JP2014208586A - ガラス板 - Google Patents

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智基 柳瀬
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Abstract

【課題】有機発光層から発生した光を効率良く外部に取り出せると共に、高いガスバリア性を有する基板材料を創案し、有機ＥＬ照明等の光の取り出し効率および信頼性を高めるガラス板材を提供する。
【解決手段】板厚が２ｍｍ以下であり、少なくとも一方の表面が研磨面であり、且つ屈折率ｎｄが１．５５以上であり、厚み０．７ｍ、４００ｎｍにおける透過率が７５％以上であり、ガラス組成として質量％で、ＳｉＯ２０が０〜５５％、Ａｌ２Ｏ３が０〜１０％、Ｂ２Ｏ３が０〜２０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯの合計で０〜２５％、ＢａＯ＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３＋ＺｎＯ＋ＺｒＯ２の合計で１０〜６０％、Ｆｅ２Ｏ３が０〜０．０５％、ＳｎＯ２＋Ｃｌ＋ＳＯ３の含有量が０．００１〜１％含有するガラス板。
【選択図】なし

Description

本発明は、照明デバイス、有機ＥＬデバイス等に好適なガラス板に関し、特に有機ＥＬ照明に好適なガラス板に関する。なお、このガラス板には、薄肉でフィルム状の形態をなすガラスフィルム、具体的には厚み１５０μｍ以下のガラスフィルムも含まれる。
例えば、自発光型のＥＬ素子は、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）現象を利用しているので、発熱がほとんどなく、また軽量、薄型であり、更には駆動電圧が低く、省電力である等の種々の利点を有している。
従来、これらの利点を活かし、有機ＥＬディスプレイに関する研究開発が盛んに行われてきたが、近年では照明用途の研究開発も活発化している。
有機ＥＬ照明は、約０．５〜０．７ｍｍ厚の基板の上に、ＩＴＯ、ＩＺＯ等の透明電極、有機発光層、光反射用の金属膜からなる背面電極が順次積層された構成を有している。
有機ＥＬ照明の効率を高めるためには、有機発光層から発生する光を効率良く外部に取り出すことが重要である。しかし、有機発光層から発生した光は、基板−透明電極界面で反射して有機発光層内に戻り易い。このため、外部へ取り出すことができる光は、せいぜい１５〜２０％であることが知られている。
また、有機発光層は、水分等により著しく特性が低下することが知られている。このため、この用途の基板は、水分等がデバイス内に透過しないように、高いガスバリア性を有することが要求される。
また、有機ＥＬ照明は、平面部分以外に、湾曲した部分に設置することが検討されており、湾曲した部分に設置するために、可撓性（フレキシビリティー性）を有することも要求される。従来、基板の可撓性を高めるために、基板材料として、樹脂フィルムを用いることが検討されてきた。しかし、樹脂フィルムは、高いガスバリア性を付与することが困難であった。
本発明の課題は、有機発光層から発生した光を効率良く外部に取り出せると共に、高いガスバリア性を有する基板材料を提供し、有機ＥＬ照明等の光の取り出し効率および信頼性を高めることである。
本発明の他の課題は、高いガスバリア性を有すると共に、湾曲した部分にも設置し得る可撓性を有する基板材料を提供することである。
本発明者は、鋭意努力の結果、基板材料としてガラス板を採用し、ガスバリア性を高めると共に、ガラス板の板厚と屈折率を所定範囲に規制すれば、有機発光層から発生した光が基板−透明電極界面で反射し難くなり、有機ＥＬ照明等の光の取り出し効率が向上することを見出し、本発明として、提案するものである。すなわち、本発明のガラス板は、板厚が２ｍｍ以下であり、且つ屈折率ｎｄが１．５５以上であることを特徴とする。ガラス板の板厚が２ｍｍ以下であることにより、光の透過率が高くなり、また、ガラス板の屈折率ｎｄが１．５５以上であることにより、有機発光層から発生した光が基板−透明電極界面で反射し難くなる。ここで、「屈折率ｎｄ」は、市販の屈折率測定器（例えば、カルニュー社製の屈折率測定器ＫＰＲ−２００）により測定することができる。測定試料として、例えばダイシングにより、ガラス板を２５ｍｍ角に切り出し、次にこのガラス板間に屈折率ｎｄが整合する浸液を浸透させた状態で、ガラス板を積層し、２５ｍｍ×２５ｍｍ×約３ｍｍ厚の直方体としたものを用いることができる。また、ガラス板が薄肉であり、ガラスフィルムの形態をなす場合は、測定試料として、例えば、レーザースクライバーを用いて２５ｍｍ角のガラスフィルムを複数枚切り出し、次にこのガラスフィルム間に屈折率ｎｄが整合する浸液を浸透させた状態で、ガラスフィルムを積層し、２５ｍｍ×２５ｍｍ×約３ｍｍ厚の直方体としたものを用いることができる。
本発明のガラス板は、屈折率ｎｄが１．６０以上であり、且つ厚み０．７ｍｍ、４００ｎｍにおける透過率が７５％以上であることが好ましい。なお、透過率の測定に際し、段落［００６５］に記載の方法等により、厚み０．７ｍｍのガラス板を別途作製して、測定試料とすることができる。
本発明のガラス板は、板厚が１５０μｍ以下のガラスフィルムの形態であることが好ましい。これにより、ガラス板は可撓性に優れたものとなる。
