(57)【要約】  本発明のガラス板は、光出射面および該光出射面とは反対側の光散乱面を有し、前記光出射面と前記光散乱面との間において板厚方向に屈折率分布を有する導光板用のガラス板であって、前記光散乱面の反射率の測定値から算出した屈折率が、前記光出射面と前記光散乱面を１００ミクロンずつ研磨除去した上でＶブロック法によって測定したガラス板内部の屈折率よりも高い、導光板用のガラス板である。
2015178254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光出射面および該光出射面とは反対側の光散乱面を有し、前記光出射面と前記光散乱面との間において板厚方向に屈折率分布を有する、導光板用のガラス板であって、  前記光散乱面の反射率の測定値から算出した屈折率が、前記光出射面と前記光散乱面を１００ミクロンずつ研磨除去した上で、Ｖブロック法によって測定した、ガラス板内部の屈折率よりも高い、導光板用のガラス板。
【請求項２】
前記光出射面の反射率の測定値から算出した屈折率が、前記光出射面と前記光散乱面を１００ミクロンずつ研磨除去した上で、Ｖブロック法によって測定した、ガラス板内部の屈折率よりも低い、請求項１に記載の導光板用のガラス板。
【請求項３】
光出射面および該光出射面とは反対側の光散乱面を有し、前記光出射面と前記光散乱面との間において板厚方向に屈折率分布を有する、導光板用のガラス板であって、  前記光出射面の反射率の測定値から算出した屈折率が、前記光出射面と前記光散乱面を１００ミクロンずつ研磨除去した上で、Ｖブロック法によって測定した、ガラス板内部の屈折率よりも低い、導光板用のガラス板。
【請求項４】
光出射面および該光出射面とは反対側の光散乱面を有し、前記光出射面の反射率が、前記光散乱面の反射率よりも低い、導光板用のガラス板。
【請求項５】
波長５８７．６ｎｍにおける前記光出射面の反射率が０．０４２より小さい、請求項４に記載の導光板用のガラス板。
【請求項６】
波長５８７．６ｎｍにおける前記光散乱面の反射率が０．０４３より大きい、請求項４または５に記載の導光板用のガラス板。
【請求項７】
酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ２を６０〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を０〜７％、ＭｇＯを０〜１０％、ＣａＯを０〜２０％、ＳｒＯを０〜１５％、ＢａＯを０〜１５％、Ｎａ２Ｏを３〜２０％、Ｋ２Ｏを０〜１０％、Ｆｅ２Ｏ３を５〜１００ｐｐｍ含む、請求項１〜６のいずれかに記載の導光板用のガラス板。
【請求項８】
酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ２を４５〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を７％超３０％以下、Ｂ２Ｏ３を０〜１５％、ＭｇＯを０〜１５％、ＣａＯを０〜６％、ＳｒＯを０〜５％、ＢａＯを０〜５％、Ｎａ２Ｏを７〜２０％、Ｋ２Ｏを０〜１０％、ＺｒＯ２を０〜１０％、Ｆｅ２Ｏ３を５〜１００ｐｐｍ含む、請求項１〜６のいずれかに記載の導光板用のガラス板。
【請求項９】
酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ２を４５〜７０％、Ａｌ２Ｏ３を１０〜３０％、Ｂ２Ｏ３を０〜１５％、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯを合計で５〜３０％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏを合計で０％以上、３％未満、Ｆｅ２Ｏ３を５〜１００ｐｐｍ含む、請求項１〜６のいずれかに記載の導光板用のガラス板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、液晶表示装置に用いられる導光板用のガラス板に関する。
【背景技術】
【０００２】  液晶表示装置は、液晶パネルと、液晶パネルと対向する導光板としてのガラス板と、ガラス板を介して液晶パネルに光を照射する光源とを備える（例えば特許文献１参照）。光源からの光は、ガラス板の端面から内部に入り、表面反射を繰り返して内部全体に広がり、ガラス板における液晶パネルとの対向面から出て、液晶パネルを均一に照らす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特開２００４−２５２３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  従来、導光板からの光の輝度が低かった。【０００５】  本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、導光板からの光の輝度を改善した、導光板用のガラス板の提供を主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、  光出射面および該光出射面とは反対側の光散乱面を有し、前記光出射面と前記光散乱面との間において板厚方向に屈折率分布を有する、導光板用のガラス板であって、  前記光散乱面の反射率の測定値から算出した屈折率が、前記光出射面と前記光散乱面を１００ミクロンずつ研磨除去した上で、Ｖブロック法によって測定した、ガラス板内部の屈折率よりも高い、導光板用のガラス板が提供される。
