JP6331077B2 - 分相ガラス及びこれを用いた複合基板 - Google Patents

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、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。

特開２０１２−２５６３４号公報

上記問題を解決するために、基板としてガラス基板を用いると共に、そのガラス基板と透明導電膜等との間に、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、ソーダガラス基板の表面に、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が記載されている。

しかし、ガラス基板の表面に光取り出し層を形成するためには、ガラス基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。また、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下してしまう。更に、特許文献１に記載のガラスフリットは、Ｎｂ_２Ｏ_５等のレアメタル酸化物を多量に含むため、原料コストが高価である。

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、その技術的課題は、ガラス基板上に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の向上に資する基板材料を創案することである。

本発明者は、鋭意検討の結果、光散乱機能を有する分相ガラスを用いることにより、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、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波長４００〜７００ｎｍにおける全光線透過率の最小値との差が４０％以下であることを特徴とする。ここで、「分相構造」の各相は、例えば、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ることで詳細に確認することができる。なお、本発明の分相ガラスは、基板材料として用いてもよいが、光取り出し層の代替として、基板に接合するための材料として用いてもよい。また、「全光線透過率」は、分光光度計（例えば、島津製作所製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。このようにすれば、有機ＥＬデバイスに適用した場合に、有機ＥＬ層から分相ガラスへ入射した光が、第一の相と第二の相の界面で散乱し、有機ＥＬ素子の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、透過率の波長依存性が生じ易くなる。特に、分相粒子のサイズが小さい場合、レイリー散乱により短波長の光が長波長に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る。そこで、波長４００〜７００ｎｍにおける全光線透過率の最大値と波長４００〜７００ｎｍにおける全光線透過率の最小値との差を所定値以下に低減すれば、そのような不具合を解消し易くなる。

第二に、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。このようにすれば、光散乱機能と高透過率を両立し易くなる。

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。このようにすれば、有機ＥＬデバイスに適用した場合に、有機ＥＬ層から分相ガラスへ入射した光が、第一の相と第二の相の界面で散乱し、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、「拡散透過率」は、分光光度計（例えば、島津製作所製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、屈折率ｎ_ｄが１．５０超であることが好ましい。輝度低下の原因の一つとして、屈折率の不整合が挙げられる。例えば、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である。これに対して、ガラスの屈折率ｎ_ｄは、通常、１．５０程度である。よって、従来の有機ＥＬデバイスは、ガラス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があった。そこで、上記のように分相ガラスの屈折率ｎ_ｄを規制すれば、分相ガラスと透明導電膜等の屈折率差が小さくなり、有機ＥＬ層から入射した光が分相ガラスと透明導電膜等の界面で反射し難くなる。ここで、「屈折率ｎ_ｄ」は、屈折率測定器（例えば、島津製作所製の屈折率測定器ＫＰＲ−２０００）で測定したｄ線の値を指す。

第五に、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％、Ｂ_２Ｏ_３ １〜５０％、ＢａＯ １〜６０％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。

第六に、本発明の分相ガラスは、ガラス組成中に、実質的にレアメタル酸化物を含まないことが好ましい。ここで、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。また、「実質的にレアメタル酸化物を含まない」とは、ガラス組成中のレアメタル酸化物の含有量が０．１質量％以下の場合を指す。

第七に、本発明の分相ガラスは、有機ＥＬデバイスに用いることが好ましい。ここで、「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。

第八に、本発明の複合基板は、分相ガラスと基板を接合した複合基板であって、分相ガラスが、上記の分相ガラスであることが好ましい。このようにすれば、分相ガラスが光散乱性フィルム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、分相ガラスと基板を接合し、分相ガラス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。ここで、「分相ガラス」には、接合前に既に分相しているものに限られず、接合後に熱処理工程により分相させたものも含まれる。

第九に、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。ガラス基板は、樹脂基板や金属基板に比べて、透過性、耐候性、耐熱性に優れている。

第十に、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。このようにすれば、有機ＥＬ層と基板の界面での反射が抑制されるため、基板中の光を空気中に取り出し易くなる。

第十一に、本発明の複合基板は、分相ガラス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。このようにすれば、接合に際し、粘着テープや硬化剤が不要になるため、複合基板の透過率が向上すると共に、分相ガラスと基板を簡便に接合することができる。なお、分相ガラスと基板の接合側の表面の表面精度（平坦性）が高い程、オプティカルコンタクトの接合強度が向上する。