本発明のガラス板は、ガラス組成として、ＢａＯ＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３＋ＺｎＯ＋ＺｒＯ２（ＢａＯ、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、ＺｎＯ、及びＺｒＯ２の合量）を１０〜６０質量％含有することを特徴とする。また、本発明のガラス板は、ガラス組成として、ＢａＯ＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋ＺｒＯ２（ＢａＯ、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｔａ２Ｏ５、及びＺｒＯ２の合量）を１０〜７０質量％含有することが好ましい。このようにすれば、耐失透性の低下を抑制しながら、屈折率ｎｄを高めることができる。
本発明のガラス板は、ガラス組成として、ＴｉＯ２を０〜１０質量％（但し、１０質量％は含まない）含有することが好ましい。ＴｉＯ２は３１０ｎｍ付近に吸収がある。このため、ＴｉＯ２含有量が１０質量％以上であると、４００ｎｍにおける透過率が低下するため、光取り出し効率が低下し易くなる。
また、本発明のガラス板は、ガラス組成として、Ｆｅ２Ｏ３を０〜０．１質量％（但し、０．１質量％は含まない）含有していてもよい。Ｆｅ２Ｏ３は２３０ｎｍ付近に吸収がある。このため、Ｆｅ２Ｏ３の含有量が０．１質量％以上であると、４００ｎｍにおける透過率が低下するため、光取り出し効率が低下し易くなる。なお、本発明において、ガラス組成中の酸化鉄の含有量は、Ｆｅ２Ｏ３に換算して表記するものとする。
本発明のガラス板は、少なくとも一方の表面（表面と裏面とが区別される場合は、表面及び裏面のうち少なくとも一方の面）が未研磨面であり、且つ未研磨面の表面粗さＲａが１ｎｍ未満であることが好ましい。少なくとも一方の表面を未研磨面にすれば、ガラス板が破壊し難くなる。また、未研磨面の表面粗さＲａを１ｎｍ未満にすれば、未研磨面に形成されるＩＴＯの品位が向上するため、面内の電界の分布を均一に保ち易くなり、結果として、面内に輝度ムラが発生し難くなる。なお、樹脂板は、表面平滑性に劣り、ＩＴＯの品位を高めることが困難である。ここで、「表面粗さＲａ」は、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１で定義された算術平均粗さである。
上記構成において、他方の表面の表面粗さＲａは１ｎｍ以上であってもよい。特に、他方の表面は粗面化処理が施されることにより、その表面粗さが１ｎｍ以上に調整されたものであってもよい。有機発光層から発生した光は、ガラス板と空気の屈折率差に起因して、ガラス板−空気界面で反射し、有機発光層や透明電極内に閉じ込められ易い。その結果、光の取り出し効率が低下し易くなる。粗面化処理等により空気に接する側の表面の表面粗さＲａを１ｎｍ以上に調整することにより、そのような事態を防止して、光の取り出し効率を高め易くなる。また、本発明のガラス板は、少なくとも一方のガラス板の表面に、表面の表面粗さＲａが１ｎｍ以上であり、且つ屈折率が整合したガラスフィルム（フィルム厚１５０μｍ以下）又は樹脂フィルムを貼り付けてもよいし、少なくとも一方のガラス板の表面に、表面の表面粗さＲａが１ｎｍ以上であり、且つ屈折率が整合した膜を成膜してもよい。このようにすれば、光の取り出し効率を高め易くなる。
本発明のガラス板は、液相粘度が１０３．５ｄＰａ・ｓ以上であることが好ましい。ここで、「液相粘度」は、液相温度におけるガラスの粘度を白金球引き上げ法で測定した値を指す。また、「液相温度」は、標準篩３０メッシュ（５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れた後、温度勾配炉中に２４時間保持して、結晶が析出する温度を測定した値を指す。なお、液相粘度が高く、液相温度が低い程、耐失透性や成形性に優れている。従来、高屈折率のガラス板は、液相粘度が低く、板状に成形し難かった。しかし、ガラス板のガラス組成を適正に調整して、液相粘度を１０３．５ｄＰａ・ｓ以上に規制すれば、板状に成形し易くなる。
本発明のガラス板は、照明デバイスや有機ＥＬデバイスの基板、その他の構成要素として好適である。
また、本発明のガラス板は、照明デバイスや有機ＥＬデバイスの封止（封止基板）に好適である。
本発明によれば、有機発光層から発生した光を効率良く外部に取り出せると共に、高いガスバリア性を有する基板材料を提供することができ、これにより、有機ＥＬ照明等の光の取り出し効率および信頼性を高めることができる。
また、ガラス板を薄肉のガラスフィルムの形態にすることにより、高いガスバリア性を有すると共に、湾曲した部分にも設置し得る可撓性を有する基板材料を提供することができる。
本発明のガラス板において、屈折率ｎｄは１．５５以上であり、１．５８以上、１．６０以上、１．６２以上、１.６５以上、１．６８以上、１．７０以上、１．７２以上、特に１．７５以上であることが好ましい。屈折率ｎｄが１．５５未満になると、ＩＴＯ−ガラス板界面における反射によって、有機発光層もしくはＩＴＯに光が閉じ込められる確率が高まり、結果として、光取り出し効率が低下する。一方、屈折率ｎｄが２．３以上になると、空気−ガラス板界面における反射によって、光の取り出し効率が低下し易くなる。よって、屈折率ｎｄは２．３以下、２．２以下、２．１以下、特に２．０以下が好ましい。なお、屈折率ｎｄは、ガラス組成を調整することによって高めることができる。
