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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-01-18
(54)【発明の名称】ガラスのウェザリングを防止するための有機ケイ酸塩膜
(51)【国際特許分類】
C03C 17/30 20060101AFI20220111BHJP
C03C 3/078 20060101ALI20220111BHJP
C03C 3/083 20060101ALI20220111BHJP
C03C 3/085 20060101ALI20220111BHJP
C03C 3/087 20060101ALI20220111BHJP
C03C 3/089 20060101ALI20220111BHJP
C03C 3/091 20060101ALI20220111BHJP
C03C 3/093 20060101ALI20220111BHJP
G02F 1/13357 20060101ALI20220111BHJP
B32B 17/06 20060101ALI20220111BHJP
【ＦＩ】
C03C17/30 A
C03C3/078
C03C3/083
C03C3/085
C03C3/087
C03C3/089
C03C3/091
C03C3/093
G02F1/13357
B32B17/06
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021527184
(86)(22)【出願日】2019-11-06
(85)【翻訳文提出日】2021-07-13
(86)【国際出願番号】 US2019059963
(87)【国際公開番号】W WO2020106445
(87)【国際公開日】2020-05-28
(31)【優先権主張番号】62/769,661
(32)【優先日】2018-11-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】397068274
【氏名又は名称】コーニング インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100073184
【弁理士】
【氏名又は名称】柳田 征史
(74)【代理人】
【識別番号】100123652
【弁理士】
【氏名又は名称】坂野 博行
(74)【代理人】
【識別番号】100175042
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 秀明
(72)【発明者】
【氏名】バネルジー，ジョイ
(72)【発明者】
【氏名】フォン，ジアンウェイ
(72)【発明者】
【氏名】セナーラットヌ，ワギーシャ
【テーマコード（参考）】
2H391
4F100
4G059
4G062
【Ｆターム（参考）】
2H391AA15
2H391AA16
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2H391AB34
2H391AB40
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(57)【要約】
厚さを画定する少なくとも２つの主面と、光源から光を受け取るように構成されている縁面とを含み、光源からの光を分布させるように構成されているガラス基板と、少なくとも２つの主面のうちの１つの主面上に配置されている有機ケイ酸塩膜とを含む、導光板。ディスプレイ製品および導光板として使用するためのガラス基板を処理する方法も提供される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
導光板であって、厚さを画定する少なくとも２つの主面と、光源から光を受け取るように構成されている縁面とを含み、前記光源からの前記光を分布させるように構成されているガラス基板と、
前記少なくとも２つの主面のうちの１つの主面上に配置されている有機ケイ酸塩膜と
を備え、
前記有機ケイ酸塩膜は、有機ケイ酸塩膜を備えていない導光板と比較して、６０℃および９０％の相対湿度で９６０時間エージングした際の白色スポットの形成を低減する、
導光板。
【請求項2】
前記導光板が、４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲にわたって、前記有機ケイ酸塩膜を有する主面に対して垂直な９０％超の透過率を示す、請求項１記載の導光板。
【請求項3】
前記有機ケイ酸塩膜が、単層であり、前記ガラス基板が、追加の層を有さない、請求項２記載の導光板。
【請求項4】
光取出し特徴部（ＬＥＦ）またはレンチキュラーレンズのうちの１つ以上が、前記有機ケイ酸塩膜上に適用されている、請求項２記載の導光板。
【請求項5】
前記ガラス基板が、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラスおよびソーダ石灰ガラスからなる群から選択される、請求項２記載の導光板。
【請求項6】
前記ガラス基板が、酸化物ベース（モル％）で、５０～９０モル％のＳｉＯ２、
０～２０モル％のＡｌ２Ｏ３、
０～２０モル％のＢ２Ｏ３および
０～２５モル％のＲｘＯ
を含み、
式中、ｘが、２であり、Ｒが、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓおよびそれらの組み合わせから選択されるか、またはｘが、１であり、Ｒが、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよびそれらの組み合わせから選択され、
前記ガラス基板が、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯおよびＭｇＯから選択される少なくとも０．５モル％の１つの酸化物を含む、
請求項２記載の導光板。
【請求項7】
前記ガラス基板が、酸化物ベース（モル％）で、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選択される少なくとも３．５モル％の１つの酸化物を含む、請求項６記載の導光板。
【請求項8】
前記有機ケイ酸塩膜が、約１ｎｍ～約１２００ｎｍの厚さを有する、請求項２記載の導光板。
【請求項9】
前記有機ケイ酸塩膜が、スプレーコーティング膜である、請求項２記載の導光板。
【請求項10】
前記有機ケイ酸塩膜が、ディップコーティング膜である、請求項２記載の導光板。
【請求項11】
前記有機ケイ酸塩膜が、スピンオンガラス形成膜である、請求項２記載の導光板。
【請求項12】
前記有機ケイ酸塩膜が、化学気相成長法で形成された膜である、請求項２記載の導光板。
【請求項13】
前記有機ケイ酸塩膜が、（ａ）約１．０５～約１．４５の範囲にある屈折率；
（ｂ）少なくとも約７０°の水接触角；
（ｃ）約５５ｍＪ／ｍ２未満の総表面エネルギー；または
（ｄ）約２５ｍＪ／ｍ２未満の極性表面エネルギー成分
のうちの１つ以上を示す、請求項２記載の導光板。
【請求項14】
前記有機ケイ酸塩膜が、有機ケイ酸塩膜を備えていない導光板と比較して、６０℃および９０％の相対湿度で９６０時間エージングした際の白色スポットの形成を低減する、請求項１記載の導光板。
【請求項15】
ディスプレイ製品であって、光源と、
反射体と、
請求項１記載の導光板と
を備える、ディスプレイ製品。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【0001】
本願は、米国特許法第１１９条のもと、２０１８年１１月２０日に出願された米国仮特許出願第６２／７６９，６６１号の優先権の利益を主張し、その内容が依拠され、その内容全体を参照により本明細書に援用するものとする。
【技術分野】
【0002】
本開示は、例えば、ウェザリングの影響が低減された導光板を備えるディスプレイに使用することができるガラス基板の主面上に堆積させられた有機ケイ酸塩膜を有するガラス基板に関する。
【背景技術】
【0003】
拡散光を生じさせるために使用される従来のコンポーネントは、ディスプレイ産業において多くの用途で利用されてきたポリマー導光膜および拡散膜を含む拡散構造を有する。これらの用途は、ベゼルフリーテレビシステム、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、微小電気機械構造（ＭＥＭＳ）ディスプレイ、電子リーダ（ｅ－リーダ）デバイス等を含む。
【0004】
導光板（ＬＧＰ）は、ディスプレイ製品、例えば、テレビにおける工学的コンポーネントである。ＬＥＤによる入射点からのテレビの光路長を通る光の自然な透過に基づく喪失について、追加の光取出し特徴部がＬＧＰ上に印刷される（典型的には、分散されたＳｉＯ２またはＴｉＯ２粒子を含むポリマーインク）。これらの追加パターン特徴部によって、ＬＧＰ内での内部全反射（ＴＩＲ）を遮断することによりエッジライトＬＥＤ－ＴＶモジュールにおけるＬＧＰ全体にわたる光の取出しを介して所望のパネル輝度プロファイルが促進される。
【0005】
プラスチック材料は、適切な特性、例えば、光透過性を提供することができるが、この材料は、比較的劣った機械的特性、例えば、剛性、熱膨張係数（ＣＴＥ）および吸湿性を示す。高透過性ガラス、例えば、Corning Incorporatedから市販されているＩｒｉｓ（商標）ファミリーのガラスが、導光板（ＬＧＰ）として利用されており、これは、ポリマーＬＧＰに取って代わることができ、優れた機械的特性を提供することができる。実際、このようなガラス基板は、ポリ（メチルメタクリレート）（「ＰＭＭＡ」）およびシリル変性ポリエーテル（「ＭＳ」）の対応物よりも、改善された剛性、熱膨張係数および吸湿性を提供することができる。
【0006】
アルカリ含有ガラス基板がＬＧＰとして使用される場合、加速条件（例えば、６０℃および９０％のＲＨ）下でのエージングの際にガラス表面上に形成される微粒子が、異質な光取出し特徴部（ＬＥＦ）として挙動することが判った。「ウェザリング生成物」または「白色スポット」と呼ばれるこれらの粒子により、パネルにわたって経時的に不均一な輝度プロファイルが生じる場合がある。例えば、エージングされていないテレビパネルと比較して、エージングされたテレビパネルの輝度を測定した場合、ウェザリング生成物を含有する特定の領域は、テレビパネルの特定の領域において増大した輝度（ルーメンまたはｎｉｔ（ｃｄ／ｍ２）の単位で測定される）を示す場合がある。一部の領域におけるウェザリング生成物の影響により、エージングされていないテレビパネルと比較して、同じテレビパネル上のＬＥＤからさらに離れた他の領域が、ウェザリング後に輝度の低下を示す。
【0007】
ウェザリングが、ＬＧＰにわたって均一に生じる場合、より多くの光取出しが、ＬＧＰのＬＥＤ側（すなわち、底部）で生じる。その結果、ＬＧＰの上部では、より少ない光しか取り出すことができず、ＬＧＰの底部がより明るく、ＬＧＰの上部がより暗くなるように輝度プロファイルが変化してしまう。
【0008】
