KR20230061825A - Infrared Transmitting Chalcogenide Glass Composition Containing Zn and Glass Manufacturing Method Using the Same - Google Patents

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KR20230061825A
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Abstract

Zn을 함유하는 적외선 투과 칼코지나이드 유리용 조성물 및 그를 이용한 광학유리 제조방법을 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 적외선 파장대역의 광을 기 설정된 기준치 이상 투과시키는 적외선 투과 칼코지나이드 유리용 조성물에 있어서, 기 설정된 비율의 Ge, Zn, In 및 Se로 구성되는 것을 특징으로 하는 유리용 조성물을 제공한다.
Disclosed are a Zn-containing composition for infrared-transmitting chalcogenide glass and a method for manufacturing optical glass using the same.
According to one embodiment of the present invention, in the composition for infrared-transmitting chalcogenide glass that transmits light in an infrared wavelength band above a predetermined reference value, it is characterized in that it is composed of Ge, Zn, In, and Se in a predetermined ratio A composition for glass is provided.

Description

Zn을 함유하는 적외선 투과 칼코지나이드 유리용 조성물 및 그를 이용한 광학유리 제조방법{Infrared Transmitting Chalcogenide Glass Composition Containing Zn and Glass Manufacturing Method Using the Same}Infrared Transmitting Chalcogenide Glass Composition Containing Zn and Glass Manufacturing Method Using the Same}

본 발명은 Zn을 함유하며 적외선 파장대역의 광을 투과시키는 칼코지나이드 유리용 조성물과 그를 이용하여 광학유리를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for chalcogenide glass containing Zn and transmitting light in an infrared wavelength band and a method for manufacturing optical glass using the composition.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this part merely provide background information on the present embodiment and do not constitute prior art.

적외선 투과 렌즈는 주로, 미사일의 추적 등을 위한 영상처리 목적으로 군수분야에서 주로 사용되어 왔다. 군수분야에서 사용되는 적외선 투과렌즈는 고온의 환경에서도 우수한 성능을 유지하여야 하기 때문에, 저마늄(Germanium) 등의 결정을 하나씩 일일이 렌즈의 형상으로 가공함으로써 제조되었다. 이에, 소재도 고가이며 생산성도 낮아 이와 같은 군수용 적외선 투과렌즈가 민수분야에 사용되기에는 어려움이 있었다. Infrared transmission lenses have been mainly used in the military field for the purpose of image processing for missile tracking. Since the infrared transmission lens used in the military field must maintain excellent performance even in a high-temperature environment, it is manufactured by processing crystals such as germanium one by one into the shape of a lens. Accordingly, the material is expensive and the productivity is low, so it is difficult to use such a military infrared transmission lens in the civilian field.

한편, 민수분야에서도 인체나 동물 등이 방사하는 원적외광을 측정하기 위해, 카메라 또는 스마트폰 등의 소형 단말에 장착되어 사용될 수 있는 적외선 렌즈의 수요가 증가하고 있다.On the other hand, even in the private sector, demand for infrared lenses that can be used by being mounted on small terminals such as cameras or smart phones is increasing in order to measure far-infrared light emitted by humans or animals.

그러나 종래의 적외선 렌즈는 안티몬(Sb) 또는 비소(As)와 같은 중금속이나 인체에 유해한 성분을 원재료로 포함함에 따라, 제조과정에서나 제조 후 사용과정에서나 렌즈의 폐기 과정에서 인체에 유해할 소지가 있다. 이러한 문제로 인해, 중금속 성분을 포함하지 않는 친환경 적외선 렌즈에 대한 수요가 존재한다.However, as conventional infrared lenses contain heavy metals such as antimony (Sb) or arsenic (As) or components harmful to the human body as raw materials, they may be harmful to the human body during the manufacturing process, during use after manufacturing, or during the disposal of the lens. . Due to these problems, there is a demand for an eco-friendly infrared lens that does not contain heavy metal components.

적외선 렌즈는 유리성형기를 통해 개별의 상부 및 하부 몰드를 이용하여 1개 내지 많게는 20개 정도의 렌즈를 성형하여 제조할 수 있으며, 렌즈의 직경은 20mm 이상이 대부분이다. 한편 스마트기기와 같은 민수 분야의 기기에 적합한 적외선 렌즈가 되기 위해서는 적외선 렌즈의 소형화와 대량 생산이 가능해야 유리하다. Infrared lenses can be manufactured by molding 1 to as many as 20 lenses using separate upper and lower molds through a glass molding machine, and most of the lenses have a diameter of 20 mm or more. On the other hand, in order to become an infrared lens suitable for civilian devices such as smart devices, it is advantageous if the infrared lens can be miniaturized and mass-produced.

이를 위한, 적외선 렌즈 제조 방식이 웨이퍼 렌즈 제조 방식이며 넓은 웨이퍼 형태의 상부 및 하부 몰드를 이용하여 직경 5mm 내외의 적외선 렌즈를 100 정도씩 제조가 가능하다. 웨이퍼렌즈 성형 방식에 적합한 적외선 투과 칼코게나이드 유리는 유리전이온도가 낮아야 공정에 유리하다.For this purpose, an infrared lens manufacturing method is a wafer lens manufacturing method, and it is possible to manufacture about 100 infrared lenses each having a diameter of about 5 mm using wide wafer-shaped upper and lower molds. Infrared-transmitting chalcogenide glass suitable for the wafer lens forming method is advantageous for the process when the glass transition temperature is low.

본 발명의 일 실시예는, Zn을 함유하면서 우수한 유리전이 온도를 확보할 수 있는 친환경 적외선 투과 칼코지나이드 유리용 조성물 및 그를 이용한 광학유리의 제조방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a composition for eco-friendly infrared-transmitting chalcogenide glass capable of securing an excellent glass transition temperature while containing Zn, and a method for manufacturing an optical glass using the same.