本発明のガラス板において、板厚は２ｍｍ以下、１．５ｍｍ以下、１ｍｍ以下、０．７ｍｍ以下、特に０．５ｍｍ以下であることが好ましい。また、ガラス板に可撓性を付与したい場合は、ガラス板を薄肉のガラスフィルムの形態にすることが好ましく、この場合のガラス板の板厚は２００μｍ以下、特に１５０μｍ以下が好ましい。さらに、ガラス板の板厚は、１００μｍ以下、８０μｍ以下、特に５０μｍ以下がより好ましく、３０μｍ以下、２０μｍ以下、とりわけ１０μｍ以下が最も好ましい。板厚が小さい程、デバイスを軽量化し易くなると共に、ガラス板の可撓性を高めることができるが、板厚を極端に小さくし過ぎると、ガラス板が破損し易くなるので、ガラス板の板厚は、１μｍ以上、３μｍ以上、特に５μｍ以上であることが好ましい。ガラスフィルムの形態において、ガラス板が取り得る最小曲率半径は２００ｍｍ以下、１５０ｍｍ以下、１００ｍｍ以下、５０ｍｍ以下、特に３０ｍｍ以下が好ましい。なお、取り得る最小曲率半径が小さい程、可撓性に優れるため、有機ＥＬ照明等の設置の自由度が高まる。
本発明のガラス板において、厚み０．７ｍｍ、４００ｎｍにおける透過率は７５％以上、７８％以上、８０％以上、８５％以上、特に９０％以上であることが好ましい。４００ｎｍにおける透過率が低くなると、有機発光層で発生した光がガラス板に吸収されて、光取り出し効率が低下し易くなる。また、本発明のガラス板は、可視全域に亘り透過率が高いことが望ましい。４００ｎｍにおける透過率を上記範囲に規制すれば、可視全域における透過率も高めることができる。なお、ガラス組成、特にＦｅ２Ｏ３、ＴｉＯ２の含有量を調整すれば、４００ｎｍにおける透過率を高めることができる。
本発明のガラス板は、ガラス組成として、ＢａＯ＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋ＺｒＯ２を１０〜７０質量％、１０〜６０質量％、３０〜７０質量％含有することが好ましい。ＢａＯ＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋ＺｒＯ２の含有量が多くなると、ガラス組成のバランスが損なわれて、ガラスが失透し易くなる。よって、ＢａＯ＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋ＺｒＯ２の含有量の上限は６５質量％以下、特に６０質量％以下、５８質量％以下が好ましい。一方、ＢａＯ＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋ＺｒＯ２の含有量が少なくなると、耐失透性の低下を抑制した状態で、屈折率ｎｄを高め難くなる。よって、ＢａＯ＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋ＺｒＯ２の含有量の下限は２０質量％以上、３０質量％以上、３５質量％以上、４０質量％以上、４５質量％以上、特に５０質量％以上が好ましい。なお、ＢａＯ、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２の内、二種以上、好ましくは三種以上、より好ましくは四種以上を混合して添加すると、上記効果を更に享受し易くなる。
さらに、ＢａＯ＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３＋ＺｎＯ＋ＺｒＯ２は、耐失透性の低下を抑制しながら、屈折率ｎｄを高める成分である。ＢａＯ＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３＋ＺｎＯ＋ＺｒＯ２の含有量が多くなると、ガラス組成のバランスが損なわれて、ガラスが失透し易くなる。よって、ＢａＯ＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３＋ＺｎＯ＋ＺｒＯ２の含有量は７０％以下、６０％以下、特に５８％以下が好ましい。一方、ＢａＯ＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３＋ＺｎＯ＋ＺｒＯ２は、耐失透性の低下を抑制しながら、屈折率ｎｄを高める成分である。よって、ＢａＯ＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３＋ＺｎＯ＋ＺｒＯ２の含有量は１０％以上、２０％以上、３０％以上、３５％以上、４０％以上、４５％以上、特に５０％以上が好ましい。なお、ＢａＯ、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＺｒＯ２の内、二種以上を混合して添加すると、上記効果を更に享受し易くなる。
本発明のガラス板は、ガラス組成として、ＴｉＯ２を０〜１０質量％（但し、１０質量％は含まない）、０〜９．５質量％、０〜８質量％、特に０〜７質量％含有することが好ましい。ＴｉＯ２含有量が少ない程、４００ｎｍにおける透過率が上昇するが、その含有量が少なくなると、屈折率ｎｄが低下し易くなる。よって、ＴｉＯ２含有量は１質量％以上、２質量％以上、特に３質量％以上が好ましい。
本発明のガラス板は、ガラス組成として、Ｆｅ２Ｏ３を０〜０．１質量％（但し、０．１質量％は含まない）、０〜０．０５質量％、０〜０．０３質量％、０〜０．０２質量％、０〜０．０１質量％、０〜０．００５質量％含有していてもよい。Ｆｅ２Ｏ３の含有量が多くなると、４００ｎｍにおける透過率が低下するため、光取り出し効率が低下し易くなる。一方、ガラス組成中へのＦｅ２Ｏ３の含有を完全に排除するには、高純度のガラス原料を用い、且つ原料調合設備等から原料へＦｅ２Ｏ３が混入しないような特別に設計された製造設備を使用する必要があるため、ガラス板の製造コストが高騰し、現実的ではない。よって、Ｆｅ２Ｏ３の含有量は０．００１質量％以上、特に０．００４質量％以上が好ましい。なお、市販のガラス板は、通常、ガラス組成中にＦｅ２Ｏ３を０．０５質量％以上含有している。
