JP2019036379A - Light guide plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置に用いられる導光板に関する。 The present invention relates to a light guide plate used in a liquid crystal display device.
液晶表示装置は、テレビ、パーソナルコンピュータや各種モニターとして使用されるので、十分な明るさとともに高い色再現性が要求される。液晶表示装置は、液晶パネルと、液晶パネルに対向する導光板と、導光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)。導光板は、基材としての樹脂板と、樹脂板上に形成される光散乱部とを有する。導光板には、高透過であること、かつできるだけ無彩色で面内均一な色の光を取り出せることが求められる。液晶表示装置の薄型大型化に伴って、この要求はさらに高まっている。 Since the liquid crystal display device is used as a television, a personal computer, or various monitors, high brightness and high color reproducibility are required. The liquid crystal display device includes a liquid crystal panel, a light guide plate facing the liquid crystal panel, and a light source that irradiates the liquid crystal panel with light through the light guide plate (see, for example, Patent Document 1). The light guide plate has a resin plate as a base material and a light scattering portion formed on the resin plate. The light guide plate is required to be highly transmissive and to extract light of an achromatic color and a uniform color in the plane as much as possible. This demand is further increased as the liquid crystal display device becomes thinner and larger.
樹脂板は、光源から光が入射する端面と、端面に入射した光が取出される光取出面と、光取出面に対向する光散乱面とを有する。光散乱面には、光散乱部が複数配置されている。各々の光散乱部は、複数の光散乱粒子と、複数の光散乱粒子を結合するバインダーとを有する。光散乱粒子とバインダーとは異なる屈折率を有する。 The resin plate has an end face on which light is incident from a light source, a light extraction surface from which light incident on the end face is extracted, and a light scattering surface facing the light extraction surface. A plurality of light scattering portions are arranged on the light scattering surface. Each light scattering portion includes a plurality of light scattering particles and a binder that binds the plurality of light scattering particles. The light scattering particles and the binder have different refractive indexes.
光源からの光は、樹脂板の端面から樹脂板の内部に入り、全反射を繰り返して樹脂板の内部全体に広がり、樹脂板の光散乱面で散乱されることにより樹脂板の光取出面から出て、液晶パネルを照らす。 Light from the light source enters the inside of the resin plate from the end surface of the resin plate, repeats total reflection, spreads throughout the inside of the resin plate, and is scattered by the light scattering surface of the resin plate from the light extraction surface of the resin plate. Get out and illuminate the LCD panel.
近年、導光板の基材として、剛性、耐熱性や耐水性の観点から、ガラス板が検討されている。 In recent years, a glass plate has been studied as a base material for a light guide plate from the viewpoints of rigidity, heat resistance and water resistance.
ガラス中を伝搬する光は、樹脂中を伝搬する光と異なり、ガラス中で吸収される。吸収されるのは、入射光のうち所定の波長成分である。一方、ガラス中で吸収されなかった波長成分の少なくとも一部は、光散乱部で散乱される。散乱されてガラス中を伝搬する光のうち前記波長成分がガラス中で吸収される一方、吸収されない波長成分が再び光散乱部に入射して散乱されるということを順次繰り返して、光取出面から出射する。その結果、光取出面から取出される光の色度が、光源からの距離に応じて大きく変動して、色ムラが生じるという課題があった。 Unlike light propagating in resin, light propagating in glass is absorbed in glass. What is absorbed is a predetermined wavelength component of the incident light. On the other hand, at least a part of the wavelength component that is not absorbed in the glass is scattered by the light scattering portion. Of the light that is scattered and propagates in the glass, the wavelength component is absorbed in the glass, while the non-absorbed wavelength component is again incident on the light scattering portion and scattered to repeat from the light extraction surface. Exit. As a result, there has been a problem that the chromaticity of light extracted from the light extraction surface varies greatly depending on the distance from the light source, and color unevenness occurs.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、ガラス板の光取出面から取出される光の色ムラを視認できない程度に低減した、導光板の提供を主な目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a main object of the present invention is to provide a light guide plate in which unevenness in color of light extracted from the light extraction surface of the glass plate is reduced to an invisible level.
上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
光源から光が入射する端面と、前記端面に入射した光を取出す第1主表面と、前記第1主表面に対向する第2主表面とを有するガラス板を備え、
前記第2主表面に、中空粒子を含む光散乱部を複数備える導光板であって、
前記ガラス板は、酸化物基準の質量百分率表示で、Fe2O3を1質量ppm〜50質量ppm、NiOを0.01質量ppm〜2.0質量ppm、Cr2O3を0.01質量ppm〜2.0質量ppm、MnO2を0.01質量ppm〜50質量ppm、TiO2を0.01質量ppm〜1000質量ppm含み、鉄レドックスが25%以下であるガラスからなることを特徴とする、導光板が提供される。
In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention,
A glass plate having an end face into which light is incident from a light source, a first main surface for taking out light incident on the end face, and a second main surface facing the first main surface;
A light guide plate comprising a plurality of light scattering parts containing hollow particles on the second main surface,
The glass plate is represented by mass percentage based on oxides, Fe 2 O 3 1 wt ppm~50 mass ppm, NiO 0.01 mass ppm~2.0 mass ppm, Cr 2 O 3 0.01 wt It is characterized by comprising a glass containing ppm to 2.0 mass ppm, MnO 2 0.01 mass ppm to 50 mass ppm, TiO 2 0.01 mass ppm to 1000 mass ppm, and iron redox being 25% or less. A light guide plate is provided.
本発明の一態様によれば、ガラス板の光取出面から取出される光の色度のばらつきを低減した、導光板が提供される。 According to one embodiment of the present invention, a light guide plate is provided in which variation in chromaticity of light extracted from a light extraction surface of a glass plate is reduced.
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。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding components are denoted by the same or corresponding reference numerals, and description thereof is omitted. In this specification, “to” representing a numerical range means a range including numerical values before and after the numerical range.
