TWI677480B

TWI677480B - 玻璃物品及導光體

Info

Publication number: TWI677480B
Application number: TW105107953A
Authority: TW
Inventors: 和田直哉; Naoya Wada; 荒井雄介; Yusuke Arai; 土屋之; Hiroyuki Hijiya; 近藤裕己; Yuki Kondo
Original assignee: 日商Ａｇｃ股份有限公司; AGC Inc.
Priority date: 2015-03-16
Filing date: 2016-03-15
Publication date: 2019-11-21
Also published as: JP6566024B2; JPWO2016148026A1; US10112864B2; CN107406301A; WO2016148026A1; US10087102B2; KR20170130355A; US20180050954A1; TW201638039A; US20170334765A1

Abstract

本發明提供一種不使鐵之氧化還原值降低為某值以上而能夠維持玻璃板之較高之內部透射率，且使玻璃板之內部透射率光譜變平坦的高透射性玻璃及導光體。

本發明係關於一種玻璃物品及包含該玻璃物品之導光體，該玻璃物品之特徵在於包含含有1質量ppm~80質量ppm之換算為Fe₂O₃之總氧化鐵(t-Fe₂O₃)，鐵之氧化還原值為0%~50%，含有0.01質量ppm~4.0質量ppm之NiO而成的玻璃；且內部透射率光譜平坦度A值為0.83以上。

Description

玻璃物品及導光體

本發明係關於一種可見光區域之內部透射率較高，且內部透射率光譜進一步平坦化之高透射性玻璃物品及使用該玻璃物品之導光體。

邊緣照明方式之面狀發光體裝置、例如液晶電視之導光體廣泛地使用丙烯酸系樹脂板，但就剛性、耐熱性或耐水性之觀點而言，研究替換為玻璃板。

於將玻璃板應用於導光體之情形時，隨著因大畫面化而使光程長度變長，無法忽視可見光區域(波長380~780nm)下之玻璃板內部之光吸收，產生亮度之下降或面內之亮度、色不均之問題變得明顯。

因此，作為導光體用玻璃，要求更為減小玻璃板內部之光吸收之不均之影響的玻璃物品。

本發明係基於上述見解而成者，其目的在於提供一種抑制了玻璃板內部之光吸收之不均之影響的玻璃物品。

本發明提供一種具有以下[1]中記載之構成之玻璃物品、及具有[2]中記載之構成之使用該玻璃物品之導光體。

[1]一種玻璃物品，其特徵在於包含含有1質量ppm~80ppm質量之換算為Fe₂O₃之總氧化鐵(t-Fe₂O₃)，鐵之氧化還原值為0%~50%，含有0.01質量ppm~4.0質量ppm之NiO而成的玻璃；且藉由下述式(1)所求得之玻璃物品之內部透射率光譜平坦度A值為0.83以上。

．A=min(X，Y，Z)/max(X，Y，Z) 式(1)

此處，利用JIS Z8701中記載之XYZ表色系中之配色函數x(λ)、y(λ)、z(λ)、及玻璃物品於600mm長時之內部透射率S(λ)，對X=Σ(S(λ)×x(λ))、Y=Σ(S(λ)×y(λ))、Z=Σ(S(λ)×z(λ))進行定義。

[2]一種導光體，其係使用上述[1]中記載之玻璃物品而成。

根據本發明，能夠提供一種抑制了玻璃板內部之光吸收之不均之影響的玻璃物品。

本發明之玻璃物品最佳為用作邊緣照明方式之面狀發光體裝置之導光體、尤其是用作應對液晶電視等液晶顯示裝置之大畫面化之面狀發光體裝置之導光體。

圖1係對實施例1~4中所獲得之樣品之NiO之含量與內部透射率光譜平坦度A值(min(X，Y，Z)/max(X，Y，Z))之關係進行繪圖所得的圖式。

圖2係對實施例5~8中所獲得之樣品之NiO之含量與內部透射率光譜平坦度A值(min(X，Y，Z)/max(X，Y，Z))之關係進行繪圖所得的圖式。

本發明係基於以下之事實、見解及考察而獲得者。

玻璃板之光吸收之主要因素係作為雜質而含有之鐵離子。鐵係作為工業生產之玻璃之原料而不可避免地含有者，無法避免鐵向玻璃中之混入。鐵離子於玻璃中取二價(Fe²⁺)及三價(Fe³⁺)之形態，但尤其成為問題者為於波長490~780nm中具有廣泛之吸收之Fe²⁺。Fe³⁺雖於波長380~490nm中具有吸收帶，但每單位濃度之吸光係數小於Fe²⁺一位數，故而影響較小。因此，為了減少可見光區域之光吸收，需要設法使玻璃中之Fe²⁺量相對於總鐵離子量之比率儘可能變低，即設法使鐵之氧化還原值變低。

於工業生產之玻璃板中，將作為雜質而含有之鐵含量之合計減少至使玻璃板之透射率與丙烯酸系樹脂板為相同程度於製造方面及原料方面等存在較多制約條件。

於容許之鐵含量之合計之範圍內，為了將玻璃板之透射率提高至與丙烯酸系樹脂板相同程度，先前以上之鐵之低氧化還原值化不可欠缺。若減小鐵之氧化還原值，則理論上能夠提高玻璃板之透射率，但於實際之玻璃板之製造中，難以精密地控制鐵之氧化還原值，使鐵之氧化還原值降低為某值以下較為困難。

尤其是於研究將玻璃板用作液晶電視等邊緣照明方式之面狀發光體裝置用之導光體時，重要的是使波長380~780nm之全波長區域下之玻璃板之內部透射率光譜變平坦。若玻璃板之內部透射率光譜不平坦，則於液晶電視之畫面內產生色度差。例如，於液晶電視之導光體中，在靠近光源處，由於光之傳播距離較短而能夠準確地進行顏色之再現，但隨著離開光源，較大地受到鐵之吸收之影響，顏色發生偏差。尤其是隨著液晶電視進一步成為大畫面，變得容易產生色度差。

