ガラス製光学部材および照明装置
【課題】総ガラス製で、優れた光拡散機能を有し、さらに、光の照射方向も制御可能なガラス製光学部材を提供する。
【解決手段】基板ガラスと、基板ガラスとは組成の異なるガラスからなる光学機能層を有し、かつ、この光学機能層が、基板ガラスと接触し、かつ、光を拡散する機能と光の照射方向を制御する機能とを有することにより、前記課題を解決する。
【解決手段】基板ガラスと、基板ガラスとは組成の異なるガラスからなる光学機能層を有し、かつ、この光学機能層が、基板ガラスと接触し、かつ、光を拡散する機能と光の照射方向を制御する機能とを有することにより、前記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイのバックライトや、その他の照明装置に用いられる、ガラス製の光拡散板、および、このガラス製光拡散板を用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイは、パーソナルコンピューター等のモニタ、家庭用テレビ、携帯電話等に用いられている。近年では、家庭用テレビへの液晶ディスプレイの需要が高まり、それに伴って、ディスプレイの大画面化に加え、薄型化および軽量化が急速に進んでいる。
周知のように、液晶ディスプレイは、液晶による画素（液晶セル）を配列してなる液晶パネルの裏面から、バックライト（バックライトユニット）によって光を入射することにより、可視像を表示する。ここで、液晶ディスプレイに利用されるバックライトとしては、直下型とエッジライト型がある。
【０００３】
図１１（Ａ）に概念的に示すように、直下型バックライト１００は、一般的に、光源１０２を収容する筐体１０４と、光源１０２のランプ像を消して輝度を均一にする目的で筐体１０４の前面（光照射面）に配置される光拡散板１０６とを有する。また、光源１０２を収容する筐体１０４内には、光源１０２の光を液晶パネル１１０に向けて反射する反射板１１２も設けられる。
さらに、直下型バックライト１００では、液晶パネル１１０と光拡散板１０６との間に、光拡散板１０６によって広がった光を前面に集光するための拡散フィルム１１４やプリズムシート１１６、光源からの光の偏光方向を揃えて、より高い輝度を得るための輝度向上フィルム１１８等が配置される。
【０００４】
光拡散板１０６は、粉末ガラス、微粉砕ガラス繊維、酸化チタン、炭酸カルシウム、二酸化珪素、酸化アルミニウムなどの無機微粉末の光拡散剤や、ＰＭＭＡ、ポリスチレン、アクリル−スチレン共重合樹脂等の有機化合物製の光拡散剤を、少なくとも１種類以上、練り込んだ、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル−スチレン共重合樹脂などの樹脂を、押出成形によって板状に成形したものが一般的に用いられている。
【０００５】
また、図１１（Ｂ）に示すように、エッジライト型バックライト１２０は、一般的に、端面から入射した光を伝搬して最大面から面状光として照射する導光板１２４と、導光板１２４の端面に対応して配置される光源１２６と、導光板１２４の光照射面に配置される、先と同様の光拡散板１０６とを有する。また、導光板１２４の照射面と逆面には、導光板１２４に入射した光を光照射面に向けて反射する反射板１２８も設けられる。
さらに、直下型バックライト１００と同様に、エッジ形バックライト１２０においても、液晶パネル１１０と光拡散板１０６との間に、拡散フィルム１１４やプリズムシート１１６、輝度向上フィルム１１８等が配置される。
【０００６】
導光板１２４は、一般的に、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル−スチレン共重合樹脂等の透明樹脂基材に対し、光照射面から見た背面側に、白色パターンを印刷したり、凹凸の反射パターンを賦型したりしたものが用いられている。
【０００７】
また、直下型およびエッジライト型に関わらず、このようなバックライトに利用される光拡散板１０６では、より高性能化や低コスト化を図る為に、表面に、例えばプリズム形状を賦型して、前出の拡散フィルム１１４やプリズムシート１１６の機能を兼ね備えた光拡散板も、提案されている。
【０００８】
これらのバックライトの光源１２６としては、従来より、ＣＣＦＬ（冷陰極線管）が利用されている。これに対して、近年の省エネルギ化の要求に伴い、液晶ディスプレイに用いられるバックライトの光源１２６は、従来から用いられているＣＣＦＬから、ＬＥＤへの代替が進んでいる。
さらに、この技術を応用して、一般の照明においても、従来の蛍光灯からＬＥＤへの光源の代替が進んでいる。これに対応して、バックライトの構成を利用して、ＬＥＤを用いた直下型の一般照明やエッジライト型の一般照明が提案されている。
しかしながら、このようなバックライトや一般照明に用いられる拡散板は、下記のような課題を有している。
【０００９】
ところで、前述のように、近年では、液晶ディスプレイの大画面化が進んでいる。また、通常、拡散板は樹脂製である。
そのため、液晶ディスプレイでは、画面の大型化に伴い、拡散板に反りや撓みが生じ易く、この結果、表示される画面に輝度ムラが生じてしまう。これを解決するためには、拡散板を厚くする必要があり、バックライトの薄型化や軽量化が困難になると共に、コストも上昇してしまう。
【００１０】
また、大型化のためには、多数の光源を使用する必要があり、かつ、高輝度化することが要求される。このような多数の光源の使用や高輝度化によって、光源（光源部）からの発熱量および紫外線の放出量が増大する。
この影響によって、拡散板の熱変形、黄変、また吸湿した水分の放出による反りが発生しやすい。これらを解決するためには、直下型の場合には、光源１０２と拡散板１０６との距離を、サイドエッジ型の場合には導光板１２４と拡散板１０６との距離を、共に、大きく取る必要があり、装置が必要以上に大型化してしまう。
【００１１】
このような拡散板の問題は、液晶ディスプレイのバックライトのみならず、バックライトの構成を利用する一般照明においても、例えばＣＣＦＬをＬＥＤに代替した、比較的、大型な照明において同様である。
しかも、一般照明では、例えば、バスや鉄道車両、航空機用などの照明の用途では、不燃性や耐溶融滴下性が求められる。
【００１２】
このような拡散板の問題点を解決するために、樹脂を用いない、ガラス製の拡散板が提案されている。
例えば、特許文献１には、基板ガラスに、ガラスフリットとＩＲ光あるいはさらにＵＶ光のカット剤を混合したペーストをスクリーン印刷法で塗布、焼成してなる、光散乱性に加え、ＩＲ光あるいはさらにＵＶ光をカットする機能を有する光拡散板（ディフューザ）が提示されている。
また、特許文献２には、基板ガラスに、平均粒径が０．４〜１０μｍのガラスフリット（ガラスフリット）を含有したペーストを塗布した後、このガラスフリットを形成するガラスの軟化点温度よりも０〜３０℃高い温度で焼成してなる、ドーム状または球状の凸部が基板ガラス上に点在する光拡散板（光拡散性薄膜）が提示されている。
【００１３】
さらに、特許文献３には、光拡散板ではないが、同じくガラスフリットを含有するペーストを利用する総ガラス製のフレネルレンズが提示されている。
このフレネルレンズは、基板ガラスの表面に、基板ガラスよりも低軟化点のガラスフリットを用いるペーストを塗布し、ペースト層を成形した後に焼成してなるもので、基板ガラスとレンズとして作用するガラス層とが一体化されたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特表２００９−５２１７８７号公報
【特許文献２】特開２００９−４２４９９号公報
【特許文献３】国際公開２０１１／０２１６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献１に記載される光拡散板は、ガラスフリットからなる光拡散層が平坦（いわゆるベタ膜）であるので、光を拡散する機能はあるが、光の照射方向が、必ずしも良好な方向にはならない。
すなわち、特許文献１に記載される光拡散板を、例えば、直下型バックライトに用いた場合、光源のランプ像を消し、照射光の輝度が全面的に均一になる程度の光拡散性を持たせると、光が広がり過ぎてしまい、正面の輝度が低下する場合が有る。
【００１６】
他方、特許文献２に記載される光拡散板では、点在するドーム状あるいは球状の凸部のみで光を散乱する。
そのため、凸部がない場所を通過する光は、散乱されず透過してしまうため、光照射面内の輝度分布にムラが生じる。さらに、ドーム状あるいは球状の凸部が、ランダムに配置されるため、同様に、必ずしも、光の照射方向が良好な方向にはならない。
【００１７】
また、特許文献３に記載されるフレネルレンズは、総ガラス製で、しかも、フレネルレンズ形状の精度が高く、良好な集光特性を有する。
しかしながら、フレネルレンズであるので、拡散は全く意図しておらず、従って、光拡散板としてのガラスの組成も記載されていない。
【００１８】
本発明は、このような従来の実情を鑑みて提案されたものであり、全てがガラス製で耐久性や耐熱性に優れ、しかも、光照射面内の輝度を均一化できる拡散性に加え、光の照射方向も所望の方向にできる機能をも有するラス製光学部材、および、このガラス製光学部材を用いる照明装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記目的を達成するために、本発明のガラス製光学部材は，基板ガラスの上に、前記基板ガラスとは組成が異なるガラスからなる光学機能層が形成されており、前記光学機能層は、前記基板ガラスと接触し、かつ、光の照射方向を制御する機能と光を拡散する機能とを有し、さらに、前記光学機能層を構成するガラスが、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ2を４０〜６４％、Ｂ2Ｏ3を５〜３５％、ＺｎＯを２〜３０％、Ａｌ2Ｏ3を１〜１０％、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏの少なくとも一種を、合計で１０〜２２％、ＢａＯおよびＳｒＯの少なくとも一種を合計で０〜１０％、含有するガラスであることを特徴とするガラス製光学部材を提供する。
【００２０】
このような本発明のガラス製光学部材において、前記光学機能部を構成するガラスが、他成分由来の不純物として含有する場合を除き、ビスマス化合物、鉛化合物、および、リン化合物を実質的に含有しないのが好ましい。
また、前記光学機能層が、光の照射方向を制御する機能を、三角柱を頂角の延在方向と直交する方向に配列してなる形状、球面状、非球面状、リニアフレネルレンズ状、サーキュラーフレネルレンズ状、および、レンチキュラーレンズ状のいずれかの形状を有することで発現するのが好ましい。
また、前記光学機能層の光拡散機能が、光学機能層を形成するガラスと異なる屈折率の材料、および、気泡の少なくとも一方を含有することによって発現するのが好ましい。
さらに、前記光学機能層の厚さが３００μｍ以下であるのが好ましい。
【００２１】
また、本発明の照明装置は、前記本発明のガラス製光学部材を利用する照明装置を提供する。
【発明の効果】
【００２２】
上記構成を有する本発明のガラス製光学部材は、総ガラス製で耐久性および耐熱性に優れ、しかも、光照射面内の輝度を均一化できる光拡散性能に加え、光の照射方向を所望の方向に制御する機能も有する。
また、本発明のガラス製光学部材を利用する照明装置は、全面的に均一な光量を有し、しかも、例えば正面などの所望の方向に向けて光を照射できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の照明装置の一例を概念的に示す図である。
【図２】図１の照明装置に用いられる本発明のガラス製光学部材の一例を概念的に示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のｂ−ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の部分拡大図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｅ）は、図２に示すガラス製光学部材の製造方法を説明するための概念図である。
【図４】図２に示すガラス製光学部材の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の照明装置の別の例を概念的に示す図である。
【図６】実施例の光源部を概念的に示す図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図７】実施例のガラス製光学部材を説明するための概念図である。
【図８】実施例の照明装置の輝度特性を示すグラフである。
【図９】実施例の照明装置を概念的に示す図で、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図である。
【図１０】実施例の照明装置の輝度特性を示すグラフである。
【図１１】（Ａ）および（Ｂ）は、照明装置の一例を概念的に示す図である
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明のガラス製光学部材および照明装置について、添付の図面に示される好適実施例を参照して、詳細に説明する。
【００２５】
図１に、本発明のガラス製光学部材の一例を用いる、本発明の照明装置の一例を概念的に示す。
図１に示す照明装置１０は、液晶ディスプレイのバックライトや、鉄道車両用照明などの一般照明等に利用される照明装置である。図示例の照明装置１０は、光照射面に対面して光源が配置される直下型の照明装置で、光源部１２と、本発明のガラス製光学部材１４とを有する。
【００２６】
光源部１２は、一面が開放する直方体状の筐体１２ａの内部に、光源１２ｂを収納してなる、バックライト等に利用される公知の光源部（光源ボックス）である。また、公知の光源部と同様、筐体１２ａの内面は、白色や鏡面状になっていてもよい。
【００２７】
本発明の照明装置１０において、光源１２ｂには、特に限定はなく、公知の光源が、全て、利用可能である。また、光源１２ｂは、点状光源、線状光源、および面状光源のいずれでもよく、これらを併用してもよい。さらに、光源１２ｂは、１つでも、複数を一次元的に配列しても、複数を二次元的に配列してもよい。
光源１２ｂとしては、一例として、冷陰極管（ＣＣＦＬ）や熱陰極管（ＨＣＦＬ）、外部電極蛍光管（ＥＥＦＬ）、平面蛍光管（ＦＦＬ）、発光ダイオード素子（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード素子（ＯＬＥＤ）などの有機エレクトロルミネッセンス素子等が例示される。
【００２８】
照明装置１０において、本発明のガラス製光学部材１４（以下、光学部材１４とする）は、光源部１２の筐体１２ａの開放面を閉塞するように、光源部１２に固定される。
この照明装置１０において、光学部材１４は、光源部１２の光源１２ｂが照射する光を、光の照射面内で均一な輝度となるように拡散し、かつ、光の照射方向を正面方向に制御する、光拡散板として機能する。
【００２９】
図２に、光学部材１４を概念的に示す。
なお、図２において、（Ａ）は正面図（光の照射方向から見た図）、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線断面を概念的に示す図、（Ｃ）は（Ｂ）の部分拡大図である。
【００３０】
図１および図２に示すように、光学部材１４は、基板ガラス１６と、形状付き拡散層２０とを有する。
基板ガラス１６と形状付き拡散層２０とは、互いに異なる組成のガラス製である。また、光学部材１４は、基板ガラス１６と形状付き拡散層２０とを、接着剤層等を介すことなく（接着剤等を用いずに）、直接、接触した状態で接合して形成されている。すなわち、光学部材１４は、総ガラス製で一体の光学部材である。
以下の説明では、基板ガラス１６と、形状付き拡散層２０とが接着剤等を介さずに接合されていることを『一体化されている』とも言う。
【００３１】
なお、図示例において、光学部材１４は、基板ガラス１６を光源部１２に密着した状態で固定されているが、本発明は、これに限定はされない。
すなわち、光学部材１４と光源部１２とは、間隙を有して配置されてもよく、あるいは、光学部材１４と光源部１２との間に、光学的な作用を発現する部材等の何らかの部材が配置されてもよい。さらに、照明装置１０は、形状付き拡散層２０を光源部１２側に向けて、光学部材１４を配置してもよい。
【００３２】
図示例において、基板ガラス１６は平板状の板ガラスである。
本発明において、基板ガラス１６の形成材料には特に限定はなく、各種のガラス材料が全て利用可能である。一例として、ソーダライムシリケートガラス、アルミノシリケートガラス、ボレートガラス、リチウムアルミノシリケートガラス、石英ガラス、ホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス等が例示される。
基板ガラス１６は、光学部品（光学素子）である本発明のガラス製光学部材を構成するものである。従って、基板ガラス１６は、透明性が高く、光学特性に優れたガラスで形成されるのが好ましい。特に、高い光透過性を考慮すると、ソーダライムシリケートガラス、ソーダライムシリケートガラスの鉄分量を少なくした、いわゆる高透過ガラス等のガラスは好適に利用される。
また、基板ガラス１６は耐候性の高いものであるのが好ましい。さらに、基板ガラス１６は、適度な塩基性度を有するものであるのが、形状付き拡散層２０との剥離を防止する上で、より好ましい。
【００３３】
本発明において、基板ガラス１６を形成するガラス（以下、単に「基板ガラス１６」とも言う）の膨張係数には、特に限定は無い。
ここで、本発明の光学部材１４は、後述する所定組成のガラスからなる形状付き拡散層２０を有する。形状付き拡散層２０は、好ましくは、ガラスペーストを用い、焼成工程を経て作製される。熱膨張によるストレスや、このストレスに起因する剥離等を、より確実に防止するために、形状付き拡散層２０に用いられるガラス粉末と基板ガラス１６とは、熱膨張係数が近いのが好ましい。
例えば、基板ガラス１６としてソーダライムシリケートガラス（熱膨張係数８０〜９０×１０-7／℃）を用いる場合には、形状付き拡散層２０に用いられるガラス粉末は、その熱膨張係数が５０〜１００×１０-7／℃であるのが好ましい。基板ガラス１６と形状付き拡散層２０とでαの差が大きいと、焼成後の冷却時に基板ガラス１６が割れてしまう等の問題が生じる。
【００３４】
また、基板ガラス１６のガラス転移点（Ｔｇ）にも、特に限定は無いが、基板ガラス１６は、Ｔｇより５０℃以上高い温度に長時間加熱すると、変形しやすくなる。従って、基板ガラス１６のＴｇは、高い方が、基板ガラス１６の変形を防止するために好ましい。
後述する形状付き拡散層２０の焼成を考慮すると、基板ガラス１６のＴｇは、５３０℃以上であるのが好ましく、５４０℃以上であるのがより好ましい。これにより、ガラスフリットの基板ガラスへの融着を基板ガラスの軟化点よりも低い温度でできるので、基板ガラス１６が熱変形することを好適に防止することができる。
