/m 미만의, 예를 들면, 약 0.2 dB/m 내지 약 4 dB/m 범위의 (예를 들면, 흡수 및/또는 산란 손실에 기인한) 광 감쇠 α1를 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 유리계 기판(110)은 예를 들면 이온 교환에 의하여 화학적으로 강화될 수 있다. 상기 이온 교환 공정 동안 유리 시트 내에서 유리 시트의 표면이나 그 근방에 있는 이온들은 예컨대 염 배스(bath)로부터 유래한 더 큰 금속 이온들과 교환될 수 있다. 상기 더 큰 이온들을 유리 내부로 혼입시키는 것은 표면 근방 영역 내에 압축 응력을 발생시킴으로써 상기 시트를 강화할 수 있다. 상기 압축 응력과 균형을 이루기 위하여 상기 유리 시트의 중심 영역 내에는 대응되는 인장 응력이 유발될 수 있다.
이온 교환은, 예를 들면, 상기 유리를 소정의 시간 동안 용융염 배스 내에 침지시킴으로써 수행될 수 있다. 예시적인 염 배스들은, KNO3, LiNO3, NaNO3, RbNO3, 및 이들의 조합들을 포함하지만 여기에 한정되는 것은 아니다. 상기 용융염 배스의 온도와 처리 시간은 변경될 수 있다. 원하는 응용에 따라 상기 시간 및 온도를 결정하는 것은 통상의 기술자의 능력에 속한다. 비제한적인 실시예로서, 상기 용융염 배스의 온도는 약 400 ℃ 내지 약 500 ℃와 같은 약 400 ℃ 내지 약 800 ℃의 범위일 수 있고, 상기 소정 시간은 약 4 시간 내지 약 10 시간과 같이, 약 4 시간 내지 약 24시간의 범위일 수 있으나, 다른 온도 및 시간도 상정될 수 있다. 비제한적인 실시예로서, 상기 유리는 표면 압축 응력을 부여하는 K-부화된 층을 얻기 위하여 예컨대 약 450 ℃에서 약 6시간 동안 KNO3 배스 내에 침지될 수 있다.
수지 조성물의 상기 경화된 필름(120)은 열경화성 수지 및 UV-경화성 수지를 포함할 수 있다. 또한 상기 수지 조성물의 경화된 필름에 사용된 수지들은, 뒤에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 낮은 색채 전이 및/또는 낮은 청색광 파장 (예를 들면 약 450 내지 500 nm) 흡수를 갖는 수지들로부터 선택될 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 상기 수지 조성물의 상기 경화된 필름(120)은 상기 유리계 기판의 광 방출 표면 위에 얇게 퇴적될 수 있다. 상기 수지 조성물의 상기 경화된 필름(120)은 연속적일 수도 있고 불연속적일 수도 있다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 상기 수지 조성물의 상기 경화된 필름(120)은 "랜드" 두께 t와 전체 두께 d2를 가질 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 미세 구조물들(130)은 피크들(p)과 계곡들(v)을 포함할 수 있으며, 상기 전체 두께는 상기 유리계 기판의 표면(160)에 대한 상기 피크들(p)의 높이에 대응될 수 있으며, 상기 랜드 두께는 상기 유리계 기판의 표면(160)에 대한 상기 계곡들(v)의 높이에 대응될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 상기 랜드 두께 t가 0이 되도록 또는 가능한 한 0에 가깝게 되도록 상기 수지 조성물의 상기 경화된 필름(120)을 퇴적시키는 것이 유리할 수 있다. t가 0일 때, 상기 수지 조성물의 상기 경화된 필름(120)은 불연속적일 수 있다. 예를 들면, 상기 랜드 두께(t)는 약 10 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 약 20 ㎛ 내지 약 150 ㎛, 또는 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛와 같이 0 내지 약 250 ㎛의 범위일 수 있으며, 이들 사이의 모든 범위들 및 서브 범위들을 모두 포함한다. 추가적인 실시예들에 있어서, 상기 전체 두께 d2는 약 20 ㎛ 내지 약 400 ㎛, 약 30 ㎛ 내지 약 300 ㎛, 약 40 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 또는 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛와 같이 약 10 ㎛ 내지 약 500 ㎛의 범위일 수 있으며, 이들 사이의 모든 범위들 및 서브 범위들을 모두 포함한다.
도 1a 내지 도 1c를 계속하여 참조하면, 상기 미세 구조물들(130)은 폭 w를 가질 수 있으며, 원하는 광 출력을 달성하기 위하여 원하는 바에 따라 변화될 수 있다. 예를 들면, 도 3은 종횡비(w/[d2-t])가 1D 디밍 구성을 위한 광 감금(light confinement)에 미치는 영향을 나타낸다. 정규화된 파워는 주어진 폭 영역 내에 광을 효율적으로 감금시키기 위한 능력을 나타내도록 플로팅된다. 도시된 구성(LGP 두께 = 2.5 mm; 미세 구조물 = 타원형 렌티큘라 렌즈)에 있어서, 200 mm 폭 영역(원형 데이터 포인트)에 대한 최대 디밍 효과에 대응되는 종횡비는 대략 2.5이다. 유사하게, 100 mm 폭 영역(정사각형 데이터 포인트)에 대한 최대 디밍을 얻기 위한 종횡비는 대략 2.3이다.
따라서, 일부 실시예들에 있어서, 상기 폭 w 및/또는 전체 두께 d는 원하는 종횡비를 얻도록 변화될 수 있다. 또한 광 출력을 변경하기 위하여 랜드 두께 t의 변화가 이용될 수 있다. 비제한적인 실시예들에 있어서, 상기 미세 구조물들(130)의 종횡비는 약 0.5 내지 약 2.5, 약 1 내지 약 2.2, 또는 약 1.5 내지 약 2와 같이 약 0.1 내지 약 3의 범위일 수 있으며 이들 사이의 모든 범위들과 서브 범위들이 모두 포함된다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 종횡비는 약 2 내지 약 3의 범위, 예를 들면, 약 2, 약 2.1, 약 2.2, 약 2.3, 약 2.4, 약 2.5, 약 2.6, 약 2.7, 약 2.8, 약 2.9, 또는 약 3일 수 있으며 이들 사이의 모든 범위들과 서브 범위들이 모두 포함된다. 또한 상기 미세 구조물들의 폭 w는, 예를 들면, 약 10 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 약 20 ㎛ 내지 약 150 ㎛, 또는 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛와 같이 약 1 ㎛ 내지 약 250 ㎛의 범위일 수 있으며 이들 사이의 모든 범위들과 서브 범위들이 모두 포함된다. 또한 상기 미세 구조물들(130)이 광 전파의 방향(도 2의 실선 화살표 방향)으로 연장되는 길이(레이블화 되지 않음)를 가질 수 있으며, 이는 예를 들면 유리계 기판의 길이 L에 의존하여 원하는 바에 따라 변화될 수 있음을 주의하여야 한다.
