玻璃导光板的制作方法

文档序号:11602436阅读:568来源:国知局
玻璃导光板的制造方法与工艺

本发明涉及一种玻璃及玻璃的制造方法。



背景技术:

近年来,在液晶电视、平板终端或智能手机所代表的携带型信息终端等中设置有液晶显示装置。液晶显示装置具有作为背光装置发挥功能的面状发光装置、以及配置在该面状发光装置的光出射面侧的液晶面板。

面状发光装置中存在直下型及边缘照明型,但多使用可实现光源小型化的边缘照明型。边缘照明型的面状发光装置具有光源、导光板、反射片、及扩散片等。

来自光源的光自形成在导光板的侧面的入光面入射至导光板内。导光板在与液晶面板对着的光出射面及相反侧的光反射面上形成有多个反射点。反射片以与光反射面对着的方式配置,扩散片以与光出射面对着的方式配置。

自光源入射至导光板的光被反射点及反射片反射并前进、自光出射面出射。自该光出射面出射的光在经扩散片扩散之后,入射至液晶面板。

作为该导光板之材质,可使用透过率较高且耐热性优异的玻璃(例如参见专利文献1、2)。

<现有技术文献>

<专利文献>

专利文献1:(日本)特开2013-093195号公报

专利文献2:(日本)特开2013-030279号公报



技术实现要素:

<本发明所要解决的技术问题>

搭载于携带型信息终端等的液晶显示装置期待薄型化。随着该液晶显示装置的薄型化的要求,用作导光板的玻璃也要求薄型化。

然而,若将玻璃薄型化,则玻璃的强度会降低。另外,若为光出射面与入光面的角落部及光反射面与入光面的角落部等(以下,也将该角落部总称为“边缘部”)呈直角相交的结构,则当将导光板(玻璃)搭载在面状发光装置或液晶显示装置上时,有时边缘部与其他构成物会接触而使边缘部损伤。

因此,进行在边缘部形成倒角部。倒角部通过对玻璃的边缘部进行研削加工而形成。在该研削加工时,从玻璃产生碎玻璃(玻璃屑)。当该碎玻璃附着在作为导光板使用的玻璃上时,会与反射点同样地反射入射光。

由于这样入射光在碎玻璃上反射,而被碎玻璃反射的光与被既定的反射点反射的反射光一同从光出射面出射。由此,在光出射面会产生亮度不均,使用该导光板的液晶显示装置的显示质量会降低。

本发明的实施方式的示例性的目的之一在于提供一种玻璃及玻璃的制造方法,其能够抑制碎玻璃产生量。

<用于解决技术问题的方案>

根据本发明的一个实施方式,提供一种玻璃,其具有相互对着的第1面及第2面、以及设置在所述第1面与所述第2面之间的至少一个第1 端面,其中,所述玻璃具有连接所述第1面或所述第2面与所述第1端面的至少一个第1倒角面,所述第1倒角面的表面粗糙度Ra为0.4μm以下。

另外,根据本发明的另一个实施方式,提供一种玻璃的制造方法,其包括:准备具有相互对着的第1面及第2面、以及设置在所述第1面与所述第2面之间的至少一个第1端面及至少一个第2端面的玻璃基材的步骤;第1倒角步骤,其对所述玻璃基材的所述第2端面进行倒角加工;镜面加工步骤,其对所述玻璃基材的所述第1端面进行镜面加工;以及第2倒角步骤,其通过对所述镜面加工步骤中所使用的所述玻璃基材的所述第1端面进行倒角加工,从而形成连接所述第1面或所述第2面与所述第1端面的至少一个第1倒角面,并使所述第1倒角面的表面粗糙度Ra为0.4μm以下。

<发明的效果>

根据本发明的实施方式,能够抑制碎玻璃产生量,防止当将玻璃用作导光板时产生亮度不均。

附图说明

图1是表示将作为一个实施方式的玻璃用作导光板的液晶显示装置的概要构成图。

图2是表示导光板的光反射面的图。

图3是导光板的立体图。

图4是用于对形成在导光板上的倒角面进行说明的图。

图5是作为一个实施方式的玻璃的制造方法的步骤图。

图6是用于对作为一个实施方式的玻璃的制造方法的切断结构进行说明的图。

图7是用于对镜面加工步骤进行说明的图。

图8是表示入光侧倒角部的表面粗糙度与碎玻璃产生量的关系的图。

图9是用于对碎玻璃产生量的测定方法进行说明的图。

具体实施方式

接着,参照附图对本发明的非限定性的示例性的实施方式进行说明。

需要说明的是,在所有附图的记载中,对于相同或对应的部件或零件标注相同或对应的符号,并省略重复的说明。另外,对于附图,只要未特别指定,则不以表示部件或零件之间的相对比为目的。因此,对于具体的尺寸,可以依照以下的非限定性的实施方式,由本领域技术人员来确定。

另外,以下所说明的实施方式为示例性的实施方式而非限定发明的实施方式,在实施方式中所说明的所有特征或其组合未必限定为本发明的本质的特征。

图1表示出将作为本发明的一个实施方式的玻璃用作导光板的液晶显示装置1。液晶显示装置1例如搭载在携带型信息终端等实现小型及薄型化的电子设备上。

液晶显示装置1具有液晶面板2及面状发光装置3。

液晶面板2具有以夹着配设在中心的液晶层的方式层叠有取向层、透明电极、玻璃基板及偏光滤光片的结构。另外,在液晶层的单面配设有彩色滤光片。通过对透明电极施加驱动电压而使液晶层的分子绕配光轴旋转,通过绕着该配光轴的旋转而进行特定的显示。

