KR20170048348A

KR20170048348A - 유리판

Info

Publication number: KR20170048348A
Application number: KR1020177004769A
Authority: KR
Inventors: 나오야 와다; 히로유키 히지야; 유사쿠 마츠오; 유타카 구로이와
Original assignee: 아사히 가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2014-08-28
Filing date: 2015-06-11
Publication date: 2017-05-08
Also published as: JPWO2016031345A1; CN106573822A; WO2016031345A1; TW201607911A

Abstract

380nm 이상 490nm 미만의 파장 범위의 평균 흡광도(A1)에 대한, 490nm 이상 780nm 이하의 파장 범위의 평균 흡광도(A2)의 흡광도 비(A2/A1)가 0.4 내지 4.5인, 유리판.

Description

유리판{GLASS PLATE}

본 발명은, 유리판에 관한 것이다. 특히, 투과성이 높은 유리판에 관한 것이다.

가시광 투과율이 높은 고투과 유리(소위 백판 유리)는 여러 가지 용도에 있어서 수요가 있다. 예를 들어, 건축 용도(내장 재료, 외장 재료), 전자 용도(면상 발광 장치용 도광 재료, 소위 도광판), 기타 산업 용도(태양광 발전 모듈용 커버 유리 등)에 있어서, 가시광을 효율적으로 투과시켜 광의 이용 효율을 높이거나, 고투과인 점에서 높은 의장성(고급감)을 초래하는 소재로서 이용하거나 하는 등의 사용 방법이 있다.

일본 특허 공개 2004-252383호 공보

유리 중의 철의 함유량이 클수록, 유리의 광 흡수율이 크다. 그래서, 유리판으로서는, 광 흡수율을 낮게 하기 위해서, 철을 실질적으로 함유하지 않는 것이 사용된다.

그러나, 불가피적인 불순물로서의 철이 유리판에는 포함된다. 2가의 철은 3가의 철보다도 광의 흡수 계수가 크다. 따라서, 전체 철 중에서 차지하는 2가의 철 비율을 가능한 한 작게 하기 위해서, 유리판의 유리 원료에는 산화제가 첨가된다.

종래의 유리판에 있어서는, 광원에 가까운 위치의 출사광과 광원으로부터 먼 위치의 출사광의 색도 차가 컸다. 그 경향은, 유리판의 사이즈가 커질수록 현저했다.

본 발명은 상기 과제에 비추어 이루어진 것이며, 광의 색도 차를 저감한 유리판의 제공을 주된 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 형태에 의하면,

380nm 이상 490nm 미만의 파장 범위의 평균 흡광도(A1)에 대한, 490nm 이상 780nm 이하의 파장 범위의 평균 흡광도(A2)의 흡광도 비(A2/A1)가 0.4 내지 4.5인, 유리판이 제공된다.

본 발명의 일 형태에 의하면, 광의 색도 차를 저감한 고투과 유리판이 제공된다.

도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 액정 표시 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는, 청색 LED와 황색 형광체로 구성되는 백색 LED의 광 스펙트럼의 일례를 도시하는 도면이다.
도 3은, 청색 LED와 녹색 형광체와 적색 형광체로 구성되는 백색 LED의 광 스펙트럼의 일례를 도시하는 도면이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 시뮬레이션 해석의 모델을 도시하는 도면이다.
도 5는, 전체 철량이 20질량ppm인 경우의 흡광도 비와 색도 차의 관계의 일례를 도시하는 도면이다.
도 6은, 전체 철량이 40질량ppm인 경우의 흡광도 비와 색도 차의 관계의 일례를 도시하는 도면이다.
도 7은, 전체 철량이 70질량ppm인 경우의 흡광도 비와 색도 차의 관계의 일례를 도시하는 도면이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 각 도면에 있어서, 동일한 또는 대응하는 구성에는 동일한 또는 대응하는 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 본 명세서에 있어서, 수치 범위를 나타내는 「내지」는 그 전후의 수치를 포함하는 범위를 의미한다.

우선은, 본 발명의 유리판 용도의 일례로서 액정 표시 장치(LCD)의 백라이트용 도광판의 예를 나타낸다. 또한, 본 발명의 유리판은 상기 도광판의 용도나 전자 기기 용도에 한정되는 것이 아니라, 투과성이 높고, 광이 유리를 투과하는 것에 의한 색의 어긋남(입사광의 색도에 대한 도파 광의 색도 차)이 작을 것이 요구되는 용도에 널리 적용 가능하다. 도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 액정 표시 장치를 도시하는 도면이다. 액정 표시 장치는, 액정 패널(10)과, 액정 패널(10)과 대향하는 도광판으로서의 유리판(20)과, 유리판(20)을 개재하여 액정 패널(10)에 광을 조사하는 광원(30)을 구비한다.

