DE112021004891T5

DE112021004891T5 - Glas

Info

Publication number: DE112021004891T5
Application number: DE112021004891.0T
Authority: DE
Inventors: Akira Shibata; Kenji Kitaoka
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2020-09-18
Filing date: 2021-07-29
Publication date: 2023-07-06
Also published as: WO2022059355A1; JPWO2022059355A1; US20230250011A1; CN116323506A; KR20230068386A; TW202212283A

Abstract

Es soll ein Glas mit einem hohen Brechungsindex und einer hohen Durchlässigkeit bereitgestellt werden. Das Glas (10) enthält mindestens eine Komponente, die aus der Gruppe, bestehend aus TeO2, TiO2, WO3, Nb2O5und Bi2O3ausgewählt ist, wobei Bi2O3> 11,2 % in Molprozent auf einer Oxidbasis erfüllt ist, wobei 3,78 ≤ Nb2O5/(TeO2+ TiO2+ WO3+ Nb2O5+ Bi2O3) × 100 ≤ 19,2 erfüllt ist und der Gesamtgehalt von Fe, Cr und Ni weniger als 4 Massen-ppm beträgt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG(EN)
Diese Anmeldung ist eine Nachanmeldung zur internationalen Anmeldung Nr. PCT/JP2021/027999 , die am 29. Juli 2021 eingereicht worden ist und deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Glas.
Hintergrund
In den letzten Jahren besteht ein Bedarf für ein Glas mit einem hohen Brechungsindex und einer hohen Durchlässigkeit. Insbesondere ist z.B. in tragbaren Geräten, wie z.B. einer am Kopf getragenen bzw. angebrachten Anzeige, die eine erweiterte Realität (AR), eine virtuelle Realität (VR), eine gemischte Realität (MR) und dergleichen realisiert, eine Lichtleiterplatte erforderlich, die sehr gute Brechungsindexeigenschaften und sehr gute Durchlässigkeitseigenschaften in Bezug auf sichtbares Licht aufweisen muss. Beispielsweise offenbart das Patentdokument 1 ein optisches Glas mit einem hohen Brechungsindex und einer hohen Durchlässigkeit.
Dokumentenliste
Patentdokumente
Patentdokument 1: Japanisches Patent Nr. 5682171
Zusammenfassung
Technisches Problem
Die Durchlässigkeitseigenschaften des im Patentdokument 1 offenbarten optischen Glases sind jedoch verbesserungsfähig. Daher besteht ein Bedarf für ein Glas mit einem hohen Brechungsindex und einer hohen Durchlässigkeit.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf diese Situation gemacht und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Glas mit einem hohen Brechungsindex und einer hohen Durchlässigkeit bereitzustellen.
Lösung des Problems
Ein Glas der vorliegenden Offenbarung enthält: mindestens eine Komponente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus TeO₂, TiO₂, WO₃, Nb₂O₅ und Bi₂O₃, wobei Bi₂O₃ > 11,2 % in Molprozent auf einer Oxidbasis erfüllt ist, wobei 3,78 ≤ Nb₂O₅/(TeO₂ + TiO₂ + WO₃ + Nb₂O₅ + Bi₂O₃) × 100 ≤ 19,2 erfüllt ist und der Gesamtgehalt von Fe, Cr und Ni kleiner als 4 Massen-ppm ist.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Glas mit einem hohen Brechungsindex und einer hohen Durchlässigkeit bereitgestellt werden.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines Glases gemäß einer Ausführungsform.
2 ist eine Querschnittsansicht, wenn angenommen wird, dass das Glas gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Glasplatte ist.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsform beschränkt und in einem Fall, bei dem es mehrere Ausführungsformen gibt, können die Ausführungsformen miteinander kombiniert werden. Zahlenwerte umfassen gerundete Zahlenwerte.
(Glas)
Die 1 ist ein schematisches Diagramm eines Glases gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Wie es in der 1 dargestellt ist, ist das Glas 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Glasplatte mit einer Plattenform. Die Form des Glases 10 ist jedoch nicht auf die Plattenform beschränkt, sondern kann optional sein. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Glas 10 als Lichtleiterplatte verwendet. Insbesondere wird das Glas 10 als Lichtleiterplatte für eine am Kopf getragene Anzeige verwendet. Die am Kopf getragene Anzeige ist ein Anzeigegerät (tragbare Vorrichtung), das am Kopf einer Person angebracht wird. Die Verwendung des Glases 10 ist jedoch optional. Das Glas 10 wird nicht zwangsläufig als Lichtleiterplatte und nicht zwangsläufig für eine am Kopf getragene Anzeige verwendet.
(Glaszusammensetzung)
Nachstehend wird die Zusammensetzung des Glases 10 beschrieben.
(Bi₂O₃)
In Molprozent auf einer Oxidbasis ist der Gehalt des Glases 10 an Bi₂O₃ größer als 11,2 %, vorzugsweise größer als 15,0 %, mehr bevorzugt gleich oder größer als 20,0 % und noch mehr bevorzugt gleich oder größer als 25,0 %. Der untere Grenzwert von Bi₂O₃ ist größer als 11,2 %, so dass vorzugsweise ein hoher Brechungsindex erhalten wird. Zusätzlich ist der Gehalt des Glases 10 an Bi₂O₃ in Molprozent auf einer Oxidbasis vorzugsweise kleiner als 45,0 %, mehr bevorzugt kleiner als 40,0 %, mehr bevorzugt kleiner als 35,0 % und noch mehr bevorzugt kleiner als 32,0 %. Der obere Grenzwert von Bi₂O₃ ist kleiner als 45,0 %, so dass vorzugsweise eine hohe Durchlässigkeit erhalten wird. Dadurch, dass der Gehalt von Bi₂O₃ in diesem Bereich liegt, kann das Glas 10 einen hohen Brechungsindex aufweisen, während eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht aufrechterhalten wird. Der Gehalt gibt hier die Molprozent des Oxidgehalts an, wobei davon ausgegangen wird, dass die Molprozent der Gesamtmenge des Glases 10 100 % in Molprozent auf einer Oxidbasis betragen. D.h., dass beispielsweise „der Gehalt von Bi₂O₃ größer ist als 11,2 %“, bedeutet, dass der Gehalt von Bi₂O₃ unter der Annahme größer als 11,2 % ist, dass die Molprozent der Gesamtmenge des Glases 10 100 % in Molprozent auf einer Oxidbasis betragen.
