JP7339667B2 - Crystallized glass and its manufacturing method - Google Patents

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本発明は、結晶化ガラス及びその製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to crystallized glass and a method for producing the same.

高出力、水銀フリー、且つ長寿命である青色LED(発光ダイオード)が開発されて以降、蛍光灯等の照明装置は、白色LEDに置き換えられつつある。近年では、出力及びエネルギー効率の観点から、青色LEDや青色LDに蛍光体を実装したデバイスの開発が盛んに行われている。 Since blue LEDs (light-emitting diodes), which are high-power, mercury-free, and long-life, have been developed, lighting devices such as fluorescent lamps are being replaced with white LEDs. In recent years, from the viewpoint of output and energy efficiency, development of devices in which phosphors are mounted on blue LEDs and blue LDs has been actively carried out.

ここで、可視光で励起可能な蛍光体は、これまで数多く開発されており、様々な波長領域の光を発する蛍光体が種々報告されている。その中でも、可視光で励起し、深赤色の波長領域(およそ630nm~700nm)で発光する蛍光体材料は、医療分野ではバイオイメージング用光源など、農業分野では植物栽培、害虫防除など、また、美容分野では育毛、増毛、シミ取り用の光源など、様々な分野での応用及びその効果が期待されている。 Here, many phosphors that can be excited by visible light have been developed so far, and various phosphors that emit light in various wavelength regions have been reported. Among them, phosphor materials that are excited by visible light and emit light in the deep red wavelength region (approximately 630 nm to 700 nm) are used as a light source for bioimaging in the medical field, and as a light source for plant cultivation and pest control in the agricultural field. Applications and effects are expected in various fields such as hair growth, hair thickening, and light sources for stain removal.

例えば、Mn4+:KSiFは、可視光で励起可能であり、赤色の波長領域でシャープな発光を示す蛍光体材料として、LEDデバイスなどに実用化されている(特許文献1、非特許文献1)。しかしながら、このMn4+:KSiFは、耐候性が非常に乏しく、蛍光体としての寿命は有機樹脂等の耐候性に依存するため、長期の使用が難しい。また、Mn4+:KSiFは、発光波長がやや短いため、そもそも深赤色の発光はしない。 For example, Mn 4+ :K 2 SiF 6 can be excited by visible light and has been put to practical use in LED devices and the like as a phosphor material that exhibits sharp emission in the red wavelength region (Patent Document 1, Non-Patent Reference 1). However, this Mn 4+ :K 2 SiF 6 has very poor weather resistance, and since the life as a phosphor depends on the weather resistance of the organic resin and the like, it is difficult to use for a long period of time. In addition, since Mn 4+ :K 2 SiF 6 has a slightly short emission wavelength, it does not emit deep red light in the first place.

一方、深赤色の波長領域で発光する蛍光体材料としては、ルビーが知られている。ルビーとは、Alを母体とし、微量のCr3+が固溶した物質である。ルビーは、可視光で励起し、694nm付近で非常にシャープな発光を示す(非特許文献2)。 On the other hand, ruby is known as a phosphor material that emits light in a deep red wavelength region. Ruby is a substance in which a small amount of Cr 3+ is solid-solved with Al 2 O 3 as a base. Ruby is excited by visible light and exhibits very sharp luminescence around 694 nm (Non-Patent Document 2).

特開2014-514388号公報JP 2014-514388 A

H. F. Sijbom et al., ECS J. Solid State Sci. Technol. 5(1), R3040-R3048 (2016)H. F. Sijbom et al., ECS J. Solid State Sci. Technol. 5(1), R3040-R3048 (2016) T.H. Maiman, Nature, 187, 493-4 (1960)T.H. Maiman, Nature, 187, 493-4 (1960)

しかしながら、ルビーは結晶材料であるため、加工性に乏しく、形状の自由度が低いため、大型化も非常に困難である。更に、ルビーを粉末状にして使用する場合には、結晶の合成、粉砕、洗浄等の工程が必要となるため、コストがかかる。以上に鑑み、可視光励起により深赤色の波長領域で発光する蛍光体材料として、ルビーに代わる材料の開発が求められる。 However, since ruby is a crystalline material, it has poor workability and a low degree of freedom in shape, making it extremely difficult to increase the size. Furthermore, when ruby is used in the form of powder, it requires processes such as crystal synthesis, pulverization, and washing, resulting in high cost. In view of the above, there is a demand for the development of a material that can replace ruby as a phosphor material that emits light in the deep red wavelength region when excited by visible light.

なお、蛍光強度を高める手法として、透明な蛍光体を作製し、励起光を球体の内部に閉じ込める方法が知られている。これを踏まえると、上述した蛍光体材料も、透明性を有する素材として使用可能であることが望ましい。 As a technique for increasing fluorescence intensity, a method is known in which a transparent phosphor is produced and excitation light is confined inside a sphere. In view of this, it is desirable that the phosphor material described above can also be used as a transparent material.

本発明は、上記の問題を有利に解決するものであり、可視光励起により深赤色の波長領域でシャープな発光を示す蛍光体材料を含む、透明性を有する素材を提供することを目的とする。また、本発明は、上述した素材の製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to advantageously solve the above problems, and to provide a transparent material containing a phosphor material that emits sharp light in the deep red wavelength region when excited by visible light. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing the material described above.

本発明者は、前記目的を達成するため、鋭意検討を重ねた。その結果、まず、Mn4+が添加されたLiGe結晶又はLiNaGe結晶が、可視光励起により深赤色の波長領域でシャープな発光を示すことを見出した。次いで、本発明者は、かかる結晶をガラス中に析出させることに着想し、鋭意検討を更に重ねた。そして、Mnを添加した所定組成を有するゲルマン酸塩ガラスに熱処理を施すことにより、Mn4+が添加されたLiGe結晶又はLiNaGe結晶をガラス中に析出させることができることを見出した。 In order to achieve the above object, the inventors have made extensive studies. As a result, it was first found that Mn 4+ -doped Li 2 Ge 4 O 9 crystals or LiNaGe 4 O 9 crystals exhibit sharp luminescence in the deep red wavelength region when excited by visible light. Next, the present inventor came up with the idea of precipitating such crystals in glass, and conducted further extensive studies. Then, it was found that Li 2 Ge 4 O 9 crystals or LiNaGe 4 O 9 crystals doped with Mn 4+ can be precipitated in the glass by heat-treating a germanate glass having a predetermined composition to which Mn is added. Found it.

更に、本発明者は、ガラス成分の更なる適正化や、加熱条件の適正化を図ることにより、透明性が保持されながらも、上述した結晶が析出したガラス(結晶化ガラス)が得られることを見出し、本発明に至った。 Furthermore, the present inventors have found that by further optimizing the glass components and optimizing the heating conditions, it is possible to obtain glass in which the above-described crystals are precipitated (crystallized glass) while maintaining transparency. The present invention has been achieved.

即ち、本発明の結晶化ガラスは、酸化物換算で、
LiO:7.5~13.0モル%、
NaO:2.0~5.0モル%、
O:0~3.5モル%、
(但し、LiO+NaO+KO:9.5~15.0モル%)
ZnO:12.0~14.0モル%、
MgO:0.5~2.5モル%、
CaO:0~2.5モル%、
(但し、ZnO+MgO+CaO:12.5~15.0モル%)
GeO:53.5~65.0モル%、
SiO:5.0~14.5モル%、
Al:0.5~10.0モル%、
ZrO:0~2.5モル%、
:0~0.3モル%、及び
Ga:0~7.0モル%、
(但し、GeO+SiO+Al+ZrO+P+Ga:70.0~78.0モル%)
の組成(但し、マンガンを考慮しない組成)を有し、
(SiO+Al)/(GeO+SiO+Al+ZrO+P+Ga)で表されるモル比(X)が0.075以上0.310以下であり、
MgO/(ZnO+MgO+CaO)で表されるモル比(Y)が0.034以上0.170以下である、成分群を含有するとともに、
マンガン(但し、価数は限定されない)を、前記成分群の酸化物換算の合計100質量部に対する外割りで0.0189~1.27質量部含有する結晶化ガラスであって、
Mn4+ドープのLiGe結晶及び/又はLiNaGe結晶を有し、且つ、
厚み10mmにおける波長700nmの光の透過率が60%以上である、ことを特徴とする。かかる結晶化ガラスは、透明性が保持されつつ、可視光励起により深赤色の波長領域でシャープな発光を示す結晶が内部に形成されている。
That is, the crystallized glass of the present invention is, in terms of oxide,
Li 2 O: 7.5 to 13.0 mol%,
Na 2 O: 2.0 to 5.0 mol%,
K 2 O: 0 to 3.5 mol%,
(However, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O: 9.5 to 15.0 mol%)
ZnO: 12.0 to 14.0 mol%,
MgO: 0.5 to 2.5 mol%,
CaO: 0 to 2.5 mol%,
(However, ZnO + MgO + CaO: 12.5 to 15.0 mol%)
GeO 2 : 53.5 to 65.0 mol%,
SiO 2 : 5.0 to 14.5 mol%,
Al 2 O 3 : 0.5 to 10.0 mol%,
ZrO 2 : 0 to 2.5 mol%,
P 2 O 5 : 0 to 0.3 mol %, and Ga 2 O 3 : 0 to 7.0 mol %,
(However, GeO 2 +SiO 2 +Al 2 O 3 +ZrO 2 +P 2 O 5 +Ga 2 O 3 : 70.0 to 78.0 mol %)
(However, composition not considering manganese)
a molar ratio (X) represented by (SiO 2 +Al 2 O 3 )/(GeO 2 +SiO 2 +Al 2 O 3 +ZrO 2 +P 2 O 5 +Ga 2 O 3 ) is 0.075 or more and 0.310 or less;
Containing a component group in which the molar ratio (Y) represented by MgO/(ZnO+MgO+CaO) is 0.034 or more and 0.170 or less,
A crystallized glass containing 0.0189 to 1.27 parts by mass of manganese (however, the valence number is not limited) per 100 parts by mass in total of the above component group in terms of oxides,
having Mn 4+ -doped Li 2 Ge 4 O 9 crystals and/or LiNaGe 4 O 9 crystals, and
It is characterized in that the transmittance of light having a wavelength of 700 nm at a thickness of 10 mm is 60% or more. Such crystallized glass has crystals formed therein that exhibit sharp luminescence in the deep red wavelength region when excited by visible light while maintaining transparency.

本発明の結晶化ガラスは、430nmの光を照射した際の発光スペクトルにおける、630nm~700nmの範囲内にあるピークの半値幅が25nm以下であることが好ましい。 The crystallized glass of the present invention preferably has a peak half width of 25 nm or less in the range of 630 nm to 700 nm in the emission spectrum when irradiated with light of 430 nm.

本発明の結晶化ガラスは、示差熱分析(DTA)により得られるDTA曲線(横軸:温度(℃)、縦軸:起電力(μV))において、ガラス転移温度(Tg)での起電力をVg(μV)とし、前記ガラス転移温度(Tg)以上の温度領域における第1結晶化ピーク温度での起電力をVc1(μV)とし、前記第1結晶化ピーク温度以上の温度領域における第2結晶化ピーク温度での起電力をVc2(μV)としたときに、下式:
R=(Vc1-Vg)/(Vc2-Vg)
で表されるピーク強度比Rが1.0未満であることが好ましい。
The crystallized glass of the present invention has an electromotive force at the glass transition temperature (Tg) in a DTA curve (horizontal axis: temperature (°C), vertical axis: electromotive force (μV)) obtained by differential thermal analysis (DTA). Vg (μV), the electromotive force at the first crystallization peak temperature in the temperature range equal to or higher than the glass transition temperature (Tg) is Vc1 (μV), and the second crystal in the temperature range equal to or higher than the first crystallization peak temperature When the electromotive force at the peak temperature of quenching is Vc2 (μV), the following formula:
R = (Vc1-Vg)/(Vc2-Vg)
The peak intensity ratio R represented by is preferably less than 1.0.

