JP2015105218A - ガラス基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】陰極でプラズモン共鳴を再輻射させることが可能であり、且つ有機ＥＬ層の短絡を防止し得るガラス基板を創案すること。【解決手段】本発明のガラス基板は、少なくとも第一の相と第二の相を含む分相構造を有し、表面粗さＲａが０．５〜１００ｎｍの凹凸面を有することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス基板及びその製造方法に関し、具体的には、有機層を積層すべき面に凹凸表面形状を有するガラス基板及びその製造方法に関する。

近年、家電製品の普及、大型化、多機能化等の理由から、家庭等の生活空間で消費されるエネルギーが増えている。特に、照明機器のエネルギー消費が多くなっている。このため、高効率の照明が活発に検討されている。

照明用光源は、限られた範囲を照らす「指向性光源」と、広範囲を照らす「拡散光源」とに分けられる。ＬＥＤ照明は、「指向性光源」に相当し、白熱球の代替として採用されつつある。その一方で、「拡散光源」に相当する蛍光灯の代替光源が望まれており、その候補として、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）照明が有力である。

有機ＥＬ素子は、ガラス基板と、陽極である透明導電膜と、電流の注入によって発光するエレクトロルミネッセンスを呈する有機化合物からなる一層又は複数層の発光層を含む有機ＥＬ層と、陰極とを備えた素子である。有機ＥＬ素子に用いられる有機ＥＬ層として、低分子色素系材料、共役高分子系材料等が用いられており、発光層を形成する場合、ホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、電子注入層等との積層構造が形成される。このような積層構造を有する有機ＥＬ層を、陽極と陰極の間に配置し、陽極と陰極に電界を印加することにより、陽極である透明電極から注入された正孔と、陰極から注入された電子とが、発光層内で再結合し、その再結合エネルギーによって発光中心が励起されて、発光する。

有機ＥＬ素子は、携帯電話、ディスプレイ用途として検討が進められており、一部では既に実用化されている。また、有機ＥＬ素子は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等の薄型テレビと同等の発光効率を有している。しかし、有機ＥＬ素子を照明用光源に適用するためには、輝度が未だ実用レベルに到達しておらず、更なる発光効率の改善が必要である。

Jan Birnstock、「Efficient White PIN OLED Structures with Internal and External Light Outcoupling Enhancement」、IDW ’11 Proceedings of The18th International Display Workshops、LIT1/OLED1 - 2、p.459-462

ところで、有機ＥＬ層内で発生した励起子は、陰極でプラズモン共鳴を起こし、熱として失活することが知られている。非特許文献１には、陰極表面に凹凸形状を付与すると、光取り出し効率が向上する旨が記載されている。この現象は、表面プラズモンが凹凸形状により再輻射し、エネルギーが熱として散逸し難くなり、結果として有機ＥＬ層内に取り込まれるエネルギーの割合が高くなるために生じる。

しかし、陰極表面に凹凸形状を付与する場合、凹凸形状が急峻になると、その部分がスパイクの原因になり、有機ＥＬ素子が短絡し易くなる。

本発明は、上記事情に鑑み成されたものであり、その技術的課題は、陰極でプラズモン共鳴を再輻射させることが可能であり、且つ有機ＥＬ層の短絡を防止し得るガラス基板を創案することである。

本発明者等は、分相構造を有するガラス基板に所定の凹凸面を形成することにより、上記技術的課題を解決し得ることを見出し、本発明として提案するものである。すなわち、本発明のガラス基板は、少なくとも第一の相と第二の相を含む分相構造を有し、表面粗さＲａが０．５〜１００ｎｍの凹凸面を有することを特徴とする。なお、凹凸面は、ガラス基板の一方の表面のみに形成することが好ましいが、両表面に形成してもよい。ここで、「表面粗さＲａ」は、原子間力顕微鏡（例えばＢｒｕｋｅｒＡＸＳ社製ＮａｎｏｓｃｏｐｅIIIａ Ｄ３１００）で測定した値である。

本発明のガラス基板は、分相構造を有する。これにより、各相の組成差により、所定の凹凸面を容易に形成することができる。例えば、分相構造を有するガラス基板を機械研磨すれば、各相の研磨速度差により、所定の凹凸面を容易に形成することができる。なお、凹凸面は、機械研磨で形成されていることが好ましいが、本発明は、表面研磨以外の方法で凹凸面を形成する場合を排除するものではなく、例えば、リプレス等で凹凸面を形成する場合も含む。