面状发光装置3采用边缘照明型以实现小型化及薄型化。面状发光装置3具有光源4、导光板5、反射片6、扩散片7、及反射点10A~10C。

自光源4入射至导光板5的光被反射点10A~10C及反射片6反射并前进,自导光板5的与液晶面板2对着的光出射面51出射。自该光出射面51出射的光经扩散片7扩散之后入射至液晶面板2。

光源4并无特别限定,但可使用热阴极管、冷阴极管、或LED(Light Emitting Diode:发光二极管)。该光源4以与导光板5的入光面53对着的方式配置。

另外,为了提高自光源4呈放射状发射的光向导光板5的入射效率,在光源4的背面侧设置有反射器8。

反射片6具有在丙烯酸树脂等树脂片的表面覆膜有光反射构件的结构。该反射片6配设在导光板5的光反射面52及非入光面54~56。光反射面52是导光板5的与光出射面51为相反侧的面。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。需要说明的是,若无需特别提高入射效率,则也可设为不将反射片6配设在非入光面54~56上的结构。

扩散片7可使用乳白色的丙烯酸树脂制薄膜等。由于扩散片7使自导光板5的光出射面51出射的光扩散,因此能够对液晶面板2的背面侧照射不存在亮度不均的均匀的光。需要说明的是,反射片6及扩散片7例如通过黏着而固定在导光板5的特定位置上。

其次,对导光板5进行说明。

导光板5是由透明度较高的玻璃形成。在本实施方式中,作为用作导光板5的玻璃的材料,使用多成分系的氧化物玻璃。

具体来说,作为导光板5,使用如下一种玻璃部件,其有效光程长度为5cm~200cm,有效光程长度中的可见光范围(波长380nm~780nm)的平均内部透过率为80%以上,且JIS Z8701(附属书)中的XYZ表色系统中的三刺激值的Y值为90%以上。Y值是根据Y=Σ(S(λ)×y(λ))求出。此处,S(λ)为各波长中的透过率,y(λ)为各波长的加权系数。因此,Σ(S(λ)×y(λ))是将各波长的加权系数与其透过率相乘的总和。需要说明的是,y(λ)与眼睛的视网膜细胞之中的M锥体(G锥体/绿)对应,在波长535nm的光下反应最强烈。可见光范围的平均内部透过率在有效光程长度中优选为82%以上,更优选为85%以上,进一步优选为90%以上。Y值在有效光程长度中优选为91%以上,更优选为92%以上,进一步优选为93%以上。

另外,玻璃在别的表现中,在有效光程长度50mm的条件下的波长400nm~700nm中的平均内部透过率优选为90%以上。因此,可极力抑制入射至玻璃的光的衰减。在有效光程长度50mm的条件下的波长400nm~700nm之中的平均内部透过率优选为92%以上,更优选为95%以上,进一步优选为98%以上,特别优选为99%以上。

在玻璃的有效光程长度50mm的条件下的波长400nm~700nm之中的平均内部透过率可利用以下方法测定。首先,通过将玻璃在与主面垂直的方向切断而获得从自玻璃的中心部分以纵向50mm×横向50mm的尺寸选取且相互对着的第1及第2切断面(端面)以算术平均粗糙度Ra≤0.03μm的方式设置的样品SA。在该样品SA中,在从上述第1切断面至法线方向上的50mm长中,通过紫外可见红外分光光度计(UH4150、日立高新技术科学公司制造)利用狭缝等使入射光的束宽较板厚更窄之后进行测定。通过从这样得到的有效光程长度50mm的条件下的透过率中去除因表面上的反射导致的损失,从而获得有效光程长度50mm的条件下的内部透过率。

对于用作导光板5的玻璃的铁的含量的总量A,优选为100质量ppm以下,这是由于其满足上述波长400nm~700nm中的内部透过率,更优选为40质量ppm以下,进一步优选为20质量ppm以下。另一方面,对于用作玻璃板的玻璃的铁的含量的总量A,优选为5质量ppm以上,这是由于其在多成分系的氧化物玻璃制造时提高玻璃的熔解性,更优选为8质量ppm以上,进一步优选为10质量ppm以上。需要说明的是,用作导光板5的玻璃的铁的含量的总量A可以根据在玻璃制造时添加的铁的量来进行调节。

在本说明书中,将玻璃的铁的含量的总量A作为Fe2O3的含量表示,但并非在玻璃中存在的铁均作为Fe3+(3价的铁)存在。通常,在玻璃中同时存在Fe3+与Fe2+(2价的铁)。Fe2+及Fe3+在波长400nm~700nm的范围中具有吸收系数,但Fe2+的吸收系数(11cm-1Mol-1)较Fe3+的吸收系数(0.96cm-1Mol-1)大1位数,因此,Fe2+使波长400nm~700nm中的内部透过率进一步降低。因此,优选Fe2+的含量较少,这是由于其提高波长400nm~700nm中的内部透过率。