본 발명의 일 측면에 의하면, 적외선 파장대역의 광을 기 설정된 기준치 이상 투과시키는 적외선 투과 칼코지나이드 유리용 조성물에 있어서, 기 설정된 비율의 Ge, Zn, In 및 Se로 구성되는 것을 특징으로 하는 유리용 조성물을 제공한다.According to one aspect of the present invention, in a composition for infrared-transmitting chalcogenide glass that transmits light in an infrared wavelength band above a predetermined reference value, the glass is characterized in that it is composed of Ge, Zn, In, and Se in a predetermined ratio. A composition for

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 기 설정된 비율은 Ge, Zn, In 및 Se의 함량을 각각 x(at%), y(at%), z(at%) 및 w(at%)라 설정하면, 각각 1≤x≤40(at%), 1≤y+z≤15(at%) 및 50≤w≤85(at%)를 만족시키는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the preset ratio is when the contents of Ge, Zn, In, and Se are set to x (at%), y (at%), z (at%), and w (at%), respectively , characterized in that it satisfies 1≤x≤40 (at%), 1≤y+z≤15 (at%) and 50≤w≤85 (at%), respectively.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 기 설정된 비율은 Ge, Zn, In 및 Se 순으로 10at% : xat% : 5at% : (85-x)at%이며, x는 2.5, 5 또는 7.5인 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the predetermined ratio is 10at%: xat%: 5at%: (85-x)at% in the order of Ge, Zn, In and Se, and x is 2.5, 5 or 7.5. to be

본 발명의 일 측면에 의하면, 적외선 파장대역의 광을 기 설정된 기준치 이상 투과시키는 적외선 투과 칼코지나이드 유리를 제조하는 방법에 있어서, 원재료로서 기 설정된 비율의 Ge, Zn, In 및 Se를 용기에 장입하여 실링하는 실링과정과 상기 실링과정을 거친 용기 내 원재료들을 제1 기 설정된 환경에서 용융하는 용융과정과 상기 용융과정에서 용융된 원재료들을 제2 기 설정된 환경에서 급냉하는 급냉과정 및 상기 급냉과정을 거친 원재료들을 제3 기 설정된 환경에서 서냉하는 서냉과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 투과 칼코지나이드 유리 제조방법을 제공한다.According to one aspect of the present invention, in the method for manufacturing an infrared-transmitting chalcogenide glass that transmits light in an infrared wavelength band above a predetermined reference value, a predetermined ratio of Ge, Zn, In, and Se as raw materials is charged into a container. A sealing process of sealing by sealing, a melting process of melting raw materials in a container that has undergone the sealing process in a first preset environment, a quenching process of rapidly cooling raw materials melted in the melting process in a second preset environment, and a quenching process. It provides a method for manufacturing infrared-transmitting chalcogenide glass, characterized in that it comprises a slow cooling process of slowly cooling the raw materials in a third preset environment.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제1 기 설정된 환경은 850℃를 기준으로 기 설정된 범위 내의 온도를 갖는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the first preset environment is characterized in that it has a temperature within a preset range based on 850 ℃.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제1 기 설정된 환경은 분(min)당 수℃씩 상승하며 형성되는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the first preset environment is characterized in that it is formed by increasing several degrees Celsius per minute.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 용융과정은 상기 실링과정을 거친 용기가 락킹(Rocking)장치에 장착되어, 용기 내 원재료들이 제1 기 설정된 환경에서 혼합되며 용융되는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the melting process is characterized in that the container that has undergone the sealing process is mounted on a rocking device, and the raw materials in the container are mixed and melted in a first preset environment.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 용융과정은 상기 락킹 장치에 의해 용기 내 원재료들이 제1 기 설정된 환경에서 12시간 동안 혼합되며 용융되는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the melting process is characterized in that the raw materials in the container are mixed and melted for 12 hours in a first preset environment by the rocking device.

본 발명의 일 측면에 의하면, 칼코지나이드 유리 잉곳을 웨이퍼 형태로 제조하는 방법에 있어서, 상기 방법으로 제조된 칼코지나이드 유리 잉곳을 쏘잉(Sawing) 및 폴리싱(Polishing)하여 웨이퍼 형태로 제조하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 제조 방법을 제공한다.According to one aspect of the present invention, in the method for manufacturing a chalcogenide glass ingot in a wafer form, the chalcogenide glass ingot produced by the above method is prepared in a wafer form by sawing and polishing A characterized wafer manufacturing method is provided.

본 발명의 일 측면에 의하면, 칼코지나이드 웨이퍼를 적외선 투과 웨이퍼 렌즈로 제조하는 방법에 있어서, 하부 몰드로 상기 칼코지나이드 웨이퍼를 안착시키는 안착과정과 상기 안착과정을 거친 후 온도를 상기 칼코지나이드 웨이퍼의 유리연화온도까지 상승시키는 상승과정과 상부 몰드와 상기 하부 몰드로 안착된 상기 칼코지나이드 웨이퍼를 압착하는 압착과정과 유리 연화온도까지 상승한 온도를 다시 하강시키는 하강과정 및 제조된 적외선 투과 웨이퍼 렌즈를 상기 상부 몰드 및 상기 하부 몰드로부터 분리하는 분리과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 투과 웨이퍼 렌즈 제조방법을 제공한다.According to one aspect of the present invention, in the method of manufacturing a chalcogenide wafer as an infrared transmission wafer lens, the chalcogenide wafer is seated in a lower mold and the temperature after the seating process is set to the chalcogenide The raising process of raising the glass softening temperature of the wafer, the pressing process of compressing the chalcogenide wafers seated in the upper mold and the lower mold, the lowering process of lowering the temperature raised to the glass softening temperature again, and the manufactured infrared-transmitting wafer lens It provides an infrared transmission wafer lens manufacturing method comprising a separation process of separating from the upper mold and the lower mold.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 상부 몰드 및 하부몰드는 제조된 적외선 투과 웨이퍼 렌즈가 용이하게 분리될 수 있도록, 표면에 코팅막을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the upper mold and the lower mold are characterized in that they include a coating film on the surface so that the manufactured infrared transmission wafer lens can be easily separated.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 코팅막은 적어도 상기 칼코지나이드 웨이퍼의 유리 연화온도까지 내열성을 갖는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the coating film is characterized in that it has heat resistance up to at least the glass softening temperature of the chalcogenide wafer.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, Zn을 함유함으로서, 제조될 적외선 투과 칼코지나이드 유리가 우수한 유리 전이온도를 확보할 수 있는 장점이 있다.As described above, according to one aspect of the present invention, by containing Zn, there is an advantage in that the infrared-transmitting chalcogenide glass to be produced can secure an excellent glass transition temperature.

