(57)【要約】【課題】液相粘度と機械的強度が高い高屈折率ガラスを創案する。【解決手段】すなわち、本発明の強化ガラスは、表面に圧縮応力層を有する強化ガラスにおいて、圧縮応力層がイオン交換処理により形成されており、屈折率ｎｄが１．５５〜２．００であることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に圧縮応力層を有する強化ガラスにおいて、
圧縮応力層がイオン交換処理により形成されており、屈折率ｎｄが１．５５〜２．００であることを特徴とする強化ガラス。
【請求項２】
ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２  ２０〜７０％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  ０．１〜３０％、ＢａＯ  ４〜４０％を含有することを特徴とする請求項１に記載の強化ガラス。
【請求項３】
ガラス組成中にＴｉＯ２を１〜１０質量％含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の強化ガラス。
【請求項４】
照明デバイスに用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の強化ガラス。
【請求項５】
有機ＥＬ照明に用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の強化ガラス。
【請求項６】
イオン交換処理に供される強化用ガラスであって、
屈折率ｎｄが１．５５〜２．０であることを特徴とする強化用ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強化ガラス及び強化用ガラスに関し、例えば有機ＥＬデバイス、特に有機ＥＬ照明に好適な強化ガラス及び強化用ガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１８６４０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、有機発光素子の屈折率ｎｄは１．８〜１．９であり、ＩＴＯの屈折率ｎｄは１．９〜２．０である。これに対して、ガラス板の屈折率ｎｄ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。
【０００５】
そこで、ガラス板の屈折率を高めることにより、上記問題を解決することが検討されている。
【０００６】
ガラス板の屈折率を高めるためには、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３の含有量を低下させると共に、ＳｒＯ、ＢａＯ等の含有量を増加させる必要がある。しかし、この場合、ガラス板が構造的に脆弱になり易く、ガラス板が破損し易くなる。
【０００７】
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、機械的強度が高い高屈折率ガラスを創案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、鋭意検討を行った結果、所定のガラスをイオン交換処理することにより、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、本発明の強化ガラスは、表面に圧縮応力層を有する強化ガラスにおいて、圧縮応力層がイオン交換処理により形成されており、屈折率ｎｄが１．５５〜２．００であることを特徴とする。ここで、「屈折率ｎｄ」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。
【０００９】
第二に、本発明の強化ガラスは、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２  ２０〜７０％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  ０．１〜３０％、ＢａＯ  ４〜４０％を含有することが好ましい。光学ガラスの分野では、高屈折率の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、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、ガラス組成範囲を上記の通りに規制すれば、耐失透性が向上し、平板形状に成形し易くなると共に、屈折率とイオン交換性能を高め易くなる。ここで、「Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ」は、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの合量である。
【００１０】
第三に、本発明の強化ガラスは、ガラス組成中にＴｉＯ２を１〜１０質量％含むことが好ましい。このようにすれば、高屈折率なガラスを得易くなる。
【００１１】
第四に、本発明の強化ガラスは、照明デバイスに用いることが好ましい。
【００１２】
第五に、本発明の強化ガラスは、有機ＥＬ照明に用いることが好ましい。
【００１３】
第六に、本発明の強化用ガラスは、イオン交換処理に供される強化用ガラスであって、屈折率ｎｄが１．５５〜２．０であることを特徴とする。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の強化ガラスは、表面に圧縮応力層を有し、圧縮応力層がイオン交換処理により形成されている。イオン交換処理は、ガラスの歪点以下の温度でガラスの表面にイオン半径が大きいアルカリイオンを導入する方法である。イオン交換処理で圧縮応力層を形成すれば、ガラスの厚みが薄い場合でも、圧縮応力層を適正に形成し得ると共に、圧縮応力層を形成した後に、強化ガラスを切断しても、風冷強化法等の物理強化法のように、強化ガラスが容易に破壊しない。
【００１５】
本発明の強化ガラスにおいて、屈折率ｎｄは１．５５以上であり、好ましくは１．５８以上、１．６０以上、特に１．６２以上である。屈折率ｎｄが１．５５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。よって、屈折率ｎｄは、好ましくは２．００以下、１．８０以下、１．６７以下、１．６６以下、特に１．６５以下である。
【００１６】
本発明の強化ガラスは、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２  ２０〜７０％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  ０．１〜３０％、ＢａＯ  ４〜４０％を含有することが好ましい。各成分の含有範囲を上記のように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。
