JP2016028996A - 高屈折率ガラス - Google Patents

Abstract

【課題】高価な希土類酸化物等を多量に含まなくても、屈折率が高く、しかも液相粘度が高いガラスを提案する。【解決手段】ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３：３０．５〜８０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ：１０〜６０％、ＢａＯ：４〜４０％、ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２：０〜２０％、Ｐ２Ｏ５：０．０１〜１５％を含有し、且つ屈折率ｎｄが１．５１〜２．０である高屈折率ガラス。実質的ＰｂＯ及びアルカリ金属酸化物を含まない高屈折率ガラス。液相粘度が１０３．０ｄＰａ・ｓ以上である高屈折率ガラス。【選択図】なし

Description

本発明は、高屈折率ガラスに関し、例えば有機ＥＬデバイス、特に有機ＥＬ照明に好適な高屈折率ガラスに関する。

近年、有機ＥＬ発光素子を用いたディスプレイ、照明が益々注目されている。これらの有機ＥＬデバイスは、ＩＴＯ等の透明導電膜が形成されたガラス板により、有機発光素子が挟み込まれた構造を有する。この構造において、有機発光素子に電流が流れると、有機発光素子中の正孔と電子が会合して発光する。発光した光は、ＩＴＯ等の透明導電膜を介してガラス板中に進入し、ガラス板内で反射を繰り返しながら外部に放出される。

特開２００７−１８６４０７号公報

ところで、有機発光素子の屈折率ｎ_ｄは１．８〜１．９であり、ＩＴＯの屈折率ｎ_ｄは１．９〜２．０である。これに対して、ガラス板の屈折率ｎ_ｄは、通常、１．５程度である。このため、従来の有機ＥＬデバイスは、ガラス板−ＩＴＯ界面の屈折率差に起因して反射率が高くなるため、有機発光素子から発生した光を効率良く取り出せないという問題があった。

また、光学ガラスの分野では、高屈折率ガラスが使用される場合がある（例えば、特許文献１参照）。しかし、これらのガラスは、高価な希土類酸化物等を多量に含み、且つ液相粘度が低いため、平板形状に成形し難く、大量生産に不向きである。

そこで、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、高価な希土類酸化物等を多量に含まなくても、屈折率が高く、しかも液相粘度が高いガラスを創案することである。

本発明者は、鋭意検討を行った結果、ガラス組成範囲とガラス特性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、本発明の高屈折率ガラスは、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３ ３０．５〜８０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ １０〜６０％、ＢａＯ ４〜４０％、ＴｉＯ_２＋ＺｒＯ_２ ０〜２０％、Ｐ_２Ｏ_５ ０．０１〜１５％を含有し、且つ屈折率ｎ_ｄが１．５１〜２．０であることを特徴とする。ここで、「ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３」は、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３及びＢ_２Ｏ_３の合量を指す。「ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ」は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ及びＺｎＯの合量を指す。「ＴｉＯ_２＋ＺｒＯ_２」は、ＴｉＯ_２とＺｒＯ_２の合量を指す。「屈折率ｎ_ｄ」は、水素ランプのｄ線（波長５８７．６ｎｍ）での測定値であり、屈折率測定器で測定可能である。例えば、２５ｍｍ×２５ｍｍ×約３ｍｍの直方体試料を作製した後、（徐冷点＋３０℃）から（歪点−５０℃）までの温度域を０．１℃／分になるような冷却速度で徐冷処理し、続いて屈折率が整合する浸液をガラス間に浸透させながら、島津製作所社製の屈折率測定器ＫＰＲ−２０００を用いることにより測定することができる。

本発明の高屈折率ガラスは、屈折率を高めるために、ＢａＯを多く含んでいる。一方、ＢａＯの含有量が多いと、成形時にＢａ系結晶が析出し易くなる。そこで、本発明の高屈折率ガラスは、Ｐ_２Ｏ_５を必須成分として含んでいる。これにより、Ｂａ系結晶の析出を抑制し易くなる。結果として、高価な希土類酸化物等を多量に含まなくても、液相粘度が高い高屈折率ガラスを作製することが可能になる。