(Nb₂O₅)
In Molprozent auf einer Oxidbasis ist der Gehalt von Nb₂O₅ des Glases 10 vorzugsweise größer als 2,0 %, mehr bevorzugt größer als 3,0 %, noch mehr bevorzugt größer als 4,0 % und noch mehr bevorzugt größer als 5,0 %. Der untere Grenzwert von Nb₂O₅ ist größer als 2,0 %, so dass vorzugsweise ein hoher Brechungsindex erhalten wird. Zusätzlich ist der Gehalt des Glases 10 an Nb₂O₅ in Molprozent auf einer Oxidbasis vorzugsweise kleiner als 15,0 %, mehr bevorzugt kleiner als 10,0 %, mehr bevorzugt kleiner als 9,0 % und noch mehr bevorzugt kleiner als 8,0 %. Der obere Grenzwert von Nb₂O₅ ist kleiner als 15,0 %, so dass die Stabilität des Glases vorzugsweise aufrechterhalten werden kann. Dadurch, dass der Gehalt von Nb₂O₅ in diesem Bereich liegt, kann das Glas 10 einen hohen Brechungsindex aufweisen, während eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht aufrechterhalten wird.
(TeO₂)
In Molprozent auf einer Oxidbasis ist der Gehalt des Glases 10 an TeO₂ vorzugsweise größer als 10,1 %, mehr bevorzugt größer als 20,3 %, noch mehr bevorzugt größer als 23,0 % und noch mehr bevorzugt größer als 25,0 %. Der untere Grenzwert von TeO₂ ist größer als 10,1 %, so dass vorzugsweise ein hoher Brechungsindex erhalten wird. Zusätzlich ist der Gehalt des Glases 10 an TeO₂ in Molprozent auf einer Oxidbasis vorzugsweise kleiner als 33,1 %, mehr bevorzugt kleiner als 30,0 %, noch mehr bevorzugt kleiner als 29,0 % und noch mehr bevorzugt kleiner als 28,0 %. Der obere Grenzwert von TeO₂ ist kleiner als 33,1 %, so dass vorzugsweise eine hohe Lichtdurchlässigkeit erhalten wird. Dadurch, dass der Gehalt von TeO₂ in diesem Bereich liegt, kann das Glas 10 einen hohen Brechungsindex aufweisen, während eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht aufrechterhalten wird.
(P₂O₅)
Das Glas 10 enthält vorzugsweise P₂O₅ als eine wesentliche Komponente. Wenn P₂O₅ nicht darin enthalten ist, ist es nicht unmöglich, das Glas zu erhalten, aber das Glas wird instabil und die Herstellbarkeit verschlechtert sich. Daher ist der Gehalt des Glases 10 an P₂O₅ in Molprozent auf einer Oxidbasis vorzugsweise größer als 2,0 %, mehr bevorzugt größer als 4,0 %, noch mehr bevorzugt größer als 6,0 % und noch mehr bevorzugt größer als 8,0 %. Der untere Grenzwert von P₂O₅ ist größer als 2,0 %, so dass die Stabilität des Glases vorzugsweise aufrechterhalten werden kann. Darüber hinaus ist der Gehalt von P₂O₅ des Glases 10 in Molprozent auf einer Oxidbasis vorzugsweise kleiner als 18,0 %, mehr bevorzugt kleiner als 16,0 %, noch mehr bevorzugt kleiner als 14,0 % und noch mehr bevorzugt kleiner als 12,0 %. Der obere Grenzwert von P₂O₅ ist kleiner als 18,0 %, so dass vorzugsweise ein hoher Brechungsindex erhalten wird. Dadurch, dass der Gehalt von P₂O₅ in diesem Bereich liegt, kann das Glas 10 einen hohen Brechungsindex aufweisen, während eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht aufrechterhalten werden kann.
(B₂O₃)
In Molprozent auf einer Oxidbasis ist der Gehalt des Glases 10 an B₂O₃ vorzugsweise größer als 12,0 %, mehr bevorzugt größer als 14,0 % und noch mehr bevorzugt größer als 16,0 %. Der untere Grenzwert von B₂O₃ ist größer als 12,0 %, so dass die Stabilität des Glases vorzugsweise aufrechterhalten werden kann. Zusätzlich ist der Gehalt des Glases 10 an B₂O₃ in Molprozent auf einer Oxidbasis vorzugsweise kleiner als 40,0 %, mehr bevorzugt kleiner als 35,0 % und noch mehr bevorzugt kleiner als 30,0 %. Der obere Grenzwert von B₂O₃ ist kleiner als 40,0 %, so dass vorzugsweise ein hoher Brechungsindex erhalten wird. Dadurch, dass der Gehalt von B₂O₃ in diesem Bereich liegt, kann das Glas 10 die Stabilität des Glases aufrechterhalten, während eine hohe Durchlässigkeit in Bezug auf sichtbares Licht aufrechterhalten werden kann.
(TiO₂)
In Molprozent auf einer Oxidbasis ist der Gehalt von TiO₂ im Glas 10 vorzugsweise kleiner als 1,0 %, mehr bevorzugt kleiner als 0,5 % und noch mehr bevorzugt kleiner als 0,1 %. TiO₂ ist eine optionale Komponente. Der obere Grenzwert von TiO₂ ist kleiner als 1,0 %, so dass vorzugsweise eine hohe Lichtdurchlässigkeit erhalten wird. Insbesondere wird, wenn TiO₂ darin enthalten ist, ein hoher Brechungsindex erhalten, jedoch wird die Lichtdurchlässigkeit vermindert. Dadurch, dass der Gehalt von TiO₂ in diesem Bereich liegt, kann das Glas 10 einen hohen Brechungsindex aufweisen, während eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht aufrechterhalten werden kann.
(Ta₂O₅)
In Molprozent auf einer Oxidbasis ist der Gehalt von Ta₂O₅ des Glases 10 vorzugsweise kleiner als 1,0 %, mehr bevorzugt kleiner als 0,5 % und noch mehr bevorzugt kleiner als 0,1 %. Der obere Grenzwert von Ta₂O₅ ist kleiner als 1,0 %, so dass die Kosten vorzugsweise gesenkt werden können, während die Stabilität des Glases aufrechterhalten wird. Wenn Ta₂O₅ darin enthalten ist, wird zwar ein hoher Brechungsindex erreicht, jedoch wird das Glas instabil und die Entglasungseigenschaften verschlechtern sich. Außerdem ist es teuer, so dass die Kosten steigen. Dadurch, dass der Gehalt von Ta₂O₅ in diesem Bereich liegt, kann das Glas 10 einen hohen Brechungsindex aufweisen, während eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht aufrechterhalten werden kann.
(WO₃)
In Molprozent auf einer Oxidbasis ist der Gehalt des Glases 10 an WO₃ vorzugsweise kleiner als 1,0 %, mehr bevorzugt kleiner als 0,5 % und noch mehr bevorzugt kleiner als 0,1 %. Der obere Grenzwert von WO₃ ist kleiner als 1,0 %, so dass vorzugsweise eine hohe Durchlässigkeit erhalten wird. Ferner wird, wenn WO₃ darin enthalten ist, ein hoher Brechungsindex erhalten, jedoch wird die Durchlässigkeit vermindert, so dass WO₃ eine optionale Komponente ist. Dadurch, dass der Gehalt von WO₃ in diesem Bereich liegt, kann das Glas 10 einen hohen Brechungsindex aufweisen, während eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht aufrechterhalten werden kann.