用作导光板5的玻璃的Fe2+的含量B优选为20质量ppm以下,这是由于其满足上述波长400nm~700nm中的内部透过率,更优选为10质量ppm以下,进一步优选为5质量ppm以下。另一方面,用作导光板5的玻璃的Fe2+的含量B优选为0.01质量ppm以上,这是由于其在多成分系的氧化物玻璃制造时提高玻璃的熔解性,更优选为0.05质量ppm以上,进一步优选为0.1质量ppm以上。

需要说明的是,用作导光板5的玻璃的Fe2+的含量B可根据在玻璃制造时添加的氧化剂的量、或熔解温度等进行调节。对于在玻璃制造时添加的氧化剂的具体种类及添加量在下文中将进行叙述。Fe2O3的含量A是利用萤光X射线测定求出的换算为Fe2O3的全铁的含量(质量ppm)。Fe2+的含量B是依据ASTM C169-92(2011)而测定。需要说明的是,所测定出的Fe2+的含量B是换算为Fe2O3而表示。

以下示出用作导光板5的玻璃的组成的优选的具体例。但是,用作导光板5的玻璃的组成并不限定于此。

用作导光板5的玻璃的一个构成例(构成例EA)以氧化物基准的质量百分率表示,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质量ppm~100质量ppm的Fe2O3

用作导光板5的玻璃的另一个构成例(构成例EB)以氧化物基准的质量百分率表示,包含45%~80%的SiO2、大于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质量ppm~100质量ppm的Fe2O3

用作导光板5的玻璃的另一个构成例(构成例EC)以氧化物基准的质量百分率表示,包含45%~70%的SiO2、10%~30%的Al2O3、0%~15%的B2O3、合计5%~30%的MgO、CaO、SrO及BaO、合计0%以上且小于3%的Li2O、Na2O及K2O、以及5质量ppm~100质量ppm的Fe2O3

以下,对具有上述成分的本实施方式的用作导光板5的玻璃的组成的各成分的组成范围进行说明。需要说明的是,各组成的含量的单位均为氧化物基准的质量百分率表示或质量ppm表示,分别仅表示为“%”或“ppm”。

SiO2为玻璃的主成分。为了保持玻璃的耐候性及失透特性,SiO2的含量以氧化物基准的质量百分率表示,在构成例EA中优选为60%以上,更优选为63%以上,在构成例EB中优选为45%以上,更优选为50%以上,在构成例EC中优选为45%以上,更优选为50%以上。

另一方面,为了使熔解容易,且使气泡质量良好,还为了将玻璃中的二价铁(Fe2+)的含量抑制得较低且使光学特性良好,SiO2的含量在构成例EA中优选为80%以下,更优选为75%以下,在构成例EB中优选为80%以下,更优选为70%以下,在构成例EC中优选为70%以下,更优选为65%以下。

Al2O3在构成例EB及EC中是提高玻璃的耐候性的必需成分。在本实施方式的玻璃中,为了维持实用上必需的耐候性,Al2O3的含量在构成例E0中优选为1%以上,更优选为2%以上,在构成例EB中优选为大于7%,更优选为10%以上,在构成例EC中优选为10%以上,更优选为13%以上。

但是,为了将二价铁(Fe2+)的含量抑制为较低,使光学特性良好,且使气泡质量良好,Al2O3的含量在构成例EA中优选为7%以下,更优选为5%以下,在构成例EB中优选为30%以下,更优选为23%以下,在构成例EC中优选为30%以下,更优选为20%以下。

B2O3是促进玻璃原料的熔融且提高机械特性或耐候性的成分,但为了不产生因挥发导致的脉理(ream)的产生、炉壁的侵蚀等缺陷,B2O3的含量在玻璃EA中优选为5%以下,更优选为3%以下,在构成例EB及EC中优选为15%以下,更优选为12%以下。

Li2O、Na2O、及K2O等碱金属氧化物是对促进玻璃原料的熔融且调整热膨胀、黏性等有用的成分。

因此,Na2O的含量在构成例EA中优选为3%以上,更优选为8%以上。Na2O的含量在构成例EB中优选为7%以上,更优选为10%以上。但是,为了保持熔解时的澄清性且保持所要制造的玻璃的气泡质量,Na2O的含量在构成例EA及EB中优选为设为20%以下,进一步优选为设为15%以下,在构成例EC中优选为设为3%以下,更优选为设为1%以下。

另外,K2O的含量在构成例EA及EB中优选为10%以下,更优选为7%以下,在构成例EC中优选为2%以下,更优选为1%以下。

另外,Li2O为任意成分,但为了使玻璃化较容易,将作为来自原料的杂质而包含的铁含量抑制为较低,且为将分批成本抑制为较低,而在构成例EA、EB及EC中,可含有2%以下的Li2O。

另外,为了保持熔解时的澄清性且保持所要制造的玻璃的气泡质量,该碱金属氧化物的合计含量(Li2O+Na2O+K2O)在构成例EA及EB中优选为5%~20%,更优选为8%~15%,在构成例EC中优选为0%~2%,更优选为0%~1%。

MgO、CaO、SrO、及BaO等碱土类金属氧化物是对促进玻璃原料的熔融且调整热膨胀、黏性等有用的成分。

MgO具有降低玻璃熔解时的黏性且促进熔解的作用。另外,MgO具有降低比重且使玻璃板不易产生缺陷的作用,因此,在构成例EA、EB及EC中可含有该MgO。另外,为了降低玻璃的热膨胀系数且使失透特性良好,MgO的含量在构成例EA中优选为10%以下,更优选为8%以下,在构成例EB中优选为15%以下,更优选为12%以下,在构成例EC中优选为10%以下,更优选为5%以下。

