JP2019182700A

JP2019182700A - 導光板

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Publication number: JP2019182700A
Application number: JP2018074488A
Authority: JP
Inventors: 昌宏林; Masahiro Hayashi
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2018-04-09
Filing date: 2018-04-09
Publication date: 2019-10-24
Anticipated expiration: 2038-04-09
Also published as: TW201944110A; WO2019198363A1; JP7429093B2

Abstract

【課題】ガラス板を使用した場合でも、可視域で輝度が低下し難い導光板を創案する。【解決手段】本発明の導光板は、少なくともガラス板を有する導光板であって、該ガラス板が、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２５５〜８０％、Ａｌ２Ｏ３０〜１５％、Ｂ２Ｏ３１〜２０％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ１〜２０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ０．１〜１０％、ＳｎＯ２０〜０．５％、Ｓｂ２Ｏ３０〜０．５％、Ｆｅ２Ｏ３０〜０．００５％（５０質量ｐｐｍ以下）を含有し、質量比（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．４０未満であることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、導光板に関し、特にエッジライト型面発光装置に好適な導光板に関する。

液晶テレビ等に液晶表示装置が用いられている。液晶表示装置は、面発光装置と、この面発光装置の光出射面側に配置される液晶パネルとを備えている。面発光装置として、例えば、直下型とエッジライト型が知られている。

直下型面発光装置では、光源が、光出射面に対して反対側となる背面に配置される。そして、光源として、発光ダイオード（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）等の点光源を用いる場合、明るさを補うために、多数のＬＥＤチップが必要になり、輝度のばらつきが非常に大きくなる。

このような事情から、現在では、エッジライト型面発光装置が主流になっている。エッジライト型面発光装置では、ＬＥＤ等の光源と、導光板と、反射板（又は反射膜）等とを備えている。光源は、光出射面に対して直交方向となる側面に配置される。導光板は、光源からの光を全反射により内部に伝播し、面状に出射させるために配置される。導光板として、一般的には、アクリル樹脂等の樹脂板が使用されているが、最近では、低膨張のガラス板が導光板として使用されつつある（特許文献１〜４参照）。反射板は、光出射面とその反対側の光反射面に配置されると共に、光反射面に抜けた光を反射させて、液晶パネル等の表示面を発光させるために配置される。なお、液晶パネル等の表示面を均一に発光させるために、導光板の光出射面側に、拡散板（拡散膜）が配置される場合もある。

図１は、エッジライト型面発光装置１の一例を示す断面概念図である。エッジライト型面発光装置１は、ＬＥＤ等の光源２と、導光板３と、反射板４と、拡散板５とを備えている。光源２からの光は、導光板３の端面から入射し、導光板３の内部に伝搬する。光反射面６に達した光は、反射板４により反射し、光出射面７の方に進み、拡散板５により拡散する。結果として、拡散板５の上方に配置された液晶パネル等の表示面を均一に発光させることが可能になる。

特開２０１２−１２３９３３号公報特開２０１２−１３８３４５号公報特開２０１２−２１６５２３号公報特開２０１２−２１６５２８号公報

ところで、樹脂板の代わりに、ガラス板を導光板に用いると、表示パネルと導光板の寸法変化の差が小さくなるため、液晶表示装置の額縁部分に大きな空隙を設ける必要性がなくなり、結果として液晶表示装置等の表示装置を狭額縁化することができる（特許文献１〜４参照）。

しかし、ガラス板は、可視域（波長３８０〜７５０ｎｍ）において光を吸収して、輝度の低下を招くという問題がある。

光吸収の主な要因は、ガラス中に含まれるＦｅ_２Ｏ_３である。そして、Ｆｅ_２Ｏ_３は、導入原料から不可避的に混入する不純物である。よって、ガラス組成中からＦｅ_２Ｏ_３を除去することは容易ではない。

本発明は、上記事情に鑑み成されたものであり、その技術的課題は、ガラス板を使用した場合でも、可視域で輝度が低下し難い導光板を創案することである。

本発明者は、鋭意検討の結果、ＭｇＯとＣａＯの導入原料に不純物としてＦｅ_２Ｏ_３が多く含まれることを突き止めると共に、アルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物の中で、ＭｇＯとＣａＯの含有比率を低減することにより、上記技術的課題を解決し得ることを見出し、本発明として提案するものである。すなわち、本発明の導光板は、少なくともガラス板を有する導光板であって、該ガラス板が、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２５５〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３０〜１５％、Ｂ_２Ｏ_３１〜２０％、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ１〜２０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ０．１〜１０％、ＳｎＯ_２０〜０．５％、Ｓｂ_２Ｏ_３０〜０．５％、Ｆｅ_２Ｏ_３０〜０．００５％（５０質量ｐｐｍ以下）を含有し、質量比（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．４０未満であることを特徴とする。ここで、「Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ」は、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏの合量を指す。「ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ」は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量を指す。「（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）」は、ＭｇＯとＣａＯの合量をＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量で除した値を指す。