(ZnO)
In Molprozent auf einer Oxidbasis ist der ZnO-Gehalt des Glases 10 vorzugsweise größer als 1,0 %, mehr bevorzugt größer als 2,0 % und noch mehr bevorzugt größer als 3,0 %. Der untere Grenzwert von ZnO ist größer als 1,0 %, so dass die Stabilität des Glases vorzugsweise aufrechterhalten werden kann. Zusätzlich ist der ZnO-Gehalt des Glases 10 in Molprozent auf einer Oxidbasis vorzugsweise kleiner als 15,0 %, mehr bevorzugt kleiner als 12,0 % und mehr bevorzugt kleiner als 10,0 %. Der obere Grenzwert von ZnO ist kleiner als 15,0 %, so dass vorzugsweise ein hoher Brechungsindex erhalten wird. Dadurch, dass der ZnO-Gehalt in diesem Bereich liegt, kann das Glas 10 die Stabilität des Glases aufrechterhalten, während ein hoher Brechungsindex in Bezug auf sichtbares Licht aufrechterhalten wird.
(TeO₂ + TiO₂ + WO₃ + Nb₂O₅ + Bi₂O₃)
In Molprozent auf einer Oxidbasis ist bezogen auf das Glas 10 (TeO₂ + TiO₂ + WO₃ + Nb₂O₅ + Bi₂O₃), d.h. der Gesamtgehalt von TeO₂, TiO₂, WO₃, Nb₂O₅ und Bi₂O₃, vorzugsweise größer als 50,0 %, mehr bevorzugt größer als 55,0 % und noch mehr bevorzugt größer als 60,0 %. Der untere Grenzwert von deren Gesamtgehalt ist größer als 50,0 %, so dass vorzugsweise ein hoher Brechungsindex erhalten wird. In Molprozent auf einer Oxidbasis ist bezogen auf das Glas 10 der Gesamtgehalt von TeO₂, TiO₂, WO₃, Nb₂O₅ und Bi₂O₃ vorzugsweise kleiner als 75,0 %, mehr bevorzugt kleiner als 70,0 % und noch mehr bevorzugt kleiner als 65,0 %. Der obere Grenzwert des Gesamtgehalts ist kleiner als 75,0 %, so dass vorzugsweise eine hohe Durchlässigkeit erhalten wird. Dadurch, dass der Gesamtgehalt von TeO₂, TiO₂, WO₃, Nb₂O₅ und Bi₂O₃ in diesem Bereich liegt, kann das Glas 10 einen hohen Brechungsindex aufweisen, während eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht aufrechterhalten wird. TiO₂ und WO₃ sind jedoch nicht zwangsläufig darin enthalten.
(Nb₂O₅/(TeO₂ + TiO₂ + WO₃ + Nb₂O₅ + Bi₂O₃) × 100)
Das Glas 10 enthält mindestens eine Komponente, die aus der Gruppe, bestehend aus TeO₂, TiO₂, WO₃, Nb₂O₅ und Bi₂O₃, ausgewählt ist, und enthält vorzugsweise Nb₂O₅ und mindestens eine Komponente, die aus der Gruppe, bestehend aus TeO₂, TiO₂, WO₃ und Bi₂O₃, ausgewählt ist. Bezüglich des Glases 10 ist Nb₂O₅/(TeO₂ + TiO₂ + WO₃ + Nb₂O₅ + Bi₂O₃) × 100 vorzugsweise größer als 3,78, mehr bevorzugt größer als 5,0, noch mehr bevorzugt größer als 7,0 und noch mehr bevorzugt größer als 10,0. Der untere Grenzwert von Nb₂O₅/(TeO₂ + TiO₂ + WO₃ + Nb₂O₅ + Bi₂O₃) × 100 ist größer als 3,78, so dass vorzugsweise ein hoher Brechungsindex erhalten wird. Bezüglich des Glases 10 ist Nb₂O₅/(TeO₂ + TiO₂ + WO₃ + Nb₂O₅ + Bi₂O₃) × 100 vorzugsweise kleiner als 19,2, mehr bevorzugt kleiner als 15,0, noch mehr bevorzugt kleiner als 14,0 und noch mehr bevorzugt kleiner als 12,0. Nb₂O₅/(TeO₂ + TiO₂ + WO₃ + Nb₂O₅ + Bi₂O₃) × 100 ist kleiner als 19,2, so dass vorzugsweise eine hohe Durchlässigkeit erhalten wird. Nb₂O₅/(TeO₂ + TiO₂ + WO₃ + Nb₂O₅ + Bi₂O₃) × 100 gibt einen Wert an, der durch Multiplizieren von 100 mit einem Verhältnis des Gehalts an Nb₂O₅ in Molprozent auf einer Oxidbasis bezogen auf den Gesamtgehalt von TeO₂, TiO₂, WO₃, Nb₂O₅ und Bi₂O₃ in Molprozent auf einer Oxidbasis erhalten wird. Dadurch, dass Nb₂O₅/(TeO₂ + TiO₂ + WO₃ + Nb₂O₅ + Bi₂O₃) × 100 in diesem Bereich liegt, kann das Glas 10 einen hohen Brechungsindex aufweisen, während eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht aufrechterhalten wird. TiO₂ und WO₃ sind jedoch nicht zwangsläufig darin enthalten.
(Bi₂O₃ + Nb₂O₅ + TeO₂ + P₂O₅ + B₂O₃ + TiO₂ + Ta₂O₅ + WO₃ + ZnO)
Bezüglich des Glases 10 beträgt (Bi₂O₃ + Nb₂O₅ + TeO₂ + P₂O₅ + B₂O₃+ TiO₂ + Ta₂O₅ + WO₃ + ZnO), d.h. der Gesamtgehalt von Bi₂O₃, Nb₂O₅, TeO₂, P₂O₅, B₂O₃, TiO₂, Ta₂O₅, WO₃ und ZnO, die vorstehend beschriebene Oxide sind, vorzugsweise 100 %. SiO₂ und Al₂O₃, die aus einem Schmelzbehälter, wie z.B. einem Quarztiegel oder einem Aluminiumoxidtiegel, eluiert werden, können jedoch im Glas enthalten sein. Außerdem können Verunreinigungen, die bei der Herstellung unvermeidlich sind, d. h. unvermeidbare Verunreinigungen, enthalten sein. In diesem Fall ist der Gesamtgehalt von SiO₂ und Al₂O₃ des Glases 10 in Molprozent auf einer Oxidbasis vorzugsweise gleich oder kleiner als 3,0 %, mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 2,0 % und noch mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 1,0 %. D.h., es ist bevorzugt, dass das Glas 10 keine anderen Komponenten als Bi₂O₃, Nb₂O₅, TeO₂, P₂O₅, B₂O₃, TiO₂, Ta₂O₅, WO₃ und ZnO enthält, ausgenommen unvermeidbare Verunreinigungen. Aufgrund dieser Zusammensetzung des Glases 10 können ein hoher Brechungsindex und eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht erreicht werden. TiO₂ und WO₃ sind jedoch nicht zwangsläufig darin enthalten.