【００１７】
ＳｉＯ２の含有量は２０〜７０％が好ましい。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り、ガラス化が困難になる。また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、ＳｉＯ２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、ＳｉＯ２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、ＳｉＯ２の含有量は好ましくは７０％以下、６５％以下、６０％以下、５５％以下、５２％以下、５０％未満、４８％以下、４５％以下、特に４３％以下である。
【００１８】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏは、イオン交換成分であり、また高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分である。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量が少な過ぎると、溶融性や成形性が低下したり、熱膨張係数が低下し過ぎたり、イオン交換性能が低下し易くなる。しかし、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量が多過ぎると、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。また歪点が低下し過ぎたり、ガラス組成の成分バランスを欠き、耐失透性が低下する場合がある。よって、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量は、好ましくは０．１〜３０％、０．５〜２５％、０．８〜１８％、１〜１５％、１．２〜１０％、特に１．５〜７％である。
【００１９】
Ｌｉ２Ｏは、イオン交換成分であり、また高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分であると共に、ヤング率を高める成分である。しかし、Ｌｉ２Ｏの含有量が多過ぎると、液相粘度が低下して、ガラスが失透し易くなることに加えて、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。更に低温粘性が低下し過ぎて、応力緩和が起こり易くなり、かえって圧縮応力値が低下する場合がある。よって、Ｌｉ２Ｏの含有量は、好ましくは０〜４％、０〜２．５％、０〜２％、０〜１．５％、０〜１％、０〜０．５％、特に０〜０．３％である。
【００２０】
Ｎａ２Ｏは、イオン交換成分であり、また高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分である。Ｎａ２Ｏの含有量が少な過ぎると、溶融性が低下したり、熱膨張係数が低下し過ぎたり、イオン交換性能が低下し易くなる。よって、Ｎａ２Ｏの好適な下限範囲は０．１％以上、０．５％以上、１％以上、１．５％以上、２％以上、特に３％以上である。一方、Ｎａ２Ｏの含有量が多過ぎると、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。また歪点が低下し過ぎたり、ガラス組成の成分バランスを欠き、耐失透性が低下する場合がある。更にイオン交換性能が高くなり過ぎて、薄いガラス板をイオン交換処理した後に、強化ガラスが自己破壊する虞がある。よって、Ｎａ２Ｏの好適な上限範囲は２０％以下、１５％以下、１０％以下、８％以下、特に５％以下である。
【００２１】
Ｋ２Ｏは、イオン交換を促進する成分であり、特にアルカリ金属酸化物の中では応力深さを増加させ易い成分である。また高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分である。更に耐失透性を改善する成分でもある。しかし、Ｋ２Ｏの含有量が多過ぎると、熱膨張係数が高くなり過ぎて、耐熱衝撃性が低下したり、周辺材料の熱膨張係数に整合させ難くなる。また歪点が低下し過ぎたり、ガラス組成の成分バランスを欠き、かえって耐失透性が低下する場合がある。よって、Ｋ２Ｏの含有量は、好ましくは０〜４％、０〜２．５％、０〜２％、０〜１．５％、０〜１％、０〜０．５％、特に０〜０．３％である。
【００２２】
ＢａＯは４〜４０％が好ましい。ＢａＯは、アルカリ土類金属酸化物の中では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、イオン交換処理によりガラス表面に高い圧縮応力を付与し難くなる。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、１６％以上、特１８％以上である。
【００２３】
上記成分以外にも、例えば、以下の成分を添加してもよい。
【００２４】
Ａｌ２Ｏ３の含有量は０〜２０％が好ましい。Ａｌ２Ｏ３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、Ａｌ２Ｏ３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。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が少なくなると、イオン交換性能が低下し易くなる。よって、Ａｌ２Ｏ３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。
【００２５】
Ｂ２Ｏ３の含有量は０〜３５％が好ましい。Ｂ２Ｏ３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、Ｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは３５％以下、２５％以下、２０％以下、１８％以下、１６％以下、１４％以下、１２％以下、特に１０％以下である。なお、Ｂ２Ｏ３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、Ｂ２Ｏ３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。
【００２６】
ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３の含有量は３０．５〜８０％である。ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３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、ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３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、ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３の含有量が多くなると、溶融性、成形性が低下し易くなる。更に本発明に規定するような高い屈折率を示すガラスを得難くなる。よって、ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３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。ここで、「ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３」は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３及びＢ２Ｏ３の合量を指す。
【００２７】
質量比ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３は１〜２０が好ましい。質量比ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３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ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３の下限範囲は、好ましくは１以上、２以上、２．５以上、３以上、３．５以上、特に４以上である。一方、質量比ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３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ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３の上限範囲は、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。ここで、「ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３」は、ＳｉＯ２の含有量をＢ２Ｏ３の含有量で除した値を指す。
【００２８】
質量比ＢａＯ／Ｂ２Ｏ３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することができる。よって、質量比ＢａＯ／Ｂ２Ｏ３の下限範囲は、好ましくは０．５以上、１．５以上、１．８以上、２以上、２．１以上、特に２．３以上であり、また質量比ＢａＯ／Ｂ２Ｏ３の上限範囲は、好ましくは５以下、４．５以下、４以下、３．５以下、３．２以下、特に３以下である。ここで、「ＢａＯ／Ｂ２Ｏ３」は、ＢａＯの含有量をＢ２Ｏ３の含有量で除した値を指す。
【００２９】
ＴｉＯ２は、バッチコストを高騰させずに、屈折率とイオン交換性能を効果的に高める成分である。しかし、ＴｉＯ２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、ＴｉＯ２の含有量は、好ましくは１〜１０％、２〜８％、特に３〜７％である。なお、ＴｉＯ２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、ＴｉＯ２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。
【００３０】
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、特に１％以下である。
【００３１】
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％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、特に２％以上である。
【００３２】
質量比ＣａＯ／Ｂ２Ｏ３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／Ｂ２Ｏ３の下限値は、好ましくは０．１以上、０．１５以上、０．２以上、０．２５以上、特に０．３以上であり、また質量比ＣａＯ／Ｂ２Ｏ３の上限値は、好ましくは１以下、０．８以下、０．７以下、０．６以下、特に０．５以下である。ここで、「ＣａＯ／Ｂ２Ｏ３」は、ＣａＯの含有量をＢ２Ｏ３の含有量で除した値である。
【００３３】
ＳｒＯの含有量が多くなると、屈折率が高くなるが、密度、熱膨張係数も高くなり易い。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。またイオン交換処理によりガラス表面に高い圧縮応力を付与し難くなる。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。なお、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り、更に本発明の組成系においては、液相温度付近の粘度が低下し、高い液相粘度を得難くなる。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、９％以上、特１０％以上である。
【００３４】
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。一方、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。
【００３５】
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯの含有量は、好ましくは１０〜５０％、２０〜４７％、２５〜４５％、３０〜４３％、３５〜４１％、特に３７〜４０％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することができる。ここで「ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ」はＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ及びＺｎＯの合量である。
【００３６】
質量比（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）／Ｂ２Ｏ３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することができる。よって、質量比（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）／Ｂ２Ｏ３の下限値は、好ましくは１以上、２．５以上、３．５以上、特に４以上であり、また質量比（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）／Ｂ２Ｏ３の上限値は、好ましくは７以下、６．５以下、６以下、特に５．５以下である。ここで「（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）／Ｂ２Ｏ３」はＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ及びＺｎＯの合量をＢ２Ｏ３の含有量で除した値を指す。
