JP6765628B2 - 導光板 - Google Patents

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。

従来から、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。光源として、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）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、輝度特性のばらつきが非常に大きくなる。

このため、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、反射膜等の反射層とを備えている。光源は、光出射面（表面）に対して直交方向となる端面に配置される。導光板は、光源からの光を端面から取り込み、全反射により内部に伝播させて、光出射面から面状に出射させるために配置される。導光板として、アクリル樹脂等の樹脂板が一般的に使用されている（特許文献１〜４参照）。反射層は、光出射面と対向する背面側に配置され、背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、拡散層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、反射層４と、拡散層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、反射層４により反射し、光出射面７の方に進み、拡散層５により拡散する。結果として、拡散層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。なお、光源２からの光を入射させる導光板３の端面とは反対側の端面に反射層を形成してもよい。

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

エッジライト型面発光装置では、光源から光が発生すると、熱が発生し、それに伴い、導光板の温度も上昇する。そして、導光板として樹脂板を用いる場合、導光板の熱による寸法変化は液晶パネルの寸法変化よりも大きくなる。この原因は、樹脂板の熱膨張係数が高いことによる。例えば、アクリル樹脂板の熱膨張係数は約７００×１０^−７／℃である。そのため、従来までは、寸法変化の差に起因して不当な応力が発生しないように、液晶表示装置の額縁部分に空隙を設けて、導光板の寸法変化を補正していた。

しかし、近年、液晶表示装置の狭額縁化により、導光板の寸法変化を液晶表示装置の額縁部分で補正し難くなっている。

また、導光板として樹脂板を用いる場合、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、表示装置の輝度特性が低下し易くなる。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、その技術的課題は、温度上昇に伴い、寸法変化が生じ難く、且つ表示装置の輝度特性を低下させ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、導光板として、温度変化による寸法変化が小さいガラス板を採択すると共に、ガラス板中のＲｈ_２Ｏ_３の含有量を低減して、ガラス板の透過率を所定範囲に規制することにより、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し、ガラス板中のＲｈ_２Ｏ_３の含有量が質量で１ｐｐｍ未満であり、且つガラス板の光路長１００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率と最小透過率の透過率差が１２％以下であることを特徴とする。ここで、「光路長１００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率と最小透過率」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る。なお、「透過率」は、特段の明示がない限り、数式１により算出される内部透過率を指す。

［数式１］
ｌｏｇＴ_ｉｎ＝ｌｏｇ（Ｉ_１/Ｉ_０）−ｌｏｇＲ
ｌｏｇＴ_ｉｎ：内部透過率（％）
Ｉ_０：入射した光の強度（％）
Ｉ_１：特定の光路長を透過した後の光の強度（％）
Ｒ：反射による光の減衰率（％）

液晶パネル等の表示パネルは、一対のガラス板間に、液晶素子等の表示素子を挟み込んだ構造を有している。そこで、導光板としてガラス板を採択すると、表示パネルと導光板の寸法変化の差が小さくなり、液晶表示装置等の表示装置の狭額縁化に適正に対応することができる。

本発明者は、可視域におけるガラス板の透過率差が小さいと、表示装置の輝度特性が向上することを見出した。更に、本発明者は、ガラス板中のＲｈ_２Ｏ_３が波長４５０ｎｍ付近の吸収に大きく影響を及ぼし、その含有量を低減すると、可視域におけるガラス板の透過率差を好適に低下し得ることを見出した。これらの知見に基づき、本発明では、ガラス板中のＲｈ_２Ｏ_３の含有量を質量で１ｐｐｍ未満に規制すると共に、ガラス板の光路長１００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率と最小透過率の透過率差を１２％以下に規制することにより、表示装置の輝度特性を顕著に高めている。

第二に、本発明の導光板は、ガラス板中のＦｅ_２Ｏ_３の含有量が質量で５０ｐｐｍ未満であり、且つガラス板の光路長１００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率が８５％以上であることが好ましい。ガラス板中のＦｅ_２Ｏ_３の含有量を低減すれば、ガラス板の光路長１００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大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、短波長側の可視域における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、長波長側の可視域における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、光路長１００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率が低下し易くなる。ガラス板は、一般的に、ガラス原料や製造工程中から多量のＦｅ_２Ｏ_３が混入している。よって、従来のガラス板は、Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量が多いため、表示装置の輝度特性を高めることが困難である。そこで、ガラス板中のＦｅ_２Ｏ_３の含有量を質量で５０ｐｐｍ未満に規制すると、表示装置の輝度特性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。