また、本発明の結晶化ガラスの製造方法は、上述した結晶化ガラスの製造方法であって、
原料を加熱して熔融し、酸化物換算で、
LiO:7.5~13.0モル%、
NaO:2.0~5.0モル%、
O:0~3.5モル%、
(但し、LiO+NaO+KO:9.5~15.0モル%)
ZnO:12.0~14.0モル%、
MgO:0.5~2.5モル%、
CaO:0~2.5モル%、
(但し、ZnO+MgO+CaO:12.5~15.0モル%)
GeO:53.5~65.0モル%、
SiO:5.0~14.5モル%、
Al:0.5~10.0モル%、
ZrO:0~2.5モル%、
:0~0.3モル%、及び
Ga:0~7.0モル%、
(但し、GeO+SiO+Al+ZrO+P+Ga:70.0~78.0モル%)
の組成(但し、Mnを考慮しない組成)を有し、
(SiO+Al)/(GeO+SiO+Al+ZrO+P+Ga)で表されるモル比(X)が0.075以上0.310以下であり、
MgO/(ZnO+MgO+CaO)で表されるモル比(Y)が0.034以上0.170以下である、成分群を含有するとともに、
マンガン(但し、価数は限定されない)を、前記成分群の酸化物換算の合計100質量部に対する外割りで0.0189~1.27質量部含有するガラスを作製するガラス化工程と、
前記ガラスを熱処理し、内部にMn4+ドープのLiGe結晶及び/又はLiNaGe結晶を析出させて、結晶化ガラスを得る熱処理工程と、
を備え、
前記ガラス化工程において原料を熔融する際の加熱温度(Z)を1200℃以上1350℃以下とし、
前記熱処理工程における熱処理温度(W)を520~540℃とする、ことを特徴とする。かかる製造方法によれば、透明性が保持されつつ、可視光励起により深赤色の波長領域でシャープな発光を示す結晶が内部に形成された結晶化ガラスを製造することができる。
Further, the method for producing crystallized glass of the present invention is the above-described method for producing crystallized glass,
The raw material is heated and melted, converted to oxide,
Li 2 O: 7.5 to 13.0 mol%,
Na 2 O: 2.0 to 5.0 mol%,
K 2 O: 0 to 3.5 mol%,
(However, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O: 9.5 to 15.0 mol%)
ZnO: 12.0 to 14.0 mol%,
MgO: 0.5 to 2.5 mol%,
CaO: 0 to 2.5 mol%,
(However, ZnO + MgO + CaO: 12.5 to 15.0 mol%)
GeO 2 : 53.5 to 65.0 mol%,
SiO 2 : 5.0 to 14.5 mol%,
Al 2 O 3 : 0.5 to 10.0 mol%,
ZrO 2 : 0 to 2.5 mol%,
P 2 O 5 : 0 to 0.3 mol %, and Ga 2 O 3 : 0 to 7.0 mol %,
(However, GeO 2 +SiO 2 +Al 2 O 3 +ZrO 2 +P 2 O 5 +Ga 2 O 3 : 70.0 to 78.0 mol %)
(however, the composition does not consider Mn),
a molar ratio (X) represented by (SiO 2 +Al 2 O 3 )/(GeO 2 +SiO 2 +Al 2 O 3 +ZrO 2 +P 2 O 5 +Ga 2 O 3 ) is 0.075 or more and 0.310 or less;
Containing a component group in which the molar ratio (Y) represented by MgO/(ZnO+MgO+CaO) is 0.034 or more and 0.170 or less,
a vitrification step of producing a glass containing 0.0189 to 1.27 parts by mass of manganese (however, the valence is not limited) with respect to the total 100 parts by mass of oxides of the above component group;
a heat treatment step of heat-treating the glass to precipitate Mn 4+ -doped Li 2 Ge 4 O 9 crystals and/or LiNaGe 4 O 9 crystals therein to obtain crystallized glass;
with
The heating temperature (Z) when melting the raw material in the vitrification step is set to 1200° C. or more and 1350° C. or less,
The heat treatment temperature (W) in the heat treatment step is set to 520 to 540°C. According to this manufacturing method, it is possible to manufacture a crystallized glass in which crystals are formed that emit sharp light in the deep red wavelength range when excited by visible light while maintaining transparency.

本発明によれば、透明性が保持されつつ、可視光励起により深赤色の波長領域でシャープな発光を示す結晶が内部に形成された結晶化ガラスを提供することができる。また、本発明によれば、上述した結晶化ガラスを製造可能な、結晶化ガラスの製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the crystallized glass in which the crystal|crystallization which shows sharp luminescence in a deep red wavelength range by visible light excitation while maintaining transparency is formed inside can be provided. Further, according to the present invention, it is possible to provide a crystallized glass manufacturing method capable of manufacturing the crystallized glass described above.

一実施例における、熱処理前のガラス及び熱処理後のガラスの透過スペクトルを模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing transmission spectra of glass before heat treatment and glass after heat treatment in one example. 一比較例における、熱処理前のガラス及び熱処理後のガラスの透過スペクトルを模式的に示す図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing transmission spectra of glass before heat treatment and glass after heat treatment in a comparative example. 一実施例及び一比較例における、熱処理前のガラス及び熱処理後のガラスの透過スペクトルを模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing transmission spectra of glass before heat treatment and glass after heat treatment in one example and one comparative example. 一実施例における、熱処理後のガラス(結晶化ガラス)の発光スペクトルを模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing an emission spectrum of glass (crystallized glass) after heat treatment in one example. 一比較例における、熱処理後のガラス(結晶化ガラス)の発光スペクトルを模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing an emission spectrum of glass (crystallized glass) after heat treatment in a comparative example. 一実施例におけるガラスのX線回折パターンを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the X-ray-diffraction pattern of the glass in one Example. 一比較例におけるガラスのX線回折パターンを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the X-ray-diffraction pattern of the glass in one comparative example. 一実施例及び一比較例における、熱処理後のガラス(結晶化ガラス)のDTA曲線を模式的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing DTA curves of glass (crystallized glass) after heat treatment in one example and one comparative example.

(結晶化ガラス)
本発明の一実施形態の結晶化ガラス(以下、「本実施形態の結晶化ガラス」と称することがある。)は、
酸化物換算で、
LiO:7.5~13.0モル%、
NaO:2.0~5.0モル%、
O:0~3.5モル%、
(但し、LiO+NaO+KO:9.5~15.0モル%)
ZnO:12.0~14.0モル%、
MgO:0.5~2.5モル%、
CaO:0~2.5モル%、
(但し、ZnO+MgO+CaO:12.5~15.0モル%)
GeO:53.5~65.0モル%、
SiO:5.0~14.5モル%、
Al:0.5~10.0モル%、
ZrO:0~2.5モル%、
:0~0.3モル%、及び
Ga:0~7.0モル%、
(但し、GeO+SiO+Al+ZrO+P+Ga:70.0~78.0モル%)
の組成(但し、マンガン(Mn)を考慮しない組成)を有し、
(SiO+Al)/(GeO+SiO+Al+ZrO+P+Ga)で表されるモル比(X)が0.075以上0.310以下であり、
MgO/(ZnO+MgO+CaO)で表されるモル比(Y)が0.034以上0.170以下である、成分群を含有するとともに、
マンガン(但し、価数は限定されない)を、前記成分群の酸化物換算の合計100質量部に対する外割りで0.0189~1.27質量部含有する結晶化ガラスであって、
Mn4+ドープのLiGe結晶及び/又はLiNaGe結晶を有し、且つ、
厚み10mmにおける波長700nmの光の透過率が60%以上である、ことを特徴とする。
本実施形態の結晶化ガラスは、組成の適正化が図られるとともに、後述の所定の製造方法により製造され得るものである。そのため、本実施形態の結晶化ガラスは、透明性が保持されながらも、所望の結晶(蛍光体材料)を内部に有することができ、従って、可視光励起により深赤色の波長領域でシャープな発光を示すことができる。このような結晶化ガラスは、様々な分野への応用範囲が広がる上、それによる新たな効果が期待できる。
(crystallized glass)
The crystallized glass of one embodiment of the present invention (hereinafter sometimes referred to as "the crystallized glass of the present embodiment") is
In terms of oxide,
Li 2 O: 7.5 to 13.0 mol%,
Na 2 O: 2.0 to 5.0 mol%,
K 2 O: 0 to 3.5 mol%,
(However, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O: 9.5 to 15.0 mol%)
ZnO: 12.0 to 14.0 mol%,
MgO: 0.5 to 2.5 mol%,
CaO: 0 to 2.5 mol%,
(However, ZnO + MgO + CaO: 12.5 to 15.0 mol%)
GeO 2 : 53.5 to 65.0 mol%,
SiO 2 : 5.0 to 14.5 mol%,
Al 2 O 3 : 0.5 to 10.0 mol%,
ZrO 2 : 0 to 2.5 mol%,
P 2 O 5 : 0 to 0.3 mol %, and Ga 2 O 3 : 0 to 7.0 mol %,
(However, GeO 2 +SiO 2 +Al 2 O 3 +ZrO 2 +P 2 O 5 +Ga 2 O 3 : 70.0 to 78.0 mol %)
(However, the composition does not consider manganese (Mn)),
a molar ratio (X) represented by (SiO 2 +Al 2 O 3 )/(GeO 2 +SiO 2 +Al 2 O 3 +ZrO 2 +P 2 O 5 +Ga 2 O 3 ) is 0.075 or more and 0.310 or less;
Containing a component group in which the molar ratio (Y) represented by MgO/(ZnO+MgO+CaO) is 0.034 or more and 0.170 or less,
A crystallized glass containing 0.0189 to 1.27 parts by mass of manganese (however, the valence number is not limited) per 100 parts by mass in total of the above component group in terms of oxides,
having Mn 4+ -doped Li 2 Ge 4 O 9 crystals and/or LiNaGe 4 O 9 crystals, and
It is characterized in that the transmittance of light having a wavelength of 700 nm at a thickness of 10 mm is 60% or more.
The crystallized glass of the present embodiment has an optimized composition and can be manufactured by a predetermined manufacturing method described later. Therefore, the crystallized glass of the present embodiment can have a desired crystal (phosphor material) inside while maintaining transparency, and therefore, can emit sharp light in a deep red wavelength region when excited by visible light. can be shown. Such crystallized glass is expected to have a wide range of applications in various fields, and new effects can be expected.

なお、「結晶化ガラス」とは、ガラス及び結晶の複合体を指し、例えば、ガラスの内部に結晶を析出させることにより作製できる。また、「結晶化ガラス」は、当分野では「ガラスセラミックス」とも呼ばれる。 The term "crystallized glass" refers to a composite of glass and crystals, and can be produced, for example, by precipitating crystals inside glass. "Ceramic glass" is also called "glass-ceramics" in the art.

まず、本実施形態の結晶化ガラスにおいて、各成分の割合を上記の範囲に限定した理由について説明する。なお、本実施形態の結晶化ガラスの成分を説明するにあたっては、便宜上、マンガン(Mn)を別に扱う。即ち、後述するマンガン以外の成分群に関する「モル%」又は「モル比」の値は、マンガン(Mn)を考慮せずに合計を100モル%として、算出されるものである。 First, in the crystallized glass of the present embodiment, the reason for limiting the ratio of each component to the above ranges will be described. In describing the components of the crystallized glass of the present embodiment, manganese (Mn) is treated separately for the sake of convenience. That is, the value of "mol%" or "molar ratio" regarding the group of components other than manganese, which will be described later, is calculated based on the total being 100 mol% without considering manganese (Mn).

<LiO>
本実施形態において、LiOは、LiGe結晶及びLiNaGe結晶の析出に寄与する重要な成分である。但し、LiOの割合が13.0モル%を超えると、熱処理時に結晶成長が過度に促進され、透明性が失われる。一方、LiOの割合が7.5モル%未満であると、原料を熔融するための温度が高くなることで、Mn4+がMn2+に還元され、結果として熱処理後にMn4+由来の発光が生じなくなる。そのため、LiOの割合は、7.5~13.0モル%とした。同様の観点から、LiOの割合は、7.5モル%以上であることが好ましく、9.5モル%以上であることがより好ましい。
<Li2O>
In this embodiment, Li 2 O is an important component that contributes to the precipitation of Li 2 Ge 4 O 9 crystals and LiNaGe 4 O 9 crystals. However, when the proportion of Li 2 O exceeds 13.0 mol %, crystal growth is excessively promoted during heat treatment, resulting in loss of transparency. On the other hand, when the proportion of Li 2 O is less than 7.5 mol%, the temperature for melting the raw materials increases, and Mn 4+ is reduced to Mn 2+ , resulting in light emission derived from Mn 4+ after heat treatment. cease to exist. Therefore, the proportion of Li 2 O was set to 7.5 to 13.0 mol %. From the same point of view, the proportion of Li 2 O is preferably 7.5 mol % or more, more preferably 9.5 mol % or more.

