(57)【要約】  ガラス基板の第１の表面にレーザーで接触して、直径および深さを有する複数の光抽出特徴を生成することを含む、ガラス物品を製造する方法であり、当該光抽出特徴は、抽出した光の色ずれΔｙを生成し、ここで、長さ５００ｍｍ当たりΔｙ＜０．０１である。説明されるガラス物品は、第１の表面および第２の表面を備え得、当該第１の表面は、複数のレーザー誘起された光抽出特徴を備え、当該複数のレーザー誘起された光抽出特徴は、長さ５００ｍｍ当たりΔｙ＜０．０１の色ずれを生成する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス物品であって、
第１の表面および対向する第２の表面を備え、
前記第１の表面は、複数のレーザー誘起された光抽出特徴を備え、
前記複数のレーザー誘起された光抽出特徴は、長さ５００ｍｍ当たりΔｙ＜０．０１の色ずれを生成する、ガラス物品。
【請求項２】
前記ガラス物品は、約２００ＭＰａより大きい同心リング破壊強度を有する、請求項１記載のガラス物品。
【請求項３】
前記複数のレーザー誘起された光抽出特徴の個々のレーザー誘発された光抽出特徴は、約５μｍから約１ｍｍまでの範囲の直径および約１μｍから約３ｍｍまでの範囲の深さを含む、請求項１から２のいずれかに記載のガラス物品。
【請求項４】
前記複数のレーザー誘起された光抽出特徴の個々のレーザー誘発された光抽出特徴は、前記第１の表面において１μｍと５００μｍとの間である最小幅、前記第１の表面において１μｍと５００μｍとの間である最大幅、前記第１の表面において１と１０との間であるアスペクト比、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１から３のいずれかに記載のガラス物品。
【請求項５】
前記複数のレーザー誘起された光抽出特徴の個々のレーザー誘起された光抽出特徴は、前記第１の表面において深さと最小幅、および０．０１から１００までである該深さと該最小幅との比を含む、請求項１から３のいずれかに記載のガラス物品。
【請求項６】
前記ガラス物品の厚さは、０．２ｍｍから４ｍｍまでの範囲である、請求項１から５のいずれかに記載のガラス物品。
【請求項７】
前記ガラス物品の前記厚さは、０．７ｍｍから２ｍｍまでの範囲である、請求項６記載のガラス物品。
【請求項８】
前記ガラス物品は、拡散フィルム、輝度向上フィルム、または両方をさらに備える、請求項１から７のいずれかに記載のガラス物品。
【請求項９】
前記ガラス物品は、前記ガラス物品の１つまたは複数の側面に光を結合する１つまたは複数の光源をさらに備える、請求項１から８のいずれかに記載のガラス物品。
【請求項１０】
前記複数のレーザー誘発された光抽出特徴は、前記ガラス物品にわたり＞８０％の光抽出一様性を提供する、請求項１から９のいずれかに記載のガラス物品。
【請求項１１】
前記ガラス物品は、２ｍと６ｍとの間の曲率半径で湾曲される、請求項１から１０のいずれかに記載のガラス物品。
【請求項１２】
前記複数の光抽出特徴は、不規則の、配列された、反復、非反復、対称、および非対称から成る群から選択されるパターンで前記第１の表面上に存在する、請求項１から１１のいずれかに記載のガラス物品。
【請求項１３】
凹面の前記光抽出特徴の前記深さ、直径、深さと直径の比、および形態のうちの任意の１つ、またはそれらの組み合わせは、前記第１の表面上の位置の関数として変動する、請求項１から１２のいずれかに記載のガラス物品。
【請求項１４】
前記対向する第２の表面は、第２の複数の光抽出特徴を備える、請求項１から１３のいずれかに記載のガラス物品。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれかに記載のガラス物品を含む、ディスプレイ装置または照明器具。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１６年３月２９日に出願された米国仮出願第６２／３１４６６２号の優先権の利益を米国特許法第１１９条のもとに主張し、この内容は、依拠され、全体を参照により本明細書に援用される。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、概して、ガラス物品およびそのようなガラス物品を含むディスプレイ装置に関し、より詳細には、光抽出特徴を備えるガラスライトガイドおよびそれを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ、ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）は、携帯電話、ラップトップ型コンピューター、電子タブレット、テレビ、およびコンピューターモニター等の様々な電子機器において一般に使用される。より大型で高解像度のフラットパネルディスプレイへの高まる需要により、ディスプレイに使用するための大型で高品質のガラス基板が必要となっている。例えば、ガラス基板は、ＬＣＤにおける導光板（ＬＧＰ、ｌｉｇｈｔ  ｇｕｉｄｅ  ｐｌａｔｅ）として使われる場合があり、導光板には光源が結合されている場合がある。薄型化したディスプレイの一般的なＬＣＤ構成は、ライトガイドの端部に光学的に結合される光源を含む。導光板は、多くの場合、光がライトガイドの長さに沿って進む際に、光を散乱するための光抽出特徴を１つまたは複数の表面上に備えており、それにより、光の一部がライトガイドから漏れて閲覧者に向かって投射される。ライトガイドの長さに沿った光の散乱の均一性を向上するための、そのような光抽出特徴のエンジニアリングが、より高品質の投射画像を生成しようとして研究されてきた。
【０００４】
今日、導光板は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）またはメチルメタクリレートスチレン（ＭＳ）等の高透過特性を有するプラスチック材料から構築できる。しかし、それらの比較的低い機械的強度に起因して、ＰＭＭＡまたはＭＳから、昨今の消費者需要を満たすのに十分に大きく、かつ薄いライトガイドを製造することは困難であることがある。プラスチックライトガイドは、また、低い熱膨張率に起因して、光源とガイドとの間に大きい間隙が必要となる場合があり、このことにより、光学的結合効率が低減し、かつ／またはより大きいディスプレイベゼルが必要となることがある。ガラスライトガイドが、その低光減衰、低熱膨張率、および高機械的強度のために、プラスチックライトガイドの代替物として提案されてきた。プラスチック材料上の光抽出特徴を提供する方法は、例えば、光抽出特徴を生成するための射出成型およびレーザー損傷を挙げることができる。射出成型およびレーザー損傷がプラスチックライトガイドには良好に作用する一方で、これらの技法は、ガラスライトガイドには不適合であることがある。特に、レーザー露光はガラスの信頼性を危うくする場合があり、例えば、チッピング、亀裂伝播、および／または板破断を助長する場合がある。
【０００５】
それに加えて、レーザー損傷は、非常に小さいために導光板から効率的に光を抽出しない抽出特徴を生成する場合がある。そのような小さな特徴の密度を増大することは可能な場合があるが、加工の長さ、したがって生産のためのコストおよび／または時間を増大するおそれがある。その上、ガラスのレーザー損傷は、抽出特徴の周囲にデブリおよび／または欠陥を生じるおそれがある。そのようなデブリおよび欠陥は、光抽出を増大できるが、その不均一性に起因して、画像アーチファクトまたは欠陥（「ムラ」）につながるおそれのある高周波ノイズを生じる場合がある。様々な形状および／またはサイズを有する欠陥は、また、波長依存散乱を生じ、望ましくない色ずれを起こすおそれがある。さらに、ガラス物品にレーザーを介してエネルギーを追加すると、様々な化学反応を誘発することがあり、ガラス物品の表面上に再蒸着するガス状生成物を生成するおそれがある。光抽出特徴の近傍における、これらの堆積物および／または化学的変化は、また、色ずれを生成する、かつ／または高周波ノイズを生じるおそれがある。
【０００６】
光抽出特徴をガラスライトガイドに適用するための代替の方法は、スクリーン印刷またはインクジェット印刷等の印刷技法を挙げることができる。特に、インクジェットまたはスクリーン印刷は、白色インクまたは散乱インクとともに、ライトガイド上にパターンを作るために使用できる。しかし、光抽出特徴をガラス上に印刷することは、他の課題をもたらす場合がある。例えば、インクそのものが、光の一部を吸収し、色ずれを生じる場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、前述の欠点に対処する、ディスプレイ装置のための導光板、例えば、画質の向上ならびに色ずれおよび／または高周波ノイズの低減を提供する光抽出特徴を有するガラス導光板等のガラス物品を提供することは有利である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示は、様々な実施形態において、ガラス基板の第１の表面をレーザーと接触させて、直径および深さを有する複数の光抽出特徴を生成するステップを含む、ガラス物品を製造する方法に関し、当該光抽出特徴は、長さ５００ｍｍ当たりΔｙ＜０．０１の抽出された光の色ずれを生成する。いくつかの実施形態において、前記ガラス物品は、約２００ＭＰａより大きい同心リング破壊強度（ｃｏｎｃｅｎｔｒｉｃ  ｒｉｎｇ  ｆａｉｌｕｒｅ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ）を有する。いくつかの実施形態において、前記レーザーは、ＣＯ２レーザー、ＣＯレーザー、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）レーザー、振動数３倍ネオジムドープＹＡＧ（Ｎｄ：ＹＡＧ）レーザー、および振動数３倍ネオジムドープイットリウムバナジン酸（Ｎｄ：ＹＶＯ４）レーザーから成る群から選択される。いくつかの実施形態において、個々の光抽出特徴は、前記第１の表面において１マイクロメートル（μｍ）と５００マイクロメートルとの間である最小幅、前記第１の表面において１マイクロメートルと５００マイクロメートルとの間である最大幅、前記第１の表面において１と１０との間であるアスペクト比、またはそれらの組み合わせを有してもよい。いくつかの実施形態において、個々のレーザー誘起された光抽出特徴は、約０．０１から１００までである、深さと最小幅との比を有してもよい。いくつかの実施形態において、前記ガラス物品は、厚さが０．２ｍｍから４ｍｍまでである。いくつかの実施形態において、前記方法は、拡散フィルム、輝度向上フィルム、または両方を前記第１の表面または第２の表面上に蒸着するステップをさらに含む。いくつかの実施形態において、前記ガラス物品を２メートル（ｍ）と６ｍとの間の曲率半径で湾曲させるステップをさらに含む。いくつかの実施形態において、前記接触させるステップは、（ａ）レーザー焦点領域の垂直位置を制御するステップ、（ｂ）最小レーザースポット半径を制御するステップ、（ｃ）レーザー波長を材料吸収に対して制御するステップ、（ｄ）レーザーパルスエネルギーを制御するステップ、（ｅ）レーザーパルス長を制御するステップ、（ｆ）基板速度に対し、レーザースポット速度を制御するステップ、（ｇ）レーザーパルス繰返し率を制御するステップ、（ｈ）パルス間の時間を制御するステップ、（ｉ）レーザーデューティサイクルを制御するステップ、（ｊ）レーザー平均出力を制御するステップ、または（ｋ）ステップ（ａ）から（ｊ）の組み合わせ、をさらに含み、前記第１の表面上の前記複数の光抽出特徴を、不規則の、配列された、反復、非反復、対称、および非対称から成る群から選択されるパターンで得る。
【０００９】
本開示は、また、第１の表面および対向する第２の表面を備えるガラス物品に関し、当該第１の表面は、複数のレーザー誘起された光抽出特徴を備え、当該複数のレーザー誘起された光抽出特徴は、長さ５００ｍｍ当たりΔｙ＜０．０１の色ずれを生成する。いくつかの実施形態において、前記ガラス物品は、約２００メガパスカル（ＭＰａ）より大きい同心リング破壊強度を有する。いくつかの実施形態において、前記複数のレーザー誘起された光抽出特徴の各々は、約５μｍから約１ｍｍまでの範囲の直径および約１μｍから約３ｍｍまでの範囲の深さを有する。いくつかの実施形態において、前記複数のレーザー誘起された光抽出特徴の各々は、前記第１の表面において１μｍと５００μｍとの間である最小幅、前記第１の表面において１μｍと５００μｍとの間である最大幅、前記第１の表面において１と１０との間であるアスペクト比、またはそれらの組み合わせを有する。いくつかの実施形態において、個々のレーザー誘起された光抽出特徴は、０．０１から１００までである、深さと最小幅との比を有し得る。いくつかの実施形態において、前記ガラス物品は、厚さが０．２ｍｍから４ｍｍまでである。いくつかの実施形態において、前記ガラス物品は、厚さが０．７ｍｍ、１．１ｍｍ、または２ｍｍである。いくつかの実施形態において、前記ガラス物品は、拡散フィルム、輝度向上フィルム、または両方をさらに備える。いくつかの実施形態において、前記ガラス物品は、光を前記ガラス物品の１つまたは複数の側面に結合する１つまたは複数の光源をさらに備える。いくつかの実施形態において、前記複数のレーザー誘起された光抽出特徴は、前記ガラス物品にわたり＞８０％の光抽出一様性を提供する。いくつかの実施形態において、前記ガラス物品は、２ｍと６ｍとの間の曲率半径で湾曲される。いくつかの実施形態において、前記複数の光抽出特徴は、不規則の、配列された、反復、非反復、対称、および非対称から成る群から選択されるパターンで前記第１の表面上に存在する。いくつかの実施形態において、凹面の前記光抽出特徴の前記深さ、直径、深さと直径の比、および形態のうちの任意の１つ、またはそれらの組み合わせは、前記第１の表面上の位置の関数として変動する。いくつかの実施形態において、前記対向する第２の表面は、第２の複数の光抽出特徴を備える。
