TW202026260A - 光學玻璃 - Google Patents

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TW202026260A
TW202026260A TW108134173A TW108134173A TW202026260A TW 202026260 A TW202026260 A TW 202026260A TW 108134173 A TW108134173 A TW 108134173A TW 108134173 A TW108134173 A TW 108134173A TW 202026260 A TW202026260 A TW 202026260A
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glass
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optical glass
yield point
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竹原遼太郎
日高達雄
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日商日本山村玻璃股份有限公司
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    • C03C3/00—Glass compositions
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Abstract

[課題] 係高折射率《特別理想的是1.8以上》、低色散《阿貝數40以上》、低玻璃化轉變點（glass transition point）《560℃以下》、低屈服點《600℃以下》，成形時的抗析晶性（devitrification resistance）已被改善，還有，適合精密模壓（mold press）成形等的模造成形（molding）和精細結構的轉移（fine structure transfer）、且耐候性（weatherability）高的光學玻璃，以提供這樣的光學玻璃作為課題。 [解決方法] 含有：SiO2 ：1.0〜5.0%質量比、B2 O3 ：13.0〜23.0%質量比、Li2 O：0.4〜1.4%質量比、ZnO：20.0〜27.0%質量比、Y2 O3 +La2 O+Gd2 O3 +Yb2 O3 ：30.0〜51.0%質量比、WO3 ：6.0〜20.0%質量比，玻璃中所含有的Y、La、Gd、Yb的合計原子數，相對於Li的原子數，係2.5以上，的光學玻璃。

Description

光學玻璃
本發明係有關於光學玻璃（optical glass），特別是有關於高折射率（refractive index）、低色散（dispersion）和低屈服點（yield point），且成形時的抗析晶性（devitrification resistance）被改善，具有適合模造成形（molding）和精細結構的轉移（fine structure transfer）的組成的光學玻璃。 【技術背景】
近年來，在光學機器小型輕量化的顯著發展中，非球面透鏡（aspherical lens）越來越多地被使用。這是因為非球面透鏡光線像差（ray aberration）的校正（correction）容易，透鏡的片數減少，可以使機器精簡（compact）。 又，非球面透鏡以外的光學玻璃的應用也已經開發了，期望可以準確轉移模具（mold）的精細結構。 非球面透鏡等的製造，係加熱玻璃的預形體（preform）使其軟化，藉由精密模壓（mold press）成形，做成所要的形狀而得。得到預形體的方法大致分為二種，一種是從玻璃塊或玻璃棒材料切出玻璃片，預形體加工的方法；另一種是將玻璃熔體（glass melt）從噴嘴（nozzle）前端滴下，得到球狀的玻璃預形體。 為了藉由精密的模造成形（molding）得到玻璃成形品，在玻璃屈服點（glass yield point）《At》附近的溫度進行預形體的加壓成形是必要的，因此，預形體的屈服點《At》越高，變成觸及此點的模具暴露在較高溫度，模具表面因氧化消耗，造成必須做模具的維護，無法實現低成本的大量生產。因此，構成預形體的光學玻璃，可以在比較上的低溫成形的話，則可以期待玻璃化轉變點（glass transition point）《Tg》及／或玻璃屈服點《At》降低。
