(57)【要約】  本書に開示するのは導光板などのガラス物品であって、第一の表面、反対側の第二の表面、およびそれらの間に延在する厚みと、ガラス物品の厚みの約３５％以下の厚みを有するレーザアブレーション領域、またはガラス物品の厚みの約１５％以下の高さを有する面取り部を含む、少なくとも一つの側縁とを含むガラス物品である。本書では、かかるガラス物品を含む表示装置、およびかかるガラス物品の製造方法も開示する。
2018521941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス物品であって、
第一の表面、反対側の第二の表面、および該第一の表面と該第二の表面の間に延在する厚みと、
該ガラス物品の該厚みの約３５％以下の厚みを有するレーザアブレーション領域を含む少なくとも一つの側縁と
を含むガラス物品。
【請求項２】
前記レーザアブレーション領域の前記厚みは、該物品の前記厚みの約２０％以下であり、該ガラス物品の該厚みは、約０．３ｍｍから約３ｍｍに及ぶ、請求項１に記載のガラス物品。
【請求項３】
前記レーザアブレーション領域の光入射表面の散乱パラメータは約０．２未満であり、約０．１未満の散乱パラメータを有する光入射面を含む非レーザアブレーション領域をさらに含む、請求項１または２に記載のガラス物品。
【請求項４】
ガラス物品であって、
第一の表面、反対側の第二の表面、および該第一の表面と該第二の表面の間に延在する厚みと、
該第一の表面または該第二の表面に隣接する面取り部を含む少なくとも一つの側縁であって、該面取り部が該ガラス物品の該厚みの約１５％以下の高さを有する、少なくとも一つの側縁と
を含むガラス物品。
【請求項５】
前記面取り部はレーザ切断された面取り部である、請求項４に記載のガラス物品。
【請求項６】
前記面取り部の光入射面の散乱パラメータは約０．１未満であり、約０．１未満の散乱パラメータを有する光入射面を含む非面取り領域をさらに含む、請求項４または５に記載のガラス物品。
【請求項７】
前記非面取り領域は、該ガラス物品の前記厚みの少なくとも一部を横断するツイストハックルパターンを含み、該非面取り領域はツイストハックルパターンを含まない、請求項６に記載のガラス物品。
【請求項８】
前記ガラス物品は導光板である、請求項１から７のいずれか一項に記載のガラス物品。
【請求項９】
請求項１から７のいずれかに記載のガラス物品を含む表示装置。
【請求項１０】
ガラス物品を製造するための方法であって、
第一の表面、反対側の第二の表面、および該第一の表面と該第二の表面の間に延在する厚みを有するガラス板を提供するステップと、
該第一の表面上の所定の経路に沿って該ガラス板にレーザを接触させて欠陥線を形成するステップと、
該ガラス板の該厚みの約３５％以下の厚みを有するレーザアブレーション領域を含む少なくとも一つの側縁を含むガラス物品を形成するために該欠陥線に沿って該ガラス板を二つ以上の部分に分離するステップと
を含む方法。
【請求項１１】
前記欠陥線を形成するステップは、前記ガラス板の前記厚みの約３５％以下の深さまで該ガラス板にレーザアブレーション孔を生成するステップと、該ガラス板の前記第一の表面から前記第二の表面まで実質的に垂直な方向に延在する断層線を必要に応じて形成するステップとを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ガラス板を二つ以上の部分に分離するステップは、前記欠陥線上または該欠陥線の周りに機械的応力または熱応力を加えるステップを含む、請求項１０または１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１５年５月１５日に出願された米国仮出願第６２／１６２３７３号の合衆国法典第３５巻第１１９条に基づく優先権の利益を主張し、この出願の内容に依拠し、その全体を参照によって本明細書に援用する。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、一般に、ガラス物品およびかかるガラス物品を含む表示装置に関し、より具体的には、少なくとも一つのレーザ切断された縁を有するガラス導光体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、一般的に、携帯電話、ラップトップ型コンピュータ、電子タブレット、テレビ、およびコンピュータモニタなどの様々な電子機器に使用されている。より大きく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、このディスプレイで使用するための大きな高品質のガラス基板が必要とされている。例えば、ガラス基板は、ＬＣＤでは導光板（ＬＧＰ）として使用される場合があり、導光板には光源が結合される場合がある。ＬＣＤ装置の薄さおよび／または画面サイズは、この導光体の発光面および／または光入射面のサイズおよび／または性質に影響される場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在の導光体は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）から製造されることが多い。しかし、ＰＭＭＡは比較的高い熱膨張係数（例えば、ガラスの熱膨張係数よりもほぼ一桁大きい熱膨張係数）を有し、ＬＣＤ装置を設計するときにＬＥＤなどの光源と導光体との間により大きな空間を必要とする場合がある。この間隙により、光源から導光体への光結合の効率が下がり、かつ／またはディスプレイの縁を隠すためにより大きなベゼルが必要になる可能性がある。さらに、その比較的脆弱な機械的強度により、現在の消費者需要を満たすのに十分に大きくかつ薄い導光体をＰＭＭＡから製造することは困難である可能性がある。したがって、ＰＭＭＡ導光体は、ベゼルにより隠されるため、または所望のディスプレイサイズに対して十分に大きな板を製造することができないため、画像を表示するために利用可能な発光面の面積を制限する可能性がある。
【０００５】
ガラス導光体は、光の減衰が少なく、熱膨張係数が低く、かつ機械的強度が高いため、ＰＭＭＡの代替として提案されてきた。しかし、ガラス基板の光入射面の面積は、ガラスを切断する方法に影響される可能性がある。例えば、ガラスは、ガラスを比較的真っ直ぐに割ることができる破線状のミシン目を提供する機械的なスコアリング技術によって切断することができるが、この方法は、チッピング、クラッキング、および／または板の破壊などのかなりの損傷をガラスの縁に生じる場合がある。ガラスの縁における欠陥は、多くの場合、主表面と縁の間の交差領域、例えば、９０°の稜角の周りに見られる。信頼性を向上し、欠陥を減少するために、ガラスの縁は、多くの場合、面取り部の導入によって仕上げることができ、面取り部により、ガラスの損傷部分の全てまたは一部が取り除かれる場合がある。例えば、０．７ｍｍ厚のガラス板の場合、その厚みのうち約０．２ｍｍが、側縁の各角に上記のような面取り部を生成するように研削または研磨される場合がある。
【０００６】
この技術によりガラスの信頼性は向上し得るが、この面取り部により、光源からの光を導光体に結合するために利用可能な導光体の縁における表面積を減少する可能性があるため、光学的な観点からは悪影響を及ぼす場合がある。例えば、０．７ｍｍ厚のガラス板における０．２ｍｍの面取り部は、平らで面取り部の無い縁と比べて、結合効率における約１４％以上の低下を引き起こす可能性がある。したがって、光入射縁の面取りを減らすことは、より薄い導光体ひいてはより薄いＬＣＤ装置全体が可能になり得るため、有利であろう。また、光源との結合に利用可能な光入射縁の表面積を増加するように導光板の縁を仕上げるための改良した方法を提供することは有利であろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、様々な実施形態において、導光体などのガラス物品であって、第一の表面、反対側の第二の表面、およびそれらの間に延在する厚みと、当該ガラス物品のこの厚みの約３５％以下の厚みを有するレーザアブレーション領域を含む少なくとも一つの側縁とを含むガラス物品に関する。また、本開示は、ガラス物品であって、第一の表面、反対側の第二の表面、およびこれらの間に延在する厚みと、当該ガラス物品のこの厚みの約１５％以下の高さを有する面取り部を含む少なくとも一つの側縁とを含むガラス物品に関する。さらに、本明細書では、かかるガラス物品を含む表示装置が開示される。