【００１０】
本明細書で開示される実施形態は、これに限定されないが印刷技術等の従来技術に対するいくつかの利点を提供する。例えば、新たな設計反復の度に、スクリーン印刷では新たなスクリーンパターンまたはマスクの製造および調整が必要となるが、本明細書で説明される実施形態によるレーザーパターニングでは、抽出パターンに対する迅速なソフトウェア変更が可能であり、これにより開発コストが低減される。その上、印刷に使用されるスクリーンには、頻繁な洗浄および取り換えが必要であり、これにより、作業コストが増大し、ダウンタイムが増大し、スクリーンおよびインクジェット印刷にはともに別に硬化工程（熱またはＵＶ）が必要であり、これにより処理量が減少する。ガラスに材料を添加するこのような従来のパターニング技法（印刷またはマイクロレプリケーション）では、得られる導光板は、当該材料の光学的特性に対し感度を有するようになり、これにより色ずれが増大する。さらに、剥離のおそれにより、従来技法によって製造された導光板のさらなる破壊モードが提示される。本明細書に開示される実施形態は、また、従来のＣＯ２系（すなわち、熱）のレーザーパターニング技術に対するいくつかの利点を提供する。例えば、本明細書で説明される例示的なプロセスは、ポストＣＯ２曝露／エッチングプロセスなしで、湾曲したディスプレイにおいて使用できる高強度の部品をもたらす。本明細書で説明される例示的なプロセスは、また、得られる導光板の光出力にばらつきを加えることがある、切除された材料の再蒸着または亀裂形成が最小限の、輪郭が明瞭な特徴をもたらす。本明細書で説明される例示的なプロセスは、また、色ずれが少ない導光板をもたらし、廃棄材料を最小限にし、硬化を必要としない。
【００１１】
本開示のさらなる特徴および利点は、以下の詳細な説明において記述され、この説明から、当業者には部分的に容易に明らかとなるであろう、または、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、ならびに添付された図面を含む本明細書で説明される方法を実行することにより、認識されるであろう。
【００１２】
前述の一般的な説明および以下の詳細な説明はともに、本開示の様々な実施形態を提示し、かつ特許請求の範囲の性質および特徴を理解するための概観または枠組を提供することを意図するものである。添付の図面は、本開示のさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する。図面は、本開示の様々な実施形態を例示し、説明とともに本開示の原理および実施を説明するために有用である。
【００１３】
以下の詳細な説明は、以下の図面とともに読めばさらに理解され、可能な場合は、同様の数字は同様の構成要素のことを言い、添付された図は必ずしも縮尺して描かれていないことが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】いくつかの実施形態による例示的な導光板の図である。
【図２】いくつかの実施形態の光抽出パターンの図である。
【図３】さらなる実施形態の光抽出パターンの図である。
【図４】追加の実施形態の光抽出パターンの図である。
【図５Ａ】いくつかの実施形態における例示的なレーザー特徴の共焦点顕微鏡画像である。
【図５Ｂ】いくつかの実施形態における例示的なレーザー特徴の共焦点顕微鏡画像である。
【図５Ｃ】いくつかの実施形態における例示的なレーザー特徴の共焦点顕微鏡画像である。
【図６】いくつかの実施形態の例示的なレーザー特徴の深さプロファイルである。
【図７】他の実施形態の他の例示的なレーザー特徴の深さプロファイルを提供する。
【図８】例示的な光抽出特徴の３次元図である。
【図９Ａ】いくつかの実施形態のための光度対特徴幅の角度依存性のプロットである。
【図９Ｂ】幅が５０マイクロメートル、１００マイクロメートル、および２００マイクロメートルの特徴幅に対応する図９Ａの３断面のグラフである。
【図１０】図９Ａのピーク光度の変化のプロットである。
【図１１Ａ】他の実施形態のための光度対特徴幅の角度依存性のプロットである。
【図１１Ｂ】深さが１０マイクロメートル、２０マイクロメートル、５０マイクロメートル、および１００マイクロメートルの特徴に対応する図１１Ａの３断面のグラフである。
【図１２】図１１Ａのピーク光度の変化のプロットである。
【図１３Ａ】いくつかの実施形態による光抽出特徴の顕微鏡写真である。
【図１３Ｂ】いくつかの実施形態による光抽出特徴の顕微鏡写真である。
【図１４】いくつかの実施形態のための同心リング信頼性試験の破壊確率のグラフである。
【図１５】例示的な同心リング破壊試験の簡易な描写である。
【図１６Ａ】本明細書で説明される実施形態を使用して製造された例示的な導光板である。
【図１６Ｂ】従来技法を使用して製造された導光板である。
【図１７】いくつかの実施形態によるプロセスの描写である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
ガラス物品
本明細書で開示されるのは、第１の表面および対向する第２の表面を備えるガラス物品であり、第１の表面は、複数の光抽出特徴を備える。例示的なガラス物品は、ガラス導光板を備え得るが、これに限定されない。そのようなガラス物品を含むディスプレイ装置が、本明細書でさらに開示される。
【００１６】
ガラス物品または導光板は、ディスプレイおよび類似の装置に使用される当分野で公知の任意の材料を含んでもよく、当該材料として、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、および他の好適なガラスが挙げられるが、これらに限定されない。特定の実施形態において、ガラス物品は、例えば、約０．３ｍｍから約２ｍｍまで、約０．７ｍｍから約１．５ｍｍまで、または約１．５ｍｍから約２．５ｍｍまでの範囲の、その間のすべての範囲および部分範囲を含む、約３ｍｍ以下の厚さを有してもよい。導光板としての使用に好適な市販のガラスの非限定的な例として、例えば、Ｃｏｒｎｉｎｇ社から販売されるＥＡＧＬＥ  ＸＧ（登録商標）ガラス、Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラス、Ｉｒｉｓ（商標）ガラス、Ｌｏｔｕｓ（商標）ガラス、およびＷｉｌｌｏｗ（登録商標）ガラスが挙げられる。
【００１７】
ガラス物品は、第１の表面および対向する第２の表面を備えてもよい。表面は、特定の実施形態において、平面または実質的に平面であってもよく、例えば、実質的に平坦および／または平らであってもよい。第１および第２の表面は、様々な実施形態において、平行または実質的に平行であってもよい。ガラス物品は、少なくとも１つの側端部、例えば、少なくとも２つの側端部、少なくとも３つの側端部、または少なくとも４つの側端部をさらに含んでもよい。非限定的な例として、ガラス物品は、４端部を有する長方形または正方形のガラス物品を含んでもよいが、他の形状および構成が想定され、本開示の範囲に入ることは意図される。ガラス物品は、例えば、実質的に平坦または平面であってもよく、または１つまたは複数の軸周りに湾曲していてもよい。
【００１８】
レーザーパターニングプロセスも本明細書で開示され、当該プロセスにおいて、透明ガラス導光板または基板が、１つの表面上に屈折性光抽出特徴によってパターニングされ、抽出された光の色ずれΔｙを生成し、長さ５００ｍｍ当たりΔｙ＜０．０１であり、かつ／または導光板または基板の同心リング破壊強度が約２００ＭＰａより大きい。いくつかの実施形態において、レーザーはパルスＣＯ２レーザー、ＣＯレーザー、または他の好適なパルスレーザーであり得る。いくつかの実施形態において、レーザーパルス長は、１０と５００マイクロ秒との間であり得、かつ／または繰返し率は、５００Ｈｚと２０ｋＨｚとの間であり得る。いくつかの実施形態において、基板とレーザーとの間の相対運動は、１０ｍｍ／ｓと５ｍ／ｓとの間の最大速度を有し得る。さらなる実施形態において、ガルボシステムを使用して、パターニング速度をさらに増大し得る。いくつかの実施形態において、例示的な光抽出特徴は、１から２００μｍの間である深さ、ガラスの表面において１と５００μｍとの間である最小幅、ガラスの表面において１と５００μｍとの間である最大幅、かつ／またはガラスの表面において１と１０との間であるアスペクト比（最大幅と最小幅の比）を有し得る。なおさらなる実施形態において、例示的な光抽出特徴は、０．０１から１００までである、深さと最小幅との比を有し得る。
【００１９】
本明細書でさらに開示されるのは、０．２と４ｍｍとの間である厚さ（例えば、０．７ｍｍ、１．１ｍｍ、２ｍｍ等）を有し、１つの表面上に屈折性光抽出特徴のパターンを有し、長さ５００ｍｍ当たりΔｙ＜０．０１である色ずれを生成する、かつ／またはＡＳＴＭ  ＸＸＸにしたがって測定されるとき同心リング破壊強度が約２００ＭＰａより大きい、透明ガラス導光板または基板である。そのような実施形態は、１つまたは複数の拡散フィルム、輝度向上フィルムを有するバックライトユニット内のライトガイドとして、およびライトガイドの１つまたは複数の側部へと光を結合するＬＥＤ（複数可）とともに、使用できる。いくつかの実施形態において、光抽出特徴の例示的なパターンは、ライトガイドにわたり＞８０％の光抽出一様性を提供できる。いくつかの実施形態において、例示的なライトガイドは、２と６メートルとの間の曲率半径の湾曲配置において使用できる。さらなる実施形態において、例示的な光抽出特徴は、１から２００μｍの間である深さ、ガラスの表面において１と５００μｍとの間である最小幅、ガラスの表面において１と５００μｍとの間である最大幅、および／またはガラスの表面において１と１０との間であるアスペクト比（最大幅と最小幅の比）を有し得る。なおさらなる実施形態において、例示的な光抽出特徴は、０．０１から１００までである、深さと最小幅との比を有し得る。
【００２０】
図１は、いくつかの実施形態による例示的な導光板の図である。図１を参照すると、例示的なガラス物品１００、例えば、ガラスライトガイドまたは導光板は、第１の表面１０５、第２の表面１１０、第１の表面１０５と第２の表面１１０との間に延在するガラスの厚さｔＬＧ、パネルの幅ＷＬＧおよびパネルの長さＬＬＧを含み得る。ガラス物品１００の１つまたは複数の端部に光学的に結合しているのは、ガラス物品１００の１つまたは複数の端部１０７へ光の入力を提供するための、１つまたは複数の光源１２０である。単一の端部１０７上の光源１２０の１つのアレイが図示されているが、そのような描写は、本明細書に添付される特許請求の範囲を限定するべきではなく、任意の数のまたは任意の数のアレイの光源１２０を、ガラス物品１００の複数の端部１０７上に設けることができる。図２から図３に図示されるように、複数の光抽出特徴２２０は、第１の表面１０５上に存在し得る。しかし、これらの向きおよび表示は限定されることなく交換でき、議論の目的のためのみに、本明細書において表面は「第１の」および「第２の」と呼ばれることは理解されるべきである。さらに、非限定的な実施形態において、ガラス物品の両方の表面が、光抽出特徴を備えることが可能である。例えば、第１の表面に、本明細書で開示される方法による光抽出特徴を設けてもよく、対向する第２の表面に、同じ方法、または当分野で公知の異なる方法によって光抽出特徴を設けてもよい。両方の表面が光抽出特徴を備える場合、特徴のサイズ、形状、間隔、形態等は、限定されることなく、同一であっても異なっていてもよい。
【００２１】