有機ＥＬ素子を作製する場合、ガラス基板上に透明導電膜（陽極）、有機ＥＬ層及び陰極が形成されるが、これらは、何れも薄膜である。このため、ガラス基板の凹凸面上に透明導電膜（陽極）、有機ＥＬ層及び陰極を形成すれば、凹凸面の形状が透明導電膜及び有機ＥＬ層を介して陰極の表面状態に反映される。これにより、陰極表面に凹凸面の形状に類似した形状が転写されることになる。その結果、プラズモン共鳴が陰極で再輻射され易くなり、有機ＥＬ層内に取り込まれるエネルギーの割合を高めることができる。

第二に、本発明のガラス基板は、凹凸面が表面研磨により形成されていることが好ましい。このようにすれば、表面研磨により凹凸面の凹凸の先端が除去されるため、凹凸面の凹凸が急峻にならず、凹凸の先端でスパイクが生じ難くなり、有機ＥＬ素子が短絡し難くなる。

第三に、本発明のガラス基板は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ３０〜７５％、Ｂ_２Ｏ_３ ０．１〜５０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜３５％を含有することが好ましい。このようにすれば、分相性、耐失透性を高めることができる。

第四に、本発明のガラス基板は、屈折率ｎ_ｄが１．５０超〜１．９０であることが好ましい。このようにすれば、有機層とガラス基板の界面での反射を抑制することができる。結果として有機ＥＬ素子の光取り出し効率を高めることができる。ここで、「屈折率ｎ_ｄ」は、屈折率測定器で測定可能であり、例えば、２５ｍｍ×２５ｍｍ×約３ｍｍの直方体試料を作製した後、（徐冷点Ｔａ＋３０℃）から（歪点Ｐｓ−５０℃）までの温度域を０．１℃／ｍｉｎの冷却速度で徐冷処理し、続いて屈折率ｎ_ｄが整合する浸液をガラス間に浸透させながら、島津製作所製の屈折率測定器ＫＰＲ−２０００を用いることにより測定可能である。

第五に、本発明のガラス基板は、凹凸面の凹凸の高さ寸法が１〜５０ｎｍであることが好ましい。このようにすれば、陰極表面でプラズモン共鳴を再輻射させ易くなる。結果として有機ＥＬ素子の光取り出し効率を高めることができる。ここで、「凹凸面の凹凸の高さ寸法」とは、ガラス基板の厚み方向における各凹凸の高さ寸法（深さ寸法）の平均値であり、原子間力顕微鏡（例えばＢｒｕｋｅｒＡＸＳ社製ＮａｎｏｓｃｏｐｅIIIａ Ｄ３１００）で測定した断面プロファイルから算出される値を指す。

第六に、本発明のガラス基板は、凹凸面の凹凸の長さ寸法が１〜５００ｎｍであることが好ましい。このようにすれば、陰極表面でプラズモン共鳴を再輻射させ易くなる。結果として有機ＥＬ素子の光取り出し効率を高めることができる。ここで、「凹凸面の凹凸の長さ寸法」とは、ガラス基板の厚み方向に垂直な方向における各凹凸の長さ寸法の平均値であり、原子間力顕微鏡（例えばＢｒｕｋｅｒＡＸＳ社製ＮａｎｏｓｃｏｐｅIIIａ Ｄ３１００）で測定した断面プロファイルから算出される値を指す。

第七に、本発明のガラス基板は、凹凸面の凹凸のアスペクト比（長さ寸法）／（高さ寸法）が１〜１００であることが好ましい。このようにすれば、陰極表面でプラズモン共鳴を再輻射させ易くなる。結果として有機ＥＬ素子の光取り出し効率を高めることができる。

第八に、本発明の有機ＥＬ素子は、ガラス基板の凹凸面側に有機層を積層してなる有機ＥＬ素子であって、ガラス基板が、上記のガラス基板であることが好ましい。このようにすれば、表面プラズモンが凹凸形状により再輻射して、エネルギーが熱として散逸し難くなり、結果として有機ＥＬ素子の光取り出し効率を高めることができる。

第九に、本発明の有機ＥＬ素子は、照明に用いることが好ましい。このようにすれば、高輝度の照明デバイスを作製し易くなる。

第十に、本発明のガラス基板の製造方法は、少なくとも第一の相と第二の相を含む分相構造を有するガラス基板を作製した後、該ガラス基板の少なくとも一方の表面を研磨して、表面粗さＲａが０．５〜１００ｎｍの凹凸面を形成することを特徴とする。ガラス基板の製造工程では、成形後に研磨工程を有することが多い。よって、本発明のガラス基板の製造方法では、従来の製造工程を大幅に変更しなくても、所定の凹凸面を形成することができる。