ウェザリング生成物は、導光板を収納した製品を組み立てた後に除去することができない。このため、ウェザリング生成物は、更なる光漏れにより、ガラスパネルを通して散乱しかつ光結合することによって、ガラスの光透過特性に影響を及ぼす場合がある。導光板の輝度が、ウェザリングにより変化しない（すなわち、エージングされたＬＧＰ対未利用のＬＧＰの輝度の差が理想的にはゼロでる）のが理想的であるが、実際には、ＬＧＰは、顧客仕様内で一定レベルの輝度変化（例えば、加速エージング信頼性試験後の８０～９０％の輝度均一性）を許容する場合がある。それにもかかわらず、ガラス基板で構成されるＬＧＰが、特に、高温および／または高湿度環境で維持される場合には、これらの許容範囲を超えてしまうおそれがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
したがって、特に、ガラス基板が高温および高湿度環境に曝された場合に、ウェザリングによる影響が低減された導光板として使用するためのガラス基板が依然として必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本開示の一態様は、厚さを画定する少なくとも２つの主面と、光源から光を受け取るように構成されている縁面とを含み、光源からの光を分布させるように構成されているガラス基板と、少なくとも２つの主面のうちの１つの主面上に配置されている有機ケイ酸塩膜とを備える導光板を提供する。特定の実施形態では、有機ケイ酸塩膜は、有機ケイ酸塩膜を備えていない導光板と比較して、例えば、６０℃および９０％の相対湿度で９６０時間エージングした際の白色スポットの形成を低減する。
【0011】
本開示の第２の態様は、導光板として使用するためのガラス基板を処理する方法を提供する。この方法は、厚さを画定する少なくとも２つの主面と、縁部とを備えるガラス基板を提供するステップと、少なくとも２つの主面のうちの少なくとも１つの主面上に有機ケイ酸塩膜を形成するステップとを含み、有機ケイ酸塩膜を備えていないガラス基板と比較して、形成された有機ケイ酸塩膜を有する主面上でのアルカリ塩の形成により生じる、ウェザリングに基づく導光板における輝度の不均一性が低減される。
【0012】
本開示の第３の態様は、光源と、反射体と、本明細書に開示された導光板とを備える、ディスプレイ製品を提供する。特定の実施形態では、光源は、ガラス基板の縁面に光学的に結合されている発光ダイオード（ＬＥＤ）である。
【図面の簡単な説明】
【0013】
下記詳細な説明は、下記図面と併せて読めば、さらに理解することができる。
【図1】例示的なＬＣＤディスプレイデバイスの断面図である。
【図2】例示的な導光板の平面図である。
【図3】本開示の特定の実施形態に係る導光板を示す図である。
【図4】高温および高湿度環境下に置かれた後に、未改質ガラス基板および主面上に配置されている有機ケイ酸塩膜を有するガラス基板の輝度を試験するために、実施例において利用されたＬＧＰアセンブリを示す図である。
【図6】ＡＰＣＶＤにより有機ケイ酸塩膜が設けられたエージングされたガラス基板上に形成された任意のウェザリング生成物を考慮した、同じ有機ケイ酸塩膜が設けられたエージングされていないガラス基板との比較した場合の異質な光取出しにおける変化の視覚的表現である。
【図7】６０℃および９０％の相対湿度で９６～９６０時間ウェザリングした場合の、未改質ガラス基板（コントロール）およびＡＰＣＶＤによる有機ケイ酸塩膜を有するエージングされたガラス基板についての輝度変化を示すグラフである。
【図8】６０℃および９０％の相対湿度で９６～９６０時間ウェザリングした場合の、未改質ガラス基板（コントロール）およびＡＰＣＶＤによる有機ケイ酸塩膜を有するエージングされたガラス基板についてのウェザリング生成物の被覆率を示すグラフである。
【図9】イソプロピルアルコール中の３０質量％のメチルシルセスキオキサン（Honeywell Accuglass（登録商標）512Bスピンオンガラス）のガラス上へのスピンの適用により有機ケイ酸塩膜が設けられたエージングされたガラス基板上に形成された任意のウェザリング生成物を考慮した、同じ有機ケイ酸塩膜を有するエージングされていないガラス基板との比較した場合の異質な光取出しにおける変化の視覚的表現である。
【図10】６０℃および９０％の相対湿度で９６～９６０時間ウェザリングした場合の、未改質ガラス基板（コントロール）およびイソプロピルアルコール中の３０質量％のメチルシルセスキオキサン（Honeywell Accuglass（登録商標）512Bスピンオンガラス）のスピンによる有機ケイ酸塩膜を有するエージングされたガラス基板についての輝度変化を示すグラフである。
【図11】６０℃および９０％の相対湿度で９６～９６０時間ウェザリングした場合の、未改質ガラス基板（コントロール）およびイソプロピルアルコール中の３０質量％のメチルシルセスキオキサン（Honeywell Accuglass（登録商標）512Bスピンオンガラス）のスピンによる有機ケイ酸塩膜を有するエージングされたガラス基板についてのウェザリング生成物の被覆率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本開示の実施形態は、ガラス基板、例えば、ディスプレイデバイスで使用するように構成されているガラス基板および幾つかの実施形態では、導光板として使用されるように構成されているガラス基板を処理する方法を提供する。
【0015】
１つ以上の実施形態では、有機ケイ酸塩膜が配置されているガラス基板を備える導光板は、本開示に従って処理されていないコントロールガラス基板（例えば、有機ケイ酸塩膜を含まないガラス基板）と比較して、アルカリ塩（例えば、ナトリウム塩）またはアルカリ土類塩（例えば、マグネシウム塩またはカルシウム塩）から構成される散乱特徴部の形成により生じる、ウェザリングに基づく導光板における輝度の不均一性の低減を示す。このようなウェザリングの影響の低減は、例えば、処理済みガラス基板を、例えば６０℃および９０％の相対湿度で９６０時間エージングした場合、同じ条件下でエージングした未処理の基板と比較すると、処理済みのガラス基板上での白色スポット形成の有効な低減および／または輝度増大の大きさの低減を観察することのうちの１つ以上により決定することができる。当技術分野において理解されるように、他の高温および／または高湿度環境を適用して、高温および／または高湿度環境における「エージング」または「ウェザリング」をシミュレートする（または加速させる）ことができる。
【0016】
本開示は、特定の理論に限定されないが、一部のガラス基板は、ガラス表面およびバルクに、多くの一価の原子種、例えば、Ｎａを含有する。表面層内のアルカリイオン（例えば、Ｎａ＋）は、（ガラス上のナノスケール吸着層から高湿度で）水によるイオン交換により抽出される。その後、アルカリイオンは、環境中の気体種、例えば、ＣＯ２と反応して、沈殿物（マイクロメートル未満の大きさ）を形成する場合があり、この沈殿物は、ウェザリングプロセス中に核形成するかまたは成長するかのいずれかをする場合がある（「白色スポット」として視覚的に観察される）。沈殿物の核形成および成長の動力学は、湿ったチャンバ（例えば、６０℃および９０％の相対湿度）中で加速され、これらの沈殿物（ウェザリング生成物または「白色スポット」）は、アルカリ塩として化学的に特定され、追加の散乱をもたらす（輝度の増大）。やはり、いかなる特定の理論にも束縛されないが、有機ケイ酸塩膜は、ウェザリング生成物の形成を低減させる。さもないと、このウェザリング生成物が、経時的なアルカリイオンの水分媒介性外方拡散により生じてしまう恐れがある。
【0017】
１つ以上の実施形態では、ガラス基板は、所望の光分布を生じさせるのに適した任意の所望のサイズおよび／または形状を有する。ガラス基板は、光を発する第１の主面と、第１の主面と反対側の第２の主面とを備える。幾つかの実施形態では、第１および第２の主面は、平面または実質的に平面、例えば、実質的に平坦である。種々の実施形態の第１の主面と第２の主面とは、互いに平行または実質的に平行である。幾つかの実施形態のガラス基板は、４つの縁部を含むかまたは４つを超える縁部、例えば、多面多角形を含むことができる。他の実施形態では、ガラス基板は、４つ未満の縁部、例えば、三角形を含むことができる。種々の実施形態の導光板は、４つの縁部を有する長方形、正方形または菱形のシートを含むが、他の形状および構成を利用することができる。
【0018】
ガラス基板は、ディスプレイデバイスに使用するための当技術分野において知られている任意の材料を含む。例示的な実施形態では、ガラス基板は、アルミノケイ酸ガラス、アルカリ－アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルカリ－ホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、アルカリ－アルミノホウケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラスまたは他の適切なガラスを含む。一実施形態では、ガラスは、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラスおよびソーダ石灰ガラスから選択される。ガラス導光板として使用するのに適した市販のガラスの例は、Corning Incorporated製のＩｒｉｓ（商標）およびＧｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラスを含むが、これらに限定されない。
【0019】
１つ以上の実施形態では、ガラス基板は、下記範囲（モル％）の酸化物：５０～９０モル％のＳｉＯ２、０～２０モル％のＡｌ２Ｏ３、０～２０モル％のＢ２Ｏ３および０～２５モル％のＲｘＯ［式中、ｘは、２であり、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓおよびそれらの組み合わせから選択されるか、またはｘは、１であり、Ｒは、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよびそれらの組み合わせから選択される］を含み、ガラス基板は、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２ＯおよびＭｇＯから選択される０．５～２０モル％の１つの酸化物を含む。１つ以上の実施形態では、ガラス基板は、酸化物ベース（モル％）で、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２ＯおよびＭｇＯから選択される少なくとも３．５～２０モル％、５～２０モル％、１０～２０モル％の１つの酸化物を含む。
【0020】
１つ以上の実施形態では、ガラス基板は、アルカリ酸化物、例えば、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏならびにアルカリ土類酸化物、例えば、ＣａＯおよびＭｇＯから選択される少なくとも１つの酸化物を含むアルミノケイ酸ガラスを含む。これらの酸化物は、本明細書に記載されたエージング条件に曝された場合に、ガラス基板をウェザリング生成物に影響されやすい状態にする。１つ以上の実施形態では、ガラス基板は、下記範囲（モル％）の酸化物：ＳｉＯ２：約６５モル％～約８５モル％；Ａｌ２Ｏ３：約０モル％～約１３モル％；Ｂ２Ｏ３：約０モル％～約１２モル％；Ｌｉ２Ｏ：約０モル％～約２モル％；Ｎａ２Ｏ：約０モル％～約１４モル％；Ｋ２Ｏ：約０モル％～約１２モル％；ＺｎＯ：約０モル％～約４モル％；ＭｇＯ：約０モル％～約１２モル％；ＣａＯ：約０モル％～約５モル％；ＳｒＯ：約０モル％～約７モル％；ＢａＯ：約０モル％～約５モル％；およびＳｎＯ２：約０．０１モル％～約１モル％を含む。
