KR20060088555A

KR20060088555A - 광학 유리 및 광학 소자 제조 방법

Info

Publication number: KR20060088555A
Application number: KR1020067007186A
Authority: KR
Inventors: 도모유키 고바야시; 준 사사이; 슈지 마츠모토; 나오키 스기모토
Original assignee: 아사히 가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2003-10-30
Filing date: 2004-10-22
Publication date: 2006-08-04
Also published as: US7563736B2; WO2005042424A1; US20060194686A1; CN1874968A

Abstract

파장 400nm 의 빛에 대한 내부 투과율의 1mm 두께 환산값이 90% 이상인 광학 유리로서, B₂O₃ 을 25 몰% 이상, TeO₂ 를 0.1∼20 몰% 함유하는 광학 유리. La₂O₃ 을 함유하는 상기 광학 유리. 유리 전이점 ≤ 650℃, 633nm 에서의 굴절률 ≥ 1.70 인 상기 광학 유리. 상기 광학 유리로 이루어지는 광학 소자의 제조 방법으로서, 용융 상태의 상기 광학 유리를 백금 합금제 유출 파이프의 유출구로부터 적하시켜 프리폼으로 하고, 이것을 정밀 프레스 성형하는 광학 소자 제조 방법.

Description

광학 유리 및 광학 소자 제조 방법{OPTICAL GLASS AND PROCESS FOR PRODUCING OPTICAL DEVICE}

본 발명은, 정밀 프레스 성형에 바람직한 광학 유리 및 광학 유리로 이루어지는 광학 소자 (렌즈 등) 의 제조 방법에 관한 것이다.

CD 등의 광기록 매체에의 기록은 레이저광을 콜리메이트 렌즈에 의해 평행광으로 하고, 이것을 대물 렌즈에 의해 집광하여 행해진다.

이와 같은 용도에 사용되는 렌즈는 통상, 구면 형상 또는 비구면 형상이고, 유리 또는 수지의 프리폼을 연화 온도까지 가열하고 정밀 프레스하여 제작된다.

유리를 정밀 프레스하여 렌즈를 제작하는 경우, 유리의 프리폼은 통상, 용융 유리를 백금 또는 백금 합금 (이하, 이들을 백금 등으로 총칭한다.) 으로 이루어지는 유출 파이프의 유출구로부터 적하시켜 제작된다. 이 경우 유출 파이프의 유출구 선단부의 외측을 용융 유리가 젖어드는 현상 및 이 현상에 의해 프리폼의 맥리가 강해지고, 또한 프리폼의 질량 편차율이 커지는 것이 알려져 있다.

상기 현상이 용융 유리와 백금 등의 접촉각이 작은 것에 기인하는 것에 주목하여, 이 접촉각을 크게 할 수 있는 유리가 제안되어 있다 (일본 특허 공보 제3270022호 참조.).

발명이 해결하고자 하는 과제

최근 정밀 프레스에 의하여 제조되는 유리 렌즈의 소형화가 급속하게 진행되고 있다. 그 결과, 예를 들어 DVD 의 픽업용 대물 렌즈 제조에 사용되는 프리폼은 수십 mg 에서 수백 mg 정도의 매우 경량인 것으로 되어 가고 있다. 이에 따라서, 상기 유출구 선단부의 직경은 보다 작아지고 상기 용융 유리가 젖어드는 현상이 현저해져, 프리폼의 질량 편차율이 증대되는 문제가 일어나고 있다.

그러나, 상기 접촉각을 크게 할 수 있는 유리 (이하, 종래 유리라고 한다.) 에서는 이와 같은 문제를 충분하게는 해결할 수 없고, 접촉각을 보다 크게 할 수 있는 유리가 요구되고 있었다.

또한, 청색 레이저를 사용하는 DVD (이하, 청색 DVD 라고 한다.) 등에 사용되는 렌즈에는, 굴절률이 높고, 아베수가 크고, 또한 파장이 400nm 인 빛의 투과율이 높은 것이 요구된다.

굴절률이 낮은 렌즈이면, 개구수가 작아지고, 예를 들어 대물 렌즈에 사용하였을 때에 렌즈와 기록 매체 표면의 거리가 현저하게 작아져 렌즈와 기록 매체가 접촉할 우려가 강해진다.

또한, 아베수가 작은 렌즈이면, 파장 분산이 현저해져, 레이저의 파장 드리프트시에 빛의 초점이 맞지 않게 될 우려가 있다.

