JP2017107738A - 導光板用のガラス板 - Google Patents
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Abstract
【課題】ガラス板が板厚方向に屈折率分布を有する場合に、光源から遠い位置での輝度の低下を改善した、導光板用のガラス板の提供。【解決手段】略長方形の主表面を有する、導光板用のガラス板であって、前記主表面の所定の5点のそれぞれにおいて、下記式(1)を用いて測定される屈折率指標値Nの板厚方向分布がピークを有し、前記5点のそれぞれにおいて、前記主表面から前記ピークの頂点までの深さDmaxと板厚Tとの比Dmax/Tが0.3以上0.7以下である、導光板用のガラス板。N=APt×CPt+AZr×CZr+ATi×CTi+APb×CPb・・・(1)CPt:PtO2の濃度(モル%)CZr:ZrO2の濃度(モル%)CTi:TiO2の濃度(モル%)CPb:PbOの濃度(モル%)APt=3.0、AZr=2.2、ATi=2.1、APb=2.3【選択図】図1
Description
本発明は、液晶表示装置に用いられる導光板用のガラス板に関する。
液晶表示装置は、液晶パネルと、液晶パネルと対向する導光板としてのガラス板と、ガラス板を介して液晶パネルに光を照射する光源とを備える(例えば特許文献1参照)。光源からの光は、ガラス板の端面から内部に入り、全反射を繰り返して内部全体に広がり、ガラス板の主表面である光取出面から出て、液晶パネルを照らす。
従来、ガラス板が板厚方向に屈折率分布を有する場合に、板厚方向の屈折率分布が適切でないとガラス板の内部での光の伝播状態が場所によって異なり、最終的な出射光量に場所依存性がある、すなわち輝度むらが発生するという問題があった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、ガラス板が板厚方向に屈折率分布を有する場合に、輝度むらを改善した、導光板用のガラス板の提供を主な目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
略長方形の主表面を有する、導光板用のガラス板であって、
前記主表面を縦方向に4等分する3つの横線と、前記主表面を横方向に4等分する3つの縦線とが交わる9つの点のうちの中心と4隅の5点のそれぞれにおいて、下記式(1)を用いて測定される屈折率指標値Nの板厚方向分布がピークを有し、前記5点のそれぞれにおいて、前記主表面から前記ピークの頂点までの深さDmaxと板厚Tとの比Dmax/Tが0.3以上0.7以下である、導光板用のガラス板が提供される。
N=APt×CPt+AZr×CZr+ATi×CTi+APb×CPb・・・(1)
CPt:PtO2の濃度(モル%)
CZr:ZrO2の濃度(モル%)
CTi:TiO2の濃度(モル%)
CPb:PbOの濃度(モル%)
APt=3.0、AZr=2.2、ATi=2.1、APb=2.3
略長方形の主表面を有する、導光板用のガラス板であって、
前記主表面を縦方向に4等分する3つの横線と、前記主表面を横方向に4等分する3つの縦線とが交わる9つの点のうちの中心と4隅の5点のそれぞれにおいて、下記式(1)を用いて測定される屈折率指標値Nの板厚方向分布がピークを有し、前記5点のそれぞれにおいて、前記主表面から前記ピークの頂点までの深さDmaxと板厚Tとの比Dmax/Tが0.3以上0.7以下である、導光板用のガラス板が提供される。
N=APt×CPt+AZr×CZr+ATi×CTi+APb×CPb・・・(1)
CPt:PtO2の濃度(モル%)
CZr:ZrO2の濃度(モル%)
CTi:TiO2の濃度(モル%)
CPb:PbOの濃度(モル%)
APt=3.0、AZr=2.2、ATi=2.1、APb=2.3
本発明の一態様によれば、ガラス板が板厚方向に屈折率分布を有する場合に、輝度むらの低下を改善した、導光板用のガラス板が提供される。
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成には、同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。本明細書において、数値範囲を表す「〜」はその前後の数値を含む範囲を意味する。
図1は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示す図である。液晶表示装置は、液晶パネル10と、液晶パネル10と対向する導光板としてのガラス板20と、ガラス板20を介して液晶パネル10に光を照射する光源30とを備える。
液晶パネル10は、例えばアレイ基板、カラーフィルター基板、および液晶層などで構成される。アレイ基板は、基板、および該基板上に形成されるアクティブ素子(例えばTFT)などで構成される。カラーフィルター基板は、基板および該基板上に形成されるカラーフィルターなどで構成される。液晶層は、アレイ基板と、カラーフィルター基板との間に形成される。
ガラス板20は、液晶パネル10と対向する。ガラス板20は、平板であってよい。ガラス板20の板厚は、例えば0.7〜2.5mmである。ガラス板20の板厚は、略均一である。
ガラス板20は、液晶パネル10側に主表面21を有する。この主表面21は光取出面21とも呼ばれる。光取出面21は、ガラス板20の内部を伝搬する光を取り出す面である。
ガラス板20は、液晶パネル10とは反対側に別の主表面22を有する。この主表面22は光散乱面22とも呼ばれる。光散乱面22は、ガラス板20の内部を伝搬する光の一部を散乱する面である。
光散乱面22には、ドット40が形成される。ドット40は散乱のために気泡または粒子を含有していてもよい。尚、光散乱面22には散乱構造が形成されていればよく、ドット40の代わりに例えば凹凸構造、レンズなどが形成されていてもよい。
光源30は、ガラス板20の端面23に光を照射する。光源30からの光は、ガラス板20の端面23から内部に入り、全反射を繰り返して内部全体に広がり、光散乱面22で散乱されることにより光取出面21から出て、液晶パネル10を後方から均一に照らす。
光源30としては、例えば白色LEDが用いられる。白色LEDは、例えば、青色LEDと、青色LEDからの光を受光して発光する蛍光体とで構成されてよい。蛍光体としては、YAG系、酸化物、アルミン酸塩、窒化物、酸窒化物、硫化物、酸硫化物、希土類酸硫化物、ハロリン酸塩及び塩化物などが挙げられる。
例えば白色LEDは、青色LEDと、黄色蛍光体とで構成されてよい。また、白色LEDは、青色LEDと、緑色蛍光体と、赤色蛍光体とで構成されてもよい。後者の白色LEDからの光は、光の3原色を混色したものであるため、より演色性に優れている。
尚、ガラス板20と液晶パネル10との間には散乱フィルム、輝度上昇フィルム、反射型偏光フィルム、3Dフィルム、偏光板等が配設されてよい。また、ガラス板20の後方には反射フィルム等が配設されてよい。光源30、ガラス板20、各種光学フィルムをまとめて、バックライトユニットと呼ぶ。
ところで、ガラス板20は、板厚方向に屈折率分布を有する。ガラス板20の板厚方向両端からガラス板20の板厚方向中央に向かうほど、屈折率が高くなる傾向にある。その傾向は、主に、PtO2、ZrO2、TiO2、PbOのうちの少なくとも1つの成分の濃度分布に起因する。これらの成分は、光の屈折率を上昇させる成分である。
そこで、下記式(1)を用いて測定される屈折率指標値Nを用いる。屈折率指標値Nが大きいほど、屈折率が大きい。
N=APt×CPt+AZr×CZr+ATi×CTi+APb×CPb・・・(1)
CPt:PtO2の濃度(モル%)
CZr:ZrO2の濃度(モル%)
CTi:TiO2の濃度(モル%)
CPb:PbOの濃度(モル%)
APt=3.0、AZr=2.2、ATi=2.1、APb=2.3
尚、APt、AZr、ATi、APbは、各成分の屈折率に対する寄与度を表す定数であり、アッペンの加成性因子(出典:ア.ア.アッペン:ガラスの化学、日ソ通信社(1974)PP.318)および、我々の実験結果から導いたものである。CPt、CZr、CTi、CPbは、電子線マイクロアナライザ(EPMA)により測定し、各酸化物のモル%濃度に換算して得られるものである。
N=APt×CPt+AZr×CZr+ATi×CTi+APb×CPb・・・(1)
CPt:PtO2の濃度(モル%)
CZr:ZrO2の濃度(モル%)
CTi:TiO2の濃度(モル%)
CPb:PbOの濃度(モル%)
APt=3.0、AZr=2.2、ATi=2.1、APb=2.3
尚、APt、AZr、ATi、APbは、各成分の屈折率に対する寄与度を表す定数であり、アッペンの加成性因子(出典:ア.ア.アッペン:ガラスの化学、日ソ通信社(1974)PP.318)および、我々の実験結果から導いたものである。CPt、CZr、CTi、CPbは、電子線マイクロアナライザ(EPMA)により測定し、各酸化物のモル%濃度に換算して得られるものである。
図2は、一実施形態によるガラス板の屈折率指標値Nの板厚方向散布図である。図2において、縦軸は屈折率指標値Nを、横軸は光取出面21からの深さDと板厚Tとの比D/Tを表す。屈折率指標値Nは、ガラス板20を板厚方向に20等分した区画ごとに測定する。その測定点は、各区画の板厚方向中心点とする。図2において、板厚方向両端の測定データ同士を結ぶ直線Bがバックグラウンドである。なお、区画の数は最小20であり、分解能を上げるために任意に増やすことができる。
図3は、一実施形態によるガラス板の屈折率指標値Nの板厚方向分布図である。図3において、縦軸は屈折率指標値Nのバックグラウンドからの差分N´を、横軸は光取出面21からの深さDと板厚Tとの比D/Tを表す。板厚方向に隣り合う測定データ同士を直線で結ぶことにより、屈折率指標値Nの板厚方向分布図が得られる。
屈折率指標値Nの板厚方向分布は、1つのピークを有する。ピークの高さH、ピークの半値全幅W0.5、ピークの1/10値全幅W0.1、ピークの頂点までの光取出面21からの深さDmaxは、生データからバックグラウンドを除去した後に、測定する。
ここで、ピークの高さHとは、ピークの頂点でのバックグラウンドからの高さである。また、ピークの半値全幅W0.5とは、ピークの高さHの半分の高さのところでのピークの幅である。また、ピークの1/10値全幅W0.1とは、ピークの高さHの10分の1の半分の高さのところでのピークの幅である。
図4は、一実施形態によるガラス板の光取出面における屈折率指標値Nの測定点を示す図である。ガラス板20の光取出面21は、図4に示すように略長方形に形成されている。長方形の角部は、面取りされていてもよい。ここで、長方形の短辺は500mm以上であることが好ましく、600mm以上であることがより好ましく、700mm以上であることがさらに好ましい。光取出面21を縦方向に4等分する3つの横線と、光取出面21を横方向に4等分する3つの縦線とが交わる9つの点のうちの中心と4隅の5点P1〜P5が、屈折率指標値Nの測定点である。
縦方向はガラス板20の一辺に平行な方向、横方向はガラス板20の他の一辺に平行な方向であって、縦方向と横方向とは互いに垂直な方向である。ガラス板20は縦方向または横方向に連続的に成形されるため、上記5点P1〜P5での屈折率指標値Nの板厚方向分布を調べることで、ガラス板20の性質が分かる。
ガラス板20内に高屈折率層があると、屈折率の境界で光が反射して、光が本来の進路から逸脱してしまう。とくに、高屈折率層が光取出面21から遠い位置にある場合、光取出面21と高屈折率層との間における光の多重反射により、本来より導光距離が増え、輝度むらが生じる。また、高屈折率層が光散乱面22から遠い位置にある場合、光散乱面22と高屈折率層との間における光の多重反射により、本来より導光距離が増え、輝度むらが生じる。さらに、屈折率の境界における屈折率の変化が急峻な場合には、光の反射が増え、輝度むらが顕著になる。
本実施形態では、上記5点P1〜P5のそれぞれにおいて、半値全幅W0.5と1/10値全幅W0.1との比W0.5/W0.1が1.2以上5.0以下である。比W0.5/W0.1が1.2以上5.0以下であれば、屈折率指標値Nの板厚方向の変化が緩やかであるため、屈折率の変化による光の反射が抑制でき、高屈折率層と光取出面21の間における光の多重反射および、高屈折率層と光散乱面22の間における光の多重反射が抑制できる。その結果、輝度むらが低減できる。比W0.5/W0.1は、好ましくは1.3以上4.0以下、より好ましくは1.5以上3.0以下である。
比W0.5/W0.1が1.2以上5.0以下であれば、上述の如く、屈折率の変化による光の反射が抑制できる。その一方で、屈折率の変化による光の反射を完全にゼロに抑えることは困難であり、屈折率の変化によって光を極僅かに反射する光反射層がガラス板20の内部に形成されうる。
本実施形態では、上記5点P1〜P5のそれぞれにおいて、光取出面21からピークの頂点までの深さDmax(以下、「ピーク深さDmax」とも呼ぶ)と板厚Tとの比Dmax/Tが0.3以上0.7以下である。比Dmax/Tが0.3以上0.7以下であれば、高屈折率層と光取出面21の間における光の多重反射による伝播距離の増加と、高屈折率層と光散乱面22の間における光の多重反射による伝播距離の増加をともに抑えることができ、その結果、輝度むらを低減できる。比Dmax/Tは、好ましくは0.35以上0.65以下、より好ましくは0.4以上0.6以下である。
さらに、上記5点におけるピーク深さDmaxの最大値と最小値との差ΔDmax(ΔDmax≧0)が、上記5点における板厚Tの平均値の0.1倍以下である。差ΔDmaxが板厚Tの平均値の0.1倍以下であれば、ピーク深さDmaxのばらつきが板厚Tの平均値に対し微小であり、光反射層が略平らとみなせる。その結果、ガラス板20の光取出面21の輝度のばらつきが抑制できる。差ΔDmaxは、好ましくは板厚Tの平均値の0.05倍以下、より好ましくは板厚Tの平均値の0.01倍以下である。
図5は、本発明の一実施形態による導光板用のガラス板の成形方法としてのフュージョン法の説明図である。
図5に示すようにフュージョン法は、樋状部材50から左右両側に溢れ出す溶融ガラス20Aを、樋状部材50の左右両側面51、52に沿って流下させ、樋状部材50の左右両側面51、52が交わる下端53付近で合流させて帯板状のガラス板20に成形する。溶融ガラス20Aにおける樋状部材50との接触面が、溶融ガラス20Aの合わせ面となる。合わせ面付近の組成は、樋状部材50から溶出する成分に富む。
ガラス板20の屈折率指標値Nの板厚方向分布は、樋状部材50の成分などで調節できる。樋状部材50の成分としては、Pt、ZrO2、TiO2、およびPbOなどが挙げられる。
また、ガラス板20の屈折率指標値Nの板厚方向分布は、樋状部材50の両側面を流下する溶融ガラス20Aの流速や温度などで調節できる。流速が大きいほど、樋状部材50からの溶出が少ない。温度が低いほど、樋状部材50からの溶出が少ない。
以上、導光板用のガラス板や液晶表示装置の実施形態などについて説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
例えば、上記実施形態の液晶表示装置は透過型であるが反射型でもよく、ガラス板20は液晶パネル10の前方(ユーザ側)に配設されてもよい。光源30からの光は、ガラス板20の端面から内部に入り、ガラス板20の液晶パネル10と対向する主表面(後面)から出て、液晶パネル10を前方から均一に照らす。
また、上記実施形態の光源は白色LEDであるが、蛍光管でもよい。また、白色LEDの種類は特に限定されず、例えば、青色LEDの代わりに、青色LEDよりも波長の短い紫外線LEDを用いて蛍光体を発光させてもよい。また、蛍光体方式の白色LEDではなく、3色LED方式の白色LEDが用いられてもよい。
ガラス板20のガラスとしては、特に限定されないが、代表的には下記(1)ガラスA、(2)ガラスB、(3)ガラスCの3種類が挙げられる。以下のガラスA〜Cの説明において、ガラス組成や屈折率は平均値であって、「%」は質量%を意味し、「ppm」は質量ppmを意味する。
ガラスAは、酸化物基準の質量百分率表示で、SiO2を60〜80%、Al2O3を0〜7%、MgOを0〜10%、CaOを0〜20%、SrOを0〜15%、BaOを0〜15%、Na2Oを3〜20%、K2Oを0〜10%含み、Fe2O3を1〜30ppm含む。ガラスAのヘリウムのd線(波長587.6nm)における室温での屈折率は、1.45〜1.60である。具体例としては、例えば表1の例1〜4及び例15が挙げられる。
ガラスBは、酸化物基準の質量百分率表示で、SiO2を45〜80%、Al2O3を7%超30%以下、B2O3を0〜15%、MgOを0〜15%、CaOを0〜6%、SrOを0〜5%、BaOを0〜5%、Na2Oを7〜20%、K2Oを0〜10%、ZrO2を0〜10%含み、Fe2O3を1〜30ppm含む。ガラスBのヘリウムのd線(波長587.6nm)における室温での屈折率は、例えば1.45〜1.60である。ガラスBは、イオン交換が容易であり、化学強化しやすい。具体例としては、例えば表1の例5〜11が挙げられる。
ガラスCは、酸化物基準の質量百分率表示で、SiO2を45〜70%、Al2O3を10〜30%、B2O3を0〜15%、MgO、CaO、SrOおよびBaOを合計で5〜30%、Li2O、Na2OおよびK2Oを合計で0%以上、3%未満含み、Fe2O3を1〜30ppm含むものであることが好ましい。ガラスCのヘリウムのd線(波長587.6nm)における室温での屈折率は、例えば1.45〜1.60である。具体例としては、例えば表1の例12〜14が挙げられる。
ガラスA、BおよびCの各成分の組成範囲について、以下に説明する。
SiO2は、ガラスの主成分である。
SiO2の含有量は、ガラスの耐候性、失透特性を保つため、酸化物基準の質量百分率表示で、ガラスAにおいては、好ましくは60%以上、より好ましくは63%以上であり、ガラスBにおいては、好ましくは45%以上、より好ましくは50%以上であり、ガラスCにおいては、好ましくは45%以上、より好ましくは50%以上である。
一方、SiO2の含有量は、溶解を容易にし、泡品質を良好なものとするために、またガラス中の二価鉄(Fe2+)の含有量を低く抑え、光学特性を良好なものとするため、ガラスAにおいては、好ましくは80%以下、より好ましくは75%以下であり、ガラスBにおいては、好ましくは80%以下、より好ましくは70%以下であり、ガラスCにおいては、好ましくは70%以下、より好ましくは65%以下である。
SiO2は、ガラスの主成分である。
SiO2の含有量は、ガラスの耐候性、失透特性を保つため、酸化物基準の質量百分率表示で、ガラスAにおいては、好ましくは60%以上、より好ましくは63%以上であり、ガラスBにおいては、好ましくは45%以上、より好ましくは50%以上であり、ガラスCにおいては、好ましくは45%以上、より好ましくは50%以上である。
一方、SiO2の含有量は、溶解を容易にし、泡品質を良好なものとするために、またガラス中の二価鉄(Fe2+)の含有量を低く抑え、光学特性を良好なものとするため、ガラスAにおいては、好ましくは80%以下、より好ましくは75%以下であり、ガラスBにおいては、好ましくは80%以下、より好ましくは70%以下であり、ガラスCにおいては、好ましくは70%以下、より好ましくは65%以下である。
Al2O3は、ガラスB及びCにおいてはガラスの耐候性を向上させる必須成分である。Al2O3の含有量は、ガラスAにおいては、好ましくは0%以上、より好ましくは2%以上であり、ガラスBにおいては、好ましくは7%超、より好ましくは10%以上であり、ガラスCにおいては、好ましくは10%以上、より好ましくは13%以上である。
但し、二価鉄(Fe2+)の含有量を低く抑え、光学特性を良好なものとし、泡品質を良好なものとするため、Al2O3の含有量は、ガラスAにおいては、好ましくは7%以下、より好ましくは5%以下であり、ガラスBにおいては、好ましくは30%以下、より好ましくは23%以下であり、ガラスCにおいては、好ましくは30%以下、より好ましくは20%以下である。
但し、二価鉄(Fe2+)の含有量を低く抑え、光学特性を良好なものとし、泡品質を良好なものとするため、Al2O3の含有量は、ガラスAにおいては、好ましくは7%以下、より好ましくは5%以下であり、ガラスBにおいては、好ましくは30%以下、より好ましくは23%以下であり、ガラスCにおいては、好ましくは30%以下、より好ましくは20%以下である。
B2O3は、ガラス原料の溶融を促進し、機械的特性や耐候性を向上させる成分であるが、揮発による脈理(ream)の生成、炉壁の侵食等の不都合が生じないために、B2O3の含有量は、ガラスAにおいては、好ましくは5%以下、より好ましくは3%以下であり、ガラスB及びCにおいては、好ましくは15%以下、より好ましくは、12%以下である。
Li2O、Na2O、及び、K2Oといったアルカリ金属酸化物は、ガラス原料の溶融を促進し、熱膨張、粘性等を調整するのに有用な成分である。
そのため、Na2Oの含有量は、ガラスAにおいては、好ましくは3%以上、より好ましくは8%以上である。Na2Oの含有量は、ガラスBにおいては、好ましくは7%以上、より好ましくは10%以上である。但し、溶解時の清澄性を保持し、製造されるガラスの泡品質を保つために、Na2Oの含有量は、ガラスA及びBにおいては、20%以下とするのが好ましく、15%以下とするのがさらに好ましく、ガラスCにおいては、3%未満とするのが好ましく、1%以下とするのがより好ましい。
また、K2Oの含有量は、ガラスA及びBにおいては、好ましくは10%以下、より好ましくは、7%以下であり、ガラスCにおいては、好ましくは2%以下、より好ましくは、1%以下である。
また、Li2Oは、任意成分であるが、ガラス化を容易にし、原料に由来する不純物として含まれる鉄含有量を低く抑え、バッチコストを低く抑えるために、ガラスA、B及びCにおいて、Li2Oを2%以下含有させることができる。
また、これらアルカリ金属酸化物の合計含有量(Li2O+Na2O+K2O)は、溶解時の清澄性を保持し、製造されるガラスの泡品質を保つために、ガラスA及びBにおいては、好ましくは5%〜20%、より好ましくは8%〜15%であり、ガラスCにおいては、好ましくは0%〜3%未満、より好ましくは、0%〜1%である。
そのため、Na2Oの含有量は、ガラスAにおいては、好ましくは3%以上、より好ましくは8%以上である。Na2Oの含有量は、ガラスBにおいては、好ましくは7%以上、より好ましくは10%以上である。但し、溶解時の清澄性を保持し、製造されるガラスの泡品質を保つために、Na2Oの含有量は、ガラスA及びBにおいては、20%以下とするのが好ましく、15%以下とするのがさらに好ましく、ガラスCにおいては、3%未満とするのが好ましく、1%以下とするのがより好ましい。
また、K2Oの含有量は、ガラスA及びBにおいては、好ましくは10%以下、より好ましくは、7%以下であり、ガラスCにおいては、好ましくは2%以下、より好ましくは、1%以下である。
また、Li2Oは、任意成分であるが、ガラス化を容易にし、原料に由来する不純物として含まれる鉄含有量を低く抑え、バッチコストを低く抑えるために、ガラスA、B及びCにおいて、Li2Oを2%以下含有させることができる。
また、これらアルカリ金属酸化物の合計含有量(Li2O+Na2O+K2O)は、溶解時の清澄性を保持し、製造されるガラスの泡品質を保つために、ガラスA及びBにおいては、好ましくは5%〜20%、より好ましくは8%〜15%であり、ガラスCにおいては、好ましくは0%〜3%未満、より好ましくは、0%〜1%である。
MgO、CaO、SrO、及びBaOといったアルカリ土類金属酸化物は、ガラス原料の溶融を促進し、熱膨張、粘性等を調整するのに有用な成分である。
MgOは、ガラス溶解時の粘性を下げ、溶解を促進する作用がある。また、比重を低減させ、ガラス板に疵をつきにくくする作用があるために、ガラスA、B及びCにおいて、含有させることができる。また、ガラスの熱膨張係数を低く、失透特性を良好なものとするために、MgOの含有量は、ガラスAにおいては、好ましくは10%以下であり、より好ましくは8%以下であり、ガラスBにおいては、好ましくは15%以下、より好ましくは12%以下であり、ガラスCにおいては、好ましくは10%以下、より好ましくは5%以下である。
MgOは、ガラス溶解時の粘性を下げ、溶解を促進する作用がある。また、比重を低減させ、ガラス板に疵をつきにくくする作用があるために、ガラスA、B及びCにおいて、含有させることができる。また、ガラスの熱膨張係数を低く、失透特性を良好なものとするために、MgOの含有量は、ガラスAにおいては、好ましくは10%以下であり、より好ましくは8%以下であり、ガラスBにおいては、好ましくは15%以下、より好ましくは12%以下であり、ガラスCにおいては、好ましくは10%以下、より好ましくは5%以下である。
CaOは、ガラス原料の溶融を促進し、また粘性、熱膨張等を調整する成分であるので、ガラスA、B及びCにおいて含有させることができる。上記の作用を得るためには、ガラスAにおいては、CaOの含有量は、好ましくは3%以上、より好ましくは5%以上である。また、失透を良好にするためには、ガラスAにおいては、好ましくは20%以下、より好ましくは10%以下であり、ガラスBにおいては、好ましくは6%以下であり、より好ましくは4%以下である。
SrOは、熱膨張係数の増大及びガラスの高温粘度を下げる効果がある。かかる効果を得るために、ガラスA、B及びCにおいて、SrOを含有させることができる。但し、ガラスの熱膨張係数を低く抑えるため、ガラスA及びCにおいては、15%以下とするのが好ましく、10%以下とするのがより好ましく、ガラスBにおいては、5%以下とするのが好ましく、3%以下とするのがより好ましい。
BaOは、SrO同様に熱膨張係数の増大及びガラスの高温粘度を下げる効果がある。上記の効果を得るために、ガラスA、B及びCにおいて、BaOを含有させることができる。但し、ガラスの熱膨張係数を低く抑えるため、ガラスA及びCにおいては、15%以下とするのが好ましく、10%以下とするのがより好ましく、ガラスBにおいては、5%以下とするのが好ましく、3%以下とするのがより好ましい。
また、これらアルカリ土類金属酸化物の合計含有量(MgO+CaO+SrO+BaO)は、熱膨張係数を低く抑え、失透特性を良好なものとし、強度を維持するために、ガラスAにおいては、好ましくは10%〜30%、より好ましくは13%〜27%であり、ガラスBにおいては、好ましくは1%〜15%、より好ましくは3%〜10%であり、ガラスCにおいては、好ましくは5%〜30%、より好ましくは10%〜20%である。
ガラスA、B及びCは、ガラスの耐熱性及び表面硬度の向上のために、任意成分としてZrO2を、10%以下、好ましくは5%以下含有してもよい。但し、10%超であると、ガラスが失透しやすくなるので、好ましくない。
ガラスA、B及びCは、ガラスの熔解性向上のため、Fe2O3を1〜30ppm含有させてもよい。なお、ここでFe2O3量は、Fe2O3に換算した全酸化鉄量を指す。全酸化鉄量は好ましくは3〜20質量ppmである。上記した全酸化鉄量が1ppm未満の場合には、ガラスの赤外線の吸収が極端に悪くなり、熔解性を向上させることが難しく、また、原料の精製に多大なコストがかかるため、好ましくない。また、全酸化鉄量が30ppm超の場合には、ガラスの着色が大きくなり、可視光透過率が低下するので好ましくない。
また、ガラス板20のガラスは、清澄剤としてSO3を含有してもよい。この場合、SO3含有量は、質量百分率表示で0%超、0.5%以下が好ましい。0.4%以下がより好ましく、0.3%以下がさらに好ましく、0.25%以下であることがさらに好ましい。
また、ガラス板20のガラスは、酸化剤及び清澄剤としてSb2O3、SnO2及びAs2O3のうちの一つ以上を含有してもよい。この場合、Sb2O3、SnO2またはAs2O3の含有量は、質量百分率表示で0〜0.5%が好ましい。0.2%以下がより好ましく、0.1%以下がさらに好ましく、実質的に含有しないことがさらに好ましい。
ただし、Sb2O3、SnO2及びAs2O3は、ガラスの酸化剤として作用するため、ガラスのFe2+の量を調節する目的により上記範囲内で添加してもよい。ただし、As2O3は、環境面から積極的に含有させるものではない。
ただし、Sb2O3、SnO2及びAs2O3は、ガラスの酸化剤として作用するため、ガラスのFe2+の量を調節する目的により上記範囲内で添加してもよい。ただし、As2O3は、環境面から積極的に含有させるものではない。
また、ガラス板20のガラスは、NiOを含有してもよい。NiOを含有する場合、NiOは、着色成分としても機能するので、NiOの含有量は、上記したガラス組成の合量に対し、10ppm以下とするのが好ましい。特に、NiOは、波長400〜700nmにおけるガラス板の内部透過率を低下させないという観点から、1.0ppm以下とするのが好ましく、0.5ppm以下とすることがより好ましい。
ガラス板20のガラスは、Cr2O3を含有してもよい。Cr2O3を含有する場合、Cr2O3は、着色成分としても機能するので、Cr2O3の含有量は、上記したガラス組成の合量に対し、10ppm以下とするのが好ましい。特に、Cr2O3は、波長400〜700nmにおけるガラス板の内部透過率を低下させないという観点から、1.0ppm以下とするのが好ましく、0.5ppm以下とすることがより好ましい。
ガラス板20のガラスは、MnO2を含有してもよい。MnO2を含有する場合、MnO2は、可視光を吸収する成分としても機能するので、MnO2の含有量は、上記したガラス組成の合量に対し、50ppm以下とするのが好ましい。特に、MnO2は、波長400〜700nmにおけるガラス板の内部透過率を低下させないという観点から、10ppm以下とするのが好ましい。
ガラス板20のガラスは、TiO2を含んでいてもよい。TiO2を含有する場合、TiO2は、可視光を吸収する成分としても機能するので、TiO2の含有量は、上記したガラス組成の合量に対し、1000ppm以下とするのが好ましい。TiO2は、波長400〜700nmにおけるガラス板の内部透過率を低下させないという観点から、含有量を500ppm以下とすることがより好ましく、100ppm以下とすることが特に好ましい。
ガラス板20のガラスは、CeO2を含んでいてもよい。CeO2には鉄のレドックスを下げる効果があり、波長400〜700nmにおけるガラスの吸収を小さくすることができる。しかし、CeO2を多量に含有する場合、CeO2は、可視光を吸収する成分としても機能し、また鉄のレドックスを3%未満に下げすぎてしまう可能性があり、好ましくない。したがって、CeO2の含有量は、上記したガラス組成の合量に対し、1000ppm以下とするのが好ましい。また、CeO2の含有量は、500ppm以下とするのがより好ましく、400ppm以下とするのがさらに好ましく、300ppm以下とするのが特に好ましく、200ppm以下とするのが最も好ましい。
ガラス板20のガラスは、CoO、V2O5及びCuOからなる群より選ばれる少なくとも1種の成分を含んでいてもよい。これらの成分を含有する場合、可視光を吸収する成分としても機能するので、前記成分の含有量は、上記したガラス組成の合量に対し、10ppm以下とするのが好ましい。特に、これら成分は、波長400〜700nmにおけるガラス板の内部透過率を低下させないように、実質的に含有しないことが好ましい。
10 液晶パネル
20 導光板用のガラス板
21 主表面(光取出面)
22 主表面(光散乱面)
30 光源
20 導光板用のガラス板
21 主表面(光取出面)
22 主表面(光散乱面)
30 光源
Claims (6)
- 略長方形の主表面を有する、導光板用のガラス板であって、
前記主表面を縦方向に4等分する3つの横線と、前記主表面を横方向に4等分する3つの縦線とが交わる9つの点のうちの中心と4隅の5点のそれぞれにおいて、下記式(1)を用いて測定される屈折率指標値Nの板厚方向分布がピークを有し、前記5点のそれぞれにおいて、前記主表面から前記ピークの頂点までの深さDmaxと板厚Tとの比Dmax/Tが0.3以上0.7以下である、導光板用のガラス板。
N=APt×CPt+AZr×CZr+ATi×CTi+APb×CPb・・・(1)
CPt:PtO2の濃度(モル%)
CZr:ZrO2の濃度(モル%)
CTi:TiO2の濃度(モル%)
CPb:PbOの濃度(モル%)
APt=3.0、AZr=2.2、ATi=2.1、APb=2.3 - 前記5点における前記深さDmaxの最大値と最小値との差ΔDmax(ΔDmax≧0)が、前記5点における板厚の平均値の0.1倍以下である、請求項1に記載の導光板用のガラス板。
- 前記5点のそれぞれにおいて、前記ピークの半値全幅W0.5と、前記ピークの1/10値全幅W0.1との比W0.5/W0.1が1.2以上5.0以下である、請求項1または2のいずれかに記載の導光板用のガラス板。
- 酸化物基準の質量百分率表示で、SiO2を60〜80%、Al2O3を0〜7%、MgOを0〜10%、CaOを0〜20%、SrOを0〜15%、BaOを0〜15%、Na2Oを3〜20%、K2Oを0〜10%含み、
Fe2O3を1〜30質量ppm含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の導光板用のガラス板。 - 酸化物基準の質量百分率表示で、SiO2を45〜80%、Al2O3を7%超30%以下、B2O3を0〜15%、MgOを0〜15%、CaOを0〜6%、SrOを0〜5%、BaOを0〜5%、Na2Oを7〜20%、K2Oを0〜10%、ZrO2を0〜10%含み、
Fe2O3を1〜30質量ppm含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の導光板用のガラス板。 - 酸化物基準の質量百分率表示で、SiO2を45〜70%、Al2O3を10〜30%、B2O3を0〜15%、MgO、CaO、SrOおよびBaOを合計で5〜30%、Li2O、Na2OおよびK2Oを合計で0%以上、3%未満含み、
Fe2O3を1〜30質量ppm含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の導光板用のガラス板。
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JP2015240658A JP2017107738A (ja) | 2015-12-09 | 2015-12-09 | 導光板用のガラス板 |
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-
2015
- 2015-12-09 JP JP2015240658A patent/JP2017107738A/ja active Pending
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