KR100946310B1 - 비스무트 산화물을 포함하는 광학유리 - Google Patents

Abstract

굴절률(n_d)이 1.85 이상이고, 아베수(Abbe number, V_d)가 10 내지 30 범위 내이며, 정밀 몰드 프레스에 의한 성형에 사용하기 적합한 광학유리를 제공한다. 상기 광학유리는 각 성분은 산화물 기준 몰%로 하여, 3 내지 60%의 B₂O₃ + SiO₂, 25 내지 80%의 Bi₂O₃, 5 내지 60%의 RO + Rn₂O(여기서, R은 Zn, Ba, Sr, Ca, 및 Mg로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 나타내며, Rn은 Li, Na, K, 및 Cs로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 나타낸다.)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 가시영역에서 투명도가 높으며, 전이점(Tg)이 480℃ 이하인 것을 특징으로 한다. 상기 광학유리는 두께가 10mm인 경우, 600nm의 파장에서 분광투과율이 70% 이상인 것을 특징으로 한다.

Description

비스무트 산화물을 포함하는 광학유리{OPTICAL GLASS CONTAINING BISMUTH OXIDE}

본 발명은 가시 영역에서 높은 투명도를 가지고 있으며, 굴절률(n_d)은 1.85이상이고, 아베수(Abbe number, V_d)가 10 내지 30 범위 내인 광학상수를 가지고 있어서 정밀 몰드 프레스에 의한 성형에 사용하기 적합한 광학유리에 관한 것이다.

종래, 고굴절률과 고분산 영역을 가진 광학유리는 다량의 산화납을 포함하는 조성물이 전형적이다. 적절한 유리 안정도와 낮은 유리 전이점(Tg) 때문에, 광학유리는 정밀 몰드 프레스(mold press) 성형에 사용되어 왔다. 예를 들어, 특허문헌 1에는 산화 납을 다량으로 포함하고 있는 정밀 몰드 프레스용 광학유리에 대해 개시되어 있다.

그러나, 정밀 몰드 프레스에 의해 성형이 이루어질 때 몰드의 산화를 막기 위해 환원조건을 유지하여야 한다. 따라서 유리 성분이 산화납을 포함하고 있다면, 유리 표면으로부터 환원된 납이 석출되어 몰드 표면에 달라붙게 된다. 그 결 과, 몰드의 정밀한 면이 지속 될 수 없다는 문제점이 있다. 또한, 산화납은 환경에 유해하기 때문에 산화납이 없는 유리가 요구되고 있다.

이러한 필요성에 맞추어, 고굴절률과 고분산 영역을 가지면서, 산화납을 함유하고 있지 않은 많은 종류의 프레스 성형용 광학유리가 개발되어 왔다. 그러나, 이들 대부분은 인산염 타입이다. 예를 들어, 특허문헌 2와 특허문헌 3에는 P₂O₅ - Nb₂O₅ - WO₃ - (K₂O, Na₂O, Li₂O) 타입의 유리가 개시되어 있으며, 특허문헌 4에는 P₂O₅ - Nb₂O₅ - TiO₂ - Bi₂O₃ - Na₂0 타입의 유리가 개시되어 있다. 그러나, 이러한 종류의 유리의 다수는 비록 Tg가 낮다고는 하나, 480℃ 보다는 높은 Tg를 가지고 있다. 더욱이 고굴절률과 고분산값을 얻기 위하여 많은 양의 Nb₂O₅을 포함하고 있다; 따라서, 유리의 실투저항성은 그다지 높지 않다. 더욱이, 굴절률이 1.95 이상이고, 분산값이 20 이하의 광학상수를 가지고 있는 광학유리는 인산염 타입의 유리로부터 얻을 수 없었다.