(Gehalt von Fe, Cr und Ni)
Bezüglich des Glases 10 ist der Gesamtgehalt von Fe, Cr und Ni als Massenanteil kleiner als 4 ppm, vorzugsweise gleich oder kleiner als 3 ppm, mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 2 ppm und noch mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 1 ppm, bezogen auf das gesamte Glas 10. Dabei bezeichnen Fe, Cr und Ni nicht nur einzelne Metalle aus Fe, Cr und Ni, die im Glas 10 enthalten sind, sondern können auch einzelne Metalle und eine Verbindung aus Fe, Cr und Ni umfassen. D.h., der Gesamtgehalt von Fe, Cr und Ni kann den Gehalt von einzelnen Metallen von Fe, Cr und Ni und den Gehalt von Ionen von Fe, Cr und Ni in einer Verbindung umfassen. Dadurch, dass der Gesamtgehalt von Fe, Cr und Ni als färbende Übergangsmetalle in diesem Bereich liegt, kann verhindert werden, dass die Durchlässigkeit des Glases 10 in Bezug auf sichtbares Licht vermindert wird, und das Glas 10 kann eine hohe Durchlässigkeit in Bezug auf sichtbares Licht aufweisen. Der Gesamtgehalt von Fe, Cr und Ni kann mittels ICP-Massenspektrometrie gemessen werden. Als Messgerät kann beispielsweise das Agilent 8800, hergestellt von Agilent Technologies, verwendet werden.
Bezüglich des Glases 10 ist der Gesamtgehalt von Fe, Cr, Ni, Cu, Mn, Co und V als Massenanteil vorzugsweise kleiner als 4 ppm, mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 3 ppm, noch mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 2 ppm und noch mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 1 ppm in Bezug auf das gesamte Glas 10. Ähnlich wie die vorstehend beschriebenen Fe, Cr und Ni bezeichnen Fe, Cr, Ni, Cu, Mn, Co und V hier nicht nur einzelne Metalle aus Fe, Cr, Ni, Cu, Mn, Co und V, die in dem Glas 10 enthalten sind, sondern können auch einzelne Metalle und eine Verbindung aus Fe, Cr, Ni, Cu, Mn, Co und V umfassen. D.h., der Gesamtgehalt von Fe, Cr, Ni, Cu, Mn, Co und V kann den Gehalt von einzelnen Metallen von Fe, Cr, Ni, Cu, Mn, Co und V und den Gehalt von Ionen von Fe, Cr, Ni, Cu, Mn, Co und V in einer Verbindung umfassen. Dadurch, dass der Gesamtgehalt der vorstehend beschriebenen Komponenten als färbende Übergangsmetalle in diesem Bereich liegt, kann verhindert werden, dass die Durchlässigkeit des Glases 10 für sichtbares Licht vermindert wird, und das Glas 10 kann eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht aufweisen. Der Gesamtgehalt der vorstehend beschriebenen Komponenten kann mittels ICP-Massenspektrometrie gemessen werden.
(Gehalt von Pb)
Bezüglich des Glases 10 ist der Gesamtgehalt von Pb als Massenanteil vorzugsweise kleiner als 1000 ppm, mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 100 ppm und noch mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 10 ppm, bezogen auf das gesamte Glas 10. D.h., es ist bevorzugt, dass das Glas 10 im Wesentlichen kein Pb enthalten sollte. Ähnlich wie Fe, Cr und Ni, die vorstehend beschrieben worden sind, bezeichnet Pb hier nicht nur ein einzelnes Pb-Metall, das in dem Glas 10 enthalten ist, sondern kann auch ein einzelnes Metall und eine Pb-Verbindung umfassen. D.h., der Pb-Gehalt umfasst den Gehalt eines einzelnen Pb-Metalls und den Gehalt von Pb-Ionen in einer Verbindung. Der Pb-Gehalt kann mittels ICP-Massenspektrometrie gemessen werden.
(Brechungsindex n_d)
Bezüglich des Glases 10 mit der vorstehend beschriebenen Zusammensetzung ist der Brechungsindex n_d vorzugsweise gleich oder größer als 2,00, mehr bevorzugt gleich oder größer als 2,05 und noch mehr bevorzugt gleich oder größer als 2,10. Dadurch, dass der Brechungsindex n_d in diesem Bereich liegt, kann ein hoher Brechungsindex in Bezug auf sichtbares Licht erreicht werden. Der Brechungsindex n_d gibt den Brechungsindex bei einer d-Linie von Helium (Wellenlänge von 587,6 nm) an. Der Brechungsindex n_d kann mit einem V-Block-Verfahren gemessen werden.
(Wellenlänge λ₇₀)
Hier wird eine Wellenlänge, die eine externe Durchlässigkeit von 70 % bei einer Plattendicke (Dicke) von 10 mm angibt, als Wellenlänge λ₇₀ angenommen. D.h., die Wellenlänge λ₇₀ gibt eine Lichtwellenlänge an, mit der die externe Durchlässigkeit 70 % in Bezug auf eine Probe mit einer Dicke von 10 mm erreicht. Die Wellenlänge λ₇₀ des Glases 10 mit der Plattendicke (Dicke) von 10 mm ist vorzugsweise kleiner als 450 nm, mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 445 nm, noch mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 440 nm und noch mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 435 nm. Dadurch, dass die Wellenlänge λ₇₀ in diesem Bereich liegt, kann eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht erreicht werden. Die externe Durchlässigkeit zur Berechnung der Wellenlänge λ₇₀ kann mit einem Spektrophotometer (U-4100, hergestellt von Hitachi High-Tech Corporation) für eine Probe gemessen werden, bei der beide Oberflächen auf Spiegelglanz poliert sind, so dass sie eine Plattendicke von 10 mm aufweisen.
(Lichtdurchlässigkeit)
Bezüglich des Glases 10 ist eine interne Durchlässigkeit für Licht mit einer Wellenlänge von 450 nm bei einer Plattendicke (Dicke) von 10 mm vorzugsweise gleich oder größer als 91,5 %, vorzugsweise gleich oder größer als 93,0 % und mehr bevorzugt gleich oder größer als 95,0 %. Dadurch, dass die interne Durchlässigkeit bei einer Wellenlänge von 450 nm in diesem Bereich liegt, kann eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht erreicht werden. Die interne Durchlässigkeit des Glases mit einer Dicke von 10 mm lässt sich aus den Messwerten von zwei Arten der externen Durchlässigkeit mit unterschiedlichen Plattendicken und dem nachstehenden Ausdruck (1) ermitteln. Die externe Durchlässigkeit steht für eine Durchlässigkeit, die einen Oberflächenreflexionsverlust umfasst. Im Ausdruck (1) ist X die interne Durchlässigkeit des Glases mit einer Dicke von 10 mm, T1 und T2 sind die externe Durchlässigkeit und Δd ist die Differenz zwischen Dicken von Proben.