【０００８】
特定の実施形態において、前記側縁は、非レーザアブレーション領域または非面取り領域を含むことができる。様々な実施形態によれば、前記レーザアブレーション領域の光入射面の散乱パラメータは０．１未満にでき、前記非レーザアブレーション領域の光入射面の散乱パラメータは約０．２未満にできる。前記面取り領域または前記非面取り領域の光入射面の散乱パラメータは、非限定的な実施形態において、約０．１未満にできる。さらなる実施形態では、この導光体を含む表示装置は、前記少なくとも一つの側縁に結合された発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光源をさらに含む場合がある。様々な実施形態によれば、この光源は、前記非レーザアブレーション領域または前記非面取り領域にごく近接して前記少なくとも一つの側縁に結合できる。
【０００９】
かかるガラス物品またはガラス導光板を製造するための方法も開示され、この方法は、第一の表面、反対側の第二の表面、およびこれらの間に延在する厚みを有するガラス板を提供するステップと、前記第一の表面上の所定の経路に沿って前記ガラス板にレーザを接触させて欠陥線を形成するステップと、前記ガラス板の前記厚みの約３５％以下の厚みを有するレーザアブレーション領域を含む少なくとも一つの側縁を含むガラス物品を形成するために前記欠陥線に沿ってこのガラス板を二つ以上の部分に分離するステップとを含む。
【００１０】
本明細書にてさらに開示されるのは、ガラス物品を製造するための方法であり、この方法は、第一の表面、反対側の第二の表面、およびこれらの間に延在する厚みを有するガラス板を提供するステップと、前記第一の表面上の所定の経路に沿って前記ガラス板にレーザを接触させて溝を形成するステップと、前記ガラス板の前記厚みの約１５％以下の高さを有する面取り部を含む少なくとも一つの側縁を含むガラス物品を形成するために前記溝に沿ってこのガラス板を二つ以上の部分に分離するステップとを含む。
【００１１】
様々な実施形態において、前記所定の経路は直線を含むことができ、この直線は、前記ガラス板の隣接側縁に対して垂直にできる。さらなる実施形態によれば、前記欠陥線は、前記ガラス板の前記厚みの約３５％以下の深さまでこのガラス板内に延在するレーザアブレーション孔、および／または前記第一の表面から前記第二の表面まで実質的に垂直な方向に延在する複数の断層線を含むことができる。さらに別の実施形態では、前記ガラス板を二つ以上の部分に分離するステップは、前記欠陥線または溝の上またはその周囲に機械的応力または熱応力を加えるステップを含むことができる。
【００１２】
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説明され、部分的には、その説明から当業者には容易に理解され、または以下の詳細な説明を含む本明細書、請求項および添付の図面に記載の方法を実施することによって認識されるだろう。
【００１３】
上記の概要と以下の詳細な説明は両方とも、本開示の様々な実施形態を提示しており、請求項の本質および特徴を理解するための概観または枠組みを提供することを意図していると理解すべきである。添付の図面は、本開示のさらなる理解をもたらすために含まれており、本明細書に援用され、本明細書の一部を構成する。これらの図面は、本開示の様々な実施形態を示し、詳細な説明とともに、本開示の原理および作用の説明に供する。
【００１４】
以下の詳細な説明は、以下の図面と併せて読まれるとさらに理解でき、これらの図面では、可能な場合、同様の参照番号は同様の構成要素を示しており、添付の図面は必ずしも正確な縮尺率で描かれているわけではないことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】二つの機械的に形成された面取り部を含む側縁を有するガラス物品を示す。
【図２】面取り部の高さの関数としての図１のガラス物品の光結合効率のプロットである。
【図３Ａ】レーザアブレーション領域を含む例示的なガラス物品の側縁を示す。
【図３Ｂ】本開示の様々な実施形態に係るレーザアブレーション領域を含むガラス物品のＳＥＭの断面画像である。
【図４】本開示の特定の実施形態に係るレーザアブレーション領域を含むガラス物品を示す。
【図５】レーザアブレーション領域の厚みの関数として図４のガラス物品の光結合効率のプロットである。
【図６Ａ】本開示の特定の実施形態に係るレーザアブレーション領域を含むガラス物品を示す。
【図６Ｂ】本開示の特定の実施形態に係るレーザアブレーション領域を含むガラス物品を示す。
【図７Ａ】レーザアブレーション領域の厚みの関数としての図６Ａおよび図６Ｂのガラス物品の光結合効率のプロットである。
【図７Ｂ】レーザアブレーション領域の厚みの関数としての図６Ａおよび図６Ｂのガラス物品の光結合効率のプロットである。
【図８】散乱パラメータＳｉｇｍａの関数としての光結合効率のプロットである。
【図９Ａ】本開示の様々な実施形態に係る一つのレーザ切断による面取り部を含む側縁を有するガラス物品を示す。
【図９Ｂ】本開示の様々な実施形態に係る一つのレーザ切断による面取り部を含む側縁を有するガラス物品を示す。
【図１０Ａ】様々な実施形態に係るガラス物品を製造するための方法を示す。
【図１０Ｂ】様々な実施形態に係るガラス物品を製造するための方法を示す。
【図１０Ｃ】様々な実施形態に係るガラス物品を製造するための方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
ガラス物品
本明細書に開示されるのは、第一の表面、反対側の第二の表面、およびそれらの間に延在する厚みと、このガラス物品のこの厚みの約３５％以下の厚みを有するレーザアブレーション領域を含む少なくとも一つの側縁とを含むガラス物品である。例示的なガラス物品としては、ガラス導光板を挙げることができるが、これに限定されない。また、本開示は、第一の表面、反対側の第二の表面、およびこれらの間に延在する厚みと、このガラス物品のこの厚みの約１５％以下の高さを有する面取り部を含む少なくとも一つの側縁とを含むガラス物品に関する。さらに、本明細書では、かかるガラス物品を含む表示装置が開示される。
【００１７】
このガラス物品またはガラス導光板は、アルミノシリケートガラス、アルカリアルミノシリケートガラス、ボロシリケートガラス、アルカリボロシリケートガラス、アルミノボロシリケートガラス、アルカリアルミノボロシリケートガラス、およびその他の好適なガラスを含むがそれらに限定されないディスプレイまたはその他の類似の装置で使用するための当該技術分野で既知の任意の材料を含む場合がある。特定の実施形態では、このガラス物品は、約３ｍｍ以下の厚みを有する場合があり、例えば、約０．３ｍｍから約２ｍｍに及ぶ厚み、約０．７ｍｍから約１．５ｍｍに及ぶ厚み、または約１．５ｍｍから約２．５ｍｍに及ぶ厚みを有する場合があり、これらの全ての範囲および部分範囲を含む。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は、例えば、Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）社の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。
【００１８】
このガラス物品は、第一の表面および反対側の第二の表面を含む場合がある。これらの表面は、特定の実施形態では、平面状または実質的に平面状、例えば、実質的に平らおよび／または水平である場合がある。第一の表面および第二の表面は、様々な実施形態において、平行または実質的に平行である場合がある。このガラス物品は、少なくとも一つの側縁、例えば、少なくとも二つの側縁、少なくとも三つの側縁、または少なくとも四つの側縁をさらに含む場合がある。非限定的な一例として、このガラス物品は、四つの縁を有する矩形または正方形のガラス板を含む場合があるが、その他の形状および構成が想定され、本開示の範囲内であることを意図している。