더욱이, 다량의 Bi₂O₃를 포함하는 조성물은 낮은 Tg를 가지고 있다고 알려져 있다. 예를 들어, 비특허문헌 1,2,3, 및 4에서 Bi₂O₃ - Ga₂O₃ - PbO 타입의 유리, Bi₂O₃ - Ga₂O₃ - (Li₂O, K₂O, Cs₂O) 타입의 유리, 그리고 Bi₂O₃ - GeO₂ 타입의 유리가 개시되어 있다. 비록 이런 종류의 유리가 48O℃ 이하의 Tg값을 가진다 하더라도, 유리의 흡수한계 값은 450nm를 넘게 된다. 그러므로, 가시광선 영역에서의 투명도를 현저하게 잃게 될 것이고, 따라서, 이런 종류의 유리는 가시광선 영역에서 고투 명도가 요구되는 광학 렌즈로는 사용될 수 없다.

[특허문헌 1] 일본특허출원 공개번호 평l-308843호

[특허문헌 2] 일본특허출원 공개번호 제2003-321245호

[특허문헌 3] 일본특허출원 공개번호 평8-157231호

[특허문헌 4] 일본특허출원 공개번호 제2003-300751호

[비특허문헌 1] 유리 물리 및 화학(Physics and Chemistry of Glasses), pll9, Vol. 27, No. 3, 1986. 6

[비특허문헌 2] 유리 기술(Glass Technology), p106, Vol. 28, No. 2, 1987. 4

[비특허문헌 3] 미국 세라믹 학회 학회지(American Ceramic Society Bulletin), p1543, Vol. 71, No. 10, 1992. 10

[비특허문헌 4] 미국 세라믹 학회 학회지(American Ceramic Society Bulletin), p1017, Vol. 77, No. 4, 1994. 10

본 발명에 의해 해결되는 기술적 과제

본 발명의 목적은 1.85 이상의 굴절률, 10 내지 30 범위 내의 아베수(V_d), 및 가시광선 영역에서 고투명도를 가지며 유리 전이점(Tg)이 480℃ 이하인, 정밀 몰드 프레스 성형에 적합한 새로운 광학유리를 제공한다.

문제 해결을 위한 수단

본 발명자는 앞에서 언급한 문제를 해결하기 위해 상당한 연구를 한 결과, 종래의 인산염 시스템과는 완전히 다른 다량의 Bi₂O₃를 포함하는 시스템을 얻었고, 소정량의 WO₃를 포함하고, B₂O₃ + SiO₂, 및 ZrO₂ + SnO₂ + Nb₂O₅ + Ta₂O₅ + WO₃를 소정 범위로 함으로써, 유리 전이온도(Tg)를 48O℃ 이하로 유지하면서 가시 영역에서 광학 렌즈용으로 적당한 투명도와 높은 굴절률(n_d= 1.85 이상) 및 낮은 아베수(V_d=10 내지 30)를 가짐을 발견하였다. 또한, 이러한 종류의 유리는 정밀 몰드 프레스용으로 아주 유리하다는 것을 발견함으로써 본 발명을 완성하였다.

특히, 본 발명의 제1의 양상에 따르면, 가시영역의 광에 대해 이용되는 광학유리는 굴절률(n_d)이 1.85 이상이고, 아베수(Abbe number, V_d)가 10 내지 30이며, 산화물 기준 몰(mole)%로 30 내지 80%의 Bi₂O₃, 및 0 내지 1%의 WO₃을 함유하고, 3 내지 60%의 B₂O₃ + SiO₂를 포함한다.

본 발명의 제2의 양상에 따르면, 제1의 양상에 따른 광학유리는 두께가 10mm (광로 길이: 10mm)인 경우, 500nm의 파장에서 70% 이상의 분광투과율을 가진다.

본 발명의 제3의 양상에 따르면, 제1 또는 제2의 양상에 따른 광학유리는 480℃ 이하의 전이점(Tg)을 가진다.

본 발명의 제4의 양상에 따르면, 제1 내지 제3 중 어느 한 양상에 따른 광학유리는 5 내지 60%의 RO + Rn₂O (여기서, R은 Zn, Ba, Sr, Ca, 및 Mg로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 나타내며, Rn은 Li, Na, K, 및 Cs로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 나타낸다.), 및/또는 0 내지 5%의 Sb₂O₃ + As₂O₃를 포함하며, 위의 각 성분은 산화물 기준 몰%이고, 분광투과율 70%를 나타내는 파장은 550nm 이하이다.