為了謀求上述玻璃板之內部透射率光譜之數值化，將藉由下述式(1)所求得之玻璃物品之內部透射率光譜平坦度A值作為玻璃板之內部透射率光譜之平坦度之指標。

A=min(X，Y，Z)/max(X，Y，Z) 式(1)

此處，利用JIS Z8701中記載之XYZ表色系中之配色函數x(λ)、y(λ)、z(λ)、及玻璃於600mm長時之內部透射率S(λ)，對X= Σ(S(λ)×x(λ))、Y=Σ(S(λ)×y(λ))、Z=Σ(S(λ)×z(λ))進行定義。作為導光體用之玻璃板，該A值越大，表示玻璃板之內部透射率光譜越平坦。即，發現A值較高者較佳。

又，作為邊緣照明方式之面狀發光體裝置用之導光體用之玻璃板，重要的是作為可見光區域之波長400~700nm之範圍內之玻璃板於600mm長時之內部透射率之最小值為35%以上。

另一方面，本發明者對玻璃中所含之總氧化鐵量與鐵之氧化還原值進行研究，結果發現若僅調整總氧化鐵量與鐵之氧化還原值，則難以實現使波長380~780nm下之玻璃板之內部透射率光譜變得更平坦。

本發明者基於上述方面，進一步反覆研究，結果獲得如下見解，即藉由將適量NiO添加至玻璃，即便為不降低鐵之氧化還原值之情形時，亦能夠使A值充分地變大，能夠使內部透射率光譜變得更平坦。

於本說明書中，玻璃物品係對特定厚度之平板狀之玻璃板、彎曲之玻璃板、玻璃棒、玻璃圓筒管等各種玻璃物品進行統稱者。作為本發明中之最具代表性之玻璃物品，為玻璃板。

於本說明書中，鐵之氧化還原值係由以下之式(2)表示。

．鐵之氧化還原值=(換算為Fe₂O₃之二價鐵(Fe²⁺)之含量/[(換算為Fe₂O₃之二價鐵(Fe²⁺)與三價鐵(Fe³⁺)之合計之含量(Fe²⁺+Fe³⁺)] 式(2)

又，於本說明書中，玻璃之成分係以SiO₂、Al₂O₃等氧化物換算表示，相對於玻璃總體之各成分之含量(玻璃組成)係以氧化物基準之質量百分率、或質量ppm(亦有時將質量百分率簡記為%、或將質量ppm簡記為ppm)表示。

又，於本說明書中，表示數值範圍之「~」係以包含其前後所記載之數值作為下限值及上限值之含義使用，只要無特別之規定，則以下於本說明書中，「~」係以相同之含義使用。

又，於本說明書中之玻璃組成中，玻璃成分「實質上不含」係除了不可避免之雜質外不含之含義。

又，於本說明書中，作為玻璃物品之內部透射率光譜之平坦化之指標，如上所述，係使用A值，該A值係利用JIS Z8701中記載之XYZ表色系中之配色函數x(λ)、y(λ)、z(λ)、及玻璃物品於600mm長時之內部透射率S(λ)，對X=Σ(S(λ)×x(λ))、Y=Σ(S(λ)×y(λ))、Z=Σ(S(λ)×z(λ))進行定義，．A=min(X，Y，Z)/max(X，Y，Z) 式(1)

並藉由式(1)所獲得。

此處，S(λ)係於380nm~780nm之波長範圍內以5nm間隔所獲取之玻璃物品於600mm長時之內部透射率。

又，min(X，Y，Z)係X、Y、Z中之最小者之值，max(X，Y，Z)係X、Y、Z中之最大者之值。X係人眼中之紅色之刺激值，Y係人眼中之綠色之刺激值，Z係人眼中之藍色之刺激值。min(X，Y，Z)/max(X，Y，Z)之值較大意味著3色之刺激值接近。此種玻璃用作導光體時，以人眼觀察時色不均看上去較小。

玻璃物品於600mm長時之內部透射率S(λ)係如下所述實驗地獲得。

將所製作之玻璃磚加工成長邊為50.0mm、其他邊為短於50.0mm之任意之長度之長方體，將所有面研磨成鏡面。藉由分光光度計，於所準備之玻璃長方體之長邊之方向上使光透射，並測定透射率T(λ)。分光光度計例如係使日立高新技術公司製造之分光光度計UH4150組合可測定長條試樣之該公司製造之檢測器而使用。50.0mm時之透射率T(λ)係於380nm~780nm之波長範圍內以5nm間隔獲取。

又，藉由例如島津製作所公司製造之精密折射計KPR-2000，以V形塊法對該玻璃長方體之至少g射線(435.8nm)、F射線(486.1nm)、e射線(546.1nm)、d射線(587.6nm)、C射線(656.3nm)之各波長下之折射率進行測定，基於該等值藉由最小平方法確定色列米爾(Sellmeier)之分散式(下述式(3))之各係數B₁、B₂、B₃、C₁、C₂、C₃。藉此，獲得該玻璃之折射率n(λ)。

．n(λ)=[1+{B₁λ²/(λ²-C₁)}+{B₂λ²/(λ²-C₂)}+{B₃λ²/(λ²-C₃)}]^0.5 式(3)

藉由折射率與反射率之關係式(下述式(4))求出該玻璃長方體之單面之反射率R(λ)。

．R(λ)=(n(λ)-1)²/(n(λ)+1)² 式(4)

由於透射率T(λ)係受到玻璃長方體之表面反射之影響之測定值，因此為了獲得內部透射率U(λ)，必須排除表面反射之影響。藉由下述式(5)求出該玻璃物品於50mm長時之內部透射率U(λ)。

．U(λ)=-[(1-R(λ))²+{(1-R(λ))⁴+4R(λ)²T(λ)²}^0.5]/2R(λ)²T(λ) 式(5)

藉由下述式(6)求出該玻璃於600mm長時之內部透射率S(λ)。

．S(λ)=U(λ)¹² 式(6)

