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玻璃導光板的製作方法

2023-05-30 00:34:46 1


本發明涉及一種玻璃及玻璃的製造方法。



背景技術:

近年來,在液晶電視、平板終端或智慧型手機所代表的攜帶型信息終端等中設置有液晶顯示裝置。液晶顯示裝置具有作為背光裝置發揮功能的面狀發光裝置、以及配置在該面狀發光裝置的光出射面側的液晶面板。

面狀發光裝置中存在直下型及邊緣照明型,但多使用可實現光源小型化的邊緣照明型。邊緣照明型的面狀發光裝置具有光源、導光板、反射片、及擴散片等。

來自光源的光自形成在導光板的側面的入光面入射至導光板內。導光板在與液晶面板對著的光出射面及相反側的光反射面上形成有多個反射點。反射片以與光反射面對著的方式配置,擴散片以與光出射面對著的方式配置。

自光源入射至導光板的光被反射點及反射片反射並前進、自光出射面出射。自該光出射面出射的光在經擴散片擴散之後,入射至液晶面板。

作為該導光板之材質,可使用透過率較高且耐熱性優異的玻璃(例如參見專利文獻1、2)。

專利文獻1:(日本)特開2013-093195號公報

專利文獻2:(日本)特開2013-030279號公報



技術實現要素:

搭載於攜帶型信息終端等的液晶顯示裝置期待薄型化。隨著該液晶顯示裝置的薄型化的要求,用作導光板的玻璃也要求薄型化。

然而,若將玻璃薄型化,則玻璃的強度會降低。另外,若為光出射面與入光面的角落部及光反射面與入光面的角落部等(以下,也將該角落部總稱為「邊緣部」)呈直角相交的結構,則當將導光板(玻璃)搭載在面狀發光裝置或液晶顯示裝置上時,有時邊緣部與其他構成物會接觸而使邊緣部損傷。

因此,進行在邊緣部形成倒角部。倒角部通過對玻璃的邊緣部進行研削加工而形成。在該研削加工時,從玻璃產生碎玻璃(玻璃屑)。當該碎玻璃附著在作為導光板使用的玻璃上時,會與反射點同樣地反射入射光。

由於這樣入射光在碎玻璃上反射,而被碎玻璃反射的光與被既定的反射點反射的反射光一同從光出射面出射。由此,在光出射面會產生亮度不均,使用該導光板的液晶顯示裝置的顯示質量會降低。

本發明的實施方式的示例性的目的之一在於提供一種玻璃及玻璃的製造方法,其能夠抑制碎玻璃產生量。

根據本發明的一個實施方式,提供一種玻璃,其具有相互對著的第1面及第2面、以及設置在所述第1面與所述第2面之間的至少一個第1 端面,其中,所述玻璃具有連接所述第1面或所述第2面與所述第1端面的至少一個第1倒角面,所述第1倒角面的表面粗糙度Ra為0.4μm以下。

另外,根據本發明的另一個實施方式,提供一種玻璃的製造方法,其包括:準備具有相互對著的第1面及第2面、以及設置在所述第1面與所述第2面之間的至少一個第1端面及至少一個第2端面的玻璃基材的步驟;第1倒角步驟,其對所述玻璃基材的所述第2端面進行倒角加工;鏡面加工步驟,其對所述玻璃基材的所述第1端面進行鏡面加工;以及第2倒角步驟,其通過對所述鏡面加工步驟中所使用的所述玻璃基材的所述第1端面進行倒角加工,從而形成連接所述第1面或所述第2面與所述第1端面的至少一個第1倒角面,並使所述第1倒角面的表面粗糙度Ra為0.4μm以下。

根據本發明的實施方式,能夠抑制碎玻璃產生量,防止當將玻璃用作導光板時產生亮度不均。

附圖說明

圖1是表示將作為一個實施方式的玻璃用作導光板的液晶顯示裝置的概要構成圖。

圖2是表示導光板的光反射面的圖。

圖3是導光板的立體圖。

圖4是用於對形成在導光板上的倒角面進行說明的圖。

圖5是作為一個實施方式的玻璃的製造方法的步驟圖。

圖6是用於對作為一個實施方式的玻璃的製造方法的切斷結構進行說明的圖。

圖7是用於對鏡面加工步驟進行說明的圖。

圖8是表示入光側倒角部的表面粗糙度與碎玻璃產生量的關係的圖。

圖9是用於對碎玻璃產生量的測定方法進行說明的圖。

具體實施方式

接著,參照附圖對本發明的非限定性的示例性的實施方式進行說明。

需要說明的是,在所有附圖的記載中,對於相同或對應的部件或零件標註相同或對應的符號,並省略重複的說明。另外,對於附圖,只要未特別指定,則不以表示部件或零件之間的相對比為目的。因此,對於具體的尺寸,可以依照以下的非限定性的實施方式,由本領域技術人員來確定。

另外,以下所說明的實施方式為示例性的實施方式而非限定發明的實施方式,在實施方式中所說明的所有特徵或其組合未必限定為本發明的本質的特徵。

圖1表示出將作為本發明的一個實施方式的玻璃用作導光板的液晶顯示裝置1。液晶顯示裝置1例如搭載在攜帶型信息終端等實現小型及薄型化的電子設備上。

液晶顯示裝置1具有液晶面板2及面狀發光裝置3。

液晶面板2具有以夾著配設在中心的液晶層的方式層疊有取向層、透明電極、玻璃基板及偏光濾光片的結構。另外,在液晶層的單面配設有彩色濾光片。通過對透明電極施加驅動電壓而使液晶層的分子繞配光軸旋轉,通過繞著該配光軸的旋轉而進行特定的顯示。