内部全反射（ＴＩＲ）のプロセスは、光がＴＩＲを崩壊する光抽出特徴に当たるまで光をそのようなパネル内に閉じ込める。図２、図３および図４は、光抽出パターンの非限定的な実施形態を図示する。図２を参照すると、いくつかの実施形態による光抽出特徴の１つのパターン２１０ａが描写されており、図中で、光抽出特徴２２０間のピッチΛ０は、ＸおよびＺ方向において一定を保つ。描写された非限定的な実施形態において、光結合は、Ｚ＝０で、Ｘ軸に沿って生じ得る。したがって、例示的なガラス物品１００にわたって実質的に一定の光抽出を提供するために、光抽出特徴２２０の面積は、Ｘ＝０からＸ＝Ｌまで線形に増加し得る。当然ながら、図２の特徴の描写は、本明細書に添付される特許請求の範囲を限定するべきではなく、特徴の密度は、例えば、Ｚ方向において、隣り合う特徴間の間隔をＸおよびＺ両方向において変えることによって（図３を参照のこと）、または隣り合う特徴間の間隔をＺ方向でのみ、またはＸ方向でのみ、変えることによって（図４を参照のこと）、変動し得る。図３は、レーザーパターニングした導光板またはガラス物品１００のための例示的な光抽出パターン２１０ｂを示し、図中で、光抽出特徴２２０の寸法は、ＸおよびＺにおいて一定を保つ。光結合は、Ｚ＝０で、Ｘ軸に沿うことになる。一定の光抽出のために、光抽出特徴２２０の密度は、Ｘ＝０からＸ＝Ｌまで線形に増加する。このパターンは、ＸおよびＺ両寸法において特徴から特徴の間隔を増大する。図４は、レーザーパターニングした導光板またはガラス物品１００のための例示的な光抽出パターン２１０ｃを示し、図中で、光抽出特徴２２０の寸法は、ＸおよびＺにおいて一定を保つ。光結合は、Ｚ＝０で、Ｘ軸に沿うことになる。一定の光抽出のために、印刷された光抽出特徴２２０の密度は、Ｘ＝０からＸ＝Ｌまで線形に増加する。このパターンは、Ｚ寸法においてのみ特徴から特徴の間隔を増大する。
【００２２】
従来技法を使用すると、光抽出特徴のサイズ、特徴の間隔、および正確なパターンは、ガラスの厚さ、パネルの長さ、パネルの幅、ガラス吸収、端部効果（すなわち、反射率）およびパネルの所望の効率によって決定され、ここで、ｅ＝１−ηｅｆｆ、ここで、ηｅｆｆ＝Ｐ（Ｚ＝Ｌ）／Ｐ（Ｚ＝０）である。光が単位長さ毎に一様に持続して抽出されている場合、導波路における光の量は、単位長さ毎の全く同じ量から吸収を引いた分だけ線形に減少するということになる。従来技法による特徴の面積における基本的な線形増加は、導波路出力におけるこの線形減少の結果であり、なぜならそれは、位置（Ｘ、Ｚ）での散乱光の量ｐｓｃａｔｔが、（Ｘ、Ｚ）での散乱係数Ｓ（Ｘ、Ｚ）を乗じた（Ｘ、Ｚ）での導波路における光の量Ｐ（Ｘ、Ｚ）に比例しているからである。このことは、散乱Ｓ（Ｚ）を導波路の出力に関連づける以下の方程式に帰する：
【００２３】
【数１】
2019516648.tif 000003
【００２４】
方程式（１）を参照すると、印刷されたパターンに関して、位置（Ｘ、Ｚ）での全散乱は、インク中の微小散乱粒子の数に比例し、ひいては、インクドットの体積に比例する。スクリーン印刷に関して、インクドットは厚さがおよそ等しく、したがって、位置（Ｘ、Ｚ）での全散乱は、印刷されたインクドットの面積に比例する。典型的なスクリーン印刷された導光板において、散乱粒子は光の波長より数倍大きく、プロセスは多粒子のミー散乱とみなすことができる。この散乱は、主に前方向であり、よりよく知られた、サイズが波長より非常に小さい粒子からのレイリー散乱と比較すると、比較的小さい波長依存を有する。
【００２５】
散乱と導波路出力とのこの同じ関係は、また、本明細書で説明される実施形態による光抽出特徴を有する例示的なガラス物品のために満たされ得る。しかし、例示的な実施形態によるレーザーパターニングした導波路において、その散乱メカニズムはインクの微粒子散乱とは非常に異なる。例えば、レーザー誘発された光抽出特徴は、性質が主に屈折性であり、ＴＩＲを崩壊する比較的滑らかな空気／ガラス界面から成る。これらの特徴は、波長よりサイズがずっと大きく、屈折散乱の波長依存は従来のインクドットの波長依存より小さいと推測される。レーザーパターニングによってより小さい特徴が作製される場合、材料の再蒸着によって、または周囲のガラスの微小亀裂によって波長依存が増大することがある。例示的な実施形態による例示的なレーザーパターニングプロセスでは、光学系によって透明なガラス基板の表面上へと合焦されたパルスレーザー（ＣＯ２、ＣＯ等）が使用される。特徴のサイズおよび構造は、レーザー焦点領域の垂直位置ｚｆ、材料での最小レーザースポット径ｗｏ（ピーク値の１／ｅ２）、材料吸収に対するレーザー波長λ、レーザーパルスエネルギーＥｐ、レーザーパルス長τｄｕｒ、基板速度に対するレーザースポット速度ｖｓ、レーザーパルス繰返し率ｆｐ、パルス間の時間１／ｆｐ、レーザーデューティサイクルＤｐ＝τｄｕｒ＊ｆｐ、および／またはレーザー平均出力Ｐａｖｇ＝Ｅｐ＊ｆｐによって制御され得る。例えば、いくつかの実施形態において、ガラス物品（例えば、導光板）が並進運動段階で横方向に移動する間、レーザー焦点スポットは静止状態であり得る。並進運動段階の走査速度ｖｓは、レーザー露光中のレーザースポットの動きが、およそ円形の穴になるように最小化されるように、選択され得る。楕円形の特徴が許容される場合、スポットは露光時間Ｔｄｕｒ中に移動してもよい。
【００２６】
図５Ａから図５Ｃ、図６および図７は、本明細書中の実施形態による、いくつかの例示的なレーザーパターニングされた特徴の寸法を図示する。図５Ａから図５Ｃは、いくつかの実施形態における例示的なレーザー特徴の共焦点顕微鏡画像であり、図６は、いくつかの実施形態の例示的なレーザー特徴の深さプロファイルであり、図７は、他の実施形態の他の例示的なレーザー特徴の深さプロファイルを提供する。図５Ａから図５Ｃを参照すると、Ｃｏｒｎｉｎｇ  「Ｉｒｉｓ」ガラス基板における単一のレーザー特徴の、共焦点顕微鏡画像（図５Ａ）、形状画像（図５Ｂ）、および深さのグラフ（図５Ｃ）が示されている。およそ１００μｍの直径を有し、およそ２０μｍの深さを有する、レーザー特徴が描写される。しかし、この描写は、本明細書に添付される特許請求の範囲を限定するべきではなく、特徴の直径または幅は変動し得（本明細書で述べるように）、１０μｍから５００μｍまで、５０μｍから２００μｍまで、１００μｍから２００μｍまで、およびその間のすべての部分範囲であり得る。さらに、例示的な特徴の深さは変動し得（本明細書で述べるように）、５μｍから２００μｍまで、１０μｍから１５０μｍまで、２０μｍから１００μｍまで、５０μｍから１００μｍまで、およびその間のすべての部分範囲であり得る。図６に示すように、例示的なレーザー特徴は、小さい輪が中央のくぼみを取り囲む、断面においておよそガウス形である深さプロファイルを有する。この輪は、融解して穴または空洞から外へ押し上げられた材料によって形成され得る。図７に示すように、特徴の深さは、各レーザーパルス内に析出したエネルギーによって制御され得る。図８は、例示的な特徴の３次元図を示し、図中、光抽出特徴は、ガラス基板における単純なガウス形状のくぼみとして処理される。
【００２７】
光抽出特徴は、ガウス性であるとして描写されているが、このことが本明細書に添付される特許請求の範囲を限定するべきではなく、特徴のサイズおよび構造は、レーザー焦点領域の垂直位置ｚｆ、材料での最小レーザースポット径ｗｏ（ピーク値の１／ｅ２）、材料吸収に対するレーザー波長λ、レーザーパルスエネルギーＥｐ、レーザーパルス長τｄｕｒ、基板速度に対するレーザースポット速度ｖｓ、レーザーパルス繰返し率ｆｐ、パルス間の時間１／ｆｐ、レーザーデューティサイクルＤｐ＝τｄｕｒ＊ｆｐ、および／またはレーザー平均出力Ｐａｖｇ＝Ｅｐ＊ｆｐによって制御され得る。したがって、光抽出特徴は、ガラス物品の表面上に位置決めされた円形のクレーターとして想定され、その寸法は、完全な円形、半球形、または半楕円形である必要はない。例示的な光抽出特徴は、また、楕円形、放物面形、双曲面形、円錐台形、または任意の他の好適な形態を有し得る。
【００２８】
レーザー焦点スポットのサイズおよびレーザーパルスの強度を使用して、光抽出特徴の構造および大きさが、所望の角度分布を有する必要な量の光を抽出するために選択され得る。いくつかの例示的なフルバックライトユニット（ＢＬＵ、ｂａｃｋ−ｌｉｇｈｔ  ｕｎｉｔ）において、一連の輝度向上フィルムおよび拡散フィルムによって、角度分布はさらに修正され得る。特徴の構造は、特徴における最深点（例えば、頂点ａ）から処理されていない平坦なガラス物品表面を画定する平面までを測定した最大深さによって特徴づけられる。光抽出特徴は、また、ガラス物品の平坦な処理されていない表面の平面において測定され、最大限深さの点から、深さが最大限深さの１／ｅ２倍である値に減少した点までを測定した、最大限および最小の値を有する横寸法として定義される、最大および最小の横断寸法を有する。円形の断面の光抽出特徴に関して、最大および最小横断特徴サイズは、名目上、同一ということになる。
【００２９】
したがって、ガラス物品に包含される光抽出特徴２２０は、任意の好適な直径ｄおよび深さｈを有し得る。いくつかの実施形態において、光抽出特徴は、約５μｍから約５００μｍまで、約１０μｍから約４００μｍまで、約２０μｍから約３００μｍまで、約３０μｍから約２５０μｍまで、約４０μｍから約２００μｍまで、約５０μｍから約１５０μｍまで、約６０μｍから約１２０μｍまで、約７０μｍから約１００μｍまで、または約８０μｍから約９０μｍまで等の、その間のすべての範囲および部分範囲を含む、約５μｍから約１ｍｍまでの範囲である直径ｄを有し得る。様々な実施形態によると、各光抽出特徴の直径ｄは、ガラス物品上またはガラス物品中の複数の光抽出特徴における他の光抽出特徴の直径ｄと同一であるか、または異なり得る。光抽出特徴２２０の深さｈは、また、例えば、約５μｍから約２ｍｍまで、約１０μｍから約１．５ｍｍまで、約２０μｍから約１ｍｍまで、約３０μｍから約０．７ｍｍまで、約４０μｍから約０．５ｍｍまで、約５０μｍから約０．４ｍｍまで、約６０μｍから約０．３ｍｍまで、約７０μｍから約０．２ｍｍまで、または約８０μｍから約０．１ｍｍまで等の、その間のすべての範囲および部分範囲を含む、約１μｍから約３ｍｍまでの範囲であり得る。様々な実施形態によると、各光抽出特徴の深さｈは、複数の光抽出特徴２２０における他の光抽出特徴の深さｈと同一であるか、または異なり得る。
【００３０】
図８に図示されるように、複数の光抽出特徴２２０の深さｈは、ガラス物品１００の厚さｔより小さくできる。特定の実施形態において、深さｈは、ガラス物品の厚さｔと実質的に等しくできる（例えば、第１の表面から物品の厚さを通って、第２の表面まで延在する光抽出特徴）。さらなる実施形態において、比ｔ：ｈは、約５０：１から約２：１まで、約２５：１から約３：１まで、約２０：１から約４：１まで、または約１０：１から約５：１まで等の、その間のすべての範囲および部分範囲を含む、約１００：１から約１：１までの範囲であり得る。いくつかの実施形態において、比ｈ：ｄは、約５０：１から約２：１まで、約２５：１から約３：１まで、約２０：１から約４：１まで、または約１０：１から約５：１まで等の、その間のすべての範囲および部分範囲を含む、約１００：１から約１：１までの範囲であり得る。当然ながら、比ｔ：ｈ、および比ｈ：ｄは複数の特徴間で、限定されることなく、変動し得る。
【００３１】
さらに、例示的な光抽出特徴２２０は、頂点ａ（または特徴の最も低い点）を有し、光抽出特徴間の距離ｘは、２つの隣接する光抽出特徴の頂点間の距離として定義され得る。様々な実施形態によると、距離ｘは、約１０μｍから約１．５ｍｍまで、約２０μｍから約１ｍｍまで、約３０μｍから約０．５ｍｍまで、または約５０μｍから約０．１ｍｍまで等の、その間のすべての範囲および部分範囲を含む、約５μｍから約２ｍｍまでの範囲である。隣接する光抽出特徴間の距離ｘは、複数の光抽出特徴２２０内で変動し得、それぞれ異なる光抽出特徴は、変動する距離ｘで互いから間隔をおいて配置されることは、理解されるべきである。
【００３２】
様々な実施形態によると、ガラス物品１００（例えば、ガラス導光板）のいくつかの部分上の光抽出特徴２２０は、直径ｄ、深さｈ、間隔ｘ、比ｔ：ｈ、および／または比ｈ：ｄを有してもよく、一方で、ガラス物品１００の他の部分上の光抽出特徴２２０は、第２の直径ｄ、深さｈ、間隔ｘ、比ｔ：ｈ、および／または比ｈ：ｄを有してもよい。例えば、ガラス物品１００（導光板等）の部分上にあり、ガラス物品１００の端部に隣接する、またはその付近の、または、光を光源（図示せず）から受け取る部分に隣接する、またはその付近の、光抽出特徴２２０は、第１の直径ｄ、深さｈ、間隔ｘ、比ｔ：ｈ、および／または比ｈ：ｄを有してもよく、ガラス物品１００の中心付近の、または光源１２０からの所定の距離付近の光抽出特徴２２０は、第２の直径ｄ、深さｈ、間隔ｘ、比ｔ：ｈ、および／または比ｈ：ｄを有してもよい。他の実施形態において、光抽出特徴２２０の直径、深さ、比、および／または形態は、ガラス物品１００の表面上の位置の関数として変動してもよい。
【００３３】