<NaO>
本実施形態において、NaOは、LiNaGe結晶の析出に寄与し、且つ、ガラス融液の安定性を高める重要な成分である。但し、NaOの割合が5.0モル%を超えると、熱処理時に所望の結晶以外の結晶が析出して、透明性が失われる。一方、NaOの割合が2.0モル%未満であると、ガラス融液の安定性が悪化するとともに、熱処理時に結晶成長が過度に促進され、透明性が失われる。そのため、NaOの割合は、2.0~5.0モル%とした。同様の観点から、NaOの割合は、2.2モル%以上であることが好ましく、2.8モル%以上であることがより好ましく、また、4.8モル%以下であることが好ましく、4.0モル%以下であることがより好ましい。
<Na2O>
In this embodiment, Na 2 O is an important component that contributes to the precipitation of LiNaGe 4 O 9 crystals and enhances the stability of the glass melt. However, if the proportion of Na 2 O exceeds 5.0 mol %, crystals other than the desired crystals precipitate during the heat treatment, resulting in loss of transparency. On the other hand, if the proportion of Na 2 O is less than 2.0 mol %, the stability of the glass melt deteriorates, and crystal growth is excessively promoted during heat treatment, resulting in loss of transparency. Therefore, the ratio of Na 2 O was set to 2.0 to 5.0 mol %. From the same viewpoint, the proportion of Na 2 O is preferably 2.2 mol% or more, more preferably 2.8 mol% or more, and preferably 4.8 mol% or less. , 4.0 mol % or less.

<KO>
本実施形態において、KOは、ガラス融液の安定性を高める成分である。但し、KOの割合が3.5モル%を超えると、熱処理時に所望の結晶以外の結晶が析出して、透明性が失われる。そのため、KOの割合は、0~3.5モル%とした。同様の観点から、KOの割合は、2.0モル%以下であることが好ましく、1.5%以下であることがより好ましく、また、ガラス融液の安定性をより高める観点から、0.1モル%以上であることが好ましく、0.4モル%以上であることがより好ましい。
<K2O>
In this embodiment, K 2 O is a component that enhances the stability of the glass melt. However, if the proportion of K 2 O exceeds 3.5 mol %, crystals other than the desired crystals precipitate during the heat treatment, resulting in loss of transparency. Therefore, the proportion of K 2 O was set to 0 to 3.5 mol %. From the same viewpoint, the proportion of K 2 O is preferably 2.0 mol% or less, more preferably 1.5% or less, and from the viewpoint of further enhancing the stability of the glass melt, It is preferably 0.1 mol % or more, more preferably 0.4 mol % or more.

<LiO+NaO+KO>
本実施形態において、LiO、NaO及びKOの合計の割合が9.5モル%未満であると、原料を熔融するための温度が高くなることで、Mn4+がMn2+に還元され、結果として熱処理後にMn4+由来の発光が生じなくなる。一方、LiO、NaO及びKOの合計の割合が15.0モル%を超えると、熱処理時に所望の結晶以外の結晶が析出して、透明性が失われる。そのため、LiO、NaO及びKOの合計の割合は、9.5~15.0モル%とした。同様の観点から、LiO、NaO及びKOの合計の割合は、10.0モル%以上であることが好ましく、また、13.0モル%以下であることが好ましい。
< Li2O + Na2O + K2O >
In the present embodiment, when the total ratio of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O is less than 9.5 mol%, the temperature for melting the raw materials increases, and Mn 4+ becomes Mn 2+ . It is reduced, resulting in no Mn 4+ -derived luminescence after heat treatment. On the other hand, if the total ratio of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O exceeds 15.0 mol %, crystals other than the desired crystals precipitate during heat treatment, resulting in loss of transparency. Therefore, the total ratio of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O was set to 9.5 to 15.0 mol %. From the same point of view, the total proportion of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O is preferably 10.0 mol % or more, and preferably 13.0 mol % or less.

<ZnO>
本実施形態において、ZnOは、ガラス融液の安定性を高めるとともに、結晶の析出や成長を調整し得る重要な成分である。但し、ZnOの割合が14.0モル%を超えると、熱処理時に所望の結晶以外の結晶が析出して、透明性が失われる。一方、ZnOの割合が12.0モル%未満であると、熱処理時に結晶成長が過度に促進され、透明性が失われる。そのため、ZnOの割合は、12.0~14.0モル%とした。同様の観点から、ZnOの割合は、12.7%以上であることが好ましく、13.1%以上であることがより好ましく、また、13.8モル%以下であることが好ましく、13.5%以下であることがより好ましい。
<ZnO>
In the present embodiment, ZnO is an important component capable of improving the stability of the glass melt and controlling the precipitation and growth of crystals. However, if the proportion of ZnO exceeds 14.0 mol %, crystals other than the desired crystals precipitate during the heat treatment, resulting in loss of transparency. On the other hand, if the proportion of ZnO is less than 12.0 mol %, crystal growth is excessively promoted during heat treatment, resulting in loss of transparency. Therefore, the proportion of ZnO was set to 12.0 to 14.0 mol %. From the same point of view, the proportion of ZnO is preferably 12.7% or more, more preferably 13.1% or more, and preferably 13.8 mol% or less. % or less.

<MgO>
本実施形態において、MgOは、ガラス融液の安定性を高めるとともに、結晶成長を調整し得る重要な成分である。但し、MgOの割合が2.5モル%を超えると、かえってガラス融液の安定性が悪化するとともに、原料を熔融するための温度が高くなることで、Mn4+がMn2+に還元され、結果として熱処理後にMn4+由来の発光が生じなくなる。一方、MgOの割合が0.5モル%未満であると、熱処理時に結晶成長が過度に促進され、透明性が失われる。そのため、MgOの割合は、0.5~2.5モル%とした。同様の観点から、MgOの割合は、0.7モル%以上であることが好ましく、0.9モル%以上であることがより好ましく、また、2.0%以下であることが好ましく、1.8%以下であることがより好ましい。
<MgO>
In the present embodiment, MgO is an important component capable of improving the stability of the glass melt and controlling crystal growth. However, if the proportion of MgO exceeds 2.5 mol%, the stability of the glass melt is rather deteriorated, and the temperature for melting the raw material is increased, so that Mn 4+ is reduced to Mn 2+ , resulting in As a result, no Mn 4+ -derived luminescence occurs after the heat treatment. On the other hand, when the proportion of MgO is less than 0.5 mol %, crystal growth is excessively promoted during heat treatment, resulting in loss of transparency. Therefore, the proportion of MgO was set to 0.5 to 2.5 mol %. From the same viewpoint, the proportion of MgO is preferably 0.7 mol % or more, more preferably 0.9 mol % or more, and preferably 2.0% or less. It is more preferably 8% or less.

<CaO>
本実施形態において、CaOは、ガラス融液の安定性を高める成分である。但し、CaOの割合が2.5モル%を超えると、かえってガラス融液の安定性が悪化して、冷却後にガラスが形成されない虞がある。そのため、CaOの割合は、0~2.5モル%とした。同様の観点から、CaOの割合は、2.0モル%以下であることが好ましく、1.6%以下であることがより好ましく、また、ガラス融液の安定性をより高める観点から、0.2モル%以上であることが好ましく、0.4モル%以上であることがより好ましい。
<CaO>
In this embodiment, CaO is a component that enhances the stability of the glass melt. However, if the proportion of CaO exceeds 2.5 mol %, the stability of the glass melt may deteriorate, and glass may not be formed after cooling. Therefore, the proportion of CaO was set to 0 to 2.5 mol %. From the same point of view, the proportion of CaO is preferably 2.0 mol % or less, more preferably 1.6 mol % or less. It is preferably 2 mol % or more, more preferably 0.4 mol % or more.

<ZnO+MgO+CaO>
本実施形態において、ZnO、MgO及びCaOの合計の割合が12.5モル%未満であると、熱処理時に結晶成長が過度に促進され、透明性が失われる。一方、ZnO、MgO及びCaOの合計の割合が15.0モル%を超えると、熱処理時に所望の結晶以外の結晶が析出して、透明性が失われる。そのため、ZnO、MgO及びCaOの合計の割合は、12.5~15.0モル%とした。同様の観点から、ZnO、MgO及びCaOの合計の割合は、13.5モル%以上であることが好ましく、また、14.5モル%以下であることが好ましい。
<ZnO + MgO + CaO>
In the present embodiment, if the total proportion of ZnO, MgO and CaO is less than 12.5 mol %, crystal growth is excessively promoted during heat treatment, resulting in loss of transparency. On the other hand, when the total ratio of ZnO, MgO and CaO exceeds 15.0 mol %, crystals other than desired crystals precipitate during heat treatment, resulting in loss of transparency. Therefore, the total ratio of ZnO, MgO and CaO was set to 12.5 to 15.0 mol%. From the same point of view, the total ratio of ZnO, MgO and CaO is preferably 13.5 mol % or more, and preferably 14.5 mol % or less.

<GeO
本実施形態において、GeOは、ガラス融液の安定性を高めるとともに、LiGe結晶及びLiNaGe結晶の析出に寄与する重要な成分である。但し、GeOの割合が65.0モル%を超えると、熱処理時に結晶成長が過度に促進され、透明性が失われる。一方、GeOの割合が53.5モル%未満であると、ガラス融液の安定性を十分に高めることができず、冷却後にガラスが形成されない虞がある。そのため、GeOの割合は、53.5~65.0モル%とした。同様の観点から、GeOの割合は、55.5モル以上であることが好ましく、57.0モル%以上であることがより好ましく、また、64.5モル%以下であることが好ましく、63.0モル%以下であることがより好ましい。
<GeO2>
In this embodiment, GeO 2 is an important component that enhances the stability of the glass melt and contributes to the precipitation of Li 2 Ge 4 O 9 crystals and LiNaGe 4 O 9 crystals. However, if the proportion of GeO 2 exceeds 65.0 mol %, crystal growth is excessively promoted during heat treatment, resulting in loss of transparency. On the other hand, if the proportion of GeO 2 is less than 53.5 mol %, the stability of the glass melt cannot be sufficiently enhanced, and there is a risk that glass will not be formed after cooling. Therefore, the ratio of GeO 2 was set to 53.5 to 65.0 mol %. From the same point of view, the proportion of GeO 2 is preferably 55.5 mol or more, more preferably 57.0 mol % or more, and preferably 64.5 mol % or less. 0 mol % or less is more preferable.

<SiO
本実施形態において、SiOは、ガラス融液の安定性を高めるとともに、結晶成長を調整し得る重要な成分である。但し、SiOの割合が14.5モル%を超えると、熱処理をしても結晶を析出させることができない虞がある。一方、SiOの割合が5.0モル%未満であると、熱処理時に結晶成長が過度に促進され、透明性が失われる。そのため、SiOの割合は、5.0~14.5モル%とした。同様の観点から、SiOの割合は、6.5モル%以上であることが好ましく、7.5モル%以上であることがより好ましく、また、11.0モル%以下であることが好ましく、10.0モル%以下であることがより好ましい。
<SiO2>
In this embodiment, SiO 2 is an important component that can enhance the stability of the glass melt and regulate crystal growth. However, if the proportion of SiO 2 exceeds 14.5 mol %, there is a possibility that crystals cannot be precipitated even by heat treatment. On the other hand, if the proportion of SiO 2 is less than 5.0 mol %, crystal growth is excessively promoted during heat treatment, resulting in loss of transparency. Therefore, the ratio of SiO 2 was set to 5.0 to 14.5 mol %. From the same point of view, the proportion of SiO2 is preferably 6.5 mol% or more, more preferably 7.5 mol% or more, and preferably 11.0 mol% or less, It is more preferably 10.0 mol % or less.

<Al
本実施形態において、Alは、ガラス融液の安定性を高めるとともに、結晶成長を調整し得る重要な成分である。但し、Alの割合が10.0モル%を超えると、原料を熔融するための温度が高くなることで、Mn4+がMn2+に還元され、結果として熱処理後にMn4+由来の発光が生じなくなる。一方、Alの割合が0.5モル%未満であると、熱処理時に結晶成長が過度に促進され、透明性が失われる。そのため、Alの割合は、0.5~10.0モル%とした。同様の観点から、Alの割合は、0.6モル%以上であることが好ましく、0.8モル%以上であることがより好ましく、また、8.0%以下であることが好ましく、5.0%以下であることがより好ましい。
<Al2O3> _
In the present embodiment, Al 2 O 3 is an important component that enhances the stability of the glass melt and controls crystal growth. However, when the proportion of Al 2 O 3 exceeds 10.0 mol%, the temperature for melting the raw materials increases, and Mn 4+ is reduced to Mn 2+ , and as a result, luminescence derived from Mn 4+ is emitted after the heat treatment. cease to exist. On the other hand, when the proportion of Al 2 O 3 is less than 0.5 mol %, crystal growth is excessively promoted during heat treatment, resulting in loss of transparency. Therefore, the proportion of Al 2 O 3 is set to 0.5 to 10.0 mol %. From the same point of view, the proportion of Al 2 O 3 is preferably 0.6 mol% or more, more preferably 0.8 mol% or more, and preferably 8.0% or less. , 5.0% or less.