【発明の効果】
【０００７】  本発明の一態様によれば、導光板からの光の輝度を改善した、導光板用のガラス板が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態による液晶表示装置を示す図である。
【図２】青色ＬＥＤと黄色蛍光体とで構成される白色ＬＥＤの光スペクトルの一例を示す図である。
【図３】青色ＬＥＤと緑色蛍光体と赤色蛍光体とで構成される白色ＬＥＤの光スペクトルの一例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による導光板用のガラス板の成形方法としてのフロート法の説明図である。
【図５】本発明の一実施形態による導光板用のガラス板の構造を示す図である。
【図６】シミュレーション解析のモデルの一例を示す図である。
【図７】シミュレーション解析に用いた透過スペクトルの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】  以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成には、同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。本明細書において、数値範囲を表す「〜」はその前後の数値を含む範囲を意味する。
【００１０】  図１は、本発明の一実施形態による液晶表示装置を示す図である。液晶表示装置は、液晶パネル１０と、液晶パネル１０と対向する導光板としてのガラス板２０と、ガラス板２０を介して液晶パネル１０に光を照射する光源３０とを備える。
【００１１】  液晶パネル１０は、例えばアレイ基板、カラーフィルター基板、および液晶層などで構成される。アレイ基板は、基板、および該基板上に形成されるアクティブ素子（例えばＴＦＴ）などで構成される。カラーフィルター基板は、基板および該基板上に形成されるカラーフィルターなどで構成される。液晶層は、アレイ基板と、カラーフィルター基板との間に形成される。
【００１２】  ガラス板２０は、液晶パネル１０と対向する。ガラス板２０は、液晶パネル１０の後方に配設される。液晶パネル１０の表示面（前面）１１とは反対側の面（後面）１３と、ガラス板２０の前面２１とが平行に配設される。
【００１３】  ガラス板２０の後面２３には、導光板から光を取り出すため、たとえばドットなどの散乱構造が形成される。散乱構造がドットの場合、ドット４０は散乱のために気泡または粒子を含有していてもよい。ドット４０の代わりに、ガラス板２０の後面２３が凹凸状に加工されてもよく、ガラス板２０の後面２３に複数のレンズが形成されてもよい。
【００１４】  ガラス板２０の後面２３は、ガラス板２０の前面２１に対して平行とされる。
【００１５】  光源３０は、ガラス板２０の端面２６に光を照射する。光源３０からの光は、ガラス板２０の端面２６から内部に入り、表面反射を繰り返して内部全体に広がり、ガラス板２０における液晶パネル１０との対向面（前面）２１から出て、液晶パネル１０を後方から均一に照らす。ガラス板２０と液晶パネル１０との間には散乱フィルム、輝度上昇フィルム、反射型偏光フィルム、３Ｄフィルム、偏光板等が配設されてよい。ガラス板２０の後方には反射フィルム等が配設されてよい。光源３０、ガラス板２０、各種光学フィルムをまとめて、バックライトユニットと呼ぶ。
【００１６】  光源３０としては、例えば白色ＬＥＤが用いられる。白色ＬＥＤは、例えば、青色ＬＥＤと、青色ＬＥＤからの光を受光して発光する蛍光体とで構成されてよい。蛍光体としては、ＹＡＧ系、酸化物、アルミン酸塩、窒化物、酸窒化物、硫化物、酸硫化物、希土類酸硫化物、ハロリン酸塩及び塩化物などが挙げられる。
【００１７】  例えば白色ＬＥＤは、青色ＬＥＤと、黄色蛍光体とで構成されてよい。また、白色ＬＥＤは、青色ＬＥＤと、緑色蛍光体と、赤色蛍光体とで構成されてもよい。後者の白色ＬＥＤからの光は、光の３原色を混色したものであるため、より演色性に優れている。
【００１８】  図２は、青色ＬＥＤと黄色蛍光体とで構成される白色ＬＥＤの光スペクトルの一例を示す図である。図３は、青色ＬＥＤと緑色蛍光体と赤色蛍光体とで構成される白色ＬＥＤの光スペクトルの一例を示す図である。図２〜３において、横軸は波長λ（ｎｍ）であり、縦軸は強度Ｉである。
【００１９】  図４は、本発明の一実施形態による導光板用のガラス板の成形方法としてのフロート法の説明図である。図５は、本発明の一実施形態による導光板用のガラス板の構造を示す図である。
【００２０】  図４に示すようにフロート法は、浴槽６０内の溶融金属（例えば溶融スズ）６１上に連続的に供給した溶融ガラス６５を、溶融金属６１上で流動させることにより帯板状のガラスリボンに成形する。ガラスリボンは、下流方向に流動しながら徐々に固化される。固化されたガラスリボンは、溶融金属６１から引き上げられ、徐冷炉内に配設される複数の搬送ロール上を水平に搬送される。搬送ロールによるガラスリボンの損傷を抑制するため、ガラスリボンにＳＯ２ガスを吹き付けるノズルが徐冷炉内に設けられてよい。ＳＯ２ガスはガラスリボンの表面に硫黄化合物などの芒硝膜を形成する。徐冷炉から搬出されたガラスリボンは、所望の大きさに切断された後、必要に応じて研磨され、ガラス板２０として用いられる。芒硝膜は洗浄によって除去できる。