【0021】
１つ以上の実施形態では、ガラス基板は、下記範囲（モル％）の酸化物：ＳｉＯ２：約７０モル％～約８５モル％；Ａｌ２Ｏ３：約０モル％～約５モル％；Ｂ２Ｏ３：約０モル％～約５モル％；Ｌｉ２Ｏ：約０モル％～約２モル％；Ｎａ２Ｏ：約０モル％～約１０モル％；Ｋ２Ｏ：約０モル％～約１２モル％；ＺｎＯ：約０モル％～約４モル％；ＭｇＯ：約３モル％～約１２モル％；ＣａＯ：約０モル％～約５モル％；ＳｒＯ：約０モル％～約３モル％；ＢａＯ：約０モル％～約３モル％；およびＳｎＯ２：約０．０１モル％～約０．５モル％を含む。
【0022】
１つ以上の実施形態では、ガラス基板は、下記範囲（モル％）の酸化物：ＳｉＯ２：約７２モル％～約８２モル％；Ａｌ２Ｏ３：約０モル％～約４．８モル％；Ｂ２Ｏ３：約０モル％～約２．８モル％；Ｌｉ２Ｏ：約０モル％～約２モル％；Ｎａ２Ｏ：約０モル％～約９．３モル％；Ｋ２Ｏ：約０モル％～約１０．６モル％；ＺｎＯ：約０モル％～約２．９モル％；ＭｇＯ：約３．１モル％～約１０．６モル％；ＣａＯ：約０モル％～約４．８モル％；ＳｒＯ：約０モル％～約１．６モル％；ＢａＯ：約０モル％～約３モル％；およびＳｎＯ２：約０．０１モル％～約０．１５モル％を含む。
【0023】
１つ以上の実施形態では、ガラス基板は、下記範囲（モル％）の酸化物：ＳｉＯ２：約８０モル％～約８５モル％；Ａｌ２Ｏ３：約０モル％～約０．５モル％；Ｂ２Ｏ３：約０モル％～約０．５モル％；Ｌｉ２Ｏ：約０モル％～約２モル％；Ｎａ２Ｏ：約０モル％～約０．５モル％；Ｋ２Ｏ：約８モル％～約１１モル％；ＺｎＯ：約０．０１モル％～約４モル％；ＭｇＯ：約６モル％～約１０モル％；ＣａＯ：約０モル％～約４．８モル％；ＳｒＯ：約０モル％～約０．５モル％；ＢａＯ：約０モル％～約０．５モル％；およびＳｎＯ２：約０．０１モル％～約０．１１モル％を含む。
【0024】
１つ以上の実施形態では、ガラス基板は、下記範囲（モル％）の酸化物：ＳｉＯ２：約６５．８モル％～約７８．２モル％；Ａｌ２Ｏ３：約２．９モル％～約１２．１モル％；Ｂ２Ｏ３：約０モル％～約１１．２モル％；Ｌｉ２Ｏ：約０モル％～約２モル％；Ｎａ２Ｏ：約３．５モル％～約１３．３モル％；Ｋ２Ｏ：約０モル％～約４．８モル％；ＺｎＯ：約０モル％～約３モル％；ＭｇＯ：約０モル％～約８．７モル％；ＣａＯ：約０モル％～約４．２モル％；ＳｒＯ：約０モル％～約６．２モル％；ＢａＯ：約０モル％～約４．３モル％；およびＳｎＯ２：約０．０７モル％～約０．１１モル％を含む。
【0025】
１つ以上の実施形態では、ガラス基板は、下記範囲（モル％）の酸化物：ＳｉＯ２：約６６モル％～約７８モル％；Ａｌ２Ｏ３：約４モル％～約１１モル％；Ｂ２Ｏ３：約４０モル％～約１１モル％；Ｌｉ２Ｏ：約０モル％～約２モル％；Ｎａ２Ｏ：約４モル％～約１２モル％；Ｋ２Ｏ：約０モル％～約２モル％；ＺｎＯ：約０モル％～約２モル％；ＭｇＯ：約０モル％～約５モル％；ＣａＯ：約０モル％～約２モル％；ＳｒＯ：約０モル％～約５モル％；ＢａＯ：約０モル％～約２モル％；およびＳｎＯ２：約０．０７モル％～約０．１１モル％を含む。
【0026】
１つ以上の実施形態では、本明細書で提供された組成を含むガラス基板は、比色計により測定された場合、０．００８未満または０．００５未満の色ずれを有する。１つ以上の実施形態では、本明細書で提供された組成は、ＲｘＯ／Ａｌ２Ｏ３が０．９５～３．２３の範囲にあることを特徴とし、式中、ｘ＝２であり、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、ＲｂおよびＣｓのうちのいずれか１つ以上である。１つ以上の実施形態では、Ｒは、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒまたはＢａのいずれか１つであり、ｘ＝１であり、ＲｘＯ／Ａｌ２Ｏ３は、０．９５～３．２３の範囲にある。１つ以上の実施形態では、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、ＲｂおよびＣｓのうちのいずれか１つ以上であり、ｘ＝２であり、ＲｘＯ／Ａｌ２Ｏ３は、１．１８～５．６８の範囲にある。１つ以上の実施形態では、Ｒは、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃａ、ＳＲまたはＢａのうちのいずれか１つ以上であり、ｘ＝１であり、ＲｘＯ／Ａｌ２Ｏ３は、１．１８～５．６８の範囲にある。１つ以上の実施形態に係るガラス基板に適した特定の組成は、国際公開第２０１７／０７００６６号に記載されている。
【0027】
１つ以上の実施形態では、ガラス基板は、幾らかのアルカリ成分を含有し、例えば、ガラス基板は、無アルカリガラスではない。本明細書で使用する場合、「無アルカリガラス」は、０．１モル％以下の総アルカリ濃度を有するガラスであり、ここで、総アルカリ濃度は、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２ＯおよびＬｉ２Ｏ濃度の合計である。幾つかの実施形態では、ガラスは、約０～約３．０モル％の範囲、約０～約２．０モル％の範囲または約０～約１．０モル％の範囲およびそれらの間の全ての部分範囲にあるＬｉ２Ｏを含む。他の実施形態では、ガラスは、Ｌｉ２Ｏを実質的に含まない。他の実施形態では、ガラスは、約０モル％～約１０モル％の範囲、約０モル％～約９．２８モル％の範囲、約０～約５モル％の範囲、約０～約３モル％の範囲または約０～約０．５モル％の範囲およびそれらの間の全ての部分範囲にあるＮａ２Ｏを含む。他の実施形態では、ガラスは、Ｎａ２Ｏを実質的に含まない。幾つかの実施形態では、ガラスは、約０～約１２．０モル％の範囲、約８～約１１モル％の範囲、約０．５８～約１０．５８モル％の範囲およびそれらの間の全ての部分範囲にあるＫ２Ｏを含む。
【0028】
幾つかの実施形態では、ガラス基板は、高透過性ガラス、例えば、高透過性アルミノケイ酸ガラスである。特定の実施形態では、導光板は、４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲にわたって、少なくとも１つの主面に対して垂直な９０％超の透過率を示す。例えば、導光板は、４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲にわたって、少なくとも１つの主面に対して垂直な約９１％超の透過率、少なくとも１つの主面に対して垂直な約９２％超の透過率、少なくとも１つの主面に対して垂直な約９３％超の透過率、少なくとも１つの主面に対して垂直な約９４％超の透過率または少なくとも１つの主面に対して垂直な約９５％超の透過率（それらの間の全ての範囲および部分範囲を含む）を示す。
【0029】
特定の実施形態では、光源から光を受け取るように構成されているガラス基板の縁面は、透過において１２．８度未満の全幅半値（ＦＷＨＭ）の角度内で光を散乱させる。幾つかの実施形態では、参照によりその全体が本明細書に援用される米国特許出願公開第２０１５／０３６８１４６号明細書に開示されているように、光源から光を受け取るように構成されている縁面は、研磨せずに縁部を磨くことによりまたは当業者に知られているＬＧＰを処理するための他の方法により処理される。代替的には、ＬＧＰには、最小の面取り部を有するスコア／ブレーク縁部が設けられていることができる。
【0030】
幾つかの実施形態のガラス基板は、例えば、イオン交換により化学的に強化される。イオン交換プロセスの間、ガラスの表面またはその近くのガラス内のイオンは、例えば、塩浴からのより大きな金属イオンと交換することができる。より大きなイオンをガラスに包含させることにより、表面近くの領域に圧縮応力を生じさせることによってガラスを強化することができる。圧縮応力を釣り合わせるために、ガラスの中央領域内に対応する引張応力を誘引することができる。
【0031】
特定の実施形態によれば、有機ケイ酸塩膜は、独立した層（すなわち、単層）としてガラス基板に適用され、追加の層は、ガラス基板上には適用されないかまたは堆積させられない。代替的には、有機ケイ酸塩膜は、有機ケイ酸塩膜の下および／または上に（例えば、多層または積層膜の一部として）提供される追加の層と共に、ガラス基板上に含まれる。
【0032】
幾つかの実施形態に係る有機ケイ酸塩膜は、既存のガラス組成物と適合性があり、したがって、ＬＧＰにおけるウェザリングに基づく問題を減らすために、バルクガラス組成物を変更する必要がない。加えて、幾つかの実施形態では、有機ケイ酸塩膜により、基板への光取出し特徴部およびレンズの接着性ならびに基板との接着性を改善するように調整することができる満足な表面エネルギー、弾性率および密度が改善される。
【0033】
本開示の特定の実施形態は、ガラス基板をケイ素含有前駆体および共反応物に曝して、流動性膜を形成するステップを含む、処理方法を対象とする。
【0034】
一実施形態では、ケイ素含有前駆体は、シランである。本明細書で使用する場合、シランは、ケイ素同士が連結されたまたは他の化学元素に連結された１つまたは複数のケイ素原子からなる飽和化合物を指し、１つ以上のケイ素原子は、複数の単結合の四面体中心として配置される。ケイ素含有前駆体として使用することができるシランの例は、テトラメチルシラン（ＴＭＳ）、トリメチルシラン、ジメチルシラン、メチルシラン、トリクロロシランおよびテトラエトキシシランを含むが、これらに限定されない。一実施形態では、シランは、テトラメチルシランおよびトリメチルシランから選択される。一実施形態では、シランは、テトラメチルシランである。
【0035】
特定の長鎖オルガノシランは、特に、非結合分子が溶媒で洗い流される単層として基板に適用される場合、ウェザリングに基づく光取出しを低減するのにそれほど有効ではないことが判った。例えば、ジメチルオクタデシル［３－（トリメトキシシリル）プロピル］塩化アンモニウムおよびＰＦＰＥポリマー鎖を含有するアルコキシシランであるDow Corning 2634は、本開示に従って試験された場合、それほど有効ではないことが判った。したがって、一実施形態では、長鎖オルガノシランは、シランとして除外される。本明細書で使用する場合、長鎖オルガノシランは、ケイ素原子に結合した少なくとも１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６または１７個の原子の鎖を含有するシランを指す。
【0036】
上記されたように、長鎖オルガノシランは、典型的には、単層として適用され、適切な溶媒ですすぐことにより、非結合分子の除去が達成される。このことは、アルカリガラスのウェザリング特性を改善することが判っている硬化（例えば、有機ケイ酸塩膜の導入および硬化）またはプラズマ誘引ネットワーク形成（例えば、ＡＰＣＶＤ）による有機ケイ酸塩被覆の凝縮膜構造とは対照的である。この差異により、特定の実施形態では、硬化またはプラズマ誘引ネットワーク形成により適用される有機ケイ酸塩被覆は、エージング誘引劣化なしに、それらのネットワーク構造を保持することを可能にする気密特性に加えて、デウェッティングの傾向に抵抗する。対照的に、特定の長鎖オルガノシランは、溶媒すすぎにより適用される場合（かつ硬化なしまたはプラズマ誘引ネットワーク形成なし）、シラン分子が基板内に吸収され、加速エージングまたは信頼性試験中の水誘引デウェッティングのために、シラン分子が基板上に液滴状アイランドを不利に形成すると考えられる。したがって、特定の実施形態では、長鎖オルガノシランは、硬化またはプラズマ誘引ネットワーク形成を伴わない方法、例えば、化学蒸着法を使用して基板に適用される場合にのみ、シランとして除外される。
