KR20100130201A

KR20100130201A - 플랫 광학 요소 제조 방법, 및 얻어진 요소

Info

Publication number: KR20100130201A
Application number: KR1020107021127A
Authority: KR
Inventors: 줄리앙 셀리에; 아르노 위그나르; 자비에 브라제
Original assignee: 쌩-고벵 글래스 프랑스
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2010-12-10
Also published as: WO2009125133A2; EP2260009A2; TW201002642A; FR2929415B1; FR2929415A1; CN102046547A; JP2011515322A; US20110199687A1; WO2009125133A3

Abstract

본 발명에 따른 방법은 유리 기판의 이온과의 거의 동일한 이동도를 갖는 2개의 이온의 동시적인 이온 교환에 기초하며, 전술한 2개의 이온 중 적어도 하나는 에나멜의 형태로 사용된다.
제 1 실시예에 따라, 상기 방법은,
a) 제1 이온을 함유하는 유리 기판의 표면에서, 패턴 또는 패턴 어레이의 형태로, Ag, Tl, Ba 또는 Cu 이온으로부터 선택된 제 2 이온, 또는 이들의 선구체를 함유하는 에나멜 조성물을 증착하는 단계와,
b) 기판이 에나멜을 소성(fire)시키는데 충분한 온도가 되게 하는 단계와,
c) 제 2 이온의 이동도와 거의 동일한 이동도를 갖는 제 3 이온을 포함하는 용융된 염에 기판을 침지하는(immersing) 단계와,
d) 에나멜로부터 유래하는 제 2 이온과 용융된 염으로부터 유래하는 제 3 이온이 동시에 기판에서 제 1 이온을 대체하도록 침지된 기판을 통해 전기장을 인가하는 단계와,
e) 용융된 염으로부터 기판을 빼내는 단계와,
f) 에나멜을 제거하는 단계를
포함한다.

Description

플랫 광학 요소 제조 방법, 및 얻어진 요소{METHOD OF MANUFACTURING FLAT OPTICAL ELEMENTS, AND ELEMENTS OBTAINED}

본 발명은 이미징 디바이스의 제작을 위한 플랫 광학 요소 분야, 특히 굴절률 구배, 특히 원통형 굴절률 구배(graident)를 갖는 플랫 렌즈 분야에 관한 것이다.

본 발명은 더 구체적으로 전기장에서의 이온 교환에 의해 그러한 플랫 광학 요소를 제조하는 프로세스에 관한 것이다.

몇 년 동안, 특히 휴대폰, 자동차용 네비게이션 시스템, 의료용 진단 기기, 특히 내시경 등과 같은 소형 카메라를 병합하는 "컴팩트한" 광학 디바이스에 관심이 증가하여 왔다. 이들 디바이스의 점점 더 증가하는 소형화는 광학 요소, 특히 매우 작은 치수와 우수한 광학 품질을 조화시키는 렌즈의 이용을 요구한다.

굴절률 구배를 갖는 렌즈{"GRIN(GRadient INdex) 렌즈"}는 많은 개발 주제였고, 그 목적은 특히, 굴절률의 형태 및 변동을 제어할 수 있는 것이다. 그러한 렌즈는 유리, 석영, 세라믹 또는 유기 폴리머로 만들어질 수 있다.

유리 GRIN 렌즈는, 포토리소그래피{원하는 패턴(들)의 형태를 갖는 유리의 표면에서 마스크를 제작하기 위한}와 이온 교환(굴절률 구배를 얻기 위한)을 조합하는 프로세스에 의해 단일 기판으로부터 더 많거나 더 적은 수로 얻어질 수 있다. 이온 교환은, 상이한 분극 능력(polarizabilities)의 특정 이온이 특히 알칼리 금속 이온이 서로, 또는 Ag, TI, Cs 및 Cu와 같은 다른 이온과 교환될 수 있어서, 이온 패턴을 형성해야 하는 능력에 기초하는 잘 알려진 기술이다. 이온 교환은 원하는 교환 레벨을 얻기 위해 충분한 지속기간 동안 고온에서, 일반적으로 200 내지 550℃로 상기 이온의 용융된 염의 배쓰(bath)에서 유리를 처리함으로써 수행된다.

US 4 952 037 및 US 2003/0161048에는, Ag 이온과의 이온 교환에 의해 유리 기판에서 패턴을 제조하기 위한 프로세스가 기재되어 있다. 그 패턴은 반구형(GRIN 렌즈) 또는 반-원통형 형태를 갖는다.

US 6 066 273은 Ag 이온과의 이온 교환에 의해 임의의 형태의 유리 기판으로부터 축상 굴절률 구배를 갖는 패턴의 제조를 기재한다. 기판에서의 굴절률 구배의 분포는 거의 선형 곡선을 따른다.

US 2001/0003724에서, 굴절률-구배(gradient-index) 패턴은 Ag 이온과의 교환에 의해 유리 로드(rod)로부터 형성된다. 이들 패턴은 상기 로드의 방사 방향을 따른 분포를 갖는다.

US 2006/0148635에서, 알칼리 금속 이온, 특히 칼륨 이온과의 이온 교환에 의해 렌즈를 제작하기 위해 탈륨을 함유하는 유리 바(bar)를 형성하는 것을 제안한다. 바에서의 굴절률 분포는 포물선이다.

방금 설명한 GRIN 렌즈를 얻기 위한 프로세스를 통해, 굴절률의 프로파일은 주로 교환 지속기간, 교환된 이온, 조성물, 및 기판의 형태에 따라 좌우된다. 이들 조건 하에서 얻어진 반구형 또는 반-원통형 프로파일의 변형은 반드시 기판의 절단 및 연마 동작을 통해 이루어진다. 이들 동작은 특히 고가의 정밀 공구의 이용을 요구한다.