面狀發光裝置3採用邊緣照明型以實現小型化及薄型化。面狀發光裝置3具有光源4、導光板5、反射片6、擴散片7、及反射點10A~10C。

自光源4入射至導光板5的光被反射點10A~10C及反射片6反射並前進,自導光板5的與液晶面板2對著的光出射面51出射。自該光出射面51出射的光經擴散片7擴散之後入射至液晶面板2。

光源4並無特別限定,但可使用熱陰極管、冷陰極管、或LED(Light Emitting Diode:發光二極體)。該光源4以與導光板5的入光面53對著的方式配置。

另外,為了提高自光源4呈放射狀發射的光嚮導光板5的入射效率,在光源4的背面側設置有反射器8。

反射片6具有在丙烯酸樹脂等樹脂片的表面覆膜有光反射構件的結構。該反射片6配設在導光板5的光反射面52及非入光面54~56。光反射面52是導光板5的與光出射面51為相反側的面。非入光面54~56是光反射面52的端面之中除了入光面53以外的端面。需要說明的是,若無需特別提高入射效率,則也可設為不將反射片6配設在非入光面54~56上的結構。

擴散片7可使用乳白色的丙烯酸樹脂制薄膜等。由於擴散片7使自導光板5的光出射面51出射的光擴散,因此能夠對液晶面板2的背面側照射不存在亮度不均的均勻的光。需要說明的是,反射片6及擴散片7例如通過黏著而固定在導光板5的特定位置上。

其次,對導光板5進行說明。

導光板5是由透明度較高的玻璃形成。在本實施方式中,作為用作導光板5的玻璃的材料,使用多成分系的氧化物玻璃。

具體來說,作為導光板5,使用如下一種玻璃部件,其有效光程長度為5cm~200cm,有效光程長度中的可見光範圍(波長380nm~780nm)的平均內部透過率為80%以上,且JIS Z8701(附屬書)中的XYZ表色系統中的三刺激值的Y值為90%以上。Y值是根據Y=Σ(S(λ)×y(λ))求出。此處,S(λ)為各波長中的透過率,y(λ)為各波長的加權係數。因此,Σ(S(λ)×y(λ))是將各波長的加權係數與其透過率相乘的總和。需要說明的是,y(λ)與眼睛的視網膜細胞之中的M錐體(G錐體/綠)對應,在波長535nm的光下反應最強烈。可見光範圍的平均內部透過率在有效光程長度中優選為82%以上,更優選為85%以上,進一步優選為90%以上。Y值在有效光程長度中優選為91%以上,更優選為92%以上,進一步優選為93%以上。

另外,玻璃在別的表現中,在有效光程長度50mm的條件下的波長400nm~700nm中的平均內部透過率優選為90%以上。因此,可極力抑制入射至玻璃的光的衰減。在有效光程長度50mm的條件下的波長400nm~700nm之中的平均內部透過率優選為92%以上,更優選為95%以上,進一步優選為98%以上,特別優選為99%以上。

在玻璃的有效光程長度50mm的條件下的波長400nm~700nm之中的平均內部透過率可利用以下方法測定。首先,通過將玻璃在與主面垂直的方向切斷而獲得從自玻璃的中心部分以縱向50mm×橫向50mm的尺寸選取且相互對著的第1及第2切斷面(端面)以算術平均粗糙度Ra≤0.03μm的方式設置的樣品SA。在該樣品SA中,在從上述第1切斷面至法線方向上的50mm長中,通過紫外可見紅外分光光度計(UH4150、日立高新技術科學公司製造)利用狹縫等使入射光的束寬較板厚更窄之後進行測定。通過從這樣得到的有效光程長度50mm的條件下的透過率中去除因表面上的反射導致的損失,從而獲得有效光程長度50mm的條件下的內部透過率。

對於用作導光板5的玻璃的鐵的含量的總量A,優選為100質量ppm以下,這是由於其滿足上述波長400nm~700nm中的內部透過率,更優選為40質量ppm以下,進一步優選為20質量ppm以下。另一方面,對於用作玻璃板的玻璃的鐵的含量的總量A,優選為5質量ppm以上,這是由於其在多成分系的氧化物玻璃製造時提高玻璃的熔解性,更優選為8質量ppm以上,進一步優選為10質量ppm以上。需要說明的是,用作導光板5的玻璃的鐵的含量的總量A可以根據在玻璃製造時添加的鐵的量來進行調節。

在本說明書中,將玻璃的鐵的含量的總量A作為Fe2O3的含量表示,但並非在玻璃中存在的鐵均作為Fe3+(3價的鐵)存在。通常,在玻璃中同時存在Fe3+與Fe2+(2價的鐵)。Fe2+及Fe3+在波長400nm~700nm的範圍中具有吸收係數,但Fe2+的吸收係數(11cm-1Mol-1)較Fe3+的吸收係數(0.96cm-1Mol-1)大1位數,因此,Fe2+使波長400nm~700nm中的內部透過率進一步降低。因此,優選Fe2+的含量較少,這是由於其提高波長400nm~700nm中的內部透過率。

用作導光板5的玻璃的Fe2+的含量B優選為20質量ppm以下,這是由於其滿足上述波長400nm~700nm中的內部透過率,更優選為10質量ppm以下,進一步優選為5質量ppm以下。另一方面,用作導光板5的玻璃的Fe2+的含量B優選為0.01質量ppm以上,這是由於其在多成分系的氧化物玻璃製造時提高玻璃的熔解性,更優選為0.05質量ppm以上,進一步優選為0.1質量ppm以上。