본 발명의 일 측면에 따르면, 성형할 칼코지나이드 유리의 유리전이온도가 높으면 성형 몰드의 재질은 고가인 텅스텐카바이드 재질을 사용해야 하나, Zn을 함유한 적외선 투과 칼코지나이드 유리는 유리전이온도가 낮아 상대적으로 저가인 브론즈, 스테인레스, 알루미늄 재질의 몰드를 사용할 수 있어 렌즈 성형 제조 단가를 낮출 수 있는 장점이 있다.According to one aspect of the present invention, if the glass transition temperature of the chalcogenide glass to be molded is high, the material of the molding mold should be an expensive tungsten carbide material, but the infrared-transmitting chalcogenide glass containing Zn has a low glass transition temperature There is an advantage in that the manufacturing cost of lens molding can be lowered because a relatively inexpensive mold made of bronze, stainless, or aluminum can be used.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 투과 칼코지나이드 유리를 제조하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 적외선 투과 칼코지나이드 유리용 조성물을 구성하는 성분의 함량을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 적외선 투과 칼코지나이드 유리와 종래의 적외선 투과 유리의 유리전이온도를 도시한 도면이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 투과 웨이퍼렌즈 제조를 위해 칼코지나이드 유리 잉곳을 웨이퍼로 제조하는 과정을 도시한 그림이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 칼코지나이드 웨이퍼를 웨이퍼렌즈를 제조하는 공정을 도시한 그림이다.
1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an infrared ray transmitting chalcogenide glass according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing the contents of components constituting the composition for infrared transmitting chalcogenide glass according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing the glass transition temperatures of the infrared-transmitting chalcogenide glass according to the first embodiment of the present invention and the conventional infrared-transmitting glass.
4 is a diagram illustrating a process of manufacturing a chalcogenide glass ingot into a wafer for manufacturing an infrared transmission wafer lens according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a process of manufacturing a wafer lens using a chalcogenide wafer according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. Like reference numerals have been used for like elements throughout the description of each figure.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention. The terms and/or include any combination of a plurality of related recited items or any of a plurality of related recited items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no intervening element exists.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. It should be understood that terms such as "include" or "having" in this application do not exclude in advance the possibility of existence or addition of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification. .

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.In addition, each configuration, process, process or method included in each embodiment of the present invention may be shared within a range that does not contradict each other technically.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 투과 칼코지나이드 유리를 제조하는 방법을 도시한 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an infrared ray transmitting chalcogenide glass according to an embodiment of the present invention.

유리용 조성물은 후술할 제조공정을 거치며 적외선 투과 칼코지나이드(Chalcogenide) 유리로 제조된다. 적외선 투과 칼코지나이드 유리는, 특히, 입사하는 광 중 적외선 파장대역의 광에 대해서는 기 설정된 기준치 이상의 투과율을 갖는다. 적외선 투과 칼코지나이드 유리는 군수분야 뿐만 아니라, 적외선 카메라, 스마트 기기 또는 가전 제품 내에 내장되는 등 민수분야에서도 다양한 형태로 채용되어 사용될 수 있다. 이때, 적외선 투과 칼코지나이드 유리는 각 분야에서 사용되기 위해서는 유리 자체로도 사용될 수 있으나, 유리에서 렌즈 등 광학부품으로 성형되어 사용되는 경우가 더 많다. 이에 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 투과 칼코지나이드 유리용 조성물을 형성하는 원료가 기 설정된 비율만큼 혼합되어 후술할 제조과정을 거침으로써, As(비소), Sb(안티몬), Pb(납), Br(브롬) 또는 La(란탄) 등 중금속이나 유해 원소를 포함하지 않고도 우수한 광학적·물리적 특성을 확보한 적외선 투과 칼코지나이드 유리로 제조될 수 있다.The composition for glass is made of infrared-transmitting chalcogenide glass through a manufacturing process to be described later. The infrared-transmitting chalcogenide glass has, in particular, a transmittance equal to or higher than a preset reference value for light in an infrared wavelength band among incident lights. Infrared-transmitting chalcogenide glass can be adopted and used in various forms not only in the military field but also in the civilian field, such as being embedded in an infrared camera, smart device, or home appliance. In this case, the infrared transmitting chalcogenide glass may be used as a glass itself in order to be used in each field, but more often it is used after being molded into an optical component such as a lens from glass. Accordingly, raw materials forming the composition for infrared transmitting chalcogenide glass according to an embodiment of the present invention are mixed in a predetermined ratio and subjected to a manufacturing process to be described later, thereby forming As (arsenic), Sb (antimony), and Pb (lead) , Br (bromine) or La (lanthanum), etc., can be made of infrared-transmitting chalcogenide glass that secures excellent optical and physical properties without containing heavy metals or harmful elements.

기 설정된 원재료들을 기 설정된 함량만큼 용기에 장입하여 실링한다(S110). Pre-set raw materials are charged into a container by a pre-set amount and sealed (S110).

적외선 투과 칼코지나이드 유리용 조성물은 기 설정된 원재료로 구성된다. 기 설정된 원재료로는 Ge, Zn, In 및 Se를 포함한다. 원재료로 중금속 성분이나 인체에 유해한 성분이 포함되지 않으며, 오직 전술한 성분들만이 포함되어 조성물로 가공된다.The composition for infrared-transmitting chalcogenide glass is composed of predetermined raw materials. Pre-set raw materials include Ge, Zn, In and Se. It does not contain heavy metal components or components harmful to the human body as raw materials, and is processed into a composition containing only the above-mentioned components.