【００３７】
ＺｒＯ２は、バッチコストを高騰させずに、屈折率とイオン交換性能を効果的に高める成分である。但し、ＺｒＯ２の含有量が多くなると、Ｚｒ含有失透ブツが発生し易くなり、液相温度が低下し易くなる。よって、ＺｒＯ２の含有量は、好ましくは０〜１０％、０．０１〜１０％、０．１〜５％、０．５〜４％、１〜３．５％、特に１．５〜２．５％である。
【００３８】
ＴｉＯ２とＺｒＯ２は、バッチコストを高騰させずに、屈折率とイオン交換性能を効果的に高める成分である。しかし、ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２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、ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２の含有量は、好ましくは０〜２０％、１〜１５％、２〜１２％、３〜１０％、４〜９％、特に５〜６％である。ここで、「ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２」はＴｉＯ２とＺｒＯ２の合量を指す。
【００３９】
Ｐ２Ｏ５の含有量は０〜１５％が好ましい。Ｐ２Ｏ５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。よって、Ｐ２Ｏ５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。しかし、Ｐ２Ｏ５の含有量が多くなると、ガラス組成の成分バランスを欠いて、耐失透性が低下する。よって、Ｐ２Ｏ５の含有量は、好ましくは１５％以下、１０％以下、６％以下、４％以下、特に２％以下である。
【００４０】
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。ここで、「〜を実質的に含有しない」とは、明示の成分の含有量が０．１％以下の場合を指す。
【００４１】
Ｂｉ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３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である。よって、Ｂｉ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３の含有量は、好ましくは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。また、Ｂｉ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３の含有量は、それぞれ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。ここで、「Ｂｉ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３」は、Ｂｉ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５及びＷＯ３の合量を指す。
【００４２】
清澄剤として、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＳｎＯ２、Ｆ、Ｃｌ、ＳＯ３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、Ａｓ２Ｏ３及びＦ、特にＡｓ２Ｏ３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、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＳＯ３及びＣｌが好ましい。Ｓｂ２Ｏ３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。ＳｎＯ２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。ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋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、「ＳｎＯ２＋ＳＯ３＋Ｃｌ」は、ＳｎＯ２、ＳＯ３及びＣｌの合量を指す。
【００４３】
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。
【００４４】
本発明の強化ガラスは、以下の特性を有することが好ましい。
【００４５】
密度は、好ましくは５．０ｇ／ｃｍ３以下、４．８ｇ／ｃｍ３以下、４．５ｇ／ｃｍ３以下、４．３ｇ／ｃｍ３以下、３．７ｇ／ｃｍ３以下、特に３．５ｇ／ｃｍ３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。なお、「密度」は、周知のアルキメデス法で測定可能である。
【００４６】
３０〜３８０℃における熱膨張係数は、好ましくは３０×１０−７／℃以上、且つ１００×１０−７／℃以下、４０×１０−７／℃以上、且つ９０×１０−７／℃以下、５０×１０−７／℃以上、且つ８５×１０−７／℃以下、特に６０×１０−７／℃以上、且つ８２×１０−７／℃以下である。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。ガラス板の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。
【００４７】
歪点は、好ましくは５００℃以上、５４０℃以上、５６０℃以上、特に５８０℃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。
【００４８】
１０２．０ｄＰａ・ｓにおける温度は、好ましくは１０００℃以上、１１００℃以上、特に１１３０℃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。
【００４９】
