JP2015227274A - 分相ガラス及びこれを用いた複合基板 - Google Patents

Abstract

【課題】焼結体からなる光取り出し層を形成しなくても、有機ＥＬ素子の光取り出し効率を高めることができ、しかも生産性に優れる分相ガラスの製造方法を提案する。
【解決手段】屈折率ｎ_ｄが１．６５以上であり、少なくとも第一の相と第二の相を含む分相構造を有し、波長４００〜７００ｎｍにおける全光線透過率の最大値と最小値との差が４０％以下である分相ガラスであって、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２：３０〜７５％、Ａｌ_２Ｏ_３：０〜３５％、ＢａＯ：１０〜５０％を含有する分相ガラス。
【選択図】図１

Description

本発明は、分相ガラス及びこれを用いた複合基板に関し、具体的には、光散乱機能を有する分相ガラス及びこれを用いた複合基板に関する。

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。

ガラス板と空気の屈折率差に起因して、ガラス板内に光が閉じ込められることが輝度低下の原因の一つである。例えば、屈折率ｎ_ｄ１．５０のガラス板を用いた場合、空気の屈折率ｎ_ｄは１．０であるため、臨界角はスネルの法則より４２°と計算される。よって、この臨界角以上の入射角の光は、全反射を起こし、ガラス板内に閉じ込められて、空気中に取り出されないことになる。

特開２０１２−２５６３４号公報

上記問題を解決するために、透明導電膜等とガラス板の間に、光取り出し層を形成することが検討されている。例えば、特許文献１には、ソーダガラス板の表面に、高屈折率のガラスフリットを焼結させた光取り出し層を形成すると共に、光取り出し層内に散乱物質を分散させることにより、光取り出し効率を高めることも記載されている。

しかし、ガラス板の表面に光取り出し層を形成するためには、ガラス板の表面にガラスペーストを塗布する印刷工程が必要になり、この工程は生産コストの高騰を招く。更に、ガラスフリット中に散乱粒子を分散させる場合、散乱粒子自体の吸収により光取り出し層の透過率が低くなる。

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、焼結体からなる光取り出し層を形成しなくても、有機ＥＬ素子の光取り出し効率を高めることができ、しかも生産性に優れるガラスを創案することである。

本発明者は、鋭意検討の結果、高屈折率の分相ガラスを用い、その全光線透過率を所定範囲に規制することにより、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、本発明の分相ガラスは、屈折率ｎ_ｄが１．６５以上であり、少なくとも第一の相と第二の相を含む分相構造を有し、波長４００〜７００ｎｍにおける全光線透過率の最大値と最小値との差が４０％以下であることを特徴とする。ここで、「屈折率ｎ_ｄ」は、屈折率測定器で測定したｄ線の値を指す。例えば、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ながら、島津製作所社製の屈折率測定器ＫＰＲ−２０００により測定可能である。また、第一の相と第二の相の形成に伴う光散乱は、目視で確認可能である。更に、１Ｍの塩酸溶液に１０分間浸漬させた後の試料表面を走査型電子顕微鏡で観察すれば、各相の詳細を確認可能である。「全光線透過率」は、分光光度計（例えば、島津製作所社製ＵＶ−２５００ＰＣ）により厚み方向で測定した値であり、例えば、両表面が鏡面研磨されたガラスを測定試料とすることができる。

本発明の分相ガラスは、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ことを特徴とする。このようにすれば、有機ＥＬデバイスに適用した場合、有機ＥＬ層からガラス板へ入射した光が、第一の相と第二の相の界面で散乱するため、光を外部に取り出し易くなり、結果として、焼結体からなる光取り出し層を形成しなくても、光取り出し効率を高めることができる。なお、「有機ＥＬデバイス」には、有機ＥＬ照明のみならず、有機ＥＬディスプレイ等が含まれる。