第二に、本発明の高屈折率ガラスは、質量比ＳｉＯ_２／Ｂ_２Ｏ_３が１．２〜２０であることが好ましい。このようにすれば、耐失透性が向上し、液相粘度を高めることができる。ここで、「ＳｉＯ_２／Ｂ_２Ｏ_３」は、ＳｉＯ_２の含有量をＢ_２Ｏ_３の含有量で除した値を指す。

第三に、本発明の高屈折率ガラスは、ＢａＯの含有量が１５〜３０質量％であることが好ましい。

第四に、本発明の高屈折率ガラスは、実質的にＰｂＯを含まないことが好ましい。ここで、「実質的に〜を含まない」とは、明示の成分の含有を可及的に避けるものの、不純物レベルの混入は許容する趣旨であり、具体的には、明示の成分の含有量が０．５％未満（好ましくは０．１％未満、特に０．０５％未満）の場合を指す。

第五に、本発明の高屈折率ガラスは、Ｂｉ_２Ｏ_３＋Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３＋Ｎｂ_２Ｏ_５＋Ｔａ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３の含有量が１２質量％以下であることが好ましい。ここで、「Ｂｉ_２Ｏ_３＋Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３＋Ｎｂ_２Ｏ_５＋Ｔａ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３」は、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５及びＷＯ_３の合量を指す。

第六に、本発明の高屈折率ガラスは、実質的にアルカリ金属酸化物（Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ）を含まないことが好ましい。このようにすれば、ＳｉＯ_２膜等のパシベーション膜の形成が不要になり、製造コストを低廉化することができる。

第七に、本発明の高屈折率ガラスは、液相粘度が１０^３．０ｄＰａ・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。「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、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である。

第八に、本発明の高屈折率ガラスは、平板形状であることが好ましい。

第九に、本発明の高屈折率ガラスは、フロート法、ロールアウト法、アップドロー法、オーバーフローダウンドロー法の何れかで成形されてなることが好ましい。

第十に、本発明の照明デバイスは、上記の高屈折率ガラスを備えることを特徴とする。

第十一に、本発明の有機ＥＬ照明は、上記の高屈折率ガラスを備えることを特徴とする。

本発明の高屈折率ガラスは、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３ ３０．５〜８０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ １０〜６０％、ＢａＯ ４〜４０％、ＴｉＯ_２＋ＺｒＯ_２ ０〜２０％、Ｐ_２Ｏ_５ ０．０１〜１５％を含有する。上記のように各成分の含有範囲を限定した理由を以下に説明する。なお、以下の含有範囲の説明において、％表示は、特に断りがある場合を除き、質量％を表す。

ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３の含有量は３０．５〜８０％が好ましい。ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３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＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは３０．５％以上、３５％以上、４０％以上、４２％以上、４６％以上、４８％以上、特に５０％以上である。一方、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３の含有量が多くなると、屈折率、溶融性、成形性が低下し易くなる。よって、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは８０％以下、７５％以下、７０％以下、６５％以下、６０％以下、５７％以下、特に５５％以下である。

ＳｉＯ_２の含有量は２０〜７０％が好ましい。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。更に耐酸性が低下し易くなる。よって、ＳｉＯ_２の含有量は、好ましくは２０％以上、２５％以上、３０％以上、３２％以上、３４％以上、特に３６％以上である。一方、ＳｉＯ_２の含有が多くなると、屈折率、溶融性、成形性が低下し易くなる。よって、ＳｉＯ_２の含有量は好ましくは７０％以下、６５％以下、６０％以下、５５％以下、５３％以下、５１％以下、４９％以下、４７％以下、４５％以下、特に４３％以下である。

Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は０〜２０％が好ましい。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が多くなると、ガラスに失透結晶が析出し易くなって、液相粘度が低下し易くなり、また屈折率が低下し易くなる。よって、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは２０％以下、１５％以下、１０％以下、８％以下、特に６％以下である。なお、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が少なくなると、ガラス組成のバランスを欠いて、逆にガラスが失透し易くなる。よって、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは０．１％以上、０．５％以上、１％以上、３％以上、４％以上、特に５％以上である。

