JP6260741B2 - ガラス板 - Google Patents
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Description
第1面と、
前記第1面に対向する第2面と、
前記第1面と前記第2面の間に設けられる少なくとも一つの第1端面とを有するガラス板であって、
前記第1端面の周期構造をパワースペクトルで表したとき、前記パワースペクトルの形状は、空間周波数が0.01〜10mm−1の範囲における最大ピーク位置Spが1mm−1未満であり、
前記パワースペクトルの形状は、空間周波数が1〜10mm −1 の範囲における最大ピーク強度I s と、前記最大ピーク位置S p におけるピーク強度I p の比I s /I p が50%以下であることを特徴とするガラス板が提供される。
図1は、本発明のある実施形態であるガラス板を用いた液晶表示装置1を示している。液晶表示装置1は、例えば携帯情報端末等の小型・薄型化が図られた電子機器に搭載される。液晶表示装置1は、液晶パネル2と面状発光装置3とを有している。
<ガラス板およびガラス導光板>
次に、導光板5となるガラス板、および導光板5について説明する。
入光端面53は、鏡面であることが好ましい。本実施形態において、入光端面53のうねり曲線要素の平均高さWc(単位:μm)とうねり曲線要素の平均長さWSm(単位:mm)とは、以下の関係式(1)を満たす。ここで、ngはガラス板の屈折率であり、一般的にはng=1.4〜1.6、例えばng=1.55である。また、πは円周率である。うねり曲線要素の平均長さWSmは、JIS B 0601:2013によるうねり曲線要素の平均長さを指すものであるとする。うねり曲線要素の平均高さWcは、JIS B 0601:2013によるうねり曲線要素の平均高さを指すものであるとする。
カットオフ値:λc=0.25mm、λf=2.5mm
走査速度:0.3mm/sec
測定長:5λf
入光端面53の周期構造は、フーリエ変換によりパワースペクトルで表すことができる。このとき、入光端面53の周期構造のパワースペクトルの形状は、空間周波数が0.01〜10mm−1の範囲における最大ピーク位置Spが1mm−1未満である。入光端面53の周期構造のパワースペクトルの形状が上記の条件を満たすとき、周期の小さい、すなわちWSmの大きいうねり成分が支配的になるため、光源4から導光板5内に入光される光の輝度ムラが抑制される。最大ピーク位置Spは好ましくは0.9mm−1未満であり、より好ましくは0.8mm−1未満である。なお、空間周波数が0.01mm−1の位置におけるパワースペクトルの値が、後述する空間周波数が1〜10mm−1の範囲における最大ピーク強度Isの値以上である場合、最大ピーク位置Spは0.01mm−1であると見なす。
カットオフ値:λc=0.25mm、λf=2.5mm
走査速度:0.3mm/sec
測定長:5λf
入光端面53の断面曲線の最大高さPzは300μm以下であることが好ましい。これにより、入光端面53と光源4との距離を一定の範囲内とすることができ、導光板5内に入光される光の入光端面53に平行な方向での輝度ムラを抑制することができる。入光端面53の断面曲線の最大高さPzは好ましくは250μm以下であり、より好ましくは200μm以下である。なお、断面曲線の最大高さPzと記載した場合、JIS B 0601:2013による断面曲線の最大高さを指すものであるとする。
カットオフ値:なし
走査速度:3mm/sec
測定長:300mm
入光端面53の表面の算術平均粗さRaは0.03μm以下であることが好ましい。これにより、光源4から導光板5内に入光される光の入光効率を高めることができる。入光端面53の算術平均粗さRaは好ましくは0.01μm以下であり、より好ましくは0.005μm以下である。これにより、光源4から導光板5内に入光される光の入光効率が高められている。なお、算術平均粗さRaと記載した場合、JIS B 0601:2013による算術平均粗さを指すものであるとする。
カットオフ値:λc=0.25mm
走査速度:0.3mm/sec
測定長:5λc
入光端面53の幅寸法W(図4参照)は、面状発光装置3が搭載される液晶表示装置1から要求される幅寸法に設定されている。
非入光端面54〜56は、光源4からの光は入光されないため、その表面を入光端面53ほどに高精度に加工しなくともよいが、非入光端面54〜56の表面は入光端面53と同程度の算術平均粗さRaであってもよい。非入光端面54〜56の算術平均粗さRaは、0.8μm以下であることが好ましい。非入光端面54〜56の算術平均粗さRaが0.8μm以下であると、反射シート6の非入光端面54〜56に対する粘着性が良好となる。非入光端面54〜56の算術平均粗さRaは好ましくは0.4μm以下であり、より好ましくは0.2μm以下であり、さらに好ましくは0.1μm以下であり、特に好ましくは0.04μm以下である。非入光端面54〜56の算術平均粗さRaは、上述した入光端面53の算術平均粗さの測定方法と同じ方法で測定ができる。
光出射面51と入光端面53との間、及び光反射面52と入光端面53との間には、入光側面取り面57が形成されている。本実施形態では、光出射面51と入光端面53との間と、光反射面52と入光端面53との間の双方に入光側面取り面57を形成した例を示しているが、いずれか一方にのみ入光側面取り面57を形成する構成としてもよい。
また本実施形態では、図3に示されるように、光出射面51と非入光端面54との間、光反射面52と非入光端面54との間、光出射面51と非入光端面55との間、光反射面52と非入光端面55との間、光出射面51と非入光端面56との間、光反射面52と非入光端面56との間の全てに非入光側面取り面58を形成している。しかしながら、必ずしも上記の全てに非入光側面取り面58を形成する必要はなく、選択的に非入光側面取り面58を形成する構成としてもよい。
