KR20140133864A

KR20140133864A - 근적외선 흡수유리, 근적외선 흡수 컴포넌트 및 근적외선 흡수 필터

Info

Publication number: KR20140133864A
Application number: KR1020147025861A
Authority: KR
Inventors: 웨이 순; 시아오춘 리; 더광 라이
Original assignee: 시디지엠 글라스 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2013-02-04
Publication date: 2014-11-20
Also published as: JP2015513511A; KR20160075854A; WO2013120420A1; JP6001094B2

Abstract

본 발명은 가시영역에서 탁월한 투과율을 보유하고, 친환경적이며, 균일성이 좋은 근적외선 흡수 유리, 근적외선 흡수 컴포넌트 및 근적외선 흡수 필터를 제시하는 것이다. 상기 근적외선 흡수 유리 두께가 1mm인 경우, 400nm 파장의 투과율이 80%를 초과하고, 500nm 파장의 투과율이 85% 초과하는 것이다. 상기 근적외선 흡수 유리는 양이온인 P⁵ ⁺, Al³ ⁺, Li⁺, R² ⁺ 및 Cu² ⁺를 포함하고 (상기 R² ⁺는Mg² ⁺, Ca² ⁺, Sr²⁺및 Ba² ⁺를 표시함), 음이온인 O² ^- 및 F^-도 포함하며 내수 안정성(D_W)은 1급에 달하고 내산 안정성(D_A)은 4급 이상에 달하는 것이다. 본 발명은 성능이 탁월한 불화인산염 유리를 기질유리로 사용하고, 특정한 구성성분으로 유리 용융온도를 효과적으로 낮추고 유리 화학적 안정성을 높이는 것이다.

Description

근적외선 흡수유리, 근적외선 흡수 컴포넌트 및 근적외선 흡수 필터{NEAR INFRARED LIGHT ABSORBING GLASS, ELEMENT AND FILTER}

본 발명은 근적외선 흡수 유리, 근적외선 흡수 컴포넌트 및 근적외선 흡수 필터에 관련하며, 색깔 민감도를 보정할 수 있는 근적외선 흡수 필터에서 사용하는 근적외선 흡수 유리 및 상기 근적외선 흡수 유리로 구성한 근적외선 흡수 컴포넌트 및 근적외선 흡수 필터이다.

최근 들어 디지털 카메라 및 VTR 카메라의 CCD, CMOS 등 반도체 촬상 컴포넌트의 스펙트럼 민감도는 이미 가시영역에서 1100nm 근방의 근적외선 영역에 도달하여 근적외선 흡수 필터는 거의 육안의 가시도와 유사하다. 그래서 색깔 민감도를 보정할 수 있는 필터의 시장수요가 갈수록 커져 필터의 구성요소인 근적외선 흡수 유리에 대해 더 높은 수준을 요구하며, 즉 관련한 유리는 안정성이 좋을 뿐만 아니라 값이 저렴하고 대량 생산할 수 있는 것이다.

종래에 근적외선 흡수 유리 제조공정은 주로 인산염 유리 또는 불화인산염 유리에 Cu² ⁺를 첨가하여 제조하지만 불화인산염 유리에 비해 인산염 유리는 상대적으로 화학적 안정성이 낮으며 장시간 고온, 고습환경 중에 노출되어 유리 표면에 균열 및 흰색 결함을 형성하는 단점이 있는 것이다.

또한 Ce² ⁺, Sb³ ⁺를 첨가하여 유리 용해액 중의 Cu² ⁺를 Cu⁺로 환원하고 400nm 파장의 낮은 투과율 문제를 해결할 수 있지만 CeO₂ 및 Sb₂O₃는 환경에 대해 해로운 영향을 미치고 또 CeO₂ 생산원가도 높다.

본 발명에서 해결해야 할 과제는 친환경적이고 균일성이 좋고 가시영역에서 탁월한 투과율을 보유한 근적외선 흡수 유리, 근적외선 흡수 컴포넌트 및 근적외선 흡수 필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제 해결방안은 아래와 같다. 근적외선 흡수 유리는 상기 근적외선 흡수 유리의 두께가 1mm인 경우, 400nm 파장에서 투과율이 80%를 초과하여 파장은 500nm 파장에서 투과율이 85%를 초과한다. 상기 근적외선 흡수 유리에 양이온인 P⁵ ⁺, Al³ ⁺, Li⁺, R² ⁺ 및 Cu² ⁺를 포함하고(상기 R² ⁺는 Mg² ⁺, Ca² ⁺, Sr² ⁺및 Ba² ⁺를 표시함), 음이온인 O² ^- 및 F^-도 포함하며 상기 근적외선 흡수 유리 내수 안정성(D_W)은 1급에 달하여 내산 안정성(D_A)은 4급 이상에 달하는 것이다.

더 나아가 Cl^－, Br^－또는 I^－를 포함하여 그 중 Cl^－, Br^－또는 I^－의 총함량 백분비는 0.001-1% 이며 유리 기포 테스트는 GB/T 7962.8-87 방법에 따라 측정하여 A급 이상에 달하는 것이다.

상기 R² ⁺의 함량 백분비는 30-65%, 상기 근적외선 흡수 유리 결정화 상한온도는 600℃이하이다.