【００３５】
前述のように、光学部材１４は、形状付き拡散層２０の焼成を行なって作製する。
焼成温度は、ペースト層の中のガラス粉末のガラス転移点の温度以上で、基板ガラス１６の軟化点の温度より低い温度であればよい。
【００３６】
ここで、一般的なソーダライムシリケートガラスは、αが８５×１０-7〜９０×１０-7／℃程度で、Ｔｇが５５０℃程度である。また、ディスプレイ基板等に利用される高歪点ガラスは、αが８０×１０-7〜９０×１０-7／℃程度で、Ｔｇは６００〜６５０℃程度である。また、これらのガラスは、耐候性に優れ、光学機能部との接着性も良好である。
従って、本発明においては、ソーダライムシリケートガラス、高歪点ガラスのような、一般的なガラスも、基板ガラス１６として好適に利用可能である。
【００３７】
本発明において、基板ガラス１６の厚さには、特に限定はない。すなわち、基板ガラス１６の厚さは、光学部材１４の設計、要求される光学特性や強度等に応じて、適宜、選択すればよいが、０．５〜３ｍｍであるのが好ましい。
基板ガラス１６の厚さを上記範囲とすることにより、工程上での基板ガラス１６の破損を防止できるという点で好ましい。
【００３８】
光学部材１４において、形状付き拡散層２０は、本発明のガラス製光学部材における光学機能層であり、光学部材１４における光学的な機能を主に発現するものである。
形状付き拡散層２０は、基板ガラス１６とは異なる組成で、かつ、基板ガラス１６よりも軟化点が低い、所定の組成を有するガラスで形成される。
【００３９】
本発明において、形状付き拡散層２０は、光拡散機能を有すると共に、光の照射方向を制御する機能を有する。
図示例においては、形状付き拡散層２０は、長尺な三角柱（三角プリズム）を、長手方向（頂角の延在方向）と直交する方向に配列した形状を有する。形状付き拡散層２０は、このような形状を有することにより、照明装置１０（光学部材１４（形状付き拡散層２０））からの光の照射方向を正面方向に制御（偏向）する。
なお、本発明において、正面方向とは、光学部材１４における光照射面すなわち基板ガラス１６の最大面に対して、直交する方向である。
【００４０】
本発明の光学部材１４においては、形状付き拡散層２０が、後述する気泡等による光拡散機能に加え、光の照射方向を制御する機能を有することにより、光照射面で全面的に均一な光を、所望の方向に照射することができる。
そのため、例えば、図示例のように、光の照射方向を正面方向に制御する機能を発現する形状を有することにより、液晶ディスプレイのバックライトに利用された際には、ムラが無く、高輝度な画像表示が可能となり、また、鉄道車両やバスなどの照明等の一般照明に利用された際には、目的とする方向を、輝度ムラなく高輝度に照らすことができる。
しかも、後に詳述するが、本発明の光学部材１４は、総ガラス製であるので、樹脂製あるいは樹脂を含む光学部材に比して、高い耐久性および耐熱性を有する。
【００４１】
本発明の光学部材１４において、形状付き拡散層２０（光学機能層）の形状は、図示例のような三角柱の配列に限定はされず、光学部材１４からの光の照射方向（出射方向）を制御可能な、各種の形状が利用可能である。言い換えれば、形状付き拡散層２０は、光学部材１４からの光の照射方向を所望の方向に向けられる、各種の形状が利用可能である。
また、形状付き拡散層２０による光照射方向の制御は、図示例のような正面方向に限定はされず、本発明のガラス製光学部材や照明装置の用途等に応じて、各種の態様が利用可能である。例えば、形状付き拡散層２０に入射した光を、より広角に照射するように、光の照射方向を制御する形状であってもよい。
【００４２】
このような形状付き拡散層２０の形状としては、光の照射方向を制御可能な各種の形状が利用可能である。一例として、図示例の三角柱の配列に加え、球面状、非球面状、リニアフレネルレンズ状、サーキュラーフレネルレンズ状、レンチキュラーレンズ状、レンズアレイ状等、形状付き拡散層２０からの光の照射方向を所望の方向にできる、各種の形状が、例示される。
これらの形状は、光源部の構成や光学部材１４（照明装置１０）の用途等に応じて、適宜、選択／設定すればよい。例えば、光源部１２の光源１２ｂが，ＣＣＦＬやＬＥＤアレイのような線状光源である場合には、図示例のような三角柱の配列、リニアフレネルレンズ状、レンチキュラーレンズ状等が好適に例示される。また、光源部１２の光源１２ｂが光源がＬＥＤやハロゲンランプ等の点光源である場合には、サーキュラーフレネルレンズ状等が好適に利用される。さらに、光源部１２の光源１２ｂが、ＬＥＤ等の点光源がアレイ状になっている光源である場合は、レンズアレイ状が好適に例示される。
【００４３】
本発明の光学部材１４において、形状付き拡散層２０に光拡散機能を発現させる要素は、公知のものが各種利用可能である。
一例として、形状付き拡散層２０内に分散した気泡、形状付き拡散層２０内に分散した、形状付き拡散層２０を形成するガラスと屈折率が異なる無機微粒子、この無機微粒子の一部が結晶化した析出粒子、これらの複数の組み合わせ、等が例示される。気泡や無機微粒子と形状付き拡散層２０との境界面によって光拡散機能を有することにより、形状付き拡散層２０から照射する光の輝度分布を均一化する。
【００４４】
形状付き拡散層２０内に気泡を分散する方法としては、後述するガラスペーストを利用する形状付き拡散層２０の形成において、バインダー除去後にガラスフリット間に不可避的に残存する空隙を残すように、ガラスフリットの焼成を行う方法が、例示される。
また、形状付き拡散層２０内に無機微粒子を分散する方法としては、同じくペーストを利用する形状付き拡散層２０の形成において、ペーストの調製時に無機微粒子を分散させればよい。なお、無機微粒子としては、各種の光学素子において、光拡散性を付与するために用いられている各種の物が利用可能である。
【００４５】
本発明において、形状付き拡散層２０を形成するガラス（以下、単に「形状付き拡散層２０」とも言う）の屈折率には、特に限定は無いが、照明装置における光学部材１４の配置、基板ガラス１６の屈折率等を考慮して、調整されるのが好ましい。
たとえば、図１および図２に示されるように、光学部材１４への光入射面が基板ガラス１６、照射面が形状付き拡散層２０である場合には、形状付き拡散層２０の屈折率は、基板ガラス１６の屈折率以上であるのが好ましい。形状付き拡散層２０の屈折率が基板ガラス１６の屈折率よりも低いと、基板ガラス１６と形状付き拡散層２０との界面で全反射が起こり、透過率が低下し、照明輝度が低下する可能性がある。
【００４６】
また、形状付き拡散層２０の厚さｔにも、特に限定は無いが、３００μｍ以下であるのが好ましい。形状付き拡散層２０の厚さが３００μｍを超えると、後述する光学部材１０の製造工程において、ガラスフリット融着時の収縮が大きくなり、クラックが発生したり、ガラスが割れてしまう可能性がある。
一方、形状付き拡散層２０の厚さｔの下限は特に無い。ここで、この厚さｔが、後述する形状付き拡散層２０となるガラスフリットの粒子径と同程度の厚さになると、ガラスフリットを融着させてレンズ表面を平滑にすること、および、レンズ形状を維持することの両立が難しくなる可能性がある。そのため、形状付き拡散層２０の厚さｔは、１０μｍ以上とするのが好ましい。
以上の点を考慮すると、形状付き拡散層２０の好ましい厚さｔは、１０〜３００μｍで、より好ましい厚さｔは、１０〜２００μｍである。
【００４７】
形状付き拡散層２０における照射光を制御する形状の諸元、例えば、図示例の三角柱形状（プリズム形状）であれば三角柱の高さｈや頂角ｐなど、形状付き拡散層２０における凹凸の繰り返しピッチや凹凸の高さにも、特に限定はない。
従って、これらは、組み合わせる光源部１２における光源の配置、要求される光配向特性、光学部材１４や照明装置１０の大きさ等に応じて、公知の照明装置に用いられる光学部材と同様に、適宜、設定すればよい。
【００４８】
さらに、形状付き拡散層２０において、図示例の三角柱（三角プリズム）のように繰り返し形成される形状（凹凸）のサイズ、例えば、高さ、三角柱の頂角ｐ、繰り返し方向の幅、繰り返しピッチなどは、均一であってもよく、あるいは、異なるサイズの物が混在してもよい。
例えば、形状付き拡散層２０が、図示例のような三角柱を配列してなる形状で、かつ、直下型の照明装置に利用される場合には、正面への照射効率を向上するために、後述する実施例１のように、光源部１２の光源１２ｂから離れるにしたがって、段階的にあるいは漸次、凹凸のピッチ（実施例１では三角柱の頂角ｐ）を小さくしてもよい。また、光源の直上部は、真っ直ぐに光が抜けるように、凹凸を有さない平面状としてもよい。この構成は、形状付き拡散層２０が、リニアフレネルレンズ状やレンチキュラーレンズ状である場合にも利用可能である。
また、形状付き拡散層２０が、サーキュラーフレネルレンズ状で、光源が点光源である場合にも、集光効率を向上するために、同様に、中心から周辺に向かうに従って、漸次もしくは段階的に凹凸のピッチを小さくし、あるいは、凸部の高さを高くしてもよい。
【００４９】
本発明の光学部材１４においては、形状付き拡散層２０は、光拡散機能および光照射方向の制御機能に加え、基板ガラス１６とは異なる組成で、かつ、所定の組成を有する。
具体的には、形状付き拡散層２０（形状付き拡散層２０を形成するガラス）は、基板ガラス１６とは異なる組成で、かつ、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ2を４０〜６４％、Ｂ2Ｏ3を５〜３５％、ＺｎＯを２〜３０％、Ａｌ2Ｏ3を１〜１０％、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏの少なくとも一種を合計で１０〜２２％、ＢａＯおよびＳｒＯの少なくとも一種を合計で０〜１０％、それぞれ含有し、さらに、好ましくは、ビスマス化合物、鉛化合物およびリン化合物を含有しない組成を有する。
【００５０】
本発明は、形状付き拡散層２０が、このような組成を有することにより、光学部材１４の形状付き拡散層２０が、図示例のような三角柱を配列してなる形状を有する場合であっても、所望の形状を有し、しかも、透明性が良好な総ガラス製の光学部材を、簡便かつ容易に、安定して得ることができる。
【００５１】
形状付き拡散層２０において、ＳｉＯ2は、ガラスの骨格を成す必須成分であり、酸化物基準のモル％表示で（以下、「酸化物基準のモル％表示で」は省略する）、４０〜６４％を含有する。
後に詳述するが、本発明の光学部材１４は、好ましくは、ガラスペーストを型押しして形状付き拡散層２０の形状とし、焼成を行なって、基板ガラス１６と一体化された形状付き拡散層２０を形成することで、製造される。ここで、ＳｉＯ2の含有量が４０％未満では、焼成するときの形状保持性能が低下するおそれがある。また、αが大きくなるおそれがある。逆に、ＳｉＯ2の含有量が６４％を超えると、Ｔｓが高くなってしまう。
ＳｉＯ2の含有量は、好ましくは、４３％以上、さらに好ましくは５０％以上であり、また、好ましくは、６２％以下である。
【００５２】
形状付き拡散層２０は、Ｂ2Ｏ3を５〜３５％を含有する。Ｂ2Ｏ3は、ガラスを安定化する、ＴｓとＴｇとの差を大きくする等の効果を有する成分で、必須の成分である。
ＴｓとＴｇとの差（「Ｔｓ−Ｔｇ」）が大きいガラスは、焼成温度付近において温度変化に対する粘度変化が小さい。本発明者らの検討によれば、形状付き拡散層２０の「Ｔｓ−Ｔｇ」が大きい程、焼成時におけるダレが少なく、焼成前と焼成後とにおける形状の変化が少ない（保型性に優れる）。従って、「Ｔｓ−Ｔｇ」が大きいガラスからなるガラスペーストを用いることによって、焼成時におけるダレを抑制して、所望の形状の形状付き拡散層２０を作製することができる。
【００５３】
Ｂ2Ｏ3の含有量が５％未満では上記効果が不十分になるおそれがある。逆に、Ｂ2Ｏ3の含有量が、３５％を超えると、耐水性が低下するおそれがある。また、ガラスペーストの保存安定性（ペーストライフ）が不足するおそれもある。また、ガラスペーストの基板への密着性が不十分となるおそれもある。また、ガラスペーストの脱バインダ性能が低下し、ガラスペーストを焼成して得られる光学機能部の透明性が不足するおそれもある。さらに、焼成工程での形状保持性が不足する場合がある。
Ｂ2Ｏ3の含有量は、好ましくは８％以上であり、また、好ましくは１８％以下である。
【００５４】
形状付き拡散層２０は、ＺｎＯを２〜３０％を含有する。ＺｎＯは、Ｔｓを下げる、αを小さくする、ガラスを安定化する等の効果を有する成分であり、必須の成分である。
ＺｎＯの含有量が２％未満では、上記効果が不十分になる。また、ＺｎＯの含有量が３０％を超えると、焼成工程でガラスが結晶化しやすくなり、透明性が低下するおそれがある。また、化学的耐久性とくに耐酸性が低下する場合がある。
ＺｎＯの含有量は、好ましくは、４％以上である。
【００５５】
形状付き拡散層２０は、Ａｌ2Ｏ3を１〜１０％を含有する。Ａｌ2Ｏ3は、化学的耐久性を高くする、「Ｔｓ-Ｔｇ」を大きくする等の効果が得られる成分であり、必須の成分である。
Ａｌ2Ｏ3の含有量は、１０％以下とするのが好ましい。Ａｌ2Ｏ3の含有量が１０％を超えると、ガラスペーストの脱バインダ性が悪化する、等の不都合が生じる場合が有る。
【００５６】
形状付き拡散層２０は、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏの１種以上を、合計で１０〜２２％含有する。Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏは、いずれもガラスの溶融温度を低下する、またはＴｓを下げる成分で、いずれか１種以上が必須である。その反面、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏは、αを大きくし、Ｔｓ−Ｔｇを小さくする成分でもある。
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏの含有量が、合計で１０％未満では、Ｔｓが高くなりすぎる等の不都合を生じる。また、この３種の化合物の合計量が２２％を超えると、αが大きくなりすぎ、また、焼成時の形状保持性が不足するおそれがある。
この３種の化合物の含有量は、好ましくは合計で２０％以下、より好ましくは合計で１８％以下である。
【００５７】
ここで、形状付き拡散層２０は、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏの一方または両方を含有することが好ましい。
Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏのいずれも含まないもの、すなわちアルカリ成分としてリチウムのみを含有するものであると、基板ガラス１６上で焼成したときに、基板ガラス１６に反りが発生しやすい。これは、焼成工程において基板ガラス１６とガラスペーストに含まれるガラスの間でアルカリイオン交換が生じるためであると考えられる。すなわち、基板ガラス１６として一般的なガラスを使用した際には、多くの場合、アルカリ成分としてＮａ2ＯやＫ2Ｏを含有している。そのため、基板ガラス１６に含まれるアルカリイオンと、イオン半径の小さいリチウムイオンとのイオン交換によって、基板ガラス１６に変形が生じる。
【００５８】
また、以上の点を考慮すると、形状付き拡散層２０において、Ｌｉ2Ｏの含有量は、１５％以下であるのが好ましい。
【００５９】
本発明において、形状付き拡散層２０は、上述した必須成分以外にも、各種の成分を含有してもよい。
例えば、屈折率を調整する成分として、ＢａＯおよびＳｒＯの一方または両方を含有してもよい。
ＢａＯやＳｒＯを含有する場合、その含有量には、特に限定は無いが、合計で１０％以下とするのが好ましい。両者の含有量が１０％を超えると、ガラスが不安定になるおそれがある。また、Ｔｓ-Ｔｇが小さくなるおそれがある。ＢａＯやＳｒＯの含有量は、好ましくは５％以下である。
【００６０】
また、「Ｔｓ-Ｔｇ」を大きくする、耐水性を向上する等の効果が得られる成分として、ＺｒＯ2を含有してもよい。
ＺｒＯ2を含有する場合、その含有量には、特に限定は無いが、５％以下とするのが好ましい。ＺｒＯ2の含有量が５％を超えると、Ｔｓが高くなりすぎるおそれがある。また、ガラスが結晶化しやすくなるおそれがある。
【００６１】
さらに、耐水性を高くする、透明性を向上する等の効果が得られる成分として、ＳｎＯ2およびＣｅＯ2の一方または両方を含有してもよい。
ＳｎＯ2やＣｅＯ2を含有する場合、その含有量には、特に限定は無いが、５％以下とするのが好ましい。ＳｎＯ2やＣｅＯ2の含有量が５％を超えると、Ｔｓが高くなりすぎるおそれがある。また、ガラスが結晶化しやすくなるおそれがある。
【００６２】
本発明の光学部材１４において、形状付き拡散層２０は、他成分由来の不純物として不可避的に含有する場合を除き、ビスマス化合物、鉛化合物およびリン化合物を実質的に含有しないのが好ましい。
本発明においては、これらの成分を含有しないことにより、図示例のように三角柱を配列してなる複雑な構成を有する形状付き拡散層２０や、微細な構造を有する形状付き拡散層２０であっても、所望の形状を有し、かつ、優れた透明性を有する光学部材を、簡易かつ安定して得ることができる。
【００６３】
形状付き拡散層２０がビスマス化合物を含有すると、「Ｔｓ-Ｔｇ」が小さくなる。その結果、焼成時の形状保持性が大幅に悪化してしまい、所望の形状を有する形状付き拡散層２０を作製することができない。特に、図示例のような複雑な形状を有する形状付き拡散層２０では、この悪影響は大きい。また、ビスマス化合物を含有すると、ガラスが着色しやすく、そのために透明性が悪化してしまう場合も有る。
さらに、形状付き拡散層２０がリン化合物を含有すると、後述するガラスペーストからの脱バインダ性が大幅に低下してしまい、または、焼成によって結晶化しやすくなり、透明性に優れたフレネルレンズを得ることが困難である。
また、形状付き拡散層２０は、毒性が有るため、鉛化合物を含有しないのが好ましい。
【００６４】
本発明の光学部材１４において、上記組成を有する形状付き拡散層２０のＴｇは、典型的には、４５０〜５５０℃である。
形状付き拡散層２０のＴｇが４５０℃未満であると、焼成時の脱バインダー温度とガラスフリットの融着温度が近くなり、十分な脱バインダーが出来ない恐れがある。形状付き拡散層２０のＴｇが５５０℃を超えると、形状付き拡散層２０を形成するために必要な焼成温度が高くなり、焼成時に基板が変形する恐れがある。
【００６５】
また、形状付き拡散層２０のＴｓは、典型的には、５５０〜６７０℃である。ここで、基板ガラス１６が、一般的なソーダライムガラスである場合、形状付き拡散層２０のＴｓは６４０℃以下であることが好ましく、６３０℃以下であることがより好ましい。また、形状付き拡散層２０のＴｓは、基板ガラス１６のＴｇよりも低いのが好ましい。
なお、Ｔｓは、示差熱分析（ＤＴＡ）曲線の第二吸熱部の裾の温度をいう。