本発明の導光板は、少なくともガラス板を有する。樹脂板の代わりに、ガラス板を導光板に用いると、表示パネルと導光板の寸法変化の差が小さくなるため、液晶表示装置の額縁部分に大きな空隙を設ける必要性がなくなり、結果として液晶表示装置等の表示装置を狭額縁化することができる。

また、本発明の導光板において、ガラス板の質量比（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）は０．４０未満である。このようにすれば、Ｆｅ_２Ｏ_３不純物が混入し難くなるため、表示装置の輝度を高めることができる。

また、本発明の導光板では、ガラス板中のＦｅ_２Ｏ_３の含有量が５０質量ｐｐｍ以下である。このようにすれば、ガラス板の光路長２００ｍｍ、可視域での最高透過率を高めることができる。Ｆｅ_２Ｏ_３は、ガラス中でＦｅ^３＋又はＦｅ^２＋の状態で存在する。Ｆｅ^３＋は、波長３８０ｎｍ付近に吸収ピークを持ち、紫外域、短波長側の可視域の透過率を低下させる。Ｆｅ^２＋は、波長１０８０ｎｍ付近に吸収ピークを持ち、長波長側の可視域の透過率を低下させる。よって、Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量が多くなると、可視域の最高透過率が低下し易くなる。そこで、ガラス板中のＦｅ_２Ｏ_３の含有量を５０質量ｐｐｍ以下に規制すると、表示装置の輝度を高めることができる。なお、本発明でいう「Ｆｅ_２Ｏ_３」は、２価の酸化鉄と３価の酸化鉄を含み、２価の酸化鉄は、Ｆｅ_２Ｏ_３に換算して、取り扱うものとする。他の多価酸化物についても、同様にして、表記の酸化物を基準にして取り扱うものとする。

また、本発明の導光板は、ガラス板中のＣｒ_２Ｏ_３の含有量が５質量ｐｐｍ以下、ＴｉＯ_２の含有量が５０質量ｐｐｍ以下、Ｐｔの含有量が５質量ｐｐｍ以下、Ｒｈの含有量が５質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。このようにすれば、可視域の透過率を高めることができる。

また、本発明の導光板は、ガラス板の塩基性度が０．５４以下であることが好ましい。導光板の光散乱性を高めるために、ガラス板の何れかの表面（通常、光出射面と対向する表面）にドット模様が形成されるが、このドット模様は、紫外線の照射により形成されることがある。しかし、ガラス板に紫外線が照射されると、ガラス板が着色して、可視域の透過率が低下してしまう。可視域の透過率が低下すると、光源からの光が端面から入射して光出射面に抜ける際に、光量が減殺される。結果として、表示装置の輝度が低下し易くなる。本発明者の調査によると、ガラス板の塩基性度が高くなると、ガラスネットワーク中の非架橋酸素数が多くなり、着色中心が多い状態となる。結果として、紫外線照射によりガラス板が着色し易くなり、可視域の透過率が低下し易くなる。そこで、本発明の導光板では、ガラス板の塩基性度を０．５４以下に規制することが好ましい。これにより、紫外線を照射しても、可視域の透過率が低下し難くなる。ここで、「塩基性度」は、ガラス中の酸素原子の電子供与性を示す指標であり、ガラス中の酸化物イオンの平均的なルイス塩基性度を評価する指標となる。具体的には、下記数式１で算出される値である。なお、下記数式１において、Λは塩基性度、ｃ_ｉは化合物ｉが持ち込む酸素の割合、Ｚ_ｉはカチオンの原子価、ｒ_ｉは酸素１個当たりで表現した時のカチオンの数（化合物ｉのカチオンと酸素のモル比）、γ_ｉはbasicity moderating powerと呼ばれるパラメーターでカチオンの電気陰性度χ_ｉにより決定されるものである。

ガラス板の塩基性度を低下させるには、例えば、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３等の網目形成酸化物を増量し、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ等の網目修飾酸化物の含有量を減量すればよい。