第三に、本発明の導光板は、ガラス板中のＣｒ_２Ｏ_３の含有量が質量で５ｐｐｍ以下であることが好ましい。本発明者の調査によると、ガラス板中のＣｒ_２Ｏ_３は波長６３０ｎｍ付近の吸収に大きく影響を及ぼし、その含有量を低減すると、可視域におけるガラス板の透過率差を有効に低下させることができる。

第四に、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）にドット模様が印刷されていることが好ましい。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。

第五に、本発明の導光板は、ドット模様のドットの直径が、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。

第六に、本発明の導光板は、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が０．５μｍ以下であることが好ましい。このようにすれば、光源からの光が端面に入射した時に、光ロスを低減し易くなる。

第七に、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。

図２は、本発明の導光板の一例を示す概念斜視図である。図２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。ここで、ガラス板１１中のＲｈ_２Ｏ_３の含有量は質量で１ｐｐｍ未満であり、且つガラス板１１の光路長１００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率と最小透過率の透過率差は１２％以下になっている。また、ガラス板１１の光出射面と対向する背面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。

第八に、本発明の導光板は、ガラス板が、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ４０〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３ １〜１５％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜２０％、Ｎａ_２Ｏ ０〜２０％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＣａＯ ０〜１５％、ＳｒＯ ０〜１５％、ＢａＯ ０〜３５％を含有することが好ましい。このようにすれば、ガラス板の熱膨張係数が低下し易くなる。

第九に、本発明の導光板は、ガラス板の熱膨張係数が１２０×１０^−７／℃以下であることが好ましい。ここで、「熱膨張係数」は、ディラトメーターを用いて、ＪＩＳ Ｒ３１０２に基づき、３０〜３８０℃における平均熱膨張係数を測定した値を指す。

第十に、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。

第十一に、本発明のガラス板は、光路長５００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率が９３％以上であることを特徴とする。

第十二に、本発明のガラス板は、Ｒｈ_２Ｏ_３の含有量が質量で１ｐｐｍ未満であり、且つＦｅ_２Ｏ_３の含有量が質量で１０ｐｐｍ以下であることが好ましい。

第十三に、本発明のガラス板は、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率と最小透過率の透過率差が６％以下であることを特徴とする。

第十四に、本発明のガラス板は、ガラス組成中にＣｒ_２Ｏ_３とＦｅ_２Ｏ_３を含み、質量比Ｃｒ_２Ｏ_３／Ｆｅ_２Ｏ_３が０．０１〜０．１３であることが好ましい。質量比Ｃｒ_２Ｏ_３／Ｆｅ_２Ｏ_３を上記範囲に規制すれば、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率と最小透過率の透過率差を可及的に低減することができる。

第十五に、本発明のガラス板は、ガラス組成中のＦｅ_２Ｏ_３の含有量が質量で１〜１０ｐｐｍであることが好ましい。

第十六に、本発明のガラス板は、光路長５００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率が９３％以上であることが好ましい。

第十七に、本発明のガラス板は、光路長０．１５ｍｍ、波長２５０ｎｍにおける透過率が８５％以上であることが好ましい。

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。 本発明の導光板の一例を示す概念斜視図である。 実施例２の欄における試料の光路長５００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける透過率曲線を示すデータである。 実施例３の欄における試料の板厚０．１５ｍｍ、波長範囲２００〜７００ｎｍにおける透過率曲線（内部透過率曲線）を示すデータである。 実施例３の欄における試料の板厚０．１５ｍｍ、波長範囲２００〜７００ｎｍにおける外部透過率曲線を示すデータである。

本発明の導光板において、ガラス板の光路長１００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率と最小透過率の透過率差は、好ましくは１２％以下、１０％以下、８％以下、６％以下、５％以下、特に４％以下である。透過率差が大き過ぎると、表示装置の輝度特性が低下し易くなる。

光路長１００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率は、好ましくは８８％以上、９０％以上、９１％以上、９２％以上、９３％以上、９４％以上、９５％以上、９６％以上、９７％以上、９８％以上、特に９９％以上である。最大透過率が低過ぎると、表示装置の輝度特性が低下し易くなる。