Ｂ_２Ｏ_３の含有量は０〜３５％が好ましい。Ｂ_２Ｏ_３の含有量が多くなると、屈折率、ヤング率が低下し易くなる。よって、Ｂ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは３５％以下、３０％以下、２５％以下、２０％以下、１８％以下、１６％以下、１４％以下、１２％以下、１０％以下、特に８％以下である。なお、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が少なくなると、液相温度が低下し易くなる。よって、Ｂ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは０．１％以上、１％以上、２％以上、４％以上、特に５％以上である。

質量比ＳｉＯ_２／Ｂ_２Ｏ_３は１．２〜２０が好ましい。質量比ＳｉＯ_２／Ｂ_２Ｏ_３が小さくなると、粘度が低下して、液相粘度が低下し易くなる。よって、質量比ＳｉＯ_２／Ｂ_２Ｏ_３の下限値は、好ましくは１．２以上、１．６以上、２．０以上、２．４以上、２．８以上、３．２以上、３．５以上、３．８以上、特に４．０以上である。一方、質量比ＳｉＯ_２／Ｂ_２Ｏ_３が大きくなると、耐失透性が低下して、液相粘度が低下し易くなる。よって、質量比ＳｉＯ_２／Ｂ_２Ｏ_３の上限値は、好ましくは２０以下、１５以下、１０以下、９．０以下、８．０以下、７．０以下、６．０以下、特に５．５以下である。

ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯの含有量は、好ましくは１０〜６０％、２０〜５５％、２５〜５２％、３０〜５０％、３２〜４８％、３４〜４６％、特に３６〜４４％である。このようにすれば、高屈折率、耐失透性、溶融性、低密度、低熱膨張係数を高いレベルで両立させることが可能になる。

質量比（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）／Ｂ_２Ｏ_３を所定範囲に規制すると、高屈折率、耐失透性、溶融性、低密度、低熱膨張係数を高いレベルで両立させることが可能になる。よって、質量比（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）／Ｂ_２Ｏ_３の下限値は、好ましくは１．０以上、１．５以上、１．８以上、２．１以上、２．４以上、２．７以上、特に３．０以上であり、また上限値は、好ましくは１０以下、９．０以下、８．０以下、７．０以下、６．０以下、５．５以下、特に５．０以下である。「（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）／Ｂ_２Ｏ_３」は、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯの含有量をＢ_２Ｏ_３の含有量で除した値を指す。

ＭｇＯは、ヤング率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、屈折率が低下し易くなったり、液相温度が上昇して、耐失透性が低下し易くなったり、密度、熱膨張係数が高くなり易い。よって、ＭｇＯの含有量は、好ましくは１０％以下、５％以下、３％以下、２％以下、１％以下、特に０．５％以下である。

ＣａＯの含有量が多くなると、密度、熱膨張係数が高くなり易く、その含有量が過剰になると、ガラス組成のバランスを欠いて、耐失透性が低下し易くなる。よって、ＣａＯの含有量は、好ましくは１２％以下、１０％以下、８％以下、７％以下、６％以下、５％以下、４％以下、特に３．５％以下である。なお、ＣａＯの含有量が少なくなると、屈折率、溶融性、ヤング率が低下し易くなる。よって、ＣａＯの含有量は、好ましくは０．１％以上、０．５％以上、１％以上、２％以上、特に２．５％以上である。

質量比ＣａＯ／Ｂ_２Ｏ_３を所定範囲に規制すると、耐失透性を高め易くなる。よって、質量比ＣａＯ／Ｂ_２Ｏ_３の下限値は、好ましくは０．１０以上、０．１５以上、０．２０以上、０．２５以上、特に０．３０以上であり、また質量比ＣａＯ／Ｂ_２Ｏ_３の上限値は、好ましくは１０以下、５以下、３以下、２以下、１以下、特に０．７以下である。ここで、「ＣａＯ／Ｂ_２Ｏ_３」は、ＣａＯの含有量をＢ_２Ｏ_３の含有量で除した値を指す。

ＳｒＯの含有量が多くなると、密度、熱膨張係数が高くなり易い。また、ＳｒＯの含有量が過剰になると、ガラス組成のバランスを欠いて、耐失透性が低下し易くなる。よって、ＳｒＯの含有量は、好ましくは２０％以下、１５％以下、１３％以下、特に１２％以下である。一方、ＳｒＯの含有量が少なくなると、屈折率、溶融性が低下し易くなる。更に本発明に係るガラス組成系においては、液相温度付近の粘度が低下して、高い液相粘度を確保し難くなる。よって、ＳｒＯの含有量は、好ましくは０．１％以上、１％以上、３％以上、５％以上、７％以上、８％以上、特１０％以上である。