図２は、塩基性度と紫外線照射前後の可視域での平均透過率の差（光路長２ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける平均透過率と、出力０．１ｍＷ、波長１８５ｎｍの紫外線、出力１３．３ｍＷ、波長２５４ｎｍの紫外線及び０．４ｍＷ、波長３６５ｎｍの紫外線を同時に１２時間照射した後の光路長２ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける平均透過率との差）との関係を示したグラフである。図２から分かるように、塩基性度が低くなると、紫外線照射前後の可視域での平均透過率差が小さくなる。

また、本発明の導光板は、ガラス板の光路長２００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最高透過率が８５％以上であり、ガラス板の光路長２００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最低透過率が８０％以上であり、且つ該最高透過率と該最低透過率の差が１０％以下であることが好ましい。ここで、「透過率」は、市販の透過率測定装置で測定可能であり、例えば、島津製作所社製ＵＶ−３１００ＰＣにより測定可能であり、特段の明示がない限り、数式２により算出される内部透過率を指す。

また、本発明の導光板は、ガラス板の少なくとも一方の表面上に、ドット模様が形成されていることが好ましい。

また、本発明の導光板は、エッジライト型面発光装置に用いることが好ましい。

図３は、本発明の導光板の一例を示す概念斜視図である。図３に示すように、導光板１０は、ガラス板１１を備えている。光源１２からの光は、ガラス板１１の端面１３から入射して、ガラス板１１の内部を伝搬して、光出射面から出射することになる。また、ガラス板１１の光反射面１４には、ドット模様１５が形成されている。そして、ドット模様１５のドットの直径は、端面１３から端面１６に向かうに従って、漸次大きくなっている。このドット模様１５により、光出射面から出射する光が面内で均一化される。更に、ガラス板の端面１６、１７、１８には、反射層１９がそれぞれ形成されている。そして、ガラス板の端面１６、１７、１８に到達した光は、反射層１９により反射されて、ガラス板１１の内部に戻り、最終的には光出射面から出射することになる。

また本発明のガラス板１１を複数枚接合して使用することも可能である。例えば、ガラス板１１を２枚準備し、一方のガラス板１１の端面１７に反射層を形成せず、また他方のガラス板１１の端面１８に反射層を形成せず、両者の反射層を形成していない端面同士を屈折率が整合した透明接着剤で接合することによって、大面積の導光板を作製することが可能である。

エッジライト型面発光装置の一例を示す断面概念図である。塩基性度と紫外線照射前後の可視域での平均透過率の差との関係を示したグラフである。本発明の導光板の一例を示す概念斜視図である。

本発明の導光板において、ガラス板は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２５５〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３０〜１５％、Ｂ_２Ｏ_３１〜２０％、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ１〜２０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ０．１〜１０％、ＳｎＯ_２０〜０．５％、Ｓｂ_２Ｏ_３０〜０．５％、Ｆｅ_２Ｏ_３０〜０．００５％（５０質量ｐｐｍ以下）を含有し、質量比（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．４０未満であることを特徴とする。上記のように各成分の含有量を規制した理由を下記に示す。なお、各成分の含有範囲の説明において、％表示は質量％を意味する。

ＳｉＯ_２は、ガラスのネットワークフォーマーとなる成分であり、熱膨張係数を低下させて、熱による寸法変化を低減する成分である。また耐酸性、歪点を高める成分である。ＳｉＯ_２の含有量は５５〜８０％であり、好ましくは５８〜７８％、６０〜７５％、６２〜７４％、特に６４〜７２％である。ＳｉＯ_２の含有量が少なくなると、塩基性度が上昇し易くなると共に、熱膨張係数が高くなって、熱による寸法変化が大きくなる傾向にある。また耐酸性、歪点が低下し易くなる。一方、ＳｉＯ_２の含有量が多くなると、高温粘性が高くなり、溶融性が低下すると共に、成形時にクリストバライトの失透ブツが析出し易くなる。

Ａｌ_２Ｏ_３は、熱膨張係数を低下させて、熱による寸法変化を低減する成分である。また歪点を高めたり、成形時にクリストバライトの失透ブツの析出を抑える効果もある。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は０〜１５％であり、好ましくは０．１〜１３％、１〜１２％、特に４〜１１％である。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が少なくなると、塩基性度が上昇し易くなると共に、熱膨張係数が高くなって、熱による寸法変化が大きくなる傾向にある。また歪点が低下し易くなる。一方、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が多くなると、液相温度が上昇して、ガラス板に成形し難くなる。