특정 실시예들에 있어서, 상기 수지 조성물의 상기 경화된 필름(120)은 현저한 색채 전이를 보이지 않는 물질을 포함할 수 있다. 여러 플라스틱류와 수지류는 청색 파장들(예를 들면, 약 450 nm 내지 약 500 nm)의 광 흡수로 인해 시간에 따라 황색이 발달되는 경향을 가질 수 있다. 이러한 변색은 예컨대 보통의 BLU 동작 온도 내의 상승된 온도에서 악화될 수 있다. 나아가, LED 광원들을 포함하는 BLU들은 청색 파장의 방출이 상당하기 때문에 색채 전이가 악화될 수 있다. 특히, 청색광의 일부를 적색 및 녹색 파장으로 변환시키고 전체적으로 백색광으로 인식되는 결과를 가져오는 (형광체 등과 같은) 색 변환 물질을 청색-방출 LED에 코팅함으로써, LED들은 백색광을 전달하기 위하여 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 색채 변환에도 불구하고 LED 발광 스펙트럼은 청색 영역에서 여전히 강한 발광 피크를 가질 수 있다. 만일 수지 조성물의 경화된 필름이 청색광을 흡수한다면, 이는 열로 전환될 수 있으며, 그에 의하여 폴리머 열화가 더욱 가속될 수 있으며, 시간에 따른 청색광 흡수를 더욱 증가시킬 수 있다.
광이 상기 필름에 수직한 방향으로 전파될 때 상기 수지 조성물의 상기 경화된 필름(120)에 의한 청색광 흡수는 무시될 수 있겠지만, (엣지-발광 LGP의 경우에서와 같이) 광이 상기 필름의 길이 방향으로 전파된다면 전파 길이가 더 길어지기 때문에 청색광 흡수가 더욱 심각해질 수 있다. 상기 LGP의 길이를 따른 청색광 흡수는 청색광 세기의 현저한 손실을 가져올 수 있으며, 따라서 상기 전파 방향을 따라 현저한 색상 변화(예를 들면, 황색 색채 전이)를 가져올 수 있다. 따라서, 상기 디스플레이의 한 쪽 엣지에서 다른 엣지까지 색채 전이가 육안에 의하여 인식될 수 있다. 그러므로 가시광 범위(예를 들면 약 420 nm 내지 750 nm) 내의 상이한 파장들에 대하여 상당한 흡수 값들을 갖는 수지 조성물 물질의 경화된 필름을 선택하는 것이 유리할 수 있다. 예를 들면, 청색 파장들에서의 흡수는 적색 파장들 등에서의 흡수와 실질적으로 유사할 수 있다.
도 4는 LGP에 대하여 청색/적색 투과 비율이 색채 전이에 미치는 영향을 실증한다. 플롯에 의하여 실증되는 바와 같이, 청색 (450 nm) 투과가 적색 (630 nm) 투과에 비하여 감소함에 따라 색채 전이 Δy가 거의 선형의 방식으로 증가한다. 청색 투과가 적색 투과의 값에 유사하게 근접함에 따라 (예를 들면, 상기 비율이 1에 다가감에 따라) 상기 색채 전이 Δy도 유사하게 0에 접근한다. 도 5는 도 4에 제공된 상관 관계를 생성하기 위하여 사용된 투과 스펙트럼들을 나타낸다. 하기 표 1은 투과 곡선들 A 내지 J에 대하여 해당되는 상세 내용들을 제공한다.
<표 1: 투과 곡선들>
흡수 피크 전이 (ΔA) 색채 전이 (Δy)
A 0.5 0.0111
B 0.4 0.0098
C 0.3 0.0084
D 0.2 0.0071
E 0.1 0.0057
F 0.0 0.0044
G -0.1 0.003
H -0.2 0.0017
I -0.3 0.0003
J -0.4 -0.001
수지 조성물의 경화된 필름은 상기 LGP의 전체 두께의 작은 부분 만을 차지할 수 있기 때문에, 청색/적색 투과 비율은 (상기 필름이 비교적 얇기 때문에) 상기 LGP 전체의 색채 전이 성능에 상당한 영향을 미치지 않으면서 도 4에 도시된 바에 비하여 약간 더 낮을 수 있다. 그러나, 청색광의 흡수를 감소시키는 것 및/또는 상기 가시광 파장 스펙트럼을 통해 더욱 균일한 흡수 프로파일을 제공하는 것이 여전히 바람직할 수 있다. 예를 들면, 수지 조성물의 경화된 필름을 포함하는 개별 수지들은 450 nm보다 큰 파장에서 흡수하는 발색단(chromophore)들을 회피하도록 선택될 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 수지 조성물의 경화된 필름의 개별 수지들은 청색광 흡수 발색단의 농도가 약 1 ppm 미만, 약 0.5 ppm 미만, 또는 약 0.1 ppm 미만과 같이 약 5 ppm 미만이 되도록 선택될 수 있으며, 이들 사이의 모든 범위들 및 서브범위들을 포함한다. 선택적으로, 수지 조성물의 상기 경화된 수지(120)는, 예를 들면, 잠정적인 임의의 색채 전이를 중화하기 위해 황색 파장들(예를 들면, 약 570 nm 내지 약 590 nm)에서 흡수하는 하나 이상의 염료, 안료, 및/또는 광학적 광택제를 포함시킴으로써 청색광 흡수를 보상하도록 개질될 수 있다. 그러나, 수지 조성물의 경화된 수지를 청색 파장과 황색 파장에서 모두 흡수하도록 가공하는 것은 상기 필름의 전체적인 투과도를, 따라서 상기 LGP의 전체 투과도를 저하시킬 수 있다. 따라서, 특정 실시예들에 있어서, 청색광 흡수를 감소시키고, 그리고 그에 의하여 상기 필름의 전체 투과도를 증가시키기 위하여 수지 조성물의 경화된 필름을 대신 선택 및/또는 개질하는 것이 유리할 수 있다.
다양한 실시예들에 따라, 수지 조성물의 상기 경화된 필름(120)은 상기 LGP의 길이를 따른 색채 전이를 최소화하기 위하여 청색 및 적색 스펙트럼 영역들에서의 계면 프레넬 반사들을 균형잡는 굴절률 분산을 갖도록 선택될 수도 있다. 예를 들면, 약 450 nm와 약 630 nm 사이의 파장들에 대하여 상기 기판-수지 조성물의 경화된 필름 계면에서의 프레넬 반사에서의 차이는 45도(ㅀ)에서 약 0.005% 미만, 또는 약 0.001% 미만과 같이 약 0.015% 미만일 수 있으며, 이들 사이의 모든 범위들 및 서브범위들을 포함한다. 다른 적합한 분산 특성들은 2016년 6월 10일에 제출되고 공통 계류 중인 "Glass Articles Comprising Light Extraction Features" 제하의 미합중국 비정규 출원 제62/348465호에 설명되어 있으며, 상기 특허 문헌은 그 전체가 여기에 인용되어 통합된다.