本発明のガラス板は、少なくとも一方の表面が未研磨面であることが好ましい。ガラスの理論強度は、本来非常に高いのであるが、理論強度よりも遥かに低い応力でも破壊に至ることが多い。その理由は、ガラスの表面にグリフィスフローと呼ばれる小さな欠陥が成形後の工程、例えば研磨工程等で生じるからである。そこで、ガラス板において、少なくとも一方の表面を未研磨面とすれば、ガラス本来の機械的強度を損ない難くなり、結果として、ガラス板が破壊し難くなる。また、ガラス板の両面を未研磨面にすれば、ガラス板が更に破壊し難くなると共に、研磨工程が省略されていることに起因して、ガラス板の製造コストを低廉化することができる。
本発明のガラス板において、未研磨面の表面粗さＲａは１ｎｍ以下、５Å以下、３Å以下、特に２Å以下が好ましい。未研磨面の表面粗さＲａが１ｎｍ以上であると、未研磨面に形成されるＩＴＯの品位が低下し、面内に輝度ムラが発生し易くなる。
本発明のガラス板は、他方の表面の表面粗さＲａが１ｎｍ以上であってもよく、特に、粗面化処理が施されることにより、その表面粗さが１ｎｍ以上に調整されたものであってもよい。他方の表面の表面粗さＲａは２ｎｍ以上、３ｎｍ以上、特に５ｎｍ以上が好ましい。この粗面化された他方の表面を有機ＥＬ照明等の空気と接する側にすれば、粗面化された表面が無反射構造になるため、有機発光層で発生した光が有機発光層内に戻り難くなり、結果として、光の取り出し効率を高めることができる。粗面化処理として、ＨＦ等によるエッチング、研磨、サンドブラスト、リプレス（ナノインプリントを含む）、大気圧プラズマプロセス等が挙げられる。一方、他方の表面の表面粗さＲａが２０μｍ以上になると、他方の表面で光散乱して、逆に光の取り出し効率が低下するおそれがある。このため、他方の表面の表面粗さＲａは２０μｍ以下、１５μｍ以下、１０μｍ以下、５μｍ以下、３μｍ以下、特に２μｍ以下が好ましい。また、粗面化処理として、少なくとも一方の表面の表面粗さＲａが１ｎｍ以上であり、且つ屈折率が整合した薄肉のガラスフィルム、樹脂フィルム、或いは膜を、一方の表面を上にしてガラス板の他方の表面に貼り付け、或いは成膜して複合化してもよい。
リプレス等の熱加工により粗面化処理すれば、ガラス板の表面に、光の取り出しに最適な反射構造（凹凸形状）を正確に形成することができる。なお、凹凸形状は、ガラス板の屈折率ｎｄを考慮しながら、その間隔と深さを調整すればよい。
大気圧プラズマプロセスにより粗面化処理すれば、ガラス板の一方の表面の表面状態を維持した上で、ガラス板の他方の表面を均一に粗面化することができる。また、大気圧プラズマプロセスのソースとして、Ｆを含有するガス（例えば、ＳＦ６、ＣＦ４）を用いることが好ましい。このようにすれば、ＨＦ系ガスを含有したプラズマを発生させることができ、このプラズマによりガラス板の表面を効率良く粗面化することができる。
なお、成形時にガラス板の表面に無反射構造（例えば、一方の表面の表面粗さＲａ１ｎｍ以上）を形成する場合、粗面化処理しなくても同様の効果を享受することができる。
本発明のガラス板は、オーバーフローダウンドロー法で成形されてなることが好ましい。ここで、「オーバーフローダウンドロー法」は、フュージョン法とも称されており、耐熱性の樋状構造物の両側から溶融ガラスを溢れさせて、溢れた溶融ガラスを樋状構造物の下端で合流させながら、下方に延伸成形してガラス板を製造する方法である。このようにすれば、未研磨で表面品位が良好なガラス板を成形することができる。その理由は、オーバーフローダウンドロー法の場合、ガラス板の表面となるべき面は樋状耐火物に接触せず、自由表面の状態で成形されるからである。樋状構造物の構造や材質は、所望の寸法や表面品位を実現できるものであれば、特に限定されない。また、下方への延伸成形を行うために、ガラス板に対して力を印加する方法は、所望の寸法や表面品位を実現できるものであれば、特に限定されない。例えば、充分に大きい幅を有する耐熱性ロールをガラス板に接触させた状態で回転させて延伸する方法を採用してもよいし、複数の対になった耐熱性ロールをガラス板の端面近傍のみに接触させて延伸する方法を採用してもよい。
本発明のガラス板は、スロットダウンドロー法で成形されてなることも好ましい。スロットダウンドロー法は、オーバーフローダウンドロー法と同様にして、ガラス板の寸法精度を高めることができる。なお、スロットダウンドロー法は、スロットの形状を変更することにより、ガラス板の表面を粗面化することができる。
本発明のガラス板の成形方法として、オーバーフローダウンドロー法、スロットダウンドロー法以外にも、種々の方法を採用することができる。例えば、フロート法、ロールアウト法、リドロー法等を採用することができる。
本発明のガラス板において、液相温度は１１５０℃以下、１１１０℃以下、１０９０℃以下、１０７０℃以下、１０５０℃以下、１０２０℃以下、１０００℃以下、９８０℃以下、特に９６０℃以下が好ましい。また、液相粘度は１０３．５ｄＰａ・ｓ以上、１０３．８ｄＰａ・ｓ以上、１０４．０ｄＰａ・ｓ以上、１０４．３ｄＰａ・ｓ以上、１０４．５ｄＰａ・ｓ以上、１０４．８ｄＰａ・ｓ以上、１０５．０ｄＰａ・ｓ以上、１０５．６ｄＰａ・ｓ以上、１０５．８ｄＰａ・ｓ以上、特に１０６．０ｄＰａｓ以上が好ましい。このようにすれば、成形時にガラスが失透し難くなるため、オーバーフローダウンドロー法で板状に成形し易くなり、結果として、ガラス板の表面品位を高めることができる。
本発明のガラス板において、密度は５ｇ／ｃｍ３以下、４．８ｇ／ｃｍ３以下、４．５ｇ／ｃｍ３以下、４．３ｇ／ｃｍ３以下、３．７ｇ／ｃｍ３以下、３．６ｇ／ｃｍ３以下、３．４ｇ／ｃｍ３以下、３．３ｇ／ｃｍ３以下、特に３．０ｇ／ｃｍ３以下が好ましい。密度が小さい程、デバイスを軽量化し易くなる。ここで、「密度」は、周知のアルキメデス法で測定した値を指す。