本発明においては、形状付き拡散層２０のＴｓが上記範囲であることにより、基板ガラス１６を変形することなく確実な焼成が可能である等の点で好ましい結果を得る。
【００６６】
ここで、形状付き拡散層２０におけるＴｓとＴｇの差（Ｔｓ−Ｔｇ）には、特に限定は無いが、１１０℃以上であるのが好ましい。
前述のように、「Ｔｓ−Ｔｇ」が大きいガラスほど、焼成時におけるダレを抑制して、所望の形状の形状付き拡散層２０を作製することができる。「Ｔｓ−Ｔｇ」を、１１０℃以上とすることにより、ガラスペーストを成形してから焼成するときの形状保持性を、好適に確保することができる。また、この効果を、より好適に得られる等の点で、形状付き拡散層２０のガラスの「Ｔｓ−Ｔｇ」は、１２０℃以上であることが、より好ましい。
【００６７】
さらに、形状付き拡散層２０のαは、典型的には、７０×１０-7〜８５×１０-7／℃であるのが好ましい。また、形状付き拡散層２０のαは、基板ガラス１６のαよりやや小さいことが基板ガラス１６の強度を低下させないために望ましい。特に、基板ガラス１６が、一般的なソーダライムガラスである場合、形状付き拡散層２０のαは７２×１０-7〜８２×１０-7／℃であることがより好ましい。
本発明においては、形状付き拡散層２０のαが上記範囲であることにより、ソーダライムガラス等の一般的なガラスと、αが同程度となる。また、やや小さくすることも可能である。その結果、一般的なガラスを基板ガラス１６として用いた際にも、αの差に起因するストレスを防止でき、このストレスに起因する歪みや、基板ガラス１６と形状付き拡散層２０との剥離等を防止できる。
また、基板ガラス１６のαを、前述の７５×１０-7〜１００×１０-7／℃の範囲とすることにより、基板ガラス１６と形状付き拡散層２０とのαの差を、小さくできる。これにより、両者のαの差に起因するストレス、このストレスに起因する割れや歪み、基板ガラス１６の強度低下や基板ガラス１６と形状付き拡散層２０との剥離防止等の点で、好ましい結果を得られる。
【００６８】
本発明の光学部材１４において、このような組成を有する形状付き拡散層２０（そのガラス）は、ソーダライムガラス等の一般的なガラスと比較して、十分に低いＴｓを有し、また、同程度のαを有している。そのため、一般的なガラス製の基板ガラス１６を用いた場合であっても、焼成によって基板ガラス１６上に形状付き拡散層２０を形成することが可能である。
【００６９】
このような基板ガラス１６とガラス製の形状付き拡散層２０とからなる本発明の光学部材１４は、以下に示す方法で好適に製造することができ、大型のガラス製の光学部材を容易に製造することができる。
すなわち、本発明は、照明装置等の大型化に容易に対応できる。また、本発明の光学部材１４は、熱膨張が少ないので、この点でも大型化に容易に対応できる。
【００７０】
この光学部材１４の製造方法は、まず、基板ガラス１６よりも軟化点の低いガラスフリット（ガラス粉末）とバインダとを含むガラスペーストを調製し、基板ガラス１６に塗布する。なお、塗布により得られた塗膜は、必要に応じて乾燥してもよい。
次に、塗膜を、第１の温度で成形型によってプレスして、成形型の形状を転写させる。次に、転写された塗膜に対し、第１の温度よりも高温の第２の温度で脱バインダを行う。さらに、第２の温度よりも高温で、かつ、基板ガラス１６の軟化点よりも低温の第３の温度で焼成を行なって、ガラスフリットの融着を行う。
【００７１】
以下、図３（Ａ）〜（Ｅ）、および、図４のフローチャートを用いて、本発明の光学部材１４の製造方法の一例を、具体的に説明する。
【００７２】
前述のように、この製造方法においては、ガラスフリットを利用して、形状付き拡散層２０を形成するのが好ましい。
ガラスフリットは、前述のＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、ＺｎＯ等を含むガラス原料を粉砕して粉末にする、通常の方法によって作製できる。
【００７３】
具体的には、形状付き拡散層２０と同じ、ＳｉＯ2を４０〜６４％、Ｂ2Ｏ3を５〜３５％、ＺｎＯを２〜３０％、Ａｌ2Ｏ3を０〜１０％、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏの少なくとも一種を合計で１０〜２０％、ＢａＯおよびＳｒＯの少なくとも一種を合計で０〜１０％、含有するように、原料を調合、混合する。また、この原料には、他成分由来の不純物として含有する場合を除き、ビスマス化合物、鉛化合物、および、リン化合物を実質的に含有しないのが好ましい。
この混合物を、ルツボ等の耐熱容器に投入して、溶融し、その後、冷却して、ガラスを得る。
次いで、このガラスを、乳鉢、ボールミル、ジェットミル等の公知の手段で粉砕して粉末とし、必要に応じて分級して、形状付き拡散層２０となるガラスフリットを作製する。なお、この際に、界面活性剤やシランカップリング剤を用いて前記ガラスフリットの表面を改質して用いても良い。
【００７４】
なお、ガラスフリットの質量平均粒径は０．１〜１０μｍとすることが好ましい。
ガラスフリットの質量平均粒径を０．１μｍ以上とすることにより、ガラスフリットをペースト中に容易に均一分散させることが可能となる。また、１０μｍ以下とすることにより、塗布または焼成した後の表面平滑性を好適に得られる。さらに、成形型等による成形も、安定して容易にできる。
【００７５】
また、ガラスフリットの軟化点は、ペーストに含まれるバインダの分解温度よりも高温であるのが好ましい。バインダの種類によっても異なるが、特に、ガラスフリットの軟化点は３５０℃以上であることが好ましい。
このような軟化点を有するガラスフリットを用いることにより、後述する第２の温度による脱バインダ工程において、脱バインダとガラスの融着が同時に起こることを好適に防止できる。
【００７６】
ガラスペースト（ガラスフリットペースト）は、通常、ガラスフリットとビヒクルとを、プラネタリーミキサー、ロールミル等で混合し、均一に分散させて得られる。ビヒクルは、バインダ（樹脂）と溶剤を混合したものである。ガラスフリット１００重量部に対して、樹脂を３〜５０重量部の割合で混合することが好ましい。
【００７７】
バインダとしては、エチルセルロース、ニトロセルロース、アクリル樹脂、酢酸ビニル、ブチラール樹脂（ポリビニルブチラール（ＰＶＢ））、エポキシ樹脂等の各種の樹脂が利用可能である。
中でも、（末端）水酸基を有する樹脂は、好適に利用可能であり、その中でも特に、ブチラール樹脂を用いることが好ましい。
【００７８】
後に詳述するが、この製造方法においては、図３に示すように、ガラスペーストを基板ガラス１６に塗布、乾燥（溶媒を除去）して塗膜３０を形成する。その後、成形型３２で塗膜３０を押圧して、次いで、塗膜３０から成形型３２を取り外して、塗膜３０を形状付き拡散層２０の形状に型押しする。
その後、型押しした塗膜３０から、脱バインダおよび焼成を行なって、基板ガラス１６の表面に、光拡散機能と、光の照射方向を制御する形状を有する形状付き拡散層２０をを形成してなる、光学部材１４を作製する。
【００７９】
塗膜３０を適正に型押しするためには、ある程度の強い押圧力が必要である。そのため、塗膜３０と基板ガラス１６との密着力が弱いと、成形型３２で押圧した後、成形型３２を取り外す際に、塗膜３０が成形型３２によって持ち上げられ、基板ガラス１６から剥離してしまう。塗膜３０が基板ガラス１６から剥離したのでは、適正な製品を製造することはできない。
【００８０】
一方、前述のように、ガラスペーストは、ガラスフリットやビヒクル等の成分を混合／分散することで調製する。ここで、ガラスペーストは、調製した後、直ちに使用される訳ではなく、通常、ある程度の時間が経過した後に、使用される。また、生産性や作業効率を考慮すれば、複数回の製造に対応する量のペーストを調製して、保管しておき、製造を行なう毎に取り分けて使用するのが、通常である。
従って、ペーストには、調整後、ペーストとして使用可能な状態すなわちペーストライフが、長いことが要求される。
【００８１】
本発明者らは、検討の結果、基板ガラス１６とガラスペースト（図示例においては、塗膜３０（溶媒除去後のペースト））との良好な密着性を確保する為には、ブチラール樹脂などの水酸基を含むバインダを使用する必要があることを見出した。
【００８２】
ここで、本発明においては、形状付き拡散層２０のＴｇを下げ、かつ、Ｔｓ−Ｔｇを大きくする成分として、Ｂ2Ｏ3が必須の構成成分である。
ところが、本発明者の検討によれば、ガラスフリットがＢ2Ｏ3を含む場合には、Ｂ2Ｏ3が、バインダ中に含まれる水酸基と特異的に反応して強く結合しまい、これにより、短時間でペーストがゴムのようになってペーズト状ではなくなってしまい、十分なペーストライフが得られない場合が有る。また、この反応の結果、本来は基板ガラス１６との結合に作用するべきバインダの水酸基が、欠乏してしまい、基板ガラス１６とペーストとの密着性も低下してしまう。
さらに、バインダとガラスフリットとの密着性が高いと、脱バインダ性が悪くなって、脱バインダ処理で十分に除去できず、その後の焼成時に炭化して、透明性等の光学特性に悪影響を与えてしまう可能性も有る。
【００８３】
しかしながら、本発明では、形状付き拡散層２０（形状付き拡散層２０となるガラス）において、Ｂ2Ｏ3の含有量を３５％以下とすることにより、基板ガラス１６とガラスペーストとの密着性を確保し、かつ、十分に長いペーストライフが得られることを実現している。
すなわち、前述の所定の組成を有するガラスフリットに、ブチラール樹脂等の水酸基を有するバインダを組み合わせることにより、基板ガラス１６とバインダとの密着性に優れ、かつ、ガラスフリットとバインダとの密着性は低いのが好ましいという、相反する特性を満たすことができる。これにより、ガラスペーストと基板ガラス１６との密着性、およびペーストライフを両立することが可能となる。
【００８４】
ビヒクルの溶剤は、バインダを溶解するものである。
溶剤には、特に限定は無いが、トルエン、キシレン、エタノール、ブタノール、酢酸アミル、α−テルピネオール、２−（２−ｎ−ブトキシエトキシ）エタノール、酢酸２‐（２‐ｎ‐ブトキシエトキシ）エチル、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート等の有機溶剤が適宜ブレンドされて用いられることが多い。
【００８５】
ペースト中のガラスフリットの含有率には特に限定は無いが、２０〜９０ｗｔ％であるのが好ましい。
ペースト中におけるガラスフリットの含有率を２０ｗｔ％以上とすることにより、１回のペーストの塗布で、十分な膜厚を確保することができ、所望の膜厚を得るために複数回の塗布を行なうことによるコストアップを抑制できる。他方、ペースト中におけるガラスフリットの含有率を９０ｗｔ％以下とすることにより、ペーストの粘度が高くなり過ぎることを防止して、好適にペーストを均一に塗布することが可能となる。またガラスフリットの含有率を９０ｗｔ％以下とすることにより、ペースト中におけるバインダの量も十分に確保でき、これにより、十分な基板ガラス１６と塗膜との密着性を得ることができる。
上記の点を考慮すると、ペースト中におけるガラスフリットの含有率は、より好ましくは５０〜８０ｗｔ％である。
【００８６】
なお、ガラスペーストには上記ガラスフリットやビヒクル（バインダおよび溶剤）以外にも、必要に応じて、塗布性を向上させるための界面活性剤、塗膜の硬さを調製するための可塑剤、ガラスフリットの分散性を向上させるための分散剤等を含有してもよい。
また、形状付き拡散層２０の光拡散機能を、無機微粒子で発現させる場合には、このガラスペーストの調製時に、ビヒクル、ガラスフリット、ガラスペーストのいずれかに無機微粒子を投入し、分散させればよい。
【００８７】
一方で、図３（Ａ）に示すように、基板ガラス１６を準備する。
前述のように、本発明の光学部材１４において、形状付き拡散層２０のＴｓは、典型的には、５５０〜６７０℃であり、焼成温度は好ましくは５００〜６５０℃である。そのため、基板ガラス１６は、Ｔｇが５３０℃以上、好ましくは５４０℃以上であるのが好ましく、ソーダライムシリケートガラス等の一般的なガラスが利用可能である。
【００８８】
ガラスペーストを調製し、基板ガラス１６を準備したら、図３（Ｂ）に示すように、ペーストを基板ガラス１６の表面に塗布する。
本発明の製造方法において、ペーストの塗布方法には特に限定は無く、公知の塗布方法が各種利用可能である。
一例として、ローラー塗布、手塗り、刷毛塗り、スピンコート、ディップコート、スクリーン印刷、カーテンフロー、バーコート、ダイコート、グラビアコート、マイクログラビアコート、リバースコート、ロールコート、フローコート、スプレーコート等の塗布方法が例示される。
これらのうち、大面積塗布が容易であり、また、１回の塗布で十分な厚膜が得られる等理由から、ダイコートやスクリーン印刷が好ましく利用される。
なお、ペーストの塗布厚は、形成する形状付き拡散層２０の厚さｔ、後述する成形型で形成する形状付き拡散層２０の凹凸の形状等に応じて、適宜設定すればよい。
【００８９】
さらに、図５（Ｂ）に示すように、ペーストを基板ガラス１６の表面に塗布したら、必要に応じて、塗膜（すなわちペースト）を乾燥して塗膜３０とする。
ペーストの乾燥方法には特に限定はなく、例えば、ペーストが塗布された基板ガラス１６をオーブンで加熱する方法、ＵＶを照射する方法等を用いることができる。
なお、加熱によりペーストの塗膜を乾燥させる場合は、バインダが変質しない程度の温度で加熱することが好ましい。具体的には、大気中において８０〜２００℃の温度で、５〜６０分間の加熱であるのが好ましい。
また、塗膜の乾燥を行なうと、塗膜３０の層厚はペーストの塗布厚よりも薄くなるので、この際には、乾燥後に得られる塗膜３０の層厚を考慮して、前述のペーストの塗布厚を設定するのが好ましい。
【００９０】
このようにして塗膜３０を基板ガラス１６の表面に形成したら、次いで塗膜３０を加熱して第１の温度とする。
なお、塗膜３０の加熱方法には特に限定はなく、オーブンで加熱する方法等、公知の加熱方法が各種利用可能である。この点に関しては、以下の第２の温度および第３の温度への加熱も同様である。
第１の温度には、特に限定はなく、塗膜３０のバインダが軟化して、成形型３２によるプレス成形が可能となる温度を、バインダの種類等に応じて、適宜、設定すればよい。本発明者の検討によれば、第１の温度は、１００〜２００℃とするのが好ましい。
【００９１】
後述するが、この製造方法においては、この塗膜３０を第１の温度にして、成形型３２でプレスすることにより、塗膜３０を形状付き拡散層２０の形状に成形する。ここで、第１の温度を１００℃以上とすることにより、多くのペーストについて、ペースト層を十分に軟化することができ、正確な成形を行なうことが可能となる。また、第１の温度を２００℃以下とすることにより、温度が高すぎることに起因するバインダの軟化し過ぎを抑制して、これに起因する成形型への付着や、加熱し過ぎによるバインダの分解や変質を、好適に防止することができる。
【００９２】
塗膜３０を第１の温度としたら、図５（Ｃ）〜図５（Ｄ）に示すように、形成する形状付き拡散層２０の形状に応じた凹凸が形成された押圧面を有する成形型３２によって塗膜３０をプレス（押圧）する。
なお、プレスを行う際には、成形型３２は加熱されていても良い。成形型３２の加熱温度には、特に限定はなく、塗膜３０と同様に、バインダの種類等に応じて、適宜、設定すれば良いが、１００〜２００℃とするのが好ましい。
【００９３】
図示例において、成形型３２は、ロール型の成形型であり、円筒の周面に、周方向に延在する凹部（溝）３２ａを、円筒の中心線方向に配列してなるものである。この凹部３２ａは、すなわち、形状付き拡散層２０を構成する三角柱（三角プリズム）に応じたＶ字状の凹部である。
また、この成形型３２は、円筒の中心線と一致する支軸３２ｂによって、支持部材３４に回転自在に軸支される。このような成形型３２を、図４（Ｄ）に示すように、塗膜３０に押圧して、矢印方向に移動することにより、略円筒形状の成形型３２を塗膜３０に押圧したまま、支軸３２ｂを中心に回転して矢印方向に転がす（プレス成形）。
【００９４】
次いで、図３（Ｄ）〜図３（Ｅ）に示すように、成形型３２を塗膜３０から取り外す。
これにより、塗膜３０に成形型３２の形状を転写して、形状付き拡散層２０の凹凸に応じた所定の形状に成形することができる。
【００９５】
ここで、前述のように、ガラスペーストがブチラール樹脂等の水酸基を有するバインダ利用する場合は、基板ガラス１６と塗膜３０（溶媒除去後のペースト）との密着性を十分に確保できる。
従って、この成形型３２による型押しの際に、塗膜３０が剥離することがなく、適正に形状付き拡散層２０の凹凸面に応じた所定の形状に成形できる。
【００９６】
この製造方法は、バルクガラスを直接成形するのではなく、より柔らかい塗膜３０をプレス成形することで、プレスの温度や圧力を低く抑え、プレス条件をマイルド（穏やか）にすることができる。そのため、高価なプレス金型の損耗を殆ど無くして長寿命とすることができ、低コストで、ガラス製構造体を作製することが可能となる。
しかも、この製造方法によれば、柔らかい塗膜３０を、比較的低温かつ低圧力でプレス成形できる。そのため、非常に微細な成形を行なうことができ、微細な凹凸を有する総ガラス製の光学部材を、高精度に製造することができる。
【００９７】
また、塗膜３０の成形性や、塗膜３０と成形型３２との離型性（剥離性）を、ペーストに含有させるバインダで制御することができる。すなわち、成形性や離型性が、ガラスフリットの材料特性には依存しないので、ガラスフリットの材料選択範囲が広い。
【００９８】
成形型３２の形成材料には、特に限定はなく、所望の寸法精度を付与することができ、塗膜３０のプレスによる変形が少なく必要な精度を維持することができ、かつ、プレス時の温度により軟化や変質をしない材料であれば、各種のものが利用可能である。
例えば、金属、セラミックス等が使用できる。具体的には、金属型の材質としてはニッケルや焼き入れ鋼、その他、セラミック焼成品のプレス成形型に使用される各種のものが例示される。また、セラミック型の材質としては、窒化珪素、アルミナ、ジルコニア等がある。
【００９９】
ここで、図３に示す例では、成形型３２として、連続的に成形を行なうことができるロール型を例示している。
平面型の成形型の場合、２次元の型加工が容易であるが、その反面、面全体に荷重をかける必要があり、プレス面積に応じてより多くの荷重を必要とし、且つロール型に比べ離型がし難い。
他方、ロール型の場合は、複雑な２次元加工が難しい反面、成形型の荷重が線状に集中してかかるため、少ない荷重で良好に形状転写でき、かつ、離型も容易である。
従って、成形型３２は、図示例のように、直線型の三角柱を配列してなるような形状については、ロール型の成形型が、好適に利用可能である。
【０１００】
なお、本発明の製造方法においては、後述する第２の温度での脱バインダ工程において成形した塗膜３０からバインダが抜け、さらに、第３の温度での焼成工程において、塗膜３０内に存在する空隙、および、脱バインダによって生じた空隙を埋めるようにガラスフリットが融着する。
