TW201730126A

TW201730126A - 紫外線透射玻璃

Info

Publication number: TW201730126A
Application number: TW105131359A
Authority: TW
Inventors: Takahiro Sakagami; Makoto Shiratori
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2016-09-29
Publication date: 2017-09-01
Also published as: JP6907941B2; US20180215652A1; WO2017057375A1; JPWO2017057375A1

Abstract

一種紫外線透射玻璃，以氧化物為基準之莫耳百分率表示，含有SiO2：55%以上且80%以下、B2O3：12%以上且27%以下、R2O(R表示選自於由Li、Na及K所構成群組中之至少1種鹼金屬)：合計4%以上且20%以下、Al2O3：0%以上且5%以下、R´O(R´表示選自於由Mg、Ca、Sr及Ba所構成群組中之至少1種鹼土類金屬)：合計0%以上且5%以下、ZnO：0%以上且5%以下、ZrO2：1.5%以上且20%以下，並且，就板厚0.5mm下之分光透射率而言，波長254nm之透射率為70%以上。

Description

紫外線透射玻璃

發明領域本發明係關於紫外區波長之光下透射率高的紫外線透射玻璃。

發明背景作為紫外線之發光光源，低壓水銀燈及高壓水銀燈自以往便廣為所知。近年，小型且低成本的紫外線LED(紫外線發光二極體)相當普及，於水殺菌裝置、紫外線硬化型樹脂之硬化裝置、紫外線感測器等各種用途上的利用漸增。

就可使用在具備這些紫外線光源之裝置上的玻璃而言，以往有可使紫外線有效率地透射的石英玻璃。然而，石英玻璃有卻高製造成本的問題。

此外，石英玻璃以外之可使紫外線有效率地透射的玻璃已知有磷酸鹽玻璃及硼矽酸玻璃(例如參照專利文獻1、2)。然而，該等玻璃在波長400nm以下之光尤其是波長200nm以上且280nm以下之光(以下有時會稱作深紫外光)下的透射率很低，有待改善。先前技術文獻專利文獻

專利文獻1：日本特開昭62-27346號公報專利文獻2：日本特開昭60-46946號公報

發明概要發明欲解決之課題本發明目的在於提供一種紫外線尤其是深紫外光之透射率高且業已抑制紫外線照射所致之著色的紫外線透射玻璃。用以解決課題之手段

本發明人精闢研討的結果發現，將玻璃組成設定在特定範圍內可獲得深紫外光之透射率高且業已抑制紫外線照射所致之著色的紫外線透射玻璃。

即，本發明之紫外線透射玻璃的特徵在於：以氧化物為基準之莫耳百分率表示，含有SiO₂ ：55%以上且80%以下、B₂ O₃ ：12%以上且27%以下、R₂ O(R表示選自於由Li、Na及K所構成群組中之至少1種鹼金屬)：合計4%以上且20%以下、Al₂ O₃ ：0%以上且5%以下、R´O(R´表示選自於由Mg、Ca、Sr及Ba所構成群組中之至少1種鹼土類金屬)：合計0%以上且5%以下、ZnO：0%以上且5%以下、ZrO₂ ：1.5%以上且20%以下，並且，就板厚0.5mm下之分光透射率而言，波長254nm之透射率為70%以上。

本發明之紫外線透射玻璃實質上不含Al₂ O₃ 為佳。

本發明之紫外線透射玻璃宜含有Al₂ O₃ ：0.5%以上且5%以下。

又，本發明之紫外線透射玻璃實質上不含R´O為佳。

又，本發明之紫外線透射玻璃可更含有Fe₂ O₃ ：0.00005%以上且0.01%以下及/或TiO₂ ：0.0001%以上且0.02%以下。

又，本發明之紫外線透射玻璃實質上不含Cr₂ O₃ 、NiO、CuO、CeO₂ 、V₂ O₅ 、WO₃ 、MoO₃ 、MnO₂ 、CoO中之任一者為佳。

又，本發明之紫外線透射玻璃實質上不含Cl為佳。

又，本發明之紫外線透射玻璃在紫外線照射試驗中，以下式(1)求得之波長254nm的透射率劣化度在5%以下為宜。

劣化度(%)=[(T0-T1)/T0]×100･･･式(1)