【００１９】
図１は、機械的なスコアアンドブレーク技術に続いて研磨することにより作り出された面取り部を含むガラス物品、例えば、ガラス導光体を示す。図示のガラス物品１００は、第一の表面１０５、第二の表面１１０、および側縁１１５を含むことができる。ガラス物品１００の厚みＴは、第一の表面と第二の表面の間に延在する。機械的なスコアリングおよび割断の後、側縁１１５上の縁の欠陥は、機械的に形成される面取り部１２０を生成するために研削および／または研磨によって取り除くことができる。これらの面取り部１２０は、高さｈを有することができる。面取り部１２０の例示的な高さｈは、ガラス物品の全厚みＴの少なくとも約２５％になり得る。例えば、０．７ｍｍ厚のガラス板の場合、約０．２ｍｍの高さを有する面取り部を用いて、側縁１１５の両方の角における欠陥を補正することができる。面取り部１２０は、例えば、約４５°などの、約３０°から約６０°に及ぶ任意の好適な角度に切断され得る。
【００２０】
側縁１１５には、ＬＥＤなどの光源１４０が結合できる。この光源は、高さＨを有することができ、この高さＨは、ガラス物品の全厚みＴの少なくとも約５０％である可能性があり、例えば、ガラス物品の厚みＴの少なくとも約６０％、少なくとも約７０％、少なくとも約８０％、少なくとも約９０％、または１００％である可能性がある。ガラス物品の厚みＴを超える高さＨを有する光源も一部の実施形態において使用できる。光源１４０と側縁１１５の間の間隙幅Ｄを有する間隙を覆うために、光源１４０にごく近接または隣接する表面上には反射体１５０が含まれることができ、図１では、第二の表面１１０に隣接する反射体１５０が示されている。非制限的な実施形態によれば、この光源は、ガラス物品の側縁から距離Ｄ隔たる可能性があり、距離Ｄは、例えば、約０．０１ｍｍから約２ｍｍに及ぶ可能性があり、例えば、約０．０４ｍｍから約１．８ｍｍ、約０．５ｍｍから約１．５ｍｍ、約０．６ｍｍから約１．２ｍｍ、または約０．８ｍｍから約１ｍｍに及ぶ可能性があり、これらの間の全ての範囲および部分範囲を含む。
【００２１】
図２は、図１に示すガラス物品に関する反射体のある場合および反射体のない場合の面取り部の高さの関数としての光結合効率のプロット図である。このグラフのモデルは、ガラス厚みＴ０．７ｍｍ、光源（ＬＥＤ）高さＨ０．５ｍｍ、間隙幅Ｄ０．０４ｍｍ、４５度面取り部、ガラス屈折率（Ｎｄ）＝１．４９７、および９９％の反射率およびランバート散乱を有する反射体という前提事項を含む。図２に示すように、面取り部の高さｈが増加するにつれて、光結合効率は低下する。側縁が面取りされていない導光体（高さ＝０）に関しては、光結合効率は、反射体がある場合は９１％または反射体がない場合は８８％にまで高くなり得る。０．２ｍｍの高さに縁を面取りすることにより、光結合効率は、反射体がある場合は１１％または反射体がない場合は１４％低下することが示されている。したがって、図２は、縁の欠陥を減少するための面取りが、望ましくない光損失を生じる可能性があることを示している。光損失を低減した別の縁の仕上げ方法により、表示性が向上したより大きくかつ／またはより薄いディスプレイを有利に提供できるだろう。
【００２２】
レーザアブレーション領域２２５を含むガラス物品２００の側縁２１５の断面図を描いている図３Ａに示す第一の実施形態によれば、レーザアブレーション領域２２５は、例えば、複数のレーザアブレーション孔またはダメージ痕２３０を含むことができる。レーザアブレーション領域２２５内のガラスは、高エネルギー密度のレーザによって非線形効果を介して改質できる。したがって、所定の線または経路に沿ってレーザをスキャンさせることにより、ガラス板から分離すべき一つ以上のガラス片の外周または形状を画定できる欠陥線を作り出すことができる。レーザアブレーション領域は、特定の実施形態では、ガラス物品２００の全厚みＴを貫通しない場合がある。例えば、レーザアブレーション領域２２５の厚みｔ１は、ガラス物品の厚みＴの約３５％未満にでき、例えば、厚みＴの約３０％未満、約２５％未満、または約２０％未満にでき、それらの間の全ての範囲および部分範囲を含む。様々な実施形態において、ガラス物品２００の厚みＴは、約３ｍｍ以下にでき、例えば、約０．３ｍｍから約２ｍｍ、約０．７ｍｍから約１．５ｍｍ、または約１．５ｍｍから約２．５ｍｍに及ぶことができ、それらの間の全ての範囲および部分範囲を含む。したがって、特定の実施形態では、レーザアブレーション領域２２５の厚みｔ１は、約１ｍｍ以下にでき、例えば、約０．０５ｍｍから約０．９ｍｍ、約０．１ｍｍから約０．８ｍｍ、約０．２ｍｍから約０．７ｍｍ、約０．３ｍｍから約０．６ｍｍ、または約０．４ｍｍから約０．５ｍｍに及ぶことができ、それらの間の全ての範囲および部分範囲を含む。一部の実施形態では、レーザアブレーション領域の厚みｔ１は変化する場合があり、例えば、線形に変化する場合、無作為に変化する場合などがある。したがって、厚みｔ２もまたｔ１に応じて変化するだろう。
【００２３】
側縁２１５の残りの部分は、非レーザアブレーション領域２３５、例えば、レーザアブレーション孔および／または非線形改質部分を含まない領域を含む場合がある。この領域２３５は、ｔ１＋ｔ２＝Ｔとなるような任意の厚みｔ２を有することができる。例えば、非レーザアブレーション領域２３５の厚みｔ２は、ガラス物品の厚みＴの約６５％よりも大きくでき、例えば、厚みＴの約７０％よりも大きく、厚みＴの約７５％よりも大きく、または厚みＴの約８０％よりも大きくでき、それらの間の全ての範囲および部分範囲を含む。一部の実施形態では、厚みｔ２は、約２ｍｍ未満にでき、例えば、約０．２５ｍｍから約１．５ｍｍ、約０．５ｍｍから約１．２ｍｍ、または約０．８ｍｍから約１ｍｍに及ぶことができ、それらの間の全ての範囲および部分範囲を含む。図３Ａでは、レーザアブレーション領域２２５は第一の表面２０５に隣接して、非レーザアブレーション領域２３５は第二の表面２１０に隣接して示されているが、これらの配置および呼称は制限なく交換でき、これらの表面は、本明細書において、考察のために「第一の」および「第二の」と呼ばれているにすぎないと理解すべきである。
【００２４】
図３Ｂは、０．７ｍｍ厚の「Ｃｏｒｎｉｎｇ」社の「Ｉｒｉｓ」ガラスを含むガラス物品の側縁の断面の走査型電子顕微鏡画像（ＳＥＭ画像）である。図３Ａに関して上記したように、この側縁は、レーザアブレーション領域２２５および非レーザアブレーション領域２３５を含むことができる。図３Ｂから明らかなように、レーザアブレーション領域は、強力なレーザエネルギーによって非線形効果を介して所定の深さまで改質されている。図示の実施形態では、レーザアブレーション領域の厚みｔ１が０．２４ｍｍであるのに対し、ガラス基板の全厚みＴは０．７ｍｍである。したがって、図示のように、ｔ１／Ｔ＝０．３４であり、例えば、ｔ１は、全厚みＴの約３５％以下である。レーザアブレーション領域２２５の光入射面は、特定の実施形態では、約０．２未満の散乱パラメータ（Ｓｉｇｍａ）を有することができ、例えば、約０．１５未満、または約０．１未満の散乱パラメータ（Ｓｉｇｍａ）を有することができる。同様に、非レーザアブレーション領域２３５の光入射面は、約０．１未満の散乱パラメータ（Ｓｉｇｍａ）を有することができ、例えば、約０．０５未満、またはそれ以下の散乱パラメータ（Ｓｉｇｍａ）を有することができる。Ｓｉｇｍａ散乱パラメータは、その領域の表面粗さに比例することができ、また投影平面上のガウス分布の幅を示すことができる。特定の実施形態では、非レーザアブレーション領域２３５は、レーザアブレーション領域２２５の散乱パラメータよりも小さい散乱パラメータを有することができ、したがって、相対的により滑らかな光入射面を有することができる。非レーザアブレーション領域２３５の相対的により滑らかな表面は、レーザによって作り出された欠陥線に沿ってガラス板に亀裂を入れるまたはパキッと折ることによってガラス板が二つまたはそれ以上の部分に分離されるときに作り出すことができる。
【００２５】
