用于显示器应用的织构化表面制造技术

本文公开了一种具有织构化表面的基板。所述基板可以是例如包含光导的发光体，例如用于显示设备的背光灯元件，其中光导例如玻璃基板的表面构造成具有织构化表面，该织构化表面具有预定的RMS粗糙度和预定的织构相关长度。在织构化表面上可提供多个光散射抑制特征。本文所述的织构化表面可有效减少基板表面的静电充电。本文还公开了制备织构化表面的方法。

【技术实现步骤摘要】
用于显示器应用的织构化表面本专利技术专利申请是国际申请号为PCT/US2014/070771，国际申请日为2014年12月17日，进入中国国家阶段的申请号为201480075859.7，专利技术名称为《用于显示器应用的织构化表面》的专利技术专利申请的分案申请。相关申请交叉参考本申请根据35U.S.C.§119要求2013年12月19日提交的美国临时申请系列第61/918276号的优先权，本文以该申请的内容为基础并将其通过引用全文纳入本文。背景领域本专利技术总体涉及用于显示器应用的织构化表面。例如，本文所述的织构化表面可用于发光体(例如用于某些显示器的背光源)，所述发光体包含基板，在基板的一个或两个主表面上具有织构化表面，该织构化表面可发挥光导的作用。本专利技术还涉及制备这种发光体的方法。光导可包含按一定图案沉积在其上的离散点状材料，用于控制发光体的光输出。本文所述的织构化表面还可用作投影表面，用于观看来自图像投影源的图像。在一些实施方式中，可利用微复制(纳米复制)技术经济、有效地生产织构化表面。在一些制造工艺中，本文所述的织构化表面甚至可用来减少显示器玻璃基板的静电充电。技术背景用来产生漫射光的常规组件含有扩散型结构，包括聚合物光导和扩散膜，它们在显示器工业中用于许多应用。这些应用包括无承载框(bezel-free)电视系统、液晶显示器(LCD)、电泳显示器(EPD)、有机发光二极管(OLED)显示器、等离子体显示面板(PDP)、微机电(MEMS)结构显示器、电子阅读器(电子书)设备等等。对更薄、更轻和更节能的显示器的需求促进了所谓的透明显示器的发展。透明显示器长期作为科幻小说的主题，现在正以多种变化形式成为商业现实，包括自动售卖机门、冷藏机门、零售广告设备、现实增强屏、汽车工业中的平视显示器、办公室智能窗、移动式消费电子产品和安全监视设备。遗憾的是，透明显示器易受多个较差性能特点的影响。事实上，现有的显示器仅部分透光和反光，因而显示器的对比度受到很大限制。市售透明显示器通常仅提供约15％的透光率，反射模式下的性能甚至更低。对于许多实际应用，透明显示器需要背板照明的支持(借助于透明背光元件)。为了保持透明性，背光灯在关闭状态需要充分透明，而在开启状态需要充分照明。具有磨砂外观的背光灯通常是可接受的。此外，用透明背光灯就必然不能用常规反射介质。提供背板照明的现有技术不能令人满意地符合透明显示器市场在成本和性能方面的一些要求。显示器的其他组件，特别是形成显示面板本身的基板，可能会在制造形成于至少一块基板上的薄膜器件的过程中带来问题。例如，摩擦生电会妨碍从接触基板的表面移开基板的能力，这在一些情况下会导致基板破裂和产生颗粒。对于通过在基板上产生极光滑表面的工艺生产的基板，如玻璃基板，这会特别麻烦。概述对于数字标牌和广告应用，有传统的透明显示系统如透明和半透明LCD电视可供商购。这些显示系统在关闭状态(也就是驱动LCD元件的相关电子器件没有控制图像时)是半透明的。为了维持半透明特性，这些传统显示系统不用不透明发光体来产生光。这些显示系统在开启状态下(也就是相关电子器件控制图像时)转而利用背景环境光给LCD照明，这就是所谓的“白箱”途径。在白箱途径中，诸如食品自动售卖机这样的大“箱子”包含一个或多个反光性内表面，例如涂有白漆的表面，该箱子从内部照亮。箱子的窗口(例如门)包含透明显示面板，其中照亮的箱子用作显示窗的光源。因此，人们可以透过显示器看见显示面板后面的物体(如商品等)。与此同时，观察者还可接收显示面板的某些部分或整个显示面板上的可视信息，所述信息在商业应用中可能与显示面板后面的商品有关。如上文所讨论，目前的“透明”显示系统的一个重要问题是它们不是特别透明。事实上，测量表明它们仅有约15％的透光率。因此，在靠近显示面板的地方可能需要较高水平的环境光，出于各种原因，这可能不总是可行的，甚至不总是有利的。结果是与显示图像质量的统一性相关的一系列问题，如颜色、对比度等不统一。因此，根据本文所述的一个或多个实施方式描述了一种发光体。如本文所用，术语发光体在一般意义上指构造用来提供照明的器件。例如，发光体可包括用于显示器的背光元件，或者发光体可构造用来提供整体照明，如用于房间或车辆的照明。发光体包括光导，一个或多个光源将光接入该光导，接入的光通过该光导传播。光导通常是包含相反主表面的基板。如本文所用，术语基板一般指板状基材，在一些实施方式中适合用作光导。基板可以是平面的，或者在一些实施方式中，基板具有楔形形状。不过，基板一般具有通过边缘表面连接的两个相反主表面。这两个主表面可以是平面且平行的，或者这两个主表面可以是平面但非平行的。在一些实施方式中，基板可以是弯曲的，例如用于弯曲型显示器。对于发光体应用，相反主表面中的至少一个主表面包括表面织构，所述表面织构构造用来散射光导内部传播的至少一部分光。表面织构具体构造用来使光导在视觉上是透明的，没有可感知的雾度，从而使光导特别适用于制造用在透明显示器中的背光元件。表面织构的构造也提供了优异的视角性能。发光体，例如包含光导的背光元件，可相对于透明显示面板的观察者设置在显示面板的背后。可沿着基板的一个或多个边缘表面和/或沿着基板的一个或多个边界将光接入光导，其中边界表示主表面邻近边缘表面的部分。光在光导内以波导方式传播，例如借助于全内反射，并且光入射在至少一个主表面的散射光的部分上。因此，通过光导传播并且可能入射在基板的织构表面上的光可散射出光导，照亮显示器的显示面板，如LCD显示面板。本文所述的发光体不需要会减少传统背光元件光输出的复杂散射和转向薄膜，因而相对于现有的光源，可用作透明显示系统的LCD元件的改进光源。此外，表面织构产生的雾度水平足够低，当显示系统的一些部分处于关闭状态时，可实现高水平的背光元件透明性。在一些实例中，雾度可等于或小于6％，等于或小于4％，等于或小于2％，或者等于或小于1％，应当理解，雾度以其最小值0％为界。多数情况下希望雾度等于或小于1％。如本文所用，术语透明或其变体意在表示视觉透明性(例如在约400nm至约700nm的波长范围上)，其中观察者能够从透明元件的相反侧清楚看见放置在透明元件后面的物体，所述透明元件设置在观察者与物体之间的视线上。用作背光元件时，所述发光体可比传统背光元件提供更多的照明输出，以增加透明显示系统的明亮度(brightness)、功能性和视角。在其他应用中，光导的散射结构及其在发光体中的应用可在各种应用中用作光源，所述应用包括但不限于建筑照明、汽车照明、装饰照明等。因此，在本文所述的多个方面中，发光体不限于显示器背光元件，而是可用于可能需要光源的各种不同应用，前面只是列举了一部分。不仅如此，显示应用可包括电视、计算机显示器、膝上型电脑显示器、平板电脑显示器和电话显示器以外的设备，可包括例如天空灯、虚拟现实眼镜或其他可佩戴显示设备。对于显示设备，增加视觉透明背光元件之后，透明显示器中就不需要反射介质，这消除了反射型显示器的主要缺陷。因此，透明显示器可完全在透射状态下工作，消除了眩光和反射引起的图像变形。消除反射介质的另一个优点是提供了改进的色彩平衡。由于仅以透射模式工作，透明显示器可具有改进的成图质量。不仅如此，本文所述的发光体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光体，所述发光体包含：包含第一边缘和与该第一边缘相背的第二边缘的基板，所述基板还包含含有表面织构的至少一个主表面，其中织构化表面的RMS粗糙度在5nm至75nm的范围内，表面织构的相关长度在5nm至150nm的范围内；以及一个或多个邻近第一边缘布置的光源。