需要說明的是,用作導光板5的玻璃的Fe2+的含量B可根據在玻璃製造時添加的氧化劑的量、或熔解溫度等進行調節。對於在玻璃製造時添加的氧化劑的具體種類及添加量在下文中將進行敘述。Fe2O3的含量A是利用螢光X射線測定求出的換算為Fe2O3的全鐵的含量(質量ppm)。Fe2+的含量B是依據ASTM C169-92(2011)而測定。需要說明的是,所測定出的Fe2+的含量B是換算為Fe2O3而表示。

以下示出用作導光板5的玻璃的組成的優選的具體例。但是,用作導光板5的玻璃的組成並不限定於此。

用作導光板5的玻璃的一個構成例(構成例EA)以氧化物基準的質量百分率表示,包含60%~80%的SiO2、0%~7%的Al2O3、0%~10%的MgO、0%~20%的CaO、0%~15%的SrO、0%~15%的BaO、3%~20%的Na2O、0%~10%的K2O、及5質量ppm~100質量ppm的Fe2O3。

用作導光板5的玻璃的另一個構成例(構成例EB)以氧化物基準的質量百分率表示,包含45%~80%的SiO2、大於7%且30%以下的Al2O3、0%~15%的B2O3、0%~15%的MgO、0%~6%的CaO、0%~5%的SrO、0%~5%的BaO、7%~20%的Na2O、0%~10%的K2O、0%~10%的ZrO2、及5質量ppm~100質量ppm的Fe2O3。

用作導光板5的玻璃的另一個構成例(構成例EC)以氧化物基準的質量百分率表示,包含45%~70%的SiO2、10%~30%的Al2O3、0%~15%的B2O3、合計5%~30%的MgO、CaO、SrO及BaO、合計0%以上且小於3%的Li2O、Na2O及K2O、以及5質量ppm~100質量ppm的Fe2O3。

以下,對具有上述成分的本實施方式的用作導光板5的玻璃的組成的各成分的組成範圍進行說明。需要說明的是,各組成的含量的單位均為氧化物基準的質量百分率表示或質量ppm表示,分別僅表示為「%」或「ppm」。

SiO2為玻璃的主成分。為了保持玻璃的耐候性及失透特性,SiO2的含量以氧化物基準的質量百分率表示,在構成例EA中優選為60%以上,更優選為63%以上,在構成例EB中優選為45%以上,更優選為50%以上,在構成例EC中優選為45%以上,更優選為50%以上。

另一方面,為了使熔解容易,且使氣泡質量良好,還為了將玻璃中的二價鐵(Fe2+)的含量抑制得較低且使光學特性良好,SiO2的含量在構成例EA中優選為80%以下,更優選為75%以下,在構成例EB中優選為80%以下,更優選為70%以下,在構成例EC中優選為70%以下,更優選為65%以下。

Al2O3在構成例EB及EC中是提高玻璃的耐候性的必需成分。在本實施方式的玻璃中,為了維持實用上必需的耐候性,Al2O3的含量在構成例E0中優選為1%以上,更優選為2%以上,在構成例EB中優選為大於7%,更優選為10%以上,在構成例EC中優選為10%以上,更優選為13%以上。

但是,為了將二價鐵(Fe2+)的含量抑制為較低,使光學特性良好,且使氣泡質量良好,Al2O3的含量在構成例EA中優選為7%以下,更優選為5%以下,在構成例EB中優選為30%以下,更優選為23%以下,在構成例EC中優選為30%以下,更優選為20%以下。

B2O3是促進玻璃原料的熔融且提高機械特性或耐候性的成分,但為了不產生因揮發導致的脈理(ream)的產生、爐壁的侵蝕等缺陷,B2O3的含量在玻璃EA中優選為5%以下,更優選為3%以下,在構成例EB及EC中優選為15%以下,更優選為12%以下。

Li2O、Na2O、及K2O等鹼金屬氧化物是對促進玻璃原料的熔融且調整熱膨脹、黏性等有用的成分。

因此,Na2O的含量在構成例EA中優選為3%以上,更優選為8%以上。Na2O的含量在構成例EB中優選為7%以上,更優選為10%以上。但是,為了保持熔解時的澄清性且保持所要製造的玻璃的氣泡質量,Na2O的含量在構成例EA及EB中優選為設為20%以下,進一步優選為設為15%以下,在構成例EC中優選為設為3%以下,更優選為設為1%以下。

另外,K2O的含量在構成例EA及EB中優選為10%以下,更優選為7%以下,在構成例EC中優選為2%以下,更優選為1%以下。

另外,Li2O為任意成分,但為了使玻璃化較容易,將作為來自原料的雜質而包含的鐵含量抑制為較低,且為將分批成本抑制為較低,而在構成例EA、EB及EC中,可含有2%以下的Li2O。

另外,為了保持熔解時的澄清性且保持所要製造的玻璃的氣泡質量,該鹼金屬氧化物的合計含量(Li2O+Na2O+K2O)在構成例EA及EB中優選為5%~20%,更優選為8%~15%,在構成例EC中優選為0%~2%,更優選為0%~1%。

MgO、CaO、SrO、及BaO等鹼土類金屬氧化物是對促進玻璃原料的熔融且調整熱膨脹、黏性等有用的成分。

MgO具有降低玻璃熔解時的黏性且促進熔解的作用。另外,MgO具有降低比重且使玻璃板不易產生缺陷的作用,因此,在構成例EA、EB及EC中可含有該MgO。另外,為了降低玻璃的熱膨脹係數且使失透特性良好,MgO的含量在構成例EA中優選為10%以下,更優選為8%以下,在構成例EB中優選為15%以下,更優選為12%以下,在構成例EC中優選為10%以下,更優選為5%以下。