CaO是促进玻璃原料的熔融且调整黏性、热膨胀等的成分,因此,在构成例EA、EB及EC中可含有该CaO。为了获得上述作用,在构成例EA中,CaO的含量优选为3%以上,更优选为5%以上。另外,为了使失透良好,在构成例EA中,优选为20%以下,更优选为10%以下,在构成例EB中优选为6%以下,更优选为4%以下。

SrO具有增大热膨胀系数及降低玻璃的高温黏度的效果,为了获得该效果,在构成例EA、EB及EC中可含有SrO。但是,为了将玻璃的热膨胀系数抑制为较低,SrO的含量在构成例EA及EC中优选为设为15%以下,更优选为设为10%以下,在构成例EB中优选为设为5%以下,更优选为设为3%以下。

BaO与SrO同样地具有增大热膨胀系数及降低玻璃的高温黏度的效果,为了获得该效果,在EA、EB及EC中可含有BaO。但是,为了将玻璃的热膨胀系数抑制为较低,在构成例EA及EC中优选为设为15%以下,更优选为设为10%以下,在构成例EB中优选为设为5%以下,更优选为设为3%以下。

另外,为了将热膨胀系数抑制为较低,使失透特性良好,且维持强度,该碱土类金属氧化物的合计含量(MgO+CaO+SrO+BaO)在构成例EA中优选为10%~30%,更优选为13%~27%,在构成例EB中优选为1%~15%,更优选为3%~10%,在构成例EC中优选为5%~30%,更优选为10%~20%。

在本实施方式的用作导光板5的玻璃的玻璃组成中,为了提高玻璃的耐热性及表面硬度,在构成例EA、EB及EC中,作为任意成分可含有10%以下的ZrO2,优选为含有5%以下的ZrO2。通过将ZrO2的含量设为10%以下,玻璃变得不易失透。

在本实施方式的用作导光板5的玻璃的玻璃组成中,为了提高玻璃的熔解性,也可在构成例EA、EB及EC中含有5ppm~100ppm的Fe2O3。需要说明的是,Fe2O3量的优选的范围是如上所述范围。

另外,本实施方式的用作导光板5的玻璃也可含有SO3作为澄清剂。在此情况中,SO3含量以质量百分率表示优选为大于0%且为0.5%以下。SO3含量更优选为0.4%以下,进一步优选为0.3%以下,更进一步优选为0.25%以下。

另外,本实施方式的用作导光板5的玻璃也可含有Sb2O3、SnO2及As2O3中的一种以上作为氧化剂及澄清剂。在此情况中,Sb2O3、SnO2或As2O3中的一种以上的含量以质量百分率表示优选为0%~0.5%。Sb2O3、SnO2或As2O3中的一种以上的含量更优选为0.2%以下,进一步优选为0.1%以下,更进一步优选为实质上不含有。

但是,由于Sb2O3、SnO2及As2O3作为玻璃的氧化剂而发挥作用,因此也可为了调节玻璃的Fe2+的量而在上述范围内进行添加。但是,就环境方面来说,优选为实质上不含有As2O3

另外,本实施方式的用作导光板5的玻璃也可含有NiO。在含有NiO的情况中,NiO也作为着色成分发挥功能,因此,NiO的含量相对于上述玻璃组成的合量优选为设为10ppm以下。尤其是,就不使波长400nm~700nm中的玻璃板的内部透过率降低的观点而言,NiO优选为设为1.0ppm以下,更优选为设为0.5ppm以下。

本实施方式的用作导光板5的玻璃也可含有Cr2O3。在含有Cr2O3的情况中,Cr2O3也作为着色成分发挥功能,因此,Cr2O3的含量相对于上述玻璃组成的合量优选为设为10ppm以下。尤其是,就不使波长400nm~700nm中的玻璃板的内部透过率降低的观点来说,Cr2O3优选为设为1.0ppm以下,更优选设为0.5ppm以下。

本实施方式的用作导光板5的玻璃也可含有MnO2。在含有MnO2的情况下,MnO2也作为吸收可见光的成分发挥功能,因此,MnO2的含量相对于上述玻璃组成的合量优选设为50ppm以下。尤其是,就不使波长400nm~700nm中的玻璃板的内部透过率降低的观点来说,MnO2优选设为10ppm以下。

本实施方式的用作导光板5的玻璃也可包含TiO2。在含有TiO2的情况下,TiO2也作为吸收可见光的成分发挥功能,因此,TiO2的含量相对于上述玻璃组成的合量优选设为1000ppm以下。就不使波长400nm~700nm中的玻璃板的内部透过率降低的观点来说,TiO2更优选为将含量设为500ppm以下,特别优选设为100ppm以下。

本实施方式的用作导光板5的玻璃也可包含CeO2。CeO2具有降低铁的氧化还原的效果,可减小Fe2+量相对于全铁量的比率。另一方面,也为了抑制将铁的氧化还原降低为小于3%,CeO2的含量相对于上述玻璃组成的合量优选设为1000ppm以下。另外,CeO2的含量更优选设为500ppm以下,进一步优选设为400ppm以下,特别优选设为300ppm以下,最优选设为250ppm以下。

