(57)【要約】  ＬＣＤ表示装置に使用するためのバックライトユニットであって、そのバックライトユニットは、ガラス基板の主面上に配置された硬化した高分子層を含み、この硬化した高分子層は、ＡＳＴＭ  Ｄ３３６３−０５にしたがって測定して１Ｈ〜２Ｈの鉛筆硬度値およびＡＳＴＭ  Ｄ３３５９−０９にしたがって測定して５Ｂの付着力を示す、バックライトユニットが開示されている。硬化した高分子層の最大色ずれΔｙｍａｘは、６０℃および９０％の相対湿度で１０００時間に亘る老化後に、約０．０１５未満である。
2021514538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックライトユニットにおいて、
第１の主面および該第１の主面と反対の第２の主面を有するガラス基板と、
前記第１の主面上に配置された硬化した高分子層であって、ＡＳＴＭ  Ｄ３３６３−０５にしたがって測定して１Ｈから２Ｈの範囲の鉛筆硬度値およびＡＳＴＭ  Ｄ３３５９−０９にしたがって測定して５Ｂの付着力を示す硬化した高分子層と、
を備え、
３８０ｎｍから７８０ｎｍの波長範囲に亘る前記硬化した高分子層の最大色ずれΔｙＣｍａｘが、６０℃および９０％の相対湿度で１０００時間に亘る該硬化した高分子層の老化後に、約０．０１５以下である、バックライトユニット。
【請求項２】
前記硬化した高分子層が二重硬化高分子材料から作られている、請求項１記載のバックライトユニット。
【請求項３】
前記二重硬化高分子材料が、フリーラジカル硬化アクリレートおよびカチオン硬化エポキシを含む、請求項２記載のバックライトユニット。
【請求項４】
前記硬化した高分子層が、列に配列された複数の微細構造を含む、請求項１から３いずれか１項記載のバックライトユニット。
【請求項５】
前記ガラス基板の厚さが、約０．１ｍｍから約３ｍｍの範囲にある、請求項１から４いずれか１項記載のバックライトユニット。
【請求項６】
前記硬化した高分子層の最大厚さが、約１０μｍから約５００μｍの範囲にある、請求項１から５いずれか１項記載のバックライトユニット。
【請求項７】
前記第２の主面上に複数の光抽出特徴をさらに含む、請求項１から６いずれか１項記載のバックライトユニット。
【請求項８】
前記複数の光抽出特徴の空間密度が、前記ガラス基板の長さ方向に変動する、請求項７記載のバックライトユニット。
【請求項９】
前記空間密度が、前記ガラス基板の光注入エッジ面から離れる方向に増加する、請求項８記載のバックライトユニット。
【請求項１０】
前記バックライトユニットが表示装置を構成する、請求項１から９いずれか１項記載のバックライトユニット。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、その内容が依拠され、下記に全てが述べられているかのようにここに全てが引用される、２０１８年２月１９日に出願された米国仮特許出願第６２／６３２１７２号に優先権を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、液晶表示装置用のバックライトユニットに関し、より詳しくは、ガラス製導光板であって、そのガラス製導光板上の構造化表面をマイクロレプリケーションするために無溶媒高分子樹脂を使用して製造されたガラス製導光板を備えたバックライトユニットに関する。
【背景技術】
【０００３】
コンピュータディスプレイ、テレビモニターなどの薄型フラットパネルディスプレイの需要が伸びるにつれて、薄型剛性バックライトユニット（ＢＬＵ）の必要が生じている。典型的なＢＬＵは、発光ダイオード（ＬＥＤ）光源、導光板（ＬＧＰ）、拡散シート、２つのプリズムシート（輝度上昇フイルムまたはＢＥＦとも称される）、および反射偏光フイルム（ＤＢＥＦ）から作られている。従来、ＬＧＰはポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）パネルから構成され、ＬＧＰの発光面から光を放出できる抽出パターンが、ＬＧＰの少なくとも１つの表面に印刷されているか、またはそこにエッチングされている。ＰＭＭＡは、その透明度および小さい色ずれ（Δｙ）のために、導光用途に使用されており、ここで、Δｙは、ＬＧＰに亘る異なる位置から放出される色の差である。
【０００４】
増強がない場合、ＬＣＤディスプレイで達成できる固有コントラスト比は、画像の最も暗い部分に対するその画像の最も明るい部分の比である。最も単純なコントラスト増強は、明るい画像の全体照度を増加させ、暗い画像の全体照度を減少させることにより行われる。残念ながら、これにより、暗い画像に抑えた明るさが生じ、明るい画像にさめた暗さが生じ得る。この欠点を克服するために、製造業者は、画像の能動的なローカルディミングを組み込むことができ、ここで、表示パネルの所定の領域内の照度が、表示されている画像に応じて、表示パネルの他の領域に対して局所的に調光することができる。そのようなローカルディミングは、光源、例えば、ＬＥＤの二次元配列が、ＬＣＤパネルの直接背後に位置付けられている場合、容易に組み込むことができる。しかしながら、ＬＥＤの配列が、ＢＬＵに組み込まれた導光板のエッジに沿って配置されている、エッジ照明ＢＬＵにローカルディミングを組み込むことは、より困難である。
【０００５】
典型的なＢＬＵは、光源（例えば、光源の配列）を通じて光が注入されるＬＧＰを備え、ここで、注入された光はＬＧＰ内で案内され、次いで、ＬＣＤパネルに向かって、例えば、散乱によって、ＬＧＰから外側に向けられる。エッジ照明ＢＬＵにおけるローカルディミングを促進するために、ＢＬＵ内の導光板の表面に、典型的に、注入された光を、広がりを最小にして特定の区域に沿って制限する微細構造が設けられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＰＭＭＡは、容易に形成され、ローカルディミングを促進するために、成形または機械加工することができる。しかしながら、ＰＭＭＡは、熱劣化を被り得、大きい熱膨張係数を有し、吸湿を被り、変形し易い。
【０００７】
他方で、ガラスは、寸法安定性であり（比較的低い熱膨張係数を有し）、大型の薄型ＴＶの高まる人気に適した大型の薄いシートで製造することができる。けれども、プラスチック（例えば、ＰＭＭＡ）中に容易に成形される微細な表面細部は、ガラス中に形成するのが難しい。したがって、一次元（１Ｄ）ローカルディミングなどのローカルディミングを促進することができるガラス製導光板を含むが、容易に成形可能なＢＬＵを製造することが望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示によれば、第１の主面およびその第１の主面と反対の第２の主面を有するガラス基板と、その第１の主面上に配置された硬化した高分子層であって、ＡＳＴＭ  Ｄ３３６３−０５にしたがって測定して１Ｈから２Ｈの範囲の鉛筆硬度値およびＡＳＴＭ  Ｄ３３５９−０９にしたがって測定して５Ｂの付着力を示す硬化した高分子層とを備えたバックライトユニットにおいて、３８０ｎｍから７８０ｎｍの波長範囲に亘る硬化した高分子層の最大色ずれΔｙＣｍａｘが、６０℃および９０％の相対湿度で１０００時間に亘るその硬化した高分子層の老化後に、約０．０１５以下、例えば、約０．０１未満である、バックライトユニットが開示されている。この硬化した高分子層は、二重硬化高分子材料から作ることができる。様々な実施の形態において、その二重硬化高分子材料は、フリーラジカル硬化アクリレートおよびカチオン硬化エポキシを含む。
【０００９】
いくつかの実施の形態において、その硬化した高分子層は、複数の微細構造を含み得る。その微細構造は、列で、例えば、平行直線列などの平行列で配列することができる。
【００１０】
前記ガラス基板の厚さは、約０．１ｍｍから約３ｍｍの範囲にあり得る。
【００１１】
前記硬化した高分子層の最大厚さは、約１０μｍから約５００μｍの範囲にあり得る。
【００１２】
いくつかの実施の形態において、前記ガラス基板は、第２の主面上に複数の光抽出特徴をさらに含むことがある。その複数の光抽出特徴の空間密度は、そのガラス基板の長さ方向に変動し得る。例えば、その複数の光抽出特徴の空間密度は、ガラス基板の光注入エッジ面から離れる方向に増加し得る。
【００１３】
いくつかの実施の形態において、前記バックライトユニットは、表示装置を構成することがある。
【００１４】
他の実施の形態において、第１の主面およびその第１の主面と反対の第２の主面を有するガラス基板と、その第１の主面上に配置された硬化した高分子層であって、ＡＳＴＭ  Ｄ３３６３−０５にしたがって測定して１Ｈから２Ｈの範囲の鉛筆硬度値およびＡＳＴＭ  Ｄ３３５９−０９にしたがって測定して５Ｂの付着力を示し、列に配列された複数の微細構造をさらに含む硬化した高分子層とを備えたバックライトユニットにおいて、３８０ｎｍから７８０ｎｍの波長範囲に亘る硬化した高分子層の最大色ずれΔｙＣｍａｘが、６０℃および９０％の相対湿度で１０００時間に亘る老化後に、約０．０１５以下、例えば、約０．０１未満である、バックライトユニットが記載されている。