【0037】
一実施形態では、ケイ素含有前駆体は、シロキサンまたは／およびシラザンである。本明細書で使用する場合、シロキサンは、Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ結合を有する化合物であり、シラザンは、Ｓｉ－Ｎ－Ｓｉ結合を有する化合物である。ケイ素含有前駆体として使用することができるシロキサンの例は、オクタメチルシクロテトラシロキサン、１，１，３，３－テトラメチルジシロキサン、トリメチルシクロトリシロキサン、ヘキサメチルジシロキサンおよびテトラメチルシクロテトラシロキサンを含むが、これらに限定されない。一実施形態では、シロキサンは、ヘキサメチルジシロキサンおよびテトラメチルシクロテトラシロキサンから選択される。シラザンは、ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラザン等から選択することができるが、これらに限定されない。幾つかの実施形態では、前駆体ジエトキシメチルシラン（ＤＥＭＳ）またはテトラビニルテトラメチルシクロテトラシロキサンまたはエトキシトリメチルシラン等を、Ｏ２の反応性ガスと共に流すことができる。
【0038】
特定の実施形態では、共反応物は、アルゴン、窒素、酸素、亜酸化窒素、アンモニアおよびオゾンのうちの１つ以上から選択される。一実施形態では、共反応物は、酸素を含む。一実施形態では、共反応物は、アンモニアを含む。
【0039】
特定の実施形態では、ガラス基板は、化学気相成長（ＣＶＤ）チャンバ内で処理することができ、ケイ素含有前駆体および共反応物を、化学気相成長（ＣＶＤ）チャンバに供給して、ガラス基板上に流動性膜を形成することができる。ＣＶＤチャンバは、大気圧もしくはその付近（ＡＰＣＶＤ）または低気圧（ＬＰＣＶＤ）または非常に低い（超高真空）圧力（ＵＨＶＣＶＣ）、例えば、１０－６Ｐａ未満で動作させることができる。ＣＶＤチャンバは、プラズマ強化化学気相成長チャンバ（ＰＥＣＶＤ）であることができる。プラズマは、例えば、高周波、交流、直流、マイクロ波、燃焼、ホットフィラメントまたは当業者に知られている他の技術により生成することができる。一実施形態では、ＣＶＤチャンバは、大気圧またはその付近で動作され、ＡＰＣＶＤチャンバである。
【0040】
特定の実施形態では、Ｓｉ含有前駆体を、ＣＶＤチャンバに導入することができ、適切な共反応物（例えば、ＮＨ３またはＯ２のうちの１つ以上）を、例えば、共反応物としてプラズマ活性種を生成するであろうＲＰＳ（遠隔プラズマ源）を介して、チャンバに送り込むことができる。特定の実施形態では、プラズマ活性化共反応物（例えば、ラジカルを含有する共反応物）は、高いエネルギーを有し、気相中でＳｉ含有前駆体分子と反応して、対応する流動性ポリマーを形成することができる。幾つかの実施形態では、共反応物は、ＮＨ３とＯ２との混合物またはＮ２とＯ２との混合物を含むプラズマガスにより生成される。幾つかの実施形態では、共反応物は、酸素を含むプラズマガスにより生成される。
【0041】
特定の実施形態では、プラズマを、処理チャンバ内で生成するもしくは誘発することができ（例えば、直接プラズマ）るか、または処理チャンバの外側で生成し、処理チャンバ内に流入させることができる（例えば、遠隔プラズマ）。
【0042】
特定の実施形態では、この膜の組成は、反応性ガスの組成を変化させることにより調整することができる。窒素含有膜を形成するために、共反応物は、例えば、アンモニアまたは窒素、窒素と酸素との混合物およびアンモニアと酸素との混合物を含むことができる。炭素含有膜を形成するために、反応性ガスは、例えば、酸素との混合の有無にかかわらず、プロピレンおよびアセチレンのうちの１つ以上を含むことができる。当業者であれば、有機ケイ酸塩膜の組成を変更するために、反応性ガス混合物に、他の種の組み合わせを含ませることができることを理解するであろう。
【0043】
特定の実施形態では、有機ケイ酸塩膜は、任意選択的に溶媒で希釈された重合されたまたは部分重合されたシロキサン化合物をガラス基板上に導入し、重合されたまたは部分重合されたシロキサン化合物を硬化させることにより形成される。重合されたまたは部分重合されたシロキサン化合物は、各種の方法により、例えば、スプレーコーティングもしくはディップコーティングによりまたは重合されたもしくは部分重合されたシロキサン化合物を基板上にスピンさせることにより、ガラス基板上に導入することができると理解される。本明細書で使用する場合、スピンは、重合されたまたは部分重合されたシロキサン化合物が、最初に任意の手段により基板上に提供され、スピンまたは他の回転運動により基板上に分布されるプロセス（および製品）を含む。
【0044】
ガラス基板上に導入することができる重合されたまたは部分重合されたシロキサン化合物は、商業的に入手可能であり、多くの場合、スピンオンガラスまたはＳＯＧとして記載される。例えば、部分重合されたメチルシルセスキオキサン（例えば、Honeywell Accuglass（登録商標）512BまたはHoneywell Accuglass（登録商標）T11スピンオンガラス（Honeywell Electronic Materialsから入手可能）、部分重合されたシルセスキオキサン、ポリメチルシルセスキオキサン（HardSil（商標）AM、Gelest, Inc.から入手可能）、ポリフェニルシルセスキオキサンおよびポリメチルフェニルシルセスキオキサン（HardSil（商標）AP、Gelest, Inc.から入手可能）は、１つ以上の実施形態における本開示の実施形態に従って使用することができる非限定的な例である。一実施形態では、重合されたまたは部分重合されたシロキサン化合物は、重合されたまたは部分重合されたメチルシルセスキオキサン、例えば、Honeywell Accuglass（登録商標）512Bである。
【0045】
特定の実施形態では、重合されたまたは部分重合されたシロキサン化合物は、ガラス基板上に導入される前に、溶媒で希釈される。特定の実施形態では、溶媒は、アルコール（例えば、イソプロピルアルコールまたはエタノール）および水から選択することができる。一実施形態では、溶媒は、イソプロピルアルコールである。溶媒を利用する実施形態では、重合されたまたは部分重合されたシロキサン化合物は、例えば、溶媒／重合されたまたは部分重合されたシロキサン化合物混合物の１０質量％～約９０質量％を構成する。一実施形態では、イソプロピルアルコール中の３０質量％のHoneywell Accuglass（登録商標）512Bを、ガラス基板上に導入する。
【0046】
スピンコーティング、スプレーコーティング、ディップコーティング、スロットコーティングまたはカーテンコーティングを使用して、これらの重合されたまたは部分重合されたシロキサン化合物をガラス基板上に適用することができる。各方法では、コーティング溶液（濃度、粘度、表面張力）およびコーティングパラメータ（スピンコーティング：角速度、スプレー：液滴サイズを制御するための種々のパラメータ、スロット／ディップ／カーテンコーティング速度、スリット開口等）が、コーティングが溶媒中の所望の材料を使用して基板の表面にわたって均一に薄膜（ｎｍ～数μｍ）として適用されるように最適化される必要がある。スプレーコーティング、スロットコーティングまたはカーテンコーティングは、より大きな面積のコーティングが必要とされるＬＧＰに、より適用可能である場合がある。加えて、ガラス表面は、コーティングの濡れ性および接着性を改善するために、適切な洗浄方法で洗浄する必要がある。
【0047】
有機ケイ酸塩膜が、ガラス基板上に導入されると、基板をベーキングし、硬化させる。溶媒は、ベーキング工程、続けて、部分重合されたシロキサンの硬化ステップにより完全に除去されて、縮合反応が完了する。１つ以上の実施形態では、硬化は、基板を高温（例えば、約７０℃～約５００℃）に長期間（例えば、約３０分～約２４０分間）維持し、任意選択的に、各段階で温度を上昇させる個々の段階で硬化させることにより達成することができる。一実施形態では、ガラス基板を、８０℃で３０分間、次いで、１２５～１５０℃で３０分間、次いで、３００～４２０℃で６０分間硬化させる。当業者であれば、他の硬化スケジュールを利用することができる。特定の実施形態では、硬化は、制御された環境、すなわち、硬化プロセス中に外部汚染物質がガラス基板と接触するのを防止するかまたはその可能性を低減するであろう環境で行われる。
【0048】
重合されたまたは部分的に重合されたシロキサン化合物としてシルセスキオキサン（例えば、メチルシルセスキオキサン）を利用する実施形態では、硬化スケジュールは、シルセスキオキサン構造を完全に縮合するように選択することができる。「縮合する」は、硬化プロセスにより膜中の炭化水素含量を減少させることを意味する。これにより、膜の密度を向上させ、硬化した膜がシリカの屈折率に近づく。膜のための実現可能な最大レベルの硬化が存在し、これは、最大密度および最大屈折率を提供するであろう。最大密度および屈折率を達成するようにこの最大レベルに硬化された膜は、本開示の目的で、完全に縮合されていると理解される。
【0049】
１つ以上の実施形態に係る有機ケイ酸塩膜の厚さは、約１ｎｍ～約１００ｎｍまたは約５ｎｍ～約１０００ｎｍまたは約１ｎｍ～約１２００ｎｍまたは約５ｎｍ～約１２００ｎｍの範囲にある。他の実施形態では、適切な厚さの例は、約２．５～１００ｎｍ、約５．０～１００ｎｍ、約１０～１００ｎｍ、約２５～１００ｎｍ、約５０～１００ｎｍ、約７５～１００ｎｍ、２．５～２００ｎｍ、約５．０～２００ｎｍ、約１０～２００ｎｍ、約２５～２００ｎｍ、約５０～２００ｎｍ、約７５～２００ｎｍ、２．５～２５０ｎｍ、約５．０～２５０ｎｍ、約１０～２５０ｎｍ、約２５～２５０ｎｍ、約５０～２５０ｎｍ、約７５～２５０ｎｍ、２．５～３００ｎｍ、約５．０～３００ｎｍ、約１０～３００ｎｍ、約２５～３００ｎｍ、約５０～３００ｎｍ、約７５～３００ｎｍ、２．５～３５０ｎｍ、約５．０～３５０ｎｍ、約１０～３５０ｎｍ、約２５～３５０ｎｍ、約５０～３５０ｎｍ、約７５～３５０ｎｍ、２．５～４００ｎｍ、約５．０～４００ｎｍ、約１０～４００ｎｍ、約２５～４００ｎｍ、約５０～４００ｎｍ、約７５～４００ｎｍ、２．５～５５００ｎｍ、約５．０～５００ｎｍ、約１０～５００ｎｍ、約２５～５００ｎｍ、約５０～５００ｎｍ、約７５～５００ｎｍ、２．５～７５０ｎｍ、約５．０～７５０ｎｍ、約１０～７５０ｎｍ、約２５～７５０ｎｍ、約５０～７５０ｎｍまたは約７５～７５０ｎｍの範囲を含む。一実施形態では、有機ケイ酸塩膜は、スピンオンガラス膜であり、約１５０～約２５０ｎｍまたは約１５０～約２００ｎｍの厚さを有する。
【0050】
特定の実施形態では、有機ケイ酸塩膜は、約１．１～約１．４５、約１．１～約１．４３、約１．１～約１．４１、約１．０５～約１．４５、約１．０５～約１．４３、約１．０５～約１．４１の屈折率を有する。幾つかの実施形態では、屈折率の下限は、１．０５未満である。
【0051】
特定の実施形態では、有機ケイ酸塩膜は、少なくとも７０°または少なくとも８０°または少なくとも９０°または少なくとも１００°または少なくとも１１０°の水接触角（角度計により測定）を有する。特定の実施形態では、有機ケイ酸塩膜は、疎水性膜であるかつ／または有機ケイ酸塩膜は、少なくとも９０°の水接触角を有する。