式(1)中，T0為兩面經光學研磨且厚0.5mm之前述紫外線透射玻璃在波長254nm下的初始透射率；T1係以5mW/cm² 之強度對前述紫外線透射玻璃照射100小時波長254nm之紫外線後，前述紫外線透射玻璃在波長254nm下的透射率。

又，本發明之紫外線透射玻璃就厚度0.5mm下之分光透射率而言，波長365nm之透射率為80%以上為佳。

又，本發明之紫外線透射玻璃在0℃以上且300℃以下之溫度範圍內的平均熱膨脹係數宜為30×10^-7 /℃以上且90×10^-7 /℃以下。發明效果

根據本發明，可獲得一種紫外線尤其是深紫外光之透射率高且業已抑制紫外線照射所致之著色的紫外線透射玻璃。

用以實施發明之形態以下針對用以實施本發明之形態加以說明。

本發明之紫外線透射玻璃以氧化物為基準之莫耳百分率表示，含有SiO₂ ：55%以上且80%以下、B₂ O₃ ：12%以上且27%以下、R₂ O(R表示選自於由Li、Na及K所構成群組中之至少1種鹼金屬)：合計4%以上且20%以下、Al₂ O₃ ：0%以上且5%以下、R´O(R´表示選自於由Mg、Ca、Sr及Ba所構成群組中之至少1種鹼土類金屬)：合計0%以上且5%以下、ZnO：0%以上且5%以下、ZrO₂ ：1.5%以上且20%以下。

SiO₂ 為構成玻璃骨架的必要成分。SiO₂ 含量低於55%時，作為玻璃的穩定性會降低或耐候性降低。SiO₂ 含量宜為55.5%以上，較宜為56%以上。SiO₂ 含量超過80%時，玻璃熔液的黏性會增大且熔融性顯著降低。SiO₂ 含量宜為77%以下，較宜為75%以下。

Al₂ O₃ 係使玻璃之耐候性提升的成分。含有Al₂ O₃ 時，Al₂ O₃ 含量超過5%則玻璃熔液之黏性便會提高而難有均質的熔融。要獲得提升玻璃之耐候性的效果時，Al₂ O₃ 含量宜為4.5%以下，較宜為4.3%以下，更宜為4%以下，最好是不含Al₂ O₃ 。

本發明中宜實質上不含Al₂ O₃ 的理由如下。

吾人認為玻璃的深紫外光透射率仰仗玻璃之非交聯氧量而定，非交聯氧量一多，深紫外光之透射率便低。而且，Al₂ O₃ 係會減少玻璃之非交聯氧量的成分，以往認為含有Al₂ O₃ 可獲得深紫外光之透射率高的玻璃。然而，本發明人等在改變Al₂ O₃ 或其他玻璃組成條件進行試驗時，發現了全新的見解：極力減少Al₂ O₃ 含量，最好是不含Al₂ O₃ ，便可獲得深紫外光之透射率高的玻璃。其機制詳細尚不明確，吾等以為理由如下。

一般說來Al₂ O₃ 會伴隨玻璃中之鹼金屬成分形成玻璃之網狀結構，而結果會減少玻璃中之非交聯氧。然而吾人認為，由於玻璃為非晶狀態，所以會發生玻璃結構的變動(fluctuation)。即，使Al₂ O₃ 含量增加雖然在平均上玻璃中之非交聯氧量有減少之傾向，但另一方面也無法否認可能會因為非晶狀態特有結構的變動，讓不形成網狀結構之Al成分以改質氧化物(結構缺陷)存在的比例增加。這種因為不形成網狀結構之Al成分所造成的結構缺陷被認為會形成吸收紫外區之光的吸收帶，而降低玻璃之紫外線透射能。