각 성분들은 기 설정된 함량만큼 포함된다. 여기서, Ge, Zn, In 및 Se의 함량을 각각 x(at%), y(at%), z(at%), w(at%)라 설정하면, 각각 1≤x≤40(at%), 1≤y+z≤15(at%) 및 50≤w≤85(at%)를 만족시킨다. 전술한 함량대로 원재료가 포함됨으로써, 유리형성영역을 확보할 수 있다. 또한, Zn이 전술한 함량범위 만큼 포함됨에 따라, 후술하는 바와 같이 종래에 비해 상당히 낮은 유리전이온도(Tg)를 확보할 수 있다.Each component is included in a predetermined amount. Here, when the contents of Ge, Zn, In, and Se are set as x (at%), y (at%), z (at%), and w (at%), respectively, 1≤x≤40 (at%) , 1≤y+z≤15 (at%) and 50≤w≤85 (at%). By including the raw material in the above-mentioned content, it is possible to secure a glass forming region. In addition, as Zn is included within the above-described content range, it is possible to secure a significantly lower glass transition temperature (Tg) than the prior art, as will be described later.

각 원재료들은 기 설정된 함량만큼 용기에 장입된다. 여기서, 용기는 모든 원재료가 충분히 장입될 수 있는 크기의 석영관일 수 있다. 석영관으로 원재료들이 모두 장입된 경우, 석영관 내부로 별도의 (기체) 성분이 유입되지 못하도록 석영관은 진공상태에서 실링된다.Each raw material is loaded into a container by a predetermined amount. Here, the container may be a quartz tube of a size that can sufficiently contain all the raw materials. When all the raw materials are loaded into the quartz tube, the quartz tube is sealed in a vacuum state to prevent a separate (gas) component from flowing into the quartz tube.

용기 내 원재료를 제1 기 설정된 환경에서 용융한다(S120). The raw material in the container is melted in a first preset environment (S120).

용기 내에 원재료가 장입되어 실링된 후, 원재료는 제1 기 설정된 환경에서 용융된다. 제1 기 설정된 환경은 850℃ 내외의 온도를 가질 수 있다. 이때, 제1 기 설정된 환경에서 850℃ 내외의 온도가 형성됨에 있어, 일시에 온도를 상승시키는 것이 아니라 분(min)당 수℃(예를 들어, 분당 4℃)씩 상승시킴으로서 해당 온도를 형성할 수 있다. 원재료는 (용기 내에서) 제1 기 설정된 환경에서 용융된다. After the raw material is loaded into the container and sealed, the raw material is melted in a first preset environment. The first preset environment may have a temperature of around 850°C. At this time, when a temperature of around 850 ° C is formed in the first preset environment, the temperature is not raised at one time, but by several ° C per minute (eg, 4 ° C per minute) to form the corresponding temperature. can The raw material is melted in a first predetermined environment (in the vessel).

용기 내 원재료들은 락킹(Rocking) 전기로에 의해 제1 기 설정된 환경에서 용융될 수 있다. 락킹 전기로에 용기가 장착되며, 용기 내 각 원재료들은 혼합된다. 원재료들은 락킹 전기로에 의해 혼합되며, 12시간 내외의 시간 동안 850℃ 내외의 온도에 노출되며 용융된다.Raw materials in the container may be melted in a first preset environment by a rocking electric furnace. A container is installed in the rocking electric furnace, and each raw material in the container is mixed. The raw materials are mixed by a rocking electric furnace, exposed to a temperature of around 850°C for around 12 hours and melted.

용융된 원재료를 제2 기 설정된 환경에서 급냉한다(S130).The molten raw material is rapidly cooled in a second preset environment (S130).

락킹 전기로에 장착된 용기는 락킹 전기로로부터 분리되어 제2 기 설정된 환경에서 급냉된다. 제2 기 설정된 환경은 용기가 공기 중이나 물에 노출되는 환경일 수 있으며, 600℃ 내외의 온도일 수 있다. 용기는 락킹 전기로 내 850℃의 고온에서 공기나 물에 노출되며 급냉되기 시작한다. 급냉은 용기의 온도가 600℃ 내외일 때까지 진행된다. The container installed in the locking electric furnace is separated from the locking electric furnace and rapidly cooled in a second preset environment. The second preset environment may be an environment in which the container is exposed to air or water, and may have a temperature of around 600°C. The container is exposed to air or water at a high temperature of 850 ° C in a locking electric furnace and begins to rapidly cool. Rapid cooling is performed until the temperature of the container is around 600°C.

급냉한 원재료를 제3 기 설정된 환경에서 서냉한다(S140). The quenched raw material is slowly cooled in a third preset environment (S140).

급냉한 용기는 제3 기 설정된 환경에서 서냉된다. 제3 기 설정된 환경은 200℃ 내외에서 3시간 내외의 시간을 가질 수 있다. 급냉한 용기는 200℃ 내외로 예열된 서냉로에서 3시간 내외의 시간 동안 서냉된다.The rapidly cooled vessel is slowly cooled in a third preset environment. The third preset environment may have a time of about 3 hours at about 200 ° C. The rapidly cooled container is slowly cooled in a slow cooling furnace preheated to around 200°C for around 3 hours.

전술한 공정을 거치며, 원재료는 적외선 투과 칼코지나이드 유리용 조성물로 제조된다.Through the above process, the raw material is prepared as a composition for infrared transmitting chalcogenide glass.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 적외선 투과 칼코지나이드 유리용 조성물을 구성하는 성분의 함량을 도시한 도면이다.2 is a diagram showing the contents of components constituting the composition for infrared transmitting chalcogenide glass according to the first embodiment of the present invention.