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。しかし、ＢａＯの含有量が多くなると、密度、熱膨張係数が高くなり易く、液相粘度が低くなり易い。また、ＢａＯの含有量が多過ぎると、ガラス組成のバランスを欠いて、耐失透性が低下し易くなる。よって、ＢａＯの含有量は、好ましくは４０％以下、３６％以下、３２％以下、３０％以下、２８％以下、特に２６％以下である。一方、ＢａＯの含有量が少なくなると、所望の屈折率を得難くなる上、高い液相粘度を確保し難くなる。よって、ＢａＯの含有量は、好ましくは４％以上、１０％以上、１２％以上、１５％以上、１８％以上、特に２０％以上である。

質量比ＢａＯ／Ｂ_２Ｏ_３を所定範囲に規制すると、高屈折率と高液相粘度を高いレベルで両立させることが可能になる。よって、質量比ＢａＯ／Ｂ_２Ｏ_３の下限値は、好ましくは０．５以上、０．６以上、０．７以上、０．８以上、０．９以上、１．０以上、１．１以上、１．２以上、１．３以上、１．４以上、特に１．５以上であり、また上限値は、好ましくは８．０以下、７．５以下、７．０以下、６．５以下、６．０以下、特に５．５以下である。ここで、「ＢａＯ／Ｂ_２Ｏ_３」は、ＢａＯの含有量をＢ_２Ｏ_３の含有量で除した値を指す。

ＺｎＯの含有量が多くなると、密度、熱膨張係数が高くなったり、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、ＺｎＯの含有量は、好ましくは１５％以下、１２％以下、１０％下、８％以下、６％以下、特に４％以下である。但し、ＺｎＯの含有量が少なくなると、高い液相粘度を確保し難くなる。よって、ＺｎＯの含有量は、好ましくは０．１％以上、０．５％以上、１％以上、１％超、１．５％以上、２％以上、２．５％以上、特に３％以上である。

ＴｉＯ_２＋ＺｒＯ_２は０〜２０％が好ましい。ＴｉＯ_２＋ＺｒＯ_２はバッチコストを高騰させずに、屈折率を効果的に高める成分である。しかし、ＴｉＯ_２＋ＺｒＯ_２の含有量が多くなると、ガラスが着色したり、耐失透性が低下し易くなる。よって、ＴｉＯ_２＋ＺｒＯ_２の含有量は、好ましくは０〜２０％、０．０１〜１５％、０．１〜１５％、１〜１２％、２〜１０％、３〜８％、特に４〜６％である。

ＴｉＯ_２は、バッチコストを高騰させずに、屈折率、耐酸性を効果的に高める成分である。しかし、ＴｉＯ_２の含有量が多くなると、ガラスが着色したり、耐失透性が低下し易くなる。よって、ＴｉＯ_２の含有量は、好ましくは０〜１５％、０．０１〜１５％、０．１〜１５％、１〜１１％、２〜９％、３〜８％、特に３〜７％である。なお、ＴｉＯ_２の含有量が多くなると、Ｚｒ含有失透ブツの発生を助長し易くなる。よって、Ｚｒ含有失透ブツの発生を抑制したい場合、ＴｉＯ_２の含有量は、好ましくは６％以下、５．５％以下、５％以下、４．５％以下、特に４％以下である。

ＺｒＯ_２は、バッチコストを高騰させずに、屈折率を効果的に高める成分である。但し、ＺｒＯ_２の含有量が多くなると、液相温度が低下し易くなる。よって、ＺｒＯ_２の含有量は、好ましくは０〜１０％、０．０１〜１０％、０．１〜８％、０．５〜７％、１〜６．５％、特に１．５〜５％である。なお、Ｚｒ含有失透ブツの発生を抑制したい場合、ＺｒＯ_２の含有量は、好ましくは４％以下、３．５％以下、３％以下、特に２．５％以下である。