光路長２００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率は、好ましくは８６％以上、８８％以上、９０％以上、９１％以上、９２％以上、９３％以上、９４％以上、９５％以上、９６％以上、９７％以上、９８％以上、特に９９％以上である。最大透過率が低過ぎると、表示装置の輝度特性が低下し易くなる。

光路長５００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率は、好ましくは８５％以上、８６％以上、８８％以上、９０％以上、９１％以上、９２％以上、９３％以上、９４％以上、９５％以上、９６％以上、９７％以上、９８％以上、特に９９％以上である。最大透過率が低過ぎると、表示装置の輝度特性が低下し易くなる。

本発明の導光板において、ガラス板の光路長１００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率は８５％以上であり、好ましくは８７％以上、８８％以上、８９％以上、特に９０％以上である。最大透過率が低過ぎると、表示装置の輝度特性が低下し易くなる。

ガラス板中のＲｈ_２Ｏ_３の含有量は質量で１ｐｐｍ未満であり、好ましくは０．８ｐｐｍ以下、０．６ｐｐｍ以下、０．０１〜０．５ｐｐｍ、０．０５〜０．４ｐｐｍ、特に０．１〜０．３ｐｐｍである。Ｒｈ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎると、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大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_２Ｏ_３の含有量が少な過ぎると、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。

Ｒｈ_２Ｏ_３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_２Ｏ_３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。

ガラス板中のＣｒ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは質量で５ｐｐｍ以下、４ｐｐｍ以下、３ｐｐｍ以下、０．１〜１．５ｐｐｍ、０．２〜１ｐｐｍ、特に０．３〜０．８ｐｐｍである。Ｃｒ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎると、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率と最小透過率の透過率差が過大になり易い。なお、Ｃｒ_２Ｏ_３の含有量が少な過ぎると、原料コスト、ガラス板の製造コストが高騰する。

ガラス板中のＦｅ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは質量で５０ｐｐｍ以下、４０ｐｐｍ以下、３０ｐｐｍ以下、２８ｐｐｍ以下、２５ｐｐｍ以下、２２ｐｐｍ以下、２０ｐｐｍ以下、１８ｐｐｍ以下、１５ｐｐｍ以下、１２ｐｐｍ以下、１０ｐｐｍ以下、８ｐｐｍ以下、６ｐｐｍ以下、特に１〜５ｐｐｍである。Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎると、光路長１００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率が低下し易くなる。なお、Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量が質量で１ｐｐｍより少なくなると、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率と最小透過率の透過率差を小さくすることが困難になる。

波長範囲４００〜７５０ｎｍにおいて、波長５５０ｎｍ付近の透過率は相対的に高く、波長４００ｎｍ付近と波長７５０ｎｍ付近の透過率は相対的に低くなり易い。このため、波長５５０ｎｍ付近の透過率を若干低下させつつ、波長４００ｎｍ付近と波長７５０ｎｍ付近の透過率を高めると、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率と最小透過率の透過率差を可及的に小さくすることができる。本発明者の調査によれば、Ｆｅ_２Ｏ_３を少量（好ましくは質量で１〜１０ｐｐｍ、特に２〜５ｐｐｍ）含有させると、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける全体の透過率を全体的に高めつつ、波長５５０ｎｍ付近の透過率を僅かに低下させることができ、更にＣｒ_２Ｏ_３の含有量を低減すると、波長４００ｎｍ付近と波長７５０ｎｍ付近の透過率を高めることができる。上記知見を踏まえると、質量比Ｃｒ_２Ｏ_３／Ｆｅ_２Ｏ_３は、好ましくは０．０１〜０．１３、０．０１２５〜０．１、０．０１４〜０．０６、特に０．０１６７〜０．０３３３である。質量比Ｃｒ_２Ｏ_３／Ｆｅ_２Ｏ_３が上記範囲外になると、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率と最小透過率の透過率差が大きくなり易い。

Ｃｒ_２Ｏ_３とＦｅ_２Ｏ_３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、ガラス原料にＣｒ_２Ｏ_３とＦｅ_２Ｏ_３が混入しないように設計された原料調合設備等を使用すればよい。但し、Ｃｒ_２Ｏ_３とＦｅ_２Ｏ_３を極端に低減しようとすると、原料コストや生産コストが高騰するという問題が生じる。