도 2에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 투과 칼코지나이드 유리용 조성물(이하에서, '유리용 조성물'이라 약칭함)이 Ge, Zn, In 및 Se만을 포함한 실시예를 예시하고 있다. 유리용 조성물이 GexZnyInzSew로 구현된다면, 전술한 대로 각 성분의 함량은 1≤x≤40, 1≤y+z≤15 및 50≤w≤85 (at%)로 구현된다. 각 조성물은 예시로서 도 2(아래)와 같이 포함될 수 있다.2 illustrates an example in which the composition for infrared transmitting chalcogenide glass (hereinafter, abbreviated as 'composition for glass') according to an embodiment of the present invention includes only Ge, Zn, In, and Se. If the composition for glass is implemented as Ge x Zn y In z Se w , as described above, the content of each component is implemented as 1≤x≤40, 1≤y+z≤15, and 50≤w≤85 (at%) . Each composition may be included as shown in FIG. 2 (below) as an example.

1) Ge: 10at%, Zn: 2.5at%, In: 5at%, Se: 82.5at% (Ge10Zn2.5In5Se82.5)1) Ge: 10at%, Zn: 2.5at%, In: 5at%, Se: 82.5at% (Ge 10 Zn 2.5 In 5 Se 82.5 )

2) Ge: 10at%, Zn: 5at%, In: 5at%, Se: 80at% (Ge10Zn5In5Se80)2) Ge: 10at%, Zn: 5at%, In: 5at%, Se: 80at% (Ge 10 Zn 5 In 5 Se 80 )

3) Ge: 10at%, Zn: 7.5at%, In: 5at%, Se: 77.5at% (Ge10Zn7.5In5Se77.5)3) Ge: 10at%, Zn: 7.5at%, In: 5at%, Se: 77.5at% (Ge 10 Zn 7.5 In 5 Se 77.5 )

각 유리용 조성물을 제조함에 있어, Ge의 함량은 10at%만큼, Zn의 함량은 xat%만큼, In의 함량은 5at%만큼, Se의 함량은 (85-x)at%만큼씩 포함되었으며, Zn의 함량변화에 따라 Se의 함량을 함께 가변하였다.In preparing each composition for glass, the Ge content was included by 10 at%, the Zn content by xat%, the In content by 5 at%, and the Se content by (85-x)at%, respectively. According to the change in the content of Se, the content of Se was also varied.

각 원재료를 전술한 함량만큼씩 포함한 유리용 조성물들로 제조된 적외선 투과 칼코지나이드 유리와 종래의 적외선 투과유리의 유리전이온도는 도 3에 도시되어 있다.3 shows the glass transition temperatures of infrared-transmitting chalcogenide glass and conventional infrared-transmitting glass prepared from glass compositions containing the above-mentioned amounts of each raw material.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 적외선 투과 칼코지나이드 유리와 종래의 적외선 투과 유리의 유리전이온도를 도시한 도면이다.FIG. 3 is a graph showing the glass transition temperatures of the infrared-transmitting chalcogenide glass according to the first embodiment of the present invention and the conventional infrared-transmitting glass.

유리전이온도는 낮을수록 상대적으로 낮은 온도에서 유리용 조성물의 성형이 가능해지는 장점을 갖는다.The lower the glass transition temperature, the more advantageous the glass composition can be molded at a relatively low temperature.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유리용 조성물(Ge10Zn2.5In5Se82.5, Ge10Zn5In5Se80, Ge10Zn7.5In5Se77.5)은 각각 110℃ 내지 120℃의 유리전이온도(Tg)를 갖는 것을 확인하였다. 상대적으로 Zn의 함량이 증가할수록 유리전이온도가 증가하는 경향을 보였다. Referring to FIG. 3 , the compositions for glass (Ge 10 Zn 2.5 In 5 Se 82.5 , Ge 10 Zn 5 In 5 Se 80 , Ge 10 Zn 7.5 In 5 Se 77.5 ) according to an embodiment of the present invention are prepared at 110° C. to 110° C. It was confirmed to have a glass transition temperature (Tg) of 120 °C. Relatively, as the content of Zn increased, the glass transition temperature tended to increase.

반면, 종래의 조성물(Ge33As12Se55, Ge10As40Se50, Ge28Sb12Se60, As40Se60)은 각각 185℃ 내지 368℃의 유리 전이온도를 확보하고 있음을 확인할 수 있었다. As와 Se로 구현된 조성물은 As 성분을 포함하고 있음에도 불구하고 185℃의 유리 전이온도를 가지고 있음을 확인할 수 있었으며, Ge, Se와 함께 As 또는 Sb가 포함될 경우, 모두 220℃의 높은 유리 전이온도를 확보하고 있음을 확인할 수 있었다.On the other hand, it can be seen that the conventional compositions (Ge 33 As 12 Se 55 , Ge 10 As 40 Se 50 , Ge 28 Sb 12 Se 60 , As 40 Se 60 ) secure a glass transition temperature of 185°C to 368°C, respectively. there was. It was confirmed that the composition implemented with As and Se had a glass transition temperature of 185 ° C despite containing As components, and when As or Sb was included together with Ge and Se, all of them had a high glass transition temperature of 220 ° C. It was confirmed that the .

도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 투과 웨이퍼렌즈 제조를 위해 칼코지나이드 유리 잉곳을 웨이퍼로 제조하는 과정을 도시한 그림이다.4 is a diagram illustrating a process of manufacturing a chalcogenide glass ingot into a wafer for manufacturing an infrared transmission wafer lens according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 칼코지나이드 유리 잉곳을 적외선 투과 웨이퍼 렌즈로 제조하기 위해 다음의 공정을 거친다.Referring to FIG. 4 , the following processes are performed to manufacture a chalcogenide glass ingot into an infrared transmission wafer lens.

도 4(a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, 칼코지나이드 유리 잉곳이 쏘잉(Sawing) 공정과 폴리싱(Polishing) 공정을 거치며, 도 4(d)와 같이 넓은 면적의 칼코지나이드 웨이퍼로 제조된다.As shown in FIGS. 4(a) to (c), the chalcogenide glass ingot goes through a sawing process and a polishing process, and a large area chalcogenide wafer as shown in FIG. 4(d) are manufactured

이처럼 제조된 칼코지나이드 웨이퍼는 도 5의 공정을 거치며, 웨이퍼 렌즈로 제조된다.The chalcogenide wafer manufactured in this way goes through the process of FIG. 5 and is manufactured as a wafer lens.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 칼코지나이드 웨이퍼를 웨이퍼렌즈를 제조하는 방법을 도시한 그림이다.5 is a diagram illustrating a method of manufacturing a wafer lens using a chalcogenide wafer according to an embodiment of the present invention.