도 2를 다시 참조하면, 다양한 실시예들에 있어서, 수지 조성물의 상기 경화된 조성물(120)은 상기 유리계 기판(110)의 광 방출 표면(160)에 몰딩될 수 있다. 예를 들면, 상기 유리계 기판을 폴리머 물질로 코팅하는 동안 및/또는 코팅한 후에, 상기 필름 조성물은 원하는 표면 패턴으로 임프린트되거나 또는 엠보싱될 수 있다. 원하는 패턴이 먼저 몰드로서 제조되고, 그 후 상기 몰드 모양의 음각 복제를 수득하기 위하여 필름 조성물에 상기 원하는 패턴이 압착되는 이러한 공정은 "마이크로-복제"(micro-replication)라고 지칭될 수 있다. 상기 폴리머 물질은 임프린팅을 하는 동안 또는 그 후에 UV 경화되거나 또는 열적으로 경화될 수 있으며, 이는 각각 "UV 엠보싱" 및 "열 엠보싱"으로 지칭될 수 있다. 선택적으로, 상기 필름 조성물은 상기 폴리머 물질이 그의 유리 전이 온도 이상의 온도로 우선 가열되고 이어서 임프린팅 및 냉각이 뒤따르는 열간 엠보싱 기술들을 이용하여 적용될 수 있다. 다른 방법들은 상기 유리계 기판의 위로 폴리머 물질의 층을 프린팅(예컨대, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅, 마이크로프린팅 등)하거나 또는 압출하는 단계 및 후속하여 상기 층을 원하는 형태로 성형하는 (예컨대, 몰딩, 엠보싱, 임프린팅 등) 단계를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 유리계 기판(110)은 제 1 유리 전이 온도(Tg1)를 갖는 조성을 포함할 수 있으며, 상기 제 1 유리 전이 온도(Tg1)는 수지 조성물의 상기 경화된 필름(120)의 제 2 유리 전이 온도(Tg2)보다 더 크다. 예를 들면, 상기 유리 전이 온도들의 차이(Tg1-Tg2)는 약 100 ℃ 내지 약 800 ℃, 약 200 ℃ 내지 약 700 ℃, 약 300 ℃ 내지 약 600 ℃, 또는 약 400 ℃ 내지 약 500 ℃의 범위와 같이 적어도 약 100 ℃일 수 있으며 이들 사이의 모든 범위들과 서브 범위들이 모두 포함된다. 이러한 온도 차이는 몰딩 공정 동안에 상기 유리계 기판을 용융시키거나 또는 달리 부정적인 영향을 끼치지 않으면서 상기 폴리머 물질이 상기 유리계 기판에 몰딩되는 것을 허용할 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 유리계 기판은 제 1 용융 온도(Tm1) 및/또는 제 1 점도(v1)를 가질 수 있으며, 상기 제 1 용융 온도(Tm1)는 수지 조성물의 상기 경화된 필름의 제 2 용융 온도(Tm2)보다 더 크고, 상기 제 1 점도(v1)는 주어진 처리 온도에서 수지 조성물의 상기 경화된 필름의 제 2 점도(v2)보다 더 크다.
특정 실시예들에 있어서, 상기 유리계 기판, 수지 조성물의 경화된 필름, 및/또는 LGP는 투명하거나 실질적으로 투명하다. 용어 "투명하다"는 여기서 사용될 때 상기 기판, 필름, 또는 LGP가 스펙트럼의 가시광 영역(약 420 nm 내지 약 750 nm)에서 약 80%보다 높은 광학적 투과도를 갖는 것을 지칭하는 것이 의도된다. 예를 들면, 예시적인 투명 물질은 상기 가시광 범위에서 약 90% 초과, 약 95% 초과, 또는 약 99% 초과의 투과도와 같이 약 85%보다 큰 투과도를 가질 수 있으며 이들 사이의 모든 범위들과 서브 범위들이 모두 포함된다. 특정 실시예들에 있어서, 예시적인 투명 물질은 자외선 (ultraviolet, UV) 영역(약 100 nm 내지 약 400 nm)에서 약 55% 초과, 약 60% 초과, 약 65% 초과, 약 70% 초과, 약 75% 초과, 약 80% 초과, 약 85% 초과, 약 90% 초과, 약 95% 초과, 또는 약 99% 초과의 투과도와 같은 약 50%보다 더 큰 광학적 투과도를 가질 수 있으며 이들 사이의 모든 범위들과 서브 범위들이 모두 포함된다.
일부 실시예들에 있어서, 예시적인 투명 유리 또는 폴리머 물질은 Co, Ni, 및 Cr의 각각을 1 ppm 미만으로 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 약 50 ppm 미만이거나, 약 20 ppm 미만이거나, 또는 약 10 ppm 미만이다. 다른 실시예들에 있어서, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 60 ppm, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 40 ppm, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 20 ppm, 또는 Fe + 30Cr + 35Ni < 약 10 ppm이다. 추가적인 실시예들에 있어서, 예시적인 투명 유리 또는 폴리머 물질은 0.015 미만의 색채 전이를 가질 수 있으며, 또는, 일부 실시예들에 있어서, 0.008 미만의 색채 전이를 가질 수 있다.
색채 전이는 색채 측정을 위한 CIE 1931 표준을 이용하여 길이 L을 따른 x 및 y 색도 축들에서의 변화를 측정함으로써 특성화될 수 있다. 유리 도광판들에 있어서, 상기 색채 전이 Δy는 Δy=y(L2)-y(L1)으로서 보고될 수 있으며, L2와 L1은 광원 출사로부터 먼 쪽으로 패널 또는 기판 방향을 따른 Z 위치들이고, L2-L1=0.5미터이다. 예시적인 도광판들은 Δy < 0.01, Δy < 0.005, Δy < 0.003, 또는 Δy < 0.001을 갖는다.
또한 상기 LGP의 광학적 광 산란 특성은 상기 유리 및 폴리머 물질들의 굴절률에 의하여 영향받을 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 상기 유리는 약 1.35 내지 약 1.7, 약 1.4 내지 약 1.65, 약 1.45 내지 약 1.6, 또는 약 1.5 내지 약 1.55와 같이 약 1.3 내지 약 1.8 범위의 굴절률을 가질 수 있으며 이들 사이의 모든 범위들과 서브 범위들이 모두 포함된다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 폴리머 물질은 상기 유리계 기판의 굴절률과 실질적으로 유사한 굴절률을 가질 수 있다. 용어 "실질적으로 유사하다"는 여기서 사용될 때 두 값들이 대략 동일한, 예를 들면, 서로의 약 5% 이내, 또는 일부 경우들에 있어서는 서로의 약 2% 이내와 같이 서로의 약 10% 이내인 것을 가리키는 것이 의도된다. 예를 들면, 1.5의 굴절률의 경우에 있어서, 실질적으로 유사한 굴절률은 약 1.35 내지 약 1.65 범위일 수 있다.