Ｐ_２Ｏ_５は０．０１〜１５％が好ましい。Ｐ_２Ｏ_５は、ネットワークを形成し、ガラス組成の成分バランスを維持する成分である。Ｐ_２Ｏ_５の含有量が少なくなると、成形時にＢａ系結晶が析出し易くなる。よって、Ｐ_２Ｏ_５の含有量は、好ましくは０．０１％以上、０．１％以上、０．４％以上、０．６％以上、０．８％以上、特に１％以上である。一方、Ｐ_２Ｏ_５の含有量が多くなると、リン酸カルシウム系結晶が析出し易くなる。よって、Ｐ_２Ｏ_５の含有量は、好ましくは１５％以下、１０％以下、６％以下、５％以下、４％以下、３％以下、２．５％以下、特に２％以下である。

質量比（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）／Ｐ_２Ｏ_５を所定範囲に規制すると、高屈折率と高液相粘度を高いレベルで両立させることが可能になる。質量比（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）／Ｐ_２Ｏ_５は、好ましくは０．００１〜０．２、０．００８〜０．１、０．０１〜０．０８、特に０．０２〜０．０６である。ここで、「（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）／Ｐ_２Ｏ_５」は、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯの含有量をＰ_２Ｏ_５の含有量で除した値を指す。

質量比ＢａＯ／Ｐ_２Ｏ_５を所定範囲に規制すると、高屈折率と高液相粘度を高いレベルで両立させることが可能になる。質量比ＢａＯ／Ｐ_２Ｏ_５は、好ましくは０．００１〜０．２、０．０１〜０．１５、０．０２〜０．１３、特に０．０２〜０．１である。ここで、「ＢａＯ／Ｐ_２Ｏ_５」は、ＢａＯの含有量をＰ_２Ｏ_５の含有量で除した値を指す。

上記成分以外にも、例えば以下の成分を導入してもよい。

Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ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、多量に導入すると、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。また、用途によっては、アルカリ金属酸化物（Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ）を導入すると、ガラスの表面にＳｉＯ_２膜等のパシベーション膜の形成が必要になる。よって、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの含有量は、好ましくは１％以下、０．５％以下、０．２９％以下、０．２０％以下、０．１０％以下、特に０．０５％以下であり、実質的に含有しないことが望ましい。なお、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏの含有量は、それぞれ０．５％以下、０．２９％以下、０．２０％以下、０．１０％以下、特に０．０５％以下が好ましく、実質的に含有しないことが望ましい。ここで「Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ」は、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏの合量である。

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、実質的に含有しないことが好ましい。

Ｂｉ_２Ｏ_３＋Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３＋Ｎｂ_２Ｏ_５＋Ｔａ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３は、屈折率を高める成分であるが、バッチコストを高める成分、つまり高価な成分である。よって、Ｂｉ_２Ｏ_３＋Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３＋Ｎｂ_２Ｏ_５＋Ｔａ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３の含有量は、好ましくは１２％以下、９％以下、６％以下、３％以下、２％以下、１．５％、１％以下、１％未満、特に０．５％以下が好ましく、実質的に含有しないことが望ましい。なお、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５、ＷＯ_３の含有量は、それぞれ１２％以下、９％以下、６％以下、３％以下、２％以下、１．５％、１％以下、１％未満、特に０．５％以下であり、実質的に含有しないことが望ましい。

清澄剤として、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、ＳｎＯ_２、Ｆ、Ｃｌ、ＳＯ_３の群から選択された一種又は二種以上を０〜３％添加することができる。但し、Ａｓ_２Ｏ_３及びＦ、特にＡｓ_２Ｏ_３は、環境的観点から、実質的に含有しないことが好ましい。特に、清澄剤として、Ｓｂ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、ＳＯ_３及びＣｌが好ましい。Ｓｂ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは０〜１％、０．０１〜０．５％、特に０．０５〜０．４％である。ＳｎＯ_２の含有量は、好ましくは０〜１％、０．０１〜０．５％、特に０．０５〜０．４％である。ＳｎＯ_２＋ＳＯ_３＋Ｃｌの含有量は、好ましくは０〜１％、０．００１〜１％、０．０１〜０．５％、特に０．０１〜０．３％である。ここで、「ＳｎＯ_２＋ＳＯ_３＋Ｃｌ」は、ＳｎＯ_２、ＳＯ_３及びＣｌの合量を指す。