본 발명의 제5의 양상에 따르면, 제1 내지 제4 중 어느 한 양상에 따른 광학유리는 B₂O₃ 및/또는 SiO₂의 일부분 또는 전부가 GeO₂로 치환된다.

본 발명의 제6의 양상에 따르면, 제1 내지 제5 중 어느 한 양상에 따른 광학유리는 Al₂O₃ 및/또는 Ga₂O₃ 성분의 1종 또는 2종을 산화물 기준 몰%로 0 내지 20%를 포함한다.

본 발명의 제7의 양상에 따르면, 제1 내지 제6 중 어느 한 양상에 따른 광학유리는 P₂O₅를 산화물 기준 몰%로 0 내지 8%를 포함한다.

본 발명의 제8의 양상에 따르면, 제1 내지 제7 중 어느 한 양상에 따른 광학유리는 TiO₂를 산화물 기준 몰%로 0 내지 20%를 포함한다.

본 발명의 제9의 양상에 따르면, 제1 내지 제8 중 어느 한 양상에 따른 광학유리는 La₂O₃, 및/또는 Y₂O₃, 및/또는 Gd₂O₃ 성분의 1종 또는 그 이상을 산화물 기준 몰%로 0 내지 15%를 포함한다.

본 발명의 제10의 양상에 따르면, 제1 내지 제9 중 어느 한 양상에 따른 광학유리는 ZrO₂, SnO₂, Nb₂O₅, Ta₂O₅, WO₃ 총량이 산화물 기준 몰%로 0.1 내지 5%를 포함한다.

본 발명의 제11의 양상에 따르면, 제1 내지 제10 중 어느 한 양상에 따른 광학유리는 흡수한계가 420nm 이하이다.

본 발명의 12의 양상에 따르면, 제1 내지 제11 중 어느 양상에 따른 광학유리는 산화물 기준 몰%로 B₂O₃/SiO₂ 값(몰% 비율)이 0.2 내지 5이다.

본 발명의 제13이 양상에 따르면, 제1 내지 제12 중 어느 한 양상에 따른 광학유리는 Li₂O, Na₂O, 및 K₂O의 총량은 산화물 기준 몰%로 8%를 초과한다.

본 발명의 제14의 양상에 따르면, 제1 내지 제13 중 어느 한 양상에 따른 광학유리는 La₂O₃, ZrO₂, TiO₂, SrO, Na₂O, 및 Li₂O의 총량은 산화물 기준 몰%로 10%를 초과한다.

본 발명의 제15의 양상에 따르면, 제1 내지 제14 중 어느 한 양상에 따른 광학유리는 정밀 성형용이다.

본 발명의 제16의 양상에 따르면, 광학 소자는 제 15의 양상에 따른 정밀 성형용 유리를 성형하여 얻게 된다.

본 발명의 효과

본 발명의 광학유리는 유리 성분으로 다량의 Bi₂O₃를 포함한다; 그로 인해, 48O℃ 이하의 유리 전이점(Tg)을 유지하면서, 가시 영역에서 광학 렌즈용으로 만족스러운 투명도, 높은 굴절률(n_d = 1.85 이상) 그리고, 낮은 아베수(V_d = 10 내지 30)를 얻을 수 있다. 따라서, 정밀 몰드 프레스에 의한 성형용으로 적합한 광학 유리는 제공될 수 있다.

삭제

삭제

본 발명의 실시를 위한 바람직한 실시예

위에서 언급된 것처럼 본 발명의 광학유리를 구성하고 있는 각 성분의 조성물 범위를 정의하기 위한 동기는 아래에서 설명될 것이다. 각 성분은 산화물 기준 몰%로 표현된다.