액정 패널(10)은, 예를 들어 어레이 기판, 컬러 필터 기판 및 액정층 등으로 구성된다. 어레이 기판은, 기판 및 해당 기판 상에 형성되는 능동 소자(예를 들어 TFT) 등으로 구성된다. 컬러 필터 기판은, 기판 및 해당 기판 상에 형성되는 컬러 필터 등으로 구성된다. 액정층은 어레이 기판과, 컬러 필터 기판 사이에 형성된다.

유리판(20)은 액정 패널(10)과 대향한다. 유리판(20)은 액정 패널(10)의 후방에 배치된다. 액정 패널(10)의 표시면(전방면)(11)과는 반대측의 면(후방면)(13과, 유리판(20)의 전방면(21)이 평행하게 배치된다.

유리판(20)의 후방면(23)에는, 휘도 불균일을 저감하기 위해서, 반사 도트(40) 등이 형성된다. 반사 도트(40) 대신에 유리판(20)의 후방면(23)이 요철 형상으로 형성되어, 유리판(20)의 후방면(23)에 복수의 렌즈가 형성되어도 된다.

유리판(20)의 후방면(23)은, 유리판(20)의 전방면(21)에 대하여 평행으로 된다.

광원(30)은 유리판(20)의 단부면(26)에 광을 조사한다. 광원(30)으로부터의 광은, 유리판(20)의 단부면(26)으로부터 내부로 들어가, 표면 반사를 반복하여 내부 전체로 퍼져, 유리판(20)에 있어서의 액정 패널(10)과의 대향면(전방면)(21)으로부터 나오고, 액정 패널(10)을 후방으로부터 균일하게 비춘다. 유리판(20)과 액정 패널(10) 사이에는 산란 필름, 휘도 상승 필름, 반사형 편광 필름, 3D 필름, 편광판 등이 배치되어도 된다. 유리판(20)의 후방에는 반사 필름 등이 배치되어도 된다.

광원(30)으로서는, 예를 들어 백색 LED가 사용된다. 백색 LED는, 예를 들어 청색 LED와, 청색 LED로부터의 광을 수광하여 발광하는 형광체로 구성되어도 된다. 형광체로서는 YAG계, 산화물, 알루민산염, 질화물, 산질화물, 황화물, 산 황화물, 희토류 산 황화물, 할로인산염 및 염화물 등을 들 수 있다.

예를 들어 백색 LED는 청색 LED와, 황색 형광체로 구성되어도 된다. 또한, 백색 LED는 청색 LED와, 녹색 형광체와, 적색 형광체로 구성되어도 된다. 후자의 백색 LED로부터의 광은, 광의 3원색을 혼색한 것이기 때문에, 보다 연색성이 우수하다.

도 2는, 청색 LED와 황색 형광체로 구성되는 백색 LED의 광 스펙트럼의 일례를 도시하는 도면이다. 도 3은, 청색 LED와 녹색 형광체와 적색 형광체로 구성되는 백색 LED의 광 스펙트럼의 일례를 도시하는 도면이다. 도 2 내지 3에 있어서, 횡축은 파장 λ(nm)이고, 종축은 강도 I이다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 청색 LED와 형광체로 구성되는 백색 LED의 광 스펙트럼은 490nm 부근에서 극소가 된다. 이것으로부터, 380nm 이상 490nm 미만의 파장 범위의 광은 주로 청색 LED로부터의 광이고, 490nm 이상 780nm 이하의 파장 범위의 광은 주로 형광체로부터의 광인 것을 알 수 있다.

본 실시 형태의 유리판(20)은 380nm 이상 490nm 미만의 파장 범위의 평균 흡광도(A1)에 대한, 490nm 이상 780nm 이하의 파장 범위의 평균 흡광도(A2)의 흡광도 비(A2/A1)가 0.4 내지 4.5이다. 흡광도 비(A2/A1)는, 바람직하게는 0.5 내지 4.0, 보다 바람직하게는 0.6 내지 3.5, 더욱 바람직하게는 0.9 내지 2.0이다. 흡광도 비(A1/A2)는 광로 길이에 관계없이, 거의 일정하지만, 광로 길이 200mm의 경우의 값으로 대표해도 된다.

파장 λ에 있어서의 유리판의 흡광도 A(λ)는 하기 식 (1)로부터 산출된다. 흡광도 A(λ)는 유리판의 광로 길이가 200mm인 경우의 흡광도이다. 유리판의 광로 길이로서 200mm를 설정한 이유는, 유리판의 사이즈가 클수록, 광원에 가까운 위치의 출사광과 광원으로부터 먼 위치의 출사광의 색도 차가 커지고, 유리판의 사이즈가 200mm 이상일 때에 특히 색도 차가 현저하게 드러나기 때문이다. A1은 0.1 이하가 바람직하고, 0.07 이하가 보다 바람직하고, 0.05 이하가 특히 바람직하다. 또한, A2는 0.15 이하가 바람직하고, 0.12 이하가 보다 바람직하고, 0.1 이하가 특히 바람직하다.