本発明のガラス板において、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は１３５０℃以下、１３００℃以下、１２７０℃以下、特に１２５０℃以下が好ましい。１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が低い程、低温で溶融し易くなり、ガラス板の製造コストを低廉化し易くなる。ここで、「１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度」は、白金球引き上げ法で測定した値を指す。
本発明のガラス板において、熱膨張係数は５０×１０−７／℃〜１２０×１０−７／℃、６０×１０−７／℃〜１２０×１０−７／℃、７０×１０−７／℃〜１１０×１０−７／℃、７０×１０−７／℃〜１００×１０−７／℃、特に７０×１０−７／℃〜９５×１０−７／℃が好ましい。このようにすれば、ガラス板の熱膨張係数がガラス板の表面上に形成される種々の金属膜の熱膨張係数に整合し易くなるため、金属膜の反り等を防止し易くなる。ここで、「熱膨張係数」は、３０〜３８０℃の温度範囲において、ディラトメーターにより測定した平均値を指す。
本発明のガラス板において、水蒸気の透過度は、温度４０℃、湿度９０％の環境下において１ｇ／(ｍ２・ｄａｙ)以下、０．１ｇ／(ｍ２・ｄａｙ)以下、０．０１ｇ／(ｍ２・ｄａｙ)以下、０．００１ｇ／(ｍ２・ｄａｙ)以下、０．０００１ｇ／(ｍ２・ｄａｙ)以下、０．００００１ｇ／(ｍ２・ｄａｙ)以下、０．０００００１ｇ／(ｍ２・ｄａｙ)以下、特に０．００００００１ｇ／(ｍ２・ｄａｙ)以下が好ましい。このようにすれば、有機発光層等の特性劣化を防止し易くなり、有機ＥＬ照明等の信頼性を高め易くなる。
本発明のガラス板において、酸素の透過度は、温度４０℃、湿度９０％の環境下において１ｃｃ／(ｍ２・ｄａｙ)以下、０．１ｃｃ／(ｍ２・ｄａｙ)以下、０．０１ｃｃ／(ｍ２・ｄａｙ)以下、０．００１ｃｃ／(ｍ２・ｄａｙ)以下、０．０００１ｃｃ／(ｍ２・ｄａｙ)以下、０．００００１ｃｃ／(ｍ２・ｄａｙ)以下、０．０００００１ｃｃ／(ｍ２・ｄａｙ)以下、特に０．００００００１ｃｃ／(ｍ２・ｄａｙ)以下が好ましい。このようにすれば、有機発光層等の特性劣化を防止し易くなり、有機ＥＬ照明等の信頼性を高め易くなる。
本発明のガラス板は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２ ０〜５５％、Ａｌ２Ｏ３ ０〜１０％、Ｂ２Ｏ３ ０〜２０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ（ＭｇＯ、ＣａＯ、及びＳｒＯの合量） ０〜２５％、ＢａＯ＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋ＺｒＯ２（或いは、ＢａＯ＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３＋ＺｎＯ＋ＺｒＯ２） １０〜７０％、Ｆｅ２Ｏ３ ０〜０．１％（但し、０．１％は含まない）を含有することが好ましい。上記のようにガラス組成範囲を限定した理由を以下に説明する。なお、以下のガラス組成範囲の説明において、％表示は質量％を意味する。
ＳｉＯ２の含有量は０〜５５％である。ＳｉＯ２の含有量が多くなると、溶融性や成形性が低下し、また屈折率ｎｄが低下し易くなる。よって、ＳｉＯ２の含有量は５０％以下、４５％以下、４２％以下、４０％以下、３８％以下、特に３５％以下が好ましい。一方、ＳｉＯ２の含有量が少なくなると、ガラス網目構造を形成し難くなるため、ガラス化が困難になり、またガラスの粘性が低下し過ぎて、液相粘度を高め難くなる。よって、ＳｉＯ２の含有量は２％以上、５％以上、７％以上、特に１０％以上が好ましい。
Ａｌ２Ｏ３の含有量は０〜１０％である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が１０％より多くなると、ガラスに失透結晶が析出し易くなり、液相粘度が低下し易くなる。また、Ａｌ２Ｏ３の含有量が少なくなると、ガラス組成のバランスが損なわれて、ガラスが失透し易くなる。よって、Ａｌ２Ｏ３の含有量は０．１〜８％、０．５〜６％、特に１〜５％が好ましい。
Ｂ２Ｏ３の含有量は０〜２０％である。Ｂ２Ｏ３の含有量が多くなると、屈折率ｎｄやヤング率が低下し易くなる。よって、Ｂ２Ｏ３の含有量は１７％以下、１５％以下、特に１１％以下が好ましい。なお、Ｂ２Ｏ３を添加すれば、耐失透性を高めることができる。よって、耐失透性が不十分の場合は、Ｂ２Ｏ３を１％以上、２％以上、３％以上、特に５％以上添加してもよい。
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯは、屈折率ｎｄを高めつつ、液相粘度を高める成分であり、その含有量は０〜２５％である。ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯの含有量が多くなると、液相粘度を高め難くなる。よって、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯの含有量は２２％以下、２０％以下、１６％以下、特に１３％以下である。一方、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯの含有量が少なくなると、屈折率ｎｄを高め難くなる。よって、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯの含有量は３％以上、５％以上、特に８％以上が好ましい。