液相温度は、好ましくは１２００℃以下、１１５０℃以下、１１３０℃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１０３．０ｄＰａ・ｓ以上、１０３．５ｄＰａ・ｓ以上、１０４．０ｄＰａ・ｓ以上、１０４．２ｄＰａ・ｓ以上、１０４．６ｄＰａ・ｓ以上、１０５．０ｄＰａ・ｓ以上、特に１０５．２ｄＰａ・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。ここで、「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を指す。「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。
【００５０】
本発明の強化ガラスは、平板形状であることが好ましく、その板厚は、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、ガラス板が破損し易くなる。更に、板厚が極端に小さくなると、内部の引っ張り応力が過剰になり、ガラス板が自己破壊し易くなる。よって、板厚は、好ましくは１０μｍ以上、特に３０μｍ以上である。
【００５１】
本発明の強化用ガラスは、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、ガラス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、ガラス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。
【００５２】
本発明の強化ガラスにおいて、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。
【００５３】
本発明の強化ガラスは、一方の表面に粗面化面が形成されていることが好ましい。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。粗面化面を有機ＥＬ照明等の空気に接する側にすれば、粗面化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。
【００５４】
粗面化面を形成する時期は、イオン交換処理の後でもよいが、機械的強度の観点から、イオン交換処理の前が好ましい。粗面化面の凹凸形状は、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。
【００５５】
粗面化面を形成する方法として、加工効率の観点から、サンドブラスト処理、ＨＦ溶液等によるエッチング処理が好ましい。
【００５６】
リプレス等の熱加工によって、一方の表面に粗面化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。
【００５７】
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、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が発生するため、粗面化処理の効率が向上する。
【００５８】
なお、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。また、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。
【００５９】
次に、本発明の強化用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。
【００６０】
本発明の強化用ガラスは、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。
【００６１】
また、本発明の強化用ガラスは、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。
【００６２】
更に、本発明の強化用ガラスは、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。
【００６３】
次に、得られた強化用ガラスをイオン交換処理することにより、強化ガラスを作製することができる。強化ガラスを所定寸法に切断する時期は、イオン交換処理の前でもよいが、イオン交換処理の後でもよい。
【００６４】
イオン交換処理の条件は、特に限定されず、ガラスの粘度特性、用途、厚み、内部の引っ張り応力、寸法変化等を考慮して最適な条件を選択すればよい。例えば、イオン交換処理は、３９０〜５５０℃のＫＮＯ３溶融塩中に１〜２４時間浸漬することで行うことができる。特に、ＫＮＯ３溶融塩中のＫイオンをガラス中のＮａ成分とイオン交換すると、ガラス表面に圧縮応力層を効率良く形成することができる。
【実施例１】
【００６５】
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。
【００６６】
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、得られた強化用ガラス板について、種々の特性を評価した。
【００６７】
【表１】
2016056029.tif 000002
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
高温粘度１０４．０ｄＰａ・ｓ、１０３．０ｄＰａ・ｓ、１０２．５ｄＰａ・ｓ及び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。なお、これらの温度が低い程、溶融性、成形性が向上する。
【００７３】
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である。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。
【００７４】
屈折率ｎｄ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。
【実施例２】
【００７５】
次に、試料Ｎｏ．１〜４に係る強化用ガラス板の両表面に光学研磨を施した後、４３０℃のＫＮＯ３溶融塩中に２４時間浸漬することにより、イオン交換処理を行った。イオン交換処理後に各試料の表面を洗浄し、強化ガラスを得た。
【００７６】
続いて、試料Ｎｏ．２に係る強化ガラス板について、クラック発生率を評価した。すなわち、ビッカース硬度計のステージに強化ガラス板を置き、強化ガラス板の表面に菱形状のダイヤモンド圧子を３０ｇの荷重で１５秒間押し付けた。そして、除荷後１５秒までに圧痕の四隅から発生するクラック数をカウントし、最大発生し得るクラック数（４ヶ）に対する割合を求め、クラック発生率とした。なお、クラック発生率の測定は、同一荷重で１０回測定し、その平均値を求めた。その結果、未強化ガラス板（強化用ガラス板）のクラック発生率は６７．５％であったが、強化ガラス板のクラック発生率は３５％であった。
【００７７】
なお、試料Ｎｏ．１、３、４に係る強化ガラス板についても、クラック発生率がイオン交換処理により低下するものと推定される。