KR20160082991A - 유리판, 도광판 유닛, 면 형상 발광 장치 및, 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

가시광 영역의 광선의 내부 투과율이 우수한 유리판을 제공한다. 다성분계의 산화물 유리를 포함하는 유리판으로서, 유효 광로 길이가 25 내지 200cm이고, 두께가 0.5 내지 10mm이며, 상기 유효 광로 길이에서의 가시광 영역의 평균 내부 투과율이 80％ 이상이고, 또한, JIS Z8701(부속서)에서의 XYZ 표색계에 있어서의 삼자극치의 Y값이 90％ 이상인, 유리판.

Description

유리판, 도광판 유닛, 면 형상 발광 장치 및, 액정 표시 장치{GLASS PLATE, LIGHT-GUIDING PANEL UNIT, PLANAR LIGHT-EMITTING DEVICE, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 에지 라이트 방식의 면 형상 발광 장치의 도광판으로서, 적절하게 사용되는 유리판에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 본 발명의 유리판을 사용한 도광판 유닛, 당해 도광판 유닛을 사용한 면 형상 발광 장치 및 당해 면 형상 발광 장치를 사용한 액정 표시 장치에 관한 것이다.

종래, 휴대 전화기, PDA, 액정 TV 등에 액정 표시 장치가 사용되고 있다. 액정 표시 장치는, 백라이트로서의 면 형상 발광 장치와, 이 면 형상 발광 장치의 광 출사면측에 배치되는 액정 유닛을 기본 구성으로 한다.

면 형상 발광 장치로서는 직하형과 에지 라이트형이 있다. 직하형은, 광 출사면에 대하여 반대측이 되는 배면에 광원이 배치되기 때문에, 광 출사면과 동일한 정도의 치수의 광원이 필요하게 된다. 에지 라이트형은 광 출사면에 대하여 직교 방향이 되는 측면에 광원이 배치되기 때문에, 광 출사면보다 치수가 작은 광원을 사용할 수 있으므로, 액정 표시 장치의 대화면화에 적합하다.

에지 라이트 방식의 면 형상 발광 장치에 사용되는 도광판 유닛의 일 구성예를 도 1에 도시한다. 도 1에 도시하는 도광판 유닛(10)은, 측면에 배치된 광원(도시하지 않음)으로부터의 광을 전반사에 의해 내부에 전파시킴과 함께 면 형상으로 출사시키기 위한 도광판(20)과, 이 도광판(20)의 주로 광을 출사하는 광 출사면(도면 중, 상면)에 대하여 반대측이 되는 광 반사면(도면 중, 하면)으로부터 출사하는 광을 다시 도광판(20)으로 되돌리기 위한 반사판(30)으로 구성되어 있다. 도광판(20)의 광 반사면에는, 도트 패턴 형상의 광 산란부(40)가 설치되어 있다. 이 광 산란부(40)는, 그 내부에서 전반사되는 광을 산란시켜서 광 출사면으로부터 출사시킴과 함께, 광원이 점 광원인 경우의 광 출사면에 있어서의 휘도의 불균일, 또한 광원으로부터의 거리의 차이에 의한 광 출사면에 있어서의 휘도의 불균일 등을 억제한다.

도광판 유닛(10)의 도광판(20)으로서는, 투과율이 높은 것, 비교적 저렴하고 입수가 용이한 것 등의 이유로, 종래는 아크릴 수지나 폴리카르보네이트 수지와 같은 투명한 수지 재료제가 사용되고 있었다.

액정 표시 장치의 대화면화에 대응하기 위해, 면 형상 발광 장치가 대형화된 경우, 보다 고출력의 광원이 사용된다. 이에 의해, 광원의 발열량도 많아지고, 도광판에도 내열성이 요구되게 된다. 상기 수지 재료제의 도광판은, 유리 전이점(Tg)이 아크릴 수지인 경우, 80 내지 100℃, 또한 폴리카르보네이트 수지의 경우, 145 내지 150℃로 낮기 때문에 내열성이 불충분하다. 또한, 아크릴 수지는, 파장 780nm 부근에 흡수가 있는 점에서도 문제가 있다.

상기 수지 재료제의 도광판보다 내열성이 우수한 도광판으로서는, 유리 재료제 도광판이 제안되고 있다(특허문헌 1, 2 참조). 유리 재료의 조성에 따라 다르지만, 유리 전이점(Tg)은 530℃ 정도까지 높일 수 있다.

일본 특허 공개 제2013-93195호 공보 일본 특허 공개 제2013-30279호 공보

그러나, 액정 표시 장치의 대화면화에 대응하기 위해서, 유리 재료제의 도광판의 치수를 크게 한 경우, 도광판의 광로 길이가 길어지기 때문에, 가시광 영역(380 내지 780nm)의 광선의 내부 투과율이 불충분해지고, 도광판의 휘도가 저하되어 휘도 불균일이 발생하며, 색 불균일이 발생하는 등의 문제가 있음이 밝혀졌다.