另外，本發明中所謂實質上不含特定成分意指故意不添加，但不排除從原料等無法避免地混入且不影響期望特性之程度的含有。

另一方面，Al₂ O₃ 係抑制玻璃因紫外線而著色的成分。Al₂ O₃ 含量低於0.5%時，將因為其他組成而無法充分獲得抑制玻璃因紫外線而著色的效果。在提升抑制玻璃因紫外線而著色之效果的觀點上，Al₂ O₃ 含量宜為0.5%以上且5%以下。

B₂ O₃ 係提升深紫外光之透射率的必要成分，也是抑制玻璃因紫外線而著色的必要成分。B₂ O₃ 含量低於12%時，對於深紫外光之透射率提升恐無法獲得有意的效果。B₂ O₃ 含量宜為13%以上，較宜為14%以上。B₂ O₃ 含量超過27%時，恐因揮散產生條紋(striae)，降低成品率。B₂ O₃ 含量宜為26%以下，較宜為25%以下。

R₂ O(R表示選自於由Li、Na及K所構成群組中之至少1種鹼金屬)係提升玻璃熔融性的必要成分。ΣR₂ O(ΣR₂ O係指Li₂ O、Na₂ O及K₂ O之含量合計)低於4%時，熔融性差。ΣR₂ O宜為4.5%以上，較宜為5%以上。ΣR₂ O超過20%時，耐候性會降低。ΣR₂ O宜為18%以下，較宜為16%以下。

R´O(R´表示選自於由Mg、Ca、Sr及Ba所構成群組中之至少1種鹼土類金屬)係提升熔融性的成分，雖非必要但可因應需求含有。含有R´O時，ΣR´O(ΣR´O意指MgO、CaO、SrO及BaO之含量的合計)如果超過5%，耐候性會降低。ΣR´O之含量宜為4%以下，較宜為3%以下。R´O因原料中含有較多會成為深紫外光透射率降低原因的Fe₂ O₃ 或TiO₂ ，所以實質上不含為佳。

ZnO係提升玻璃之耐候性並減低紫外線照射試驗下之劣化度的成分，可因應需求含有。含有ZnO時，ZnO若超過5%，玻璃之失透特性會惡化。ZnO含量宜為4.5%以下，較宜為4%以下。

ZrO₂ 係提升玻璃之耐候性並減低紫外線照射試驗下之劣化度的必要成分，亦即抑制玻璃因紫外線而著色的必要成分。ZrO₂ 含量若超過20%，有玻璃熔融性惡化之虞。又，ZrO₂ 含量低於1.5%時將無法充分獲得抑制玻璃因紫外線而著色的效果。ZrO₂ 含量宜為1.7%以上，較宜為1.8%以上。又，ZrO₂ 含量宜為15%以下，較宜為10%以下。

Fe₂ O₃ 係一種存在於玻璃中就會吸收深紫外光而使透射率降低的成分。然而，想完全避免從玻璃原料或製造過程混入Fe₂ O₃ 極為困難。因此，Fe₂ O₃ 含量低於0.00005%時，是使用經過精製之高成本的玻璃原料，這樣玻璃製造成本會變高，故不適宜。Fe₂ O₃ 含量宜為0.0001%以上。Fe₂ O₃ 含量超過0.01%時，深紫外光之透射率會變得太低，故不宜。Fe₂ O₃ 含量宜為0.0065%以下，較宜為0.005%以下。

TiO₂ 與Fe₂ O₃ 同樣是存在於玻璃中就會吸收深紫外光而使透射率降低的成分。然而，想完全避免從玻璃原料或製造過程混入TiO₂ 極為困難。因此，TiO₂ 含量低於0.0001%時，是使用經過精製之高成本的玻璃原料，這樣玻璃製造成本會變高，故不適宜。TiO₂ 含量宜為0.0003%以上。TiO₂ 含量超過0.02%時，深紫外光之透射率會變得太低，故不宜。TiO₂ 含量宜為0.015%以下，較宜為0.01%以下。