여기서, T(λ)는 온도 25℃에서, 단면 형상이 정사각형인 유리 직육면체의 길이 방향으로 진행하는 광(파장 λ)의 투과율이고, 분광 광도계에 의해 측정된다. 유리 직육면체의 길이 방향에 대하여 수직인 단면 형상은 1변이 10mm인 정사각형이고, 유리 직육면체의 길이 방향 치수는 200mm이다. 유리 직육면체는, 6 평면 모두가 경면 연마된 것이고, 이굴절률층이 없는 균일한 것이다. 분광 광도계는, 예를 들어 히타치 하이테크놀러지즈사제 분광 광도계 UH4150에, 광로 길이 200mm의 시료를 측정할 수 있는 동사 제조의 검지기를 조합하여, 적분구로 수광하여 사용한다. 측정 파장은 380nm 내지 780nm까지의 범위이고, 1nm의 간격으로 측정한다. 광의 투과율은, 시료 입사 전의 광의 강도에 대한, 시료 투과 후의 광의 강도의 비율로서 구해진다.

그런데, 굴절률이 다른 물질 사이의 계면에 광이 입사하면, 일부가 반사하고, 잔부가 투과한다. 따라서, 투과율뿐만 아니라, 시료 내부에서의 반복 반사를 고려한 시료 양면에서의 반사율 S(λ)를 구한다. S(λ)는 하기 식 (2)로부터 산출된다.

여기서, R(λ)은 시료 편면에서의 반사율이고, 하기 식 (3)으로부터 산출된다.

여기서, n(λ)은 파장 λ에 있어서의 유리의 굴절률이다. 적어도 g선(435.8nm), F선(486.1nm), e선(546.1nm), d선(587.6nm), C선(656.3nm)의 각 파장에 있어서의 굴절률을 V 블록법(예를 들어 시마즈 세이사꾸쇼사제 정밀 굴절계 KPR-2000)에 의해 측정하고, 그들의 값을 바탕으로 Sellmeier의 분산식(하기 식 (4))의 각 계수 B₁, B₂, B₃, C₁, C₂, C₃을 최소 제곱법에 의해 결정함으로써, n(λ)이 얻어진다.

평균 흡광도는, 소정의 파장 범위에 있어서의 흡광도의 평균값이다. 특허 청구 범위에 기재된 평균 흡광도(A1, A2) 및 흡광도 비(A1/A2)는 상기 식 (1) 등을 사용하여 산출한다.

그런데, 3가의 철은 2가의 철에 비하여, 380nm 이상 490nm 미만의 파장 범위의 평균 흡광도가 크다. 한편, 2가의 철은 3가의 철에 비하여, 490nm 이상 780nm 이하의 파장 범위의 평균 흡광도가 크다.

본 실시 형태에서는, 전체 철 중에서 차지하는 2가의 철 비율을 가능한 한 저감시키는 것이 아니라, 그 비율을 적절하게 조절함으로써, 흡광도 비(A2/A1)를 0.4 내지 4.5로 조절한다. 이에 의해, 유리판(20)으로부터의 광의 색도 차(상세하게는 후술함)를 저감할 수 있다.

전체 철 중에서 차지하는 2가의 철의 비율은, 철 레독스로 표시된다. 철 레독스는 Fe₂O₃로 환산한 2가의 철의 질량의, Fe₂O₃로 환산한 전체 철의 질량에 대한 비율을 ％ 표시로 나타낸다. 전체 철이란, 2가의 철과 3가의 철의 합계이다. 2가의 철과 3가의 철의 비율은, 25℃에서 측정한 뫼스바우어 흡수 스펙트럼에 의해 얻어진다. 철 레독스가 작을수록, 전체 철 중에서 차지하는 2가의 철 비율이 작다.

본 발명자들은 실험 등에 의해, 유리판(20)의 유리 원료의 용해 조건(예를 들어 유리 원료의 용해 시의 최고 온도, 용해로 내 분위기의 노점 등)을 설정 변경하거나, 또는 용해 조건에 맞춰서 산화제의 첨가량을 적절하게 조절함으로써, 유리판(20)의 철 레독스를 조절할 수 있음을 알아내었다. 산화제로서는, 예를 들어 산화안티몬, 산화세륨, 질산염 등이 사용된다.

유리 원료의 용해 시의 최고 온도가 높을수록, 용융 유리로부터 산소가 빠지기 쉽고, 용융 유리가 환원 상태가 되어, 용융 유리 중의 철이 환원되어, 철 레독스가 크다. 한편, 유리 원료의 용해 시의 최고 온도가 낮을수록, 용융 유리로부터의 산소의 빠짐이 진행되기 어렵고, 용융 유리가 산화 상태가 되어, 용융 유리 중의 철이 산화되어, 철 레독스가 작다.

용해로내 분위기의 노점이 높을수록, 용융 유리로부터 산소가 빠지기 쉽고, 용융 유리가 환원 상태가 되어, 용융 유리중의 철이 환원되어, 철 레독스가 크다. 한편, 용해로내 분위기의 노점이 낮을수록, 용융 유리로부터의 산소의 빠짐이 진행되기 어렵고, 용융 유리가 산화 상태로 되기 때문에, 철 레독스가 작다.