또한, 본 명세서에 있어서의 내부 투과율 T_in이란, 어떤 광로 길이를 L(cm), 입사광의 강도를 I₀(％), 어떤 광로 길이 L(cm)을 투과한 후의 광의 강도를 I₁(％), 반사에 의한 광의 감쇠율을 R(％)이라고 했을 때에 다음의 식으로 나타내지는 값을 가리킨다.

logT_in=(log(I₁/I₀)-logR)

본 발명은, 상술한 종래 기술에 있어서의 문제점을 해결하기 위해서, 가시광 영역의 광선 내부 투과율이 우수한 유리판, 당해 유리판을 사용한 도광판 유닛, 당해 도광판 유닛을 사용한 면 형상 발광 장치 및 당해 면 형상 발광 장치를 사용한 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 형태의 유리판은 다성분계의 산화물 유리를 포함하는 유리판으로서, 유효 광로 길이가 25 내지 200cm이고, 두께가 0.5 내지 10mm이며, 상기 유효 광로 길이에서의 가시광 영역의 평균 내부 투과율이 80％ 이상이고, 또한, JIS Z8701(부속서)에서의 XYZ 표색계에 있어서의 삼자극치의 Y값이 90％ 이상이다.

본 발명의 유리판은, 해당 유리판의 유효 광로 길이를 L(cm)이라 하고, 해당 유리판의 Fe₂O₃으로 환산한 총철의 함유량을 A(질량 ppm)라고 할 때, 125(cm·ppm)≤L×A≤10000(cm·ppm)의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.

본 명세서에 있어서, 유리의 조성 성분의 함유 비율은 특히 언급이 없는 한, 질량 백분율 표시(질량％) 또는 질량 ppm으로 나타내고, 이들을 간단히 ％ 또는 ppm이라고도 기재하고 있다.

본 발명의 유리판은 해당 유리판의 유효 광로 길이를 L(cm)이라 하고, 해당 유리판의 Fe₂O₃으로 환산한 총철 중의, Fe₂O₃으로 환산한 Fe^{2 +}의 함유량을 B(ppm)라고 할 때, 2.5(cm·ppm)≤L×B≤3000(cm·ppm)의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.

본 발명의 유리판은 MnO₂, TiO₂, NiO, CoO, V₂O₅, CuO 및 Cr₂O₃으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 성분이 포함되는 경우, 포함되는 성분의 합계 함유량이, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로 0.1％ 이하(1000ppm 이하)인 것이 바람직하다.

본 발명의 유리판은 CeO₂, Sb₂O₃, SnO₂ 및 As₂O₃으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 성분이 포함되는 경우, 포함되는 성분의 합계 함유량이, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로 0.3％ 이하(3000ppm 이하)인 것이 바람직하다.

본 발명의 유리판은, 철을 제외한 해당 유리판의 조성이, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로 실질적으로 SiO₂: 60 내지 80％, Al₂O₃: 0 내지 7％, MgO: 0 내지 10％, CaO: 4 내지 20％, Na₂O: 7 내지 20％, K₂O: 0 내지 10％를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 유리판은, 철을 제외한 해당 유리판의 조성이, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로 실질적으로 SiO₂: 45 내지 80％, Al₂O₃: 7％ 초과, 30％ 이하, B₂O₃: 0 내지 15％, MgO: 0 내지 15％, CaO: 0 내지 6％, Na₂O: 7 내지 20％, K₂O: 0 내지 10％, ZrO₂: 0 내지 10％를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 유리판은 철을 제외한 해당 유리판의 조성이, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로 실질적으로 SiO₂: 45 내지 70％, Al₂O₃: 10 내지 30％, B₂O₃: 0 내지 15％, MgO, CaO, SrO 및 BaO로 이루어지 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 성분을 포함하고, 포함되는 성분의 합계 함유량: 5 내지 30％, Li₂O, Na₂O 및 K₂O로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 성분을 포함하고, 포함되는 성분의 합계 함유량: 0％ 이상, 7％ 미만을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 상기 유리판의 유리 조성에 있어서, Fe₂O₃으로 환산한 총철의 함유량이 5 내지 150ppm인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 상기 유리판의 유리 조성에 있어서, Fe₂O₃으로 환산한 총철 중의, Fe₂O₃으로 환산한 Fe²⁺의 함유량이 0.02 내지 30ppm인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 도광판과, 상기 도광판의 광 출사면에 대하여 반대측이 되는 광 반사면에 형성된 광 산란부로서의 도트 패턴과, 상기 도광판의 광 반사면측에 배치된 반사판을 갖는 도광판 유닛이며, 상기 도광판으로서, 본 발명의 유리판을 사용한 도광판 유닛을 제공한다.

또한, 본 발명은 본 발명의 도광판 유닛과, 상기 도광판 유닛에 있어서의 도광판의 측면에 배치된 광원을 갖는 면 형상 발광 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은, 본 발명의 면 형상 발광 장치와, 상기 면 발광 장치의 광 출사면측에 배치된 액정 유닛을 갖는 액정 표시 장치를 제공한다.

본 명세서에 있어서 수치 범위를 나타내는 「내지」란, 그 전후에 기재된 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 의미로 사용되고, 특단의 정함이 없는 한, 이하 본 명세서에 있어서 「내지」는, 마찬가지 의미로 사용된다.

본 발명의 유리판은, 가시광 영역의 평균 내부 투과율이 80％ 이상이고, 또한, Y값이 90％ 이상이기 때문에, 액정 표시 장치의 대화면화에 대응하는, 도광판으로서 적합하다.