CaO是促進玻璃原料的熔融且調整黏性、熱膨脹等的成分,因此,在構成例EA、EB及EC中可含有該CaO。為了獲得上述作用,在構成例EA中,CaO的含量優選為3%以上,更優選為5%以上。另外,為了使失透良好,在構成例EA中,優選為20%以下,更優選為10%以下,在構成例EB中優選為6%以下,更優選為4%以下。

SrO具有增大熱膨脹係數及降低玻璃的高溫黏度的效果,為了獲得該效果,在構成例EA、EB及EC中可含有SrO。但是,為了將玻璃的熱膨脹係數抑制為較低,SrO的含量在構成例EA及EC中優選為設為15%以下,更優選為設為10%以下,在構成例EB中優選為設為5%以下,更優選為設為3%以下。

BaO與SrO同樣地具有增大熱膨脹係數及降低玻璃的高溫黏度的效果,為了獲得該效果,在EA、EB及EC中可含有BaO。但是,為了將玻璃的熱膨脹係數抑制為較低,在構成例EA及EC中優選為設為15%以下,更優選為設為10%以下,在構成例EB中優選為設為5%以下,更優選為設為3%以下。

另外,為了將熱膨脹係數抑制為較低,使失透特性良好,且維持強度,該鹼土類金屬氧化物的合計含量(MgO+CaO+SrO+BaO)在構成例EA中優選為10%~30%,更優選為13%~27%,在構成例EB中優選為1%~15%,更優選為3%~10%,在構成例EC中優選為5%~30%,更優選為10%~20%。

在本實施方式的用作導光板5的玻璃的玻璃組成中,為了提高玻璃的耐熱性及表面硬度,在構成例EA、EB及EC中,作為任意成分可含有10%以下的ZrO2,優選為含有5%以下的ZrO2。通過將ZrO2的含量設為10%以下,玻璃變得不易失透。

在本實施方式的用作導光板5的玻璃的玻璃組成中,為了提高玻璃的熔解性,也可在構成例EA、EB及EC中含有5ppm~100ppm的Fe2O3。需要說明的是,Fe2O3量的優選的範圍是如上所述範圍。

另外,本實施方式的用作導光板5的玻璃也可含有SO3作為澄清劑。在此情況中,SO3含量以質量百分率表示優選為大於0%且為0.5%以下。SO3含量更優選為0.4%以下,進一步優選為0.3%以下,更進一步優選為0.25%以下。

另外,本實施方式的用作導光板5的玻璃也可含有Sb2O3、SnO2及As2O3中的一種以上作為氧化劑及澄清劑。在此情況中,Sb2O3、SnO2或As2O3中的一種以上的含量以質量百分率表示優選為0%~0.5%。Sb2O3、SnO2或As2O3中的一種以上的含量更優選為0.2%以下,進一步優選為0.1%以下,更進一步優選為實質上不含有。

但是,由於Sb2O3、SnO2及As2O3作為玻璃的氧化劑而發揮作用,因此也可為了調節玻璃的Fe2+的量而在上述範圍內進行添加。但是,就環境方面來說,優選為實質上不含有As2O3。

另外,本實施方式的用作導光板5的玻璃也可含有NiO。在含有NiO的情況中,NiO也作為著色成分發揮功能,因此,NiO的含量相對於上述玻璃組成的合量優選為設為10ppm以下。尤其是,就不使波長400nm~700nm中的玻璃板的內部透過率降低的觀點而言,NiO優選為設為1.0ppm以下,更優選為設為0.5ppm以下。

本實施方式的用作導光板5的玻璃也可含有Cr2O3。在含有Cr2O3的情況中,Cr2O3也作為著色成分發揮功能,因此,Cr2O3的含量相對於上述玻璃組成的合量優選為設為10ppm以下。尤其是,就不使波長400nm~700nm中的玻璃板的內部透過率降低的觀點來說,Cr2O3優選為設為1.0ppm以下,更優選設為0.5ppm以下。

本實施方式的用作導光板5的玻璃也可含有MnO2。在含有MnO2的情況下,MnO2也作為吸收可見光的成分發揮功能,因此,MnO2的含量相對於上述玻璃組成的合量優選設為50ppm以下。尤其是,就不使波長400nm~700nm中的玻璃板的內部透過率降低的觀點來說,MnO2優選設為10ppm以下。

本實施方式的用作導光板5的玻璃也可包含TiO2。在含有TiO2的情況下,TiO2也作為吸收可見光的成分發揮功能,因此,TiO2的含量相對於上述玻璃組成的合量優選設為1000ppm以下。就不使波長400nm~700nm中的玻璃板的內部透過率降低的觀點來說,TiO2更優選為將含量設為500ppm以下,特別優選設為100ppm以下。

本實施方式的用作導光板5的玻璃也可包含CeO2。CeO2具有降低鐵的氧化還原的效果,可減小Fe2+量相對於全鐵量的比率。另一方面,也為了抑制將鐵的氧化還原降低為小於3%,CeO2的含量相對於上述玻璃組成的合量優選設為1000ppm以下。另外,CeO2的含量更優選設為500ppm以下,進一步優選設為400ppm以下,特別優選設為300ppm以下,最優選設為250ppm以下。