도 4의 공정을 거치며 제조된 칼코지나이드 웨이퍼(530)는 하부 몰드(520) 상에 안착된다. 이때, 상부 몰드(510)와 하부 몰드(520)의 서로 마주보는 면은 각각, 웨이퍼 렌즈 형상과 상보적인 형태를 갖는다. 이에 따라, 하부 몰드(520)에 안착된 웨이퍼(530)가 양 몰드(510, 520)에 의해 압착될 경우, 웨이퍼 렌즈 형태로 제조될 수 있다.The chalcogenide wafer 530 manufactured through the process of FIG. 4 is placed on the lower mold 520 . At this time, surfaces of the upper mold 510 and the lower mold 520 facing each other each have a shape complementary to that of the wafer lens. Accordingly, when the wafer 530 seated on the lower mold 520 is compressed by both molds 510 and 520, it may be manufactured in the form of a wafer lens.

하부 몰드(520)에 칼코지나이드 웨이퍼(530)가 안착되면, 칼코지나이드 유리용 조성물의 유리 연화온도 근처까지 온도가 상승하며, 이후 상부 몰드(510)와 하부 몰드(520)가 압착하며 칼코지나이드 웨이퍼(530)를 웨이퍼 렌즈로 성형한다. 다시 온도를 하강시킨 후 몰드(510, 520)와 웨이퍼 렌즈가 분리됨으로서, 칼코지나이드 웨이퍼(530)가 웨이퍼 렌즈로 제조된다.When the chalcogenide wafer 530 is seated on the lower mold 520, the temperature rises to near the glass softening temperature of the chalcogenide glass composition, and then the upper mold 510 and the lower mold 520 are compressed and The cogenide wafer 530 is molded into a wafer lens. After the temperature is lowered again, the molds 510 and 520 and the wafer lens are separated, so that the chalcogenide wafer 530 is manufactured as a wafer lens.

이때, 전술한 대로, 본 발명의 일 실시예에 따른 칼코지나이드 웨이퍼(530)는 종래에 비해 상당히 낮은 유리 전이온도를 갖기 때문에, 상대적으로 낮은 온도에서 웨이퍼 렌즈의 제조가 진행될 수 있다. 이는 다음과 같은 장점을 갖는다.At this time, as described above, since the chalcogenide wafer 530 according to an embodiment of the present invention has a significantly lower glass transition temperature than the prior art, the wafer lens can be manufactured at a relatively low temperature. This has the following advantages.

주변 환경 뿐만 아니라, 칼코지나이드 웨이퍼(530)와 직접 접촉하는 각 몰드(510, 520)까지 유리 전이온도보다 대략 30% 정도 높은 온도를 갖는 유리 연화온도부근 까지 가열되어야 비로소 성형이 진행될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 투과 칼코지나이드 유리가 110℃의 유리 전이온도를 가질 경우, 유리 연화온도는 개략적으로 150℃ 내외를 갖는다. 이때, 유리 연화온도가 높으면 높을수록 각 몰드가 균일하게 해당 온도(유리 연화온도)를 갖기 곤란해진다. 혹은 각 몰드의 온도가 해당 온도로 균일해질때까지 상당히 긴 시간이 경과하게 된다. 반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 칼코지나이드 웨이퍼(530)는 상당히 낮은 유리 연화온도를 갖기 때문에, 상대적으로 각 몰드가 유리 연화온도 부근까지 가열되기 용이한 장점을 가지며, 상대적으로 제조가 단 시간 내 완료될 수 있다.Not only the surrounding environment, but also the molds 510 and 520 directly in contact with the chalcogenide wafer 530 must be heated to a temperature close to the glass softening temperature, which is about 30% higher than the glass transition temperature, so that molding can proceed. As shown in FIG. 3 , when the infrared transmitting chalcogenide glass according to an embodiment of the present invention has a glass transition temperature of 110° C., the glass softening temperature is approximately 150° C. At this time, the higher the glass softening temperature, the more difficult it is for each mold to have a uniform temperature (glass softening temperature). Alternatively, a fairly long time elapses until the temperature of each mold becomes uniform to the corresponding temperature. On the other hand, since the chalcogenide wafer 530 according to an embodiment of the present invention has a significantly low glass softening temperature, it has the advantage of being relatively easy to heat each mold to around the glass softening temperature, and is relatively easy to manufacture. can be completed in time.

성형할 칼코지나이드 유리의 유리전이온도가 높으면, 성형 몰드의 재질은 고가인 텅스텐 카바이드 재질을 사용되어야 한다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 칼코지나이드 유리용 조성물은 Zn을 함유하여 상대적으로 현저히 낮은 유리전이온도를 갖기 때문에, 몰드의 재질이 상대적으로 저가인 브론즈, 스테인레스 또는 알루미늄으로 구현되어도 무방하다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따르면 렌즈 성형 제조 단가를 낮출 수 있는 장점이 있다.If the glass transition temperature of the chalcogenide glass to be molded is high, the material of the molding mold must be made of expensive tungsten carbide. However, since the composition for chalcogenide glass according to an embodiment of the present invention contains Zn and has a relatively remarkably low glass transition temperature, the mold may be made of relatively inexpensive bronze, stainless, or aluminum. Accordingly, according to an embodiment of the present invention, there is an advantage of lowering the manufacturing cost of lens molding.