另一方面，模造透鏡（molded lens）用的玻璃，因應其用途，尋求具有各種光學特性之物，尤其對具有高折射率、低色散、且低屈服點的光學特性的材料的要求不斷增加。 為了滿足前述要求，傳統的玻璃，雖然有例如鑭冕（lanthanum crown；LaK）型玻璃、鑭焠石（lanthanum flint；LaF）型玻璃，但產生玻璃屈服點高的玻璃比較上較多、模具容易劣質化的問題，用於提高模具的耐久性方面不合於理想。
【專利文獻】
【專利文獻1】國際公開第2005／087596號 【專利文獻2】特開2006／306648號 【專利文獻3】特開2018／052801號 【專利文獻4】特開2013／256438號
[發明所要解決的課題]
另一方面，前述專利文獻1中，揭示：B2 O3 -SiO2 -La2 O3 -Y2 O3 -Yb2 O3 -Li2 O-ZnO-WO3 類玻璃中，具有折射率《nd 》為1.74〜1.82、阿貝數（Abbe number）《νd 》為40〜46、玻璃化轉變點（glass transition point）《Tg》為535℃以下、玻璃屈服點（glass yield point）《At》為575℃以下的光學玻璃。 又，專利文獻2中，揭示：B2 O3 -SiO2 -La2 O3 -Y2 O3 -R2 O-ZnO類玻璃中，具有折射率《nd 》為1.70〜1.82、阿貝數（Abbe number）《νd 》為40〜55、玻璃化轉變點（glass transition point）《Tg》為510〜570℃以下、玻璃屈服點（glass yield point）《At》為550〜610℃以下的光學玻璃。此處，R2 O係Li2 O、Na2 O、K2 O的一種或數種。 但是，前述專利文獻1、2中，折射率《nd 》大、阿貝數《νd 》高、玻璃化轉變點《Tg》或玻璃屈服點《At》低的玻璃，因為含有比較上多量的Li2 O，有玻璃抗析晶性（devitrification resistance）變劣的缺點。
另一方面，前述專利文獻3中，揭示：在B2 O3 -SiO2 -La2 O3 -Gd2 O3 -Y2 O3 -Nb2 O5 -YiO2 -ZnO-ZrO2 -WO3 類玻璃中，具有折射率《nd 》為1.77〜1.85、阿貝數《νd 》為40〜48的光學玻璃。 但是，專利文獻3的光學玻璃，含有大量稀土（rare-earth）氧化物《35〜70%質量比》，有玻璃化轉變點（glass transition point）《Tg》和玻璃屈服點（glass yield point）《At》變高的傾向，發生模具容易劣化的問題。
又，前述專利文獻4中，揭示：在B2 O3 -La2 O3 -Ta2 O5 -ZnO-Nb2 O5 -TiO2 -WO3 類玻璃中，具有折射率《nd 》為1.84以上、阿貝數《νd 》為30〜45、玻璃化轉變點（glass transition point）《Tg》為650℃以下的光學玻璃。 但是，專利文獻4的光學玻璃，玻璃化轉變點《Tg》很高。發生模具容易劣化的問題。
此處，本發明，消除前述過去的光學玻璃的缺點，係高折射率《特別理想的是1.8以上》、低色散《阿貝數40以上》、低玻璃化轉變點（glass transition point）《560℃以下》、低屈服點《600℃以下》，成形時的抗析晶性（devitrification resistance）已被改善，還有，適合精密模壓（mold press）成形等的模造成形（molding）和精細結構的轉移（fine structure transfer）、且耐候性（weatherability）高的光學玻璃，以提供這樣的光學玻璃作為課題。 [解決問題所採取的方法]
本發明團隊成員們，經過深入研究解決問題得到結果，製作玻璃時，其組成做成特定範圍之物的話，具體地說，藉由以SiO2 -B2 O3 -Li2 O-ZnO-Y2 O3 -La2 O3 -Gd2 O3 -Yb2 O3 -WO3 類玻璃作為基本，加上鹼金屬氧化物（alkali metal oxides）的組合和適當數量的稀土氧化物的組合，找出可以解決前述課題的方法，本發明至此完成。