本発明の導光板では、ガラス板中のＶ_２Ｏ_５、ＮｉＯ、ＭｎＯ_２、Ｎｄ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、Ｅｒ_２Ｏ_３の含有量を可及的に低減することが好ましい。

ガラス板中のＶ_２Ｏ_５の含有量は、好ましくは０．０３質量％以下、０．０２質量％以下、０．０１５質量％以下、０．０１質量％以下、０．００５質量％以下、特に０．００３質量％以下である。Ｖ_２Ｏ_５の含有量が多過ぎると、光路長１００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率が低下し易くなる。

ガラス板中のＮｉＯの含有量は、好ましくは０．０３質量％以下、０．０２質量％以下、０．０１５質量％以下、０．０１質量％以下、０．００５質量％以下、特に０．００３質量％以下である。ＮｉＯの含有量が多過ぎると、光路長１００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率が低下し易くなる。

ガラス板中のＭｎＯ_２の含有量は、好ましくは０．０３質量％以下、０．０２質量％以下、０．０１５質量％以下、０．０１質量％以下、０．００５質量％以下、特に０．００３質量％以下である。ＭｎＯ_２の含有量が多過ぎると、光路長１００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率が低下し易くなる。

ガラス板中のＮｄ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは０．０３質量％以下、０．０２質量％以下、０．０１５質量％以下、０．０１質量％以下、０．００５質量％以下、特に０．００３質量％以下である。Ｎｄ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎると、光路長１００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率が低下し易くなる。

ガラス板中のＣｅＯ_２の含有量は、好ましくは０．０３質量％以下、０．０２質量％以下、０．０１５質量％以下、０．０１質量％以下、０．００５質量％以下、特に０．００３質量％以下である。ＣｅＯ_２の含有量が多過ぎると、光路長１００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率が低下し易くなる。

ガラス板中のＥｒ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは０．０３質量％以下、０．０２質量％以下、０．０１５質量％以下、０．０１質量％以下、０．００５質量％以下、特に０．００３質量％以下である。Ｅｒ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎると、光路長１００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率が低下し易くなる。

本発明の導光板において、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。

ガラス板の熱膨張係数は、好ましくは１２０×１０^−７／℃以下、９５×１０^−７／℃以下、７０×１０^−７／℃以下、６０×１０^−７／℃以下、特に５０×１０^−７／℃以下である。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。

ガラス板の歪点は、好ましくは４６０℃以上、４８０℃以上、５００℃以上、５２０℃以上、５３０℃以上、５５０℃以上、特に５９０℃以上である。歪点が低過ぎると、ガラス板の耐熱性が低下し易くなり、例えば、ガラス板の表面又は端面に高温で反射膜、拡散膜等を成膜すると、ガラス板が熱変形し易くなる。ここで、「歪点」は、ＪＩＳ Ｒ３１０３に基づいて測定した値である。

ガラス板は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ４０〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３ １〜１５％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜２０％、Ｎａ_２Ｏ ０〜２０％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＣａＯ ０〜１５％、ＳｒＯ ０〜１５％、ＢａＯ ０〜３５％を含有することが好ましい。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の好適な下限範囲は４０％以上、６０％以上、６５％以上、６７％以上、特に７０％以上であり、好適な上限範囲は８０％以下、７８％以下、７７％以下、７５％以下、特に７３％以下である。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。一方、ＳｉＯ_２の含有量が少なくなると、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。

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の好適な下限範囲は１％以上、２％以上、５．５％以上、７％以上、特に１０％以上であり、好適な上限範囲は１５％以下、１３％以下、特に１２％以下である。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。一方、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が少なくなると、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。

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の好適な下限範囲は０％以上、３％以上、５％以上、７％以上、８％以上、特に１０％以上であり、好適な上限範囲は１５％以下、１３％以下、特に１２％以下である。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。一方、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が少なくなると、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。また溶融性が低下し易くなる。

Ｎａ_２Ｏは、高温粘性を低下させて、溶融性を改善する成分である。Ｎａ_２Ｏの好適な下限範囲は０％以上、３％以上、５％以上、６％以上、７％以上、特に１０％以上であり、好適な上限範囲は２０％以下、１８％以下、１６％以下、特に１５％以下である。Ｎａ_２Ｏの含有量が多くなると、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。一方、Ｎａ_２Ｏの含有量が少なくなると、溶融性が低下し易くなる。