【００１５】
様々な実施の形態において、その硬化した高分子層は、二重硬化高分子材料から作ることができる。例えば、その二重硬化高分子材料は、フリーラジカル硬化アクリレートおよびカチオン硬化エポキシを含み得る。
【００１６】
いくつかの実施の形態において、前記ガラス基板の第２の主面は、複数の光抽出特徴を含み得る。いくつかの実施の形態において、その複数の光抽出特徴の空間密度は、ガラス基板の長さ方向に変動する。例えば、その複数の光抽出特徴の空間密度は、ガラス基板の光注入エッジ面から離れる方向に増加し得る。
【００１７】
いくつかの実施の形態において、前記バックライトユニットは表示装置を構成する。例えば、バックライトユニットは、表示装置のＬＣＤパネルの背後に位置付けられ、ＬＣＤパネルを照らすために使用されることがある。したがって、様々な実施の形態において、バックライトユニットは、ガラス基板の光注入エッジ面に近接して位置付けられた複数のＬＥＤを備え得る。
【００１８】
いくつかの実施の形態において、前記ガラス基板の厚さは、約０．１ｍｍから約３ｍｍの範囲にあり得る。
【００１９】
いくつかの実施の形態において、前記硬化した高分子層の最大厚さは、約１０μｍから約５００μｍの範囲にあり得る。
【００２０】
さらに他の実施の形態において、第１の主面およびその第１の主面と反対の第２の主面を有するガラス基板であって、その第１の主面が、ＡＳＴＭ  Ｄ３３６３−０５にしたがって測定して１Ｈから２Ｈの範囲の鉛筆硬度値およびＡＳＴＭ  Ｄ３３５９−０９にしたがって測定して５Ｂの第１の主面への付着力を有する硬化した高分子層を含む、ガラス基板を備えた導光板において、３８０ｎｍから７８０ｎｍの波長範囲に亘る硬化した高分子層の最大色ずれΔｙＣｍａｘが、６０℃および９０％の相対湿度で１０００時間に亘る老化後に、約０．０１５以下である、導光板が開示されている。
【００２１】
いくつかの実施の形態において、前記第２の主面は、複数の光抽出特徴を含み得る。その複数の光抽出特徴の空間密度は、導光板の長さ方向に変動し得る。例えば、その複数の光抽出特徴の空間密度は、ガラス基板の光注入エッジ面から離れる方向に増加し得る。
【００２２】
さらに他の実施の形態において、表示装置において、第１の主面およびその第１の主面と反対の第２の主面を有するガラス基板と、その第１の主面上に配置された硬化した高分子層であって、ＡＳＴＭ  Ｄ３３６３−０５にしたがって測定して１Ｈから２Ｈの範囲の鉛筆硬度値およびＡＳＴＭ  Ｄ３３５９−０９にしたがって測定して５Ｂの付着力を示す硬化した高分子層とを含むバックライトユニット備え、３８０ｎｍから７８０ｎｍの波長範囲に亘る硬化した高分子層の最大色ずれΔｙＣｍａｘが、６０℃および９０％の相対湿度で１０００時間に亘るその硬化した高分子層の老化後に、約０．０１５以下、例えば、約０．０１未満である、表示装置が開示されている。この硬化した高分子層は、二重硬化高分子材料から作ることができる。様々な実施の形態において、その二重硬化高分子材料は、フリーラジカル硬化アクリレートおよびカチオン硬化エポキシを含む。
【００２３】
いくつかの実施の形態において、その硬化した高分子層は、複数の微細構造を含み得る。その微細構造は、列で、例えば、平行直線列などの平行列で配列することができる。
【００２４】
前記ガラス基板の厚さは、約０．１ｍｍから約３ｍｍの範囲にあり得る。
【００２５】
前記硬化した高分子層の最大厚さは、約１０μｍから約５００μｍの範囲にあり得る。
【００２６】
いくつかの実施の形態において、前記ガラス基板は、第２の主面上に複数の光抽出特徴をさらに含むことがある。その複数の光抽出特徴の空間密度は、ガラス基板の長さ方向に変動し得る。例えば、その複数の光抽出特徴の空間密度は、ガラス基板の光注入エッジ面から離れる方向に増加し得る。
【００２７】
他の実施の形態において、フリーラジカルアクリレートモノマー、カチオン性エポキシモノマー、および０．１％以下の有機溶媒を含む被覆材料が記載されている。
【００２８】
実施の形態において、その被覆材料はＵＶ硬化性である。
【００２９】
実施の形態において、その被覆材料は、カチオン重合およびフリーラジカル重合により重合する。
【００３０】
ここに開示された実施の形態の追加の特徴および利点が、以下の詳細な説明に述べられており、一部は、その説明から当業者に明白となるか、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、並びに添付図面を含む、ここに記載された実施の形態を実施することによって認識されるであろう。
【００３１】
先の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方とも、ここに開示された実施の形態の性質および特徴を理解するために概要または骨子を提供する目的の実施の形態を提示していることが理解されよう。添付図面は、さらなる理解を与えるために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成する。図面は、説明と共に、その原理と作動を説明する働きをする、本開示の様々な実施の形態を示している。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】ＢＬＵを含む例示の表示装置の断面図
【図２Ａ】ある微細構造を有する例示のＬＧＰの断面図
【図２Ｂ】異なる微細構造を有する例示のＬＧＰの断面図
【図２Ｃ】さらに異なる微細構造を有する例示のＬＧＰの断面図
【図３】ローカルディミング指数(local dimming index)ＬＤＩを計算するための寸法パラメータを示すＬＧＰの説明図
【図４】光抽出特徴を含む例示のＬＧＰの断面図
【図５】色ずれを計算するための２つの例示の点ＡおよびＢを示す、ＣＩＥ  １９３１色域（グレースケールで示されている）
【図６】裸ガラス、溶媒系高分子材料および無溶媒高分子材料に関する促進老化後の色ずれデータを比較するグラフ
【発明を実施するための形態】
【００３３】
ここで、その例が添付図面に示されている、本開示の実施の形態を詳しく参照する。できるときはいつでも、同じまたは同様の部分を参照するために、図面に亘り、同じ参照番号が使用される。しかしながら、本開示は、多くの異なる形態で具体化されることがあり、ここに述べられた実施の形態に限定されると解釈すべきではない。
【００３４】
範囲は、「約」ある特定値から、および／または「約」別の特定値まで、とここに表現することができる。そのような範囲が表現された場合、別の実施の形態は、その１つの特定値から他方の特定値までを含む。同様に、値が、「約」という先行詞を使用して、近似として表される場合、その特定値は別の実施の形態を形成することが理解されよう。範囲の各々の端点は、他方の端点に関してと、他方の端点に関係なくの両方で有意であることが、さらに理解されよう。
【００３５】
ここに用いられている方向を示す用語−例えば、上、下、右、左、前、後ろ、上部、底部−は、描かれた図面に関してのみ使用され、絶対的な向きを暗示する意図はない。
【００３６】
他に明白に述べられていない場合、ここに述べられたどの方法も、その工程が特定の順序で行われることが要求されると解釈されることも、装置に関しては、特定の向きが要求されることも、決して意図されていない。したがって、方法の請求項が、その工程がしたがうべき順序を実際に列挙していない場合、または装置の請求項が、個々の構成要素に対する順序または向きを実際に列挙していない場合、または工程が特定の順序に限定されるべきであることが請求項または説明に他に具体的に述べられていない場合、または装置の構成要素の特定の順序または向きが列挙されていない場合、順序または向きがどの点に関しても暗示されることは決して意図されていない。このことは、工程の配列、操作の流れ、構成要素の順序、または構成要素の向き；文法構成または句読法に由来する明白な意味；および明細書に記載された実施の形態の数またはタイプに関する論理事項を含む、解釈に関するどの可能性のある非表現基準にも適用される。
【００３７】
ここに用いられているように、名詞は、内容が明白に他に示していない限り、複数の対象を含む。それゆえ、例えば、構成要素に対する言及は、内容が明白に他に示していない限り、そのような構成要素を２つ以上有する態様を含む。
【００３８】
「例示の」、「例」という単語またはその様々な形態は、例、場合、または実例であることを示すためにここに使用される。「例示の」または「例」としてここに記載されたどの態様または設計も、他の態様または設計を上回って好ましいまたは有利であると、必ずしも解釈されるべきではない。さらに、例は、明瞭さおよび理解の目的のためだけに与えられ、開示された主題または本開示の関連部分をどのような方法ででも限定または制限する意図はない。様々な範囲の無数の追加のまたは代わりの例が提示され得るが、簡潔さのために省かれていることを認識すべきである。
