一种侧光式led电视用玻璃导光板及制备方法
【专利摘要】本发明涉及导光板，公开一种侧光式LED电视用玻璃导光板及制备方法。提出的一种侧光式LED电视用玻璃导光板采用铝硼硅酸盐玻璃，铝硼硅酸盐玻璃的基本组分及重量百分比为：SiO264.5～67.5%，B2O39.0~9.6%，Al2O37.0～8.0%，K2O5.0～7.0%，Na2O6.0～6.5%，ZnO5～6%；其中，SiO2+Al2O3合量为71.5~75.5%，Na2O+K2O合量为11~13.5%，且n(K2O)/n（Na2O）的摩尔比值为0.5~0.75、n（B2O3）/n（SiO2）的摩尔比值为0.11~0.13。本发明具有玻璃强度高、不易破裂的特点，同时满足超薄浮法玻璃特殊的成型需求。
【专利说明】
-种侧光式LED电视用玻璃导光板及制备方法
技术领域
[0001] 本发明设及导光板，具体设及一种侧光式L邸电视用玻璃导光板及制备方法。 技术背景
[0002] 目前，LCD电视和其零组件(如背光板和光学膜)发展逐渐成熟，主流为较厚的直下 式(direct-1 it)L邸背光液晶电视，LCD背光板的导光板材料主要为丙締酸(aery 1 ic)，也就 是亚克力，厚度一般为3-5mm，受亚克力性能的制约，使设计者很难再降低电视机厚度;为了 减轻液晶显示器的厚度和重量，薄型化电视侧光(edge-lit)式背光液晶显示器正逐渐取代 直下式(direct-1 it )LED背光液晶显示器。
[0003] 玻璃导光板是侧光式LED电视的一个组件，侧光(edge-1 it)式背光源使用导光板 将点光源转换成面光源，来自于光源的光从玻璃板的端面进入内部，通过反复进行表面反 射而扩散到整个内部，从玻璃板与液晶面板相对的面出射，并均匀地照射液晶面板。
[0004] 玻璃导光板在侧光式LED电视中的使用，一方面可W降低LED电视的背光厚度，另 一方面是玻璃导光板的背光源是设置在面板两边的，通过一层玻璃导光板将背光均匀地传 输至整块面板，使其产生亮度;而直下式Lm)电视中玻璃导光板是直接将背光源放在面板的 后面，所W侧光式Lm)技术比直下式Lm)在电视厚度上有明显优势，而玻璃导光板性能的好 坏直接影响到电视的画质。
[0005] 玻璃导光板可W使液晶电视机的厚度减薄，与现有技术中导光板使用的聚碳酸 醋、聚甲基丙締酸甲醋(俗称亚克力)或有机玻璃板材相比厚度可W减少1mm，可W减少电视 机75%的厚度和32%的重量;玻璃导光板的采用可使液晶电视机身厚度降低在5mmW下，甚至 为1~2mm;不需要额外的结构保证导光板的可靠性，玻璃能够提供更好的硬度和强度，缩减 电视机的厚度和体积，有利于打造窄边框电视;玻璃导光板重量轻且坚固，可W节约电视机 底盘和机械组件方面的成本;导光板玻璃的应用将使得液晶电视的厚度更薄、边框更窄，视 觉感受更加出众。
[0006] 现有技术中导光板材料大多数使用主要是聚碳酸醋(PC-polycarbonate)和聚甲 基丙締酸甲醋（PMMA-polymethylmethacrylate,俗称亚克力或有机玻璃板材。此种板材树 脂物理性强度不高、湿度及热量会导致膨胀等问题，都是通过加固电视外壳、采用多种附属 配件来解决;因此，电视的薄型化及窄边框化等时尚造型很难实现。
[0007] 现有技术中导光板材料有少部分采用普通娃酸盐玻璃，但使用普通娃酸盐玻璃作 为导光板，采用激光打点的方式，其网点周围会有细小裂纹，裂纹在稍受外力时易扩展使玻 璃脆裂，影响导光板的强度，不利于提高质量。
【发明内容】
[000引为解决上述技术问题，本发明的目的是一种侧光式Lm)电视用玻璃导光板及制备 方法。
[0009]本发明为完成上述目的采用如下技术方案： 一种侧光式Lm)电视用玻璃导光板，所述的玻璃导光板采用侣棚娃酸盐玻璃，所述的侣 棚娃酸盐玻璃的基本组分及重量百分比为：Si〇264.5~67.5%，B2039.0~9.6%，Al2〇37.0~ 8.0〇/〇，1(2〇5.0~7.0〇/〇，胞2〇6.0~6.5〇/〇,211〇5~6〇/〇;其中，51〇2+412〇3合量为71.5~75.5〇/〇，化2〇+ Κ2〇合量为11~13.5%，且11化2〇)/11(化2〇)的摩尔比值为0.5~0.75、11(82〇3)/11(51〇2)的摩尔比 值为0.11~0.13。