Ｂ_２Ｏ_３は、融剤として作用し、高温粘性を下げて、溶融性を改善する成分である。また熱膨張係数を低下させて、熱による寸法変化を低減する成分である。Ｂ_２Ｏ_３の含有量は１〜２０％であり、好ましくは５〜１８％、７〜１７％、９〜１６％、特に１０〜１５％である。Ｂ_２Ｏ_３の含有量が少なくなると、塩基性度が上昇し易くなると共に、高温粘性が高くなり、溶融性が低下し易くなる。またクリストバライト等の失透ブツが析出し易くなる。一方、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が多くなると、歪点、耐酸性が低下し易くなる。またガラスが分相し易くなる。

ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは８３％以上、８５％以上、８６％以上、８８％以上、特に９０〜９３％である。ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３の含有量が少なくなると、塩基性度が上昇し易くなる。なお、「ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３」は、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３及びＢ_２Ｏ_３の合量を指す。

Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの含有量は１〜２０％であり、好ましくは２〜１５％、３〜１３％、４〜１２％、特に５〜１１％である。Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの含有量が少なくなると、高温粘性が高くなり、溶融性が低下し易くなる。一方、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの含有量が多くなると、塩基性度が上昇し易くなると共に、熱膨張係数が高くなって、熱による寸法変化が大きくなる傾向にある。なお、Ｌｉ_２Ｏの含有量は、好ましくは０〜５％、０〜３％、０〜１％、０〜０．５％、特に０〜０．１％である。Ｎａ_２Ｏの含有量は、好ましくは０〜１３％、２〜１０％、３〜９％、４〜８％、特に５〜７％である。Ｋ_２Ｏの含有量は、好ましくは０〜９％、０〜７％、０〜５％、０〜４％、特に０．１〜３％である。

ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量は０．１〜１０％であり、好ましくは０．３〜８％、特に０．５〜５％である。ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量が少なくなると、高温粘性が高くなり、溶融性が低下し易くなる。一方、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量が多くなると、導入原料からＦｅ_２Ｏ_３不純物が混入し易くなる。また塩基性度が上昇し易くなる。

質量比（ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３）／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）は、好ましくは１５以上、特に２０以上である。質量比（ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３）／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が小さ過ぎると、塩基性度が上昇し易くなる。

質量比（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）は０．４０未満であり、０．３５以下、０．３２以下、０．３０以下、０．２８以下、０．２６以下、０．２４以下、０．２２以下、０．２０以下、０．１８以下、０．１６以下、０．１４以下、０．１２以下、０．１０以下、０．０８以下、０．０６以下、特に０．０４以下である。質量比（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が大きくなると、導入原料からＦｅ_２Ｏ_３不純物が混入し易くなる。

ＭｇＯは、高温粘性を低下させて、溶融性を改善する成分であるが、導入原料中のＦｅ_２Ｏ_３不純物から表示装置の輝度を低下させる成分である。ＭｇＯの含有量は、好ましくは０〜５％、０〜４％、０．２〜３％、特に０．５〜２％である。ＭｇＯの含有量が少なくなると、高温粘性が高くなり、溶融性が低下し易くなる。一方、ＭｇＯの含有量が多くなると、導入原料からＦｅ_２Ｏ_３不純物が混入し易くなると共に、塩基性度が上昇し易くなる。また成形時に失透ブツが析出し易くなる。

ＣａＯは、歪点を低下させずに高温粘性のみを低下させて、溶融性を改善する成分であるが、導入原料中のＦｅ_２Ｏ_３不純物から表示装置の輝度を低下させる成分である。ＣａＯの含有量は、好ましくは０〜１０％、０．１〜８％、０．２〜７％、０．３〜６％、０．４〜５％、特に０．５〜４％である。ＣａＯの含有量が少なくなると、高温粘性が高くなり、溶融性が低下し易くなる。一方、ＣａＯの含有量が多くなると、導入原料からＦｅ_２Ｏ_３不純物が混入し易くなると共に、塩基性度が上昇し易くなる。また成形時に失透ブツが析出し易くなる。

ＳｒＯは、高温粘性を低下させて、溶融性を改善すると共に、耐薬品性、耐失透性を高める成分である。ＳｒＯの含有量は、好ましくは０〜１０％、０．１〜８％、０．２〜７％、０．３〜６％、０．４〜５％、特に０．５〜４％である。ＳｒＯの含有量が少なくなると、高温粘性が高くなり、溶融性が低下し易くなる。一方、ＳｒＯの含有量が多くなると、密度や塩基性度が上昇し易くなると共に、熱膨張係数が高くなって、熱による寸法変化が大きくなる傾向にある。