【００３９】
ＬＣＤバックライト用途に使用される導光板は、典型的に、ＰＭＭＡから形成される。何故ならば、ＰＭＭＡは、多くの代わりの材料と比べて減少した光吸収を示すからである。しかしながら、ＰＭＭＡは、大型（例えば、対角線で３２インチ（約８０ｃｍ）以上）ディスプレイの製造を困難にする特定の機械的欠点を提示し得る。そのような欠点に、不十分な剛性、高い吸湿製、および大きい熱膨張係数（ＣＴＥ）がある。
【００４０】
例えば、従来のＬＣＤパネルは、２片の薄いガラス（例えば、カラーフィルタ基板およびＴＦＴバックプレーン基板）から製造され、ＰＭＭＡライトガイドおよび複数の薄いプラスチックフイルム（ディフューザー、Ｄｕａｌ  Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆｉｌｍ（ＤＢＥＦ）など）を含むＢＬＵがＬＣＤパネルの背後に位置付けられている。ＰＭＭＡの不十分な弾性率のために、ＬＣＤパネルの全体構造は低い剛性を示し、ＬＣＤパネルに剛性を与えるために、追加の機械構造が必要になることがあり、それによって、表示装置のサイズと質量が増してしまう。ＰＭＭＡのヤング率は、一般に、約２ギガパスカル（ＧＰａ）であり、一方で、特定の例示のガラスは、約６０ＧＰａから９０ＧＰａ以上に及ぶヤング率を示し得ることに留意すべきである。
【００４１】
湿度試験は、ＰＭＭＡは、水分に敏感であり、約０．５％までの寸法変化を経験し得ることを示す。それゆえ、１メートルの長さを有するＰＭＭＡパネルについて、０．５％の変化は、５ｍｍまでパネル長を増加させ得、このことは、重大であり、対応するＢＬＵの機械設計を困難にする。この問題を解決するための従来の手法に、ＬＥＤとＰＭＭＡ製ＬＧＰとの間に空隙を残して、ＰＭＭＡ製ＬＧＰを膨張させることがある。しかしながら、ＬＥＤとＬＧＰとの間の光結合は、ＬＥＤからＬＧＰまでの距離に敏感であり、その距離の増加は、ディスプレイの輝度を湿度の関数として変化させ得る。さらに、ＬＥＤとＬＧＰとの間の距離が大きくなるほど、その２つの間の光結合が効率的でなくなってしまう。
【００４２】
さらにまた、ＰＭＭＡのＣＴＥは約７５×１０−６／℃であり、ＰＭＭＡは低い熱伝導率（約０．２ワット／メートル／ケルビン、Ｗ／ｍ／Ｋ）を有する。それと比べて、ＬＧＰとしての使用に適したあるガラスは、０．８Ｗ／ｍ／Ｋ以上の熱伝導率と共に、約８×１０−６／℃未満のＣＴＥを有し得る。したがって、ＢＬＵ用の導光媒体としてのガラスは、高分子（例えば、ＰＭＭＡ）製ＬＧＰに見られない優れた品質を提示する。
【００４３】
それに加え、全ガラス製ライトガイドは、固有に小さい色ずれを示し、高照明フラックス下で高分子のような老化すなわち「黄変」を示さず、ディスプレイにおける光学成分の数を減少させられる表面構造設計および均一な全反射（ＴＩＲ）リダイレクションを含むことができる。これらの属性は、顧客に高く求められている。残念ながら、１Ｄディミングを促進するための非常に小さい表面特徴が形成された全ガラス導光板を製造することは、難しい。
【００４４】
図１は、第１の基板１４および第２の基板１６の周辺端部の間でその周りに位置付けられた接着剤１８で接合された第１と第２の基板を含むＬＣＤ表示パネル１２を備えた例示のＬＣＤ表示装置１０を示す。第１と第２の基板１４、１６は、典型的に、ガラス基板である。第１と第２の基板１４、１６および接着剤１８は、それらの間に液晶材料を収容する空隙２０を形成する。空隙２０の一貫した間隔を維持するために、空隙２０内の様々な位置に、スペーサ（図示せず）が使用されることもある。第１の基板１４はカラーフィルタ材料を含むことがある。したがって、第１の基板１４は、カラーフィルタ基板と称されることもある。他方で、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）を含むことができ、それゆえ、バックプレーン基板、または単にバックプレーンと称されることがある。ＬＣＤパネル１２は、その表面に位置付けられた１つ以上の偏光フィルタ２２をさらに含むことがある。
【００４５】
ＬＣＤ表示装置１０は、背後から、すなわち、ＬＣＤパネルのバックプレーン側からＬＣＤパネル１２を照らすように配置されたＢＬＵ２４をさらに備える。いくつかの実施の形態において、ＢＬＵ２４は、ＬＣＤパネル１２から間隔が空けられることがあるが、さらなる実施の形態において、ＢＬＵ２４は、透明接着剤（例えば、ＣＴＥ一致接着剤）などにより、ＬＣＤパネルと接触しているまたは連結されていることがある。ＢＬＵ２４は、第１の主面３０と第２の主面３２を有するガラス基板２８、および第１の主面３０または第２の主面３２の少なくとも一方の上に配置された高分子層３４を含むＬＧＰ２６を備えるが、さらなる実施の形態において、ＬＧＰ２６は、ガラス基板２８の第１と第２の主面の両方の上に高分子層３４を含み得る。高分子層３４は、連続であっても、不連続であってもよい。
【００４６】
ＢＬＵ２４は、いくつかの実施の形態において、ガラス基板２８の主面上に配置された１つ以上のフイルムまたはコーティング（図示せず）、例えば、量子ドットフイルム、拡散フイルム、反射偏光フイルム、またはその組合せをさらに含むことがある。
【００４７】
図２Ａ〜２Ｃは、本開示の実施の形態による例示のＬＧＰの断面図である。図から分かるように、ガラス基板２８は、第１の主面３０と第２の主面３２との間に延在し、それと垂直な方向に最大厚さｄ１を有する。いくつかの実施の形態において、厚さｄ１は、約３ｍｍ以下、例えば、約２ｍｍ以下、または約１ｍｍ以下であることがあるが、さらなる実施の形態において、厚さｄ１は、約０．１ｍｍから約３ｍｍの範囲、例えば、間の全ての範囲と部分的範囲を含む、約０．１ｍｍから約２．５ｍｍの範囲、約０．３ｍｍから約２．１ｍｍの範囲、約０．５ｍｍから約２．１ｍｍの範囲、約０．６ｍｍから約２．１ｍｍの範囲、または約０．６ｍｍから約１．１ｍｍの範囲にあることがある。ガラス基板２８は、表示装置に使用するための当該技術分野に公知のどのガラス材料から作ることもできる。例えば、そのガラス基板は、アルミノケイ酸塩、アルカリアルミノケイ酸塩、ホウケイ酸塩、アルカリホウケイ酸塩、アルミノホウケイ酸塩、アルカリアルミノホウケイ酸塩、ソーダ石灰、または他の適切なガラスから作ることができる。
【００４８】
非限定的ガラス組成物は、約５０モル％から約９０モル％のＳｉＯ２、０モル％から約２０モル％のＡｌ２Ｏ３、０モル％から約２０モル％のＢ２Ｏ３、および０モル％から約２５モル％のＲｘＯを含み得、ここで、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓのいずれか１つ以上であり、ｘは２であるか、またはＺｎ、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒまたはＢａであり、ｘは１である。いくつかの実施の形態において、ＲｘＯ−Ａｌ２Ｏ３＞０；０＜ＲｘＯ−Ａｌ２Ｏ３＜１５；ｘ＝２およびＲ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３＜１５；Ｒ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３＜２；ｘ＝２およびＲ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ＞−１５；０＜（ＲｘＯ−Ａｌ２Ｏ３）＜２５、−１１＜（Ｒ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３）＜１１、および−１５＜（Ｒ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ）＜１１；および／または−１＜（Ｒ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３）＜２および−６＜（Ｒ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ）＜１。いくつかの実施の形態において、そのガラスは、各々１ｐｐｍ未満のＣｏ、Ｎｉ、およびＣｒを含む。いくつかの実施の形態において、Ｆｅの濃度は、約５０ｍｍ未満、約２０ｐｐｍ未満、または約１０ｐｐｍ未満である。他の実施の形態において、Ｆｅ＋３０Ｃｒ＋３５Ｎｉ＜約６０ｐｐｍ、Ｆｅ＋３０Ｃｒ＋３５Ｎｉ＜約４０ｐｐｍ、Ｆｅ＋３０Ｃｒ＋３５Ｎｉ＜約２０ｐｐｍ、またはＦｅ＋３０Ｃｒ＋３５Ｎｉ＜約１０ｐｐｍ。他の実施の形態において、そのガラスは、約６０モル％から約８０モル％のＳｉＯ２、約０．１モル％から約１５モル％のＡｌ２Ｏ３、０モル％から約１２モル％のＢ２Ｏ３、および約０．１モル％から約１５モル％のＲ２Ｏと約０．１モル％から約１５モル％のＲＯを含み得、ここで、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓのいずれか１つ以上であり、ｘは２であるか、またはＺｎ、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒまたはＢａであり、ｘは１である。