<ZrO
本実施形態において、ZrOは、ガラス融液の安定性を高める成分である。但し、ZrOの割合が2.5モル%を超えると、原料を熔融するための温度が高くなることで、Mn4+がMn2+に還元され、結果として熱処理後にMn4+由来の発光が生じなくなる。そのため、ZrOの割合は、0~2.5モル%とした。同様の観点から、ZrOの割合は、2.0モル%以下であることが好ましく、1.0モル%以下であることがより好ましく、また、ガラス融液の安定性をより高める観点から、0.2モル%以上であることが好ましく、0.5モル%以上であることがより好ましい。
<ZrO2>
In this embodiment, ZrO 2 is a component that enhances the stability of the glass melt. However, when the proportion of ZrO 2 exceeds 2.5 mol%, the temperature for melting the raw materials increases, and Mn 4+ is reduced to Mn 2+ , and as a result, no light emission derived from Mn 4+ occurs after heat treatment. . Therefore, the proportion of ZrO 2 was set to 0 to 2.5 mol %. From the same point of view, the proportion of ZrO 2 is preferably 2.0 mol % or less, more preferably 1.0 mol % or less. It is preferably 0.2 mol % or more, more preferably 0.5 mol % or more.

<P
本実施形態において、Pは、原料を熔融するための温度を低下させる成分である。但し、Pの割合が0.3モル%を超えると、ガラス融液の安定性が悪化して、冷却後にガラスが形成されない虞がある。そのため、Pの割合は、0~0.3モル%とした。同様の観点から、Pの割合は、0.25モル%以下であることが好ましく、また、原料を熔融するための温度を効果的に低下させる観点から、0.1モル%以上であることが好ましく、0.15モル%以上であることがより好ましい。
<P2O5> _
In this embodiment, P 2 O 5 is a component that lowers the temperature for melting the raw material. However, if the proportion of P 2 O 5 exceeds 0.3 mol %, the stability of the glass melt may deteriorate and glass may not be formed after cooling. Therefore, the proportion of P 2 O 5 was set to 0 to 0.3 mol %. From the same viewpoint, the proportion of P 2 O 5 is preferably 0.25 mol % or less, and from the viewpoint of effectively lowering the temperature for melting the raw materials, it is 0.1 mol % or more. It is preferably 0.15 mol % or more, more preferably 0.15 mol % or more.

<Ga
本実施形態において、Gaは、ガラス融液の安定性を高める成分である。但し、Gaの割合が7.0モル%を超えると、熱処理時に所望の結晶以外の結晶が析出して、透明性が失われる。そのため、Gaの割合は、0~7.0モル%とした。同様の観点から、Gaの割合は、5.0モル%以下であることが好ましく、2.0モル%以下であることがより好ましく、また、ガラス融液の安定性をより高める観点から、0.2モル%以上であることが好ましく、0.5モル%以上であることがより好ましい。
<Ga2O3> _
In this embodiment, Ga 2 O 3 is a component that enhances the stability of the glass melt. However, if the ratio of Ga 2 O 3 exceeds 7.0 mol %, crystals other than the desired crystals precipitate during the heat treatment, resulting in loss of transparency. Therefore, the ratio of Ga 2 O 3 was set to 0 to 7.0 mol %. From the same viewpoint, the proportion of Ga 2 O 3 is preferably 5.0 mol% or less, more preferably 2.0 mol% or less, and from the viewpoint of further increasing the stability of the glass melt. Therefore, it is preferably 0.2 mol % or more, more preferably 0.5 mol % or more.

<GeO+SiO+Al+ZrO+P+Ga
本実施形態において、GeO、SiO、Al、ZrO、P及びGaの合計の割合が70.0モル%未満であると、ガラス融液の安定性を十分に高めることができず、冷却後にガラスが形成されない虞がある。一方、GeO、SiO、Al、ZrO、P及びGaの合計の割合が78.0モル%を超えると、熱処理時に結晶成長が過度に促進され、透明性が失われる。そのため、GeO、SiO、Al、ZrO、P及びGaの合計の割合は、70.0~78.0モル%とした。同様の観点から、GeO、SiO、Al、ZrO、P及びGaの合計の割合は、71.0モル%以上であることが好ましく、また、75.0モル%以下であることが好ましい。
< GeO2 + SiO2 + Al2O3 + ZrO2 + P2O5 + Ga2O3 >
In the present embodiment, when the total proportion of GeO 2 , SiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , P 2 O 5 and Ga 2 O 3 is less than 70.0 mol%, the stability of the glass melt is There is a risk that it will not be high enough and no glass will form after cooling. On the other hand, when the total ratio of GeO 2 , SiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , P 2 O 5 and Ga 2 O 3 exceeds 78.0 mol %, crystal growth is excessively promoted during heat treatment, resulting in a transparent film. sex is lost. Therefore, the total ratio of GeO 2 , SiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , P 2 O 5 and Ga 2 O 3 was set to 70.0-78.0 mol %. From the same point of view, the total ratio of GeO 2 , SiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , P 2 O 5 and Ga 2 O 3 is preferably 71.0 mol % or more. It is preferably 0 mol % or less.

<モル比(X)>
本実施形態の結晶化ガラスにおいては、(SiO+Al)/(GeO+SiO+Al+ZrO+P+Ga)で表されるモル比(X)を、0.075以上0.310以下とする。上記モル比(X)が0.075未満であると、熱処理時に所望の結晶以外の結晶が析出して、透明性が失われるからである。また、上記モル比(X)が0.310を超えると、原料を熔融するための温度が高くなることで、Mn4+がMn2+に還元され、結果として熱処理後にMn4+由来の発光が生じなくなるからである。
<Molar ratio (X)>
In the crystallized glass of the present embodiment, the molar ratio (X) represented by (SiO 2 +Al 2 O 3 )/(GeO 2 +SiO 2 +Al 2 O 3 +ZrO 2 +P 2 O 5 +Ga 2 O 3 ) is 0.075 or more and 0.310 or less. This is because if the molar ratio (X) is less than 0.075, crystals other than the desired crystals precipitate during the heat treatment, resulting in loss of transparency. In addition, when the molar ratio (X) exceeds 0.310, the temperature for melting the raw materials is increased, so that Mn 4+ is reduced to Mn 2+ , and as a result, no light emission derived from Mn 4+ occurs after the heat treatment. It is from.

<モル比(Y)>
本実施形態の結晶化ガラスにおいては、MgO/(ZnO+MgO+CaO)で表されるモル比(Y)を、0.034以上0.170以下とする。上記モル比(Y)が0.034未満であると、熱処理時に所望の結晶以外の結晶が析出して、透明性が失われるからである。また、上記モル比(Y)が0.170を超えると、原料を熔融するための温度が高くなることで、Mn4+がMn2+に還元され、結果として熱処理後にMn4+由来の発光が生じなくなるからである。
<Molar ratio (Y)>
In the crystallized glass of this embodiment, the molar ratio (Y) represented by MgO/(ZnO+MgO+CaO) is set to 0.034 or more and 0.170 or less. This is because if the molar ratio (Y) is less than 0.034, crystals other than the desired crystals precipitate during the heat treatment, resulting in loss of transparency. In addition, when the molar ratio (Y) exceeds 0.170, the temperature for melting the raw materials is increased, so that Mn 4+ is reduced to Mn 2+ , and as a result, no light emission derived from Mn 4+ occurs after the heat treatment. It is from.

<その他の成分>
本実施形態の結晶化ガラスは、目的を外れない限り、上述した成分以外のその他の成分、例えば、酸化物表記で、Fe、Cr、NiO、TiO、Nb、SnO、Bi、Ta、WO、RE(REは、希土類元素、即ち、Sc(スカンジウム)、Y(イットリウム)、La(ランタン)~Lu(ルテチウム)(但し、Pm(プロメチウム)を除く)を表す)などを適宜含有することができる。但し、より確実に所望の効果を得る観点から、本実施形態の結晶化ガラスにおける上述のその他の成分の割合は、10モル%以下であることが好ましく、5モル%以下であることがより好ましく、3モル%以下であることが更に好ましく、1モル%以下であることが一層好ましく、実質的に0モル%であることが特に好ましい。
<Other ingredients>
The crystallized glass of the present embodiment may contain other components other than the components described above, for example, Fe 2 O 3 , Cr 2 O 3 , NiO, TiO 2 , Nb 2 O 5 in terms of oxides, as long as the purpose is not deviated. , SnO 2 , Bi 2 O 3 , Ta 2 O 5 , WO 3 , RE 2 O 3 (RE is a rare earth element, that is, Sc (scandium), Y (yttrium), La (lanthanum) to Lu (lutetium) ( However, Pm (excluding promethium)) and the like can be appropriately contained. However, from the viewpoint of obtaining the desired effects more reliably, the ratio of the above-described other components in the crystallized glass of the present embodiment is preferably 10 mol % or less, more preferably 5 mol % or less. , is more preferably 3 mol % or less, even more preferably 1 mol % or less, and particularly preferably substantially 0 mol %.

一方、本実施形態の結晶化ガラスは、より確実に所望の効果を得る観点から、酸化物表記で、Co、CuO、MoO、V、及びHfOを実質的に含有しないことが好ましい。
なお、本明細書において「実質的に含有しない」とは、当該成分が不純物として不可避的に混入する、具体的には、当該成分が0.2モル%以下の割合で含有する場合を包含するものとする。
On the other hand, the crystallized glass of the present embodiment substantially contains Co 3 O 4 , CuO, MoO 3 , V 2 O 5 and HfO 2 in terms of oxide notation from the viewpoint of obtaining the desired effect more reliably. preferably not.
In the present specification, the term "substantially does not contain" includes the case where the component is inevitably mixed as an impurity, specifically, the component is contained at a rate of 0.2 mol% or less. shall be

<マンガン>
本実施形態の結晶化ガラスは、上述した成分群に加え、マンガン(Mn)を含有する。本実施形態の結晶化ガラスにおいて、マンガンは、例えば、2価(酸化物表記でMnO)、3価(酸化物表記でMn)、4価(酸化物表記でMnO)等の状態で存在することができる。そして、本実施形態の結晶化ガラスは、少なくとも4価のマンガン(Mn4+)を含有することを要する。4価のマンガン(Mn4+)は、可視光励起により深赤色の波長領域でシャープな発光を示すための発光中心となる重要なカチオンである。
<Manganese>
The crystallized glass of the present embodiment contains manganese (Mn) in addition to the component group described above. In the crystallized glass of the present embodiment, manganese is, for example, divalent (MnO in oxide notation), trivalent (Mn 2 O 3 in oxide notation), tetravalent (MnO 2 in oxide notation), or the like. can exist in The crystallized glass of the present embodiment is required to contain at least tetravalent manganese (Mn 4+ ). Tetravalent manganese (Mn 4+ ) is an important cation that serves as a luminescence center for exhibiting sharp luminescence in the deep red wavelength region when excited by visible light.

本実施形態の結晶化ガラスは、マンガン(但し、価数は限定されない)を、前記成分群の酸化物換算の合計100質量部に対する外割りで0.0189~1.27質量部含有する。外割りでのマンガンの含有量が0.0189質量部未満であると、結晶化ガラスの製造の際にマンガン価数を良好に制御できず、最終的に、所望の発光をもたらす4価(Mn4+)の状態で存在することが困難になる。一方、外割りでのマンガンの含有量が1.27質量部を超えると、ガラス融液の安定性が悪化して、冷却後にガラスが形成されない虞がある。同様の観点から、外割りでのマンガンの含有量は、0.0631質量部以上であることが好ましく、0.316質量部以上であることがより好ましく、また、0.822質量部以下であることが好ましく、0.569質量部以下であることがより好ましい。 The crystallized glass of the present embodiment contains 0.0189 to 1.27 parts by mass of manganese (however, the valence number is not limited) per 100 parts by mass of the above component group in terms of oxides. If the content of manganese in the external fraction is less than 0.0189 parts by mass, the manganese valence cannot be well controlled during the production of crystallized glass, and finally the tetravalent (Mn 4+ ) becomes difficult to exist. On the other hand, if the content of manganese in the outer fraction exceeds 1.27 parts by mass, the stability of the glass melt may deteriorate and glass may not be formed after cooling. From the same point of view, the content of manganese in the external ratio is preferably 0.0631 parts by mass or more, more preferably 0.316 parts by mass or more, and 0.822 parts by mass or less. is preferred, and 0.569 parts by mass or less is more preferred.