【0052】
幾つかの実施形態では、表面を親水性にするために、例えば、酸素プラズマ処理を使用することにより、水接触角が３０°未満または少なくとも２０°もしくは少なくとも１０°になるように、表面を処理することができる。
【0053】
特定の実施形態では、有機ケイ酸膜は、５５ｍＪ／ｍ２未満または４０ｍＪ／ｍ２未満または３５ｍＪ／ｍ２未満または２５ｍＪ／ｍ２未満の全表面エネルギーを有する。本明細書で使用される表面エネルギーは、３つの異なる試験液体（脱イオン水、ヘキサデカン（ＨＤ）およびジヨードメタン（ＤＩＭ））の接触角（ＣＡ）に基づくＷｕモデルに従って計算される。S. Wu, J. Polym. Sci. C, 34, 19, 1971を参照のこと。同文献は、その全体が参照により本明細書に援用される。
【0054】
特定の実施形態では、有機ケイ酸塩膜は、約２５ｍＪ／ｍ２未満または約１０ｍＪ／ｍ２未満または約５ｍＪ／ｍ２未満の極性表面エネルギー成分を有する。
【0055】
種々の実施形態によれば、ガラス基板の少なくとも１つの主面は、有機ケイ酸塩膜の堆積後に、有機ケイ酸塩膜の上に適用された光取出し特徴部（ＬＥＦ）またはレンチキュラーレンズのうちの１つ以上を備えることができる。例えば、複数の光取出し特徴部が、任意の所定のパターンまたは設計で、基板の表面上または表面中に存在することができる。このパターンまたは設計は、例えば、ランダムまたは配列、反復または非反復、均一または非均一である場合がある。他の実施形態では、光取出し特徴部は、表面に隣接するガラス基板のマトリクス内に配置することができるか、または代替的には、有機ケイ酸塩膜内、例えば、表面の下に配置することができる。例えば、光取出し特徴部は、例えば、粗くされたまたは隆起した表面を構成するテクスチャ特徴部として、表面にわたって分布させることができるか、または例えば、レーザー損傷特徴部として、基板またはその一部の内部および全体にわたって分布させることができる。
【0056】
ＬＧＰは、当技術分野において知られている任意の方法、例えば、同時係属かつ同時所有の国際公開第２０１４０５８７４８号および同第２０１５０９５２８８号に開示されている方法に従って、光取出し特徴部を形成するように処理することができる。これらの文献はそれぞれ、その全体が参照により本明細書に援用される。
【0057】
ここから、本開示の種々の実施形態を、微細構造アレイおよび導光板の例示的な実施形態を示す図面を参照して検討するものとする。下記一般的な説明は、特許請求される装置の概要を提供することが意図され、種々の態様は、非限定的に示される実施形態を参照して、本開示全体にわたってより具体的に検討され、これらの実施形態は、本開示の文脈内で互いに交換可能である。
【0058】
図１に例示的なＬＣＤディスプレイデバイス１０を示す。このＬＣＤディスプレイデバイス１０は、第１の基板１４と第２の基板１６とから形成されている。両基板１４，１６は、第１の基板１４と第２の基板１６との間で第１の基板１４と第２の基板１６との周縁部に配置されている接着材料１８により結合されている。第１および第２の基板１４，１６ならびに接着材料１８は、それらの間に液晶材料を含有するギャップ２０を形成している。ギャップの一貫した間隔を維持するために、ギャップ内の種々の位置にスペーサ（図示せず）を使用することもできる。第１の基板１４は、カラーフィルタ材料を含むことができる。したがって、第１の基板１４は、カラーフィルタ基板と呼ぶことができる。一方、第２の基板１６は、液晶材料の偏光状態を制御するための薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を含み、背面板と呼ぶことができる。ＬＣＤパネル１２は、その表面上に配置された１つ以上の偏光フィルタ２２をさらに含むことができる。
【0059】
ＬＣＤディスプレイデバイス１０は、ＬＣＤパネル１２を後方から、すなわち、ＬＣＤパネルの背面板側から照明するように配置されているＢＬＵ２４をさらに備える。幾つかの実施形態では、ＢＬＵは、ＬＣＤパネルから間隔を空けて配置することができる。ただし、更なる実施形態では、ＢＬＵは、ＬＣＤパネルと接触していることができるかまたは透明接着剤等でＬＣＤパネルに結合されていてよい。ＢＬＵ２４は、導光体としてのガラス基板２８（その上に有機ケイ酸塩膜３１を有する）で形成されたガラス導光板（ＬＧＰ）２６を備える。ガラス基板２８は、第１の主面３０と、第２の主面３２と、第１の主面と第２の主面との間に延びる複数の縁面とを含む。実施形態において、ガラス基板２８は、Ｘ－Ｙ－Ｚ座標により示されるように、ガラス基板２８のＸ－Ｙ平面を画定する第１の主面と第２の主面との間に延びる、図２に示された４つの縁面３４ａ，３４ｂ，３４ｃおよび３４ｄを備える平行四辺形、例えば、正方形または長方形であることができる。例えば、縁面３４ａは、縁面３４ｃの反対側にあることができ、縁面３４ｂは、縁面３４ｄの反対側に配置されていてよい。縁面３４ａは、反対側の縁面３４ｃと平行であることができ、縁面３４ｂは、反対側の縁面３４ｄと平行であることができる。縁面３４ａおよび３４ｃは、縁面３４ｂおよび３４ｄに対して直交していることができる。縁面３４ａ～３４ｄは平面であり、主面３０，３２に直交しているかまたは実質的に直交（例えば、９０＋／－１度、例えば、９０＋／－０．１度）していることができる。ただし、更なる実施形態では、縁面は、面取り部、例えば、主面３０，３２に対して直交するかまたは実質的に直交していて、角度を有する２つの隣接する表面部分により第１および第２の主面に結合している平坦な中心部分を含むことができる。
【0060】
第１および／または第２の主面３０，３２は、約０．１ナノメートル（ｎｍ）～約０．６ｎｍの範囲、例えば、約０．６ｎｍ未満、約０．５ｎｍ未満、約０．４ｎｍ未満、約０．３ｎｍ未満、約０．２ｎｍ未満または約０．１ｎｍ未満の平均粗さ（Ｒａ）を含むことができる。縁面の平均粗さ（Ｒａ）は、約０．０５マイクロメートル（μｍ）以下、例えば、約０．００５マイクロメートル～約０．０５マイクロメートルの範囲にあることができる。
【0061】
主面粗さの前述のレベルは、例えば、フュージョンドロープロセスまたはフロートガラスプロセス、続けて、研磨を使用することにより達成することができる。表面粗さは、例えば、原子間力顕微法、市販のシステム、例えば、Zygo製のシステムによる白色光干渉法または市販のシステム、例えば、Keyenceにより提供されるシステムよるレーザー共焦点顕微法により測定することができる。表面からの散乱は、表面粗さを除いて、同一のサンプルの範囲を準備し、次いで、それぞれの内部透過率を測定することにより測定することができる。サンプル間の内部透過性の差異は、粗面により誘引される散乱損失に起因する。縁部粗さは、研削および／または研磨により達成することができる。
【0062】
ガラス基板２８は、第１の主面３０および第２の主面３２に直交する方向に、最大ガラス基板厚さｔをさらに含む。幾つかの実施形態では、ガラス基板厚さｔは、約３ｍｍ以下、例えば、約２ｍｍ以下または約１ｍｍ以下であることができる。ただし、更なる実施形態では、ガラス基板厚さｔは、約０．１ｍｍ～約３ｍｍの範囲、例えば、約０．１ｍｍ～約２．５ｍｍの範囲、約０．３ｍｍ～約２．１ｍｍの範囲、約０．５ｍｍ～約２．１ｍｍの範囲、約０．６ｍｍ～約２．１ｍｍの範囲または約０．６ｍｍ～約１．１ｍｍの範囲（それらの間の全ての範囲および部分範囲を含む）にあることができる。幾つかの実施形態では、ガラス基板の厚さは、約０．１ｍｍ～約３．０ｍｍ（例えば、約０．３ｍｍ～約３ｍｍ、約０．４ｍｍ～約３ｍｍ、約０．５ｍｍ～約３ｍｍ、約０．５５ｍｍ～約３ｍｍ、約０．７ｍｍ～約３ｍｍ、約１ｍｍ～約３ｍｍ、約０．１ｍｍ～約２ｍｍ、約０．１ｍｍ～約１．５ｍｍ、約０．１ｍｍ～約１ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．７ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．５５ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．５ｍｍ、約０．１ｍｍ～約０．４ｍｍ、約０．３ｍｍ～約０．７ｍｍまたは約０．３ｍｍ～約０．５５ｍｍ）の範囲にあることができる。
【0063】
本明細書に記載された実施形態によれば、ＢＬＵ２４は、ガラス基板２８の少なくとも１つの縁面（光入射縁面）、例えば、縁面３４ａに沿って配置された発光ダイオード（ＬＥＤ）３６のアレイをさらに備える。図１に示された実施形態では、光が入射する１つの縁面３４ａが示されているが、特許請求される主題は、そのように限定されるべきではないことに留意されたい。例示的なガラス基板２８の縁部のうちのいずれか１つまたは複数に光を入射させることができるためである。例えば、幾つかの実施形態では、縁面３４ａおよびその反対側の縁面３４ｃの両方に、光を入射させることができる。追加の実施形態では、縁面３４ａおよび／またはその反対側の縁面３４ｃではなくまたはそれらに加えて、縁面３４ｂおよびその反対側の縁面３４ｄに光を入射させることができる。光入射面は、透過において１２．８度未満の全幅半値（ＦＷＨＭ）の角度内で光を散乱させるように構成されていてよい。
【0064】
幾つかの実施形態では、ＬＥＤ３６は、光入射縁面、例えば、縁面３４ａから、約０．５ｍｍ未満の距離δに位置することができる。１つ以上の実施形態によれば、ＬＥＤ３６は、ガラス基板への効率的な光結合を提供するために、ガラス基板２８の厚さｔ以下の厚さまたは高さを含むことができる。
【0065】
ＬＥＤのアレイにより発せられた光は、少なくとも１つの縁面３４ａを通って入射し、内部全反射によりガラス基板を通して導かれ、例えば、ガラス基板２８の一方または両方の主面３０，３２上の取出し特徴部によりＬＣＤパネル１２を照明するように取り出される。このような取出し特徴部は、内部全反射を妨害し、ガラス基板２８内を伝播する光を、主面３０，３２の一方または両方を通ってガラス基板の外に向かわせる。したがって、ＢＬＵ２４は、ガラス基板２８の後ろに、ＬＣＤパネル１２に対向して配置され、ガラス基板の裏側、例えば、主面３２から取り出された光を（ＬＣＤパネル１２に向かう）前方方向に向け直す反射板３８をさらに含むことができる。適切な光取出し特徴部は、ガラス基板の表面を直接粗くすることによるかまたはシートを適切な被覆、例えば、拡散膜で被覆することによるかのいずれかにより生成される、ガラス基板上の粗い表面を含むことができる。幾つかの実施形態では、光取出し特徴部は、例えば、適切なインク、例えば、ＵＶ硬化性インクで反射不連続領域（例えば、白色ドット）を印刷し、このインクを乾燥させるかつ／または硬化させることにより得ることができる。幾つかの実施形態では、前述の取出し特徴部の組み合わせを使用することができるかまたは当技術分野において知られている他の取出し特徴部を利用することができる。
【0066】
ＢＬＵは、ガラス基板の主面上に堆積させられた１つ以上の膜または被覆（図示せず）、例えば、量子ドット膜、拡散膜および反射偏光膜またはそれらの組み合わせをさらに含むことができる。
【0067】
局所調光、例えば、一次元（１Ｄ）調光は、ガラス基板２８の少なくとも１つの縁面３４ａに沿った第１の領域を照明する選択されたＬＥＤ３６をオンにし、一方、隣接領域を照明する他のＬＥＤ３６をオフにすることにより達成することができる。逆に、１Ｄ局所調光は、第１の領域を照明する選択されたＬＥＤをオフにし、一方、隣接領域を照明するＬＥＤをオンにすることにより達成することができる。