【００４９】
他の実施の形態において、前記ガラス組成物は、約６５．７９モル％から約７８．１７モル％のＳｉＯ２、約２．９４モル％から約１２．１２モル％のＡｌ２Ｏ３、約０モル％から約１１．１６モル％のＢ２Ｏ３、約０モル％から約２．０６のＬｉ２Ｏ、約３．５２モル％から約１３．２５のＮａ２Ｏ、約０モル％から約４．８３のＫ２Ｏ、約０モル％から約３．０１モル％のＺｎＯ、約０モル％から約８．７２モル％のＭｇＯ、約０モル％から約４．２４モル％のＣａＯ、約０モル％から約６．１７モル％のＳｒＯ、約０モル％から約４．３モル％のＢａＯ、および約０．０７モル％から約０．１１モル％のＳｎＯ２を含み得る。
【００５０】
追加の実施の形態において、ガラス基板２８は、０．９５と３．２３の間のＲｘＯ／Ａｌ２Ｏ３比を有し得、ここで、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓのいずれか１つ以上であり、ｘは２である。さらなる実施の形態において、そのガラス基板は、１．１８と５．６８の間のＲｘＯ／Ａｌ２Ｏ３比を有することがあり、ここで、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓのいずれか１つ以上であり、ｘは２であるか、またはＺｎ、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒまたはＢａであり、ｘは１である。さらに別の実施の形態において、そのガラス基板は、−４．２５と４．０の間のＲｘＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯを有し得、ここで、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓのいずれか１つ以上であり、ｘは２である。
【００５１】
またさらなる実施の形態において、前記ガラス基板は、約６６モル％から約７８モル％のＳｉＯ２、約４モル％から約１１モル％のＡｌ２Ｏ３、約４モル％から約１１モル％のＢ２Ｏ３、約０モル％から約２のＬｉ２Ｏ、約４モル％から約１２のＮａ２Ｏ、約０モル％から約２のＫ２Ｏ、約０モル％から約２モル％のＺｎＯ、約０モル％から約５モル％のＭｇＯ、約０モル％から約２モル％のＣａＯ、約０モル％から約５モル％のＳｒＯ、約０モル％から約２モル％のＢａＯ、および約０モル％から約２モル％のＳｎＯ２を含むことがある。
【００５２】
追加の実施の形態において、ガラス基板２８は、約７２モル％から約８０モル％のＳｉＯ２、約３モル％から約７モル％のＡｌ２Ｏ３、約０モル％から約２モル％のＢ２Ｏ３、約０モル％から約２のＬｉ２Ｏ、約６モル％から約１５のＮａ２Ｏ、約０モル％から約２のＫ２Ｏ、約０モル％から約２モル％のＺｎＯ、約２モル％から約１０モル％のＭｇＯ、約０モル％から約２モル％のＣａＯ、約０モル％から約２モル％のＳｒＯ、約０モル％から約２モル％のＢａＯ、および約０モル％から約２モル％のＳｎＯ２を含み得る。特定の実施の形態において、そのガラス組成物は、約６０モル％から約８０モル％のＳｉＯ２、約０モル％から約１５モル％のＡｌ２Ｏ３、約０モル％から約１５モル％のＢ２Ｏ３、および約２モル％から約５０のＲｘＯを含み得、ここで、Ｒは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓのいずれか１つ以上であり、ｘは２であるか、またはＺｎ、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒまたはＢａであり、ｘは１であり、Ｆｅ＋３０Ｃｒ＋３５Ｎｉ＜約６０ｐｐｍである。適切な市販のガラスの例としては、Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄからの、ＥＡＧＬＥ  ＸＧ（登録商標）、Ｌｏｔｕｓ（商標）、Ｗｉｌｌｏｗ（登録商標）、Ｉｒｉｓ（商標）、およびＧｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラスが挙げられる。
【００５３】
しかしながら、ここに記載された実施の形態はガラス組成物により限定されず、先の組成物の実施の形態は、その点で限定的ではないことを理解すべきである。
【００５４】
いくつかの実施の形態において、ガラス基板２８は、間の全ての範囲と部分的範囲を含む、約０．００５から約０．０１５の範囲、例えば、約０．００６から約０．０１５の範囲、約０．００７から約０．０１５の範囲、約０．００８から約０．０１５の範囲、約０．００９から約０．０１５の範囲、約０．０１０から約０．０１５の範囲、約０．０１１から約０．０１５の範囲、約０．０１２から約０．０１５の範囲、約０．０１３から約０．０１５の範囲、約０．０１４から約０．０１５の範囲、約０．００５から約０．０１４の範囲、約０．００５から約０．０１３の範囲、約０．００５から約０．０１２の範囲、約０．００５から約０．０１１の範囲、約０．００５から約０．０１０の範囲、約０．００５から約０．００９の範囲、約０．００５から約０．００８の範囲、約０．００５から約０．００７の範囲、または約０．００５から約０．００６の範囲など、０．０１５未満の、３８０ｎｍから７８０ｎｍの波長範囲に亘る最大色ずれΔｙＧｍａｘを示し得る。
【００５５】
特定の実施の形態によれば、前記ガラス基板は、約３ｄＢ／ｍ未満、約２ｄＢ／ｍ未満、約１ｄＢ／ｍ未満、約０．５ｄＢ／ｍ未満、約０．２ｄＢ／ｍ未満、またはさらに小さいなど、約４ｄＢ／ｍ未満の光減衰α１（例えば、吸収および／または散乱損失による）を有し得る。例えば、光減衰α１は、約４２０〜７５０ｎｍに及ぶ波長に亘り約０．２ｄＢ／ｍから約４ｄＢ／ｍの範囲にあり得る。
【００５６】
ガラス基板２８は、いくつかの実施の形態において、例えば、イオン交換により、化学強化されることがある。イオン交換過程中、ガラス基板の表面またはその近くのガラス基板内のイオンが、例えば、塩浴からの、より大きいイオンと交換されることがある。ガラス表面中により大きいイオンを組み込むと、その基板の表面近くの領域に圧縮応力が生じることによって、基板を強化することかできる。その圧縮応力と釣り合うために、ガラス基板の中央領域に対応する引張応力が誘発され得る。
【００５７】
イオン交換は、例えば、ガラス基板を所定の期間に亘り溶融塩浴中に浸漬することによって、行われることがある。例示の塩浴としては、以下に限られないが、ＫＮＯ３、ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＲｂＮＯ３、またはその組合せが挙げられる。溶融塩浴の温度および処理期間は様々であり得る。非限定例として、溶融塩浴の温度は、約４００℃から約５００℃など、約４００℃から約８００℃に及ぶことがあり、所定の期間は、約４時間から約１０時間など、約４時間から約２４時間に及ぶことがあるが、他の温度と時間の組合せが考えられる。非限定例として、ガラスは、例えば、表面圧縮応力を与えるＫの豊富な層を得るために、約６時間に亘り約４５０℃で、ＫＮＯ３浴中に浸すことができる。
【００５８】
ガラス基板２８は、所望の光分布を生じるために必要に応じて、どのような所望のサイズおよび／または形状を有しても差し支えない。第１と第２の主面３０、３２は、特定の実施の形態において、平面または実質的に平面、例えば、実質的に平坦であることがある。第１と第２の主面３０、３２は、様々な実施の形態において、平行または実質的に平行であることがあるが、さらなる実施の形態において、第１と第２の主面３０、３２は、非平行であることがある。ガラス基板２８は、４つのエッジを有する、または４より多いエッジを有する、例えば、多辺多角形であることがある。他の実施の形態において、ガラス基板２８は、４未満のエッジを含む、例えば、三角形であることがある。非限定例として、そのライトガイドは、長方形、正方形、または４つのエッジを有する菱形を有することがあるが、１つ以上の曲線部分またはエッジを有するものを含む、他の形状と形態が本開示の範囲に入ることが意図されている。
【００５９】