Cr₂ O₃ 、NiO、CuO、CeO₂ 、V₂ O₅ 、WO₃ 、MoO₃ 、MnO₂ 及CoO皆係存在於玻璃中就會吸收深紫外光而使透射率降低的成分。因此，玻璃中實質上不含該等成分為宜。

Cl恐是特別會使後述紫外線照射試驗之波長365nm下的劣化度增大，故以玻璃中實質上不含為宜。

F係會在玻璃熔融時揮發之成分，恐於玻璃中產生條紋，所以實質上宜不含於玻璃中。

除此以外，本發明之紫外線透射玻璃在清澄之目的下亦可含有SO₃ 或SnO₂ 。

本發明之紫外線透射玻璃就板厚0.5mm下之分光透射率而言，波長254nm之透射率為70%以上。藉由將具備這種光學特性之紫外線透射玻璃應用在活用深紫外光的裝置上，可讓裝置作有效率地運用。就板厚0.5mm下之分光透射率而言，波長254nm之透射率若低於70%，便無法讓裝置作有效率地運用，故不宜。上述波長254nm之透射率宜為72%以上，較宜為75%以上，最好為80%以上。

本發明之紫外線透射玻璃就板厚0.5mm下之分光透射率而言，波長365nm之透射率可為80%以上。藉由將具備這種光學特性之紫外線透射玻璃應用在活用波長365nm之紫外光的裝置上，可讓裝置作有效率地運用。就板厚0.5mm下之分光透射率而言，波長365nm之透射率若低於80%，便無法讓上述裝置作有效率地運用，故不宜。上述波長365nm之透射率宜為82%以上，較宜為85%以上，最好為90%以上。

本發明之紫外線透射玻璃為可抑制紫外線曝曬(solarization；因暴露於紫外線所造成的玻璃著色)者。具體上，在以下紫外線照射試驗中，波長254nm的透射率劣化度宜為5%以下。

在紫外線照射試驗中，將紫外線透射玻璃裁切成一邊30mm的四方板狀，製造出兩面經光學研磨加工以使厚度成為0.5mm的紫外線透射玻璃試料(以下亦稱玻璃試料)。測定玻璃試料在波長254nm下之初始透射率(T0)。接著，使用物理化學用高壓水銀燈，在波長254nm之紫外線照射強度約5mW/cm² 之條件下對玻璃試料照射100小時紫外線。測定玻璃試料在照射100小時之紫外線後於波長254nm下之透射率(T1)。並且，從下式(1)求出波長254nm之透射率劣化度作為自紫外線照射前之初始透射率(T0)以來的劣化率。

劣化度(%)=[(T0-T1)/T0]×100･･･式(1)

此外，本發明之紫外線透射玻璃在以與前述紫外線照射試驗相同條件下對玻璃試料照射紫外線時，波長365nm的透射率劣化度為5%以下為佳。另外，波長365nm的透射率劣化度係以下式(2)求得之值。

劣化度(%)=[(T2-T3)/T2]×100･･･式(2)