本発明の分相ガラスは、屈折率ｎ_ｄが１．６５以上である。従来の有機ＥＬ照明等の有機ＥＬデバイスは、ガラス板と透明導電膜等の屈折率差が大きいことに起因して、有機ＥＬ層から入射した光がガラス板と透明導電膜等の界面で反射し、光取り出し効率が低下するという問題もあった。具体的には、透明導電膜の屈折率ｎ_ｄは１．９〜２．０であり、有機ＥＬ層の屈折率ｎ_ｄは１．８〜１．９であった。これに対して、ガラス板の屈折率ｎ_ｄは、通常、１．５０程度であった。そこで、上記のように屈折率ｎ_ｄを規制すれば、ガラス板と透明導電膜等の屈折率差が小さくなるため、有機ＥＬ層から入射した光がガラス板と透明導電膜等の界面で反射し難くなり、光取り出し効率を高めることができる。

一方、分相ガラスを用いると、レイリー散乱により短波長の光が長波長の光よりも強く散乱し、有機ＥＬ素子、特に白色ＯＬＥＤを作製した場合に、色の視野角依存性が大きくなり、照明用途として不適になる虞がある。そこで、本発明の分相ガラスは、波長４００〜７００ｎｍにおける全光線透過率の最大値と最小値との差を４０％以下に規制している。これにより、上記不具合を解消することが可能になる。なお、波長４００〜７００ｎｍにおける全光線透過率の最大値と最小値との差は、分相粒子の粒子サイズを所定範囲に規制して、ミー散乱による散乱現象を生じさせることにより低減することができる。

第二に、本発明の分相ガラスは、分相粒子の粒子サイズが１００ｎｍ以上であることが好ましい。

第三に、本発明の分相ガラスは、波長４００〜７００ｎｍにおける拡散透過率が１０％以上であることが好ましい。「拡散透過率」は、分光光度計（例えば、島津製作所社製ＵＶ−２５００ＰＣ）により厚み方向で測定した値であり、例えば、両表面が鏡面研磨されたガラスを測定試料とすることができる。

第四に、本発明の分相ガラスは、分相ガラスが、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２ ３０〜７５％、Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜３５％、ＢａＯ １０〜５０％を含有することが好ましい。このようにすれば、屈折率を高め易くなり、またガラス板の生産性を高め易くなる。

第五に、本発明の分相ガラスは、厚みが５〜５００μｍであることが好ましい。

第六に、本発明の分相ガラスは、有機ＥＬデバイス、特に有機ＥＬ照明に用いることが好ましい。

第七に、本発明の複合基板は、分相ガラス板と基板が接合されてなる複合基板であって、分相ガラス板が、上記の分相ガラスを備えることが好ましい。

第八に、本発明の複合基板は、基板がガラス基板であることが好ましい。

第九に、本発明の複合基板は、基板の屈折率ｎ_ｄが１．５０超であることが好ましい。

第十に、本発明の複合基板は、分相ガラス板と基板がオプティカルコンタクトにより接合されていることが好ましい。

第十一に、本発明の複合基板は、有機ＥＬデバイス、特に有機ＥＬ照明に用いることが好ましい。

［実施例１］に係る熱処理後の試料Ｎｏ．１を１Ｍの塩酸溶液に１０分間浸漬させた後、得られた試料表面を走査型電子顕微鏡で観察した像である。 ［実施例１］に係る熱処理後の試料Ｎｏ．１（板厚１．０ｍｍ）の両表面を鏡面研磨し、分光光度計により、厚み方向の全光線透過率及び拡散透過率を測定したデータである。 ［実施例２］に係る複合基板（分相ガラス板の板厚０．１ｍｍ、総板厚２．１ｍｍ）について、分光光度計により、厚み方向の全光線透過率及び拡散透過率を測定したデータである。

本発明の分相ガラスは、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ことを特徴とし、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、またガラス組成中にＢ_２Ｏ_３を含む場合、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、第一の相と第二の相の屈折率が相違し易くなり、ガラスの散乱機能を高めることができる。