B₂O₃ 와 SiO₂ 성분은 유리를 형성하기 위한 산화물이며, 이들 성분 중의 하나는 안정된 유리를 만드는데 필수적인 요소이다. 안정한 유리를 얻기 위해서, 이 성분들의 1종 또는 2종의 전체 함량의 하한은 바람직하게는 3%, 더 바람직하게는 5% 그리고 가장 바람직하게는 10%이다. 그러나, 1.85 이상의 굴절률과 480℃ 이하의 Tg를 얻기 위해서, 함유량의 상한은 바람직하게는 60%, 더 바람직하게는 55% 그리고 가장 바람직하게는 50%이다. 본 발명의 목적은 심지어 만약 이 두 성분이 유리에 단독으로 첨가되더라도 달성될 수 있다; 그러나 이들이 동시 사용은 유리의 용융성, 안정도 및 화학적 내구성을 향상시키고, 가시광선 영역에서 투명성이 향상되기 때문에 더 바람직하다. 또한, 위의 효과를 최대화하기 위해, B₂O₃ /SiO₂의 몰% 비율은 0.2 내지 5의 범위가 바람직하다.

GeO₂ 성분은 유리의 안정성과 굴절률 향상에 효과가 있고 또 나아가 고분산에 기여한다; 따라서, GeO₂는 B₂O₃ 또는 SiO₂의 일부분이나 전부와 치환되기 위해 유리에 도입될 수 있는 임의적인 성분이다. 그러나 이것의 비용 때문에 Tg를 480℃ 이하로 유지하기 위한 상한 함유량은 바람직하게는 50%, 더 바람직하게는 45%, 그리고 가장 바람직하게는 35%이다.

Bi₂O₃ 성분은 유리의 안정성을 향상시키는데 크게 기여하고, 특히 1.85 이상의 굴절률 및 480℃ 이하의 Tg를 얻기 위한 본 발명의 목적을 달성하기 위해 필요하다. 본 발명의 굴절률과 분산은 Bi₂O₃의 양에 강하게 의존하기 때문에, 너무 작은 함량은 바람직한 고굴절률과 고분산은 달성될 수 없을 것이다. 그러나 함량이 너무 높다면, 유리의 안정도는 현저하게 저하된다. 따라서 함량은 25 내지 80%의 범위 내가 바람직하다. 더 바람직한 범위는 25 내지 70% 그리고 더 바람직하게는 25% 내지 60%이다.

RO, Rn₂O (R은 Zn, Ba, Sr, Ca, 및 Mg로 이루어진 군으로부터 1종 또는 그 이상이 선택되며, Rn은 Li, Na, K, 및 Cs로 이루어진 군으로부터 1종 또는 그 이상 선택된다.) 성분은 유리의 용융성과 안정성을 향상시키고 Tg를 낮추는 효과가 있다. 더욱이, 이 성분들은 가시 영역에서 유리의 투명도를 향상시키는 주된 역할을 한다. 따라서 이 성분들 중 하나는 필수적인 요소이다. 이 성분들 중 하나 또는 둘의 전체(RO + Rn₂O) 함량이 너무 낮다면, 상기 효과는 실현될 수 없으며, 함량이 너무 높다면 안정성을 떨어트리는 결과를 가져오게 될 것이다. 따라서, 이 성분들의 전체함량은 5 내지 60%가 바람직하다. 전체 함량은 더 바람직하게는 8 내지 55% 범위 내이며, 특히 바람직하게는 15 내지 50% 범위 내이다. 그러나 RO가 단독으로 첨가된다면, 앞서 언급한 효과를 달성하기 위한 적당한 함량은 5 내지 50% 범위 내이며, 더 바람직하게는 10 내지 40% 범위 내이며, 가장 바람직하게는 15 내지 40% 범위 내이다. RO 성분 중에는, BaO와 ZnO 성분이 가장 효율적이다; 따라서, 이들 중 하나가 첨가되는 것이 바람직하다. 부가적으로, SrO, CaO, 및 MgO 중 하나 또는 둘이 동시에 첨가될 때, 안정성, 화학적 내구성, 그리고 가시 영역에서의 유리의 투명도가 더 나아진다. 따라서 이들 성분 중 1종 또는 2종 및 BaO와 ZnO 중 1종 또는 2종이 동시에 첨가되는 것이 더 바람직하다. 더욱이, Rn₂O가 단독으로 첨가되었을 때, 위에서 언급된 효과가 달성되기 위한 적당한 함량은 바람직하게는 5 내지 45% 범위 내이며, 더 바람직하게는 8 내지 40% 범위 내이며, 가장 바람직하게는 10 내지 40% 범위 내이다. Rn₂O 성분 중, Li₂O 와 Na₂O 성분은 위에서 언급한 효과가 가장 잘 나타난다; 따라서, 이 중 하나 또는 둘 다 포함하는 것이 바람직하다. 그러나 유리의 화학적 내구성을 증가시키기 위해 K₂O와 함께 사용하는 것이 바람직하다. Li₂O, Na₂O, 및K₂O 성분의 전체 함량은 8%가 초과되는 것이 바람직하다. 전체 함량은 더 바람직하게는 8.5% 이상. 그리고 특히 바람직하게는 9% 이상이다.