상기 근적외선 흡수 유리의 두께가 1mm인 경우, 400nm 파장에서 투과율이 88%를 초과하여 파장은 500nm 파장에서 투과율이 90%를 초과하는 것이다.

더 나아가 상기 F^-함량은 O² ^-함량보다 높다.

그 중: 상기F^--O² ^-함량은0.1-20%이다.

그 중: 상기F^--O² ^-함량은0.1-10%이다.

그 중: 상기F^--O² ^-함량은0.1-3%이다.

더 나아가 상기 유리의 성분 함량 백분비는P⁵ ⁺ 15-35%; Al³ ⁺ 5-20%; Li⁺ 1-30%; Na⁺ 0-10%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 0.1-8%; R² ⁺ 30-65%(상기R² ⁺는 Mg² ⁺, Ca² ⁺, Sr² ⁺및 Ba²⁺를 표시함); F^- 45-60%; O² ^- 40-55%이다.

그 중: P⁵ ⁺ 20-30%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 1-20%; Na⁺ 0-5%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-5%; R² ⁺ 40-65%; F^- 48-57%; O² ^- 43-52%이다.

그 중: P⁵ ⁺ 21-25%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 2-10%; Na⁺ 0.5-3%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-3%; R² ⁺ 50% 초과 65% 이하; F^- 50% 초과 57% 이하; O² ^- 43% 이상 50% 미만이다.

그 중: P⁵ ⁺ 21-25%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 2-5%; Na⁺ 0.5-3%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-3%; R² ⁺ 54-65%; F^- 51-55%; O² ^- 45-49%이다.

그 중: P⁵ ⁺ 21-25%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 2-5%; Na⁺ 0.5-3%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-3%; R² ⁺ 54-60%; F^- 51-53%; O² ^- 47-49%이다.

그 중: P⁵ ⁺ 15-35%; Al³ ⁺ 5-20%; Li⁺ 1-30%; Na⁺ 0-10%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 0.1-8%; Mg² ⁺ 0.1-10%; Ca² ⁺ 1-20%; Sr² ⁺ 15-35%; Ba² ⁺ 10-30%; F^- 45-60%; O² ^- 40-55%이다.

그 중: P⁵ ⁺ 20-30%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 1-20%; Na⁺ 0-5%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-5%; Mg² ⁺ 2-8%; Ca² ⁺ 5-15%; Sr² ⁺ 21-30%; Ba² ⁺ 15-30%; F^- 48-57%; O² ^- 43-52%이다.

그 중: P⁵ ⁺ 21-25%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 2-10%; Na⁺ 0.5-3%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-3%; Mg² ⁺ 3-7%; Ca² ⁺ 7-11%; Sr² ⁺ 23-28%; Ba² ⁺ 21-30%; F^- 50% 초과 57% 이하; O² ^- 43% 이상 50% 미만이다.

그 중: P⁵ ⁺ 21-25%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 2-5%; Na⁺ 0.5-3%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-3%; Mg² ⁺ 3-7%; Ca² ⁺ 7-11%; Sr² ⁺ 23-28%; Ba² ⁺ 21-25%; F^- 51-55%; O² ^- 45-59%이다.

그 중: P⁵ ⁺ 21-25%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 2-5%; Na⁺ 0.5-3%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-3%; Mg² ⁺ 3-7%; Ca² ⁺ 7-11%; Sr² ⁺ 23-28%; Ba² ⁺ 21-25%; F^- 51-53%; O² ^- 47-49%이다.

그 중:P⁵ ⁺ 15-35%; Al³ ⁺ 5-20%; Li⁺ 1-30%; Na⁺ 0-10%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 0.1-8%; R² ⁺ 30-65%(상기R² ⁺는 Mg² ⁺, Ca² ⁺, Sr² ⁺및 Ba² ⁺를 표시함); F^- 45-60%; O² ^- 40-55%이다.

그 중:P⁵ ⁺ 20-30%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 1-20%; Na⁺ 0-5%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-5%; R² ⁺ 40-65%; F^- 48-57%; O² ^- 43-52%이다.

그 중:P⁵ ⁺ 21-25%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 2-10%; Na⁺ 0.5-3%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-3%; R² ⁺ 50% 초과 65% 이하; F^- 50% 초과 57% 이하; O² ^- 43% 이상 50% 미만이다.

그 중:P⁵ ⁺ 21-25%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 2-5%; Na⁺ 0.5-3%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-3%; R² ⁺ 54-65%; F^- 51-55%; O² ^- 45-49%이다.

그 중: P⁵ ⁺ 21-25%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 2-5%; Na⁺ 0.5-3%; K⁺는 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-3%; Mg² ⁺ 3-7%; Ca² ⁺ 7-11%; Sr² ⁺ 23-28%; Ba² ⁺ 21-25%; F^- 51-55%; O² ^- 45-49%이다.

그 중: P⁵ ⁺ 21-25%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 2-5%; Na⁺ 0.5-3%; K⁺는 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-3%; Mg²⁺ 3-7%; Ca² ⁺ 7-11%; Sr² ⁺ 23-28%; Ba² ⁺ 21-25%; F^- 51-53%; O² ^- 47-49%를 이다.

더 나아가Cl^－, Br^－또는 I^－를 포함하고, 그 중 Cl^－, Br^－ 및 I^－의 총함량 백분비는 0.001-1% 이다.