本実施形態のガラス板は、光路長200mmの条件下で、波長400〜700nmの範囲における内部透過率の最小値が80%以上であり、内部透過率の最大値と最小値の差が15%以下であることが好ましい。
ガラス原料中には不可避不純物としてFe2O3が含まれる。可視光域(波長380〜780nm)におけるガラス内部の光吸収が問題にならないレベルまで、ガラス原料中のFe2O3を低減させることは実質的に困難である。本実施形態のガラス板は、Fe2O3に換算した全酸化鉄(t−Fe2O3)を1〜500質量ppm含有する。
(i)SiO2 50〜81質量%、Al2O3 1〜10質量%、B2O3 0〜5質量%、Li2O+Na2O+K2O 5〜15質量%、MgO+CaO+SrO+BaO 13〜27質量%、Fe2O3に換算した全酸化鉄(t−Fe2O3) 1〜500質量ppm、レドックス 0〜25%であるガラス。
(ii)SiO2:60〜80質量%、Al2O3:0〜7質量%、MgO:0〜10質量%、CaO:4〜20質量%、Na2O:7〜20質量%、K2O:0〜10質量%、Fe2O3に換算した全酸化鉄(t−Fe2O3) 1〜500質量ppm、レドックス 0〜25%であるガラス。
(iii)SiO2:45〜80質量%、Al2O3:7〜30質量%以下、B2O3:0〜15質量%、MgO:0〜15質量%、CaO:0〜6質量%、Na2O:7〜20質量%、K2O:0〜10質量%、ZrO2:0〜10質量%、Fe2O3に換算した全酸化鉄(t−Fe2O3) 1〜500質量ppm、レドックス 0〜25%であるガラス。
(iv)SiO2:45〜70質量%、Al2O3:10〜30質量%、B2O3:0〜15質量%、MgO、CaO、SrOおよびBaOからなる群から選ばれる少なくとも1種:5〜30質量%、Li2O、Na2OおよびK2Oからなる群から選ばれる少なくとも1種:0〜7質量%、Fe2O3に換算した全酸化鉄(t−Fe2O3) 1〜500質量ppm、レドックス 0〜25%であるガラス。
次に、導光板5となるガラス板の製造方法について説明する。図5〜図7は、導光板5となるガラス板の製造方法を説明するための図である。図5は、導光板5となるガラス板の製造方法を示す工程図である。
まず、入光端面の算術平均粗さRaと、うねり曲線要素の平均高さWc、うねり曲線要素の平均長さWSmおよび算術平均うねりWaをそれぞれ独立に制御できることを確認するため、以下のような実験を行った。この実験では、同様のガラス基材に対して、入光端面に対する研磨装置(研磨冶具)の掃引速度および回転数を変えて鏡面加工を行い、試料1〜9を作製した。
カットオフ値:λc=0.25mm、λf=2.5mm
走査速度:0.3mm/sec
測定長:5λf
入光端面の算術平均粗さRaは、同じく表面粗さ・輪郭形状測定機Surfcom1400D(東京精密社製)を用いて、以下の測定条件で入光端面上を走査することにより測定した。
カットオフ値:λc=0.25mm
走査速度:0.3mm/sec
測定長:5λc
表1には、試料1〜9を作製した際の研磨装置の掃引速度、回転数、入光端面のうねり曲線要素の平均高さWc、うねり曲線要素の平均長さWSm、算術平均うねりWa、算術平均粗さRaを示す。
入光端面のうねり曲線要素の平均高さWc、うねり曲線要素の平均長さWSmと光出射面の輝度ムラとの関係を調べるために、以下のような実験を行った。
カットオフ値:λc=0.25mm、λf=2.5mm
走査速度:0.3mm/sec
測定長:5λf
図9と図10に示すように、試料3、4、7、8の入光端面の周期構造のパワースペクトルの形状は、空間周波数が0.01〜10mm−1の範囲における最大ピーク位置Spが1mm−1未満であった。これらの試料では輝度分布における輝度の最大値と最小値の差が平均値の1%未満であり、輝度ムラをほぼ抑制できていた。
2 液晶パネル
3 面状発光装置
4 光源
5 導光板(ガラス板)
6 反射シート
7 拡散シート
8 リフレクタ
10A〜10C 反射ドット
12 ガラス素材
14 ガラス基材
51 光出射面(第1面)
52 光反射面(第2面)
53 入光端面(第1端面)
54,55,56 非入光端面(第2端面)
57 入光側面取り面(第1面取り面)
58 非入光側面取り面(第2面取り面)
Claims (5)
- 第1面と、
前記第1面に対向する第2面と、
前記第1面と前記第2面の間に設けられる少なくとも一つの第1端面とを有するガラス板であって、
前記第1端面の周期構造をパワースペクトルで表したとき、前記パワースペクトルの形状は、空間周波数が0.01〜10mm−1の範囲における最大ピーク位置Spが1mm−1未満であり、
前記パワースペクトルの形状は、空間周波数が1〜10mm −1 の範囲における最大ピーク強度I s と、前記最大ピーク位置S p におけるピーク強度I p の比I s /I p が50%以下であることを特徴とするガラス板。 - 前記第1端面のうねり曲線の算術平均うねりWaが0.2μm以下である請求項1に記載のガラス板。
- 前記ガラス板は、50mm長での、波長400〜700nmにおける平均内部透過率が90%以上である、請求項1又は2に記載のガラス板。
- 面状発光装置に用いられる、請求項1〜3のいずれか1項に記載のガラス板。
- 前記第2面に、反射ドットが形成されている請求項1〜4のいずれか1項に記載のガラス板。
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