또한, 상기 투과율이 낮은 렌즈이면, 기록 매체의 기록 부분에 조사되는 레이저광 강도가 불충분해져 조사 시간을 길게 하지 않으면 안되게 되어, 판독 및 기입 속도가 늦어질 우려가 있다.

그러나, 종래 유리는 SiO₂ 및 B₂O₃ 을 함유하고, 그들의 질량 백분율 표시 함유량의 비 SiO₂/B₂O₃이 0.78 보다 큰 것을 특징으로 하는 것으로, 이와 같은 요구를 충분하게는 만족할 수 없었다. 즉, SiO₂ 함유에 의해 유리 전이점 (Tg) 이 높아지기 때문에 Li₂O 함유량을 증가시켜 Tg 가 높아지지 않도록 하지 않으면 안되고, 그 결과 굴절률이 저하하고, 실투하기 쉬워지는 등의 문제가 발생할 우려가 있었다. 또한, Tg 를 높게 하지 않고 굴절률을 높게 하기 위하여 TiO₂ 또는 Nb₂O₅를 첨가하면 파장 400nm 부근의 투과율이 저하할 우려가 있는 등의 문제가 있었다.

본 발명은 이상과 같은 문제를 해결할 수 있는 광학 유리 및 광학 소자 제조 방법의 제공을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명은, 파장 400nm 의 빛에 대한 내부 투과율의 1mm 두께 환산값이 90% 이상인 광학 유리로, B₂O₃을 25 몰% 이상, TeO₂ 를 0.1∼20 몰% 함유하는 광학 유리를 제공한다.

또한, 본 발명은, 상기 광학 유리로 이루어지는 광학 소자의 제조 방법으로서, 용융 상태의 상기 광학 유리를 백금제 또는 백금 합금제의 유출 파이프의 유출구로부터 적하시켜 프리폼으로 하고, 이 프리폼을 정밀 프레스 성형하여 광학 소자로 하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 제조 방법을 제공한다.

본 발명자는, 앞서 서술한 바와 같은 용도에 적용 가능한 광학 유리에 TeO₂ 를 함유시킴으로써 용융 상태의 당해 유리와 백금 등의 접촉각을 크게 할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명에 이르렀다.

발명의 효과

본 발명에 의하면, 백금 등과의 접촉각이 큰 광학 유리가 얻어지고, 이에 의해 경량의 프리폼에 있어서도 질량 편차율을 작게 할 수 있어 프리폼 제작 효율을 높게 할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, SiO₂ 를 함유하지 않는 광학 유리에 관해서도 상기 접촉각을 크게 하는 것이 가능해지고, 굴절률, 파장 400nm 에서의 투과율 및 아베수를 높게 하는 것이 가능해진다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명의 광학 유리 (이하, 본 발명의 유리라고 한다.) 의, 파장 400nm 의 빛에 대한 내부 투과율의 1mm 두께 환산값 (T₄₀₀) 은, 바람직하게는 95% 이상, 보다 바람직하게는 98% 이상이다.

파장 λ 의 빛에 대한 내부 투과율의 1mm 두께 환산값 (T) 는 예를 들어 다음과 같이 하여 측정된다.

양면이 경면 연마되고, 크기가 2cm×2cm, 두께가 1mm 와 5mm 인 2 장의 판 형상 시료에 관하여, 히타치 제작소사 제조 분광 광도계 U-3500 (상품명) 을 사용하여 파장 λ 의 빛에 대한 투과율을 측정한다. 측정에 의해 얻어진 두께가 1mm, 5mm 의 판 형상 시료의 투과율을 각각 T₁, T₅로 하고, 다음 식에 의해 T 를 산출한다.

T = 100×exp[(2/3)×log_e(T₅/T₁)].

본 발명의 유리의, 파장 400∼800nm 의 빛에 대한 내부 투과율의 1mm 두께 환산값의 최소값 (T_min) 은 97% 이상인 것이 바람직하다. T_min 이 97% 미만에서는 가시광에서의 범용 렌즈, 다파장 호환의 광기록용 렌즈로서 사용하는 것이 곤란해질 우려가 있다. 예를 들어 청색 DVD 의 대물 렌즈로서 사용하고자 하는 경우에는, T_min 은 바람직하게는 98% 이상, 보다 바람직하게는 99% 이상이다.