그 중: Cl^－, Br^－또는 I^－를 포함하고, 그 중 Cl^－, Br^－ 및 I^－의 함량 백분비는 0.005-0.5% 이다.

그 중: Cl^－, Br^－또는 I^－를 포함하고, 그 중 Cl^－, Br^－ 및 I^－의 함량 백분비는 0.009-0.1% 이다.

그 중: Cl^－, Br^－또는 I^－를 포함하고, 그 중 Cl^－, Br^－ 및 I^－의 함량 백분비는 0.01-0.07% 이다.

더 나아가 Cl^－를 포함하고, Cl^－의 함량 백분비는 0.005-1% 이다.

그 중: Cl^－를 포함하고, Cl^－의 함량 백분비는 0.008-0.5% 이다.

그 중: Cl^－를 포함하고, Cl^－의 함량 백분비는 0.008-0.1% 이다.

그 중: Cl^－를 포함하고, Cl^－의 함량 백분비는 0.009-0.07% 이다.

근적외선 흡수 컴포넌트는 상기 근적외선 흡수유리로 구성하는 것이다.

근적외선 흡수 필터는 상기 근적외선 흡수유리로 구성하는 것이다.

본 발명은 성능 탁월한 불화인산염 유리를 기질유리로 사용하고, 특정한 구성성분으로, Sb³ ⁺, Ce² ⁺를 첨가하지 않고 효과적으로 유리 용융온도를 낮추어 유리 화학적 안정성을 높인다(내수성(D_W)은 1급에, 내산성(D_A)은 4급 또 4급 이상에 달하는 것이다). 본 발명은 유리 구성성분에 Cl^-, Br^-또 I^-를 첨가하여 효과적으로 유리용융공정에서 생긴 기포를 제거하고 유리 기포 테스트는 GB/T 7962.8-87 방법에 따라 측정하는 것으로, A급 이상에 달하고, 따라서 유리 균일성이 높다. 본 발명은 적당한 양의 R² ⁺（Mg² ⁺, Ca² ⁺, Sr² ⁺ 및 Ba² ⁺）를 첨가하고 Cu² ⁺를 Cu⁺로 환원하는 화학반응을 억제하여 유리의 근적외선 스펙트럼 성능을 높이는 것이며 본 발명은 유리의 두께가 1mm인 경우, 400nm 파장에서 투과율이 80%를 초과하고 파장은 500nm 파장에서 투과율이 85%를 초과하여 500-700nm의 파장 범위에서 스펙트럼 투과율이 50%에 대응하는 파장 (즉 λ₅₀에 대응한 파장값) 범위는 615±10nm이다.

도 1은 본 발명 실시예1에 관한 근적외선 흡수 유리의 스펙트럼 투과율 곡선도면이다.

본 발명은 불화인산염 유리를 기질유리로 사용하고, 근적외선을 흡수할 수 있는Cu²⁺를 첨가하여 만든 근적외선 흡수 유리이다.

아래 내용에서 양이온 구성함량은 양이온 중량이 전체 양이온 중량에서 차지한 백분비로 표시하며 음이온 구성함량은 음이온 중량이 전체 양이온 중량에서 차지한 백분비로 표시하는 것이다.

P⁵ ⁺는 불화인산염 유리의 기본 성분으로, 적외선 영역에서 Cu² ⁺가 적외선을 흡수하도록 하는 중요한 성분이며, 함량이 15%미만인 경우 색깔 민감도가 떨어지고 녹색이 나타나며 함량이 35%를 초과한 경우 내후성 및 실투성이 떨어진다. 따라서, P⁵⁺함량은 15-35%로 정하고, 바람직하게 20-30%가 좋고 21-25%가 가장 바람직하다.

Al³ ⁺는 불화인산염 유리의 내실투성, 내후성, 내열충격성, 기계적 내구성 및 화학적 안정성을 높이는 성분이다. Al³ ⁺함량이 5%미만인 경우 상기 성능에 미달이고 함량이 20%를 초과한 경우 근적외선 흡수 성능이 떨어진다. 따라서, Al³ ⁺함량은 바람직하게 5-20%가 좋고 10-15%가 가장 바람직하다.

Li⁺, Na⁺ 및 K⁺는 유리의 가용성, 유리성형성 및 가시광역의 투과율을 높이는 성분이다. Na⁺, K⁺성분에서 미량 Li⁺를 첨가하면 유리의 화학적인 안정성을 높일 수 있는 것이고 Li⁺함량은 30%를 초과한 경우 유리의 내구성 및 가공성이 떨어진다. 따라서, Li⁺함량은 1-30%로 정하고, 바람직하게 1-20%가 좋고 2-10%가 적합하고 2-5%가 가장 바람직하다.

본 발명은 미량의 Na⁺및 Li⁺를 첨가하여 유리의 내후성을 효과적으로 높일 수 있는 것이다. Na⁺함량은 0-10%로 정하고, 바람직하게 0-5%가 좋고 0.5-3%가 가장 적합하며Li⁺함량은 0-3%로 정하고, 함량이 3%를 초과한 경우 유리의 내구성은 반대로 떨어지는 것이다.