本實施方式的用作導光板5的玻璃也可包含選自由CoO、V2O5及CuO所組成的群中的至少1種成分。在含有該成分的情況下,也作為吸收可見光的成分發揮功能,因此,上述成分的含量相對於上述玻璃組成的合量優選設為10ppm以下。尤其是,為了不使波長400nm~700nm中的玻璃板的內部透過率降低,優選為實質上不含有該些成分。

然而,用作導光板5的玻璃並不限定於此。

如圖1以及圖2~圖4所示,該導光板5具有光出射面51(第1面)、光反射面52(第2面)、入光面53(第1端面)、非入光面54~56(第2端面)、入光側倒角面57(第1倒角面)、及非入光側倒角面58(第2倒角面)。

光出射面51是與液晶面板2對著的面。在本實施方式中,光出射面51在俯視的狀態(自上方觀察光出射面51的狀態)下具有矩形狀。然而,光出射面51的形狀並不限定於矩形狀。

該光出射面51的大小是與液晶面板2對應地決定,因此,並無特別限定,例如,優選為300mm×300mm以上的尺寸,更優選為500mm×500mm以上的尺寸。導光板5具有較高的剛性,因此尺寸越大越發揮其效果。

光反射面52是與光出射面51對著的面。光反射面52以相對於光出射面51成為平行的方式形成。另外,光反射面52的形狀及尺寸以與光出射面51成為相同的方式形成。

然而,光反射面52也可不必相對於光出射面51平行,也可具有設置有階差或梯度的構成。另外,光反射面52的尺寸也可設為與光出射面51不同的尺寸。

如圖2所示,在光反射面52上形成有反射點10A~10C。該反射點10A~10C例如是將白色墨水印刷成點狀的反射點。自入光面53入射的光的亮度較強,通過在導光板5內反射並前進而亮度降低。

因此,在本實施方式中,自入光面53朝向光的前進方向(朝向圖1及圖2中的右方向)使反射點10A~10C的大小不同。具體而言,靠近入光面53的區域中的反射點10A的直徑(LA)設定為較小,以隨著從靠近該入光面53的區域朝向光的前進方向反射點10B的直徑(LB)及反射點10C的直徑的半徑(LC)變大的方式設定(LA<LB<LC)。

這樣一來,通過使各反射點10A的大小朝嚮導光板5內的光的前進方向變化,可使從光出射面51出射的出射光的亮度均勻化,從而可抑制亮度不均的產生。需要說明的是,通過代替各反射點10A的大小,而使各反射點10A的數密度朝嚮導光板5內的光的前進方向變化,也可獲得同等的效果。另外,通過在光反射面52形成如反射所入射的光的槽以代替反射點10A,也可獲得同等的效果。

在本實施方式中,在光出射面51與光反射面52之間形成4個端面。在4個端面中,作為第1端面的入光面53是來自上述光源4的光入射到的面。作為第2~第4端面的非入光面54~56是來自光源4的光入射不到的面。

入光面53優選為在形成導光板5的玻璃的製造時被鏡面加工。具體來說,入光面53的表面的算術平均粗糙度(中心線平均粗糙度)Ra優選為小於0.10μm,更優選為小於0.03μm,進一步優選為0.01μm以下,特別優選為0.005μm以下。由此,從光源4入光至導光板5內的光的入光效率被提高。入光面53的厚度(圖4中箭頭W所示)設定為由搭載在面狀發光裝置3上的液晶顯示裝置1要求的厚度。

需要說明的是,在以下說明中,在記載為表面粗糙度Ra的情形時,是指利用JIS B 0601~JIS B 0031所得的算術平均粗糙度(中心線平均粗糙度)。

在光出射面51與入光面53之間、及光反射面52與入光面53之間形成有入光側倒角面57。

在本實施方式中,示出了在光出射面51與入光面53之間、及光反射面52與入光面53之間的兩者形成有入光側倒角面57的例子,但也可設為僅在任一者形成入光側倒角面57的構成。

在如本實施方式這樣要求小型化及薄型化的面狀發光裝置3中,較理想為使導光板5的厚度也較薄。因此,本實施方式的導光板5的厚度為10mm以下。然而,在設為未在導光板5設置入光側倒角面57而具有角落部的構成時,存在在面狀發光裝置3的組裝時等導光板5的角落部與其他構成物接觸而損傷的情形,在此種情況下,導光板5的強度可能會降低。因此,本實施方式的導光板5的厚度為0.5mm以上,進一步在入光面53的上緣及下緣形成有入光側倒角面57。

導光板5的厚度更優選為0.7mm以上,進一步優選為1.0mm以上,再進一步優選為1.5mm以上。通過導光板5的厚度為0.7mm以上,能夠獲得充分的剛性。另外,導光板5的厚度更優選為3.0mm以下,由此,能夠有助於面發光照明裝置的薄型化。

為了提高從光源4嚮導光板5內的光的入光效率,需要擴大入光面53的面積。因此,入光側倒角面57較理想為較小,因此,在本實施方式中,作為入光側倒角面57進行倒角加工。

若將入光側倒角面57(倒角面)的寬度尺寸設為X(mm),則如圖4所示,該寬度尺寸X的倒角面縱向(以下簡稱為縱向)上的平均值Xave為0.1mm。Xave優選為0.1mm~0.5mm。若Xave為0.5mm以下,則能夠增大入光面53的寬度尺寸。若Xave為0.1mm以上,則能夠減小下述X的誤差。