本発明の分相ガラスは、屈折率ｎ_ｄは、１．６５以上であり、好ましくは１．６６以上、１．６７以上、１．６８以上、１．６９以上、特に１．７０以上である。屈折率ｎ_ｄが１．６５未満になると、ガラス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すことが困難になる。一方、屈折率ｎ_ｄが高過ぎると、ガラス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。

本発明の分相ガラスにおいて、波長４００〜７００ｎｍにおける全光線透過率の最大値と最小値との差は、好ましくは４０％以下、３０％以下、２０％以下、１０％以下、特に５％以下である。波長４００〜７００ｎｍにおける全光線透過率の最大値と最小値との差が大き過ぎると、レイリー散乱による散乱現象が生じていることになり、この場合、有機ＥＬ素子、特に白色ＯＬＥＤを作製した場合に、色の視野角依存性が大きくなる。

本発明の分相ガラスにおいて、少なくとも一方の相（第一の相及び／又は第二の相）の分相粒子の粒子サイズは、好ましくは１００ｎｍ以上、２００ｎｍ以上、３００ｎｍ以上、４００〜５０００ｎｍ、特に６００〜３０００ｎｍである。このようにすれば、ミー散乱による散乱現象が生じ易くなり、全光線透過率の波長依存性を低減し易くなる。なお、分相粒子の粒子サイズは、ガラス組成、成形条件、徐冷条件、熱処理温度、熱処理時間等により調整することができる。

本発明の分相ガラスは、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ３０〜７５％、Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜３５％、ＢａＯ １０〜５０％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、６０％以下、５５％以下、５０％以下、４５％以下、４０％以下、特に４０％未満である。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、３２％以上、３４％以上、特に３６％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、２０％以下、１５％以下、１０％以下、７％未満、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。

ＢａＯの含有量は１０〜５０％が好ましい。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、屈折率、密度が高くなり易く、またＢａＯ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。よって、ＢａＯの好適な上限範囲は４０％以下、３０％以下、特に２６％以下であり、好適な下限範囲は１０％超、１４％以上、２０％以上、２２％以上、特に２４％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。

Ｂ_２Ｏ_３の含有量は０〜５０％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ことに加えて、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、３０％以下、２０％以下、１０％以下、５％以下、特に２％以下であり、好適な下限範囲は０．１％以上、０．３％以上、特に０．５％以上である。

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、酸によるエッチング工程において、アルカリ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％未満、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、酸によるエッチング工程において、アルカリ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％未満、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、酸によるエッチング工程において、アルカリ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％未満、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、１０％以下、８％以下、７％以下、６％以下、５％以下、４％以下、３％以下、２％以下、特に１％未満である。なお、ＭｇＯを導入する場合、好適な下限範囲は０．１％以上、特に０．９％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。よって、ＣａＯの好適な上限範囲は３０％以下、２０％以下、１０％以下、８％以下、特に６％以下であり、好適な下限範囲は０．１％以上、１％以上、２％以上、特に４％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。よって、ＳｒＯの好適な上限範囲は３０％以下、２０％以下、１０％以下、８％以下、特に５％以下であり、好適な下限範囲は１％以上、３％以上、特に４％以上である。

ＺｎＯの含有量は０〜３０％が好ましい。ＺｎＯの含有量が多くなると、屈折率、密度が高くなり易く、また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。よって、ＺｎＯの好適な上限範囲は２０％以下、１０％以下、５％以下、４％以下、３％以下、２％以下、特に１％未満である。なお、ＺｎＯを導入する場合、好適な下限範囲は０．１％以上、特に０．９％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、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。また全光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、１５％以下、１０％以下、特に８％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。

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、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。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、１．５％以上、特に２％以上である。