まだ図２Ａ〜２Ｃを参照すると、図示されたＬＧＰは、微細構造の列からなる配列として配置されている、ガラス基板２８の主面上に配置された微細構造４０を含む高分子層３４を備えることができる。例えば、様々な実施の形態において、微細構造４０の列は、微細構造の平行列など、微細構造の直線列であり得る。微細構造４０は、例えば、図２Ａ〜２Ｃに示されるように、それぞれ、先の尖ったプリズム４２または丸みを帯びたプリズム４４を含み得る。しかしながら、図２Ｃに示されるように、微細構造４０は、レンチキュラー（例えば、円柱状）レンズ４６も構成することができる。もちろん、図示された微細構造は、例示に過ぎず、付随の特許請求の範囲を限定する意図はない。他の微細構造も、可能であり、本開示の範囲に入ることが意図されている。例えば、図２Ａ〜２Ｃは、規則的に（または周期的に）生じる列を示しているが、不規則な（非周期的な）列を使用することも可能である。
【００６０】
ここに用いられているように、「微細構造」、「微細構造の」という用語、およびその変形は、約４００μｍ未満、約３００μｍ未満、約２００μｍ未満、約１００μｍ未満、約５０μｍ未満、またはそれより小さい、例えば、間の全ての範囲と部分的範囲を含む、約１０μｍから約５００μｍの範囲、約１０μｍから約４５０μｍの範囲、約１０μｍから約４００μｍの範囲、約１０μｍから約３５０μｍの範囲、約１０μｍから約３００μｍの範囲、約１０μｍから約２５０μｍの範囲、約１０μｍから約２００μｍの範囲、約１０μｍから約１５０μｍの範囲、約１０μｍから約１００μｍの範囲、約１０μｍから約５０μｍの範囲、約１０μｍから約２０μｍの範囲、約２０μｍから約５００μｍの範囲、約５０μｍから約５００μｍの範囲、約１００μｍから約５００μｍの範囲、約１５０μｍから約５００μｍの範囲、約２００μｍから約５００μｍの範囲、約２５０μｍから約５００μｍの範囲、約３００μｍから約５００μｍの範囲、約３００μｍから約５００μｍの範囲、約３５０μｍから約５００μｍの範囲、約４００μｍから約５００μｍの範囲、または約４５０μｍから約５００μｍの範囲など、約５００μｍ未満の高さ、幅または長さの少なくとも１つを有する高分子層の表面レリーフ特徴を称する意図がある。
【００６１】
微細構造４０は、特定の実施の形態において、所定の列内、または複数の列間に、同一であっても、異なっても差し支えない、規則的または不規則な断面形状を有することがある。図２Ａ〜２Ｃは、概して、実質的に同じピッチ（周期性）で均一に間隔が空けられた同じサイズと形状の微細構造４０を示しているが、全ての微細構造が、同じサイズおよび／または形状および／または間隔を有するとは限らないであろうことを理解すべきである。微細構造の形状および／またはサイズの組合せを使用してもよく、そのような組合せは、周期的または非周期的様式で配列されてもよい。
【００６２】
さらに、微細構造４０のサイズおよび／または形状は、ＬＧＰの所望の光出力および／または光学機能性に応じて、異なっても差し支えない。例えば、異なる微細構造の形状により、ローカルディミング指数（ＬＤＩ）とも称される、異なるローカルディミング効率が生じることがある。
【００６３】
図３に示されるように、光注入エッジ面５２から距離ＺでのＬＤＩは：
【００６４】
【数１】
2021514538.tif 000003
【００６５】
と定義することができ、式中、Ｌｍは、ＬＥＤの光注入エッジ面５２からの距離Ｚでの区域ｍ（ｍ＝ｎ−２、ｎ−１、ｎ、ｎ＋１、ｎ＋２）の面積Ａｍの輝度である。各面積Ａｍは、幅ＷＡおよび高さＨＡにより定義できる。ＬＤＩは、ＬＧＰの区域の輝度の関数である。実際問題として、ＬＤＩは、ＬＧＰの所定の照明区域中に注入される光の閉じ込め程度、すなわち、その照明区域にどれだけ多くの光が維持されるかの尺度である。ＬＤＩの大きさが大きいほど、ＬＧＰの光閉じ込め性能が良くなる（より多くの光が、光注入区域内に閉じ込められる）。
【００６６】
非限定例として、プリズム微細構造の周期的配列により、約７０％までのＬＤＩ値が生じることがあるのに対し、レンチキュラーレンズの周期的配列により、約８３％までのＬＤＩ値が生じることがある。微細構造のサイズおよび／または形状および／または間隔は、異なるＬＤＩ値を達成するために変えてもよい。異なる微細構造の形状は、追加の光学機能性も与えることがある。例えば、９０°のプリズム角度を有する微細構造の先の尖ったプリズム配列は、より効率的なローカルディミングを生じるだけでなく、光線の再循環と方向転換によるプリズムリッジに対して垂直な方向に光を部分的に集束もさせることがある。いくつかの実施の形態において、ガラス基板２８の両方の主面が、微細構造を有する高分子層を含むことがある。
【００６７】
図２Ａを参照すると、先の尖ったプリズム微細構造４２は、間の全ての範囲と部分的範囲を含む、約７０°から約１１０°の範囲、約８０°から約１００°の範囲、または約９０°から約１００°の範囲など、約６０°から約１２０°の範囲のプリズム角度θを有し得る。図２Ｃを参照すると、レンチキュラーレンズ微細構造４６は、半円形、半楕円形、放物線、または他の類似の湾曲形状など、どの所定の断面形状を有しても差し支えない。
【００６８】
図１を再び参照すると、ＢＬＵ２４は、少なくとも１つの光源、例えば、ガラス基板２８の少なくとも１つの光注入エッジ面５２に沿って配置され、そこに光学的に結合された、例えば、光注入エッジ面５２に隣接して位置付けられた、発光ダイオード（ＬＥＤ）５０または発光ダイオード（ＬＥＤ）５０の配列をさらに含む。ここに用いられているように、「光学的に結合された」という用語は、ＬＧＰに光を導入するように、光源がＬＧＰの光注入エッジ面に隣接して位置付けられていることを意味する意図がある。光源は、ＬＧＰに物理的に接触していなくとも、ＬＧＰに光学的に結合されることがある。追加の光源（図示せず）が、エッジ面に隣接して、またはその反対など、ＬＧＰの他のエッジ面に光学的に結合されてもよい。
【００６９】
いくつかの実施の形態において、ＬＥＤ５０は、光注入エッジ面５２から距離δ、例えば、約０．５ｍｍ未満に位置していることがある。１つ以上の実施の形態によれば、ＬＥＤ５０は、ガラス基板への効率的な光結合を与えるために、ガラス基板２８の厚さｄ１以下の厚さ（高さ）を有することがある。
【００７０】
前記少なくとも１つの光源により発せられる光は、少なくとも１つの光注入エッジ面５２を通じて注入され、全反射によりガラス基板２８を通じて案内され、例えば、ガラス基板２８の第１と第２の主面３０、３２の一方または両方の上、高分子層３４、またはガラス基板の中身（本体）内の抽出特徴により、ＬＣＤパネル１２を照らすために抽出される。
【００７１】
ＬＧＰに注入される光は、臨界角未満の入射角で界面に当たるまで、全反射（ＴＩＲ）のためにＬＧＰの長さに沿って伝搬するであろう。全反射（ＴＩＲ）は、第１の屈折率を有する第１の材料（例えば、ガラス、プラスチックなど）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、空気など）との界面で全反射され得る現象である。ＴＩＲは、スネルの法則：
【００７２】
【数２】
2021514538.tif 000004
【００７３】
を使用して説明することができ、この法則は、屈折率の異なる２つの材料の間の界面での光の屈折率を説明する。スネルの法則を踏まえて、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、σｉは、界面の法線に対する界面での光の入射角であり、σｒはその法線に対する屈折光線の屈折角である。屈折角σｒが９０°である、例えば、ｓｉｎ（σｒ）＝１である場合、スネルの法則は：
【００７４】
【数３】
2021514538.tif 000005
【００７５】
と表すことができる。
【００７６】
これらの条件下での入射角σｉは、臨界角σｃと称されることもある。臨界角より大きい入射角を有する（σｉ＞σｃ）光は、第１の材料内で全反射されるのに対し、臨界角以下の入射角を有する（σｉ≦σｃ）光は、第１の材料を透過する。
【００７７】
空気（ｎ１＝１）とガラス（ｎ２＝１．５）の間の例示の界面の場合、臨界角（σｃ）は、４１°と計算できる。それゆえ、ガラス内を伝搬する光が、４１°より大きい入射角で空気・ガラス界面に当たると、入射光の全てが、入射角と等しい角度で界面から反射する。反射光が、第１の界面と同じ屈折率関係を有する第２の界面に遭遇すると、第２の界面に入射する光は、入射角と等しい反射角で再び反射する。
【００７８】
抽出特徴は、全反射を乱し得、ガラス基板２８内で伝搬する光を、主面３０、３２の一方または両方を通ってガラス基板から出るように向け得る。それゆえ、いくつかの実施の形態において、ＢＬＵ２４は、ガラス基板２８の背面、例えば、主面３２から抽出された光を、第１の主面３０を通り、ＬＣＤパネル１２に向かう前方方向に向けるために、ＬＣＤパネル１２の反対のＬＧＰ２６の背後に位置付けられた反射板５４をさらに含むことがある。
【００７９】