[0010] 所述的Si化为Si化>99%的石英砂，石英砂的粒度分布控制范围在85WI1~250μπι，其 中125μπι~250μπι不少于92%，并严格控制粒径大于0.1mm的难烙矿物;化，Co，化，Μη，Ni，饥， Ti，V，Zr严禁，其中Fe203<0.002o/o、Ti02《0.003o/o、Cr203<0.0005o/o严格控制。
[0011 ] 所述的A!203为A!203>99.5%的氧化侣粉，氧化侣粉的粒度为4如m~80μηι，氧化侣 粉中化2〇3的含量控制在化2〇3《0.005%此范围内。
[001 ^ 所述的Β203由出Β03 > 99.5%的棚酸引入，棚酸的粒度范围为63μπι~2 50μπι;其中硫化 合物（SO42-)《0.002%、化203《0.0005%、水不烙物《0.0050/0。
[001引所述的化20由化2C03>99.2%的纯碱引入，纯碱的平均粒径为75μπι;其中Fe203《 0.004%、Na20>58.00%、波动范围 ±0.25，Na化《0.700/0。
[0014] 所述的Κ2〇由K2C03>99%的碳酸钟引入，碳酸钟的平均粒径为7化m;其中Fe2〇3《 0.001%、K2S04《0.01%、KCL《0.010/0。
[0015] 所述的ZnO为Zn0>99%的氧化锋，氧化锋的平均粒径为50μπι;其中氯化物（CL)《 0.001 %、硫化合物（SO42-)《0.01 %、化2〇3《0.005%、水不烙物《0.0050/0。
[0016] -种侧光式LED电视用玻璃导光板的制备方法为：将石英砂、氧化侣粉、棚酸、纯 碱、碳酸钟、氧化锋按照64.5~67.5%、7.0~8.0%、9.0~9.6%、6.0~6.5%、5.0~7.0%、5~6〇/〇 的比例均匀混合制备配合料;然后在配合料中加入占配合料总量0.2~1.0%的侣棚娃酸盐玻 璃作为澄清剂;然后将加入有澄清剂的配合料在玻璃烙炉中进行烙制，在1550°C保溫2小 时，玻璃成型溫度范围750°C~1100°C。
[0017]所述的玻璃导光板特征粘度点的溫度分别为：1〇2沁a · S粘度的溫度为1520°CW 下；l〇4dPa · S粘度的溫度为1120°CW下；1〇7'6沁a · S粘度的溫度为770°CW下；l〇i4'5dPa · S 粘度的溫度为505°CW下。
[0018] 所述侣棚娃酸盐玻璃的厚度为0.55~3.2mm，可见光透过率不小于91.5%，其表面 显微硬度为600HV0.1/30~650HV0.1/30，转变溫度Tg为605°C~620°C。
[0019] 在玻璃烙制过程中，玻璃中的铁含量是一个重要参数，在玻璃中铁是W化化和化3 +两种价态存在的，二者的比值可W表征玻璃的氧化还原状态，而玻璃的氧化还原状态又和 玻璃成品的气泡数量之间存在着一定的关系。玻璃中的化能强烈地吸收红外线，Fe3+能强 烈地吸收紫外线，Fe2+的含量对玻璃烙制过程的热传递有明显作用，将直接影响烙害内玻璃 液的溫度分布，从而影响玻璃的烙制与澄清。本发明导光板用的玻璃板的铁含量的总量为 100克玻璃含铁30ppm W下，更优选为25ppm W下。
[0020] 本发明又一方面提供一种侧光式背光电视装置用的侣棚娃酸盐导光板玻璃，该导 光板玻璃的烙融溫度1550°C，适合于浮法成型。
[0021] 氣娃酸钢加入量占配合料总量的0.2~1.0%即可获得无气泡的玻璃，不会影响高溫 设备的使用寿命。
[0022] 下面简述一下本发明的各组分性质：
[Si02] Si化为玻璃的主要成分，是玻璃网络形成体氧化物，能提高玻璃的机械强度、化学稳定 性、热稳定性等，但它又是较难烙化的物质;能保持的玻璃的耐候性、失透特性，本发明组分 中，当Si化含量低于64.5%时，玻璃硬度和机械强度过低，化学稳定性变差;但当Si化含量高 于67.5%时，则高溫粘度将升高从而降低了玻璃的烙融性能。因此，优选Si化含量不低于 64.5%，并且不高于67.5〇/〇。