본 발명의 유리판은 유리제이기 때문에, 도광판으로서 사용했을 때 내열성이 양호하다.

도 1은, 도광판 유닛의 일 구성예를 나타낸 모식 단면도이다.

이하, 본 발명의 유리판에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명의 유리판은, 도 1에 도시하는 도광판 유닛(10)의 도광판(20)으로서 사용된다. 본 발명의 유리판은, 액정 표시 장치의 대화면화에 대응하기 위해서, 그 유효 광로 길이가 25 내지 200cm이다. 여기서, 유효 광로 길이란, 도광판으로서 사용할 때, 광이 입사되는 단부면으로부터 반대측의 단부면까지의 거리를 가리키고, 도 1에 도시하는 도광판(20)의 경우, 수평 방향의 길이에 상당한다.

유효 광로 길이가 25cm 이상이면, 20인치 이상 사이즈의 액정 표시 장치의 도광판 유닛에 사용 가능하다.

유효 광로 길이가 증가하면, 그에 따라 평균 내부 투과율 및 Y값(이하, 총칭해서 내부 투과율이라 하는 경우가 있음)이 저하된다. 유효 광로 길이가 200cm보다 커지면, 후술하는 유리판의 총철량의 제한 및 Fe^{2 +}의 양의 제한을 강구해도, 요구되는 내부 투과율의 달성이 어려워진다.

본 발명의 유리판은, 유효 광로 길이가 30 내지 150cm인 것이 바람직하고, 35 내지 120cm인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 유리판은 평판 형상이며, 그 두께는 0.5 내지 10mm이다. 유리판의 두께는 도 1에 도시하는 도광판(20)의 경우, 수직 방향의 길이에 상당한다.

유리판의 내부 투과율은, 해당 유리판의 두께에 의해서도 영향을 받는다. 유리판의 두께가 0.5mm보다 작으면, 도광판으로서의 사용시에 유리 표면에서 반사되는 횟수가 증가하게 되고, 반사에 의한 감쇠가 커져 유효 광로 길이에서의 내부 투과율이 저하된다. 이로 인해, 후술하는 유리판의 총철량의 제한 및 Fe^{2 +}의 양의 제한을 강구해도, 요구되는 내부 투과율의 달성이 어려워진다. 바람직하게는 1mm 이상이며, 보다 바람직하게는 1.5mm 이상이다.

한편, 유리판의 두께가 10mm보다 크면, 도광판으로서의 사용시에 전반하는 광이 도광판 아래의 광 산란부(도 1의 40)로 산란되는 횟수가 감소하고, 밖으로 취출되는 광량이 감소하기 때문에, 유효 광로 길이에서의 내부 투과율이 저하된다. 이로 인해, 후술하는 유리판의 총철량의 제한 및 Fe^{2 +}의 양의 제한을 강구해도, 요구되는 내부 투과율의 달성이 어려워진다. 바람직하게는 5mm 이하이고, 보다 바람직하게는 2.5mm 이하이다.

본 발명의 유리판은, 가시광 영역의 내부 투과율 T_in이 높고, 해당 파장 영역의 평균 내부 투과율이 유효 광로 길이에서 80％ 이상이다.

가시광 영역의 평균 내부 투과율이 높은 경우라도, 가시광 영역 중, 특정 파장 영역에서 광선 흡수가 크면, 도광판의 휘도가 저하되어 휘도 불균일이 발생하며, 색 불균일이 발생하는 등의 문제가 있다.

이로 인해, 본 발명의 유리판은, 가시광 영역의 평균 내부 투과율이 유효 광로 길이에서 80％ 이상인 것 외에, JIS Z8701(부속서)에서의 XYZ 표색계에 있어서의 삼자극치의 Y값(이하, 본 명세서에 있어서, 「Y값」이라고 함)이 유효 광로 길이에서 90％ 이상이다.

Y값은, 하기 식에 의해 구해진다.

Y=Σ(S(λ)×y(λ))

여기서, S(λ)는 각 파장에 있어서의 투과율이며, y(λ)는 각 파장의 가중 계수이다. 따라서, Σ(S(λ)×y(λ))는 각 파장의 가중 계수와, 그 투과율을 곱한것의 총합을 취한 것이다.

또한, y(λ)는 눈의 망막 세포 중, M뿔체(G뿔체/녹)에 대응하고, 파장 535nm의 광에 가장 반응한다.

본 발명의 유리판은, 가시광 영역의 평균 내부 투과율이 유효 광로 길이에서 80％ 이상이고, 또한, Y값이 유효 광로 길이에서 90％ 이상인 것으로, 액정 표시 장치의 대화면화에 대응하는 도광판이 된다.

본 발명의 유리판은, 가시광 영역의 평균 내부 투과율이 유효 광로 길이에서 82％ 이상인 것이 바람직하고, 85％ 이상이 보다 바람직하며, 90％ 이상이 더욱 바람직하다.

본 발명의 유리판은, Y값이 유효 광로 길이에서 91％ 이상인 것이 바람직하고, 92％ 이상이 보다 바람직하며, 93％ 이상이 더욱 바람직하다.