R² ⁺는 유리의 유리성형성, 실투형상 저항성 및 가공성을 효과적으로 높일 수 있는 성분이며 R² ⁺는 Mg² ⁺, Ca² ⁺, Sr² ⁺및 Ba² ⁺를 표시한다. 근적외선 흡수 필터의 가시영역 투과율은 가장 중요한 지표이며 가시영역 투과율을 높이기 위해 동 이온Cu⁺아닌 Cu² ⁺를 첨가해야 한다. 그러나 유리용해액은 환원상태에서 Cu² ⁺는 Cu⁺로 환원되기 때문에 400nm 파장의 투과율이 떨어지는 것이다. 본 발명은 Mg² ⁺, Ca² ⁺, Sr² ⁺및 Ba² ⁺의 투입량을 늘려 유리용해액의 염기성을 증가시켜 Cu² ⁺를 Cu⁺로 환원하는 화학반응을 억제하여 유리의 근적외선 흡수 성능을 높이는 것이다Mg² ⁺, Ca² ⁺, Sr² ⁺및 Ba²⁺함량은 30%미만인 경우, 65%를 초과한 경우 실투현상이 악화되며 따라서 Mg² ⁺, Ca²⁺, Sr² ⁺및 Ba² ⁺함량은 30-65%로 정하고, 바람직하게 40-65%가 좋고 50-65%가 더 좋고 54-65%가 적합하고 54-60%가 가장 바람직하다.

Mg² ⁺, Ca² ⁺, Sr² ⁺및 Ba² ⁺ 중에, Mg² ⁺ 및 Ca² ⁺는 유리의 내실투성 개선, 화학적 안정성 및 가공성을 높이는 성분이다. Mg² ⁺함량은 바람직하게 0.1-10%가 좋고 2-8%가 적합하고 3-7%가 가장 적합하며 Ca² ⁺함량은 바람직하게 1-20%가 좋고 5-15%가 적합하고 7-11%가 가장 바람직하다.

Mg² ⁺ 및 Ca² ⁺에 대해, 본 발명의 유리 성분에 다량의 Sr² ⁺및 Ba² ⁺을주로 첨가한다. 본 발명은 Sr² ⁺및 Ba² ⁺함량을 증가하여 R² ⁺의 구성비율을 유효하게 증가시키는 동시에 유리의 투과율, 유리성형성, 내실투성, 용융성을 높일 수 있는 것이다. Sr² ⁺함량은 바람직하게 15-35%가 좋고 21-30%가 적합하고 23-28%가 가장 적합하며 Ba² ⁺함량은 바람직하게 10-30%가 좋고 15-30%가 더 좋고 21-30%가 적합하고 21-25%가 가장 바람직하다.

유리 중의 동 함량은 근적외선 흡수 특성의 중요한 지표이며 Cu² ⁺의 형식으로 존재한다. Cu² ⁺함량은 0.1%미만인 경우 근적외선 흡수량이 감소하고, Cu² ⁺함량은 8%를 초과한 경우 내실투성이 떨어진다. 따라서, Cu² ⁺함량은 바람직하게 0.1-8%가 좋고 1.2-5%가 적합하고 1.2-3%가 가장 바람직하다.

본 발명의 유리 구성성분에서 음이온인 O² ^-및 F^-를 포함하고, F^-는 유리의 용융온도를 낮출 뿐만 아니라 화학적 안정성을 높일 수 있는 것이다. 본 발명중 F^-함량은 45% 이하인 경우 화학적 안정성이 떨어지고 F^-함량은 60%를 초과한 경우 O^2-함량이 떨어져 Cu² ⁺도 Cu⁺로 환원하여 유리내 Cu⁺함량이 증가하고, 적외선흡수량이 감소하는 것이다. 따라서, F^-함량은 45-60%로 정하고, 바람직하게 48-57%가 좋고 50% 초과 57% 이하가 더 좋고 51-55%가 적합하고 51-53%가 가장 바람직하다.

O² ^-는 본 발명의 구성성분 중의 한 중요한 음이온이다. O² ^-함량이 너무 적은 경우 Cu² ⁺가 Cu⁺로 환원되고 단파장 영역 특히 400nm영역 근방에서 유리 색깔은 녹색으로 변할 때까지 적외선흡수량이 증대되고, O² ^-함량이 지나치게 많은 경우 유리의 점도가 높아지고 용융온도도 더 오르는 동시에 투과율이 떨어지는 것이다. 따라서 O^2-함량은 40-55%로 정하고, 바람직하게 43-52%가 좋고 43% 이상 50% 미만이 더 좋고 45-49%가 적합하고 47-49%가 가장 바람직하다.

상기 근적외선 흡수 유리의 용융온도가 오르는 경우 유리의 원래 색깔인 파란색이 녹색으로 변하여 색깔 보정민감도가 떨어져 반도체 촬상 컴포넌트에 적용에 필요한 특징에 지장을 주는 것이다. 본 발명에서 F^-함량은 증가되고 O² ^-함량보다 높으며 유리의 용융온도를 효과적으로 낮출 뿐만 아니라 유리의 화학적 안정성을 높이는 것이다. 따라서 F^--O² ^-함량은 바람직하게 0.1-20%가 좋고 0.1-10%가 적합하고 0.1-3%가 가장 바람직하다.