図1は、一実施形態による導光板を含む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に対向する導光板20と、導光板20を介して液晶パネル10に光を照射する光源50とを備える。
FIG. 1 is a diagram illustrating a liquid crystal display device including a light guide plate according to an embodiment. The liquid crystal display device includes a
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。
The
導光板20は、基材としてのガラス板30と、光散乱部40とを含む。
The
ガラス板30は、平板であってよい。ガラス板30の板厚は、10mm以下が良く、より好ましくは4mm以下が良い。さらにより好ましくは3mm以下が良い。板厚が10mm以下であれば、液晶表示装置の重量と厚さとを適正な範囲にすることができる。またガラス板30の板厚は0.3mm以上が良く、より好ましくは0.7mm以上が良い。さらにより好ましくは1.0mm以上が良い。板厚が0.3mm以上であれば、適度な剛性を有し、ガラス単体での自立性を確保できる。また板厚が0.3mm以上であれば、光源の幅に比べてガラス板厚が同等以上となるため、光をガラス板30に効率良く入光させることができる。ガラス板30の板厚は、略均一である。
The
ガラス板30は、光源50が配置される第1端面31を有する。この第1端面31は入光面31とも呼ばれる。入光面31は、光源50からの光が入射する面である。
The
ガラス板30は、第1端面31に対向する第2端面32を有する。この第2端面32は入光対面32とも呼ばれる。入光対面32には、光反射層が形成されていてもよい。光反射層は、ガラス板30の内部を伝播する光をガラス板30の内部に向けて反射する。ガラス板30の輝度を向上できる。
The
ガラス板30は、液晶パネル10に対向する第1主表面35を有する。この第1主表面35は光取出面35とも呼ばれる。光取出面35は、ガラス板30の内部を伝搬する光を取出す面である。
The
ガラス板30は、第1主表面35に対向する第2主表面36を有する。この第2主表面36は光散乱面36とも呼ばれる。光散乱面36は、光散乱部40が形成される面である。
The
光散乱部40は、光散乱面36に配置されており、ガラス板30の内部を伝搬する光の少なくとも一部を散乱する。光散乱部40は、例えばドット状に形成され、第1端面31から第2端面32に向かって遠いほど密になるように配置されている。
The
尚、ガラス板30、および光散乱部40の詳細については後述する。
Details of the
ガラス板30の入光面31から入光対面32に向かう方向を縦とすると、縦寸法が482mm以上の場合に、このような構成とすることが導光板の色ムラ抑制の観点で効果的である。本発明の導光板の色ムラ抑制を効果的に可能とする縦寸法は、500mm以上、特に550mm以上である。
When the direction from the
光源50は、ガラス板30の入光面31に光を照射する。光源50からの光は、ガラス板30の入光面31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36で散乱されることにより光取出面35から出て、液晶パネル10を後方から均一に照らす。
The
光源50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。
As the
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。 For example, the white LED may be composed of a blue LED and a yellow phosphor. Moreover, white LED may be comprised by blue LED, green fluorescent substance, and red fluorescent substance. Since the light from the latter white LED is a mixture of the three primary colors of light, it is more excellent in color rendering.
尚、導光板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、導光板20の後方には反射フィルム等が配設されてよい。光源50、導光板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。
Note that a scattering film, a brightness enhancement film, a reflective polarizing film, a 3D film, a polarizing plate, and the like may be disposed between the
(光散乱部)
光散乱部40は、複数の中空粒子41を含有する。中空粒子をガラス板に塗工するにあたっては公知の方法が適用できる。たとえば中空粒子41とバインダー42との混合溶液をガラスに塗工した後、紫外線照射により硬化させる方法を適用可能である。
(Light scattering part)
The
光散乱部が一般的な中実微粒子で形成されている場合、入光対面32付近で出射される光が黄色っぽくなり、色ムラが顕著である。中実粒子による光散乱では、短波長ほど散乱強度が強く、また主に前方へと散乱される傾向がある。入光対面32側に出射する光は散乱を経て赤色となり、ガラスでの吸収を経て緑色よりになった光との混色により、入光対面32側では黄色よりになると考えられる。
When the light scattering portion is formed of general solid fine particles, the light emitted near the incident
光散乱部が中空粒子で形成されている場合、中実粒子を用いる場合に比べると色ムラが抑制されるが、ガラスの吸光度を適切に設計しなければ、入光対面32付近で出射される光が青色寄りになってしまう。これは、中空粒子による光散乱では、長波長ほど散乱強度が強く、また後方へ強く散乱される傾向があるためである。
When the light scattering portion is formed of hollow particles, color unevenness is suppressed as compared with the case of using solid particles, but if the absorbance of the glass is not designed appropriately, the light is emitted near the
中空粒子41は、例えば外殻と、外殻の内部に形成される空隙とを有する。外殻は、例えば重合体で形成される。中空粒子41の外径は、例えば0.4μm〜5μm、好ましくは0.4μm〜4μm、より好ましくは0.4μm〜3μm、さらに好ましくは0.5μm〜2μmである。以下、中空粒子41の製造方法について説明する。
The
特定のモノマー(第1重合性モノマー)(α)を水性媒体中で乳化重合させて第1ポリマー粒子(i)の分散体を調製し、次いで、第1ポリマー粒子(i)の表層を特定の第2重合性モノマー(β)に由来する第2ポリマーと未反応の第2重合性モノマー(β)を含むシェル層で被覆させたコアシェル状のポリマー粒子(ii)の分散体を調製し、次いで、コアシェル状のポリマー粒子(ii)の分散体のpHを揮発性塩基によって7以上(25℃換算値)に調整し、コアシェル状のポリマー粒子(ii)を中和膨潤させて、架橋中空ポリマー粒子水分散体(iii)を調製する。この架橋中空ポリマー粒子水分散体(iii)を乾燥させることにより、重合体を含む物質と空気の、異なる物質からなる中空粒子を得る。 A specific monomer (first polymerizable monomer) (α) is emulsion-polymerized in an aqueous medium to prepare a dispersion of the first polymer particles (i), and then the surface layer of the first polymer particles (i) is specified Preparing a dispersion of core-shell polymer particles (ii) coated with a shell layer comprising a second polymer derived from the second polymerizable monomer (β) and an unreacted second polymerizable monomer (β); The pH of the dispersion of the core-shell polymer particles (ii) is adjusted to 7 or more (25 ° C. converted value) with a volatile base, and the core-shell polymer particles (ii) are neutralized and swollen to form crosslinked hollow polymer particles An aqueous dispersion (iii) is prepared. The crosslinked hollow polymer particle aqueous dispersion (iii) is dried to obtain hollow particles made of a substance containing a polymer and air.
第1重合性モノマー(α)は、不飽和カルボン酸(α−1)(以下、「モノマー(α−1)」と言うことがある。)およびラジカル重合性モノマー(α−2)(以下、「モノマー(α−2)」と言うことがある。)からなる。 The first polymerizable monomer (α) is an unsaturated carboxylic acid (α-1) (hereinafter sometimes referred to as “monomer (α-1)”) and a radical polymerizable monomer (α-2) (hereinafter referred to as “monomer (α-1)”). It may be referred to as “monomer (α-2)”.
モノマー(α−1)としては、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等のモノまたはジカルボン酸、前記ジカルボン酸の酸無水物等を挙げることができる。 Examples of the monomer (α-1) include mono- or dicarboxylic acids such as (meth) acrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid, and acid anhydrides of the dicarboxylic acid.
モノマー(α−2)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等の不飽和カルボン酸エステル、スチレン、α−メチルスチレン等の芳香族モノマー、(メタ)アクリロニトリル、酢酸ビニル、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド等を挙げることができる。 Examples of the monomer (α-2) include unsaturated carboxylic acid esters such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, and 2-ethylhexyl (meth) acrylate, Examples thereof include aromatic monomers such as styrene and α-methylstyrene, (meth) acrylonitrile, vinyl acetate, N, N-dimethyl (meth) acrylamide and the like.
第1ポリマー粒子(i)の表層を特定の第2重合性モノマー(β)に由来する第2ポリマーと未反応の第2重合性モノマー(β)を含むシェル層で被覆させたコアシェル状のポリマー粒子(ii)の分散体を調製する方法については、次のようにして行うことが可能である。 A core-shell polymer in which the surface layer of the first polymer particles (i) is coated with a shell layer containing a second polymer derived from a specific second polymerizable monomer (β) and an unreacted second polymerizable monomer (β) About the method of preparing the dispersion of particle | grains (ii), it is possible to carry out as follows.