そのため、成形型３２で成形した塗膜３０全体では、体積収縮が避けられない。従って、塗膜３０をプレス成形する成形型３２は、その収縮を織り込んで、金型の形状を設計することが必要である。
【０１０１】
成形型３２によるプレス圧力は、ペーストの材料によっても異なるが、１０〜８０ＭＰａであるのが好ましい。
プレス圧力を１０ＭＰａ以上とすることにより、成形型３２の形状を確実にペースト層に転写することができ、すなわち、十分な成形型形状の転写性を得ることができる。また、プレス圧力を８０ＭＰａ以下とすることにより、圧力が高すぎることに起因する基板ガラス１６や成形型３２の破損を好適に防止できる。上記の点を考慮すると、成形型３２によるプレス圧力は、より好ましくは、３０〜５０ＭＰａである。
【０１０２】
なお、ロール型の成形型３２による塗膜３０のプレス速度にも特に限定は無い。
しかしながら、早すぎると十分な成形が困難となり、遅すぎると生産性の低下につながるので、毎分２〜５０ｃｍが好ましい。
【０１０３】
このようにして、成形型３２によって塗膜３０をプレスして成形したら、次いで、塗膜３０（ペースト）を第１の温度よりも高温の第２の温度にして、塗膜３０からバインダを除去する脱バインダ工程を行なう。
第２の温度すなわち脱バインダ温度は、バインダの種類に応じて、適宜設定すればよいが、３００〜５００℃であるのが好ましい。また、脱バインダ時間（塗膜３０を第２の温度に保つ時間）は、バインダの種類やペースト中のバインダの量によっても異なるが、５〜６０分が好ましい。
なお、第２の温度による脱バインダは、バインダの酸化分解を進めるため、大気雰囲気中で行なうのが好ましい。
【０１０４】
このようにして、脱バインダを行なったら、次いで、第２の温度よりも高温で、かつ、基板ガラス１６の軟化点よりも低温の第３の温度で焼成を行う。
この第３の温度による焼成で、ガラスフリットを融着して、形状付き拡散層２０を完成させ、さらに、基板ガラス１６と形状付き拡散層２０とを融着して、基板ガラス１６と形状付き拡散層２０とが一体化された光学部材１４を完成する。
【０１０５】
前述のように、焼成は、形状付き拡散層２０（形状付き拡散層２０となるガラス（ガラスフリット））のＴｓよりも、若干（５〜８０℃）、低い温度に設定するのが好ましい。また、本発明において、形状付き拡散層２０のＴｓは、典型的には、５５０〜６７０℃である。従って、第３の温度すなわち焼成温度は、前述のように、５００〜６５０℃とするのが好ましい。
【０１０６】
ここで、形状付き拡散層２０の光拡散機能を、形状付き拡散層２０内に分散される気泡で発現する場合には、大気圧下で第３の温度での焼成を行うのが好ましい。
周知のように、ガラスフリットは、通常、数μｍ程度の微細な粉末であるので、脱バインダした状態では、不可避的にガラスフリット間に空隙が存在する。焼成を大気圧下で行うことにより、この空隙を閉じ込めたまま、ガラスフリットを融着することができ、形状付き拡散層２０内に、気泡を分散することができる。
あるいは、第３の温度による焼成を減圧下で行い、かつ、減圧度を調整することにより、形状付き拡散層２０中に分散される気泡数をコントロールして、光拡散特性をコントロールしてもよい。
【０１０７】
この製造方法においては、バインダが分解する第２の温度まで塗膜３０を加熱して、一定時間保持して脱バインダ処理を行い、その後、さらに、ガラスフリットの融着が起こる第３の温度まで加熱して前述のように一定時間保持して焼成を行い、ガラスフリットの融着を行うことが好ましい。なお、焼成における一定温度での保持時間は、塗膜３０の厚さ、形状付き拡散層２０の材料や形状等に応じて、適宜、設定すればよいが、通常、３０〜６０分である。
しかしながら、本発明はこれに限定はされず、例えばバインダが分解し易い物である場合などは、第１の温度による塗膜３０の成形終了後、第１の温度から、第３の温度まで、漸次（あるいは段階的に）、塗膜３０の温度を上昇していき、ガラスフリットの融着が起こる第３の温度まで加熱する途中で、脱バインダを終了させる方法も、好適に利用可能である。すなわち、この際には、第２の温度は一定温度ではなく、第１の温度超で、第３の温度未満の昇温中の温度が、第２の温度となる。
【０１０８】
図１に示す照明装置１０は、本発明の照明装置を、直下型バックライトに利用した例であるが、本発明は、これに限定はされず、前述の図１１（Ｂ）に示す例のような、エッジライト型のバックライトや一般照明にも、好適に利用可能である。
図５に、その一例を示す。
【０１０９】
図５（Ａ）に示すのは、導光板を用いるエッジライト型の照明装置である。この照明装置４０は、導光板４２と、光源４６と、先と同様の形状付き拡散層２０とを有して構成される。
導光板４２は、矩形の略平板状の高透過ガラス製で、対向する端面に対面して、ＣＣＦＬやＬＥＤアレイ等の線状の光源４６が配置されている。また、導光板４２の厚さは、裏面側（光照射面＝形状付き拡散層２０と逆面側）において、光源４６が対向して配置される方向で、端部が最も厚く、中央が最も薄くなるように、漸次、厚さが変化している。
【０１１０】
形状付き拡散層２０は、図１および図２に示す光学部材１４の形状付き拡散層２０と同じものである。
この照明装置４０は、形状付き拡散層２０を有する以外には、公知のエッジライト型の照明装置であり、光源４６から照射された光は、導光板４２の端面から入射して、伝搬され、照射面から照射される。導光板４２から照射された光は、形状付き拡散層２０によって拡散され、かつ、照射方向を制御され、正面に向けて照射される。
【０１１１】
ここで、図示例の照明装置４０においては、前述のフリットペーストを利用する形成方法によって、導光板４２の表面に形状付き拡散層２０を直接形成している。
すなわち、本発明のガラス製光学部材および照明装置は、ガラス製の導光板を用いる場合には、導光板４２を基板ガラスとして、導光板４２に形状付き拡散層２０を直接接触して接合して一体化してなるものであってもよい。
【０１１２】
図５（Ｂ）に、本発明にかかるエッジライト型の照明装置の別の例を示す。
図５（Ｂ）に示す照明装置５０は、導光板を用いずに空気中で光を伝搬する、いわば空気導光を利用する装置で、筐体５２と、光源４６と、先と同様の光学部材１４とを有して構成される。
【０１１３】
筐体５２は、一面が開放する矩形の筐体であり、内面は光拡散層や光反射層が形成されている。また、筐体５２の端面（側面）には、長尺な光入射部が形成され、この光入射部に対面して、ＣＣＦＬやＬＥＤアレイ等の線状の光源４６が配置されている。
さらに筐体５２の底面（開放面と逆面）には、光反射板５２ａが配置される。光反射板５２ａは、光源４６が対向して配置される方向において、端部が最も薄く、中央の厚さが最も厚くなるように、漸次、厚さが変化している。これにより、筐体の端面から入射した光を、より多く開放面すなわち光照射面に導光する。
【０１１４】
光学部材１４は、基板ガラス１６の表面に、形状付き拡散層２０を直接接合して一体化してなる、先と同様のものである。
図示例の照明装置５０において、光学部材１４は、筐体５２の開放面を閉塞するように配置される。従って、光源４６から照射された光は、筐体５２内で反射されて開放面から
形状付き拡散層２０に入射する。形状付き拡散層２０に入射した光は、拡散され、かつ、照射方向を制御され、正面に向けて照射される。
【０１１５】
以上、本発明のガラス製光学部材および照明装置について詳細に説明したが、本発明は上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのはもちろんである。
【実施例】
【０１１６】
以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明について、より詳細に説明する。
【０１１７】
［実施例１］
＜発明例１＞
図１に示すような直下型の照明装置の光源部１２を用意した。
この光源部１２は、最大面が６０×６０ｍｍで最大面の１面が開放する矩形の筐体１２ａと、光源１２ｂとしての２本のＣＣＦＬ管とを有する。筐体１２の内面は、光反射板とした。
この光源部１２においては、光源１２ｂであるＣＣＦＬ管を、図６（（Ａ）は正面図、（Ｂは）側面図（図１と同方向））に概念的に示すように、互いの中心の間隔ｘを２９ｍｍとして、２本のＣＣＦＬ管の中間と筐体１２ａの中心とが一致するように、筐体１２ａ内に配置した。
【０１１８】
一方で、ガラスフリット（酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ2を５９．８％、ＺｎＯを１０．３％、Ｂ2Ｏ3を１０．１％、Ｋ2Ｏを５．５％、Ｎａ2Ｏを４．９％、Ａｌ2Ｏ3を４．３％、Ｌｉ2Ｏを４．３％、ＢａＯを０．８％含有するガラス、平均粒径２．６μｍ、軟化点６３９℃、屈折率１．５４）を用意した。
さらに、バインダ（ブチラール樹脂：株式会社クラレ製 MowitalB30HH）２０重量部を、溶剤（ブチルカルブトールアセテート）８０重量部に溶解し、ビヒクルを調製した。
このビヒクル１００重量部と、ガラス粉末１００重量部とを、混合器に投入し、十分に混合して、各ガラス粉末のガラス（フリット）ペーストを調製した。
【０１１９】
さらに、基板ガラス１６として、６０ｍｍ角（厚さ３ｍｍ）、屈折率１．５１のソーダライムガラスを用意した。
この基板ガラス１６に、マスク厚２００μｍのメタルマスクを用い、スクリーン印刷によってガラスペーストを塗布した。
次いで、ガラスペーストを塗布した基板ガラス１６を、乾燥機に入れ、１８０℃で４０分乾燥して、厚さが１２０μｍの塗膜３０が形成された基板ガラス１６を得た。
【０１２０】
この塗膜３０が形成された基板ガラス１６を、定盤を２００℃（第１の温度）に加熱したプレス機にセットした。
次いで、塗膜３０に、２００℃に加熱した、形成する形状付き拡散層２０に対応する三角柱状の凹凸が形成されたロール状の成形型３２を乗せ、基板ガラス１６にかかる圧力が４５ＭＰａになるようにして、毎分３．３ｃｍの速度で成形型３２を移動して、塗膜３０をプレス成形した。
なお、成形型３２は、ニッケル製で、成形型３２（円筒）の周方向に延在する三角柱状の溝が、成形型３２の中心線方向に連続的に形成されてなるものを用いた。
その後、成形型３２を離型し、成形型３２の形状（すなわち形状付き拡散層２０）が型押しされた塗膜３０を得た。なお、成形型３２の形状、すなわち、形成する形状付き拡散層２０の形状は、後に示す。
【０１２１】
成形型３２の形状を型押しされた塗膜３０が形成された基板ガラス１６を、焼成炉に入れ、大気雰囲気中で５℃／分の昇温速度で４５０℃（第２の温度）まで昇温し、４５０℃で９０分間保持して、脱バインダを行った。
脱バインダ後、大気圧雰囲気中で、５℃／分の昇温速度で５８０℃（第３の温度）まで昇温し、５８０℃で３０分保持して焼成を行い、ガラスフリットを融着して、基板ガラス１６と形状付き拡散層２０とを直接接触して一体化してなる光学部材１４を作製した。
なお、全く同様にして２枚の光学部材１４を作製し、その内の１枚を割断し、断面をＳＥＭによって確認したところ、形状付き拡散層２０内には、全域に満遍なく、微細な気泡が形成されていた。
【０１２２】
形状付き拡散層２０（成形型３２）の形状は、図７に概念的に示すような形状とした。
すなわち、Ｉで示す、三角柱を形成しない幅５ｍｍの平坦部の両側を２．４ｍｍずつの５区間（II〜VI）に分割し、平坦部から離間するにしたがって、各区間の三角柱の頂角ｐすなわち三角柱の形成ピッチを小さくした。なお、三角柱の頂角ｐは、IIで示す領域が１５０°、IIIで示す領域が１３０°、IVで示す領域が１１０°、Ｖで示す領域が９０°、VIで示す領域が８０°とした。
形状付き拡散層２０は、このＩ〜VIの区間が繰り返し形成されるものであり、かつ、図７に示すように、Ｉで示す平坦部の中心と、光源部１２の光源１２ｂの位置が一致するようにした。
また、形成した形状付き拡散層２０は、三角柱の高さｈが４６μｍ、形状付き拡散層２０全体の厚さｔが６７μｍであった（共に平均）。
【０１２３】
このようにして作製した光学部材１４を、開放面を閉塞するようにして光源部１２に装着して、図１に示すような直下型の照明装置１０を作製した。
なお、光学部材１４は、図７に示すように、形状付き拡散板２０の平坦部（領域Ｉ）の中心と、光源１２ｂの中心とが一致するように、光源部１２に装着した。
【０１２４】
＜比較例１＞
塗膜３０を成形する成形型として、周面に凹凸が形成されていない通常の円筒状の物を用いた以外は、発明例１と全く同様にして、凹凸形状を有さない拡散層と基板ガラス１６とを直接接触して一体化してなる光学部材を作製した。
なお、発明例１と同様に確認したところ、凹凸形状を有さない拡散層内には、発明例１の形状付き拡散層２０と同様に、全域に満遍なく、微細な気泡が形成されていた。また、拡散層の厚さは、発明例１の形状付き拡散層２０と同等の６５μｍであった（平均）。
得られた光学部材と、発明例１と同じ光源部１２とを用いて、発明例１と同様にして照明装置を作製した。
【０１２５】
＜評価＞
発明例１および比較例１で作製した照明装置について、ＥｙｅＳｃａｌｅ４（アイ・システム社製）を用いて、正面からの視野６０ｍｍ各内の二次元輝度分布を測定した。また、参考例として、光学部材を装着しない光源部１２についても、同様に、二次元輝度分布を測定した。
結果を図８に示す。なお、図８において、実線は発明例１の照明装置、一点鎖線は比較例１の照明装置、破線は光学部材を装着しない光源部１２（参考例）である。
また、発明例１および比較例１の照明装置について、平均輝度（ｃｄ／ｍ2）、輝度の標準偏差を算出した。さらに、輝度バラツキの指標として、標準偏差を平均輝度で除した値を算出した。結果を、下記表１に示す。
【０１２６】
【表１】
【０１２７】
［実施例２］
ＬｉｇｈｔＴｏｏｌ（サイバネットシステム社製）を用いて、エッジライト型の照明装置についてシミュレーションを行った。
＜発明例２＞
図９に概念的に示すようなエッジライト型の照明装置を想定した。なお、図９において、（Ａ）は正面図で、（Ｂ）は側面図である。
光学素子１４は、図１および図２に示される物と同様、基板ガラス１６と形状付き拡散層２０とが直接接触して一体化された構成を有するものとした。
基板ガラス１６は、厚さ０．７ｍｍ、屈折率は１．５２とした。また、形状付き拡散層２０は、発明例１と同組成のガラスを想定し、屈折率１．５４のガラス層とした。
形状付き拡散層２０は、図９に示すように、全体の厚さｔが１００μｍで、高さおよび底辺が共に５０μｍの三角形の底面を有する三角柱を、頂角の延在方向と直交する方向に配列してなる形状とした。拡散成分として、粒径２．５μｍ、屈折率１．００の気泡を想定した粒子が、体積充填率で４０％混入している設定で計算した
導光板５６は厚さ０．６ｍｍのアクリル（屈折率１．４９）製の平板とした。また、光源５６は、導光板５６の端面（光入射面）に対応して１個のＬＥＤ光源を、三角柱の延在方向の中心に配置した。
【０１２８】
＜比較例２＞
形状付き拡散層２０に替えて、表面に形状が無い以外は、発明例２と全く同様のエッジライト型の照明装置を想定した。
【０１２９】
＜評価＞
発明例２および比較例２のバックライト型の照明装置について、光線追跡シミュレーションを行い、正面からの視野６０ｍｍ角の二次元輝度分布を計算した。また、参考例として、光学部材１４を有さない照明装置についても、同様に、二次元輝度分を計算した。
結果を図１０に示す。なお、図１０において、実線は発明例２の照明装置、一点鎖線は比較例２の照明装置、破線は光学部材を装着しない照明装置（参考例）である。
また、各照明装置について、平均輝度（ｃｄ／ｍ2）、輝度の標準偏差を算出した。さらに、輝度バラツキの指標として、標準偏差を平均輝度で除した値を算出した。結果を、下記表に示す。
【０１３０】
【表２】
【０１３１】
図８および表１、ならびに、図１０および表２に示されるように、発明例および比較例共に、好適に光を拡散して、均一輝度の光を照射している。しかしながら、比較例の照明装置に比して、発明例の照明装置の方が、平均輝度が高い。
すなわち、拡散層が平面状の比較例では、拡散層に入射した光が、そのまま拡散されて照射されている。これに対し、本発明の形状付き拡散層２０（ガラス製光学部材）を利用する本発明の照明装置では、形状付き拡散層２０によって光の照射方向が制御（調整）されて、正面に向けて光が照射されたため、比較例よりも平均輝度が高くなったものと考えられる。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１３２】
本発明は、液晶表示装置を初めとする各種の表示装置のバックライトや、鉄道車両照明やバスの照明などの各種の一般照明に、好適に利用可能である。
【符号の説明】
【０１３３】
１０，４０，５０，１００，１２０ 照明装置
１２ 光源部
１２ａ，５２，１０４ 筐体
１２ｂ、４６，５８，１０２，１２６ 光源
１４ （ガラス製）光学部材
１６ 基板ガラス
２０ 形状付き拡散層
３０ 塗膜
３２ 成形型
３４ 支持部材
４２，５６ 導光板
１０６ 光拡散板
１１０ 液晶パネル
１１２ 反射板
１１４ 拡散フィルム
１１５ プリズムシート
１１８ 輝度向上フィルム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイのバックライトや、その他の照明装置に用いられる、ガラス製の光拡散板、および、このガラス製光拡散板を用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイは、パーソナルコンピューター等のモニタ、家庭用テレビ、携帯電話等に用いられている。近年では、家庭用テレビへの液晶ディスプレイの需要が高まり、それに伴って、ディスプレイの大画面化に加え、薄型化および軽量化が急速に進んでいる。
周知のように、液晶ディスプレイは、液晶による画素（液晶セル）を配列してなる液晶パネルの裏面から、バックライト（バックライトユニット）によって光を入射することにより、可視像を表示する。ここで、液晶ディスプレイに利用されるバックライトとしては、直下型とエッジライト型がある。
【０００３】
図１１（Ａ）に概念的に示すように、直下型バックライト１００は、一般的に、光源１０２を収容する筐体１０４と、光源１０２のランプ像を消して輝度を均一にする目的で筐体１０４の前面（光照射面）に配置される光拡散板１０６とを有する。また、光源１０２を収容する筐体１０４内には、光源１０２の光を液晶パネル１１０に向けて反射する反射板１１２も設けられる。
さらに、直下型バックライト１００では、液晶パネル１１０と光拡散板１０６との間に、光拡散板１０６によって広がった光を前面に集光するための拡散フィルム１１４やプリズムシート１１６、光源からの光の偏光方向を揃えて、より高い輝度を得るための輝度向上フィルム１１８等が配置される。
【０００４】