【0068】
図２に、ガラス基板２８の縁面３４ａに沿って配置されたＬＥＤの第１のサブアレイ４０ａと、ガラス基板２８の縁面３４ａに沿って配置されたＬＥＤの第２のサブアレイ４０ｂと、ガラス基板２８の縁面３４ａに沿って配置されたＬＥＤ３６の第３のサブアレイ４０ｃとを備える、例示的なＬＧＰ２６の一部を示す。３つのサブアレイにより照明されるガラス基板の３つの別個の領域は、Ａ、ＢおよびＣとラベル付けされている。ここで、Ａ領域は、中間領域であり、ＢおよびＣ領域は、Ａ領域に隣接している。領域Ａ，ＢおよびＣはそれぞれ、ＬＥＤサブアレイ４０ａ，４０ｂおよび４０ｃにより照明される。サブアレイ４０ａのＬＥＤが「オン」状態にあり、他のサブアレイ、例えば、サブアレイ４０ｂおよび４０ｃの他の全てのＬＥＤが「オフ」状態にある場合、局所調光指数ＬＤＩは、１－（Ｂ，Ｃ領域の平均輝度）／（Ａ領域の輝度）として定義することができる。ＬＤＩを決定することのより完全な説明は、例えば、「Local Dimming Design and Optimization for Edge-Type LED Backlight Unit」:Jung, et al., SID 2011 Digest, 2011, pp. 1430-1432に見出すことができる。同文献の内容は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
【0069】
任意の１つのアレイもしくはサブアレイ内のＬＥＤの数またはサブアレイの数も、少なくともディスプレイデバイスのサイズの関数であり、図２に示されたＬＥＤの数は、例示のためだけのものであり、限定を意図するものではないことに留意されたい。したがって、各サブアレイは、１つのＬＥＤまたは２つ以上のＬＥＤを含むことができ、あるいは、複数のサブアレイ、例えば、３つのサブアレイ、４つのサブアレイ、５つのサブアレイ等を、特定のＬＣＤパネルを照明するのに必要な数で提供することができる。例えば、典型的な１Ｄ局所調光可能な５５インチ（１３９．７ｃｍ）ＬＣＤ ＴＶは、８～１２のゾーンを有する場合がある。ゾーン幅は、典型的には、約１００ｍｍ～約１５０ｍｍの範囲にある。ただし、幾つかの実施形態では、ゾーン幅がより小さいことができる。ゾーン長は、ガラス基板２８の長さとほぼ同じである。
【0070】
ここから図３を参照して、ガラス基板２８の縁面２９に光学的に結合されている、例えば、縁面２９に隣接して配置されていてよい、少なくとも１つの光源４０を含む、導光板２６を示す。本明細書で使用する場合、「光学的に結合されている」という用語は、光源がＬＧＰ内に光を導入するようにＬＧＰの縁部に配置されることを示すことが意図される。光源は、ＬＧＰと物理的に接触していない場合であっても、ＬＧＰに光学的に結合されていてよい。追加の光源（図示せず）も、ＬＧＰの他の縁面、例えば、隣接するまたは反対側の縁面に光学的に結合されていてよい。
【0071】
光源４０からＬＧＰ内に入射した光は、臨界角未満の入射角で界面に衝突するまで、内部全反射（ＴＩＲ）により矢印１６１で示されるように、ＬＧＰの長さＬに沿って伝播することができる。ＴＩＲは、第１の屈折率を有する第１の材料（例えば、ガラス、プラスチック等）中を伝搬する光が第１の屈折率より低い第２の屈折率を有する第２の材料（例えば、空気等）との界面で全反射することができる現象である。ＴＩＲは、スネルの法則を使用して説明することができる。
【0072】
（１） ｎ１ｓｉｎ（θｉ）＝ｎ２ｓｉｎ（θｒ）
この式は、屈折率の異なる２つの材料間の界面における光の屈折を説明する。スネルの法則に従って、ｎ１は、第１の材料の屈折率であり、ｎ２は、第２の材料の屈折率であり、θｉは、界面に対する法線に対する界面での光入射の角度（入射角）であり、θｒは、この法線に対する屈折光の屈折角である。屈折角（θｒ）が、９０°であり、例えば、ｓｉｎ（θｒ）＝１の場合、スネルの法則は以下のように表現することができる。
この式は、屈折率の異なる２つの材料間の界面における光の屈折を説明する。スネルの法則に従って、ｎ１は、第１の材料の屈折率であり、ｎ２は、第２の材料の屈折率であり、θｉは、界面に対する法線に対する界面での光入射の角度（入射角）であり、θｒは、この法線に対する屈折光の屈折角である。屈折角（θｒ）が、９０°であり、例えば、ｓｉｎ（θｒ）＝１の場合、スネルの法則は以下のように表現することができる。
【0073】
（２） θｃ＝θｉ＝ｓｉｎ－１（ｎ２／ｎ１）
このような条件下での入射角θｉは、臨界角θｃと呼ぶこともできる。臨界角より大きい入射角（θｉ＞θｃ）を有する光は、第１の材料内で内部全反射されるであろう。一方、臨界角以下の入射角（θｉ≦θｃ）を有する光は、第１の材料によりほとんどが透過されるであろう。
このような条件下での入射角θｉは、臨界角θｃと呼ぶこともできる。臨界角より大きい入射角（θｉ＞θｃ）を有する光は、第１の材料内で内部全反射されるであろう。一方、臨界角以下の入射角（θｉ≦θｃ）を有する光は、第１の材料によりほとんどが透過されるであろう。
【0074】
空気（ｎ１＝１）とガラス（ｎ２＝１．５）との間の例示的な界面の場合、臨界角（θｃ）は、４１°と計算することができる。このため、ガラス中を伝播する光が、４１°より大きい入射角で空気－ガラス界面に衝突すると、全ての入射光は、入射角に等しい角度で界面から反射されるであろう。反射光が、第１の界面と同一の屈折率関係を有する第２の界面にぶつかると、第２の界面に入射する光は、再度、入射角に等しい反射角で反射されるであろう。
【0075】
幾つかの実施形態では、ポリマープラットフォーム７２が、第２の主面１９５と反対側のガラス基板２８の主面、例えば、発光面１９０上に配置されていてよい。微細構造７０のアレイは、ＬＧＰの表面１９０および１９５上に配置された他の光学膜（例えば、反射膜および１つ以上の拡散膜（図示せず））と共に、破線矢印１６２により示されたように、光の透過を（例えば、ユーザに向かう）前方方向に導くことができる。幾つかの実施形態では、光源４０は、ランベルト光源、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）であることができる。ＬＥＤからの光は、ＬＧＰ内で素早く広がる場合があり、これにより、（例えば、１つ以上のＬＥＤをオフにすることにより）局所調光を行うのが困難になる場合がある。一方、（図３における矢印１６１により示された）光伝播の方向に細長い１つ以上の微細構造をＬＧＰの表面上に提供することにより、各ＬＥＤ光源がＬＧＰの狭いストリップのみを効果的に照明するように光の広がりを制限することが可能となる場合がある。照明されたストリップは、例えば、ＬＥＤにおける原点の点から、反対側の縁部上の類似の終点まで延びることができる。このように、種々の微細構造構成を使用して、ＬＧＰの少なくとも一部の一次元（１Ｄ）局所調光を比較的効率的に果たすことが可能となる場合がある。
【実施例】
【0076】
種々の実施形態は、下記の非限定的な実施例によりさらに明確になる。
【0077】
以下の実施例のためのシミュレートされたディスプレイ製品の形態の輝度測定装置１００を図４に示す。実験装置には、複数のＬＥＤから構成される底部にエッジライトＬＥＤパネル１１０を有するテレビから取り出されたバックライトユニット（ＢＬＵ）を使用する。ＬＥＤパネル１１０は、導光板１３０の縁面１２０に光学的に結合されていて、導光板１３０内に光を照射する。導光板は、第１の主面１３１および第２の主面１３２により画定される１．１ｍｍの厚さを有する。
【0078】
輝度装置は、底部ライトＬＥＤパネル１１０および取り出された光をＢ側からカメラに跳ね返すためにガラス基板の「背面」または「Ｂ」側に設けられた反射体１４０が設けられた導光板１３０の輝度変化を分析する。光漏れを減少させるためのマスク１５０は、ＬＥＤパネル１１０によるブルーミングの程度を低減させ、サンプルの中間の輝度についての代表値を可能にする。
【0079】
側面からの垂直入射光は、所定の領域内においてｎｉｔ（ｃｄ／ｍ２）単位で輝度測定基準を出力する電荷結合素子（ＣＣＤ）比色計１７０（Radiant ProMetric（登録商標）画像化比色計）により捕捉される。輝度測定装置１００は、テレビのバックライトユニット（ＢＬＵ）に典型的に使用されるポリマーフィルムを欠いているため、垂直入射光１６０のみを捕捉する。この装置は、マスク（１５０ｍｍ×５００ｍｍ×１．１ｍｍの基板の周囲に黒色の周辺部を有する材料シートであり、マスクは、基板の縁部から１０ｍｍ広がっている）と、縁部－ブルームに基づく輝度アーチファクトを低減するために金属製のテレビバックフレーム１８５上の１．５ｍｍの厚さのスペーサ１８０とを使用することによりさらに最適化されている。
【0080】
輝度データ分析をマスクの縁部から２０％の縁部除外ゾーンで行う。この場合、サンプルの平均輝度および輝度の標準偏差を測定する。これは、白色スポット形成の不均一性を完全には捕捉しない工業規格の９点測定と対照的である。十分なサンプリング、適切なデータ処理および分析手順を使用して、白色スポットによるエージングされたサンプルについての輝度（ｎｉｔ（ｃｄ／ｍ２）単位）変化を、ベースライン輝度値（ｎｉｔ（ｃｄ／ｍ２）単位）を提供する基準（例えば、エージングされていないサンプル）に対して測定する。
【0081】
粒子分析を、白色スポットを観察するために、適切な倍率で暗視野モードの光学顕微法を使用して行う。十分なサンプリング、適切なデータ処理および分析手順を使用して、ＬＧＰの輝度、例えば、単位面積当たりの粒子密度（例えば、平方ミリメートル当たり）および／または白色スポットによる表面の被覆率（％）に直接影響を及ぼすかつ／または相関させる測定基準を得た。
【0082】
実施例１
ガラス基板をアルカリ洗浄により洗浄し、次いで、ＡＰＣＶＤチャンバに導入し、以下に記載された被覆スケジュールに供した。この実施例におけるガラス基板は、約７０～８０モル％のＳｉＯ２、約５～１０モル％のＡｌ２Ｏ３、約２～７モル％のＭｇＯおよび約１０～１５モル％のＮａＯを含有した。
ガラス基板をアルカリ洗浄により洗浄し、次いで、ＡＰＣＶＤチャンバに導入し、以下に記載された被覆スケジュールに供した。この実施例におけるガラス基板は、約７０～８０モル％のＳｉＯ２、約５～１０モル％のＡｌ２Ｏ３、約２～７モル％のＭｇＯおよび約１０～１５モル％のＮａＯを含有した。
【0083】
ガラス基板についての下記被覆スケジュールを調査した。
【0084】
１） ２５ｓｃｃｍ（約４．１６７５×１０－７ｍ３／ｓ）でのＴＭＳおよび１３０ｓｃｃｍ（約２．１６７１×１０－６ｍ３／ｓ）での酸素（ＴＭＳ２５）
２） ３５ｓｃｃｍ（約５．８３４５×１０－７ｍ３／ｓ）でのＴＭＳおよび１３０ｓｃｃｍ（約２．１６７１×１０－６ｍ３／ｓ）での酸素（ＴＭＳ３５）
３） ４５ｓｃｃｍ（約７．５０１５×１０－７ｍ３／ｓ）でのＴＭＳおよび１３０ｓｃｃｍ（約２．１６７１×１０－６ｍ３／ｓ）での酸素（ＴＭＳ４５）。
２） ３５ｓｃｃｍ（約５．８３４５×１０－７ｍ３／ｓ）でのＴＭＳおよび１３０ｓｃｃｍ（約２．１６７１×１０－６ｍ３／ｓ）での酸素（ＴＭＳ３５）
３） ４５ｓｃｃｍ（約７．５０１５×１０－７ｍ３／ｓ）でのＴＭＳおよび１３０ｓｃｃｍ（約２．１６７１×１０－６ｍ３／ｓ）での酸素（ＴＭＳ４５）。
【0085】