第2重合性モノマー(β)は、架橋性ラジカル重合性モノマー(β−1)(以下、「モノマー(β−1)」と言うことがある。)10質量%〜80質量%、不飽和カルボン酸(β−2)(以下、「モノマー(β−2)」と言うことがある。)0質量%〜20質量%およびモノマー(β−1)と共重合可能な他のラジカル重合性モノマー(β−3)(以下、「モノマー(β−3)」と言うことがある。)0質量%〜90質量%からなる。 The second polymerizable monomer (β) is a crosslinkable radically polymerizable monomer (β-1) (hereinafter sometimes referred to as “monomer (β-1)”) 10 mass% to 80 mass%, unsaturated carboxylic acid. Acid (β-2) (hereinafter sometimes referred to as “monomer (β-2)”) 0% by mass to 20% by mass and other radical polymerizable monomers copolymerizable with monomer (β-1) ( β-3) (hereinafter sometimes referred to as “monomer (β-3)”) 0% by mass to 90% by mass.
上述の第1ポリマー粒子(i)を調製した後に、第1ポリマー粒子(i)5質量部〜1000質量部の存在下で、第2重合性モノマー(β)100質量部を水性溶媒中で乳化重合させて、第1ポリマー粒子(i)の表層に第2重合性モノマー(β)に由来する第2ポリマーと未反応の第2重合性モノマー(β)を含むシェル層を被覆させたコアシェル状のポリマー粒子(ii)の分散体を調製する。 After preparing the first polymer particles (i), 100 parts by mass of the second polymerizable monomer (β) is emulsified in an aqueous solvent in the presence of 5 parts by mass to 1000 parts by mass of the first polymer particles (i). A core-shell shape in which a shell layer containing a second polymer derived from the second polymerizable monomer (β) and an unreacted second polymerizable monomer (β) is coated on the surface layer of the first polymer particles (i) by polymerization. A dispersion of polymer particles (ii) is prepared.
モノマー(β−1)としては、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、ジシクロペンタジエン、ブタジエン、イソプレン、アリルグリシジルエーテル、グリシジル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の架橋性ラジカル重合性モノマーを用いることができる。 As the monomer (β-1), divinylbenzene, trivinylbenzene, dicyclopentadiene, butadiene, isoprene, allyl glycidyl ether, glycidyl (meth) acrylate, ethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol Crosslinkable radically polymerizable monomers such as tri (meth) acrylate and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate can be used.
モノマー(β−2)としては、前述したモノマー(α−1)の例として示した不飽和カルボン酸と同じものを用いることができ、中でも、粒子の安定性の観点から、(メタ)アクリル酸、イタコン酸等が好ましい。 As the monomer (β-2), the same unsaturated carboxylic acid as the example of the monomer (α-1) described above can be used, and (meth) acrylic acid is particularly preferable from the viewpoint of particle stability. Itaconic acid and the like are preferable.
モノマー(β−3)としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン等のモノエチレン性芳香族化合物、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等の不飽和カルボン酸エステル、(メタ)アクリロニトリル、酢酸ビニル、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミドなどの非架橋性ラジカル重合性モノマーを用いることができる。中でも、スチレン等のモノエチレン性芳香族化合物が好ましい。 Examples of the monomer (β-3) include monoethylenic aromatic compounds such as styrene and α-methylstyrene, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, Non-crosslinkable radically polymerizable monomers such as unsaturated carboxylic acid esters such as 2-ethylhexyl (meth) acrylate, (meth) acrylonitrile, vinyl acetate and N, N-dimethyl (meth) acrylamide can be used. Among these, monoethylenic aromatic compounds such as styrene are preferable.
尚、中空粒子を単離せず、架橋中空ポリマー粒子水分散体(iii)のまま溶剤置換により、中空粒子含有液状組成物を得て、バインダー42を形成するためのバインダー成分や、その他の所望とする成分を添加して、中空粒子を含有するドットパターンの形成に用いることも可能である。
In addition, without isolating the hollow particles, a binder component for forming the
また、中空粒子の製造方法の詳細については、国際公開第2005/071014号に記載された方法に従うことが望ましい。 Moreover, as for the details of the method for producing the hollow particles, it is desirable to follow the method described in International Publication No. 2005/071014.
バインダー42としては、可視光に対して高い透過性を有する樹脂が用いられる。そのような樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂および光硬化性樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
As the
バインダー42に使用する熱硬化性樹脂としては、公知のものが使用できるが、好ましくは、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂である。これらは単独でも2種以上の混合でもよい。
As the thermosetting resin used for the
バインダー42に使用する熱可塑性樹脂としては、公知のものが使用できるが、好ましくは、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂、アクリル樹脂、ABS樹脂、MS樹脂、スチレン系樹脂、ポリフッ化ビニリデンなどのフルオロオレフィン系樹脂であり、より好ましくは、アクリル樹脂、MS樹脂、スチレン系樹脂、ポリフッ化ビニリデンなどのフルオロオレフィン系樹脂である。これらは単独でも2種以上の混合でもよい。
As the thermoplastic resin used for the
バインダー42に使用する光硬化性樹脂としては、高分子量の光硬化性樹脂を挙げることができる。高分子量の光硬化性樹脂としては、ポリマー骨格に光重合性基が導入されたものであれば、特に制限なく公知のものが使用できる。このようなポリマー骨格としては、ポリエチレン骨格、ポリウレタン骨格、ポリエステル骨格、ポリアミド骨格、ポリイミド骨格、ポリオキシアルキレン骨格、ポリフェニレン骨格などが挙げられ、好ましくは、ポリエチレン骨格、ポリウレタン骨格である。光重合性基としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、アルケニル基、シンナモイル基、シンナミリデンアセチル基、ベンザルアセトフェノン基、スチリルピリジン基、α−フェニルマレイミド、フェニルアジド基、スルフォニルアジド基、カルボニルアジド基、ジアゾ基、o−キノンジアジド基、フリルアクリロイル基、クマリン基、ピロン基、アントラセン基、ベンゾフェノン基、ベンゾイン基、スチルベン基、ジチオカルバメート基、キサンテート基、1,2,3−チアジアゾール基、シクロプロペン基アザジオキサビシクロ基などが挙げられ、好ましい光重合性基は(メタ)アクリロイル基およびシンナモイル基であり、特に好ましくは(メタ)アクリロイル基である。これらは単独でも2種以上の混合でもよい。
Examples of the photocurable resin used for the
バインダーとしての樹脂と中空粒子との比率は、ガラスへの塗工方法や粘度等に応じて適宜調整できる。 The ratio between the resin as the binder and the hollow particles can be adjusted as appropriate according to the method of coating the glass, the viscosity, and the like.