더욱이, 이온 교환 동안 전기장의 인가가 이온의 교환율을 가속화시키고, 특히 측면 이주(migration) 및/또는 확산을 한정하는 관점에서, 기판에서의 이들 이온의 궤적을 더 잘 제어할 수 있게 한다. 이러한 동작 방법은 예를 들어 도파관을 제작하는데 사용되며, 도파관의 경계는 날카롭고 직선이지만, 그 깊이는 일반적으로 수㎛를 초과하지 않는다. 이때 도파관은 전기장에서 제 2 교환을 겪으며, 이온은 기판에서 이온을 가라 않게 하기 위해 제 1 이온 교환 동안 사용된 이온의 이동도(mobility)보다 더 낮은 이동도를 갖는다. 그러한 프로세스은 US 3 880 630 및 EP 0 380 468에 기재되어 있다.

본 발명의 하나의 목적은, 유리 기판에서 플랫 광학 요소, 특히 플랫의, 특히 원통형의 GRIN 렌즈의 제조 방법을 제공하는 것이며, 이것은 기판의 두께에서 실질적으로 균일한 방식으로 방사상으로 변하는 굴절률을 얻을 수 있게 한다.

본 발명의 다른 목적은, 큰 교환 깊이, 특히 적어도 50㎛, 바람직하게 적어도 100㎛, 유리하게 적어도 200㎛에 걸쳐, 굴절률(△n), 특히 적어도 0.01의 큰 변동을 갖는 플랫 광학 요소를 제공할 수 있게 하는 프로세스을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 굴절률의 프로파일을 크게 변화시키고, 또한 광 발산 또는 수렴을 할 수 있는 광학 요소, 특히 GRIN 렌즈를 제작할 수 있게 하는 프로세스을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 프로세스는, 유리 기판의 이온과 거의 동일한 이동도를 갖는 2개의 이온의 동시적인 이온 교환에 기초하며, 전술한 2개의 이온 중 적어도 하나는 에나멜의 형태로 사용된다.

제 1 실시예에 따라, 플랫 광학 요소는 프로세스에 따라 얻어지며, 상기 프로세스는,

a) 제1 이온을 함유하는 유리 기판의 표면에서, 패턴 또는 패턴 어레이의 형태로, Ag, Tl, Ba 또는 Cu 이온으로부터 선택된 제 2 이온 또는 이들의 선구체를 함유하는 에나멜 조성물을 증착하는 단계와,

b) 기판이 에나멜을 소성(fire)시키는데 충분한 온도가 되게 하는 단계와,

c) 제 2 이온의 이동도와 거의 동일한 이동도를 갖는 제 3 이온을 포함하는 용융된 염에 기판을 침지하는 단계와,

d) 에나멜로부터 유래하는 제 2 이온과 용융된 염으로부터 유래하는 제 3 이온이 동시에 기판에서 제 1 이온을 대체하도록 침지된 기판을 통해 전기장을 인가하는 단계와,

e) 용융된 염으로부터 기판을 빼내는 단계와,

f) 에나멜을 제거하는 단계를 포함한다.

본 발명에서, "에나멜 조성물"이라는 표현은, 일반적으로 프릿 입자의 양호한 현탁(suspension)을 보장하는 분말, 매질 또는 "전색제(vehicle)"의 형태로 유리 프릿을 포함하는 조성물을 의미하는 것으로 이해된다. 소성 동안 전색제는 소모되며, 유리 프릿은 최종 에나멜을 형성하는 유리질 매트릭스로 변환된다.

유사하게, "유리 기판"이라는 표현은 유리 또는 유리-세라믹으로 만들어진 기판을 의미하는 것으로 이해된다. 기판은 일반적으로 가변 두께, 일반적으로 10mm 미만, 바람직하게는 300㎛ 내지 4mm의 두께를 갖는 유리 시트이다.

이 실시예에서, 에나멜 조성물은 적어도 하나의 유리 프릿 및 적어도 하나의 매질을 포함하고, 또한 제 2 이온을 함유한다.

유리 프릿은 400℃ 이상, 바람직하게 500℃ 이상의 용융점을 갖는다. 유리 프릿은 소성 온도로 유리질 매트릭스로 변환될 수 있어야 하며, 상기 온도는 기판이 변형되는 것을 방지하기 위해 기판의 연화점을 초과하지 않아야 한다.

유리 프릿은 임의의 유형의 유리, 유리하게는 비스무스, 붕소 또는 아연을 함유하는 유리로 구성된 프릿으로부터 선택될 수 있다. 납을 함유하는 유리 프릿은 유리의 독성 및 재활용 때문에 회피되어야 한다. 특히 유리하게, 프릿은 기판의 조성물에 가까운 조성물을 갖는 유리로 구성되며, 이것은 최종 기판에서 응력의 발생을 회피할 수 있게 한다.

제 2 이온은 Ag, Tl, Ba 또는 Cu의 대응하는 산화물, 또는 금속의 형태로 에나멜 조성물에 존재한다.

Ag, Tl, Ba 또는 Cu 산화물은 유리 프릿에 함유되고; 이것은 유리 프릿의 구성요소 중 하나이다. 유리 프릿은 질화물 또는 클로라이드형태로, 또는 산화물 형태로 제 2 이온을 유리화(vitrifiable) 배치 물질에 첨가시킴으로써 얻어질 수 있으며, 이러한 유리화 배치 물질은 이 후 용융되어 유리를 제공하고, 용융된 유리는 프릿을 형성하기 위해 종래의 방식으로 처리된다. 프릿에서의 제 2 이온의 중량%는 적어도 5%이고, 바람직하게 20%이다.

제 2 이온이 금속일 때, 입자의 형태로, 바람직하게 1 내지 10㎛에서 변하는 평균 크기를 갖는 에나멜 조성물로 존재한다.

제 2 이온의 양은 적어도 20 중량%, 바람직하게 적어도 50 중량%의 에나멜 조성물을 나타낸다.

매질은 프릿 입자, 적절한 경우 제 2 이온의 프릿 입자의 양호한 현탁을 보장하는 역할을 하고, 소성 단계 b)까지 기판에 부착하는 역할을 한다. 매질은 에나멜의 소성 동안 소비될 수 있어야 한다.