[0023] [A!203] Ab化是提高玻璃膨胀软化溫度的有效组分，同时也和Si化共同构成玻璃主体Si化+ Al2〇3合量为71.5~75.5%;本发明组分中，412〇洽量7%-8%，是提高玻璃的耐候性的必要成 分。
[0024] 帕〇3] B2化和Si化一样，是玻璃的网络形成体氧化物，在玻璃网络结构中起骨架作用；能改善 玻璃的热稳定性和化学稳定性，增加光泽和折射，还有高溫助烙的作用，降低玻璃的高溫粘 度。但是烙化溫度高B2化越容易挥发，造成玻璃表面含娃量高，形成一层皮(沫子)很难再烙 化，致使玻璃质量不良；本发明的玻璃组分烙制溫度为1550°C，较好的防止棚的挥发。B2化含 量优选为9.0~9.6〇/〇。
[00巧]【ffe2(HK2〇】 化2〇与拉0是助溶剂，具有降低烙融溫度的效果，由于化2〇与拉0的相互作用而能有效地 改善玻璃的成型性能，显著地降低析晶倾向。当其合量不足11时效果不显著，因此优选在 11%W上，然而，即使少量地添加也会使变形点大大降低，而且会使耐火材料的侵蚀性增加， 因此其用量K20+Na20应在13.5%W下。
[0026] K2〇、Na2〇是网络外体氧化物，引入后能使娃氧四面体[Si04]所形成的网络松弛、断 裂，从而解决Si化难烙化的问题，可W作为助烙剂。
[0027] 化2〇是网络外体氧化物，能提供游离氧，一方面破坏玻璃的娃氧骨架结构，另一方 面能使[B03]转变成[B04]。引入化2〇后，棚的结构会出现变化，由于化2〇给出自由氧，使 [B03]转变成[B04]，棚的结构从层状转变成架状。随着化2〇含量的增加，[B03]转变成[B04」 的含量也会越来越大。Na20含量再高会破坏桥氧。化20含量应控制在6.5% W下为宜。
[002引[化0] ZnO能有效地提高烙化性，提高玻璃的热稳定性和化学稳定性，但它容易挥发并会使烙 炉的寿命缩短，因此应在6% W下。
[0029 ]为保证本发明成分的玻璃产品有一个良好的内在质量及玻璃液流的稳定，严格控 审峨璃的总铁含量，即原料中的Fe2〇3和生产中对铁的控制管理应当特别重视，玻璃中Fe2〇3 含量控制在30ppm W下，优选为25ppm。
[0030] 本发明中玻璃各性能的测试按照W下方法进行： 硬度是表示物体抵抗其它物体侵入的能力，显微硬度值越大，其耐抗划伤能力越强。本 发明玻璃显微硬度采用HXD-2000TMC/LCD维氏显微硬度仪，试验力300g，保荷时间10s，物镜 倍数40x。
[0031] 玻璃可见光透过率采用GB5433-85,经化巧500型分光光度计测试。测试玻璃不同 的粘度值采用的测量方法及仪器有所不同。103dPa · S和104犯a · S粘度测量参考ASTMC-965 标准，采用旋转高溫粘度计；ΙΟ7'6邮a · s粘度测量参考ASTMC-338，里特软化点测定仪； 1〇14'5犯a · S粘度测量参考ASTMC-228,应用膨胀系数测定仪。
[0032] 本发明提出的一种侧光式L邸电视用玻璃导光板及制备方法，采用上述技术方案， 具有光线透过率高、显微硬度大、热变形溫度高的特点，且制作的导光板导光性好、网点周 围无裂纹或产生裂纹的几率小，并具有玻璃强度高、不易破裂的特点，同时满足超薄浮法玻 璃特殊的成型要求。
【具体实施方式】
[0033] 下面结合实施例对本发明作进一步详细说明，所给出的实施例不构成对本发明的 任何限制： 本发明的一种导光板用超薄浮法玻璃，W重量百分比为单位的基本组分与用量如下： Si〇2用量为：64.5~67.5%，B203用量为：9.0~9.6%，Al2〇3用量为：7.0~8%，K20用量为：5.0~ 7.0%，化2〇用量为：6.0~6.5%，ZnO用量为：5~6%，基本的组分中，Si〇2+Al2〇3合量为71.5~ 75.5%，化2O+K2O合量为 11~13.5%，且η 化2〇)/n(Na2〇)摩尔比值为0.5~0.75、n(B2〇3)/n(Si〇2) 摩尔比值为0.11~0.13。