光拡散板１０６は、粉末ガラス、微粉砕ガラス繊維、酸化チタン、炭酸カルシウム、二酸化珪素、酸化アルミニウムなどの無機微粉末の光拡散剤や、ＰＭＭＡ、ポリスチレン、アクリル−スチレン共重合樹脂等の有機化合物製の光拡散剤を、少なくとも１種類以上、練り込んだ、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル−スチレン共重合樹脂などの樹脂を、押出成形によって板状に成形したものが一般的に用いられている。
【０００５】
また、図１１（Ｂ）に示すように、エッジライト型バックライト１２０は、一般的に、端面から入射した光を伝搬して最大面から面状光として照射する導光板１２４と、導光板１２４の端面に対応して配置される光源１２６と、導光板１２４の光照射面に配置される、先と同様の光拡散板１０６とを有する。また、導光板１２４の照射面と逆面には、導光板１２４に入射した光を光照射面に向けて反射する反射板１２８も設けられる。
さらに、直下型バックライト１００と同様に、エッジ形バックライト１２０においても、液晶パネル１１０と光拡散板１０６との間に、拡散フィルム１１４やプリズムシート１１６、輝度向上フィルム１１８等が配置される。
【０００６】
導光板１２４は、一般的に、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル−スチレン共重合樹脂等の透明樹脂基材に対し、光照射面から見た背面側に、白色パターンを印刷したり、凹凸の反射パターンを賦型したりしたものが用いられている。
【０００７】
また、直下型およびエッジライト型に関わらず、このようなバックライトに利用される光拡散板１０６では、より高性能化や低コスト化を図る為に、表面に、例えばプリズム形状を賦型して、前出の拡散フィルム１１４やプリズムシート１１６の機能を兼ね備えた光拡散板も、提案されている。
【０００８】
これらのバックライトの光源１２６としては、従来より、ＣＣＦＬ（冷陰極線管）が利用されている。これに対して、近年の省エネルギ化の要求に伴い、液晶ディスプレイに用いられるバックライトの光源１２６は、従来から用いられているＣＣＦＬから、ＬＥＤへの代替が進んでいる。
さらに、この技術を応用して、一般の照明においても、従来の蛍光灯からＬＥＤへの光源の代替が進んでいる。これに対応して、バックライトの構成を利用して、ＬＥＤを用いた直下型の一般照明やエッジライト型の一般照明が提案されている。
しかしながら、このようなバックライトや一般照明に用いられる拡散板は、下記のような課題を有している。
【０００９】
ところで、前述のように、近年では、液晶ディスプレイの大画面化が進んでいる。また、通常、拡散板は樹脂製である。
そのため、液晶ディスプレイでは、画面の大型化に伴い、拡散板に反りや撓みが生じ易く、この結果、表示される画面に輝度ムラが生じてしまう。これを解決するためには、拡散板を厚くする必要があり、バックライトの薄型化や軽量化が困難になると共に、コストも上昇してしまう。
【００１０】
また、大型化のためには、多数の光源を使用する必要があり、かつ、高輝度化することが要求される。このような多数の光源の使用や高輝度化によって、光源（光源部）からの発熱量および紫外線の放出量が増大する。
この影響によって、拡散板の熱変形、黄変、また吸湿した水分の放出による反りが発生しやすい。これらを解決するためには、直下型の場合には、光源１０２と拡散板１０６との距離を、サイドエッジ型の場合には導光板１２４と拡散板１０６との距離を、共に、大きく取る必要があり、装置が必要以上に大型化してしまう。
【００１１】
このような拡散板の問題は、液晶ディスプレイのバックライトのみならず、バックライトの構成を利用する一般照明においても、例えばＣＣＦＬをＬＥＤに代替した、比較的、大型な照明において同様である。
しかも、一般照明では、例えば、バスや鉄道車両、航空機用などの照明の用途では、不燃性や耐溶融滴下性が求められる。
【００１２】
このような拡散板の問題点を解決するために、樹脂を用いない、ガラス製の拡散板が提案されている。
例えば、特許文献１には、基板ガラスに、ガラスフリットとＩＲ光あるいはさらにＵＶ光のカット剤を混合したペーストをスクリーン印刷法で塗布、焼成してなる、光散乱性に加え、ＩＲ光あるいはさらにＵＶ光をカットする機能を有する光拡散板（ディフューザ）が提示されている。
また、特許文献２には、基板ガラスに、平均粒径が０．４〜１０μｍのガラスフリット（ガラスフリット）を含有したペーストを塗布した後、このガラスフリットを形成するガラスの軟化点温度よりも０〜３０℃高い温度で焼成してなる、ドーム状または球状の凸部が基板ガラス上に点在する光拡散板（光拡散性薄膜）が提示されている。
【００１３】
さらに、特許文献３には、光拡散板ではないが、同じくガラスフリットを含有するペーストを利用する総ガラス製のフレネルレンズが提示されている。
このフレネルレンズは、基板ガラスの表面に、基板ガラスよりも低軟化点のガラスフリットを用いるペーストを塗布し、ペースト層を成形した後に焼成してなるもので、基板ガラスとレンズとして作用するガラス層とが一体化されたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特表２００９−５２１７８７号公報
【特許文献２】特開２００９−４２４９９号公報
【特許文献３】国際公開２０１１／０２１６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献１に記載される光拡散板は、ガラスフリットからなる光拡散層が平坦（いわゆるベタ膜）であるので、光を拡散する機能はあるが、光の照射方向が、必ずしも良好な方向にはならない。
すなわち、特許文献１に記載される光拡散板を、例えば、直下型バックライトに用いた場合、光源のランプ像を消し、照射光の輝度が全面的に均一になる程度の光拡散性を持たせると、光が広がり過ぎてしまい、正面の輝度が低下する場合が有る。
【００１６】
他方、特許文献２に記載される光拡散板では、点在するドーム状あるいは球状の凸部のみで光を散乱する。
そのため、凸部がない場所を通過する光は、散乱されず透過してしまうため、光照射面内の輝度分布にムラが生じる。さらに、ドーム状あるいは球状の凸部が、ランダムに配置されるため、同様に、必ずしも、光の照射方向が良好な方向にはならない。
【００１７】
また、特許文献３に記載されるフレネルレンズは、総ガラス製で、しかも、フレネルレンズ形状の精度が高く、良好な集光特性を有する。
しかしながら、フレネルレンズであるので、拡散は全く意図しておらず、従って、光拡散板としてのガラスの組成も記載されていない。
【００１８】
本発明は、このような従来の実情を鑑みて提案されたものであり、全てがガラス製で耐久性や耐熱性に優れ、しかも、光照射面内の輝度を均一化できる拡散性に加え、光の照射方向も所望の方向にできる機能をも有するラス製光学部材、および、このガラス製光学部材を用いる照明装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記目的を達成するために、本発明のガラス製光学部材は，基板ガラスの上に、前記基板ガラスとは組成が異なるガラスからなる光学機能層が形成されており、前記光学機能層は、前記基板ガラスと接触し、かつ、光の照射方向を制御する機能と光を拡散する機能とを有し、さらに、前記光学機能層を構成するガラスが、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ2を４０〜６４％、Ｂ2Ｏ3を５〜３５％、ＺｎＯを２〜３０％、Ａｌ2Ｏ3を１〜１０％、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏの少なくとも一種を、合計で１０〜２２％、ＢａＯおよびＳｒＯの少なくとも一種を合計で０〜１０％、含有するガラスであることを特徴とするガラス製光学部材を提供する。
【００２０】
このような本発明のガラス製光学部材において、前記光学機能部を構成するガラスが、他成分由来の不純物として含有する場合を除き、ビスマス化合物、鉛化合物、および、リン化合物を実質的に含有しないのが好ましい。
また、前記光学機能層が、光の照射方向を制御する機能を、三角柱を頂角の延在方向と直交する方向に配列してなる形状、球面状、非球面状、リニアフレネルレンズ状、サーキュラーフレネルレンズ状、および、レンチキュラーレンズ状のいずれかの形状を有することで発現するのが好ましい。
また、前記光学機能層の光拡散機能が、光学機能層を形成するガラスと異なる屈折率の材料、および、気泡の少なくとも一方を含有することによって発現するのが好ましい。
さらに、前記光学機能層の厚さが３００μｍ以下であるのが好ましい。
【００２１】
また、本発明の照明装置は、前記本発明のガラス製光学部材を利用する照明装置を提供する。
【発明の効果】
【００２２】
上記構成を有する本発明のガラス製光学部材は、総ガラス製で耐久性および耐熱性に優れ、しかも、光照射面内の輝度を均一化できる光拡散性能に加え、光の照射方向を所望の方向に制御する機能も有する。
また、本発明のガラス製光学部材を利用する照明装置は、全面的に均一な光量を有し、しかも、例えば正面などの所望の方向に向けて光を照射できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の照明装置の一例を概念的に示す図である。
【図２】図１の照明装置に用いられる本発明のガラス製光学部材の一例を概念的に示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のｂ−ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の部分拡大図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｅ）は、図２に示すガラス製光学部材の製造方法を説明するための概念図である。
【図４】図２に示すガラス製光学部材の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の照明装置の別の例を概念的に示す図である。
【図６】実施例の光源部を概念的に示す図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図７】実施例のガラス製光学部材を説明するための概念図である。
【図８】実施例の照明装置の輝度特性を示すグラフである。
【図９】実施例の照明装置を概念的に示す図で、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図である。
【図１０】実施例の照明装置の輝度特性を示すグラフである。
【図１１】（Ａ）および（Ｂ）は、照明装置の一例を概念的に示す図である
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明のガラス製光学部材および照明装置について、添付の図面に示される好適実施例を参照して、詳細に説明する。
【００２５】
図１に、本発明のガラス製光学部材の一例を用いる、本発明の照明装置の一例を概念的に示す。
図１に示す照明装置１０は、液晶ディスプレイのバックライトや、鉄道車両用照明などの一般照明等に利用される照明装置である。図示例の照明装置１０は、光照射面に対面して光源が配置される直下型の照明装置で、光源部１２と、本発明のガラス製光学部材１４とを有する。
【００２６】
光源部１２は、一面が開放する直方体状の筐体１２ａの内部に、光源１２ｂを収納してなる、バックライト等に利用される公知の光源部（光源ボックス）である。また、公知の光源部と同様、筐体１２ａの内面は、白色や鏡面状になっていてもよい。
【００２７】
本発明の照明装置１０において、光源１２ｂには、特に限定はなく、公知の光源が、全て、利用可能である。また、光源１２ｂは、点状光源、線状光源、および面状光源のいずれでもよく、これらを併用してもよい。さらに、光源１２ｂは、１つでも、複数を一次元的に配列しても、複数を二次元的に配列してもよい。
光源１２ｂとしては、一例として、冷陰極管（ＣＣＦＬ）や熱陰極管（ＨＣＦＬ）、外部電極蛍光管（ＥＥＦＬ）、平面蛍光管（ＦＦＬ）、発光ダイオード素子（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード素子（ＯＬＥＤ）などの有機エレクトロルミネッセンス素子等が例示される。
【００２８】
照明装置１０において、本発明のガラス製光学部材１４（以下、光学部材１４とする）は、光源部１２の筐体１２ａの開放面を閉塞するように、光源部１２に固定される。
この照明装置１０において、光学部材１４は、光源部１２の光源１２ｂが照射する光を、光の照射面内で均一な輝度となるように拡散し、かつ、光の照射方向を正面方向に制御する、光拡散板として機能する。
【００２９】
図２に、光学部材１４を概念的に示す。
なお、図２において、（Ａ）は正面図（光の照射方向から見た図）、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線断面を概念的に示す図、（Ｃ）は（Ｂ）の部分拡大図である。
【００３０】
図１および図２に示すように、光学部材１４は、基板ガラス１６と、形状付き拡散層２０とを有する。
基板ガラス１６と形状付き拡散層２０とは、互いに異なる組成のガラス製である。また、光学部材１４は、基板ガラス１６と形状付き拡散層２０とを、接着剤層等を介すことなく（接着剤等を用いずに）、直接、接触した状態で接合して形成されている。すなわち、光学部材１４は、総ガラス製で一体の光学部材である。
以下の説明では、基板ガラス１６と、形状付き拡散層２０とが接着剤等を介さずに接合されていることを『一体化されている』とも言う。
【００３１】
なお、図示例において、光学部材１４は、基板ガラス１６を光源部１２に密着した状態で固定されているが、本発明は、これに限定はされない。
すなわち、光学部材１４と光源部１２とは、間隙を有して配置されてもよく、あるいは、光学部材１４と光源部１２との間に、光学的な作用を発現する部材等の何らかの部材が配置されてもよい。さらに、照明装置１０は、形状付き拡散層２０を光源部１２側に向けて、光学部材１４を配置してもよい。
【００３２】
図示例において、基板ガラス１６は平板状の板ガラスである。
本発明において、基板ガラス１６の形成材料には特に限定はなく、各種のガラス材料が全て利用可能である。一例として、ソーダライムシリケートガラス、アルミノシリケートガラス、ボレートガラス、リチウムアルミノシリケートガラス、石英ガラス、ホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス等が例示される。
基板ガラス１６は、光学部品（光学素子）である本発明のガラス製光学部材を構成するものである。従って、基板ガラス１６は、透明性が高く、光学特性に優れたガラスで形成されるのが好ましい。特に、高い光透過性を考慮すると、ソーダライムシリケートガラス、ソーダライムシリケートガラスの鉄分量を少なくした、いわゆる高透過ガラス等のガラスは好適に利用される。
また、基板ガラス１６は耐候性の高いものであるのが好ましい。さらに、基板ガラス１６は、適度な塩基性度を有するものであるのが、形状付き拡散層２０との剥離を防止する上で、より好ましい。
【００３３】
本発明において、基板ガラス１６を形成するガラス（以下、単に「基板ガラス１６」とも言う）の膨張係数には、特に限定は無い。
ここで、本発明の光学部材１４は、後述する所定組成のガラスからなる形状付き拡散層２０を有する。形状付き拡散層２０は、好ましくは、ガラスペーストを用い、焼成工程を経て作製される。熱膨張によるストレスや、このストレスに起因する剥離等を、より確実に防止するために、形状付き拡散層２０に用いられるガラス粉末と基板ガラス１６とは、熱膨張係数が近いのが好ましい。
例えば、基板ガラス１６としてソーダライムシリケートガラス（熱膨張係数８０〜９０×１０-7／℃）を用いる場合には、形状付き拡散層２０に用いられるガラス粉末は、その熱膨張係数が５０〜１００×１０-7／℃であるのが好ましい。基板ガラス１６と形状付き拡散層２０とでαの差が大きいと、焼成後の冷却時に基板ガラス１６が割れてしまう等の問題が生じる。
【００３４】
また、基板ガラス１６のガラス転移点（Ｔｇ）にも、特に限定は無いが、基板ガラス１６は、Ｔｇより５０℃以上高い温度に長時間加熱すると、変形しやすくなる。従って、基板ガラス１６のＴｇは、高い方が、基板ガラス１６の変形を防止するために好ましい。
後述する形状付き拡散層２０の焼成を考慮すると、基板ガラス１６のＴｇは、５３０℃以上であるのが好ましく、５４０℃以上であるのがより好ましい。これにより、ガラスフリットの基板ガラスへの融着を基板ガラスの軟化点よりも低い温度でできるので、基板ガラス１６が熱変形することを好適に防止することができる。
【００３５】
前述のように、光学部材１４は、形状付き拡散層２０の焼成を行なって作製する。
焼成温度は、ペースト層の中のガラス粉末のガラス転移点の温度以上で、基板ガラス１６の軟化点の温度より低い温度であればよい。
【００３６】
ここで、一般的なソーダライムシリケートガラスは、αが８５×１０-7〜９０×１０-7／℃程度で、Ｔｇが５５０℃程度である。また、ディスプレイ基板等に利用される高歪点ガラスは、αが８０×１０-7〜９０×１０-7／℃程度で、Ｔｇは６００〜６５０℃程度である。また、これらのガラスは、耐候性に優れ、光学機能部との接着性も良好である。
従って、本発明においては、ソーダライムシリケートガラス、高歪点ガラスのような、一般的なガラスも、基板ガラス１６として好適に利用可能である。
【００３７】
本発明において、基板ガラス１６の厚さには、特に限定はない。すなわち、基板ガラス１６の厚さは、光学部材１４の設計、要求される光学特性や強度等に応じて、適宜、選択すればよいが、０．５〜３ｍｍであるのが好ましい。
基板ガラス１６の厚さを上記範囲とすることにより、工程上での基板ガラス１６の破損を防止できるという点で好ましい。
【００３８】
光学部材１４において、形状付き拡散層２０は、本発明のガラス製光学部材における光学機能層であり、光学部材１４における光学的な機能を主に発現するものである。
形状付き拡散層２０は、基板ガラス１６とは異なる組成で、かつ、基板ガラス１６よりも軟化点が低い、所定の組成を有するガラスで形成される。
【００３９】
本発明において、形状付き拡散層２０は、光拡散機能を有すると共に、光の照射方向を制御する機能を有する。
図示例においては、形状付き拡散層２０は、長尺な三角柱（三角プリズム）を、長手方向（頂角の延在方向）と直交する方向に配列した形状を有する。形状付き拡散層２０は、このような形状を有することにより、照明装置１０（光学部材１４（形状付き拡散層２０））からの光の照射方向を正面方向に制御（偏向）する。
なお、本発明において、正面方向とは、光学部材１４における光照射面すなわち基板ガラス１６の最大面に対して、直交する方向である。
【００４０】
本発明の光学部材１４においては、形状付き拡散層２０が、後述する気泡等による光拡散機能に加え、光の照射方向を制御する機能を有することにより、光照射面で全面的に均一な光を、所望の方向に照射することができる。