基板を、基板の上約２ｍｍに直線状プラズマヘッドを備える大気圧ＣＶＤ装置中において１００℃で維持した。被覆厚さは、ＴＥＭ（透過型電子顕微法）およびＨＲ－ＳＥＭ（高分解能走査電子顕微法）で測定したところ、７５～１００ｎｍの範囲にあった。被覆サンプルの合計１５か所を分析した。この場合、各３か所を、輝度コントロール（エージングされていない）ならびに９６時間、２４０時間、５８０時間および９６０時間での６０℃、９０％のＲＨウェザリング表面として使用した。これらの箇所は、図４に示された装置を使用して、ウェザリングによる異質な光取出しについて分析（輝度試験）し、存在する任意のウェザリング特徴部のサイズについて分析（粒子分析）した。また、これらの箇所を、エージングされた膜内の組成およびナトリウム拡散プロファイルについて、ＸＰＳ（ｘ線光電子分光法）によって化学的にも分析した。
【0086】
図５に、高温および高湿度に曝された際の未処理ガラス基板についての光取出しにおける変化を示す。同図において、底部ライトＬＥＤを、図４に示されたガラス基板に導入した。図５に、未処理ガラス基板と比較して、６０℃および９０％の相対湿度で９６時間、２４０時間、５８０時間および９６０時間でウェザリングされると、エージングされたガラス基板が徐々に曇ることを示す。
【0087】
いかなる特定の理論にも拘束されるものではないが、縁部照明で観察される曇りは、マイクロメートル以下～数十マイクロメートルの範囲のサイズにあり、時間の関数として成長する意図しない追加の光取出し特徴部として挙動するナトリウムベースのウェザリング生成物の形成に起因する。光学モデリングを使用して、エージング時に形成される散乱特徴部の関数としてのパネル輝度変化に関して、これらのウェザリングに基づくＬＥＦがＴＶ性能に及ぼす定量的影響を確認した。異質な光取出しは、ウェザリング生成物の存在に近い位置において９６０時間で８倍増加することが示されている。
【0088】
図６は、約１００ｎｍの厚さの有機ケイ酸塩膜が設けられ、エージングされたガラス基板（５０．８ｍｍ×５０．８ｍｍ×１．１ｍｍ）上に形成された任意のウェザリング生成物を考慮した、エージングされていない有機ケイ酸塩膜表面との比較での異質な光取出しの視覚的表現を提供する。図６に示された写真に示されているように、また、図５とは全く対照的に、ＡＰＣＶＤ被覆（すなわち、上記特定されたＴＭＳ２５、３５、４５）が設けられた、エージングされていないガラス基板およびエージングされたガラス基板の輝度には、観察可能な差異は検出されていない。
【0089】
図７に、６０℃および９０％の相対湿度で９６～９６０時間ウェザリングした場合の、未改質ガラス基板（コントロール）およびＴＭＳ２５、ＴＭＳ３５、ＴＭＳ４５についての輝度変化をグラフで示す。図８に、６０℃および９０％の相対湿度で９６～９６０時間ウェザリングした場合の、粒子分析により得られたこれらのガラス表面のウェザリング生成物（「白色スポット」）による被覆率をグラフで示す。やはり、これは、ＡＰＣＶＤ有機ケイ酸塩膜が、ウェザリング生成物ベースの異質な光取出しを低減することにより改善を与えることを、より低い輝度値に基づいて実証している。加えて、光学顕微法では、エージングによる膜の完全性の損失または層間剥離は観察されていない。
【0090】
以下の表１に、膜の上部５～７ｎｍの分析を提供するために、サンプルの縁部から離れた３つの分析領域からｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により得られた、６０℃および９０％の相対湿度で０時間および９６０時間ウェザリングした場合の、ＴＭＳ２５、３５、４５の平均元素組成（原子％）および炭素の化学状態を示す。
【0091】
【表1-1】
【0092】
【表1-2】
【0093】
【表1-3】
【0094】
この実施例で実証されたように、ＴＭＳ２５、ＴＭＳ３５およびＴＭＳ４５はそれぞれ、ウェザリング生成物の形成を促進することができるエージングの際に、外表面に抽出されるアルカリ含量の緩和をもたらした。アルカリ拡散の緩和は、ウェザリング生成物の形成の低減およびその現象に関連する信頼性特性の改善のためには、完全である必要はないことに留意されたい。
【0095】
実施例２
ガラス基板を、アルカリ洗浄により洗浄し、イソプロピルアルコール中の３０質量％のHoneywell Accuglass（登録商標）512Bスピンオンガラスを、下記スケジュール：５００ＲＰＭで５秒間＋３０００ＲＰＭで３０秒間に従ってガラス上にスピンし、続けて、８０℃で３０分間＋１５０℃で３０分間＋４２０℃で６０分間の硬化スケジュールを実施した。硬化スケジュールを、シルセスキオキサン構造を完全に縮合するように選択した。被覆厚さは、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）およびＨＲ－ＳＥＭ（高分解能走査型電子顕微鏡）で測定したところ、ほぼ２００ｎｍであった。
ガラス基板を、アルカリ洗浄により洗浄し、イソプロピルアルコール中の３０質量％のHoneywell Accuglass（登録商標）512Bスピンオンガラスを、下記スケジュール：５００ＲＰＭで５秒間＋３０００ＲＰＭで３０秒間に従ってガラス上にスピンし、続けて、８０℃で３０分間＋１５０℃で３０分間＋４２０℃で６０分間の硬化スケジュールを実施した。硬化スケジュールを、シルセスキオキサン構造を完全に縮合するように選択した。被覆厚さは、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）およびＨＲ－ＳＥＭ（高分解能走査型電子顕微鏡）で測定したところ、ほぼ２００ｎｍであった。
【0096】
このサンプルを、以下「スピンオンＳｉＯＣ：Ｈ」と表し、被覆されていないガラス基板（「コントロール」）と共に、高温、高湿度環境（６０℃、９０％のＲＨ）で約１０００時間ウェザリングさせた。とりわけ、合計１５か所の被覆スケジュールを処理した。この場合、各３か所を、０時間での輝度コントロールならびに６０℃、９０％のＲＨで９６時間、２４０時間、５８０時間および９６０時間ウェザリングされた表面として使用した。これらの箇所について、実施例１に記載されたように、光取出し（輝度試験）および粒子分析（ウェザリング生成物ベースの特徴部）を分析した。また、これらの箇所について、やはり、実施例１で上記されたように、エージングされた膜内の組成およびナトリウム拡散プロファイルもＸＰＳにより化学的に分析した。図５を参照して、高温および高湿度に曝された場合の、未処理ガラス基板についての光取出しの変化を示す。対照的に、図９に見られるように、エージングされていないかつエージングされたスピンオンガラス被覆の輝度には、観察可能な差異が検出されていない。さらに、図１０における輝度の結果および図１１に示された粒子分析により得られた散乱特徴部（「白色スポット」）によるガラス表面の被覆率の低下から、スピンオンガラス有機ケイ酸塩膜がウェザリング生成物ベースの異質な光取出しを緩和することが実証されている。エージングされたスピンオンガラス被覆の輝度値は、同じ基板の未改質形態より低い。加えて、膜のエージングによる輝度値および微粒子による被覆率は変化しないままである。加えて、光学顕微法では、エージングによる膜の完全性の損失または層間剥離は観察されていない。
【0097】
以下の表２に、膜の上部５～７ｎｍの分析を提供するために、サンプルの縁部から離れた３つの分析領域からｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により得られた、６０℃および９０％の相対湿度で０時間および９６０時間ウェザリングした場合の、スピンオンＳｉＯＣ：Ｈの平均元素組成（原子％）および炭素の化学状態を示す。
【0098】
【表2-1】
【0099】
【表2-2】
【0100】
【表2-3】
【0101】
この実施例で実証されたように、スピンオンガラス膜は、（技術の高分解能の範囲内で）ウェザリング生成物の形成を促進することができるエージングの際に、外表面に抽出されるアルカリ含量の完全緩和をもたらすことが示される。アルカリ拡散の緩和は、ウェザリング生成物の形成の低減およびその現象に関連する信頼性特性の改善のためには、完全である必要はないことにやはり留意されたい。スピンオンガラス被覆は、アルカリ欠乏の上面（および膜バルク）を提供し、これは、アルカリ拡散の緩和により、非架橋酸素（ガラス構造内の抽出アルカリの供給源）に付着した高レベルの改質剤を有する高アルカリおよびアルカリ土類含有ガラス上でのウェザリングに基づく腐食メカニズムを低減する。
【0102】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【0103】
実施形態１
導光板であって、
厚さを画定する少なくとも２つの主面と、光源から光を受け取るように構成されている縁面とを含み、前記光源からの前記光を分布させるように構成されているガラス基板と、
前記少なくとも２つの主面のうちの１つの主面上に配置されている有機ケイ酸塩膜と
を備え、
前記有機ケイ酸塩膜は、有機ケイ酸塩膜を備えていない導光板と比較して、６０℃および９０％の相対湿度で９６０時間エージングした際の白色スポットの形成を低減する、
導光板。
導光板であって、
厚さを画定する少なくとも２つの主面と、光源から光を受け取るように構成されている縁面とを含み、前記光源からの前記光を分布させるように構成されているガラス基板と、
前記少なくとも２つの主面のうちの１つの主面上に配置されている有機ケイ酸塩膜と
を備え、
前記有機ケイ酸塩膜は、有機ケイ酸塩膜を備えていない導光板と比較して、６０℃および９０％の相対湿度で９６０時間エージングした際の白色スポットの形成を低減する、
導光板。
【0104】
実施形態２
前記導光板が、４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲にわたって、前記有機ケイ酸塩膜を有する主面に対して垂直な９０％超の透過率を示す、実施形態１記載の導光板。
前記導光板が、４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲にわたって、前記有機ケイ酸塩膜を有する主面に対して垂直な９０％超の透過率を示す、実施形態１記載の導光板。
【0105】
実施形態３
前記有機ケイ酸塩膜が、単層であり、前記ガラス基板が、追加の層を有さない、実施形態２記載の導光板。
前記有機ケイ酸塩膜が、単層であり、前記ガラス基板が、追加の層を有さない、実施形態２記載の導光板。
【0106】
実施形態４
光取出し特徴部（ＬＥＦ）またはレンチキュラーレンズのうちの１つ以上が、前記有機ケイ酸塩膜上に適用されている、実施形態２記載の導光板。
光取出し特徴部（ＬＥＦ）またはレンチキュラーレンズのうちの１つ以上が、前記有機ケイ酸塩膜上に適用されている、実施形態２記載の導光板。
【0107】
実施形態５
前記ガラス基板が、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラスおよびソーダ石灰ガラスからなる群から選択される、実施形態２記載の導光板。
前記ガラス基板が、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラスおよびソーダ石灰ガラスからなる群から選択される、実施形態２記載の導光板。
【0108】
実施形態６
前記ガラス基板が、酸化物ベース（モル％）で、
５０～９０モル％のＳｉＯ２、