第十一に、本発明のガラス基板の製造方法は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ３０〜７５％、Ｂ_２Ｏ_３ ０．１〜５０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜３５％を含有するように、ガラス基板を作製することが好ましい。このようにすれば、分相構造を有するガラス基板を作製し易くなる。

第十二に、本発明のガラス基板の製造方法は、屈折率ｎ_ｄが１．５０超〜１．９０になるように、ガラス基板を作製することが好ましい。

［実施例］の試料Ｎｏ．１に係る凹凸面を原子間力顕微鏡で観察した像である。 ［実施例］の試料Ｎｏ．２に係る凹凸面を原子間力顕微鏡で観察した像である。 ［実施例］の試料Ｎｏ．３に係る凹凸面を原子間力顕微鏡で観察した像である。

本発明のガラス基板は、少なくとも第一の相と第二の相を含む分相構造を有し、第一の相中のＳｉＯ_２の含有量が、第二の相中のＳｉＯ_２の含有量よりも多いことが好ましく、また第二の相中のＢ_２Ｏ_３の含有量が、第一の相中のＢ_２Ｏ_３の含有量よりも多いことが好ましい。このようにすれば、各相の研磨速度等に差が生じ易くなり、機械研磨等により所望の凹凸面を作製し易くなる。

本発明のガラス基板は、分相構造に起因する白濁を呈していてもよい。白濁のガラス基板を用いると、光散乱機能が付与されて、ガラス基板内に閉じ込められる光を外部に取り出し易くなる。

少なくとも一方の相（第一の相及び／又は第二の相）の分相粒子の平均粒子径は０．０１μｍ以上、特に０．１μｍ以上が好ましい。分相粒子の平均粒子径が小さ過ぎると、表面を機械研磨しても、ガラス基板が平滑な状態になり易く、所定の凹凸面を形成し難くなる。

凹凸面の表面粗さＲａは０．５〜１００nmであり、好ましくは０．６〜５０ｎｍ、０．７〜３０ｎｍ、０．８〜１０ｎｍ、特に０．９〜５ｎｍである。凹凸面の表面粗さＲａが大き過ぎると、凹凸面に透明導電膜等を形成する場合、膜品位が低下して、均一な発光を得難くなる。一方、凹凸面の表面粗さＲａが小さ過ぎると、陰極表面でプラズモン共鳴が生じ易くなるため、励起子が熱として失活して、光取り出し効率が低下し易くなる。

凹凸面の凹凸の高さ寸法は１〜５０ｎｍが好ましい。凹凸の高さ寸法が大き過ぎると、有機ＥＬ素子を作製する際に、凹凸の先端で短絡を生じ易くなり、ダークスポット等の不良の原因になる虞がある。よって、凹凸の高さ寸法の好適な上限範囲は５０ｎｍ以下、３０ｎｍ以下、特に１０ｎｍ以下である。一方、凹凸の高さ寸法が小さ過ぎると、有機層を積層する際に、陰極表面が平坦形状になり易く、光取り出し効率を高めることが困難になる。よって、凹凸の高さ寸法の好適な下限範囲は１ｎｍ以上、特に２ｎｍ以上である。

凹凸面の凹凸の長さ寸法は１〜５００ｎｍが好ましい。凹凸の長さ寸法が大き過ぎると、陰極表面でプラズモン共鳴を再輻射させ難くなるため、有機ＥＬ素子の光取り出し効率を高め難くなる。よって、凹凸の長さ寸法の好適な上限範囲は５００ｎｍ以下、４００ｎｍ以下、特に３００ｎｍ以下である。一方、凹凸の長さ寸法が小さ過ぎても、陰極表面でプラズモン共鳴を再輻射させ難くなるため、有機ＥＬ素子の光取り出し効率を高め難くなる。よって、凹凸の長さ寸法の好適な下限範囲は１ｎｍ以上、１０ｎｍ以上、５０ｎｍ以上、１００ｎｍ以上、特に１５０ｎｍ以上である。

凹凸面の凹凸のアスペクト比（長さ寸法）／（高さ寸法）は、好ましくは１〜１００、１０〜８０、特に２５〜７０である。このようにすれば、陰極表面でプラズモン共鳴を再輻射させ易くなる。結果として有機ＥＬ素子の光取り出し効率を高めることができる。