そのため、例えば、図示例のように、光の照射方向を正面方向に制御する機能を発現する形状を有することにより、液晶ディスプレイのバックライトに利用された際には、ムラが無く、高輝度な画像表示が可能となり、また、鉄道車両やバスなどの照明等の一般照明に利用された際には、目的とする方向を、輝度ムラなく高輝度に照らすことができる。
しかも、後に詳述するが、本発明の光学部材１４は、総ガラス製であるので、樹脂製あるいは樹脂を含む光学部材に比して、高い耐久性および耐熱性を有する。
【００４１】
本発明の光学部材１４において、形状付き拡散層２０（光学機能層）の形状は、図示例のような三角柱の配列に限定はされず、光学部材１４からの光の照射方向（出射方向）を制御可能な、各種の形状が利用可能である。言い換えれば、形状付き拡散層２０は、光学部材１４からの光の照射方向を所望の方向に向けられる、各種の形状が利用可能である。
また、形状付き拡散層２０による光照射方向の制御は、図示例のような正面方向に限定はされず、本発明のガラス製光学部材や照明装置の用途等に応じて、各種の態様が利用可能である。例えば、形状付き拡散層２０に入射した光を、より広角に照射するように、光の照射方向を制御する形状であってもよい。
【００４２】
このような形状付き拡散層２０の形状としては、光の照射方向を制御可能な各種の形状が利用可能である。一例として、図示例の三角柱の配列に加え、球面状、非球面状、リニアフレネルレンズ状、サーキュラーフレネルレンズ状、レンチキュラーレンズ状、レンズアレイ状等、形状付き拡散層２０からの光の照射方向を所望の方向にできる、各種の形状が、例示される。
これらの形状は、光源部の構成や光学部材１４（照明装置１０）の用途等に応じて、適宜、選択／設定すればよい。例えば、光源部１２の光源１２ｂが，ＣＣＦＬやＬＥＤアレイのような線状光源である場合には、図示例のような三角柱の配列、リニアフレネルレンズ状、レンチキュラーレンズ状等が好適に例示される。また、光源部１２の光源１２ｂが光源がＬＥＤやハロゲンランプ等の点光源である場合には、サーキュラーフレネルレンズ状等が好適に利用される。さらに、光源部１２の光源１２ｂが、ＬＥＤ等の点光源がアレイ状になっている光源である場合は、レンズアレイ状が好適に例示される。
【００４３】
本発明の光学部材１４において、形状付き拡散層２０に光拡散機能を発現させる要素は、公知のものが各種利用可能である。
一例として、形状付き拡散層２０内に分散した気泡、形状付き拡散層２０内に分散した、形状付き拡散層２０を形成するガラスと屈折率が異なる無機微粒子、この無機微粒子の一部が結晶化した析出粒子、これらの複数の組み合わせ、等が例示される。気泡や無機微粒子と形状付き拡散層２０との境界面によって光拡散機能を有することにより、形状付き拡散層２０から照射する光の輝度分布を均一化する。
【００４４】
形状付き拡散層２０内に気泡を分散する方法としては、後述するガラスペーストを利用する形状付き拡散層２０の形成において、バインダー除去後にガラスフリット間に不可避的に残存する空隙を残すように、ガラスフリットの焼成を行う方法が、例示される。
また、形状付き拡散層２０内に無機微粒子を分散する方法としては、同じくペーストを利用する形状付き拡散層２０の形成において、ペーストの調製時に無機微粒子を分散させればよい。なお、無機微粒子としては、各種の光学素子において、光拡散性を付与するために用いられている各種の物が利用可能である。
【００４５】
本発明において、形状付き拡散層２０を形成するガラス（以下、単に「形状付き拡散層２０」とも言う）の屈折率には、特に限定は無いが、照明装置における光学部材１４の配置、基板ガラス１６の屈折率等を考慮して、調整されるのが好ましい。
たとえば、図１および図２に示されるように、光学部材１４への光入射面が基板ガラス１６、照射面が形状付き拡散層２０である場合には、形状付き拡散層２０の屈折率は、基板ガラス１６の屈折率以上であるのが好ましい。形状付き拡散層２０の屈折率が基板ガラス１６の屈折率よりも低いと、基板ガラス１６と形状付き拡散層２０との界面で全反射が起こり、透過率が低下し、照明輝度が低下する可能性がある。
【００４６】
また、形状付き拡散層２０の厚さｔにも、特に限定は無いが、３００μｍ以下であるのが好ましい。形状付き拡散層２０の厚さが３００μｍを超えると、後述する光学部材１０の製造工程において、ガラスフリット融着時の収縮が大きくなり、クラックが発生したり、ガラスが割れてしまう可能性がある。
一方、形状付き拡散層２０の厚さｔの下限は特に無い。ここで、この厚さｔが、後述する形状付き拡散層２０となるガラスフリットの粒子径と同程度の厚さになると、ガラスフリットを融着させてレンズ表面を平滑にすること、および、レンズ形状を維持することの両立が難しくなる可能性がある。そのため、形状付き拡散層２０の厚さｔは、１０μｍ以上とするのが好ましい。
以上の点を考慮すると、形状付き拡散層２０の好ましい厚さｔは、１０〜３００μｍで、より好ましい厚さｔは、１０〜２００μｍである。
【００４７】
形状付き拡散層２０における照射光を制御する形状の諸元、例えば、図示例の三角柱形状（プリズム形状）であれば三角柱の高さｈや頂角ｐなど、形状付き拡散層２０における凹凸の繰り返しピッチや凹凸の高さにも、特に限定はない。
従って、これらは、組み合わせる光源部１２における光源の配置、要求される光配向特性、光学部材１４や照明装置１０の大きさ等に応じて、公知の照明装置に用いられる光学部材と同様に、適宜、設定すればよい。
【００４８】
さらに、形状付き拡散層２０において、図示例の三角柱（三角プリズム）のように繰り返し形成される形状（凹凸）のサイズ、例えば、高さ、三角柱の頂角ｐ、繰り返し方向の幅、繰り返しピッチなどは、均一であってもよく、あるいは、異なるサイズの物が混在してもよい。
例えば、形状付き拡散層２０が、図示例のような三角柱を配列してなる形状で、かつ、直下型の照明装置に利用される場合には、正面への照射効率を向上するために、後述する実施例１のように、光源部１２の光源１２ｂから離れるにしたがって、段階的にあるいは漸次、凹凸のピッチ（実施例１では三角柱の頂角ｐ）を小さくしてもよい。また、光源の直上部は、真っ直ぐに光が抜けるように、凹凸を有さない平面状としてもよい。この構成は、形状付き拡散層２０が、リニアフレネルレンズ状やレンチキュラーレンズ状である場合にも利用可能である。
また、形状付き拡散層２０が、サーキュラーフレネルレンズ状で、光源が点光源である場合にも、集光効率を向上するために、同様に、中心から周辺に向かうに従って、漸次もしくは段階的に凹凸のピッチを小さくし、あるいは、凸部の高さを高くしてもよい。
【００４９】
本発明の光学部材１４においては、形状付き拡散層２０は、光拡散機能および光照射方向の制御機能に加え、基板ガラス１６とは異なる組成で、かつ、所定の組成を有する。
具体的には、形状付き拡散層２０（形状付き拡散層２０を形成するガラス）は、基板ガラス１６とは異なる組成で、かつ、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ2を４０〜６４％、Ｂ2Ｏ3を５〜３５％、ＺｎＯを２〜３０％、Ａｌ2Ｏ3を１〜１０％、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏの少なくとも一種を合計で１０〜２２％、ＢａＯおよびＳｒＯの少なくとも一種を合計で０〜１０％、それぞれ含有し、さらに、好ましくは、ビスマス化合物、鉛化合物およびリン化合物を含有しない組成を有する。
【００５０】
本発明は、形状付き拡散層２０が、このような組成を有することにより、光学部材１４の形状付き拡散層２０が、図示例のような三角柱を配列してなる形状を有する場合であっても、所望の形状を有し、しかも、透明性が良好な総ガラス製の光学部材を、簡便かつ容易に、安定して得ることができる。
【００５１】
形状付き拡散層２０において、ＳｉＯ2は、ガラスの骨格を成す必須成分であり、酸化物基準のモル％表示で（以下、「酸化物基準のモル％表示で」は省略する）、４０〜６４％を含有する。
後に詳述するが、本発明の光学部材１４は、好ましくは、ガラスペーストを型押しして形状付き拡散層２０の形状とし、焼成を行なって、基板ガラス１６と一体化された形状付き拡散層２０を形成することで、製造される。ここで、ＳｉＯ2の含有量が４０％未満では、焼成するときの形状保持性能が低下するおそれがある。また、αが大きくなるおそれがある。逆に、ＳｉＯ2の含有量が６４％を超えると、Ｔｓが高くなってしまう。
ＳｉＯ2の含有量は、好ましくは、４３％以上、さらに好ましくは５０％以上であり、また、好ましくは、６２％以下である。
【００５２】
形状付き拡散層２０は、Ｂ2Ｏ3を５〜３５％を含有する。Ｂ2Ｏ3は、ガラスを安定化する、ＴｓとＴｇとの差を大きくする等の効果を有する成分で、必須の成分である。
ＴｓとＴｇとの差（「Ｔｓ−Ｔｇ」）が大きいガラスは、焼成温度付近において温度変化に対する粘度変化が小さい。本発明者らの検討によれば、形状付き拡散層２０の「Ｔｓ−Ｔｇ」が大きい程、焼成時におけるダレが少なく、焼成前と焼成後とにおける形状の変化が少ない（保型性に優れる）。従って、「Ｔｓ−Ｔｇ」が大きいガラスからなるガラスペーストを用いることによって、焼成時におけるダレを抑制して、所望の形状の形状付き拡散層２０を作製することができる。
【００５３】
Ｂ2Ｏ3の含有量が５％未満では上記効果が不十分になるおそれがある。逆に、Ｂ2Ｏ3の含有量が、３５％を超えると、耐水性が低下するおそれがある。また、ガラスペーストの保存安定性（ペーストライフ）が不足するおそれもある。また、ガラスペーストの基板への密着性が不十分となるおそれもある。また、ガラスペーストの脱バインダ性能が低下し、ガラスペーストを焼成して得られる光学機能部の透明性が不足するおそれもある。さらに、焼成工程での形状保持性が不足する場合がある。
Ｂ2Ｏ3の含有量は、好ましくは８％以上であり、また、好ましくは１８％以下である。
【００５４】
形状付き拡散層２０は、ＺｎＯを２〜３０％を含有する。ＺｎＯは、Ｔｓを下げる、αを小さくする、ガラスを安定化する等の効果を有する成分であり、必須の成分である。
ＺｎＯの含有量が２％未満では、上記効果が不十分になる。また、ＺｎＯの含有量が３０％を超えると、焼成工程でガラスが結晶化しやすくなり、透明性が低下するおそれがある。また、化学的耐久性とくに耐酸性が低下する場合がある。
ＺｎＯの含有量は、好ましくは、４％以上である。
【００５５】
形状付き拡散層２０は、Ａｌ2Ｏ3を１〜１０％を含有する。Ａｌ2Ｏ3は、化学的耐久性を高くする、「Ｔｓ-Ｔｇ」を大きくする等の効果が得られる成分であり、必須の成分である。
Ａｌ2Ｏ3の含有量は、１０％以下とするのが好ましい。Ａｌ2Ｏ3の含有量が１０％を超えると、ガラスペーストの脱バインダ性が悪化する、等の不都合が生じる場合が有る。
【００５６】
形状付き拡散層２０は、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏの１種以上を、合計で１０〜２２％含有する。Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏは、いずれもガラスの溶融温度を低下する、またはＴｓを下げる成分で、いずれか１種以上が必須である。その反面、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏは、αを大きくし、Ｔｓ−Ｔｇを小さくする成分でもある。
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏの含有量が、合計で１０％未満では、Ｔｓが高くなりすぎる等の不都合を生じる。また、この３種の化合物の合計量が２２％を超えると、αが大きくなりすぎ、また、焼成時の形状保持性が不足するおそれがある。
この３種の化合物の含有量は、好ましくは合計で２０％以下、より好ましくは合計で１８％以下である。
【００５７】
ここで、形状付き拡散層２０は、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏの一方または両方を含有することが好ましい。
Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏのいずれも含まないもの、すなわちアルカリ成分としてリチウムのみを含有するものであると、基板ガラス１６上で焼成したときに、基板ガラス１６に反りが発生しやすい。これは、焼成工程において基板ガラス１６とガラスペーストに含まれるガラスの間でアルカリイオン交換が生じるためであると考えられる。すなわち、基板ガラス１６として一般的なガラスを使用した際には、多くの場合、アルカリ成分としてＮａ2ＯやＫ2Ｏを含有している。そのため、基板ガラス１６に含まれるアルカリイオンと、イオン半径の小さいリチウムイオンとのイオン交換によって、基板ガラス１６に変形が生じる。
【００５８】
また、以上の点を考慮すると、形状付き拡散層２０において、Ｌｉ2Ｏの含有量は、１５％以下であるのが好ましい。
【００５９】
本発明において、形状付き拡散層２０は、上述した必須成分以外にも、各種の成分を含有してもよい。
例えば、屈折率を調整する成分として、ＢａＯおよびＳｒＯの一方または両方を含有してもよい。
ＢａＯやＳｒＯを含有する場合、その含有量には、特に限定は無いが、合計で１０％以下とするのが好ましい。両者の含有量が１０％を超えると、ガラスが不安定になるおそれがある。また、Ｔｓ-Ｔｇが小さくなるおそれがある。ＢａＯやＳｒＯの含有量は、好ましくは５％以下である。
【００６０】
また、「Ｔｓ-Ｔｇ」を大きくする、耐水性を向上する等の効果が得られる成分として、ＺｒＯ2を含有してもよい。
ＺｒＯ2を含有する場合、その含有量には、特に限定は無いが、５％以下とするのが好ましい。ＺｒＯ2の含有量が５％を超えると、Ｔｓが高くなりすぎるおそれがある。また、ガラスが結晶化しやすくなるおそれがある。
【００６１】
さらに、耐水性を高くする、透明性を向上する等の効果が得られる成分として、ＳｎＯ2およびＣｅＯ2の一方または両方を含有してもよい。
ＳｎＯ2やＣｅＯ2を含有する場合、その含有量には、特に限定は無いが、５％以下とするのが好ましい。ＳｎＯ2やＣｅＯ2の含有量が５％を超えると、Ｔｓが高くなりすぎるおそれがある。また、ガラスが結晶化しやすくなるおそれがある。
【００６２】
本発明の光学部材１４において、形状付き拡散層２０は、他成分由来の不純物として不可避的に含有する場合を除き、ビスマス化合物、鉛化合物およびリン化合物を実質的に含有しないのが好ましい。
本発明においては、これらの成分を含有しないことにより、図示例のように三角柱を配列してなる複雑な構成を有する形状付き拡散層２０や、微細な構造を有する形状付き拡散層２０であっても、所望の形状を有し、かつ、優れた透明性を有する光学部材を、簡易かつ安定して得ることができる。
【００６３】
形状付き拡散層２０がビスマス化合物を含有すると、「Ｔｓ-Ｔｇ」が小さくなる。その結果、焼成時の形状保持性が大幅に悪化してしまい、所望の形状を有する形状付き拡散層２０を作製することができない。特に、図示例のような複雑な形状を有する形状付き拡散層２０では、この悪影響は大きい。また、ビスマス化合物を含有すると、ガラスが着色しやすく、そのために透明性が悪化してしまう場合も有る。
さらに、形状付き拡散層２０がリン化合物を含有すると、後述するガラスペーストからの脱バインダ性が大幅に低下してしまい、または、焼成によって結晶化しやすくなり、透明性に優れたフレネルレンズを得ることが困難である。
また、形状付き拡散層２０は、毒性が有るため、鉛化合物を含有しないのが好ましい。
【００６４】
本発明の光学部材１４において、上記組成を有する形状付き拡散層２０のＴｇは、典型的には、４５０〜５５０℃である。
形状付き拡散層２０のＴｇが４５０℃未満であると、焼成時の脱バインダー温度とガラスフリットの融着温度が近くなり、十分な脱バインダーが出来ない恐れがある。形状付き拡散層２０のＴｇが５５０℃を超えると、形状付き拡散層２０を形成するために必要な焼成温度が高くなり、焼成時に基板が変形する恐れがある。
【００６５】
また、形状付き拡散層２０のＴｓは、典型的には、５５０〜６７０℃である。ここで、基板ガラス１６が、一般的なソーダライムガラスである場合、形状付き拡散層２０のＴｓは６４０℃以下であることが好ましく、６３０℃以下であることがより好ましい。また、形状付き拡散層２０のＴｓは、基板ガラス１６のＴｇよりも低いのが好ましい。
なお、Ｔｓは、示差熱分析（ＤＴＡ）曲線の第二吸熱部の裾の温度をいう。
本発明においては、形状付き拡散層２０のＴｓが上記範囲であることにより、基板ガラス１６を変形することなく確実な焼成が可能である等の点で好ましい結果を得る。
【００６６】
ここで、形状付き拡散層２０におけるＴｓとＴｇの差（Ｔｓ−Ｔｇ）には、特に限定は無いが、１１０℃以上であるのが好ましい。
前述のように、「Ｔｓ−Ｔｇ」が大きいガラスほど、焼成時におけるダレを抑制して、所望の形状の形状付き拡散層２０を作製することができる。「Ｔｓ−Ｔｇ」を、１１０℃以上とすることにより、ガラスペーストを成形してから焼成するときの形状保持性を、好適に確保することができる。また、この効果を、より好適に得られる等の点で、形状付き拡散層２０のガラスの「Ｔｓ−Ｔｇ」は、１２０℃以上であることが、より好ましい。
【００６７】
さらに、形状付き拡散層２０のαは、典型的には、７０×１０-7〜８５×１０-7／℃であるのが好ましい。また、形状付き拡散層２０のαは、基板ガラス１６のαよりやや小さいことが基板ガラス１６の強度を低下させないために望ましい。特に、基板ガラス１６が、一般的なソーダライムガラスである場合、形状付き拡散層２０のαは７２×１０-7〜８２×１０-7／℃であることがより好ましい。
本発明においては、形状付き拡散層２０のαが上記範囲であることにより、ソーダライムガラス等の一般的なガラスと、αが同程度となる。また、やや小さくすることも可能である。その結果、一般的なガラスを基板ガラス１６として用いた際にも、αの差に起因するストレスを防止でき、このストレスに起因する歪みや、基板ガラス１６と形状付き拡散層２０との剥離等を防止できる。
また、基板ガラス１６のαを、前述の７５×１０-7〜１００×１０-7／℃の範囲とすることにより、基板ガラス１６と形状付き拡散層２０とのαの差を、小さくできる。これにより、両者のαの差に起因するストレス、このストレスに起因する割れや歪み、基板ガラス１６の強度低下や基板ガラス１６と形状付き拡散層２０との剥離防止等の点で、好ましい結果を得られる。
【００６８】
本発明の光学部材１４において、このような組成を有する形状付き拡散層２０（そのガラス）は、ソーダライムガラス等の一般的なガラスと比較して、十分に低いＴｓを有し、また、同程度のαを有している。そのため、一般的なガラス製の基板ガラス１６を用いた場合であっても、焼成によって基板ガラス１６上に形状付き拡散層２０を形成することが可能である。
【００６９】