본 발명의 유리의, 파장 633nm 의 빛에 대한 굴절률 (n) 은 1.70 이상인 것이 바람직하다. n 이 1.70 미만에서는 광기록 매체에의 기록에 적용 가능한 얇기이고 또한 원하는 개구수를 갖는 대물 렌즈를 얻는 것이 곤란해질 우려가 있다. n 은 보다 바람직하게는 1.78 이상이다.

본 발명의 유리의 아베수 (υ_d) 는 35 이상인 것이 바람직하다. υ_d가 35 미만에서는, 청색 DVD 의 대물 렌즈로서 사용하는 것이 곤란해질 우려가 있다. υ_d는 보다 바람직하게는 40 이상이고, 전형적으로는 55 이하이다.

본 발명의 유리의 Tg 는 650℃ 이하인 것이 바람직하다. Tg 가 650℃ 초과에서는 프레스 온도가 지나치게 높아져 정밀 프레스에 사용되는 형을 반복하여 사용하는 것이 곤란해질 우려가 있다. Tg 는 보다 바람직하게는 630℃ 이하, 특히 바람직하게는 560℃ 이하이다.

액상 온도 (T_L) 보다도 20℃ 이상 높은 용융 상태에 있어서의 본 발명의 유리의 백금에 대한 접촉각 (θ) 은 65° 이상인 것이 바람직하다. θ 가 65° 미만에서는, 예를 들어 픽업용 대물 렌즈를 정밀 프레스에 의하여 제조하는 경우에 사용되는 프리폼의 질량 편차율이 지나치게 커져 프리폼 제작 효율이 저하할 우려가 있다. θ 는 보다 바람직하게는 80° 이상이다. 또, 유리로부터 B (붕소) 등의 휘산 성분이 휘산하여 θ 의 측정값이 영향을 받는 것을 방지하기 위하여, θ 의 측정 온도와 T_L 의 차는 전형적으로는 100℃ 또는 그 이하로 하고, 또한, 유리의 온도를 상승시켜 T_L 에 도달 후 θ 의 측정이 종료하기까지의 시간은 전형적으로는 2 분간 이하로 하는 것이 바람직하다.

θ 는 예를 들어 다음과 같이 하여 측정된다.

4mm×4mm×4mm 의 블록 형상의 유리 샘플을 백금제의 판 위에 올리고, 이것을 적외선 집중 가열로 안에 넣어 소정의 측정 온도까지 승온한다. 당해 측정 온도에 있어서의 용융 유리와 백금제판의 접촉부를 동 가열로의 측벽에 형성된 관찰창으로부터 관찰하여 접촉각을 측정한다. 측정 온도와 T_L 의 차는 전형적으로는 100℃ 또는 그 이하이다.

본 발명의 유리는 전형적으로는 1000℃ 이상의 온도에서 용해하여 제작되는데 그 용해에는 통상, 백금 등으로 이루어지는 도가니 등이 사용된다.

다음으로, 본 발명의 유리의 성분과 그 함유량에 관하여 몰% 를 단순히 % 로 표시하여 설명한다. 또, 예를 들어 「유리 X 가 TeO₂ 를 20 몰% 함유한다.」 란 「유리 X 는 Te 를 함유하고, 그 Te 가 TeO₂ 의 형태로 존재한다고 하여 나타낸 함유량이 20 몰% 이다.」 의 의미이다. 또한, 유리가 다가 원소를 함유할 때에는 그 다가 원소는 가장 가수가 작은 산화물의 형태로 존재한다고 하고, 통상적으로는 산화물을 형성하지 않는 할로겐 원소 등에 관해서는 원자의 형태로 존재한다고 하여 몰% 표시 함유량을 산출한다.

B₂O₃ 은 Tg 의 상승을 방지하여 정밀 프레스를 가능하게 하는 등을 위한 성분으로, 필수적이다. 그 함유량이 25 몰% 미만에서는 Tg 가 지나치게 높아진다. B₂O₃ 은 바람직하게는 30 몰% 이상이다.

또한, 그 함유량은 70% 이하인 것이 바람직하다. B₂O₃ 이 70% 초과에서는 n 이 작아지고, 내수성 등의 화학적 내구성이 저하하는 등의 우려가 있고, 보다 바람직하게는 65% 이하이다.