本実施形態の結晶化ガラスは、より確実に所望の効果を得る観点から、上述した必須成分及び任意成分のみからなる組成(酸化物表記で、LiO、NaO、ZnO、MgO、GeO、SiO及びAl、並びにマンガンを必須成分とするとともに、KO、CaO、ZrO、P、Gaから選択される任意成分のみを含み得る組成)を有することが好ましい。
なお、本明細書において「上述した成分のみからなる」とは、当該成分以外の不純物成分が不可避的に混入する、具体的には、不純物成分の割合が0.2モル%以下である場合を包含するものとする。
From the viewpoint of obtaining the desired effects more reliably, the crystallized glass of the present embodiment has a composition (in terms of oxides, Li 2 O, Na 2 O, ZnO, MgO, GeO 2 , SiO 2 and Al 2 O 3 and manganese as essential components, and may contain only optional components selected from K 2 O, CaO, ZrO 2 , P 2 O 5 and Ga 2 O 3 ). It is preferable to have
In this specification, "consisting only of the above-mentioned components" means that impurity components other than the components are inevitably mixed, specifically, the case where the ratio of impurity components is 0.2 mol% or less. shall be included.

本実施形態の結晶化ガラスは、厚み10mmにおける波長700nmの光の透過率が60%以上である。そのため、本実施形態の結晶化ガラスは、従来既知のLiGe結晶を有する素材に比べ、透明性が高い。 The crystallized glass of this embodiment has a transmittance of 60% or more for light with a wavelength of 700 nm at a thickness of 10 mm. Therefore, the crystallized glass of this embodiment has higher transparency than conventionally known materials having Li 2 Ge 4 O 9 crystals.

本実施形態の結晶化ガラスは、Mn4+ドープのLiGe結晶及び/又はLiNaGe結晶を有する。かかる結晶により、可視光励起により深赤色の波長領域でシャープな発光を示すことができる。
なお、結晶化ガラスが上述した結晶を含むか否かの判断は、X線回折により求めることができる。
The crystallized glass of this embodiment has Mn 4+ -doped Li 2 Ge 4 O 9 crystals and/or LiNaGe 4 O 9 crystals. Such crystals can exhibit sharp luminescence in the deep red wavelength region when excited by visible light.
Whether or not the crystallized glass contains the crystals described above can be determined by X-ray diffraction.

また、本実施形態の結晶化ガラスは、深赤色の波長領域で一層シャープな発光を示すようにするため、上述した結晶以外の結晶(例えば、ZnGeO結晶など)を有しないことが好ましい。 In addition, the crystallized glass of the present embodiment preferably does not contain crystals other than the crystals described above (for example, Zn 2 GeO 4 crystals, etc.) in order to exhibit sharper light emission in the deep red wavelength region. .

本実施形態の結晶化ガラスは、励起光として430nmの光を照射した際の発光スペクトルにおける、630nm~700nmの範囲内にあるピークの半値幅が25nm以下であることが好ましい。この場合、より多くのMn4+の存在に起因して、深赤色の波長領域で一層シャープな発光を示すことができる。 The crystallized glass of the present embodiment preferably has a peak half width of 25 nm or less in the range of 630 nm to 700 nm in the emission spectrum when irradiated with light of 430 nm as excitation light. In this case, sharper emission can be exhibited in the deep red wavelength region due to the presence of more Mn 4+ .

本実施形態の結晶化ガラスは、示差熱分析(DTA)により得られるDTA曲線(横軸:温度(℃)、縦軸:起電力(μV))において、ガラス転移温度(Tg)(℃)での起電力をVg(μV)とし、ガラス転移温度(Tg)以上の温度領域における第1結晶化ピーク温度(Tc1、560℃付近)での起電力をVc1(μV)とし、第1結晶化ピーク温度以上の温度領域における第2結晶化ピーク温度(Tc2、600℃付近)での起電力をVc2(μV)としたときに、下式:
R=(Vc1-Vg)/(Vc2-Vg)
で表されるピーク強度比Rが1.0未満であることが好ましい。換言すると、本実施形態の結晶化ガラスは、DTA曲線において、第1結晶化ピーク温度での強度が、第2結晶化ピーク温度での強度よりも小さいことが好ましい。この場合、熱処理時における過度な結晶成長が抑えられるため、透明性を良好に保持することができる。同様の観点から、上記ピーク強度比Rは、0.9以下であることがより好ましく、0.7以下であることが更に好ましい。
The crystallized glass of the present embodiment has a glass transition temperature (Tg) (°C) in a DTA curve (horizontal axis: temperature (°C), vertical axis: electromotive force (μV)) obtained by differential thermal analysis (DTA). is the electromotive force of Vg (μV), and the electromotive force at the first crystallization peak temperature (Tc1, around 560° C.) in the temperature range above the glass transition temperature (Tg) is Vc1 (μV), and the first crystallization peak When the electromotive force at the second crystallization peak temperature (Tc2, around 600°C) in the temperature range above the temperature is Vc2 (μV), the following formula:
R = (Vc1-Vg)/(Vc2-Vg)
The peak intensity ratio R represented by is preferably less than 1.0. In other words, the crystallized glass of the present embodiment preferably has a lower intensity at the first crystallization peak temperature than at the second crystallization peak temperature in the DTA curve. In this case, since excessive crystal growth during heat treatment is suppressed, good transparency can be maintained. From the same point of view, the peak intensity ratio R is more preferably 0.9 or less, even more preferably 0.7 or less.

本実施形態の結晶化ガラスは、深赤色の光を必要とする用途、例えば、医療分野におけるバイオイメージング用光源、農業分野における植物栽培又は害虫防除用装置、或いは、美容分野における育毛、増毛、シミ取り用の光源等に用いることができる。 The crystallized glass of the present embodiment is suitable for applications requiring deep red light, such as bioimaging light sources in the medical field, plant cultivation or pest control devices in the agricultural field, or hair growth, hair thickening, and staining in the beauty field. It can be used as a light source for taking pictures.

(結晶化ガラスの製造方法)
本発明の一実施形態の結晶化ガラスの製造方法(以下、「本実施形態の製造方法」と称することがある。)は、上述した結晶化ガラスを製造するための方法である。そして、本実施形態の製造方法は、
原料を加熱して熔融し、酸化物換算で、
LiO:7.5~13.0モル%、
NaO:2.0~5.0モル%、
O:0~3.5モル%、
(但し、LiO+NaO+KO:9.5~15.0モル%)
ZnO:12.0~14.0モル%、
MgO:0.5~2.5モル%、
CaO:0~2.5モル%、
(但し、ZnO+MgO+CaO:12.5~15.0モル%)
GeO:53.5~65.0モル%、
SiO:5.0~14.5モル%、
Al:0.5~10.0モル%、
ZrO:0~2.5モル%、
:0~0.3モル%、及び
Ga:0~7.0モル%、
(但し、GeO+SiO+Al+ZrO+P+Ga:70.0~78.0モル%)
の組成(但し、Mnを考慮しない組成)を有し、
(SiO+Al)/(GeO+SiO+Al+ZrO+P+Ga)で表されるモル比(X)が0.075以上0.310以下であり、
MgO/(ZnO+MgO+CaO)で表されるモル比(Y)が0.034以上0.170以下である、成分群を含有するとともに、
マンガン(但し、価数は限定されない)を、前記成分群の酸化物換算の合計100質量部に対する外割りで0.0189~1.27質量部含有するガラスを作製するガラス化工程と、
前記ガラスを熱処理し、内部にMn4+ドープのLiGe結晶及び/又はLiNaGe結晶を析出させて、結晶化ガラスを得る熱処理工程と、
を備える。そして、本実施形態の製造方法は、
前記ガラス化工程において原料を熔融する際の加熱温度(Z)を1200℃以上1350℃以下とし、
前記熱処理工程における熱処理温度(W)を520~540℃とする、ことを一特徴とする。
かかる本実施形態の製造方法によれば、上述した結晶化ガラス、即ち、透明性が保持されつつ、可視光励起により深赤色の波長領域でシャープな発光を示す蛍光体材料が内部に形成されたガラスを作製することができる。
(Method for producing crystallized glass)
A method for producing crystallized glass according to an embodiment of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “a production method according to the present embodiment”) is a method for producing the above-described crystallized glass. And the manufacturing method of this embodiment is
The raw material is heated and melted, converted to oxide,
Li 2 O: 7.5 to 13.0 mol%,
Na 2 O: 2.0 to 5.0 mol%,
K 2 O: 0 to 3.5 mol%,
(However, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O: 9.5 to 15.0 mol%)
ZnO: 12.0 to 14.0 mol%,
MgO: 0.5 to 2.5 mol%,
CaO: 0 to 2.5 mol%,
(However, ZnO + MgO + CaO: 12.5 to 15.0 mol%)
GeO 2 : 53.5 to 65.0 mol%,
SiO 2 : 5.0 to 14.5 mol%,
Al 2 O 3 : 0.5 to 10.0 mol%,
ZrO 2 : 0 to 2.5 mol%,
P 2 O 5 : 0 to 0.3 mol %, and Ga 2 O 3 : 0 to 7.0 mol %,
(However, GeO 2 +SiO 2 +Al 2 O 3 +ZrO 2 +P 2 O 5 +Ga 2 O 3 : 70.0 to 78.0 mol %)
(however, the composition does not consider Mn),
a molar ratio (X) represented by (SiO 2 +Al 2 O 3 )/(GeO 2 +SiO 2 +Al 2 O 3 +ZrO 2 +P 2 O 5 +Ga 2 O 3 ) is 0.075 or more and 0.310 or less;
Containing a component group in which the molar ratio (Y) represented by MgO/(ZnO+MgO+CaO) is 0.034 or more and 0.170 or less,
a vitrification step of producing a glass containing 0.0189 to 1.27 parts by mass of manganese (however, the valence is not limited) with respect to the total 100 parts by mass of oxides of the above component group;
a heat treatment step of heat-treating the glass to precipitate Mn 4+ -doped Li 2 Ge 4 O 9 crystals and/or LiNaGe 4 O 9 crystals therein to obtain crystallized glass;
Prepare. And the manufacturing method of this embodiment is
The heating temperature (Z) when melting the raw material in the vitrification step is set to 1200° C. or more and 1350° C. or less,
One feature is that the heat treatment temperature (W) in the heat treatment step is 520 to 540.degree.
According to the manufacturing method of this embodiment, the above-described crystallized glass, that is, the glass in which the phosphor material exhibiting sharp luminescence in the deep red wavelength region when excited by visible light is formed while maintaining transparency. can be made.

なお、本実施形態の製造方法は、上述した工程以外に、ガラス化工程で作製したガラスを冷却する冷却工程などのその他の工程を備えてもよい。 In addition, the manufacturing method of this embodiment may include other steps such as a cooling step of cooling the glass produced in the vitrification step, in addition to the steps described above.

<ガラス化工程>
上述の通り、ガラス化工程では、原料を加熱して全て熔融し、所定の組成を有するガラス(未結晶化)を作製する。なお、ガラス化工程で作製するガラスにおける各成分の好適な割合等は、上述した結晶化ガラスについて既述した各成分の好適な割合等と同様である。
<Vitrification process>
As described above, in the vitrification process, all raw materials are heated and melted to produce glass (uncrystallized) having a predetermined composition. The suitable ratio of each component in the glass produced in the vitrification process is the same as the suitable ratio of each component already described for the above-described crystallized glass.

原料としては、成分群のそれぞれに相当する酸化物、炭酸塩、硝酸塩などを用いることができる。特に、マンガンの原料としては、MnOを用いることが好ましい。原料として4価のマンガンを用いることで、より容易に、所望の発光特性を有する結晶化ガラスを作製することができる。
なお、上述したマンガンの割合「0.0189~1.27質量部」は、MnOに換算すると、およそ0.03~2.0質量部に相当する。
As raw materials, oxides, carbonates, nitrates, etc. corresponding to each of the component groups can be used. In particular, it is preferable to use MnO 2 as a source of manganese. By using tetravalent manganese as a raw material, crystallized glass having desired luminous properties can be more easily produced.
Incidentally, the manganese ratio of 0.0189 to 1.27 parts by mass described above corresponds to approximately 0.03 to 2.0 parts by mass when converted to MnO 2 .

熔融は、原料を十分混合し、当該原料と反応性のない熔融容器(例えば貴金属製の坩堝)に投入して、電気炉等の炉にて行うことができる。熔融後は、炉内で均質化及び清澄化を行ってから、適当な温度に予熱した金型に流し出し、任意に炉内で徐冷して歪みを取り除くことができる。 The melting can be carried out by sufficiently mixing the raw materials, putting the mixture into a melting container (for example, a precious metal crucible) that does not react with the raw materials, and using a furnace such as an electric furnace. After melting, it can be homogenized and clarified in a furnace before being poured into a mold preheated to a suitable temperature and optionally slow cooled in a furnace to remove distortions.