本实施方式的用作导光板5的玻璃也可包含选自由CoO、V2O5及CuO所组成的群中的至少1种成分。在含有该成分的情况下,也作为吸收可见光的成分发挥功能,因此,上述成分的含量相对于上述玻璃组成的合量优选设为10ppm以下。尤其是,为了不使波长400nm~700nm中的玻璃板的内部透过率降低,优选为实质上不含有该些成分。

然而,用作导光板5的玻璃并不限定于此。

如图1以及图2~图4所示,该导光板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)、入光侧倒角面57(第1倒角面)、及非入光侧倒角面58(第2倒角面)。

光出射面51是与液晶面板2对着的面。在本实施方式中,光出射面51在俯视的状态(自上方观察光出射面51的状态)下具有矩形状。然而,光出射面51的形状并不限定于矩形状。

该光出射面51的大小是与液晶面板2对应地决定,因此,并无特别限定,例如,优选为300mm×300mm以上的尺寸,更优选为500mm×500mm以上的尺寸。导光板5具有较高的刚性,因此尺寸越大越发挥其效果。

光反射面52是与光出射面51对着的面。光反射面52以相对于光出射面51成为平行的方式形成。另外,光反射面52的形状及尺寸以与光出射面51成为相同的方式形成。

然而,光反射面52也可不必相对于光出射面51平行,也可具有设置有阶差或梯度的构成。另外,光反射面52的尺寸也可设为与光出射面51不同的尺寸。

如图2所示,在光反射面52上形成有反射点10A~10C。该反射点10A~10C例如是将白色墨水印刷成点状的反射点。自入光面53入射的光的亮度较强,通过在导光板5内反射并前进而亮度降低。

因此,在本实施方式中,自入光面53朝向光的前进方向(朝向图1及图2中的右方向)使反射点10A~10C的大小不同。具体而言,靠近入光面53的区域中的反射点10A的直径(LA)设定为较小,以随着从靠近该入光面53的区域朝向光的前进方向反射点10B的直径(LB)及反射点10C的直径的半径(LC)变大的方式设定(LA<LB<LC)。

这样一来,通过使各反射点10A的大小朝向导光板5内的光的前进方向变化,可使从光出射面51出射的出射光的亮度均匀化,从而可抑制亮度不均的产生。需要说明的是,通过代替各反射点10A的大小,而使各反射点10A的数密度朝向导光板5内的光的前进方向变化,也可获得同等的效果。另外,通过在光反射面52形成如反射所入射的光的槽以代替反射点10A,也可获得同等的效果。

在本实施方式中,在光出射面51与光反射面52之间形成4个端面。在4个端面中,作为第1端面的入光面53是来自上述光源4的光入射到的面。作为第2~第4端面的非入光面54~56是来自光源4的光入射不到的面。

入光面53优选为在形成导光板5的玻璃的制造时被镜面加工。具体来说,入光面53的表面的算术平均粗糙度(中心线平均粗糙度)Ra优选为小于0.10μm,更优选为小于0.03μm,进一步优选为0.01μm以下,特别优选为0.005μm以下。由此,从光源4入光至导光板5内的光的入光效率被提高。入光面53的厚度(图4中箭头W所示)设定为由搭载在面状发光装置3上的液晶显示装置1要求的厚度。

需要说明的是,在以下说明中,在记载为表面粗糙度Ra的情形时,是指利用JIS B 0601~JIS B 0031所得的算术平均粗糙度(中心线平均粗糙度)。

在光出射面51与入光面53之间、及光反射面52与入光面53之间形成有入光侧倒角面57。

在本实施方式中,示出了在光出射面51与入光面53之间、及光反射面52与入光面53之间的两者形成有入光侧倒角面57的例子,但也可设为仅在任一者形成入光侧倒角面57的构成。

在如本实施方式这样要求小型化及薄型化的面状发光装置3中,较理想为使导光板5的厚度也较薄。因此,本实施方式的导光板5的厚度为10mm以下。然而,在设为未在导光板5设置入光侧倒角面57而具有角落部的构成时,存在在面状发光装置3的组装时等导光板5的角落部与其他构成物接触而损伤的情形,在此种情况下,导光板5的强度可能会降低。因此,本实施方式的导光板5的厚度为0.5mm以上,进一步在入光面53的上缘及下缘形成有入光侧倒角面57。

导光板5的厚度更优选为0.7mm以上,进一步优选为1.0mm以上,再进一步优选为1.5mm以上。通过导光板5的厚度为0.7mm以上,能够获得充分的刚性。另外,导光板5的厚度更优选为3.0mm以下,由此,能够有助于面发光照明装置的薄型化。

为了提高从光源4向导光板5内的光的入光效率,需要扩大入光面53的面积。因此,入光侧倒角面57较理想为较小,因此,在本实施方式中,作为入光侧倒角面57进行倒角加工。

若将入光侧倒角面57(倒角面)的宽度尺寸设为X(mm),则如图4所示,该宽度尺寸X的倒角面纵向(以下简称为纵向)上的平均值Xave为0.1mm。Xave优选为0.1mm~0.5mm。若Xave为0.5mm以下,则能够增大入光面53的宽度尺寸。若Xave为0.1mm以上,则能够减小下述X的误差。