Ｐ_２О_５は、分相性を高める成分であり、その含有量は０〜１０％が好ましい。しかし、Ｐ_２О_５の含有量が多くなると、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。よって、Ｐ_２О_５の好適な上限範囲は１０％以下、７％以下、４％以下、３％以下、特に２％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、１．４％以上、特に１．６％以上である。

質量比Ｐ_２О_５／Ａｌ_２Ｏ_３は、好ましくは０．１以上、０．３以上、０．５以上、０．６以上、０．７以上、０．８以上、０．９以上、１以上、特に１超である。このようにすれば、分相性を効果的に高めることができる。ここで、「Ｐ_２О_５／Ａｌ_２Ｏ_３」は、Ｐ_２О_５の含有量をＡｌ_２Ｏ_３の含有量で除した値である。

質量比Ｐ_２О_５／Ｂ_２Ｏ_３は、好ましくは０．１以上、０．３以上、０．５以上、０．６以上、０．７以上、０．８以上、０．９以上、１以上、特に１超である。このようにすれば、耐酸性を確保しつつ、分相性を高めることができる。ここで、「Ｐ_２О_５／Ｂ_２Ｏ_３」は、Ｐ_２О_５の含有量をＢ_２Ｏ_３の含有量で除した値である。

質量比Ｐ_２О_５／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）は、好ましくは０．１以上、０．３以上、０．５以上、０．６以上、０．７以上、０．８以上、０．９以上、１以上、特に１超である。このようにすれば、高歪点を維持しつつ、分相性を高めることができる。ここで、「Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ」は、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏの合量である。「Ｐ_２О_５／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）」は、Ｐ_２О_５の含有量をＬｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの含有量で除した値である。

Ｌａ_２Ｏ_３は、屈折率を高める成分であり、その含有量は０〜１５％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１５％以下、１０％以下、６％以下、特に４％以下であり、好適な下限範囲は０．００１％以上、０．０１％以上、０．５％以上、１％以上、２％以上、特に３％以上である。

Ｎｂ_２Ｏ_５は、屈折率を高める成分であり、その含有量は０〜２０％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２０％以下、１６％以下、１４％以下、１２％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、１％以上、４％以上、６％以上、特に８％以上である。

Ｌａ_２Ｏ_３とＮｂ_２Ｏ_５は屈折率を高める成分であるが、これらの成分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３５％以下、３０％以下、２５％以下、２０％以下、特に１５％以下であり、好適な下限範囲は０．００１％以上、１％以上、２％以上、４％以上、６％以上、８％以上、特に１０％以上である。ここで、「Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｎｂ_２Ｏ_５」は、Ｌａ_２Ｏ_３とＮｂ_２Ｏ_５の合量を指す。

質量比（Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｎｂ_２Ｏ_５）／（ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３）は、０．１以上、０．１５以上、０．２以上、０．２５以上、０．２８以上、０．２９以上、０．３以上、０．３１以上、０．３２以上、特に０．３３以上である。このようにすれば、屈折率ｎｄを１．６５以上に高め易くなる。ここで、「ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３」は、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３及びＢ_２Ｏ_３の合量である。「（Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｎｂ_２Ｏ_５）／（ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３）」は、Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｎｂ_２Ｏ_５の含有量をＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３の含有量で除した値である。

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。

レアメタル酸化物の含有量は合量で０〜３５％が好ましい。レアメタル酸化物は、屈折率を高める成分であるが、これらの成分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、ガラス板の製造コストが高騰し易くなる。よって、レアメタル酸化物の好適な上限範囲は３５％以下、３０％以下、２５％以下、２０％以下、特に１５％以下であり、好適な下限範囲は０．００１％以上、１％以上、２％以上、４％以上、６％以上、８％以上、特に１０％以上である。なお、本発明でいう「レアメタル酸化物」は、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｎｄ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２等の希土類酸化物、Ｙ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５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。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。

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の好適な上限範囲は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。