ＢａＯは、高温粘性を低下させて、溶融性を改善すると共に、耐薬品性、耐失透性を高める成分である。ＢａＯの含有量は、好ましくは０〜１０％、０〜８％、０〜７％、０〜６％、０〜５％、特に０．１〜４％である。ＢａＯの含有量が少なくなると、高温粘性が高くなり、溶融性が低下し易くなる。一方、ＢａＯの含有量が多くなると、密度や塩基性度が上昇し易くなると共に、熱膨張係数が高くなって、熱による寸法変化が大きくなる傾向にある。

ＳｎＯ_２とＳｂ_２Ｏ_３は、清澄剤として作用する成分である。ＳｎＯ_２の含有量は０〜０．５％であり、好ましくは０．０１〜０．５％、０．０５〜０．５％、０．０７〜０．５％、特に０．１〜０．４％である。Ｓｂ_２Ｏ_３の含有量は０〜０．５％であり、好ましくは０．０１〜０．５％、０．０５〜０．５％、０．０７〜０．５％、特に０．１〜０．４％である。ＳｎＯ_２とＳｂ_２Ｏ_３の含有量が少なくなると、清澄効果を享受し難くなる。一方、ＳｎＯ_２とＳｂ_２Ｏ_３の含有量が多くなると、成形時に失透ブツが析出し易くなる。

Ｆｅ_２Ｏ_３は、光を吸収する成分であり、可視域での透過率を低下させる成分である。Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量は０〜０．００５％（５０質量ｐｐｍ以下）であり、好ましくは４０質量ｐｐｍ以下、３０質量ｐｐｍ以下、２５質量ｐｐｍ以下、２０質量ｐｐｍ以下、特に４〜２５質量ｐｐｍである。Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量が多くなると、表示装置の輝度が低下し易くなる。なお、Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量が過度に少ない場合、原料コスト、ガラス板の製造コストが高騰する。

Ｃｒ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは１０質量ｐｐｍ未満、８質量ｐｐｍ以下、６質量ｐｐｍ以下、０．１〜５質量ｐｐｍ、０．２〜４質量ｐｐｍ、特に０．３〜３質量ｐｐｍである。Ｃｒ_２Ｏ_３の含有量が多くなると、可視域での透過率が低下し易くなる。なお、Ｃｒ_２Ｏ_３の含有量が過度に少ない場合、原料コスト、ガラス板の製造コストが高騰する。

ＴｉＯ_２は、光を吸収する成分であり、可視域での透過率を低下させる成分である。ＴｉＯ_２の含有量は、好ましくは５０質量ｐｐｍ以下、３０質量ｐｐｍ以下、２０質量ｐｐｍ以下、１５質量ｐｐｍ以下、１０質量ｐｐｍ以下、特に１〜５質量ｐｐｍ下である。ＴｉＯ_２の含有量が多くなると、表示装置の輝度が低下し易くなる。なお、ＴｉＯ_２の含有量が過度に少ない場合、原料コスト、ガラス板の製造コストが高騰する。

Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２等の混入を可及的に排除するには、ＭｇＯとＣａＯの含有量を減らす以外にも、原料調合設備等から原料へＦｅ_２Ｏ_３、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２等の着色酸化物が混入しないように設計された製造設備を使用することが有効である。

Ｐｔ（Ｐｔイオン）の含有量は、好ましくは５質量ｐｐｍ以下、３質量ｐｐｍ以下、２質量ｐｐｍ以下、０．０１〜１質量ｐｐｍ、特に０．０５〜０．８質量ｐｐｍである。Ｐｔの含有量が多くなると、可視域での透過率が低下し易くなる。なお、Ｐｔの含有量が過度に少ない場合、ガラス製造設備に高強度のＰｔを使用し難くなり、ガラス板の製造コストが高騰する。

Ｒｈ（Ｒｈイオン）の含有量は、好ましくは５質量ｐｐｍ以下、３質量ｐｐｍ以下、２質量ｐｐｍ以下、０．０１〜１質量ｐｐｍ、０．０５〜０．８質量ｐｐｍ、特に０．１〜０．７質量ｐｐｍである。Ｒｈの含有量が多くなると、可視域の最高透過率と最小透過率の透過率差が過大になり易い。なお、Ｒｈの含有量が過度に少ない場合、ガラス製造設備に高強度のＰｔ−Ｒｈ合金を使用し難くなり、ガラス板の製造コストが高騰する。なお、Ｒｈの含有量を可及的に低減するには、高純度ガラス原料を用いたり、Ｒｈが混入しないようにガラス製造条件を調整したり、ガラス製造設備におけるＰｔ−Ｒｈ合金の使用箇所を減らせばよい。