以下，對本發明之玻璃物品之一態樣進行詳細說明。以下，將玻璃物品代表玻璃板之形態之情形進行說明。

本發明之玻璃物品係於特定範圍選擇所含之總鐵量、鐵之氧化還原值、及NiO之含量以獲得波長380~780nm下之玻璃物品於600mm長時之內部透射率光譜之更高之平坦度，具體而言，表示上述內部透射率光譜之平坦度之A值成為0.83以上，且可見光區域之更高之透射率，具體而言於波長400~700nm下之玻璃物品於600mm長時之內部透射率成為35%以上。

關於上述表示內部透射率光譜之平坦性之A值，作為導光體用之玻璃物品，更佳為成為0.90以上，進而尤佳為成為0.95。

又，波長400~700nm之範圍內之玻璃物品之內部透射率之最小值較佳為成為50%以上，進而尤佳為成為75%以上。

即，本發明之玻璃物品之玻璃相對於玻璃之母組成之成分之總量含有1~80質量ppm之換算為Fe₂O₃之總氧化鐵(t-Fe₂O₃)，鐵之氧化還原值為0%~50%，且含有NiO作為必需成分，其含有比率為0.01~4.0質量ppm。

更佳為上述總氧化鐵之含有比率為1~50質量ppm，鐵之氧化還原值為0%~30%。

尤佳為上述總氧化鐵之含有比率為1~30質量ppm，鐵之氧化還原值為0%~10%。

關於NiO之含量，本發明者等人發現藉由基於下述式控制NiO之含量，理論上能夠使玻璃物品之內部透射率光譜接近平坦。

．NiO之下限=-2.7-0.035F+0.01R+0.0025FR 式(7)

(上述式有變為負值之情況，於該情形時，以0作為下限)

．NiO之上限=2.4-0.055F+0.01R+0.002FR 式(8)

於上述式(7)及(8)中，F係換算為Fe₂O₃之所有鐵之含量(質量ppm)。又，R(%)係鐵之氧化還原值，且係以百分率表示換算為Fe₂O₃之Fe²⁺之含量相對於換算為Fe₂O₃之所有鐵之含量之比率的值。

NiO之含量就滿足上述可見光區域之內部透射率之最小值及A值之方面而言，為4.0ppm以下，更佳為2.0ppm以下，進而較佳為1.0ppm以下。

藉由將NiO之含量設為4.0ppm以下，表示玻璃物品之內部透射率光譜之平坦性之A值變得容易獲得0.83以上，又，變得容易獲得可見光區域之較高之透射率。

另一方面，已知除為了澄清而刻意地添加以外於玻璃物品之玻璃熔融過程、或玻璃成形過程中侵入之硫成分存在與玻璃中之Fe鍵結、生成硫化鐵而成為著色之原因，導致內部透射率之下降之情況。

理論上之NiO之含量於式(7)中如上所述即便較低亦無礙，但藉由存在Ni成分，形成硫化鎳而奪取硫成分，因此能夠防止硫化鐵之生成，減少著色，結果含有Ni者能夠較高地維持玻璃物品之內部透射率光譜。為了能夠防止該硫化鐵之生成，較佳為含有0.01ppm以上之NiO。又，於含有0.01ppm以上之NiO之情形時，可藉由玻璃之紅外線之吸收而提高熔解性。進而，就防止硫化鐵之生成、提高熔解性之觀點而言，更佳為含有0.1ppm以上之NiO。

另一方面，本發明之玻璃物品之玻璃中之換算為Fe₂O₃之總氧化鐵(t-Fe₂O₃)之含量為1~80ppm之範圍，較佳為1~50質量ppm，更佳為1~30質量ppm。

於上述總氧化鐵量未達1ppm之情形時，玻璃之紅外線之吸收變得極端差，難以提高熔解性，又，原料之精製耗費極大之成本，故而不佳。又，於總氧化鐵量超過80ppm之情形時，玻璃之著色變大，變得不易發揮作為導光體之性能，故而不佳。

於本發明中，將玻璃物品之玻璃之總氧化鐵量設為Fe₂O₃之量而表示，但並非玻璃中所存在之鐵全部以Fe³⁺(三價鐵)之形式存在。通常，於玻璃中，同時存在Fe³⁺與Fe²⁺(二價鐵)。Fe²⁺及Fe³⁺於可見光區域中存在吸收，但Fe²⁺之吸收係數(11cm^-1Mol^-1)大於Fe³⁺之吸收係數(0.96cm^-1Mol^-1)1位數，因此使可見光區域之內部透射率進一步下降。

因此，就提高可見光區域之內部透射率之方面而言，較佳為Fe²⁺之含量較少。即，本發明之玻璃物品之玻璃於如上所述將玻璃之換算為Fe₂O₃之全氧化總鐵中之換算為Fe₂O₃之Fe²⁺之含量之比率作為鐵之氧化還原值時，該鐵之氧化還原值設為0%~50%。較佳為0%~30%，更佳為0%~10%。

本發明之玻璃藉由該玻璃之Fe²⁺之含量滿足上述範圍，而抑制自400nm至700nm之波長區域中之玻璃內部之光之吸收，因此可有效地用作邊緣照明型之類之液晶電視之導光體。

作為本發明之玻璃物品之玻璃之母組成，包含多成分系氧化物玻璃，可自容易獲得上述可見光區域之平均內部透射率及A值者中廣泛地進行選擇。

尤其是本發明之玻璃物品之玻璃所使用之多成分系氧化物玻璃就滿足上述可見光區域之平均內部透射率之最小值及A值之方面而言，較佳為於可見光區域中存在吸收之成分之含量較低或不含。

作為較佳之玻璃之母組成，可列舉下述3種(具有玻璃母組成A、玻璃母組成B、玻璃母組成C之玻璃)作為代表性之例。再者，本發明之玻璃中之玻璃母組成並不限定於此處所示之玻璃母組成之例。

作為具有玻璃母組成A之玻璃，較佳為除換算為Fe₂O₃之總氧化鐵(t-Fe₂O₃)、NiO、CeO₂及其他含量1000ppm以下之微量成分以外的上述玻璃之母組成按照下述氧化物基準之質量%表示，實質上含有60~80%之SiO₂、0~7%之Al₂O₃、0~10%之MgO、0~20%之CaO、0~15%之SrO、0~15%之BaO、3~20%之Na₂O、0~10%之K₂O。