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。

本発明の分相ガラスは、以下の特性を有することが好ましい。

密度は、好ましくは５．０ｇ／ｃｍ^３以下、４．５ｇ／ｃｍ^３以下、特に３．６ｇ／ｃｍ^３以下である。このようにすれば、有機ＥＬデバイスを軽量化することができる。

３０〜３８０℃における平均熱膨張係数は、好ましくは３０×１０^−７〜１００×１０^−７／℃、４０×１０^−７〜９０×１０^−７／℃、５０×１０^−７〜８５×１０^−７／℃、特に６０×１０^−７〜７５×１０^−７／℃である。近年、有機ＥＬデバイスにおいて、デザイン的要素を高める観点から、ガラス板に可撓性が要求される場合がある。可撓性を高めるためには、ガラス板の板厚を小さくする必要があるが、この場合、ガラス板とＩＴＯ、ＦＴＯ等の透明導電膜の熱膨張係数が不整合になると、ガラス板が反り易くなる。そこで、３０〜３８０℃における平均熱膨張係数を上記範囲とすれば、このような事態を防止し易くなる。なお、「３０〜３８０℃における平均熱膨張係数」は、ディラトメーター等で測定可能である。

歪点は、好ましくは４５０℃以上、５００℃以上、５５０℃以上、６００℃以上、特に６５０℃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、更には有機デバイスの製造工程において、熱処理によりガラス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。また、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板を成形し易くなる。ここで、「液相温度」は、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て、温度勾配炉中に２４時間保持した後、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指す。

分相温度は、好ましくは１０００℃以下、特に９５０℃以下である。また、分相粘度は、好ましくは１０^４．０ｄＰａ・ｓ以上、特に１０^５．０〜１０^８．０ｄＰａ・ｓである。このようにすれば、熱処理温度を低下させることができる。結果として、熱処理コストを低減することができる。更に熱処理によるガラス板の軟化変形を抑制し易くなる。ここで、「分相温度」は、ガラスを白金ボートに入れ、１４００℃でリメルトした後、白金ボートを温度勾配炉に移し、温度勾配炉中で３０分間保持した時に、明確な白濁が認められる温度を指す。「分相粘度」は、分相温度におけるガラスの粘度を白金引き上げ法で測定した値を指す。なお、本発明の分相ガラスは、成形工程及び／又は徐冷工程でガラスが分相しないことが好ましいが、これらの工程でガラスが分相していてもよい。

波長４００〜７００ｎｍにおける全光線透過率の最小値は、好ましくは２０％以上、３０％以上、４０％以上、特に５０％以上である。全光線透過率の最小値が低過ぎると、ガラス中の光を空気中に取り出し難くなる。

波長４００〜７００ｎｍにおける拡散透過率の最小値は、好ましくは１０％以上、２０％以上、３０％以上、４０％以上、特に５０％以上である。拡散透過率の最小値が低過ぎると、ガラス中の光を空気中に取り出し難くなる。

波長４００〜７００ｎｍにおけるヘーズ値の最小値は、好ましくは５％以上、１０％以上、２０％以上、３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上、特に９０％以上である。ヘーズ値が低過ぎると、光散乱希望が不十分になり、ガラス中の光を空気中に取り出し難くなる。なお、「ヘーズ値」は、（拡散透過率）×１００／（全光線透過率）で算出される値である。

本発明の分相ガラスは、平板形状を有することが好ましく、つまりガラス板であることが好ましい。このようにすれば、有機ＥＬデバイスに適用し易くなる。平板形状を有する場合、少なくとも一方の表面に未研磨面を有すること（特に、少なくとも一方の表面の有効面全体が未研磨面であること）が好ましい。ガラスの理論強度は、非常に高いが、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。これは、ガラス板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。よって、ガラス板の表面を未研磨にすれば、本来の機械的強度を損ない難くなるため、ガラス板が破壊し難くなる。また、研磨工程を簡略化又は省略し得るため、ガラス板の製造コストを低廉化することができる。