(ガラス板)
ガラス板30のガラスとしては、例えば下記の高透過ガラスが用いられる。下記の高透過ガラスは、一般的なガラスに比べて、可視光線の全波長範囲(380〜780nm)において吸光度が低く、かつ吸光度の波長依存性が適切に設計されている。そのため、下記の高透過ガラスを導光板として用いた際に、主表面から出射される光の輝度が高く、かつ面内での色度差が小さく抑えられる。
(Glass plate)
As the glass of the
ここで、吸光度の波長依存性とは、可視光の波長帯ごとの光の吸光度の差異をいう。光散乱部に中空粒子を用い、吸光度の波長依存性が適切に設計されていない高透過率ガラスを導光板として用いた場合に、入光対面32付近で出射される光が青色寄りになってしまう。
Here, the wavelength dependence of absorbance refers to the difference in light absorbance for each wavelength band of visible light. When hollow particles are used for the light scattering portion and high transmittance glass whose wavelength dependency of absorbance is not properly designed is used as the light guide plate, the light emitted in the vicinity of the
しかしながら、本発明における高透過ガラスは、吸光度の波長依存性が適切に設計されており、導光するに従い青色の光がガラスに吸収されるため、出射される光の色度は面内にわたって均一である。具体的には、本発明における高透過ガラスは、青色の吸光度が赤色の吸光度に比べてわずかに大きく設計されている。しかしながら、青色の吸光度が大きすぎず、ガラスの吸収による色ムラが顕著に現れることはない。 However, the high-transmission glass in the present invention is designed so that the wavelength dependence of absorbance is appropriately designed, and blue light is absorbed by the glass as it is guided, so the chromaticity of the emitted light is uniform throughout the surface. It is. Specifically, the high transmittance glass in the present invention is designed such that the blue absorbance is slightly larger than the red absorbance. However, the blue absorbance is not too high, and color unevenness due to glass absorption does not appear remarkably.
ガラス板の光吸収の主要因は、不純物として含まれる鉄イオンである。鉄は、工業的に生産されるガラスの原料として不可避的に含有されるものであり、ガラス中への鉄の混入は避けられない。鉄イオンは、ガラス中において二価(Fe2+)及び三価(Fe3+)の形態をとるが、特に問題となるのは波長490〜780nmに幅広い吸収を持つFe2+である。Fe3+は、波長380〜490nmに吸収バンドを有するが、単位濃度あたりの吸光係数がFe2+と比べ一桁小さいため影響が小さい。ガラス板30における鉄の含有量と、二価(Fe2+)と三価(Fe3+)の比率は、面内での色度差を小さく抑えられるよう、適切に調整されなければならない。
The main factor of light absorption of the glass plate is iron ions contained as impurities. Iron is unavoidably contained as a raw material for industrially produced glass, and it is inevitable that iron is mixed into the glass. Iron ions take the form of divalent (Fe 2+ ) and trivalent (Fe 3+ ) in the glass, but what is particularly problematic is Fe 2+ having a wide absorption at wavelengths of 490 to 780 nm. Fe 3+ has an absorption band at a wavelength of 380 to 490 nm, but its influence is small because the extinction coefficient per unit concentration is one digit smaller than that of Fe 2+ . The iron content in the
特に、液晶テレビ等のエッジライト方式の面状発光体装置用の導光体として、ガラス板の採用を検討するに当たっては、液晶テレビの画面内の色度差を小さくする観点から、波長380〜780nmの全波長域におけるガラス板の内部透過率スペクトルにおいて光散乱部での散乱特性を考慮することが重要である。例えば、液晶テレビの導光体において、光源に近いところでは、光の伝播距離が短いために正確に色の再現ができるが、光源から離れるに従い、散乱部における散乱の波長依存性の影響を大きく受け、色がシフトする。特に、液晶テレビがより大画面となるに従って、色度差が生じやすくなる。 In particular, when considering the use of a glass plate as a light guide for an edge light type planar light emitting device such as a liquid crystal television, from the viewpoint of reducing the chromaticity difference in the screen of the liquid crystal television, a wavelength of 380 to 380 is used. It is important to consider the scattering characteristics at the light scattering portion in the internal transmittance spectrum of the glass plate in the entire wavelength region of 780 nm. For example, in the light guide of a liquid crystal television, the color can be accurately reproduced near the light source because the light propagation distance is short, but as the distance from the light source increases, the influence of the wavelength dependence of scattering at the scattering portion increases. The color shifts. In particular, the chromaticity difference is likely to occur as the liquid crystal television has a larger screen.
高透過ガラスは、酸化物基準の質量百分率表示で、Fe2O3を1質量ppm〜50質量ppm、NiOを0.01質量ppm〜2.0質量ppm、Cr2O3を0.01質量ppm〜2.0質量ppm、MnO2を0.01質量ppm〜50質量ppm、TiO2を0.01質量ppm〜1000質量ppm含み、鉄レドックスが25%以下である。 Highly transmissive glass is expressed in terms of oxide based mass percentage, Fe 2 O 3 is 1 mass ppm to 50 mass ppm, NiO is 0.01 mass ppm to 2.0 mass ppm, and Cr 2 O 3 is 0.01 mass. It contains ppm to 2.0 mass ppm, 0.01 mass ppm to 50 mass ppm of MnO 2 , 0.01 mass ppm to 1000 mass ppm of TiO 2 , and iron redox is 25% or less.
高透過ガラスとしては、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。 Representative examples of the highly transmissive glass include the following three types: (1) glass A, (2) glass B, and (3) glass C. In the following description of glasses A to C, the glass composition and refractive index are average values, “%” means mass%, and “ppm” means mass ppm.
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1ppm〜50ppm、NiOを0.01ppm〜2.0ppm、Cr2O3を0.01ppm〜2.0ppm、MnO2を0.01質量ppm〜50質量ppm、TiO2を0.01質量ppm〜1000質量ppm含む。ガラスAの鉄レドックスは、25%以下である。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。 Glass A is an oxide-based mass percentage display, with SiO 2 60-60%, Al 2 O 3 0-7%, MgO 0-10%, CaO 0-20%, and SrO 0-15. %, BaO 0-15%, Na 2 O 3-20%, K 2 O 0-10%, Fe 2 O 3 1 ppm-50 ppm, NiO 0.01 ppm-2.0 ppm, Cr 2 O 3 to 0.01 ppm to 2.0 ppm, MnO 2 to 0.01 mass ppm to 50 mass ppm, and TiO 2 to 0.01 mass ppm to 1000 mass ppm. The iron redox of glass A is 25% or less. The refractive index at room temperature of the glass A helium d-line (wavelength 587.6 nm) is 1.45 to 1.60. Specific examples include Examples 1 to 4 and Example 15 in Table 1.
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1ppm〜50ppm、NiOを0.01ppm〜2.0ppm、Cr2O3を0.01ppm〜2.0ppm、MnO2を0.01質量ppm〜50質量ppm、TiO2を0.01質量ppm〜1000質量ppm含む。ガラスBの鉄レドックスは、25%以下である。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。 Glass B is expressed in terms of mass percentage based on oxide, and SiO 2 is 45 to 80%, Al 2 O 3 is more than 7% and 30% or less, B 2 O 3 is 0 to 15%, MgO is 0 to 15%, CaO 0-6% of SrO 0-5%, containing 0-5% of BaO, a Na 2 O 7 to 20% 0% of K 2 O, the ZrO 2 0% Fe 2 the O 3 1ppm~50ppm, 0.01ppm~2.0ppm the NiO, 0.01ppm~2.0ppm the Cr 2 O 3, MnO 2 and 0.01 mass ppm~50 mass ppm, the TiO 2 0.01 Contains ppm to 1000 ppm by mass. The iron redox of glass B is 25% or less. The refractive index at room temperature of the helium d-line (wavelength 587.6 nm) of glass B is, for example, 1.45 to 1.60. Glass B is easy to ion exchange and easy to chemically strengthen. Specific examples include Examples 5 to 11 in Table 1.