レーザー誘発された光抽出特徴の構造が光抽出に与える影響を理解するために、非連続的光線追跡法を使用できる。光抽出特徴をモデル化するために、図８に示される深さプロファイルを有する光抽出特徴のアレイを用いることができ、これによって、光抽出特徴構造は一定に保たれるが光抽出特徴サイズは拡大縮小されるとき、抽出された光の角度分布は一定を保つはずであると推測できる。このことは、図９Ａおよび図９Ｂにおいて確認される。図９Ａは、モデル化された光度の角度依存性対一定形状の光抽出特徴の光抽出特徴幅のプロットであり、形状について、光抽出特徴の深さは光抽出特徴幅の５分の１である。前方向（光源から離れた）は、−９０°に対応する。図９Ｂは、図９Ａの３断面を図示し、幅５０、１００および２００μｍを有する光抽出特徴に対応して示される。ピーク高さは、湾曲の形状を比較できるように、最大に正規化されている。図９Ａから図９Ｂを参照すると、角度分布は類似することに留意されるべきである。この屈折率およびランベルト光源を有するガラスに関し、ピーク光抽出は、ガラス物品表面の法線に対しおよそ６０°で生じ、前方向に入力光源から離れて集束される。
【００３４】
特徴サイズが拡大されるにしたがい、より多くの表面積が散乱のために使用可能となる。したがって、光抽出特徴は、全寸法において拡大縮小されるため、表面積は光抽出特徴サイズの２乗に比例して増す。図１０は、図９Ａからの様々なピーク光度のプロットである。図１０を参照すると、抽出された光の量は、非線形的に増すが、２次にはならず、１．８０の指数を有することを確認できる。
【００３５】
構造が、深さ対横サイズにおいて異なるように拡大縮小される場合（図７の実験的な深さプロファイルに示されるように）、抽出された光の角度分布は変化することを確認できる。このことは、光抽出特徴の側壁角度が深さと幅の比に依存することになるため、推測される。図１１Ａは、モデル化された光度の角度依存性対幅が一定（１００μｍ）であるが深さが変動する光抽出特徴の光抽出特徴幅のプロットである。前方向（光源から離れた）は、−９０°に対応する。図１１Ｂは、図１１Ａの３断面を図示し、１０、２０、５０、および１００μｍの特徴深さに対応して示される。ピーク高さは、湾曲の形状を比較できるように、最大に正規化されている。図１１Ａから図１１Ｂを参照すると、光抽出特徴構造が非対称に拡大縮小されるとき、角度分布は異なることに留意されるべきである。図１１Ａを参照すると、変化する角度分布は、１００μｍに固定した深さに対する光抽出特徴深さの関数であることが認められ得る。図１１Ｂは、正規化された分布を一緒にプロットすることにより、角度分布における変化をより明確に示す。図１２は、図１１Ａからの様々なピーク光度のプロットであり、ピーク光度は６０°の角度付近のままであるが、分布は著しく広がることを図示する。しかし、これらの描写は、本明細書に添付される特許請求の範囲を限定するべきではなく、例示的なレーザー特徴は、種々の最大および最小横断光抽出特徴サイズを有し得る。当該サイズは、円形ではなく楕円形断面を有するガウス性深さプロファイルとして現われ得る。角度分布およびこれらの光抽出特徴からの全光散乱は、向きに依存する。光抽出特徴の急勾配側は、その方向においてより広い角度分布を引き起こすことになる。また、光抽出特徴のより広い側が、光源に面するように方向づけられるとき、より多く光が散乱する。このような光抽出特徴は、レーザーの走査速度が、意図的に、またはレーザーパルス中にレーザースポットの著しい動きを引き起こすのに十分速いとき、導入されてもよい。
【００３６】
従来のスクリーン印刷技術では、パターンにわたる個々の散乱領域の面積を変えて、ライトガイドの長さに沿って均一に光を抽出するために要求される、散乱の線形的な変化を達成することは容易である。しかし、レーザーパターニングでは、光抽出特徴の幅、サイズ、および／または構造をガラス物品にわたって変えることは、ずっと困難である。いくつかの実施形態において、レーザー誘発された光抽出特徴間の相対的な間隔は、光抽出特徴の形状とサイズ自体を維持しながら、修正され得る。例えば、２つの非限定的な手法を使用して、Ｚ方向における光抽出特徴の密度を変更できる。つまり、隣り合う光抽出特徴間の間隔をＸおよびＺ両方向において変える（図３を参照のこと）、または隣り合う光抽出特徴間の間隔をＺ方向でのみ、もしくはＸ方向でのみ、変える（図４を参照のこと）、である。
【００３７】
前述の手法において、光抽出特徴は、１つの列の各光抽出特徴が同じＺ位置を有する規則的な列に配置されることを仮定できる。光抽出特徴をＸおよびＺ両方で変える場合（図３を参照のこと）、以下の関係で与えられる、Ｚ方向におけるピッチの変化の割合は、一定でなければならない。
【００３８】
【数２】
2019516648.tif 000004
【００３９】
方程式（２）および図３を参照すると、Λ１はＺ＝０での光源付近のピッチを表し、ηＬＧは、ライトガイドまたはガラス物品の効率を表し、ＬＬＧは、ガラス物品の長さを表す。Ｚ＝０とＬとの間の列Ｎの総数は、
【００４０】
【数３】
2019516648.tif 000005
【００４１】
によって、表し得る。この処方によって生成される例示的なパターン２１０ｂを、図３に示す。
【００４２】
間隔をＺ方向においてのみ変える場合、列に沿ったピッチは定数Λ０となり、一方でＺにおけるピッチは以下に表される比によって変化することになる。
【００４３】
【数４】
2019516648.tif 000006
【００４４】
このシナリオでは、列の数は、
【００４５】
【数５】
2019516648.tif 000007
【００４６】
によって与えられる。
【００４７】
このすぐ前の手法における変形は、列間の間隔をΛ０で一定に保つことであるが、Ｘ方向における列に沿ったピッチを方程式（４）で与えられる値によって変え、列の数は、先と同様に、方程式（５）で与えられる。最後に、方程式（２）から（５）で与えられる単純な設計規則が使用されない、より複雑な、またはさらには不規則にしたパターンが選択されてもよい。そのような実施形態において、コンピューターモデルを使用して、個々の穴の配置を最適化できるか、または反復実験的プロセスを使用できる。上記で与えられた、および本明細書で説明される設計の場合においてさえも、Λ０およびΛ１の値は、適正な一様性および効果を得るために、実験によって決定されなければならないことがある。
【００４８】
本明細書の実施形態による例示的なレーザー加工は、ガラスを急速に融解して、ガラスにクレーター状の特徴を表面上に形成させ得る（例えば、図５Ａから図５Ｃ、図１３Ａを参照のこと）。例示的なレーザー加工があまり急速に行われると、誘導応力により特徴的な破断または図１３Ｂに描写される微小亀裂が作られることが見出された。これらの微小亀裂は、屈曲または同心リング試験（典型的なリング試験設定を描写した図１５を参照のこと）等の付加応力を受けるとき、ガラスを弱め、破壊率が高まる（微小亀裂を生成したレーザー加工パラメーターを使用してレーザー加工した１．１ｍｍ厚さの試料（中を塗りつぶした点）（正方形の格子上で０．５ｍｍだけ間隔をあけた２５のレーザー誘発された特徴）を、微小亀裂を除去する最適化されたレーザー加工（中を塗りつぶしていない点）と比較する同心リング信頼性試験の破壊確率を描写する図１４を参照のこと）。微小亀裂が材料を弱めるだけでなく、微小破断も、サブ波長の空間周波数を有する屈折率変化を発生させる。そのような破断は、高光抽出の点源、亀裂していない特徴より広い角度分布、およびより大きい波長依存を有し、かつＺ＝０付近で抽出された光とＺ＝Ｌｃで抽出された光との間の著しい色差を導く光の散乱等の、いくつかの制御されない結果をもたらす。したがって、例示的な実施形態において、微小亀裂の除去は、色ずれを低減し、光抽出一様性を向上し、機械的信頼性を向上するために、対処されるべきである（本明細書で説明される実施形態を使用して製造された例示的な導光板を図示する図１６Ａ、およびＬＧＰの性能が微小亀裂により限定される従来技法を使用して作製された導光板を図示する図１６Ｂを参照のこと）。
【００４９】
色ずれは、色測定のためのＣＩＥ１９３１標準を使用して、長さＬに沿った色度座標ｙにおける変動を測定することによって特徴づけられる。ガラス導光板に関して、色ずれΔｙの値は、Δｙ＝ｙ（Ｌ２）−ｙ（Ｌ１）、ここで、Ｌ２およびＬ１は、光源発射から離れるパネルまたは基板方向に沿ったＺ位置であり、かつＬ２−Ｌ１＝０．５メートルである、として報告され得る。例示的な導光板は、Δｙ＜０．０１、Δｙ＜０．００５、Δｙ＜０．００３、またはΔｙ＜０．００１を有する。微小亀裂を理解するために、材料除去率を観察しなければならない。密度がρである材料の体積Ｖおよび熱キャパシタンスＣｐを除去するために、エネルギーＥｐは、
【００５０】
【数６】
2019516648.tif 000008
【００５１】
のように与えられるべきであり、ここで、ＴｖａｐｏｒおよびＴｂｕｌｋは、それぞれ材料の蒸発温度およびバルク基板温度を表す。レーザーパラメーター（パルス長τｄｕｒ、デューティサイクルＤｐ、平均出力Ｐａｖｇ）は、エネルギーＥｐが面積Ａ＝πｗｏ２を有するスポットサイズにわたって、時間τｄｕｒにおいて提供されるように調節できる。材料の損傷閾値を超える
【００５２】
【数７】
2019516648.tif 000009
【００５３】
［ワット／メートル２］の瞬間強度を伴うエネルギーが提供されるとき、損傷閾値が存在する。これは、レーザーパルスがあまりに強く合焦されるとき、またはレーザーパルスがあまりに短い時間で達するとき、生じる。
【００５４】
例えば、Ｐａｖｇ＝３ワットの平均出力および繰返し率ｆｐ＝５００Ｈｚを有するレーザーに関して、パルスエネルギーは６ｍＪである。ｗｏ＝３０μｍのスポットサイズに対するτｄｕｒ＜１２５μｓより低いパルス長で損傷が生じると仮定すると、瞬間出力Ｐｉｎｓｔ＝４８Ｗかつ瞬間強度は１７ｍＷ／μｍ２となるであろう。２００μｓパルスがｗｏ＝５０μｍで使用される場合、瞬間強度は、３．８ｍＷ／μｍ２にとどまり、損傷閾値よりずっと低くなるであろう。
【００５５】
レーザーのスポットサイズは、光抽出特徴の所望のサイズによって決定できる。上述したように、特徴の構造は、散乱光の角度分布および散乱光の総量を決定する。したがって、光学散乱を考慮すると、光抽出特徴の形状は、１００マイクロメートルの幅および３５マイクロメートルの深さを有するおよそガウス形のスポットに限定される場合がある。深さｄおよびｗｏの１／ｅ２幅であるガウスプロファイルは、２πｄｗｏ２の体積を有する。非対称のまたは楕円形のガウス形スポットは、２πｄｗｏｘｗｏｙの断面積を有する。
【００５６】
所与の光抽出特徴の断面積Ａに関して、損傷閾値は、微小亀裂を伴わずに使用できる最短の単一パルスを決定する。レーザーが静止状態である場合、パルスはひずみのない光抽出特徴を作製する。レーザービームをガラス物品にわたってステップ照射する（ｓｔｅｐ）ことは可能であるが、より速いプロセスでは、ガラス物品を速度ｖでレーザーに対して動かす、連続的に走査するシステムを使用できる。これは、ガラス物品のみを動かすこと、レーザーのみを動かすこと、またはレーザーおよび基板の動きの組み合わせにより、達成されてもよい。時間τｄｕｒの間、ガラス物品は、レーザーに対する距離ｖ＊τｄｕｒを動くことになる。このことは、走査されていないスポットが円形であった場合、楕円形スポットを生成する、動きの方向における特徴構造の「ぶれ（ｂｌｕｒｒｉｎｇ）」を引き起こすことになる。円形スポットを維持するために、意図する走査方向に短軸が沿った、走査されていない楕円形スポットを形成することにより、動きに対し事前補償しなければならないであろう。あるいは、追加のガルボをレーザーシステムに追加して、走査速度に一致させるようにレーザーを動かし、それによって時間τｄｕｒ中の相対動きを排除できるであろう。
【００５７】
システムの最終的な設計は、全バックライトライトガイドをパターニングするための総時間に対して微小亀裂の確率を補償するτｄｕｒの最適化であり得る。書き込みの速度を増加するために、パルス間の時間が短くなるように、ガルボシステムにＦシータレンズを追加して、レーザーのデューティサイクルを実質上、増大できる。Ｐａｖｇ＝３ワットの平均出力、繰返し率ｆｐ＝５００Ｈｚおよびτｄｕｒ＜１２５μｓのパルス長であるレーザーシステムの先の例において、デューティサイクルはＤｐ＝６％にとどまる。ガルボシステムでは、有効デューティサイクルは、６０％超であり得る。
【００５８】
このように、上述したように、変動する横および深さ寸法を有する、亀裂のない、レーザー誘発された光抽出特徴を、例示的なパルス長および空間的周期で作製できることが実験的に示され、実証されてきた。抽出された光の色ずれ長さ５００ｍｍ当たりΔｙ＜０．０１、長さ５００ｍｍ当たりΔｙ＜０．００５、長さ５００ｍｍ当たりΔｙ＜０．００１、ならびに約２００ＭＰａより大きい、１００ＭＰａより大きい、５０ＭＰａより大きい、５０と５００ＭＰａとの間、およびその間のすべての部分範囲であるガラス物品の同心リング破壊強度を生成する、例示的なガラス物品を結果としてもたらした実験を実施した（図１６Ａを参照のこと）。例示的な導光板は、０．２ｍｍから４ｍｍまで、０．７ｍｍから２ｍｍまで、およびその間のすべての部分範囲の厚さを含み得る。例示的な光抽出特徴は、１から２００μｍの間である深さ、ガラスの表面において１と５００μｍとの間である最小幅、ガラスの表面において１と５００μｍとの間である最大幅、かつ／またはガラスの表面において１と１０との間であるアスペクト比（最大幅と最小幅の比）を有し得る。なおさらなる実施形態において、例示的な光抽出特徴は、０．０１から１００までである、深さと最小幅との比を有し得る。