又，式(2)中，T3為玻璃試料在紫外線照射後於波長365nm下之透射率，T2為玻璃試料在紫外線照射前於波長365nm下之初始透射率。

本發明之紫外線透射玻璃在0℃以上且300℃以下之溫度範圍內的平均熱膨脹係數宜為30×10^-7 /℃以上且90×10^-7 /℃以下。將紫外線透射玻璃使用在例如紫外線光源裝置時，為了將光源予以氣密式密封，會將紫外線透射玻璃貼附在封包材上。紫外線光源會伴隨發光而溫度上升，所以若紫外線透射玻璃與封包材之熱膨脹係數差大，恐發生剝離或破損而無法維持光源的氣密狀態。考慮到耐熱性，封包材係使用由玻璃、晶體玻璃、陶瓷、氧化鋁等材質所構成者。而且，為了縮小封包材與紫外線透射玻璃之熱膨脹係數差，紫外線透射玻璃在0℃以上且300℃以下之溫度範圍內的平均熱膨脹係數宜為30×10^-7 /℃以上且90×10^-7 /℃以下。紫外線透射玻璃的平均熱膨脹係數若在前述溫度範圍外，封包材與紫外線透射玻璃之熱膨脹係數差變大，使用在紫外線光源裝置時便有前述的疑慮。

此外，紫外線透射玻璃與和與該紫外線透射玻璃接合之構件在0℃以上且300℃以下之溫度範圍內的平均熱膨脹係數之差在20×10^-7 /℃以下為佳，10×10^-7 /℃以下較佳，5×10^-7 /℃以下最佳。

接下來，說明本發明之紫外線透射玻璃的製造方法。

首先準備用以構成期望組成之各成分的玻璃原料。本發明中利用之玻璃原料亦可使用氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、氟化物、氯化物等任意形態之化合物。

接著，以可形成具有期望組成之玻璃的方式將該等玻璃原料予以調合並投入熔融槽內。熔融槽係選自鉑、鉑合金、耐火物之材料的容器。在本發明中，鉑或鉑合金之容器係選自於由鉑(Pt)、銥(Ir)、鈀(Pd)、銠(Rh)、金(Au)及該等之合金所構成群組中之金屬或合金所構成的容器，在高溫熔融下很耐用。

將在前述熔融槽中被熔解之玻璃以配置在下游側之脫泡槽或攪拌槽除去氣泡及條紋，藉此可獲得玻璃缺陷少且經均質化的高品質玻璃。透過噴嘴等使上述玻璃流出至模具中進行澆鑄成型，或經由轉出(roll-out)呈板狀拉出而成形為預定形狀。對已徐冷之玻璃施行切片加工、研磨加工等而獲得預定形狀的玻璃。

本發明之紫外線透射玻璃很適合使用在利用紫外線光源的裝置(例如UV-LED、UV雷射等)，以及以UV剝離為前提之半導體晶圓製造用的支撐基板及發光管等。前述裝置可舉如紫外線硬化型樹脂組成物之硬化裝置及紫外線感測器之光源覆蓋玻璃、水殺菌裝置等，惟不受該等限定。此外，本發明之紫外線透射玻璃不限於板狀，亦可為管狀或成形體等因應用途以適當形狀作使用。

以UV-LED元件為例，係使成為光源之UV-LED晶片設置在以樹脂、金屬、陶瓷等基材構成之封包的凹部或平面上並形成電連接。而且，使用具UV透射性之透明材料作為光射出側窗材，且光射出側窗材與基材為氣密式密封之結構。UV-LED元件會在UV發光的同時也產生發熱。在此，基材與透明材料之熱膨脹係數有大幅的差異時，會在基材與透明材料之接合部分發生破裂或裂痕，使製品可靠性顯著降低。

但，藉由使用本發明之熱膨脹係數業經控制的紫外線高透射玻璃作為透明材料，可改善基材與透明材料之熱膨脹係數的差異且具有良好的耐候性，因此可提供即使長期使用也不會使可見區之透射率降低且少有製品破裂或裂痕發生的UV-LED元件。

以UV感測器為例，係對於UV波長具感度的感光件晶片設置在以樹脂、金屬、陶瓷等基材構成之封包的凹部或平面上並形成電連接。而且，使用具UV透射性之透明材料作為光射入側窗材，且光射入側窗材與基材為經氣密式密封之結構。在此，基材與透明材料之熱膨脹係數一旦有大幅的差異，便會於各構件引起破裂或裂痕發生，使製品可靠性顯著降低。