【００２１】  図５に示すようにフロート法によって成形されたガラス板２０は、前面２１を含む第１ガラス層２２、後面２３を含む第２ガラス層２４、および第１ガラス層２２と第２ガラス層２４との間に形成される中間ガラス層２５との３層構造を有してよい。
【００２２】  第１ガラス層２２は、光出射面としての前面２１（以下、光出射面２１ともいう）を含む。第１ガラス層２２は、芒硝膜の形成によってアルカリ成分が減少した層である。第１ガラス層２２は、成形時のガラスリボンのトップ面（上面）からある深さで形成され、トップ面に近いほどアルカリ成分に不足する。そのため、第１ガラス層２２は、トップ面に近いほど低い屈折率を有する。第１ガラス層２２の深さは、二次イオン質量分析法によって、アルカリ成分が不足している層の深さを測定することにより、決定される。一般的に、第１ガラス層２２の深さは、１００ミクロンよりも十分に小さい。
【００２３】  第２ガラス層２４は、光散乱面としての後面２３（以下、光散乱面２３ともいう）を含む。第２ガラス層２４は、溶融金属６１との接触によって汚染された層である。第２ガラス層２４は、成形時のガラスリボンのボトム面（下面）からある深さで形成され、ボトム面に近いほど溶融金属成分に富む。そのため、第２ガラス層２４は、ボトム面に近いほど高い屈折率を有する。第２ガラス層２４の深さは、二次イオン質量分析法によって、溶融金属成分が侵入している層の深さを測定することにより、決定される。一般的に、第２ガラス層２４の深さは、１００ミクロンよりも十分に小さい。尚、第２ガラス層２４は第１ガラス層２２と同様に芒硝膜の形成による影響を受けるが、芒硝膜の形成による影響よりも、溶融金属６１との接触による影響の方が大きい。
【００２４】  中間ガラス層２５は、第１ガラス層２２と第２ガラス層２４との間に形成される。中間ガラス層２５は、芒硝膜の形成による影響、および溶融金属６１との接触による影響を受けない層である。そのため、中間ガラス層２５は、板厚方向に均一な屈折率を有する。なお、中間ガラス層２５は脈理などのわずかな屈折率分布を有する場合があるが、屈折率変動が０．０００５よりも小さければ、およそ均一であるとみなすことができ、導光板としての輝度に与える影響は小さい。
【００２５】  尚、各層の屈折率を比較する場合、波長５８７．６ｎｍにおける室温での反射率から算出した屈折率、あるいは、ヘリウムのｄ線（波長５８７．６ｎｍ）における室温での屈折率で代表してよい。
【００２６】  ガラス板２０は、光出射面２１と光散乱面２３との間において板厚方向に屈折率分布を有する。
【００２７】  ガラス板２０において、光出射面２１は第１ガラス層２２に備えられ、光出射面２１の屈折率は中間ガラス層２５（以下、ガラス板内部ともいう）の屈折率よりも低い。よって、第１ガラス層２２が研磨によって除去される場合、つまり、第１ガラス層２２ではなく中間ガラス層２５が露出する場合に比べて、光出射面２１と空気との屈折率差が小さい。そのため、光出射面２１から内部への反射が抑制でき、光出射面２１から外部への光の取り出し効率（輝度）が良い。
【００２８】  光出射面２１の屈折率は、徐冷時のＳＯ２ガスの吹き付け量などで調節できる。ＳＯ２ガスの吹き付け量が多いほど、光出射面２１の屈折率が低い。なお、Ｆ２やＨＦなどフッ素化合物のガスあるいは液体を吹き付けることによっても、光出射面２１の屈折率を低くすることができる。なお、研磨によって第１ガラス層２２の一部を除去してもよい。
【００２９】  ガラス板２０において、光散乱面２３は第２ガラス層２４に備えられ、光散乱面２３の屈折率は中間ガラス層２５（ガラス板内部）の屈折率よりも高い。よって、第２ガラス層２４が研磨によって除去される場合、つまり、第２ガラス層２４ではなく中間ガラス層２５が露出する場合に比べて、光散乱面２３付近を光が直進しやすい。光の入射角が同じ場合、第２ガラス層２４と中間ガラス層２５とでは、第２ガラス層２４の方が光の屈折角が小さいためである。第２ガラス層２４を進む光は、短い移動距離で内部全体に広がるため、ガラスにほとんど吸収されずに反射ドット４０などで向きを変え、光出射面２１から取り出される。よって、ガラス板からの光の取り出し効率（輝度）が改善できる。
【００３０】  光散乱面２３の屈折率は、成形時の温度などで調節できる。成形時の温度が高いほど、溶融金属６１のガラス中への拡散が進行し、光散乱面２３の屈折率が高い。なお、研磨によって第２ガラス層２４の一部を除去してもよい。
【００３１】  波長λにおける測定面（光出射面２１、光散乱面２３）の屈折率ｎ（λ）は、室温における反射率の測定値Ｒ（λ）から、下記式（１）を用いて算出される。ｎ（λ）＝｛１＋Ｒ（λ）＋（４×Ｒ（λ））１／２｝／（１−Ｒ（λ））・・・（１）  ここで、Ｒ（λ）は、測定面に対する入射角が５°の光の反射率であり、分光光度計により２５℃のガラスが測定される。なお、測定面とは反対側の面からの反射を防ぐため、測定面とは反対側の面を粒度＃８０の砥粒で粗面化し、さらに黒体塗料を均一に塗布した上で測定する。ここで、光散乱面２３の反射率は、ドット４０などの散乱構造を有機溶剤で除去したうえで測定するか、散乱構造が形成されていない平坦なガラス面において測定される。平坦なガラス面が小さく、分光光度計による測定が難しい場合は、レーザーを照射し、その反射率を測定してもよい。また、ドット４０などの散乱構造を形成する前の状態で分光光度計によって測定してもよい。