【００５９】
そのような実施形態は、１つまたは複数の拡散フィルム、輝度向上フィルムを有するバックライトユニット内のライトガイドとして、およびライトガイドの１つまたは複数の側部へと光を結合するＬＥＤ（複数可）とともに、使用できる。いくつかの実施形態において、光抽出特徴の例示的なパターンは、ライトガイドにわたり８０％より大きい光抽出一様性を提供できる。いくつかの実施形態において、例示的なライトガイドは、２と６メートルとの間の曲率半径の湾曲配置において使用できる。
【００６０】
本明細書で開示されるガラス物品および導光板は、様々なディスプレイ装置において使用されてよく、当該ディスプレイ装置として、ＬＣＤまたはテレビ産業、広告産業、自動車産業、および他の産業で使用される他のディスプレイが挙げられるが、これらに限定されない。ＬＣＤにおいて使用される伝統的なバックライトユニットは、様々な構成要素を含み得る。１つまたは複数の光源１２０、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ、ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）または冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ、ｃｏｌｄ  ｃａｔｈｏｄｅ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｌａｍｐ）、を使用してもよい。従来のＬＣＤでは、ＬＥＤまたは白色光を生成するように色変換蛍光体を充填したＣＣＦＬを用いることがある。本開示の様々な態様によれば、開示されるガラス物品を使用するディスプレイ装置は、近ＵＶ光（およそ３００から４００ｎｍ）等の青色光（ＵＶ光、およそ１００から４００ｎｍ）を放射する少なくとも１つの光源を含んでよい。本明細書で開示される導光板および装置は、照明器具等の任意の好適な照明用途において使用されてもよいが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、ガラス物品は、ＬＣＤ等のディスプレイ装置におけるライトガイドとして使用でき、光源、例えば、ＬＥＤ、は、ライトガイドの少なくとも１つの端部に光学的に結合できる。
【００６１】
本明細書では、用語「光学的に結合された」は、光源が、ガイドに光を注入するように、ガラス物品の端部に位置決めされることを意味することが意図される。光が、特定の実施形態によるガラス物品、例えば、導光板、に注入されるとき、光は、ＴＩＲに起因して、ライトガイド内に閉じ込められ、第１のまたは第２の表面上の光抽出特徴に当たるまで、はね返る。本明細書では、用語「発光表面」は、そこから光が導光板から閲覧者に向かって放射される表面のことを意味することが意図される。例えば、第１のまたは第２の表面は、発光表面であり得る。同様に、用語「入射光表面」は、光がライトガイドに入るように、光源、例えば、ＬＥＤ、に結合される表面のことを意味することが意図される。例えば、導光板の側端部は、入射光表面であり得る。
【００６２】
方法
上述のように、本明細書で開示されるのは、ガラス物品または導光板を製造する方法であり、当該方法は、ガラス基板の第１の表面をレーザーと接触させて、直径および深さを有する光抽出特徴を生成するステップを含む。本明細書で開示されるガラス物品を製造するための方法を、限定することなく、図１７を参照して述べる。第１の表面３０５、対向する第２の表面３１０、およびそれらの間に延在する厚さｔを有するガラス基板３００が提供され得る。ガラス物品の第１のまたは第２の表面は、例えば、レーザーを所定の経路に沿って、静止状態のガラス物品の表面上を動かすことによって、レーザーに接触され得る。あるいは、レーザーは静止状態であってもよく、ガラス物品が所定の経路に沿って動き得る。所定の経路は、１本の線または複数の線であり得るが、非線形の経路等の他の所定の経路が想定される。さらに、１つ以上の所定の経路は、表面上でトレースされて、より複雑なパターンを形成でき、当該パターンは、反復または非反復、不規則のまたは配列された、対称または非対称であり得る。
【００６３】
レーザー、例えば、ＣＯ２レーザー、ＣＯレーザー、ＵＶレーザー等、との接触は、所定の経路に沿った単一レーザーパルスを含み得、またはマルチパルスを使用して、特徴の深さおよび／または幅を増大できる。パルスは、例えば、１秒より短い、０．５秒より短い、０．１秒より短い、０．０１秒より短い、ナノ秒より短い、またはピコ秒より短い、継続時間（すなわちパルス幅）を有し得る。いくつかの実施形態において、パルス幅は、約２０ナノ秒から約９０ナノ秒まで、約３０ナノ秒から約８０ナノ秒まで、約４０ナノ秒から約７０ナノ秒まで、または約５０ナノ秒から約６０ナノ秒まで等の、その間のすべての範囲および部分範囲を含む、約１０ナノ秒から約１００ナノ秒までの範囲であり得る。光抽出特徴の寸法（例えば、直径および／または深さ）は、例えば、所与の場所でパルス繰返しの数を変更することにより、制御され得る。様々な実施形態によると、光抽出特徴を、レーザーパルス当たり約１μｍから約２．５μｍまで、またはレーザーパルス当たり約１．５μｍから約２μｍまで等の、その間のすべての範囲および部分範囲を含む、レーザーパルス当たり約０．５マイクロメートルから約３マイクロメートルまでの率で、深くする、かつ／または広くすることができる。所定の場所で繰り返すパルスの数は、例えば、２から９０パルスまで、３から８０パルスまで、５から７０パルスまで、１０から６０パルスまで、２０から５０パルスまで、または３０から４０パルスまで等の、その間のすべての範囲および部分範囲を含む、１から１００パルスまでの範囲であり得る。
【００６４】
パルスの繰返し率（または振動数）は、例えば、約５ｋＨｚから約１２５ｋＨｚまで、約１０ｋＨｚから約１００ｋＨｚまで、約２０ｋＨｚから約９０ｋＨｚまで、約３０ｋＨｚから約８０ｋＨｚまで、約４０ｋＨｚから約７０ｋＨｚまで、または約５０ｋＨｚから約６０ｋＨｚまで等の、その間のすべての範囲および部分範囲を含む、約１ｋＨｚから約１５０ｋＨｚまでの範囲であり得る。追加の実施形態において、パルスエネルギーは、約２０マイクロジュール（μＪ）から約１５０μＪまで、約３０μＪから約１２０μＪまで、約４０μＪから約１００μＪまで、約５０μＪから約９０μＪまで、または約６０μＪから約８０μＪまで等の、その間のすべての範囲および部分範囲を含む、約１０μＪから約２００μＪまでの範囲であり得る。
【００６５】
ガラスのレーザー損傷および切断に好適な非限定的で例示的な方法およびレーザーが、例えば、米国特許出願第１３／９８９，９１４号、第１４／０９２，５３６号、第１４／１４５，５２５号、第１４／５３０，４５７号、第１４／５３５，８００号、第１４／５３５，７５４号、第１４／５３０，３７９号、第１４／５２９，８０１号、第１４／５２９，５２０号、第１４／５２９，６９７号、第１４／５３６，００９号、第１４／５３０，４１０号、および第１４／５３０，２４４号、ならびに国際出願第ＰＣＴ／ＥＰ１４／０５５３６４号、第ＰＣＴ／ＵＳ１５／１３００１９号、および第ＰＣＴ／ＵＳ１５／１３０２６号に開示され、これらすべては、全体を参照により本明細書に援用される。レーザーは、ＵＶ（約１００から４００ｎｍ）波長、可視（約４００から７００ｎｍ）波長、および赤外線（約７００ｎｍから１ｍｍ）波長等の、ガラス基板の表面を損傷するために好適な任意の波長で、作動し得る。いくつかの実施形態において、レーザー波長は、約３００ｎｍから約５マイクロメートルまで、約４００ｎｍから約４マイクロメートルまで、約５００ｎｍから約３マイクロメートルまで、または約１マイクロメートルから約２マイクロメートルまで等の、その間のすべての範囲および部分範囲を含む、約２００ｎｍから約１０マイクロメートルまでの範囲であり得る。
【００６６】
好適なレーザー加工は、例えば、ガラスをガラスのひずみ点付近またはそれを超える温度まで急速に加熱するためのＣＯ２レーザーを含み得る。ＣＯ２レーザーは、例えば、約１．０６マイクロメートル等の約１μｍより大きい波長で作動し得る。他の実施形態において、約３５５ｎｍの波長で作動する振動数３倍ネオジムドープイットリウム・アルミニウム・ガーネット（Ｎｄ：ＹＡＧ）レーザー、または振動数３倍ネオジムドープイットリウムバナジン酸（Ｎｄ：ＹＶＯ４）レーザー等のＵＶレーザーを使用できる。あるいは、１０６４ｎｍで作動するＹＡＧレーザーも、使用できる。好適なＣＯレーザーまたは他のレーザーを、例示的な実施形態において使用できる。
【００６７】
ガラス基板３００をレーザーで第１のまたは第２の表面上の所定の経路に沿って照射することにより、直径ｄ１および深さｈ１を有する複数の光抽出特徴３１５を作製できる。上述のように、様々なパラメーターを選択して、ライトガイドのための所望の光学的特性を達成できる。いくつかの実施形態において、直径ｄ１は、約５μｍから約２５０μｍまで、約１０μｍから約２００μｍまで、約２０μｍから約１５０μｍまで、約３０μｍから約１００μｍまで、約４０μｍから約９０μｍまで、約５０μｍから約８０μｍまで、または約６０μｍから約７０μｍまで等の、その間のすべての範囲および部分範囲を含む、約１μｍから約３００μｍまでの範囲であり得る。様々な実施形態によると、各光抽出特徴の直径ｄ１は、複数での他の光抽出特徴の直径ｄ１と同一であるか、または異なり得る。
【００６８】
図１７を参照すると、レーザーは、所定の経路に沿って、ガラス基板を修正し、任意の所望の深さｈ１を有する光抽出特徴３１５を作製できる。例えば、深さｈ１は、約５μｍから約２ｍｍまで、約１０μｍから約１．５ｍｍまで、約２０μｍから約１ｍｍまで、約３０μｍから約０．７ｍｍまで、約４０μｍから約０．５ｍｍまで、約５０μｍから約０．４ｍｍまで、約６０μｍから約０．３ｍｍまで、約７０μｍから約０．２ｍｍまで、または約８０μｍから約０．１ｍｍまで等の、その間のすべての範囲および部分範囲を含む、約１μｍから約３ｍｍまでの範囲である。図１７に図示されるように、複数の光抽出特徴３１５の深さｈ１は、ガラス物品の厚さｔより小さくできる。様々な実施形態によると、各光抽出特徴の深さｈ１は、複数での他の光抽出特徴の深さｈ１と同一であるか、または異なり得る。
【００６９】
特定の実施形態において、深さｈ１は、ガラス基板の厚さｔと実質的に等しくできる（例えば、第１の表面から基板の厚さを通って、第２の表面まで延在する光抽出特徴）。なおさらなる実施形態において、比ｔ：ｈ１は、約５０：１から約２：１まで、約２５：１から約３：１まで、約２０：１から約４：１まで、または約１０：１から約５：１まで等の、その間のすべての範囲および部分範囲を含む、約１００：１から約１：１までの範囲であり得る。いくつかの実施形態において、比ｈ１：ｄ１は、約５０：１から約２：１まで、約２５：１から約３：１まで、約２０：１から約４：１まで、または約１０：１から約５：１まで等の、その間のすべての範囲および部分範囲を含む、約１００：１から約１：１までの範囲であり得る。
【００７０】
光抽出特徴は、頂点ａ（または特徴の最も低い点）を有し、光抽出特徴間の距離ｘ１は、２つの隣接する光抽出特徴の頂点間の距離として定義され得る。様々な実施形態によると、距離ｘ１は、約１０μｍから約１．５ｍｍまで、約２０μｍから約１ｍｍまで、約３０μｍから約０．５ｍｍまで、または約５０μｍから約０．１ｍｍまで等の、その間のすべての範囲および部分範囲を含む、約５μｍから約２ｍｍまでの範囲であり得る。各光抽出特徴間の距離ｘ１は、複数において変動し得、それぞれ異なる抽出特徴は、変動する距離ｘ１で互いから間隔をおいて配置されることは、理解されるべきである。図示しないが、レーザーとの接触後、複数の光抽出特徴３１５を備えるガラス基板３００は、その表面上の不純物を取り除くために、引き続いて研削、研磨、またはエッチング工程に供され得る。好適なエッチング用試薬として、フッ化水素酸（ＨＦ）および／または塩酸（ＨＣｌ）または任意の他の好適な鉱酸すなわち無機酸、例えば、硝酸（ＨＮＯ３）、硫酸（ＨＳＯ４）等、またはそれらの組み合わせが挙げられる。
【００７１】
本明細書で開示される方法を使用して、複数の光抽出特徴を有するガラス物品の第１および／または第２の表面をパターニングできる。本明細書では、用語「パターニングされた」は、複数の特徴が、任意の所与のパターンまたは設計でガラス物品の表面上に存在することを意味することが意図され、当該パターンまたは設計は、例えば、不規則のまたは配列された、反復または非反復、対称または非対称であってもよい。様々な実施形態によると、抽出特徴は、実質的に一様な照度を生成するように好適な密度でパターニングされてもよい。例えば、光抽出特徴の密度は、第１の密度を物品の入射光側に有し、物品の長さに沿って様々な点で増大するまたは減少する密度を有する等して、ガラス物品（例えば、導光板）の長さに沿って変動してもよい。