종래에서, 매질은 용매, 희석제, 오일, 특히 피마자(castor) 오일, 파인 오일과 같은 식물성 오일, 및 테르피네올의 혼합물, 아크릴 수지와 같은 수지, 오일 프랙션(oil fractions), 및 막-형성 물질, 예를 들어 셀룰로오즈 물질로부터 선택된다. 매질은 일반적으로 15 내지 40 중량%의 에나멜 조성물을 나타낸다.

에나멜 조성물은 임의의 알려진 수단, 예를 들어 스크린 프린팅, 스퍼터링, 잉크젯 프린팅, 또는 분배 시스템(들), 특히 주사기(들) 유형의 분배 시스템(들)에 의해 기판의 표면에 증착될 수 있다. 이러한 수단은 만들어질 패턴의 형태, 치수 및 개수의 함수로서 선택되어야 한다.

패턴의 형태는 매우 크게 변할 수 있고, 예를 들어 임의의 기하학적 형태, 유리하게는 원일 수 있다.

본 발명에 따른 프로세스의 제 1 실시예에 따른 하나의 특히 유리한 변형은, 제 2 이온의 양이 각 패턴 내에서 변할 수 있는 패턴을 형성할 가능성에 있다. 예를 들어, 원형 패턴은 동심의 2차 패턴들로 구성될 수 있고, 각각의 동심의 2차 패턴은 인접한 2차 패턴과 다른 제 2 이온의 양을 함유하는 에나멜 조성물로 구성된다. 이러한 동작 방법은, 굴절률 프로파일을 매우 크게 변할 수 있게 하고, 이를 정밀히 조정할 수 있게 하며, 이것은 특히 수렴 및 발산 GRIN 렌즈 모두의 제작에 유리하다.

선택적으로, 기판은, 패턴에 손상시킬 위험 없이 더 쉽게 처리하도록 하기 위해 에나멜 조성물을 일시적으로 고정시키기 위한 열처리를 거칠 수 있다. 처리 온도는 프릿의 용융점을 초과하지 않아야 하고, 바람직하게 프릿의 상기 용융점의 적어도 100℃ 아래로 남아있어야 한다.

에나멜의 소성 단계 b)는 유리 프릿의 용융점보다 높고 기판의 연화점보다 낮은 온도로 수행된다. 지속기간은 유리 프릿이 유리질 매트릭스를 형성하도록 충분히 길어야 한다. 소다-라임-실리카 유리로 만들어진 기판을 위한 조명에 의해, 소성은 700℃를 초과하지 않는 온도, 바람직하게 60분 미만 동안, 바람직하게는 10 내지 30분 동안 600 내지 680℃로 변하는 온도로 수행된다.

일반적으로, 에나멜이 이온 교환의 가장 큰 정도를 얻기 위해 가능한 한 낮은 다공성(또는 가능한 한 높은 컴팩트화)을 갖는 것이 바람직하다.

단계 c)의 용해된 염에 함유된 제 3 이온은 제 2 이온의 이동도와 거의 동일한 이동도를 가져야 한다. 바람직하게, 제 3 이온은 Na, K 및 Li 알칼리 금속 이온, 유리하게 Na, 및 Ca와 Sr 알칼린-토금속 이온, 유리하게 Ca로부터 선택된다.

바람직하게, 제 3 이온은 기판의 제 1 이온과 동일하고, 이것은 유리에서 응력의 출현을 최소화시키고, 다음 단계 d)에서 전기장선의 변형을 방지할 수 있게 한다.

용융된 염은 염의 용융점보다 높은 바람직하게 적어도 10℃, 바람직하게 20℃의 온도로 유지된다.

단계 d)에서 인가된 전기장의 값은 제 2 및 제 3 이온의 특성, 및 동일하게 기판의 조성물의 특성에 따라 좌우된다. 일반적으로, 전기장은 0.01 내지 1㎛/min으로 변하는 기판에서의 이들 이온의 이주율(migration rate)을 얻도록 선택된다.

단계 e)에서 에나멜의 제거는 임의의 알려진 수단에 의해, 예를 들어 산, 특히 제 2 이온이 Ag일 때 질산을 이용한 처리에 의해 수행될 수 있다.

본 발명에 따른 프로세스는 보완 단계 g)를 포함할 수 있는데, 이러한 보완 단계 g)는 이온 교환 처리 이후에 기판의 두께를 감소시키기 위한 것이다. 이러한 단계는 에나멜 제거 단계 f) 이전 또는 이후에 수행될 수 있다.

기판의 두께 감소는 특히, 제 2 및 제 3 이온에 의한 이온 교환이 기판의 전체 두께에 걸쳐 발생하지 않을 때 수행된다. 더욱이, 특히 상기 이온의 이주에 의해 생성된 상당한 기계적 응력의 출현을 초래하는 기판의 파손 위험을 방지하기 위해 더 크거나 더 적은 깊이에 걸쳐 이온교환을 수행하는 것이 유리한 것으로 판명된다. 이 경우에, 굴절률이 나머지 두께에 걸쳐 실질적으로 균일할 때까지 상기 이온에 의해 교환되지 않은 면을 통해 기판을 얇게 할 필요가 있는데, 이것은 특히 단계 h)에서 아래에 설명되는 제 2 이온의 후속적인 방사상 확산 단계가 정확히 수행될 수 있어서, 이들 이온의 축상 이주의 어떠한 가능성도 회피할 수 있다.

기판을 얇게 하는 처리는 기계적, 예를 들어 연마일 수 있거나, 특히 플루오르화 수소산을 이용한 화학적일 수 있다.

본 발명에 따른 프로세스는 제 3 이온의 방사상 확산을 가능하게 할 정도로 충분한 온도로 기판을 가하는 단계로 구성되는 보완 단계 h)를 포함할 수 있다. 이러한 동작 방법은 GRIN 렌즈를 제작할 수 있게 한다.

유리 기판의 경우에, 열처리는 일반적으로 기판의 특성에 따라 수시간과 수일 사이의 지속기간 동안 300 내지 700℃, 바람직하게 400 내지 600℃의 온도로 수행된다.

단계 h)는 에나멜 제거 단계 f) 이전 또는 이후에 수행될 수 있다.