但，藉由使用本發明之熱膨脹係數業經控制的紫外線高透射玻璃作為透明材料，可改善基材與透明材料之熱膨脹係數的差異且具有良好的耐候性，因此可提供即使長期使用也不會使可見區之透射率降低且少有製品破裂或裂痕發生的UV感測器。

以UV雷射元件為例，係使成為光源之UV雷射設置在以金屬或AlN等陶瓷等之基材構成之封包的凹部或平面上並形成電連接。而且，使用具UV透射性之透明材料作為光射出側窗材，且光射出側窗材與基材為經氣密式密封之結構。UV雷射元件在UV發光的同時也會引起發熱。在此，基材與透明材料之熱膨脹係數若有大幅的差異，會在基材與透明材料之接合部分發生破裂或裂痕，使製品可靠性顯著降低。

但，藉由使用本發明之熱膨脹係數業經控制的紫外線高透射玻璃作為透明材料，可改善基材與透明材料之熱膨脹係數的差異且具有良好的耐候性，所以可提供即使長期使用也不會使可見區之透射率降低且少有製品破裂或裂痕發生的UV雷射元件。

以水殺菌為例，使用的光源係將UV-LED呈線狀排列之基板密封在具UV透射性之玻璃管中者。在此，使用將本發明之紫外線透射玻璃予以管成形者作為玻璃管，可提供一深紫外光之透射率高且殺菌性高的管狀UV-LED光源。

此外，於水殺菌使用的光源係在浸漬於水中之狀態或與水接觸之狀態下作使用，因此被光源所發出之熱加熱的玻璃管內表面與跟水接觸之玻璃管外表面可能會有很大的溫度差。所以，若從防止因熱震(heat shock)造成玻璃管破損的觀點來看，構成玻璃管之玻璃的熱膨脹係數宜低，本發明之紫外線透射玻璃在此點上亦相當適宜。

本發明之紫外線透射玻璃用於此用途時，其在0℃以上且300℃以下之溫度範圍內的平均熱膨脹係數在70×10^-7 /℃以下為佳，60×10^-7 /℃以下較佳，50×10^-7 /℃以下更佳。

此外，於水殺菌可利用一種在多數個玻璃板間安裝有UV-LED呈線狀排列之UV-LED陣列的光源。在此，使用將本發明之紫外線透射玻璃予以板成形者作為玻璃板，可提供一深紫外光之透射率高且殺菌性高的板狀UV-LED陣列。

以紫外線之發光管為例，可使用玻璃管中安裝有紫外線光源者。在此，使用將本發明之紫外線透射玻璃予以管成形者作為玻璃管，可提供一深紫外光之透射率高的發光管。

又以半導體晶圓之製造步驟為例，於矽(Si)之背面研磨(back grind)用途等利用了支撐基板。利用支撐基板使矽基板進一步薄膜化有益於行動電話或數位AV機器及IC卡等對於晶片之小型化及薄型化的要求。現今，對於使用在半導體晶圓之背面研磨用途等的支撐基板多採用再生Si基板，背面研磨後的剝離方法限定為熱處理或物理處理，因此有處理時間變長、成品率也很差等課題。

藉由使用本發明之可控制熱膨脹係數的紫外線高透射玻璃作為支撐基板，便可解決前述課題。即，使用已使熱膨脹係數與矽相應的紫外線透射玻璃基板作為支撐基板，藉由紫外線硬化樹脂(具有紫外吸收性結構的化合物)等與矽基板貼合後再進行背面研磨加工。接著，於背面研磨後曝露在高強度的紫外線下，使前述紫外線硬化樹脂之接著性降低，支撐基板便可輕易且迅速剝離。此外，處理時間也變短，亦有助於成品率提升。