例示的なガラス物品２００のさらなる概略図が図４に描かれている。このガラス物品は、第一の表面２０５と第二の表面２１０の間に延在する厚みＴ、および側縁２１５とを有することができる。側縁２１５は、厚みｔ１を有するレーザアブレーション領域２２５を含むことができる。高さＨを有する光源（例えば、ＬＥＤ）２４０は、側縁２１５に結合され、第一の表面２０５と第二の表面２１０の間の中央に配置できるが、以下にさらに詳述するように、任意の別の配置を使用できる。光源２４０と側縁２１５の間の間隙幅Ｄを有する間隙を覆うために、第一の表面２０５および／または第二の表面２１０に隣接して第一の反射体２４５および／または第二の反射体２５０が配置されることができる。好適な反射体としては、約４２０ｎｍから７００ｎｍまでの全可視スペクトルをカバーする広帯域反射体が挙げられる。第一の反射体は、本明細書では「前面」反射体と呼び、この第一の表面が発光面であることを示すことができ、第二の反射体は、本明細書では「背面」反射体と呼ぶことができる。しかし、これらの配置および呼称は制限なく交換することができ、これらの反射体は、本明細書において、考察のために「第一の」や「前面」および「第二の」や「背面」と呼ばれているにすぎないと理解すべきである。
【００２６】
図５は、図４に示すガラス物品に関する、背面反射体のみの場合のレーザアブレーション領域または前面反射体と背面反射体がある場合のレーザアブレーション領域の、厚みの関数としての光結合効率のプロット図である。このグラフのモデルは、ガラス厚みＴ０．７ｍｍ、光源（ＬＥＤ）高さＨ０．５ｍｍ、間隙幅Ｄ０．０４ｍｍ、側縁に沿って中央にＬＥＤを整列、ガラス屈折率（Ｎｄ）＝１．４９７、９９％の反射率を有するランバート反射体、およびＳｉｇｍａ＝０．３６を有するレーザアブレーション領域のガウス関数散乱という前提事項を含む。図５に示すように、レーザアブレーション領域の厚みｔ１が増加するにつれて、光結合効率は低下する。レーザアブレーション領域のない導光体（厚み＝０）に関しては、光結合効率は、前面反射体と背面反射体の両方がある場合は９１．５％にまでまたは背面反射体のみがない場合は９１％にまで高くなり得る。例えば図３Ｂを参照されたいが、０．２４ｍｍの深さまで側縁をレーザアブレーションすると、光結合効率は、前面反射体と背面反射体の両方がある場合は２．４３％または背面反射体のみがない場合は２．３８％低下することが示されている。したがって、図５は、例えば図２を参照されたいが、側縁上の面取り領域と比べて、レーザアブレーション領域は、光結合効率において少なくとも約８．６％の向上を生じることができることを示している。
【００２７】
光源の縁を非レーザアブレーション領域２３５と整列したとき（例えば、図６Ａの概略図で示すように光源２４０の縁を第二の表面２５０と整列したとき）、または光源の縁をレーザアブレーション領域２２５と整列したとき（例えば、図６Ｂの概略図で示すように光源２４０の縁を第二の表面２５０と整列したとき）は、僅かに異なる結果が得られた。当然のことながら、レーザアブレーション領域は、図６Ａのように第一の表面と、または図６Ｂのように第二の表面と当接することができ、光源は、図示しないが第一の表面と、または図示のように第二の表面と整列することができると理解すべきである。表Ｉは、これらの二つの領域からのＬＥＤ光が結合したときの結合効率の差を比較するための実験結果を示す。次の表Ｉに示すように、光源が非レーザアブレーション領域２３５と整列するとき、光結合効率の損失は、「ミラー」側縁を有する導光体、例えば、レーザアブレーション領域を有しない導光体と比べて、前面反射体がない場合は２．５２％、または前面反射体がある場合は１．７１％だった。これらの結果は、とりわけ、前面反射体の使用により結合効率が高まることを証明している。さらに、光源が、前面反射体のない場合にレーザアブレーション領域と整列するとき、光結合効率の損失は３．３３％にまで増加し、非レーザアブレーション領域すなわちより滑らかな領域との光源の整列により結合効率を高められることを示している。
【００２８】
【表１】
2018521941.tif 000003
【００２９】
図７Ａおよび図７Ｂは、背面反射体のみの場合（図７Ａ）または前面反射体と背面反射体が両方ある場合（図７Ｂ）のレーザアブレーション領域の厚みの関数としての光結合効率のプロット図である。両グラフは、導光板の側縁のレーザアブレーション領域との光源の整列または非レーザアブレーション領域との光源の整列の比較をプロットしている。これらのグラフのモデルは、ガラス厚みＴ０．７ｍｍ、光源（ＬＥＤ）高さＨ０．５ｍｍ、間隙幅Ｄ０．０４ｍｍ、ガラス屈折率（Ｎｄ）＝１．４９７、９９％の反射率を有するランバート反射体、およびＳｉｇｍａ＝０．３６を有するレーザアブレーション領域のガウス関数散乱という前提事項を含む。図７Ａおよび図７Ｂの両方に関して、光源の位置が結合効率に影響を与え得ることが観察される。例えば、０．２４ｍｍのレーザアブレーション領域の厚みでは、光源が非レーザアブレーション領域と整列するときに得られる結合効率の改善は、レーザアブレーション領域と整列した光源と比べて、背面反射体のみの場合（図７Ａ）では３．１％、背面反射体および前面反射体がある場合（図７Ｂ）では２．８％である。
【００３０】
図７Ａおよび図７Ｂに示す結果は、側縁の表面性質、例えば、滑らかさまたは粗さが、結合効率に有意に影響を与え得ることを示唆している。図８は、ガラス表面の粗さに比例する、散乱パラメータ（Ｓｉｇｍａ）の関数としての光結合効率を示すプロット図である。このグラフのモデルは、ガラス厚みＴ２ｍｍ、光源（ＬＥＤ）高さＨ１．５ｍｍ、および間隙幅Ｄ１．４ｍｍという前提事項を含む。図８に示すように、Ｓｉｇｍａ（または表面粗さ）が増加するにつれ、光結合効率は、概して減少する。しかし、０＜Ｓｉｇｍａ＜０．２の領域では、結合効率の損失は、曲線の残りの部分に見られるほど劇的ではない。したがって、側縁の表面に沿って０．２未満のＳｉｇｍａ散乱パラメータを採用すると有利になる可能性がある。一部の実施形態では、レーザアブレーション領域の散乱パラメータは、約０．２未満である場合があり、例えば、約０．１５未満、または約０．１未満である場合がある。同様に、非レーザアブレーション領域の散乱パラメータは、約０．１未満または約０．０５未満にもなる場合がある。
【００３１】
レーザ切断技術を用いて、図９Ａおよび図９Ｂに示すように、面取り部を有するガラス物品を提供することもできる。かかるガラス物品、例えば、導光板を製造する方法を以下にさらに詳述する。図４、図６Ａおよび図６Ｂのガラス物品と同様に、ガラス物品３００は、第一の表面３０５、第二の表面３１０、およびそれらの間に延在する厚みＴと、側縁３１５とを含むことができる。側縁３１５の一部は、面取り部３６０を含む場合があり、面取り部３６０は、第一の表面または第二の表面に隣接でき、第一の表面３０５に隣接した面取り部３６０が図示されている。面取り部３６０は、幅ｗ２および高さｈ２を有することができる。一部の実施形態では、面取り部３６０の幅ｗ２は、レーザによって作り出された所定の経路の幅に対応または比例することができる。例えば、一部の実施形態では、幅ｗ２は、約１０マイクロメートル未満にでき、例えば、約８マイクロメートル未満、または約５マイクロメートル未満にでき、例えば、約５マイクロメートル未満、約４マイクロメートル未満、約３マイクロメートル未満、約２マイクロメートル未満、または約１マイクロメートル未満にできる。幅ｗ２は、様々な実施形態において、レーザによって作り出された欠陥線の幅の約半分に等しくできる。さらなる実施形態では、幅ｗ２は、ガラス物品の全厚みＴの少なくとも約１０％にでき、例えば、厚みＴの少なくとも約１５％、少なくとも約２０％、少なくとも約２５％または少なくとも約３０％にでき、それらの間の全ての範囲および部分範囲を含む。一部の実施形態では、面取り部３６０の高さｈ２は、レーザによって作り出された所定の経路の深さに対応または比例することができる。面取り部の高さｈ２は、例えば、ガラス物品の厚みＴの約３０％未満にでき、例えば、厚みＴの約２５％未満、約２０％未満、約１５％未満、約１０％未満、または約５％未満にでき、それらの間の全ての範囲および部分範囲を含む。例えば、面取り部の高さｈ２は、約１ｍｍ未満にでき、例えば、約０．０５ｍｍから約０．９ｍｍ、約０．１ｍｍから約０．８ｍｍ、約０．２ｍｍから約０．７ｍｍ、約０．３ｍｍから約０．６ｍｍ、または約０．４ｍｍから約０．５ｍｍに及ぶことができ、それらの間の全ての範囲および部分範囲を含む。