또한, 유리 원료의 용해 조건뿐만 아니라, 유리 원료에의 산화제의 첨가량 조절이 행해져도 된다.

철 레독스는, 예를 들어 3 내지 30％이다. 철 레독스가 3 내지 30％이면, 흡광도 비(A2/A1)를 0.4 내지 4.5로 하는 것이 용이하다. 철 레독스는 바람직하게는 3.5 내지 27％, 보다 바람직하게는 4 내지 24％, 더욱 바람직하게는 6 내지 14％이다.

이어서, 유리판(20)으로부터의 광의 조도의 시뮬레이션 해석에 대하여 설명한다. 이 시뮬레이션 해석에는, 광선 추적 소프트웨어(Light Tools: 사이버넷 시스템사제)를 사용하였다.

도 4는, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 시뮬레이션 해석의 모델을 도시하는 도면이다. 이 모델에서는, 유리판(20A)의 사이즈는 10mm×600mm, 유리판(20A)의 두께는 2mm라고 했지만, 결과의 경향은 사이즈나 두께에는 의존하지 않는다. 유리판(20A)의 서로 평행한 단부면(26A, 27A)(크기 2mm×10mm, 거리 600mm) 중 한쪽의 단부면(26A)으로부터 1mm 이격된 위치에 당해 단부면(26A)과 평행한 면 광원(30A)을 설치하였다. 또한, 광원을 면 광원으로 하지 않고, 복수의 점 광원을 배열해도 결과의 경향은 변함없다.

면 광원(30A)의 광 스펙트럼으로서는, 청색 LED와 적색 형광체와 녹색 형광체로 구성되는 백색 LED의 광 스펙트럼을 사용하였다. 면 광원(30A)으로부터 유리판(20A)의 단부면(26A)에 입사하는 광선의 개수는 10만개로 하였다.

유리판(20A)의 흡광도는 상기 (1) 식을 사용하여, 광로 길이가 200mm인 경우의 값을 산출하였다. 상기 (1) 식에 있어서, 투과율 T(λ)는 크기가 10mm×10mm×200mm의 직육면체의 시료 실측값을 사용하였다. 또한, 굴절률 n(λ)은 상술한 바와 같이, 실측값(표 1 참조)을 바탕으로 Sellmeier의 분산식(상기 (4) 식)의 각 계수를 결정하여 얻었다.

단부면(27A)에 도달한 광의 일부가 반사되어, 다시 단부면(26A)의 방향으로 복귀되는 것을 방지하기 위해서, 유리판(20A)의 표면 중, 단부면(27A)에서는 모든 광이 흡수되는 것으로 하고, 기타의 면에서는 광은 흡수되지 않는 것으로 하였다. 단부면(26A) 면에 입사한 광을 입사광이라 칭하고, 반대측의 단부면(27A)에 달한 광을 도파광이라 칭한다.

입사광과 도파광의 색도를 CIE(국제 조명 위원회)에서 1976년에 정한 u´v´ 색도도 상에서 나타낸다. 입사광의 평균 색도 좌표를 (u´₁, v´₁), 도파 광의 평균 색도 좌표를 (u´₂, v´₂)라 한다. 색도 차 Δu´은 「Δu´=u´₂-u´₁」의 식으로, 색도 차 Δv´은 「Δv´=v´₂-v´₁」의 식으로, 색도 차 Δu´v´은 「Δu´v´=(Δu´²+Δv´²)^1/2의 식으로 각각 정의한다.

시뮬레이션 해석 결과를 표 2 내지 4 및 도 5 내지 7에 나타내었다. 또한, 표 2 내지 4 및 도 5 내지 7에 있어서, 흡광도는 상술한 바와 같이, 광로 길이가 200mm인 경우의 값으로 대표하였다. 표 2 및 도 5는, 전체 철량이 20질량ppm인 경우의 흡광도 비와 색도 차의 관계 일례를 나타낸다. 표 3 및 도 6은, 전체 철량이 40질량ppm인 경우의 흡광도 비와 색도 차의 관계의 일례를 나타낸다. 표 4 및 도 7은, 전체 철량이 70질량ppm인 경우의 흡광도 비와 색도 차의 관계의 일례를 나타낸다. 전체 철량은, 유리판(20A) 중에서 차지하는 전체 철의 비율이며, Fe₂O₃으로 환산한 전체 철의 비율을 나타낸다. 전체 철량은, 전체 산화철 함유량이라고도 칭한다.

표 2 내지 4 및 도 5 내지 7로부터, 전체 철량이 20질량ppm, 40질량ppm, 70질량ppm의 어느 경우도, 흡광도 비(A2/A1)가 0.4 내지 4.5인 경우에, 색도 차 Δu´v´이 작은 것을 알 수 있었다.

이상, 본 발명의 유리판에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태 등에 한정되지 않고, 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 요지 범위 내에 있어서, 다양한 변형, 개량이 가능하다. 또한, 본 발명은 상술한 바와 같이 도광판 용도에 한하지 않고, 내장 부재나 장식 부재 등의 의장성이 요구되는 용도, 기타 산업 용도에도 적용할 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 건축 재료, 내장 부재, 가구 또는 집기에 적용할 수 있다.