在入光侧倒角面57的宽度尺寸X中,实际上在纵向上产生因倒角加工时的加工不均导致的误差。在图4中,入光侧倒角面57的宽度尺寸X的误差为0.05mm以下。这样一来,在入光侧倒角面57的宽度尺寸X的纵向上的平均值为Xave(mm)的情况下,X的纵向上的误差优选为Xave的50%以内。即,X优选为满足0.5Xave≤X≤1.5Xave。X的纵向上的误差更优选为Xave的40%以内,进一步优选为Xave的30%以内,特别优选为Xave的20%以内。由此,纵向上的入光侧倒角面57的宽度尺寸及入光面53的宽度尺寸的误差变小,因此,能够减小在导光板5产生的亮度不均。

另外,入光侧倒角面57的表面粗糙度Ra为0.4μm以下。需要说明的是,对于将入光侧倒角面57的表面粗糙度Ra设为0.4μm以下的理由,为便于说明,下面将说明。入光侧倒角面57的表面粗糙度Ra优选为0.1μm以下,更优选为0.05μm以下,进一步优选为小于0.03μm。

另外,在本实施方式中,如图3所示,在光出射面51与非入光面54之间、光反射面52与非入光面54之间、光出射面51与非入光面55之间、光反射面52与非入光面55之间、光出射面51与非入光面56之间、光反射面52与非入光面56之间均形成有非入光侧倒角面58。然而,也可设为不必在所有上述部位形成非入光侧倒角面58,而选择性地形成非入光侧倒角面58的构成。

若将非入光侧倒角面58的宽度尺寸设为Y(mm),则如图4所示,该宽度尺寸Y的纵向上的平均值Yave为Yave=0.1(mm)~0.6(mm)。若Yave为0.6mm以下,则能够增大非入光面54~56的宽度尺寸。若Yave为0.1mm以上,则能够减小下述Y的误差。

在非入光侧倒角面58的宽度尺寸Y中,在纵向上产生因倒角加工时的加工不均导致的误差。在Y的纵向上的平均值为Yave(mm)的情况下,Y的纵向上的误差较佳为Yave的50%以内。即,Y优选为满足0.5Yave≤Y≤1.5Yave。Y的纵向上的误差更优选为Yave的40%以内,进一步优选为Yave的30%以内,特别优选为Yave的20%以内。由此,入射光反射的非入光面54~56的纵向上的宽度尺寸的误差变小,因此,能够减小在导光板5产生的亮度不均。

另外,非入光侧倒角面58的表面粗糙度Ra可大于入光侧倒角面57的表面粗糙度Ra。在此情况下,入光侧倒角面57的表面粗糙度Ra优选为0.4μm以上。另外,非入光侧倒角面58的表面粗糙度Ra优选为1.0μm以下。

形成非入光侧倒角面58的非入光面54~56不会入射来自光源4的光,因此,无需对非入光面54~56的表面高精度地进行加工。因此,非入光侧倒角面58的表面粗糙度Ra设定为较入光侧倒角面57的情况更大,由此,非入光侧倒角面58的加工与入光侧倒角面57相比变得容易,生产性提高。再有,通过使非入光侧倒角面58的表面粗糙度Ra为0.4μm以上且1.0μm以下,从而在反射片6黏着在非入光侧倒角面58上的情况下两者间的黏着性良好。需要说明的是,若不考虑生产性,则非入光侧倒角面58的表面粗糙度Ra小于0.4μm就防止裂痕的观点而言较好。

另外,非入光面54~56的表面粗糙度Ra为1.5μm以下。非入光面54~56的表面粗糙度Ra优选为1.0μm以下,更优选为0.8μm以下。

另外,在本实施方式中,未对非入光面54~56进行研磨处理。因此,非入光面54~56的表面粗糙度Ra均设定为较入光面53的表面粗糙度Ra更大,非入光面54~56的表面粗糙度Ra优选为0.03μm以上,更优选为0.1μm以上。由此,非入光面54~56的加工与入光面53相比变得容易或无需加工,生产性提高。然而,也可对非入光面54~56进行研磨处理。

接着,对作为导光板5的玻璃的制造方法进行说明。

图5~图7是用于说明导光板5的制造方法的图。图5是表示导光板5的制造方法的步骤图。

在制造导光板5时,首先准备玻璃原材料12。该玻璃原材料12如上述那样有效光程长度为5cm~200cm,厚度为0.5mm~10mm,有效光程长度中的可见光范围的平均内部透过率为80%以上,且JIS Z8701(附属书)中的XYZ表色系统中的三刺激值的Y值为90%以上。该玻璃原材料12具有大于导光板5的既定形状的形状。

对玻璃原材料12首先实施图5中步骤S10所示的切断步骤。在切断步骤中,使用切削装置于图6中虚线所示的各位置(1处入光面侧位置及3处非入光面侧位置)进行切断加工处理。需要说明的是,切断加工处理也可不一定非要对3处非入光面侧位置进行,也可仅对与1处入光面侧位置对着的1处非入光面侧位置进行切断加工。

通过进行切断加工处理,从而从玻璃原材料12将玻璃基材14切断。需要说明的是,在本实施方式中,导光板5在俯视时具有矩形状,因此,对1处入光面侧位置及3处非入光面侧位置进行切断加工处理。然而,切断位置是根据导光板5的形状适当选定的位置。若切断加工处理结束,则实施第1倒角步骤(步骤S12)。在第1倒角步骤中,使用研削装置在光出射面51与非入光面56之间、及光反射面52与非入光面56之间的两者形成非入光侧倒角面58。

需要说明的是,在光出射面51与非入光面54之间、光反射面52与非入光面54之间、光出射面51与非入光面55之间、及光反射面52与非入光面55之间的全部或在任一部位形成非入光侧倒角面58的情况下,在该第1倒角步骤中进行倒角加工处理。