第十二に、本発明の複合基板は、有機ＥＬデバイスに用いることが好ましい。

試料Ｎｏ．１を１Ｍの塩酸溶液に１０分間浸漬させた後、試料表面を走査型電子顕微鏡で観察した像である。 試料Ｎｏ．２を１Ｍの塩酸溶液に１０分間浸漬させた後、試料表面を走査型電子顕微鏡で観察した像である。 試料Ｎｏ．１を厚み０．１ｍｍに加工した後、全光線透過率、拡散透過率及びヘーズ値を測定したデータである。 試料Ｎｏ．２を厚み０．１ｍｍに加工した後、全光線透過率、拡散透過率及びヘーズ値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と共に、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も好ましい。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、分相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において、波長４００〜７００ｎｍにおける全光線透過率の最大値と波長４００〜７００ｎｍにおける全光線透過率の最小値との差は、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波長４００〜７００ｎｍにおける全光線透過率の最小値との差が大き過ぎると、レイリー散乱により短波長の光が長波長に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る。なお、分相粒子のサイズを適正化して、ミー散乱による散乱現象を生じさせると、全光線透過率の波長依存性を低減することができる。分相粒子のサイズは、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。

第一の相の屈折率と第二の相の屈折率を考慮して、分相粒子のサイズを制御することが好ましく、またミー散乱を生じさせる範囲に分相粒子のサイズを制御することも好ましい。分相粒子のサイズは、特に限定されないが、好適なサイズを例示すると、２００ｎｍ以上、４００ｎｍ以上、６００ｎｍ以上、８００ｎｍ以上、特に１μｍ以上である。

本発明の分相ガラスは、厚みは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。

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。全光線透過率が低過ぎると、分相ガラス中の光を空気中に取り出し難くなる。

本発明の分相ガラスにおいて、波長４００〜７００ｎｍにおける拡散透過率は、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。拡散透過率が低過ぎると、分相ガラス中の光を空気中に取り出し難くなる。

本発明の分相ガラスにおいて、波長４００〜７００ｎｍにおけるヘーズ値は、好ましくは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、光散乱機能が不十分になり、分相ガラス中の光を空気中に取り出し難くなる。ここで、「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において、屈折率ｎ_ｄは、好ましくは１．５０超、１．５２以上、１．５３以上、１．５４以上、特に１．５５以上である。屈折率ｎ_ｄが１．５０以下になると、分相ガラス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、分相ガラスと空気の界面での反射率が高くなり、分相ガラス中の光を空気中に取り出し難くなる。よって、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、特に１．８０以下である。

本発明の分相ガラスは、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ３０〜７０％、Ｂ_２Ｏ_３ １〜５０％、ＢａＯ １０〜６０％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３０〜７０％が好ましい。ＳｉＯ_２の含有量が多くなると、溶融性、成形性、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４０％以上である。

Ｂ_２Ｏ_３の含有量は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、特に４０％以下であり、好適な下限範囲は１％以上、４％以上、７％以上、１０％以上、１５％以上、特に２０％以上である。

ＢａＯの含有量は１〜６０％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。一方、ＢａＯ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、ＢａＯの好適な上限範囲は６０％以下、５０％以下、特に４０％以下であり、好適な下限範囲は１％以上、１０％以上、特に２０％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。

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、２３％未満、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。

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％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、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％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、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％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、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、特に１０％以下であり、好適な下限範囲は１％以上、３％以上、特に５％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３０％以下、２０％以下、特に１０％以下であり、好適な下限範囲は１％以上、３％以上、特に５％以上である。

ＴｉＯ_２は、屈折率を高める成分である。ＴｉＯ_２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、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。

ＺｒＯ_２は、屈折率を高める成分である。ＺｒＯ_２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、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る。Ｌａ_２Ｏ_３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、分相ガラス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る。Ｎｂ_２Ｏ_５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、分相ガラス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る。Ｇｄ_２Ｏ_３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、分相ガラス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。

レアメタル酸化物の含有量は合量で０〜１０％が好ましい。レアメタル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。

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。

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２．４ｇ／ｃｍ^３以上、２．７ｇ／ｃｍ^３以上、特に３．０ｇ／ｃｍ^３以上である。密度が低過ぎると、屈折率ｎ_ｄが低くなり易く、有機ＥＬデバイスに適用した場合に、有機ＥＬ層／透明導電膜内に閉じ込められる光が多くなり、結果として光取り出し効率が低下し易くなる。一方、密度が高過ぎると、デバイスの軽量化を図り難くなる。よって、密度は、好ましくは５．０ｇ／ｃｍ^３以下、４．５ｇ／ｃｍ^３以下、特に４．０ｇ／ｃｍ^３以下である。

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、１４５０℃以下、１４００℃以下、特に１３５０℃以下である。このようにすれば、溶融性が向上するため、分相ガラスの生産性が向上する。

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。

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、板厚が小さいガラスを作製し易くなる。

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択することができる。

本発明の分相ガラスは、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、分相ガラス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、分相ガラス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、分相ガラス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、分相ガラスの成形時に、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、分相ガラス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分相ガラスの表面に貼り付けてもよい。

本発明の分相ガラスは、製造効率の観点から、成形工程及び／又は徐冷工程で分相させることが好ましいが、これらの工程以外、例えば溶融工程で分相させてもよい。また、分相構造の制御の観点から、別途の熱処理工程により分相させてもよい。なお、分相現象は、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。