又，作為具有玻璃母組成B之玻璃，較佳為除換算為Fe₂O₃之總氧化鐵(t-Fe₂O₃)、NiO、CeO₂及其他含量1000ppm以下之微量成分以外的上述玻璃之母組成按照下述氧化物基準之質量%表示，實質上含有45~80%之SiO₂、超過7%且為30%以下之Al₂O₃、0~15%之B₂O₃、0~15%之MgO、0~6%之CaO、0~5%之SrO、0~5%之BaO、7~20%之Na₂O、0~10%之K₂O、0~10%之ZrO₂。

又，作為具有玻璃母組成C之玻璃，較佳為除換算為Fe₂O₃之總氧化鐵(t-Fe₂O₃)、NiO、CeO₂及其他含量1000ppm以下之微量成分以外的上述玻璃之母組成按照下述氧化物基準之質量%表示，實質上含有45~70%之SiO₂、10~30%之Al₂O₃、0~15%之B₂O₃、合計5~30%之選自由MgO、CaO、SrO及BaO所組成之群中之至少1種鹼土金屬氧化物、合計0%以上且未達3%之選自由Li₂O、Na₂O及K₂O所組成之群中之至少1種鹼金屬氧化物。

以下對具有上述成分之本發明之玻璃物品之玻璃之母組成之各成分之組成範圍進行說明。

SiO₂為玻璃之主成分。

為了保持玻璃之耐候性、失透特性，SiO₂之含量以氧化物基準之質量百分率表示，於玻璃母組成A中，較佳為60%以上，更佳為63%以上，於玻璃母組成B中，較佳為45%以上，更佳為50%以上，於玻璃母組成C中，較佳為45%以上，更佳為50%以上。

另一方面，為了使熔解變得容易，使泡沫品質變良好，又，為了將玻璃中之二價鐵(Fe²⁺)之含量抑制得較低，使光學特性變良好，SiO₂之含量於玻璃母組成A中，較佳為80%以下，更佳為75%以下，於玻璃母組成B中，較佳為80%以下，更佳為70%以下，於玻璃母組成C中，較佳為70%以下，更佳為65%以下。

Al₂O₃於玻璃母組成B及C中係提高玻璃之耐候性之必需成分。於本發明之玻璃中為了維持實用上需要之耐候性，Al₂O₃之含量於玻璃母組成A中，較佳為1%以上，更佳為2%以上，於玻璃母組成B中，較佳為超過7%，更佳為10%以上，於玻璃母組成C中，較佳為10%以上，更佳為13%以上。

但是，為了將二價鐵(Fe²⁺)之含量抑制得較低，使光學特性變良好，使泡沫品質變良好，Al₂O₃之含量於玻璃母組成A中，較佳為7%以下，更佳為5%以下，於玻璃母組成B中，較佳為30%以下，更佳為 23%以下，於玻璃母組成C中，較佳為30%以下，更佳為20%以下。

B₂O₃係促進玻璃原料之熔融，提高機械特性或耐候性之成分，但為了不會因向如本發明之玻璃般之鈉鈣矽酸鹽系玻璃中添加而產生由揮發所導致之脈理(ream)之生成、爐壁之侵蝕等不良狀況，B₂O₃之含量於玻璃母組成B及C中，較佳為15%以下，更佳為12%以下。

Li₂O、Na₂O、及K₂O等鹼金屬氧化物係對促進玻璃原料之熔融，調整熱膨脹、黏性等有用之成分。

因此，Na₂O之含量於玻璃母組成A及B中，較佳為8%以上，更佳為11%以上。但是，為了將泡沫消失開始溫度(TD)抑制為低溫，保持熔解時之澄清性，保持所製造之玻璃之泡沫品質，Na₂O之含量於玻璃母組成A及B中，較佳為設為15%以下，於玻璃母組成C中，較佳為設為2%以下，更佳為設為1%以下。

又，K₂O之含量於玻璃母組成A及B中，較佳為8%以下，更佳為5%以下，於玻璃母組成C中，較佳為2%以下，更佳為1%以下。

又，Li₂O為任意成分，但為了使玻璃化變得容易，將以來自原料之雜質之形式包含之鐵含量抑制得較低，將批料成本抑制得較低，於玻璃母組成A、B及C中，可含有2%以下之Li₂O。

又，為了將泡沫消失開始溫度(TD)抑制為低溫，保持熔解時之澄清性，保持所製造之玻璃之泡沫品質，該等鹼金屬氧化物之合計含量(Li₂O+Na₂O+K₂O)於玻璃母組成A及B中，較佳為5%~20%，更佳為8%~15%，於玻璃母組成C中，較佳為0%~2%，更佳為0%~1%。

MgO、CaO、SrO、及BaO之類之鹼土金屬氧化物係對促進玻璃原料之熔融，調整熱膨脹、黏性等有用之成分。

MgO具有降低玻璃熔解時之黏性，促進熔解之作用。又，具有減小比重，不易使玻璃物品形成瑕疵之作用，因此可含有於玻璃母組成A、B及C中。又，為了降低玻璃之熱膨脹係數，使失透特性變良好，MgO之含量於玻璃母組成A中，較佳為8%以下，更佳為5%以下，於玻璃母組成B中，較佳為13%以下，更佳為10%以下，於玻璃母組成C中，較佳為10%以下，更佳為5%以下。

CaO會促進玻璃原料之熔融且調整黏性、熱膨脹等之成分，因此可含有於玻璃母組成A、B及C中。為了獲得上述作用，於玻璃母組成A中，CaO之含量較佳為3%以上，更佳為5%以上。又，為了使失透性變良好，於玻璃母組成A中，較佳為10%以下，更佳為5%以下，於玻璃母組成B中，較佳為5%以下，更佳為2%以下，又，於玻璃母組成C中，較佳為10%以下。