다양한 비제한적인 실시예들에 따르면, 상기 LGP(유리+폴리머)는 비교적 낮은 수준의 광의 (예를 들면, 흡수 및/또는 산란으로 인한) 감쇠를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 LGP에 대한 결합된 감쇠는 α' = (d1/D)*α1 + (d2/D)*α2로서 표현될 수 있으며, 여기서 d2는 수지 조성물의 경화된 필름의 전체 두께를 나타내고, D는 상기 LGP의 전체 두께를 나타내고(D=d1+d2), α1은 투명 기판의 감쇠 값을 나타내고, α2는 수지 조성물의 상기 경화된 필름의 감쇠 값을 나타낸다. 특정 실시예들에 있어서, α'는 약 420 nm 내지 약 750 nm 범위의 파장들에 대하여 약 5 dB/m 미만일 수 있다. 예를 들면, α'는 약 4 dB/m 미만, 약 3 dB/m 미만, 약 2 dB/m 미만, 약 1 dB/m 미만, 약 0.5 dB/m 미만, 약 0.2 dB/m 미만, 또는 그보다 작은 범위일 수 있으며 이들 사이의 모든 범위들과 서브 범위들이 모두 포함되고, 예를 들면 약 0.2 dB/m 내지 약 5 dB/m일 수 있다. 상기 LGP의 결합 감쇠는 예를 들면, 수지 조성물의 상기 경화된 필름의 두께에 따라 및/또는 전체 LGP 두께에 대한 폴리머 필름의 전체 두께의 비율(d2/D)에 따라 변화할 수 있다. 따라서, 수지 조성물의 상기 경화된 필름의 두께 및/또는 유리계 기판의 두께들은 원하는 감쇠 값을 달성하기 위하여 조절될 수 있다. 예를 들면, (d2/D)는 약 1/3 내지 약 1/40, 약 1/5 내지 약 1/30, 또는 약 1/10 내지 약 1/20과 같이 약 1/2 내지 약 1/50일 수 있으며 이들 사이의 모든 범위들과 서브 범위들이 모두 포함된다.
여기에 개시된 LGP들은 LCD들을 포함한 다양한 디스플레이 장치들에 사용될 수 있으며 LCD들에 한정되지 않는다. 본 개시 내용의 다양한 태양들에 따라, 디스플레이 장치들은 청색광, UV, 또는 근자외선광(예를 들면, 대략 100 nm 내지 약 500 nm)을 방출할 수 있는 적어도 하나의 광원에 광학적으로 결합된 상기 개시된 LGP들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 광원은 발광 다이오드(light emitting diode, LED)일 수 있다. 예시적 LCD의 광학 부품들은, 몇몇 부품들을 말한다면, 반사체, 확산자, 하나 이상의 프리즘 필름들, 하나 이상의 선형 편광자 또는 반사 편광자, 박막 트랜지스터 (thin film transistor, TFT) 어레이, 액정층, 및 하나 이상의 컬러 필터들을 더 포함할 수 있다. 또한 여기에 개시된 상기 LGP들은 조명기구 또는 고체 상태 조명 장치들과 같은 다양한 조명 장치들에 사용될 수 있다.
본 개시 내용의 다른 태양은 도광판의 제조 방법에 속하는 것이며, 상기 제조 방법은 수지 조성물을 형성하기 위하여 UV-경화성 수지 및 열경화성 수지를 혼합하는 단계; 상기 수지 조성물의 층을 유리계 기판에 적용하는 단계; 필름을 형성하기 위하여 상기 층을 경화시키는 단계; 및 상기 필름 위에 복수의 미세 구조물들을 형성하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 열경화성 수지는 적외선-경화성 수지를 포함한다. 하나 이상의 실시예들에 있어서, 상기 UV-경화성 수지는 아크릴레이트계 폴리머를 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 아크릴레이트계 폴리머는 트리메틸올프로판 (EO)3 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 이소보닐 아크릴레이트, 아크릴레이트, 및 이들의 조합들로 구성되는 군으로부터 선택되는 모노머를 포함한다. 하나 이상의 실시예들에 있어서, 상기 아크릴레이트계 폴리머는 실리콘(silicone)-종결된 폴리아크릴레이트를 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 적외선 경화성 수지는 (메트)아크릴레이트계 폴리머, 예를 들면 폴리메틸메타크릴레이트를 포함한다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 (메트)아크릴레이트계 폴리머는 실리콘(silicone)-종결된 폴리(메트)아크릴레이트를 포함한다.
하나 이상의 방법 실시예들에 있어서, 경화시키는 단계는 상기 수지 조성물의 층을 약 60 ℃ 내지 약 200 ℃의 범위의 온도로, 예를 들면 약 60 ℃ 내지 약 190 ℃, 약 60 ℃ 내지 약 180 ℃, 약 70 ℃ 내지 약 190 ℃, 약 70 ℃ 내지 약 180 ℃, 약 80 ℃ 내지 약 190 ℃, 약 80 ℃ 내지 약 180 ℃, 약 90 ℃ 내지 약 190 ℃, 약 90 ℃ 내지 약 180 ℃, 약 100 ℃ 내지 약 190 ℃, 약 100 ℃ 내지 약 180 ℃, 약 110 ℃ 내지 약 190 ℃, 또는 약 110 ℃ 내지 약 180 ℃의 온도로 가열하는 단계를 포함한다. 하나 이상의 실시예들에 있어서, 상기 경화 시간은 빠르며, 다시 말해, 2초 내지 30초, 2초 내지 25초, 2초 내지 20초, 2초 내지 15초, 또는 2초 내지 10초의 범위 내일 수 있다. 상기 경화시키는 단계 이전에, 상기 수지 조성물의 층은 공기 중에서 약 2분 내지 10분의 시간 동안, 또는 상용의 건조 장비 내에서 약 10초 내지 약 60초 동안 건조될 수 있다. 하나 이상의 실시예들에 있어서, UV 경화는 UV-경화성 수지들을 경화시키기 위한 임의의 적합한 UV 광원을 이용하여 이루어질 수 있다.
하나 이상의 실시예들에 있어서, 상기 방법에 의하여 형성되는 복수의 미세 구조물들은 각기둥들(prisms), 곡면화된(rounded) 각기둥들, 또는 렌티큘라 렌즈들의 주기적인 또는 비주기적인 어레이를 포함한다. 하나 이상의 실시예들에 있어서, 상기 방법에 의하여 형성된 상기 복수의 미세 구조물들 중 적어도 하나의 미세 구조물은 약 0.1 내지 3의 범위의 종횡비를 갖는다.