또한 유리 용융과정에서 생긴 기포를 제거하기 위하여 음이온인 O² ^-및 F^- 외에 Cl^-, Br^-및 I^-중 한가지 이상의 할로겐족 원소를 골라 첨가제로 사용하면 이상적인 효과를 얻을 수 있는 것이다. Cl^-, Br^-및 I^-총함량은 0.001%에 미달한 경우 유리 용융과정에서 생긴 기포를 제거하기는 어려워지며 1%를 초과한 경우 Cu² ⁺는 Cu⁺로 환원되고 400nm 파장영역의 투과율이 떨어지는 것이다. 따라서 Cl^-, Br^-및I^-총함량은 0.001-1%로 정하고, 바람직하게 0.005-0.5%가 좋고 0.009-0.1%가 적합하고 0.01-0.07%가 가장 바람직하다.

Cl^-, Br^-및 I^-중에 Cl^-의 첨가효과가 제일 탁월한 것이다. 따라서, Cl^-만 첨가하면 좋은 효과를 얻을 수 있으며 Cl^-함량은 0.005-1%로 정하고, 바람직하게 0.008-0.5%가 좋고 0.008-0.1%가 적합하고 0.009-0.07%가 가장 바람직하다.

본 발명은 불화인산염 유리를 기질유리로 만든 근적외선 흡수 유리이며 음이온 성분 중의 주요성분은 O² ^-및 F^-이다. O² ^-및 F^- 총함량은 95%로 정하고, 유리의 탁월한 내후성 및, 400nm 파장 영역의 투과율, 내실투성을 더 높이면 총함량은 96% 초과해서 정해야 한다. 이보다 더 적합한 총함량은 97% 초과하고 가장 적합한 총함량은 99%를 초과한다.

본 발명은 특정한 구성성분 비율을 통하여 투과율이 아래 같이 한다:

유리의 두께가 1mm인 경우, 400-1200nm 파장범위에서 투과율이 아래 특징이 있다.

400nm 파장의 투과율은 80%이상, 바람직하게 85%이상, 더 바람직하게 88%이상에 달한다.

500nm 파장의 투과율은 85%이상, 바람직하게 88%이상, 더 바람직하게 90% 이상에 달한다.

600nm 파장의 투과율은 58%이상, 바람직하게 61%이상, 더 바람직하게 64%이상에 달한다.

700nm 파장의 투과율은 12%이하, 바람직하게 10%이하, 더 바람직하게 9%이하에 달한다.

800nm 파장의 투과율은 5%이하, 바람직하게 3%이하, 더 바람직하게 2.5%이하, 더 바람직하게 2% 이하에 달한다.

900nm 파장의 투과율은 5%이하, 바람직하게 3%이하, 더 바람직하게 2.5%이하에 달한다.

1000nm 파장의 투과율은 7%이하, 바람직하게 6%이하, 더 바람직하게 5%이하에 달한다.

1100nm 파장의 투과율은 15%이하, 바람직하게 13%이하, 더 바람직하게 11%이하에 달한다.

1200nm 파장의 투과율은 24%이하, 바람직하게 22%이하, 더 바람직하게 21%이하에 달한다.

따라서 700nm-1200nm 근적외선 영역에서 흡수량이 크고 400nm-600nm 근적외선 영역에서 흡수량이 적다는 것이다.

500nm-700nm 파장범위 내의 투과율이 50%에 대응하는 경우 대응한 파장(즉 λ₅₀에 대응한 파장값) 범위는 615±10nm이다.

본 발명의 투과율은 분광 광도계의 측정방식대로 측정한 값이다. 예를 들어 유리 샘플은 2개의 평행인, 광학적 연마작업을 한 평면을 가지고 있으며 광선은 상기 평면의 한쪽에 수직 각도로 입사하고 상기 평면의 다른 쪽에서 사출하여 이 사출한 광선의 강도를 입사한 광선 강도로 나눈 값이 바로 투과율이다. 투과율은 외부 투사율이라고 한다.

본 발명의 유리의 상기 특성으로 반도체 촬상 컴포넌트인 CCD 또 CMOS의 색깔보정 역할을 충분히 실현하는 것이다.

본 발명의 근적외선 흡수 유리는 상기 투과율 특성을 가지고 있으며 광학 필터 생산분야에서 광범히 응용된다. 하지만 유리 용융과정에서 결정하면 투과율이 크게 떨어질 수 있으며, 따라서 내실투성은 근적외선 흡수 유리가 구비해야 할 가장 중요한 지표로 된다. 내실투성은 결정화 상한온도에 따라 변하며 유리의 결정화 상한온도를 낮추면 유리의 내실투성을 높일 수 있으며 결정화 상한온도는 올라가면 유리를 성형한 경우 반드시 실투가 생기지 않도록 성형온도를 높여야 하는데, 이 때에 유리의 성형작업은 어려워지고 점도도 떨어져 유리성형시 대류 및 주름현상이 생기거나, 유리 구성성분의 휘발이 심해지고, 성형된 유리 표면이 열화되거나, 휘발물이 성형 유리에 부착되어 오염시킬 수 있다..

본 발명은 탁월한 유리 투과율을 가지고 있으며 실투 상한온도는 680℃이하로, 바람직하게 650℃이하로, 더 바람직하게 640℃이하로 달하며, 따라서 성형 조건의 선택 범위가 확대된 우수한 근적외선 흡수 유리이다.