上記成分以外にも、他の成分を添加することができる。その添加量は、好ましくは１０％以下、５％以下、特に３％以下である。

本発明の高屈折率ガラスは、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１．５１以上、１．５５以上、１．５８以上、１．６０以上、１．６１以上、特に１．６２以上である。屈折率ｎ_ｄが１．５１未満になると、ＩＴＯ−ガラス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が高くなると、ガラス組成のバランスを欠いて、耐失透性が低下し易くなる。また、屈折率ｎ_ｄが極端に高くなると、空気−ガラス界面での反射率が高くなり、ガラス表面に粗面化処理を施しても、光の取り出し効率を高めることが困難になる。なお、ガラス組成中に希土類酸化物等を多量に導入すると、屈折率ｎ_ｄが高めることができるが、この場合、バッチコストが高騰してしまう。よって、屈折率ｎ_ｄは、好ましくは２．００以下、１．６８以下、１．６７以下、１．６６以下、特に１．６５以下である。

密度は、好ましくは５．０ｇ／ｃｍ^３以下、４．８ｇ／ｃｍ^３以下、４．５ｇ／ｃｍ^３以下、４．３ｇ／ｃｍ^３以下、３．０〜３．７ｇ／ｃｍ^３、特３．２〜３．５ｇ／ｃｍ^３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。なお、「密度」は、周知のアルキメデス法で測定可能である。

３０〜３８０℃における熱膨張係数は、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照明、有機ＥＬディスプレイ等の有機ＥＬデバイス、色素増感太陽電池において、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５００℃以上、５４０℃以上、５８０℃以上、５９０℃以上、６００℃以上、特に６１０℃以上である。このようにすれば、デバイスの製造工程における高温の熱処理によりガラス板が熱収縮し難くなる。なお、「歪点」は、ＡＳＴＭ Ｃ３３６−７１に記載の方法に基づいて測定した値を指す。

１０^２．０ｄＰａ・ｓにおける温度は、好ましくは１０００℃以上、１１００℃以上、１１３０℃以上、１１６０℃以上、特に１１９０℃以上である。このようにすれば、成形温度を高温化し得るため、成形時の失透を防止し易くなる。

液相温度は、好ましくは１２００℃以下、１１５０℃以下、１１００℃以下、１０５０℃以下、１０３０℃以下、特に１０００℃以下である。また、液相粘度は、好ましくは１０^３．０ｄＰａ・ｓ以上、１０^３．５ｄＰａ・ｓ以上、１０^４．０ｄＰａ・ｓ以上、１０^４．２ｄＰａ・ｓ以上、１０^４．６ｄＰａ・ｓ以上、１０^５．０ｄＰａ・ｓ以上、特に１０^５．２ｄＰａ・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、フロート法等でガラス板を成形し易くなる。

本発明の高屈折率ガラスは、平板形状であることが好ましく、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、デザイン性に優れた照明デバイス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。

本発明の高屈折率ガラスは、平板形状の場合、少なくとも一方の表面が未研磨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。これは、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、表面を未研磨とすれば、ガラス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、表面を未研磨とすれば、研磨工程を省略できるため、ガラス板の製造コストを低廉化することができる。

本発明の高屈折率ガラスにおいて、少なくとも一方の表面（但し、有効面）の表面粗さＲａは、好ましくは１０Å以下、５Å以下、３Å以下、特に２Å以下である。表面粗さＲａが１０Åより大きいと、その表面に形成されるＩＴＯの品位が低下して、均一な発光を得難くなる。ここで、「表面粗さＲａ」は、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１に準拠した方法で測定した値を指す。

本発明の高屈折率ガラスは、ＨＦエッチング、サンドブラスト等によって、一方の表面に粗面化処理を行うことが好ましい。粗面化処理面の表面粗さＲａは、好ましくは１０Å以上、２０Å以上、３０Å以上、特に５０Å以上である。粗面化処理面を有機ＥＬ照明等の空気に接する側にすれば、粗面化処理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。

リプレス等の熱加工によって、一方の表面に粗面化処理面を形成してもよい。このようにすれば、一方の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、一方の表面に対して、均一な粗面化処理面を形成し得ると共に、他方の表面の表面状態を平滑な状態に維持することができる。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、ＳＦ_６、ＣＦ_４）を用いることが好ましい。このようにすれば、ＨＦ系ガスを含有したプラズマが発生するため、粗面化処理の効率が向上する。