亦即，本發明之光學玻璃，含有：SiO2 ：1.0〜5.0%質量比、B2 O3 ：13.0〜23.0%質量比、Li2 O：0.4〜1.4%質量比、ZnO：20.0〜27.0%質量比、Y2 O3 +La2 O+Gd2 O3 +Yb2 O3 ：30.0〜51.0%質量比、WO3 ：6.0〜20.0%質量比，玻璃中所含有的Y、La、Gd、Yb的合計原子數，相對於Li的原子數，係2.5以上，以此做為第1特徵。 又，本發明之光學玻璃，前述第1特徵之外，更進一步含有：Y2 O3 ：4.0〜11.0%質量比、La2 O3 ：25.0〜30.0%質量比、Gd2 O3 ：1.0〜5.0%質量比、Yb2 O3 ：0.05〜5.0%質量比，以此做為第2特徵。 又，本發明之光學玻璃，前述第1特徵或第2特徵之外，更進一步含有： ZrO2 ：1.0〜5.0%質量比、Nb2 O5 ：1.0〜5.0%質量比，以此做為第3特徵。 又，本發明之光學玻璃，前述第1〜第3項的任一項特徵之外，更進一步實質上不含有Ta2 O5 ，以此做為第4特徵。 又，本發明之光學玻璃，前述第1〜第4項的任一項特徵之外，係折射率《nd 》為1.80以上、阿貝數《νd 》為40以上、玻璃化轉變點《Tg》為560℃以下、玻璃屈服點《At》為600℃以下，以此做為第5特徵。
前述所謂折射率《nd 》，係相對於氦（helium）的587.6奈米（nm）的發射譜線（emission line）的折射率而言；又，以νd ＝(nd －1) ／(nF －nC )定義，nF 、nC 分別是相對於氫的486.1奈米和656.3奈米的發射譜線的折射率而言。又，所謂玻璃屈服點《At》，係以熱機械分析儀（thermomechanical analyzer；TMA）測量熱膨脹之際，因為玻璃的軟化的膨脹曲線（expansion curve）從上升轉成下降的極大點。 [發明的成果]
依據申請專利第1項所述之光學玻璃，因為是此處記載的組成，係高折射率（refractive index）、低色散（dispersion）、低玻璃化轉變點（glass transition point）、低玻璃屈服點（yield point），成形時的抗析晶性（devitrification resistance）佳，可以提供適合精密模壓（mold press）成形等的模造成形（molding）和精細結構的轉移（fine structure transfer），耐候性（weatherability）高的光學玻璃。
又，依據申請專利第2項所述之光學玻璃，除了依照前述申請專利第1項所記載的構造的效果，由於限定Y2 O3 ：4.0〜11.0%質量比、La2 O3 ：25.0〜30.0%質量比、Gd2 O3 ：1.0〜5.0%質量比、Yb2 O3 ：0.05〜5.0%質量比，可以同時確保光學玻璃的穩定性、更進而提高折射率和阿貝數。
又，依據申請專利第3項所述之光學玻璃，除了依照前述申請專利第1項或第2項所記載的構造的效果，由於更進一步含有ZrO2 ：1.0〜5.0%質量比、Nb2 O5 ：1.0〜5.0%質量比，可以同時確保光學玻璃的穩定性、更進而提高折射率和阿貝數。
又，依據申請專利第4項所述之光學玻璃，除了依照前述申請專利第1〜3項的任一項所記載的構造的效果，藉由基本上不會含有Ta2 O5 ，可以同時維持低玻璃化轉變點、低玻璃屈服點，而提高折射率和阿貝數。
又，依據申請專利第5項所述之光學玻璃，除了依照前述申請專利第1〜4項的任一項所記載的構造的效果，藉由折射率《nd 》為1.80以上、阿貝數《νd 》為40以上、玻璃化轉變點《Tg》為560℃以下、玻璃屈服點《At》為600℃以下，實際上係高折射率（refractive index）、低色散（dispersion）、低玻璃化轉變點（glass transition point）、低玻璃屈服點（yield point），可以提供適合精密模造成形（molding）、精細結構的轉移（fine structure transfer）的光學玻璃、且耐候性（weatherability）高的光學玻璃。 【圖示簡單說明】
【圖1】係顯示實施例6和比較例1、2中，橫軸表時間、縱軸上從0小時為基準的罩霧（haze）《陰暗度（cloudiness）》的隨時間變化值（change over time）《%》的圖。