各層の屈折率を比較する場合は、波長５８７．６ｎｍにおける反射率の測定値から算出した屈折率で代表する。  また、ガラス板内部の屈折率（中間ガラス層２５の屈折率）ｎ’（λ）は、前記光出射面と前記光散乱面を１００ミクロンずつ研磨除去した上で、Ｖブロック法によって、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）、ｅ線（波長５４６．１ｎｍ）、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）の各波長における屈折率を、たとえば島津製作所社製精密屈折計ＫＰＲ−２０００により室温で測定する。各層の屈折率を比較する場合は、ヘリウムのｄ線（波長５８７．６ｎｍ）における室温での屈折率で代表する。  なお、Ｖブロック法によって測定された屈折率は、反射率の測定値から算出した屈折率と良く一致する。ガラス板内部の屈折率を反射率から得るには、ガラス表層を＃１０００の砥粒で１００ミクロン研磨除去した上で、コロイダルシリカまたは酸化セリウムの遊離砥粒で、Ｒａが０．０３μｍ以下の鏡面が得られるまで研磨し、さらに裏面を粒度＃８０の砥粒で粗面化し、さらに黒体塗料を均一に塗布した上で測定するという方法もあるが、煩雑である。さらに、中間ガラス層２５は、脈理の存在などによってわずかな屈折率分布を有する場合があるが、被測定物の屈折率分布の平均的な情報が得られる点においても、Ｖブロック法による測定が適している。
【００３２】  次に、ガラス板２０からの光の輝度のシミュレーション解析について説明する。このシミュレーション解析には、光線追跡ソフト（Ｌｉｇｈｔ  Ｔｏｏｌｓ：サイバーネットシステム社製）を用いた。
【００３３】  図６は、シミュレーション解析のモデルの一例を示す図である。このモデルでは、ガラス板２０Ａは、図５に示すガラス板２０と同様に、第１ガラス層、第２ガラス層および中間ガラス層の３層構造を有するとした。このモデルでは、ガラス板２０Ａのサイズは１０ｍｍ×６００ｍｍ、ガラス板２０Ａの厚みは２ｍｍであるとしたが、シミュレーション結果の傾向はサイズや厚みにはよらない。
【００３４】  第１ガラス層と中間ガラス層との界面、および第２ガラス層と中間ガラス層との界面は、フレネル反射の起こらない面とした。これらの界面付近において、シミュレーション解析ではモデルの単純化のために屈折率が不連続に変化するが、実際には連続的に変化する。従って、実際に、これらの界面付近においてフレネル反射は起こらない。
【００３５】  ガラス板２０Ａの互いに平行な端面２６Ａ、２７Ａ（大きさ２ｍｍ×１０ｍｍ、距離６００ｍｍ）のうち一方の端面２６Ａから１ｍｍ離れた位置に当該端面２６Ａと平行な面光源３０Ａを設けた。なお、光源を面光源とせず、複数の点光源を並べても、結果の傾向は変わらない。
【００３６】  面光源３０Ａの光スペクトルとしては、青色ＬＥＤと赤色蛍光体と緑色蛍光体とで構成される白色ＬＥＤの光スペクトルを用いた。面光源３０Ａからガラス板２０Ａの端面２６Ａに入射する光線の本数は２５万本とした。なお、別の種類の光源の光スペクトルを用いても、結果の傾向は変わらない。
【００３７】  ガラス板２０の透過率は、実測値から得られた内部透過率（透過距離１０ｍｍ）の実測値（図７参照）と、各光線の移動距離とに基づいて算出した。図７は、シミュレーション解析に用いた透過スペクトル（透過距離１０ｍｍ）の一例を示す図である。図７において、横軸は波長λ（ｎｍ）、縦軸は内部透過率Ｔ（％）である。
【００３８】  ガラス板２０Ａの表面のうち、端面２７Ａ、左右両側面２８Ａ、２９Ａにおける光の反射率は、これらの面に反射率９８％の反射テープを貼ることを想定し、９８％とした。そうして、光出射面２１Ａから均一に光が取り出されるように、光散乱面２３Ａには凸レンズを六方格子状に配列し、その凸レンズの大きさは面光源３０Ａから離れるほど大きく設定した。また、光散乱面２３Ａから０．１ｍｍ離れた位置に光散乱面２３Ａと平行な光反射面３１Ａ（反射率９８％）を設けた。光反射面３１Ａは、光散乱面２３Ａを透過した光を光散乱面２３Ａに向けて反射する。なお、光反射面３１Ａは、バックライトユニットにおける反射シートに相当する。
【００３９】  尚、以下の各表において、ｔ１は第１ガラス層の厚み、ｔ２は第２ガラス層の厚み、ｔ３は中間ガラス層の厚み、ｎ１は第１ガラス層の屈折率、ｎ２は第２ガラス層の屈折率、ｎ３は中間ガラス層の屈折率である。モデルの単純化のため、屈折率は各層において均一とし、各層の屈折率は可視光の全波長において同じとした。屈折率差（ｎ１−ｎ３、ｎ２−ｎ３）は各表に示す値とした。なお、屈折率の分散を考慮しても、結果の傾向は変わらない。
【００４０】  表１および表２は、第２ガラス層の厚みｔ２をゼロとした場合、つまり第２ガラス層のない場合のガラス板２０Ａからの光の輝度比Ｌ／Ｌ０を示す。ガラス板２０Ａからの光の輝度Ｌは、第１ガラス層の光出射面２１Ａから取り出される各波長の光の平均輝度である。輝度比Ｌ／Ｌ０は、第１ガラス層と中間ガラス層とで屈折率が同じ（ｎ１＝ｎ２）場合の輝度Ｌ０を１として規格化した値である。中間ガラス層の屈折率ｎ３は可視光の全波長において１．５２０とした。
【００４１】
【表１】
2015178254.tif 000003
【００４２】
【表２】
2015178254.tif 000004