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。ＭｇＯの好適な下限範囲は０％以上、０．０５％以上、特に０．１％以上であり、好適な上限範囲は１０％以下、６％以下、２％以下、１％以下、特に０．５％以下である。ＭｇＯの含有量が多過ぎると、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。ＣａＯの好適な下限範囲は０％以上、０．５％以上、１％以上、特に２％以上であり、好適な上限範囲は１５％以下、１４％以下、１３％以下、８％以下、特に５％以下である。ＣａＯの含有量が多過ぎると、成形時に失透ブツが析出し易くなる。

ＳｒＯは、耐薬品性、耐失透性を高める成分である。ＳｒＯの好適な下限範囲は０％以上、０．１％以上、特に０．５％以上であり、好適な上限範囲は１５％以下、１０％以下、特に５％以下である。ＳｒＯの含有量が多くなると、密度が高くなったり、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。また溶融性が低下し易くなる。

ＢａＯは、耐薬品性、耐失透性を高める成分である。ＢａＯの好適な下限範囲は０％以上、０．１％以上、特に０．５％以上であり、好適な上限範囲は３５％以下、３０％以下、２０％以下、特に１０％以下である。ＢａＯの含有量が多くなると、密度が高くなったり、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。また溶融性が低下し易くなる。

ＭｇＯとＣａＯの合量の好適な下限範囲は０％以上、０．１％以上、０．５％以上、特に１％以上であり、好適な上限範囲は１０％以下、８％以下、５％以下、３％以下、特に２％以下である。ＭｇＯとＣａＯの合量が少な過ぎると、溶融性が低下し易くなる。一方、ＭｇＯとＣａＯの合量が多過ぎると、熱膨張係数と密度が不当に高くなり、また耐失透性が低下し易くなる。

ＳｒＯとＢａＯの合量の好適な下限範囲は０％以上、０．１％以上、１％以上、１．５％以上、特に２％以上であり、好適な上限範囲は３５％以下、２０％以下、１０％以下、特に５％以下である。ＳｒＯとＢａＯの合量が少な過ぎると、溶融性が低下し易くなる。一方、ＳｒＯとＢａＯの合量が多過ぎると、熱膨張係数と密度が不当に高くなり、また耐失透性が低下し易くなる。

Ｒｈ_２Ｏ_３、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｖ_２Ｏ_５、ＮｉＯ、ＭｎＯ_２、Ｎｄ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２及びＥｒ_２Ｏ_３の好適な含有量等は、上記の通りである。

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、Ｌａ_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、Ｌｉ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｃｓ_２Ｏを各６％まで、清澄剤としてＡｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、ＳＯ_３、Ｆ、Ｃｌ等を合量で２％まで導入してもよい。但し、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_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０．０１％未満とすることが好ましい。

本発明の導光板において、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、輝度特性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。

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、ガラス板の一方の表面（好ましくは光出射面）にドット模様が印刷されていることが好ましく、ドット模様のドットの直径は、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インク又はガラスフリットを印刷することにより形成することができる。

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時に、光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、光出射面から出射する光を拡散させるために、光出射面に拡散板を貼り付けてもよく、光出射面に拡散層を形成してもよい。

本発明の導光板は、導光板の機能を併有させた表示パネルの基板としても活用することができる。このようにすれば、表示装置の部材構成を簡略化することができる。

本発明のガラス板は、光路長５００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける透過率が９３％以上であることを特徴とする。また、本発明のガラス板は、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率と最小透過率の透過率差が６％以下であることを特徴とする。本発明のガラス板の技術的特徴は、本発明の導光板の説明欄に既に記載済みであるため、ここでは、詳細な説明を省略する。

本発明のガラス板において、光路長０．１５ｍｍ、波長２５０ｎｍにおける透過率は、好ましくは８５％以上、８８％以上、９０％以上、９２％以上、９４％以上、９５％以上、特に９６％以上である。光路長０．１５ｍｍ、波長２５０ｎｍにおける透過率が低過ぎると、殺菌、殺ウイルスが必要な用途に展開し難くなる。

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は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜４）を示している。

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、１２００〜１４５０℃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、３０〜３８０℃の温度範囲における熱膨張係数ＣＴＥ、歪点Ｐｓ、波長範囲４００〜７００ｎｍにおける最大透過率及び最小透過率を評価した。