在入光側倒角面57的寬度尺寸X中,實際上在縱向上產生因倒角加工時的加工不均導致的誤差。在圖4中,入光側倒角面57的寬度尺寸X的誤差為0.05mm以下。這樣一來,在入光側倒角面57的寬度尺寸X的縱向上的平均值為Xave(mm)的情況下,X的縱向上的誤差優選為Xave的50%以內。即,X優選為滿足0.5Xave≤X≤1.5Xave。X的縱向上的誤差更優選為Xave的40%以內,進一步優選為Xave的30%以內,特別優選為Xave的20%以內。由此,縱向上的入光側倒角面57的寬度尺寸及入光面53的寬度尺寸的誤差變小,因此,能夠減小在導光板5產生的亮度不均。

另外,入光側倒角面57的表面粗糙度Ra為0.4μm以下。需要說明的是,對於將入光側倒角面57的表面粗糙度Ra設為0.4μm以下的理由,為便於說明,下面將說明。入光側倒角面57的表面粗糙度Ra優選為0.1μm以下,更優選為0.05μm以下,進一步優選為小於0.03μm。

另外,在本實施方式中,如圖3所示,在光出射面51與非入光面54之間、光反射面52與非入光面54之間、光出射面51與非入光面55之間、光反射面52與非入光面55之間、光出射面51與非入光面56之間、光反射面52與非入光面56之間均形成有非入光側倒角面58。然而,也可設為不必在所有上述部位形成非入光側倒角面58,而選擇性地形成非入光側倒角面58的構成。

若將非入光側倒角面58的寬度尺寸設為Y(mm),則如圖4所示,該寬度尺寸Y的縱向上的平均值Yave為Yave=0.1(mm)~0.6(mm)。若Yave為0.6mm以下,則能夠增大非入光面54~56的寬度尺寸。若Yave為0.1mm以上,則能夠減小下述Y的誤差。

在非入光側倒角面58的寬度尺寸Y中,在縱向上產生因倒角加工時的加工不均導致的誤差。在Y的縱向上的平均值為Yave(mm)的情況下,Y的縱向上的誤差較佳為Yave的50%以內。即,Y優選為滿足0.5Yave≤Y≤1.5Yave。Y的縱向上的誤差更優選為Yave的40%以內,進一步優選為Yave的30%以內,特別優選為Yave的20%以內。由此,入射光反射的非入光面54~56的縱向上的寬度尺寸的誤差變小,因此,能夠減小在導光板5產生的亮度不均。

另外,非入光側倒角面58的表面粗糙度Ra可大於入光側倒角面57的表面粗糙度Ra。在此情況下,入光側倒角面57的表面粗糙度Ra優選為0.4μm以上。另外,非入光側倒角面58的表面粗糙度Ra優選為1.0μm以下。

形成非入光側倒角面58的非入光面54~56不會入射來自光源4的光,因此,無需對非入光面54~56的表面高精度地進行加工。因此,非入光側倒角面58的表面粗糙度Ra設定為較入光側倒角面57的情況更大,由此,非入光側倒角面58的加工與入光側倒角面57相比變得容易,生產性提高。再有,通過使非入光側倒角面58的表面粗糙度Ra為0.4μm以上且1.0μm以下,從而在反射片6黏著在非入光側倒角面58上的情況下兩者間的黏著性良好。需要說明的是,若不考慮生產性,則非入光側倒角面58的表面粗糙度Ra小於0.4μm就防止裂痕的觀點而言較好。

另外,非入光面54~56的表面粗糙度Ra為1.5μm以下。非入光面54~56的表面粗糙度Ra優選為1.0μm以下,更優選為0.8μm以下。

另外,在本實施方式中,未對非入光面54~56進行研磨處理。因此,非入光面54~56的表面粗糙度Ra均設定為較入光面53的表面粗糙度Ra更大,非入光面54~56的表面粗糙度Ra優選為0.03μm以上,更優選為0.1μm以上。由此,非入光面54~56的加工與入光面53相比變得容易或無需加工,生產性提高。然而,也可對非入光面54~56進行研磨處理。

接著,對作為導光板5的玻璃的製造方法進行說明。

圖5~圖7是用於說明導光板5的製造方法的圖。圖5是表示導光板5的製造方法的步驟圖。

在製造導光板5時,首先準備玻璃原材料12。該玻璃原材料12如上述那樣有效光程長度為5cm~200cm,厚度為0.5mm~10mm,有效光程長度中的可見光範圍的平均內部透過率為80%以上,且JIS Z8701(附屬書)中的XYZ表色系統中的三刺激值的Y值為90%以上。該玻璃原材料12具有大於導光板5的既定形狀的形狀。

對玻璃原材料12首先實施圖5中步驟S10所示的切斷步驟。在切斷步驟中,使用切削裝置於圖6中虛線所示的各位置(1處入光面側位置及3處非入光面側位置)進行切斷加工處理。需要說明的是,切斷加工處理也可不一定非要對3處非入光面側位置進行,也可僅對與1處入光面側位置對著的1處非入光面側位置進行切斷加工。

通過進行切斷加工處理,從而從玻璃原材料12將玻璃基材14切斷。需要說明的是,在本實施方式中,導光板5在俯視時具有矩形狀,因此,對1處入光面側位置及3處非入光面側位置進行切斷加工處理。然而,切斷位置是根據導光板5的形狀適當選定的位置。若切斷加工處理結束,則實施第1倒角步驟(步驟S12)。在第1倒角步驟中,使用研削裝置在光出射面51與非入光面56之間、及光反射面52與非入光面56之間的兩者形成非入光側倒角面58。