厚み（平板形状の場合は、板厚）は５〜５００μｍが好ましい。厚みが大き過ぎると、光散乱機能が過剰である場合、全光線透過率が低くなり、分相ガラス中の光を空気中に取り出し難くなる。よって、厚みは、好ましくは５００μｍ以下、４００μｍ以下、３００μｍ以下、２００μｍ以下、１００μｍ以下、特に５０μｍ以下である。一方、厚みが小さ過ぎると、光散乱機能が低下し易くなり、分相ガラス中の光を空気中に取り出し難くなる。よって、厚みは、好ましくは５μｍ以上、１０μｍ以上、２０μｍ以上、特に３０μｍ以上である。

平板形状を有する場合、少なくとも一方の表面（特に未研磨面）の表面粗さＲａは０．０１〜１μｍが好ましい。表面粗さＲａが大きいと、その面に透明導電膜等を形成する場合、透明導電膜の品位が低下して、均一な発光を得難くなる。表面粗さＲａの好適な上限範囲は１μｍ以下、０．８μｍ以下、０．５μｍ以下、０．３μｍ以下、０．１μｍ以下、０．０７μｍ以下、０．０５μｍ以下、０．０３μｍ以下、特に１０ｎｍ以下である。

本発明の分相ガラスは、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、未研磨で表面品位が良好なガラス板を製造することができる。その理由は、オーバーフローダウンドロー法の場合、表面に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。なお、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ができる。このようにすれば、薄肉のガラス板を作製し易くなる。

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、大型のガラス板を効率良く作製することができる。

本発明の分相ガラスは、熱処理工程を経ていることが好ましい。これにより、分相ガラスの散乱現象（特にミー散乱による散乱現象）を制御し易くなり、波長４００〜７００ｎｍにおける全光線透過率の最大値と最小値との差を低減し易くなる。

熱処理温度は、好ましくは６１０℃以上、７１０℃以上、８１０℃以上、特に９１０℃以上である。このようにすれば、分相ガラスの散乱現象（特にミー散乱による散乱現象）を制御し易くなる。一方、熱処理温度は、好ましくは１２００℃以下、１１００℃以下、特に１０００℃以下である。熱処理温度が高過ぎると、熱処理コストが増大することに加えて、散乱強度が強くなり過ぎて、直線透過率、全光線透過率等が低下する虞がある。

熱処理時間は、好ましくは１分間以上、特に５分間以上である。このようにすれば、分相ガラスの散乱現象（特にミー散乱による散乱現象）を制御し易くなる。一方、熱処理温度は、好ましくは７２時間以下、４８時間以下、２４時間以下、特に６０分間以下である。熱処理時間が長過ぎると、熱処理コストが増大することに加えて、散乱強度が強くなり過ぎて、直線透過率、全光線透過率等が低下する虞がある。

本発明の分相ガラスは、平板形状を有する場合、少なくとも一方の表面を粗面化面としてもよい。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。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。また、リプレス等の熱加工により、ガラス板の表面に凹凸形状を形成してもよい。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。凹凸形状は、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。

また、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、ガラス板の成形時に、少なくとも一方の表面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。

なお、ガラス板に粗面化面を形成せずに、所定の凹凸形状を有する樹脂フィルムをガラス板の表面に貼り付けてもよい。なお、凹凸形状の表面粗さＲａは、好ましくは１０Å以上、２０Å以上、３０Å以上、特に５０Å以上である。

本発明の複合基板は、分相ガラス板と基板が接合されてなる複合基板であって、分相ガラス板が、上記の分相ガラスを備えることを特徴とする。このようにすれば、分相ガラス板が光散乱板として機能するため、基板と複合化するだけで、有機ＥＬ素子の光取り出し効率を高めることができる。更に、分相ガラス板と基板を接合し、分相ガラス板を空気と接する側に配置すると、複合基板の耐傷性を高めることができる。