ガラス化工程において原料を熔融する際の加熱温度(Z)は、1200℃以上1350℃以下であることを要する。上記加熱温度(Z)が1200℃未満であると、ガラスの熔融が不十分となり、均一なガラスが得られない虞がある。一方、上記加熱温度(Z)が1350℃を超えると、原料中のマンガンが2価(Mn2+)に還元され、結果として熱処理後にMn4+由来の発光が生じなくなる。同様の観点から、加熱温度(Z)は、極力低いこと(例えば、1325℃以下、特には1300℃以下)が好ましい。
なお、ガラス化工程では、原料が所定の加熱温度(Z)で確実に熔融するように、原料の種類やガラスの組成を適宜調整することが肝要である。
The heating temperature (Z) when melting the raw material in the vitrification step is required to be 1200° C. or higher and 1350° C. or lower. If the heating temperature (Z) is less than 1200° C., the glass may not be sufficiently melted and uniform glass may not be obtained. On the other hand, when the heating temperature (Z) exceeds 1350° C., manganese in the raw material is reduced to divalent (Mn 2+ ), and as a result, light emission derived from Mn 4+ does not occur after the heat treatment. From the same point of view, the heating temperature (Z) is preferably as low as possible (for example, 1325° C. or lower, particularly 1300° C. or lower).
In the vitrification step, it is important to appropriately adjust the type of raw material and the composition of the glass so that the raw material is reliably melted at a predetermined heating temperature (Z).

ここで、価数が3価以上のマンガンを原料として用いるとともに、加熱温度(Z)を1200℃以上1350℃以下の範囲内とした場合には、当該マンガンのより多くが、3価(Mn3+)に制御される(或いは、2価への還元が回避される)ものと考えられる。そのような制御は、深赤色の波長領域でシャープな発光を得る観点、即ち、最終的にマンガンを4価の状態で存在させる観点から、好ましい。 Here, when manganese with a valence of 3 or higher is used as a raw material and the heating temperature (Z) is set within the range of 1200° C. or higher and 1350° C. or lower, more of the manganese is trivalent (Mn 3+ ) (or avoid reduction to divalent). Such control is preferable from the viewpoint of obtaining sharp light emission in the deep red wavelength region, that is, from the viewpoint of finally allowing manganese to exist in a tetravalent state.

また、効果的にマンガンを3価(Mn3+)に制御する観点から、ガラス化工程は、酸化雰囲気下で行うことが好ましい。 Moreover, from the viewpoint of effectively controlling manganese to be trivalent (Mn 3+ ), it is preferable to perform the vitrification step in an oxidizing atmosphere.

<熱処理工程>
熱処理工程では、上記で作製したガラスを熱処理する。この熱処理では、ガラス化工程で3価(Mn3+)に制御されたマンガンが、何らかのエネルギーの受け渡しにより、4価に変わるものと考えられる。そして、この熱処理により、Mn4+ドープのLiGe結晶及び/又はLiNaGe結晶がガラス内部で析出し、結晶化ガラスが得られる。
<Heat treatment process>
In the heat treatment step, the glass produced above is heat treated. It is believed that in this heat treatment, manganese controlled to be trivalent (Mn 3+ ) in the vitrification process changes to tetravalent due to some transfer of energy. By this heat treatment, Mn 4+ -doped Li 2 Ge 4 O 9 crystals and/or LiNaGe 4 O 9 crystals are precipitated inside the glass to obtain crystallized glass.

熱処理工程における熱処理温度(W)は、520~540℃であることを要する。かかる温度で熱処理することにより、十分確実にMn4+ドープのLiGe結晶及び/又はLiNaGe結晶を析出させることができる。 The heat treatment temperature (W) in the heat treatment step should be 520 to 540.degree. By heat-treating at such a temperature, Mn 4+ -doped Li 2 Ge 4 O 9 crystals and/or LiNaGe 4 O 9 crystals can be precipitated with sufficient certainty.

熱処理の時間は、特に限定されないが、例えば30分間~2時間とすることができる。 The heat treatment time is not particularly limited, but can be, for example, 30 minutes to 2 hours.

以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

(ガラス化)
各成分のガラス原料として、各々相当する酸化物、炭酸塩又は硝酸塩を準備し、ガラス化した後の組成が表1~表4に示す通りとなるように秤量し、混合して、調合原料を得た。なお、マンガンの原料としては、MnOを用いた。この調合原料を白金坩堝に投入し、電気炉にて原則1200~1350℃の範囲内の温度まで加熱して数時間熔融し、適時撹拌して均質化を図った。次いで、清澄化してから、金型に流し出し、除歪及び冷却を行って、ガラスを得た。このとき、熔融時の加熱温度(Z)及び安定性の評価を、下記手順に従い行った。結果を表1~表4に示す。
また、得られたガラスブロック(熱処理前のガラス)を、10mm×10mm×10mm(縦×横×厚さ)に加工し、両面を光学研磨して、評価用サンプルを得た。かかるサンプルは、後述する熱処理後のサンプルとともに、透明性及び析出結晶の評価に用いた。
(vitrification)
As glass raw materials for each component, corresponding oxides, carbonates or nitrates are prepared, weighed and mixed so that the composition after vitrification is as shown in Tables 1 to 4, and mixed to obtain raw materials. Obtained. MnO 2 was used as a raw material for manganese. This prepared raw material was placed in a platinum crucible, heated in an electric furnace to a temperature within the range of 1200 to 1350° C. in principle, melted for several hours, and stirred at appropriate times to achieve homogenization. Then, after being clarified, it was poured into a mold, strain-removed and cooled to obtain a glass. At this time, the heating temperature (Z) and stability during melting were evaluated according to the following procedure. The results are shown in Tables 1-4.
Also, the obtained glass block (glass before heat treatment) was processed into a size of 10 mm×10 mm×10 mm (length×width×thickness), and both surfaces were optically polished to obtain an evaluation sample. Such a sample was used for evaluation of transparency and deposited crystals together with a sample after heat treatment, which will be described later.

<熔融時の加熱温度(Z)>
熔融時の加熱温度(Z)は、温度設定がなされた電気炉に入れておいた白金坩堝に調合原料を投入し、1時間経過した後に、均一な液面(結晶が析出しておらず、膜が形成されていない状態)が観察されたときの、当該電気炉の温度とした。
<Heating temperature (Z) during melting>
For the heating temperature (Z) during melting, the raw material was put into a platinum crucible placed in an electric furnace with a temperature setting, and after 1 hour, a uniform liquid surface (no crystals were deposited, It was defined as the temperature of the electric furnace when a state in which no film was formed) was observed.

<安定性>
熔融した後の融液を、白金坩堝ごと炉外へ取り出し、撹拌してから失透が生じるまでの時間を計測した。そして、以下の基準に従い、安定性の評価を行った。
1分未満(ガラス化しない)・・・×
1分以上2分未満・・・△
2分以上・・・〇
<Stability>
The melt after melting was taken out of the furnace together with the platinum crucible, and the time from stirring until devitrification occurred was measured. Then, the stability was evaluated according to the following criteria.
Less than 1 minute (not vitrified) ... ×
1 minute or more and less than 2 minutes・・・△
2 minutes or more・・・〇

(熱処理)
上記のようにして得られたガラスを、およそ530℃で1時間熱処理した。これにより、いくつかの例においては、ガラスの一部が結晶化した。得られたガラスブロック(結晶化ガラス)を、10mm×10mm×10mm(縦×横×厚さ)に加工し、両面を光学研磨して、評価用サンプルを得た。かかるサンプルを用い、透明性、発光特性、析出結晶及び結晶化温度のピーク強度比Rの評価を、下記手順に従い行った。透明性、発光特性及び析出結晶の評価結果を表1~表4に示す。
(Heat treatment)
The glass obtained as described above was heat-treated at approximately 530° C. for 1 hour. This caused some of the glass to crystallize in some instances. The obtained glass block (crystallized glass) was processed into a size of 10 mm×10 mm×10 mm (length×width×thickness), and both surfaces were optically polished to obtain an evaluation sample. Using such a sample, evaluations of transparency, luminescence properties, deposited crystals, and peak intensity ratio R of crystallization temperature were carried out according to the following procedures. Tables 1 to 4 show the evaluation results of transparency, luminous properties and deposited crystals.

<透明性>
上記サンプル(熱処理前のガラス及び熱処理後のガラス)について、分光光度計(株式会社日立ハイテクノロジーズ製、紫外可視近赤外分光光度計、「U-4100」)を用い、透過スペクトルを得た。そして、得られたスペクトルから、波長700nmの光の透過率(700nm透過率)を読み取り、以下の基準に従い、透明性の評価を行った。なお、ガラスが形成されない等により評価できなかったものは、表中で「-」と示した。
熱処理前及び熱処理後のサンプルのいずれも、700nm透過率60%以上・・・〇
少なくとも熱処理後のサンプルが、700nm透過率60%未満・・・×
<Transparency>
For the above samples (glass before heat treatment and glass after heat treatment), a transmission spectrum was obtained using a spectrophotometer (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, UV-visible-near-infrared spectrophotometer, "U-4100"). Then, the transmittance of light having a wavelength of 700 nm (700 nm transmittance) was read from the obtained spectrum, and the transparency was evaluated according to the following criteria. In the table, "-" is shown for those that could not be evaluated due to the fact that no glass was formed.
700 nm transmittance of 60% or more for both samples before and after heat treatment ... ◯ At least the sample after heat treatment has a 700 nm transmittance of less than 60% ... x

なお、参考までに、図1に、実施例1及び実施例10における熱処理前のガラス及び熱処理後のガラスの透過スペクトルを模式的に示し、図2に、比較例3、比較例8及び比較例16における熱処理前のガラス及び熱処理後のガラスの透過スペクトルを模式的に示し、図3に、実施例9、比較例29及び比較例30における熱処理前のガラス及び熱処理後のガラスの透過スペクトルを模式的に示す。 For reference, FIG. 1 schematically shows the transmission spectra of the glass before heat treatment and the glass after heat treatment in Examples 1 and 10, and FIG. 3 schematically shows the transmission spectra of the glass before heat treatment and the glass after heat treatment in Example 16, and the transmission spectra of the glass before heat treatment and after heat treatment in Example 9, Comparative Example 29 and Comparative Example 30. typically shown.

<発光特性>
発光特性は、発光スペクトルを用いて評価した。より具体的に、上記サンプル(熱処理後のガラス)について、蛍光光度計を用い、励起光として430nmの光を照射した際に得られる発光スペクトルを得た。そして、630nm~700nm(深赤色の波長領域)において比較的シャープなスペクトルが観測された場合(ピークの半値幅が25nm以下であった場合)には、Mn4+の存在が認められるため「4+」と評価し、560nm~700nm付近において比較的ブロードなスペクトルが観測された場合(ピークの半値幅が25nm超であった場合)には、Mn4+の存在が認められず、「2+」と評価した。なお、ガラスが形成されない等により評価できなかったものは、表中で「-」と示した。
<Luminous characteristics>
Emission characteristics were evaluated using an emission spectrum. More specifically, the emission spectrum obtained when the above sample (glass after heat treatment) was irradiated with light of 430 nm as excitation light was obtained using a fluorometer. Then, when a relatively sharp spectrum is observed in the 630 nm to 700 nm (deep red wavelength region) (when the half width of the peak is 25 nm or less), the presence of Mn 4+ is recognized, so "4+" When a relatively broad spectrum was observed in the vicinity of 560 nm to 700 nm (when the half width of the peak was greater than 25 nm), the presence of Mn 4+ was not observed and was evaluated as "2+". . In the table, "-" is shown for those that could not be evaluated due to the fact that no glass was formed.

なお、参考までに、図4に、実施例7及び実施例22における熱処理後のガラス(結晶化ガラス)の発光スペクトルを模式的に示し、図5に、比較例6、比較例20、比較例24及び比較例28の熱処理後のガラス(結晶化ガラス)の発光スペクトルを模式的に示す。 For reference, FIG. 4 schematically shows the emission spectrum of the glass (crystallized glass) after heat treatment in Examples 7 and 22, and FIG. 24 and 28 schematically show the emission spectra of the glasses (crystallized glass) after the heat treatment of No. 24 and Comparative Example 28.

<析出結晶>
上記サンプル(熱処理前のガラス及び熱処理後のガラス)について、X線回折装置(株式会社リガク製、試料水平型X線回折装置「Ultima IV」)を用い、X線回折パターンを得た。そして、得られたX線回折パターンから、析出した結晶を確認した。熱処理後のガラスにおいて、LiGe結晶及びLiNaGe結晶の少なくともいずれかのみが確認された場合を「L」と評価し、LiGe結晶及びLiNaGe結晶の少なくともいずれかに加え、これら以外の結晶が確認された場合を「M」と評価し、結晶が確認されなかった場合を「N」と評価した。なお、ガラスが形成されない等により評価できなかったものは、表中で「-」と示した。
<Precipitated crystal>
An X-ray diffraction pattern was obtained for the above samples (glass before heat treatment and glass after heat treatment) using an X-ray diffractometer (manufactured by Rigaku Corporation, sample horizontal X-ray diffractometer “Ultima IV”). Precipitated crystals were confirmed from the obtained X-ray diffraction pattern. In the glass after heat treatment, the case where only one of Li 2 Ge 4 O 9 crystals and LiNaGe 4 O 9 crystals was confirmed was evaluated as “L”, and Li 2 Ge 4 O 9 crystals and LiNaGe 4 O 9 crystals In addition to at least one of these, the case where crystals other than these were confirmed was evaluated as "M", and the case where crystals were not confirmed was evaluated as "N". In the table, "-" is shown for those that could not be evaluated due to the fact that no glass was formed.