凹凸面は、表面研磨により形成されていることが好ましい。表面研磨は、公知の方法により行うことができる。例えば、ガラス基板をテーブルに載せた状態で、研磨定盤を上方から押し付けて、テーブルと研磨定盤を回転運動させることにより行うことができる。研磨の際には、研磨剤を含むスラリーを供給することが好ましく、粗く研磨する場合、研磨剤として、アルミナ系研磨剤が好適であり、細かく研磨する場合、酸化セリウム系研磨剤が好適である。

本発明のガラス基板は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ３０〜７５％、Ｂ_２Ｏ_３ ０．１〜５０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜３５％を含有することが好ましい。以下、上記のように各成分を限定した理由を説明する。なお、各成分の含有範囲の説明において、％表示は、質量％を意味する。

ＳｉＯ_２の含有量は３０〜７５％が好ましい。ＳｉＯ_２の含有量が多くなると、溶融性、成形性が低下し易くなり、また屈折率が低下し易くなる。よって、ＳｉＯ_２の好適な上限範囲は７５％以下、７０％以下、６５％以下、特に６０％以下である。一方、ＳｉＯ_２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り、ガラス化が困難になる。またガラスの粘性が低下し過ぎて、高い液相粘度を確保し難くなる。よって、ＳｉＯ_２の好適な下限範囲は３０％以上、３５％以上、特に３８％以上である。

Ｂ_２Ｏ_３の含有量は０．１〜５０％が好ましい。Ｂ_２Ｏ_３は、分相性を高める成分であるが、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎると、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、耐失透性が低下し易くなる。更に耐酸性が低下し易くなる。よって、Ｂ_２Ｏ_３の好適な上限範囲は５０％以下、４０％以下、３２％以下、特に２８％以下であり、好適な下限範囲は０．１％以上、０．５％以上、１％以上、４％以上、７％以上、特に１０％以上である。

Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は０〜３５％が好ましい。Ａｌ_２Ｏ_３は、耐失透性を高める成分であるが、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎると、分相性が低下し易くなることに加えて、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、逆に耐失透性が低下し易くなる。また耐酸性が低下し易くなる。よって、Ａｌ_２Ｏ_３の好適な上限範囲は３５％以下、３０％以下、２５％以下、特に２０％以下であり、好適な下限範囲は０．１％以上、３％以上、５％以上、８％以上、特に１０％以上である。

上記成分以外にも、例えば、以下の成分を導入することができる。

Ｌｉ_２Ｏの含有量は０〜３０％が好ましい。Ｌｉ_２Ｏは、分相性を高める成分であるが、Ｌｉ_２Ｏの含有量が多過ぎると、液相粘度が低下し易くなり、また歪点が低下し易くなる。更に有機ＥＬ素子の作製工程中の酸によるエッチング工程で、Ｌｉ成分が溶出し易くなる。よって、Ｌｉ_２Ｏの好適な上限範囲は３０％以下、２０％以下、１０％以下、５％以下、１％以下、特に０．５％以下である。

Ｎａ_２Ｏの含有量は０〜３０％が好ましい。Ｎａ_２Ｏは、分相性を高める成分であるが、Ｎａ_２Ｏの含有量が多過ぎると、液相粘度が低下し易くなり、また歪点が低下し易くなる。更に有機ＥＬ素子の作製工程中の酸によるエッチング工程で、Ｎａ成分が溶出し易くなる。よって、Ｎａ_２Ｏの好適な上限範囲は３０％以下、２０％以下、１０％以下、５％以下、１％以下、特に０．５％以下である。

Ｋ_２Ｏの含有量は０〜３０％が好ましい。Ｋ_２Ｏは、分相性を高める成分であるが、Ｋ_２Ｏの含有量が多過ぎると、液相粘度が低下し易くなり、また歪点が低下し易くなる。更に有機ＥＬ素子の作製工程中の酸によるエッチング工程で、Ｋ成分が溶出し易くなる。よって、Ｋ_２Ｏの好適な上限範囲は３０％以下、２０％以下、１０％以下、５％以下、１％以下、特に０．５％以下である。

ＭｇＯの含有量は０〜３０％が好ましい。ＭｇＯは、屈折率、ヤング率、歪点を高める成分であると共に、高温粘度を低下させる成分であるが、ＭｇＯを多量に含有させると、液相温度が上昇して、耐失透性が低下したり、密度が高くなり過ぎる虞がある。よって、ＭｇＯの好適な上限範囲は３０％以下、２０％以下、特に１０％以下であり、好適な下限範囲は０．１％以上、１％以上、３％以上、特に５％以上である。