基板として、種々の材料を使用することが可能であり、例えば、樹脂基板、金属基板、ガラス基板を使用することが可能である。その中でも、透過性、耐候性、耐熱性の観点から、ガラス基板が好ましい。ガラス基板として、種々の材料が使用可能であり、例えば、ソーダライムガラス基板、アルミノシリケートガラス基板、無アルカリガラス基板が使用可能である。

ガラス基板の厚みは、強度を維持する観点から、好ましくは０．３〜３．０ｍｍ、０．４〜２．０ｍｍ、特に０．５超〜１．８ｍｍである。

ガラス基板の屈折率ｎ_ｄは、好ましくは１．６５以上であり、好ましくは１．６６以上、１．６７以上、１．６８以上、１．６９以上、特に１．７０以上である。ガラス基板の屈折率が低過ぎると、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すことが困難になる。一方、屈折率ｎ_ｄが高過ぎると、ガラス基板と分相ガラス板の界面での反射率が高くなり、分相ガラス板を通して、ガラス基板中の光を空気中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。

ガラス基板の少なくとも一方の表面（特に未研磨面）の表面粗さＲａは０．０１〜１μｍが好ましい。表面の表面粗さＲａが大き過ぎると、オプティカルコンタクトで複合基板を作製し難くなることに加えて、その表面に透明導電膜等を形成する場合、透明導電膜の品位が低下して、均一な発光を得難くなる。よって、少なくとも一方の表面の表面粗さＲａの好適な上限範囲は１μｍ以下、０．８μｍ以下、０．５μｍ以下、０．３μｍ以下、０．１μｍ以下、０．０７μｍ以下、０．０５μｍ以下、０．０３μｍ以下、特に１０ｎｍ以下である。

分相ガラス板と基板を接合する方法として、種々の方法が利用可能である。例えば、粘着テープ、粘着シート、接着剤、硬化剤等により接合する方法、オプティカルコンタクトで接合する方法が利用可能である。その中でも、接合信頼性の観点から、紫外線硬化樹脂により接合する方法が好ましく、複合基板の透過率を高める観点から、オプティカルコンタクトで接合する方法が好ましい。

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１４００℃で７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、平板形状に成形した後、歪点より室温まで１０時間かけて簡易な徐冷処理を行った。最後に、得られたガラス板について、必要に応じて加工を行い、種々の特性を評価した。

密度ρは、周知のアルキメデス法で測定した値である。

平均熱膨張係数αは、３０〜３８０℃の温度範囲においてディラトメーターで測定した値である。なお、測定試料として、φ５ｍｍ×２０ｍｍの円柱状試料（端面はＲ加工されている）を用いた。

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。

分相温度ＴＰは、各ガラスを白金ボートに入れ、１４００℃でリメルトした後、白金ボートを温度勾配炉に移し、温度勾配炉中で３０分間保持した時に、白濁が明確に認められる温度を測定したものである。

分相粘度ｌｏｇηＴＰは、分相温度における各ガラスの粘度を白金球引き上げ法で測定したものである。

成形後の分相は、上記の徐冷処理後の成形試料を目視観察した際に、分相による白濁が認められたものを「○」、分相による白濁が認められず、透明であったものを「×」として評価した。

熱処理後の分相は、上記の徐冷処理後の成形試料を９００℃で２４時間の条件で熱処理し、得られた熱処理試料を目視観察した際に、分相による白濁が認められたものを「○」、分相による白濁が認められず、透明であったものを「×」として評価した。

屈折率ｎ_ｄは、島津製作所社製の屈折率測定器ＫＰＲ−２０００により測定したｄ線の値である。具体的には、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。

