一种导光板和具有背光的光学显示器制造技术

本发明专利技术提出一种导光板(1)，其用于引导用于液晶显示器的后部照明的可见光。该导光板(1)具有两个平行的侧面(10，11)和至少一个优选起光入射面作用的棱边面(13)。该导光板(1)由玻璃制造，所述玻璃包含B2O3和SiO2作为成分，其中，B2O3和SiO2的总含量为至少70重量百分比、优选为至少80重量百分比、特别优选为至少90重量百分比，其中，B2O3含量大于10％。玻璃的组分中的二价金属的金属氧化物的总含量小于3重量百分比。在该组分中包含1重量百分比至5重量百分比的Al2O3。。。

【技术实现步骤摘要】
一种导光板和具有背光的光学显示器
本专利技术是2016年8月17日申请的名称为“一种导光板和具有背光的光学显示器”的中国专利申请201610682303.5的分案申请。


[0001]本专利技术一般涉及用于显示器、尤其用于液晶监视器的光学部件。本专利技术尤其涉及用于具有背光的显示器的光学部件。

技术介绍

[0002]液晶显示器不是自发光的并且必须背侧照明，以便得到相应于其他显示器类型、例如阴极射线管、等离子显示屏或OLED显示器的发光图像。因此，显示器、尤其具有高图像质量的高分辨率LCD远视设备的显示器需要所谓的背光系统，其中通常白色LED的光从侧方在一个或多个棱边处间接地或者从后方直接地耦合输入到导光板中或扩散板中。该系统被称作棱边照射(Edgelit Backlight Unit：侧光背光单元)或者被称作直接背光(Direct Backlight Unit：直接背光单元)。在此，迄今传统地使用塑料板，其例如由特别光穿透PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)或者其他透明聚合物构成，它们可以特别价格便宜地并且以高纯度在可见光波长范围中没有选择性吸收地制造。然而，所述材料通常具有通过不期望的潮湿侵入(来自周围环境的空气潮湿的水分子的渗入)引起的退化显现并且在持续的光入射时可能变脆。这又损失图像质量和使用寿命。
[0003]随着显示屏对角线尺寸的增长——在趋势上大于55英寸直至迄今通常大于70英寸尺寸，或者也在将单个显示器接合成非常大的视频墙时所述材料是不利的，因为其具有非常高的热膨胀系数，该热膨胀系数是显示器玻璃的多倍(>15倍)并且对于高的本地热负荷而言也是非常易变的，该本地热负荷通过多个发光二极管(例如，在直接耦合输入时至约1500个LED)的热侵入引起。
[0004]由于大的热膨胀系数以及由塑料制成的导光板的与潮湿相关的膨胀，在液晶显示器必须设置补偿空间、尤其所谓的间隔间隙。这一方面导致设备的超比例宽的框架，另外导致设备的增大的深度(厚度)，因为必须以彼此足够的间距来安装不同膨胀系数的平的部件。此外，塑料具有低的稳定性，从而通常需要附加的有结构的部件。因此，借助现代技术，液晶显示屏达到约30毫米的最小厚度。
[0005]为了制造尽可能薄的以及尽可能轻的液晶电视设备，由塑料构成的导光板的通常的使用因此是不利的。
[0006]US 2014/0043852 A1和US 2014/0146267 A1描述了结构上的解决方案，这些解决方案应当克服所述缺点。但是在其中示出的解决方案是复杂的，仅仅部分是成功的并且主要没有克服PMMA光导体的原理上的缺点、即其必然大的厚度。
[0007]此时，终端用户期望具有仅仅数毫米(深度)厚度的电视屏幕。这然而在技术上是不能实现的，如果PMMA导光板单独已经具有实际上至少3.5mm的厚度并且附加地需要间隔间隙。
[0008]借助OLED技术工作的电视或显示器虽然达到非常薄的厚度，但是其在制造过程内具有缺点，即像素误差降低弯曲并且这些设备尤其在非常大的、超过55英寸的显示屏对角线尺寸时因此非常昂贵。此外，它们附加地需要增益元件，以便保证在全天使用中的必须的硬度。
[0009]因此，使用玻璃作为用于光导的材料，代替普遍使用的PMMA塑料，是有利的。
[0010]在WO 2015/033866中描述了一种具有棱边照明和光射出表面的装置，其中包括玻璃板。然而，所述特征不足以达到与PMMA相比同样价值地好的透射度。所述最佳值恰好是一次83％或在光路径长仅仅100mm时更大。
[0011]US 2014/0152914 A1描述了一种具有高透明度的用于触摸显示屏的玻璃，所述触摸屏幕借助抵消的全反射检测手指位置。为此，使用波长范围750
‑
2500nm中的光、即红外光谱范围中的光。样品然而示出吸收系数的强烈波动，尤其在可见的波长范围400
‑
800nm中。在该波长范围中，最大吸收系数是最小吸收系数的最少两倍。在图9中示出的实施例中，甚至在约470nm时是0.00021mm
‑1并且在约430nm时是0.00089mm
‑1。吸收系数的强烈波动然而不适于导光板。更确切地说，不期望低的、均匀变化的吸收系数，其引起可见波长范围中的均匀的透射度变化。
[0012]WO 2015/011040 A1、WO 2015/011041 A1、WO 2015/011042 A1、WO 2015/011043 A1、WO 2015/011044 A1和WO 2015/071456 A1也涉及具有在红外范围中高透射度的玻璃板，其可以用于触摸显示屏，在此借助所谓的平面散射探测(PSD)或者抵消的全反射的技术来确定对象在表面上的位置。已知的是，在380nm(相对小的吸收度)或1050nm(相对强的吸收度)时Fe
2+
和Fe
3+
引起具有最大值的吸收带，所述吸收带可能由氧化物质影响。所述申请描述，如何在容许的、相对高的铁含量(Fe2O3)的情况下通过铬的有目的的添加可以实现红外范围中的高透射度。然而所述教导并不有助于优化用于可见波长范围的导光板。