表１および表２から、第１ガラス層の屈折率（以下、光出射面の屈折率ともいう）が低いほど、ガラス板２０Ａからの光の輝度が高いことがわかる。第１ガラス層、中間ガラス層が所定の厚みを有するガラス板２０Ａにおいて、光出射面の屈折率は、ガラス板内部の屈折率に対してたとえば０．０００５以上低いと、ガラス板２０Ａからの光の輝度を高くできるので、好ましい。光出射面の屈折率は、ガラス板内部の屈折率に対して、０．００１以上低いとより好ましく、０．００５以上低いと一層好ましい。また、表１から、第１ガラス層の厚みｔ１の第１ガラス層と中間ガラス層の合計厚みに対する割合がたとえば０．０００５と非常に小さくとも、輝度が改善できることがわかる。
【００４３】  表３および表４は、第１ガラス層の厚みｔ１をゼロとした場合、つまり第１ガラス層のない場合のガラス板２０Ａからの光の輝度比Ｌ／Ｌ０を示す。ガラス板２０Ａからの光の輝度Ｌは、中間ガラス層の光出射面から取り出される各波長の光の平均輝度である。輝度比Ｌ／Ｌ０は、第２ガラス層と中間ガラス層とで屈折率が同じ（ｎ２＝ｎ３）場合の輝度Ｌ０を１として規格化した値である。中間ガラス層の屈折率ｎ３は可視光の全波長において１．５２０とした。
【００４４】
【表３】
2015178254.tif 000005
【００４５】
【表４】
2015178254.tif 000006
表３および表４から、第２ガラス層の屈折率（以下、光散乱面の屈折率ともいう）が高いほど、ガラス板２０Ａからの光の輝度が高いことがわかる。第２ガラス層、中間ガラス層が所定の厚みを有するガラス板２０Ａにおいて、光散乱面の屈折率は、ガラス板内部の屈折率に対してたとえば０．０００５以上高いと、ガラス板２０Ａからの光の輝度を高くできるので、好ましい。光散乱面の屈折率は、ガラス板内部の屈折率に対して、０．００１以上高いとより好ましく、０．００５以上高いと一層好ましい。また、表３から、第２ガラス層の厚みｔ２の第２ガラス層と中間ガラス層の合計厚みに対する割合がたとえば０．０００５と非常に小さくとも、輝度が改善できることがわかる。
【００４６】  表５は、２層構造または３層構造の場合のガラス板２０Ａからの光の輝度比Ｌ／Ｌ０を示す。ガラス板２０Ａからの光の輝度Ｌは、光出射面２１Ａから取り出される各波長の光の平均輝度である。輝度比Ｌ／Ｌ０は、第１ガラス層と第２ガラス層と中間ガラス層とで屈折率が同じ（ｎ１＝ｎ２＝ｎ３）場合の輝度Ｌ０を１として規格化した値である。中間ガラス層の屈折率ｎ３は可視光の全波長において１．５２０とした。また、式（１）を用いて算出した、光出射面２１Ａにおける反射率ｒ１、光散乱面２３Ａにおける反射率ｒ２、およびそれらの差ｒ１−ｒ２を記す。なお、ここでいう反射率は、入射光量を１としたときの反射光量の値である。
【００４７】
【表５】
2015178254.tif 000007
表５から、第１ガラス層の屈折率（即ち、光出射面の屈折率）が中間ガラス層の屈折率より低く、且つ、第２ガラス層の屈折率（即ち、光散乱面の屈折率）が中間ガラス層の屈折率より高い場合に、輝度が最も高いことがわかる。また、光出射面の反射率が光散乱面の反射率よりも低いほど、光出射面から内部への反射が抑制され、外部への光取り出し効率を向上できるので、輝度が高くなることがわかる。
【００４８】  光出射面２１Ａの反射率の測定値から算出した屈折率は、光散乱面２３Ａの反射率の測定値から算出した屈折率よりも低いことが好ましく、０．０１０以上低いことがより好ましく、０．０１５以上低いことがさらに好ましく、０．０２０以上低いことが特に好ましい。  また、光出射面２１Ａの反射率は、光散乱面２３Ａの反射率よりも低いことが好ましく、０．０００７以上低いことがより好ましく、０．００１３以上低いことがさらに好ましく、０．００２６以上低いことが特に好ましい。  光出射面２１Ａの反射率が０．０４２よりも小さいと、光出射面２１Ａから内部への反射が抑制でき、外部への光取り出し効率を向上できる観点から好ましい。光散乱面２３Ａの反射率が０．０４３よりも大きいと、光散乱面２３Ａから内部への反射が促進でき、外部への光取り出し効率を向上できる観点から好ましい。
【００４９】  以上、導光板用のガラス板や液晶表示装置の実施形態などについて説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
【００５０】  例えば、上記実施形態の液晶表示装置は透過型であるが反射型でもよく、ガラス板２０は液晶パネル１０の前方に配設されてもよい。光源３０からの光は、ガラス板２０の端面から内部に入り、ガラス板２０における液晶パネル１０との対向面（後面）から出て、液晶パネル１０を前方から均一に照らす。
【００５１】  また、上記実施形態の光源は白色ＬＥＤであるが、蛍光管でもよい。また、白色ＬＥＤの種類は特に限定されず、例えば、青色ＬＥＤの代わりに、青色ＬＥＤよりも波長の短い紫外線ＬＥＤを用いて蛍光体を発光させてもよい。また、蛍光体方式の白色ＬＥＤではなく、３色ＬＥＤ方式の白色ＬＥＤが用いられてもよい。
【００５２】  また、上記実施形態のガラス板はフロート法により成形されるが、成形方法はフュージョン法などでもよい。フュージョン法は、樋状部材から左右両側に溢れ出す溶融ガラスを、樋状部材の左右両側面に沿って流下させ、樋状部材の左右両側面が交わる下端付近で合流させて帯板状に成形する。フュージョン法の場合、徐冷時のＳＯ２ガスの吹き付け量の調節などによって、板厚方向の屈折率分布を調節できる。