另外,在该第1倒角步骤中,也可对光出射面51与入光面53之间、或光反射面52与入光面53之间进行倒角加工。在此情况下,所获得的倒角面的表面粗糙度Ra大于在下述第2倒角步骤中获得的入光侧倒角面57的表面粗糙度Ra就生产性的观点而言较好。

另外,在本实施方式中,在第1倒角步骤中对非入光面54~56进行研削处理或研磨处理。进行对于非入光面54~56的研削处理或研磨处理可在形成上述非入光侧倒角面58之前进行,可在形成上述非入光侧倒角面58之后进行,也可同时进行。需要说明的是,对于非入光面54、55,也可将进行切断加工处理的面直接用作非入光面54、55。

第1倒角步骤(步骤S12)也可与下述镜面加工步骤(步骤S14)及第2倒角步骤(步骤S16)同时或在其之后进行,但优选为在其之前进行。由此,可在步骤S12中以相对较快的速率进行与导光板5的形状对应的加工,因此,生产性提高,并且在步骤S12中产生的相对较大的碎玻璃不易损伤入光面53或入光侧倒角面57。

若第1倒角步骤(步骤S12)结束,则接下来实施镜面加工步骤(步骤S14)。在该镜面加工步骤中,如图7所示对玻璃基材14的入光面侧进行镜面加工而形成入光面53。如上所述,入光面53是来自光源4的光入射到的面。由此,入光面53以表面粗糙度Ra为小于0.03μm的方式被镜面加工。

若在镜面加工步骤(步骤S14)中在玻璃基材14形成入光面53,则接着实施第2倒角步骤(步骤S16),由此,对光出射面51与入光面53之间、及光反射面52与入光面53之间进行研削处理或研磨处理,由此,形成入光侧倒角面57(倒角面)。需要说明的是,步骤S16可在步骤S14之前进行,也可与步骤S14同时进行。

在第2倒角步骤中,若将入光侧倒角面57的宽度尺寸X的纵向上的平均值设为Xave,则以X的纵向上的误差为Xave的50%以内的方式,并且以表面粗糙度Ra为0.4μm以下的方式进行加工。

在形成该入光侧倒角面57时,作为进行研削处理或研磨处理的工具可使用磨石,另外,除磨石以外,也可使用包含布、皮、橡胶等的抛光轮或毛刷等,此时,也可使用氧化铈、氧化铝、金刚砂、胶体二氧化硅等研磨剂。

通过实施以上步骤S10~S16所示的各步骤来制造导光板5。需要说明的是,上述反射点10A~10C是在制造导光板5之后被印刷在光反射面52。

然而,在上述导光板5的制造时实施的切断加工、倒角加工、镜面加工等各步骤中,从玻璃原材料12及玻璃基材14产生玻璃屑(碎玻璃)。切断步骤及第1倒角步骤是精度较镜面加工步骤及第2倒角步骤低的加工,因此,所产生的碎玻璃相对较大,由此,不易附着于导光板5。

相对于此,镜面加工步骤及第2倒角步骤是精度较高的加工,因此,所产生的碎玻璃小于在切断步骤及第1倒角步骤中产生的碎玻璃。因此,在镜面加工步骤及第2倒角步骤中产生的碎玻璃容易附着于导光板5。

再有,镜面加工步骤及第2倒角步骤是对于入光面53及入光侧倒角面57的加工,因此,于镜面加工步骤及第2倒角步骤中产生的碎玻璃容易附着于入光面53及入光侧倒角面57的附近。

在入光面53及入光侧倒角面57的附近位置如图2所示形成直径LA较小的反射点10A。即,形成反射点10A的区域是导光板5的玻璃露出的面积较宽的区域。

再有,碎玻璃如上所述为玻璃屑,因此,具有反射光的性质。

由此,关于从光源4入射的光的反射量,碎玻璃附着在形成该反射点10A的区域的情形与碎玻璃附着在形成反射点10B、10C的区域的情形相比大幅地变化(反射量变多)。因此,尤其在碎玻璃附着在形成反射点10A的区域的情况下,在导光板5中产生的亮度不均变大。

为了抑制形成该反射点10A的区域中的亮度不均的产生,需要抑制在入光面53及入光侧倒角面57的加工时产生的碎玻璃的产生量。作为倒角加工的入光侧倒角面57的加工与被镜面加工的入光面53的加工相比产生的碎玻璃的量较多。

因此,本发明的发明人进行了对在入光侧倒角面57的加工中产生的碎玻璃量进行测定的实验。另外,在该实验中,在使入光侧倒角面57的加工精度变化的情况下,扩散片7的表面粗糙度Ra变化,因此,对入光侧倒角面57的表面粗糙度Ra与产生的碎玻璃量的相关关系进行了调查。

在入光侧倒角面57的倒角加工时产生的碎玻璃是以如下方法进行定量。图9是表示所产生的碎玻璃的定量方法的步骤图。

为了对在入光侧倒角面57的倒角加工时产生的碎玻璃进行定量,准备加入有纯水的烧杯,使实施倒角加工后的导光板5的入光侧倒角面57及其附近浸渍在该纯水内(步骤S30)。