なお、参考までに、図6に、実施例5、実施例18及び実施例25のガラスのX線回折パターンを模式的に示し、図7に、比較例30及び比較例31のガラスのX線回折パターンを模式的に示す。 6 schematically shows the X-ray diffraction patterns of the glasses of Examples 5, 18 and 25, and FIG. 7 shows the X-ray diffraction patterns of the glasses of Comparative Examples 30 and 31. Schematically shows a diffraction pattern.

<結晶化温度のピーク強度比R>
上記サンプル(熱処理後のガラス)について、示差熱分析装置(株式会社マック・サイエンス製、「TG-DTA2000S」)を用い、DTA曲線(横軸:温度(℃)、縦軸:起電力(μV))を得た。そして、得られたDTA曲線から、ガラス転移温度(Tg)と、Tg以上の温度領域における第1結晶化ピーク温度(Tc1、560℃付近)と、Tc1以上の温度領域における第2結晶化ピーク温度(Tc2、600℃付近)とを求めた。そして、Tg、Tc1及びTc2における起電力をそれぞれVg、Vc1及びVc2(いずれもμV)としたときに、下式:
R=(Vc1-Vg)/(Vc2-Vg)
で表されるピーク強度比Rを求めた。その結果、実施例の熱処理後のガラス(結晶化ガラス)はいずれも、R<1.0であることを確認した。
<Peak intensity ratio R of crystallization temperature>
For the above sample (glass after heat treatment), a DTA curve (horizontal axis: temperature (° C.), vertical axis: electromotive force (μV) using a differential thermal analyzer (manufactured by Mac Science Co., Ltd., "TG-DTA2000S") ). Then, from the obtained DTA curve, the glass transition temperature (Tg), the first crystallization peak temperature (Tc1, around 560 ° C.) in the temperature range above Tg, and the second crystallization peak temperature in the temperature range above Tc1 (Tc2, around 600°C) was obtained. Then, when the electromotive forces at Tg, Tc1 and Tc2 are respectively Vg, Vc1 and Vc2 (all μV), the following formula:
R = (Vc1-Vg)/(Vc2-Vg)
A peak intensity ratio R represented by was obtained. As a result, it was confirmed that all of the heat-treated glasses (crystallized glasses) of Examples had R<1.0.

なお、参考までに、実施例6、実施例23、比較例7、比較例30及び比較例31に関して、DTA曲線を図8に模式的に示し、当該DTA曲線に関する各値を表5に示す。 For reference, the DTA curves of Example 6, Example 23, Comparative Example 7, Comparative Example 30, and Comparative Example 31 are schematically shown in FIG.

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Figure 0007339667000005
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表1,2より、実施例の熱処理後のガラス(結晶化ガラス)は、波長700nmの光の透過率が60%以上であり、Mn4+の存在に起因して、励起光として430nmの光を照射した際に630nm~700nm付近において比較的シャープなスペクトルが観測され、且つ、LiGe結晶及びLiNaGe結晶の少なくともいずれかのみが確認された。即ち、実施例の熱処理後のガラス(結晶化ガラス)は、Mn4+ドープのLiGe結晶及び/又はLiNaGe結晶を有しており、良好な透明性を有しながらも、可視光励起により深赤色の波長領域でシャープな発光を示すことができることが分かる。 From Tables 1 and 2, the heat-treated glass (crystallized glass) of the example has a transmittance of 60% or more for light with a wavelength of 700 nm. When irradiated, a relatively sharp spectrum was observed in the vicinity of 630 nm to 700 nm, and at least one of Li 2 Ge 4 O 9 crystals and LiNaGe 4 O 9 crystals was confirmed. That is, the heat-treated glass (crystallized glass) of the examples has Mn 4+ -doped Li 2 Ge 4 O 9 crystals and/or LiNaGe 4 O 9 crystals, and has good transparency. , it can be seen that it can exhibit sharp emission in the deep red wavelength region by visible light excitation.

これに対し、比較例1の熱処理後のガラスは、透明性に劣っていた。これは、LiOの量が多すぎて、熱処理時に結晶成長が過度に促進されたことに因るものと考えられる。
比較例2のガラスは、深赤色の波長領域でシャープな発光を示さなかった。これは、LiOの量が少なすぎて、原料を熔融するための温度が高くなり、結果としてMn4+がMn2+に還元されたことに因るものと考えられる。
On the other hand, the heat-treated glass of Comparative Example 1 was inferior in transparency. This is probably because the amount of Li 2 O was too large and the crystal growth was excessively promoted during the heat treatment.
The glass of Comparative Example 2 did not exhibit sharp emission in the deep red wavelength region. This is probably because the amount of Li 2 O was too small and the temperature for melting the raw material became high, resulting in the reduction of Mn 4+ to Mn 2+ .

比較例3の熱処理後のガラスは、透明性に劣っていた。これは、NaOの量が多すぎて、熱処理時に所望の結晶以外の結晶が析出したことに因るものと考えられる。
比較例4の熱処理後のガラスは、透明性に劣っていた。これは、NaOの量が少なすぎて、ガラス融液の安定性が悪化したことや、熱処理時に結晶成長が過度に促進されたことに因るものと考えられる。
The heat-treated glass of Comparative Example 3 was inferior in transparency. This is probably because the amount of Na 2 O was too large and crystals other than the desired crystals precipitated during the heat treatment.
The heat-treated glass of Comparative Example 4 was inferior in transparency. This is probably because the amount of Na 2 O was too small, deteriorating the stability of the glass melt, and excessively promoting crystal growth during the heat treatment.

比較例5の熱処理後のガラスは、透明性に劣っていた。これは、KOの量が多すぎて、熱処理時に所望の結晶以外の結晶が析出したことに因るものと考えられる。 The heat-treated glass of Comparative Example 5 was inferior in transparency. This is probably because the amount of K 2 O was too large and crystals other than the desired crystals precipitated during the heat treatment.

比較例6の熱処理後のガラスは、透明性に劣っていた。これは、ZnOの量が多すぎて、熱処理時に所望の結晶以外の結晶が析出したことに因るものと考えられる。
比較例7の熱処理後のガラスは、透明性に劣っていた。これは、ZnOの量が少なすぎて、熱処理時に結晶成長が過度に促進されたことに因るものと考えられる。
The heat-treated glass of Comparative Example 6 was inferior in transparency. This is probably because the amount of ZnO was too large and crystals other than the desired crystals precipitated during the heat treatment.
The heat-treated glass of Comparative Example 7 was inferior in transparency. This is probably because the amount of ZnO was too small and the crystal growth was excessively promoted during the heat treatment.

比較例8の熱処理後のガラスは、深赤色の波長領域でシャープな発光を示さなかった。これは、MgOの量が多すぎて、ガラス融液の安定性が悪化したことや、原料を熔融するための温度が高くなり、結果としてMn4+がMn2+に還元されたことに因るものと考えられる。
比較例9の熱処理後のガラスは、透明性に劣っていた。これは、MgOの量が少なすぎて、熱処理時に結晶成長が過度に促進されたことに因るものと考えられる。
The heat-treated glass of Comparative Example 8 did not exhibit sharp emission in the deep red wavelength region. This is because the amount of MgO is too large, the stability of the glass melt deteriorates, and the temperature for melting the raw materials rises, resulting in the reduction of Mn 4+ to Mn 2+ . it is conceivable that.
The heat-treated glass of Comparative Example 9 was inferior in transparency. It is considered that this is because the amount of MgO was too small and the crystal growth was excessively promoted during the heat treatment.

比較例10では、ガラス融液の安定性が悪く、冷却後にガラスを形成しなかった。これは、CaOの量が多すぎたことに因るものと考えられる。 In Comparative Example 10, the glass melt had poor stability and did not form glass after cooling. This is considered to be due to the excessive amount of CaO.

比較例11の熱処理後のガラスは、透明性に劣っていた。これは、GeOの量が多すぎて、熱処理時に結晶成長が過度に促進されたことに因るものと考えられる。
比較例12では、ガラス融液の安定性が悪く、冷却後にガラスを形成しなかった。これは、GeOの量が少なすぎたことに因るものと考えられる。
The heat-treated glass of Comparative Example 11 was inferior in transparency. This is probably because the amount of GeO 2 was too large and the crystal growth was excessively promoted during the heat treatment.
In Comparative Example 12, the glass melt had poor stability and did not form glass after cooling. This is believed to be due to the amount of GeO 2 being too low.

比較例13の熱処理後のガラスは、結晶が析出していなかった。これは、SiOの量が多すぎたことに因るものと考えられる。
比較例14の熱処理後のガラスは、透明性に劣っていた。これは、SiOの量が少なすぎて、熱処理時に結晶成長が過度に促進されたことに因るものと考えられる。
Crystals were not precipitated in the heat-treated glass of Comparative Example 13. This is believed to be due to the excessive amount of SiO2 .
The heat-treated glass of Comparative Example 14 was inferior in transparency. This is probably because the amount of SiO 2 was too small and the crystal growth was excessively promoted during the heat treatment.

比較例15の熱処理後のガラスは、深赤色の波長領域でシャープな発光を示さなかった。これは、Alの量が多すぎて、原料を熔融するための温度が高くなり、結果としてMn4+がMn2+に還元されたことに因るものと考えられる。
比較例16の熱処理後のガラスは、透明性に劣っていた。これは、Alの量が少なすぎて、熱処理時に結晶成長が過度に促進されたことに因るものと考えられる。
The heat-treated glass of Comparative Example 15 did not exhibit sharp emission in the deep red wavelength region. This is probably because the amount of Al 2 O 3 was too large and the temperature for melting the raw materials was increased, resulting in the reduction of Mn 4+ to Mn 2+ .
The heat-treated glass of Comparative Example 16 was inferior in transparency. This is probably because the amount of Al 2 O 3 was too small and the crystal growth was excessively promoted during the heat treatment.

比較例17の熱処理後のガラスは、深赤色の波長領域でシャープな発光を示さなかった。これは、ZrOの量が多すぎて、原料を熔融するための温度が高くなり、結果としてMn4+がMn2+に還元されたことに因るものと考えられる。 The heat-treated glass of Comparative Example 17 did not exhibit sharp emission in the deep red wavelength region. This is probably because the amount of ZrO 2 was too large and the temperature for melting the raw materials was increased, resulting in the reduction of Mn 4+ to Mn 2+ .

比較例18では、ガラス融液の安定性が悪く、冷却後にガラスを形成しなかった。これは、Pの量が多すぎたことに因るものと考えられる。 In Comparative Example 18, the glass melt had poor stability and did not form glass after cooling. This is probably due to the excessive amount of P 2 O 5 .

比較例19の熱処理後のガラスは、透明性に劣っていた。これは、Gaの量が多すぎて、熱処理時に所望の結晶以外の結晶が析出したことに因るものと考えられる。 The heat-treated glass of Comparative Example 19 was inferior in transparency. This is probably because the amount of Ga 2 O 3 was too large and crystals other than the desired crystals precipitated during the heat treatment.

比較例20では、ガラス融液の安定性が悪く、冷却後にガラスを形成しなかった。これは、Mnの量が多すぎたことに因るものと考えられる。
比較例21の熱処理後のガラスは、深赤色の波長領域でシャープな発光を示さなかった。これは、Mnの量が少なすぎて、熱処理後に4価のMnを保持することができなかったことに因るものと考えられる。
In Comparative Example 20, the glass melt had poor stability and did not form glass after cooling. This is considered to be due to the excessive amount of Mn.
The heat-treated glass of Comparative Example 21 did not exhibit sharp emission in the deep red wavelength region. This is probably because the amount of Mn was too small to retain tetravalent Mn after the heat treatment.

比較例22の熱処理後のガラスは、深赤色の波長領域でシャープな発光を示さなかった。これは、モル比(X)が大きすぎて、原料を熔融するための温度が高くなり、結果としてMn4+がMn2+に還元されたことに因るものと考えられる。
比較例23の熱処理後のガラスは、透明性に劣っていた。これは、モル比(X)が小さすぎて、熱処理時に所望の結晶以外の結晶が析出したことに因るものと考えられる。
The heat-treated glass of Comparative Example 22 did not exhibit sharp emission in the deep red wavelength region. This is probably because the molar ratio (X) was too large and the temperature for melting the raw materials became high, resulting in reduction of Mn 4+ to Mn 2+ .
The heat-treated glass of Comparative Example 23 was inferior in transparency. This is probably because the molar ratio (X) was too small and crystals other than the desired crystals precipitated during the heat treatment.