【００５３】  導光板用のガラス板の化学組成は、多種多様であってよいが、下記する３種類（ガラス組成Ａ、ガラス組成Ｂ、ガラス組成Ｃを有するガラス）が代表的な例として挙げられる。なお、本発明のガラスにおけるガラス組成は、ここにおいて示したガラス組成の例に限定されるものではない。
【００５４】  ガラス組成Ａを有するガラス板としては、酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ２を６０〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を０〜７％、ＭｇＯを０〜１０％、ＣａＯを０〜２０％、ＳｒＯを０〜１５％、ＢａＯを０〜１５％、Ｎａ２Ｏを３〜２０％、Ｋ２Ｏを０〜１０％、Ｆｅ２Ｏ３を５〜１００ｐｐｍ含むものであることが好ましい。この場合のガラスのヘリウムのｄ線（波長５８７．６ｎｍ）における室温での屈折率は、１．４５〜１．６０である。具体例としては、例えば表６の例１〜４及び例１５が挙げられる。
【００５５】  また、ガラス組成Ｂを有するガラス板としては、酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ２を４５〜８０％、Ａｌ２Ｏ３を７％超３０％以下、Ｂ２Ｏ３を０〜１５％、ＭｇＯを０〜１５％、ＣａＯを０〜６％、ＳｒＯを０〜５％、ＢａＯを０〜５％、Ｎａ２Ｏを７〜２０％、Ｋ２Ｏを０〜１０％、ＺｒＯ２を０〜１０％、Ｆｅ２Ｏ３を５〜１００ｐｐｍ含むものであることが好ましい。この場合のガラスのヘリウムのｄ線（波長５８７．６ｎｍ）における室温での屈折率は、例えば１．４５〜１．６０である。この場合のガラス組成は、イオン交換が容易であり、化学強化しやすい。具体例としては、例えば表６の例５〜１１が挙げられる。
【００５６】  また、ガラス組成Ｃを有するガラス板としては、酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ２を４５〜７０％、Ａｌ２Ｏ３を１０〜３０％、Ｂ２Ｏ３を０〜１５％、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯを合計で５〜３０％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏを合計で０％以上、３％未満、Ｆｅ２Ｏ３を５〜１００ｐｐｍ含むものであることが好ましい。この場合のガラスのヘリウムのｄ線（波長５８７．６ｎｍ）における室温での屈折率は、例えば１．４５〜１．６０である。具体例としては、例えば表６の例１２〜１４が挙げられる。
【００５７】  上記した成分を有する本発明のガラス板のガラスの組成の各成分の組成範囲について、以下に説明する。  ＳｉＯ２は、ガラスの主成分である。  ＳｉＯ２の含有量は、ガラスの耐候性、失透特性を保つため、酸化物基準の質量百分率表示で、ガラス組成Ａにおいては、好ましくは６０％以上、より好ましくは６３％以上であり、ガラス組成Ｂにおいては、好ましくは４５％以上、より好ましくは５０％以上であり、ガラス組成Ｃにおいては、好ましくは４５％以上、より好ましくは５０％以上である。  一方、ＳｉＯ２の含有量は、溶解を容易にし、泡品質を良好なものとするために、またガラス中の二価鉄（Ｆｅ２＋）の含有量を低く抑え、光学特性を良好なものとするため、ガラス組成Ａにおいては、好ましくは８０％以下、より好ましくは７５％以下であり、ガラス組成Ｂにおいては、好ましくは８０％以下、より好ましくは７０％以下であり、ガラス組成Ｃにおいては、好ましくは７０％以下、より好ましくは６５％以下である。
【００５８】  Ａｌ２Ｏ３は、ガラス組成Ｂ及びＣにおいてはガラスの耐候性を向上させる必須成分である。本発明のガラスにおいて実用上必要な耐候性を維持するためには、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、ガラス組成Ａにおいては、好ましくは１％以上、より好ましくは２％以上であり、ガラス組成Ｂにおいては、好ましくは７％超、より好ましくは１０％以上であり、ガラス組成Ｃにおいては、好ましくは１０％以上、より好ましくは１３％以上である。  但し、二価鉄（Ｆｅ２＋）の含有量を低く抑え、光学特性を良好なものとし、泡品質を良好なものとするため、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、ガラス組成Ａにおいては、好ましくは７％以下、より好ましくは５％以下であり、ガラス組成Ｂにおいては、好ましくは３０％以下、より好ましくは２３％以下であり、ガラス組成Ｃにおいては、好ましくは３０％以下、より好ましくは２０％以下である。
【００５９】  Ｂ２Ｏ３は、ガラス原料の溶融を促進し、機械的特性や耐候性を向上させる成分であるが、揮発による脈理（ｒｅａｍ）の生成、炉壁の侵食等の不都合が生じないために、Ｂ２Ｏ３の含有量は、ガラス組成Ａにおいては、好ましくは５％以下、より好ましくは３％以下であり、ガラス組成Ｂ及びＣにおいては、好ましくは１５％以下、より好ましくは、１２％以下である。