需要說明的是,在光出射面51與非入光面54之間、光反射面52與非入光面54之間、光出射面51與非入光面55之間、及光反射面52與非入光面55之間的全部或在任一部位形成非入光側倒角面58的情況下,在該第1倒角步驟中進行倒角加工處理。

另外,在該第1倒角步驟中,也可對光出射面51與入光面53之間、或光反射面52與入光面53之間進行倒角加工。在此情況下,所獲得的倒角面的表面粗糙度Ra大於在下述第2倒角步驟中獲得的入光側倒角面57的表面粗糙度Ra就生產性的觀點而言較好。

另外,在本實施方式中,在第1倒角步驟中對非入光面54~56進行研削處理或研磨處理。進行對於非入光面54~56的研削處理或研磨處理可在形成上述非入光側倒角面58之前進行,可在形成上述非入光側倒角面58之後進行,也可同時進行。需要說明的是,對於非入光面54、55,也可將進行切斷加工處理的面直接用作非入光面54、55。

第1倒角步驟(步驟S12)也可與下述鏡面加工步驟(步驟S14)及第2倒角步驟(步驟S16)同時或在其之後進行,但優選為在其之前進行。由此,可在步驟S12中以相對較快的速率進行與導光板5的形狀對應的加工,因此,生產性提高,並且在步驟S12中產生的相對較大的碎玻璃不易損傷入光面53或入光側倒角面57。

若第1倒角步驟(步驟S12)結束,則接下來實施鏡面加工步驟(步驟S14)。在該鏡面加工步驟中,如圖7所示對玻璃基材14的入光面側進行鏡面加工而形成入光面53。如上所述,入光面53是來自光源4的光入射到的面。由此,入光面53以表面粗糙度Ra為小於0.03μm的方式被鏡面加工。

若在鏡面加工步驟(步驟S14)中在玻璃基材14形成入光面53,則接著實施第2倒角步驟(步驟S16),由此,對光出射面51與入光面53之間、及光反射面52與入光面53之間進行研削處理或研磨處理,由此,形成入光側倒角面57(倒角面)。需要說明的是,步驟S16可在步驟S14之前進行,也可與步驟S14同時進行。

在第2倒角步驟中,若將入光側倒角面57的寬度尺寸X的縱向上的平均值設為Xave,則以X的縱向上的誤差為Xave的50%以內的方式,並且以表面粗糙度Ra為0.4μm以下的方式進行加工。

在形成該入光側倒角面57時,作為進行研削處理或研磨處理的工具可使用磨石,另外,除磨石以外,也可使用包含布、皮、橡膠等的拋光輪或毛刷等,此時,也可使用氧化鈰、氧化鋁、金剛砂、膠體二氧化矽等研磨劑。

通過實施以上步驟S10~S16所示的各步驟來製造導光板5。需要說明的是,上述反射點10A~10C是在製造導光板5之後被印刷在光反射面52。

然而,在上述導光板5的製造時實施的切斷加工、倒角加工、鏡面加工等各步驟中,從玻璃原材料12及玻璃基材14產生玻璃屑(碎玻璃)。切斷步驟及第1倒角步驟是精度較鏡面加工步驟及第2倒角步驟低的加工,因此,所產生的碎玻璃相對較大,由此,不易附著於導光板5。

相對於此,鏡面加工步驟及第2倒角步驟是精度較高的加工,因此,所產生的碎玻璃小於在切斷步驟及第1倒角步驟中產生的碎玻璃。因此,在鏡面加工步驟及第2倒角步驟中產生的碎玻璃容易附著於導光板5。

再有,鏡面加工步驟及第2倒角步驟是對於入光面53及入光側倒角面57的加工,因此,於鏡面加工步驟及第2倒角步驟中產生的碎玻璃容易附著於入光面53及入光側倒角面57的附近。

在入光面53及入光側倒角面57的附近位置如圖2所示形成直徑LA較小的反射點10A。即,形成反射點10A的區域是導光板5的玻璃露出的面積較寬的區域。

再有,碎玻璃如上所述為玻璃屑,因此,具有反射光的性質。

由此,關於從光源4入射的光的反射量,碎玻璃附著在形成該反射點10A的區域的情形與碎玻璃附著在形成反射點10B、10C的區域的情形相比大幅地變化(反射量變多)。因此,尤其在碎玻璃附著在形成反射點10A的區域的情況下,在導光板5中產生的亮度不均變大。

為了抑制形成該反射點10A的區域中的亮度不均的產生,需要抑制在入光面53及入光側倒角面57的加工時產生的碎玻璃的產生量。作為倒角加工的入光側倒角面57的加工與被鏡面加工的入光面53的加工相比產生的碎玻璃的量較多。

因此,本發明的發明人進行了對在入光側倒角面57的加工中產生的碎玻璃量進行測定的實驗。另外,在該實驗中,在使入光側倒角面57的加工精度變化的情況下,擴散片7的表面粗糙度Ra變化,因此,對入光側倒角面57的表面粗糙度Ra與產生的碎玻璃量的相關關係進行了調查。

在入光側倒角面57的倒角加工時產生的碎玻璃是以如下方法進行定量。圖9是表示所產生的碎玻璃的定量方法的步驟圖。

為了對在入光側倒角面57的倒角加工時產生的碎玻璃進行定量,準備加入有純水的燒杯,使實施倒角加工後的導光板5的入光側倒角面57及其附近浸漬在該純水內(步驟S30)。