上記成分以外にも、他の成分を導入してもよい。例えば、液相温度を低下させるために、Ｙ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｐ_２Ｏ_５を各３％まで、溶融温度を低下させるために、Ｃｓ_２Ｏを各５％まで、清澄剤としてＳＯ_３、Ｆ、Ｃｌ等を合量で０．５％まで導入してもよい。Ａｓ_２Ｏ_３は、環境負荷物質であり、またフロート法でガラス板を成形する場合、フロートバス中で還元されて金属異物となるため、実質的な導入を避けることが好ましく、具体的には、その含有量をそれぞれ０．５％以下、０．０１％未満とすることが好ましい。

水分量は、好ましくは５００ｐｐｍ以下、４００ｐｐｍ以下、３００ｐｐｍ以下、特に２５０ｐｐｍ以下である。水分量が多くなると、歪点が低下し易くなり、また白金と溶融ガラスの界面で泡が発生し易くなる。ここで、「水分量」は、β−ＯＨ値（／ｍｍ）に対して、ガラス組成に固有の係数を乗ずることにより、算出することができる。そして、β−ＯＨ値は、数式３により算出可能である。

本発明の導光板において、少なくともガラス板を備えるが、そのガラス板は下記の特性を有することが好ましい。

塩基性度は、好ましくは０．５４以下、０．５３以下、０．５２以下、０．５１以下、０．５０以下、０．４９以下、特に０．３０〜０．４８である。塩基性度が高過ぎると、紫外線の照射によって透過率が低下し易くなるため、表示装置の輝度が低下し易くなる。

光路長２００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最高透過率は、好ましくは８５％以上、８６％以上、８７％以上、特に８８％以上である。光路長２００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最高透過率が低過ぎると、表示装置の輝度が低下し易くなる。

光路長２００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最低透過率は、好ましくは７５％以上、８２％以上、８４％以上、特に８５％以上である。光路長２００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最低透過率が低過ぎると、表示装置の輝度が低下し易くなる。

光路長２００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最高透過率と最低透過率の差は、好ましくは１０％以下、７％以下、５％以下、３％以下、２％以下、特に１％以下である。光路長２００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最高透過率と最低透過率の差が大きくなると、表示装置の輝度が低下し易くなる。

本発明の導光板において、ガラス板は、光路長２ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける平均透過率をＸ（％）、出力０．１ｍＷ、波長１８５ｎｍの紫外線、出力１３．３ｍＷ、波長２５４ｎｍの紫外線及び０．４ｍＷ、波長３６５ｎｍの紫外線を同時に１２時間照射した後の光路長２ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける平均透過率をＹ（％）とした時に、Ｘ−Ｙ＜１％の関係を満たすことが好ましく、更に好ましくはＸ−Ｙが０．９％未満、０．８％未満、０．７％未満、０．６％未満、０．５％未満、特に０．４％未満である。紫外線照射前後の平均透過率差が大き過ぎると、表示装置の輝度を担保し難くなる。

３０〜３８０℃の温度範囲における熱膨張係数は、好ましくは１２０×１０^−７／℃以下、９５×１０^−７／℃以下、７５×１０^−７／℃以下、特に３０×１０^−７〜７０×１０^−７／℃である。ガラス板の熱膨張係数が高過ぎると、表示パネルと導光板の熱による寸法変化の差が大きくなる。ここで、「３０〜３８０℃の温度範囲における熱膨張係数」は、ＪＩＳＲ３１０２に準拠してディラトメーターで測定した平均値である。

歪点は、好ましくは４００℃以上、４２０℃以上、４４０℃以上、４６０℃以上、４７０℃以上、４８０℃以上、特に４９０℃以上である。歪点が低過ぎると、耐熱性が低下し易くなり、例えば、ガラス板の表面に高温で反射膜等を成膜すると、ガラス板が熱変形し易くなる。ここで、「歪点」は、ＪＩＳＲ３１０３に基づいて測定した値である。