$l o g X = - \frac{l o g T 1 - l o g T 2}{Δ d} \times 10$
(Form des Glases)
Das Glas 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist vorzugsweise ein optisches Glas und vorzugsweise eine Glasplatte mit einer Dicke gleich oder größer als 0,01 mm und gleich oder kleiner als 2,0 mm. Wenn die Dicke gleich oder größer als 0,01 mm ist, kann verhindert werden, dass das Glas 10 bei der Handhabung oder Verarbeitung beschädigt wird. Darüber hinaus kann die durch das Eigengewicht verursachte Durchbiegung des Glases 10 vermindert werden. Die Dicke ist mehr bevorzugt gleich oder größer als 0,1 mm, noch mehr bevorzugt gleich oder größer als 0,2 mm und noch mehr bevorzugt gleich oder größer als 0,3 mm. Andererseits kann das Gewicht eines optischen Elements, bei dem das Glas 10 verwendet wird, vermindert werden, wenn die Dicke gleich oder kleiner als 2,0 mm ist. Die Dicke ist mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 1,5 mm, noch mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 1,0 mm und noch mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 0,8 mm.
In einem Fall, bei dem das Glas 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Glasplatte ist, ist der Flächeninhalt einer Hauptoberfläche vorzugsweise gleich oder größer als 8 cm². Wenn der Flächeninhalt gleich oder größer als 8 cm² ist, kann eine große Anzahl von optischen Elementen angeordnet werden und die Produktivität wird verbessert. Der Flächeninhalt ist mehr bevorzugt gleich oder größer als 30 cm², noch mehr bevorzugt gleich oder größer als 170 cm², noch mehr bevorzugt gleich oder größer als 300 cm² und besonders bevorzugt gleich oder größer als 1000 cm². Wenn der Flächeninhalt dagegen gleich oder kleiner als 6500 cm² ist, kann die Glasplatte leicht gehandhabt werden, so dass eine Beschädigung der Glasplatte bei der Handhabung oder Verarbeitung verhindert werden kann. Der Flächeninhalt ist mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 4500 cm², noch mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 4000 cm², noch mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 3000 cm² und besonders bevorzugt gleich oder kleiner als 2000 cm².
In einem Fall, bei dem das Glas 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Glasplatte ist, ist eine lokale Dickenvariation (LTV) einer Hauptoberfläche von 25 cm² vorzugsweise gleich oder kleiner als 2 µm. Wenn die Ebenheit in diesem Bereich liegt, kann eine Nanostruktur mit einer gewünschten Form auf der Hauptoberfläche unter Verwendung einer Prägetechnik und dergleichen gebildet werden, und es kann eine gewünschte Lichtleiteigenschaft erzielt werden. Insbesondere kann ein Lichtleiterkörper verhindern, dass ein Geisterphänomen und eine Verzerrung aufgrund eines Unterschieds bei der optischen Weglänge entstehen. Diese LTV ist mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 1,5 µm, noch mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 1,0 µm und besonders bevorzugt gleich oder kleiner als 0,5 µm.
Wenn angenommen wird, dass das Glas 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine kreisförmige Glasplatte mit einem Durchmesser von 8 Zoll ist, ist der Verzug vorzugsweise gleich oder kleiner als 50 µm. Wenn der Verzug des Glases 10 gleich oder kleiner als 50 µm ist, kann eine Nanostruktur mit einer gewünschten Form auf der Hauptoberfläche unter Verwendung einer Prägetechnik und dergleichen gebildet werden und eine gewünschte Lichtleiteigenschaft kann erhalten werden. Wenn versucht wird, eine Vielzahl von Lichtleitkörpern zu erhalten, können Lichtleitkörper mit stabiler Qualität erhalten werden. Der Verzug des Glases 10 ist mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 40 µm, noch mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 30 µm und besonders bevorzugt gleich oder kleiner als 20 µm.
Wenn angenommen wird, dass das Glas 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine kreisförmige Glasplatte mit einem Durchmesser von 6 Zoll ist, ist der Verzug vorzugsweise gleich oder kleiner als 30 µm. Wenn der Verzug des Glases 10 gleich oder kleiner als 30 µm ist, kann eine Nanostruktur mit einer gewünschten Form auf der Hauptoberfläche unter Verwendung einer Prägetechnik und dergleichen gebildet werden, und eine gewünschte Lichtleiteigenschaft kann erhalten werden. Wenn versucht wird, eine Vielzahl von Lichtleitkörpern zu erhalten, können Lichtleitkörper mit stabiler Qualität erhalten werden. Der Verzug des Glases 10 ist mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 20 µm, noch mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 15 µm und besonders bevorzugt gleich oder kleiner als 10 µm.
Wenn angenommen wird, dass das Glas 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine quadratische Glasplatte ist, deren Seiten jeweils 6 Zoll betragen, ist der Verzug vorzugsweise gleich oder kleiner als 100 µm. Wenn der Verzug des Glases 10 gleich oder kleiner als 100 µm ist, kann eine Nanostruktur mit einer gewünschten Form auf der Hauptoberfläche unter Verwendung einer Prägetechnik und dergleichen gebildet werden, und eine gewünschte Lichtleiteigenschaft kann erhalten werden. Wenn versucht wird, eine Vielzahl von Lichtleitkörpern zu erhalten, können Lichtleitkörper mit stabiler Qualität erhalten werden. Der Verzug des Glases 10 ist mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 70 µm, noch mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 50 µm, noch mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 35 µm und besonders bevorzugt gleich oder kleiner als 20 µm.
Die 2 ist eine Querschnittsansicht, wenn angenommen wird, dass das Glas gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Glasplatte ist. Der „Verzug“ ist, wenn angenommen wird, dass das Glas 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Glasplatte G1 ist, eine Differenz C zwischen einem Maximalwert B und einem Minimalwert A eines Abstands in einer vertikalen Richtung zwischen einer Bezugslinie G1D der Glasplatte G1 und einer Mittellinie G1C der Glasplatte G1 in einem optionalen Querschnitt, der durch die Mitte einer Hauptoberfläche G1F der Glasplatte G1 verläuft und orthogonal zur Hauptoberfläche G1F der Glasplatte G1 ist.
Eine Schnittlinie des optionalen Querschnitts und der Hauptoberfläche G1F der Glasplatte G1, die orthogonal zueinander verlaufen, wird als Grundlinie G1A angenommen. Eine Schnittlinie des optionalen Querschnitts und einer anderen Hauptoberfläche G1G der Glasplatte G1, die orthogonal zueinander verlaufen, wird als obere Linie G1B angenommen. Dabei ist die Mittellinie G1C eine Linie, die Mittelpunkte in der Richtung der Plattendicke der Glasplatte G1 verbindet. Die Mittellinie G1C wird dadurch berechnet, dass ein Mittelpunkt in Bezug auf die Richtung der Laserbestrahlung (später beschrieben) zwischen der Grundlinie G1A und der oberen Linie G1B erhalten wird.