선택 단계 g) 및 h)가 존재할 때, 이온의 확산은 기판이 얇게 된 후에 수행될 필요가 있다.

하나의 유리한 변형에 따라, 프로세스는 단계 b)의 마지막에 얻어진 에나멜에 보호층을 도포하는 단계로 구성된 보완 단계를 포함한다. 보호층의 역할은, 제 3 이온이 에나멜로 이주하지 못하도록 하고, "희석" 효과를 통해, 에나멜의 제 2 이온에 의해 기판에 함유된 제 1 이온의 교환을 중단시키지 못하게 하는 것이다.

보호층은 예를 들어 Ni/Cr, Tl, Si 또는 Ag의 층일 수 있다. 보호층은 바람직하게 자기 스퍼터링에 의해 에나멜 상에 증착된다. 층의 두께는 100nm 내지 1㎛로 변할 수 있고, 바람직하게 약 200nm이다.

제 2 실시예에 따라, 플랫 광학 요소는 프로세스에 따라 얻어지는데, 상기 프로세스는,

a) 제1 이온을 함유하는 유리 기판의 표면을, Na, K 또는 Li 알칼리 금속 이온, 또는 Ca 또는 Sr 알칼린-토금속 이온으로 구성된 제 2 이온을 함유하는 에나멜 조성물로 마스킹하는 단계와,

c) Ag, Tl, Ba 또는 Cu 이온으로 구성된 제 3 이온을 함유하는 액체 또는 고체 소스와 기판을 접촉시키는 단계와,

d) 제 1 에나멜 조성물로부터 유래하는 제 2 이온과 액체 또는 고체 소스로부터 유래하는 제 3 이온이 동시에 기판에서 제 1 이온을 대체하도록 기판을 통해 전기장을 인가하는 단계와,

e) 에나멜을 제거하는 단계를 포함한다.

단계 a)로부터의 에나멜 조성물은 Na, K 또는 Li 알칼리 금속 이온, 또는 Ca 또는 Sr 알칼린-토금속 이온, 및 매질로 구성된 제 2 이온을 함유하는 유리 프릿을 포함한다.

바람직하게, 프릿은 적어도 15 중량%, 바람직하게 적어도 20 중량%의 상기 제 2 이온, 바람직하게 Na 또는 Ca를 함유하는 유리로 구성된다.

유리하게, 프릿은 또한 적어도 10 중량%의 아연 및 적어도 10 중량%의 붕소를 함유한다.

매질은 제 1 실시예에 이전에 언급된 매질로부터 선택될 수 있다.

에나멜 조성물은, 제 3 이온에 의해 이온 교환을 거치지 않아야 하는 부분을 마스킹하고(masks) 최종 광학 요소에 대응하는 형태를 갖는 개구부를 만드는 주어진 패턴에서 기판의 표면에 도포된다.

에나멜의 소성 단계 b)는 제 1 실시예에 따른 프로세스의 단계 b)와 동일한 조건 하에 수행될 수 있다.

단계 c)의 제 1 변형에 따라, 제 3 이온을 함유하는 소스는 액체이다. 이러한 소스는 제 3 이온의 용융된 염, 예를 들어 질화물, 설페이트 또는 클로라이드, 바람직하게는 질화물로 구성된다.

단계 c)의 제 2 변형에 따라, 제 3 이온을 함유하는 소스는 고체이다.

소스는 예를 들어 자기 스퍼터링 또는 전자 증착에 의해 수행된 대응하는 금속의 증착물일 수 있거나, 제 1 실시예의 단계 a)에서 전술한 에나멜 조성물과 동일한 특징을 갖는 에나멜 조성물일 수 있다. 에나멜 조성물의 형태로 제 3 이온을 이용하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 열처리는 에나멜을 소성시킬 필요가 있으며, 이러한 처리는 아마 제 1 실시예에 대해 전술한 조건 하에 수행된다.

소스는 또한 예를 들어 산화물, 클로라이드 또는 질화물의 형태로, 제 3 이온의 선구체(precursor)의 입자 및/또는 대응하는 금속(Ag, Tl, Ba, Cu)의 입자의 증착물일 수 있다. 증착물은 일반적으로 제 1 실시예의 단계 a)에 한정된 것과 같은 상기 입자 및 매질을 포함하는 조성물의 기판에 대한 도포 및 매질을 제거하기 위해 약 300℃의 온도에서의 열처리에 의해 얻어진다.

단계 d) 및 e)는 제 1 실시예의 각 단계 d) 및 f)와 동일한 조건 하에 수행된다.

제 2 실시예에 따른 프로세스는 보완 단계 f)를 포함할 수 있는데, 이러한 보완 단계 f)는 이온 교환 처리 이후에 기판의 두께를 감소시키기 위한 것이며, 이 단계는 제 1 실시예에 대해 설명된 단계 g)와 동일하다. 이 단계는 단계 d) 이후에, 그리고 단계 e) 이전 또는 이후에 수행된다.

제 2 실시예에 따른 프로세스는 또한 단계 g)를 포함할 수 있는데, 이러한 단계 g)는 제 3 이온의 방사상 확산을 가능하게 하는데 충분한 온도에 기판을 가하는 단계를 포함하며, 이 단계는 제 1 실시예에 설명된 단계 h)와 동일하다. 이 단계는 단계 d) 또는 f) 이후에 수행된다.

이러한 제 2 실시예에 따른 프로세스는 제 2 이온의 이동도가 제 3 이온의 이동도와 거의 동일한 경우 정확히 수행될 수 있다는 것은 말할 필요도 없다.

본 발명에 따른 프로세스의 제 2 실시예에 따른 하나의 유리한 변형은, 광학 요소의 굴절률 프로파일을 조정할 수 있도록 스텝의 마스크를 구성하는 에나멜에 제 3 이온을 병합할 가능성에 있다.