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1〜50ppm、NiOを0.01ppm〜2.0ppm、Cr2O3を0.01ppm〜2.0ppm、MnO2を0.01質量ppm〜50質量ppm、TiO2を0.01質量ppm〜1000質量ppm含む。ガラスCの鉄レドックスは、25%以下である。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。 Glass C is an oxide-based mass percentage display, and SiO 2 is 45 to 70%, Al 2 O 3 is 10 to 30%, B 2 O 3 is 0 to 15%, MgO, CaO, SrO and BaO are total. 5 to 30%, Li 2 O, Na 2 O and K 2 O in total of 0% or more and less than 3%, Fe 2 O 3 1-50 ppm, NiO 0.01 ppm-2.0 ppm, Cr 2 It contains 0.01 ppm to 2.0 ppm of O 3 , 0.01 mass ppm to 50 mass ppm of MnO 2, and 0.01 mass ppm to 1000 mass ppm of TiO 2 . The iron redox of glass C is 25% or less. The refractive index at room temperature of the helium d-line (wavelength 587.6 nm) of glass C is, for example, 1.45 to 1.60. Specific examples include Examples 12 to 14 in Table 1.
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。
The composition range of each component of glass A, B, and C is demonstrated below.
SiO 2 is a main component of glass.
In order to maintain the weather resistance and devitrification properties of the glass, the content of SiO 2 is preferably 60% or more, more preferably 63% or more in the glass A in terms of oxide-based mass percentage, and the glass B Is preferably 45% or more, more preferably 50% or more. In the glass C, it is preferably 45% or more, more preferably 50% or more.
On the other hand, the content of SiO 2 is easy to dissolve and the foam quality is good, and the content of divalent iron (Fe 2+ ) in the glass is kept low, and the optical properties are good. Therefore, in glass A, it is preferably 80% or less, more preferably 75% or less, in glass B, preferably 80% or less, more preferably 70% or less, and in glass C, preferably 70% or less, more preferably 65% or less.
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。
Al 2 O 3 is an essential component for improving the weather resistance of the glass B and C. In the glass A, the content of Al 2 O 3 is preferably 0% or more, more preferably 2% or more. In the glass B, the content is preferably more than 7%, more preferably 10% or more. In C, it is preferably 10% or more, more preferably 13% or more.
However, in order to keep the content of divalent iron (Fe 2+ ) low, make the optical properties good, and make the foam quality good, the content of Al 2 O 3 is preferably in the glass A. 7% or less, more preferably 5% or less, in glass B, preferably 30% or less, more preferably 23% or less, and in glass C, preferably 30% or less, more preferably 20% or less. It is.
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。 B 2 O 3 is a component that promotes melting of the glass raw material and improves mechanical properties and weather resistance, but it does not cause inconveniences such as generation of striae due to volatilization and furnace wall erosion. The content of B 2 O 3 is preferably 5% or less, more preferably 3% or less in the glass A, and preferably 15% or less, more preferably 12% or less in the glasses B and C. It is.
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。
Alkali metal oxides such as Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O are useful components for accelerating melting of glass raw materials and adjusting thermal expansion, viscosity, and the like.
Therefore, in the glass A, the content of Na 2 O is preferably 3% or more, more preferably 8% or more. In the glass B, the content of Na 2 O is preferably 7% or more, more preferably 10% or more. However, the content of Na 2 O is preferably 20% or less in the glasses A and B in order to maintain the clarity during melting and maintain the foam quality of the produced glass, and 15% or less. More preferably, in glass C, it is preferably less than 3%, more preferably 1% or less.
Further, the content of K 2 O is preferably 10% or less, more preferably 7% or less in the glasses A and B, and preferably 2% or less, more preferably 1% in the glass C. It is as follows.
Further, Li 2 O is an optional component, but in order to facilitate vitrification, to keep the iron content contained as an impurity derived from the raw material low, and to keep the batch cost low, in glasses A, B and C, Li 2 O can be contained at 2% or less.
In addition, the total content of these alkali metal oxides (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) maintains the clarification at the time of melting, and in order to maintain the foam quality of the glass produced, in the glasses A and B, Preferably, it is 5% to 20%, more preferably 8% to 15%. In the glass C, it is preferably 0% to less than 3%, more preferably 0% to 1%.
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。
Alkaline earth metal oxides such as MgO, CaO, SrO, and BaO are useful components for accelerating melting of glass raw materials and adjusting thermal expansion, viscosity, and the like.
MgO has the effect of lowering the viscosity during glass melting and promoting the melting. Moreover, since there exists an effect | action which reduces specific gravity and makes a glass plate hard to wrinkle, it can be contained in glass A, B, and C. Further, in order to reduce the thermal expansion coefficient of the glass and to improve the devitrification properties, the content of MgO is preferably 10% or less, more preferably 8% or less in the glass A, In the glass B, it is preferably 15% or less, more preferably 12% or less, and in the glass C, it is preferably 10% or less, more preferably 5% or less.
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。 CaO is a component that promotes melting of the glass raw material and adjusts viscosity, thermal expansion, and the like, and therefore can be contained in the glasses A, B, and C. In order to obtain the above action, in the glass A, the content of CaO is preferably 3% or more, more preferably 5% or more. In order to improve devitrification, the glass A is preferably 20% or less, more preferably 10% or less, and the glass B is preferably 6% or less, more preferably 4%. It is as follows.
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。 SrO has the effect of increasing the thermal expansion coefficient and lowering the high temperature viscosity of the glass. In order to obtain such an effect, SrO can be contained in the glasses A, B and C. However, in order to keep the thermal expansion coefficient of the glass low, it is preferably 15% or less in the glass A and C, more preferably 10% or less, and in the glass B, 5% or less. Preferably, it is more preferably 3% or less.
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。 BaO, like SrO, has the effect of increasing the thermal expansion coefficient and lowering the high temperature viscosity of the glass. In order to acquire said effect, BaO can be contained in glass A, B, and C. FIG. However, in order to keep the thermal expansion coefficient of the glass low, it is preferably 15% or less in the glass A and C, more preferably 10% or less, and in the glass B, 5% or less. Preferably, it is more preferably 3% or less.
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。 Further, the total content of these alkaline earth metal oxides (MgO + CaO + SrO + BaO) is preferably 10% in the glass A in order to keep the coefficient of thermal expansion low, good devitrification properties and maintain strength. -30%, more preferably 13% -27%, in glass B, preferably 1% -15%, more preferably 3% -10%, in glass C, preferably 5-30% %, More preferably 10% to 20%.
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。ZrO2が10%以下であれば、ガラスが失透しにくいので、好ましい。 Glasses A, B, and C may contain 10% or less, preferably 5% or less, of ZrO 2 as an optional component in order to improve the heat resistance and surface hardness of the glass. If ZrO 2 is 10% or less, it is preferable because the glass is hardly devitrified.