상기 유리의 결정화 특성은 가열 온도측정법으로 측정하며 먼저180*10*10mm크기의 유리 샘플을 제조하여 측면에 연마작업을 한 다음 가열로에 넣고, 4시간 가열하고, 현미경으로 실투 여부를 관찰하여 유리 결정이 석출되는 온도가 바로 유리 실투 상한온도이다.

또한 본 발명인 근적외선 흡수 유리의 유리전이온도는 358℃ 이하로 한다. 따라서, 정밀압축성형 공정을 통해 광학렌즈 및 회절발을 제조할 수 있는 것이다.

유리의 화학적 안정성은 아래 같이: 내수 안정성(D_W)은 1급에 달하며 내산 안정성(D_A)은 4급에, 바람직하게 3급에, 더 바람직하게 2급에 달한다.

상기 내수 안정성D_W(분말법)는 GB/T17129 실시표준에 따라 테스트를 하여 아래 공식으로 계산한다.

D_W=（B-C）/（B-A）*100

D_W---유리의 침출 백분비(%)

B---필터 및 샘플의 중량（g）

C---필터 및 침식된 샘플의 중량（g）

A---필터 중량（g）

침출 백분비에 따라 광학 유리의 내수 안정성D_W는 아래 표와 같이 6등급으로 분류한다.

상기 내산 안정성D_A (분말법)는GB/T17129 시험방법에 따라 아래 공식으로 계산한다.

D_A=（B-C）/（B-A）*100

D_A---유리의 침출 백분비(%)

B-필터 및 샘플의 중량（g）

C---필터 및 침식된 샘플의 중량（g）

A---필터 중량（g）

침출 백분비에 따라 광학 유리의 내산 안정성D_A는 아래 표와 같이 6등급으로 분류한다.

유리 기포는 GB/T7962.8-87 시험법에 따라 측정하며 유리기포 함량은 유리 100cm³에서 포함된 기포（직경φ≥0.05）의 총 단면적을 7등급으로 나누며 결석, 결정체 및 기타 이물질도 기포로 간주하고 슬림형 기포 단면적은 기포의 가장 긴 축 및 가장 짧은 축의 산술평균치를 직경으로 간주하고 단면적을 계산한다.

본 발명에 관련한 근적외선 흡수 컴포넌트는 상기 근적외선 흡수 유리로 구성하여 예를 들어 근적외선 흡수 필터의 부품인 박판상 유리 컴포넌트 및 렌즈 등에 적용 가능하며, 고체 촬상 컴포넌트의 색보정에 적합한 상기 근적외선 흡수 유리로 만들며, 탁월한 투과율과 화학적 안정성을 가지고 있다.

본 발명에 관련한 근적외선 흡수 필터도 근적외선 흡수 유리로 구성하여 탁월한 투과율과 화학적 안정성을 가지고 있다.

실시예

아래 내용에서 실시예를 참고하여 본 발명에 대해 더 자세히 설명할 것이다. 다만 본 발명은 실시예로 제한되지 않다.

본 발명은 불화물, 메타 인산염, 산화물, 질산염, 탄산염을 유리원료로 사용하고, 표1-4 성분 혼합비율 표시대로 칭량하고 완전히 혼합하고, 뚜껑으로 밀폐하는 백금도가니에 투입한 다음 700-900℃의 온도에서 용융하고 동시에 산소로 정화하며 유리 용해액이 온도조절 관로를 통하여 고정의 흐름속도로 유출하여 성형공정을 거쳐 상기 근적외선 흡수 유리를 생산하는 발명이다.

실시예1-30 (근적외선 흡수 유리의 제조 실시예)

상기 유리를 판상 유리로 성형하여 양측의 유리 평면에 광 연마를 하고 투과율 측정 샘플로 만든다. 스펙트럼 분석기로 각 두께 1mm인 샘플의 일반적인 파장에서 투과율을 얻었다.

표5-8는 본 발명의 근적외선 흡수 유리가 두께 1mm인 경우 투과율의 값이다. 상기 유리가 반도체 촬상 컴포넌트의 색깔 민감도 보정이 우수한 것을 잘 보여주는 것이다.

도 1은 상기 실시예1의 분광 스펙트럼 곡선이며 파장은 도 1의 가로 좌표로 표시하고 투과율은 세로 좌표로 표시한다. 유리 두께 1mm인 경우, 도면 곡선의 방향에 따라 파장 400nm의 투과율이 80%이상에 달하며 파장 500-700nm범위에서 투과율이 50%가 되는 경우 대응한 파장은 615±10nm이다. 파장 400-1200nm범위에서 800-1000nm 파장영역의 투과율이 제일 낮은 것이다. 이 파장영역은 바로 근적외선 영역이며 반도체 촬상 컴포넌트는 이 영역에서 민감도가 매우 낮지 않기 때문에 반드시 색깔 보정용 필터의 투과율을 억제하여 저 투과율 상태에 도달해야 하는 것이다. 반면 1000-1200nm 파장영역에서 반도체 촬상 컴포넌트의 민감도가 상대적으로 떨어져 상기 근적외선 흡수 유리의 투과율도 상기 촬상 컴포넌트의 민감도에 따라 증가되는 것이다.