【００６０】  Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、及び、Ｋ２Ｏといったアルカリ金属酸化物は、ガラス原料の溶融を促進し、熱膨張、粘性等を調整するのに有用な成分である。  そのため、Ｎａ２Ｏの含有量は、ガラス組成Ａにおいては、好ましくは３％以上、より好ましくは、８％以上である。Ｎａ２Ｏの含有量は、ガラス組成Ｂにおいては、好ましくは７％以上、より好ましくは、１０％以上である。但し、溶解時の清澄性を保持し、製造されるガラスの泡品質を保つために、Ｎａ２Ｏの含有量は、ガラス組成Ａ及びＢにおいては、２０％以下とするのが好ましく、１５％以下とするのがさらに好ましく、ガラス組成Ｃにおいては、３％以下とするのが好ましく、１％以下とするのがより好ましい。  また、Ｋ２Ｏの含有量は、ガラス組成Ａ及びＢにおいては、好ましくは１０％以下、より好ましくは、７％以下であり、ガラス組成Ｃにおいては、好ましくは２％以下、より好ましくは、１％以下である。  また、Ｌｉ２Ｏは、任意成分であるが、ガラス化を容易にし、原料に由来する不純物として含まれる鉄含有量を低く抑え、バッチコストを低く抑えるために、ガラス組成Ａ、Ｂ及びＣにおいて、Ｌｉ２Ｏを２％以下含有させることができる。  また、これらアルカリ金属酸化物の合計含有量（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）は、溶解時の清澄性を保持し、製造されるガラスの泡品質を保つために、ガラス組成Ａ及びＢにおいては、好ましくは５％〜２０％、より好ましくは８％〜１５％であり、ガラス組成Ｃにおいては、好ましくは０％〜２％、より好ましくは、０％〜１％である。
【００６１】  ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、及びＢａＯといったアルカリ土類金属酸化物は、ガラス原料の溶融を促進し、熱膨張、粘性等を調整するのに有用な成分である。  ＭｇＯは、ガラス溶解時の粘性を下げ、溶解を促進する作用がある。また、比重を低減させ、ガラス板に疵をつきにくくする作用があるために、ガラス組成Ａ、Ｂ及びＣにおいて、含有させることができる。また、ガラスの熱膨張係数を低く、失透特性を良好なものとするために、ＭｇＯの含有量は、ガラス組成Ａにおいては、好ましくは１０％以下、より好ましくは８％以下であり、ガラス組成Ｂにおいては、好ましくは１５％以下、より好ましくは１２％以下であり、ガラス組成Ｃにおいては、好ましくは１０％以下、より好ましくは５％以下である。
【００６２】  ＣａＯは、ガラス原料の溶融を促進し、また粘性、熱膨張等を調整する成分であるので、ガラス組成Ａ、Ｂ及びＣにおいて含有させることができる。上記の作用を得るためには、ガラス組成Ａにおいては、ＣａＯの含有量は、好ましくは３％以上、より好ましくは５％以上である。また、失透を良好にするためには、ガラス組成Ａにおいては、好ましくは２０％以下、より好ましくは１０％以下であり、ガラス組成Ｂにおいては、好ましくは６％以下であり、より好ましくは４％以下である。
【００６３】  ＳｒＯは、熱膨張係数の増大及びガラスの高温粘度を下げる効果がある。かかる効果を得るために、ガラス組成Ａ、Ｂ及びＣにおいて、ＳｒＯを含有させることができる。但し、ガラスの熱膨張係数を低く抑えるため、ＳｒＯの含有量は、ガラス組成Ａ及びＣにおいては、１５％以下とするのが好ましく、１０％以下とするのがより好ましく、ガラス組成Ｂにおいては、５％以下とするのが好ましく、３％以下とするのがより好ましい。
【００６４】  ＢａＯは、ＳｒＯ同様に熱膨張係数の増大及びガラスの高温粘度を下げる効果がある。上記の効果を得るためにＢａＯを含有させることができる。但し、ガラスの熱膨張係数を低く抑えるため、ガラス組成Ａ及びＣにおいては、１５％以下とするのが好ましく、１０％以下とするのがより好ましく、ガラス組成Ｂにおいては、５％以下とするのが好ましく、３％以下とするのがより好ましい。
【００６５】  また、これらアルカリ土類金属酸化物の合計含有量（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）は、熱膨張係数を低く抑え、失透特性を良好なものとし、強度を維持するために、ガラス組成Ａにおいては、好ましくは１０％〜３０％、より好ましくは１３％〜２７％であり、ガラス組成Ｂにおいては、好ましくは１％〜１５％、より好ましくは３％〜１０％であり、ガラス組成Ｃにおいては、好ましくは５％〜３０％、より好ましくは１０％〜２０％である。
【００６６】  本発明のガラス板のガラスのガラス組成においては、ガラスの耐熱性及び表面硬度の向上のために、任意成分としてＺｒＯ２を、ガラス組成Ａ、Ｂ及びＣにおいて、１０％以下、好ましくは５％以下含有させてもよい。但し、１０％超であると、ガラスが失透しやすくなるので、好ましくない。
【００６７】  本発明のガラス板のガラスのガラス組成においては、ガラスの熔解性向上のため、Ｆｅ２Ｏ３を、ガラス組成Ａ、Ｂ及びＣにおいて、５〜１００ｐｐｍ含有させてもよい。なお、ここでＦｅ２Ｏ３量は、Ｆｅ２Ｏ３に換算した全酸化鉄量を指す。全酸化鉄量は好ましくは５〜５０質量ｐｐｍであり、より好ましくは５〜３０質量ｐｐｍである。上記した全酸化鉄量が５ｐｐｍ未満の場合には、ガラスの赤外線の吸収が極端に悪くなり、熔解性を向上させることが難しく、また、原料の精製に多大なコストがかかるため、好ましくない。また、全酸化鉄量が１００ｐｐｍ超の場合には、ガラスの着色が大きくなり、可視光透過率が低下するので好ましくない。