TeO₂ 는 θ 를 크게 하기 위한 성분으로, 필수적이다. TeO₂ 가 0.1% 미만에서는 θ 가 충분하게는 커지지 않고, 바람직하게는 0.5% 이상, 보다 바람직하게는 1% 이상, 특히 바람직하게는 1.5% 이상이다. θ 를 특히 크게 하고자 하는 경우, 예를 들어 86° 이상으로 하고자 하는 경우 등에는 TeO₂ 는 3% 이상인 것이 바람직하다. TeO₂ 가 20% 초과에서는, υ_d가 지나치게 작아지고, 유리 용해를 백금제의 도가니 등을 사용하여 행하는 경우 유리의 착색이 강해지는 등의 우려가 있고, 바람직하게는 15% 이하, 보다 바람직하게는 10% 이하이다.

La₂O₃ 은 필수적이지는 않지만, PbO 를 함유하지 않고 n 을 크게 하고, 또한 υ_d를 크게 하고자 하는 등의 경우에는 함유하는 것이 바람직하다.

La₂O₃ 을 함유하는 경우 그 함유량은 1∼35% 인 것이 바람직하다. La₂O₃ 이 1% 미만에서는 n 또는 υ_d가 작아질 우려가 있고, 보다 바람직하게는 5% 이상, 특히 바람직하게는 12% 이상이다. La₂O₃ 이 35% 초과에서는 유리화되기 어려워지고, Tg 가 높아지는 등의 우려가 있고, 보다 바람직하게는 30% 이하, 더욱 바람직하게는 25% 이하, 특히 바람직하게는 20% 이하, 가장 바람직하게는 17% 이하이다.

ZnO 는 필수적이지는 않지만, 유리를 안정화시키는 등을 위하여 함유해도 된다. ZnO 를 함유하는 경우 그 함유량은 5% 이상 또는 25% 이하인 것이 바람직하다. ZnO 가 5% 미만에서는 유리 안정화 등의 효과가 불충분해질 우려가 있고, 바람직하게는 7% 이상이다. ZnO 가 25% 초과에서는 Tg 가 높아지는 등의 우려가 있고, 보다 바람직하게는 20% 이하, 더욱 바람직하게는 18% 이하, 특히 바람직하게는 18% 이하, 가장 바람직하게는 12% 이하이다.

SiO₂ 는 필수적이지는 않지만, 유리를 안정화시키는 등을 위하여 함유해도 된다. SiO₂ 를 함유하는 경우 그 함유량은 15% 이하인 것이 바람직하다. SiO₂ 가 15% 초과에서는 Tg 가 높아지는 등의 우려가 있고, 보다 바람직하게는 10% 이하이다.

GeO₂ 는 필수적이지는 않지만, 유리를 안정화시키고, n 을 커지게 하고, 성형시의 실투를 억제하는 등을 위하여 함유해도 된다. GeO₂ 를 함유하는 경우 그 함유량은 1% 이상 또는 20% 이하인 것이 바람직하다. GeO₂ 가 1% 미만에서는 유리 안정화 등의 효과가 불충분해질 우려가 있고, 보다 바람직하게는 3% 이상이다. GeO₂ 가 20% 초과에서는 Tg 가 높아지는 등의 우려가 있고, 보다 바람직하게는 15% 이하이다.

SiO₂ 및 GeO₂ 를 함유하는 경우 그들의 함유량의 합계는, 바람직하게는 20% 이하, 보다 바람직하게는 10% 이하이다.

B₂O₃ 및 GeO₂ 를 함유하는 경우 그들의 함유량의 합계는 30∼70% 인 것이 바람직하다.

Li₂O 는 필수적이지는 않지만, 유리를 안정화시키고, Tg 를 저하시키는 등을 위하여 함유해도 된다. Li₂O 를 함유하는 경우 그 함유량은 1% 이상 또는 15% 이하인 것이 바람직하다. Li₂O 가 1% 미만에서는 유리 안정화 등의 효과가 불충분해질 우려가 있다. Li₂O 가 15% 초과에서는 실투하기 쉬워질 우려가 있고, 보다 바람직하게는 10% 이하, 특히 바람직하게는 8% 이하이다.

Na₂O, K₂O, Rb₂O 및 Cs₂O 는 모두 필수적이지는 않지만, 유리의 용해 온도를 저하시키는 등을 위하여 함유해도 된다. 이들 중의 1 종 이상을 함유하는 경우 그들의 함유량의 합계는 10% 이하인 것이 바람직하다. 당해 합계가 10% 초과에서는 유리가 불안정해지고, n 또는 경도가 작아지는 등의 우려가 있다. 경도를 크게 하고자 하고, 화학적 내구성을 향상시키고자 하는 등의 경우에는 이들은 모두 함유하지 않는 것이 바람직하다.