通过实施倒角加工,碎玻璃附着在入光侧倒角面57及其附近。由此,附着在入光侧倒角面57等的碎玻璃也成为浸渍在纯水内的状态。

接着,通过使烧杯超声波振动而对导光板5的入光侧倒角面57进行超声波清洗(步骤S32)。通过进行该超声波清洗,附着在入光侧倒角面57及其附近的碎玻璃掉落至烧杯的底部并积存(也将掉落有该碎玻璃的纯水称为“碎玻璃水”)。

接着,利用预先进行了重量测定的过滤器对在步骤S32中制成的碎玻璃水进行过滤(步骤S34)。由此,碎玻璃被过滤器提取。对提取有碎玻璃的过滤器使用干燥机进行干燥处理(步骤S36)。

接着,在过滤器充分干燥之后,进行该过滤器的重量测定(步骤S38)。然后,从在步骤S38中测定的重量减去预先测定的过滤器的重量,由此能够获得在入光侧倒角面57的倒角加工时产生的碎玻璃的产生量(步骤S40)。

图8表示入光侧倒角面57的表面粗糙度Ra与碎玻璃产生量(每1mm2产生的碎玻璃的质量)的关系。由图8可知,在入光侧倒角面57的表面粗糙度Ra大于0.3μm的范围内,碎玻璃产生量与表面粗糙度Ra相关。

需要说明的是,在本实验中,不仅入光侧倒角面57,入光面53也浸渍在纯水内,但因此导致的对碎玻璃产生量与表面粗糙度Ra的相关关系的影响可忽略。其原因在于,本实施方式中的入光面53的表面粗糙度Ra小于0.03μm,根据图8,在入光面53中产生的碎玻璃量较微小。

另一方面,本发明的发明人进行了对在碎玻璃附着在入光侧倒角面57时产生亮度不均的碎玻璃产生量的计算。

若碎玻璃的直径为100μm以上,则会对导光板5的发光特性(亮度不均等)造成影响。另外,如上所述,对导光板5的光学特性造成影响的碎玻璃的附着位置是形成小径(LA)的反射点10A的区域。形成该反射点10A的区域的面积是导光板5的全部面积的大致10%的面积。

再有,在面状发光装置3中,在导光板5中产生大于3%的亮度不均的情况下,液晶显示装置1的显示质量会大幅变差。由此,在形成小径的反射点10A的区域产生的亮度不均优选为3%以下。

基于以上条件,对不会产生亮度不均的影响的碎玻璃的产生量进行计算。

若将玻璃原材料12的比重设为2.5[g/cm3],则直径100μm的碎玻璃的质量W为W=1.31×10-3[μg]。

另外,若将导光板5的尺寸设为入光面L(mm)×非入光面H(mm),将入光侧倒角面57的宽度的纵向上的平均值设为Xave(mm),则入光侧倒角面57的面积Sa是根据下式(1)求出。

Sa=√2×2×L×Xave[mm2] (1)

再有,形成反射点10A的区域(在碎玻璃附着的情况下会对亮度不均造成影响的区域)的面积为导光板5的全部面积的大致10%的面积。形成该反射点10A的区域的面积Sb[mm2]是根据下式(2)求出。

Sb=0.1×L×H[mm2] (2)

此处,若将碎玻璃产生量设为c[μg/mm2],则从入光侧倒角面57产生的直径100μm的碎玻璃的产生个数为c×Sa/W[个]。

若假定如上述产生的碎玻璃全部附着在形成反射点10A的区域,则为了使亮度不均为3%以下,需要将附着在形成反射点10A的区域的碎玻璃所示的面积的比率设为3%以下。即,需要满足下式(3)。

{(c×Sa/W×502×π)/Sb}≤0.03 (3)

由于根据式(1)入光侧倒角面57的宽度是与Sa成正比,因而为了使入光面53的面积足够大,也优选为满足Sb/Sa≥100。因此,为了始终满足上述式(3)及Sb/Sa≥100,优选为使碎玻璃产生量c满足下式(4)。

c≤100×0.03×W/(502×π) (4)

满足上述式(4)的碎玻璃产生量c为0.5[μg/mm2]以下。

此处,若参照图8,则碎玻璃产生量为0.5[μg/mm2]以下是入光侧倒角面57的表面粗糙度Ra为0.4μm以下的情况。由此证明了通过将入光侧倒角面57的表面粗糙度Ra设为0.4μm以下,从而能够实现不会产生亮度不均的导光板5。

需要说明的是,入光侧倒角面57的宽度尺寸X越大则碎玻璃产生量也越增加。在此情况下,为了将碎玻璃产生量设为0.5[μg/mm2]以下,入光侧倒角面57的表面粗糙度Ra也优选为0.3μm以下,更优选为0.1μm以下,进一步优选为0.03μm以下。

以上,对本发明的优选实施方式进行了详细说明,但本发明并不限定于上述特定的实施方式,在权利要求书中所记载的本发明的主旨的范围内,可进行各种变形、变更。

本申请以在2014年10月28日向日本特许厅申请的日本专利申请第2014-219671号、及在2014年11月14日向日本特许厅申请的日本专利申请第2014-231141号作为要求优先权的基础,并援引该申请的全部内容。

符号说明

1 液晶显示装置

2 液晶面板

3 面状发光装置

4 光源

5 导光板(玻璃)

6 反射片

7 扩散片

8 反射器

10A~10C 反射点

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 入光侧倒角面(第1倒角面)

58 非入光侧倒角面(第2倒角面)

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