ＭｇＯは、屈折率ｎｄ、ヤング率、歪点を高め、高温粘度を低下させる成分であるが、多量に添加すると、液相温度が上昇し、耐失透性が低下したり、密度や熱膨張係数が高くなり過ぎる。よって、ＭｇＯの含有量は１０％以下、８％以下、５％以下、３％以下、２％以下、１．５％以下、１％以下、特に０．５％以下が好ましい。
ＣａＯの含有量は０〜１５％が好ましい。ＣａＯの含有量が多くなると、屈折率ｎｄ、密度、熱膨張係数が上昇する傾向にあるが、その含有量が１５％より多くなると、ガラス組成のバランスが損なわれて、ガラスが失透し易くなる。よって、ＣａＯの含有量は１２％以下、１０％以下、９％以下、特に８．５％以下が好ましい。一方、ＣａＯの含有量が少なくなると、溶融性、ヤング率、屈折率ｎｄが低下し易くなる。よって、ＣａＯの含有量は０．５％以上、１％以上、２％以上、３％以上、特に５％以上が好ましい。
ＳｒＯの含有量は０〜１５％が好ましい。ＳｒＯの含有量が多くなると、屈折率ｎｄ、密度、熱膨張係数が上昇する傾向にあるが、その含有量が１５％より多くなると、ガラス組成のバランスが損なわれて、ガラスが失透し易くなる。よって、ＳｒＯの含有量は１２％以下、１０％以下、９％以下、特に８．５％以下が好ましい。一方、ＳｒＯの含有量が少なくなると、溶融性や屈折率ｎｄが低下し易くなる。よって、ＳｒＯの含有量は０．５％以上、１％以上、２％以上、３％以上、特に３．５％以上が好ましい。
ＢａＯ＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋ＺｒＯ２は、耐失透性の低下を抑制しながら、屈折率ｎｄを高める成分である。なお、ＢａＯ＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３Ｇｄ２Ｏ３＋ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋ＺｒＯ２の好適な含有範囲等は上記の通りである。
ＢａＯは、アルカリ土類金属酸化物の中ではガラスの粘性を極端に低下させることなく、屈折率ｎｄを高める効果が最も大きい成分であり、その含有量は０〜４０％が好ましい。ＢａＯの含有量が多くなると、屈折率ｎｄ、密度、熱膨張係数が上昇し易くなり、その含有量が４０％より多くなると、ガラス組成のバランスが損なわれて、ガラスが失透し易くなる。よって、ＢａＯの含有量は３５％以下が好ましい。一方、ＢａＯの含有量が少なくなると、所望の屈折率ｎｄを得難くなる上、液相粘度を高め難くなる。よって、ＢａＯの含有量は０．５％以上、１％以上、２％以上、５％以上、１０％以上、１５％以上、２０％以上、特に２５％以上が好ましい。
ＴｉＯ２は、屈折率ｎｄを高める成分であるが、４００ｎｍにおける透過率を低下させる成分でもある。なお、ＴｉＯ２の好適な含有範囲等は上記の通りである。
Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２は、屈折率ｎｄを高める成分である。よって、Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２の含有量は、それぞれ１％以上、特に３％以上が好ましい。特に、Ｌａ２Ｏ３の含有量は４％以上が好ましい。しかし、Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２の含有量が多くなると、密度、熱膨張係数が上昇し、またガラス組成のバランスが損なわれて、耐失透性が極端に低下するおそれがある。よって、Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２の含有量は、それぞれ３５％以下、３０％以下、２５％以下、２０％以下、１５％以下、特に１２％以下が好ましい。
屈折率ｎｄと４００ｎｍにおける透過率のバランスを考慮すると、質量比ＴｉＯ２／Ｌａ２Ｏ３の値は０．０１〜２．４５が好ましい。
Ｆｅ２Ｏ３は、紫外域における透過率を低下させる成分である。なお、Ｆｅ２Ｏ３の好適な含有範囲等は上記の通りである。
上記成分以外に、ＺｎＯを含有させてもよく、この場合、ＺｎＯの含有量は０〜１５％が好ましい。ＺｎＯの含有量が多くなると、屈折率ｎｄ、密度、熱膨張係数が上昇する傾向にあるが、その含有量が１５％より多くなると、ガラス組成のバランスが損なわれて、ガラスが失透し易くなる。よって、ＺｎＯの含有量は１２％以下、１０％以下、９％以下、特に８．５％以下が好ましい。一方、ＺｎＯの含有量が少なくなると、溶融性、ヤング率、屈折率ｎｄが低下し易くなる。よって、ＺｎＯの含有量は０．５％以上、１％以上、２％以上、３％以上、特に５％以上が好ましい。また、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯの含有量は０〜２５％が好ましい。ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯの含有量が多くなると、液相粘度を高め難くなる。ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯの含有量は２２％以下、２０％以下、１６％以下、特に１３％以下が好ましい。一方、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯの含有量が少なくなると、屈折率ｎｄを高め難くなる。よって、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯの含有量は３％以上、５％以上、特に８％以上が好ましい。さらに、ＢａＯ＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３＋ＺｎＯ＋ＺｒＯ２は、耐失透性の低下を抑制しながら、屈折率ｎｄを高める成分である。なお、ＢａＯ＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３＋ＺｎＯ＋ＺｒＯ２の好適な含有範囲等は上記の通りである。