MgO, CaO, SrO 및 BaO 는 모두 필수적이지는 않지만, 유리를 안정화시키고, n 또는 밀도를 조정하는 등을 위하여 함유해도 된다. 이들 중의 1 종 이상을 함유하는 경우 그들의 함유량의 합계는 20% 이하인 것이 바람직하다. 당해 합계가 20% 초과에서는 유리가 오히려 불안정해지고, n 이 작아지는 등의 우려가 있고, 보다 바람직하게는 15% 이하이다.

ZrO₂, In₂O₃, Gd₂O₃ 및 Ta₂O₅ 는 모두 필수적이지는 않지만, T₄₀₀ 또는 T_min 을 저하시키지 않고 n 을 높게 하는 등을 위하여 함유해도 된다. 이들 중의 1 종 이상을 함유하는 경우 그들의 함유량의 합계는 40% 이하인 것이 바람직하다. 당해 합계가 40% 초과에서는 유리가 불안정해질 우려가 있고, 바람직하게는 25% 이하, 보다 바람직하게는 20% 이하이다.

Nb₂O₅ 및 WO₃ 은 모두 필수적이지는 않지만, n 을 크게 하는 등을 위하여 함유해도 된다. Nb₂O₅ 또는 WO₃ 을 함유하는 경우 그들의 함유량의 합계는 15% 이하인 것이 바람직하다. 당해 합계가 15% 초과에서는 유리가 불안정해지고, T₄₀₀ 또는 T_min 이 저하하는 등의 우려가 있고, 보다 바람직하게는 7% 이하이다. 또, T₄₀₀ 또는 T_min 을 높게 하고자 하는, 예를 들어 97% 이상으로 하고자 하는 경우에는 Nb₂O₅ 및 WO₃ 모두 함유하지 않는 것이 바람직하다.

Ga₂O₃ 은 필수적이지는 않지만, 유리를 안정화시키고, n 을 크게 하는 등을 위하여 함유해도 된다. Ga₂O₃ 을 함유하는 경우 그 함유량은 1% 이상 또는 20% 이하인 것이 바람직하다. Ga₂O₃ 이 1% 미만에서는 유리 안정화 등의 효과가 불충분해질 우려가 있고, 보다 바람직하게는 2% 이상이다. Ga₂O₃ 이 20% 초과에서는 Tg 가 높아질 우려가 있고, 보다 바람직하게는 15% 이하, 특히 바람직하게는 10% 이하이다.

Y₂O₃ 은 필수적이지는 않지만, n 을 높게 하고, 성형시의 실투를 억제하는 등을 위하여 함유해도 된다. Y₂O₃ 을 함유하는 경우 그 함유량은 1% 이상 또는 20% 이하인 것이 바람직하다. Y₂O₃ 이 1% 미만에서는 n 을 높게 하는 등의 효과가 불충분해질 우려가 있고, 보다 바람직하게는 2% 이상이다. Y₂O₃ 이 20% 초과에서는 Tg 가 높아질 우려가 있고, 보다 바람직하게는 10% 이하, 특히 바람직하게는 5% 이하이다.

F 는 필수적이지는 않지만, Tg 를 저하시키는 등을 위하여 함유해도 된다. F 를 함유하는 경우 그 함유량은 3% 이하인 것이 바람직하다. F 가 3% 초과에서는, n 이 작아지고, 유리가 불안정해지고, 용해시의 휘산이 현저해져 맥리가 강해지는 등의 우려가 있다. n 을 보다 크게 하고자 하는 경우에는 F 는 함유하지 않는 것이 바람직하다.

본 발명의 유리는 이상에서 서술한 성분으로 이루어지는 것이 전형적이지만, 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 그 이외의 성분을 함유해도 되는 것은 물론이다.

그러나, PbO 및 Tl₂O 는 모두 함유하지 않는 것이 바람직하다.