液相温度は、好ましくは１０００℃以下、特に９７０℃以下である。液相粘度は、好ましくは１０^４．６ｄＰａ・ｓ以上、特に１０^５．０ｄＰａ・ｓ以上である。なお、「液相温度」は、各試料を粉砕し、標準篩３０メッシュ（５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れて、１１００℃から１３５０℃に設定された温度勾配炉中に２４時間保持した後、白金ボートを取り出し、ガラス中に失透（結晶異物）が認められた温度である。「液相粘度」は、液相温度におけるガラスの粘度を白金球引き上げ法で測定した値である。

ガラス板の少なくとも一辺の寸法は、好ましくは１０００ｍｍ以上、１５００ｍｍ以上、２０００ｍｍ以上、２５００ｍｍ以上、特に３０００ｍｍ以上である。このようにすれば、表示装置の大型化の要請を満たすことができる。

ガラス板は、オーバーフローダウンドロー法で成形されてなることが好ましい。このようにすれば、成形時にガラスリボンの表裏面の温度差、組成差が生じ難いと共に、未研磨で表面品位が良好なガラス板を成形し易くなり、結果として、導光板の製造コストの低廉化、輝度の均一化を図り易くなる。この理由は、オーバーフローダウンドロー法の場合、表面となるべき面が樋状耐火物に接触せず、自由表面の状態で成形されるからである。樋状構造物の構造や材質は、所望の寸法や表面品位を実現できるものであれば、特に限定されない。また、下方への延伸成形を行うために、ガラスリボンに対して力を印加する方法は、所望の寸法や表面品位を実現できるものであれば、特に限定されない。例えば、充分に大きい幅を有する耐熱性ロールをガラスリボンに接触させた状態で回転させて延伸する方法を採用してもよいし、複数の対になった耐熱性ロールをガラスリボンの端面近傍のみに接触させて延伸する方法を採用してもよい。

なお、オーバーフローダウンドロー法以外にも、スロットダウンドロー法、フロート法、ロールアウト法、リドロー法等でガラス板を成形することもできる。なお、フロート法では、成形時にガラスリボンの表裏面の温度差、組成差が発生し易いが、成形時の温度制御を厳密に行うと、その温度差、組成差を低減することができる。

本発明の導光板は、ガラス板の少なくとも一方の表面（好ましくは光出射面）にドット模様が形成されていることが好ましい。ガラス板の表面にドット模様を形成すると、ドット模様を構成するドット間に、低屈折率の空気を接触させることができる。これにより、全反射条件が満たされて、ガラス板の内部に光を十分に伝播させることができる。結果として、光出射面から出射する光を面内で均一化し易くなる。

ドット模様を構成するドットの直径は、光源からの光が入射すべき端面から離間するにつれて、漸次大きくなっていることが更に好ましい。このようにすれば、光出射面から出射する光を面内で均一化し易くなる。なお、ドット模様は、例えば、ガラス板の表面に耐熱塗料又はガラスフリットを印刷、焼成することにより形成することができる。

ドット模様を構成するドットの形状は、特に制限されず、例えば、円形、楕円形、方形、三角形、多角形等が挙げられる。それらの中では、ドットの形状として円形が好ましい。

本発明の導光板において、ガラス板の端面（好ましくは光源からの光が入射すべき端面）の平均表面粗さＲａは、好ましくは０．５μｍ以下、０．３μｍ以下、０．２μｍ以下、特に０．１μｍ以下である。このようにすれば、光源からの光が端面に入射した際に、光のロスを低減し易くなる。また端面に高品位の反射層を形成し易くなる。

例えば、ガラス板の端面を＃２０００の砥石で研磨すると、ガラス板の端面の平均表面粗さＲａを可及的に低減することができる。また、ガラス板の端面をエッチングすると、研磨傷を発生させずに、ガラス板の端面の平均表面粗さＲａを低減することができる。

ガラス板の端面は、面取り部を有していないことが好ましい。このようにすれば、光源からの光をガラス板の内部に取り込み易くなる。

本発明の導光板は、光源からの光が入射すべき端面以外の端面の全部又は一部に反射層が形成されていることが好ましく、光源からの光が入射すべき端面以外の端面の全部に反射層が形成されていることが特に好ましい。このようにすれば、ガラス板の内部に伝搬した光が端面から漏れ難くなる。なお、反射層として、端面に反射膜を直接成膜してもよいが、端面に反射シールを貼り付けてもよい。

本発明の導光板は、ガラス板の一方の表面（好ましくは光出射面）側に拡散板を備えることが好ましく、ガラス板の一方の表面（好ましくは光出射面に対向する表面）側に反射板を備えることが好ましい。このようにすれば、表示装置の輝度を均一化し易くなる。