SrO具有降低熱膨脹係數之增大及玻璃之高溫黏度之效果。為了獲得該效果，於玻璃母組成A、B及C中可含有SrO。SrO之含量於玻璃母組成A及C中，較佳為1%以上，更佳為2%以上。但是，為了將玻璃之熱膨脹係數抑制得較低，於玻璃母組成A中，SrO之含量較佳為設為10%以下，更佳為設為7%以下，又，於玻璃母組成B中，較佳為設為10%以下，更佳為設為5%以下，又，於玻璃母組成C中，較佳為10%以下。

BaO與SrO同樣地具有降低熱膨脹係數之增大及玻璃之高溫黏度之效果。為了獲得上述效果可含有BaO。BaO之含量於玻璃母組成A及C中，較佳為1%以上，更佳為2%以上。但是，為了將玻璃之熱膨脹係數抑制得較低，BaO之含量於玻璃母組成A中，較佳為設為10%以下，更佳為設為7%以下，又，於玻璃母組成B中，較佳為設為10%以下，更佳為設為5%以下，又，於玻璃母組成C中，較佳為10%以下。

又，為了將熱膨脹係數抑制得較低，使失透特性變良好，維持強度，所含之該等鹼土金屬氧化物之合計含量(MgO+CaO+SrO+BaO)於玻璃母組成A中，較佳為10%~30%，更佳為13%~27%，於玻璃母組成B中，較佳為1%~15%，更佳為3%~10%，於玻璃母組成C中，較佳為5%~30%、更佳為10%~20%。

於本發明之玻璃物品之玻璃之玻璃母組成中，為了提高玻璃之耐熱性及表面硬度，亦可於玻璃母組成A、B及C中含有15%以下，較佳為5%以下之ZrO₂作為任意成分。但是，若超過15%，則玻璃容易失透，故而不佳。

本發明之玻璃物品之玻璃亦可含有用作澄清劑之SnO₂。於該情形時，換算為SnO₂之總錫含量以質量百分率表示，較佳為0~1%。更佳為0.5%以下，進而較佳為0.2%以下，尤佳為0.1%以下，進而較佳為實質上不含。

又，本發明之玻璃物品之玻璃亦可含有用作澄清劑之SO₃。於該情形時，SO₃含量以質量百分率表示，較佳為超過0%且為0.5%以下。更佳為0.3%以下，進而較佳為0.2%以下，進而較佳為0.1%以下。

又，本發明之玻璃物品之玻璃亦可含有用作氧化劑及澄清劑之Sb₂O₃或As₂O₃。於該情形時，Sb₂O₃或As₂O₃之含量以質量百分率表示，較佳為0~0.5%。更佳為0.2%以下，進而較佳為0.1%以下，進而較佳為實質上不含。

但是，由於Sb₂O₃、SnO₂及As₂O₃發揮作為玻璃之氧化劑之作用，因此亦可根據調整玻璃之Fe²⁺之量之目的於上述範圍內添加。但是，就環境方面而言，As₂O₃並非為積極地含有者。

又，本發明之玻璃物品之玻璃亦可含有Cr₂O₃。於含有Cr₂O₃之情形時，Cr₂O₃亦發揮作為著色成分之作用，因此Cr₂O₃之含量較佳為相對於上述玻璃母組成之總量設為5ppm以下。尤其是就不使波長400~700nm下之玻璃物品之內部透射率下降之觀點而言，Cr₂O₃較佳為設為1.0ppm以下。然而，Cr係耐熱鋼所含之成分，耐熱鋼較多地使用於玻璃之製造步驟中。因此，無法避免一定量之Cr₂O₃之混入。於將 Cr₂O₃之混入完全排除時，需要極大之成本，因此Cr₂O₃之含量較佳為設為0.1ppm以上。

本發明之玻璃物品之玻璃亦可含有MnO₂。於含有MnO₂之情形時，MnO₂亦發揮作為吸收可見光之成分之作用，因此MnO₂之含量較佳為相對於上述玻璃母組成之總量設為50ppm以下。尤其是就不使波長400~700nm下之玻璃物品之內部透射率下降之觀點而言，MnO₂較佳為設為10ppm以下。

本發明之玻璃物品之玻璃亦可含有TiO₂。於含有TiO₂之情形時，TiO₂亦發揮作為吸收可見光之成分之作用，因此TiO₂之含量較佳為相對於上述玻璃母組成之總量設為1000ppm以下。就不使波長400~700nm下之玻璃物品之內部透射率下降之觀點而言，TiO₂更佳為將含量設為100ppm以下，尤佳為設為10ppm以下。

本發明之玻璃物品之玻璃亦可含有CeO₂。CeO₂具有降低鐵之氧化還原值之效果，可使波長400~700nm下之玻璃之吸收變小。然而，於含有大量CeO₂之情形時，CeO₂亦發揮作為吸收可見光之成分之作用，因此CeO₂之含量較佳為相對於上述玻璃母組成之總量設為1000ppm以下。又，CeO₂之含量更佳為設為400ppm以下，尤佳為設為200ppm以下。

本發明之玻璃物品之玻璃亦可含有選自由CoO、V₂O₅及CuO所組成之群中之至少1種成分。於含有該等成分之情形時，該等成分亦發揮作為吸收可見光之成分之作用，因此選自由CoO、V₂O₅及CuO所組成之群中之至少1種成分之含量較佳為相對於上述玻璃母組成之總量設為10ppm以下。尤其是就不使波長400~700nm下之玻璃物品之內部透射率下降之觀點而言，較佳為實質上不含該等成分。

於本發明之玻璃物品之玻璃中，關於NiO及Cr₂O₃之含量，發現較佳為以按照氧化物基準之質量ppm表示滿足下述式(9)之方式控制。

即，NiO之波長400~700nm下之平均吸收係數係Cr₂O₃之波長400~700nm下之平均吸收係數之大致兩倍，因此關於NiO與Cr₂O₃之含量獲得下述關係式。

0.1≦[NiO]+2[Cr₂O₃]≦5.0 式(9)