【００３２】
次の表ＩＩは、光源（ＬＥＤ）に結合されたときの図９Ａおよび図９Ｂに示すガラス物品に関する光結合効率を示す。この光源は、側縁の非面取り領域と整列させ、例えば、図９Ａに描く実施形態では、光源の縁は、第二の表面３１０と整列させた。当然のことながら、面取り領域は、図示のように第一の表面と当接でき、または図示しないが第二の表面と当接できると理解すべきである。次の表ＩＩに示すように、光源が非面取り領域と整列するとき、光結合効率の損失は、「ミラー」側縁を有する導光体、例えば、レーザアブレーション領域を有しない導光体と比べて、前面反射体がない場合は６．９３％、または前面反射体がある場合は５．３２％だった。したがって、レーザアブレーション導光板と同様に、前面反射体の使用により結合効率を高めることもでき、レーザ切断による面取り部は、例えば図２を参照されたいが、機械的に形成された面取り部と比べて光損失を軽減できる。
【００３３】
特に、背面反射体がある場合は１１％または背面反射体がない場合は１４％である、機械的に面取りされたガラス導光体に関する光結合効率の損失と比べて、レーザ切断によって面取りされたガラス導光体に関する光結合効率の損失は、ほぼ半減する。理論に拘束されることを望むものではないが、この改善は、（ａ）二つの機械的に形成された面取り部とは対照的に、特定の実施形態においてレーザ切断による面取り部が一つだけ存在すること、および／または（ｂ）機械的なスコアリング技術、割断技術、および研磨技術とは対照的に、レーザ切断中の欠陥および／または表面損傷が無視できるほど小さいことによる場合があると考えられる。したがって、一部の実施形態では、本明細に開示されたガラス導光板は、第一の表面または第二の表面のいずれかに隣接して面取り部を一つだけ含むことにより、そうでない場合にもう一つの面取り部の存在によって生じかねない結合効率の損失を最小にすることができる。
【００３４】
さらに、非レーザアブレーション領域にＬＥＤが整列した場合のレーザアブレーション導光体と比べて、光結合効率の損失は、二倍よりも大きい。理論に拘束されることを望むものではないが、このさらなる光損失は、（ａ）面取り領域３６０、および／または（ｂ）ガラス板を分離、例えば、割断するために使用される方法によっては導光体に形成される場合があるツイストハックル３６５による場合があると考えられる。ツイストハックルは、例えば、以下にさらに詳述するように、機械力を使用してレーザスクライビングに続いてガラス板を割断するときに形成される場合がある。
【００３５】
【表２】
2018521941.tif 000004
【００３６】
方法
本明細書では、ガラス物品またはガラス導光板を製造するための方法も開示され、この方法は、第一の表面、反対側の第二の表面、およびそれらの間に延在する厚みを有するガラス板を提供するステップと、前記第一の表面上の所定の経路に沿って前記ガラス板にレーザを接触させて欠陥線を形成するステップと、前記ガラス板の厚みの約３５％以下の厚みを有するレーザアブレーション領域を含む少なくとも一つの側縁を含むガラス物品を形成するために前記欠陥線に沿って前記ガラス板を二つ以上の部分に分離するステップとを含む。
【００３７】
本明細書では、ガラス物品またはガラス導光体を製造するための方法がさらに開示され、この方法は、第一の表面、反対側の第二の表面、およびそれらの間に延在する厚みを有するガラス板を提供するステップと、前記第一の表面上の所定の経路に沿って前記ガラス板にレーザを接触させて溝を形成するステップと、前記ガラス板の厚みの約１５％以下の高さを有する面取り部を含む少なくとも一つの側縁を含むガラス物品を形成するために前記溝に沿って前記ガラス板を二つ以上の部分に分離するステップとを含む。
【００３８】
ここで、図１０Ａから図１０Ｃを参照して、図４、図６Ａおよび図６Ｂのガラス物品を作製するための方法を考察する。第一の表面、反対側の第二の表面、およびそれらの間に延在する厚みと、少なくとも一つの側縁とを有するガラス板４００が提供できる。ガラス板の第一の表面または第二の表面は、例えば、固定されたガラス板の表面上の破線で表す所定の経路４７０に沿ってレーザを動かすことによって、レーザと接触させることができる。あるいは、レーザが固定される場合があり、ガラス板をこの所定の経路に沿って移動できる。図示のように、所定の経路４７０は、少なくとも一つの隣接側縁４７５と実質的に垂直な直線にできるが、非線形の経路を含むその他の所定の経路が想定される。さらに、より複雑な形状を形成するために、および／またはガラス板４００を三つ以上の部分に分離するために、表面上では、二つ以上の所定の経路をたどることができる。レーザ、例えば、超短パルスレーザとの接触は、所定の経路に沿うシングルレーザパルスを含むことができ、またはマルチパルスを使用して、レーザアブレーション領域の深さおよび／または幅を増加することができる。パルスは、例えば、１秒未満の持続時間を有することができ、例えば、１ナノ秒未満、または１ピコ秒未満の持続時間を有することができる。ガラスのレーザアブレーションおよびレーザ切断に好適な、非限定的な例示的方法およびレーザは、例えば、米国特許出願第１４／１４５５２５号、第１４／５３０４５７号、第１４／５３５８００号、第１４／５３５７５４号、第１４／５３０３７９号、第１４／５２９８０１号、第１４／５２９５２０号、第１４／５２９６９７号、第１４／５３６００９号、第１４／５３０４１０号、および第１４／５３０２４４号と、国際出願第ＰＣＴ／ＥＰ１４／０５５３６４号、第ＰＣＴ／ＵＳ１５／１３００１９号、および第ＰＣＴ／ＵＳ１５／１３０２６号との各明細書に開示されており、これらの出願は全て、全体を参照によって本明細書に援用する。
【００３９】
所定の経路４７０に沿ってガラス板４００にレーザを照射することにより、高エネルギー密度レーザによって非線形効果を介して改質されるレーザアブレーション領域を作り出すことができる。所定の経路上をスキャンすることにより、後続のステップで分離すべき形状を画定する、幅Ｗを有する細い欠陥線４８０を作り出すことができる。図１０Ａに示すように、欠陥線４８０は、所望の光学的性質および／または分離断面または割断面を得るのに好適な任意の幅Ｗを有することができる。一部の実施形態では、幅Ｗは、約１マイクロメートルから約１０マイクロメートルに及ぶことができ、例えば、約２マイクロメートルから約９マイクロメートル、約３マイクロメートルから約８マイクロメートル、約４マイクロメートルから約７マイクロメートル、または約５マイクロメートルから約６マイクロメートルに及ぶことができ、それらの間の全ての範囲および部分範囲を含む。図１０Ｃを参照すると、レーザは、厚みｔ１を有するレーザアブレーション領域を作り出すために任意の所望の深さまで前記所定の経路に沿ってガラス板を改質できる。さらに、レーザは、所定の経路４７０に沿って第一の表面から第二の表面まで実質的に垂直な方向に延在する複数の断層線を作り出すことができる。したがって、この所定の経路および／または欠陥線は、所望の形状を描出する場合があり、欠陥線に沿う垂直な断層線は、亀裂伝播または任意のその他の機械的または熱的な分離技術による分離に対して抵抗が最小の経路を築くことができる。一部の実施形態によれば、レーザは、側縁におけるガラス板の全厚みＴを変化させない、または実質的に変化させない。
【００４０】
欠陥線４８０が作り出されると、この欠陥線上またはその周囲に手作業による応力および／または熱応力を加えることによって分離が生じ得る。手作業もしくは機械による応力、または圧力は、例えば、垂直な断層線上に張力を作り出すのに十分な量加えられることにより、欠陥線に沿う割断を引き起こすことができる。熱応力は、欠陥線上またはその周りに応力ゾーンを作り出す任意の好適な熱源を用いて加えられることにより、垂直な断層線上に張力をかけ、ガラス板の部分的または完全な自然分離を誘発することができる。ガラス板を分離するために使用される方法は、単独または組み合わせて実施することができ、その分離方法に関するパラメータ、例えば、力、温度などは、レーザを中心に展開する様々な加工パラメータ、例えば、レーザスキャン速度、レーザパワー、パルス幅、繰返し数、パルス時間などに応じて変えることができる。