본 발명의 유리판은 다성분계의 산화물 유리를 포함하고, 유효 광로 길이에서 상술한 가시광 영역의 평균 내부 투과율 및 Y값을 만족하는 것으로부터 널리 선택할 수 있다.

다성분계의 산화물 유리의 제조 시에는, 유리의 용해성을 향상시키기 위해서 철을 유리 원료에 배합한다. 단, 철은, 가시광 영역에 흡수가 존재하기 때문에, 철의 함유량이 높아지면, 가시광 영역의 내부 투과율이 저하된다.

본 발명의 유리판은 해당 유리판의 총철량이, 후술하는 조건을 만족시킴으로써, 380nm 내지 500nm 및 600nm 내지 780nm의 광의 흡수를 억제하고, 에지 라이트형과 같이 디스플레이의 크기에 따라 유효 광로 길이가 변화하는 경우에도 유효하게 사용할 수 있다.

구체적으로는, 유리판의 유효 광로 길이를 L(cm)이라 하고, 해당 유리판의 Fe₂O₃으로 환산한 총철의 함유량(이하, 총철량이라고도 함)을 A(ppm)라고 할 때, 125(cm·ppm)≤L×A≤10000(cm·ppm)의 관계를 만족하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 L과 A의 관계식은, 본원 발명자가 실험적으로 도출한 것이다.

L×A＜125(cm·ppm)이면, 본 발명에서 상정하는, 도광판의 유효 광로 길이가 25 내지 200cm가 되는 사이즈의 면 형상 발광 장치에서 사용하는 유리판 중의 총철량이 1 내지 2ppm이 되어버려, 저비용으로 대량 생산이 어려워진다.

L×A＞10000(cm·ppm)이면, 유리판 중의 총철량이 많아지기 때문에, 380nm 내지 500nm의 파장 영역과, 600nm 내지 780nm의 파장 영역의 광의 흡수가 많아지고, 가시광 영역의 내부 투과율이 저하되며, 유효 광로 길이에서 상술한 가시광 영역의 평균 내부 투과율 및 Y값을 만족하지 않게 될 우려가 있다.

또한, 본 발명의 유리판은 250(cm·ppm)≤L×A≤9000(cm·ppm)의 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하고, 500(cm·ppm)≤L×A≤8000(cm·ppm)의 관계를 만족하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 유리판 총철량 A는 150ppm 이하인 것이, 유효 광로 길이에서 상술한 가시광 영역의 평균 내부 투과율 및 Y값을 만족하는 데 있어서 바람직하고, 80ppm 이하인 것이 보다 바람직하며, 50ppm 이하인 것이 더욱 바람직하다.

한편, 본 발명의 유리판의 총철량 A는, 5ppm 이상인 것이 다성분계의 산화물 유리 제조 시에 있어서, 유리의 용해성을 향상시키는 데 있어서 바람직하고, 10ppm 이상인 것이 보다 바람직하며, 20ppm 이상인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 유리판의 총철량 A는, 유리 제조 시에 첨가하는 철의 양에 의해 조절할 수 있다.

본 명세서에 있어서는, 유리판의 총철량을, Fe₂O₃의 양으로서 나타내고 있지만, 유리 중에 존재하는 철이 모두 Fe^{3 +}(3가의 철)로서 존재하고 있는 것은 아니다. 통상, 유리 중에는 Fe^{3 +}와 Fe^{2 +}(2가의 철)가 동시에 존재하고 있다. Fe^{2 +} 및 Fe^{3 +}는, 가시광 영역에 흡수가 존재하지만, Fe^{2 +}의 흡수 계수(11cm^-1 Mol^{- 1})는 Fe^{3 +}의 흡수 계수(0.96cm^-1 Mol^{- 1})보다 1자릿수 크기 때문에, 가시광 영역의 내부 투과율을 보다 저하시킨다. 그로 인해, Fe^{2 +}의 함유량이 적은 것이, 가시광 영역의 내부 투과율을 높이는 데 있어서 바람직하다.

본 발명의 유리판은, 해당 유리판의 Fe^{2 +}의 양이, 후술하는 조건을 만족함으로써, 600nm 내지 780nm의 파장 영역에서 광의 흡수를 억제할 수 있고, 에지 라이트형과 같이 디스플레이의 크기에 의해 유효 광로 길이가 변화되는 경우라도 유효하게 사용할 수 있다.

본 발명의 유리판은, 해당 유리판의 유효 광로 길이를 L(cm)이라 하고, 해당 유리판의 Fe₂O₃으로 환산한 총철 중의, Fe₂O₃으로 환산한 Fe^{2 +}의 함유량을 B(ppm)라고 할 때, 2.5(cm·ppm)≤L×B≤3000(cm·ppm)의 관계를 만족하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 L과 B의 관계식은, 본원 발명자가 실험적으로 도출한 것이다.

L×B＜2.5(cm·ppm)이면, 본 발명에서 상정하는, 도광판의 유효 광로 길이가 25 내지 200cm로 되는 사이즈의 면 형상 발광 장치에 사용하는 유리판 중의 Fe^{2 +}가0.02 내지 0.1ppm으로 되어버려, 저비용으로 대량 생산이 어려워진다.