此處，[NiO]為NiO之含量(ppm)，[Cr₂O₃]為Cr₂O₃之含量(ppm)。

就不使波長400~700nm下之玻璃物品之內部透射率下降之觀點而言，[NiO]+2[Cr₂O₃]為5.0以下，較佳為3.0以下，進而較佳為2.0以下。又，就不使製造成本增加之觀點而言，[NiO]+2[Cr₂O₃]為0.1以上，較佳為0.2以上，進而較佳為0.3以上。

本發明之玻璃物品相較於先前用作導光板之丙烯酸系樹脂板，剛性、耐熱性及耐水性更優異。

於使用本發明之玻璃物品作為邊緣照明方式之液晶電視之導光體的情形時，本發明之玻璃物品之形狀為玻璃板。上述用途中使用之玻璃板較佳為板厚為0.2mm以上。玻璃板之厚度之上限並無特別限制，實用上較佳為5mm以下。再者，於用作上述用途之導光體之玻璃板之情形時，較佳為成為光程長度之至少一邊之長度為200mm以上。

如上所述，根據本發明，能夠提供一種導光體用玻璃物品，其特徵在於：包含多成分系之氧化物玻璃，且含有1質量ppm~80質量ppm之換算為Fe₂O₃之總氧化鐵(t-Fe₂O₃)，鐵之氧化還原值為0%~50%，含有0.01質量ppm~4.0質量ppm之NiO而成。

於本發明之玻璃物品為玻璃板之情形時，可於按照常規方法將以成為所製造之玻璃板之組成比之方式調配之玻璃原料熔解而獲得熔融玻璃後，利用選自由浮式法、輾平法、提拉法、及熔融法所組成之群中之任一成形法使熔融玻璃成形而獲得玻璃板。

實施例

以下，對本發明之實施例進行說明。

(例1)

作為本發明之玻璃物品之玻璃，使用多成分系之氧化物系之玻璃(鈉鈣矽酸鹽玻璃)。所使用之玻璃之母組成如下所述。於該玻璃之母組成中不包括總氧化鐵、NiO、Cr₂O₃、MnO₂、CeO₂及其他含量1000ppm以下之微量成分。該玻璃係相當於上述玻璃母組成A者。

SiO₂：70.0%，Al₂O₃：3.0%，Na₂O：11.0%，CaO：8.0%，SrO：4.0%，BaO：4.0%。

獲得相對於上述母組成之玻璃成分之總量含有20ppm之換算為Fe₂O₃之總氧化鐵，將NiO之含量分別設為4.0ppm、3.0ppm、2.0ppm、1.0ppm、0ppm，含有300ppm之CeO₂，將鐵之氧化還原值控制為20%而製作之玻璃物品之樣品(5種)。

再者，製作玻璃時，以成為上述玻璃之組成之方式調整原料而準備目標組成之玻璃批料，將該批料放入至白金-銠製之坩鍋，於電爐中熔融，流出至碳板上，之後於另一電爐內緩冷。

切斷所獲得之玻璃磚，研磨一部分，藉由螢光X射線分析裝置求出換算為Fe₂O₃之總氧化鐵之含量(質量ppm)。Fe²⁺之含量係依據ASTM(American Society for Testing and Materials，美國材料與試驗協會)C169-92進行測定。再者，於所測定之Fe²⁺之含量換算為Fe₂O₃而記載後，藉由式(2)算出鐵之氧化還原值，確認與目標相符。

．鐵之氧化還原值=(換算為Fe₂O₃之二價鐵(Fe²⁺)之含量/[(換算為Fe₂O₃之二價鐵(Fe²⁺)與三價鐵(Fe³⁺)之合計之含量(Fe²⁺+Fe³⁺)] 式 (2)

所獲得之玻璃之物性值如下所述。

．Tg(玻璃轉移點溫度)：562℃

．T2(玻璃黏度成為10²泊之溫度)：1466℃

．T4(玻璃黏度成為10⁴泊之溫度)：1042℃

．比重：2.59

又，研磨另一玻璃磚之表面而以成為鏡面狀且長邊為50.0mm之玻璃長方體之方式進行精加工，利用組合有可測定長條試樣之日立高新技術公司製造之試樣保持器的日立高新技術公司製造之分光光度計UH4150進行透射率之測定，並利用島津製作所公司製造之精密折射計KPR-2000進行折射率之測定。利用該等之結果，藉由上述方法獲得玻璃於600mm長時之內部透射率S(λ)。又，針對由上述玻璃磚所獲得之玻璃物品之樣品(5種)，利用JIS Z8701中記載之XYZ表色系中之配色函數x(λ)、y(λ)、z(λ)、玻璃於600mm長時之內部透射率S(λ)，分別求出X=Σ(S(λ)×x(λ))、Y=Σ(S(λ)×y(λ))、及Z=Σ(S(λ)×z(λ))，從而求出內部透射率光譜平坦度A=min(X，Y，Z)/max(X，Y，Z)。又，求出波長400~700nm下之該玻璃物品於600mm長時之內部透射率之最小值。將其結果示於表1。

(例2)

使用與例1相同之母組成之玻璃，獲得相對於該母組成之玻璃成分之總量含有20ppm之換算為Fe₂O₃之總氧化鐵，將NiO之含量設為4.0ppm、3.0ppm、2.0ppm、1.0ppm、0ppm，含有50ppm之CeO₂，將鐵之氧化還原值控制為30%而製作之玻璃物品之樣品(5種)。針對所獲得之玻璃物品，與例1同樣地求出X、Y、Z、及內部透射率光譜平坦度A=min(X，Y，Z)/max(X，Y，Z)。又，求出波長400~700nm下之該玻璃物品於600mm長時之內部透射率之最小值。將其結果示於表2。

(例3)

使用與例1相同之母組成之玻璃，獲得相對於該母組成之玻璃成分之總量含有20ppm之換算為Fe₂O₃之總氧化鐵，將NiO之含量設為4.0ppm、3.0ppm、2.0ppm、1.0ppm、0ppm，將鐵之氧化還原值控制為40%而製作之玻璃物品之樣品(5種)。針對所獲得之玻璃物品，與例1同樣地求出X、Y、Z、及內部透射率光譜平坦度A=min(X，Y，Z)/max(X，Y，Z)。又，求出波長400~700nm下之該玻璃物品於600mm長時之內部透射率之最小值。將其結果示於表3。