【００４１】
ガラス板４００は、このようにして、二つ以上の部分に分離でき、図１０Ｂでは二つの部分４８５、４９０が示されている。部分４８５を参照すると、このガラス部分は、長さＬおよび側縁４１５を有することができる。側縁４１５は、幅ｗ１を有するレーザアブレーション領域４２５を含むことができる。レーザアブレーション領域の幅ｗ１は、例えば、欠陥線の幅Ｗおよび／または分離方法に応じて変わる場合がある。一部の実施形態では、図示しないが、例えば、欠陥線の実質的に全てがレーザアブレーション領域４２５として側縁４１５に組み込まれれば、ｗ１≒Ｗである。さらなる実施形態では、例えば、欠陥線の一部が側縁４１５のレーザアブレーション領域４２５を構成すれば、ｗ１＜Ｗである。さらに別の実施形態では、図示のように、例えば、欠陥線の中央に実質的に沿う割断の場合、２×ｗ１≒Ｗである。
【００４２】
結果的に生じるガラス物品５００（４８５）の一部の斜視図が図１０Ｃに示されており、図４に関して上記したようなレーザアブレーション領域５２５を有する側縁５１５を有する。レーザアブレーション領域５２５は、ガラス物品の全厚みＴに沿って部分的に延在する厚みｔ１と、完全な長さは図示されていないがガラス物品の全長さＬに沿って部分的に延在する幅ｗ１とを有する。一部の実施形態では、この記載の方法を使用して、実質的に同一の側縁５１５を有する二つのガラス物品を作り出すことができる。
【００４３】
本明細書では、図９Ａのガラス物品を形成する方法も開示するが、図面には示さない。図９Ａのガラス物品は、例えば、図１０Ａおよび図１０Ｂに関して上記に概説した手順に従って用意することができる。しかし、側縁においてガラス物品の厚みＴを実質的に変化させないレーザアブレーション方法とは対照的に、図９Ａのガラス物品を形成するための方法は、ガラス物品の側縁３１５に面取り部３６０を作り出すステップを含む。したがって、所定の経路に沿ってガラス板の表面にレーザを接触させることにより、前記所定の経路に沿う切り込みまたは溝の形成を生じることができる。図１０Ａの欠陥線と同様に、この溝は幅を有することができ、図９Ａを参照すると、幅ｗ２および高さｈ２を有する面取り部を形成するのに十分な深さまで貫通することができる。
【００４４】
ガラス板に切り込みまたは溝をレーザ切断するのに好適なレーザとしては、例えば、約３マイクロメートルよりも大きな波長で動作するＣＯ２レーザ、ＵＶレーザ、および赤外レーザを挙げることができる。かかるレーザは、例えば、米国出願第１４／１４５５２５号、第１４／５３０４５７号、第１４／５３５８００号、第１４／５３５７５４号、第１４／５３０３７９号、第１４／５２９８０１号、第１４／５２９５２０号、第１４／５２９６９７号、第１４／５３６００９号、第１４／５３０４１０号、および第１４／５３０２４４号と、国際出願第ＰＣＴ／ＥＰ１４／０５５３６４号、第ＰＣＴ／ＵＳ１５／１３００１９号、および第ＰＣＴ／ＵＳ１５／１３０２６号とに記載されており、これらの出願は全て、全体を参照によって本明細書に援用する。好適な切断技術としては、例えば、ガラス歪み点の温度、ガラス歪み点に近い温度、またはそれを上回る温度までガラスを急速に加熱するためにＣＯ２レーザを利用する、ＣＯ２レーザスクライビング技術を挙げることができる。急速レーザ加熱の後には、例えば、ウォータージェットまたは水ミストジェットを使用して急冷工程を続けることができる。急速加熱および急冷工程により、次式で予測可能な引張応力（σ）をガラス板に生じることができる。
【００４５】
【数１】
2018521941.tif 000005
【００４６】
この式において、αは熱膨張係数であり、Ｅはヤング係数であり、ΔＴはレーザビームおよび冷却噴射急冷サイクルからの温度降下である。ディスプレイガラス用にこの工程を使用して発生可能な引張応力は、場合によっては最大で約１００ＭＰａに及ぶ可能性がある。
【００４７】
レーザスクライビング工程の後には、機械的な分離（割断）、またはＣＯ２レーザによる分離ステップなどの、後続のレーザによる分離を続けることができる。一部の実施形態では、スクライブアンドブレーク技術が採用できる。割断応力は、亀裂深さと直接相関させることができるため、一部の実施形態では、ガラス表面に付けられた溝は、ガラスの厚みの少なくとも約１０％の深さを有することができ、例えば、ガラスの厚みの約１５％よりも大きい、または約２０％よりも大きい深さ、例えば、ガラスの厚みの約２５％よりも大きい、または約３０％よりも大きい深さを有することができる。しかし、ガラス板をレーザ切断するとき、ガラス板を割断する容易さと、結果的に生じるガラス物品における面取り部の高さを最小にすることの間で、相反する考慮事項のバランスを取るべきである。ガラス板の機械的分離時の別の考慮事項は、ツイストハックルの生成を最小にすることであり、ツイストハックルは、切り込みまたは溝に加えられる引張応力によって生じる可能性がある。ツイストハックルは、上記表ＩＩに示すように、導光板の結合効率に大きく影響を及ぼす可能性がある。したがって、様々な実施形態によれば、本明細書に開示したガラス導光体は、ツイストハックルを含む場合があり、またはツイストハックルが実質的にない場合がある。
【００４８】
様々な実施形態によれば、ガラス物品の第一の表面および／または第二の表面は、複数の光抽出機能部をパターニングされる場合がある。本明細書で用いられているように、「パターニングされ」という用語は、複数の要素および／または機能部が、例えば、無作為的または計画的、反復的または非反復的であり得る任意の所与のパターンまたはデザインで、ガラス物品の表面に存在しているということを意味することを意図している。例えば、光抽出機能部の場合、かかる機能部は、例えば、粗面を構成するテクスチャ機能部として、第二の表面に分布していてもよい。
【００４９】
様々な実施形態では、ガラス物品の第一の表面および／または第二の表面上に存在する光抽出機能部は、光散乱箇所を含む場合がある。例えば、ガラス物品の第一の表面は、光抽出機能部を生成するためにテクスチャリング、エッチング、コーティング、ダメージ加工、および／または粗面化される場合がある。かかる方法の非限定的な例としては、例えば、表面をレーザダメージ加工すること、表面を酸エッチングすること、およびＴｉＯ２で表面をコーティングすることが挙げられる。特定の実施形態では、ガラス板に孔を開けるためと、光抽出機能部を生成するために第一の表面および／または第二の表面をダメージ加工するための両方に、レーザが使用できる。様々な実施形態によれば、これらの抽出機能部は、実質的に均一な照明を生じるように好適な深さにパターニングされる場合がある。この光抽出機能部は、ガラス表面におけるこれらの機能部の深さに応じて、光の表面散乱および／または体積散乱を生じる場合がある。これらの機能部の光学的特性は、例えば、これらの抽出機能部を生成するときに使用される加工パラメータによって制御できる。
【００５０】
ガラス物品は、当該分野で既知の任意の方法、例えば、参照によって全体が本明細書に援用される同時係属中で共有の国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０６３６２２号に開示された方法に従って、光抽出機能部を作り出すように処理される場合がある。例えば、ガラス板は、所望の厚みおよび／または所望の表面品質を達成するために研削および／または研磨される場合がある。このガラスは、次に、任意で洗浄される場合があり、かつ／または、エッチング対象のガラスの表面は、表面をオゾンに曝すなどの、汚染物質を除去するための工程を受ける場合がある。
【００５１】
ガラス板は、例えばイオン交換によって化学強化される場合もある。イオン交換工程時、ガラス板の表面またはその近くにあるガラス板内のイオンが、例えば塩浴からのより大きな金属イオンと交換される場合がある。より大きなイオンのガラスへの取り込みは、表面近くの領域内の圧縮応力を作り出すことによってガラス板を強化することができる。圧縮応力の平衡を保つために、対応する引張応力をガラス板の中心領域内に生じることができる。