L×B＞3000(cm·ppm)이면, 유리판의 Fe^{2 +}의 함유량이 많아지기 때문에, 600nm 내지 780nm의 파장 영역의 광의 흡수가 많아지고, 가시광 영역의 내부 투과율이 저하되며, 유효 광로 길이에서 상술한 가시광 영역의 평균 내부 투과율 및 Y값을 만족하지 않게 될 우려가 있다.

또한, 본 발명의 유리판은 10(cm·ppm)≤L×B≤2400(cm·ppm)의 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하고, 25(cm·ppm)≤L×B≤1850(cm·ppm)의 관계를 만족하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 유리판의 Fe^{2 +}의 함유량 B는 30ppm 이하인 것이, 유효 광로 길이에서 상술한 가시광 영역의 평균 내부 투과율 및 Y값을 만족하는 데 있어서 바람직하고, 20ppm 이하인 것이 보다 바람직하며, 10ppm 이하인 것이 더욱 바람직하다.

한편, 본 발명의 유리판 Fe^{2 +}의 함유량 B는 0.02ppm 이상인 것이, 다성분계의 산화물 유리 제조 시에 있어서, 유리의 용해성을 향상시키는 데 있어서 바람직하고, 0.05ppm 이상인 것이 보다 바람직하며, 0.1ppm 이상인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 유리판의 Fe^{2 +}의 함유량은, 유리 제조 시에 첨가하는 산화제의 양에 의해 조절할 수 있다. 유리 제조 시에 첨가하는 산화제의 구체적인 종류와 그 첨가량에 대해서는 후술한다.

Fe₂O₃의 양 A는, 형광 X선 측정에 의해 구한, Fe₂O₃으로 환산한 전체 철의 함유량(질량 ppm)이다. Fe^{2 +}의 함유량 B는, ASTM C169-92에 준하여 측정했다. 또한, 측정한 Fe²⁺의 함유량은 Fe₂O₃으로 환산해서 표기했다.

본 발명의 유리판에 사용하는 다성분계의 산화물 유리는, 가시광 영역에 흡수가 존재하는 성분의 함유량이 낮은 것이, 또한 포함하지 않는 것이, 유효 광로 길이에서 상술한 가시광 영역의 평균 내부 투과율 및 Y값을 만족하는 데 있어서 바람직하다.

가시광 영역에 흡수가 존재하는 성분으로서는, 예를 들어 MnO₂, TiO₂, NiO, CoO, V₂O₅, CuO 및 Cr₂O₃이 있다.

본 발명의 유리판은, 이들 MnO₂, TiO₂, NiO, CoO, V₂O₅, CuO 및 Cr₂O₃으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 성분이 포함되는 경우, 포함되는 성분의 합계 함유량이, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로 0.1％ 이하(1000ppm 이하)인 것이, 유효 광로 길이에서 상술한 가시광 영역의 평균 내부 투과율 및 Y값을 만족하는 데 있어서 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.08％ 이하(800ppm 이하)이며, 더욱 바람직하게는 0.05％ 이하(500ppm 이하)이다.

또한, 상기 이외에 가시광 영역에 흡수가 존재하는 성분으로서 CeO₂, Sb₂O₃, SnO₂ 및 As₂O₃이 있다.

본 발명의 유리판은 이들 CeO₂, Sb₂O₃, SnO₂ 및 As₂O₃으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 성분이 포함되는 경우, 포함되는 성분의 합계 함유량이, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로 0.3％ 이하(3000ppm 이하)인 것이, 유효 광로 길이에서 상술한 가시광 영역의 평균 내부 투과율 및 Y값을 만족하는 데 있어서 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.25％ 이하(2500ppm 이하)이며, 더욱 바람직하게는 0.2％ 이하(2000ppm 이하)이다. 상기 군의 성분 중, Sb₂O₃만을 함유하는 경우는, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로 0.5％ 이하(5000ppm 이하)까지 허용할 수 있다.

단, CeO₂, Sb₂O₃, SnO₂ 및 As₂O₃은 유리의 산화제로서 작용하기 때문에, 유리판의 Fe^{2 +}의 양을 조절할 목적으로 첨가해도 된다. 단, As₂O₃은, 적극적으로 함유하는 것은 아니다. 유리의 산화제로서 첨가하는 경우, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로, 각각 이하의 첨가량으로 하는 것이 바람직하다.

CeO₂를 함유하는 경우, 바람직하게는 0.05％ 이상(500ppm 이상)이고, 보다 바람직하게는 0.07％ 이상(700ppm 이상)이며, 더욱 바람직하게는 0.1％ 이상(1000ppm 이상)이다.

Sb₂O₃을 함유하는 경우, 바람직하게는 0.1％ 이상(1000ppm 이상)이며, 보다 바람직하게는 0.15％ 이상(1500ppm 이상)이며, 더욱 바람직하게는 0.2％ 이상(2000ppm 이상)이다.

SnO₂를 함유하는 경우, 바람직하게는 0.05％ 이상(500ppm 이상)이고, 보다 바람직하게는 0.1％ 이상(1000ppm 이상)이며, 더욱 바람직하게는 0.15％ 이상(1500ppm 이상)이다.