Die Bezugslinie G1D wird wie folgt erhalten. Zuerst wird die Basislinie G1A mit einem Messverfahren berechnet, das den Einfluss des Eigengewichts aufhebt. Von der Grundlinie G1A wird mit Hilfe des Verfahrens der kleinsten Quadrate eine Gerade erhalten. Die erhaltene Gerade ist die Bezugslinie G1D. Als Messverfahren zur Aufhebung des Einflusses des Eigengewichts wird ein bekanntes Verfahren verwendet.
Beispielsweise wird die Hauptoberfläche G1F der Glasplatte G1 an drei Punkten gestützt, die Glasplatte G1 wird mit einem Laserstrahl durch ein Laserverschiebungsmessgerät bestrahlt und die Höhen der Hauptoberfläche G1F und der anderen Hauptoberfläche G1G der Glasplatte G1 von einer optionalen Referenzfläche aus werden gemessen.
Als nächstes wird die Glasplatte G1 umgedreht, die andere Hauptoberfläche G1G wird an drei Punkten gestützt, die den drei Punkten, an denen die eine Hauptoberfläche G1F gestützt wird, gegenüberliegen, und die Höhen der Hauptoberfläche G1F und der anderen Hauptoberfläche G1G der Glasplatte G1 von der optionalen Referenzfläche aus werden gemessen.
Dadurch, dass ein Durchschnitt der Höhen an jeweiligen Messpunkten vor und nach dem Umdrehen ermittelt wird, wird der Einfluss des Eigengewichts aufgehoben. Beispielsweise wird die Höhe der Hauptoberfläche G1F wie vorstehend beschrieben vor dem Umdrehen gemessen. Nachdem die Glasplatte G1 umgedreht wurde, wird die Höhe der anderen Hauptoberfläche G1G an einer Position gemessen, die dem Messpunkt der Hauptoberfläche G1F entspricht. Entsprechend wird die Höhe der anderen Hauptoberfläche G1G vor dem Umdrehen gemessen. Nachdem die Glasplatte G1 umgedreht wurde, wird die Höhe der Hauptoberfläche G1F an einer Position gemessen, die dem Messpunkt der anderen Hauptoberfläche G1G entspricht.
Der Verzug wird z.B. mit einem Laser-Wegmessgerät gemessen.
Bezüglich des Glases 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Oberflächenrauheit Ra der Hauptoberfläche vorzugsweise gleich oder kleiner als 2 nm. Wenn Ra in diesem Bereich liegt, kann eine Nanostruktur mit einer gewünschten Form auf der Hauptoberfläche unter Verwendung einer Prägetechnik und dergleichen gebildet werden, und eine gewünschte Lichtleiteigenschaft kann erhalten werden. Insbesondere wird in dem Lichtleiterkörper die diffuse Reflexion an einer Grenzfläche unterdrückt, und es kann verhindert werden, dass ein Geisterphänomen oder eine Verzerrung entsteht. Diese Ra ist mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 1,7 nm, noch mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 1,4 nm, noch mehr bevorzugt gleich oder kleiner als 1,2 nm und besonders bevorzugt gleich oder kleiner als 1 nm. Dabei ist die Oberflächenrauheit Ra der arithmetische Mittenrauwert gemäß JIS B0601 (2001). In dieser Beschreibung ist die Oberflächenrauheit Ra ein Wert, der durch Messung einer Fläche von 10 µm × 10 µm unter Verwendung eines Rasterkraftmikroskops (AFM) ermittelt wird.
(Verfahren zur Herstellung des Glases)
Das Verfahren zur Herstellung des Glases 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist nicht besonders beschränkt, und es kann ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von Flachglas verwendet werden. Beispielsweise kann ein bekanntes Verfahren, wie z.B. ein Floatverfahren, ein Schmelzverfahren und ein Auswalzverfahren, verwendet werden. Um jedoch eine Verschlechterung der Durchlässigkeit des Glases 10 zu verhindern, die durch die Einmischung von Verunreinigungen verursacht wird, werden vorzugsweise Au und eine Au-Legierung als Material eines Behälters (Schmelztiegel) verwendet, in den die Ausgangsstoffe zum Zeitpunkt des Schmelzens der Ausgangsmaterialien eingebracht werden.
Darüber hinaus ist es für das Glas 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform bevorzugt, einen Vorgang zur Erhöhung der Feuchtigkeitsmenge im geschmolzenen Glas in einem Schmelzvorgang des Erhitzens und Schmelzens von Glasausgangsmaterialien in dem Schmelzbehälter durchzuführen, um das geschmolzene Glas zu erhalten. Der Vorgang zur Erhöhung des Feuchtigkeitsgehalts im Glas ist nicht beschränkt. Der Vorgang kann beispielsweise eine Verarbeitung des Zusetzens von Wasserdampf zur Schmelzatmosphäre oder eine Verarbeitung des Einleitens von wasserdampfhaltigem Gas in ein geschmolzenes Material sein. Der Vorgang der Erhöhung der Feuchtigkeitsmenge ist nicht essentiell, kann aber zum Zweck der Verbesserung der Durchlässigkeit, der Klarheit und dergleichen durchgeführt werden.
Das Glas 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, das ein Alkalimetalloxid, wie z.B. Li₂O und Na₂O, enthält, kann chemisch gehärtet werden, indem Li-Ionen durch Na-Ionen oder K-Ionen und Na-Ionen durch K-Ionen ersetzt werden. D.h., die Festigkeit des optischen Glases kann durch eine chemische Härtungsverarbeitung verbessert werden.
(Effekte)
Wie es vorstehend beschrieben ist, ist bei dem Glas 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform Bi₂O₃ > 11,2 % in Molprozent auf einer Oxidbasis erfüllt, d.h., der Gehalt von Bi₂O₃ ist größer als 11,2 %. Zusätzlich enthält das Glas 10 mindestens eine Komponente, die aus der Gruppe, bestehend aus TeO₂, TiO₂, WO₃, Nb₂O₅ und Bi₂O₃, ausgewählt ist, und 3,78 ≤ Nb₂O₅/(TeO₂ + TiO₂ + WO₃ + Nb₂O₅ + Bi₂O₃) × 100 ≤ 19,2 erfüllt ist, d.h., Nb₂O₅/(TeO₂ + TiO₂ + WO₃ + Nb₂O₅ + Bi₂O₃) × 100 ist gleich oder größer als 3,78 und gleich oder kleiner als 19,2. Der Gesamtgehalt von Fe, Cr und Ni im Glas 10 ist kleiner als 4 Massen-ppm. Aufgrund dieser Zusammensetzung kann das Glas 10 einen hohen Brechungsindex aufweisen, während es eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht beibehält.
Bezüglich des Glases 10 ist die Wellenlänge λ₇₀, die eine externe Durchlässigkeit von 70 % bei einer Plattendicke von 10 mm angibt, vorzugsweise kleiner als 450 nm. Dadurch, dass die Wellenlänge λ₇₀ in diesem Bereich liegt, weist das Glas 10 eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht auf.