關於本發明的光學玻璃中的成分及其含量，加以說明。 成分SiO2 係做成玻璃的網狀結構（network structure）的成分，它是使玻璃穩定製造的必不可少的成分。 SiO2 係含有1.0〜5.0%質量比。 SiO2 如果超過5.0%質量比的話，則玻璃的屈服點變高以外，也變得無法得到折射率充分高的產品；又，未達1.0%質量比的話，則玻璃的穩定性會惡化。 SiO2 的含量，若考慮玻璃的穩定性、折射率等的話，更理想的是1.0〜4.0%質量比；又更理想的是含有1.5〜3.0%質量比。
成分B2 O3 與SiO2 相同是做成玻璃的網狀結構的成分，是使玻璃穩定化的必要成分。 B2 O3 係含有13.0〜23.0%質量比。 B2 O3 未達13.0%質量比的話，則有損玻璃的穩定性；又，超過23.0%質量比的話，則變得無法得到折射率充分高的產品。 B2 O3 的含量，若考慮玻璃的穩定性、折射率等的話，更理想的是16.0〜22.0%質量比；又更理想的是含有18.0〜21.0%質量比。
成分Li2 O在降低玻璃化轉變點的同時，也是維持良好折射率的必要成分。 Li2 O係含有0.4〜1.4%質量比。 Li2 O未達0.4%質量比的話，則玻璃的屈服點不能有效降低；另一方面，超過1.4%質量比的話，則有損玻璃的穩定性。 Li2 O的含量，若考慮玻璃的穩定性、折射率等的話，更理想的是0.6〜1.4%質量比；又更理想的是含有1.0〜1.3%質量比。
成分ZnO可抑制玻璃成形過程中析晶《脫玻》（devitrification）的發生，使屈服點降低，是改善玻璃成形性必不可少的成分。 ZnO係含有20.0〜27.0%質量比。 ZnO未達20.0%質量比的話，則降低玻璃的屈服點的效果不夠充分；另一方面，超過27.0%質量比的話，則有損玻璃的穩定性而不符理想。 ZnO的含量，若考慮玻璃的成形性、穩定性、玻璃化轉變點、屈服點的話，更理想的是22.0〜27.0%質量比；又更理想的是含有23.0〜26.0%質量比。
Y2 O3 、La2 O3 、Gd2 O3 、Yb2 O，是提高玻璃的折射率和阿貝數的成分。 Y2 O3 、La2 O3 、Gd2 O3 、Yb2 O的4成分，其合計數量係30.0〜51.0%質量比。 前述4成分的合計量未達30.0%質量比的話，則提高玻璃的折射率和阿貝數的效果不夠充分；另一方面，超過51.0%質量比的話，則有損玻璃的穩定性而不符理想。 前述4成分的合計量，若考慮玻璃的成形性、折射率、阿貝數等的話，更理想的是33.0〜45.0%質量比；又更理想的是含有35.0〜42.0%質量比。
Y2 O3 對於提高折射率和阿貝數是有效的，為了充分得到這些效果，使Y2 O3 的含量為4.0〜11.0%質量比是較為理想的。 Y2 O3 未達4.0%質量比的話，則無法得到充分的折射率和阿貝數；另一方面，超過11.0%質量比的話，則屈服點變高，還有玻璃的穩定性這點也不符理想。 Y2 O3 的含量，若考慮玻璃的成形性、折射率等的話，更理想的是6.0〜9.0%質量比；又更理想的是含有7.0〜9.0%質量比。
成分La2 O3 對於提高玻璃的穩定性、提高折射率和阿貝數是有效的，為了充分得到這些效果，使La2 O3 的含量為25.0〜30.0%質量比是較為理想的。 La2 O3 未達25.0%質量比的話，則無法得到充分的折射率和阿貝數；另一方面，超過30.0%質量比的話，則屈服點變高，還有玻璃的穩定性這點也不符理想。 La2 O3 的含量，若考慮玻璃的成形性、折射率等的話，更理想的是26.0〜29.0%質量比；又更理想的是含有27.0〜28.0%質量比。
成分Gd2 O3 對於提高折射率和阿貝數是有效的，為了充分得到這些效果，使Gd2 O3 的含量為1.0〜5.0%質量比是較為理想的。 Gd2 O3 未達1.0%質量比的話，則無法得到充分的折射率和阿貝數；另一方面，超過5.0%質量比的話，則玻璃的穩定性這點也不符理想。 Gd2 O3 的含量，若考慮玻璃的成形性、折射率等的話，更理想的是2.0〜4.0%質量比；又更理想的是含有2.0〜3.0%質量比。
成分Yb2 O3 對於提高折射率和阿貝數是有效的，為了充分得到這些效果，使Yb2 O3 的含量為0.05〜5.0%質量比是較為理想的。 Yb2 O3 未達0.05%質量比的話，則無法得到充分的折射率和阿貝數；另一方面，超過5.0%質量比的話，則屈服點變高，還有玻璃的穩定性這點也不符理想。 Yb2 O3 的含量，若考慮玻璃的成形性、折射率等的話，更理想的是0.5〜2.5%質量比；又更理想的是含有1.0〜2.5%質量比。