ＣａＯの含有量は０〜３０％が好ましい。ＣａＯは、高温粘度を低下させる成分であるが、ＣａＯの含有量が多くなると、密度が高くなり易く、また耐失透性が低下し易くなる。よって、ＣａＯの好適な上限範囲は３０％以下、２０％以下、特に１０％以下、５％以下、特に３％以下であり、好適な下限範囲は０．１％以上、０．５％以上、特に１％以上である。

ＳｒＯの含有量は０〜３０％が好ましい。ＳｒＯの含有量が多くなると、屈折率、密度が高くなり易く、また耐失透性が低下し易くなる。よって、ＳｒＯの好適な上限範囲は３０％以下、２０％以下、１０％以下、特に５％以下である。

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ずに、屈折率を高める成分である。ＢａＯの含有量が多くなると、密度が高くなり易く、また耐失透性が低下し易くなる。よって、ＢａＯの好適な上限範囲は４０％以下、３０％以下、２０％以下、１０％以下、特に５％以下である。

ＺｎＯは、屈折率、歪点を高める成分であると共に、高温粘度を低下させる成分であるが、ＺｎＯを多量に導入すると、液相温度が上昇して、耐失透性が低下し易くなる。よって、ＺｎＯの好適な上限範囲は２０％以下、１０％以下、５％以下、特に３％以下であり、好適な下限範囲は０．１％以上、特に１％以上である。

ＺｒＯ_２は、屈折率を高める成分であり、その含有量は０〜２０％が好ましい。しかし、ＺｒＯ_２の含有量が多くなると、耐失透性が低下し易くなる。よって、ＺｒＯ_２の好適な上限範囲は２０％以下、１０％以下、特に５％以下であり、好適な下限範囲は０．００１％以上、０．０１％以上、０．１％以上、１％以上、２％以上、特に３％以上である。

ＴｉＯ_２は、屈折率を高める成分であり、その含有量は０〜２０％が好ましい。しかし、ＴｉＯ_２の含有量が多くなると、耐失透性が低下し易くなる。また直線透過率が低下する虞がある。よって、ＴｉＯ_２の好適な上限範囲は２０％以下、特に１０％以下であり、好適な下限範囲は０．００１％以上、０．０１％以上、０．１％以上、１％以上、２％以上、特に３％以上である。

Ｌａ_２Ｏ_３は、屈折率を高める成分であり、その含有量は０〜１０％が好ましい。Ｌａ_２Ｏ_３の含有量が多くなると、密度が高くなり易く、また耐失透性や耐酸性が低下し易くなる。更に原料コストが上昇して、ガラス基板の製造コストが高騰し易くなる。よって、Ｌａ_２Ｏ_３の好適な上限範囲は１０％以下、５％以下、３％以下、２．５％以下、１％以下、特に０．１％以下である。

Ｎｂ_２Ｏ_５は、屈折率を高める成分であり、その含有量は０〜１０％が好ましい。Ｎｂ_２Ｏ_５の含有量が多くなると、密度が高くなり易く、また耐失透性が低下し易くなる。更に原料コストが上昇して、ガラス基板の製造コストが高騰し易くなる。よって、Ｎｂ_２Ｏ_５の好適な上限範囲は１０％以下、５％以下、３％以下、２．５％以下、１％以下、特に０．１％以下である。

Ｇｄ_２Ｏ_３は、屈折率を高める成分であり、その含有量は０〜１０％が好ましい。Ｇｄ_２Ｏ_３の含有量が多くなると、密度が高くなり過ぎたり、ガラス組成の成分バランスを欠いて、耐失透性が低下したり、高温粘性が低下し過ぎて、高い液相粘度を確保し難くなる。よって、Ｇｄ_２Ｏ_３の好適な上限範囲は１０％以下、５％以下、３％以下、２．５％以下、１％以下、特に０．１％以下である。

Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｎｂ_２Ｏ_５の含有量は０〜１０％が好ましい。Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｎｂ_２Ｏ_５の含有量が多くなると、密度、熱膨張係数が高くなり易く、また耐失透性が低下し易くなり、更には高温粘性が低下し過ぎて、高い液相粘度を確保し難くなる。更に原料コストが上昇して、ガラス基板の製造コストが高騰し易くなる。よって、Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｎｂ_２Ｏ_５の好適な上限範囲は１０％以下、８％以下、５％以下、３％以下、１％以下、０．５％以下、特に０．１％以下である。ここで、「Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｎｂ_２Ｏ_５」は、Ｌａ_２Ｏ_３とＮｂ_２Ｏ_５の合量を指す。