본 발명의 유리판의 화학 조성은 다종다양해도 되지만, 예를 들어 하기의 유리 조성이면 된다. 본 발명의 유리 조성의 실시예 1 내지 15를 표 5 및 표 6에 나타내었다(Fe₂O₃ 및 CeO₂만 질량ppm으로 표시하고, 기타는 질량 백분율로 표시함).

바람직한 유리판의 조성으로서는, 하기하는 3종류(유리 조성 A, 유리 조성 B, 유리 조성 C를 갖는 유리)를 대표적인 예로서 들 수 있다. 또한, 본 발명의 유리에 있어서의 유리 조성은, 여기에 있어서 나타낸 유리 조성의 예에 한정되는 것은 아니다. 유리 조성 A를 갖는 유리판으로서는, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로, SiO₂를 60 내지 80％, Al₂O₃을 0 내지 7％, MgO를 0 내지 10％, CaO를 0 내지 20％, SrO를 0 내지 15％, BaO를 0 내지 15％, Na₂O를 3 내지 20％, K₂O를 0 내지 10％, Fe₂O₃을 5 내지 100ppm 포함하는 것이면 바람직하다. 이 경우의 유리의 헬륨의 d선(파장 587.6nm)에 있어서의 실온에서의 굴절률은 1.45 내지 1.60이다. 구체예로서는, 예를 들어 표 5의 예 1 내지 4 및 표 6의 예 15를 들 수 있다.

또한, 유리 조성 B를 갖는 유리판으로서는, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로, SiO₂를 45 내지 80％, Al₂O₃을 7％ 초과 30％ 이하, B₂O₃을 0 내지 15％, MgO를 0 내지 15％, CaO를 0 내지 6％, SrO를 0 내지 5％, BaO를 0 내지 5％, Na₂O를 7 내지 20％, K₂O를 0 내지 10％, ZrO₂를 0 내지 10％, Fe₂O₃을 5 내지 100ppm 포함하는 것인 것이 바람직하다. 이 경우의 유리의 헬륨의 d선(파장 587.6nm)에 있어서의 실온에서의 굴절률은, 예를 들어 1.45 내지 1.60이다. 이 경우의 유리 조성은, 이온 교환이 용이하고, 화학 강화하기 쉽다. 구체예로서는, 예를 들어 표 5·표 6의 예 5 내지 11을 들 수 있다.

또한, 유리 조성 C를 갖는 유리판으로서는, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로, SiO₂를 45 내지 70％, Al₂O₃을 10 내지 30％, B₂O₃을 0 내지 15％, MgO, CaO, SrO 및 BaO를 합계로 5 내지 30％, Li₂O, Na₂O 및 K₂O를 합계로 0％ 이상, 3％ 미만, Fe₂O₃을 5 내지 100ppm 포함하는 것인 것이 바람직하다. 이 경우의 유리 헬륨 d선(파장 587.6nm)에 있어서의 실온에서의 굴절률은, 예를 들어 1.45 내지 1.60이다. 구체예로서는, 예를 들어 표 6의 예 12 내지 14를 들 수 있다.

상기한 성분을 갖는 본 발명의 유리판의 유리 조성 각성분의 조성 범위에 대해서, 이하에 설명한다.

SiO₂는, 유리의 주성분이다.

SiO₂의 함유량은 유리의 내후성, 실투 특성을 유지하기 위해서, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로, 유리 조성 A에 있어서는, 바람직하게는 60％ 이상, 보다 바람직하게는 63％ 이상이고, 유리 조성 B에 있어서는, 바람직하게는 45％ 이상, 보다 바람직하게는 50％ 이상이고, 유리 조성 C에 있어서는, 바람직하게는 45％ 이상, 보다 바람직하게는 50％ 이상이다.

한편, SiO₂의 함유량은 용해를 쉽게 하고, 기포 품질을 양호한 것으로 하기 위해서, 또한 유리 중의 2가철(Fe²⁺)의 함유량을 낮게 억제하고, 광학 특성을 양호한 것으로 하기 위해서, 유리 조성 A에 있어서는, 바람직하게는 80％ 이하, 보다 바람직하게는 75％ 이하이고, 유리 조성 B에 있어서는, 바람직하게는 80％ 이하, 보다 바람직하게는 70％ 이하이고, 유리 조성 C에 있어서는, 바람직하게는 70％ 이하, 보다 바람직하게는 65％ 이하이다.

Al₂O₃은, 유리 조성 B 및 C에 있어서는 유리의 내후성을 향상시키는 필수 성분이다. 본 발명의 유리에 있어서 실용상 필요한 내후성을 유지하기 위해서는, Al₂O₃의 함유량은, 유리 조성 A에 있어서는, 바람직하게는 1％ 이상, 보다 바람직하게는 2％ 이상이고, 유리 조성 B에 있어서는, 바람직하게는 7％ 초과, 보다 바람직하게는 10％ 이상이고, 유리 조성 C에 있어서는, 바람직하게는 10％ 이상, 보다 바람직하게는 13％ 이상이다.