また、上記の成分以外にも、例えば以下の成分を３０％まで添加することができる。
Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ（Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、及びＫ２Ｏの合量）は、ガラスの粘性を低下させる成分であり、また熱膨張係数を調整する成分であるが、多量に添加すると、ガラスの粘性が低下し過ぎて、液相粘度を高め難くなる。よって、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量は１５％以下、１０％以下、５％以下、２％以下、１％以下、０．５％以下、特に０．１％以下が好ましい。
Ｂｉ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３は、屈折率ｎｄを高める成分である。しかし、Ｂｉ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３の含有量が多くなると、密度、熱膨張係数が上昇し、耐失透性が極端に低下するおそれがある。よって、Ｂｉ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３の含有量は、それぞれ０〜３０％、０〜２５％、０〜２０％、１〜１５％、特に３〜１２％が好ましい。ＰｂＯにも屈折率を高める効果があるが、環境面から含有しないことが望ましい。
清澄剤として、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＳｎＯ２、Ｆ、Ｃｌ、ＳＯ３の群から選択される一種または二種以上を０〜３％添加することができる。但し、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、Ｆ、特にＡｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３は、環境的観点から、その使用を極力控えるべきであり、それぞれの含有量は０．１％未満が好ましい。環境的観点から見れば、清澄剤として、ＳｎＯ２、Ｃｌ、ＳＯ３が好ましい。ＳｎＯ２＋Ｃｌ＋ＳＯ３（ＳｎＯ２、Ｃｌ、及びＳＯ３の合量）の含有量は０．００１〜１％、０．０１〜０．５％、特に０．０１〜０．３％が好ましい。
ＳｎＯ２は、清澄剤として作用すると共に、Ｆｅ２Ｏ３の光吸収を妨げる効果（Ｆｅの価数を３価から２価へ変化させる効果）を有する。ＳｎＯ２の含有量は０〜１％、０〜０．５％、特に０．０１〜０．４％が好ましい。なお、ＳｎＯ２の含有量が多くなると、耐失透性が低下し易くなる。
本発明のガラス板は、所望のガラス組成になるように、ガラス原料を調合した後、このガラス原料を溶融した上で、溶融ガラスを板状に成形することにより、作製することができる。
以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。
表１、２は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜１１）を示している。
まず、表中に記載のガラス組成になるように、ガラス原料を調合した後、ガラス溶融炉に供給して１３００〜１５００℃で溶融した。次いで、溶融ガラスをオーバーフローダウンドロー成形装置に供給し、幅が１０００ｍｍ、板厚が０．５ｍｍになるように成形した。なお、ガラス板の表面粗さＲａは、両面共に０．２ｎｍであった。
このようにして得られたガラス板について、各種の特性を評価した。その結果を表１、２に示す。
屈折率ｎｄは、カルニュー社製の屈折率測定器ＫＰＲ−２００で測定した値である。測定試料として、市販のダイサーを用いて、ガラス板を２５ｍｍ角に切り出し、次にこのガラス板間に屈折率ｎｄが整合する浸液を浸透させた状態で、ガラス板を積層し、２５ｍｍ×２５ｍｍ×約３ｍｍ厚の直方体としたものを用いた。
４００ｎｍにおける透過率Ｔは、島津製作所製ＵＶ-３１００で測定した値である。なお、透過率Ｔの測定に際し、段落［００６５］に記載の方法により作製した厚み０．７ｍｍのガラス板を使用した。
密度ρは、周知のアルキメデス法で測定した値である。
熱膨張係数αは、３０〜３８０℃の温度範囲において、ディラトメーターにより測定した平均値である。なお、測定試料として、複数枚のガラス板を白金ボートに入れて１４００〜１４５０℃で３０分リメルトした後、φ５ｍｍ×２０ｍｍの円柱形状（端面にＲ加工を有する）に加工したものを用いた。
歪点Ｐｓ、徐冷点Ｔａは、ＡＳＴＭ Ｃ３３６−７１の方法に基づいて測定した値である。
軟化点Ｔｓは、ＡＳＴＭ Ｃ３３８−９３の方法に基づいて測定した値である。
１０４．０ｄＰａ・ｓ、１０３．０ｄＰａ・ｓ、１０２．５ｄＰａ・ｓ、１０２．０ｄＰａ・ｓにおける温度は、白金球引き上げ法で測定した値である。
液相温度ＴＬは、標準篩３０メッシュ（５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れた後、温度勾配炉中に２４時間保持して、結晶が析出する温度を測定した値である。
液相粘度ｌｏｇηＴＬは、液相温度におけるガラスの粘度を白金球引き上げ法で測定した値である。
さらに、表１、２の試料Ｎｏ．１〜１１について、所定のサンドブラストプロセスにより、ガラス板の一方の表面を粗面化処理したところ、その表面の表面粗さＲａが０．２ｎｍから２μｍになった。したがって、粗面化処理した表面を空気に接する側に適用すると、有機ＥＬ照明等の光の取り出し効率が向上すると考えられる。
