结晶性玻璃基板及结晶化玻璃基板、以及扩散板及具备其的照明装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及能够赋予光散射功能的结晶性玻璃基板及结晶化玻璃基板、以及扩散 板及具备其的照明装置。
【背景技术】
[0002] 近年，出于家电制品的普及、大型化、多功能化等理由，家庭等生活空间内消耗的 能量增加。特别是，照明设备的能量消耗变多。因此，正在积极研宄高效率的照明。
[0003] 照明用光源被分为照射限定范围的"指向性光源"和照射宽范围的"扩散光源"。 LED照明相当于"指向性光源"，目前被采用作为白炽灯泡的替代。另一方面，期待相当于"扩 散光源"的荧光灯的替代光源，作为其候补，有机EL(电致发光）照明是有力的。
[0004] 图3是有机EL照明10的截面示意图。有机EL照明10是具备玻璃板11、作为阳极 12的透明导电膜、含有一层或多层发光层的有机EL层13、和阴极，所述发光层包含呈现通 过注入电流而发光的电致发光的有机化合物。作为有机EL照明10中使用的有机EL层13， 低分子色素系材料、共轭高分子系材料等，形成发光层时，形成空穴注入层、空穴传输层、电 子传输层、电子注入层等的层叠结构。若将具有这样的层叠结构的有机EL层13配置于阳 极12与阴极14之间，在阳极12与阴极14施加电场，则从作为阳极12的透明电极注入的 空穴和从阴极14注入的电子在发光层内复合，通过该复合能，发光中心被激发而发光。
[0005] 有机EL元件作为便携电话、显示器用途正在进行研宄，一部分已经被实用化。
[0006] 另外，有机EL元件具有与液晶显示器、等离子显示器等薄型电视同等的发光效 率。但是，对于应用于照明用光源来说，辉度尚未到达实用水平，需要进一步改善发光效率。
[0007] 作为辉度低的原因之一，可以列举折射率的不匹配。具体而言，有机EL层的折射 率nd为1.8?1.9,透明导电膜的折射率nd为1.9?2.0。与此相对，玻璃基板的折射率 nd通常为1.5左右。因此，现有的有机EL设备由于透明导电膜与玻璃基板的折射率差大， 而存在以下问题，从有机EL层放射出的光在透明导电膜与玻璃基板的界面发生反射，光输 出效率降低。
[0008] 另外，以玻璃基板与空气的折射率差为起因，光被困在玻璃基板内也是辉度低的 原因之一。例如，使用折射率nd为1. 5的玻璃基板时，空气的折射率nd为1. 0,因此临界角 通过斯涅尔的法则计算为42°。因此，该临界角以上的入射角的光发生全反射，被困在玻璃 基板内，不能输出到空气中。
[0009] 现有技术文献
[0010] 专利文献
[0011] 专利文献1 :日本特开2012 - 25634号公报
[0012] 专利文献2 :日本特开2010 - 198797号公报
【发明内容】
[0013] 发明所要解决的课题
[0014] 为了解决上述问题，正在研宄在透明导电膜与玻璃基板之间形成光输出层。例如， 专利文献1中记载，为了提高光输出效率，在钠钙玻璃基板的表面形成使高折射率的玻璃 料烧结的光输出层。此外，在专利文献1中还记载，通过使散射物质分散于光输出层内，进 一步提高光输出效率。另外，专利文献2中记载，在玻璃板的表面形成凹凸的基础上，对于 该凹凸部分，形成使高折射率的玻璃料烧结的光输出层。
[0015] 但是，专利文献1中记载的玻璃料大量包含Nb2O5等，因此原料成本高昂。另外， 为了在玻璃基板的表面形成光输出层，需要在玻璃基板的表面涂布玻璃糊剂的印刷工序， 该工序招致生产成本的高涨。此外，在玻璃料中使散射粒子分散时，由于散射粒子自身的吸 收，光输出层的透射透射率变低。
[0016] 另外，为了制作专利文献2中记载的玻璃板，需要在玻璃板的表面形成凹凸的工 序，并且还需要在该凹凸部分涂布玻璃糊剂的印刷工序。这些工序招致制造成本的高涨。
[0017] 本发明是鉴于上述情况而完成的，其技术课题在于创造一种基板材料，所述基板 材料即使不形成由烧结体形成的光输出层，也能够提高有机EL元件的光输出效率，并且生 产率优异。
[0018] 用于解决课题的方法
[0019] 本发明人经过潜心研宄的结果发现，若对结晶性玻璃基板进行结晶化，将得到的 结晶化玻璃应用于有机EL照明，则即使不形成由烧结体形成的光输出层，由有机EL层放射 出的光在玻璃基质/析出结晶界面发生散射，光输出效率提高，从而作为本发明提出。即， 本发明的特征在于，使用结晶性玻璃基板作为基板材料，将其应用于有机EL照明。在此，"结 晶性"是指通过热处理而结晶析出的性质。
[0020] 这种情况下，本发明的结晶性玻璃基板优选：作为玻璃组成，以质量％计，含有 Si0240?80 % 'Al2O3IO?35 %、以及Li2O 1?10 % 〇这样一来，通过热处理，能够使Li2O - Al2O3- SiO2系结晶（LAS系结晶：例如，β -石英固溶体、β -锂辉石固溶体）作为主结晶 析出。其结果是能够确保光散射功能，并且30?750°C的温度范围内的热膨胀系数变成一 10X KT7?30X10 _7/°C，能够提高耐热冲击性。