단, 2가 철(Fe² ⁺)의 함유량을 낮게 억제하여, 광학 특성을 양호한 것으로 하고, 기포 품질을 양호한 것으로 하기 위해서, Al₂O₃의 함유량은 유리 조성 A에 있어서는, 바람직하게는 7％ 이하, 보다 바람직하게는 5％ 이하이고, 유리 조성 B에 있어서는, 바람직하게는 30％ 이하, 보다 바람직하게는 23％ 이하이고, 유리 조성 C에 있어서는, 바람직하게는 30％ 이하, 보다 바람직하게는 20％ 이하이다.

B₂O₃은 유리 원료의 용융을 촉진하고, 기계적 특성이나 내후성을 향상시키는 성분이지만, 휘발에 의한 맥리(ream)의 생성, 노벽의 침식 등의 문제가 발생하지 않기 위해서, B₂O₃의 함유량은 유리 조성 A에 있어서는, 바람직하게는 5％ 이하, 보다 바람직하게는 3％ 이하이고, 유리 조성 B 및 C에 있어서는, 바람직하게는 15％ 이하, 보다 바람직하게는 12％ 이하이다.

Li₂O, Na₂O 및 K₂O와 같은 알칼리 금속 산화물은, 유리 원료의 용융을 촉진하고, 열 팽창, 점성 등을 조정하는 데 유용한 성분이다.

그로 인해, Na₂O의 함유량은 유리 조성 A에 있어서는, 바람직하게는 3％ 이상, 보다 바람직하게는 8％ 이상이다. Na₂O의 함유량은 유리 조성 B에 있어서는, 바람직하게는 7％ 이상, 보다 바람직하게는 10％ 이상이다. 단, 용해시의 청징성을 유지하고, 제조되는 유리의 기포 품질을 유지하기 위해서, Na₂O의 함유량은, 유리 조성 A 및 B에 있어서는 20％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 15％ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하고, 유리 조성 C에 있어서는 3％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 1％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, K₂O의 함유량은 유리 조성 A 및 B에 있어서는, 바람직하게는 10％ 이하, 보다 바람직하게는 7％ 이하이고, 유리 조성 C에 있어서는, 바람직하게는 2％ 이하, 보다 바람직하게는 1％ 이하이다.

또한, Li₂O는 임의 성분이지만, 유리화를 쉽게 하고, 원료에서 유래되는 불순물로서 포함되는 철 함유량을 낮게 억제하여, 배치 비용을 낮게 억제하기 위해서, 유리 조성 A, B 및 C에 있어서, Li₂O를 2％ 이하 함유시킬 수 있다.

또한, 이들 알칼리 금속 산화물의 합계 함유량(Li₂O+Na₂O+K₂O)은 용해시의 청징성을 유지하고, 제조되는 유리의 기포 품질을 유지하기 위해서, 유리 조성 A 및 B에 있어서는, 바람직하게는 5％ 내지 20％, 보다 바람직하게는 8％ 내지 15％이고, 유리 조성 C에 있어서는, 바람직하게는 0％ 내지 2％, 보다 바람직하게는 0％ 내지 1％이다.

MgO, CaO, SrO 및 BaO와 같은 알칼리 토금속 산화물은, 유리 원료의 용융을 촉진하고, 열 팽창, 점성 등을 조정하는 데 유용한 성분이다.

MgO는 유리 용해 시의 점성을 낮추어, 용해를 촉진하는 작용이 있다. 또한, 비중을 저감시켜, 유리판에 상처를 내기 어렵게 하는 작용이 있기 때문에, 유리 조성 A, B 및 C에 있어서, 함유시킬 수 있다. 또한, 유리의 열 팽창 계수를 낮게, 실투 특성을 양호한 것으로 하기 위해서, MgO의 함유량은 유리 조성 A에 있어서는, 바람직하게는 10％ 이하, 보다 바람직하게는 8％ 이하이고, 유리 조성 B에 있어서는, 바람직하게는 15％ 이하, 보다 바람직하게는 12％ 이하이고, 유리 조성 C에 있어서는, 바람직하게는 10％ 이하, 보다 바람직하게는 5％ 이하이다.

CaO는 유리 원료의 용융을 촉진하고, 또한 점성, 열 팽창 등을 조정하는 성분이므로, 유리 조성 A, B 및 C에 있어서 함유시킬 수 있다. 상기 작용을 얻기 위해서는, 유리 조성 A에 있어서는 CaO의 함유량은, 바람직하게는 3％ 이상, 보다 바람직하게는 5％ 이상이다. 또한, 실투를 양호하게 하기 위해서는, 유리 조성 A에 있어서는, 바람직하게는 20％ 이하, 보다 바람직하게는 10％ 이하이고, 유리 조성 B에 있어서는, 바람직하게는 6％ 이하이고, 보다 바람직하게는 4％ 이하이다.