【技术特征摘要】
2013.12.19 US 61/918,2761.一种发光体，所述发光体包含：包含第一边缘和与该第一边缘相背的第二边缘的基板，所述基板还包含含有表面织构的至少一个主表面，其中织构化表面的RMS粗糙度在5nm至75nm的范围内，表面织构的相关长度在5nm至150nm的范围内；以及一个或多个邻近第一边缘布置的光源。2.如权利要求1所述的发光体，所述发光体还包含沉积在织构化表面上的多个光散射抑制特征。3.如权利要求2所述的发光体，其特征在于，所述多个光散射抑制特征的空间密度在第一边缘到第二边缘的方向上随着距离而变化。4.如权利要求3所述的发光体，其特征在于，所述多个光散射抑制特征的空间密度在第一边缘到第二边缘的方向上随着距离而减小。5.如权利要求2所述的发光体，其特征在于，所述多个光散射抑制特征的折射率基本上等于所述基板的折射率。6.如权利要求1所述的发光体，其特征在于，所述基板具有在0.16-0.22范围内的双峰参数值。7.如权利要求1所述的发光体，其特征在于，所述发光体是显示设备背光灯元件。8.如权利要求1所述的发光体，其特征在于，所述基板是玻璃基板。9.如权利要求1所述的发光体，其特征在于，所述基板的体积模量等于或大于10吉帕但小于450吉帕。10.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·P·汉米尔顿，K·W·科齐三世，A·李，J·M·米斯，D·A·诺兰，V·拉维钱德兰，I·G·鲁达斯，N·J·史密斯，C·C·沃尔科特，R·扬森通，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US