０～２０モル％のＡｌ２Ｏ３、
０～２０モル％のＢ２Ｏ３および
０～２５モル％のＲｘＯ
を含み、
式中、ｘが、２であり、Ｒが、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓおよびそれらの組み合わせから選択されるか、またはｘが、１であり、Ｒが、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよびそれらの組み合わせから選択され、
前記ガラス基板が、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯおよびＭｇＯから選択される少なくとも０．５モル％の１つの酸化物を含む、
実施形態２記載の導光板。
前記ガラス基板が、酸化物ベース（モル％）で、
５０～９０モル％のＳｉＯ２、
０～２０モル％のＡｌ２Ｏ３、
０～２０モル％のＢ２Ｏ３および
０～２５モル％のＲｘＯ
を含み、
式中、ｘが、２であり、Ｒが、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓおよびそれらの組み合わせから選択されるか、またはｘが、１であり、Ｒが、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよびそれらの組み合わせから選択され、
前記ガラス基板が、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯおよびＭｇＯから選択される少なくとも０．５モル％の１つの酸化物を含む、
実施形態２記載の導光板。
【0109】
実施形態７
前記ガラス基板が、酸化物ベース（モル％）で、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選択される少なくとも３．５モル％の１つの酸化物を含む、実施形態６記載の導光板。
前記ガラス基板が、酸化物ベース（モル％）で、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選択される少なくとも３．５モル％の１つの酸化物を含む、実施形態６記載の導光板。
【0110】
実施形態８
前記有機ケイ酸塩膜が、約１ｎｍ～約１２００ｎｍの厚さを有する、実施形態２記載の導光板。
前記有機ケイ酸塩膜が、約１ｎｍ～約１２００ｎｍの厚さを有する、実施形態２記載の導光板。
【0111】
実施形態９
前記有機ケイ酸塩膜が、スプレーコーティング膜である、実施形態２記載の導光板。
前記有機ケイ酸塩膜が、スプレーコーティング膜である、実施形態２記載の導光板。
【0112】
実施形態１０
前記有機ケイ酸塩膜が、ディップコーティング膜である、実施形態２記載の導光板。
前記有機ケイ酸塩膜が、ディップコーティング膜である、実施形態２記載の導光板。
【0113】
実施形態１１
前記有機ケイ酸塩膜が、スピンオンガラス形成膜である、実施形態２記載の導光板。
前記有機ケイ酸塩膜が、スピンオンガラス形成膜である、実施形態２記載の導光板。
【0114】
実施形態１２
前記有機ケイ酸塩膜が、化学気相成長法で形成された膜である、実施形態２記載の導光板。
前記有機ケイ酸塩膜が、化学気相成長法で形成された膜である、実施形態２記載の導光板。
【0115】
実施形態１３
前記有機ケイ酸塩膜が、
（ａ）約１．０５～約１．４５の範囲にある屈折率；
（ｂ）少なくとも約７０°の水接触角；
（ｃ）約５５ｍＪ／ｍ２未満の総表面エネルギー；または
（ｄ）約２５ｍＪ／ｍ２未満の極性表面エネルギー成分
のうちの１つ以上を示す、実施形態２記載の導光板。
前記有機ケイ酸塩膜が、
（ａ）約１．０５～約１．４５の範囲にある屈折率；
（ｂ）少なくとも約７０°の水接触角；
（ｃ）約５５ｍＪ／ｍ２未満の総表面エネルギー；または
（ｄ）約２５ｍＪ／ｍ２未満の極性表面エネルギー成分
のうちの１つ以上を示す、実施形態２記載の導光板。
【0116】
実施形態１４
前記有機ケイ酸塩膜が、有機ケイ酸塩膜を備えていない導光板と比較して、６０℃および９０％の相対湿度で９６０時間エージングした際の白色スポットの形成を低減する、実施形態１記載の導光板。
前記有機ケイ酸塩膜が、有機ケイ酸塩膜を備えていない導光板と比較して、６０℃および９０％の相対湿度で９６０時間エージングした際の白色スポットの形成を低減する、実施形態１記載の導光板。
【0117】
実施形態１５
ディスプレイ製品であって、
光源と、
反射体と、
実施形態１記載の導光板と
を備える、ディスプレイ製品。
ディスプレイ製品であって、
光源と、
反射体と、
実施形態１記載の導光板と
を備える、ディスプレイ製品。
【0118】
実施形態１６
前記光源が、前記ガラス基板の前記縁面に光学的に結合されている発光ダイオード（ＬＥＤ）である、実施形態１５記載のディスプレイ製品。
前記光源が、前記ガラス基板の前記縁面に光学的に結合されている発光ダイオード（ＬＥＤ）である、実施形態１５記載のディスプレイ製品。
【0119】
実施形態１７
導光板として使用するためのガラス基板を処理する方法であって、
厚さを画定する少なくとも２つの主面と、縁面とを備えるガラス基板を提供するステップと、
前記少なくとも２つの主面のうちの少なくとも１つの主面上に有機ケイ酸塩膜を形成するステップと
を含み、
前記有機ケイ酸塩膜を備えていないガラス基板と比較して、前記有機ケイ酸塩膜を有する前記主面上でのアルカリ塩の形成により生じる、ウェザリングに基づく前記導光板における輝度の不均一性が低減される、
方法。
導光板として使用するためのガラス基板を処理する方法であって、
厚さを画定する少なくとも２つの主面と、縁面とを備えるガラス基板を提供するステップと、
前記少なくとも２つの主面のうちの少なくとも１つの主面上に有機ケイ酸塩膜を形成するステップと
を含み、
前記有機ケイ酸塩膜を備えていないガラス基板と比較して、前記有機ケイ酸塩膜を有する前記主面上でのアルカリ塩の形成により生じる、ウェザリングに基づく前記導光板における輝度の不均一性が低減される、
方法。
【0120】
実施形態１８
前記有機ケイ酸塩膜が、前記導光板上の白色スポットの形成を低減するかまたは防止する、実施形態１７記載の方法。
前記有機ケイ酸塩膜が、前記導光板上の白色スポットの形成を低減するかまたは防止する、実施形態１７記載の方法。
【0121】
実施形態１９
前記有機ケイ酸塩膜を形成するステップが、前記ガラス基板上に前記有機ケイ酸塩膜を堆積させるために、ケイ素含有前駆体の流れおよび共反応物の流れを導入するステップを含む、実施形態１７記載の方法。
前記有機ケイ酸塩膜を形成するステップが、前記ガラス基板上に前記有機ケイ酸塩膜を堆積させるために、ケイ素含有前駆体の流れおよび共反応物の流れを導入するステップを含む、実施形態１７記載の方法。
【0122】
実施形態２０
前記ケイ素含有前駆体および前記共反応物が、化学気相成長（ＣＶＤ）チャンバに導入される、実施形態１９記載の方法。
前記ケイ素含有前駆体および前記共反応物が、化学気相成長（ＣＶＤ）チャンバに導入される、実施形態１９記載の方法。
【0123】
実施形態２１
前記ケイ素含有前駆体および前記共反応物が、大気圧でまたは大気圧付近で前記化学気相成長（ＣＶＤ）チャンバ内に導入される、実施形態２０記載の方法。
前記ケイ素含有前駆体および前記共反応物が、大気圧でまたは大気圧付近で前記化学気相成長（ＣＶＤ）チャンバ内に導入される、実施形態２０記載の方法。
【0124】
実施形態２２
前記ケイ素含有前駆体が、シランまたはシロキサンまたはシラザンのうちの１つ以上を含み、前記共反応物が、酸素、アンモニアと酸素との混合物または窒素と酸素との混合物のうちの１つ以上を含む、実施形態２０記載の方法。
前記ケイ素含有前駆体が、シランまたはシロキサンまたはシラザンのうちの１つ以上を含み、前記共反応物が、酸素、アンモニアと酸素との混合物または窒素と酸素との混合物のうちの１つ以上を含む、実施形態２０記載の方法。
【0125】
実施形態２３
前記シランが、テトラメチルシラン、トリメチルシランおよびテトラメチルジシラザンから選択される、実施形態２２記載の方法。
前記シランが、テトラメチルシラン、トリメチルシランおよびテトラメチルジシラザンから選択される、実施形態２２記載の方法。
【0126】
実施形態２４
前記シロキサンが、ヘキサメチルジシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサンおよびヘキサメチルジシラザンから選択される、実施形態２２記載の方法。
前記シロキサンが、ヘキサメチルジシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサンおよびヘキサメチルジシラザンから選択される、実施形態２２記載の方法。
【0127】
実施形態２５
前記有機ケイ酸塩膜を形成するステップが、
任意選択的に、前記ガラス基板をアルカリ洗浄で洗浄するステップと、
重合されたまたは部分重合されたシロキサン化合物を、任意選択的に溶媒と共に、前記ガラス基板上に導入するステップと、
前記重合されたまたは部分重合されたシロキサン化合物を硬化させるステップと
を含む、実施形態１７記載の方法。
前記有機ケイ酸塩膜を形成するステップが、
任意選択的に、前記ガラス基板をアルカリ洗浄で洗浄するステップと、
重合されたまたは部分重合されたシロキサン化合物を、任意選択的に溶媒と共に、前記ガラス基板上に導入するステップと、
前記重合されたまたは部分重合されたシロキサン化合物を硬化させるステップと
を含む、実施形態１７記載の方法。
【0128】
実施形態２６
重合されたまたは部分重合されたメチルシルセスキオキサンおよびイソプロピルアルコールが、前記ガラス基板上に導入される、実施形態２５記載の方法。
重合されたまたは部分重合されたメチルシルセスキオキサンおよびイソプロピルアルコールが、前記ガラス基板上に導入される、実施形態２５記載の方法。
【0129】
実施形態２７
前記重合されたまたは部分重合されたシロキサン化合物が、前記重合されたまたは部分重合されたメチルシルセスキオキサンのシルセスキオキサン構造を完全に縮合するのに十分な温度および時間で硬化させられる、実施形態２５記載の方法。
前記重合されたまたは部分重合されたシロキサン化合物が、前記重合されたまたは部分重合されたメチルシルセスキオキサンのシルセスキオキサン構造を完全に縮合するのに十分な温度および時間で硬化させられる、実施形態２５記載の方法。
【0130】
実施形態２８
前記重合されたまたは部分重合されたシロキサン化合物が、前記ガラス基板上にスピン塗布される、実施形態２５記載の方法。
前記重合されたまたは部分重合されたシロキサン化合物が、前記ガラス基板上にスピン塗布される、実施形態２５記載の方法。
【0131】
実施形態２９
前記重合されたまたは部分重合されたシロキサン化合物が、前記ガラス基板上にディップコーティングされる、実施形態２５記載の方法。
前記重合されたまたは部分重合されたシロキサン化合物が、前記ガラス基板上にディップコーティングされる、実施形態２５記載の方法。
【0132】
実施形態３０
前記重合されたまたは部分重合されたシロキサン化合物が、前記ガラス基板上にスプレーコーティングされる、実施形態２５記載の方法。
前記重合されたまたは部分重合されたシロキサン化合物が、前記ガラス基板上にスプレーコーティングされる、実施形態２５記載の方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【国際調査報告】