Claims

근적외선 흡수 유리로서, 상기 유리는, 두께가 1mm인 경우, 400nm 파장의 투과율이 80% 초과하고, 500nm 파장의 투과율이 85% 초과하며,
상기 유리는 양이온인 P⁵ ⁺, Al³ ⁺, Li⁺, R² ⁺ 및 Cu² ⁺를 포함하고 (상기 R² ⁺는 Mg² ⁺, Ca²⁺, Sr² ⁺및 Ba² ⁺를 표시함), 음이온인 O² ^- 및 F^-도 포함하며
상기 유리의 내수 안정성(D_W)은 1급에 달하고, 내산 안정성(D_A)은 4급 이상에 달하는 근적외선 흡수 유리.
제1항에 있어서,
Cl^－, Br^－또는 I^－를 포함하여 그 중 Cl^－, Br^－또는 I^－의 총함량 백분비는 0.001-1% 이며 유리 기포 테스트는 GB/T 7962.8-87 방법에 따라 측정하여 A급 이상에 달하는 근적외선 흡수 유리.
제1항에 있어서,
상기 R² ⁺의 함량 백분비는 30-65%, 상기 근적외선 흡수 유리 결정화 제한온도는 600℃ 이하인 근적외선 흡수 유리.
제1항에 있어서,
상기 유리의 두께가 1mm인 경우, 400nm 파장에서 투과율이 88%를 초과하고, 500nm 파장에서 투과율이 90%를 초과하는 근적외선 흡수 유리.
제1항에 있어서,
상기 F^-함량은 O² ^-함량보다 높은 근적외선 흡수 유리.
제1항에 있어서,
상기 F^--O² ^-함량은0.1-20%인 근적외선 흡수 유리.
제1항에 있어서,
상기 F^--O² ^-함량은0.1-10%인 근적외선 흡수 유리.
제1항에 있어서,
상기 F^--O² ^-함량은0.1-3%인 근적외선 흡수 유리.
제1항에 있어서,
P⁵ ⁺ 15-35%; Al³ ⁺ 5-20%; Li⁺ 1-30%; Na⁺ 0-10%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 0.1-8%; R² ⁺ 30-65%(상기 R² ⁺는 Mg² ⁺, Ca² ⁺, Sr² ⁺및 Ba² ⁺를 표시함); F^- 45-60%; O² ^- 40-55% 함유하는 근적외선 흡수 유리.
제1항에 있어서,
P⁵ ⁺ 20-30%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 1-20%; Na⁺ 0-5%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-5%; R² ⁺ 40-65%; F^- 48-57%; O² ^- 43-52% 함유하는 근적외선 흡수 유리.
제1항에 있어서,
P⁵ ⁺ 21-25%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 2-10%; Na⁺ 0.5-3%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-3%; R²⁺ 50% 초과 65% 이하; F^- 50% 초과 57% 이하; O² ^- 43% 이상 50% 미만 함유하는 근적외선 흡수 유리.
제1항에 있어서,
P⁵ ⁺ 21-25%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 2-5%; Na⁺ 0.5-3%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-3%; R²⁺ 54-65%; F^- 51-55%; O² ^- 45-49% 함유하는 근적외선 흡수 유리.
제1항에 있어서,
P⁵ ⁺ 21-25%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 2-5%; Na⁺ 0.5-3%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-3%; R²⁺ 54-60%; F^- 51-53%; O² ^- 47-49% 함유하는 근적외선 흡수 유리.
제1항에 있어서,
P⁵ ⁺ 15-35%; Al³ ⁺ 5-20%; Li⁺ 1-30%; Na⁺ ０-10%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 0.1-8%; Mg²⁺ ０.1-10%; Ca² ⁺1-20%; Sr² ⁺15-35%; Ba² ⁺10-30%; F^- 45-60%; O² ^- 40-55% 함유하는 근적외선 흡수 유리.
제1항에 있어서,
P⁵ ⁺ 20-30%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 1-20%; Na⁺ 0-5%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-5%; Mg² ⁺ 2-8%; Ca²⁺ 5-15%; Sr² ⁺ 21-30%; Ba² ⁺ 15-30%; F^- 48-57%; O² ^- 43-52% 함유하는 근적외선 흡수 유리.
제1항에 있어서,
P⁵ ⁺ 21-25%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 2-10%; Na⁺ 0.5-3%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-3%; Mg²⁺ 3-7%; Ca² ⁺ 7-11%; Sr² ⁺ 23-28%; Ba² ⁺ 21-30%; F^- 50% 초과 57% 이하; O² ^- 43% 이상 50% 미만 함유하는 근적외선 흡수 유리.
제1항에 있어서,
P⁵ ⁺ 21-25%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 2-5%; Na⁺ 0.5-3%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-3%; Mg²⁺ 3-7%; Ca² ⁺ 7-11%; Sr² ⁺ 23-28%; Ba² ⁺ 21-25%; F^- 51-55%; O² ^- 45-49% 함유하는 근적외선 흡수 유리.
제1항에 있어서,
P⁵ ⁺ 21-25%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 2-5%; Na⁺ 0.5-3%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-3%; Mg² ⁺ 3-7%; Ca²⁺ 7-11%; Sr² ⁺ 23-28%; Ba² ⁺ 21-25%; F^- 51-53%; O² ^- 47-49% 함유하는 근적외선 흡수 유리.
P⁵ ⁺ 15-35%; Al³ ⁺ 5-20%; Li⁺ 1-30%; Na⁺ 0-10%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 0.1-8%; R² ⁺ 30-65%(상기 R² ⁺는 Mg² ⁺, Ca² ⁺, Sr² ⁺및 Ba² ⁺를 표시함); F^- 45-60%; O² ^- 40-55% 함유하는 근적외선 흡수 유리.