希土類酸化物の含有量は合量で０〜１０％が好ましい。希土類酸化物の含有量が多くなると、密度、熱膨張係数が高くなり易く、また耐失透性や耐酸性が低下し易くなり、高い液相粘度を確保し難くなる。更に原料コストが上昇して、ガラス基板の製造コストが高騰し易くなる。よって、希土類酸化物の好適な上限範囲は１０％以下、５％以下、３％以下、特に１％以下であり、実質的に含まないことが望ましい。ここで、「実質的に希土類酸化物を含まない」とは、ガラス組成中の希土類酸化物の含有量が０．１％未満の場合を指す。

清澄剤として、下記酸化物換算で、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｆ、Ｃｌ、ＳＯ_３、ＣｅＯ_２の群から選択された一種又は二種以上を０〜３％導入することができる。特に、清澄剤として、ＳｎＯ_２、Ｆｅ_２Ｏ_３及びＣｅＯ_２が好ましい。ＳｎＯ_２の含有量は、好ましくは０〜１％、０．００１〜１％、特に０．０１〜０．５％である。Ｆｅ_２Ｏ_３の好適な下限範囲は０．０５％以下、０．０４％以下、０．０３％以下、特に０．０２％以下であり、好適な下限範囲は０．００１％以上である。ＣｅＯ_２の含有量は０〜６％が好ましい。ＣｅＯ_２の含有量が多くなると、耐失透性が低下し易くなる。よって、ＣｅＯ_２の好適な上限範囲は６％以下、５％以下、３％以下、２％以下、１％以下、特に０．１％以下である。一方、ＣｅＯ_２の含有量が少なくなると、清澄性が低下し易くなる。よって、ＣｅＯ_２を導入する場合、ＣｅＯ_２の好適な下限範囲は０．００１％以上、特に０．０１％以上である。一方、Ａｓ_２Ｏ_３とＳｂ_２Ｏ_３は、環境的観点から、その使用を極力控えることが好ましく、各々の含有量は０．３％未満、特に０．１％未満が好ましい。ここで、「下記酸化物換算」は、表記の酸化物とは価数が異なる酸化物であっても、表記の酸化物に換算した上で取り扱うことを意味する。

ＰｂＯは、高温粘性を低下させる成分であるが、環境的観点から、その使用を極力控えることが好ましい。ＰｂＯの含有量は０．５％以下が好ましく、実質的に含まないことが望ましい。ここで、「実質的にＰｂＯを含まない」とは、ガラス組成中のＰｂＯの含有量が０．１％未満の場合を指す。

上記成分以外にも、他の成分を合量で好ましくは１０％（望ましくは５％）まで導入してもよい。

本発明のガラス基板は、以下の特性を有することが好ましい。屈折率ｎ_ｄは、好ましくは１．５０超、１．５１以上、１．５２以上、１．５３以上、特に１．５４以上である。屈折率ｎ_ｄが低過ぎると、ガラス基板と透明導電膜等の界面の反射によって光を効率良く取り出せなくなる。一方、屈折率ｎ_ｄが高過ぎると、ガラス基板と空気の界面での反射率が高くなり、光を外部に取り出し難くなる。よって、屈折率ｎ_ｄは、好ましくは２．３０以下、２．２０以下、２．１０以下、２．００以下、１．９０以下、１．８０以下、特に１．７５以下である。

密度は、好ましくは５．０ｇ／ｃｍ^３以下、４．５ｇ／ｃｍ^３以下、３．０ｇ／ｃｍ^３以下、特に２．８ｇ／ｃｍ^３以下である。このようにすれば、デバイスを軽量化することができる。

歪点は、好ましくは４５０℃以上、５００℃以上、特に５５０℃以上である。透明導電膜を高温で形成する程、透明性が高く、電気抵抗が低くなり易い。しかし、従来のガラス基板は、耐熱性が不十分であるため、透明導電膜を高温で成膜することが困難であった。そこで、歪点を上記範囲とすれば、透明導電膜の透明性と低電気抵抗の両立が可能になり、更にはデバイスの製造工程において、熱処理によりガラス基板が熱収縮し難くなる。

１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、好ましくは１６００℃以下、１５６０℃以下、１５００℃以下、特に１４５０℃以下である。このようにすれば、溶融性が向上するため、ガラス基板の生産性が向上する。