As₂O₃이 함유되어버리는 경우에는, 바람직하게는 0.14％ 이하(1400ppm 이하)이고, 보다 바람직하게는 0.1％ 이하(1000ppm 이하)이며, 더욱 바람직하게는 0.07％ 이하(700ppm 이하)이다. As는 화합물이 되어도 독성을 갖는 점에서, 통상 사용하지 않는 성분이다.

본 발명의 유리판 유리 조성의 구체예를 이하에 나타낸다. 단, 본 발명의 유리판 유리 조성은, 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 유리판의 일 구성예(구성예 A)는, 철을 제외한 해당 유리판의 조성이, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로 실질적으로 SiO₂: 60 내지 80％, Al₂O₃: 0 내지 7％, MgO: 0 내지 10％, CaO: 4 내지 20％, Na₂O: 7 내지 20％, K₂O: 0 내지 10％를 포함한다.

본 발명의 유리판의 다른 일 구성예(구성예 B)는, 철을 제외한 해당 유리판의 조성이, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로 실질적으로 SiO₂: 45 내지 80％, Al₂O₃: 7％ 초과 30％ 이하, B₂O₃: 0 내지 15％, MgO: 0 내지 15％, CaO: 0 내지 6％, Na₂O: 7 내지 20％, K₂O: 0 내지 10％, ZrO₂: 0 내지 10％를 포함한다.

본 발명의 유리판의 또 다른 일 구성예(구성예 C)는, 철을 제외한 해당 유리판의 조성이, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로 실질적으로 SiO₂: 45 내지 70％, Al₂O₃: 10 내지 30％, B₂O₃: 0 내지 15％, MgO, CaO, SrO 및 BaO로 이루어지 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 성분을 포함하고, 포함되는 성분의 합계 함유량: 5 내지 30％, Li₂O, Na₂O 및 K₂O로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 성분을 포함하고, 포함되는 성분의 합계 함유량: 0％ 이상 7％ 미만을 포함한다.

본 발명의 도광판 유닛은, 도 1에 도시하는 도광판 유닛(10)과 같이, 도광판(20)과, 도광판(20)의 광 출사면에 대하여 반대측이 되는 광 반사면에 형성된 광 산란부로서의 도트 패턴(40)과, 도광판(20)의 광 반사면측에 배치된 반사판(30)을 갖는다. 도광판(20)으로서는, 상술한 본 발명의 유리판을 사용한다.

반사판(30)으로서는, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등에, 황산바륨, 이산화티타늄 등을 혼합한 재료가 적절하게 사용된다. 또한, 반사판(30)으로서는, 수지 재료 중에 미세한 기포를 형성한 재료, 금속판의 표면에 은을 증착한 재료, 금속판의 표면에, 황산바륨, 이산화티타늄 등을 포함하는 도료를 도포한 재료 등을 사용할 수 있다. 반사판(30)으로서는, 반사율을 향상시키기 위해서 복수매를 겹쳐서 사용해도 된다. 반사판(30)의 반사율을 향상시킴으로써, 광 출사면에 있어서의 휘도를 상승시킬 수 있다. 통상, 반사판(30)으로서는, 반사율이 90％ 이상인 것이 바람직하다.

도트 패턴(40)은 복수의 도트로 구성되고, 도광판(20)의 내부를 전파하는 광의 전파 방향을 흐트러뜨려서 광 출사면으로 유도하기 위해서 형성된다. 도트 패턴(40)은, 도광판(20)의 광 반사면측의 표면에 광을 난반사하는 도료를 스크린 인쇄함으로써 형성할 수 있다. 이 도트 패턴(40)은, 도광판(20)과 대향 배치되는 반사판의 대향 표면에도 형성할 수 있지만, 광의 난반사를 확실하게 행하기 위해서는, 도광판(20)에 형성하는 것이 바람직하다.

도트 패턴(40)을 형성함으로써, 인접하는 도트 사이에 공기층(도시하지 않음)을 형성할 수 있고, 도광판(20)의 광 반사면, 특히 인접하는 도트 사이에 노출되는 광 반사면에 굴절률이 낮은 공기를 접촉시킬 수 있다. 이에 의해, 전반사 조건을 만족하는 것으로 할 수 있고, 도광판(20)의 내부에 광을 충분히 전파시켜, 광 출사면에 있어서의 휘도의 불균일 등을 억제할 수 있다.

도트의 형상으로서는, 예를 들어 원형, 타원형, 사각형, 삼각형, 다각형 등을 들 수 있지만, 도광판(20)의 내부를 전파하는 광의 전파 방향을 흐트러뜨려서 광 출사면으로 유도할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 또한, 도트의 형상, 크기 등은 필요에 따라 광 반사면의 부분마다 변경할 수 있다.

통상, 도트 패턴(40)은, 광 출사면에 있어서의 휘도를 균일하게 하기 위해서, 광원으로부터의 거리가 이격됨에 따라 고밀도로 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 대치하는 한 쌍의 측면의 각각에 광원이 배치되는 도광판(20)의 경우, 광원이 배치되는 한 쌍의 측면측의 도트 패턴(40)의 밀도가 작고, 중앙부의 도트 패턴(40)의 밀도가 커지도록 형성된다. 밀도의 조정은, 예를 들어 각 도트 패턴(40)의 크기 조정에 의해, 또는 각 도트 패턴(40)의 크기는 동일하게 한 채, 인접하는 도트 패턴(40) 사이의 간격을 조정함으로써 행할 수 있다.