ガラスA、B及びCは、ガラスの熔解性向上の観点からは、Fe2O3を1ppm〜50ppm含有させる。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1ppm〜50質量ppmであり、より好ましくは1ppm〜20質量ppmである。上記した全酸化鉄量が1ppm以上であれば、ガラスの赤外線の吸収が適正となるので熔解性を向上させることが可能であり、また、原料の精製に多大なコストがかかることもない。また、全酸化鉄量が50ppm以下であれば、ガラスの着色が抑制され、適正な可視光透過率を確保できる。 Glasses A, B, and C contain 1 ppm to 50 ppm of Fe 2 O 3 from the viewpoint of improving the meltability of the glass. Here, the amount of Fe 2 O 3 refers to the total iron oxide amount in terms of Fe 2 O 3. The total iron oxide content is preferably 1 ppm to 50 mass ppm, more preferably 1 ppm to 20 mass ppm. If the total iron oxide content is 1 ppm or more, the infrared absorption of the glass becomes appropriate, so that the meltability can be improved, and the cost of refining the raw material does not increase. Moreover, if the total iron oxide amount is 50 ppm or less, the coloring of the glass is suppressed, and an appropriate visible light transmittance can be secured.
ガラスA、B及びCにおいて、全鉄中に占める2価の鉄の割合は、鉄レドックスで表される。鉄レドックスは、Fe2O3に換算した2価の鉄の質量の、Fe2O3に換算した全鉄の質量に対する割合を%表示で示す。全鉄とは、2価の鉄と3価の鉄の合計である。2価の鉄と3価の鉄の比率は、25℃で測定したメスバウアー吸収スペクトルによって得られる。鉄レドックスが小さいほど、全鉄中に占める2価の鉄の割合が小さい。3価の鉄に比べて2価の鉄は吸収係数が大きいため、鉄レドックスは小さい方が好ましい。ガラスA、B及びCにおいて、鉄レドックスは、25%以下である。より好ましくは、20%以下であり、さらに好ましくは15%以下である。鉄レドックスは、生産性やコストを考慮すると3%以上が好ましい。 In glasses A, B and C, the proportion of divalent iron in the total iron is represented by iron redox. Iron redox, the mass of the bivalent iron terms of Fe 2 O 3, shows the rate at percentage relative to the mass of total iron as calculated as Fe 2 O 3. Total iron is the sum of divalent iron and trivalent iron. The ratio of divalent iron to trivalent iron is obtained by a Mossbauer absorption spectrum measured at 25 ° C. The smaller the iron redox, the smaller the proportion of divalent iron in the total iron. Since divalent iron has a larger absorption coefficient than trivalent iron, it is preferable that the iron redox is small. In glasses A, B and C, the iron redox is 25% or less. More preferably, it is 20% or less, and more preferably 15% or less. Iron redox is preferably 3% or more in consideration of productivity and cost.
また、ガラスA、B及びC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。 The glass A, B and C may contain SO 3 as a fining agent. In this case, the SO 3 content is preferably more than 0% and 0.5% or less in terms of mass percentage. 0.4% or less is more preferable, 0.3% or less is more preferable, and 0.25% or less is further preferable.
また、ガラスA、B及びC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。
The glass A, B and C may contain one or more of Sb 2 O 3, SnO 2 and As 2 O 3 as an oxidizing agent and a clarifying agent. In this case, the content of Sb 2 O 3 , SnO 2 or As 2 O 3 is preferably 0 to 0.5% in terms of mass percentage. 0.2% or less is more preferable, 0.1% or less is more preferable, and it is further more preferable not to contain substantially.
However, since Sb 2 O 3 , SnO 2 and As 2 O 3 act as an oxidizing agent for glass, they may be added within the above range depending on the purpose of adjusting the amount of Fe 2+ in the glass. However, As 2 O 3 is not positively contained from the environmental viewpoint.
また、ガラスA、B及びCは、NiOを含有する。NiOの含有量は、導光板の面内での色ムラを抑制するために、上記したガラス組成の合量に対し、0.01ppm以上2.0ppm以下である。特に、NiOは、波長450nm付近に強い吸収を持つため、ガラス板の吸収による色ムラを抑制するという観点から、NiOの含有量は、0.01ppm以上1.0ppm以下とするのが好ましく、0.01ppm以上0.4ppm以下とすることがより好ましい。 Glasses A, B, and C contain NiO. The content of NiO is 0.01 ppm or more and 2.0 ppm or less with respect to the total amount of the glass composition described above in order to suppress color unevenness in the plane of the light guide plate. In particular, since NiO has strong absorption in the vicinity of a wavelength of 450 nm, the content of NiO is preferably 0.01 ppm or more and 1.0 ppm or less from the viewpoint of suppressing color unevenness due to absorption of the glass plate. More preferably, the content is not less than 0.01 ppm and not more than 0.4 ppm.
ガラスA、B及びCは、Cr2O3を含有する。Cr2O3の含有量は、上記したガラス組成の合量に対し、0.01ppm以上2.0ppm以下である。しかしながら、Cr2O3は、波長450nm付近および650nm付近に強い吸収を持つため、ガラス板の吸収による色ムラを抑制するという観点から、Cr2O3の含有量は、0.01ppm以上1.0ppm以下とするのが好ましく、0.01ppm以上0.4ppm以下とすることがより好ましい。 Glasses A, B and C contain Cr 2 O 3 . The content of cr 2 O 3 is the total amount of the glass composition described above with respect to, at least 0.01 ppm 2.0 ppm or less. However, since Cr 2 O 3 has strong absorption near wavelengths of 450 nm and 650 nm, the content of Cr 2 O 3 is 0.01 ppm or more from the viewpoint of suppressing color unevenness due to absorption of the glass plate. It is preferably 0 ppm or less, and more preferably 0.01 ppm or more and 0.4 ppm or less.
ガラスA、B及びCは、MnO2を含有する。MnO2の含有量は、上記したガラス組成の合量に対し、0.01ppm以上50ppm以下である。特に、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、MnO2の含有量は、0.01ppm以上10ppm以下とすることが好ましく、0.01ppm以上5ppm以下とすることがより好ましい。 Glasses A, B and C contain MnO 2 . The content of MnO 2 is 0.01 ppm to 50 ppm with respect to the total amount of the glass composition described above. In particular, from the viewpoint of not reducing the internal transmittance of the glass plate at a wavelength of 400 to 700 nm, the content of MnO 2 is preferably 0.01 ppm or more and 10 ppm or less, more preferably 0.01 ppm or more and 5 ppm or less. preferable.
ガラスA、B及びCは、TiO2を含有する。TiO2の含有量は、上記したガラス組成の合量に対し、0.01ppm以上1000ppm以下である。特に、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、TiO2の含有量は、0.01ppm以上500ppm以下とすることが好ましく、0.01ppm以上100ppm以下とすることがより好ましい。 Glass A, B and C contains TiO 2. The content of TiO 2 is 0.01 ppm or more and 1000 ppm or less with respect to the total amount of the glass composition described above. In particular, from the viewpoint of not reducing the internal transmittance of the glass plate at a wavelength of 400 to 700 nm, the content of TiO 2 is preferably 0.01 ppm to 500 ppm, more preferably 0.01 ppm to 100 ppm. preferable.
ガラスA、B及びCは、CeO2を含んでいてもよい。CeO2には鉄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光度を小さくすることができる。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。CeO2の含有量が1000ppm以下であれば、可視光を吸収しすぎることもなく、また鉄レドックスを3%以上に維持できるので、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。 Glass A, B and C may include CeO 2. CeO 2 has an effect of lowering iron redox, and the absorbance of the glass at a wavelength of 400 to 700 nm can be reduced. The CeO 2 content is preferably 1000 ppm or less with respect to the total amount of the glass composition described above. A CeO 2 content of 1000 ppm or less is preferred because it does not absorb visible light too much and the iron redox can be maintained at 3% or more. The CeO 2 content is more preferably 500 ppm or less, further preferably 400 ppm or less, particularly preferably 300 ppm or less, and most preferably 200 ppm or less.