또한, FeO 는 불순물로서 불가피하게 함유될 우려가 높은 것이지만, T₄₀₀ 또는 T_min 을 저하시키는 성분이기 때문에 그 함유량은 0.0001% 이하로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 유리의 바람직한 양태로서, 하기 산화물 기준의 몰% 표시로, B₂O₃ 25∼70%, La₂O₃ 5∼30%, ZnO 5∼25%, Ga₂O₃ 1∼20%, Li₂O 0∼15%, GeO₂ 0∼20%, Y₂O₃ 0∼10%, TeO₂ 0.1∼20%, ZrO₂+In₂O₃+Gd₂O₃+Ta₂O₅ 0∼20% 로부터 본질적으로 되고, B₂O₃+GeO₂ 가 30∼70% 인 것을 들 수 있다.

본 발명에 있어서의 광학 소자란 전형적으로는 렌즈, 프리즘, 미러이다.

본 발명의 광학 소자 제조 방법에 있어서는, 용융 상태의 본 발명의 유리를 백금 등의 유출 파이프의 유출구로부터 적하시키는 주지의 방법으로, 전형적으로는 구 형상의 프리폼을 제작한다. 이 때 θ 가 크기 때문에 상기 유출구의 선단부 외측에 있어서의 용융 유리가 젖어드는 것은 억제되고, 상기 프리폼의 질량 편차율은 작아진다.

상기 프리폼으로부터 주지된 정밀 프레스 성형 방법에 의하여 원하는 형상의 광학 소자가 제조된다.

본 발명의 광학 소자 제조 방법에 의하여 제조된 렌즈는, CD, CD-R, CD-RW, DVD, MO 등의 광기록 매체의 기록 또는 판독을 파장 400∼800nm 의 레이저광을 사용하여 행하는 경우의 대물 렌즈, 가시∼근자외 레이저용 콜리메이트 렌즈 등에 바람직하다.

표 1 의 B₂O₃∼FeO 의 란에 몰% 표시로 나타내는 조성의 유리가 얻어지도록 원료를 조합하여 백금제 도가니에 넣고, 1100∼1200℃ 에서 1 시간 용해하였다. 이 때 백금제 스터러에 의해 0.5 시간 교반하여 용융 유리를 균질화하였다. 균질화된 용융 유리는 흘려보내 판 형상으로 성형 후, 서서히 냉각을 시켰다. 예 1∼6 은 실시예, 예 7 은 비교예이다.

원료로는, 칸토 화학사 제조의 모두 특급인 산화붕소, 산화아연, 탄산리튬, 질산리튬, 이산화지르코늄, 신에쓰 화학 공업사 제조의 모두 순도 99.9% 이상인 산화란탄, 산화이트륨, 산화가돌리늄, 레어메탈사 제조의 특급 산화갈륨, 신코오 화학 공업사 제조의 순도 99.999% 이상의 이산화텔루르, 코쥰도 화학 연구소사 제조의 순도 99.9% 이상의 산화탄탈을 사용하였다.

얻어진 유리에 관하여, Tg (단위 : ℃), 100∼300℃ 에 있어서의 평균 선팽창 계수 α (단위 : ×10^-7/℃), T₄₀₀ (단위 : %), T_min (단위 : %), n, 파장 405nm 의 빛에 대한 굴절률 n', 아베수 υ_d, T_L (단위 : ℃), θ (단위 : °), 앞서 예시한 측정 방법에 의하여 θ 측정 후 샘플을 실온까지 냉각하고 유리와 백금제 판의 계면에 있어서의 유리 표면과 백금제 판의 이루는 각도 θ' (단위 : °) 를 측정하였다. 표 중의 「-」 는 측정하지 않은 것을 나타낸다.

또, θ' 는 일반적으로, 냉각시에 유리가 수축하여 액면이었던 면의 높이가 낮아진다는 이유에 의해 θ 보다 작아지고, 또한, 냉각시의 조건의 영향을 받기 쉽기 때문에 θ 의 대소 관계와 θ' 의 대소 관계는 반드시는 일치하지 않는다.

Tg, α, n, n', υ_d 및 T_L 의 측정 방법을 이하에 서술한다.

Tg : 직경 5mm, 길이 20mm 의 원주 형상으로 가공한 샘플에 관하여 리가쿠사 제조 열기계 분석 장치 TMA8140 (상품명) 을 사용하여 5℃/분의 승온 속도로 측정하였다.