SrO는 열팽창 계수의 증대 및 유리의 고온 점도를 내리는 효과가 있다. 이러한 효과를 얻기 위해서, 유리 조성 A, B 및 C에 있어서, SrO를 함유시킬 수 있다. 단, 유리의 열팽창 계수를 낮게 억제하기 위해서, SrO의 함유량은, 유리 조성 A 및 C에 있어서는 15％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 10％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 유리 조성 B에 있어서는 5％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 3％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

BaO는, SrO과 동일하게 열팽창 계수의 증대 및 유리의 고온 점도를 낮추는 효과가 있다. 상기 효과를 얻기 위해서, 유리 조성 A, B 및 C에 있어서, BaO를 함유시킬 수 있다. 단, 유리의 열팽창 계수를 낮게 억제하기 위해서, 유리 조성 A 및 C에 있어서는 15％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 10％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 유리 조성 B에 있어서는 5％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 3％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 이들 알칼리 토금속 산화물의 합계 함유량(MgO+CaO+SrO+BaO)은 열팽창 계수를 낮게 억제하여, 실투 특성을 양호한 것으로 하고, 강도를 유지하기 위해서, 유리 조성 A에 있어서는, 바람직하게는 10％ 내지 30％, 보다 바람직하게는 13％ 내지 27％이고, 유리 조성 B에 있어서는, 바람직하게는 1％ 내지 15％, 보다 바람직하게는 3％ 내지 10％이고, 유리 조성C에 있어서는, 바람직하게는 5％ 내지 30％, 보다 바람직하게는 10％ 내지 20％이다.

본 발명의 유리판의 유리의 유리 조성에 있어서는, 유리의 내열성 및 표면 경도의 향상을 위해 임의 성분으로서 ZrO₂를, 유리 조성 A, B 및 C에 있어서, 10％ 이하, 바람직하게는 5％ 이하 함유시켜도 된다. 단, 10％ 초과이면, 유리가 실투되기 쉬워지므로, 바람직하지 않다.

본 발명의 유리판의 유리 유리 조성에 있어서는, 유리의 용해성 향상을 위하여, Fe₂O₃을, 유리 조성 A, B 및 C에 있어서, 5 내지 100ppm 함유시켜도 된다. 또한, 여기에서 Fe₂O₃양은, Fe₂O₃으로 환산한 전체 산화철 함유량을 가리킨다. 전체 산화철 함유량은 바람직하게는 5 내지 50질량ppm이고, 보다 바람직하게는 5 내지 30질량ppm이다. 상기한 전체 산화철 함유량이 5ppm 미만인 경우에는, 유리의 적외선 흡수가 극단적으로 나빠지고, 용해성을 향상시키는 것이 어렵고, 또한, 원료의 정제에 엄청난 비용이 들기 때문에, 바람직하지 않다. 또한, 전체 산화철 함유량이 100ppm 초과인 경우에는, 유리의 착색이 커지고, 가시광 투과율이 저하되므로 바람직하지 않다.

또한, 본 발명의 유리판의 유리는, 청징제로서 SO₃을 함유해도 된다. 이 경우, SO₃ 함유량은 질량 백분율 표시로 0％ 초과, 0.5％ 이하가 바람직하다. 0.4％ 이하가 보다 바람직하고, 0.3％ 이하가 더욱 바람직하고, 0.25％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명의 유리판의 유리는, 산화제 및 청징제로서 Sb₂O₃, SnO₂ 및 As₂O₃ 중 하나 이상을 함유해도 된다. 이 경우, Sb₂O₃, SnO₂ 또는 As₂O₃의 함유량은, 질량 백분율 표시로 0 내지 0.5％가 바람직하다. 0.2％ 이하가 보다 바람직하고, 0.1％ 이하가 더욱 바람직하고, 실질적으로 함유하지 않는 것이 더욱 바람직하다.