【００５２】
イオン交換は、例えば、所定時間ガラス板を溶融塩浴に浸漬することによって行われる場合がある。例示的な塩浴としては、ＫＮＯ３、ＬｉＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＲｂＮＯ３、およびそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。溶融塩浴の温度および処理時間は変えることができる。所望の用途に従ってこの時間および温度を決定することは当業者の能力の範囲である。非限定的な例として、溶融塩浴の温度は、約４００℃から約５００℃など、約４００℃から約８００℃に及ぶ場合があり、前記所定時間は、約４時間から約１０時間など、約４時間から約２４時間に及ぶ場合があるが、その他の温度および時間の組み合わせが想定される。非限定的な例として、表面圧縮応力を与えるＫを多く含む層を得るために、ガラスを例えば約４５０℃で約６時間、ＫＮＯ３浴に沈めることができる。
【００５３】
エッチング対象の表面は、非限定的な例として、例えば約１：１から約９：１に及ぶ比率の、例えば氷酢酸（ＧＡＡ）とフッ化アンモニウム（ＮＨ４Ｆ）の混合物などの酸浴に曝される場合がある。エッチング時間は、例えば、約３０秒から約１５分に及ぶ場合があり、このエッチングは、室温または高温で行われる場合がある。酸濃度や酸比率、温度、および／または時間などの加工パラメータは、結果的に生じる抽出機能部のサイズ、形状、および分布に影響する場合がある。所望の表面抽出機能部を得るために、これらのパラメータを変えることは当業者の能力の範囲である。
【００５４】
本明細書で用いられているように、「光学的に結合され（る）」という用語は、光源が、導光体に光を導くようにガラス物品の縁に配置されていることを意味することを意図している。ガラス物品、例えば、ガラス導光板に光が注入されると、特定の実施形態によれば、この光は、第一の表面または第二の表面上の光抽出機能部に衝突するまで、全反射（ＴＩＲ）によって導光体内に閉じ込められて跳ね返る。本明細書で用いられているように、「発光面」という用語は、観察者に向かって導光板から光が放射される表面を意味することを意図している。例えば、第一の表面または第二の表面は発光面になり得る。同様に、「光入射面」という用語は、光が導光体に入るように、光源、例えば、ＬＥＤに結合された表面を意味することを意図している。例えば、導光板の側縁は光入射面になり得る。
【００５５】
本明細書に開示されたガラス物品およびガラス導光板は、テレビ産業、広告産業、自動車産業、およびその他の産業で使用されるＬＣＤまたはその他のディスプレイを含むがそれに限定されない、様々な表示装置において使用されてよい。ＬＣＤにおいて使用される従来のバックライトユニットは、様々な構成要素を含み得る。一つ以上の光源、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）または冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）が使用されている場合がある。従来のＬＣＤは、白色光を生成するために色変換蛍光体がパッケージングされたＬＥＤまたはＣＣＦＬを採用している場合がある。本開示の様々な態様によれば、本開示のガラス物品を採用する表示装置は、近紫外光（約３００〜約４００ｎｍ）などの青色光（紫外光、約１００〜４００ｎｍ）を放射する少なくとも一つの光源を含む場合がある。本明細書に開示した導光板および装置は、例えば、限定ではないが、照明器具などの任意の好適な照明用途において使用される場合もある。
【００５６】
様々な開示された実施形態は、その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を伴う場合があることが分かるだろう。また、特定の特徴、要素またはステップは、特定の一実施形態に関連して説明されていても、様々な図示されていない組み合わせまたは変形にて別の実施形態との入れ換えまたは組み合わせが行われる場合があることが分かるだろう。
【００５７】
また、本明細書で用いられているように、名詞は、「少なくとも一つ」の対象を指しており、特に明示的に反対に指示しない限りは「一つだけ」の対象に限定すべきではないと理解すべきである。したがって、例えば、「光源」という場合は、文脈上明らかに異なる意味でない限りは、そのような光源を二つ以上有する例を含む。同様に、「複数の」は、「二つ以上の」を意味することを意図している。したがって、「複数の断層線」は、二つ以上のそのような断層線、例えば、三つ以上のそのような断層線などを含む。
【００５８】
本明細書では、範囲が、「約（ａｂｏｕｔ）」ある特定の値からおよび／または「約」別の特定の値までとして表現され得る。かかる範囲が表現されているとき、例は、その一方の特定の値からおよび／またはその他方の特定の値までを含む。同様に、値が「約」という先行詞を使用して近似値として表現されているとき、その特定の値は別の値を呈することが分かるだろう。さらに、これらの各範囲の端点は、他方の端点と関連する場合においても、他方の端点とは無関係である場合においても、有意であることが分かるだろう。
【００５９】
本明細書で用いられる「実質的な（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌ）」、「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」という用語およびそれらの変化形は、ある説明された特徴がある値または説明と等しいまたはほぼ等しいことを指すことを意図している。例えば、「実質的に平面的な（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  ｐｌａｎａｒ）」表面は、平面的またはほぼ平面的な表面を意味することを意図している。
【００６０】
特に明記しない限り、本明細書で説明されたいかなる方法も、そのステップが特定の順序で行われることを必要としていると解釈されることは決して意図していない。したがって、ある方法クレームが、そのステップが従うべき順序を実際に記載していない場合、または、そのステップ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明細書に特に記載されていない場合は、特定の順序が示唆されているとは全く意図していない。
【００６１】
特定の実施形態の様々な特徴、要素またはステップが、「を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という移行句を用いて開示される場合があるが、「から構成される（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ）」または「から実質的に構成される（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」という移行句を用いて説明される場合がある実施形態を含む別の実施形態が示唆されていると理解すべきである。したがって、例えば、ＡとＢとＣとを含む方法に対して示唆される別の実施形態は、方法がＡとＢとＣとから構成される実施形態と、方法がＡとＢとＣとから実質的に構成される実施形態とを含む。
【００６２】
当業者には、本開示に対しては、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、様々な修正および変更を行うことができることが明らかになるだろう。本開示の精神および要旨を組み込んだ本開示の実施形態の修正、組み合わせ、部分的な組み合わせおよび変更は、当業者が想到する可能性があるため、本開示は、添付の請求項およびそれらの均等物の範囲内の全てを含むと解釈すべきである。
【００６３】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００６４】
実施形態１
ガラス物品であって、