図４に示されるように、様々な実施の形態において、ガラス基板２８の第２の主面３２は、複数の光抽出特徴６０でパターン形成され得る。ここに用いられているように、「パターン形成された」という用語は、複数の光抽出特徴が、いずれか所定のパターンまたは設計で基板の表面上または表面内に存在することを意味し、そのパターンまたは設計は、例えば、無作為または配列、反復または非反復、均一または不均一であることがある。他の実施の形態において、その光抽出特徴は、表面に隣接したガラス基板の本体内、例えば、表面下に位置していることがある。例えば、その光抽出特徴は、例えば、粗面または隆起面を構成するテキスト特徴として、表面に亘り分布されていても、または例えば、レーザ損傷特徴として、基板またはその一部の中と全体に分布されていてもよい。そのような光抽出特徴を作製するための適切な方法としては、インクジェット印刷、スクリーン印刷、マイクロプリンティングなどの印刷、模様付け、機械的粗面化、エッチング、射出成形、被覆、レーザ損傷、またはその任意の組合せが挙げられる。そのような方法の非限定例としては、例えば、表面の酸エッチング、表面のＴｉＯ２による被覆、および基板の表面または基板本体内にレーザの焦点を合わせることによる基板のレーザ損傷が挙げられる。さらに他の実施の形態において、光抽出特徴は、高分子層３４の表面上に存在することがある。
【００８０】
様々な実施の形態によれば、抽出特徴６０は、ガラス基板の発光面、例えば、主面３０に亘り実質的に均一な光出力強度を生じるのに適した密度でパターン形成されることがある。特定の実施の形態において、光源に近接した、例えば、光注入エッジ面５２での光抽出特徴の空間密度は、ＬＧＰに亘り所望の光出力分布を作り出すのに必要に応じて、基板の一方のエッジから基板の反対のエッジまで勾配を示すなど、光源から離れた地点、例えば、ＬＧＰの反対のエッジでの光抽出特徴の空間密度より低いことがある、またはその逆も同様であることがある。
【００８１】
ＬＧＰは、当業者に公知のどの方法、例えば、各々がここに全て引用される、同時継続の共同所有された国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０６３６２２号および同第ＰＣＴ／ＵＳ２０１４／０７０７７１号の各明細書に開示された方法にしたがって、光抽出特徴を形成するために処理されても差し支えない。例えば、所望の厚さおよび／または表面品質を達成するために、ＬＧＰの表面を研削および／または研磨してもよい。次に、その表面を、必要に応じて、洗浄してもよい、またはエッチングすべき表面に、表面をオゾンに暴露するなど、汚染を除去する過程を行ってもよい。エッチングすべき表面は、非限定的実施の形態として、酸浴、例えば、約１：１から約９：１に及ぶ比率での氷酢酸（ＧＡＡ）およびフッ化アンモニウム（ＮＨ４Ｆ）の混合物に暴露されることがある。エッチング時間は、例えば、約３０秒から約１５分に及ぶことがあり、エッチングは、室温または高温で行われることがある。酸濃度、温度、および／または時間などの工程パラメータが、結果として生じる抽出特徴のサイズ、形状、および分布に影響するであろう。
【００８２】
特定の実施の形態において、ＬＧＰ２６は、２Ｄローカルディミングを達成可能なように構成できる。例えば、１つ以上の追加の光源を、隣接する（例えば、直交する）光注入エッジ面に光学的に結合することができる。光伝搬方向に延在する微細構造を有する第１の高分子層を、ガラス基板の発光面上に配置することができ、その光伝搬方向と直交する方向に延在する微細構造を有する第２の高分子層を、そのガラス基板の反対の主面上に配置することができる。このように、各光注入エッジ面に沿って光源の１つ以上を選択的に遮断することによって、２Ｄローカルディミングが達成されることがある。
【００８３】
ここに記載された実施の形態によれば、高分子層３４は、１種類以上のフリーラジカル硬化アクリレート材料および１種類以上のカチオン硬化エポキシ材料など、１種類以上のＵＶ硬化性アクリレート材料および１種類以上のエポキシ材料の配合組成物を含む二重硬化高分子材料から作ることができる。その高分子材料はさらに、下記により詳しく述べられるように、硬化したときに、低い色ずれおよび／または青色波長（例えば、４５０ｎｍ〜５００ｍｍ）の低い吸収を有する組成物から選択されることがある。特定の実施の形態において、高分子層３４は、ガラス基板の発光面（ＬＣＤパネル１２に面する表面）上に薄く堆積されることがある。
【００８４】
図２Ａ〜２Ｃに戻ると、微細構造４０の配列は山Ｐと谷Ｖを含むことがあり、高分子層３４の最大厚さｄ２は、その高分子層が堆積されているガラス基板の表面（例えば、第１の主面３０）の上の山Ｐの高さに対応し得、高分子層３４の最小厚さｔは、その高分子層が堆積されているガラス基板の表面上の谷Ｖの高さに対応し得る。様々な実施の形態によれば、高分子層３４は、最小厚さｔがゼロである、またはできるだけゼロに近いように堆積することができる。ｔがゼロである場合、高分子層３４は不連続であることがある。例えば、最小厚さｔは、間の全ての範囲と部分的範囲を含む、約１０μｍから約２００μｍの範囲、約２０μｍから約１５０μｍの範囲、または約５０μｍから約１００μｍの範囲など、０から約２５０μｍの範囲にあることがある。追加の実施の形態において、最大厚さｄ２は、間の全ての範囲と部分的範囲を含む、約２０μｍから約４００μｍの範囲、約３０μｍから約３００μｍの範囲、約４０μｍから約２００μｍの範囲、または約５０μｍから約１００μｍの範囲など、約１０μｍから約５００μｍの範囲にあり得る。
【００８５】
引き続き図２Ａ〜２Ｃを参照すると、微細構造４０は幅Ｗも有し、その幅は、所望の光出力を達成するために要望通り変えることができる。したがって、いくつかの実施の形態において、幅Ｗおよび／または最大厚さｄ２は、所望のアスペクト比を得るように変えられることがある。ＬＧＰからの光出力を変えるために、最小厚さｔの変動も使用できる。非限定的実施の形態において、微細構造４０のアスペクト比Ｗ／（ｄ２−ｔ）は、間の全ての範囲と部分的範囲を含む、約０．５から約２．５、約１から約２．２、または約１．５から約２など、約０．１から約３に及び得る。いくつかの実施の形態によれば、そのアスペクト比は、間の全ての範囲と部分的範囲を含む、約２から約３に及び得、例えば、約２、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、または３であり得る。微細構造４０の幅Ｗは、例えば、間の全ての範囲と部分的範囲を含む、約１０μｍから約２００μｍ、約２０μｍから約１５０μｍ、または約５０μｍから約１００μｍなど、約１μｍから約２５０μｍに及び得る。微細構造４０は、要望通りに、例えば、ガラス基板２８の長さに応じて、変動し得る、光伝搬方向（図３の矢印４７を参照のこと）に延在する長さ（印が付けられていない）を有することもあることにも留意すべきである。
【００８６】
高分子層３４は、特定の実施の形態において、特に老化後に、著しい色ずれを示さない材料から作ることができる。いくつかのプラスチックおよび樹脂は、青色波長（例えば、約４５０ｎｍから約５００ｎｍ）の光吸収のために、時間の経過により黄色を帯びる傾向を有し得る。この変色は、例えば、正常なＢＬＵ作動温度内の、高温で悪化することがある。さらに、ＬＥＤ光源が組み込まれたＢＬＵは、青色波長の著しい発光のために、色ずれを悪化させ得る。詳しくは、ＬＥＤは、青色光のいくらかを赤色および緑色の波長に変換し、全体的に白色光の知覚をもたらす色変換材料（蛍光体など）で青色発光ＬＥＤを被覆することによって、白色光を送達するために使用できる。しかしながら、この色変換にもかかわらず、ＬＥＤ発光スペクトルは、まだ、青色領域に強い発光ピークを有し得る。高分子層３４がその青色光を吸収すれば、その光は熱に変換され、それによって、時間の経過により、高分子の劣化がさらに促進され、青色光の吸収がさらに増加するであろう。
【００８７】
高分子層３４による青色光の吸収は、光がその層に垂直に伝搬する場合、取るに足らないであろうが、光が高分子層の長さに沿って伝搬する場合（エッジ照明ＬＧＰの場合のように）、より長い伝搬長のために、その吸収はより著しくなり得る。ＬＧＰの長さに沿った青色光の吸収は、その伝搬方向に沿った色の変化（例えば、黄色の色ずれ）が著しくなり、青色光の強度の損失が著しくなり得る。このように、ディスプレイの一方のエッジから他方のエッジへの色ずれΔｙが、ヒトの眼に知覚されるであろう。ここに記載されるように、色ずれは、光がＬＧＰの長さまたは幅に沿って導かれ、ガラスと樹脂コーティングの両方を通じて何回も跳ね返りながら、ＬＧＰに亘り上流位置Ａおよび下流位置Ｂ（光の伝搬方向に対して）の異なる位置から放出される色の差の光学的測定である。導光板の色ずれは、標準ＣＩＥ１９３１色空間（図５にグレースケールで表されている）を使用して評価され、上流位置Ａと下流位置Ｂとの間のｙ値の差（ｙＡ−ｙＢ）として計算される。
【００８８】