상기 수지 조성물을 형성하기 위하여 사용될 수 있는 적합한 용매들은 에틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 아세톤과 같은 케톤류, 및 에틸알코올과 같은 알코올류를 포함한다.
상기 UV-경화성 수지의 성분들의 비제한적인 예들은 트리메틸프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 (EO)3 트리아크릴레이트, 또는 다른 아크릴레이트 모노머들, 그리고 이소보닐 아크릴레이트를 포함할 수 있다.
상기 열경화성 수지의 성분들의 비제한적인 예들은 Chemieplus로부터 입수 가능한 2-MD(MEK와의 아크릴레이트 모노머), 3-MD(MEK와의 아크릴레이트 올리고머)를 포함할 수 있다.
실시예들
실시예 1A-수지 조성물의 형성
수지 조성물을 형성하기 위하여 다음의 성분들이 준비되었다:
UV 경화성 수지: 트리메틸올프로판 (EO)3 트리아크릴레이트 (TMP(EO)3TA), 이소보닐 아크릴레이트 (ibxa), M3001 (아크릴레이트 모노머, Chemieplus로부터 입수 가능)
열경화성 (IR) 수지: 2-MD(MEK와의 아크릴레이트 모노머), 3-MD(MEK와의 아크릴레이트 올리고머)
광개시제: Darocur 1173 (2-히드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온, Ciba Specialty Chemicals로부터 입수 가능)
첨가제: Glide-100 (Evonik로부터 입수 가능), Efkaㄾ SL 3031 (BASF로부터 입수 가능)
용매: 메틸에틸케톤 (MEK)
본 개시 내용은 어떤 특정한 이론이나 원리에 의하여 제한되어서는 안되지만, 상기 UV 경화성 수지는 렌티큘라 패터닝을 위해 적절한 점도를 제공하는 것으로 믿어진다. 상기 열경화성 IR 수지는 경도와 같은 기계적 성질들 및 내열성을 제공하는 것으로 믿어진다. 실리콘(silicone) 첨가된 수지들(2-MD 및 3-MD)은 경화된 수지 조성물에 대하여 열 및 습도에 대한 더욱 향상된 강건성을 제공하는 것으로 믿어진다. 아크릴레이트 중합을 위한 라디칼 반응을 활성화하기 위해 UV LED와 같은 자외선 (UV) 광원을 조사함으로써 연쇄 반응을 개시하기 위하여 광개시제가 사용된다. Glide-100과 Efka SL 3031은 첨가제들로서, 더욱 치밀한 필름 구조들을 만들고 표면 구멍들을 방지함으로써 표면 평탄성을 향상시킨다.
실리콘(silicone) 수지 형성은 적합한 임의의 방식, 예를 들면, 아크릴 실란과 같은 유기 실란을 가수분해하여 고도의 반응성을 갖는 실라놀기를 형성함으로써 이루어질 수 있다. 그런 다음, 이들 실라놀기들이 응축하여 올리고머 실록산 구조를 형성한다. 구체적인 실시예에서, 실리콘(silicone)-첨가된 수지는 다음과 같이 제조되었다:
a. 아크릴레이트 실란(10)을 H2O(1) 및 아세트산(0.1)과 혼합하였다(중량비).(파트 a 혼합물)
b. 2-MD를 75℃의 온도까지 가열하였다.
c. 파트 a 혼합물을 반응 용기 내의 75℃로 가열된 2-MD에 첨가하였다.
d. 파트 a 혼합물을 첨가하는 반응으로 인해 반응 용기 온도가 상승하였다.
e. 상기 반응이 완료되었을 때, 추가적인 열교환은 더 이상 관찰되지 않았고, 상기 혼합물은 75℃를 유지하였다.
또한, 아크릴레이트 모노머인 3-MD와 M3001도 위의 단계 a 내지 단계 e에서와 동일한 방식으로 제조되었다.
모든 성분들은 아래에 나타낸 바와 같이 중량%로 첨가되었다:
MEK - 57.4
TMP- 9.2
2-MD 18.4
3-MD- 9.2
IBXA- 0.4
M3001- 4.6
1173D 0.4
3031 0.1
G-100 0.3
테플론 혼합 바를 갖는 유리 포트, 또는 스테인레스 스틸 비이커 내에서 소규모 혼합이 수행된다. 스테인레스 스틸 비이커가 사용될 때, 스테인레스 스틸 혼합 블레이드가 사용될 수 있다. 핫 오일 배스를 이용하여 60℃에서 올리고머류, 모노머류, 및 광개시제가 혼합되었다. 상기 혼합물은 실온으로 냉각되도록 허용되었다. 혼합은 균질성을 보장하기 위하여 약 600 rpm에서 이루어졌다.
상기 수지는 캡슐 0.45 ㎛ 필터로 청정 용기 내부로 여과되었다.
실시예 1B-유리 기판 상으로의 매뉴얼 코팅
상기 수지 조성물의 기초적인 성능을 확인하기 위하여 비교적 작은 크기의 유리에 대한 테스트가 수행되었다. 실시예 1에 따른 혼합 수지가 비이커 내에서 제조되었고, 이는 유리 기판 상으로 직접 부어 상기 유리 기판을 상기 수지 조성물로 코팅하였다. MEK 용매를 건조 제거하기 위하여 코팅된 상기 기판을 공기 건조기 내에서 10초 내지 30초 동안 두었다. 상기 유리 기판을 커버하기 위하여 렌티큘라 패터닝된 PET 필름(소프트 몰드라 지칭됨)이 사용되었으며, 상기 렌티큘라 패터닝된 PET 필름이 핸드 롤러로 압착되었다. 상기 PET 필름을 상기 유리 기판 위에 유지하는 동안, 2초 동안 150 mJ의 조사로 상기 수지 조성물 표면을 경화시키기 위하여 UV LED (365 nm) 램프 소스가 사용되었다. UV 경화가 완료된 후, 상기 PET 필름이 제거되었고, 상기 IR 수지 성분을 경화하기 위하여 2분 동안 상기 기판을 110℃ 온도로 가열하기 위하여 핫 플레이트가 사용되었다.
실시예 1C-55" 유리 기판 상의 라인 공정 절반에서의 렌티큘라 패터닝
20 ㎛ 두께의 수지 코팅층을 형성하기 위하여 상기 표면 위에 상기 수지를 150 mm/s의 속도로 스프레이하도록 25 kPa의 질소 압력을 갖는 슬릿 코팅기를 이용하여 실시예 1A에 따른 수지 조성물을 사용하여 55 인치 유리 기판 위에 코팅층을 형성하였다.