成形時に表面に無反射構造を形成する場合、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。なお、凹凸形状を有する光散乱フィルムを一方の表面に貼り付けてもよい。

次に、本発明の高屈折率ガラスを製造する方法を例示する。まず所望のガラス組成になるように、ガラス原料を調合して、ガラスバッチを作製する。次いでこのガラスバッチを溶融、清澄した後、所望の形状に成形する。その後、所望の形状に加工する。

本発明の高屈折率ガラスは、フロート法で成形されてなることが好ましい。このようにすれば、表面品位が良好なガラス板を安価、且つ大量に製造することができる。また、ガラス板の大型化を図り易くなる。

また、本発明の高屈折率ガラスは、ロールアウト法又はアップドロー法で成形されてなることも好ましい。このようにすれば、成形時の失透を抑制し易くなる。

更に、本発明の高屈折率ガラスは、オーバーフローダウンドロー法で成形されてなることも好ましい。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安価、且つ大量に製造することができる。また、ガラス板の大型化、薄板化を図り易くなる。

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。

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、得られたガラスバッチを電気炉に投入して１３００〜１４００℃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て平板形状に成形した後、所定の徐冷処理を行った。最後に、得られたガラス板について、種々の特性を評価した。

密度ρは、周知のアルキメデス法によって測定した値である。

熱膨張係数αは、ディラトメーターを用いて、３０〜３８０℃における平均熱膨張係数を測定した値である。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に記載の方法に基づいて測定した値である。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に記載の方法に基づいて測定した値である。

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、これらの温度が低い程、溶融性、成形性に優れる。

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、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である。また、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を指す。なお、液相粘度が高く、液相温度が低い程、耐失透性、成形性に優れる。

屈折率ｎ_ｄは、島津製作所社製の屈折率測定器ＫＰＲ−２０００を用いて測定した値であり、水素ランプのｄ線（波長５８７．６ｎｍ）での測定値である。なお、測定に際し、２５ｍｍ×２５ｍｍ×約３ｍｍの直方体試料を作製した後、（Ｔａ＋３０℃）から（Ｐｓ−５０℃）までの温度域を０．１℃／分になるような冷却速度で徐冷処理し、続いて屈折率が整合する浸液をガラス間に浸透させた。

表１、２から明らかなように、試料Ｎｏ．１〜３６は、高価な希土類酸化物等を含んでいないにもかかわらず、屈折率ｎ_ｄが高く、耐失透性が良好であった。

Claims (11)

1. ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３ ３０．５〜８０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ １０〜６０％、ＢａＯ ４〜４０％、ＴｉＯ_２＋ＺｒＯ_２ ０〜２０％、Ｐ_２Ｏ_５ ０．０１〜１５％を含有し、且つ屈折率ｎ_ｄが１．５１〜２．０であることを特徴とする高屈折率ガラス。
2. 質量比ＳｉＯ_２／Ｂ_２Ｏ_３が１．２〜２０であることを特徴とする請求項１に記載の高屈折率ガラス。
3. ＢａＯの含有量が１５〜３０質量％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の高屈折率ガラス。
4. 実質的にＰｂＯを含まないことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の高屈折率ガラス。
5. Ｂｉ_２Ｏ_３＋Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３＋Ｎｂ_２Ｏ_５＋Ｔａ_２Ｏ_５＋ＷＯ_３の含有量が１２質量％以下であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の高屈折率ガラス。
6. 実質的にアルカリ金属酸化物を含まないことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の高屈折率ガラス。
7. 液相粘度が１０^３．０ｄＰａ・ｓ以上であることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の高屈折率ガラス。
8. 平板形状であることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の高屈折率ガラス。
9. フロート法、ロールアウト法、アップドロー法、オーバーフローダウンドロー法の何れかで成形されてなることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の高屈折率ガラス。
10. 請求項１〜９の何れかに記載の高屈折率ガラスを備えることを特徴とする照明デバイス。
11. 請求項１〜９の何れかに記載の高屈折率ガラスを備えることを特徴とする有機ＥＬ照明。