【００７２】
非限定的な実施形態において、ガラス物品を、レーザー加工前および／またはレーザー加工後に、さらに加工できる。例えば、ガラス物品を、所望の厚さおよび／または表面品質を達成するために、エッチング、研削、および／または研磨してもよい。ガラスは、任意選択で洗浄されてもよく、かつ／または、ガラスの表面は、表面をオゾンまたは他の洗浄剤にさらす等の汚染物質を取り除くプロセスに供されてもよい。
【００７３】
組成物
ガラス物品は、また、例えば、イオン交換によって、化学強化されてもよい。イオン交換プロセス中、ガラス物品の表面にある、または表面付近の、ガラス物品内のイオンは、例えば、塩浴由来の、より大きな金属イオンと交換されてもよい。より大きなイオンをガラスに組み込むことにより、物品は、表面付近領域において圧縮応力を生成することによって、強化され得る。対応する引張応力は、ガラス物品の中央領域内に誘導されて、圧縮応力を補償し得る。
【００７４】
イオン交換は、例えば、ガラス物品を、所定の時間の間、溶融塩浴に浸漬することよって行ってもよい。例示的な塩浴として、ＫＮＯ３、ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＲｂＮＯ３、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。溶融塩浴の温度および処置時間は、変動し得る。所望の用途にしたがって時間および温度を決定することは、当業者の能力の範囲内である。非限定的な例として、溶融塩浴の温度は、約４００℃から約５００℃まで等の約４００℃から約８００℃までの範囲であってよく、所定の時間は、約４時間から約１０時間等の約４時間から約２４時間までの範囲であってよいが、他の温度および時間の組み合わせは想定される。非限定的な例として、ガラスは、例えば、約４５０℃で約６時間、ＫＮＯ３浴に浸して、表面圧縮応力を付与するＫ強化層を得ることができる。
【００７５】
様々な実施形態において、ガラス物品のガラス組成物は、６０から８０モル％の間のＳｉＯ２、０から２０モル％の間のＡｌ２Ｏ３、および０から１５モル％の間のＢ２Ｏ３、ならびに５０ｐｐｍ未満の鉄（Ｆｅ）濃度を含んでもよい。いくつかの実施形態において、２５ｐｐｍ未満の鉄があってもよく、またはいくつかの実施形態において、Ｆｅ濃度は約２０ｐｐｍ以下であってもよい。様々な実施形態において、導光板１００の熱伝導は、０．５Ｗ／ｍ／Ｋより大きくてもよい。追加の実施形態において、ガラス物品は、研磨されたフロートガラス、フージョンドロー法、スロットドロー法、リドロー法、または別の好適な形成方法によって形成されてもよい。
【００７６】
１つまたは複数の実施形態によると、ＬＧＰは、ガラス形成剤であるＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、およびＢ２Ｏ３から選択される無色酸化物成分を含むガラスから製造できる。例示的なガラスは、また、良好な融解および形成属性を得るために、融剤を含んでもよい。そのような融剤は、アルカリ酸化物類（Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ、およびＣｓ２Ｏ）、およびアルカリ土類酸化物類（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＺｎＯ、およびＢａＯ）を含む。一実施形態において、ガラスは、６０から８０モル％ＳｉＯ２の範囲の、０から２０モル％Ａｌ２Ｏ３の範囲の、０から１５モル％Ｂ２Ｏ３の範囲の、および５と２０％アルカリ酸化物類、アルカリ土類酸化物類、またはこれらの組み合わせの範囲の、構成成分を含有する。
【００７７】
本明細書で説明されるいくつかのガラス組成物において、ＳｉＯ２は、基本ガラス形成剤として作用できる。特定の実施形態において、ＳｉＯ２の濃度は、ディスプレイガラスまたはガラス導光板に好適な密度および化学耐久性、およびガラスがダウンドロー法（例えば、フュージョン法）によって形成することを可能にする液相線温度（液相線粘度）を、ガラスに付与するために６０モルパーセントより大きくできる。上限に関して、一般に、ＳｉＯ２濃度は、従来の高容量溶融技法、例えば、耐火性溶融装置におけるジュール溶融、を使用して、バッチ材料を融解できるように、約８０モルパーセント以下であり得る。ＳｉＯ２の濃度が増大するにつれ、通常、２００ポアズ温度（融解温度）は上昇する。様々な用途において、ＳｉＯ２濃度は、ガラス組成物が、１，７５０℃以下の融解温度を有するように調整される。様々な実施形態において、ＳｉＯ２のモル％は、約６０％から約８０％までの範囲にあってもよく、または代替的には、約６６％から約７８％までの範囲、または約７２％から約８０％までの範囲、または約６５％から約７９％までの範囲、およびその間のすべての部分範囲にあってもよい。追加の実施形態において、ＳｉＯ２のモル％は、約７０％と約７４％との間であってもよく、または約７４％と約７８％との間であってもよい。いくつかの実施形態において、ＳｉＯ２のモル％は、約７２％から７３％であってもよい。他の実施形態において、ＳｉＯ２のモル％は、約７６％から７７％であってもよい。
【００７８】
Ａｌ２Ｏ３は、本明細書で説明されるガラスを製造するために使用される別のガラス形成剤である。より高いモルパーセントのＡｌ２Ｏ３により、ガラスの焼鈍点および弾性率を向上できる。様々な実施形態において、Ａｌ２Ｏ３のモル％は、約０％から約２０％までの範囲にあってもよく、または代替的には、約４％から約１１％までの範囲、または約６％から約８％までの範囲、または約３％から約７％までの範囲、およびその間のすべての部分範囲にあってもよい。追加の実施形態において、Ａｌ２Ｏ３のモル％は、約４％と約１０％との間であってもよく、または約５％と約８％との間であってもよい。いくつかの実施形態において、Ａｌ２Ｏ３のモル％は、約７％から８％であってもよい。他の実施形態において、Ａｌ２Ｏ３のモル％は、約５％から６％であってもよい。
【００７９】
Ｂ２Ｏ３は、ガラス形成剤、および融解を促進し、融解温度を下降させる、融剤の両方である。Ｂ２Ｏ３は、液相線温度および粘度の両方に影響を及ぼす。Ｂ２Ｏ３を増加することを使用して、ガラスの液相線粘度を増大できる。これらの効果を達成するために、１つまたは複数の実施形態のガラス組成物は、０．１モルパーセント以上のＢ２Ｏ３濃度を有してもよい、しかし、いくつかの組成物は、ごく僅かな量のＢ２Ｏ３を有してもよい。ＳｉＯ２に関して上述のように、ガラス耐久性は、ディスプレイ用途にとって大変重要である。耐久性は、アルカリ土類酸化物類の濃度を高めることによってある程度制御でき、Ｂ２Ｏ３含有量を高めることによって著しく低減される。焼鈍点は、Ｂ２Ｏ３が増加するにしたがい低下するため、Ｂ２Ｏ３含有量を低く保つことは有用である場合がある。したがって、様々な実施形態において、Ｂ２Ｏ３のモル％は、約０％から約１５％までの範囲にあってもよく、または代替的には、約０％から約１２％までの範囲、または約０％から約１１％までの範囲、約３％から約７％までの範囲、または約０％から約２％までの範囲、およびその間のすべての部分範囲にあってもよい。いくつかの実施形態において、Ｂ２Ｏ３のモル％は、約７％から８％であってもよい。他の実施形態において、Ｂ２Ｏ３のモル％は、約０％から１％であってもよい。
【００８０】
ガラス形成剤（ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、およびＢ２Ｏ３）に加えて、本明細書で説明されるガラスは、アルカリ土類酸化物も含む。一実施形態において、少なくとも３種のアルカリ土類酸化物、例えば、ＭｇＯ、ＣａＯ、およびＢａＯ、ならびに任意選択でＳｒＯ、が、ガラス組成物の一部である。アルカリ土類酸化物類は、ガラスに、溶解、清澄、形成、および最終利用に重要な様々な特性を付与する。したがって、これらに関するガラス性能を向上するために、一実施形態において、（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）／Ａｌ２Ｏ３比は、０と２．０との間である。この比が増加するにしたがい、粘度は液相線温度より強く増大する傾向があり、したがって、Ｔ３５ｋ−Ｔｌｉｑの好適に高い値を得ることがますます困難になる。したがって、別の実施形態において、（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）／Ａｌ２Ｏ３比は、約２以下である。いくつかの実施形態において、（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）／Ａｌ２Ｏ３比は、約０から約１．０までの範囲、または約０．２から約０．６までの範囲、または約０．４から約０．６までの範囲である。詳述される実施形態において、（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）／Ａｌ２Ｏ３比は、約０．５５未満または約０．４未満である。
【００８１】
本開示の特定の実施形態ために、アルカリ土類酸化物類は、実際において、単一の組成成分であるものとして扱われてもよい。これは、粘弾性特性、液相線温度、および液相線相関係へのアルカリ土類酸化物類の影響が、ガラス形成酸化物ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、およびＢ２Ｏ３に対するより、互いに対して、性質的に類似しているからである。しかし、アルカリ土類酸化物ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯは、長石鉱物類、とりわけ、灰長石（ＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８）ならびに重土長石（ＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８）およびストロンチウムを含んだそれの固溶体を形成できるが、ＭｇＯは、意味のある程度にはこれらの結晶に関係しない。したがって、長石結晶がすでに液相線相であるとき、ＭｇＯをさらに添加することは、液体を結晶に対して安定させるように作用し、したがって液相線温度を下降させることがある。同時に、粘性曲線は典型的に急勾配になり、低温粘性に影響をほとんど及ぼさないか、全く及ぼさない一方で、融解温度を下降させる。
【００８２】
少量のＭｇＯを添加することにより、高焼鈍点を保持しながら融解温度を下降させることによって融解に、液相線温度を下降させ、かつ液相線粘性を増大することによって形成に、利益を与えることがある。様々な実施形態において、ガラス組成物は、ＭｇＯを、約０モル％から約１０モル％までの範囲の、または約１．０モル％から約８．０モル％までの範囲の、または約０モル％から約８．７２モル％までの範囲の、または約１．０モル％から約７．０モル％までの範囲の、または約０モル％から約５モル％までの範囲の、または約１モル％から約３モル％までの範囲の、または約２モル％から約１０モル％までの範囲の、または約４モル％から約８モル％までの範囲の、およびその間のすべての部分範囲の、量で含む。
【００８３】
いかなる特定の作用原理に束縛されるものではなく、ガラス組成物に存在する酸化カルシウムは、低液相線温度（高液相線粘性）、高い焼鈍点および弾性率を生成でき、ＣＴＥは、ディスプレイおよび導光板用途のための最も所望の範囲にあると考えられる。酸化カルシウムは、また、化学耐性に有利に寄与し、他のアルカリ土類酸化物と比較して、バッチ材料として比較的安価である。しかし、高濃度では、ＣａＯは、密度およびＣＴＥを増大させる。さらに、十分に低いＳｉＯ２濃度では、ＣａＯは、灰長石を安定させることがあり、したがって、液相線粘性を減少させる。したがって、１つまたは複数の実施形態において、ＣａＯ濃度は、０と６モル％との間であり得る。様々な実施形態において、ガラス組成物のＣａＯは、約０モル％から約４．２４モル％までの範囲の、または約０モル％から約２モル％までの範囲の、または約０モル％から約１モル％までの範囲の、または約０モル％から約０．５モル％までの範囲の、または約０モル％から約０．１モル％までの範囲の、およびその間のすべての部分範囲である。
【００８４】