成形後のガラス板（試料Ｎｏ．１）を約１５ｍｍ×１３０ｍｍのサイズの白金ボートに投入し、その白金ボートを電気炉内に投入し、１４００℃でリメルトした。なお、白金ボート内でリメルトされたガラスの厚みは約３〜５ｍｍであった。リメルトした後、電気炉から白金ボートを取り出し、空気中で放冷した。得られたガラスについて、１０００℃で２４時間の条件で熱処理を行い、分相させた。更に、１Ｍの塩酸溶液に１０分間浸漬させて、カーボン蒸着後、試料表面を電界放出型走査電子顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ社製Ｓ−４３００ＳＥ）により観察した。その結果を図１に示す。試料Ｎｏ．１に対し熱処理を施したものは３００〜４００ｎｍ程度の分相粒子を有する分相構造を有していた。

上記熱処理後の分相ガラスを約１０ｍｍ×３０ｍｍ×１．０ｍｍ厚のガラス板に加工した後、両表面を鏡面研磨し、分光光度計（島津製作所製分光光度計ＵＶ−２５００ＰＣ）により、厚み方向の全光線透過率及び拡散透過率を測定した。その結果を図２に示す。

図２に示すように、波長４００〜７００ｎｍにおける全光線透過率の最大値と最小値との差が２０％以内であり、また波長４００〜７００ｎｍにおける全光線透過率が２０％以上であり、更に波長４００〜７００ｎｍにおける拡散透過率が２０％以上であった。

上記熱処理後の分相ガラスを約１０ｍｍ×３０ｍｍ×１．０ｍｍ厚のガラス板に加工し、分相ガラス板を得た。また、約１０ｍｍ×３０ｍｍ×２．０ｍｍ厚のガラス基板（日本電気硝子社製ＯＡ−１０Ｌ：屈折率ｎ_ｄ１．５２）を用意した。次に、紫外線硬化樹脂（ＭＳアーデル株式会社製オプトクレーブＵＴ２０）を用いて、分相ガラス板とガラス基板を接合した後、分相ガラス板の表面を研磨により０．１ｍｍ厚に加工することにより、総板厚２．１ｍｍの複合基板を得た。この複合基板について、分光光度計（島津製作所製分光光度計ＵＶ−２５００ＰＣ）により、厚み方向の全光線透過率及び拡散透過率を測定した。その結果を図３に示す。

図３に示すように、上記複合基板は、波長４００〜７００ｎｍにおける全光線透過率の最大値と最小値との差が２０％以内であり、また波長４００〜７００ｎｍにおける全光線透過率が４０％以上であり、更に波長４００〜７００ｎｍにおける拡散透過率が２０％以上であった。

［実施例１］、［実施例２］では、試料Ｎｏ．１を用いて、実験したが、表２の試料Ｎｏ．２についても、同様の実験により、同様の傾向が得られるものと考えられる。

Claims (11)

1. 屈折率ｎ_ｄが１．６５以上であり、少なくとも第一の相と第二の相を含む分相構造を有し、波長４００〜７００ｎｍにおける全光線透過率の最大値と最小値との差が４０％以下であることを特徴とする分相ガラス。
2. 分相粒子の粒子サイズが１００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の分相ガラス。
3. 波長４００〜７００ｎｍにおける拡散透過率が１０％以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の分相ガラス。
4. 分相ガラスが、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２ ３０〜７５％、Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜３５％、ＢａＯ １０〜５０％を含有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の分相ガラス。
5. 厚みが５〜５００μｍであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の分相ガラス。
6. 有機ＥＬ照明に用いることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の分相ガラス。
7. 分相ガラス板と基板が接合されてなる複合基板であって、分相ガラス板が、請求項１〜６の何れかに記載の分相ガラスを備えることを特徴とする複合基板。
8. 基板がガラス基板であることを特徴とする請求項７に記載の複合基板。
9. 基板の屈折率ｎ_ｄが１．５０超であることを特徴とする請求項７又は８に記載の複合基板。
10. 分相ガラス板と基板がオプティカルコンタクトにより接合されていることを特徴とする請求項７〜９の何れかに記載の複合基板。
11. 有機ＥＬ照明に用いることを特徴とする請求項７〜１０の何れかに記載の複合基板。