코팅된 상기 유리는 MEK 용매를 증발시키기 위하여 2분 30초 동안 대기 조건에서 건조되었다. 벨트 타입의 스탬퍼를 갖는 임프린터 내에서 UV 경화를 위하여 400 mJ 에너지가 사용되었다. 상기 스탬퍼를 위한 조건들은 소프트 몰드를 회전시키기 위한 29.4 N의 압력 및 3000 mm/초의 속도였다. 열경화를 위하여, 컨베이어 타입의 IR 히터를 사용하여 2분 동안 상기 코팅에 조사하고, 130℃의 온도에서 안정적인 열 영역을 제공하였다. 열경화 단계 동안, 수지가 유리와 축합되는 것은 도 6에 나타낸 바와 같았다.
본 샘플의 렌티큘라 패터닝을 위한 유리 표면 처리 이후에, 유리 휘도를 극대화하기 위하여 상기 샘플은 코팅된/렌티큘라-패터닝된 면의 반대쪽 면 위에 추출 패터닝되었다. 상기 샘플의 색지수(Cx, Cy)와 휘도가 측정되었다. 또한, 상기 렌티큘라 패턴에 대하여 연필 경도, 접착, 및 화학 반응이 평가되었다.
목표 값들, 수지 필름 성능 및 그 결과들이 아래에 나타낸다:
Figure pat00003
색채 전이는 LGP 광학 성능을 결정하기 위한 핵심 기준이다. 색채 전이의 계량은 백색에서 황색까지의 색변화 지수를 나타내는 최대-최소(Cy)로부터 얻어진다. Cy는 UV LED 램프에 의하여 반사되는 렌티큘라 패터닝된 LGP 상의 110 포인트들에 대하여 측정되었다. 낮은 색채 전이 범위는 상기 LED에 수직인 방향으로 유리를 따라 색상이 황색으로 변화하는 정도를 나타낸다. UV 수지 만을 포함하는 수지와 유리 기판으로부터 제조된 LGP 판들의 성능은 0.020 내지 0.025의 색채 전이를 가져왔으며, 이는 열경화성 수지 및 UV 경화성 수지를 포함하는 본 실시예보다 훨씬 높다.
ASTM 표준 D-3359-76 및 DIN 표준 제53151호에 따라 크로스 햇치 테스트에 의하여 접착을 시험하였다. 목표는 GT1이었지만, 실시예 1B에 따라 제조된 샘플은 가장 높은 수준의 접착 성능(GT0)을 보였다.
표면의 스크래치 내성을 평가하기 위하여 ASTM D3363-00에 따라 연필 경도가 테스트되었으며, 1H의 목표 성능을 만족하였다. 표면의 내화학성을 평가하기위하여 CAS No.:64741-66-8에 따른 화학 물질 내에 샘플들을 침지시키고 전기화학 임피던스 스펙트로스코피(Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS)를 이용하여 내화학성이 시험되었다. 상기 테스트 결과 LGP 세정 공정에서 사용되는 화학 물질들을 평가하기 위하여 흔히 사용되는 CAS No.:64741-66-8 화학 물질과의 화학 반응이 관찰되지 않았다.
색채 전이 성능이 평가되었다. 하기 표는 수지에 의한 렌티큘라 필름 렌티큘라 패턴과 추출 패턴이 색채 전이에 기여하는 것을 나타낸다.
색채 전이 범위
110 포인트들에서의 Max (Cy) - Max (Cy)
Figure pat00004
모든 샘플들은 우선 추출 패터닝에 대하여 측정되었고, 렌티큘라 필름들로 다시 측정되었다. 상기 표는 렌티큘라 필름으로부터의 색채 전이 Δ C/S가 0.003 미만인 것을 나타내며, 이는 색채 전이에 있어서 더 우월한 성능이다. 입구로부터 반사측까지의 광의 축적과 함께 전이값이 증가하는 것을 보여 주는 컨투어 플롯은 수지의 색채 전이(Cy)를 나타낸다.
또한 에이징 이후의 색채 전이가 측정되었다. 챔버 내에서 72시간 동안 60℃ 및 90% 상대 습도에서 에이징시키는 시험 조건 하에서의 데이터가 도 7에 나타내었다. 에이징 이후, 실시예 1B에 따라 제조된 샘플은 색채 전이 범위에서의 증가가 거의 없는 것으로 나타났고, 여전히 < 0.015이었다.
더욱 가혹한 에이징 (습도 및 열) 조건들을 모사하기 위하여, 실시예 1B에 따라 제조된 샘플들을 물로 30분 동안 끓였다. 실리콘(silicone)의 효과를 알아보기 위하여 끓임의 이전과 이후에 투과도가 측정되었다. 도 8에서 위의 그래프는 실리콘(silicone)-종결된 폴리머를 첨가하기 이전이며, 아래의 그래프는 실리콘(silicone)-종결된 폴리머를 포함하는 샘플을 나타낸다. 실리콘(silicone)-종결된 폴리머가 없는 샘플은 끓임 이후에 투과도가 현저하게 감소하는 것을 보였다. 그러나, 실리콘(silicone)-종결된 폴리머를 함유하는 샘플은 실리콘(silicone)-종결된 폴리머가 없는 샘플에 비하여 끓임의 이전과 이후 사이의 차이가 더 작은 것을 보였다.
도 9는 도 8의 데이터와 비교하기 위한 끓임 이전 및 이후의 색채 전이 거동의 예측을 나타낸다. 실리콘(silicone)이 없는 수지는 거의 0.02 범위의 색채 전이 변화를 보였다. 그러나, 실리콘(silicone)-함유 수지는 끓임 이후에도 0.005의 색채 전이의 범위를 보였다. 이것은 일반적인 60℃/90% 에이징 조건에 비하여 더욱 가혹한 에이징 조건이고, 패터닝될 수 있고 LGP로서 사용될 수 있는 알려진 수지가 코팅된 유리계 기판에 비하여 매우 현저한 개선을 보인다.
아마도 Si-O(108 kcal/몰)와 C-C(82.6 kcal/몰) 사이의 본딩 강도 차이로 인하여 실리콘(silicone)-함유 수지들이 열 및 외기로 인한 열화에 대하여 우수한 내성을 제공하지만, 실리콘(silicone)을 함유하지 않는 수지는 더욱 선형적인 구조와 빠른 경화 시간을 제공한다. 상기 두 수지들의 혼합물은 두 수지들이 개별적으로 사용되었을 때의 각 수지의 단점들을 보완해 주고, 두 타입의 수지들을 모두 함유하는 복합 수지 조성물에 시너지 효과들을 제공하는 수지 조성물을 제공할 수 있음이 발견되었다.