ＳｒＯおよびＢａＯは、ともに、低液相線温度（高液相線粘性）に寄与する。これらの酸化物の選択および濃度は、ＣＴＥおよび密度の増大ならびに弾性率および焼鈍点の下降を回避するように、選択できる。ＳｒＯおよびＢａＯの相対的割合は、ガラスがダウンドロー法によって形成され得るように物理的特性および液相線粘性の好適な組み合わせを得るように、補償され得る。様々な実施形態において、ガラスは、ＳｒＯを、約０から約８．０モル％までの範囲で、または約０モル％と約４．３モル％との間で、または約０から約５モル％までで、約１モル％から約３モル％までで、または約２．５モル％未満、およびその間のすべての部分範囲で、含む。一または複数の実施形態において、ガラスは、ＢａＯを、約０から約５モル％までの範囲で、または約０と約４．３モル％との間で、または約０と約２．０モル％との間で、または０と約１．０モル％との間で、または０と約０．５モル％との間で、およびその間のすべての部分範囲で、含む。
【００８５】
上述の成分に加えて、本明細書で説明されるガラス組成物は、ガラスの様々な物理的、融解、清澄、および形成属性を調整するための様々な他の酸化物類を含み得る。そのような他の酸化物類の例として、ＴｉＯ２、ＭｎＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、ＭｏＯ３、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、およびＣｅＯ２、ならびに他の希土類酸化物類およびリン酸塩が挙げられるが、これらに限定されない。一実施形態において、これらの酸化物各々の量は、２．０モルパーセント以下であり得、それらを合わせた総濃度は、５．０モルパーセント以下であり得る。いくつかの実施形態において、ガラス組成物は、ＺｎＯを、約０から約３．５モル％までの範囲の、または約０モル％から約３．０１モル％までの、または約０から約２．０モル％までの、およびその間のすべての部分の、量で含む。本明細書で説明されるガラス組成物は、バッチ材料に関連する、かつ／または融解、清澄、および／もしくはガラスを生成するために使用した形成装置によってガラスに導入された、様々な汚染物質も含み得る。ガラスは、スズ酸化物電極を使用したジュール溶融の結果として、かつ／またはスズ含有材料、例えば、ＳｎＯ２、ＳｎＯ、ＳｎＣＯ３、ＳｎＣ２Ｏ２等、のバッチ処理によって、ＳｎＯ２を含有し得る。
【００８６】
本明細書で説明されるガラス組成物は、いくつかのアルカリ構成成分を含有し得る、例えば、これらのガラスは、無アルカリガラスではない。本明細書では、「無アルカリガラス」は、０．１モルパーセント以下である総アルカリ濃度を有するガラスであり、当該総アルカリ濃度はＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、およびＬｉ２Ｏ濃度の合計である。いくつかの実施形態において、ガラスは、Ｌｉ２Ｏを、約０から約３．０モル％までの範囲で、約０モル％から約３．０１モル％までの範囲で、約０から約２．０モル％までで、約０モル％から約１．０モル％までの範囲で、約３．０１モル％未満で、または約２．０モル％未満で、およびその間のすべての部分範囲で、含む。他の実施形態において、ガラスは、Ｎａ２Ｏを、約３．５モル％から約１３．５モル％までの範囲で、約３．５２モル％から約１３．２５モル％までの範囲で、約４から約１２モル％までの範囲で、約６から約１５モル％までの範囲で、または約６から約１２モル％までの範囲で、およびその間のすべての部分範囲で、含む。いくつかの実施形態において、ガラスは、Ｋ２Ｏを、約０から約５．０モル％までの範囲で、約０モル％から約４．８３モル％までの範囲で、約０から約２．０モル％までで、約０モル％から約１．０モル％までの範囲で、または約４．８３モル％未満で、およびその間のすべての部分範囲で、含む。
【００８７】
いくつかの実施形態において、本明細書で説明されるガラス組成物は、１つまたは複数またはすべての以下の組成特徴、（ｉ）多くとも０．０５モルパーセントのＡｓ２Ｏ３濃度、（ｉｉ）多くとも０．０５モルパーセントのＳｂ２Ｏ３濃度、（ｉｉｉ）多くとも０．２５モルパーセントのＳｎＯ２濃度、を有し得る。
【００８８】
Ａｓ２Ｏ３は、ディスプレイガラスのための有効な高温清澄剤であり、本明細書で説明されるいくつかの実施形態において、Ａｓ２Ｏ３は、その優れた清澄特性のために清澄に使用される。しかし、Ａｓ２Ｏ３は、毒性であり、ガラス製造プロセス中に特別な取扱いを必要とする。したがって、特定の実施形態において、清澄は、大量のＡｓ２Ｏ３を使用せずに実施される、すなわち、完成したガラスは、多くとも０．０５モルパーセントのＡｓ２Ｏ３を有する。一実施形態において、Ａｓ２Ｏ３は、ガラスの清澄において、意図的に使用されない。そのような場合、完成したガラスは、典型的に、バッチ材料および／またはバッチ材料を融解するために使用した装置に存在する汚染物質の結果として、多くとも０．００５モルパーセントのＡｓ２Ｏ３を有することになる。
【００８９】
Ａｓ２Ｏ３ほど有毒ではないが、Ｓｂ２Ｏ３も、毒性であり、特別な取扱いを必要とする。それに加えて、Ｓｂ２Ｏ３は、清澄剤としてＡｓ２Ｏ３またはＳｎＯ２を使用するガラスと比較すると、密度を上昇させ、ＣＴＥを上昇させ、焼鈍点を下降させる。したがって、特定の実施形態において、清澄は、大量のＳｂ２Ｏ３を使用せずに実施される、すなわち、完成したガラスは、多くとも０．０５モルパーセントのＳｂ２Ｏ３を有する。別の実施形態において、Ｓｂ２Ｏ３は、ガラスの清澄において、意図的に使用されない。そのような場合、完成したガラスは、典型的に、バッチ材料および／またはバッチ材料を融解するために使用した装置に存在する汚染物質の結果として、多くとも０．００５モルパーセントのＳｂ２Ｏ３を有することになる。
【００９０】
Ａｓ２Ｏ３およびＳｂ２Ｏ３清澄と比較して、スズ清澄（すなわち、ＳｎＯ２清澄）は、有効性がより低いが、ＳｎＯ２は、公知の危険特性がない遍在原料である。また、長年にわたり、ＳｎＯ２は、ディスプレイガラスのためのバッチ材料のジュール溶融における酸化スズ電極の使用を通じて、そのようなガラスの成分であってきた。ディスプレイガラスにおけるＳｎＯ２の存在は、液晶ディスプレイの製造におけるこれらのガラスの使用において、いかなる公知の有害影響ももたらしたことはない。しかし、高濃度のＳｎＯ２は、ディスプレイガラス内での結晶欠陥の形成をもたらし得るため、好ましくない。一実施形態において、完成したガラスにおけるＳｎＯ２の濃度は、約０．０７から約０．１１モル％までの範囲で、約０モル％から約２モル％までの範囲で、およびその間のすべての部分範囲で、０．２５モルパーセント以下である。
【００９１】
スズ清澄を、単独で、または所望であれば他の清澄技法との組み合わせで、使用できる。例えば、スズ清澄は、ハロゲン化物清澄、例えば、臭素清澄と、組み合わせ得る。他の考えられる組み合わせとして、スズ清澄と硫酸塩、硫化物、酸化セリウム、機械的バブリング、および／または真空清澄が挙げられるが、これらに限定されない。これらの他の清澄技法を単独で使用できることが、企図される。特定の実施形態において、（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）／Ａｌ２Ｏ３比および個々のアルカリ希土類濃度を、上述した範囲内に維持することにより、清澄プロセスの実施をより容易にし、かつ清澄プロセスをより有効にする。
【００９２】
様々な実施形態において、ガラスはＲｘＯを含み得、ここで、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、かつｘは２、またはＲは、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、またはＢａ、かつｘは１である。いくつかの実施形態において、ＲｘＯ−Ａｌ２Ｏ３＞０。他の実施形態において、０＜ＲｘＯ−Ａｌ２Ｏ３＜１５。いくつかの実施形態において、ＲｘＯ／Ａｌ２Ｏ３は、０と１０との間、０と５との間、１より大きい、または１．５と３．７５との間、または１と６との間、または１．１と５．７との間、およびその間のすべての部分範囲である。他の実施形態において、０＜ＲｘＯ−Ａｌ２Ｏ３＜１５。さらなる実施形態において、ｘ＝２、かつＲ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３＜１５、＜５、＜０、−８と０との間、または−８と−１との間、およびその間のすべての部分範囲である。追加の実施形態において、Ｒ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３＜０。なお追加の実施形態において、ｘ＝２、かつＲ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ＞−１０、＞−５、０と−５との間、０と−２との間、＞−２、−５と５との間、−４．５と４との間、およびその間のすべての部分範囲である。さらなる実施形態において、ｘ＝２、かつＲｘＯ／Ａｌ２Ｏ３は、０と４との間、０と３．２５との間、０．５と３．２５との間、０．９５と３．２５との間、およびその間のすべての部分範囲である。これらの比は、ガラス物品の製造性の確立ならびにその透過性能の決定において重要な役割を果たす。例えば、ゼロにおよそ等しいかまたはゼロより大きいＲｘＯ−Ａｌ２Ｏ３を有するガラスは、より良好な融解品質を有する傾向があるが、ＲｘＯ−Ａｌ２Ｏ３の値が大きくなりすぎると、透過曲線に悪影響を与えることになる。同様に、ＲｘＯ−Ａｌ２Ｏ３（例えば、Ｒ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３）が、上述した所与の範囲内にあると、ガラスは、融解性を維持し、かつガラスの液相線温度を抑制しながら、可視スペクトルにおいて高い透過率を有するものと考えられる。同様に、上述したＲ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯの値は、また、ガラスの液相線温度を抑制する助けとなることがある。
【００９３】
１つまたは複数の実施形態において、かつ上記で言及したように、例示的なガラスは、ガラスマトリックス中にあるとき可視吸収を生成する低濃度の元素を有し得る。そのような吸収体として、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、およびＣｕ等の遷移元素、ならびにＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、およびＴｍ等の、ｆ軌道が一部充填された希土類元素が挙げられる。これらのうち、ガラス融解に使用される従来の原料において最も豊富であるのが、Ｆｅ、Ｃｒ、およびＮｉである。鉄は、ＳｉＯ２源である砂における一般的な汚染物質であり、アルミニウム、マグネシウム、およびカルシウムの原料源における典型的な汚染物質でもある。クロムおよびニッケルは、典型的に、普通のガラス原料において低濃度で存在するが、様々な砂の鉱石に存在し得、低濃度に抑えなければならない。その上、クロムおよびニッケルは、ステンレス鋼との接触を介して、例えば、原料またはカレットがジョークラッシャーで粉砕されるとき、鋼が付いた撹拌機またはスクリューフィーダーの侵食によって、または融解ユニット自体内での構造用鋼との意図しない接触によって、導入されるおそれがある。いくつかの実施形態における鉄の濃度は、具体的には、５０ｐｐｍ未満、より具体的には、４０ｐｐｍ未満、または２５ｐｐｍ未満であり得、ＮｉおよびＣｒの濃度は、具体的には、５ｐｐｍ未満、より具体的には、２ｐｐｍ未満であり得る。さらなる実施形態において、上に列記したすべての他の吸収体の濃度は、それぞれ１ｐｐｍ未満であってよい。様々な実施形態において、ガラスは、１ｐｐｍ以下のＣｏ、Ｎｉ、およびＣｒ、または代替的には、１ｐｐｍ未満のＣｏ、Ｎｉ、およびＣｒを含む。様々な実施形態において、この遷移元素（Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、およびＣｕ）は、０．１重量％以下でガラス中に存在してもよい。いくつかの実施形態において、Ｆｅの濃度は、＜約５０ｐｐｍ、＜約４０ｐｐｍ、＜約３０ｐｐｍ、＜約２０ｐｐｍ、または＜約１０ｐｐｍである。他の実施形態において、Ｆｅ＋３０Ｃｒ＋３５Ｎｉ＜約６０ｐｐｍ、＜約５０ｐｐｍ、＜約４０ｐｐｍ、＜約３０ｐｐｍ、＜約２０ｐｐｍ、または＜約１０ｐｐｍである。
【００９４】