더욱이, 위에서 언급한 효과를 더 효과 있게 하기 위해, La₂O₃, ZrO₂, TiO₂, SrO, Na₂O, 및 Li₂O의 전체 함량은 산화물 기준 몰%로 미리 결정된 값 또는 그 이상이며, 그리고 위에서 언급된 효과와 함께 시너지 효과도 기대된다. 따라서, La₂O₃, ZrO₂, TiO₂, SrO, Na₂O, 및 Li₂O의 전체 함량은 더 바람직하게는 10%를 초과한다. 그리고 전체 함량은 더 바람직하게는 10.5% 이상이며, 그리고 특히 바람직하게는 11% 이상이다.

Al₂O₃와 Ga₂O₃ 성분은 유리의 용융성과 화학적 내구성을 향상시키는 효과가 있기 때문에 선택적으로 더해질 수 있다. 특히 이들이 B₂O₃ 또는 SiO₂ 또는 GeO₂ 대신 첨가되는 것도 바람직하다. 그러나, B₂O₃ 또는 SiO₂ 또는 GeO₂를 40%를 초과하는 함량으로 포함하고 있는 조성물의 경우에는, 이러한 성분의 첨가는 Tg가 480℃를 초과하게 되는 현상이 일어날 수 있다. 따라서 이런 성분은 B₂O₃ 또는 SiO₂ 또는 GeO₂를 40%이하로 조성물에 첨가되어야하며, 더 바람직하게는 35%이하, 특히 바람직하게는 20%이하가 첨가되어야 한다. 이런 성분의 1종 또는 2종의 전체 함량이 낮은 경우, 그 효과는 아마도 나타나지 않을 것이며, 반면 너무 많은 전체 함량을 가질 경우에는 유리의 용융성이나 안정도를 해치는 결과를 가져올 수도 있으며 Tg도 대폭적으로 상승하게 될 것이다. 따라서 Al₂O₃와 Ga₂O₃의 전체 함량은 0 내지 20%의 범위가 바람직하다. 전체 함량은 더 바람직하게는 0.1 내지 20% 범위이며, 더 더욱 바람직한 것은 0.5 내지 10% 범위 내이며, 특히 바람직하게는 0.5 내지 5%범위이다.

P₂O₅ 성분은 유리의 용융성을 향상시키기는 효과가 있기 때문에 선택적으로 더해질 수 있다. 그 양이 너무 적다면, 그 효과는 나타나지 않을 것이며, 반면 그 양이 너무 많다면 유리의 용융성이 저해될 것이다. 따라서 이 성분의 함량이 0 내지 8% 범위가 바람직하다. 함량은 더 바람직하게는 0.1 내지 8% 범위 내이며, 더 바람직하게는 0.5 내지 5%의 범위 내이며, 특히 바람직하게는 0.5 내지 4% 범위 내이다.