또한, 각 몰드의 표면에는 제조된 웨이퍼 렌즈가 용이하게 분리될 수 있도록 코팅막이 코팅되어 있다. 코팅막에 의해, 제조된 웨이퍼 렌즈는 몰드의 표면에 들러붙지 않고, 온전히 몰드에서 분리될 수 있다. 이러한 코팅막들도 일정한 내열성을 가져, 특정 온도까지는 성분이나 상태 변화없이 견딜 수 있지만 그 이상의 온도에서는 성분이나 상태에 변화가 발생하게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 칼코지나이드 웨이퍼(530)는 상당히 낮은 유리 전이온도를 갖기 때문에, 웨이퍼 렌즈의 제조가 상당히 낮은 온도에서 진행될 수 있다. 이에 따라, 코팅막의 변형 문제가 발생하지 않아, 각 몰드나 그에 코팅된 코팅막들의 수명을 향상시킬 수 있다.In addition, a coating film is coated on the surface of each mold so that the manufactured wafer lens can be easily separated. Due to the coating film, the manufactured wafer lens can be completely separated from the mold without sticking to the surface of the mold. These coating films also have a certain heat resistance, and can withstand up to a certain temperature without changing their components or state, but at a temperature higher than that, a change in their components or state occurs. Since the chalcogenide wafer 530 according to an embodiment of the present invention has a significantly low glass transition temperature, manufacturing of a wafer lens can be performed at a significantly low temperature. Accordingly, the deformation problem of the coating film does not occur, and the lifespan of each mold or the coating films coated thereon can be improved.

본 발명의 일 실시예에 따른 유리용 조성물은 중금속을 포함하지 않음에도 불구하고, Ge, Zn, In 및 Se를 기 설정된 함량만큼 포함함으로서 중금속을 포함하는 종래의 유리용 조성물 보다도 현저히 낮은 유리 전이온도를 확보하고 있음을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 유리용 조성물은 낮은 온도에서도 성형이 가능하여, 넓은 면적의 웨이퍼 형태로도 성형될 수 있다.Although the composition for glass according to an embodiment of the present invention does not contain heavy metals, it contains Ge, Zn, In, and Se in predetermined amounts, and thus has a significantly lower glass transition temperature than conventional compositions for glass containing heavy metals. It was confirmed that the . Accordingly, the composition for glass according to an embodiment of the present invention can be molded even at a low temperature, and can be molded in the form of a wide-area wafer.

도 1에서는 각 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 각 도면에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 1은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.Although each process is described as sequentially executed in FIG. 1 , this is merely an example of the technical idea of one embodiment of the present invention. In other words, those skilled in the art to which an embodiment of the present invention pertains may change and execute the order described in each drawing or perform one or more processes of each process without departing from the essential characteristics of an embodiment of the present invention. Since it will be possible to apply various modifications and variations by executing in parallel, FIG. 1 is not limited to a time-series sequence.

한편, 도 1에 도시된 과정들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.Meanwhile, the processes shown in FIG. 1 can be implemented as computer readable codes on a computer readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all types of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. That is, computer-readable recording media include storage media such as magnetic storage media (eg, ROM, floppy disk, hard disk, etc.) and optical reading media (eg, CD-ROM, DVD, etc.). In addition, the computer-readable recording medium may be distributed to computer systems connected through a network to store and execute computer-readable codes in a distributed manner.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present embodiment, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Therefore, the present embodiments are not intended to limit the technical idea of the present embodiment, but to explain, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of this embodiment should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of rights of this embodiment.

510: 상부몰드
520: 하부몰드
530: 칼코지나이드 웨이퍼
510: upper mold
520: lower mold
530: chalcogenide wafer

Claims (12)