제 3 이온의 병합은, 상기 마스크에서의 개구부의 주변 지역에서 마스크를 구성하는 것에 개별적으로 도포된 에나멜 조성물에 의해 발생한다. 바람직하게, 마스크에서의 개구부는 원형이고, 제 3 이온을 함유하는 에나멜은 동심 패턴의 형태로 적용되고, 상기 패턴 및 상기 마스크는 연속적이거나 연속적이지 않을 수 있다. 이러한 방식으로 수렴 또는 발산 GRIN 렌즈를 형성할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 프로세스의 정황에서 사용될 수 있는 유리 기판은 유리 또는 유리-세라믹으로 만들어질 수 있다.

유리 기판은 용해된 금속, 특히 주석의 배쓰 상에서 부유된 용융된 상태에서 유리로부터의 "부유" 프로세스에 의해 얻어질 수 있다. 유리는 종래의 소다-라임-실리카 또는 라임-실리카 유리, 보로실리케이트 유리 또는 Ba를 함유할 수 있거나 함유하지 않을 수 있는 E-형 유리일 수 있다.

바람직하게, 교환될 이온이 Ag 이온일 때, 기판은, 노랗게 될 약한 능력을 갖는, 즉 이온 교환 처리 이후에 약하게 노란색이 되지 않거나 될 유리로 구성된다. 예로서, 중량%로 표시된, 다음의 조성물에 대응하는 유리에 대해 언급될 수 있다:

조성물 1

SiO₂ 67.0 - 73.0%, 바람직하게 70.0 - 72.0%;

Al₂O₃ 0 - 3.0%, 바람직하게 0.4 - 2.0%;

CaO 7.0 - 13.0%, 바람직하게 8.0 - 11.0%;

MgO 0 - 6.0%, 바람직하게 3.0 - 5.0%;

Na₂O 12.0 - 16.0%, 바람직하게 13.0 - 15.0%;

K₂O 0 - 4.0%;

TiO₂ 0 - 0.1%;

전체 철(Fe₂O₃로 표현됨) 0 - 0.03%, 바람직하게 0.005 - 0.01%;

산화 환원 반응(FeO/전체 철) 0.02 - 0.4, 바람직하게 0.02 - 0.2;

Sb₂O₃ 0 - 0.3%;

CeO₂ 0 -1.5%;

SO₃ 0 - 0.8%, 바람직하게 0.2 - 0.6%.

조성물 2

SiO₂ 60.0 - 80.0%, 바람직하게 66.0 - 80.0%;

Al₂O₃ 0 - 8%, 바람직하게 1.5 - 8%;

B₂O₃ 6.0 - 16.0%, 바람직하게 10.0 - 14.0%;

CaO 0 - 2.0%,바람직하게 0.5% 미만:

ZnO 0 - 1%;

BaO 0 - 4%;

MgO 0 - 2.0%, 바람직하게 0.5% 미만:

Na₂O 6.0 - 10.0%, 바람직하게 6.0 - 8.0%;

K₂O 0 - 4.0%, 바람직하게 0 - 2.0%;

TiO₂ 0 - 2.0%, 바람직하게 0.5% 미만:

전체 철(Fe₂O₃로 표현됨) 0 - 0.1%, 바람직하게 0 - 0.08%;

산화 환원 반응(FeO/전체 철) 0.02 - 0.6, 바람직하게 0.02 - 0.4;

MnO 0 - 0.1%, 바람직하게 0 - 0.05%;

SO₃ 0.2% 미만.

본 발명에 따른 프로세스에 사용될 수 있는 유리-세라믹 기판은 중량%로 표시된 다음의 조성물을 가질 수 있다:

SiO₂ 60.0 - 72.0%, 바람직하게 64.0 - 70.0%;

Al₂O₃ 15.0 - 25.0%, 바람직하게 18.0 - 21.0%;

CaO 0 - 5%, 바람직하게 0 - 1.0%;

MgO 0 - 5%, 바람직하게 1.0 - 3.0%;

ZnO 0 - 5%, 바람직하게 1.0 - 3.0%;

BaO 0 - 5%, 바람직하게 0 - 1.0%;

TiO₂ 0 - 5%, 바람직하게 0 - 3.0%;

ZrO₂ 0 - 5%, 바람직하게 1.0 - 4.0%;

Li₂O 2.0 - 8.0%, 바람직하게 3.0 - 5.0%;

Na₂O 0 - 5%, 바람직하게 0 - 3.0%;

K₂O 0 - 5%, 바람직하게 0 - 3.0%;

전체 철(Fe₂O₃로 표현됨) 0 - 0.1%, 바람직하게 0 - 0.08%;

산화 환원 반응 0.02 - 0.6, 바람직하게 0.02 - 0.4;

As₂O₃ 0 - 1.0%;

ZnS 0 - 1.0%;

SnO₂ 0 - 1.0%;

불순물(HfO₂, Cr₂O₃ 및/또는 P₂O₃) < 0.5%.

아래의 상세한 설명은 본 발명 및 제공될 장점을 더 잘 이해할 수 있게 한다. 이러한 설명은 다음 도면에 의해 도시된다.

본 발명은 굴절률의 프로파일을 크게 변화시키고, 또한 광 발산 또는 수렴을 할 수 있는 광학 요소, 특히 GRIN 렌즈를 제작할 수 있게 하는 효과를 갖는다.

도 1은 제 1 실시예에 따른 전기장에서 이온 교환 동안 기판을 도시한 단면도.
도 2는 제 2 실시예에 따른 전기장에서 이온 교환 동안 기판을 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따라 얻어진 GRIN 렌즈에서 굴절률 프로파일을 도시한 도면.

이들 도면은 예로서 주어지고, 본 발명의 범주를 구성할 수 있다.

도 1에서, 패턴(1, 2, 3)은 유리 기판(4)의 표면에 증착된다.

패턴은 제 2 이온을 포함하는 에나멜에 의해 구성된다.

기판(4)은 컨테이너(6)에 포함된 제 2 이온의 이동도와 거의 동일한 이동도를 갖는 제 3 이온의 용융된 염의 배쓰(5)에 침지된다.

발전기(8)의 양의 단자에 연결되는 전극(7)은 배쓰(5)에 침지된다. 패턴(2, 3, 4)을 지지하는 면에 마주보는 기판(4)의 대항 면에 부착된 전극(9)은 발전기(8)의 음의 단자에 연결된다. 컨테이너(6)는, 제 3 이온(5)의 염이 용융된 상태에 있도록 충분한 온도로 유지된 로(furnace)(미도시)에 위치한다.