第一の表面、反対側の第二の表面、および当該第一の表面と当該第二の表面の間に延在する厚みと、
当該ガラス物品の当該厚みの約３５％以下の厚みを有するレーザアブレーション領域を含む少なくとも一つの側縁と
を含むガラス物品。
【００６５】
実施形態２
実施形態１のガラス物品であって、前記レーザアブレーション領域の前記厚みは、当該物品の前記厚みの約２０％以下であるガラス物品。
【００６６】
実施形態３
前記レーザアブレーション領域の光入射表面の散乱パラメータは約０．２未満である、実施形態１または２に記載のガラス物品。
【００６７】
実施形態４
約０．１未満の散乱パラメータを有する光入射面を含む非レーザアブレーション領域をさらに含む、実施形態１から３のいずれか一項に記載のガラス物品。
【００６８】
実施形態５
実施形態１から４のいずれか一項に記載のガラス物品であって、当該ガラス物品の前記厚みは、約０．３ｍｍから約３ｍｍに及ぶ、ガラス物品。
【００６９】
実施形態６
実施形態１から５のいずれか一項に記載のガラス物品であって、当該ガラス物品は導光板である、ガラス物品。
【００７０】
実施形態７
実施形態１から６のいずれか一項に記載のガラス物品を含む表示装置。
【００７１】
実施形態８
前記ガラス物品の前記少なくとも一つの側縁に光学的に結合された光源をさらに含む、実施形態７に記載の表示装置。
【００７２】
実施形態９
前記光源は発光ダイオードである、実施形態８に記載の表示装置。
【００７３】
実施形態１０
前記光源は、前記第一の表面と前記第二の表面の間に配置される、または当該光源の縁が、当該第一の表面または当該第二の表面と整列する、実施形態８に記載の表示装置。
【００７４】
実施形態１１
前記光源は、非レーザアブレーション領域にごく近接した位置で前記ガラス物品の前記少なくとも一つの側縁に結合される、実施形態８に記載の表示装置。
【００７５】
実施形態１２
前記ガラス物品の前記第一の表面上、当該ガラス物品の前記第二の表面上、または当該ガラス物品の当該第一の表面上と当該第二の表面上の両方に配置された、少なくとも一つの反射体をさらに含む、実施形態７に記載の表示装置。
【００７６】
実施形態１３
ガラス物品であって、
第一の表面、反対側の第二の表面、および当該第一の表面と当該第二の表面の間に延在する厚みと、
前記第一の表面または前記第二の表面に隣接する面取り部を含む少なくとも一つの側縁であって、当該面取り部が当該ガラス物品の当該厚みの約１５％以下の高さを有する、少なくとも一つの側縁と
を含むガラス物品。
【００７７】
実施形態１４
前記面取り部はレーザ切断された面取り部である、実施形態１３に記載のガラス物品。
【００７８】
実施形態１５
前記少なくとも一つの側縁は面取り部を一つだけ含む、実施形態１３または１４に記載のガラス物品。
【００７９】
実施形態１６
前記面取り部の光入射面の散乱パラメータは約０．１未満である、実施形態１３から１５のいずれか一項に記載のガラス物品。
【００８０】
実施形態１７
約０．１未満の散乱パラメータを有する光入射面を含む非面取り領域をさらに含む、実施形態１３から１６のいずれか一項に記載のガラス物品。
【００８１】
実施形態１８
前記非面取り領域は、当該ガラス物品の前記厚みの少なくとも一部を横断するツイストハックルパターンを含む、実施形態１７に記載のガラス物品。
【００８２】
実施形態１９
前記非面取り領域はツイストハックルパターンを含まない、実施形態１７に記載のガラス物品。
【００８３】
実施形態２０
実施形態１３から１６のいずれか一項に記載のガラス物品であって、当該ガラス物品の前記厚みは約０．３ｍｍから約３ｍｍに及ぶ、ガラス物品。
【００８４】
実施形態２１
実施形態１３から１６のいずれか一項に記載のガラス物品であって、当該ガラス物品は導光板であるガラス物品。
【００８５】
実施形態２２
実施形態１３から２１のいずれか一項に記載のガラス物品を含む表示装置。
【００８６】
実施形態２３
前記ガラス物品の前記少なくとも一つの側縁に光学的に結合された光源をさらに含む、実施形態２２に記載の表示装置。
【００８７】
実施形態２４
前記光源は発光ダイオードである、実施形態２３に記載の表示装置。
【００８８】
実施形態２５
前記レーザ切断された面取り部は前記第一の表面に隣接し、前記光源の縁が前記第二の表面と整列する、実施形態２３に記載の表示装置。
【００８９】
実施形態２６
前記ガラス物品の前記第一の表面上、当該ガラス物品の前記第二の表面上、または当該ガラス物品の当該第一の表面上と当該第二の表面上の両方に配置された、少なくとも一つの反射体をさらに含む、実施形態２２の表示装置。
【００９０】
実施形態２７
ガラス物品を製造するための方法であって、
第一の表面、反対側の第二の表面、および当該第一の表面と当該第二の表面の間に延在する厚みを有するガラス板を提供するステップと、
当該第一の表面上の所定の経路に沿って当該ガラス板にレーザを接触させて欠陥線を形成するステップと、
当該ガラス板の当該厚みの約３５％以下の厚みを有するレーザアブレーション領域を含む少なくとも一つの側縁を含むガラス物品を形成するために当該欠陥線に沿って当該ガラス板を二つ以上の部分に分離するステップと
を含む方法。
【００９１】
実施形態２８
前記レーザは超短パルスレーザから選択される、実施形態２７の方法。
【００９２】
実施形態２９
前記欠陥線を形成するステップは、前記ガラス板の前記厚みの約３５％以下の深さまで当該ガラス板にレーザアブレーション孔を生成するステップと、当該ガラス板の前記第一の表面から前記第二の表面まで実質的に垂直な方向に延在する断層線を必要に応じて形成するステップとを含む、実施形態２７または２８に記載の方法。
【００９３】
実施形態３０
前記ガラス板を二つ以上の部分に分離するステップは、前記欠陥線上または当該欠陥線の周りに機械的応力または熱応力を加えるステップを含む、実施形態２７から２９のいずれか一項に記載の方法。
【００９４】
実施形態３１
ガラス物品を製造するための方法であって、
第一の表面、反対側の第二の表面、および当該第一の表面と当該第二の表面の間に延在する厚みを有するガラス板を提供するステップと、
当該第一の表面上の所定の経路に沿って当該ガラス板にレーザを接触させて溝を形成するステップと、
当該ガラス板の当該厚みの約１５％以下の高さを有する面取り部を含む少なくとも一つの側縁を含むガラス物品を形成するために当該溝に沿って当該ガラス板を二つ以上の部分に分離するステップと
を含む方法。
【００９５】
実施形態３２
前記レーザは、約３マイクロメートルよりも大きな波長で動作するＣＯ２レーザ、ＵＶレーザ、および赤外レーザから選択される、実施形態３１に記載の方法。
【００９６】
実施形態３３
前記ガラス板を二つ以上の部分に分離するステップは、前記溝上または当該溝の周りに機械的応力または熱応力を加えるステップを含む、実施形態３１に記載の方法。
【符号の説明】
【００９７】
１００、２００、３００、５００  ガラス物品
１０５、２０５、３０５  第一の表面
１１０、２１０、３１０  第二の表面
１１５、２１５、３１５、４１５、５１５  側縁
１２０、３６０  面取り部
１４０、２４０  光源
１５０  反射体
２２５、４２５、５２５  レーザアブレーション領域
２３５  非レーザアブレーション領域
２３０  複数のレーザアブレーション孔またはダメージ痕
２４５  第一の反射体
２５０  第二の反射体
３６０  面取り領域
３６５  ツイストハックル
４００  ガラス板
４７０  所定の経路
４７５  隣接側縁
４８０  欠陥線
４８５、４９０  ガラス板の部分
Ｔ  ガラス物品の厚み
ｔ１  レーザアブレーション領域の厚み
ｔ２  非レーザアブレーション領域の厚み
Ｈ  光源の高さ
ｈ  面取り部１２０の高さ
ｈ２  面取り部３６０の高さ
Ｄ  光源と側縁の間隙幅
Ｌ  長さ
Ｗ  欠陥線の幅
ｗ１  レーザアブレーション領域の幅
ｗ２  面取り部３６０の幅
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【国際調査報告】
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