このような基板ガラス１６とガラス製の形状付き拡散層２０とからなる本発明の光学部材１４は、以下に示す方法で好適に製造することができ、大型のガラス製の光学部材を容易に製造することができる。
すなわち、本発明は、照明装置等の大型化に容易に対応できる。また、本発明の光学部材１４は、熱膨張が少ないので、この点でも大型化に容易に対応できる。
【００７０】
この光学部材１４の製造方法は、まず、基板ガラス１６よりも軟化点の低いガラスフリット（ガラス粉末）とバインダとを含むガラスペーストを調製し、基板ガラス１６に塗布する。なお、塗布により得られた塗膜は、必要に応じて乾燥してもよい。
次に、塗膜を、第１の温度で成形型によってプレスして、成形型の形状を転写させる。次に、転写された塗膜に対し、第１の温度よりも高温の第２の温度で脱バインダを行う。さらに、第２の温度よりも高温で、かつ、基板ガラス１６の軟化点よりも低温の第３の温度で焼成を行なって、ガラスフリットの融着を行う。
【００７１】
以下、図３（Ａ）〜（Ｅ）、および、図４のフローチャートを用いて、本発明の光学部材１４の製造方法の一例を、具体的に説明する。
【００７２】
前述のように、この製造方法においては、ガラスフリットを利用して、形状付き拡散層２０を形成するのが好ましい。
ガラスフリットは、前述のＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、ＺｎＯ等を含むガラス原料を粉砕して粉末にする、通常の方法によって作製できる。
【００７３】
具体的には、形状付き拡散層２０と同じ、ＳｉＯ2を４０〜６４％、Ｂ2Ｏ3を５〜３５％、ＺｎＯを２〜３０％、Ａｌ2Ｏ3を０〜１０％、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏの少なくとも一種を合計で１０〜２０％、ＢａＯおよびＳｒＯの少なくとも一種を合計で０〜１０％、含有するように、原料を調合、混合する。また、この原料には、他成分由来の不純物として含有する場合を除き、ビスマス化合物、鉛化合物、および、リン化合物を実質的に含有しないのが好ましい。
この混合物を、ルツボ等の耐熱容器に投入して、溶融し、その後、冷却して、ガラスを得る。
次いで、このガラスを、乳鉢、ボールミル、ジェットミル等の公知の手段で粉砕して粉末とし、必要に応じて分級して、形状付き拡散層２０となるガラスフリットを作製する。なお、この際に、界面活性剤やシランカップリング剤を用いて前記ガラスフリットの表面を改質して用いても良い。
【００７４】
なお、ガラスフリットの質量平均粒径は０．１〜１０μｍとすることが好ましい。
ガラスフリットの質量平均粒径を０．１μｍ以上とすることにより、ガラスフリットをペースト中に容易に均一分散させることが可能となる。また、１０μｍ以下とすることにより、塗布または焼成した後の表面平滑性を好適に得られる。さらに、成形型等による成形も、安定して容易にできる。
【００７５】
また、ガラスフリットの軟化点は、ペーストに含まれるバインダの分解温度よりも高温であるのが好ましい。バインダの種類によっても異なるが、特に、ガラスフリットの軟化点は３５０℃以上であることが好ましい。
このような軟化点を有するガラスフリットを用いることにより、後述する第２の温度による脱バインダ工程において、脱バインダとガラスの融着が同時に起こることを好適に防止できる。
【００７６】
ガラスペースト（ガラスフリットペースト）は、通常、ガラスフリットとビヒクルとを、プラネタリーミキサー、ロールミル等で混合し、均一に分散させて得られる。ビヒクルは、バインダ（樹脂）と溶剤を混合したものである。ガラスフリット１００重量部に対して、樹脂を３〜５０重量部の割合で混合することが好ましい。
【００７７】
バインダとしては、エチルセルロース、ニトロセルロース、アクリル樹脂、酢酸ビニル、ブチラール樹脂（ポリビニルブチラール（ＰＶＢ））、エポキシ樹脂等の各種の樹脂が利用可能である。
中でも、（末端）水酸基を有する樹脂は、好適に利用可能であり、その中でも特に、ブチラール樹脂を用いることが好ましい。
【００７８】
後に詳述するが、この製造方法においては、図３に示すように、ガラスペーストを基板ガラス１６に塗布、乾燥（溶媒を除去）して塗膜３０を形成する。その後、成形型３２で塗膜３０を押圧して、次いで、塗膜３０から成形型３２を取り外して、塗膜３０を形状付き拡散層２０の形状に型押しする。
その後、型押しした塗膜３０から、脱バインダおよび焼成を行なって、基板ガラス１６の表面に、光拡散機能と、光の照射方向を制御する形状を有する形状付き拡散層２０をを形成してなる、光学部材１４を作製する。
【００７９】
塗膜３０を適正に型押しするためには、ある程度の強い押圧力が必要である。そのため、塗膜３０と基板ガラス１６との密着力が弱いと、成形型３２で押圧した後、成形型３２を取り外す際に、塗膜３０が成形型３２によって持ち上げられ、基板ガラス１６から剥離してしまう。塗膜３０が基板ガラス１６から剥離したのでは、適正な製品を製造することはできない。
【００８０】
一方、前述のように、ガラスペーストは、ガラスフリットやビヒクル等の成分を混合／分散することで調製する。ここで、ガラスペーストは、調製した後、直ちに使用される訳ではなく、通常、ある程度の時間が経過した後に、使用される。また、生産性や作業効率を考慮すれば、複数回の製造に対応する量のペーストを調製して、保管しておき、製造を行なう毎に取り分けて使用するのが、通常である。
従って、ペーストには、調整後、ペーストとして使用可能な状態すなわちペーストライフが、長いことが要求される。
【００８１】
本発明者らは、検討の結果、基板ガラス１６とガラスペースト（図示例においては、塗膜３０（溶媒除去後のペースト））との良好な密着性を確保する為には、ブチラール樹脂などの水酸基を含むバインダを使用する必要があることを見出した。
【００８２】
ここで、本発明においては、形状付き拡散層２０のＴｇを下げ、かつ、Ｔｓ−Ｔｇを大きくする成分として、Ｂ2Ｏ3が必須の構成成分である。
ところが、本発明者の検討によれば、ガラスフリットがＢ2Ｏ3を含む場合には、Ｂ2Ｏ3が、バインダ中に含まれる水酸基と特異的に反応して強く結合しまい、これにより、短時間でペーストがゴムのようになってペーズト状ではなくなってしまい、十分なペーストライフが得られない場合が有る。また、この反応の結果、本来は基板ガラス１６との結合に作用するべきバインダの水酸基が、欠乏してしまい、基板ガラス１６とペーストとの密着性も低下してしまう。
さらに、バインダとガラスフリットとの密着性が高いと、脱バインダ性が悪くなって、脱バインダ処理で十分に除去できず、その後の焼成時に炭化して、透明性等の光学特性に悪影響を与えてしまう可能性も有る。
【００８３】
しかしながら、本発明では、形状付き拡散層２０（形状付き拡散層２０となるガラス）において、Ｂ2Ｏ3の含有量を３５％以下とすることにより、基板ガラス１６とガラスペーストとの密着性を確保し、かつ、十分に長いペーストライフが得られることを実現している。
すなわち、前述の所定の組成を有するガラスフリットに、ブチラール樹脂等の水酸基を有するバインダを組み合わせることにより、基板ガラス１６とバインダとの密着性に優れ、かつ、ガラスフリットとバインダとの密着性は低いのが好ましいという、相反する特性を満たすことができる。これにより、ガラスペーストと基板ガラス１６との密着性、およびペーストライフを両立することが可能となる。
【００８４】
ビヒクルの溶剤は、バインダを溶解するものである。
溶剤には、特に限定は無いが、トルエン、キシレン、エタノール、ブタノール、酢酸アミル、α−テルピネオール、２−（２−ｎ−ブトキシエトキシ）エタノール、酢酸２‐（２‐ｎ‐ブトキシエトキシ）エチル、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート等の有機溶剤が適宜ブレンドされて用いられることが多い。
【００８５】
ペースト中のガラスフリットの含有率には特に限定は無いが、２０〜９０ｗｔ％であるのが好ましい。
ペースト中におけるガラスフリットの含有率を２０ｗｔ％以上とすることにより、１回のペーストの塗布で、十分な膜厚を確保することができ、所望の膜厚を得るために複数回の塗布を行なうことによるコストアップを抑制できる。他方、ペースト中におけるガラスフリットの含有率を９０ｗｔ％以下とすることにより、ペーストの粘度が高くなり過ぎることを防止して、好適にペーストを均一に塗布することが可能となる。またガラスフリットの含有率を９０ｗｔ％以下とすることにより、ペースト中におけるバインダの量も十分に確保でき、これにより、十分な基板ガラス１６と塗膜との密着性を得ることができる。
上記の点を考慮すると、ペースト中におけるガラスフリットの含有率は、より好ましくは５０〜８０ｗｔ％である。
【００８６】
なお、ガラスペーストには上記ガラスフリットやビヒクル（バインダおよび溶剤）以外にも、必要に応じて、塗布性を向上させるための界面活性剤、塗膜の硬さを調製するための可塑剤、ガラスフリットの分散性を向上させるための分散剤等を含有してもよい。
また、形状付き拡散層２０の光拡散機能を、無機微粒子で発現させる場合には、このガラスペーストの調製時に、ビヒクル、ガラスフリット、ガラスペーストのいずれかに無機微粒子を投入し、分散させればよい。
【００８７】
一方で、図３（Ａ）に示すように、基板ガラス１６を準備する。
前述のように、本発明の光学部材１４において、形状付き拡散層２０のＴｓは、典型的には、５５０〜６７０℃であり、焼成温度は好ましくは５００〜６５０℃である。そのため、基板ガラス１６は、Ｔｇが５３０℃以上、好ましくは５４０℃以上であるのが好ましく、ソーダライムシリケートガラス等の一般的なガラスが利用可能である。
【００８８】
ガラスペーストを調製し、基板ガラス１６を準備したら、図３（Ｂ）に示すように、ペーストを基板ガラス１６の表面に塗布する。
本発明の製造方法において、ペーストの塗布方法には特に限定は無く、公知の塗布方法が各種利用可能である。
一例として、ローラー塗布、手塗り、刷毛塗り、スピンコート、ディップコート、スクリーン印刷、カーテンフロー、バーコート、ダイコート、グラビアコート、マイクログラビアコート、リバースコート、ロールコート、フローコート、スプレーコート等の塗布方法が例示される。
これらのうち、大面積塗布が容易であり、また、１回の塗布で十分な厚膜が得られる等理由から、ダイコートやスクリーン印刷が好ましく利用される。
なお、ペーストの塗布厚は、形成する形状付き拡散層２０の厚さｔ、後述する成形型で形成する形状付き拡散層２０の凹凸の形状等に応じて、適宜設定すればよい。
【００８９】
さらに、図５（Ｂ）に示すように、ペーストを基板ガラス１６の表面に塗布したら、必要に応じて、塗膜（すなわちペースト）を乾燥して塗膜３０とする。
ペーストの乾燥方法には特に限定はなく、例えば、ペーストが塗布された基板ガラス１６をオーブンで加熱する方法、ＵＶを照射する方法等を用いることができる。
なお、加熱によりペーストの塗膜を乾燥させる場合は、バインダが変質しない程度の温度で加熱することが好ましい。具体的には、大気中において８０〜２００℃の温度で、５〜６０分間の加熱であるのが好ましい。
また、塗膜の乾燥を行なうと、塗膜３０の層厚はペーストの塗布厚よりも薄くなるので、この際には、乾燥後に得られる塗膜３０の層厚を考慮して、前述のペーストの塗布厚を設定するのが好ましい。
【００９０】
このようにして塗膜３０を基板ガラス１６の表面に形成したら、次いで塗膜３０を加熱して第１の温度とする。
なお、塗膜３０の加熱方法には特に限定はなく、オーブンで加熱する方法等、公知の加熱方法が各種利用可能である。この点に関しては、以下の第２の温度および第３の温度への加熱も同様である。
第１の温度には、特に限定はなく、塗膜３０のバインダが軟化して、成形型３２によるプレス成形が可能となる温度を、バインダの種類等に応じて、適宜、設定すればよい。本発明者の検討によれば、第１の温度は、１００〜２００℃とするのが好ましい。
【００９１】
後述するが、この製造方法においては、この塗膜３０を第１の温度にして、成形型３２でプレスすることにより、塗膜３０を形状付き拡散層２０の形状に成形する。ここで、第１の温度を１００℃以上とすることにより、多くのペーストについて、ペースト層を十分に軟化することができ、正確な成形を行なうことが可能となる。また、第１の温度を２００℃以下とすることにより、温度が高すぎることに起因するバインダの軟化し過ぎを抑制して、これに起因する成形型への付着や、加熱し過ぎによるバインダの分解や変質を、好適に防止することができる。
【００９２】
塗膜３０を第１の温度としたら、図５（Ｃ）〜図５（Ｄ）に示すように、形成する形状付き拡散層２０の形状に応じた凹凸が形成された押圧面を有する成形型３２によって塗膜３０をプレス（押圧）する。
なお、プレスを行う際には、成形型３２は加熱されていても良い。成形型３２の加熱温度には、特に限定はなく、塗膜３０と同様に、バインダの種類等に応じて、適宜、設定すれば良いが、１００〜２００℃とするのが好ましい。
【００９３】
図示例において、成形型３２は、ロール型の成形型であり、円筒の周面に、周方向に延在する凹部（溝）３２ａを、円筒の中心線方向に配列してなるものである。この凹部３２ａは、すなわち、形状付き拡散層２０を構成する三角柱（三角プリズム）に応じたＶ字状の凹部である。
また、この成形型３２は、円筒の中心線と一致する支軸３２ｂによって、支持部材３４に回転自在に軸支される。このような成形型３２を、図４（Ｄ）に示すように、塗膜３０に押圧して、矢印方向に移動することにより、略円筒形状の成形型３２を塗膜３０に押圧したまま、支軸３２ｂを中心に回転して矢印方向に転がす（プレス成形）。
【００９４】
次いで、図３（Ｄ）〜図３（Ｅ）に示すように、成形型３２を塗膜３０から取り外す。
これにより、塗膜３０に成形型３２の形状を転写して、形状付き拡散層２０の凹凸に応じた所定の形状に成形することができる。
【００９５】
ここで、前述のように、ガラスペーストがブチラール樹脂等の水酸基を有するバインダ利用する場合は、基板ガラス１６と塗膜３０（溶媒除去後のペースト）との密着性を十分に確保できる。
従って、この成形型３２による型押しの際に、塗膜３０が剥離することがなく、適正に形状付き拡散層２０の凹凸面に応じた所定の形状に成形できる。
【００９６】
この製造方法は、バルクガラスを直接成形するのではなく、より柔らかい塗膜３０をプレス成形することで、プレスの温度や圧力を低く抑え、プレス条件をマイルド（穏やか）にすることができる。そのため、高価なプレス金型の損耗を殆ど無くして長寿命とすることができ、低コストで、ガラス製構造体を作製することが可能となる。
しかも、この製造方法によれば、柔らかい塗膜３０を、比較的低温かつ低圧力でプレス成形できる。そのため、非常に微細な成形を行なうことができ、微細な凹凸を有する総ガラス製の光学部材を、高精度に製造することができる。
【００９７】
また、塗膜３０の成形性や、塗膜３０と成形型３２との離型性（剥離性）を、ペーストに含有させるバインダで制御することができる。すなわち、成形性や離型性が、ガラスフリットの材料特性には依存しないので、ガラスフリットの材料選択範囲が広い。
【００９８】
成形型３２の形成材料には、特に限定はなく、所望の寸法精度を付与することができ、塗膜３０のプレスによる変形が少なく必要な精度を維持することができ、かつ、プレス時の温度により軟化や変質をしない材料であれば、各種のものが利用可能である。
例えば、金属、セラミックス等が使用できる。具体的には、金属型の材質としてはニッケルや焼き入れ鋼、その他、セラミック焼成品のプレス成形型に使用される各種のものが例示される。また、セラミック型の材質としては、窒化珪素、アルミナ、ジルコニア等がある。
【００９９】
ここで、図３に示す例では、成形型３２として、連続的に成形を行なうことができるロール型を例示している。
平面型の成形型の場合、２次元の型加工が容易であるが、その反面、面全体に荷重をかける必要があり、プレス面積に応じてより多くの荷重を必要とし、且つロール型に比べ離型がし難い。
他方、ロール型の場合は、複雑な２次元加工が難しい反面、成形型の荷重が線状に集中してかかるため、少ない荷重で良好に形状転写でき、かつ、離型も容易である。
従って、成形型３２は、図示例のように、直線型の三角柱を配列してなるような形状については、ロール型の成形型が、好適に利用可能である。
【０１００】
なお、本発明の製造方法においては、後述する第２の温度での脱バインダ工程において成形した塗膜３０からバインダが抜け、さらに、第３の温度での焼成工程において、塗膜３０内に存在する空隙、および、脱バインダによって生じた空隙を埋めるようにガラスフリットが融着する。
そのため、成形型３２で成形した塗膜３０全体では、体積収縮が避けられない。従って、塗膜３０をプレス成形する成形型３２は、その収縮を織り込んで、金型の形状を設計することが必要である。
【０１０１】
成形型３２によるプレス圧力は、ペーストの材料によっても異なるが、１０〜８０ＭＰａであるのが好ましい。
プレス圧力を１０ＭＰａ以上とすることにより、成形型３２の形状を確実にペースト層に転写することができ、すなわち、十分な成形型形状の転写性を得ることができる。また、プレス圧力を８０ＭＰａ以下とすることにより、圧力が高すぎることに起因する基板ガラス１６や成形型３２の破損を好適に防止できる。上記の点を考慮すると、成形型３２によるプレス圧力は、より好ましくは、３０〜５０ＭＰａである。
【０１０２】
なお、ロール型の成形型３２による塗膜３０のプレス速度にも特に限定は無い。
しかしながら、早すぎると十分な成形が困難となり、遅すぎると生産性の低下につながるので、毎分２〜５０ｃｍが好ましい。
【０１０３】
このようにして、成形型３２によって塗膜３０をプレスして成形したら、次いで、塗膜３０（ペースト）を第１の温度よりも高温の第２の温度にして、塗膜３０からバインダを除去する脱バインダ工程を行なう。
第２の温度すなわち脱バインダ温度は、バインダの種類に応じて、適宜設定すればよいが、３００〜５００℃であるのが好ましい。また、脱バインダ時間（塗膜３０を第２の温度に保つ時間）は、バインダの種類やペースト中のバインダの量によっても異なるが、５〜６０分が好ましい。
なお、第２の温度による脱バインダは、バインダの酸化分解を進めるため、大気雰囲気中で行なうのが好ましい。
【０１０４】
このようにして、脱バインダを行なったら、次いで、第２の温度よりも高温で、かつ、基板ガラス１６の軟化点よりも低温の第３の温度で焼成を行う。
この第３の温度による焼成で、ガラスフリットを融着して、形状付き拡散層２０を完成させ、さらに、基板ガラス１６と形状付き拡散層２０とを融着して、基板ガラス１６と形状付き拡散層２０とが一体化された光学部材１４を完成する。
【０１０５】
前述のように、焼成は、形状付き拡散層２０（形状付き拡散層２０となるガラス（ガラスフリット））のＴｓよりも、若干（５〜８０℃）、低い温度に設定するのが好ましい。また、本発明において、形状付き拡散層２０のＴｓは、典型的には、５５０〜６７０℃である。従って、第３の温度すなわち焼成温度は、前述のように、５００〜６５０℃とするのが好ましい。