TiO₂ 성분은 유리의 굴절률과 화학적 내구성 향상 그리고 고분산에 기여하는 효과가 있기 때문에 선택적으로 더 더해질 수 있다. 함량이 너무 낮은 경우에는 그 효과가 나타나지 않을 것이며, 전체 함량이 너무 높다면 유리의 용융성과 안정성을 저해할 수 있으며 Tg가 대폭 상승하게 될 것이다. 따라서 이 성분의 함량은 바람직하게는 0 내지 20% 범위 내이다. 함량은 더 바람직하게는 0.1 내지 20% 범위 내이며, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 18% 범위 내이고, 특히 바람직하게는 0.5 내지 15% 범위 내이다.

La₂O₃, Y₂O₃, Gd₂O₃의 성분은 유리의 굴절률과 화학적 내구성 그리고 투명도 향상 그리고 분산의 조정에 효과가 크기 때문에 선택적으로 더 더해질 수 있다. 이 성분의 1종 또는 2종 또는 그 이상의 전체 함량이 너무 낮은 경우, 그 효과는 나타나지 않을 것이며, 너무 많은 전체 함량은 유리의 용융성과 안정도를 저해하는 뿐만 아니라 Tg도 상승하게 된다. 따라서, 적정한 함량은 0 내지 15%의 범위 내이다. 더 바람직한 함량은 0.1 내지 15%이며, 이보다 더 바람직하게는 0.5 내지 15% 범위 내이며, 특히 바람직하게는 0.5 내지 10% 범위 내이다.

ZrO₂, SnO₂, Nb₂O₅, Ta₂O₅, WO₃ 성분은 유리의 굴절률과 화학적 내구성 향상에 효과가 있기 때문에 선택적으로 더 더해질 수 있다. 이 성분의 1종 또는 2종 또는 그 이상의 전체 함량이 너무 낮은 경우, 그 효과는 나타나지 않을 것이며, 너무 많은 전체 함량은 유리의 용융성과 안정도를 저해하며 Tg도 상승하게 될 것이다. 따라서, 적정한 함량은 0 내지 10%의 범위 내이다. 더 바람직한 함량은 0.1 내지 10%이며, 이보다 더 바람직하게는 0.5 내지 8% 범위 내이며, 특히 바람직하게는 0.5 내지 5% 범위 내이다.

Sb₂O₃ 또는 As₂O₃ 성분은 용융시 유리의 탈포를 위해 첨가할 수 있지만, 그 양은 5% 까지가 적당하다.

몰드 프레스용 광학유리로서 부적당한 성분인 PbO를 포함하지 않는 것이 바람직하다.

본 발명의 광학유리는 1.85 이상의 굴절률(n_d)을 가지고 있으며, 아베수(V_d)가 10 내지 30 범위 내이다. 더 바람직한 n_d와 V_d의 범위는 각각 1.90 이상 및 10 내지 25이며, 보다 바람직하게는 각각 1.92 이상 및 10 내지 25이다.

고굴절률 그리고 고분산값과 더불어, 본 발명의 광학유리는 480℃이하의 전이점(Tg)을 가진다. 더 바람직하게는 Tg의 범위는 350 내지 480℃이며, 더 바람직하게는 360 내지 460℃이다.

본 명세서에서 투과율의 측정은 일본 광학 유리 공업회 규격 JOGIS02-1975에 준거하고 있다. 본 발명의 광학유리의 투명성에 대해 유리의 투과율로 표현한다면, 두께 10mm의 샘플을 사용하면, 70%의 분광 투과율에서 파장은 600nm 이하이며, 더 바람직하게는 550nm 이하이며, 그리고 가장 바람직하게는 530nm 이하일 것이다.

본 발명의 광학유리는 이하의 방법에 따라 제조될 수 있다. 특히, 각 출발물질(산화물, 탄산염, 질산염, 인산염, 황산염 등)은 소정량이 칭량되었다. 균일하게 혼합을 한 후, 상기 혼합물을 석영 도가니, 알루미나 도가니, 금 도가니, 백금 도가니, 금 또는 백금의 합금 도가니나 이리듐 합금 도가니 등에 넣고, 혼합물을 800 내지 1250℃에서 2 ~ 10시간 동안 균질화를 위한 교반을 하면서 용광로에서 녹였다. 그 후 온도는 적당한 온도를 내리고, 몰드 등에서 주조하여 유리를 얻을 수 있었다.