此外，本發明之紫外線透射玻璃很適合使用在細胞培養容器或用以觀察、測定細胞之構件(生物體分析用器具)。在細胞培養領域中，觀察細胞之手法可採用使螢光蛋白質在期望之細胞中顯現或是導入螢光色素以觀察該螢光之手法。本發明之紫外線透射玻璃因為玻璃本身所發出的螢光很小，所以作為容器或構件使用時可發出的螢光很小，可以高精度測出從細胞發出的微弱螢光。此種容器或構件可列舉蓋玻片、載玻片、細胞培養用器皿、井盤(well plate)、微量盤(microplate)、細胞培養容器、分析晶片(生物晶片、微化學晶片)、微通道元件等，惟不限於該等。實施例

以下根據實施例來說明本發明。例1~例13為本發明之實施例，例14、例15為比較例。各例中使用之試料係以下述方式製作。

首先，以形成表1記載之玻璃組成的方式調合玻璃原料後，使用鉑坩堝在以矽化鉬作為發熱體之電爐上於1300℃以上且1650℃以下之溫度下將該玻璃原料調合物進行5小時熔融・攪拌・清澄。於鑄鐵模具中將該熔融物澆鑄成形，進行徐冷後獲得800g之玻璃試料(玻璃塊)。接著，對該玻璃塊施行切片加工、研磨加工等而獲得預定形狀(30mm×30mm×0.5mm)的玻璃板。

針對製得之玻璃塊及玻璃板實施下述各測定：波長254nm之光對於板厚0.5mm之透射率、波長365nm之光對於板厚0.5mm之透射率、紫外線照射試驗中之波長254nm、波長365nm之透射率劣化度、0℃以上且300℃以下之溫度範圍內的平均熱膨脹係數。將該等結果顯示於表1之下方欄位。

[表1]

玻璃之透射率係藉由紫外光-可見光-近紅外光分光光度計(日本分光公司製、型號：V-570)測出。

紫外線照射試驗中之透射率劣化度係以下述方法測定。首先，針對兩面經光學研磨加工以使厚度成為0.5mm之預定形狀(30mm×30mm×0.5mm)的玻璃板，利用紫外光-可見光-近紅外光分光光度計(日本分光公司製、型號：V-570)測定波長254nm及波長365nm之透射率。接著，使用物理化學用高壓水銀燈(東芝公司製、型號：H-400P)，在波長254nm之紫外線照射強度約5mW/cm² 之條件下對玻璃板照射100小時紫外線後，再次以紫外光-可見光-近紅外光分光光度計測定玻璃板之透射率。並且，比較紫外線照射前後之玻璃板在波長254nm及波長365nm下的透射率變化。

另外，各波長之劣化度(%)(=[(紫外線照射前之透射率-紫外線照射後之透射率)/紫外線照射前之透射率]×100)超過5%之情況評估為「有變化」，5%以下之情況則評估為透射率「無變化」。實施例之例1～例13的玻璃在紫外線照射前後皆無透射率變化。另一方面，例14、例15之玻璃在紫外線照射前後有透射率變化，紫外線照射前後在波長254nm及波長365nm下之劣化度皆超過5%。

熱膨脹係數係測定玻璃在0℃與300℃下之伸長率差，從該等長度之變化量算出0℃以上且300℃以下之平均線膨脹係數。

具體的測定方法如下。將測定對象之玻璃加工成圓形截面的玻璃棒(長度：100mm、外徑：4mm以上且6mm以下)。接著，以石英製夾持具保持玻璃，在0℃下保持30分鐘後，以微測儀(micro-gauge)測定長度。再來將玻璃放入300℃之電爐內保持30分鐘後，以微測儀測定長度。從測得之玻璃在0℃與300℃下之伸長率差算出熱膨脹係數。此外，針對鉑製之棒(長：100mm、外徑：4.5mm、熱膨脹係數：92.6×10^-7 /℃)亦同樣地利用0℃與300℃之伸長率差進行熱膨脹係數的測定，鉑製之棒的熱膨脹係數偏離92.6×10^-7 /℃時，以偏移量對玻璃之熱膨脹係數的測定結果進行補正。