したがって、高分子層３４に、可視範囲（例えば、４２０ｎｍ〜７５０ｎｍ）内の異なる波長について同程度の吸収値を有する高分子材料が選択されるべきである。例えば、青色波長での吸収は、赤色波長での吸収などと実質的に同様であることがある。
【００８９】
微細構造表面を有するガラス製ＬＧＰを製造するための１つの手法は、光学接着剤を使用して、ガラス表面上に高分子フイルムを積層することである。しかしながら、この積層手法は、高分子フイルムとそのフイルムをガラスに貼り付けるための光学接着剤の両方が存在するために、全体のＬＧＰがより厚くなる。追加の層を使用すると、特に老化後に、大きい色ずれの可能性も増す。
【００９０】
これらの制限を克服するために、マイクロレプリケーション手法を使用することができる。マイクロレプリケーションは、複数の微細構造を含む所望のパターンを高分子シートの表面にエンボス加工できる方法である。ここに開示された実施の形態によれば、薄い高分子層３４をガラス基板２８上に堆積させ、その後、成形工程において紫外線への暴露によって、パターン形成することができる。
【００９１】
微細構造特徴のマイクロレプリケーションのための樹脂を製造する１つの手法は、溶媒中にＰＭＭＡ高分子を溶かし、ＵＶ硬化性架橋モノマーを添加して、マイクロレプリケーション過程における微細構造特徴の形成を促進することである。しかしながら、この手法では、マイクロレプリケーションの前に、ガラスにコーティングを施すために使用されるスロット・ダイ被覆過程に適合する必要のあるレベルまで粘度を低下させる高溶媒含有量（例えば、６０〜７０％）が必要である。この溶媒は、成形段階の前の後続工程段階で除去されなければならない。例えば、蒸発などによる溶媒の除去には、溶媒を安全に除去するための高価な特殊設備が必要であり、その過程に追加の工程が加わる。また、高い溶媒含有量のために、特定の国において、そのような過程の生産施設への移設が妨げられるかもしれない。
【００９２】
無溶媒高分子樹脂は、成形前の乾燥工程をなくし、高レベルの溶媒の使用に関連する安全性に対する懸念（例えば、火災、爆発および吸入の問題）に対処する。無溶媒で意味するものは、硬化前の高分子樹脂が、約０．１％以下の有機溶媒しか、例えば、０％のメチルエチルケトン（ＭＥＫ）および約０．１％未満のトルエンしか含まないことである。硬化済み樹脂層は、高硬度およびガラスへの強力な接着を示し、６０℃および９０％の相対湿度（ＲＨ）で１０００時間に亘る促進老化後に、最小の色ずれを生じる。樹脂配合物は、硬化前に、その配合物をコーティング塗布工程およびＵＶ成形工程の両方に適合したものとする粘度範囲内にあるべきである。
【００９３】
ここに開示された例示の実施の形態は、硬化後に、１０００時間に亘る６０℃および９０％の相対湿度での促進老化の際に、他の高分子樹脂と比べたときに、非常に低い色ずれを示す、アクリレートおよびエポキシモノマー系の配合コーティングを記載する。ここに記載された例示の硬化済み高分子層は、ＡＳＴＭ  Ｄ３３６３−０５で定義されるような１Ｈから２Ｈの範囲の鉛筆硬度値およびＡＳＴＭ  Ｄ３３５９−０９で定義されるような５Ｂの付着力をさらに示す。高分子組成物内のアクリレート材料に対するエポキシ材料の総濃度の比率は、５０％：５０％±５％であり得る。すなわち、特定の実施の形態におけるエポキシ材料の濃度とアクリレート材料の濃度は、５％以下しか異ならないべきである。例えば、全エポキシ材料の総濃度は５５質量％であり得、ひいては、アクリレート材料の総濃度は、５０％以上であり得、またその逆も同様であり得る。
【００９４】
そのような高分子樹脂の色ずれは、老化の際に、著しく増加しない。例えば、３８０ｎｍから７８０ｎｍの波長範囲に亘る、ここに開示された例示のガラス・高分子ＬＧＰの最大色ずれΔｙＣｍａｘは、約０．０１５以下である、例えば、間の全ての範囲と部分的範囲を含む、約０．００６から約０．０１５の範囲、約０．００７から約０．０１５の範囲、約０．００８から約０．０１５の範囲、約０．００９から約０．０１５の範囲、約０．０１０から約０．０１５の範囲、約０．０１１から約０．０１５の範囲、約０．０１２から約０．０１５の範囲、約０．０１３から約０．０１５の範囲、約０．０１４から約０．０１５の範囲、約０．００５から約０．０１４の範囲、約０．００５から約０．０１３の範囲、約０．００５から約０．０１２の範囲、約０．００５から約０．０１１の範囲、約０．００５から約０．０１０の範囲、約０．００５から約０．００９の範囲、約０．００５から約０．００８の範囲、約０．００５から約０．００７の範囲、または約０．００５から約０．００６の範囲にある。
【００９５】
下記の表１は、左から右に、質量パーセント（質量％）で表された成分の量、材料（例えば、供給源および商品名）、および成分の名称を含む、そのような二重硬化高分子樹脂の例示の配合組成物「Ａ」の個々の成分を開示している。ここに用いられているように、「二重硬化」高分子樹脂は、２つの異なる重合機構、例えば、カチオン重合およびフリーラジカル重合を具体化した配合高分子樹脂材料を称する。フリーラジカル重合中、フリーラジカルが連鎖成長の最中にモノマーからモノマーに移動され、一方で、カチオン重合中、電荷が連鎖成長の最中にモノマーからモノマーに移動される。
【００９６】
【表１】
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【００９７】
比較例が、表２（組成物「Ｂ」）および表３（組成物「Ｃ」）に与えられている：それぞれ、フリーラジカル硬化アクリレートおよびカチオン硬化エポキシ。試料ＢおよびＣは無溶媒であるが、それでも、それらの試料は、それぞれ、適切な接着を与えられなかった、または過剰の色ずれを示した。
【００９８】
【表２】
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【００９９】
【表３】
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【０１００】
色ずれ試験のための試料を製造する過程は、以下のとおりであった。表１の高分子樹脂材料および表２と３からの比較の樹脂を、スロット・ダイ塗工機を使用して、ガラス板に施した。各試料のコーティング層の厚さは、２５μｍであった。そのコーティングを、１００％の出力でのＰｈｏｓｅｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ＦｉｒｅＰｏｗｅｒ（商標）ＥＰ３００  ２２５×２０ＷＣ３６５−１２Ｗランプを使用して硬化させた。このランプは、被覆試料に、３６５ｎｍの波長で５２７３ｍＪ／ｃｍ２および８２０２ｍＷ／ｃｍ２を送達した。その線量は、ラジオメーターＥＩＴ  ＵＶ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｕｃｋ  ＩＩ  Ｖｅｒｓｉｏｎ  ４．０３  Ｓｔａｎｄａｒｄ  １０Ｗ範囲（ほぼコサインの空間応答を有する）を使用して測定した。ＵＶ硬化後に、試料を１１５℃で１５分間に亘り熱的に焼成した。次に、試料に、約６０ワットの最大連続波（ＣＷ）レーザ出力および約５ｍｍの非集束ビーム幅で、１０．６μｍの波長で、Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  ＧＥＭ１００ＬＤＥ  ＣＯ２レーザでパターン形成して、高分子層と反対のガラス表面（例えば、第２の主面３２）上に抽出パターンを作った。
【０１０１】
色ずれを測定するために、ＬＥＤ片からの光を、高分子が被覆されパターン形成されたガラス試料のエッジ面に発射した。底部のディフューザーフイルムが高分子樹脂層と接触し、ＢＥＦフイルムがディフューザーの間にあり、上部のディフューザーが高分子樹脂層から最も遠く離れるように、硬化済み高分子樹脂層の上部に２つのディフューザーフイルム（底部と上部）およびＢＥＦプリズムシートが層化された。上部のディフューザーフイルムの上に配置されたＳｐｅｃｔｒａＳｃａｎ（登録商標）Ｓｐｅｃｔｒｏｒａｄｉｏｍｅｔｅｒ  ６７０が、この３２０ｍｍ長の試料に亘り測定を行った。この「ＳｐｅｃｔｒａＳｃａｎ」６７０は、３８０ｍｍから７８０ｎｍの波長範囲に亘り測定を行う。ＳｐｅｃｔｒａＷｉｎ（登録商標）を使用して、カメラを制御し、データを纏めた。
【０１０２】
マイクロレプリケーションとの適合性を評価するために、１ミル（約０．０２５４ｍｍ）のバード塗布バーを使用して、ガラス基板に高分子樹脂を施した。次に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から製造された透明なレンチキュラー成形型を手で被覆面に施した。コーティングは、先に記載された同じＵＶ硬化を受けた。成形型に材料が付着せずに、成形型がきれいに取り外され、高分子層内に結果として生じた微細構造が２０倍の倍率で見たときに、無傷であるように見えた場合、そのコーティングは、マイクロレプリケーション過程に適合すると考えた。
【０１０３】