Das Glas 10 enthält vorzugsweise P₂O₅ als eine essentielle Komponente. Durch den Gehalt von P₂O₅ kann das Glas 10 einen hohen Brechungsindex aufweisen, während eine hohe Durchlässigkeit in Bezug auf sichtbares Licht aufrechterhalten wird, und das Glas kann stabilisiert werden.
Bezüglich des Glases 10 beträgt TeO₂ > 10,1 % in Molprozent auf einer Oxidbasis, d.h. der Gehalt von TeO₂ ist vorzugsweise größer als 10,1 %. Dadurch, dass Gehalt von TeO₂ in diesem Bereich liegt, kann das Glas 10 einen hohen Brechungsindex aufweisen, während eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht aufrechterhalten wird.
Bezüglich des Glases 10 beträgt Bi₂O₃ > 15,0 % in Molprozent auf einer Oxidbasis, d.h. der Gehalt von Bi₂O₃ ist vorzugsweise größer als 15,0 %. Dadurch, dass der Gehalt von Bi₂O₃ in diesem Bereich liegt, kann das Glas 10 einen hohen Brechungsindex aufweisen, während eine hohe Durchlässigkeit in Bezug auf sichtbares Licht aufrechterhalten wird.
Bezüglich des Glases 10 ist in Molprozent auf einer Oxidbasis Nb₂O₅ > 15,0 % erfüllt, d. h. der Gehalt von Nb₂O₅ ist vorzugsweise größer als 15,0 %. Dadurch, dass der Gehalt von Nb₂O₅ in diesem Bereich liegt, kann das Glas 10 einen hohen Brechungsindex aufweisen, während eine hohe Durchlässigkeit für sichtbares Licht aufrechterhalten wird.
Bezüglich des Glases 10 ist der Brechungsindex n_d vorzugsweise gleich oder größer als 2,0. Dadurch, dass der Brechungsindex n_d in diesem Bereich liegt, weist das Glas 10 einen hohen Brechungsindex für sichtbares Licht auf.
Das Glas 10 wird vorzugsweise als Lichtleiterplatte verwendet. Das Glas 10 mit dieser Zusammensetzung wird in einer geeigneten Weise aufgrund von dessen hohem Brechungsindex und dessen hoher Lichtdurchlässigkeit als Lichtleiterplatte verwendet.
Das Glas 10, das wie vorstehend beschrieben hergestellt wird, ist für verschiedene optische Elemente geeignet und wird besonders bevorzugt verwendet für (1) einen Lichtleiterkörper, einen Filter, eine Linse und dergleichen, die für eine tragbare Vorrichtung verwendet werden, wie beispielsweise eine Brille mit einem Projektor, eine brillenartige oder funktionsbrillenartige Anzeige, eine Anzeigevorrichtung für virtuelle Realität/erweiterte Realität und eine Anzeigevorrichtung für ein virtuelles Bild, und (2) eine Linse, ein Abdeckglas und dergleichen, die für eine in einem Fahrzeug montierte Kamera und einen visuellen Sensor für einen Roboter verwendet werden. Das Glas 10 wird vorzugsweise sogar für eine Verwendung wie z.B. eine in einem Fahrzeug montierte Kamera verwendet, die einer belastenden Umgebung ausgesetzt ist. Darüber hinaus wird das Glas 10 vorzugsweise für eine Anwendung wie z.B. ein Glassubstrat für eine organische EL, als Substrat für ein Linsenarray auf Wafer-Ebene, als Substrat für eine Linseneinheit, als Substrat zur Linsenbildung durch ein Ätzverfahren und als Lichtwellenleiter verwendet.
Das Glas 10 gemäß der vorstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsform weist einen hohen Brechungsindex und eine hohe Durchlässigkeit auf, weist vorteilhafte Herstellungseigenschaften auf und ist vorzugsweise ein optisches Glas für eine tragbare Vorrichtung, ein fahrzeugmontiertes optisches Glas und ein robotermontiertes optisches Glas. Ein optisches Bauteil, bei dem ein Antireflexionsfilm auf der Hauptoberfläche des Glases 10 ausgebildet ist, ist auch für eine tragbare Vorrichtung, ein fahrzeugmontiertes optisches Bauteil und ein robotermontiertes optisches Bauteil bevorzugt, wobei der Antireflexionsfilm aus einem dielektrischen Mehrschichtfilm aufgebaut ist, der Schichten enthält, deren Anzahl gleich oder größer als 4 und gleich oder kleiner als 10 ist, in denen ein Film mit niedrigem Brechungsindex, wie z.B. SiO₂, und ein Film mit hohem Brechungsindex, wie z.B. TiO₂, abwechselnd laminiert sind.
(Beispiele)
Nachstehend werden Beispiele beschrieben. Ein Implementierungsaspekt kann geändert werden, solange ein Effekt der Erfindung vorliegt.
In den Beispielen wurden Glasstücke mit unterschiedlichen Zusammensetzungen hergestellt. Der Brechungsindex und die Durchlässigkeit wurden für jedes Glasstück bewertet. Nachstehend ist eine ausführlichere Beschreibung angegeben.
Die Tabelle 1 und die Tabelle 2 sind Tabellen, welche die für das Glas in den jeweiligen Beispielen verwendeten Materialien angeben. Die Tabelle 1 und die Tabelle 2 geben die Gehalte der für die Glasherstellung verwendeten Materialien in Molprozent auf einer Oxidbasis für Beispiel 1 bis Beispiel 47 an. Die Menge an Verunreinigungen in den Ausgangsmaterialien in der Tabelle 1 und der Tabelle 2 gibt die Menge an Komponenten an, die als Ausgangsmaterialien enthalten sind, die von den Komponenten der in der Tabelle 1 und der Tabelle 2 angegebenen Materialien verschieden sind. „Klein“ bedeutet, dass die Menge der Verunreinigungen kleiner als 3 ppm der gesamten Ausgangsmaterialien ist, und „groß“ bedeutet, dass die Menge der Verunreinigungen gleich oder größer als 3 ppm der gesamten Ausgangsmaterialien ist. In der Tabelle 1 und der Tabelle 2 bezeichnet „Te + Ti + W + Nb + Bi“ den Gesamtgehalt von TeO₂, TiO₂, WO₃, Nb₂O₅ und Bi₂O₃ in jedem Stück des Glases in Molprozent auf einer Oxidbasis. In der Tabelle 1 und der Tabelle 2 bezeichnet „Nb/(Te + Ti + W + Nb + Bi) × 100“ einen Wert, der durch Multiplizieren von 100 mit einem Verhältnis des Gehalts an Nb₂O₅ in Molprozent auf einer Oxidbasis bezogen auf den Gesamtgehalt von TeO₂, TiO₂, WO₃, Nb₂O₅ und Bi₂O₃ in Molprozent auf einer Oxidbasis erhalten wird. In der Tabelle 1 und der Tabelle 2 bezeichnet „Menge von Fe, Cr und Ni“ den Gesamtgehalt von Fe, Cr und Ni von jedem Stück des Glases. Der Gesamtgehalt von Fe, Cr und Ni wurde mittels ICP-Massenspektrometrie gemessen.
