JP2010008908A - 近赤外吸収フィルタ用ガラスおよびそれを用いた赤外カットフィルタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】モル%表示で、P2O5が63〜73%、Al2O3が15〜22%、且つP2O5+Al2O3が80%以上、B2O3が0〜10%、SiO2が0〜10%、Li2Oが0〜5%、Na2Oが0〜8%、Li2O+Na2Oが0.5〜10%、MgO 0〜6%、であり、CuOを含み、ビッカース硬度が570以上、ヤング率が80GPa以上、0.5mm厚の波長400nmにおける透過率が70%以上、波長800nmにおける透過率が2%以下である近赤外吸収フィルタ用ガラス。
【選択図】なし
Description
特許文献2には、高濃度にCuを含有しつつ可視域で透過率を示しかつ近赤外で低い透過率を示す赤外フィルタ用ガラスが示されているが、ガラス中のアルカリイオン濃度が高すぎることから強度的には不十分である。
特許文献3には、可視光透過率が高く、近赤外透過率が低い近赤外カットガラスが提案されているが、実施組成中のCu濃度は十分に高くないため、薄板化した際には近赤外の特性が不十分であるだけでなく、組成中のAl2O3濃度が低いために強度的にも不十分である。
特許文献5には、近赤外域の吸収が高いフィルタ用リン酸塩ガラスが提案されているが、組成中のAl2O3濃度が低いために、耐候性が十分でない。
特許文献6で提案されているリン酸塩ガラスは、アルカリを含有しておらず、耐候性および硬度が不十分である。
特許文献7および8では化学的耐久性の高いリン酸塩ガラスが提案されているが、組成中に含まれるCu濃度が低いために、薄板化した際には十分な近赤外吸収を示すことができない。
これらに見られるように、薄板化に適した強度と分光特性および耐候性を示すようなガラスは従来から知られているガラスにおいては見出すことができない。
すなわち、本発明の目的は、高い強度を持ちつつ、高濃度にCuOを含有しても可視域の透過率が高いガラスを提供することにある。
(1) モル%表示で、P2O5が63〜73%、Al2O3が15〜22%、且つP2O5+Al2O3が80%以上、B2O3が0〜10%、SiO2が0〜10%、Li2Oが0〜5%、Na2Oが0〜8%、Li2O+Na2Oが0.5〜10%、MgO 0〜6%、であり、CuOを含み、ビッカース硬度が570以上、ヤング率が80GPa以上、0.5mm厚の波長400nmにおける透過率(T400)が70%以上、波長800nmにおける透過率(T800)が2%以下である近赤外吸収フィルタ用ガラス。なお、本明細書においてたとえば「SiO2が0〜10%」とは、SiO2は必須成分ではないが10%以下の範囲で含有してもよい、の意である。
(2) モル%表示で、P2O5が63〜70%、Al2O3が15〜22%、且つP2O5+Al2O3が80%以上、B2O3が0〜5%、SiO2が0〜5%、且つP2O5+B2O3+SiO2が67〜73%、Li2Oが0〜5%、Na2Oが0〜2%、K2Oが0〜1%、Li2O+Na2O+K2Oが0.5〜5%、MgOが1〜6%であり、CuOを含み、0.5mm厚の波長400nmにおける透過率が70%以上、波長800nmにおける透過率が2%以下である(1)の近赤外吸収フィルタ用ガラス。
(4) フッ素を含む化合物を含まないこと特徴とする(1)、(2)または(3)の近赤外吸収フィルタ用ガラス。
(6) 平行平板形状に研磨された(5)の赤外カットフィルタ。
(7) 研磨平面のうちの1面もしくは2面に反射防止層を備えた(5)または(6)の赤外カットフィルタ。
(8) 研磨平面のうちの1面もしくは2面に水晶などの光学部材と接着しない面を持つ(5)、(6)または(7)の赤外カットフィルタ。
本発明の近赤外吸収フィルタ用ガラスの各成分範囲を上記(1)〜(8)のように限定した理由は次のとおりである。
本ガラスにおいて、P2O5はガラス骨格を形成し、ガラスの安定性および強度を向上させつつ、Cuイオン周辺の配位子場強度を低下させることで可視域の透過率を高く、近赤外の吸収を大きくする成分であり、必須成分である。本ガラスにおいて、P2O5含有量は63〜73モル%(以下、モル%を単に%と略す)である。P2O5含有量が63%未満では強度が小さくなるか、配位子場強度が増加するため近赤外の吸収特性が弱くなり好ましくない。一方、P2O5含有量が73%超では溶解温度が高くなり、可視域の透過率が低下するおそれもある。典型的には70%以下である。
Li2O、Na2OおよびK2Oの含有量の合計は典型的には0.5〜5%である。
得られたガラスについて、ビッカース硬度Hv、ヤング率E(単位:GPa)、クラック耐性荷重(単位:g)、波長400、550、650、800nmにおけるそれぞれの透過率T400、T550、T650、T800(単位:%)を測定した。これらの測定法を以下に述べる。
Claims (7)
- モル%表示で、P2O5が63〜73%、Al2O3が15〜22%、且つP2O5+Al2O3が80%以上、B2O3が0〜10%、SiO2が0〜10%、Li2Oが0〜5%、Na2Oが0〜8%、Li2O+Na2Oが0.5〜10%、MgO 0〜6%、であり、CuOを含み、ビッカース硬度が570以上、ヤング率が80GPa以上、0.5mm厚の波長400nmにおける透過率が70%以上、波長800nmにおける透過率が2%以下である近赤外吸収フィルタ用ガラス。
- K2Oを含まないことを特徴とする請求項1に記載の近赤外吸収フィルタ用ガラス。
- フッ素を含む化合物を含まないことを特徴とする請求項1または2に記載の近赤外吸収フィルタ用ガラス。
- 請求項1、2または3に記載の近赤外吸収フィルタ用ガラスを用いた赤外カットフィルタ。
- 平行平板形状に研磨された請求項4に記載の赤外カットフィルタ。
- 研磨平面のうちの1面もしくは2面に反射防止層を備えた請求項4または5に記載の赤外カットフィルタ。
- 研磨平面のうちの1面もしくは2面に、水晶などの光学部材と接着しない面を持つ請求項4、5または6に記載の赤外カットフィルタ。
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