【０１０６】
ここで、形状付き拡散層２０の光拡散機能を、形状付き拡散層２０内に分散される気泡で発現する場合には、大気圧下で第３の温度での焼成を行うのが好ましい。
周知のように、ガラスフリットは、通常、数μｍ程度の微細な粉末であるので、脱バインダした状態では、不可避的にガラスフリット間に空隙が存在する。焼成を大気圧下で行うことにより、この空隙を閉じ込めたまま、ガラスフリットを融着することができ、形状付き拡散層２０内に、気泡を分散することができる。
あるいは、第３の温度による焼成を減圧下で行い、かつ、減圧度を調整することにより、形状付き拡散層２０中に分散される気泡数をコントロールして、光拡散特性をコントロールしてもよい。
【０１０７】
この製造方法においては、バインダが分解する第２の温度まで塗膜３０を加熱して、一定時間保持して脱バインダ処理を行い、その後、さらに、ガラスフリットの融着が起こる第３の温度まで加熱して前述のように一定時間保持して焼成を行い、ガラスフリットの融着を行うことが好ましい。なお、焼成における一定温度での保持時間は、塗膜３０の厚さ、形状付き拡散層２０の材料や形状等に応じて、適宜、設定すればよいが、通常、３０〜６０分である。
しかしながら、本発明はこれに限定はされず、例えばバインダが分解し易い物である場合などは、第１の温度による塗膜３０の成形終了後、第１の温度から、第３の温度まで、漸次（あるいは段階的に）、塗膜３０の温度を上昇していき、ガラスフリットの融着が起こる第３の温度まで加熱する途中で、脱バインダを終了させる方法も、好適に利用可能である。すなわち、この際には、第２の温度は一定温度ではなく、第１の温度超で、第３の温度未満の昇温中の温度が、第２の温度となる。
【０１０８】
図１に示す照明装置１０は、本発明の照明装置を、直下型バックライトに利用した例であるが、本発明は、これに限定はされず、前述の図１１（Ｂ）に示す例のような、エッジライト型のバックライトや一般照明にも、好適に利用可能である。
図５に、その一例を示す。
【０１０９】
図５（Ａ）に示すのは、導光板を用いるエッジライト型の照明装置である。この照明装置４０は、導光板４２と、光源４６と、先と同様の形状付き拡散層２０とを有して構成される。
導光板４２は、矩形の略平板状の高透過ガラス製で、対向する端面に対面して、ＣＣＦＬやＬＥＤアレイ等の線状の光源４６が配置されている。また、導光板４２の厚さは、裏面側（光照射面＝形状付き拡散層２０と逆面側）において、光源４６が対向して配置される方向で、端部が最も厚く、中央が最も薄くなるように、漸次、厚さが変化している。
【０１１０】
形状付き拡散層２０は、図１および図２に示す光学部材１４の形状付き拡散層２０と同じものである。
この照明装置４０は、形状付き拡散層２０を有する以外には、公知のエッジライト型の照明装置であり、光源４６から照射された光は、導光板４２の端面から入射して、伝搬され、照射面から照射される。導光板４２から照射された光は、形状付き拡散層２０によって拡散され、かつ、照射方向を制御され、正面に向けて照射される。
【０１１１】
ここで、図示例の照明装置４０においては、前述のフリットペーストを利用する形成方法によって、導光板４２の表面に形状付き拡散層２０を直接形成している。
すなわち、本発明のガラス製光学部材および照明装置は、ガラス製の導光板を用いる場合には、導光板４２を基板ガラスとして、導光板４２に形状付き拡散層２０を直接接触して接合して一体化してなるものであってもよい。
【０１１２】
図５（Ｂ）に、本発明にかかるエッジライト型の照明装置の別の例を示す。
図５（Ｂ）に示す照明装置５０は、導光板を用いずに空気中で光を伝搬する、いわば空気導光を利用する装置で、筐体５２と、光源４６と、先と同様の光学部材１４とを有して構成される。
【０１１３】
筐体５２は、一面が開放する矩形の筐体であり、内面は光拡散層や光反射層が形成されている。また、筐体５２の端面（側面）には、長尺な光入射部が形成され、この光入射部に対面して、ＣＣＦＬやＬＥＤアレイ等の線状の光源４６が配置されている。
さらに筐体５２の底面（開放面と逆面）には、光反射板５２ａが配置される。光反射板５２ａは、光源４６が対向して配置される方向において、端部が最も薄く、中央の厚さが最も厚くなるように、漸次、厚さが変化している。これにより、筐体の端面から入射した光を、より多く開放面すなわち光照射面に導光する。
【０１１４】
光学部材１４は、基板ガラス１６の表面に、形状付き拡散層２０を直接接合して一体化してなる、先と同様のものである。
図示例の照明装置５０において、光学部材１４は、筐体５２の開放面を閉塞するように配置される。従って、光源４６から照射された光は、筐体５２内で反射されて開放面から
形状付き拡散層２０に入射する。形状付き拡散層２０に入射した光は、拡散され、かつ、照射方向を制御され、正面に向けて照射される。
【０１１５】
以上、本発明のガラス製光学部材および照明装置について詳細に説明したが、本発明は上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのはもちろんである。
【実施例】
【０１１６】
以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明について、より詳細に説明する。
【０１１７】
［実施例１］
＜発明例１＞
図１に示すような直下型の照明装置の光源部１２を用意した。
この光源部１２は、最大面が６０×６０ｍｍで最大面の１面が開放する矩形の筐体１２ａと、光源１２ｂとしての２本のＣＣＦＬ管とを有する。筐体１２の内面は、光反射板とした。
この光源部１２においては、光源１２ｂであるＣＣＦＬ管を、図６（（Ａ）は正面図、（Ｂは）側面図（図１と同方向））に概念的に示すように、互いの中心の間隔ｘを２９ｍｍとして、２本のＣＣＦＬ管の中間と筐体１２ａの中心とが一致するように、筐体１２ａ内に配置した。
【０１１８】
一方で、ガラスフリット（酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ2を５９．８％、ＺｎＯを１０．３％、Ｂ2Ｏ3を１０．１％、Ｋ2Ｏを５．５％、Ｎａ2Ｏを４．９％、Ａｌ2Ｏ3を４．３％、Ｌｉ2Ｏを４．３％、ＢａＯを０．８％含有するガラス、平均粒径２．６μｍ、軟化点６３９℃、屈折率１．５４）を用意した。
さらに、バインダ（ブチラール樹脂：株式会社クラレ製 MowitalB30HH）２０重量部を、溶剤（ブチルカルブトールアセテート）８０重量部に溶解し、ビヒクルを調製した。
このビヒクル１００重量部と、ガラス粉末１００重量部とを、混合器に投入し、十分に混合して、各ガラス粉末のガラス（フリット）ペーストを調製した。
【０１１９】
さらに、基板ガラス１６として、６０ｍｍ角（厚さ３ｍｍ）、屈折率１．５１のソーダライムガラスを用意した。
この基板ガラス１６に、マスク厚２００μｍのメタルマスクを用い、スクリーン印刷によってガラスペーストを塗布した。
次いで、ガラスペーストを塗布した基板ガラス１６を、乾燥機に入れ、１８０℃で４０分乾燥して、厚さが１２０μｍの塗膜３０が形成された基板ガラス１６を得た。
【０１２０】
この塗膜３０が形成された基板ガラス１６を、定盤を２００℃（第１の温度）に加熱したプレス機にセットした。
次いで、塗膜３０に、２００℃に加熱した、形成する形状付き拡散層２０に対応する三角柱状の凹凸が形成されたロール状の成形型３２を乗せ、基板ガラス１６にかかる圧力が４５ＭＰａになるようにして、毎分３．３ｃｍの速度で成形型３２を移動して、塗膜３０をプレス成形した。
なお、成形型３２は、ニッケル製で、成形型３２（円筒）の周方向に延在する三角柱状の溝が、成形型３２の中心線方向に連続的に形成されてなるものを用いた。
その後、成形型３２を離型し、成形型３２の形状（すなわち形状付き拡散層２０）が型押しされた塗膜３０を得た。なお、成形型３２の形状、すなわち、形成する形状付き拡散層２０の形状は、後に示す。
【０１２１】
成形型３２の形状を型押しされた塗膜３０が形成された基板ガラス１６を、焼成炉に入れ、大気雰囲気中で５℃／分の昇温速度で４５０℃（第２の温度）まで昇温し、４５０℃で９０分間保持して、脱バインダを行った。
脱バインダ後、大気圧雰囲気中で、５℃／分の昇温速度で５８０℃（第３の温度）まで昇温し、５８０℃で３０分保持して焼成を行い、ガラスフリットを融着して、基板ガラス１６と形状付き拡散層２０とを直接接触して一体化してなる光学部材１４を作製した。
なお、全く同様にして２枚の光学部材１４を作製し、その内の１枚を割断し、断面をＳＥＭによって確認したところ、形状付き拡散層２０内には、全域に満遍なく、微細な気泡が形成されていた。
【０１２２】
形状付き拡散層２０（成形型３２）の形状は、図７に概念的に示すような形状とした。
すなわち、Ｉで示す、三角柱を形成しない幅５ｍｍの平坦部の両側を２．４ｍｍずつの５区間（II〜VI）に分割し、平坦部から離間するにしたがって、各区間の三角柱の頂角ｐすなわち三角柱の形成ピッチを小さくした。なお、三角柱の頂角ｐは、IIで示す領域が１５０°、IIIで示す領域が１３０°、IVで示す領域が１１０°、Ｖで示す領域が９０°、VIで示す領域が８０°とした。
形状付き拡散層２０は、このＩ〜VIの区間が繰り返し形成されるものであり、かつ、図７に示すように、Ｉで示す平坦部の中心と、光源部１２の光源１２ｂの位置が一致するようにした。
また、形成した形状付き拡散層２０は、三角柱の高さｈが４６μｍ、形状付き拡散層２０全体の厚さｔが６７μｍであった（共に平均）。
【０１２３】
このようにして作製した光学部材１４を、開放面を閉塞するようにして光源部１２に装着して、図１に示すような直下型の照明装置１０を作製した。
なお、光学部材１４は、図７に示すように、形状付き拡散板２０の平坦部（領域Ｉ）の中心と、光源１２ｂの中心とが一致するように、光源部１２に装着した。
【０１２４】
＜比較例１＞
塗膜３０を成形する成形型として、周面に凹凸が形成されていない通常の円筒状の物を用いた以外は、発明例１と全く同様にして、凹凸形状を有さない拡散層と基板ガラス１６とを直接接触して一体化してなる光学部材を作製した。
なお、発明例１と同様に確認したところ、凹凸形状を有さない拡散層内には、発明例１の形状付き拡散層２０と同様に、全域に満遍なく、微細な気泡が形成されていた。また、拡散層の厚さは、発明例１の形状付き拡散層２０と同等の６５μｍであった（平均）。
得られた光学部材と、発明例１と同じ光源部１２とを用いて、発明例１と同様にして照明装置を作製した。
【０１２５】
＜評価＞
発明例１および比較例１で作製した照明装置について、ＥｙｅＳｃａｌｅ４（アイ・システム社製）を用いて、正面からの視野６０ｍｍ各内の二次元輝度分布を測定した。また、参考例として、光学部材を装着しない光源部１２についても、同様に、二次元輝度分布を測定した。
結果を図８に示す。なお、図８において、実線は発明例１の照明装置、一点鎖線は比較例１の照明装置、破線は光学部材を装着しない光源部１２（参考例）である。
また、発明例１および比較例１の照明装置について、平均輝度（ｃｄ／ｍ2）、輝度の標準偏差を算出した。さらに、輝度バラツキの指標として、標準偏差を平均輝度で除した値を算出した。結果を、下記表１に示す。
【０１２６】
【表１】
【０１２７】
［実施例２］
ＬｉｇｈｔＴｏｏｌ（サイバネットシステム社製）を用いて、エッジライト型の照明装置についてシミュレーションを行った。
＜発明例２＞
図９に概念的に示すようなエッジライト型の照明装置を想定した。なお、図９において、（Ａ）は正面図で、（Ｂ）は側面図である。
光学素子１４は、図１および図２に示される物と同様、基板ガラス１６と形状付き拡散層２０とが直接接触して一体化された構成を有するものとした。
基板ガラス１６は、厚さ０．７ｍｍ、屈折率は１．５２とした。また、形状付き拡散層２０は、発明例１と同組成のガラスを想定し、屈折率１．５４のガラス層とした。
形状付き拡散層２０は、図９に示すように、全体の厚さｔが１００μｍで、高さおよび底辺が共に５０μｍの三角形の底面を有する三角柱を、頂角の延在方向と直交する方向に配列してなる形状とした。拡散成分として、粒径２．５μｍ、屈折率１．００の気泡を想定した粒子が、体積充填率で４０％混入している設定で計算した
導光板５６は厚さ０．６ｍｍのアクリル（屈折率１．４９）製の平板とした。また、光源５６は、導光板５６の端面（光入射面）に対応して１個のＬＥＤ光源を、三角柱の延在方向の中心に配置した。
【０１２８】
＜比較例２＞
形状付き拡散層２０に替えて、表面に形状が無い以外は、発明例２と全く同様のエッジライト型の照明装置を想定した。
【０１２９】
＜評価＞
発明例２および比較例２のバックライト型の照明装置について、光線追跡シミュレーションを行い、正面からの視野６０ｍｍ角の二次元輝度分布を計算した。また、参考例として、光学部材１４を有さない照明装置についても、同様に、二次元輝度分を計算した。
結果を図１０に示す。なお、図１０において、実線は発明例２の照明装置、一点鎖線は比較例２の照明装置、破線は光学部材を装着しない照明装置（参考例）である。
また、各照明装置について、平均輝度（ｃｄ／ｍ2）、輝度の標準偏差を算出した。さらに、輝度バラツキの指標として、標準偏差を平均輝度で除した値を算出した。結果を、下記表に示す。
【０１３０】
【表２】
【０１３１】
図８および表１、ならびに、図１０および表２に示されるように、発明例および比較例共に、好適に光を拡散して、均一輝度の光を照射している。しかしながら、比較例の照明装置に比して、発明例の照明装置の方が、平均輝度が高い。
すなわち、拡散層が平面状の比較例では、拡散層に入射した光が、そのまま拡散されて照射されている。これに対し、本発明の形状付き拡散層２０（ガラス製光学部材）を利用する本発明の照明装置では、形状付き拡散層２０によって光の照射方向が制御（調整）されて、正面に向けて光が照射されたため、比較例よりも平均輝度が高くなったものと考えられる。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１３２】
本発明は、液晶表示装置を初めとする各種の表示装置のバックライトや、鉄道車両照明やバスの照明などの各種の一般照明に、好適に利用可能である。
【符号の説明】
【０１３３】
１０，４０，５０，１００，１２０ 照明装置
１２ 光源部
１２ａ，５２，１０４ 筐体
１２ｂ、４６，５８，１０２，１２６ 光源
１４ （ガラス製）光学部材
１６ 基板ガラス
２０ 形状付き拡散層
３０ 塗膜
３２ 成形型
３４ 支持部材
４２，５６ 導光板
１０６ 光拡散板
１１０ 液晶パネル
１１２ 反射板
１１４ 拡散フィルム
１１５ プリズムシート
１１８ 輝度向上フィルム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板ガラスの上に、前記基板ガラスとは組成が異なるガラスからなる光学機能層が形成されており、
前記光学機能層は、前記基板ガラスと接触し、かつ、光の照射方向を制御する機能と光を拡散する機能とを有し、さらに、前記光学機能層を構成するガラスが、酸化物基準のモル％表示で、
ＳｉＯ2を４０〜６４％、
Ｂ2Ｏ3を５〜３５％、
ＺｎＯを２〜３０％、
Ａｌ2Ｏ3を１〜１０％、
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏの少なくとも一種を、合計で１０〜２２％、
ＢａＯおよびＳｒＯの少なくとも一種を合計で０〜１０％、
を含有するガラスであることを特徴とするガラス製光学部材。
【請求項２】
前記光学機能層を構成するガラスが、他成分由来の不純物として含有する場合を除き、ビスマス化合物、鉛化合物、および、リン化合物を実質的に含有しない請求項１に記載のガラス製光学部材。
【請求項３】
前記光学機能層が、光の照射方向を制御する機能を、三角柱を頂角の延在方向と直交する方向に配列してなる形状、球面状、非球面状、リニアフレネルレンズ状、サーキュラーフレネルレンズ状、および、レンチキュラーレンズ状のいずれかの形状を有することで発現する請求項１または２に記載のガラス製光学部材。
【請求項４】
前記光学機能層の光拡散機能が、光学機能層を形成するガラスと異なる屈折率の材料、および、気泡の少なくとも一方を含有することによって発現する請求項１〜３のいずれかに記載のガラス製光学部材。
【請求項５】
前記光学機能層の厚さが３００μｍ以下である請求項１〜４のいずれかに記載のガラス製光学部材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のガラス製光学部材が組み込まれた照明装置。
【請求項１】
基板ガラスの上に、前記基板ガラスとは組成が異なるガラスからなる光学機能層が形成されており、
前記光学機能層は、前記基板ガラスと接触し、かつ、光の照射方向を制御する機能と光を拡散する機能とを有し、さらに、前記光学機能層を構成するガラスが、酸化物基準のモル％表示で、
ＳｉＯ2を４０〜６４％、
Ｂ2Ｏ3を５〜３５％、
ＺｎＯを２〜３０％、
Ａｌ2Ｏ3を１〜１０％、
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、およびＫ2Ｏの少なくとも一種を、合計で１０〜２２％、
ＢａＯおよびＳｒＯの少なくとも一種を合計で０〜１０％、
を含有するガラスであることを特徴とするガラス製光学部材。
【請求項２】
前記光学機能層を構成するガラスが、他成分由来の不純物として含有する場合を除き、ビスマス化合物、鉛化合物、および、リン化合物を実質的に含有しない請求項１に記載のガラス製光学部材。
【請求項３】
前記光学機能層が、光の照射方向を制御する機能を、三角柱を頂角の延在方向と直交する方向に配列してなる形状、球面状、非球面状、リニアフレネルレンズ状、サーキュラーフレネルレンズ状、および、レンチキュラーレンズ状のいずれかの形状を有することで発現する請求項１または２に記載のガラス製光学部材。
【請求項４】
前記光学機能層の光拡散機能が、光学機能層を形成するガラスと異なる屈折率の材料、および、気泡の少なくとも一方を含有することによって発現する請求項１〜３のいずれかに記載のガラス製光学部材。
【請求項５】
前記光学機能層の厚さが３００μｍ以下である請求項１〜４のいずれかに記載のガラス製光学部材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のガラス製光学部材が組み込まれた照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−８８７２１（Ｐ２０１３−８８７２１Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３０９７４（Ｐ２０１１−２３０９７４）
【出願日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
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