본 발명의 면 형상 발광 장치는 도광판 유닛과, 해당 도광판 유닛에 있어서의 도광판의 측면에 배치된 광원을 갖는다. 도광판 유닛으로서는, 본 발명의 도광판 유닛을 사용한다. 이러한 광원은, 광원 본체와, 이 광원 본체를 탑재하는 광원 기판으로 구성되어 있다.

또한, 광원은, 도광판(20)의 대치하는 한 쌍의 측면에 각각 설치해도 되고, 하나의 측면에만 설치해도 된다.

광원 본체로서는, 냉음극관(Cold Cathode Fluorescent Lamp) 등의 선광원, 발광 다이오드(Light Emitting Diode: 이하 LED라고 함) 등의 점 광원을 사용할 수 있다. 점 광원에는, 상기 LED 이외에 레이저 다이오드(Laser Diode) 등이 사용된다. LED에는, 예를 들어 청색 등의 단색을 발광하는 반도체 발광 소자와, 이 반도체 발광 소자로부터 발해지는 청색 광의 일부를 흡수해서 황색 광을 발하는 형광체를 포함하는 의사 백색 LED가 사용된다. 또한, LED에는, 예를 들어 적색, 녹색, 청색의 각 색을 발광하는 소자를 구비하고, 3개의 단색광의 합성광으로 백색광을 발하는 것이 사용된다.

광원 기판으로서는, 예를 들어 LED 등의 복수의 점 광원을 소정의 간격을 유지하도록 탑재하는 것을 들 수 있다. 광원 기판에는, 점 광원 등을 실장함과 함께, 점 광원 등에 전력을 공급하기 위한 회로 패턴이 형성된다.

본 발명의 액정 표시 장치는 면 형상 발광 장치와, 해당 면 발광 장치의 광 출사면측에 배치된 액정 유닛을 갖는다. 면 형상 발광 장치로서는, 상술한 본 발명의 면 형상 발광 장치를 사용한다.

액정 유닛은, 액정의 복굴절성을 응용하고 있고, 유리 등의 절연성 기판 상에 착색층, 차광층, 대향 전극 등이 설치된 대향 기판과, 유리 등의 절연성 기판 상에 스위칭 소자가 되는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하 TFT라고 기재함), 화소 전극 등이 설치된 TFT 어레이 기판을 구비하고 있다. 또한, 대향 기판과 TFT 어레이 기판의 간격을 보유 지지하기 위한 스페이서, 대향 기판과 TFT 어레이 기판을 접합하기 위한 시일재, 대향 기판과 TFT 어레이 기판 사이에 끼움 지지시키는 액정, 액정을 주입하는 주입구의 밀봉재, 액정을 배향시키는 배향막 및 편광판 등에 의해 구성되어 있다.

실시예

하기의 표(표 1 내지 표 7)에 기재된 유리 조성 및 유효 광로 길이 L(cm)인 유리판에 대해서 유효 광로 길이에서의, 가시광 영역의 평균 내부 투과율 T_Ave 및, JIS Z8701(부속서)에서의 XYZ 표색계에 있어서의 삼자극치의 Y값을 구했다.

또한, 유리판의 유효 광로 길이를 L(cm)이라 하고, 해당 유리판의 Fe₂O₃으로 환산한 총철의 함유량이 A(질량 ppm)일 때의 L×A(cm·ppm)의 값을 각 표에 기재했다.

또한, 유리판의 유효 광로 길이를 L(cm)이라 하고, 해당 유리판의 Fe₂O₃으로 환산한 총철 중의, Fe₂O₃으로 환산한 Fe^{2 +}의 함유량이 B(질량 ppm)일 때의 L×B(cm·ppm)의 값을 각 표에 기재했다.

또한, 표 1 내지 표 4에 기재된 유리 조성은, 전술한 본 발명의 유리판 구성예 A에 관한 것이며, 표 6에 기재된 유리 조성은, 전술한 본 발명의 유리판 구성예 C에 관한 것이고, 표 7에 기재된 유리 조성은, 전술한 본 발명의 유리판 구성예 B에 관한 것이다.

단, 표 2의 예 38 및 표 3의 예 41, 43, 45는 참고예이다.

상기 표로부터 명백한 바와 같이, 실시예의 유리판은 유효 광로 길이에서의, 가시광 영역의 평균 내부 투과율 T_Ave가 80％ 이상이며, JIS Z8701(부속서)에서의 XYZ 표색계에 있어서의 삼자극치의 Y값이 90％ 이상이다. 또한, 실시예의 유리판은 125(cm·ppm)≤L×A≤10000(cm·ppm)의 관계 및 2.5(cm·ppm)≤L×B≤3000(cm·ppm)을 만족한다.

한편, 비교예의 유리판은 유효 광로 길이에서의, 가시광 영역의 평균 내부 투과율 T_Ave가 80％ 미만이고, JIS Z8701(부속서)에서의 XYZ 표색계에 있어서의 삼자극치의 Y값이 90％ 미만이다. 또한, 모든 비교예의 유리판은 L×A＞10000(cm·ppm)이다. 비교예 3에서는 또한 L×B＞3000(cm·ppm)이다.