[表3]

(例4)

使用與例1相同之母組成之玻璃，獲得相對於該母組成之玻璃成分之總量含有20ppm之換算為Fe₂O₃之總氧化鐵，將NiO之含量設為4.0ppm、3.0ppm、2.0ppm、1.0ppm、0ppm，將鐵之氧化還原值控制為50%而製作之玻璃物品之樣品(5種)。針對所獲得之玻璃物品，與例1同樣地求出X、Y、Z、及內部透射率光譜平坦度A=min(X，Y，Z)/max(X，Y，Z)。又，求出波長400~700nm下之該玻璃物品於600mm長時之內部透射率之最小值。將其結果示於表4。

針對例1~4中所獲得之含有20ppm之換算為Fe₂O₃之總氧化鐵，將NiO之含量設為4.0ppm、3.0ppm、2.0ppm、1.0ppm、0ppm，將鐵之氧化還原值設為20%、30%、40%、50%之玻璃物品之各樣品，對NiO之含量與內部透射率光譜平坦度A=min(X，Y，Z)/max(X，Y，Z)之關係進行繪圖，將所繪製之圖式作為圖1而示出。

於例1~4中，於將總鐵量設為20ppm，將鐵之氧化還原值設為20%、30%、40%、50%之情形時，自表示NiO之含量與A值之關係之圖1之圖表讀取以下結果。

於氧化還原值為20~50%之情形時，NiO之含量涵蓋0~4.0ppm之範圍，A值顯示0.83以上。

於氧化還原值為30%之情形時，NiO之含量為1.0ppm左右時，A值變得最大。

於氧化還原值為40%之情形時，NiO之含量為1.0ppm左右時，A值變得最大。

於氧化還原值為50%之情形時，NiO之含量為2.0ppm左右時，A值變得最大。

(例5)

使用與例1相同之母組成之玻璃，獲得相對於該母組成之玻璃成分之總量含有40ppm之換算為Fe₂O₃之總氧化鐵，將NiO之含量設為4.0ppm、3.0ppm、2.0ppm、1.0ppm、0ppm，含有50ppm之CeO₂，將鐵之氧化還原值控制為20%而製作之玻璃物品之樣品(5種)。針對所獲得之玻璃物品，與例1同樣地求出X、Y、Z、及內部透射率光譜平坦度A=min(X，Y，Z)/max(X，Y，Z)。又，求出波長400~700nm下之該玻璃物品於600mm長時之內部透射率之最小值。將其結果示於表5。

(例6)

使用與例1相同之母組成之玻璃，獲得相對於該母組成之玻璃成分之總量含有40ppm之換算為Fe₂O₃之總氧化鐵，將NiO之含量設為4.0ppm、3.0ppm、2.0ppm、1.0ppm、0ppm，含有50ppm之CeO₂，將鐵之氧化還原值控制為30%而製作之玻璃物品之樣品(5種)。針對所獲得之玻璃物品，與例1同樣地求出X、Y、Z、及內部透射率光譜平坦度A=min(X，Y，Z)/max(X，Y，Z)。又，求出波長400~700nm下之該玻璃物品於600mm長時之內部透射率之最小值。將其結果示於表6。

(例7)

使用與例1相同之母組成之玻璃，獲得相對於該母組成之玻璃成分之總量含有40ppm之換算為Fe₂O₃之總氧化鐵，將NiO之含量設為4.0ppm、3.0ppm、2.0ppm、1.0ppm、0ppm，將鐵之氧化還原值控制為40%而製作之玻璃物品之樣品(5種)。針對所獲得之玻璃物品，與例1同樣地求出X、Y、Z、及內部透射率光譜平坦度A值=min(X，Y，Z)/max(X，Y，Z)。又，求出波長400~700nm下之該玻璃物品於600mm長時之內部透射率之最小值。將其結果示於表7。

(例8)

使用與例1相同之母組成之玻璃，獲得相對於該母組成之玻璃成分之總量含有40ppm之換算為Fe₂O₃之總氧化鐵，將NiO之含量設為4.0ppm、3.0ppm、2.0ppm、1.0ppm、0ppm，將鐵之氧化還原值控制為50%而製作之玻璃物品之樣品(5種)。針對所獲得之玻璃物品，與例1同樣地求出X、Y、Z、及內部透射率光譜平坦度A=min(X，Y，Z)/max(X，Y，Z)。又，求出波長400~700nm下之該玻璃物品於600mm長時之內部透射率之最小值。將其結果示於表8。

針對例5~8中所獲得之含有40ppm之換算為Fe₂O₃之總氧化鐵，將NiO之含量設為4.0ppm、3.0ppm、2.0ppm、1.0ppm、0ppm，將鐵之氧化還原值設為20%、30%、40%、50%之玻璃物品之各樣品，對NiO之含量與內部透射率光譜平坦度A=min(X，Y，Z)/max(X，Y，Z)之關係進行繪圖，將所繪製之圖式作為圖2而示出。

於例5~8中，於將總鐵量設為40ppm，將鐵之氧化還原值設為20%、30%、40%、50%之情形時，自表示NiO之含量與A值之關係之圖2之圖表讀取以下結果。

於氧化還原值為40%之情形時，NiO之含量為2.0ppm左右時，A值變得最大。

於氧化還原值為50%之情形時，NiO之含量為3.0ppm左右時，A值變得最大。

(例9)

使用與例1相同之母組成之玻璃，獲得相對於該母組成之玻璃成分之總量含有20ppm之換算為Fe₂O₃之總氧化鐵，將NiO之含量設為1.0ppm，將CeO₂之含量設為300ppm，將Cr₂O₃之含量設為1.0ppm，將MnO₂之含量設為10ppm，將鐵之氧化還原值控制為10%而製作之玻璃物品之樣品。針對所獲得之玻璃物品，與例1同樣地求出X、Y、Z、及z(λ)、以及內部透射率光譜平坦度A=min(X，Y，Z)/max(X， Y，Z)。X為91.0，Y為93.5，Z為85.3，內部透射率光譜平坦度A為0.91。又，波長400~700nm下之該玻璃物品於600mm長時之內部透射率之最小值為76%。