比較例24の熱処理後のガラスは、深赤色の波長領域でシャープな発光を示さなかった。これは、モル比(Y)が大きすぎて、原料を熔融するための温度が高くなり、結果としてMn4+がMn2+に還元されたことに因るものと考えられる。
比較例25の熱処理後のガラスは、透明性に劣っていた。これは、モル比(Y)が小さすぎて、熱処理時に所望の結晶以外の結晶が析出したことに因るものと考えられる。
The heat-treated glass of Comparative Example 24 did not exhibit sharp emission in the deep red wavelength region. This is probably because the molar ratio (Y) was too large and the temperature for melting the raw materials became high, resulting in reduction of Mn 4+ to Mn 2+ .
The heat-treated glass of Comparative Example 25 was inferior in transparency. This is probably because the molar ratio (Y) was too small and crystals other than the desired crystals precipitated during the heat treatment.

比較例26の熱処理後のガラスは、深赤色の波長領域でシャープな発光を示さなかった。これは、熔融時の加熱温度(Z)が高すぎて、Mn4+がMn2+に還元されたことに因るものと考えられる。
比較例27では、均一なガラスを得ることができなかった。これは、熔融時の加熱温度(Z)が低すぎたことに因るものと考えられる。
The heat-treated glass of Comparative Example 26 did not exhibit sharp emission in the deep red wavelength region. This is probably because the heating temperature (Z) during melting was too high and Mn 4+ was reduced to Mn 2+ .
In Comparative Example 27, uniform glass could not be obtained. This is probably because the heating temperature (Z) during melting was too low.

比較例28~31は、それぞれある技術文献に記載の組成を模した例である。
比較例28~30の熱処理後のガラスは、いずれも、Mn4+ドープのLiGe結晶又はLiNaGe結晶が確認されたが、透明性に劣っていた。これは、組成が適正化されたものではないため、熱処理時に結晶成長が過度に促進されたことに因るものと考えられる。
比較例31の熱処理後のガラスは、LiGe結晶が確認されたが、透明性に劣り、また、深赤色の波長領域でシャープな発光を示さなかった。これは、更に析出したZnGeO結晶の影響により透明性が失われ、また、Mn2+ドープのZnGeO結晶による緑色の波長領域での発光が支配的になったことに因るものと考えられる。
Comparative Examples 28 to 31 are examples imitating the composition described in a certain technical document.
Mn 4+ -doped Li 2 Ge 4 O 9 crystals or LiNaGe 4 O 9 crystals were confirmed in all the glasses after the heat treatment of Comparative Examples 28 to 30, but they were inferior in transparency. This is probably because the crystal growth was excessively accelerated during the heat treatment because the composition was not optimized.
Li 2 Ge 4 O 9 crystals were confirmed in the heat-treated glass of Comparative Example 31, but it was inferior in transparency and did not exhibit sharp light emission in the deep red wavelength region. This is because the Zn 2 GeO 4 crystals precipitated further caused the loss of transparency, and the Mn 2+ -doped Zn 2 GeO 4 crystals dominated the emission in the green wavelength region. it is conceivable that.

本発明によれば、透明性が保持されつつ、可視光励起により深赤色の波長領域でシャープな発光を示す結晶が内部に形成された結晶化ガラスを提供することができる。また、本発明によれば、上述した結晶化ガラスを製造可能な、結晶化ガラスの製造方法を提供することができる。

ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the crystallized glass in which the crystal|crystallization which shows sharp luminescence in a deep red wavelength range by visible light excitation while maintaining transparency is formed inside can be provided. Further, according to the present invention, it is possible to provide a crystallized glass manufacturing method capable of manufacturing the crystallized glass described above.

Claims (4)

酸化物換算で、
LiO:7.5~13.0モル%、
NaO:2.0~5.0モル%、
O:0~3.5モル%、
(但し、LiO+NaO+KO:9.5~15.0モル%)
ZnO:12.0~14.0モル%、
MgO:0.5~2.5モル%、
CaO:0~2.5モル%、
(但し、ZnO+MgO+CaO:12.5~15.0モル%)
GeO:53.5~65.0モル%、
SiO:5.0~14.5モル%、
Al:0.5~10.0モル%、
ZrO:0~2.5モル%、
:0~0.3モル%、及び
Ga:0~7.0モル%、
(但し、GeO+SiO+Al+ZrO+P+Ga:70.0~78.0モル%)
の組成(但し、マンガンを考慮しない組成)を有し、
(SiO+Al)/(GeO+SiO+Al+ZrO+P+Ga)で表されるモル比(X)が0.075以上0.310以下であり、
MgO/(ZnO+MgO+CaO)で表されるモル比(Y)が0.034以上0.170以下である、成分群を含有するとともに、
マンガン(但し、価数は限定されない)を、前記成分群の酸化物換算の合計100質量部に対する外割りで0.0189~1.27質量部含有する結晶化ガラスであって、
Mn4+ドープのLiGe結晶及び/又はLiNaGe結晶を有し、且つ、
厚み10mmにおける波長700nmの光の透過率が60%以上である、ことを特徴とする、結晶化ガラス。
In terms of oxide,
Li 2 O: 7.5 to 13.0 mol%,
Na 2 O: 2.0 to 5.0 mol%,
K 2 O: 0 to 3.5 mol%,
(However, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O: 9.5 to 15.0 mol%)
ZnO: 12.0 to 14.0 mol%,
MgO: 0.5 to 2.5 mol%,
CaO: 0 to 2.5 mol%,
(However, ZnO + MgO + CaO: 12.5 to 15.0 mol%)
GeO 2 : 53.5 to 65.0 mol%,
SiO 2 : 5.0 to 14.5 mol%,
Al 2 O 3 : 0.5 to 10.0 mol%,
ZrO 2 : 0 to 2.5 mol%,
P 2 O 5 : 0 to 0.3 mol %, and Ga 2 O 3 : 0 to 7.0 mol %,
(However, GeO 2 +SiO 2 +Al 2 O 3 +ZrO 2 +P 2 O 5 +Ga 2 O 3 : 70.0 to 78.0 mol %)
(However, composition not considering manganese)
a molar ratio (X) represented by (SiO 2 +Al 2 O 3 )/(GeO 2 +SiO 2 +Al 2 O 3 +ZrO 2 +P 2 O 5 +Ga 2 O 3 ) is 0.075 or more and 0.310 or less;
Containing a component group in which the molar ratio (Y) represented by MgO/(ZnO+MgO+CaO) is 0.034 or more and 0.170 or less,
A crystallized glass containing 0.0189 to 1.27 parts by mass of manganese (however, the valence number is not limited) per 100 parts by mass in total of the above component group in terms of oxides,
having Mn 4+ -doped Li 2 Ge 4 O 9 crystals and/or LiNaGe 4 O 9 crystals, and
A crystallized glass having a transmittance of 60% or more for light having a wavelength of 700 nm at a thickness of 10 mm.
430nmの光を照射した際の発光スペクトルにおける、630nm~700nmの範囲内にあるピークの半値幅が25nm以下である、請求項1に記載の結晶化ガラス。 2. The crystallized glass according to claim 1, wherein the half width of the peak in the range of 630 nm to 700 nm in the emission spectrum when irradiated with light of 430 nm is 25 nm or less. 示差熱分析(DTA)により得られるDTA曲線(横軸:温度(℃)、縦軸:起電力(μV))において、ガラス転移温度(Tg)での起電力をVg(μV)とし、前記ガラス転移温度(Tg)以上の温度領域における第1結晶化ピーク温度での起電力をVc1(μV)とし、前記第1結晶化ピーク温度以上の温度領域における第2結晶化ピーク温度での起電力をVc2(μV)としたときに、下式:
R=(Vc1-Vg)/(Vc2-Vg)
で表されるピーク強度比Rが1.0未満である、請求項1又は2に記載の結晶化ガラス。
In a DTA curve obtained by differential thermal analysis (DTA) (horizontal axis: temperature (° C.), vertical axis: electromotive force (μV)), the electromotive force at the glass transition temperature (Tg) is Vg (μV), and the glass Let Vc1 (μV) be the electromotive force at the first crystallization peak temperature in the temperature region equal to or higher than the transition temperature (Tg), and let Vc1 (μV) be the electromotive force at the second crystallization peak temperature in the temperature region equal to or higher than the first crystallization peak temperature. When Vc2 (μV), the following formula:
R = (Vc1-Vg)/(Vc2-Vg)
3. The crystallized glass according to claim 1, wherein the peak intensity ratio R represented by is less than 1.0.
請求項1~3のいずれかに記載の結晶化ガラスの製造方法であって、
原料を加熱して熔融し、酸化物換算で、
LiO:7.5~13.0モル%、
NaO:2.0~5.0モル%、
O:0~3.5モル%、
(但し、LiO+NaO+KO:9.5~15.0モル%)
ZnO:12.0~14.0モル%、
MgO:0.5~2.5モル%、
CaO:0~2.5モル%、
(但し、ZnO+MgO+CaO:12.5~15.0モル%)
GeO:53.5~65.0モル%、
SiO:5.0~14.5モル%、
Al:0.5~10.0モル%、
ZrO:0~2.5モル%、
:0~0.3モル%、及び
Ga:0~7.0モル%、
(但し、GeO+SiO+Al+ZrO+P+Ga:70.0~78.0モル%)
の組成(但し、Mnを考慮しない組成)を有し、
(SiO+Al)/(GeO+SiO+Al+ZrO+P+Ga)で表されるモル比(X)が0.075以上0.310以下であり、
MgO/(ZnO+MgO+CaO)で表されるモル比(Y)が0.034以上0.170以下である、成分群を含有するとともに、
マンガン(但し、価数は限定されない)を、前記成分群の酸化物換算の合計100質量部に対する外割りで0.0189~1.27質量部含有するガラスを作製するガラス化工程と、
前記ガラスを熱処理し、内部にMn4+ドープのLiGe結晶及び/又はLiNaGe結晶を析出させて、結晶化ガラスを得る熱処理工程と、
を備え、
前記ガラス化工程において原料を熔融する際の加熱温度(Z)を1200℃以上1350℃以下とし、
前記熱処理工程における熱処理温度(W)を520~540℃とする、ことを特徴とする、結晶化ガラスの製造方法。
A method for producing crystallized glass according to any one of claims 1 to 3,
The raw material is heated and melted, converted to oxide,
Li 2 O: 7.5 to 13.0 mol%,
Na 2 O: 2.0 to 5.0 mol%,
K 2 O: 0 to 3.5 mol%,
(However, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O: 9.5 to 15.0 mol%)
ZnO: 12.0 to 14.0 mol%,
MgO: 0.5 to 2.5 mol%,
CaO: 0 to 2.5 mol%,
(However, ZnO + MgO + CaO: 12.5 to 15.0 mol%)
GeO 2 : 53.5 to 65.0 mol%,
SiO 2 : 5.0 to 14.5 mol%,
Al 2 O 3 : 0.5 to 10.0 mol%,
ZrO 2 : 0 to 2.5 mol%,
P 2 O 5 : 0 to 0.3 mol %, and Ga 2 O 3 : 0 to 7.0 mol %,
(However, GeO 2 +SiO 2 +Al 2 O 3 +ZrO 2 +P 2 O 5 +Ga 2 O 3 : 70.0 to 78.0 mol %)
(however, the composition does not consider Mn),
a molar ratio (X) represented by (SiO 2 +Al 2 O 3 )/(GeO 2 +SiO 2 +Al 2 O 3 +ZrO 2 +P 2 O 5 +Ga 2 O 3 ) is 0.075 or more and 0.310 or less;
Containing a component group in which the molar ratio (Y) represented by MgO/(ZnO+MgO+CaO) is 0.034 or more and 0.170 or less,
a vitrification step of producing a glass containing 0.0189 to 1.27 parts by mass of manganese (however, the valence is not limited) with respect to the total 100 parts by mass of oxides of the above component group;
a heat treatment step of heat-treating the glass to precipitate Mn 4+ -doped Li 2 Ge 4 O 9 crystals and/or LiNaGe 4 O 9 crystals therein to obtain crystallized glass;
with
The heating temperature (Z) when melting the raw material in the vitrification step is set to 1200° C. or more and 1350° C. or less,
A method for producing crystallized glass, wherein the heat treatment temperature (W) in the heat treatment step is 520 to 540°C.
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