여기에 설명된 바와 같은 수지 조성물들의 강건성과 반복성(repeatability)이 인-라인 제조 테스트에서 시험되었다. 도 10은 x-축을 따라 133개의 측정값들에 대한 상이한 샘플들 사이의 변화를 보인다. 모든 샘플들은 0.015 미만의 색채 전이 범위를 보였으며, 이는 광학적 성질 관점에서 매우 강건한 성능을 입증한다. 도 11은 본 개시 내용에 따른 수지 조성물들의 공정 능력을 나타내는데, 평균 0.0079, Cpk=2.41, 시그마 수준: 8.75를 나타내며, 이는 상기 수지의 성능이 상이한 공정 조업들 사이에서 매우 강건하며, 대량 생산에 적합함을 가리킨다.
실시예 2A, 2B 및 3
다음의 조성으로, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 수지 조성물들이 제조되었다.
Figure pat00005
Figure pat00006
Figure pat00007
실시예 1A 및 1B와 유사한 방식으로 실시예 2A, 2B, 및 3에 대하여 유리 기판들 상의 매뉴얼 코팅 및 렌티큘라 패터닝이 수행되었다. 또한 에이징 이전과 이후에 다섯 샘플들을 측정함으로써 이들 조성물들의 색채 전이도 에이징 이전과 이후에 측정하였다. 아래의 데이터들은 60℃/90% 상대 습도에서 72시간 동안 챔버 내에서 에이징시킨 후의 색채 전이를 나타낸다.
Figure pat00008
에이징 이후의 색채 전이(color shift, CS)가 더 낮음은 더 우수한 광학 성능을 의미하는데, 이는 더 낮은 CS가 LGP들 내에서 상기 LED 소스 방향에 수직인 수직 방향으로의 더 낮은 Cy 변화와 일치하기 때문이다.
에이징 이후, 실시예 2A, 2B, 및 3에 따라 제조된 샘플들은 색채 전이 범위에서 증가가 거의 없음을 보였고, CS는 여전히 <0.015였다. 특히, 실시예 2B와 3은 극히 적은 CS를 보였으며, 이는 온도 및 습도 에이징에도 불구하고 신뢰성을 가짐을 나타낸다.
개시된 다양한 실시예들은 특정한 그 실시예와 관련하여 설명된 특정한 특징들, 요소들, 또는 단계들을 수반할 수 있음이 이해될 것이다. 또한, 특정한 특징들, 요소들, 또는 단계들이 비록 하나의 특정한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 비제한적인 다양한 조합들 또는 순열들로 다른 실시예들과 결합되거나 대체될 수 있음이 이해될 것이다.
또한 용어 "상기", "하나", 또는 "한"은 여기서 사용될 때 "적어도 하나"를 의미하며, 명시적으로 반대로 표시되지 않는다면 "오직 하나"의 의미로 한정되어서는 안됨을 이해되어야 한다. 따라서, 예를 들면, "하나의 광원"을 지칭하는 것은 해당 문맥이 명백히 다르게 표시하지 않는다면 둘 이상의 그러한 광원들을 갖는 실시예들도 포함한다. 마찬가지로, "복수의" 또는 "어레이"는 "하나보다 많은" 것을 가리키는 것이 의도된다. 따라서, "복수의 광산란 피처들"은 셋 또는 그 이상의 그러한 피처들 등과 같이 그러한 피처들이 둘 이상 있는 것을 포함하고, "미세 구조물들의 어레이"는 셋 또는 그 이상의 그러한 미세 구조물들 등과 같이 그러한 미세 구조물들이 둘 이상 있는 것을 포함한다.
여기서 범위들은 "대략의" 하나의 특정 값으로부터 및/또는 "대략의" 다른 특정 값까지로서 표현될 수 있다. 그러한 범위가 표현될 때, 실시예들은 상기 하나의 특정 값으로부터 및/또는 다른 특정 값까지를 포함한다. 유사하게, "약"을 선행하여 사용함으로써 값들이 근사적으로 표현될 때, 그 특정한 값이 또 다른 측면을 형성함이 이해될 것이다. 또한 각 범위들의 끝점들은 다른 끝점과의 관계에서 중요하며, 또한 상기 다른 끝점과 독립적으로 중요함이 이해될 것이다.
용어 "실질적인", "실질적으로", 및 그의 변형들은 여기서 사용될 때, 설명된 특징이 값 또는 설명과 동일하거나 또는 거의 동일함을 설명함을 언급하는 것이 의도된다. 예를 들면, "실질적으로 평면인" 표면은 평면이거나 거의 평면인 표면을 가리키는 것이 의도된다.
명시적으로 달리 언급되지 않는다면, 여기에 설명된 어떤 방법도 단계들이 특정 순서로 수행되는 것을 요구하는 것으로 해석되어서는 아니되는 것이 의도된다. 따라서, 방법 청구항은 그의 단계들이 따라야 할 순서를 실제로 한정하지 않는 경우에, 또는 단계들이 특정 수선로 한정되어야 하는 것으로 청구항들에서 또는 상세한 설명에서 특히 언급되지 않은 경우에, 어떤 특정한 순서도 가정되어서는 아니되는 것이 의도된다.
다양한 변용과 변형들이 여기에 설명된 물질들, 방법들 및 물품들에 대하여 행해질 수 있다. 여기에 설명된 상기 물질들, 방법들 및 물품들의 다른 측면들은 명세서 및 여기에 개시된 상기 물질들, 방법들 및 물품들의 실시를 고려하여 명백할 것이다. 상기 명세서와 실시예들은 예시적인 것으로서 고려되는 것이 의도된다. 다양한 변용과 변형들이 본 개시의 범위와 정신으로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있음이 통상의 기술자에게 명백할 것이다.