(例10)

使用與例1相同之母組成之玻璃，獲得相對於該母組成之玻璃成分之總量含有15ppm之換算為Fe₂O₃之總氧化鐵，將NiO之含量設為0.2ppm，將CeO₂之含量設為0ppm，將Cr₂O₃之含量設為0.2ppm，將MnO₂之含量設為0.5ppm，將鐵之氧化還原值控制為10%而製作之玻璃物品之樣品。針對所獲得之玻璃物品，與例1同樣地求出X、Y、Z、及z(λ)、以及內部透射率光譜平坦度A=min(X，Y，Z)/max(X，Y，Z)。X為97.7，Y為99.3，Z為94.6，內部透射率光譜平坦度A為0.95。又，波長400~700nm下之該玻璃物品於600mm長時之內部透射率之最小值為86%。

[產業上之可利用性]

根據本發明，能夠提供一種玻璃物品，其可見光區域之平均內部透射率之最小值為35%以上而具有較高之透射率，且玻璃物品之內部透射率光譜A值為0.83以上而內部透射率光譜進一步平坦化，產生亮度之下降或面內之亮度、色不均之情況較少，且耐熱性良好。再者，本發明之玻璃物品可適宜地用於導光體，但用途不限於此，可適宜地用於要求較高之可見光透射率之用途。

本發明之玻璃物品最佳為用作邊緣照明方式之面狀發光體裝置之導光體，尤其是用作應對液晶電視等液晶顯示裝置之大畫面化之導光體。

再者，本發明係將於2015年3月16日提出申請之日本專利申請2015-052217號之說明書、申請專利範圍、圖式及摘要之全部內容引用於本文中，作為本發明之揭示而併入者。

Claims

一種玻璃物品，其特徵在於包含含有1質量ppm~80質量ppm之換算為Fe₂O₃之總氧化鐵(t-Fe₂O₃)，鐵之氧化還原值為0%~50%，含有0.01質量ppm~4.0質量ppm之NiO而成的玻璃；且藉由下述式(1)所求得之玻璃物品之內部透射率光譜平坦度A值為0.83以上，A=min(X，Y，Z)/max(X，Y，Z) 式(1)此處，利用JIS Z8701中記載之XYZ表色系中之配色函數x(λ)、y(λ)、z(λ)、及玻璃物品於600mm長時之內部透射率S(λ)，對X=Σ(S(λ)×x(λ))、Y=Σ(S(λ)×y(λ))、Z=Σ(S(λ)×z(λ))進行定義。
如請求項1之玻璃物品，其中於上述玻璃中，NiO之含量以氧化物基準之質量ppm表示下，落於由利用下述式(7)及(8)求得之NiO之下限及上限所規定之範圍內，NiO之下限=-2.7-0.035F+0.01R+0.0025FR 式(7) NiO之上限=2.4-0.055F+0.01R+0.002FR 式(8)此處，F(質量ppm)係換算為Fe₂O₃之所有鐵之含量，又，R(%)係鐵之氧化還原值，且係以質量百分率表示換算為Fe₂O₃之Fe²⁺之含量相對於換算為Fe₂O₃之所有鐵之含量之比率的值。
如請求項1之玻璃物品，其中於上述玻璃中，NiO及Cr₂O₃之含量以氧化物基準之質量ppm表示，滿足下述式(9)，0.1≦[NiO]+2[Cr₂O₃]≦5.0 式(9)此處，[NiO]為NiO之含量(ppm)，[Cr₂O₃]為Cr₂O₃之含量(ppm)。
如請求項1至3中任一項之玻璃物品，其中於上述玻璃中，Cr₂O₃之含量以氧化物基準之質量ppm表示為5ppm以下。
如請求項1至3中任一項之玻璃物品，其中於上述玻璃中，MnO₂之含量以氧化物基準之質量ppm表示為50ppm以下。
如請求項1至3中任一項之玻璃物品，其中於上述玻璃中，CeO₂之含量以氧化物基準之質量ppm表示為1000ppm以下。
如請求項1至3中任一項之玻璃物品，其中除換算為Fe₂O₃之總氧化鐵、NiO、CeO₂及其他含量1000ppm以下之微量成分以外的上述玻璃之母組成以下述氧化物基準之質量%表示，實質上含有：60~80%之SiO₂、0~7%之Al₂O₃、0~10%之MgO、0~20%之CaO、0~15%之SrO、0~15%之BaO、3~20%之Na₂O、0~10%之K₂O。
如請求項1至3中任一項之玻璃物品，其中除換算為Fe₂O₃之總氧化鐵、NiO、CeO₂及其他含量1000ppm以下之微量成分以外的上述玻璃之母組成以氧化物基準之質量百分率表示，實質上含有：45~80%之SiO₂、超過7%且為30%以下之Al₂O₃、0~15%之B₂O₃、0~15%之MgO、0~6%之CaO、0~5%之SrO、0~5%之BaO、7~20%之Na₂O、0~10%之K₂O、0~10%之ZrO₂。
如請求項1至3中任一項之玻璃物品，其中除換算為Fe₂O₃之總氧化鐵、NiO、CeO₂及其他含量1000ppm以下之微量成分以外的上述玻璃之母組成以氧化物基準之質量百分率表示，實質上含有：45~70%之SiO₂、10~30%之Al₂O₃、0~15%之B₂O₃、合計5~30%之選自由MgO、CaO、SrO及BaO所組成之群中之至少1種鹼土金屬氧化物、合計0%以上且未達3%之選自由Li₂O、Na₂O及K₂O所組成之群中之至少1種鹼金屬氧化物。
一種導光體，其係使用如請求項1至9中任一項之玻璃物品而成。