전압은 발전기(8)에 의해 전극(7 및 9) 사이에 인가된다. 패턴(1, 2, 3)에 함유된 제 2 이온 및 배쓰(5)에 함유된 제 3 이온은 기판(4)에 동시에 확산된다.

교환 이후에, 기판(4)은 컨테이너(6)로부터 빼내어져서, 기판의 표면에서의 패턴(1, 2, 3)은 제거된다. 기판은, 제 2 이온이 기판(4)에서 측면으로 확산하도록 하는 열처리를 겪을 수 있다.

도 2에서, 마스크(10)는 기판(11)의 한 면에 도포된다. 마스크(10)는 Na, K 또는 Li 알칼리 금속 이온, 또는 Ca 또는 Sr 알칼린-토금속 이온으로 구성된 제 2 이온을 함유하는 에나멜로 형성된다.

기판(11)은 컨테이너(13)에 함유된 제 3 이온의 용융된 염의 배쓰(12)에 침지된다. 제 2 및 제 3 이온은 거의 동일한 이동도를 갖는다.

전극(14)은 발전기(15)의 양의 단자에 연결된다. 용융된 염의 배쓰(17)에 위치한 전극(16)은 발전기(15)의 음의 단자에 연결된다.

컨테이너(13)는 용융된 상태로 제 3 이온의 염을 유지하기 위해 로(미도시)에 위치한다.

전압은 발전기(15)에 의해 전극(14 및 15) 사이에 인가된다. 마스크(10)에 함유된 제 2 이온 및 배쓰(12)에 함유된 제 3 이온은 기판(4)에 동시에 확산된다.

교환 이후에, 기판(11)은 컨테이너(13)로부터 빼내어져서, 에나멜이 제거된다. 기판은 제 3 이온이 기판(11)에 측면으로 확산하도록 하는 열처리를 겪을 수 있다.

기판(4 및 11)은 개별적인 형태로 광학 요소를 얻기 위해 절단 단계를 겪을 수 있다. 이들 요소는 특히 이미징 디바이스에 사용될 수 있다.

다음의 예들은 본 발명을 예시할 수 있게 한다.

예 1

이 예는 도 1에 설명된 제 1 실시예를 예시한다.

기판은 몰비로 표현된 다음의 비율로, 아래의 구성요소를 포함하는 소다-라임-실리카 유리 조성물로 형성된다: 71% SiO₂, 13.5% Na₂O, 9.5% CaO 및 6% MgO.

100개의 원통형 패턴의 어레이(직경: 600㎛, 두께: 30㎛)는 기판(5cm x 5cm x 3.1mm)의 한 면 상에 증착된다.

패턴은, 75 중량%의 은 입자(평균 크기: 1 내지 10㎛), 10 중량%의 유리 프릿 및 15 중량%의 테르피네올을 포함하는 에나멜 조성물을 이용하여 스크린 프린팅에 의해 형성된다.

유리 프릿은 중량%로 표현된 다음의 조성물, 즉 36 중량%의 SiO₂, 30 중량%의 Bi₂O₃, 24.5 중량%의 Na₂O, 5.5 중량%의 CaO, 4 중량%의 Al₂O₃을 갖는다.

스크린-프린팅된 패턴으로 코팅된 기판은 30분 동안 650℃로 에나멜을 소성하기 위한 처리를 겪었다.

에나멜링된 패턴을 지지하는 기판의 면은 전압 발전기의 양의 단자에 연결된 용융된 NaNO₃(320℃)의 배쓰와 접촉한다. 기판의 다른 면은 상기 발전기의 음의 단자에 연결된 용융된 NaNO₃(320℃)의 다른 배쓰와 접촉한다. 이온 교환은, 기판에서의 Ag 이온의 이주율은 0.07 ㎛/min이 되도록 발전기의 단자들 사이에 전위차를 인가하면서 68 시간 동안 수행된다.

패턴과의 유리 레벨에서 Ag 이온의 교환 깊이와, Ag-교환된 유리와 교환되지 않은 유리 사이의 굴절률 차이(△n)가 기판에서 측정되었다:

- 교환의 깊이 : 300㎛

- △n = 0.03

에나멜은 질산(68 중량%)의 수용액을 이용하여 제거되었다. 기판은, 두께가 300㎛될 때까지 교환되지 않은 면을 통해 얇아지고, 그런 후에 유리에서 Ag 이온의 방사상 확산을 얻기 위해 72 시간 동안 500℃에서 열처리를 겪었다.

도 3은, 기판에서의 Ag 이온의 방사상 확산 단계 이전(교환 이후)의 광학 요소 및 상기 단계 이후(교환 및 열처리 이후)의 GRIN 렌즈의 굴절률 프로파일을 도시한다.

광학 요소에서, 굴절률은 Ag 이온의 교환의 전체 깊이에 걸쳐 실질적으로 균일하다. GRIN 렌즈는 A와 B 사이의 지역에서 포물선 형태를 갖는다.

예 2

예 1로부터의 조건이 뒤이어, 200nm의 두께를 갖는 Ni/Cr의 층이 에나멜의 소성 이후에 얻어진 패턴에 걸쳐 자기 스퍼터링에 의해 증착되었고, 기판이 Ag 이온의 확산을 위해 얇아지게 하고 열처리하는 단계를 겪지 않는다는 점에서 변형된다.

측정치는 다음과 같았다:

- 교환의 깊이 : 100㎛

- △n = 0.07

예 3

이 예는 도 2에 설명된 제 2 실시예를 예시한다.

기판은 예 1로부터의 조건 하에 소다-라임-실리카 유리 조성물로 형성되었다.

원형 개구부(직경: 600㎛)를 포함하는 마스킹 층(두께: 30㎛)을 형성하는 에나멜 조성물은 스크린 프린팅에 의해 기판(5cm x 5cm x 2.1mm)의 한 면 상에 증착되었다.