[0034] 将含 51〇2、412〇3、82〇3、化2〇、1(2〇、211〇^上各组分的石英砂（51〇2>99%)、氧化侣粉 (Al2〇3>99.5%)、棚酸（出 B03>99.5%)、工业用纯碱(化 2C03>98.5%)、碳酸钟化 2C03>99%)、 氧化锋(Zn0>99%)，按照组分所给出的比例精确称量并均匀混合，制备成合格的配合料。澄 清剂加入量为:氣娃酸钢占配合料总量的0.2~1.0%。将此配合料在玻璃烙炉中进行烙制，在 1550°C保溫2小时，作业溫度范围750°C~1100°C。
[0035] 表1实施例组分
【主权项】
1. 一种侧光式LED电视用玻璃导光板，其特征在于:所述的玻璃导光板采用铝硼硅酸盐 玻璃，所述的铝硼硅酸盐玻璃的基本组分及重量百分比为：Si0 264.5~67.5%，B2〇39.0~ 9 · 6%，Al2〇37 · 0~8 · 0%，Κ205 · 0~7 · 0%，Na206 · 0~6 · 5%，Zn05~6%;其中，Si〇2+Al2〇3合量为 71 · 5~75 · 5%，Na20+K20 合量为 11~13 · 5%，且 n(K20)/n(Na20)的摩尔比值为 0 · 5~0 · 75、n(B2〇3)/ n(Si02)的摩尔比值为0.11~0.13。2. 如权利要求1所述的一种侧光式LED电视用玻璃导光板，其特征在于:所述的Si02为 3:102^:99%的石英砂，石英砂的粒度分布控制范围在85μηι~250μηι，其中125μηι~250μηι不少 于 92%。3. 如权利要求1所述的一种侧光式LED电视用玻璃导光板，其特征在于:所述的ΑΙ2Ο3为 AI2O3彡99.5%的氧化错粉，氧化错粉的粒度为48以111~8(^1]1。4. 如权利要求1所述的一种侧光式LED电视用玻璃导光板，其特征在于:所述的B2O3由 H3B〇3彡99.5%的硼酸引入，硼酸的粒度范围为63μπι~250μπι。5. 如权利要求1所述的一种侧光式LED电视用玻璃导光板，其特征在于:所述的Na2〇由 Na2C03彡98 · 5%的纯碱引入，纯碱的平均粒径为75μπι〇6. 如权利要求1所述的一种侧光式LED电视用玻璃导光板，其特征在于：所述的Κ2〇由 K2C03彡99%的碳酸钾引入，碳酸钾的平均粒径为75μπι。7. 如权利要求1所述的一种侧光式LED电视用玻璃导光板，其特征在于：所述的ΖηΟ为 ΖηΟ多99%的氧化锌，氧化锌的平均粒径为50μπι。8. -种侧光式LED电视用玻璃导光板的制备方法为:将石英砂、氧化铝粉、硼酸、纯碱、 碳酸钾、氧化锌按照64 · 5~67 · 5%、7 · 0~8 · 0%、9 · 0~9 · 6%、6 · 0~6 · 5%、5 · 0~7 · 0%、5~6%的比 例均匀混合制备配合料;然后在配合料中加入占配合料总量0.2~1.0%的铝硼硅酸盐玻璃作 为澄清剂;然后将加入有澄清剂的配合料在玻璃熔炉中进行熔制，在1550°C保温2小时，玻 璃成型温度范围750°01100°C ; 所述的玻璃导光板特征粘度点的温度分别为：102dPa · s粘度的温度为1520°C以下； 104dPa · s粘度的温度为1120°C以下；107'6dPa · s粘度的温度为770°C以下；1014'5dPa · s粘 度的温度为505°C以下； 所述铝硼硅酸盐玻璃的厚度为0.55~3.2mm，可见光透过率不小于91.5%，其表面显微 硬度为600HV0.1/30~650HV0.1/30，转变温度Tg为605°C ~620°C。
【文档编号】C03C3/093GK106082638SQ201610391941
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月6日 公开号201610391941.1, CN 106082638 A, CN 106082638A, CN 201610391941, CN-A-106082638, CN106082638 A, CN106082638A, CN201610391941, CN201610391941.1
【发明人】陈静, 李红霞, 吴文正, 郭卫, 王自强, 沈洁, 刘学理, 陈琰, 张艳娟
【申请人】中国洛阳浮法玻璃集团有限责任公司