제19항에 있어서,
P⁵ ⁺ 20-30%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 1-20%; Na⁺ 0-5%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-5%; R² ⁺ 40-65%; F^- 48-57%; O² ^- 43-52% 함유하는 근적외선 흡수 유리.
제19항에 있어서,
P⁵ ⁺ 21-25%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 2-10%; Na⁺ 0.5-3%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-3%; R²⁺ 50% 초과 65% 이하; F^- 50% 초과 57% 이하; O² ^- 43% 이상 50% 미만 함유하는 근적외선 흡수 유리.
제19항에 있어서,
P⁵ ⁺ 21-25%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 2-5%; Na⁺ 0.5-3%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-3%; R² ⁺ 54-65%; F^- 51-55%; O² ^- 45-49% 함유하는 근적외선 흡수 유리.
제19항에 있어서,
P⁵ ⁺ 21-25%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 2-5%; Na⁺ 0.5-3%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-3%; R²⁺ 54-60%; F^- 51-53%; O² ^- 47-49% 함유하는 근적외선 흡수 유리.
제19항에 있어서,
P⁵ ⁺ 15-35%; Al³ ⁺ 5-20%; Li⁺ 1-30%; Na⁺ 0-10%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 0.1-8%; Mg² ⁺ 0.1-10%; Ca²⁺ 1-20%; Sr² ⁺ 15-35%; Ba² ⁺ 10-30%; F^- 45-60%; O² ^- 40-55% 함유하는 근적외선 흡수 유리.
제19항에 있어서,
P⁵ ⁺ 20-30%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 1-20%; Na⁺ 0-5%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-5%; Mg² ⁺ 2-8%; Ca² ⁺ 5-15%; Sr² ⁺ 21-30%; Ba² ⁺ 15-30%; F^- 48-57%; O² ^- 43-52% 함유하는 근적외선 흡수 유리.
제19항에 있어서,
P⁵ ⁺ 21-25%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 2-10%; Na⁺ 0.5-3%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-3%; Mg² ⁺ 3-7%; Ca²⁺ 7-11%; Sr² ⁺ 23-28%; Ba² ⁺ 21-30%; F^- 50% 초과 57% 이하; O² ^- 43% 이상 50% 미만 함유하는 근적외선 흡수 유리.
제19항에 있어서,
P⁵ ⁺ 21-25%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 2-5%; Na⁺ 0.5-3%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-3%; Mg² ⁺ 3-7%; Ca²⁺ 7-11%; Sr² ⁺ 23-28%; Ba² ⁺ 21-25%; F^- 51-55%; O² ^- 45-49% 함유하는 근적외선 흡수 유리.
제19항에 있어서,
P⁵ ⁺ 21-25%; Al³ ⁺ 10-15%; Li⁺ 2-5%; Na⁺ 0.5-3%; K⁺ 0-3%; Cu² ⁺ 1.2-3%; Mg²⁺ 3-7%; Ca² ⁺ 7-11%; Sr² ⁺ 23-28%; Ba² ⁺ 21-25%; F^- 51-53%; O² ^- 47-49% 함유하는 근적외선 흡수 유리.
제19항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
Cl^－, Br^－또는 I^－를 포함하고 그 중 Cl^－, Br^－ 및 I^－의 총함량 백분비는 0.001-1%인 근적외선 흡수 유리.
제19항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
Cl^－, Br^－또는 I^－를 포함하고 그 중 Cl^－, Br^－ 및 I^－의 총함량 백분비는 0.005-0.5%인 근적외선 흡수 유리.
제19항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
Cl^－, Br^－또는 I^－를 포함하고 그 중 Cl^－, Br^－ 및 I^－의 총함량 백분비는 0.009-0.1%인 근적외선 흡수 유리.
제19항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
Cl^－, Br^－또는 I^－를 포함하고 그 중 Cl^－, Br^－ 및 I^－의 총함량 백분비는 0.01-0.07%인 근적외선 흡수 유리.
제19항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
Cl^－를 포함하고,Cl^－의 함량 백분비는 0.005-1%인 근적외선 흡수 유리.
제19항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
Cl^－를 포함하고,Cl^－ 함량 백분비는 0.008-0.5%인 근적외선 흡수 유리.
제19항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
Cl^－를 포함하고,Cl^－의 함량 백분비는 0.008-0.1%인 근적외선 흡수 유리.
제19항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
Cl^－를 포함하고,Cl^－의 함량 백분비는 0.009-0.07%인 근적외선 흡수 유리.
제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 따른 근적외선 흡수 유리로 구성된 근적외선 흡수 컴포넌트.
제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 따른 근적외선 흡수 유리로 구성된 근적외선 흡수 필터.