유리 프릿은 중량%로 표현된 다음의 조성물, 즉 12 중량%의 SiO₂, 40 중량%의 ZnO, 29 중량%의 Bi₂O₃, 19 중량%의 Na₂O를 갖는다.

스크린-프린팅된 마스킹 층으로 코팅된 기판은 6분 동안 680℃로 에나멜을 소성시키는 처리를 겪었다.

에나멜 마스크를 지지하는 기판의 면은 전압 발전기의 양의 단자에 연결된 용융된 AgNO₃(300℃)의 배쓰와 접촉한다. 기판의 다른 면은 NaNO₃ 및 KNO₃의 등몰(equimolar) 혼합물과 접촉하였고, 상기 발전기의 음의 단자에 연결되었다. 이온 교환은, 기판에서의 Ag 이온의 이주율은 0.15 ㎛/min이 되도록 발전기의 단자들 사이에 전위차를 인가하면서 6 시간 동안 수행되었다.

마스크에서의 개구부에 대응하는 패턴과의 유리 레벨에서 Ag 이온의 교환 깊이와, Ag-교환된 유리와 교환되지 않은 유리 사이의 굴절률 차이(△n)가 기판에서 측정되었다:

- 교환의 깊이 : 50㎛

- △n = 0.1

Claims

플랫 광학 요소, 특히 GRIN 렌즈의 제조 방법으로서,
a) 제1 이온을 함유하는 유리 기판의 표면에서, 패턴 또는 패턴 어레이의 형태로, Ag, Tl, Ba 또는 Cu 이온으로부터 선택된 제 2 이온, 또는 이들의 선구체를 함유하는 에나멜 조성물을 증착하는 단계와,
b) 기판이 에나멜을 소성(fire)시키는데 충분한 온도가 되게 하는 단계와,
c) 제 2 이온의 이동도와 거의 동일한 이동도를 갖는 제 3 이온을 포함하는 용융된 염에 기판을 침지하는(immersing) 단계와,
d) 에나멜로부터 유래하는 제 2 이온과 용융된 염으로부터 유래하는 제 3 이온이 동시에 기판에서 제 1 이온을 대체하도록 침지된 기판을 통해 전기장을 인가하는 단계와,
e) 용융된 염으로부터 기판을 빼내는 단계와,
f) 에나멜을 제거하는 단계를
포함하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 1항에 있어서, 에나멜 조성물은 제 2 이온, 적어도 하나의 유리 프릿 및 적어도 하나의 매질을 포함하는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 2항에 있어서, 유리 프릿은 400℃ 이상, 바람직하게 500℃ 이상의 용융점을 갖는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 프릿은 비스무스, 붕소 및 아연을 함유하는 유리로 구성되는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 제 2 이온은 유리 프릿에 함유된 산화물 또는 금속의 형태로 에나멜 조성물에 존재하는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 5항에 있어서, 금속은 1 내지 10㎛로 변하는 평균 크기를 갖는 입자 형태인 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 제 2 이온의 양은 적어도 20 중량%, 바람직하게 적어도 50 중량%의 에나멜 조성물을 나타내는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 매질은 15 중량% 내지 40 중량%의 에나멜 조성물을 나타내는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 에나멜 조성물은 스크린 프린팅, 스퍼터링, 잉크젯 프린팅, 또는 분배 시스템(들)에 의해 증착되는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 제 3 이온은 Na, K 및 Li 알칼리 금속 이온, 및 Ca 및 Sr 알칼린-토금속 이온으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 제 3 이온의 염은 염의 용융점보다 적어도 10℃, 바람직하게 적어도 20℃ 높은 온도로 유지되는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 b)의 마지막에 얻어진 에나멜에 보호층을 도포하는 보완 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 12항에 있어서, 상기 보호층은 Ni/Cr, Ti, Si 또는 Ag로 구성되는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 12항 또는 제 13항에 있어서, 상기 층은 100nm 내지 1㎛로 변하는, 바람직하게는 약 200nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 이온 교환 이후에 기판의 두께를 감소시키는 보완 단계 g)를 포함하고, 이러한 단계는 단계 f) 이전 또는 이후에 수행되는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 15항에 있어서, 두께의 감소는 예를 들어 연마와 같은 기계적 처리, 또는 예를 들어 플루오르화 수소산을 이용한 화학 처리에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 제 3 이온의 방사상 확산을 가능하게 할 정도로 충분한 온도로 기판을 겪게 하는 보완 단계 h)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 17항에 있어서, 상기 온도는 300 내지 700℃, 바람직하게 400 내지 600℃인 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 1항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패턴은 원형이고,
동심의 2차 패턴으로 구성되는데, 각각의 동심의 2차 패턴은 인접한 2차 패턴과 상이한 제 2 이온의 양을 함유하는 에나멜 조성물로 구성되는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
플랫 광학 요소, 특히 플랫 GRIN 렌즈의 제조 방법으로서,
a) Na, K 또는 Li 알칼리 금속 이온, 또는 Ca 또는 Sr 알칼린-토금속 이온으로 구성된 제 2 이온을 함유하는 에나멜 조성물로 제 1 이온을 함유하는 유리 기판의 표면을 마스킹하는 단계와,
b) 기판이 에나멜을 소성시키는데 충분한 온도가 되게 하는 단계와,
c) Ag, Tl, Ba 또는 Cu 이온으로 구성된 제 3 이온을 함유하는 액체 또는 고체 소스와 기판이 접촉하게 하는 단계와,
d) 제 1 에나멜 조성물로부터 유래하는 제 2 이온과 액체 또는 고체 소스로부터 유래하는 제 3 이온이 동시에 기판에서 제 1 이온을 대체하도록 기판을 통해 전기장을 인가하는 단계와,
e) 에나멜을 제거하는 단계를