本発明の複合基板は、分相ガラスと基板を接合した複合基板であって、分相ガラスが、上記の分相ガラスであることを特徴とする。このようにすれば、分相ガラスが光散乱性フィルム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、分相ガラスと基板を接合し、分相ガラス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１．５０超、１．５１以上、１．５２以上、１．５３以上、１．５４以上、１．５５以上、１．５６以上、１．６０以上、特に１．６３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の界面での反射率が高くなり、分相ガラスを通して、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易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、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、２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、板状に成形した後、歪点より室温まで１０時間かけて徐冷処理を行った。最後に、得られたガラス（試料Ｎｏ．１、２）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。

密度は、周知のアルキメデス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。

［実施例１］に係る試料Ｎｏ．１、２を１Ｍの塩酸溶液に１０分間浸漬させた後、試料表面を走査型電子顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ社製Ｓ−４３００ＳＥ）により観察した。図１、２は、試料Ｎｏ．１、２の表面の走査型電子顕微鏡の像をそれぞれ示している。図１、２から分かるように、試料Ｎｏ．１、２は、分相構造を有していた。なお、ガラスが分相していれば、Ｂ_２Ｏ_３に富む相が塩酸溶液により溶出し、ＳｉＯ_２に富む相が塩酸溶液に溶出せずに残存することになる。

試料Ｎｏ．１、２について、厚みが０．１ｍｍになるように加工した後、両表面を鏡面研磨した。次に、図中の波長域について、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。両者の結果から、ヘーズ値を求めた。その結果を図３、４にそれぞれ示す。なお、図３、４では、全光線透過率と拡散透過率のデータが重なっている。

図３、４から分かるように、試料Ｎｏ．１、２は、波長４００〜７００ｎｍにおける全光線透過率の最大値と波長４００〜７００ｎｍにおける全光線透過率の最小値との差が２％以内であり、また波長４００〜７００ｎｍにおける全光線透過率が５０％以上であり、更に波長４００〜７００ｎｍにおける拡散透過率が５０％以上であった。

試料Ｎｏ．１のガラス組成を有する溶融ガラスをカーボン上に流し出した後、徐冷処理を行い、カーボンに接していない側の表面が自由表面となる分相性ガラスを得た。次に、カーボンに接していた側の表面を研磨して、厚み２００μｍの分相ガラスを得た。続いて、得られた分相ガラスを純水で洗浄して、表面に付着した不純物を除去した。更に、高屈折率のガラス基板（日本電気硝子社製ＨＸ−１：屈折率ｎ_ｄ１．６３、板厚０．７ｍｍ）を用意した。このガラス基板は、オーバーフローダウンドロー法で成形されており、表面の平均表面粗さＲａが０．２ｎｍである。最後に、分相ガラスの自由表面とガラス基板の一方の表面をオプティカルコンタクトにより接合して、複合基板を得た。

試料Ｎｏ．２のガラス組成を有する溶融ガラスをカーボン上に流し出した後、徐冷処理を行い、カーボンに接していない側の表面が自由表面となる分相性ガラスを得た。次に、カーボンに接していた側の表面を研磨して、厚み５０μｍの分相ガラスを得た。続いて、得られた分相ガラスを純水で洗浄して、表面に付着した不純物を除去した。更に、高屈折率のガラス基板（日本電気硝子社製ＨＸ−１：屈折率ｎ_ｄ１．６３、板厚０．７ｍｍ）を用意した。このガラス基板は、オーバーフローダウンドロー法で成形されており、表面の平均表面粗さＲａが０．２ｎｍである。最後に、分相ガラスの自由表面とガラス基板の一方の表面をオプティカルコンタクトにより接合して、複合基板を得た。

Claims (12)

1. ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ３０〜７５％、Ｂ_２Ｏ_３ ２０〜５０％、Ａｌ _２ Ｏ _３ ０〜２５％、ＢａＯ １〜６０％を含有し、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波長４００〜７００ｎｍにおける全光線透過率の最小値との差が４０％以下であることを特徴とする分相ガラス。
2. 厚みが５〜５００μｍ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. 屈折率ｎ_ｄが１．５０超であ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. ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ３０〜７５％、Ｂ_２Ｏ_３ ２５〜５０％、Ａｌ _２ Ｏ _３ ０〜２５％、ＢａＯ １０〜６０％を含有す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. ガラス組成中のレアメタル酸化物の含有量が０．１質量％以下であ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. 有機ＥＬデバイスに用いることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の分相ガラス。
8. 分相ガラスと基板を接合した複合基板であって、
   分相ガラスが、請求項１〜６の何れかに記載の分相ガラスであることを特徴とする複合基板。
9. 基板がガラス基板であることを特徴とする請求項８に記載の複合基板。
10. 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８又は９に記載の複合基板。
11. 分相ガラス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８〜１０の何れかに記載の複合基板。
12. 有機ＥＬデバイスに用いることを特徴とする請求項８〜１１の何れかに記載の複合基板。