以下、実施例に基づいて、本発明を説明する。但し、以下の実施例は、単なる例示である。本発明は、以下の実施例に何ら限定されない。

表１〜１０は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜１９３）を示している。なお、表中で「Ｒ_２Ｏ」は、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏを示しており、「ＲＯ」は、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯを示している。また、表中の初相における「ｃｒｉ」は、クリストバライトを示しており、「Ｑｕａｒｔｚ」は、石英を指している。

まず表中のガラス組成になるように、ガラス原料を調合したガラスバッチを白金坩堝に入れた後、１２００〜１６５０℃で２４時間溶融した。ガラスバッチの溶解に際しては、白金スターラーを用いて攪拌し、均質化を行った。次いで、溶融ガラスをカーボン板上に流し出して、板状に成形した後、徐冷点付近の温度で３０分間徐冷した。得られた各試料について、水分量Ｈ_２Ｏ、光路長２００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最高透過率、光路長２００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最低透過率及び光路長２００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最高透過率と光路長２００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最低透過率との差、３０〜３８０℃の温度範囲における熱膨張係数α、密度ρ、歪点Ｐｓ、徐冷点Ｔａ、軟化点Ｔｓ、高温粘度１０^４．０、１０^３．０、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度、液相温度ＴＬ、液相粘度ｌｏｇη at ＴＬ、初相を評価した。

水分量Ｈ_２Ｏは、β−ＯＨ値（／ｍｍ）に対して、ガラス組成に固有の係数０．０９を乗ずることにより、算出したものである。そして、β−ＯＨ値は、上記の数式３により算出可能である。

光路長２００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最高透過率と最低透過率は、上記の数式２により算出したものであり、島津製作所社製ＵＶ−３１００ＰＣにより測定したものである。

３０〜３８０℃の温度範囲における熱膨張係数αは、ＪＩＳＲ３１０２に準拠してディラトメーターで測定した平均値である。

密度ρは、周知のアルキメデス法によって測定した値である。

歪点Ｐｓ、徐冷点Ｔａ、軟化点Ｔｓは、ＡＳＴＭＣ３３６及びＣ３３８の方法に基づいて測定した値である。

高温粘度１０^４．０、１０^３．０、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、白金球引き上げ法で測定した値である。

液相温度ＴＬは、各試料を粉砕し、標準篩３０メッシュ（５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れて、１１００℃から１３５０℃に設定された温度勾配炉中に２４時間保持した後、白金ボートを取り出し、ガラス中に失透（結晶異物）が認められた温度である。そして、液相温度ＴＬから（液相温度ＴＬ−５０℃）の温度範囲に析出している結晶を電子顕微鏡で観察し、初相として評価した。更に、液相温度におけるガラスの粘度を白金球引き上げ法で測定し、これを液相粘度ｌｏｇη at ＴＬとした。

表１〜１０から分かるように、試料Ｎｏ．１〜１９３は、質量比（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が小さく、Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量が少ないため、可視域における透過率が高かった。よって、試料Ｎｏ．１〜１９３は、エッジライト型面発光装置に用いる導光板として好適であると考えられる。

１エッジライト型面発光装置
２、１２光源
３、１０導光板
４、１９反射層
５拡散板
６、１４光反射面
７光出射面
１１ガラス板
１３、１６〜１８端面
１５ドット模様
１９反射層

Claims

少なくともガラス板を有する導光板であって、
該ガラス板が、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２５５〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３０〜１５％、Ｂ_２Ｏ_３１〜２０％、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ１〜２０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ０．１〜１０％、ＳｎＯ_２０〜０．５％、Ｓｂ_２Ｏ_３０〜０．５％、Ｆｅ_２Ｏ_３０〜０．００５％を含有し、質量比（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．４０未満であることを特徴とする導光板。
ガラス板中のＣｒ_２Ｏ_３の含有量が５質量ｐｐｍ以下、ＴｉＯ_２の含有量が５０質量ｐｐｍ以下、Ｐｔの含有量が５質量ｐｐｍ以下、Ｒｈの含有量が５質量ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の導光板。
ガラス板の塩基性度が０．５４以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の導光板。
ガラス板の光路長２００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最高透過率が８５％以上であり、ガラス板の光路長２００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最低透過率が８０％以上であり、且つ該最高透過率と該最低透過率の差が１０％以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の導光板。
ガラス板の少なくとも一方の表面上に、ドット模様が形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の導光板。
エッジライト型面発光装置に用いることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の導光板。