[0021] 另外，本发明的结晶性玻璃基板优选：作为玻璃组成，以质量％计，含有Si025 5? 73%、Al20317 ?27%、Li2O 2 ?5%、MgO 0 ?1. 5%、ZnO 0 ?1. 5%、Na2O 0 ?1%、K2O 0 ?1%、TiO2O ?3. 8%、ZrO2O ?2. 5%、以及 SnO2O ?0· 6%。
[0022] 此外，本发明的结晶性玻璃基板优选实质上不含As2O3和Sb 203。这样一来，能够满 足近年的环境要求。在此，"实质上不含As2O/是指玻璃组成中的As 2O3的含量小于0. 1质 量％的情况。"实质上不含Sb203"是指玻璃组成中的Sb2O 3的含量小于0. 1质量％的情况。
[0023] 另外，本发明的结晶性玻璃基板优选板厚为2. Omm以下。这样一来，易于实现有机 EL照明的轻量化。
[0024] 此外，本发明的结晶性玻璃基板优选折射率nd大于1. 500。这样一来，在有机EL 层与结晶化玻璃基板界面的折射率差变小，由有机EL层放射出的光在透明导电膜与结晶 化玻璃基板的界面变得难以反射。在此，"折射率nd"能够用折射率测定器进行测定，例如， 能够通过如下方式进行测定：制作25mmX 25mmX约3mm的长方体试样后，以0. 1°C /min的 冷却速度在从（缓冷点Ta+30°C )至（应变点Ps - 50°C )的温度区域进行退火处理，接着 边使折射率nd相匹配的浸液浸透玻璃间，边使用kalnew制的折射率测定器KPR - 2000进 行测定。
[0025] 另外，本发明的结晶性玻璃基板优选通过辊出法成形而成。这样一来，能够大量地 制作大型的结晶性玻璃基板。在此，"辊出法"是指将熔融玻璃穿过一对成形辊之间而夹持， 将熔融玻璃边急冷边轧制成形，从而使玻璃基板成形的方法。
[0026] 此外，本发明的结晶性玻璃基板优选通过浮法成形而成。这样一来，能够提高结晶 性玻璃基板的表面平滑性（特别是不接触熔融金属锡浴一侧的玻璃表面的表面平滑性）。 在此，"浮法"是将熔融玻璃浮于熔融金属锡浴（浮浴）上，使玻璃基板成形的方法。
[0027] 另外，本发明的结晶化玻璃基板的特征在于，是对结晶性玻璃基板进行热处理而 成的结晶化玻璃基板，结晶性玻璃基板是上述的结晶性玻璃基板。
[0028] 此外，本发明的结晶化玻璃基板优选主结晶为β -石英固溶体或β -锂辉石固 溶体。这样一来，能够确保光散射功能，并且30?750°C的温度范围内的热膨胀系数变成一 IOXKT7?30X10 _7/°C，能够提高耐热冲击性。在此，"主结晶"是指析出量最多的结晶。
[0029] 另外，本发明的结晶化玻璃基板优选平均结晶粒径为10?2000nm。这样一来，变 得易于提高可见光范围内的光散射功能。
[0030] 此外，本发明的结晶化玻璃基板优选浊度值为0. 2%以上。这样一来，由有机EL层 放射出的光在结晶化玻璃基板内变得容易散射。在此，"浊度值"例如能够通过将两表面经 镜面研磨后的试样（板厚I. Imm)作为评价试样，利用SUGA试验机制TM双光束式自动浊度 计算机进行测定。
[0031] 另外，本发明的结晶化玻璃基板优选具有从一侧表面入射临界角以上的光时，光 从另一侧表面射出的性质。这样一来，被困在结晶化玻璃基板内的光减少，光输出效率提 尚。
[0032] 此外，本发明的结晶化玻璃基板优选（从一侧表面照射入射角60°的光而从另一 侧表面得到的辐射通量值）八从一侧表面照射入射角〇°的光而从另一侧表面得到的辐射 通量值）的值为0.005以上。这样一来，困在结晶化玻璃基板内的光减少，光输出效率提高。
[0033] 另外，本发明的结晶化玻璃基板的制造方法的特征在于，是对上述的结晶性玻璃 基板进行热处理，得到结晶化玻璃基板的结晶化玻璃基板的制造方法，在热处理时，在结晶 性玻璃基板的结晶核成长温度区域（例如，800?1100°C )保持30分钟以上，并且在结晶 核形成温度区域（例如，600?小于800°C)不保持30分钟以上。这样一来，结晶核不会在 玻璃基质中大量析出，每一个的平均结晶粒径容易变大。其结果是，能够使结晶粒子粗大化 至在可见光范围发挥光散射功能的程度。
[0034] 此外，本发明人经过潜心研宄的结果发现，若通过热处理使微细结晶在包含Al2O 3 和/或5102的玻璃基板中大量析出，并将其作为扩散板使用，则发出的光在基材玻璃与微 细结晶的界面发生散射，能够提高有机EL照明等的光输出效率，从而作为本发明提出。即， 本发明的扩散板是对上述的结晶性玻璃基板进行加热处理而成的结晶化玻璃基板，且其特 征在于，使作为组成至少包含Al 2O3和/或SiO2的结晶化玻璃基板的结晶化度为10?90%。 在此，"结晶化玻璃基板"不仅包括平板形状，还包括具有屈曲部、阶梯部等的大致板形状。