ガラスA、B及びC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。 Glasses A, B and C may contain at least one component selected from the group consisting of CoO, V 2 O 5 and CuO. When these components are contained, they also function as components that absorb visible light, and therefore the content of the components is preferably 10 ppm or less with respect to the total amount of the glass composition described above. In particular, it is preferable that these components are not substantially contained so as not to reduce the internal transmittance of the glass plate at a wavelength of 400 to 700 nm.
本実施形態によれば、ガラス板30のガラスとして所定の高透過ガラスを用いることで、散乱効率の波長依存性を吸光度の波長依存性で減殺する。これにより、光源50からの距離に応じた色度の変動を抑制できる。この効果は、ガラス板30が平面視で略長方形である場合、光が入射する端面から該端面に対向する端面に向かう方向に482mm以上の長さである場合に顕著である。
According to the present embodiment, the wavelength dependency of the scattering efficiency is reduced by the wavelength dependency of the absorbance by using a predetermined highly transmissive glass as the glass of the
[実施例1]
実施例1では、ガラス板の一方の主表面に拡散インキをドットパターン状に印刷し、紫外線照射によって硬化させることで、ガラス導光板を作製した。ガラス板のガラスとしては、表1に示す例15のガラスを用いた。ガラス板は、平面視で、略長方形であって、1396mm(55インチ)の対角線長さを有していた。ガラス板の寸法は、横1214mm、縦689mm、厚さ2.1mmであった。ガラス板の4つの端面のうち、入光面は鏡面加工し、残りの3面は粗削り加工した。拡散インキとしては、紫外線硬化性の中空粒子を含有するインキ(JSR社製、品番:SX8034)を用いた。
[Example 1]
In Example 1, a glass light guide plate was produced by printing a diffusion ink in a dot pattern on one main surface of a glass plate and curing it by ultraviolet irradiation. As the glass of the glass plate, the glass of Example 15 shown in Table 1 was used. The glass plate was substantially rectangular in plan view and had a diagonal length of 1396 mm (55 inches). The dimensions of the glass plate were 1214 mm wide, 689 mm long, and 2.1 mm thick. Of the four end surfaces of the glass plate, the light incident surface was mirror-finished and the remaining three surfaces were roughed. As the diffusion ink, an ink containing ultraviolet curable hollow particles (manufactured by JSR, product number: SX8034) was used.
作製したガラス導光板は、既製の液晶ディスプレイ(SONY株式会社製、KD−55X8500B)から取出したバックライトユニットのアクリル導光板と置き換えた。その後、暗室内でバックライトユニットの光源を点灯させ、ガラス導光板の光取出面から取出される光の色度のばらつきを測定した。 The produced glass light guide plate was replaced with the acrylic light guide plate of the backlight unit taken out from a ready-made liquid crystal display (SONY Co., Ltd., KD-55X8500B). Then, the light source of the backlight unit was turned on in the dark room, and the chromaticity variation of the light extracted from the light extraction surface of the glass light guide plate was measured.
図2は、実施例1によるガラス導光板の色度の測定点を示す図である。図2において、Hはガラス板30の横寸法(1214mm)、Vはガラス板30の縦寸法(689mm)である。図2に示す9つの測定点P1−1、P1−2、P1−3、P2−1、P2−2、P2−3、P3−1、P3−2、P3−3で、XYZ表色系の色度座標x、yを測定した。測定には、コニカミノルタ株式会社製の2次元色彩輝度計CA−2000を用いた。
FIG. 2 is a diagram illustrating measurement points of chromaticity of the glass light guide plate according to the first embodiment. In FIG. 2, H is the horizontal dimension (1214 mm) of the
[実施例2]
実施例2では、ガラス板の4つの端面のうち、入光面に対向する端面に反射テープを貼った以外、実施例1と同様にガラス導光板を作製して色度のばらつきを測定した。尚、反射テープとしては、遮光用ポリエステルフィルム粘着テープ(寺岡製作所社製、品番:6371 0.06 白黒 HF)を用いた。
[Example 2]
In Example 2, a glass light guide plate was produced in the same manner as in Example 1 except that a reflective tape was attached to the end surface facing the light incident surface among the four end surfaces of the glass plate, and variations in chromaticity were measured. As the reflective tape, a light-shielding polyester film adhesive tape (manufactured by Teraoka Seisakusho, product number: 6371 0.06 black and white HF) was used.
[比較例1]
比較例1では、拡散インキとして、高反射白インキ(帝国インキ社製、品番:GLS-HF CLEAR)を用いた以外、実施例1と同様にガラス導光板を作製して色度のばらつきを測定した。この高反射白インキは、中実のシリカ粒子とバインダーとを含むものであった。
[Comparative Example 1]
In Comparative Example 1, a glass light guide plate was prepared and the chromaticity variation was measured in the same manner as in Example 1 except that a highly reflective white ink (product number: GLS-HF CLEAR) was used as the diffusion ink. did. This highly reflective white ink contained solid silica particles and a binder.
[比較例2]
比較例2では、ガラス板の4つの端面のうち、入光面に対向する端面に反射テープを貼った以外、比較例1と同様にガラス導光板を作製して色度のばらつきを測定した。尚、反射テープとしては、実施例2同様のものを用いた。
[Comparative Example 2]
In Comparative Example 2, a glass light guide plate was prepared and the chromaticity variation was measured in the same manner as in Comparative Example 1, except that a reflective tape was attached to the end surface facing the light incident surface among the four end surfaces of the glass plate. Note that the same reflective tape as in Example 2 was used.
[評価結果]
評価結果を表2、表3に示す。
[Evaluation results]
The evaluation results are shown in Tables 2 and 3.
表2において、Δxは9つの測定点P1−1、P1−2、P1−3、P2−1、P2−2、P2−3、P3−1、P3−2、P3−3での色度座標xの最大値と最小値との差の大きさ、Δyは9つの測定点P1−1、P1−2、P1−3、P2−1、P2−2、P2−3、P3−1、P3−2、P3−3での色度座標yの最大値と最小値との差の大きさを表す。 In Table 2, Δx is the chromaticity coordinate at nine measurement points P1-1, P1-2, P1-3, P2-1, P2-2, P2-3, P3-1, P3-2, and P3-3. The magnitude of the difference between the maximum value and the minimum value of x, Δy is nine measurement points P1-1, P1-2, P1-3, P2-1, P2-2, P2-3, P3-1, P3- 2 represents the magnitude of the difference between the maximum value and the minimum value of the chromaticity coordinates y in P3-3.