液相温度は、好ましくは１３００℃以下、１２５０℃以下、１２００℃以下、特に１１５０℃以下である。液相粘度は、好ましくは１０^２．５ｄＰａ・ｓ以上、１０^３．０ｄＰａ・ｓ以上、１０^３．５ｄＰａ・ｓ以上、１０^３．８ｄＰａ・ｓ以上、１０^４．０ｄＰａ・ｓ以上、１０^４．４ｄＰａ・ｓ以上、特に１０^４．６ｄＰａ・ｓ以上である。このようにすれば、成形時にガラスが失透し難くなり、例えば、フロート法又はオーバーフローダウンドロー法でガラス基板を成形し易くなる。ここで、「液相温度」は、標準篩３０メッシュ（篩目開き５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（篩目開き３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れ、温度勾配炉中に２４時間保持して、結晶の析出する温度を測定した値を指す。また「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。

本発明のガラス基板において、板厚は、好ましくは１．５ｍｍ以下、１．３ｍｍ以下、１．１ｍｍ以下、０．８ｍｍ以下、０．６ｍｍ以下、０．５ｍｍ以下、０．３ｍｍ以下、０．２ｍｍ以下、特に０．１ｍｍ以下である。板厚が小さい程、可撓性が高まり、意匠性に優れた有機ＥＬ照明を作製し易くなるが、板厚が極端に小さくなると、ガラスが破損し易くなる。よって、板厚は、好ましくは１０μｍ以上、特に３０μｍ以上である。

本発明のガラス基板は、ダウンドロー法、特に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。このようにすれば、薄肉のガラス基板を大量生産することができる。ここで、「オーバーフローダウンドロー法」は、樋状耐火物から溶融ガラスを両側に溢れさせると共に、樋状耐火物の下頂端で合流させながら、下方に延伸成形して、ガラス基板を成形する方法である。オーバーフローダウンドロー法以外にも、スロットダウンドロー法を採用することも好ましい。このようにすれば、薄肉のガラス基板を作製し易くなる。ここで、「スロットダウンドロー法」は、略矩形の隙間から溶融ガラスを流し出しながら、下方に延伸成形して、ガラス基板を成形する方法である。

上記成形方法以外にも、例えば、リドロー法、フロート法、ロールアウト法等を採用することができる。特に、フロート法は、大型のガラス基板を大量生産することができる。

本発明のガラス基板は、平板形状を有する場合、凹凸面が形成された表面とは反対側の表面に粗面化面を形成することが好ましい。粗面化面を有機ＥＬ照明等の空気と接する側に配置すれば、ガラス基板の散乱効果に加えて、粗面化面の無反射構造により、有機ＥＬ層から放射した光が有機ＥＬ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。

粗面化面は、ＨＦエッチング、サンドブラスト等で形成することができる。このようにすれば、粗面化面を効率良く形成することができる。また、リプレス等の熱加工により、粗面化面を形成してもよい。このようにすれば、ガラス表面に正確な無反射構造を形成することができる。大気圧プラズマプロセスにより粗面化面を形成することもできる。このようにすれば、ガラス基板の一方の表面の表面状態を維持した上で、他方の表面に対して、均一に粗面化処理を行うことができる。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、ＳＦ_６、ＣＦ_４）を用いることが好ましい。このようにすれば、ＨＦ系ガスを含むプラズマが発生するため、粗面化面を効率良く形成することができる。更に、ガラス基板の成形時に、粗面化面を形成することもできる。このようにすれば、別途独立した粗面化処理が不要になり、粗面化処理の効率が向上する。

粗面化面の形状は、屈折率ｎ_ｄを考慮しながら、その間隔と深さを調整すればよいが、粗面化面の表面粗さＲａは、好ましくは１０Å以上、２０Å以上、３０Å以上、特に５０Å以上である。

ガラス基板に粗面化面を形成する代わりに、所定の表面粗さＲａを有する樹脂フィルムを貼り付けてもよい。

本発明のガラス基板の製造方法は、少なくとも第一の相と第二の相を含む分相構造を有するガラス基板を作製した後、該ガラス基板の少なくとも一方の表面を研磨して、表面粗さＲａが０．５〜１００ｎｍの凹凸面を形成することを特徴とする。本発明のガラス基板の製造方法の技術的特徴（好適な態様）は、本発明のガラス基板の説明欄に既に記載されている。このため、本発明のガラス基板の製造方法について、詳細な説明を省略する。

以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。なお、以下の実施例は単なる例示である。本発明は、以下の実施例に何ら限定されない。