산업상 이용가능성

본 발명의 유리판은 가시광 영역의 평균 내부 투과율이 80％ 이상이고, 또한, Y값이 90％ 이상이기 때문에, 액정 표시 장치의 대화면화에 대응하는 도광판으로서 적합하다. 또한, 본 발명의 유리판은, 유리제이기 때문에, 도광판으로서 사용했을 때 내열성이 양호하다. 이러한 유리판은, 도광판 유닛용 도광판으로서 유용하고, 또한 이러한 도광판 유닛은 면 형상 발광 장치용으로서 유용하며, 또 이러한 면 형상 발광 장치는 액정 표시 장치용으로서 유용하다.

또한, 2013년 11월 8일에 출원된 일본 특허 출원 2013-232008호의 명세서, 특허 청구의 범위, 도면 및 요약서의 전체 내용을 여기에 인용하고, 본 발명의 내용으로서 도입하는 것이다.

10: 도광판 유닛
20: 도광판
30: 반사판
40: 광 산란부(도트 패턴)

Claims (13)

1. 다성분계의 산화물 유리를 포함하는 유리판으로서, 유효 광로 길이가 25 내지 200cm이고, 두께가 0.5 내지 10mm이며, 상기 유효 광로 길이에서의, 가시광 영역의 평균 내부 투과율이 80％ 이상이고, 또한, JIS Z8701(부속서)에서의 XYZ 표색계에 있어서의 삼자극치의 Y값이 90％ 이상인, 유리판.
2. 제1항에 있어서, 상기 유리판의 유효 광로 길이를 L(cm)이라 하고, 해당 유리판의 Fe₂O₃으로 환산한 총철의 함유량을 A(질량 ppm)라고 할 때, 125(cm·ppm)≤L×A≤10000(cm·ppm)의 관계를 만족하는, 유리판.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유리판의 유효 광로 길이를 L(cm)이라 하고, 해당 유리판의 Fe₂O₃로 환산한 총철 중의, Fe₂O₃으로 환산한 Fe^{2 +}의 함유량을 B(질량 ppm)라고 할 때, 2.5(cm·ppm)≤L×B≤3000(cm·ppm)의 관계를 만족하는, 유리판.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, MnO₂, TiO₂, NiO, CoO, V₂O₅, CuO 및 Cr₂O₃으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 성분이 포함되는 경우, 포함되는 성분의 합계 함유량이, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로 0.1％ 이하(1000ppm 이하)인, 유리판.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, CeO₂, Sb₂O₃, SnO₂ 및 As₂O₃으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 성분이 포함되는 경우, 포함되는 성분의 합계 함유량이, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로 0.3％ 이하(3000ppm 이하)인, 유리판.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 철을 제외한 해당 유리판의 조성이, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로 실질적으로 SiO_2: 60 내지 80％, Al₂O_3: 0 내지 7％, MgO: 0 내지 10％, CaO: 4 내지 20％, Na₂O: 7 내지 20％, K₂O: 0 내지 10％를 포함하는, 유리판.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 철을 제외한 해당 유리판의 조성이, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로 실질적으로 SiO₂: 45 내지 80％, Al₂O₃: 7％ 초과 30％ 이하, B₂O₃: 0 내지 15％, MgO: 0 내지 15％, CaO: 0 내지 6％, Na₂O: 7 내지 20％, K₂O: 0 내지 10％, ZrO₂: 0 내지 10％를 포함하는 유리판.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 철을 제외한 해당 유리판의 조성이, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로 실질적으로 SiO₂: 45 내지 70％, Al₂O₃: 10 내지 30％, B₂O₃: 0 내지 15％, MgO, CaO, SrO 및 BaO로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 성분을 포함하고, 포함되는 성분의 합계 함유량: 5 내지 30％, Li₂O, Na₂O 및 K₂O로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 성분을 포함하고, 포함되는 성분의 합계 함유량: 0％ 이상 7％ 미만을 포함하는, 유리판.
9. 제8항에 있어서, 상기 유리판의 Fe₂O₃으로 환산한 총철의 함유량이 5 내지 150ppm인, 유리판.
10. 제8항에 있어서, 상기 유리판의 Fe₂O₃으로 환산한 총철 중의, Fe₂O₃으로 환산한 Fe^{2 +}의 함유량이 0.02 내지 30ppm인, 유리판.
11. 도광판과, 상기 도광판의 광 출사면에 대하여 반대측이 되는 광 반사면에 형성된 광 산란부로서의 도트 패턴과, 상기 도광판의 광 반사면측에 배치된 반사판을 갖는 도광판 유닛이며, 상기 도광판으로서, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 유리판을 사용한 도광판 유닛.
12. 제11항에 기재된 도광판 유닛과, 상기 도광판 유닛에 있어서의 도광판의 측면에 배치된 광원을 갖는 면 형상 발광 장치.
13. 제12항에 기재된 면 형상 발광 장치와, 상기 면 발광 장치의 광 출사면측에 배치된 액정 유닛을 갖는 액정 표시 장치.

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