Claims (32)

  1. 엣지 표면 및 광 방출 표면을 포함하는 유리계 기판; 및
    UV 경화성 수지 및 열경화성 수지를 포함하는 수지 조성물의 경화된 필름;
    을 포함하고,
    상기 경화된 필름은 상기 유리계 기판의 상기 광 방출 표면 상에 배치된 복수의 미세 구조물들을 포함하는 도광판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열경화성 수지는 적외선 경화성 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 UV 경화성 수지는 아크릴레이트계 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 아크릴레이트계 폴리머는 트리메틸올프로판 (EO)3 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 이소보닐 아크릴레이트, 아크릴레이트, 및 이들의 조합들로 구성되는 군으로부터 선택되는 모노머를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 아크릴레이트계 폴리머는 실리콘(silicone)-종결된 폴리아크릴레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 적외선 경화성 수지는 (메트)아크릴레이트계 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 적외선 경화성 수지는 폴리메틸메타크릴레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 (메트)아크릴레이트계 폴리머는 실리콘(silicone)-종결된 폴리(메트)아크릴레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 도광판은 약 420 nm 내지 약 750 nm 범위의 파장들에 대하여 약 5 dB/m 미만의 결합 광 감쇠 α'를 갖는 것을 특징으로 하는 도광판.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    약 0.015 미만의 색채 전이 Δy를 갖는 것을 특징으로 하는 도광판.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리계 기판은 몰% 산화물을 베이시스로 하여:
    SiO2 50 내지 90 몰%,
    Al2O3 0 내지 20 몰%,
    B2O3 0 내지 20 몰%, 및
    RxO 0 내지 25 몰%(여기서, x는 2이고 R은 Li, Na, K, Rb, Cs, 및 이들의 조합으로부터 선택되거나, 또는 x는 1이고 R은 Zn, Mg, Ca, Sr, Ba, 및 이들의 조합으로부터 선택됨)
    포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 유리계 기판은 Co, Ni, 및 Cr의 각각을 약 1 ppm 미만으로 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 유리계 기판의 두께 d1은 약 0.1 mm 내지 약 3 mm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 도광판.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 경화된 필름의 전체 두께 d2가 약 10 ㎛ 내지 약 500 ㎛의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 도광판.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 미세 구조물들은 각기둥들(prisms), 곡면화된(rounded) 각기둥들, 또는 렌티큘라 렌즈들의 주기적인 또는 비주기적인 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 복수의 미세 구조물들 중 적어도 하나의 미세 구조물은 약 0.1 내지 약 3 범위의 종횡비를 갖는 것을 특징으로 하는 도광판.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 유리계 기판은, 상기 유리계 기판의 상기 광 방출 표면과 반대쪽의 주 표면 상에 패터닝된 복수의 광 추출 피처들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중의 어느 한 항에 따른 도광판; 및
    상기 유리계 기판의 엣지 표면에 광학적으로 결합된 적어도 하나의 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 도광 어셈블리.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 유리계 기판의 제 2 엣지 표면에 광학적으로 결합된 적어도 하나의 제 2 광원, 및 선택적으로 상기 유리계 기판의 상기 광 방출 표면의 반대쪽 주면 상에 배치된 복수의 미세 구조물들을 포함하는 수지 조성물의 제 2 경화된 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도광 어셈블리.
  20. 제 18 항의 도광 어셈블리를 포함하는 디스플레이, 조명, 또는 전자 장치.
  21. 엣지 표면과 광 방출 표면을 포함하는 유리계 기판; 및
    UV 경화성 수지 및 적외선 경화성 수지를 포함하는 수지 조성물의 경화된 필름;
    을 포함하고,
    상기 경화된 필름은 복수의 미세 구조물들을 포함하며 상기 유리계 기판의 상기 광 방출 표면 위에 배치되고,
    상기 UV 경화성 수지 및 적외선 경화성 수지 중 적어도 하나는 실리콘(silicone)-종결된 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  22. 수지 조성물을 형성하기 위하여 UV 경화성 수지 및 열경화성 수지를 혼합하는 단계;
    유리계 기판에 상기 수지 조성물의 층을 적용하는 단계;
    필름을 형성하기 위하여 상기 층을 경화시키는 단계; 및
    상기 필름 위에 복수의 미세 구조물들을 형성하는 단계;
    를 포함하는 도광판의 제조 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 열경화성 수지가 적외선 경화성 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판의 제조 방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 UV 경화성 수지가 아크릴레이트계 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판의 제조 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 아크릴레이트계 폴리머는 트리메틸올프로판 (EO)3 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 이소보닐 아크릴레이트, 아크릴레이트, 및 이들의 조합들로 구성되는 군으로부터 선택되는 모노머를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판의 제조 방법.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 아크릴레이트계 폴리머가 실리콘(silicone)-종결된 폴리아크릴레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판의 제조 방법.
  27. 제 23 항에 있어서,
    상기 적외선 경화성 수지는 (메트)아크릴레이트계 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판의 제조 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 적외선 경화성 수지는 메틸 메타크릴레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판의 제조 방법.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 (메트)아크릴레이트계 폴리머는 실리콘(silicone)-종결된 폴리(메트)아크릴레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판의 제조 방법.
  30. 제 22 항에 있어서,
    상기 경화시키는 단계는 상기 수지 조성물의 층을 약 100 ℃ 내지 약 200 ℃의 범위의 온도로 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판의 제조 방법.
  31. 제 22 항에 있어서,
    상기 복수의 미세 구조물들은 각기둥들(prisms), 곡면화된(rounded) 각기둥들, 또는 렌티큘라 렌즈들의 주기적인 또는 비주기적인 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판의 제조 방법.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 복수의 미세 구조물들 중 적어도 하나의 미세 구조물은 약 0.1 내지 3의 범위의 종횡비를 갖는 것을 특징으로 하는 도광판의 제조 방법.
KR1020170136561A 2017-10-20 2017-10-20 미세 구조화된 도광판들 및 그의 제조 방법들 KR20190044302A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170136561A KR20190044302A (ko) 2017-10-20 2017-10-20 미세 구조화된 도광판들 및 그의 제조 방법들
TW107136917A TW201922664A (zh) 2017-10-20 2018-10-19 微結構化光導板及製造方法
PCT/US2018/056657 WO2019079685A1 (en) 2017-10-20 2018-10-19 MICROSTRUCTURED LIGHT GUIDE PLATES AND METHODS OF MANUFACTURING THE SAME

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170136561A KR20190044302A (ko) 2017-10-20 2017-10-20 미세 구조화된 도광판들 및 그의 제조 방법들

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190044302A true KR20190044302A (ko) 2019-04-30

Family

ID=64110251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170136561A KR20190044302A (ko) 2017-10-20 2017-10-20 미세 구조화된 도광판들 및 그의 제조 방법들

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR20190044302A (ko)
TW (1) TW201922664A (ko)
WO (1) WO2019079685A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022534026A (ja) * 2019-05-23 2022-07-27 コーニング インコーポレイテッド マイナスの色ずれを有するガラス及び導光板

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009051203A1 (ja) * 2007-10-19 2009-04-23 Mitsubishi Rayon Co., Ltd., 導光部材、その製造方法及びそれを用いた面光源装置
KR20150068449A (ko) 2012-10-08 2015-06-19 코닝 인코포레이티드 향상된 디스플레이 구성요소를 제공하기 위한 방법 및 그 기기
US9952375B2 (en) 2013-12-19 2018-04-24 Corning Incorporated Textured surfaces for display applications

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019079685A1 (en) 2019-04-25
TW201922664A (zh) 2019-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110140009B (zh) 微结构化和图案化光导板及包含该光导板的装置
KR20190008419A (ko) 미세 구조화된 도광판들 및 그들을 포함하는 장치들
US20190146139A1 (en) Microstructured and patterned light guide plates and devices comprising the same
JP7169274B2 (ja) 微細構造を有する導光板、およびそれを含む装置
WO2018144720A1 (en) Light guide assemblies comprising optical manipulation features
KR20190044302A (ko) 미세 구조화된 도광판들 및 그의 제조 방법들
TWI798359B (zh) 包含無溶劑微複製樹脂的lcd 背光單元

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant