JP2017521344A - アルミノケイ酸塩ガラス - Google Patents

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Abstract

導光板を製造するための化合物、組成物、物品、装置、および方法、ならびにガラスでできたそのような導光板を含むバックライトユニット。ある実施形態では、PMMAでできた導光板と同等以上の光学的性質を有し、PMMA導光板と比較して高湿度条件で剛性、CTE、および寸法安定性などの機械的性質が非常に優れている導光板(LGP)が提供される。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2015年3月12日に出願された米国仮特許出願第62/132258号、2015年2月11日に出願された米国仮特許出願第62/114825号、2014年7月18日に出願された米国仮特許出願第62/026264号、および2014年6月19日に出願された米国仮特許出願第62/014382号の優先権の利益を主張し、それぞれの内容全体が参照により本明細書に援用される。
本発明は、アルミノケイ酸塩ガラスに関する。
側方照明型バックライトユニットは、ポリメチルメタクリレート(PMMA)などの高透過率プラスチック材料で通常はできている導光板(LGP)を含む。このようなプラスチック材料は、光透過率などの優れた性質が得られるが、これらの材料は剛性、熱膨張係数(CTE)、および吸湿性など機械的性質が比較的低い。
したがって、光の透過、散乱、および光結合に関して改善された光学性能を実現する特性を有し、剛性、CTE、および吸湿性に関して非常に優れた機械的性能を示す改善された導光板が提供されることが望まれている。
本発明の主題の態様は、導光板を製造するための化合物、組成物、物品、装置、および方法、ならびにガラスでできたそのような導光板を含むバックライトユニットに関する。ある実施形態では、PMMAでできた導光板と同等以上の光学的性質を有し、PMMA導光板と比較して高湿度条件で剛性、CTE、および寸法安定性などの機械的性質が非常に優れている導光板(LGP)が提供される。
本発明の主題の原理および実施形態は、ある実施形態では、バックライトユニット中に使用される導光板において、ある幅およびある高さを有する前面と、前面とは反対側の背面と、前面と背面との間にあり前面および背面の周囲に4つの端部を形成するある厚さとを有するガラス板を含み、少なくとも1つの面の粗さが0.6nm未満であり、ガラス板のガラスが50〜80モル%の間のSiO、0〜20モル%の間のAl、および0〜25モル%の間のB、ならびに50ppm未満の鉄(Fe)の濃度を含む、導光板に関する。さらなる実施形態は、表示装置、照明用途、および/または建築用途に使用できるガラス物品に関する。
種々の実施形態では、導光板の厚さは、前面の高さの1.5%未満である。ある実施形態は、厚さのばらつきが5%未満である導光板にも関する。種々の実施形態では、導光板は、フュージョンドロー法によって得られる。種々の実施形態では、導光板は、フロートガラス法によって得られる。本発明の主題の実施形態は、少なくとも10%の鉄がFe2+である導光板にも関する。本発明の主題のさらなる実施形態は、20%を超える鉄がFe2+である導光板に関する。さらなる実施形態は、ガラスが1ppm未満のCo、Ni、およびCrを含む導光板に関する。本発明の主題の実施形態は、ガラスがROをさらに含み、式中、RはLi、Na、K、Rb、Csでありxは2であるか、またはRがMg、Ca、Sr、またはBaでありxは1であり、ROのモル%がAlのモル%にほぼ等しい導光板にも関する。さらなる実施形態は、少なくとも1つの端部が、透過において12.8度未満の半値全幅(FWHM)の角度の範囲内の光を散乱させる光注入端部である導光板に関する。
ある実施形態は、導光板の熱伝導率が0.5W/m/Kを超える導光板に関する。さらなる実施形態は、光注入端部を研磨せずに端部を研削することによって光注入端部が得られる導光板に関する。さらなる実施形態は、ガラス板が、光注入端部に隣接する第2の端部と、第2の端部とは反対側にあり光注入端部に隣接する第3の端部とをさらに含み、第2の端部および第3の端部は、反射において12.8度未満のFWHMの角度の範囲内の光を散乱させる導光板に関する。ある実施形態では、第2の端部および第3の端部が、6.4度未満の反射における散乱角を有する導光板が提供される。
本発明の主題の原理および実施形態は、バックライトユニット中に使用するための導光板の製造方法において、ガラス板を形成するステップと、ガラス板の紫外光への曝露を防止するためにガラス板の処理中に紫外光をフィルターで除去するステップとを含む方法にも関する。実施形態は、フロートガラス法によって形成され、次に研磨される、またはガラス板がフュージョンドロー法によって形成される導光板にも関する。ある実施形態では、代表的な装置の第1の端部を研削して光注入端部を形成することができる、および/または第1の光注入端部に隣接する2つの端部も研削することができ、光注入端部およびLED注入端部に隣接する2つの端部は研磨されない。
ある実施形態は、ある幅およびある高さを有する前面と、前面とは反対側の背面と、前面と背面との間にあり前面および背面の周囲に4つの端部を形成するある厚さとを有するガラス板を含むガラス物品において、ガラス板が、約50モル%〜約90モル%の間のSiO、約0モル%〜約20モル%の間のAl、0モル%〜約20モル%のB、および約0モル%〜約25モル%のROを含み、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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、ガラスによって2dB/500mm以下の吸収が得られるガラス物品を含む。さらなる実施形態では、RO−Al>0;0<RO−Al<15;x=2およびRO−Al<15;RO−Al<2;x=2およびRO−Al−MgO>−15;0<(RO−Al)<25、−11<(RO−Al)<11、および−15<(RO−Al−MgO)<11;および/または−1<(RO−Al)<2および−6<(RO−Al−MgO)<1である。別の実施形態では、ガラス物品は導光板である。ある実施形態では、少なくとも1つ面の粗さが0.6nm未満である。さらなる実施形態では、導光板の厚さは約0.5mm〜約8mmの間である。さらなる実施形態では、厚さのばらつきが5%未満である。ある実施形態では、導光板は、フュージョンドロー法、スロットドロー法、またはフロート法によって製造される。さらなる実施形態では、少なくとも10%の鉄がFe2+である。ある実施形態では、ガラス物品は、100kP(10kPa・s)を超える液相線粘度および1760℃未満のT200P温度を有する。ある実施形態では、ガラスは、それぞれ1ppm未満のCo、Ni、およびCrを含む。ある実施形態では、Feの濃度は、<約50ppm、<約20ppm、または<約10ppmである。別の実施形態では、Fe+30Cr+35Ni<約60ppm、Fe+30Cr+35Ni<約40ppm、Fe+30Cr+35Ni<約20ppm、またはFe+30Cr+35Ni<約10ppmである。ある実施形態では、少なくとも1つの端部は、透過において12.8度未満の半値全幅(FWHM)の角度の範囲内の光を散乱させる光注入端部(研磨済みまたは未研磨)である。ある実施形態では、ガラス板は、光注入端部に隣接する第2の端部と、第2の端部とは反対側にあり光注入端部に隣接する第3の端部とをさらに含み、第2の端部および第3の端部は、反射において12.8度未満のFWHMの角度の範囲内の光を散乱させる。第2の端部および第3の端部は、6.4度未満の反射における散乱角を有することができる。ある実施形態では、少なくとも500mmの長さでの450nmにおける透過率が85%以上である、少なくとも500mmの長さでの550nmにおける透過率が90%以上である、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおける透過率が85%以上である、およびそれらの組合せである。ある実施形態では、密度は約1.95g/cc(20℃)〜約2.7g/cc(20℃)の間であり、ヤング率は約62GPa〜約90GPaの間であり、および/またはCTE(0〜300℃)は約30×10−7/℃〜約95×10−7/℃の間である。ある実施形態では、ガラス板は化学強化されている。ある実施形態では、T200P温度は1760℃未満、1730℃未満、または1700℃未満である。ある実施形態では、液相線粘度は100kP(10kPa・s)を超えることができ、または500kP(50kPa・s)を超えることができる。
さらなる実施形態では、ある幅およびある高さを有する前面と、前面とは反対側の背面と、前面と背面との間にあり前面および背面の周囲に4つの端部を形成するある厚さとを有するガラス板を含むガラス物品において、ガラス板が、約60モル%〜約80モル%の間のSiO、約0.1モル%〜約15モル%の間のAl、0モル%〜約12モル%のB、および約0.1モル%〜約15モル%のRO、および約0.1モル%〜約15モル%のROを含み、RはLi、Na、K、Rb、Csいずれか1つ以上でありxは2であるか、またはRはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、ガラスによって2dB/500mm以下の吸収が得られる、ガラス物品が抵抗される。ある実施形態では、Fe+30Cr+35Ni<約60ppm、Fe+30Cr+35Ni<約40ppm、Fe+30Cr+35Ni<約30ppm、またはFe+30Cr+35Ni<約20ppmである。ある実施形態では、0<(RO−Al)<25、−11<(RO−Al)<11、および−15<(RO−Al−MgO)<11である。ある実施形態では、ガラスによって、0.5dB/500mm以下の吸収、または0.25dB/500mm以下の吸収が得られる。
さらなる実施形態では、約50モル%〜約90モル%の間のSiO、約0モル%〜約15モル%の間のAl、約0モル%〜約12モル%の間のB、および約2モル%〜約25モル%のROを有するガラス板を含むガラス物品において、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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、Fe+30Cr+35Ni<約60ppmであるガラス物品が提供される。
さらなる実施形態では、約0モル%〜約15モル%の間のAl、および約0モル%〜約25モル%のROを有するガラス板を含む導光板において、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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、Feは<約50ppmである導光板が提供される。ある実施形態では、導光板は、約50モル%〜約90モル%の間のSiOおよび約0モル%〜約12モル%の間のBをさらに含む。ある実施形態では、ガラスはそれぞれ1ppm未満のCo、Ni、およびCrを含む。ある実施形態では、ガラスによって、2dB/500mm以下の光減衰、1dB/500mm以下の吸収、または0.5dB/500mm以下の吸収が得られる。別の実施形態では、Fe+30Cr+35Ni<約60ppmまたはFe+30Cr+35Ni<約20ppmである。ある実施形態では、Alのモル%<ROのモル%またはAlのモル%はROのモル%と実質的に等しく;RO−Al>0;0<RO−Al<25;x=2およびRO−Al<15;RO−Al<2;x=2およびRO−Al−MgO>−15である。ある実施形態では、0<(RO−Al)<25、−11<(RO−Al)<11、および−15<(RO−Al−MgO)<11である。ある実施形態では、−1<(RO−Al)<2および−6<(RO−Al−MgO)<1である。ある実施形態では、少なくとも500mmの長さでの450nmにおける透過率が85%以上である、少なくとも500mmの長さでの550nmにおける透過率が90%以上である、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおける透過率が85%以上である、およびそれらの組合せである。ある実施形態では、Feの濃度は<約20ppmである、またはFeの濃度は<約10ppmである。ある実施形態では、ガラス板は化学強化されている。さらなる実施形態では、表示装置は前述の導光板を含み、その導光板は、ある幅およびある高さを有する前面と、前面とは反対側の背面と、前面と背面との間にあり前面および背面の周囲に4つの端部を形成するある厚さとを有するガラス板をさらに含み、導光板の1つ以上の端部は光源によって照明される。光源は、LED、CCFL、OLED、およびそれらの組合せからなる群から選択することができる。この表示装置は、それぞれ1ppm未満のCo、Ni、およびCrを含むガラスを有することができる。このガラスは2dB/500mm以下の光減衰を得ることができる。ある実施形態では、Fe+30Cr+35Ni<約60ppm、および/またはAlのモル%<ROのモル%もしくはAlのモル%はROのモル%と実質的に等しい。ある実施形態では、表示装置の厚さは5mm未満である。ある実施形態では、少なくとも500mmの長さでの450nmにおける透過率が85%以上である、少なくとも500mmの長さでの550nmにおける透過率が90%以上である、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおける透過率が85%以上である、およびそれらの組合せである。ある実施形態では、Feの濃度は<約20ppmである。
さらなる実施形態では、約50モル%〜約90モル%の間のSiO、約0モル%〜約15モル%の間のAl、約0モル%〜約12モル%の間のB、および約2モル%〜約25モル%のROを有するガラス板を含むガラス物品において、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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、ガラスによって、ガラス板中で2dB/500mm以下の光減衰が得られるガラス物品が提供される。
さらなる実施形態では、約62GPa〜約78GPaの間のヤング率を有するガラス板を含む導光板を含む表示装置において、ガラス板が、約0モル%〜約15モル%の間のAlおよび約2モル%〜約25モル%のROを含み、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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、少なくとも500mmの長さでの450nmにおけるガラス板の透過率が85%以上である、少なくとも500mmの長さでの550nmにおけるガラス板の透過率が90%以上である、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおけるガラス板の透過率が85%以上である表示装置が提供される。ある実施形態では、ガラス板のFeの濃度は<約50ppm、<約20ppm、または<約10ppmである。ある実施形態では、表示装置の厚さは5mm未満である。
さらなる実施形態では、約62GPa〜約78GPaの間のヤング率を有するガラス板を含むガラス物品において、ガラス板が約0モル%〜約15モル%の間のAlおよび約2モル%〜約25モル%ROを含み、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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、少なくとも500mmの長さでの450nmにおけるガラス板の透過率が85%以上である、少なくとも500mmの長さでの550nmにおけるガラス板の透過率が90%以上である、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおけるガラス板の透過率が85%以上であるガラス物品が提供される。ある実施形態では、ガラス板のFeの濃度は<約50ppm、<約20ppm、または<約10ppmである。ある実施形態では、ガラス物品は導光板である。ある実施形態では、表示装置は前述の導光板を含むことができ、その導光板は、ある幅およびある高さを有する前面と、前面とは反対側の背面と、前面と背面との間にあり前面および背面の周囲に4つの端部を形成するある厚さとを有するガラス板をさらに含み、導光板の1つ以上の端部は光源によって照明される。
さらなる実施形態では、約0モル%〜約15モル%の間のAl、および約2モル%〜約25モル%のROを有するガラス板を含むガラス物品において、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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、RO−Alが<25であり、少なくとも500mmの長さでの450nmにおけるガラス板の透過率が85%以上である、少なくとも500mmの長さでの550nmにおけるガラス板の透過率が90%以上である、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおけるガラス板の透過率が85%以上であるガラス物品が提供される。ある実施形態では、ガラス板のFeの濃度は<約50ppm、<約20ppm、または<約10ppmである。ある実施形態では、x=2およびRO−Al<12;RO−Al>0;RO−Al<2;x=2およびRO−Al−MgO>−15;および/または0<(RO−Al)<25、−11<(RO−Al)<11、および−15<(RO−Al−MgO)<11である。ある実施形態では、−1<(RO−Al)<2および−6<(RO−Al−MgO)<1である。
さらなる実施形態では、約50モル%〜約90モル%の間のSiO、約0モル%〜約15モル%の間のAl、約0モル%〜約12モル%の間のB、および約0モル%〜約25モル%のROを有するガラス板を含むガラス物品において、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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、ガラスによって、ガラス板中で2dB/500mm以下の光減衰が得られ、0<(RO−Al)<25、−11<(RO−Al)<11、および−15<(RO−Al−MgO)<11であるガラス物品が提供される。ある実施形態では、ガラス板のFeの濃度は<約50ppmである。ある実施形態では、Fe+30Cr+35Ni<約60ppmである。
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示され、部分的にはその説明から当業者には容易に明らかとなるであろうし、以下の詳細な説明、請求項、および添付の図面を含めた本明細書に記載の方法を実施することによって理解されるであろう。
以上の概要および以下の詳細な説明の両方は、本開示の種々の実施形態を提示するものであり、請求項の性質および特徴を理解するための概要または構造を提供することを意図していることを理解されたい。添付の図面は、本開示のさらなる理解を得るために含まれ、それらは本明細書中に組み込まれ、本明細書の一部を構成する。図面は、本開示の種々の実施形態を説明するものであり、本明細書の記述とともに、本開示の原理および操作を説明する役割を果たす。
以下の図面とともに読むことで、以下の詳細な説明をさらに理解することができる。
導光板の代表的な一実施形態の図である。 LEDとLGP端部との間の距離に対する光結合のパーセント値を示すグラフである。 LGPのRMS粗さに対するdB/mの単位での推定光漏れを示すグラフである。 厚さ2mmのLEDを厚さ2mmのLGP中に結合させる場合の、LGPとLEDとの間の距離の関数としての予想結合(フレネル損失を含まず)を示すグラフである。 LEDからガラスLGPへの結合機構の図である。 表面トポロジーから計算される予想エネルギー角度分布を示すグラフである。 ガラスLGPの2つの隣接する端部における光の全反射を示す図である。 1つ以上の実施形態によるLGPを有する代表的なLCDパネルの断面図である。 別の一実施形態によるLGPを有する代表的なLCDパネルの断面図である。 さらなる実施形態による接着パッドを有するLGPを示す図である。 ガラス組成物の代表的な実施形態の減衰を示すグラフである。 ガラス組成物の代表的な実施形態の透過値を示すグラフである。
本発明の実施形態による導光板、導光板の方法、および導光板を利用するバックライトユニットが本明細書に記載される。表示装置、照明用途、および/または建築用途に使用できるガラスを含む物品も本明細書に記載される。
LCDバックライト用途に使用される現在の導光板は、典型的にはPMMA材料でできているが、その理由は、これが可視スペクトルの光の透過に関して最良の材料の1つであるからである。しかし、PMMAは、機械的な問題があり、そのため剛性、吸湿性、および熱膨張係数(CTE)などの機械的設計に関して大型(たとえば対角線が50インチ(127cm)以上)ディスプレイでは問題が生じる。
剛性に関して、従来のLCDパネルは、2枚の薄いガラス(カラーフィルター基板およびTFT基板)、ならびにPMMA光ガイドおよび複数の薄いプラスチックフィルム(ディフューザー、二重輝度向上フィルム(DBEF)など)でできている。PMMAの弾性率が低いため、LCDパネルの全体の構造は十分な剛性を有さず、LCDパネルに剛性を付与するために追加の機械的構造が必要となる。一般にPMMAは約2GPaのヤング率を有し、一方、ある代表的なガラスは約60GPa〜90GPaまたはそれを超える範囲のヤング率を有することに留意されたい。
吸湿性に関して、湿度試験によって、PMMAは水分に対して敏感であり、寸法が約0.5%変化しうることが示される。長さ1メートルのPMMAパネルの場合、この0.5%の変化によって長さが5mm増加することができ、これは重大であり、対応するバックライトユニットの機械的設計が困難となる。この問題を解決するための従来手段は、発光ダイオード(LED)とPMMA導光板(LGP)との間に材料が膨張する空隙を残すことである。この方法の問題の1つは、光結合はLEDからLGPまでの距離に非常に敏感であり、これによって湿度の関数としてディスプレイの輝度が変化しうることである。図2は、LEDとLGP端部との間の距離に対する光結合のパーセント値を示すグラフである。図2を参照すると、PMMAに関する問題を解決するための従来の対策の欠点を示すある関係が示されている。特に、図2は、どちらも高さが2mmであると仮定されるLEDからLGPまでの距離に対する光結合のプロットを示している。LEDとLGPとの間の距離が長くなると、LEDとLGPとの光結合の効率がより低くなることが分かる。しかし、多くの実施形態が導光板およびその他のディスプレイ関連用途に関して本明細書に記載されるが、本明細書に記載のガラス物品は照明用途および建築用途における有用性も見出されているので、本明細書に添付される請求項をそのように限定すべきではないことに留意されたい。
CTEに関して、PMMAのCTEは、約75E−6℃−1であり、比較的低い熱伝導率(0.2W/m/K)を有し、一方あるガラスはCTEが約8E−6℃−1であり、熱伝導率は0.8W/m/Kである。当然ながら、別のガラスのCTEは変化する場合があり、このような記載によって本明細書に添付される請求の範囲が限定されるべきではない。PMMAは約105℃の転移温度も有し、LGPが使用される場合、PMMAのLGP材料は非常に高温になる場合があり、それによってこれは低伝導率であるために熱の散逸が困難となる。したがって、導光板の材料としてPMMAの代わりにガラスを使用することで、これに関しては有益となるが、従来のガラスは、主として鉄およびその他の不純物のためにPMMAと比べると比較的透過率が低い。表面粗さ、波打ち、および端部品質研磨などの一部の別の要因も、ガラス導光板がどのように機能しうるかに対して重要な役割を果たしうる。本発明の実施形態によると、バックライトユニットに使用するためのガラス導光板は以下の特性の1つ以上を有することができる。
ガラス導光板の構造および組成
図1は、導光板の代表的な一実施形態の図である。図1を参照すると、前面となることができる第1の面110と、第1の面と反対側にあり背面となることができる第2の面とを有するガラス板100を含む代表的な導光板の形状および構造を有する代表的な一実施形態の図が示されている。第1および第2の面は高さHおよび幅Wを有することができる。第1および/または第2の面は、0.6nm未満、0.5nm未満、0.4nm未満、0.3nm未満、0.2nm未満、0.1nm未満、または約0.1nm〜約0.6nmの間の粗さを有することができる。
ガラス板は、前面と背面との間の厚さTを有することができ、この厚さによって4つの端部が形成される。ガラス板の厚さは、前面および背面の高さおよび幅よりも小さくてよい。種々の実施形態では、導光板の厚さは、前面および/または背面の高さの1.5%未満であってよい。あるいは、厚さTは、約3mm未満、約2mm未満、約1mm未満、または約0.1mm〜約3mmの間であってよい。導光板の高さ、幅、および厚さは、LCDバックライト用途に使用するために構成することができ、そのための寸法を有することができる。
第1の端部130は、たとえば発光ダイオード(LED)が発生する光を受け取る光注入端部であってよい。光注入端部は、透過において12.8度未満の半値全幅(FWHM)の角度の範囲内の光を散乱させることができる。光注入端部は、光注入端部を研磨せずに端部の研削によって得ることができる。ガラス板は、光注入端部に隣接する第2の端部140と、第2の端部とは反対側にあり光注入端部に隣接する第3の端部とをさらに含むことができ、第2の端部および/または第3の端部は、反射において12.8度未満のFWHMの角度の範囲内の光を散乱させる。第2の端部140および/または第3の端部は、6.4度未満の反射における散乱角を有することができる。図1に示される実施形態は、光が注入される1つの端部130を示しているが、代表的な一実施形態100の任意の1つまたは数個の端部に光を注入できるので、請求される主題をそのように限定すべきではないことに留意されたい。たとえば、ある実施形態では、第1の端部130およびその反対側の端部の両方に光を注入することができる。このような代表的な一実施形態は、広いおよび/または曲線の幅Wを有する表示装置中に使用することができる。さらなる実施形態は、第2の端部140およびその反対側の第1の端部130ではない端部、および/またはその反対側の端部で光を注入することができる。代表的な表示装置の厚さは、約10mm未満、約9mm未満、約8mm未満、約7mm未満、約6mm未満、約5mm未満、約4mm未満、約3mm未満、または約2mm未満であってよい。
種々の実施形態では、ガラス板のガラス組成は、50〜80モル%の間のSiO、0〜20モル%の間のAl、および0〜25モル%の間のB、および50ppm未満の鉄(Fe)の濃度を含むことができる。ある実施形態では、25ppm未満のFeが存在することができ、ある実施形態ではFe濃度は約20ppm以下となりうる。種々の実施形態では、導光板100の熱伝導率は0.5W/m/Kを超えることができる。さらなる実施形態では、ガラス板は、研磨されたフロートガラス、フュージョンドロー法、スロットドロー法、リドロー法、または別の適切な形成方法によって形成することができる。
1つ以上の実施形態によると、LGPは、ガラス形成剤のSiO、Al、およびBから選択される無色の酸化物成分を含むガラスから作製することができる。代表的なガラスは、好適な溶融および成形の特性を得るための融剤も含むことができる。このような融剤としては、アルカリ酸化物(LiO、NaO、KO、RbO、およびCsO)、およびアルカリ土類酸化物(MgO、CaO、SrO、ZnO、およびBaO)が挙げられる。一実施形態では、ガラスは、50〜80モル%の範囲内のSiO、0〜20モル%の範囲内のAl、0〜25モル%の範囲内のB、ならびに5および20%の範囲内のアルカリ酸化物、アルカリ土類酸化物、またはそれらの組合せの構成要素を含有する。
種々の実施形態では、Alのモル%は、約5%〜約22%の範囲内、または約10%〜約22%の範囲内、または約18%〜約22%の範囲内であってよい。ある実施形態では、Alのモル%は約20%であってよい。さらなる実施形態では、Alのモル%は約4%〜約10%の間、または約6%〜約8%の間であってよい。ある実施形態では、Alのモル%は約7%〜8%であってよい。
種々の実施形態では、Bのモル%は、約0%〜約20%の範囲内、または約5%〜約15%の範囲内、または約5%〜約10%の範囲内、約6%〜約8%の範囲内であってよい。ある実施形態では、Bのモル%は約5.5%であってく、または約7.5%であってよい。
種々の実施形態では、ガラスはROを含むことができ、ここでRはLi、Na、K、Rb、Csでありxは2であるか、またはRはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaでありxは1であり、ROのモル%はAlのモル%にほぼ等しくてよい。あるいは、種々の実施形態では、Alのモル%は、ROよりも最大4モル%多い量から、ROよりも4モル%少ない量までの間である。ある実施形態では、RO−Al>0である。別の実施形態では、0<RO−Al<25、<15、およびそれらの間のあらゆる部分的範囲である。さらなる実施形態では、x=2であり、RO−Al<25、<15、およびそれらの間のあらゆる部分的範囲である。さらなる実施形態では、RO−Al<2である。さらなる別の実施形態では、x=2でありRO−Al−MgO>−15または>−10である。ある実施形態では、0<(RO−Al)<25、−1<(RO−Al)<11、および−15<(RO−Al−MgO)<11である。さらなる実施形態では、−1<(RO−Al)<2および−6<(RO−Al−MgO)<1である。
これらの比は、ガラス物品の製造性の確立、およびその透過性能の決定において重要な役割を果たす。たとえば、RO−Alがほぼゼロ以上であるガラスは、より良好な溶融品質を有する傾向にあるが、RO−Alの値が大きくなりすぎると、透過曲線に悪影響が生じる。同様に、RO−Al(たとえば、RO−Al)が特定の範囲内(−2〜25の間または−2〜15の間など)にある場合、ガラスは可視スペクトルで高い透過性を有すると思われ、同時に、溶融性が維持され、ガラスの液相温度が抑制される。同様に、RO−Al−MgOがほぼゼロ以上であることも、の液相温度の抑制に役立つ。
1つ以上の実施形態では、LGPガラスは、ガラスマトリックス中で可視吸収を示す元素を低濃度で有することができる。このような吸収体としてはTi、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、およびCuなどの遷移元素、ならびにCe、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、およびTmなどのf軌道が部分的に満たされた希土類元素が挙げられる。これらの中で、ガラス溶融に使用される従来の原材料で最も多いものはFe、Cr、およびNiである。鉄は、SiOの供給源である砂中の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材料源中でも典型的な汚染物質である。クロムおよびニッケルは、典型的には通常のガラス原材料中に低濃度で存在するが、砂の種々の鉱石中に存在することがあり、低濃度で制御する必要がある。さらに、クロムおよびニッケルは、ステンレス鋼と接触することによって、たとえば、原材料またはカレットがジョークラッシャーで粉砕される場合、鋼製ライナーを有するミキサーまたはスクリューフィーダーの腐食によって、または溶融装置自体の構造用鋼との意図せぬ接触によって、導入されることがある。ある実施形態では鉄の濃度は、特に50ppm未満、さらに特に40ppm未満、または25ppm未満であってよく、NiおよびCrの濃度は特に5ppm未満、さらに特に2ppm未満であってよい。さらなる実施形態では、前述の他のすべての吸収体の濃度は、それぞれ1ppm未満であってよい。種々の実施形態ではガラスは、1ppm以下のCo、Ni、およびCr、または1ppm未満のCo、Ni、およびCrを含む。種々の実施形態では、遷移元素(V、Cr、Mn、Fe、Co、NiおよびCu)は、ガラス中に0.1重量%以下で存在することができる。ある実施形態では、Feの濃度は、<約50ppm、<約40ppm、<約30ppm、<約20ppm、または<約10ppmであってよい。別の実施形態では、Fe+30Cr+35Ni<約60ppm、<約50ppm、<約40ppm、<約30ppm、<約20ppm、または<約10ppmである。
遷移金属の濃度が上記範囲内で存在する場合でも、望ましくない吸収を引き起こすマトリックス効果およびレドックス効果が存在しうる。一例として、鉄は、ガラス中で+3もしくは第二鉄状態、および+2もしくは第一鉄状態の2つの価数が生じることが、当業者にはよく知られている。ガラス中で、Fe3+は約380、420、および435nmにおける吸収を示し、一方、Fe2+は主としてIR波長で吸収を示す。したがって、1つ以上の実施形態によると、可視波長で高い透過性を得るために、鉄をできるだけ第一鉄状態にすることが望ましくなりうる。これを実現するための非限定的な方法の1つは、ガラスバッチに還元性の成分を加えることである。そのような成分としては、炭素、炭化水素、またはある種の半金属、たとえば、ケイ素、ホウ素、もしくはアルミニウムの還元形態を挙げることができる。しかし、鉄の量が記載の範囲内の場合、1つ以上の実施形態によると、少なくとも10%の第一鉄状態の鉄、および特に20%を超える第一鉄状態の鉄が実現され、改善された透過率は短波長で得ることができる。したがって、種々の実施形態では、ガラス中の鉄の上記濃度によって、ガラス板中で1.1dB/500mm未満の減衰が得られる。さらに、種々の実施形態では、ホウケイ酸ガラスの場合で比(LiO+NaO+KO+RbO+CsO+MgO+ZnO+CaO+SrO+BaO)/Alが4±0.5である場合に、V+Cr+Mn+Fe+Co+Ni+Cuの上記濃度によって、ガラス板で2dB/500mm以下の光減衰が得られる。
ガラスマトリックス中の鉄の価数および配位状態は、ガラスのバルク組成の影響を受ける場合もある。たとえば、高温で空気中で平衡化させた系SiO−KO−Alにおいて、溶融ガラス中で鉄のレドックス比が検査されている。Fe3+としての鉄の分率が比KO/(KO+Al)とともに増加することが分かり、実際的な言い方をすると、短波長における吸収がより多くなる。このマトリックス効果を調べると、比(LiO+NaO+KO+RbO+CsO)/Alおよび(MgO+CaO+ZnO+SrO+BaO)/Alもホウケイ酸ガラスにおける透過を最大化するために重要となりうることを発見した。この比が1±0.2である場合、特定の鉄含有量で短波長における透過を最大化することができる。これは、部分的にはFe2+の比率がより高いためであり、部分的には鉄の配位環境と関連するマトリックス効果のためである。
ガラスの粗さ
図3は、LGPのRMS粗さに対するdB/mの単位での推定光漏れを示すグラフである。図3を参照すると、表面散乱は、光がその表面上で多くの回数跳ね返るので、LGPにおいてある役割を果たすことが示されている。図3に示される曲線は、LGPのRMS粗さの関数としてのdB/mの単位での光漏れを示している。図3は、1dB/m未満となるためには、表面品質が約0.6nmRMSよりも良好となる必要があることを示している。このレベルの粗さは、フュージョンドロー法、またはフロートガラスの後の研磨のいずれかによって実現することができる。このようなモデルは、粗さがランバート散乱面のように機能すると仮定しており、これは本発明者らが高空間周波数粗さのみを考慮していることを意味する。したがって、粗さは、パワースペクトル密度を考慮し、約20マイクロメートル−1を超える周波数のみを考慮することによって計算すべきである。
UV処理
代表的なガラスの処理において、紫外(UV)光を使用することもできる、たとえば、光抽出特徴は、ガラス上に白色ドットを印刷することによって形成されることが多く、インクを乾燥させるためにUVが使用される。また、抽出特徴は、ある特殊な構造を上に有するポリマー層でできている場合があり、重合のためにUV露光が必要となる。ガラスのUV露光は、透過に大きな影響を与えうることを発見した。1つ以上の実施形態によると、約400nm未満の全波長を除去するために、LGP用のガラスのガラス処理中にフィルターを使用することができる。可能性のあるフィルターの1つは、現在露光されるものと同じガラスを使用することにある。
ガラスの波打ち
ガラスの波打ちは、はるかに小さい周波数(mm以上の範囲)であるという意味で粗さとは幾分異なる。したがって、波打ちは、角度が非常に小さいため光の抽出には寄与しないが、効率は光ガイドの厚さの関数となるので、抽出特徴の効率が変化する。光抽出効率は、一般に、導波路の厚さに反比例する。したがって、高周波数画像の輝度のゆらぎを5%未満(本発明者らによるスパークルの人間の知覚の分析によって得られた人間の知覚の閾値である)に維持するため、ガラスの厚さは5%未満の範囲内で一定となる必要がある。代表的な実施形態は、A面の波打ちが0.3μm未満、0.2μm未満、1μm未満、0.08μm未満、または0.06μm未満であってよい。
図4は、厚さ2mmのLEDを厚さ2mmのLGP中に結合させる場合の、LGPとLEDとの間の距離の関数としての予想結合(フレネル損失を含まず)を示すグラフである。図4を参照すると、代表的な一実施形態での光注入は、通常、1つ以上の発光ダイオード(LED)のすぐ近くにLGPを配置することを伴う。1つ以上の実施形態によると、LEDからLGPへの光の効率的な結合には、ガラスの厚さ以下の厚さまたは高さを有するLEDの使用を要する。したがって、1つ以上の実施形態によると、LEDからLGPまでの距離を制御することでLEDの光注入を改善できる。図4は、その距離の関数としての予想結合(フレネル損失を含まず)を示しており、高さ2mmのLEDを厚さ2mmのLGP中に結合させることを考慮している。図4によると、>約80%の結合を維持するためには、この距離を<約0.5mmとすべきである。PMMAなどのプラスチックが従来のLGP材料として使用される場合、LGPとLEDとの物理的接触には、幾分問題が生じる。第1に、材料が膨張するための最小距離が必要となる。また、LEDは非常に高温になる傾向にあり、物理的接触の場合、PMMAはそのTg(PMMAの場合で105℃)に近づきうる。PMMAをLEDに接触させた場合に測定した温度上昇は、LEDの近くで約50℃である。したがって、PMMAのLGP、最低限の空隙が必要であり、図4に示されるようにそれによって結合が減少する。ガラスのLGPが使用される本発明の主題の実施形態によると、ガラスのTgははるかに高いためガラスの加熱は問題とならず、ガラスは、LGPがさらなる放熱機構となるのに十分大きい熱伝導係数を有するので、物理的接触は実際には有利となりうる。
図5は、LEDからガラスLGPへの結合機構の図である。図5を参照すると、LEDはランバート発光体に近いと仮定し、ガラスの屈折率が約1.5であると仮定すると、角度αは41.8度未満で維持され((1/1.5)などの場合)、角度βは48.2度(90−α)を超えて維持される。全反射(TIR)角度が約41.8度であるので、これはすべての光がガイド内部に維持され、結合が100%に近づくことを意味する。LED注入の位置では、注入面である程度拡散が生じることがあり、それによって光がLGP中に伝播する角度が増加する。この角度がTIR角度を超える場合、光がLGPから漏れることがあり、その結果として結合損失が生じる。しかし、顕著な損失が生じない条件は、光が散乱する角度が、48.2−41.8=±6.4度未満(散乱角<12.8度)となるべきことである。したがって、1つ以上の実施形態によると、LGPの複数の端部は、LEDの結合およびTIRを改善するために鏡面研磨することができる。ある実施形態では、4つの端部のうちの3つが鏡面研磨される。当然ながら、これらの角度は単なる例であり、本明細書に添付される請求項の範囲を限定するものではなく、代表的な散乱角は<20度、<19度、<18度、<17度、<16度、<14度、<13度、<12度、<11度、または<10度であってよい。さらに、反射における代表的な散乱角は、限定するものではないが<15度、<14度、<13度、<12度、<11度、<10度、<9度、<8度、<7度、<6度、<5度、<4度、または<3度であってよい。
図6は、表面トポロジーから計算される予想エネルギー角度分布を示すグラフである。図6を参照すると、研削のみの端部の典型的なテクスチャーが示されており、その粗さの振幅は比較的大きいが(約1nm)、空間周波数は比較的小さく(約20マイクロメートル)、そのため散乱角は小さい。さらに、この図は、表面トポロジーから計算した予想エネルギー角度分布を示している。これより分かるように、散乱角は12.8度の半値全幅(FWHM)よりもはるかに小さくなりうる。
表面の定義に関して、表面は、表面プロファイルの導関数を求めることによって計算できる局所勾配分布θ(x,y)によって特徴付けることができる。ガラス中の角偏向は、第一次近似で:
θ’(x,y)=θ(x,y)/n
として計算することができる。したがって、表面粗さに対する条件は、2つの隣接する端部でのTIRでθ(x,y)<n×6.4度である。
図7は、ガラスLGPの2つの隣接する端部における光の全反射を示す図である。図7を参照すると、第1の端部130に注入された光は、注入端部に隣接する第2の端部140、および注入端部に隣接する第3の端部150の上に入射することができ、第2の端部140は第3の端部150とは反対側にある。入射光が第1の端部に隣接する2つの端部から全反射(TIR)するように、第2および第3の端部は低い粗さを有することもできる。これらの界面で光が拡散または部分的に拡散する場合、光がこれらの端部のそれぞれから漏れる場合があり、それによって画像の端部がより暗く見える。ある実施形態では、第1の端部130に沿って配置されたLEDのアレイ200から第1の端部130中に光を注入することができる。LEDは、光注入端部から0.5mm未満の距離に位置することができる。1つ以上の実施形態によると、導光板100への効率的な光結合のために、LEDはガラス板の厚さ以下の厚さまたは高さを有することができる。図1に関して議論したように、図7は、光が注入される1つの端部130を示しているが、請求される主題の任意の1つまたは数個の端部に光を注入できるので、請求される主題をそのように限定すべきではない。たとえば、ある実施形態では、第1の端部130およびその反対側の端部の両方に光を注入することができる。さらなる実施形態は、第2の端部140およびその反対側の第1の端部130ではない端部150、および/またはその反対側の端部で光を注入することができる。1つ以上の実施形態によると、2つの端部140、150は、6.4度未満の反射における散乱角を有することができ、これより粗さの形状に関する条件はθ(x,y)<6.4/2=3.2度によって表される。
色ずれの補正
鉄濃度の低下によって吸収および黄色へのずれを最小限にすることができるが、完全になくすことは困難と思われる。一例として、32ppmにおいて、青色および赤色および緑色の間で約1dB/mの微分吸収係数が観察される。これは1メートルの伝播(対角線が60インチ(152.4cm)のディスプレイの場合)が、約20%の微分損失に相当することを意味する。PMMAおよび32ppmガラスの場合に約700mmの伝播距離で測定されるΔx、ΔyはPMMAの場合で0.0021および0.0063、ガラスの場合で0.0059および0.0163であった。残留色ずれに対処するため、いくつかの代表的な解決策を実施することができる。一実施形態では、光ガイドの青色塗装を使用することができる。光ガイドの青色塗装によって、意図的に赤色および緑色の吸収を増加させ、青色の光抽出を増加させることができる。したがって、微分色吸収(differential color absorption)がどれだけ存在するかが分かれば、青色塗装パターンを逆算でき、それを塗布することで色ずれを補正できる。
1つ以上の実施形態では、浅い表面散乱特徴を使用して、波長に依存した効率で光を抽出することができる。一例として、正方形の格子は、光路差が波長の半分に等しい場合に、最大の効率を有する。したがって、代表的なテクスチャーを使用して優先的に青色を抽出することができ、このテクスチャーを主要な光抽出テクスチャーに加えることができる。さらなる実施形態では、画像処理を使用することもできる。たとえば、光が注入される端部の近くで青色が減衰する画像フィルターを使用することができる。これは、適切な白色を維持するためにLED自体の色をシフトさせることが必要となりうる。さらなる実施形態では、パネル中のRGBピクセルの面積比を調節し、光が注入される端部から遠くに離れた青色ピクセルの表面を増加させることによりピクセル配置を用いて、色ずれに対処することができる。
LCDパネルの剛性
LCDパネルの特性の1つは、全体の厚さである。より薄い構造を形成するための従来の試みでは、十分な剛性が得られないことが、重大な問題となっている。しかし、ガラスの弾性率はPMMAの弾性率よりもはるかに高いので、代表的なガラスLGPを用いて剛性を増加させることができる。ある実施形態では、剛性の観点から最大の利益を得るために、パネルのすべての要素を端部で一緒に接合することができる。
図8は、1つ以上の実施形態によるLGPを有する代表的なLCDパネルの断面図である。図8を参照すると、パネル構造500の代表的な一実施形態が示されている。この構造は、バックプレート550上に搭載されたLGP100を含み、光はこれを透過して移動し、LCDまたは観察者に向かうことができる。構造要素555は、LGP100をバックプレート550に固定し、LGPの背面とバックプレートの面との間に空隙を形成することができる。LGP100を透過して戻って再利用される光を送るために、LGP100の背面とバックプレート550との間に反射および/または拡散フィルム540を配置することができる。LGPの光注入端部130に隣接して複数のLED、有機発光ダイオード(OLED)、または冷陰極蛍光ランプ(CCFL)を配置することができ、ここでLEDはLGP100の厚さと同じ幅を有し、LGP100と同じ高さである。従来のLCDは、白色光を発生させる色変換蛍光物質と組み合わせたLEDまたはCCFLを使用することができる。LGP100の前面に隣接して1つ以上のバックライトフィルム570を配置することができる。構造要素585を有するLGP100の前面の上にLCDパネル580を配置することもでき、バックライトフィルム570はLGP100とLCDパネル580との間の間隙に配置することができる。次にLGP100からの光はフィルム570を通過することができ、このフィルムは、広角度の光を後方散乱させ、低角度の光を反射させて反射フィルムに540に戻して再利用することができ、前方向(たとえば、使用者に向かって)光を集める機能を果たすことができる。ベゼル520またはその他の構造部材によって、組立体の層をその場に維持することができる。液晶層(図示せず)を使用することができ、これは電気光学材料を含むことができ、その材料の構造は電界を印加することで回転し、それを通過する光の偏光回転を生じさせる。他の光学部品としては、一部の例として、たとえば、プリズムフィルム、偏光子、またはTFTアレイを挙げることができる。種々の実施形態によると、本明細書に開示される角度光フィルター(angular light filter)は、透明表示装置中の透明導光板と組み合わせることができる。ある実施形態では、LGPを上記構造に結合させることができ(光学的に透明な接着剤(optically clear adhesive)OCAまたは感圧接着剤(pressure sensitive adhesive)PSAを使用)、LGPはパネルの構造要素の一部と光学的に接触して配置される。言い換えると、光の一部は接着剤を通って光ガイドから漏れ出すことがある。この漏れ出した光は、別の構造要素によって散乱したり、吸収されたりすることがある。前述の説明のように、LEDがLGP中に結合する第1の端部、および光をTIRで反射させる必要がある2つの隣接する端部は、適切に作製されれば、この問題を回避できる。
LGPの代表的な幅および高さは、一般に、それぞれのLCDパネルのサイズによって決定される。本発明の主題の実施形態は、小型(対角線が<40インチ(101.6cm))または大型(対角線が>40インチ(101.6cm))のディスプレイのいずれでもあらゆるサイズのLCDパネルに適用可能であることに留意されたい。
図9は、別の一実施形態によるLGPを有する代表的なLCDパネルの断面図である。図9を参照すると、さらなる実施形態は、反射層を利用することができる。ある実施形態では、たとえば銀によるガラスの金属化、または反射性インクのインクジェット印刷のいずれかによって、LGPとエポキシとの間に反射面を挿入することによって損失を最小限にすることができる。別の実施形態では、高反射フィルム(Enhanced Specular Reflectorフィルム(3M製)など)をLGPに積層することができる。
図10は、さらなる実施形態による接着パッドを有するLGPを示す図である。図10を参照すると、連続的な接着剤の代わりに接着パッドを使用することができ、それらのパッド600は一連の暗色の正方形で示されている。したがって、構造要素に光学的に接続されるLGPの表面を制限するために、図示される実施形態は5×5mmの正方形パッドを50mmごとに使用することができ、それによって十分な接着性が得られ、これによって抽出される光は4%未満となる。当然ながら、パッド600は、円形または別の多角形であってよく、あらゆる配列または間隔で設けることができ、このような説明によって、本明細書に添付される請求項の範囲が限定されるものではない。
ガラス組成物
代表的な組成物に加えて、さらなる代表的なガラス組成物では、Al−ROの比を変化させた。たとえば、以下の表1に示される以下の組成で、AlがNaOよりも4モル%だけ多いガラス、AlがNaOと同量のガラス、およびAlがNaOよりも4モル%だけ少ないガラスを作製した。
Figure 2017521344
図11は、ガラス組成物の代表的な実施形態の減衰を示すグラフである。図11を参照すると、この図は、Al−RO=4、Al−RO=0、およびAl−RO=−4であり、Rが、Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、またはBaであり、xが1または2であるガラス組成物の吸収(dB/500mm/ppm)を示している。Rがアルカリ陽イオン(Li、Na、K、Rb、またはCs)である場合、およびRがアルカリ土類陽イオン(Mg、Ca、Sr、Ba)である場合で類似の結果が得られたが、その理由はこれらの陽イオンは価電子が完全に酸素に奪われ、そのため遷移金属の酸化状態または配位環境のいずれにも直接影響できないためである。ガラスがAl>ROである場合、長波長での吸収は少ないが、短波長では急速に減衰が増加し、一方、Al<ROであるガラスは、短波長で減衰が小さく、長波長で減衰が大きい。比較として、Al≒ROであるガラスは、波長範囲全体にわたって小さい減衰を示す。ある波長での吸収が他の波長よりも多いと、LGPの端部から送られた白色光に「色ずれ」が生じうる。したがってAl>ROであるガラスは青色波長でより強く減衰することになり、したがって白色光が緑色波長に向かう色ずれが生じる。
各元素の減衰の影響は、最も強く減衰する可視範囲の波長を同定することで推定できる。以下の表2に示される例では、Al対ROの濃度に関して種々の遷移金属の吸収係数を実験的に求めた(しかし簡潔にするため、改質剤NaOのみを以下に示している)。
Figure 2017521344
V(バナジウム)を除けば、Al=NaO、またはより一般的にはAl≒ROの濃度のガラスで、減衰が最小限となることが分かる。さまざまな場合で、遷移金属は2以上の価数を仮定することができ(たとえば、Feは+2および+3の両方となりうる)、そのためある程度は、これらの種々の価数のレドックス比は、バルク組成によって影響されうる。遷移金属は、特に再近接の陰イオン数(配位数とも呼ばれる)が変化する場合に、部分的に満たされたd軌道中の電子と周囲の陰イオン(この場合は酸素)との相互作用によって生じる「結晶場」または「配位子場」効果として知られる効果によってさまざまな影響を受ける。したがって、レドックス比と結晶場効果との両方がこの結果に寄与していると思われる。
以下の表3に示されるように、種々の遷移金属の吸収係数を使用して、可視スペクトル(すなわち380〜700nmの間)において経路長にわたるガラス組成物の減衰を求めることもできる。
Figure 2017521344
当然ながら表3中に示される値は単に代表的なものであり、本明細書に添付される請求項の範囲を限定すべきではない。たとえば、予期せぬ発見でもあったが、Fe+30Cr+35Ni<60ppmの場合に高透過率ガラスを得ることができる。ある実施形態では、Feの濃度は、<約50ppm、<約40ppm、<約30ppm、<約20ppm、または<約10ppmであってよい。別の実施形態では、Fe+30Cr+35Ni<約50ppm、<約40ppm、<約30ppm、<約20ppm、または<約10ppmである。
表4および5は、本発明の主題の実施形態の場合で作製したガラスの代表的で非限定的な一部の例を示している。
Figure 2017521344
Figure 2017521344
他のすべての遷移金属は検出限界未満であった。非限定的な例では、Al−ROの値は、改質剤はアルミニウムが過剰であることを示しており、そのため上記表を用いると、予測される減衰は、Al−RO=0およびAl−RO=−4の上記ガラスの間で約60%となる:20ppmFe×[0.6×0.067dB/ppm/500mm+0.4×0.037dB/ppm/500mm]=1.06dB/500mm経路長。これは一般に約78%以上の内部透過率に相当する。
ある実施形態では、ガラスは、約50重量%〜約60重量%のSiO、約15重量%〜約22重量%のAl、約15重量%〜約22重量%のRO、約0重量%〜約6重量%のB、および50ppm未満のFeを含むことができ、但しSiOの重量%はAl、B、ROの重量%、Feのppm、および0.1重量%未満であるあらゆる他の残留成分(たとえば、SO)の濃度を求めた後の組成物の残分を構成している。ある実施形態では、Alのモル%は、ROのモル%にほぼ等しく、ここでRはLi、Na、K、Rb、Csでありxは2であるか、またはRはMg、Zn、Ca、Sr、またはBaでありxは1である。ある実施形態では、組成物は、50ppm以下のFe、40ppm以下のFe、30ppm以下のFe、20ppm以下のFe、10ppm以下のFe、または5ppm以下のFeを含む。
さらなる実施形態では、ガラスは約50モル%〜約90モル%のSiO、約65モル%〜約75モル%のSiO、または約65モル%〜約72モル%のSiO、およびそれらの間のあらゆる部分的範囲を含むことができる。ガラスは約0モル%〜約15モル%のAl、または約5モル%〜約13モル%のAl、およびそれらの間のあらゆる部分的範囲を含むこともできる。ガラスは約0モル%〜約12モル%のB、または約5モル%〜約8モル%のB、およびそれらの間のあらゆる部分的範囲をさらに含むことができる。ガラスは約2モル%〜約25モル%のRO、約2モル%〜約19モル%のRO、約5モル%〜約15モル%のRO、約10モル%〜約16モル%のRO、または約11モル%〜約16モル%のRO、およびそれらの間のあらゆる部分的範囲をさらに含むことができる。このような実施形態では、Feは50ppm未満またはFeは20ppm未満となるべきであり、および/またはあらゆる他の残留成分(たとえば、SO3、V、Niなど)の濃度は0.5モル%未満となるべきである。ある実施形態では、Alのモル%はROのモル%にほぼ等しく、ここでRはLi、Na、K、Rb、Csでありxは2であるか、またはRはMg、Ca、Zn、Sr、またはBaでありxは1である。
このような前述の代表的な組成物を用いて、約525℃〜約575℃、約540℃〜約560℃、または約545℃〜約555℃の範囲、およびそれらの間のあらゆる部分的範囲の歪点を実現することができる。一実施形態では、歪点は約551℃である。代表的な焼きなまし点は、約575℃〜約605℃、約590℃〜約600℃、または約595℃〜約600℃の範囲、およびそれらの間のあらゆる部分的範囲となりうる。一実施形態では、焼きなまし点は約596℃である。ガラスの代表的な軟化点は、約800℃〜約860℃、約820℃〜約840℃、または約825℃〜約835℃の範囲、およびそれらの間のあらゆる部分的範囲である。一実施形態では、軟化点は約834℃である。代表的なガラス組成物の密度は、約1.95g/cc(20℃)〜約2.7g/cc(20℃)、約2.1g/cc(20℃)〜約2.4g/cc(20℃)、または約2.2g/cc(20℃)〜約2.4g/cc(20℃)の範囲、およびそれらの間のあらゆる部分的範囲となりうる。一実施形態では密度は約2.38g/cc(20℃)である。代表的な実施形態のヤング率は、約62GPa〜約90GPa、約65GPa〜約75GPa、または約68GPa〜約72GPaの範囲、およびそれらの間のあらゆる部分的範囲であってよい。一実施形態では、ヤング率は約69.2GPaである。代表的な実施形態の剪断弾性率は、約22GPa〜約35GPa、約25GPa〜約32GPa、または約28GPa〜約30GPaの範囲、およびそれらの間のあらゆる部分的範囲であってよい。一実施形態では、剪断弾性率は約28.7GPaである。代表的な実施形態のCTE(0〜300℃)は、約30×10−7/℃〜約95×10−7/℃、約50×10−7/℃〜約70×10−7/℃、または約55×10−7/℃〜約65×10−7/℃の範囲、およびそれらの間のあらゆる部分的範囲であってよい。一実施形態では、CTEは約55.4×10−7/℃である。さらなる実施形態は、約0.1〜約0.3、約0.15〜約0.25、約0.19〜約0.21、およびそれらの間のあらゆる部分的範囲のポアソン比を含むことができる。一実施形態では、代表的なポアソン比は約0.206である。
図12は、ガラス組成物の代表的な実施形態の透過値を示すグラフである。図12を参照すると、400〜700nmの透過率の最小値は約77%となるべきであり、この値は、前述の係数から計算される値に近い。特定の例では、実験的なガラスはナトリウムのみを含有し、一方、別の製造ガラスはナトリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、亜鉛、およびカリウムを含有することができる。寄与の異なるアルカリ酸化物またはアルカリ土類酸化物は、まとめて合計して全ROを計算することができ、そのため改質剤は任意のアルカリ酸化物またはアルカリ土類酸化物であってよい。さらに、得られる減衰は、この例で示されるようにSiOおよびBによる影響はなく、したがってそれらの相対的比率が直接結果に影響することはない。図12に示されていないが、これまでの段落に記載のある実施形態および組成物では、400〜700nmで90%を超える、91%を超える、92%を超える、93%を超える、94%を超える、さらには95%を超える透過率が得られている。したがって、本明細書に記載の代表的な実施形態は、450nmにおいて500mmの長さで85%を超える、90%を超える、91%を超える、92%を超える、93%を超える、94%を超える、さらには95%を超える透過率を有することができる。本明細書に記載の代表的な実施形態は、550nmにおいて500mmの長さで90%を超える、91%を超える、92%を超える、93%を超える、94%を超える、さらには96%を超える透過率を有することもできる。本明細書に記載のさらなる実施形態は、630nmにおいて500mmの長さで85%を超える、90%を超える、91%を超える、92%を超える、93%を超える、94%を超える、さらには95%を超える透過率を有することができる。
したがって種々の実施形態は、Alを含み、−4≦Al−RO≦4となるようにLiO、NaO、KO、RbO、CsO、MgO、ZnO、CaO、SrO、BaOから選択される改質剤酸化物をさらに含むケイ酸塩ガラスまたはホウケイ酸ガラスに関し、すべての遷移金属のppmの単位での全濃度は、前述の表2中に示される式の適切に重み付けした合計を満たす。
さらなる例として、これらの制約を満たすガラスは、500mmの経路長にわたって380nm〜700nmの間で2dB以下の減衰(約63%の最小透過率)を示すことができる。500mm未満の寸法のLGPの場合、たとえばノートブックコンピュータなどのより小さな装置中の場合、より短い経路長では、より高い透過率となりうる(たとえば、250mmの経路(9.8インチ)の場合、減衰は1dBとなる)。本発明の主題の原理および実施形態は、導光板用のフュージョンドローダウン(fusion draw−down)法によって製造された光学的品質のガラス板にも関する。
1つ以上の実施形態は、少なくとも約1143mm(45インチ)であり、厚さが2mm〜8mmの間であり、約380nm〜約700nmの間の光の波長で減衰が4dB未満であるガラス板に関する。重量%を用いると、ガラスは、約80重量%〜95重量%の間のSiO、および約14重量%〜4重量%の間のB、約2重量%〜4重量%の間のNaO、ならびにAlおよび/またはKOを含む残分の組成を有する高シリカ含有量ガラスであってよい。種々の実施形態では、SiO、B、NaO、Al、およびKOのすべて成分は、鉄(Fe)を実質的に含まず(すなわち、20ppm未満のFe(20mg未満のFe/kgガラス))、特に+3酸化状態の鉄(Fe3+)を含まない(すなわち、Feは約80%未満のFeをFe3+として含む)。種々の実施形態では、ガラスは、約4重量%〜14重量%の間のB、約2重量%〜4重量%の間のNaO、約2重量%〜4重量%の間のAlおよび/またはKO、ならびに残分のSiOから本質的になる組成を有し、各成分は本質的に鉄を含まない(すなわち、20ppm未満のFe(20mg未満のFe/kgガラス))。
SiO、B、NaO、およびKOから本質的になる実施形態は、Al、LiO、RbO、CsO、MgO、CaO、SrO、ZnO、およびBaOを含まず、Fe、Ni、Co、およびCrを本質的に含まない(すなわち、酸化物としての20ppm未満のFe、Ni、Co、およびCr)。本質的に含まないとは、存在しうるFe、Ni、Co、およびCrはいずれも、ガラス組成物に意図的に加えられかったことも示している。種々の実施形態では、Feは、10ppm未満のFeをFe3+として含む。第二鉄(Fe3+)は最小限にされるが、UV/可視スペクトルの青色領域の吸収を減少させるために、第一鉄(Fe2+)は最大にされ、これを行わないと黄色がかった色が生じうる。
種々の実施形態では、Fe3+量を減少させるために、酸化セリウム(CeO)をガラス組成物から排除することができる。1つ以上の実施形態では、ベースガラス材料(たとえば、SiO、B、NaO、Al、およびKO)は、すべて高純度であり、Fe、Ni、Co、およびCrを本質的に含まない。重量%を使用すると、1つ以上の実施形態は、少なくとも81重量%のSiO、少なくとも10重量%のB、少なくとも2重量%のNaO、および少なくとも2重量%のKOから本質的になり、但しNaOおよびKOはいずれも全ガラス組成物の4重量%以下で構成される。1つ以上の実施形態は、約80重量%のSiO、約14重量%のB、約4重量%のNaO、および約2重量%のKOから本質的になり、Fe、Ni、Co、およびCrを本質的に含まない。種々の実施形態では、ガラスは2ppm以下のCo、Ni、およびCr、または1ppm以下のCo、Ni、およびCr、または1ppm未満のCo、Ni、およびCrを含む。種々の実施形態では、V+Cr+Mn+Fe+Co+Ni+Cuの濃度<20ppmである。1つ以上の実施形態は、SiO、B、NaO、Al、およびKOから本質的になる組成を有する導光板において、ガラス板が、少なくとも1143mm(45インチ)の幅および2mm〜8mmの間の厚さ、およびLGPの幅にわたって少なくとも80の透過率を有する導光板に関する。
1つ以上の実施形態では、LGPは、少なくとも約1270mmの幅および約0.5mm〜約3.0mmの間の厚さを有し、LGPの透過率は、500mm当たりで少なくとも80%である。種々の実施形態では、LGPの厚さは約1mm〜約8mmの間であり、幅は約1100mm〜約1300mmの間である。
1つ以上の実施形態では、LGPは強化することができる。たとえば、LGPに使用される代表低なガラス板で、中程度の圧縮応力(CS)、大きい圧縮層深さ(DOL)、および/または中程度の中央張力(CT)などのある種の特性を得ることができる。代表的な方法の1つは、イオン交換可能なガラス板を製造することによってガラスを化学的に強化することを含む。次にガラス板は、イオン交換プロセスを行うことができ、その後必要であればガラス板はアニールプロセスを行うことができる。当然ながら、イオン交換ステップで得られるレベルのガラス板のCSおよびDOLが望ましい場合は、アニールステップは不要である。別の実施形態では、適切なガラス表面上のCSを増加させるために酸エッチングプロセスを使用することができる。イオン交換プロセスは、KNO、好ましくは比較的純粋なKNOを含む溶融塩浴に、約400〜500℃の範囲内の1つ以上の第1の温度、および/または約1〜24時間の範囲内、たとえば限定するものではないが約8時間の第1の時間、ガラス板を曝露するステップを含むことができる。別の塩浴組成物も可能であり、そのような代案を検討することは当業者の技術レベルの範囲内であることに留意されたい。したがって、KNOの記載によって、本明細書に添付される請求項の範囲が限定されるべきではない。このような代表的なイオン交換プロセスによって、ガラス板の表面の初期CS、ガラス板中への初期DOL、およびガラス板中の初期CTを得ることができる。次にアニールによって、最終CS、最終DOL、および最終CTを希望通りに得ることができる。
ある実施形態は、ある幅およびある高さを有する前面と、前面とは反対側の背面と、前面と背面との間にあり前面および背面の周囲に4つの端部を形成するある厚さとを有するガラス板を含むガラス物品において、ガラス板が、約50モル%〜約90モル%の間のSiO、約0モル%〜約20モル%の間のAl、0モル%〜約20モル%のB、および約0モル%〜約25モル%のROを含み、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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、ガラスによって2dB/500mm以下の吸収が得られるガラス物品を含む。さらなる実施形態では、RO−Al>0;0<RO−Al<15;x=2およびRO−Al<15;RO−Al<2;x=2およびRO−Al−MgO>−15;0<(RO−Al)<25、−11<(RO−Al)<11、および−15<(RO−Al−MgO)<11;および/または−1<(RO−Al)<2および−6<(RO−Al−MgO)<1である。別の実施形態では、ガラス物品は導光板である。ある実施形態では、少なくとも1つの面の粗さが0.6nm未満である。さらなる実施形態では、導光板の厚さは約0.5mm〜約8mmの間である。さらなる実施形態では、厚さのばらつきは5%未満である。ある実施形態では、導光板はフュージョンドロー法、スロットドロー法、またはフロート法によって製造される。さらなる実施形態では、少なくとも10%の鉄がFe2+である。ある実施形態では、ガラス物品は、100kP(10kPa・s)を超える液相線粘度および1760℃未満のT200P温度を有する。ある実施形態では、ガラスは、それぞれ1ppm未満のCo、Ni、およびCrを含む。ある実施形態では、Feの濃度は<約50ppm、<約20ppm、または<約10ppmである。別の実施形態では、Fe+30Cr+35Ni<約60ppm、Fe+30Cr+35Ni<約40ppm、Fe+30Cr+35Ni<約20ppm、またはFe+30Cr+35Ni<約10ppmである。ある実施形態では、少なくとも1つの端部は、透過において12.8度未満の半値全幅(FWHM)の角度の範囲内の光を散乱させる光注入端部(研磨済みまたは未研磨)である。ある実施形態では、ガラス板は、光注入端部に隣接する第2の端部と、第2の端部とは反対側にあり光注入端部に隣接する第3の端部とをさらに含み、第2の端部および第3の端部は、反射において12.8度未満のFWHMの角度の範囲内の光を散乱させる。第2の端部および第3の端部は、6.4度未満の反射における散乱角を有することができる。ある実施形態では、少なくとも500mmの長さでの450nmにおける透過率が85%以上である、少なくとも500mmの長さでの550nmにおける透過率が90%以上である、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおける透過率が85%以上である、およびそれらの組合せである。ある実施形態では、密度は約1.95g/cc(20℃)〜約2.7g/cc(20℃)の間であり、ヤング率は約62GPa〜約90GPaの間であり、および/またはCTE(0〜300℃)は約30×10−7/℃〜約95×10−7/℃の間である。ある実施形態では、ガラス板は化学強化されている。ある実施形態では、T200P温度は、1760℃未満、1730℃未満、または1700℃未満である。ある実施形態では、液相線粘度は、100kP(10kPa・s)を超えることができ、または500kP(50kPa・s)を超えることができる。
さらなる実施形態では、ある幅およびある高さを有する前面と、前面とは反対側の背面と、前面と背面との間にあり前面および背面の周囲に4つの端部を形成するある厚さとを有するガラス板を含むガラス物品において、ガラス板が、約60モル%〜約80モル%の間のSiO、約0.1モル%〜約15モル%の間のAl、0モル%〜約12モル%のB、および約0.1モル%〜約15モル%のRO、および約0.1モル%〜約15モル%のROを含み、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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、ガラスによって2dB/500mm以下の吸収が得られるガラス物品が提供される。ある実施形態では、Fe+30Cr+35Ni<約60ppm、Fe+30Cr+35Ni<約40ppm、Fe+30Cr+35Ni<約30ppm、またはFe+30Cr+35Ni<約20ppmである。ある実施形態では、0<(RO−Al)<25、−11<(RO−Al)<11、および−15<(RO−Al−MgO)<11である。ある実施形態では、ガラスによって、0.5dB/500mm以下の吸収、または0.25dB/500mm以下の吸収が得られる。
さらなる実施形態では、約50モル%〜約90モル%の間のSiO、約0モル%〜約15モル%の間のAl、約0モル%〜約12モル%の間のB、および約2モル%〜約25モル%のROを有するガラス板を含むガラス物品において、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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、Fe+30Cr+35Ni<約60ppmであるガラス物品が提供される。
さらなる実施形態では、約0モル%〜約15モル%の間のAl、および約0モル%〜約25モル%のROを有するガラス板を含む導光板において、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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、Feが<約50ppmである導光板が提供される。ある実施形態では、導光板は、約50モル%〜約90モル%の間のSiOおよび約0モル%〜約12モル%の間のBをさらに含む。ある実施形態では、ガラスは、それぞれ1ppm未満のCo、Ni、およびCrを含む。ある実施形態では、ガラスによって、2dB/500mm以下の光減衰、1dB/500mm以下の吸収、または0.5dB/500mm以下の吸収が得られる。別の実施形態では、Fe+30Cr+35Ni<約60ppmまたはFe+30Cr+35Ni<約20ppmである。ある実施形態では、Alのモル%<ROのモル%またはAlのモル%はROのモル%と実質的に等しく;RO−Al>0;0<RO−Al<25;x=2およびRO−Al<15;RO−Al<2;x=2およびRO−Al−MgO>−15である。ある実施形態では、0<(RO−Al)<25、−11<(RO−Al)<11、および−15<(RO−Al−MgO)<11である。ある実施形態では、−1<(RO−Al)<2および−6<(RO−Al−MgO)<1である。ある実施形態では、少なくとも500mmの長さでの450nmにおける透過率が85%以上である、少なくとも500mmの長さでの550nmにおける透過率が90%以上である、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおける透過率が85%以上である、およびそれらの組合せである。ある実施形態では、Feの濃度は<約20ppmである、またはFeの濃度は<約10ppmである。ある実施形態では、ガラス板は化学強化されている。さらなる実施形態では、表示装置は前述の導光板を含み、導光板は、ある幅およびある高さを有する前面と、前面とは反対側の背面と、前面と背面との間にあり前面および背面の周囲に4つの端部を形成するある厚さとを有するガラス板をさらに含み、導光板の1つ以上の端部は光源によって照明される。光源は、LED、CCFL、OLED、およびそれらの組合せからなる群から選択することができる。表示装置は、それぞれ1ppm未満のCo、Ni、およびCrを含むガラスを有することができる。このガラスによって、2dB/500mm以下の光減衰を得ることができる。ある実施形態では、Fe+30Cr+35Ni<約60ppmであり、および/またはAlのモル%<ROのモル%またはAlのモル%はROのモル%と実質的に等しい。ある実施形態では、表示装置の厚さは5mm未満である。ある実施形態では、少なくとも500mmの長さでの450nmにおける透過率が85%以上である、少なくとも500mmの長さでの550nmにおける透過率が90%以上である、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおける透過率が85%以上である、およびそれらの組合せである。ある実施形態では、Feの濃度は<約20ppmである。
さらなる実施形態では、約50モル%〜約90モル%の間のSiO、約0モル%〜約15モル%の間のAl、約0モル%〜約12モル%の間のB、および約2モル%〜約25モル%のROを有するガラス板を含むガラス物品において、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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、上記ガラスによって、ガラス板中で2dB/500mm以下の光減衰が得られるガラス物品が提供される。
さらなる実施形態では、約62GPa〜約78GPaの間のヤング率を有するガラス板を含む導光板を含む表示装置において、ガラス板が、約0モル%〜約15モル%の間のAlおよび約2モル%〜約25モル%のROを含み、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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、少なくとも500mmの長さでの450nmにおけるガラス板の透過率が85%以上である、少なくとも500mmの長さでの550nmにおけるガラス板の透過率が90%以上である、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおけるガラス板の透過率が85%以上である表示装置が提供される。ある実施形態では、ガラス板のFeの濃度は<約50ppm、<約20ppm、または<約10ppmである。ある実施形態では、表示装置の厚さは5mm未満である。
さらなる実施形態では、約62GPa〜約78GPaの間のヤング率を有するガラス板を含むガラス物品において、ガラス板が約0モル%〜約15モル%の間のAlおよび約2モル%〜約25モル%のROを含み、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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、少なくとも500mmの長さでの450nmにおけるガラス板の透過率が85%以上である、少なくとも500mmの長さでの550nmにおけるガラス板の透過率が90%以上である、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおけるガラス板の透過率が85%以上であるガラス物品が提供される。ある実施形態では、ガラス板のFeの濃度は<約50ppm、<約20ppm、または<約10ppmである。ある実施形態では、ガラス物品は導光板である。ある実施形態では、表示装置は前述の導光板を含むことができ、導光板は、ある幅およびある高さを有する前面と、前面とは反対側の背面と、前面と背面との間にあり前面および背面の周囲に4つの端部を形成するある厚さとを有するガラス板をさらに含み、導光板の1つ以上の端部は光源によって照明される。
さらなる実施形態では、約0モル%〜約15モル%の間のAl、および約2モル%〜約25モル%のROを有するガラス板を含むガラス物品において、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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、RO−Alが<25であり、少なくとも500mmの長さでの450nmにおけるガラス板の透過率が85%以上である、少なくとも500mmの長さでの550nmにおけるガラス板の透過率が90%以上である、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおけるガラス板の透過率が85%以上であるガラス物品が提供される。ある実施形態では、ガラス板のFeの濃度は<約50ppm、<約20ppm、または<約10ppmである。ある実施形態では、x=2およびRO−Al<12;RO−Al>0;RO−Al<2;x=2およびRO−Al−MgO>−15;および/または0<(RO−Al)<25、−11<(RO−Al)<11、および−15<(RO−Al−MgO)<11である。ある実施形態では、−1<(RO−Al)<2および−6<(RO−Al−MgO)<1である。
さらなる実施形態では、約50モル%〜約90モル%の間のSiO、約0モル%〜約15モル%の間のAl、約0モル%〜約12モル%の間のB、および約0モル%〜約25モル%のROを有するガラス板を含むガラス物品において、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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、ガラスによって、ガラス板中で2dB/500mm以下の光減衰が得られ、0<(RO−Al)<25、−11<(RO−Al)<11、および−15<(RO−Al−MgO)<11であるガラス物品が提供される。ある実施形態では、ガラス板のFeの濃度は<約50ppmである。ある実施形態では、Fe+30Cr+35Ni<約60ppmである。
ある実施形態では、ある幅およびある高さを有する前面と、前面とは反対側の背面と、前面と背面との間にあり前面および背面の周囲に4つの端部を形成するある厚さとを有するガラス板含むガラス物品において、ガラス板が、約50モル%〜約90モル%の間のSiO、約0モル%〜約20モル%の間のAl、0モル%〜約20モル%のB、および約0モル%〜約19モル%のROを含み、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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、ガラスによって2dB/500mm以下の吸収が得られるガラス物品を提供する。このガラス物品は、RO−Al>0であることを含むことができる。このガラス物品は0<RO−Al<15であることを含むことができる。このガラス物品は、x=2であることを含むことができ、RO−Al<15である。このガラス物品は、RO−Al<2であることを含むことができる。このガラス物品は、x=2を含むことができ、RO−Al−MgO>−10である。このガラス物品は、0<(RO−Al)<12、−1<(RO−Al)<11、および−10<(RO−Al−MgO)<11であることを含むことができる。このガラス物品は、−1<(RO−Al)<2および−6<(RO−Al−MgO)<1であることを含むことができる。このガラス物品は導光板であってよい。このガラス物品は、少なくとも1つの面の粗さが0.6nm未満であることを含むことができる。このガラス物品は、約0.5mm〜約8mmの間の導光板の厚さを含むことができる。このガラス物品は、5%未満の厚さのばらつきを含むことができる。このガラス物品は、フュージョンドロー法、スロットドロー法、またはフロート法によって製造された導光板を含むことができる。このガラス物品は、少なくとも10%の鉄がFe2+であることを含むことができる。このガラス物品は、100kP(10kPa・s)を超える液相線粘度、および1760℃未満のT200P温度を含むことができる。このガラス物品は、それぞれ1ppm未満のCo、Ni、およびCrを含むことができる。このガラス物品は、Feの濃度が<約50ppmであることを含むことができる。このガラス物品は、Feの濃度が<約20ppmであることを含むことができる。このガラス物品は、Feの濃度が<約10ppmであることを含むことができる。このガラス物品は、Fe+30Cr+35Ni<約60ppmであることを含むことができる。このガラス物品は、Fe+30Cr+35Ni<約40ppmであることを含むことができる。このガラス物品は、Fe+30Cr+35Ni<約20ppmであることを含むことができる。このガラス物品は、Fe+30Cr+35Ni<約10ppmであることを含むことができる。このガラス物品は、少なくとも1つの端部が、透過において12.8度未満の半値全幅(FWHM)の角度の範囲内の光を散乱させる光注入端部であることを含むことができる。このガラス物品は、研磨されない光注入端部を含むことができる。このガラス物品は、光注入端部に隣接する第2の端部と、第2の端部とは反対側にあり光注入端部に隣接する第3の端部とを含むことができ、第2の端部および第3の端部は、反射において12.8度未満のFWHMの角度の範囲内の光を散乱させる。このガラス物品は、6.4度未満の反射における散乱角を有する第2の端部および第3の端部を含むことができる。このガラス物品は、少なくとも500mmの長さでの450nmにおける透過率が85%以上であること、少なくとも500mmの長さでの550nmにおける透過率が90%以上であること、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおける透過率が85%以上であること、およびそれらの組合せを含むことができる。このガラス物品は、密度が約1.95g/cc(20℃)〜約2.7g/cc(20℃)の間であることを含むことができる。このガラス物品は、約62GPa〜約90GPaの間のヤング率を含むことができる。このガラス物品は、約30×10−7/℃〜約95×10−7/℃の間のCTE(0〜300℃)を含むことができる。このガラス物品は、約1.95g/cc(20℃)〜約2.7g/cc(20℃)の間の密度、約62GPa〜約90GPaの間のヤング率、および約30×10−7/℃〜約95×10−7/℃の間のCTE(0〜300℃)を含むことができる。このガラス物品は化学強化することができる。
さらなる実施形態は、ある幅およびある高さを有する前面と、前面とは反対側の背面と、前面と背面との間にあり前面および背面の周囲に4つの端部を形成するある厚さとを有するガラス板を含むガラス物品において、ガラス板は、約60モル%〜約80モル%の間のSiO、約0.1モル%〜約15モル%の間のAl、0モル%〜約10モル%のB、および約0.1モル%〜約15モル%のRO、および約0.1モル%〜約12モル%のROを含み、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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、上記ガラスによって2dB/500mm以下の吸収が得られるガラス物品を含む。このガラス物品は、Fe+30Cr+35Ni<約60ppmであることを含むことができる。このガラス物品は、Fe+30Cr+35Ni<約40ppmであることを含むことができる。このガラス物品は、Fe+30Cr+35Ni<約30ppmであることを含むことができる。このガラス物品は、Fe+30Cr+35Ni<約20ppmであることを含むことができる。このガラス物品は、0<(RO−Al)<12、−2<(RO−Al)<11、および−10<(RO−Al−MgO)<11であることを含むことができる。このガラス物品によって0.5dB/500mm以下の吸収を得ることができる。このガラス物品によって0.25dB/500mm以下の吸収を得ることができる。
さらなる実施形態は、約50モル%〜約90モル%の間のSiO、約0モル%〜約15モル%の間のAl、約0モル%〜約10モル%の間のB、および約2モル%〜約19モル%のROを有するガラス板を含むガラス物品において、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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、Fe+30Cr+35Ni<約60ppmであるガラス物品を含む。
さらなる実施形態は、約0モル%〜約15モル%の間のAl、および約0モル%〜約19モル%のROを有するガラス板を含む導光板において、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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、Feは<約50ppmである。この導光板は、約50モル%〜約90モル%の間のSiOおよび約0モル%〜約10モル%の間のBを含むことができる導光板を含む。この導光板は、それぞれ1ppm未満のCo、Ni、およびCr含むことができる。この導光板によって、2dB/500mm以下の光減衰を得ることができる。この導光板によって、1dB/500mm以下の吸収を得ることができる。この導光板によって、0.5dB/500mm以下の吸収を得ることができる。この導光板は、Fe+30Cr+35Ni<約60ppmであることを含むことができる。この導光板は、Fe+30Cr+35Ni<約20ppmであることを含むことができる。この導光板は、Alのモル%<ROのモル%であること、またはAlのモル%はROのモル%と実質的に等しいことを含むことができる。この導光板は、RO−Al>0であることを含むことができる。この導光板は、0<RO−Al<15であることを含むことができる。この導光板は、x=2であることを含むことができ、RO−Al<15である。この導光板は、RO−Al<2であることを含むことができる。この導光板は、x=2であることを含むことができ、RO−Al−MgO>−10である。この導光板は、0<(RO−Al)<12、−1<(RO−Al)<11、および−10<(RO−Al−MgO)<11であることを含むことができる。この導光板は、−1<(RO−Al)<2および−6<(RO−Al−MgO)<1であることを含むことができる。この導光板は、少なくとも500mmの長さでの450nmにおける透過率が85%以上であること、少なくとも500mmの長さでの550nmにおける透過率が90%以上であること、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおける透過率が85%以上であること、およびそれらの組合せを含むことができる。この導光板は、Feの濃度が<約20ppmであることを含むことができる。この導光板は、Feの濃度が<約10ppmであることを含むことができる。この導光板は化学強化することができる。さらなる実施形態では、表示装置は、前述の導光板を含み、導光板は、ある幅およびある高さを有する前面と、前面とは反対側の背面と、前面と背面との間にあり前面および背面の周囲に4つの端部を形成するある厚さとを有するガラス板をさらに含み、導光板の1つ以上の端部は光源によって照明される。この表示装置は、LED、CCFL、OLED、およびそれらの組合せからなる群から選択される光源を含むことができる。この表示装置は、それぞれ1ppm未満のCo、Ni、およびCrを含むガラスを含むことができる。この表示装置によって、2dB/500mm以下の光減衰を得ることができる。この表示装置は、Fe+30Cr+35Ni<約60ppmであることを含むことができる。この表示装置は、Alのモル%<ROのモル%であること、またはAlのモル%はROのモル%と実質的に等しいことを含むことができる。この表示装置は、5mm未満の厚さを含むことができる。この表示装置は、少なくとも500mmの長さでの450nmにおける透過率が85%以上であること、少なくとも500mmの長さでの550nmにおける透過率が90%以上であること、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおける透過率が85%以上であること、およびそれらの組合せを含むことができる。この表示装置は、Feの濃度が<約20ppmであることを含むことができる。
ある実施形態では、約50モル%〜約90モル%の間のSiO、約0モル%〜約15モル%の間のAl、約0モル%〜約10モル%の間のB、および約2モル%〜約19モル%のROを有するガラス板を含むガラス物品において、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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、上記ガラスによって、ガラス板中で2dB/500mm以下の光減衰が得られるガラス物品が提供される。
別の実施形態では、約62GPa〜約78GPaの間のヤング率を有するガラス板を含む導光板を含む表示装置において、ガラス板が、約0モル%〜約15モル%の間のAlおよび約2モル%〜約19モル%のROを含み、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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、少なくとも500mmの長さでの450nmにおけるガラス板の透過率が85%以上である、少なくとも500mmの長さでの550nmにおけるガラス板の透過率が90%以上である、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおけるガラス板の透過率が85%以上である表示装置が提供される。この表示装置は、ガラス板のFeの濃度が<約50ppmであることを含むことができる。この表示装置は、ガラス板のFeの濃度が<約20ppmであることを含むことができる。この表示装置は、ガラス板のFeの濃度が<約10ppmであることを含むことができる。この表示装置は、5mm未満の厚さを含むことができる。
ある実施形態では、約62GPa〜約78GPaの間のヤング率を有するガラス板を含むガラス物品において、ガラス板が、約0モル%〜約15モル%の間のAlおよび約2モル%〜約19モル%のROを含み、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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、少なくとも500mmの長さでの450nmにおけるガラス板の透過率が85%以上である、少なくとも500mmの長さでの550nmにおけるガラス板の透過率が90%以上である、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおけるガラス板の透過率が85%以上であるガラス物品が提供される。このガラス物品は、ガラス板のFeの濃度が<約50ppmであることを含むことができる。このガラス物品は、ガラス板のFeの濃度が<約20ppmであること含むことができる。このガラス物品は、ガラス板のFeの濃度が<約10ppmであることを含むことができる。このガラス物品は導光板であってよい。別の実施形態では、表示装置は、前述の導光板を含み、導光板は、ある幅およびある高さを有する前面と、前面とは反対側の背面と、前面と背面との間にあり前面および背面の周囲に4つの端部を形成するある厚さとを有するガラス板をさらに含み、導光板の1つ以上の端部は光源によって照明される。
さらなる実施形態では、約0モル%〜約15モル%の間のAl、および約2モル%〜約19モル%のROを有するガラス板を含むガラス物品において、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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、RO−Alが<15であり、少なくとも500mmの長さでの450nmにおけるガラス板の透過率が85%以上である、少なくとも500mmの長さでの550nmにおけるガラス板の透過率が90%以上である、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおけるガラス板の透過率が85%以上であるガラス物品が提供される。このガラス物品は、ガラス板のFeの濃度が<約50ppmであることを含むことができる。このガラス物品は、ガラス板のFeの濃度が<約20ppmであることを含むことができる。このガラス物品は、ガラス板のFeの濃度が<約10ppmであることを含むことができる。このガラス物品は、x=2およびRO−Al<12であることを含むことができる。このガラス物品は、RO−Al>0であることを含むことができる。このガラス物品は、RO−Al<2であることを含むことができる。このガラス物品は、x=2であることを含むことができ、RO−Al−MgO>−10である。このガラス物品は、0<(RO−Al)<12、−1<(RO−Al)<11、および−10<(RO−Al−MgO)<11であることを含むことができる。このガラス物品は、−1<(RO−Al)<2および−6<(RO−Al−MgO)<1であることを含むことができる。
さらなる実施形態では、約50モル%〜約90モル%の間のSiO、約0モル%〜約15モル%の間のAl、約0モル%〜約10モル%の間のB、および約0モル%〜約19モル%のROを有するガラス板を含むガラス物品において、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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、上記ガラスによって、ガラス板中で2dB/500mm以下の光減衰が得られ、0<(RO−Al)<12、−2<(RO−Al)<11、および−10<(RO−Al−MgO)<11であるガラス物品が提供される。このガラス物品は、ガラス板のFeの濃度が<約50ppmであることを含むことができる。このガラス物品は、Fe+30Cr+35Ni<約60ppmであることを含むことができる。このガラス物品は、1760℃未満のT200P温度を含むことができる。このガラス物品は、1730℃未満のT200P温度を含むことができる。このガラス物品は、1700℃未満のT200P温度を含むことができる。このガラス物品は、100kP(10kPa・s)を超える液相線粘度を含むことができる。このガラス物品は、500kP(50kPa・s)を超える液相線粘度を含むことができる。
開示される種々の実施形態が、その特定の実施形態と関連して記載される特定の特徴、要素、またはステップを含むことができることは理解されよう。特定の特徴、要素、またはステップは、1つの特定の実施形態と関連して記載されるが、種々の記載されない組合せまたは順列で、別の実施形態と交換または組み合わせることができることも理解されよう。
本明細書において使用される場合、名詞は「少なくとも1つ」の対象を指し、逆の意味で明記されない限りは、「ただ1つ」に限定すべきではないことも理解されたい。したがって、たとえば、「1つの環」への言及は、文脈が明確に別のことを示すのでなければ、2つ以上のそのような環を有する例を含む。同様に、「複数」または「多数」は、「2つ以上」を意味することが意図される。したがって、「複数の液滴」は2つ以上のそのような液滴、たとえば3つ以上のそのような液滴などを含み、「多数の環」は、2つ以上のそのような環、たとえば3つ以上のそのような環などを含む。
本明細書では、「約」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範囲を表現することができる。そのような範囲が表現される場合、例は、ある特定の値から、および/または別の特定の値までを含む。同様に、先行する「約」を使用することによって近似として値が表現される場合、その特定の値が別の態様を形成することを理解されたい。各範囲の端点は、別の端点と関連する場合と、および別の端点とは独立する場合の両方の意味があることをさらに理解されたい。
本明細書において使用される場合の用語「実質的な」、「実質的に」、およびそれらの変形は記載の特徴が、ある値または説明と同じ、またはほぼ同じであることを示すことが意図される。たとえば、「実質的に平面状の」表面は、平面状である、またはほぼ平面状である表面を示すことが意図される。さらに、前述の定義のように、「実質的に同様」は、2つの値が等しい、またはほぼ等しいことを示すことが意図される。ある実施形態では、「実質的に同様」は、互いに約10%以内、たとえば互いに約5%以内、または互いに約2%以内の値を示すことができる。
他のことが明記されるのでなければ、本明細書に記載の任意の方法が、特定の順序でそのステップを実施することが必要であ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、方法クレームが、そのステップが従うべき順次が実際に列挙されない場合、またはステップが特定の順序に限定されることが請求項または説明中に特に記載されない場合、なんらかの特定の順序が推測されることを決して意図していない。
特定の実施形態の種々の特徴、要素、またはステップは移行句「含む」を用いて開示できるが、移行句「からなる」または「から本質的になる」を用いて記載できるものなどの別の実施形態が含まれることを理解されたい。したがって、たとえば、A+B+Cを含む装置に含まれる別の実施形態は、装置がA+B+Cからなる実施形態、および装置がA+B+Cから本質的になる実施形態を含んでいる。
本開示の意図および範囲から逸脱することなく、本開示の種々の修正および変形が可能であることは当業者には明らかであろう。本開示の意図および本質を含む開示される実施形態の修正、組合せ、部分的組合せ、および変形は、当業者によって行うことができるので、本開示は、添付の請求項およびそれらの同等物の範囲内のすべてを含むものと解釈すべきである。
開示される主題による方法および結果を説明するために、以下の例を以下に記載する。これらの例は、本明細書に開示される主題のすべての実施形態を含むことを意図するものではなく、代表的な方法および結果の説明を意図している。これらの例は、当業者には明らかな本開示の同等物および変形形態を排除することを意図するものではない。
数値(たとえば、量、温度など)に関する精度を保証しようと努めているが、ある程度の誤差およびずれは生じるであろう。他に記載がなければ、温度葉、単位℃であるか、または周囲温度であり、圧力は大気圧またはその付近である。組成自体は、酸化物を基準としたモルパーセントの値で示され、100%に規格化している。記載の方法から得られる生成物の純度および収量を最適化するために使用できる反応条件の多数の種類および組合せ、たとえば、成分の濃度、温度、圧力、ならびに他の反応の範囲および条件が存在する。そのようなプロセス条件を最適化するためには、妥当で日常的な実験のみが必要となる。
表1に記載のガラスの性質は、ガラス分野の従来技術により求めた。したがって、25〜300℃の温度範囲にわたる線熱膨張係数(CTE)は×10−7/℃で表され、焼きなまし点は℃で表される。これらは繊維伸張技術(それぞれASTM基準E228−85およびC336)によって求めた。g/cmでの密度は、アルキメデスの方法(ASTM C693)によって測定した。℃での溶融温度(ガラスの溶融が200ポアズ(20Pa・s)の粘度で示される温度として定義される)は、回転円筒粘度測定(ASTMC965−81)によって測定される高温粘度データにFulcherの式をフィットさせることで計算した。
℃でのガラスの液相線温度は、ASTM C829−81の標準勾配ボート液相線法を用いて測定した。これは、粉砕したガラス粒子を白金ボートに入れ、そのボートを勾配温度の領域を有する加熱炉に入れ、適切な温度領域でボートを24時間加熱し、顕微鏡で検査することによってガラス内部に結晶が現れる最高温度を求めることを含む。より詳細には、1つのガラス試料をPtボートから取り出し、偏光顕微鏡法を用いて検査して、Ptおよび空気の界面および試料の内部で形成された結晶の位置および性質を特定する。加熱炉の勾配は非常によく知られているので、位置に対する温度は5〜10℃の範囲内で十分推定することができる。試料内部に結晶が観察される温度が、ガラスの液相線(対応する試験機関の場合)を示すと解釈する。場合により、より遅く成長する相を観察するために、より長い時間(たとえば72時間)で試験が行われる。ポアズの単位の液相線粘度は、液相線温度およびFulcherの式の係数から求めた。GPaでのヤング率値が含まれる場合、これはASTM E1875−00e1に記載の一般的な種類の共鳴超音波スペクトロスコピー技術を用いて求めた。
表1の代表的なガラスは、シリカ源としての市販の砂を使用し、90重量%が標準U.S.100メッシュふるいを通過するように粉砕して作製した。アルミナがアルミナ源であり、ペリクレースがMgO源であり、石灰石がCaO源であり、炭酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、またはそれらの混合物がSrO源であり、炭酸バリウムがBaO源であり、および酸化スズ(IV)がSnO源であった。これらの原材料を十分に混合し、炭化ケイ素グローバーによって加熱される加熱炉中に吊り下げた白金容器中に入れ、確実に均一になるまで1600〜1650℃の間の温度で数時間溶融および撹拌を行い、白金容器底部の開口部から排出した。得られたガラスのパテを焼きなまし点またはその付近でアニールし、次に種々の実験方法を行って、物理的特性、粘度特性、および液相線特性を求めた。
これらの方法は独自のものではなく、表1のガラスは、当業者に周知の標準的な方法を用いて作製することができる。このような方法としては、連続溶融法が挙げられ、たとえば連続溶融法で使用される溶融室がガス、電力、またはそれらの組合せによって加熱される連続溶融法で行われる。
代表的なガラスの製造に適切な原材料としては、SiO源としての市販の砂;Al源としてのアルミナ、水酸化アルミニウム、水和形態のアルミナ、および種々のアルミノシリケート、ニトレート、およびハロゲン化物;B源としてのホウ酸、無水ホウ酸、および酸化ホウ素;MgO源としてのペリクレース、ドロマイト(CaO源でもある)、マグネシア、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、および種々の形態のケイ酸マグネシウム、アルミノシリケート、ニトレート、およびハロゲン化物;CaO源としての石灰石、アラゴナイト、ドロマイト(MgO源でもある)、珪灰石、および種々の形態のケイ酸カルシウム、アルミノシリケート、ニトレート、およびハロゲン化物;ならびにストロンチウムおよびバリウムの酸化物、カーボネート、ニトレート、およびハロゲン化物が挙げられる。化学清澄剤が望ましい場合、SnOとして、別の主要ガラス成分との混合酸化物として(たとえば、CaSnO)、または酸化条件でSnO、シュウ酸スズ、ハロゲン化スズ、もしくは当業者に周知の別のスズ化合物としてスズを加えることができる。
表1中のガラスは清澄剤としてSnOを含有するが、TFT基板用途に十分な品質のガラスを得るために別の化学清澄剤を使用することもできる。たとえば、代表的なガラスは、成長を促進するための意図的な添加として、As、Sb、CeO、Fe、およびハロゲン化物のいずれか1つまたはそれらの組合せを使用することができ、これらのいずれも実施例に示されるSnO化学清澄剤と併用することができる。これらの中で、AsおよびSbは一般に危険物として認識されており、ガラス製造中、またはTFTパネルの加工中に発生するような廃棄物流は規制対象となる。したがって、AsおよびSbの濃度は個別に、または組み合わせて、0.005モル%以下に制限することが望ましい。
代表的なガラス中に意図的に混入される元素に加えて、原材料中のわずかな汚染によって、製造プロセス中の耐火物および貴金属の高温腐食におって、または最終ガラスの特性を微調整するための少量の意図的な導入によってのいずれかで、周期表のほぼすべての安定な元素がある量でガラス中に存在する。たとえば、ジルコニウムは、ジルコニウムに富む耐火物との相互作用によって汚染物質として導入されうる。さらなる例として、白金およびロジウムは、貴金属との相互作用によって導入されうる。さらなる例として、鉄は、原材料中の混入物として導入される場合があるし、気体混入の制御を促進するために意図的に加えられる場合もある。さらなる例として、マンガンは、色を制御するため、または気体混入の制御を促進するために導入される場合がある。さらなる例として、アルカリは、LiO、NaO、およびKOの濃度の合計で最大約0.1モル%の量で混入成分として存在する場合がある。
水素はヒドロキシル陰イオンOHの形態で不可避的に存在し、その存在は標準的な赤外分光技術によって確認できる。溶存ヒドロキシルイオンは、代表的なガラスの焼きなまし点に顕著で非線形的な影響を与え、したがって所望の焼きなまし点を得るには、相殺するために主要酸化物成分の濃度を調節する必要が生じうる。ヒドロキシルイオン濃度は、原材料の選択または溶融システムの選択によってある程度制御できる。たとえば、ホウ酸は主要なヒドロキシル源であり、ホウ酸の代わりに酸化ホウ素を使用することが、最終ガラス中のヒドロキシル濃度の制御の有用な手段となりうる。同じ推論が、ヒドロキシルイオン、水化物、または物理吸着もしくは化学吸着した水分子を含む化合物を含む他の可能性のある原材料にも適用される。溶融プロセス中にバーナーが使用される場合は、天然ガスおよび関連の炭化水素の燃焼による燃焼生成物によってヒドロキシルオンが導入されることもあり、したがって相殺するために、溶融中に使用されるエネルギーをバーナーから電極に変えることが望ましい場合がある。あるいは代わりに、溶存ヒドロキシルイオンの悪影響を相殺するために、主要酸化物成分を調整する反復プロセスを使用することができる。
硫黄は天然ガス中に存在することが多く、同様に、多くのカーボネート、ニトレート、ハロゲン化物、および酸化物の原材料中の混入成分である。SOの形態では、硫黄は気体混入の面倒な発生源となりうる。SOに富む欠陥を形成する傾向は、原材料中の硫黄量の制御によって、およびガラスマトリックス中に比較的還元された多価陽イオンを少量混入することによって、かなりの程度対処できる。理論によって束縛しようと望むものではないが、SOに富む気体の混入は、主としてガラス中に溶解したサルフェート(SO=)の還元によって生じると思われる。代表的なガラスの高いバリウム濃度によって、溶融の早期段階でガラス中の硫黄の維持が増加すると思われるが、前述のように、低い液相線温度、したがって高いT35k−Tliqおよび高い液相線粘度を得るためにバリウムは必要である。原材料中の硫黄量を意図的に少量に制御することが、ガラス中の溶存硫黄(おそらくはサルフェートとして)を減少させる有用な手段となる。特に、硫黄は、好ましくはバッチ材料の200重量ppm未満であり、より好ましくはバッチ材料の100重量ppm未満である。
還元型多価物質を使用して、代表的なガラスがSOブリスターを形成する傾向を制御することもできる。理論によって束縛使用と望むものではないが、これらの元素は、サルフェートの還元の起電力を抑制する潜在的な電子供与体として挙動する。サルフェートの還元は
SO=→SO+O+2e
などの半反応で記載することができ、ここでeは電子を意味する。この半反応の「平衡定数」は
Keq=[SO][O][e/[SO=]
であり、ここで、括弧は化学的活性を示している。理想的には、SO、O、および2eからサルフェートを形成するために反応を進めたい。ニトレート、過酸化物、または他の酸素に富む原材料を加えることで促進できるが、溶融の早期段階におけるサルフェートの還元に対しても作用することができ、これによって最初にこれらを加えることの利点が打ち消される場合がある。SOは、ほとんどのガラスに対して非常に低い溶解性を有し、そのためガラス溶融プロセスに加えることは実用的ではない。還元型多価物質によって電子を「加える」ことができる。たとえば、第一鉄(Fe2+)の適切な電子供与半反応は
2Fe2+→2Fe3++2e
で表すことができる。
この電子の「活性」によって、サルフェートの還元反応を左向きに進めることができ、ガラス中のSO=を安定化させることができる。好適な還元型多価物質としては、Fe2+、Mn2+、Sn2+、Sb3+、As3+、V3+、Ti3+、および当業者に周知の他の物質が挙げられるが、これらに限定されるものではない。それぞれの場合で、ガラスの色への悪影響を回避するためにそのような成分の濃度を最小限にすることが重要となり、AsおよびSbの場合には、最終使用者のプロセスで廃棄物管理が複雑になるのに十分多い量でのこのような成分の添加を回避することが重要となりうる。
代表的なガラスの主要酸化物成分、ならびに前述の少量成分または混入成分に加えて、原材料の選択によって導入される汚染物質として、またはガラス中の気体混入を解消するために使用される意図的な成分としてのいずれかで、ハロゲン化物が種々の量で存在しうる。清澄剤として、約0.4モル%以下の量でハロゲン化物を混入することができるが、可能であれば排ガス取扱設備の腐食を防止するためにより少ない量を使用することが一般に望ましい。ある実施形態では、個別のハロゲン化物元素の濃度は、それぞれのハロゲン化物で200重量ppm未満、またはすべてのハロゲン化物元素の合計で約800重量ppm未満である。
これらの主要酸化物成分、少量および混入成分、多価物質、およびハロゲン化物清澄剤に加えて、所望の物理的性質、光学的性質、または粘弾性特性を実現するために、他の無色の酸化物成分を低濃度で混入させることが有用となり得る。このような酸化物としては、TiO、ZrO、HfO、Nb、Ta、MoO、WO、ZnO、In、Ga、Bi、GeO、PbO、SeO、TeO、Y、La、Gd、および当業者に周知のその他の酸化物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。代表的なガラスの主要酸化物成分の相対比率を調整する反復プロセスによって、このような無色の酸化物は、焼きなまし点、T35k−Tliq、および液相線粘度に対する許容されない影響を引き起こすことなく、最大約2モル%の量で加えることができる。
表6は、本明細書に記載の高透過率のガラス(試料1〜69)の例を示している。
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以下、本発明の現在好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態1
ある幅およびある高さを有する前面と、前記前面とは反対側の背面と、前記前面と前記背面との間にあり前記前面および前記背面の周囲に4つの端部を形成するある厚さとを有するガラス板を含むガラス物品において、
前記ガラス板が、約50モル%〜約90モル%の間のSiO、約0モル%〜約20モル%の間のAl、0モル%〜約20モル%のB、および約0モル%〜約25モル%のROを含み、
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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、前記ガラスによって2dB/500mm以下の吸収が得られることを特徴とするガラス物品。
実施形態2
O−Al>0であることを特徴とする実施形態1に記載のガラス物品。
実施形態3
0<RO−Al<15であることを特徴とする実施形態1または2に記載のガラス物品。
実施形態4
x=2であり、RO−Al<15であることを特徴とする実施形態1または2に記載のガラス物品。
実施形態5
O−Al<2であることを特徴とする実施形態4に記載のガラス物品。
実施形態6
x=2であり、RO−Al−MgO>−15であることを特徴とする実施形態1〜5のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態7
0<(RO−Al)<25、−11<(RO−Al)<11、および−15<(RO−Al−MgO)<11であることを特徴とする実施形態1〜4のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態8
−1<(RO−Al)<2および−6<(RO−Al−MgO)<1であることを特徴とする実施形態1〜4のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態9
前記ガラス物品が導光板であることを特徴とする実施形態1〜8のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態10
少なくとも1つの面の粗さが0.6nm未満であることを特徴とする実施形態9に記載のガラス物品。
実施形態11
前記導光板の厚さが約0.5mm〜約8mmの間であることを特徴とする実施形態9に記載のガラス物品。
実施形態12
前記厚さのばらつきが5%未満であることを特徴とする実施形態9に記載のガラス物品。
実施形態13
前記導光板が、フュージョンドロー法、スロットドロー法、またはフロート法によって製造されることを特徴とする実施形態9に記載のガラス物品。
実施形態14
少なくとも10%の鉄がFe2+であることを特徴とする実施形態1〜13のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態15
液相線粘度が100kP(10kPa・s)を超え、T200P温度が1760℃未満であることを特徴とする実施形態1〜14のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態16
前記ガラスがそれぞれ1ppm未満のCo、Ni、およびCrを含むことを特徴とする実施形態1〜15のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態17
Feの濃度が<約50ppmであることを特徴とする実施形態1〜16のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態18
Feの濃度が<約20ppmであることを特徴とする実施形態1〜17のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態19
Feの濃度が<約10ppmであることを特徴とする実施形態1〜18のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態20
Fe+30Cr+35Ni<約60ppmであることを特徴とする実施形態1〜19のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態21
Fe+30Cr+35Ni<約40ppmであることを特徴とする実施形態1〜20のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態22
Fe+30Cr+35Ni<約20ppmであることを特徴とする実施形態1〜21のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態23
Fe+30Cr+35Ni<約10ppmであることを特徴とする実施形態1〜22のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態24
少なくとも1つの端部が、透過において12.8度未満の半値全幅(FWHM)の角度の範囲内の光を散乱させる光注入端部であることを特徴とする実施形態1〜23のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態25
光注入端部が研磨されないことを特徴とする実施形態24に記載のガラス物品。
実施形態26
前記ガラス板が、前記光注入端部に隣接する第2の端部と、前記第2の端部とは反対側にあり前記光注入端部に隣接する第3の端部とをさらに含み、前記第2の端部および前記第3の端部は、反射において12.8度未満のFWHMの角度の範囲内の光を散乱させることを特徴とする実施形態24に記載のガラス物品。
実施形態27
前記第2の端部および前記第3の端部が6.4度未満の反射における散乱角を有することを特徴とする実施形態26に記載のガラス物品。
実施形態28
少なくとも500mmの長さでの450nmにおける透過率が85%以上である、少なくとも500mmの長さでの550nmにおける透過率が90%以上である、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおける透過率が85%以上である、およびそれらの組合せであることを特徴とする実施形態1〜27のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態29
密度が約1.95g/cc(20℃)〜約2.7g/cc(20℃)の間であることを特徴とする実施形態1〜28のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態30
ヤング率が約62GPa〜約90GPaの間であることを特徴とする実施形態1〜29のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態31
CTE(0〜300℃)が約30×10−7/℃〜約95×10−7/℃の間であることを特徴とする実施形態1〜30のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態32
密度が約1.95g/cc(20℃)〜約2.7g/cc(20℃)の間であり、ヤング率が約62GPa〜約90GPaの間であり、CTE(0〜300℃)が約30×10−7/℃〜約95×10−7/℃の間であることを特徴とする実施形態1〜31のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態33
前記ガラス板が化学強化されていることを特徴とする実施形態1〜32のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態34
ある幅およびある高さを有する前面と、前記前面とは反対側の背面と、前記前面と前記背面との間にあり前記前面および前記背面の周囲に4つの端部を形成するある厚さとを有するガラス板を含むガラス物品において、
前記ガラス板が、約60モル%〜約80モル%の間のSiO、約0.1モル%〜約15モル%の間のAl、0モル%〜約12モル%のB、および約0.1モル%〜約15モル%のRO、および約0.1モル%〜約15モル%のROを含み、
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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、前記ガラスによって2dB/500mm以下の吸収が得られることを特徴とするガラス物品。
実施形態35
Fe+30Cr+35Ni<約60ppmであることを特徴とする実施形態34に記載のガラス物品。
実施形態36
Fe+30Cr+35Ni<約40ppmであることを特徴とする実施形態34または35に記載のガラス物品。
実施形態37
Fe+30Cr+35Ni<約30ppmであることを特徴とする実施形態34〜36のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態38
Fe+30Cr+35Ni<約20ppmであることを特徴とする実施形態34〜37のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態39
0<(RO−Al)<25、−11<(RO−Al)<11、および−15<(RO−Al−MgO)<11であることを特徴とする実施形態34〜38のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態40
前記ガラスによって0.5dB/500mm以下の吸収が得られることを特徴とする実施形態34〜39のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態41
前記ガラスによって0.25dB/500mm以下の吸収が得られることを特徴とする実施形態34〜40のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態42
約50モル%〜約90モル%の間のSiO
約0モル%〜約15モル%の間のAl
約0モル%〜約12モル%の間のB、および
約2モル%〜約25モル%のR
を有するガラス板を含むガラス物品において、
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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、
Fe+30Cr+35Ni<約60ppmであることを特徴とするガラス物品。
実施形態43
約0モル%〜約15モル%の間のAl、および
約0モル%〜約25モル%のR
を有するガラス板を含む導光板において、
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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、
Feは<約50ppmであることを特徴とする導光板。
実施形態44
約50モル%〜約90モル%の間のSiOおよび約0モル%〜約12モル%の間のBをさらに含むことを特徴とする実施形態43に記載の導光板。
実施形態45
前記ガラスがそれぞれ1ppm未満のCo、Ni、およびCrを含むことを特徴とする実施形態43または44に記載の導光板。
実施形態46
前記ガラスによって2dB/500mm以下の光減衰が得られることを特徴とする実施形態43〜45のいずれか一項に記載の導光板。
実施形態47
前記ガラスによって1dB/500mm以下の吸収が得られることを特徴とする実施形態43〜46のいずれか一項に記載の導光板。
実施形態48
前記ガラスによって0.5dB/500mm以下の吸収が得られることを特徴とする実施形態43〜47のいずれか一項に記載の導光板。
実施形態49
Fe+30Cr+35Ni<約60ppmであることを特徴とする実施形態43〜48のいずれか一項に記載の導光板。
実施形態50
Fe+30Cr+35Ni<約20ppmであることを特徴とする実施形態43〜49のいずれか一項に記載の導光板。
実施形態51
Alのモル%<ROのモル%である、またはAlのモル%はROのモル%と実質的に等しいことを特徴とする実施形態43〜50のいずれか一項に記載の導光板。
実施形態52
O−Al>0であることを特徴とする実施形態43〜51のいずれか一項に記載の導光板。
実施形態53
0<RO−Al<25であることを特徴とする実施形態52に記載の導光板。
実施形態54
x=2であり、RO−Al<15であることを特徴とする実施形態43〜52のいずれか一項に記載の導光板。
実施形態55
O−Al<2であることを特徴とする実施形態54に記載の導光板。
実施形態56
x=2であり、RO−Al−MgO>−15であることを特徴とする実施形態43〜52のいずれか一項に記載の導光板。
実施形態57
0<(RO−Al)<25、−11<(RO−Al)<11、および−15<(RO−Al−MgO)<11であることを特徴とする実施形態43〜52のいずれか一項に記載の導光板。
実施形態58
−1<(RO−Al)<2および−6<(RO−Al−MgO)<1であることを特徴とする実施形態43〜52のいずれか一項に記載の導光板。
実施形態59
少なくとも500mmの長さでの450nmにおける透過率が85%以上である、少なくとも500mmの長さでの550nmにおける透過率が90%以上である、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおける透過率が85%以上である、およびそれらの組合せであることを特徴とする実施形態43〜58のいずれか一項に記載の導光板。
実施形態60
Feの濃度が<約20ppmであることを特徴とする実施形態43〜59のいずれか一項に記載の導光板。
実施形態61
Feの濃度が<約10ppmであることを特徴とする実施形態43〜60のいずれか一項に記載の導光板。
実施形態62
前記ガラス板が化学強化されていることを特徴とする実施形態43〜61のいずれか一項に記載の導光板。
実施形態63
実施形態43〜62のいずれか一項に記載の導光板を含む表示装置において、前記導光板が、ある幅およびある高さを有する前面と、前記前面とは反対側の背面と、前記前面と前記背面との間にあり前記前面および前記背面の周囲に4つの端部を形成するある厚さとを有するガラス板をさらに含み、前記導光板の1つ以上の端部が光源によって照明されることを特徴とする表示装置。
実施形態64
前記光源が、LED、CCFL、OLED、およびそれらの組合せからなる群から選択されることを特徴とする実施形態63に記載の表示装置。
実施形態65
前記ガラスがそれぞれ1ppm未満のCo、Ni、およびCrを含むことを特徴とする実施形態63または64に記載の表示装置。
実施形態66
前記ガラスによって2dB/500mm以下の光減衰が得られることを特徴とする実施形態63〜65のいずれか一項に記載の表示装置。
実施形態67
Fe+30Cr+35Ni<約60ppmであることを特徴とする実施形態63〜66のいずれか一項に記載の表示装置。
実施形態68
Alのモル%<ROのモル%である、またはAlのモル%はROのモル%と実質的に等しいことを特徴とする実施形態63〜67のいずれか一項に記載の表示装置。
実施形態69
前記表示装置の厚さが5mm未満であることを特徴とする実施形態63〜68のいずれか一項に記載の表示装置。
実施形態70
少なくとも500mmの長さでの450nmにおける透過率が85%以上である、少なくとも500mmの長さでの550nmにおける透過率が90%以上である、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおける透過率が85%以上である、およびそれらの組合せであることを特徴とする実施形態63〜69のいずれか一項に記載の表示装置。
実施形態71
Feの濃度が<約20ppmであることを特徴とする実施形態63〜70のいずれか一項に記載の表示装置。
実施形態72
約50モル%〜約90モル%の間のSiO
約0モル%〜約15モル%の間のAl
約0モル%〜約12モル%の間のB、および
約2モル%〜約25モル%のR
を有するガラス板を含むガラス物品において、
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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、
前記ガラスによって、前記ガラス板中で2dB/500mm以下の光減衰が得られることを特徴とするガラス物品。
実施形態73
約62GPa〜約78GPaの間のヤング率を有するガラス板を含む導光板を含む表示装置において、
前記ガラス板が、約0モル%〜約15モル%の間のAlおよび約2モル%〜約25モル%のROを含み、
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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、
少なくとも500mmの長さでの450nmにおける前記ガラス板の透過率が85%以上である、少なくとも500mmの長さでの550nmにおける前記ガラス板の透過率が90%以上である、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおける前記ガラス板の透過率が85%以上であることを特徴とする表示装置。
実施形態74
前記ガラス板のFeの濃度が<約50ppmであることを特徴とする実施形態73に記載の表示装置。
実施形態75
前記ガラス板のFeの濃度が<約20ppmであることを特徴とする実施形態73または74に記載の表示装置。
実施形態76
前記ガラス板のFeの濃度が<約10ppmであることを特徴とする実施形態73〜75のいずれか一項に記載の表示装置。
実施形態77
前記表示装置の厚さが5mm未満であることを特徴とする実施形態73〜76のいずれか一項に記載の表示装置。
実施形態78
約62GPa〜約78GPaの間のヤング率を有するガラス板を含むガラス物品において、
前記ガラス板が、約0モル%〜約15モル%の間のAlおよび約2モル%〜約25モル%のROを含み、
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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、
少なくとも500mmの長さでの450nmにおける前記ガラス板の透過率が85%以上である、少なくとも500mmの長さでの550nmにおける前記ガラス板の透過率が90%以上である、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおける前記ガラス板の透過率が85%以上であることを特徴とするガラス物品。
実施形態79
前記ガラス板のFeの濃度が<約50ppmであることを特徴とする実施形態78に記載のガラス物品。
実施形態80
前記ガラス板のFeの濃度が<約20ppmであることを特徴とする実施形態78または79に記載のガラス物品。
実施形態81
前記ガラス板のFeの濃度が<約10ppmであることを特徴とする実施形態78〜80のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態82
前記ガラス物品が導光板であることを特徴とする実施形態78〜81のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態83
実施形態82に記載の導光板を含む表示装置において、前記導光板が、ある幅およびある高さを有する前面と、前記前面とは反対側の背面と、前記前面と前記背面との間にあり前記前面および前記背面の周囲に4つの端部を形成するある厚さとを有するガラス板をさらに含み、前記導光板の1つ以上の端部が光源によって照明されることを特徴とする表示装置。
実施形態84
約0モル%〜約15モル%の間のAl、および約2モル%〜約25モル%のROを有するガラス板を含むガラス物品において、
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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、
O−Alが<25であり、
少なくとも500mmの長さでの450nmにおける前記ガラス板の透過率が85%以上である、少なくとも500mmの長さでの550nmにおける前記ガラス板の透過率が90%以上である、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおける前記ガラス板の透過率が85%以上であることを特徴とするガラス物品。
実施形態85
前記ガラス板のFeの濃度が<約50ppmであることを特徴とする実施形態84に記載のガラス物品。
実施形態86
前記ガラス板のFeの濃度が<約20ppmであることを特徴とする実施形態84または85に記載のガラス物品。
実施形態87
前記ガラス板のFeの濃度が<約10ppmであることを特徴とする実施形態84〜86のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態88
x=2およびRO−Al<12であることを特徴とする実施形態84〜87のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態89
O−Al>0であることを特徴とする実施形態84〜88のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態90
O−Al<2であることを特徴とする実施形態84〜89のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態91
x=2であり、RO−Al−MgO>−15であることを特徴とする実施形態84〜87のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態92
0<(RO−Al)<25、−11<(RO−Al)<11、および−15<(RO−Al−MgO)<11であることを特徴とする実施形態84〜87のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態93
−1<(RO−Al)<2および−6<(RO−Al−MgO)<1であることを特徴とする実施形態84〜87のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態94
約50モル%〜約90モル%の間のSiO
約0モル%〜約15モル%の間のAl
約0モル%〜約12モル%の間のB、および
約0モル%〜約25モル%のR
を有するガラス板を含むガラス物品において、
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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、
前記ガラスによって、前記ガラス板中で2dB/500mm以下の光減衰が得られ、
0<(RO−Al)<25、−11<(RO−Al)<11、および−15<(RO−Al−MgO)<11であることを特徴とするガラス物品。
実施形態95
前記ガラス板のFeの濃度が<約50ppmであることを特徴とする実施形態94に記載のガラス物品。
実施形態96
Fe+30Cr+35Ni<約60ppmであることを特徴とする実施形態94または95に記載のガラス物品。
実施形態97
1760℃未満のT200P温度を有することを特徴とする実施形態1〜33のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態98
1730℃未満のT200P温度を有することを特徴とする実施形態1〜33のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態99
1700℃未満のT200P温度を有することを特徴とする実施形態1〜33のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態100
100kP(10kPa・s)を超える液相線粘度を有することを特徴とする実施形態1〜33のいずれか一項に記載のガラス物品。
実施形態101
500kP(50kPa・s)を超える液相線粘度を有することを特徴とする実施形態1〜33のいずれか一項に記載のガラス物品。

Claims (29)

  1. ある幅およびある高さを有する前面と、前記前面とは反対側の背面と、前記前面と前記背面との間にあり前記前面および前記背面の周囲に4つの端部を形成するある厚さとを有するガラス板を含むガラス物品において、
    前記ガラス板が、約50モル%〜約90モル%の間のSiO、約0モル%〜約20モル%の間のAl、0モル%〜約20モル%のB、および約0モル%〜約25モル%のROを含み、
    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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、前記ガラスによって2dB/500mm以下の吸収が得られることを特徴とするガラス物品。
  2. 0<RO−Al<15であることを特徴とする請求項1に記載のガラス物品。
  3. x=2でありRO−Al−MgO>−15であることを特徴とする請求項1または2に記載のガラス物品。
  4. 0<(RO−Al)<25、−11<(RO−Al)<11、および−15<(RO−Al−MgO)<11であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のガラス物品。
  5. 100kP(10kPa・s)を超える液相線粘度および1760℃未満のT200P温度を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のガラス物品。
  6. 前記ガラスがそれぞれ1ppm未満のCo、Ni、およびCrを含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のガラス物品。
  7. Feの濃度が<約50ppmであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のガラス物品。
  8. Fe+30Cr+35Ni<約60ppmであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のガラス物品。
  9. 少なくとも500mmの長さでの450nmにおける透過率が85%以上である、少なくとも500mmの長さでの550nmにおける透過率が90%以上である、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおける透過率が85%以上である、およびそれらの組合せであることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載のガラス物品。
  10. 密度が約1.95g/cc(20℃)〜約2.7g/cc(20℃)の間であり、ヤング率が約62GPa〜約90GPaの間である、または前記CTE(0〜300℃)が約30×10−7/℃〜約95×10−7/℃の間であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載のガラス物品。
  11. 約50モル%〜約90モル%の間のSiO
    約0モル%〜約15モル%の間のAl
    約0モル%〜約12モル%の間のB、および
    約2モル%〜約25モル%のR
    を有するガラス板を含むガラス物品において、
    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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、
    Fe+30Cr+35Ni<約60ppmであることを特徴とするガラス物品。
  12. 約0モル%〜約15モル%の間のAl、および
    約0モル%〜約25モル%のR
    を有するガラス板を含む導光板において、
    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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、
    Feは<約50ppmであることを特徴とする導光板。
  13. 前記ガラスがそれぞれ1ppm未満のCo、Ni、およびCrを含むことを特徴とする請求項12に記載の導光板。
  14. 前記ガラスによって2dB/500mm以下の光減衰が得られることを特徴とする請求項12または13に記載の導光板。
  15. Fe+30Cr+35Ni<約60ppmであることを特徴とする請求項12〜14のいずれか一項に記載の導光板。
  16. Alのモル%<ROのモル%である、またはAlのモル%はROのモル%と実質的に等しいことを特徴とする請求項12〜15のいずれか一項に記載の導光板。
  17. O−Al>0であることを特徴とする請求項12〜16のいずれか一項に記載の導光板。
  18. 0<(RO−Al)<25、−11<(RO−Al)<11、および−15<(RO−Al−MgO)<11であることを特徴とする請求項12〜17のいずれか一項に記載の導光板。
  19. −1<(RO−Al)<2および−6<(RO−Al−MgO)<1であることを特徴とする請求項12〜18のいずれか一項に記載の導光板。
  20. 少なくとも500mmの長さでの450nmにおける透過率が85%以上である、少なくとも500mmの長さでの550nmにおける透過率が90%以上である、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおける透過率が85%以上である、およびそれらの組合せであることを特徴とする請求項12〜19のいずれか一項に記載の導光板。
  21. 請求項12〜20のいずれか一項に記載の導光板を含む表示装置において、前記導光板が、ある幅およびある高さを有する前面と、前記前面とは反対側の背面と、前記前面と前記背面との間にあり前記前面および前記背面の周囲に4つの端部を形成するある厚さとを有するガラス板をさらに含み、前記導光板の1つ以上の端部が光源によって照明されることを特徴とする表示装置。
  22. 約62GPa〜約78GPaの間のヤング率を有するガラス板を含むガラス物品において、
    前記ガラス板が、約0モル%〜約15モル%の間のAlおよび約2モル%〜約25モル%のROを含み、
    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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、
    少なくとも500mmの長さでの450nmにおける前記ガラス板の透過率が85%以上である、少なくとも500mmの長さでの550nmにおける前記ガラス板の透過率が90%以上である、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおける前記ガラス板の透過率が85%以上であることを特徴とするガラス物品。
  23. 前記ガラス板のFeの濃度が<約50ppmであることを特徴とする請求項22に記載のガラス物品。
  24. 前記ガラス物品が導光板であることを特徴とする請求項22または23に記載のガラス物品。
  25. 請求項22〜24のいずれか一項に記載の導光板を含む表示装置において、前記導光板が、ある幅およびある高さを有する前面と、前記前面とは反対側の背面と、前記前面と前記背面との間にあり前記前面および前記背面の周囲に4つの端部を形成するある厚さとを有するガラス板をさらに含み、前記導光板の1つ以上の端部が光源によって照明されることを特徴とする表示装置。
  26. 約0モル%〜約15モル%の間のAl、および約2モル%〜約25モル%のROを有するガラス板を含むガラス物品において、
    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RはZn、Mg、Ca、Sr、もしくはBaのいずれか1つ以上でありxは1であり、
    O−Alが<25であり、
    少なくとも500mmの長さでの450nmにおける前記ガラス板の透過率が85%以上である、少なくとも500mmの長さでの550nmにおける前記ガラス板の透過率が90%以上である、または少なくとも500mmの長さでの630nmにおける前記ガラス板の透過率が85%以上であることを特徴とするガラス物品。
  27. 前記ガラス板のFeの濃度が<約50ppmであることを特徴とすることを特徴とする請求項26に記載のガラス物品。
  28. 0<(RO−Al)<25、−11<(RO−Al)<11、および−15<(RO−Al−MgO)<11であることを特徴とする請求項26または27に記載のガラス物品。
  29. −1<(RO−Al)<2および−6<(RO−Al−MgO)<1であることを特徴とする請求項26〜28のいずれか一項に記載のガラス物品。
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