表１は、試料Ｎｏ．１〜３を示している。

まず、表１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、得られたガラスバッチをガラス溶融炉に供給して１５００℃で８時間溶融した。次に、得られた溶融ガラスをカーボン板の上に流し出し、平板形状に成形し、歪点より室温まで１０時間かけて徐冷処理を行い、分相構造を有するガラス基板を得た後、各種測定に供した。原子間力顕微鏡による表面形状観察については、得られたガラス基板の一方の表面について、アルミナ研磨粉を用いて２０分間研磨し、更にセリコ研磨剤を用いて１０分間研磨して、凹凸面を形成した。最後に、得られたガラス基板の表面汚れを除去するために超音波洗浄を行い、観察を行った。

密度ρは、周知のアルキメデス法で測定した値である。

歪点Ｐｓは、ＡＳＴＭ Ｃ３３６−７１に記載の方法で測定した値である。なお、歪点Ｐｓが高い程、耐熱性が高くなる。

徐冷点Ｔａ、軟化点Ｔｓは ＡＳＴＭ Ｃ３３８−９３に記載の方法で測定した値である。

高温粘度１０^４．０ｄＰａ・ｓ、１０^３．０ｄＰａ・ｓ、１０^２．５ｄＰａ・ｓ及び１０^２．０ｄＰａ・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。なお、高温粘度が低い程、溶融性に優れる。

屈折率ｎ_ｄは、島津製作所製の屈折率測定器ＫＰＲ−２０００により測定した値である。詳細には、まず２５ｍｍ×２５ｍｍ×約３ｍｍの直方体試料を作製し、（徐冷点Ｔａ＋３０℃）から（歪点Ｐｓ−５０℃）までの温度域を０．１℃／分の冷却速度で徐冷処理した後、屈折率ｎ_ｄが整合する浸液を浸透させて測定した値である。

凹凸面の表面粗さＲａは、ＢｒｕｋｅｒＡＸＳ社製原子間力顕微鏡ＮａｎｏｓｃｏｐｅIIIａ Ｄ３１００により測定した値であり、凹凸面の各凹凸の長さ寸法と高さ寸法は、その断面プロファイルから算出した平均値である。試料Ｎｏ．１に係る凹凸面を原子間力顕微鏡で観察した像を図１に示し、試料Ｎｏ．２に係る凹凸面を原子間力顕微鏡で観察した像を図２に示し、試料Ｎｏ．３に係る凹凸面を原子間力顕微鏡で観察した像を図３に示す。

表１及び図１〜３から分かるように、試料Ｎｏ．１〜３は、分相構造を有し、且つ表面粗さＲａが０．９〜２．１ｎｍの凹凸面を有している。よって、試料Ｎｏ．１〜３の凹凸面側に有機層を積層して、有機ＥＬ素子を作製すると、陰極表面における励起子の熱失活が抑制されて、光取り出し効率を高めることができる。

Claims (12)

1. 少なくとも第一の相と第二の相を含む分相構造を有し、表面粗さＲａが０．５〜１００ｎｍの凹凸面を有することを特徴とするガラス基板。
2. 凹凸面が表面研磨により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のガラス基板。
3. ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ３０〜７５％、Ｂ_２Ｏ_３ ０．１〜５０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜３５％を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス基板。
4. 屈折率ｎ_ｄが１．５０超〜１．９０であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のガラス基板。
5. 凹凸面の凹凸の高さ寸法が１〜５０ｎｍであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のガラス基板。
6. 凹凸面の凹凸の長さ寸法が１〜５００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のガラス基板。
7. 凹凸面の凹凸のアスペクト比（長さ寸法）／（高さ寸法）が１〜１００であることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のガラス基板。
8. ガラス基板の凹凸面側に有機層を積層してなる有機ＥＬ素子であって、
   ガラス基板が、請求項１〜７の何れかに記載のガラス基板であることを特徴とする有機ＥＬ素子。
9. 照明に用いることを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬ素子。
10. 少なくとも第一の相と第二の相を含む分相構造を有するガラス基板を作製した後、該ガラス基板の少なくとも一方の表面を研磨して、表面粗さＲａが０．５〜１００ｎｍの凹凸面を形成することを特徴とするガラス基板の製造方法。
11. ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ３０〜７５％、Ｂ_２Ｏ_３ ０．１〜５０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜３５％を含有するように、ガラス基板を作製することを特徴とする請求項１０に記載のガラス基板の製造方法。
12. 屈折率ｎ_ｄが１．５０超〜１．９０になるように、ガラス基板を作製することを特徴とする請求項１０又は１１に記載のガラス基板の製造方法。