３０〜３８０℃の温度範囲における熱膨張係数ＣＴＥは、ディラトメーターを用いて、ＪＩＳ Ｒ３１０２に基づき、３０〜３８０℃における平均熱膨張係数を測定した値である。歪点は、ＪＩＳ Ｒ３１０３に基づいて測定した値である。

最大透過率と最小透過率は、島津製作所社製ＵＶ−３１００ＰＣにより測定した値である。

以上の結果から、試料Ｎｏ．１〜４は、歪点が高いため、耐熱性が高く、樹脂板に比べて熱膨張係数が低いため、温度上昇に伴い、寸法変化が生じ難く、且つ波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率と最小透過率の透過率差が小さい。よって、試料Ｎｏ．１〜４は、導光板、特に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。

まずガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ６９％、Ａｌ_２Ｏ_３ ５．８％、Ｂ_２Ｏ_３ １０．２％、ＣａＯ ３．１％、Ｎａ_２Ｏ １０．７％、ＺｎＯ ０．９％、ＳｎＯ_２ ０．３％を含有するように、ガラス原料を調合、混合した後、連続溶融炉内で溶融して、溶融ガラスを得た。次に、得られた溶融ガラスをオーバーフローダウンドロー法にて板状に成形、徐冷した後、所定寸法に切断すると共に、端面の表面粗さＲａを０．３μｍに研磨することにより、ガラス板を得た。ここで、ガラス板の作製に当たり、ガラス板中のＲｈ_２Ｏ_３の含有量が０．２ｐｐｍ未満、Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量が質量で５ｐｐｍ、Ｃｒ_２Ｏ_３の含有量が０．１ｐｐｍ未満になるように、ガラス原料として、Ｆｅ_２Ｏ_３等の着色不純物が少ない高純度ガラス原料を使用すると共に、ガラス板の製造設備からガラス中にＲｈ_２Ｏ_３等の着色成分が混入しないように設計されたガラス製造設備を使用した。

得られたガラス板について、日立ハイテクサイエンス社製ＵＨ４１５０を用いて、光路長１５０ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける透過率を実測した後、光路長５００ｍｍの内部透過率に換算したところ、光路長５００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率は９９％であり、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率と最小透過率の透過率差は３％であった。また、光路長５００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍでの透過率曲線を図３に示す。

更に、得られたガラス板について、上記の方法にて、３０〜３８０℃の温度範囲における熱膨張係数ＣＴＥを測定したところ、６６．３×１０^−７／℃であり、歪点を測定したところ、５３６℃であった。

以上の結果から、このガラス板を有する導光板は、温度上昇に伴い、寸法変化が生じ難く、且つ表示装置の輝度特性を高めることができるものと考えられる。

まずガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ６９％、Ａｌ_２Ｏ_３ ５．８％、Ｂ_２Ｏ_３ １０．２％、ＣａＯ ３．１％、Ｎａ_２Ｏ １０．７％、ＺｎＯ ０．９％、ＳｎＯ_２ ０．３％を含有するように、ガラス原料を調合、混合した後、連続溶融炉内で溶融して、溶融ガラスを得た。次に、得られた溶融ガラスをオーバーフローダウンドロー法にて０．１５ｍｍ厚の板状に成形、徐冷した後、所定寸法に切断すると共に、端面の表面粗さＲａを０．３μｍに研磨することにより、ガラス板を得た。ここで、ガラス板の作製に当たり、ガラス板中のＲｈ_２Ｏ_３の含有量が０．２ｐｐｍ未満、Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量が質量で４ｐｐｍ、Ｃｒ_２Ｏ_３の含有量が０．１ｐｐｍ未満になるように、ガラス原料として、Ｆｅ_２Ｏ_３等の着色不純物が少ない高純度ガラス原料を使用すると共に、ガラス板の製造設備からガラス中にＲｈ_２Ｏ_３等の着色成分が混入しないように設計されたガラス製造設備を使用した。

得られたガラス板について、日立ハイテクノロジーズ社製Ｕ−４１００を用いて、板厚０．１５ｍｍ（光路長０．１５ｍｍ）、波長範囲２００〜７００ｎｍにおける透過率を実測した後、内部透過率に換算した。図４は、この試料の波長範囲２００〜７００ｎｍにおける透過率曲線（内部透過率曲線）を示すデータであり、図５は、波長範囲２００〜７００ｎｍにおける外部透過率曲線を示すデータである。また、図４、５から分かるように、この試料の波長２５０ｎｍの透過率（内部透過率）は９６％であり、外部透過率は８８％であった。