In den Beispielen wurden Glasstücke mit einer Dicke von 10 mm bzw. 1 mm mit den in den jeweiligen Beispielen in der Tabelle 1 und der Tabelle 2 beschriebenen Zusammensetzungen hergestellt. Die Glasstücke, die in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt worden sind, wurden als Proben zur Durchführung einer Bewertung verwendet. Insbesondere wurden Ausgangsmaterialien mit den in der Tabelle 1 und der Tabelle 2 angegebenen Zusammensetzungen einheitlich gemischt und zwei Stunden lang in einem Goldschmelztiegel bei 950 °C zu einem einheitlichen geschmolzenen Glas geschmolzen. Anschließend wurde das geschmolzene Glas in eine aus Kohlenstoff hergestellte Form gegossen, die eine Größe von Länge × Breite × Höhe = Länge 60 mm × Breite 50 mm × Höhe 30 mm aufwies. Danach wurde das geschmolzene Glas für eine Stunde bei 430 °C gehalten und mit einer Temperaturabnahmerate von etwa 1 °C/Minute auf Raumtemperatur abgekühlt, so dass ein Glasblock erhalten wurde. Anschließend wurde der Glasblock mit einer Schneidemaschine (Kompaktschneidemaschine, hergestellt von MARUTO INSTRUMENT CO., LTD.) zu einer Größe von Länge × Breite = 30 mm × 30 mm zugeschnitten und eine Einstellung der Plattendicke und ein Polieren der Oberfläche wurden damit mit einer Schleifmaschine (SGM-6301, hergestellt von Shuwa Industry Co., Ltd.) und einer einseitigen Poliermaschine (EJ-380)N, hergestellt von Engis Japan Corporation) durchgeführt, so dass Glasplatten hergestellt wurden, die jeweils eine Größe von Länge × Breite = 30 mm × 30 mm und Plattendicken von 10 mm und 1 mm aufweisen.
(Bewertung)
Für die Glasstücke in den jeweiligen Beispielen wurden ein Brechungsindex und eine Durchlässigkeit in Bezug auf sichtbares Licht bewertet. Bei der Bewertung des Brechungsindex wurde der Brechungsindex n_d für jedes Glasstück bei einer d-Linie von Helium (Wellenlänge von 587,6 nm) gemessen. Der Brechungsindex n_d wurde mit einem KPR-2000, hergestellt von Kalnew, gemessen. Bei der Bewertung des Brechungsindex war ein Brechungsindex n_d von gleich oder größer als 2,0 akzeptabel und ein Brechungsindex n_d von kleiner als 2,0 war nicht akzeptabel.
Bei der Bewertung der Durchlässigkeit wurde die Wellenlänge λ₇₀, die eine externe Durchlässigkeit von 70 % bei einer Plattendicke von 10 mm angibt, für jedes Glasstück gemessen. Die Wellenlänge λ₇₀ wurde mit einem U-4100, hergestellt von Hitachi High-Tech Corporation, gemessen. Bei der Bewertung der Durchlässigkeit war eine Wellenlänge λ₇₀ von kleiner als 450 nm akzeptabel und eine Wellenlänge λ₇₀ von gleich oder größer als 450 nm war nicht akzeptabel.
(Bewertungsergebnisse)
Wie es in der Tabelle 1 und der Tabelle 2 angegeben ist, ist ersichtlich, dass im Beispiel 1 bis Beispiel 4 und im Beispiel 11 bis Beispiel 47 als Beispiele sowohl der Brechungsindex n_d als auch die Wellenlänge λ₇₀ akzeptabel sind, und es werden ein hoher Brechungsindex und eine hohe Durchlässigkeit erreicht. Es kann auch festgestellt werden, dass in den Beispielen 5 bis 10 als Vergleichsbeispiele die Wellenlänge λ₇₀ nicht akzeptabel ist und eine hohe Durchlässigkeit nicht erreicht werden kann.
Als optionale Bewertung der Durchlässigkeit wurde auch die interne Durchlässigkeit für Licht mit einer Wellenlänge von 450 nm bei einer Plattendicke von 10 mm gemessen. Die interne Durchlässigkeit wurde mit einem U-4100, hergestellt von Hitachi High-Tech Corporation, gemessen. Bei der optionalen Bewertung wurde davon ausgegangen, dass die interne Durchlässigkeit für Licht mit einer Wellenlänge von 450 nm von gleich oder größer als 91,5 % bevorzugt ist. Wie es in der Tabelle 1 und der Tabelle 2 angegeben ist, kann festgestellt werden, dass in den Beispielen 1 bis 4 und den Beispielen 11 bis 47 bevorzugte Bewertungsergebnisse erzielt werden und die Durchlässigkeit für sichtbares Licht mehr bevorzugt erreicht werden kann.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde vorstehend beschrieben, jedoch ist die Ausführungsform nicht darauf beschränkt. Die vorstehend beschriebenen Bestandteilselemente umfassen ein für den Fachmann leicht ersichtliches Bestandteilselement, im Wesentlichen das gleiche Bestandteilselement und ein sogenanntes Äquivalent. Darüber hinaus können die vorstehend beschriebenen Bestandteilselemente in einer geeigneten Weise miteinander kombiniert werden. Darüber hinaus können die Bestandteilselemente auf verschiedene Weise weggelassen, ersetzt oder modifiziert werden, ohne vom Wesen der vorstehend beschriebenen Ausführungsform abzuweichen.
Bezugszeichenliste

10: GLAS

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2021/027999 PCT [0001]
JP 5682171 [0004]

Claims

Glas, enthaltend: mindestens eine Komponente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus TeO₂, TiO₂, WO₃, Nb₂O₅ und Bi₂O₃, wobei Bi₂O₃ > 11,2 % in Molprozent auf einer Oxidbasis erfüllt ist, wobei 3,78 ≤ Nb₂O₅/(TeO₂ + TiO₂ + WO₃ + Nb₂O₅ + Bi₂O₃) × 100 ≤ 19,2 erfüllt ist, und der Gesamtgehalt von Fe, Cr und Ni kleiner als 4 Massen-ppm ist.
Glas nach Anspruch 1, wobei eine Wellenlänge λ₇₀, die eine externe Durchlässigkeit von 70 % bei einer Plattendicke von 10 mm angibt, kleiner als 450 nm ist.
Glas nach Anspruch 1 oder 2, das als essentielle Komponente P₂O₅ enthält.
Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei TeO₂ > 10,1 % in Molprozent auf einer Oxidbasis erfüllt ist.
Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei Bi₂O₃ > 15,0 % in Molprozent auf einer Oxidbasis erfüllt ist.
Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei Nb₂O₅ < 15,0 % in Molprozent auf einer Oxidbasis erfüllt ist.
Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Brechungsindex n_d gleich oder größer als 2,0 ist.
Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 7, das als Lichtleiterplatte verwendet wird.