通過實施倒角加工,碎玻璃附著在入光側倒角面57及其附近。由此,附著在入光側倒角面57等的碎玻璃也成為浸漬在純水內的狀態。

接著,通過使燒杯超聲波振動而對導光板5的入光側倒角面57進行超聲波清洗(步驟S32)。通過進行該超聲波清洗,附著在入光側倒角面57及其附近的碎玻璃掉落至燒杯的底部並積存(也將掉落有該碎玻璃的純水稱為「碎玻璃水」)。

接著,利用預先進行了重量測定的過濾器對在步驟S32中製成的碎玻璃水進行過濾(步驟S34)。由此,碎玻璃被過濾器提取。對提取有碎玻璃的過濾器使用乾燥機進行乾燥處理(步驟S36)。

接著,在過濾器充分乾燥之後,進行該過濾器的重量測定(步驟S38)。然後,從在步驟S38中測定的重量減去預先測定的過濾器的重量,由此能夠獲得在入光側倒角面57的倒角加工時產生的碎玻璃的產生量(步驟S40)。

圖8表示入光側倒角面57的表面粗糙度Ra與碎玻璃產生量(每1mm2產生的碎玻璃的質量)的關係。由圖8可知,在入光側倒角面57的表面粗糙度Ra大於0.3μm的範圍內,碎玻璃產生量與表面粗糙度Ra相關。

需要說明的是,在本實驗中,不僅入光側倒角面57,入光面53也浸漬在純水內,但因此導致的對碎玻璃產生量與表面粗糙度Ra的相關關係的影響可忽略。其原因在於,本實施方式中的入光面53的表面粗糙度Ra小於0.03μm,根據圖8,在入光面53中產生的碎玻璃量較微小。

另一方面,本發明的發明人進行了對在碎玻璃附著在入光側倒角面57時產生亮度不均的碎玻璃產生量的計算。

若碎玻璃的直徑為100μm以上,則會對導光板5的發光特性(亮度不均等)造成影響。另外,如上所述,對導光板5的光學特性造成影響的碎玻璃的附著位置是形成小徑(LA)的反射點10A的區域。形成該反射點10A的區域的面積是導光板5的全部面積的大致10%的面積。

再有,在面狀發光裝置3中,在導光板5中產生大於3%的亮度不均的情況下,液晶顯示裝置1的顯示質量會大幅變差。由此,在形成小徑的反射點10A的區域產生的亮度不均優選為3%以下。

基於以上條件,對不會產生亮度不均的影響的碎玻璃的產生量進行計算。

若將玻璃原材料12的比重設為2.5[g/cm3],則直徑100μm的碎玻璃的質量W為W=1.31×10-3[μg]。

另外,若將導光板5的尺寸設為入光面L(mm)×非入光面H(mm),將入光側倒角面57的寬度的縱向上的平均值設為Xave(mm),則入光側倒角面57的面積Sa是根據下式(1)求出。

Sa=√2×2×L×Xave[mm2] (1)

再有,形成反射點10A的區域(在碎玻璃附著的情況下會對亮度不均造成影響的區域)的面積為導光板5的全部面積的大致10%的面積。形成該反射點10A的區域的面積Sb[mm2]是根據下式(2)求出。

Sb=0.1×L×H[mm2] (2)

此處,若將碎玻璃產生量設為c[μg/mm2],則從入光側倒角面57產生的直徑100μm的碎玻璃的產生個數為c×Sa/W[個]。

若假定如上述產生的碎玻璃全部附著在形成反射點10A的區域,則為了使亮度不均為3%以下,需要將附著在形成反射點10A的區域的碎玻璃所示的面積的比率設為3%以下。即,需要滿足下式(3)。

{(c×Sa/W×502×π)/Sb}≤0.03 (3)

由於根據式(1)入光側倒角面57的寬度是與Sa成正比,因而為了使入光面53的面積足夠大,也優選為滿足Sb/Sa≥100。因此,為了始終滿足上述式(3)及Sb/Sa≥100,優選為使碎玻璃產生量c滿足下式(4)。

c≤100×0.03×W/(502×π) (4)

滿足上述式(4)的碎玻璃產生量c為0.5[μg/mm2]以下。

此處,若參照圖8,則碎玻璃產生量為0.5[μg/mm2]以下是入光側倒角面57的表面粗糙度Ra為0.4μm以下的情況。由此證明了通過將入光側倒角面57的表面粗糙度Ra設為0.4μm以下,從而能夠實現不會產生亮度不均的導光板5。

需要說明的是,入光側倒角面57的寬度尺寸X越大則碎玻璃產生量也越增加。在此情況下,為了將碎玻璃產生量設為0.5[μg/mm2]以下,入光側倒角面57的表面粗糙度Ra也優選為0.3μm以下,更優選為0.1μm以下,進一步優選為0.03μm以下。

以上,對本發明的優選實施方式進行了詳細說明,但本發明並不限定於上述特定的實施方式,在權利要求書中所記載的本發明的主旨的範圍內,可進行各種變形、變更。

本申請以在2014年10月28日向日本特許廳申請的日本專利申請第2014-219671號、及在2014年11月14日向日本特許廳申請的日本專利申請第2014-231141號作為要求優先權的基礎,並援引該申請的全部內容。

符號說明

1 液晶顯示裝置

2 液晶面板

3 面狀發光裝置

4 光源

5 導光板(玻璃)

6 反射片

7 擴散片

8 反射器

10A~10C 反射點

12 玻璃原材料

14 玻璃基材

51 光出射面(第1面)

52 光反射面(第2面)

53 入光面(第1端面)

54、55、56 非入光面(第2端面)

57 入光側倒角面(第1倒角面)

58 非入光側倒角面(第2倒角面)

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