α : 직경 5mm, 길이 20mm 의 원주 형상으로 가공한 샘플에 관하여 리가쿠사 제조 열기계 분석 장치 TMA8140 (상품명) 을 사용하여 5℃/분의 승온 속도로 측정하였다.

n : 양면이 경면 연마된, 크기가 2cm×2cm, 두께가 1mm 인 판 형상 시료를, Metricon 사 제조 굴절률 측정 장치 Model2010 PRISM COUPLER (상품명) 에 의해 측정하고, 파장 633nm 의 빛에 대한 굴절률을 얻었다.

n', υ_d: 유리를 한 변이 30mm, 두께가 10mm 인 삼각 형상 프리즘으로 가공하고, 카르뉴 광학사 제조 정밀 분광계 GMR-1 (상품명) 에 의해 측정하였다.

T_L : 4mm×4mm×4mm 의 유리 블록을, Pt 합금 (Pt 가 95%, Au 가 5%) 의 접시에 올리고, 유리가 연화되는 온도보다도 100℃ 이상 높은, 소정 온도의 전기로 내에서 5 시간 유지한 후, 로 외로 꺼내어 정치하였다. 그 후, 유리를 육안, 또는 200 배 배율의 현미경으로 관찰하여, 결정 성분이 관찰되지 않은 온도 중에서, 가장 낮은 온도를 T_L 로 하였다.

또한, 표 2∼4 의 B₂O₃ 에서 Na₂O, WO₃ 또는 Nb₂O₅ 까지의 란에 몰% 표시로 나타내는 조성의 유리가 얻어지도록 원료를 조합하여 백금제 도가니에 넣고, 1100∼1200℃ 에서 1 시간 용해하였다. 이 때 백금제 스터러에 의해 0.5 시간 교반하여 용융 유리를 균질화하였다. 균질화된 용융 유리는 흘려보내 판 형상으로 성형 후, 서냉을 행하였다.

원료로는, 칸토오 화학사 제조의 특급 산화붕소, 산화아연, 탄산리튬, 질산리튬, 이산화지르코늄, 탄산나트륨, 산화티탄, 산화알루미늄, 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 탄산스트론튬, 탄산바륨, 신에쓰 화학 공업사 제조의 순도 99.999% 산화란탄, 순도 99.9% 산화란탄, 산화이트륨, 산화가돌리늄, 레어메탈사 제조의 특급 산화갈륨, 신코오 화학 공업사 제조의 순도 99.999% 이상의 이산화텔루르, 아사히메탈사 제조의 특급 산화니오브, 산화탄탈, 산화텅스텐, 코쥰도 화학 연구소사 제조의 순도 99.999% 이상의 산화아연, 동 회사 제조의 순도 99.9% 이상의 산화란탄, 산화이트륨, 산화붕소, 산화갈륨을 사용하였다.

예 8∼32 의 유리에 관해서도 예 1∼7 에 관하여 행한 바와 동일하게 하여, Tg, α, T_min, n, n', υ_d 를 측정하였다. 결과를 표에 나타낸다.

Claims

파장 400nm 의 빛에 대한 내부 투과율의 1mm 두께 환산값이 90% 이상인 광학 유리로서, B₂O₃을 25 몰% 이상, TeO₂ 를 0.1∼20 몰% 함유하는 광학 유리.
제 1 항에 있어서,

La₂O₃ 을 함유하는 것을 특징으로 하는 광학 유리.
제 2 항에 있어서,

하기 산화물 기준의 몰% 표시로, B₂O₃ 25∼70%, La₂O₃ 5∼30%, ZnO 5∼25%, Ga₂O₃ 1∼20%, Li₂O 0∼15%, GeO₂ 0∼20%, Y₂O₃ 0∼10%, TeO₂ 0.1∼20%, ZrO₂+In₂O₃+Gd₂O₃+Ta₂O₅ 0∼20% 로부터 본질적으로 되고, B₂O₃+GeO₂ 가 30∼70% 인 것을 특징으로 하는 광학 유리.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

유리 전이점이 650℃ 이하, 파장이 633nm 인 빛에 대한 굴절률이 1.70 이상인 것을 특징으로 하는 광학 유리.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

아베수가 35 이상인 것을 특징으로 하는 광학 유리.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 유리로 이루어지는 광학 소자의 제조 방법으로서, 용융 상태의 상기 광학 유리를 백금제 또는 백금 합금제의 유출 파이프의 유출구로부터 적하시켜 프리폼으로 하고, 이 프리폼을 정밀 프레스 성형하여 광학 소자로 하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 제조 방법.