이하 실시예에서 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명이 이 실시예에 한정되지는 않는다.

표 1 내지 2에서 나타난 소정의 성분을 함유하는 유리 400g이 제공 되도록 하는 원료를 준비하였다. 균일하게 혼합을 한 후, 그 혼합물을 석영이나 백금 도가니에서 900 내지 1100℃에서 2 내지 3시간 동안 녹였다. 그 후, 온도를 750 내지 900℃까지 낮추었으며 40분 동안 더 두었다. 상기 혼합물은 몰드에서 유리를 제조하기 위해 주조되었다. 만들어진 유리의 성질은 표 1 내지 2에서 보여주고 있다.

투과율의 측정은 일본 광학유리 공업회 규격 JOGIS02에 따라 이루어졌다. 본 발명에서, 착색의 정도가 아닌 투과율을 나타내었다. 구체적으로는, 200 내지 800nm에서 두께 10 ± 0.1 mm의 연마제에 평행하게 대면하고 있는 분광 투과율은 JIS Z8722에 의해 측정되었다. (투과율 70%에서 파장)/ (투과율 5%에서 파장) 값을 보여주고 있으며, 이값은 상기 값을 반올림하여 얻어진 값이다.

전이점(Tg)은 4℃/분(Min)의 승온속도에서 열팽창계로 측정되었다.

굴절률(n_d)과 아베수(V_d)는, 유리를 2시간 동안 전이점(Tg) 부근에서 유지시킨 다음, - 25℃/시(Hr)의 속도로 온도를 서서히 내려서 식힌 후 JOGIS01-2003로 측정하였다.

또한, 위의 실시예와 비슷한 방법으로, 표 1에서 나타내고 있듯이 50 B₂O₃ - 20 SiO₂ - 30 Bi₂O₃(몰%로)의 성분을 가지고 있는 비교예가 제조되었다. 유리는 거의 완전히 실투(불투명)되어, 물리적 성질을 평가하는데 사용될 수 있는 샘플은 얻을 수가 없었다.

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

표 1 내지 2로부터, 실시예에 나타난 모든 유리는 n_d이 1.90 이상, V_d가 10 내지 25 범위 내이며, Tg가 450℃이하라는 것을 알 수 있었다. 유리의 흡수한계는 유리의 두께가 작아짐에 따라 낮은 파장 쪽으로 이동하고, 단파장에서 투명도는 두께에 의존하여 변하기 때문에, 본 발명에서는 10 mm의 두께로, 70% 및 5%의 분광 투과율(λ_70% 그리고 λ_5%)에서의 파장에서 얻어지는 값들로 나타냈으며, 유리의 투명도가 평가되었다. 그 결과는 표1 내지 2에서 보여주고 있다. 본 명세서에서 5%의 분광 투과율을 보이고 있는 파장은 유리 흡수 한계라고 한다. 모든 유리는 70%의 분광 투과율을 나타내는 600nm 이하의 파장과, 가시영역에서 투명도를 제공하면서, 450nm 이하의 흡수 한계를 나타내는 파장을 가지고 있다는 것이 밝혀졌다.

또한, 이런 종류의 유리로 정밀 몰드 프레스를 실험한 결과, 고정밀도의 렌즈를 얻을 수 있었으며, 유리가 몰드에 부착되는 것 없이 양호한 전사성을 나타나게 되었다.

위에서 언급한 바와 같이, 본 발명에 의한 광학유리는 굴절률(n_d)이 1.94 이이상의 광학상수를 가지고, 가시영역에서 투명성이 높으며, 전이점(Tg)이 480℃이하이고, 정밀 몰드 프레스에 의해 성형하기에 적합하다. 또한, 광학유리는 렌즈와 같은 광학 소자를 얻기 위해 용융유리를 직접 성형하는 방법; 렌즈와 같은 광학 소자를 얻기 위해 예비 몰드(몰드로 용융유리를 얻는 것을 통해 성형하는 방법, 프레스 성형 방법, 또는 연삭이나 연마하는 방법에 의해 얻을 수 있다.)를 통해 용융 유리로부터 성형을 미리 할 수 있는 방법 등 어느 방법에도 응용이 가능하다.