단, Sb₂O₃, SnO₂ 및 As₂O₃은 유리의 산화제로서 작용하기 때문에, 유리의 Fe² ⁺의 양을 조절할 목적으로 상기 범위 내에서 첨가해도 된다. 단, As₂O₃은 환경 면에서 적극적으로 함유시키는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 유리판의 유리는, NiO를 함유해도 된다. NiO를 함유하는 경우, NiO는 착색 성분으로서도 기능하므로, NiO의 함유량은 상기한 유리 조성의 합량에 대하여, 10ppm 이하로 하는 것이 바람직하다. 특히, NiO는 파장 400 내지 700nm에 있어서의 유리판의 내부 투과율을 저하시키지 않는다고 하는 관점에서, 1.0ppm 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.5ppm 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 유리판의 유리는, Cr₂O₃을 함유해도 된다. Cr₂O₃을 함유하는 경우, Cr₂O₃은 착색 성분으로서도 기능하므로, Cr₂O₃의 함유량은 상기한 유리 조성의 합량에 대하여, 10ppm 이하로 하는 것이 바람직하다. 특히, Cr₂O₃은 파장 400 내지 700nm에 있어서의 유리판의 내부 투과율을 저하시키지 않는다고 하는 관점에서, 1.0ppm 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.5ppm 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 유리판의 유리는, MnO₂를 함유해도 된다. MnO₂를 함유하는 경우, MnO₂는 가시광을 흡수하는 성분으로서도 기능하므로, MnO₂의 함유량은 상기한 유리 조성의 합량에 대하여, 50ppm 이하로 하는 것이 바람직하다. 특히, MnO₂는 파장 400 내지 700nm에 있어서의 유리판의 내부 투과율을 저하시키지 않는다고 하는 관점에서, 10ppm 이하로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 유리판의 유리는, TiO₂를 포함하고 있어도 된다. TiO₂를 함유하는 경우, TiO₂는 가시광을 흡수하는 성분으로서도 기능하므로, TiO₂의 함유량은 상기한 유리 조성의 합량에 대하여, 1000ppm 이하로 하는 것이 바람직하다. TiO₂는 파장 400 내지 700nm에 있어서의 유리판의 내부 투과율을 저하시키지 않는다고 하는 관점에서, 함유량을 500ppm 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 100ppm 이하로 하는 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 유리판의 유리는, CeO₂를 포함하고 있어도 된다. CeO₂에는 철의 레독스를 낮추는 효과가 있고, 파장 400 내지 700nm에 있어서의 유리의 흡수를 작게 할 수 있다. 그러나, CeO₂를 다량으로 함유하는 경우, CeO₂는 가시광을 흡수하는 성분으로서도 기능하고, 또한 철의 레독스를 3％ 미만으로 너무 낮춰버릴 가능성이 있어, 바람직하지 않다. 따라서, CeO₂의 함유량은, 상기한 유리 조성의 합량에 대하여, 1000ppm 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, CeO₂의 함유량은, 500ppm 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 400ppm 이하로 하는 것이 더욱 바람직하고, 300ppm 이하로 하는 것이 특히 바람직하고, 250ppm 이하로 하는 것이 가장 바람직하다. 단, CeO₂의 함유량은, 철의 레독스가 3 내지 30％가 되도록 조절되지 않으면 안된다.

본 발명의 유리판의 유리는 CoO, V₂O₅ 및 CuO로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 성분을 포함하고 있어도 된다. 이들 성분을 함유하는 경우, 가시광을 흡수하는 성분으로서도 기능하므로, 상기 성분의 함유량은, 상기한 유리 조성의 합량에 대하여, 10ppm 이하로 하는 것이 바람직하다. 특히, 이들 성분은 파장 400 내지 700nm에 있어서의 유리판의 내부 투과율을 저하시키지 않도록, 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다.

본 출원은, 2014년 8월 28일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2014-174177호 및 2015년 5월 14일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2015-098888호에 기초하는 우선권을 주장하는 것이고, 일본 특허 출원 제2014-174177호 및 일본 특허 출원 제2015-098888호의 전체 내용을 본 출원에 원용한다.

10 액정 패널
20 도광판용의 유리판
30 광원

Claims

380nm 이상 490nm 미만의 파장 범위의 평균 흡광도(A1)에 대한, 490nm 이상 780nm 이하의 파장 범위의 평균 흡광도(A2)의 흡광도 비(A2/A1)가 0.4 내지 4.5인, 유리판.
제1항에 있어서, 광로 길이 200mm일 때, A1은 0.1 이하, A2는 0.15 이하인 유리판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 철 레독스가 3 내지 30％이고, Fe₂O₃으로 환산한 전체 산화철 함유량이 5 내지 100질량ppm인 유리판.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로, SiO₂를 60 내지 80％, Al₂O₃을 0 내지 7％, MgO를 0 내지 10％, CaO를 0 내지 20％, SrO를 0 내지 15％, BaO를 0 내지 15％, Na₂O를 3 내지 20％, K₂O를 0 내지 10％, Fe₂O₃을 5 내지 100ppm 포함하는, 유리판.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로, SiO₂를 45 내지 80％, Al₂O₃을 7％ 초과 30％ 이하, B₂O₃을 0 내지 15％, MgO를 0 내지 15％, CaO를 0 내지 6％, SrO를 0 내지 5％, BaO를 0 내지 5％, Na₂O를 7 내지 20％, K₂O를 0 내지 10％, ZrO₂를 0 내지 10％, Fe₂O₃을 5 내지 100ppm 포함하는, 유리판.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 산화물 기준의 질량 백분율 표시로, SiO₂를 45 내지 70％, Al₂O₃을 10 내지 30％, B₂O₃을 0 내지 15％, MgO, CaO, SrO 및 BaO를 합계로 5 내지 30％, Li₂O, Na₂O 및 K₂O를 합계로 0％ 이상, 3％ 미만, Fe₂O₃을 5 내지 100ppm 포함하는, 유리판.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 액정 표시 장치의 백라이트용 도광판에 사용되는 유리판.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 건축 재료, 내장 부재, 가구 또는 집기에 사용되는 유리판.