例1～例13之各玻璃中，波長254nm對於板厚0.5mm的透射率為70%以上，且波長365nm對於板厚0.5mm的透射率為80%以上，可知具有高度的紫外線透射率。

接下來，針對實施例之玻璃確認，當溫度變化發生時，是否可維持玻璃與接合構件之接著狀態。如表2所示，使用具備預定熱膨脹係數(0℃以上且300℃以下之溫度範圍內的平均線膨脹係數)之接合構件，將實施例1、2(例9之玻璃)及比較例1、2(石英玻璃及鈉鈣玻璃)之各玻璃予以接著。其次，在玻璃與接合構件已接著之狀態下投入500℃之電爐內加熱30分鐘後，從電爐取出並在常溫氣體環境下急速冷卻。然後檢視玻璃與接合構件之接著狀態，確認玻璃有無破裂。玻璃產生破裂者評估為「B」，未產生破裂者則評估為「A」。另，表2中LTCC為低溫共燒陶瓷(Low temperature Co-fired Ceramics)。

[表2]

如表2所示，若玻璃與接合構件之平均熱膨脹係數的差異大，兩者間發生溫度變化時，便會於玻璃發生破裂。相對於此，玻璃之平均熱膨脹係數在30×10^-7 /℃以上且90×10^-7 /℃以下之範圍內且玻璃與接合構件之平均熱膨脹係數差在20×10^-7 /℃以下時，兩者間產生溫度變化時不會於玻璃發生破裂。產業上之可利用性

(無)

Claims

一種紫外線透射玻璃，其特徵在於：以氧化物為基準之莫耳百分率表示，含有： SiO₂ ：55%以上且80%以下、 B₂ O₃ ：12%以上且27%以下、 R₂ O(R表示選自於由Li、Na及K所構成群組中之至少1種鹼金屬)：合計4%以上且20%以下、 Al₂ O₃ ：0%以上且5%以下、 R´O(R´表示選自於由Mg、Ca、Sr及Ba所構成群組中之至少1種鹼土類金屬)：合計0%以上且5%以下、 ZnO：0%以上且5%以下、 ZrO₂ ：1.5%以上且20%以下；並且，就厚度0.5mm下之分光透射率而言，波長254nm之透射率為70%以上。
如請求項1之紫外線透射玻璃，其實質上不含Al₂ O₃ 。
如請求項1之紫外線透射玻璃，其含有Al₂ O₃ ：0.5%以上且5%以下。
如請求項1至3中任一項之紫外線透射玻璃，其實質上不含R´O。
如請求項1至4中任一項之紫外線透射玻璃，其更含有Fe₂ O₃ ：0.00005%以上且0.01%以下及/或TiO₂ ：0.0001%以上且0.02%以下。
如請求項1至5中任一項之紫外線透射玻璃，其實質上不含Cr₂ O₃ 、NiO、CuO、CeO₂ 、V₂ O₅ 、WO₃ 、MoO₃ 、MnO₂ 、CoO中之任一者。
如請求項1至6中任一項之紫外線透射玻璃，其實質上不含Cl。
如請求項1至7中任一項之紫外線透射玻璃，其在紫外線照射試驗中，以下述式(1)求得之波長254nm的透射率劣化度為5%以下；劣化度(%)=[(T0-T1)/T0]×100･･･式(1) (式(1)中，T0為兩面經光學研磨且厚0.5mm之前述紫外線透射玻璃在波長254nm下的初始透射率；T1係以5mW/cm² 之強度對前述紫外線透射玻璃照射100小時波長254nm之紫外線後，前述紫外線透射玻璃在波長254nm下的透射率)。
如請求項1至8中任一項之紫外線透射玻璃，其就厚度0.5mm下之分光透射率而言，波長365nm之透射率為80%以上。
如請求項1至9中任一項之紫外線透射玻璃，其在0℃以上且300℃以下之溫度範圍內的平均熱膨脹係數為30×10^-7 /℃以上且90×10^-7 /℃以下。