【００６８】  また、本発明のガラス板のガラスは、清澄剤としてＳＯ３を含有してもよい。この場合、ＳＯ３含有量は、質量百分率表示で０％超、０．５％以下が好ましい。０．４％以下がより好ましく、０．３％以下がさらに好ましく、０．２５％以下であることがさらに好ましい。
【００６９】  また、本発明のガラス板のガラスは、酸化剤及び清澄剤としてＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２及びＡｓ２Ｏ３のうちの一つ以上を含有してもよい。この場合、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２またはＡｓ２Ｏ３の含有量は、質量百分率表示で０〜０．５％が好ましい。０．２％以下がより好ましく、０．１％以下がさらに好ましく、実質的に含有しないことがさらに好ましい。  ただし、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２及びＡｓ２Ｏ３は、ガラスの酸化剤として作用するため、ガラスのＦｅ２＋の量を調節する目的により上記範囲内で添加してもよい。ただし、Ａｓ２Ｏ３は、環境面から積極的に含有させるものではない。
【００７０】  また、本発明のガラス板のガラスは、ＮｉＯを含有してもよい。ＮｉＯを含有する場合、ＮｉＯは、着色成分としても機能するので、ＮｉＯの含有量は、上記したガラス組成の合量に対し、１０ｐｐｍ以下とするのが好ましい。特に、ＮｉＯは、波長４００〜７００ｎｍにおけるガラス板の内部透過率を低下させないという観点から、１．０ｐｐｍ以下とするのが好ましく、０．５ｐｐｍ以下とすることがより好ましい。
【００７１】  本発明のガラス板のガラスは、Ｃｒ２Ｏ３を含有してもよい。Ｃｒ２Ｏ３を含有する場合、Ｃｒ２Ｏ３は、着色成分としても機能するので、Ｃｒ２Ｏ３の含有量は、上記したガラス組成の合量に対し、１０ｐｐｍ以下とするのが好ましい。特に、Ｃｒ２Ｏ３は、波長４００〜７００ｎｍにおけるガラス板の内部透過率を低下させないという観点から、１．０ｐｐｍ以下とするのが好ましく、０．５ｐｐｍ以下とすることがより好ましい。
【００７２】  本発明のガラス板のガラスは、ＭｎＯ２を含有してもよい。ＭｎＯ２を含有する場合、ＭｎＯ２は、可視光を吸収する成分としても機能するので、ＭｎＯ２の含有量は、上記したガラス組成の合量に対し、５０ｐｐｍ以下とするのが好ましい。特に、ＭｎＯ２は、波長４００〜７００ｎｍにおけるガラス板の内部透過率を低下させないという観点から、１０ｐｐｍ以下とするのが好ましい。
【００７３】  本発明のガラス板のガラスは、ＴｉＯ２を含んでいてもよい。ＴｉＯ２を含有する場合、ＴｉＯ２は、可視光を吸収する成分としても機能するので、ＴｉＯ２の含有量は、上記したガラス組成の合量に対し、１０００ｐｐｍ以下とするのが好ましい。ＴｉＯ２は、波長４００〜７００ｎｍにおけるガラス板の内部透過率を低下させないという観点から、含有量を５００ｐｐｍ以下とすることがより好ましく、１００ｐｐｍ以下とすることが特に好ましい。
【００７４】  本発明のガラス板のガラスは、ＣｅＯ２を含んでいてもよい。ＣｅＯ２には鉄のレドックスを下げる効果があり、波長４００〜７００ｎｍにおけるガラスの吸収を小さくすることができる。しかし、ＣｅＯ２を多量に含有する場合、ＣｅＯ２は、可視光を吸収する成分としても機能し、また鉄のレドックスを３％未満に下げすぎてしまう可能性があり、好ましくない。したがって、ＣｅＯ２の含有量は、上記したガラス組成の合量に対し、１０００ｐｐｍ以下とするのが好ましい。また、ＣｅＯ２の含有量は、５００ｐｐｍ以下とするのがより好ましく、４００ｐｐｍ以下とするのがさらに好ましく、３００ｐｐｍ以下とするのが特に好ましく、２５０ｐｐｍ以下とするのが最も好ましい。
【００７５】  本発明のガラス板のガラスは、ＣｏＯ、Ｖ２Ｏ５及びＣｕＯからなる群より選ばれる少なくとも１種の成分を含んでいてもよい。これらの成分を含有する場合、可視光を吸収する成分としても機能するので、前記成分の含有量は、上記したガラス組成の合量に対し、１０ｐｐｍ以下とするのが好ましい。特に、これら成分は、波長４００〜７００ｎｍにおけるガラス板の内部透過率を低下させないように、実質的に含有しないことが好ましい。
【００７６】
【表６】
2015178254.tif 000008
本出願は、２０１４年５月１９日に日本国特許庁に出願された特願２０１４−１０３５６４号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０１４−１０３５６４号の全内容を本出願に援用する。
【符号の説明】
【００７７】１０  液晶パネル２０  導光板用のガラス板２１  光出射面２２  第１ガラス層２３  光散乱面２４  第２ガラス層２５  中間ガラス層３０  光源
【図１】
2015178254.tif 000009
【図２】
2015178254.tif 000010
【図３】
2015178254.tif 000011
【図４】
2015178254.tif 000012
【図５】
2015178254.tif 000013
【図６】
2015178254.tif 000014
【図７】
2015178254.tif 000015
【国際調査報告】
2015178254.tif 000016
2015178254.tif 000017
2015178254.tif 000018
2015178254.tif 000019