技术实现思路

[0013]因此，本专利技术的目的在于：发现一种适用于如下导光板的玻璃组合物，所述导光板用于对可见光进行光引导、尤其用于在液晶显示器和液晶显示屏中使用。
[0014]所述目的的一方面在此是，如此选择玻璃组分，使得理论上可达到的透射度尽可能高。因此，所述目的的一个方面是，通过玻璃组分的选择来最小化导光板的吸收系数。
[0015]所述目的的另一方面是，通过玻璃组分的选择使得导光板的吸收光谱在可见光波长范围中，尤其对于长的光学路径，更均匀。
[0016]根据本专利技术，所述任务通过独立权利要求的主题来解决。本专利技术的有利扩展方案是从属权利要求的主题。
[0017]为此，根据本专利技术，用于引导可见光的导光板设置有两个平行的侧面和至少一个优选用作光入射面的棱边面，其中所述导光板：
[0018]‑
由玻璃制造，所述玻璃：
[0019]‑
包含B2O3和SiO2作为组分，其中B2O3和SiO2的总含量为至少70重量百分比、优选为至少80重量百分比、特别优选为至少90重量百分比，其中，
[0020]‑
玻璃的组分中的二价金属、尤其二价碱土金属的金属氧化物的总含量小于3重量百分比，其中，
[0021]‑
组分中的Al2O3的含量为1重量百分比至5重量百分比。
[0022]制造导光板的玻璃根据其组分是包含B2O3和SiO2的硼硅酸盐玻璃。所需要的用于制造硼硅酸盐玻璃的原料可以足够高的纯度得到、尤其具有非常低的含量的不期望的着色的3d金属氧化物，而在任何情况下没有由于成本原因被禁止使用。特别优选地，因此以高的纯度使用所述原料。此外优选地设置，使用由碳酸盐和硝酸盐的混合物作为用于熔融的原料。然而，硝酸盐以超过2％的份额使用，以便有利地影响熔体的氧化还原条件。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玻璃，
‑
包含B2O3和SiO2作为成分，其中，B2O3和SiO2的总含量为至少70重量百分比、优选地至少80重量百分比、特别优选地至少90重量百分比，以及其中，
‑
所述玻璃的组分中的二价金属的金属氧化物的总含量为小于3重量百分比，以及其中，
‑
所述玻璃的组分中的Al2O3的含量为1重量百分比至5重量百分比，其中，所述玻璃对于100毫米的光路径长度对于白色光的内部透射率为至少90％。2.根据权利要求1所述的玻璃，具有至少一个以下特征：
‑
SiO2含量在65至85重量百分比的范围中，
‑
B2O3含量在10至20重量百分比的范围中。3.根据前述权利要求中任一项所述的玻璃，具有至少一个以下特征：
‑
以氧化物形式的铁的含量为小于60ppm，
‑
铁离子的量的比例Fe
2+
/Fe
3+
为小于0.05。4.根据前述权利要求中任一项所述的玻璃，进一步的特征在于至少一个以下特征：
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：肖特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：