포함하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 20항에 있어서, 상기 에나멜 조성물은 상기 제 2 이온 및 매질을 함유하는 유리 프릿을 포함하는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 21항에 있어서, 상기 프릿은 적어도 15 중량%, 바람직하게 적어도 20 중량%의 상기 제 2 이온, 바람직하게 Na 또는 Ca를 함유하는 유리로 구성되는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 22항에 있어서, 상기 프릿은 또한 적어도 10 중량%의 아연 및 적어도 10 중량%의 붕소를 함유하는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 20항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 3 이온을 함유하는 소스는 액체이고,
제 3 이온, 예를 들어 질화물, 설페이트 또는 클로라이드 및 바람직하게 질화물의 용융된 염으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 20항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 3 이온을 함유하는 소스는 고체이고,
대응하는 금속과, 제 3 이온, 적어도 하나의 유리 프릿 및 적어도 하나의 매질을 포함하는 에나멜 조성물과, 또는 대응하는 금속(Ag, Ti, Ba, Cu)의 입자 및/또는 예를 들어 산화물, 클로라이드 또는 질화물, 및 매질의 형태인 제 3 이온의 선구체의 입자를 포함하는 조성물의 증착물로 구성되는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 1항 내지 제 25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에나멜의 소성은 유리 프릿의 용융점보다 높고 기판의 연화점보다 낮은 온도로 수행되는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 1항 내지 제 26항 중 어느 한 항에 있어서, 전기장은, 0.01 내지 1㎛/min으로 변하는 기판에서의 제 2 및 제 3 이온의 이주율을 얻도록 선택되는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 1항 내지 제 27항 중 어느 한 항에 있어서, 제 3 이온을 포함하는 에나멜 조성물은 상기 마스크에서의 개구부의 주변 지역에 도포되는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 1항 내지 제 28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리 기판은 유리 또는 유리-세라믹으로 만들어지는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 29항에 있어서, 상기 유리는 종래의 소다-라임-실리카 또는 라임-실리카 유리, 보로실리케이트 유리 또는 Ba를 함유할 수 있거나 함유하지 않을 수 있는 E-유형의 유리인 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 30항에 있어서, 상기 유리는 중량%로 표현된 다음의 조성물,
SiO₂ 67.0 - 73.0%, 바람직하게 70.0 - 72.0%;
Al₂O₃ 0 - 3.0%, 바람직하게 0.4 - 2.0%;
CaO 7.0 - 13.0%, 바람직하게 8.0 - 11.0%;
MgO 0 - 6.0%, 바람직하게 3.0 - 5.0%;
Na₂O 12.0 - 16.0%, 바람직하게 13.0 - 15.0%;
K₂O 0 - 4.0%;
TiO₂ 0 - 0.1%;
전체 철(Fe₂O₃로 표현됨) 0 - 0.03%, 바람직하게 0.005 - 0.01%;
산화 환원 반응(FeO/전체 철) 0.02 - 0.4, 바람직하게 0.02 - 0.2;
Sb₂O₃ 0 - 0.3%;
CeO₂ 0 -1.5%;
SO₃ 0 - 0.8%, 바람직하게 0.2 - 0.6%
를 갖는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 30항에 있어서, 상기 유리는 중량%로 표현된 다음의 조성물,
SiO₂ 60.0 - 80.0%, 바람직하게 66.0 - 80.0%;
Al₂O₃ 0 - 8%, 바람직하게 1.5 - 8%;
B₂O₃ 6.0 - 16.0%, 바람직하게 10.0 - 14.0%;
CaO 0 - 2.0%,바람직하게 0.5% 미만:
ZnO 0 - 1%;
BaO 0 - 4%;
MgO 0 - 2.0%, 바람직하게 0.5% 미만:
Na₂O 6.0 - 10.0%, 바람직하게 6.0 - 8.0%;
K₂O 0 - 4.0%, 바람직하게 0 - 2.0%;
TiO₂ 0 - 2.0%, 바람직하게 0.5% 미만:
전체 철(Fe₂O₃로 표현됨) 0 - 0.1%, 바람직하게 0 - 0.08%;
산화 환원 반응(FeO/전체 철) 0.02 - 0.6, 바람직하게 0.02 - 0.4;
MnO 0 - 0.1%, 바람직하게 0 - 0.05%;
SO₃ 0.2% 미만
을 갖는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 29항에 있어서, 상기 유리-세라믹은 중량%로 표현된 다음의 조성물,
SiO₂ 60.0 - 72.0%, 바람직하게 64.0 - 70.0%;
Al₂O₃ 15.0 - 25.0%, 바람직하게 18.0 - 21.0%;
CaO 0 - 5%, 바람직하게 0 - 1.0%;
MgO 0 - 5%, 바람직하게 1.0 - 3.0%;
ZnO 0 - 5%, 바람직하게 1.0 - 3.0%;
BaO 0 - 5%, 바람직하게 0 - 1.0%;
TiO₂ 0 - 5%, 바람직하게 0 - 3.0%;
ZrO₂ 0 - 5%, 바람직하게 1.0 - 4.0%;
Li₂O 2.0 - 8.0%, 바람직하게 3.0 - 5.0%;
Na₂O 0 - 5%, 바람직하게 0 - 3.0%;
K₂O 0 - 5%, 바람직하게 0 - 3.0%;
전체 철(Fe₂O₃로 표현됨) 0 - 0.1%, 바람직하게 0 - 0.08%;
산화 환원 반응 0.02 - 0.6, 바람직하게 0.02 - 0.4;
As₂O₃ 0 - 1.0%;
ZnS 0 - 1.0%;
SnO₂ 0 - 1.0%;
불순물(HfO₂, Cr₂O₃ 및/또는 P₂O₃) < 0.5%
을 갖는 것을 특징으로 하는, 플랫 광학 요소 제조 방법.
제 1항 내지 제 20항 중 어느 한 항의 방법에 기재된 바와 같이 얻어진 적어도 하나의 플랫 광학 요소를 병합하는 유리 기판.
제 34항에 있어서, 광학 요소는 GRIN 렌즈인 것을 특징으로 하는, 유리 기판.
적어도 50㎛, 바람직하게 적어도 100㎛, 및 유리하게 적어도 200㎛의 깊이에 걸쳐 적어도 0.01의 굴절률에서의 변동(△n)을 갖는 적어도 하나의 플랫 광학 요소, 특히 GRIN 렌즈를 병합하는 유리 기판.