적외선 파장대역의 광을 기 설정된 기준치 이상 투과시키는 적외선 투과 칼코지나이드 유리용 조성물에 있어서,
기 설정된 비율의 Ge, Zn, In 및 Se로 구성되는 것을 특징으로 하는 유리용 조성물.
In the composition for infrared-transmitting chalcogenide glass that transmits light in the infrared wavelength band above a predetermined reference value,
A composition for glass characterized in that it is composed of Ge, Zn, In and Se in a predetermined ratio.
제1항에 있어서,
상기 기 설정된 비율은,
Ge, Zn, In 및 Se의 함량을 각각 x(at%), y(at%), z(at%) 및 w(at%)라 설정하면, 각각 1≤x≤40(at%), 1≤y+z≤15(at%) 및 50≤w≤85(at%)를 만족시키는 것을 특징으로 하는 유리용 조성물.
According to claim 1,
The preset ratio is,
If the contents of Ge, Zn, In and Se are set as x(at%), y(at%), z(at%) and w(at%), respectively, 1≤x≤40(at%), 1 A composition for glass characterized in that it satisfies ≤y+z≤15 (at%) and 50≤w≤85 (at%).
제2항에 있어서,
상기 기 설정된 비율은,
Ge, Zn, In 및 Se 순으로 10at% : xat% : 5at% : (85-x)at%이며,
x는 2.5, 5 또는 7.5인 것을 특징으로 하는 유리용 조성물.
According to claim 2,
The preset ratio is,
10at% : xat% : 5at% : (85-x)at% in the order of Ge, Zn, In and Se,
A composition for glass, characterized in that x is 2.5, 5 or 7.5.
적외선 파장대역의 광을 기 설정된 기준치 이상 투과시키는 적외선 투과 칼코지나이드 유리를 제조하는 방법에 있어서,
원재료로서 기 설정된 비율의 Ge, Zn, In 및 Se를 용기에 장입하여 실링하는 실링과정;
상기 실링과정을 거친 용기 내 원재료들을 제1 기 설정된 환경에서 용융하는 용융과정;
상기 용융과정에서 용융된 원재료들을 제2 기 설정된 환경에서 급냉하는 급냉과정; 및
상기 급냉과정을 거친 원재료들을 제3 기 설정된 환경에서 서냉하는 서냉과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 투과 칼코지나이드 유리 제조방법.
In the method for producing an infrared ray-transmitting chalcogenide glass that transmits light in an infrared wavelength band above a predetermined reference value,
A sealing process of charging Ge, Zn, In, and Se at a predetermined ratio as raw materials into a container and sealing it;
a melting process of melting the raw materials in the container that have undergone the sealing process in a first preset environment;
a quenching process of rapidly cooling the raw materials melted in the melting process in a second preset environment; and
Slow cooling process of slowly cooling the raw materials that have undergone the rapid cooling process in a third preset environment
Infrared transmission chalcogenide glass manufacturing method comprising a.
제4항에 있어서,
상기 제1 기 설정된 환경은,
850℃를 기준으로 기 설정된 범위 내의 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 적외선 투과 칼코지나이드 유리 제조방법.
According to claim 4,
The first preset environment,
Infrared transmission chalcogenide glass manufacturing method characterized by having a temperature within a predetermined range based on 850 ℃.
제5항에 있어서,
상기 제1 기 설정된 환경은,
분(min)당 수℃씩 상승하며 형성되는 것을 특징으로 하는 적외선 투과 칼코지나이드 유리 제조방법.
According to claim 5,
The first preset environment,
Infrared transmission chalcogenide glass manufacturing method, characterized in that formed by increasing several ℃ per minute (min).
제4항에 있어서,
상기 용융과정은,
상기 실링과정을 거친 용기가 락킹(Rocking)장치에 장착되어, 용기 내 원재료들이 제1 기 설정된 환경에서 혼합되며 용융되는 것을 특징으로 하는 적외선 투과 칼코지나이드 유리 제조방법.
According to claim 4,
The melting process is
Infrared transmission chalcogenide glass manufacturing method, characterized in that the container that has undergone the sealing process is mounted on a rocking device, and the raw materials in the container are mixed and melted in a first preset environment.
제7항에 있어서,
상기 용융과정은,
상기 락킹 장치에 의해 용기 내 원재료들이 제1 기 설정된 환경에서 12시간 동안 혼합되며 용융되는 것을 특징으로 하는 적외선 투과 칼코지나이드 유리 제조방법.
According to claim 7,
The melting process is
Infrared transmission chalcogenide glass manufacturing method, characterized in that the raw materials in the container are mixed and melted for 12 hours in a first preset environment by the rocking device.
칼코지나이드 유리 잉곳을 웨이퍼 형태로 제조하는 방법에 있어서,
제4항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 칼코지나이드 유리 잉곳을 쏘잉(Sawing) 및 폴리싱(Polishing)하여 웨이퍼 형태로 제조하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 제조 방법.
In the method for producing a chalcogenide glass ingot in a wafer form,
A wafer manufacturing method characterized in that the chalcogenide glass ingot manufactured by the method of any one of claims 4 to 8 is manufactured in a wafer form by sawing and polishing.
칼코지나이드 웨이퍼를 적외선 투과 웨이퍼 렌즈로 제조하는 방법에 있어서,
하부 몰드로 상기 칼코지나이드 웨이퍼를 안착시키는 안착과정;
상기 안착과정을 거친 후 온도를 상기 칼코지나이드 웨이퍼의 유리 연화온도까지 상승시키는 상승과정;
상부 몰드와 상기 하부 몰드로 안착된 상기 칼코지나이드 웨이퍼를 압착하는 압착과정;
유리 연화온도까지 상승한 온도를 다시 하강시키는 하강과정; 및
제조된 적외선 투과 웨이퍼 렌즈를 상기 상부 몰드 및 상기 하부 몰드로부터 분리하는 분리과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 투과 웨이퍼 렌즈 제조방법.
In the method for manufacturing a chalcogenide wafer into an infrared transmission wafer lens,
A seating process of seating the chalcogenide wafer on a lower mold;
a step of raising the temperature to a glass softening temperature of the chalcogenide wafer after the settling step;
a compression process of compressing the chalcogenide wafers seated in the upper mold and the lower mold;
A lowering process of lowering the temperature raised to the glass softening temperature again; and
Separation process of separating the manufactured infrared transmission wafer lens from the upper mold and the lower mold
Infrared transmission wafer lens manufacturing method comprising a.
제10항에 있어서,
상기 상부 몰드 및 하부몰드는,
제조된 적외선 투과 웨이퍼 렌즈가 용이하게 분리될 수 있도록, 표면에 코팅막을 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 투과 웨이퍼 렌즈 제조방법.
According to claim 10,
The upper mold and the lower mold,
An infrared transmission wafer lens manufacturing method comprising a coating film on a surface so that the manufactured infrared transmission wafer lens can be easily separated.
제11항에 있어서,
상기 코팅막은,
적어도 상기 칼코지나이드 웨이퍼의 유리 연화온도까지 내열성을 갖는 것을 특징으로 하는 적외선 투과 웨이퍼 렌즈 제조방법.


According to claim 11,
The coating film,
An infrared transmission wafer lens manufacturing method, characterized in that it has heat resistance at least up to the glass softening temperature of the chalcogenide wafer.


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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012148975A (en) * 2005-04-13 2012-08-09 Corning Inc Chalcogenide glass for low viscosity extrusion and injection molding
JP2013067558A (en) * 2006-10-24 2013-04-18 Ohara Inc Optical glass
KR20170006017A (en) * 2015-07-07 2017-01-17 한국광기술원 calcogenide lens composition compatible with glass mold processing and method of manufacturing lens using the same
EP3770127A1 (en) * 2012-04-20 2021-01-27 Schott Corporation Glasses for correction of chromatic and thermal optical aberrations for lenses transmitting in the near, mid, and far-infrared sprectrums
KR20210083424A (en) * 2019-12-26 2021-07-07 주식회사 에이치엠오 Chalcogenide ingot manufacturing method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012148975A (en) * 2005-04-13 2012-08-09 Corning Inc Chalcogenide glass for low viscosity extrusion and injection molding
JP2013067558A (en) * 2006-10-24 2013-04-18 Ohara Inc Optical glass
EP3770127A1 (en) * 2012-04-20 2021-01-27 Schott Corporation Glasses for correction of chromatic and thermal optical aberrations for lenses transmitting in the near, mid, and far-infrared sprectrums
KR20170006017A (en) * 2015-07-07 2017-01-17 한국광기술원 calcogenide lens composition compatible with glass mold processing and method of manufacturing lens using the same
KR20210083424A (en) * 2019-12-26 2021-07-07 주식회사 에이치엠오 Chalcogenide ingot manufacturing method

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