さらに、表１、２の試料Ｎｏ．１〜１１について、所定の大気圧プラズマプロセスにより、ガラス板の一方の表面を粗面化処理したところ、その表面の表面粗さＲａが０．２ｎｍから０．５ｎｍになった。したがって、粗面化処理した表面を空気に接する側に適用すると、有機ＥＬ照明等の光の取り出し効率が向上すると考えられる。なお、大気圧プラズマプロセスのソースとして、Ｆを含有するガスを用いた。
以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
表３〜１０は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１２〜７８）を示している。
まず、表中に記載のガラス組成になるように、ガラス原料を調合した後、ガラス溶融炉に供給して１５００〜１６００℃で溶融した。次いで、溶融ガラスをオーバーフローダウンドロー成形装置に供給し、幅が１０００ｍｍ、板厚が３０μｍになるように成形した。なお、ガラス板（ガラスフィルム）の表面の平均表面粗さＲａは、両面共に０．２ｎｍであった。
このようにして得られたガラス板（ガラスフィルム）について、各種の特性を評価した。その結果を表３〜１０に示す。
屈折率ｎｄは、まずレーザースクライバーを用いて２５ｍｍ角のガラスフィルムを１００枚切り出し、次にこのガラスフィルム間に屈折率ｎｄが整合する浸液を浸透させた状態で、ガラスフィルムを積層し、２５ｍｍ×２５ｍｍ×約３ｍｍ厚の直方体の測定試料を作製した上で、カルニュー社製の屈折率測定器ＫＰＲ−２００を用いることにより算出した値である。
密度ρは、歪点Ｐｓ、徐冷点Ｔａ、軟化点Ｔｓ、１０４．０ｄＰａ・ｓ、１０３．０ｄＰａ・ｓ、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度、熱膨張係数αは、液相温度ＴＬ、液相粘度ｌｏｇηＴＬは、それぞれ前述した方法を用いて測定した値である。
さらに、試料Ｎｏ．１２〜７８のガラスフィルムについて、ＣＦ４ガスを用いた大気圧プラズマプロセスにより、片面を粗面化処理したところ、その面の平均表面粗さＲａが２Åから５ｎｍになった。

Claims (17)

  1. 板厚が２ｍｍ以下であり、且つ屈折率ｎｄが１．５５以上であることを特徴とするガラス板。
  2. 屈折率ｎｄが１．６０以上であり、且つ厚み０．７ｍｍ、４００ｎｍにおける透過率が７５％以上であることを特徴とする請求項１に記載のガラス板。
  3. 板厚が１５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス板。
  4. ガラス組成として、ＢａＯ＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３＋ＺｎＯ＋ＺｒＯ２を１０〜６０質量％含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のガラス板。
  5. ガラス組成として、ＢａＯ＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋ＷＯ３＋Ｔａ２Ｏ５＋ＺｒＯ２を１０〜７０質量％含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のガラス板。
  6. ＴｉＯ２を０〜１０質量％含有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のガラス板。
  7. ガラス組成として、Ｆｅ２Ｏ３を０〜０．１質量％含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のガラス板。
  8. 少なくとも一方の表面が未研磨面であり、且つ該未研磨面の表面粗さＲａが１ｎｍ未満であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のガラス板。
  9. 他方の表面の表面粗さＲａが１ｎｍ以上であることを特徴とする請求項８に記載のガラス板。
  10. 前記他方の表面に粗面化処理が施されていることを特徴とする請求項９に記載のガラス板。
  11. 少なくとも一方のガラス板の表面に、表面の表面粗さＲａが１ｎｍ以上であり、且つ屈折率が整合したガラスフィルムが貼り付けられてなることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のガラス板。
  12. 少なくとも一方のガラス板の表面に、表面の表面粗さＲａが１ｎｍ以上であり、且つ屈折率が整合した膜が成膜されてなることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のガラス板。
  13. 液相粘度が１０３．５ｄＰａ・ｓ以上であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のガラス板。
  14. 照明デバイス又は有機ＥＬデバイスの基板に用いることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のガラス板。
  15. 照明デバイス又は有機ＥＬデバイスの封止に用いることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のガラス板。
  16. 請求項１〜１５のいずれかに記載のガラス板を備えていることを特徴とする照明デバイス。
  17. 請求項１〜１６のいずれかに記載のガラス板を備えていることを特徴とする有機ＥＬデバイス。
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