遷移金属の濃度が上述した範囲内の場合であっても、望ましくない吸収をもたらすマトリックスおよびレドックス効果があり得る。例として、鉄は、ガラスにおいて、２種の原子価、＋３つまり第二鉄状態、および＋２つまり第一鉄状態で生じることは、当業者に広く公知である。ガラスにおいて、Ｆｅ３＋は、およそ３８０、４２０、および４３５ｎｍで吸収を生成するが、Ｆｅ２＋は、大部分をＩＲ波長で吸収する。したがって、１つまたは複数の実施形態によれば、可視波長での高い透過率を達成するために、できるだけ多くの鉄を第一鉄状態にあえてすることが望ましいことがある。これを達成するための１つの非限定的な方法は、還元性の成分をガラスバッチに添加することである。このような成分は、炭素、炭化水素、または特定のメタロイド、例えば、ケイ素、ホウ素、またはアルミニウム、の還元された形態を、含み得る。どのようにそれが達成されるにしても、鉄の濃度が、１つまたは複数の実施形態によって、説明される範囲、鉄の少なくとも１０％が第一鉄状態、より具体的には、鉄の２０％超が第一鉄状態内であれば、向上した透過率が短波長において生成され得る。したがって、様々な実施形態において、ガラス中の鉄の濃度は、ガラス物品内で、１．１ｄＢ／５００ｍｍ未満の減衰を生成する。さらに、様々な実施形態において、ホウケイ酸ガラスのための比（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｒｂ２Ｏ＋Ｃｓ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＺｎＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）／Ａｌ２Ｏ３が、０と４との間であるとき、Ｖ＋Ｃｒ＋Ｍｎ＋Ｆｅ＋Ｃｏ＋Ｎｉ＋Ｃｕの濃度は、ガラス物品内で、２ｄＢ／５００ｍｍ以下の光減衰を生成する。
【００９５】
ガラスマトリックス内の鉄の原子価および配位状態は、また、ガラスのバルク組成物によって影響を受け得る。例えば、高温の空気中で平衡した系ＳｉＯ２−Ｋ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３における溶融ガラスにおける鉄のレドックス比が、調べられてきた。Ｆｅ３＋である鉄の画分が、比Ｋ２Ｏ／（Ｋ２Ｏ＋Ａｌ２Ｏ３）で増加することがわかったが、このことは、実際的に、短波長でのより大きい吸収ということになる。このマトリックス効果を探求する中で、比（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｒｂ２Ｏ＋Ｃｓ２Ｏ）／Ａｌ２Ｏ３および（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＺｎＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）／Ａｌ２Ｏ３も、ホウケイ酸ガラスにおける透過率を最大化するために重要であり得ることが見出された。したがって、上述したＲｘＯ範囲に関して、例示的な波長での透過率は、所与の鉄含有量に対して最大化され得る。このことは、部分的にはＦｅ２＋のより高い割合のためであり、部分的には鉄の配位環境に関連するマトリックス効果のためである。
【００９６】
様々な開示される実施形態は、特定の実施形態に関連して説明される特定の特徴、要素、またはステップと関係することがあることが認識されるであろう。特定の特徴、要素、またはステップは、一特定の実施形態に関連して説明されていても、様々な例示されない組み合わせもしくは置き換えで代替の実施形態と、交換されるか、または組み合わせられてもよいことも認識されるであろう。
【００９７】
本明細書では、名詞は、「少なくとも１つの」対象を指し、その逆が明示的に指示されない限り、「１つのみ」に限定されるべきではないことも理解されるべきである。したがって、例えば、「光源」への言及は、文脈上明確に別段の指示がない限り、２つ以上のそのような光源を有する例を含む。同様に、「複数」は、「１つより多い」を意味することが意図される。したがって、「複数の光抽出特徴」は、３つ以上のそのような特徴等の、「２つ以上」のそのような特徴を含む。
【００９８】
範囲は、「約」１つの特定の値から、かつ／または「約」別の特定の値まで、として、本明細書で表現され得る。そのような範囲が表現されるとき、例は、その１つの特定の値から、かつ／またはその別の特定の値を、含む。同様に、値が、先行する「約」を使用して近似値として表現されるとき、特定の値は別の態様を形成することが理解されるであろう。範囲各々の端点は、他の端点との関連において、他の端点と関係なく、ともに重要であることがさらに理解されるであろう。
【００９９】
本明細書における用語「実質的な」、「実質的に」、およびその変形は、説明される特徴は、値または説明に等しいか、または値または説明におよそ等しいことを意味することが意図される。例えば、「実質的に平面の」表面は、平面であるか、またはおよそ平面である表面のことを意味することが意図される。
【０１００】
別段に明白に言明されない限り、本明細書に記述されるいかなる方法も、そのステップを特定の順番で実施されることを要求するものとして解釈されることは、全く意図されていない。したがって、方法クレームに、ステップが従うべき順番が実際に詳述されていない場合、または、特許請求の範囲または明細書に、ステップは特定の順番に限定されるべきであると別段具体的に言明されていない場合、いかなる特定の順番も推測されることは、全く意図されていない。
【０１０１】
特定の実施形態の様々な特徴、要素、またはステップが、移行句「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」を使用して、開示されることがある一方で、移行句「成る（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ）」または「から実質的に成る（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」を使用して、説明されることがあるものを含む、代替の実施形態が含意されることは、理解されるべきである。したがって、例えば、Ａ＋Ｂ＋Ｃを含む方法に対する、含意される代替の実施形態は、方法がＡ＋Ｂ＋Ｃから成る実施形態、および方法がＡ＋Ｂ＋Ｃから実質的になる実施形態を含む。
【０１０２】
様々な修正および変形が、本開示に対し、本開示の趣旨と範囲から逸脱することなく行われ得ることは、当業者に明らかとなるであろう。本開示の趣旨および要旨を組み込む開示される実施形態の、修正の組み合わせ、部分の組み合わせ、および変形は、当業者に想起されることがあるため、本開示は、添付される特許請求の範囲およびその等価物内のすべてを含むものと解釈されるべきである。
【０１０３】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【０１０４】
実施形態１  
ガラス物品を製造する方法であって、
ガラス基板の第１表面をレーザーと接触させて、直径および深さを有する複数の光抽出特徴を生成するステップを含み、
当該光抽出特徴は、抽出した光の色ずれΔｙを生成し、長さ５００ｍｍ当たりΔｙ＜０．０１である、方法。
【０１０５】
実施形態２  
前記ガラス物品は、約２００ＭＰａより大きい同心リング破壊強度を有する、実施形態１記載の方法。
【０１０６】
実施形態３  
前記レーザーは、ＣＯ２レーザー、ＣＯレーザー、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）レーザー、振動数３倍ネオジムドープＹＡＧ（Ｎｄ：ＹＡＧ）レーザー、および振動数３倍ネオジムドープイットリウムバナジン酸（Ｎｄ：ＹＶＯ４）レーザーから成る群から選択される、実施形態１から２のいずれかに記載の方法。
【０１０７】
実施形態４  
前記複数の光抽出特徴の個々の光抽出特徴は、前記第１の表面において１マイクロメートルと５００マイクロメートルとの間である最小幅、前記第１の表面において１マイクロメートルと５００マイクロメートルとの間である最大幅、前記第１の表面において１と１０との間であるアスペクト比、またはそれらの組み合わせを含む、実施形態１から３のいずれかに記載の方法。
【０１０８】
実施形態５  
前記複数の光抽出特徴の個々の光抽出特徴は、前記第１の表面において最小幅を含み、前記個々の光抽出特徴の前記深さと前記最小幅との比は、約０．０１から１００までの範囲である、実施形態４記載の方法。
【０１０９】
実施形態６  
前記ガラス物品の厚さは、０．２ｍｍから４ｍｍまでの範囲である、実施形態１から５のいずれかに記載の方法。
【０１１０】
実施形態７  
拡散フィルム、輝度向上フィルム、または両方を前記第１の表面または第２の表面上に蒸着することをさらに含む、実施形態１から６のいずれかに記載の方法。
【０１１１】
実施形態８  
前記ガラス物品を２ｍと６ｍとの間の曲率半径で湾曲させるステップをさらに含む、実施形態１から７のいずれかに記載の方法。
【０１１２】
実施形態９  
前記接触させるステップは、
（ａ）レーザー焦点領域の垂直位置を制御するステップ、
（ｂ）最小レーザースポット半径を制御するステップ、
（ｃ）レーザー波長を材料吸収に対して制御するステップ、
（ｄ）レーザーパルスエネルギーを制御するステップ、
（ｅ）レーザーパルス長を制御するステップ、
（ｆ）基板速度に対してレーザースポット速度を制御するステップ、
（ｇ）レーザーパルス繰返し率を制御するステップ、
（ｈ）パルス間の時間を制御するステップ、
（ｉ）レーザーデューティサイクルを制御するステップ、
（ｊ）レーザー平均出力を制御するステップ、または
（ｋ）ステップ（ａ）から（ｊ）の組み合わせ、
をさらに含み、
前記第１の表面上の前記複数の光抽出特徴を、不規則の、配列された、反復、非反復、対称、および非対称から成る群から選択されるパターンで得る、実施形態１から８のいずれかに記載の方法。
【０１１３】
実施形態１０  
ガラス物品であって、
第１の表面および対向する第２の表面を備え、
前記第１の表面は、複数のレーザー誘起された光抽出特徴を備え、
前記複数のレーザー誘起された光抽出特徴は、長さ５００ｍｍ当たりΔｙ＜０．０１の色ずれを生成する、ガラス物品。
【０１１４】
実施形態１１  
前記ガラス物品は、約２００ＭＰａより大きい同心リング破壊強度を有する、実施形態１０記載のガラス物品。
【０１１５】
実施形態１２  
前記複数のレーザー誘起された光抽出特徴の個々のレーザー誘発された光抽出特徴は、約５μｍから約１ｍｍまでの範囲の直径および約１μｍから約３ｍｍまでの範囲の深さを含む、実施形態１０から１１のいずれかに記載のガラス物品。
【０１１６】
実施形態１３  
前記複数のレーザー誘起された光抽出特徴の個々のレーザー誘発された光抽出特徴は、前記第１の表面において１μｍと５００μｍとの間である最小幅、前記第１の表面において１μｍと５００μｍとの間である最大幅、前記第１の表面において１と１０との間であるアスペクト比、またはそれらの組み合わせを含む、実施形態１０から１１のいずれかに記載のガラス物品。
【０１１７】
実施形態１４  
前記複数のレーザー誘起された光抽出特徴の個々のレーザー誘起された光抽出特徴は、前記第１の表面において深さと最小幅、および０．０１から１００までである当該深さと当該最小幅との比を含む、実施形態１０から１１のいずれかに記載のガラス物品。
【０１１８】
実施形態１５  
前記ガラス物品の厚さは、０．２ｍｍから４ｍｍまでの範囲である、実施形態１０から１４のいずれかに記載のガラス物品。
【０１１９】
実施形態１６  
前記ガラス物品の前記厚さは、０．７ｍｍから２ｍｍまでの範囲である、実施形態１５記載のガラス物品。
【０１２０】
実施形態１７  
前記ガラス物品は、拡散フィルム、輝度向上フィルム、または両方をさらに備える、実施形態１０から１６のいずれかに記載のガラス物品。
【０１２１】
実施形態１８  
前記ガラス物品は、前記ガラス物品の１つまたは複数の側面に光を結合する１つまたは複数の光源をさらに備える、実施形態１０から１７のいずれかに記載のガラス物品。
【０１２２】
実施形態１９  
前記複数のレーザー誘発された光抽出特徴は、前記ガラス物品にわたり＞８０％の光抽出一様性を提供する、実施形態１０から１８のいずれかに記載のガラス物品。
【０１２３】
実施形態２０  
前記ガラス物品は、２ｍと６ｍとの間の曲率半径で湾曲される、実施形態１０から１９のいずれかに記載のガラス物品。
【０１２４】
実施形態２１  
前記複数の光抽出特徴は、不規則の、配列された、反復、非反復、対称、および非対称から成る群から選択されるパターンで前記第１の表面上に存在する、実施形態１０から２０のいずれかに記載のガラス物品。
【０１２５】
実施形態２２  
凹面の前記光抽出特徴の前記深さ、直径、深さと直径の比、および形態のうちの任意の１つ、またはそれらの組み合わせは、前記第１の表面上の位置の関数として変動する、実施形態１０から２１のいずれかに記載のガラス物品。
【０１２６】
実施形態２３  
前記対向する第２の表面は、第２の複数の光抽出特徴を備える、実施形態１０から２２のいずれかに記載のガラス物品。
【０１２７】
実施形態２４  
実施形態１０から２３のいずれかに記載のガラス物品を含む、ディスプレイ装置または照明器具。
【符号の説明】
【０１２８】
１００  ガラス物品
１０５、３０５  第１の表面
１０７  端部
１１０、３１０  第２の表面
１２０  光源
２１０ａ  光抽出のパターン
２１０ｂ、２１０ｃ  光抽出パターン
光抽出パターン
２２０、３１５  光抽出特徴
３００  ガラス基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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