下記の表４は、コーティング「Ａ」および比較のコーティング「Ｂ」と「Ｃ」の両方について収集したデータの纏めを示す。鉛筆硬度値は、ＡＳＴＭ  Ｄ３３６３−０５を使用して生成した。ガラスへの付着は、ＡＳＴＭ  Ｄ３３５９−０９により記載されたようなクロスハッチ付着性試験によって測定した。６０℃および９０％の相対湿度での１０００時間の促進試験後に、最大の色ずれΔｙＣｍａｘが報告されている。
【０１０４】
【表４】
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【０１０５】
図６は、６０℃の温度および９０％の相対湿度での老化時間の関数としての、被覆ガラス試料の光注入エッジ面から３２０ｍｍの位置での裸ガラス（Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）ＩＲＩＳ（登録商標）ガラス）、溶媒系高分子材料（比較「Ｄ」）および組成物「Ａ」の最大色ずれを比較するグラフである。このデータは、裸ガラスと、組成物「Ａ」高分子材料で被覆されたガラス試料との間の非常にわずかな追加の色ずれ差を示す。他方で、溶媒系高分子コーティング（比較「Ｄ」）は、色ずれの著しい増加を示す。
【０１０６】
本開示の精神および範囲から逸脱せずに、本開示の実施の形態に様々な改変および変更を行えることが、当業者に明白である。それゆえ、本開示は、そのような改変および変更を、それらが付随の特許請求の範囲およびその等価物の範囲に入るという条件で包含することが意図されている。
【０１０７】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【０１０８】
実施形態１
バックライトユニットにおいて、
第１の主面および該第１の主面と反対の第２の主面を有するガラス基板と、
前記第１の主面上に配置された硬化した高分子層であって、ＡＳＴＭ  Ｄ３３６３−０５にしたがって測定して１Ｈから２Ｈの範囲の鉛筆硬度値およびＡＳＴＭ  Ｄ３３５９−０９にしたがって測定して５Ｂの付着力を示す硬化した高分子層と、
を備え、
３８０ｎｍから７８０ｎｍの波長範囲に亘る前記硬化した高分子層の最大色ずれΔｙＣｍａｘが、６０℃および９０％の相対湿度で１０００時間に亘る該硬化した高分子層の老化後に、約０．０１５以下である、バックライトユニット。
【０１０９】
実施形態２
前記硬化した高分子層が二重硬化高分子材料から作られている、実施形態１に記載のバックライトユニット。
【０１１０】
実施形態３
前記二重硬化高分子材料が、フリーラジカル硬化アクリレートおよびカチオン硬化エポキシを含む、実施形態２に記載のバックライトユニット。
【０１１１】
実施形態４
前記老化後のΔｙＣｍａｘが約０．０１未満である、実施形態１から３のいずれか１つに記載のバックライトユニット。
【０１１２】
実施形態５
前記硬化した高分子層が、列に配列された複数の微細構造を含む、実施形態１から４のいずれか１つに記載のバックライトユニット。
【０１１３】
実施形態６
前記ガラス基板の厚さが、約０．１ｍｍから約３ｍｍの範囲にある、実施形態１から５のいずれか１つに記載のバックライトユニット。
【０１１４】
実施形態７
前記硬化した高分子層の最大厚さが、約１０μｍから約５００μｍの範囲にある、実施形態１から６のいずれか１つに記載のバックライトユニット。
【０１１５】
実施形態８
前記第２の主面上に複数の光抽出特徴をさらに含む、実施形態１から７のいずれか１つに記載のバックライトユニット。
【０１１６】
実施形態９
前記複数の光抽出特徴の空間密度が、前記ガラス基板の長さ方向に変動する、実施形態８に記載のバックライトユニット。
【０１１７】
実施形態１０
前記空間密度が、前記ガラス基板の光注入エッジ面から離れる方向に増加する、実施形態９に記載のバックライトユニット。
【０１１８】
実施形態１１
前記バックライトユニットが表示装置を構成する、実施形態１から１０のいずれか１つに記載のバックライトユニット。
【０１１９】
実施形態１２
バックライトユニットにおいて、
第１の主面および該第１の主面と反対の第２の主面を有するガラス基板と、
前記第１の主面上に配置された硬化した高分子層であって、ＡＳＴＭ  Ｄ３３６３−０５にしたがって測定して１Ｈから２Ｈの範囲の鉛筆硬度値およびＡＳＴＭ  Ｄ３３５９−０９にしたがって測定して５Ｂの付着力を示し、列に配列された複数の微細構造をさらに含む硬化した高分子層と、
を備え、
３８０ｎｍから７８０ｎｍの波長範囲に亘る前記硬化した高分子層の最大色ずれΔｙＣｍａｘが、６０℃および９０％の相対湿度で１０００時間に亘る老化後に、約０．０１５以下である、バックライトユニット。
【０１２０】
実施形態１３
前記硬化した高分子層が二重硬化高分子材料から作られている、実施形態１２に記載のバックライトユニット。
【０１２１】
実施形態１４
前記二重硬化高分子材料が、フリーラジカル硬化アクリレートおよびカチオン硬化エポキシを含む、実施形態１３に記載のバックライトユニット。
【０１２２】
実施形態１５
前記老化後のΔｙＣｍａｘが約０．０１未満である、実施形態１２から１４のいずれか１つに記載のバックライトユニット。
【０１２３】
実施形態１６
前記第２の主面が複数の光抽出特徴を含む、実施形態１２から１５のいずれか１つに記載のバックライトユニット。
【０１２４】
実施形態１７
前記光抽出特徴の空間密度が、前記ガラス基板の長さ方向に変動する、実施形態１６に記載のバックライトユニット。
【０１２５】
実施形態１８
前記光抽出特徴の空間密度が、前記ガラス基板の光注入エッジ面から離れる方向に増加する、実施形態１７に記載のバックライトユニット。
【０１２６】
実施形態１９
前記バックライトユニットが表示装置を構成する、実施形態１２から１８のいずれか１つに記載のバックライトユニット。
【０１２７】
実施形態２０
前記ガラス基板の厚さが、約０．ｌｍｍから約３ｍｍの範囲にある、実施形態１２に記載のバックライトユニット。
【０１２８】
実施形態２１
前記硬化した高分子層の最大厚さが、約１０μｍから約５００μｍの範囲にある、実施形態１２に記載のバックライトユニット。
【０１２９】
実施形態２２
導光板において、
第１の主面および該第１の主面と反対の第２の主面を有するガラス基板であって、該第１の主面が、ＡＳＴＭ  Ｄ３３６３−０５にしたがって測定して１Ｈから２Ｈの範囲の鉛筆硬度値およびＡＳＴＭ  Ｄ３３５９−０９にしたがって測定して５Ｂの該第１の主面への付着力を有する硬化した高分子層を含む、ガラス基板、
を備え、
３８０ｎｍから７８０ｎｍの波長範囲に亘る前記硬化した高分子層の最大色ずれΔｙＣｍａｘが、６０℃および９０％の相対湿度で１０００時間に亘る老化後に、約０．０１５以下である、導光板。
【０１３０】
実施形態２３
前記第２の主面が複数の光抽出特徴を含む、実施形態２２に記載の導光板。
【０１３１】
実施形態２４
前記光抽出特徴の空間密度が、前記ガラス基板の長さ方向に変動する、実施形態２３に記載の導光板。
【０１３２】
実施形態２５
前記光抽出特徴の空間密度が、前記ガラス基板の光注入エッジ面から離れる方向に増加する、実施形態２４に記載の導光板。
【０１３３】
実施形態２６
フリーラジカルアクリレートモノマー、カチオン性エポキシモノマー、および０．１％以下の有機溶媒を含む被覆材料。
【０１３４】
実施形態２７
前記被覆材料がＵＶ硬化性である、実施形態２６に記載の被覆材料。
【０１３５】
実施形態２８
前記被覆材料が、カチオン重合およびフリーラジカル重合により重合する、実施形態２６に記載の被覆材料。
【符号の説明】
【０１３６】
１０    ＬＣＤ表示装置
１２    ＬＣＤ表示パネル
１４    第１の基板
１６    第２の基板
１８    接着剤
２０    空隙
２２    偏光フィルタ
２４    ＢＬＵ
２６    ＬＧＰ
２８    ガラス基板
３０    第１の主面
３２    第２の主面
３４    高分子層
４０    微細構造
４２    先の尖ったプリズム
４４    丸みを帯びたプリズム
４６    レンチキュラーレンズ
５０    発光ダイオード（ＬＥＤ）
５２    光注入エッジ面
５４    反射板
６０    光抽出特徴
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
2021514538.tif 000012
【図２Ｃ】
2021514538.tif 000013
【図３】
2021514538.tif 000014
【図４】
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2021514538.tif 000016
【図６】
2021514538.tif 000017
【国際調査報告】
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