더욱이, 본 발명의 광학유리는 근래에 급속히 수요가 증대하고 있는 광통신용 렌즈에 적합하다. 광통신용 렌즈는 반도체 레이저 등의 발광체로부터 방출되는 레이저 광을 광섬유에 고효율로 삽입시키는 기능을 하는 유리렌즈이며, 광통신용 부재에서 빠트릴 수 없는 미세 광학 부품이다. 비록 공 렌즈(ball lense)나 비구면 렌즈 등이 이 렌즈로 사용이 되기는 하나, 그 특성으로 고굴절률일 것이 요구된다. 특히, 본 발명의 광학유리는 비구면 렌즈로서 사용하는 경우에는 정밀 몰드 프레스에 의한 성형에 적합하다.

Claims (16)

1. 산화물 기준의 몰%로 Bi₂O₃을 30 ~ 80%, P₂O₅을 0 ~ 8%, 및 WO₃를 0 ~ 1% 함유하고, B₂O₃ + SiO₂가 3 ~ 60%이며, ZrO₂, SnO₂, Nb₂O₅, Ta₂O₅, 및 WO₃ 함유량의 합계가 0.1 ~ 5%이고, 아베수(V_d)가 10 ~ 30이며, 파장이 500 nm에서 10 mm 두께의 분광 투과율이 70% 이상인 것을 특징으로 하는 가시영역의 광에 대해 이용되는 광학유리.
2. 제1항에 있어서,

   전이점(Tg)이 350℃이상 480℃ 이하인 광학유리.
3. 제1항에 있어서,

   산화물 기준의 몰%로, RO + Rn₂O를 5 ~ 60% (R은 Zn, Ba, Sr, Ca, Mg로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 나타낸다. 또한, Rn은 Li, Na, K, Cs로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 나타낸다.)함유하고, Sb₂O₃ + As₂O₃가 0 ~ 5% 인 것을 특징으로 하는 광학유리.
4. 제1항에 있어서,

   산화물 기준의 몰%로 GeO₂를 50% 이하 함유하는 것을 특징으로 하는 광학유리.
5. 제1항에 있어서,

   산화물 기준의 몰%로 Al₂O₃, 및 Ga₂O₃ 로부터 선택되는 성분의 1종 또는 2종을 0 ~ 20% 함유하는 것을 특징으로 하는 광학유리.
6. 제1항에 있어서,

   산화물 기준의 몰%로 TiO₂을 0 ~ 20% 함유하는 것을 특징으로 하는 광학유리.
7. 제1항에 있어서,

   산화물 기준의 몰%로 La₂O₃, Y₂O₃, 및 Gd₂O₃ 로부터 선택되는 성분의 1종 또는 2종 이상을 0 ~ 15% 함유하는 것을 특징으로 하는 광학유리.
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,

   산화물 기준의 몰%로 B₂O₃/SiO₂값(몰%비)이 0.2 ~ 5인 것을 특징으로 하는 광학유리.
10. 제1항에 있어서,

    산화물 기준의 몰%로, Li₂O, Na₂O, 및 K₂O의 함유량의 합계가 8%를 초과하고 12% 이하인 것을 특징으로 하는 광학유리.
11. 제1항에 있어서,

    산화물 기준의 몰%로, La₂O₃, ZrO₂, TiO₂, SrO, Na₂O, Li₂O의 함유량의 합계가 10%를 초과하고 16% 이하인 것을 특징으로 하는 광학유리.
12. 제 1 항 내지 제7항 및 제9항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 의한 정밀 성형용 광학유리.
13. 제12항에 의한 정밀 성형용 광학유리를 성형하여 이루어지는 광학 소자.
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제