上記のとおり、本発明の実施例のガラス板は55インチサイズである。比較例1、2は縦寸法が482mm以下であれば基準を満たすが、482mmを超えるとΔy≦0.030を満たさないのに対し、実施例1、2はすべての測定点において基準を満たす。すなわち、縦寸法が482mmのガラス板では、本発明における高透過ガラスであればΔy≦0.030を満たすようにできることを示している。 As described above, the glass plate of the embodiment of the present invention is 55 inches in size. Comparative Examples 1 and 2 satisfy the standard if the vertical dimension is 482 mm or less, whereas Δy ≦ 0.030 is not satisfied when the vertical dimension exceeds 482 mm, whereas Examples 1 and 2 satisfy the standard at all measurement points. That is, it is shown that a glass plate having a longitudinal dimension of 482 mm can satisfy Δy ≦ 0.030 if the highly transmissive glass in the present invention is used.
[試験例]
ガラス板30の第1主表面35から出射される光の色度をシミュレーション解析した実例について説明する。このシミュレーション解析には、光線追跡ソフト(Light Tools:サイバーネットシステム社製)を用いた。
[Test example]
An example in which the chromaticity of light emitted from the first
本解析において、ガラス板30のサイズは690mm×100mmであるとし、板厚は2.1mmであるとした。100mmの辺に対向するよう複数のLED光源を配置し、長辺(690mmの辺)方向に導光するようにした。また、ガラス板30の第2主表面36に対向するよう反射シートを配置した。第2主表面36上には、複数の光散乱部40を設け、第1主表面35から均一な輝度で光が出射するようにした。LED光源から合計1000万本の光線を放ち、それらを追跡することにより、第1主表面35から出射される光の色度の分布を解析した。
In this analysis, the size of the
光散乱部40には20体積%の中実粒子または、20体積%の中空粒子を含有させた。中実粒子としては、シリカ粒子を想定し、屈折率は1.46、直径は2000nmとした。中空粒子としては、コアシェル構造のポリマー粒子を想定し、その中空部の屈折率は1.00、直径は300nmとした。なお、中空粒子のモデル化においては、シェル部は周囲のバインダーと屈折率がおよそ同等であるため、中空部のみをモデル化しても問題ない。ガラス板30およびバインダー42の屈折率は1.52とした。
The
ガラス板30として、Fe2O3、NiO、Cr2O3、MnO2、TiO2をいずれも含有しない高透過ガラスを設定し、光散乱部40に中実粒子を用いた場合、第一主表面から出射される光の色度座標yの最大値と最小値との差は0.0093であり、色度座標yは入光面31から離れるに従い増加した。
When the
ガラス板30として、Fe2O3、NiO、Cr2O3、MnO2、TiO2をいずれも含有しない高透過ガラスを設定し、光散乱部40に中空粒子を用いた場合、第一主表面から出射される光の色度座標yの最大値と最小値との差は0.0057であり、色度座標yは入光面31から離れるに従い減少した。
When
ガラス板30として、Fe2O3を19質量ppm、NiOを0.19質量ppm、Cr2O3を0.22質量ppm、MnO2を0.10質量ppm、TiO2を0.10質量ppm含有し、鉄レドックスが18.4%である高透過ガラスを設定し、光散乱部40に中空粒子を用いた場合、第一主表面から出射される光の色度座標yの最大値と最小値との差は0.0007であり、色度座標yは面内にわたってほぼ均一であった。
As the
ガラス板30として、Fe2O3を24質量ppm、NiOを0.19質量ppm、Cr2O3を0.22質量ppm、MnO2を0.10質量ppm、TiO2を0.10質量ppm含有し、鉄レドックスが14.6%である高透過ガラスを設定し、光散乱部40に中空粒子を用いた場合、第一主表面から出射される光の色度座標yの最大値と最小値との差は0.0006であり、色度座標yは面内にわたってほぼ均一であった。
As the
以上の結果より、光散乱部に中実粒子を用い、ガラスに適切でない高透過ガラスを用いた場合には、散乱の波長依存性により、出射光が、入光面から離れるに従い黄色へ移行することがわかる。また、面内での色ムラが大きく好ましくない。 From the above results, when solid particles are used for the light scattering part and high transmission glass that is not suitable for glass is used, the outgoing light shifts to yellow as it moves away from the light incident surface due to the wavelength dependence of scattering. I understand that. Further, the color unevenness in the surface is large and is not preferable.
光散乱部に中空粒子を用い、ガラスに適切でない高透過ガラスを用いた場合には、散乱の波長依存性により、出射光が、入光面から離れるに従い青色へ移行することがわかる。また、面内での色ムラが大きく好ましくない。 It can be seen that when hollow particles are used for the light scattering portion and high transmission glass that is not suitable for glass is used, the emitted light shifts to blue as it leaves the light incident surface due to the wavelength dependence of scattering. Further, the color unevenness in the surface is large and is not preferable.
光散乱部に中空粒子を用い、ガラスに本発明の高透過ガラスを用いた場合には、散乱の波長依存性による出射光の色変化が、ガラスの吸収特性により打ち消されており、面内での色ムラがほとんどなく、好ましい。 When hollow particles are used for the light scattering part and the high transmission glass of the present invention is used for the glass, the color change of the emitted light due to the wavelength dependence of the scattering is canceled by the absorption characteristics of the glass, There is almost no color unevenness and is preferable.
以上、導光板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。 As mentioned above, although embodiment of the light-guide plate etc. were described, this invention is not limited to the said embodiment etc., Various deformation | transformation and improvement are possible within the range of the summary of this invention described in the claim. is there.
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、導光板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50からの光は、導光板20の端面から内部に入り、導光板20の液晶パネル10に対向する主表面(後面)から出て、液晶パネル10を前方から均一に照らす。
For example, the liquid crystal display device of the above embodiment is a transmissive type, but may be a reflective type, and the
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。 Moreover, although the light source of the said embodiment is white LED, a fluorescent tube may be sufficient. Moreover, the kind of white LED is not specifically limited, For example, you may make fluorescent substance light-emit using ultraviolet LED with a wavelength shorter than blue LED instead of blue LED. Further, instead of the phosphor-type white LED, a three-color LED-type white LED may be used.
10 液晶パネル
20 導光板
30 ガラス板
31 第1端面(入光面)
32 第2端面
35 第1主表面(光取出面)
36 第2主表面(光散乱面)
40 光散乱部
41 中空粒子
42 バインダー
50 光源
DESCRIPTION OF
32
36 Second main surface (light scattering surface)
40
Claims (3)
前記第2主表面に、中空粒子を含む光散乱部を複数備える導光板であって、
前記ガラス板は、酸化物基準の質量百分率表示で、Fe2O3を1質量ppm〜50質量ppm、NiOを0.01質量ppm〜2.0質量ppm、Cr2O3を0.01質量ppm〜2.0質量ppm、MnO2を0.01質量ppm〜50質量ppm、TiO2を0.01質量ppm〜1000質量ppm含み、鉄レドックスが25%以下であるガラスからなることを特徴とする、導光板。 A glass plate having an end face into which light is incident from a light source, a first main surface for taking out light incident on the end face, and a second main surface facing the first main surface;
A light guide plate comprising a plurality of light scattering parts containing hollow particles on the second main surface,
The glass plate is represented by mass percentage based on oxides, Fe 2 O 3 1 wt ppm~50 mass ppm, NiO 0.01 mass ppm~2.0 mass ppm, Cr 2 O 3 0.01 wt It is characterized by comprising a glass containing ppm to 2.0 mass ppm, MnO 2 0.01 mass ppm to 50 mass ppm, TiO 2 0.01 mass ppm to 1000 mass ppm, and iron redox being 25% or less. A light guide plate.
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