更に、このガラス試料について、上記の方法にて、３０〜３８０℃の温度範囲における熱膨張係数ＣＴＥを測定したところ、６６．３×１０^−７／℃であった。

以上のことから、このガラス試料は、深紫外線を良好に透過するため、殺菌、殺ウイルスが必要な用途に好適であり、更に石英ガラスよりも熱膨張係数が高いため、セラミックスや金属等との封着、封止性にも優れている。

本発明のガラス板は、導光板以外にも、高透過率が要求される用途に好適である。例えば、ディスプレイ用ガラス基板、光通信デバイス用ガラス基板、半導体製造プロセス用ガラス基板等に好適である。また、本発明のガラス板は、深紫外域における透過率が高く、石英ガラスよりも熱膨張係数が高いため、医療、分析、環境、農工業等の幅広い分野への展開が可能である。更に、本発明に係るガラスは、紫外域における透過率が高いため、管形状に加工して、殺菌用ランプとして好適に使用することもできる。

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 光反射面
７ 光出射面
１１ ガラス板
１３、１６、１７、１８ 端面
１４ 背面
１５ ドット模様

Claims (17)

1. 少なくともガラス板を有し、ガラス板中のＲｈ_２Ｏ_３の含有量が質量で０．０１ｐｐｍ以上、且つ１ｐｐｍ未満、Ｃｒ _２ Ｏ _３ の含有量が質量で０．１ｐｐｍ以上、且つ５ｐｐｍ以下であり、且つガラス板の光路長１００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率と最小透過率の透過率差が１２％以下であることを特徴とする導光板。
2. ガラス板中のＦｅ_２Ｏ_３の含有量が質量で５０ｐｐｍ未満であり、且つガラス板の光路長１００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率が８５％以上であることを特徴とする請求項１に記載の導光板。
3. ガラス板中のＣｒ_２Ｏ_３の含有量が質量で０．１ｐｐｍ以上、且つ３ｐｐｍ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。
4. ガラス板の一方の表面にドット模様が印刷されてい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。
5. ドット模様のドットの直径が、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を特徴とする請求項４に記載の導光板。
6. ガラス板の端面の平均表面粗さＲａが０．５μｍ以下であ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。
7. 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を特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の導光板。
8. ガラス板が、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ４０〜８０％、Ａｌ_２Ｏ_３ １〜１５％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜２０％、Ｎａ_２Ｏ ０〜２０％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＣａＯ ０〜１５％、ＳｒＯ ０〜１５％、ＢａＯ ０〜３５％を含有することを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の導光板。
9. ガラス板の熱膨張係数が１２０×１０^−７／℃以下であることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の導光板。
10. 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１〜９の何れかに記載の導光板。
11. ガラス板の光路長５００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率が９３％以上であることを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の導光板。
12. ガラス板中のＲｈ_２Ｏ_３の含有量が質量で０．１ｐｐｍ以上、且つ１ｐｐｍ未満であり、且つガラス板中のＦｅ_２Ｏ_３の含有量が質量で１０ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載の導光板。
13. ガラス板の波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率と最小透過率の透過率差が６％以下であることを特徴とする請求項１〜１２の何れかに記載の導光板。
14. ガラス板のガラス組成中にＣｒ_２Ｏ_３とＦｅ_２Ｏ_３を含み、質量比Ｃｒ_２Ｏ_３／Ｆｅ_２Ｏ_３が０．０１〜０．１３であることを特徴とする請求項１〜１３の何れかに記載の導光板。
15. ガラス板のガラス組成中のＦｅ_２Ｏ_３の含有量が質量で１〜１０ｐｐｍであることを特徴とする請求項１〜１４の何れかに記載の導光板。
16. ガラス板の光路長５００ｍｍ、波長範囲４００〜７５０ｎｍにおける最大透過率が９３％以上であることを特徴とする請求項１〜１５の何れかに記載の導光板。
17. ガラス板の光路長０．１５ｍｍ、波長範囲２５０ｎｍにおける透過率が８５％以上であることを特徴とする請求項１〜１６の何れかに記載の導光板。