成分WO3 是提供玻璃高折射率、還有低屈服點的可成形性的必要成分。 WO3 係含有6.0〜20.0%質量比。 WO3 未達6.0%質量比的話，則無法得到充分的折射率和阿貝數；另一方面，超過20.0%質量比的話，則屈服點變高，還有玻璃的穩定性這點也不符理想。 WO3 的含量，若考慮玻璃的屈服點、折射率等的話，更理想的是7.0〜15.0%質量比；又更理想的是含有8.0〜11.0%質量比。
成分ZrO2 對於提高玻璃的折射率和阿貝數有效。 ZrO2 含量為1.0〜5.0%質量比是較合於理想的；若未達1.0%質量比的話，則無法得到充分的折射率和阿貝數；另一方面，超過5.0%質量比的話，則屈服點變高，還有玻璃的穩定性這點也不符理想。 ZrO2 的含量，若考慮玻璃的成形性、折射率等的話，更理想的是1.5〜4.5%質量比；又更理想的是含有2.0〜2.5%質量比。
成分Nb2 O5 對於提高玻璃的折射率和阿貝數有效。 Nb2 O5 含量為1.0〜5.0%質量比是較合於理想的；若未達1.0%質量比的話，則無法得到充分的折射率和阿貝數；另一方面，超過5.0%質量比的話，則屈服點變高，還有玻璃的穩定性這點也不符理想。 Nb2 O5 的含量，若考慮玻璃的成形性、折射率等的話，更理想的是2.0〜4.0%質量比；又更理想的是含有3.0〜4.0%質量比。
成分MgO、CaO、SrO、BaO雖然對於提高玻璃的穩定性有效，但卻是提高屈服點的成分。 MgO、CaO、SrO、BaO的4成分的合計量，較合於理想的是在1.0%質量比以下，實質上，沒有包含於內則更理想。
儘管Na2 O、K2 O使玻璃化轉變點降低，但折射率也降低，最好是實質上不要含有。
由於Ta2 O5 提高折射率，但增加色散並降低阿貝數，最好是實質上不要含有。
基於環保方面的原因，PbO、F2 最好是實質上不要含有。
本發明相關之光學玻璃，Y、La、Gd、Yb的原子數合計與Li的原子數的比例 [(Y+La+Gd+Yb)／Li] 為2.5以上。 前述的原子數的比例《以下，稱為『原子數比』》，未達2.5的情形時，玻璃的抗析晶性有惡化之虞。 考慮折射率《nd 》、阿貝數《νd 》、抗析晶性的話，[(Y+La+Gd+Yb)／Li]為2.8以上會更理想，又更理想的是3.0以上。 Y、La、Gd、Yb與Li的原子數比，係從組成分的質量百分比中計算個別成分的原子包含多少，再從該數值求出原子數。
本實施型態中的光學玻璃的製造原料，例如對於成分B2 O3 ，可以使用H3 BO3 、B2 O3 等；關於其他的成分，作為原料，可以使用通常做為光學玻璃原料使用之各種氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽等。 在已經描述的組成分範圍內，將前述原料調配、混合，於1200〜1300℃融化，經過澄清化（clarify）《除去氣體》、攪拌的各步驟，使之均一化（homogenization）以後，溫度降低至1000〜1100℃，藉由倒入模具中慢慢冷卻，無色、高折射率且低屈服點、透明且均一、精密模造成形（molding）、精細結構的轉移（fine structure transfer）等的加工性優良、且耐候性（weatherability）高的光學玻璃就可以得到了。 [實施例]
以下列舉實施例，更進一步說明本發明，但本發明並未侷限於此處的實施例。 如表1〜4所示的實施例1〜12、比較例1〜2的成分組成，將原料調配、混合，放入白金坩鍋（crucible）中，於電爐中，在1200〜1300℃融化，經澄清化（clarify）《除去氣體》、攪拌後，溫度降低至1000〜1100℃，然後，倒入模具中慢慢冷卻，得到光學玻璃。 所得到的各光學玻璃，進行折射率《nd 》、阿貝數《νd 》、玻璃化轉變點《Tg》、玻璃屈服點《At》的測定；又，白濁等的缺點有無，利用顯微鏡確認。 其次，將各光學玻璃切斷成小立方體狀，得到複數個具有相同尺寸的切件（cut piece），再進一步將各切件的成形表面經過鏡面拋光，洗淨後的樣本作為沖壓成形（press‐forming）用的玻璃預製件（glass preform）。 此成形用玻璃預製件放入具備裝設了貴金屬類的脫模片（release film）的上芯・下芯的沖壓成形機中，在氮氣或真空環境下，屈服點《At》〜屈服點+《At+》約20℃加熱後，加壓、沖壓成形，冷卻後，取出作為沖壓成形品。 前述芯表面產生霧狀的情形時，係因從玻璃來的成分揮發，顯示沖壓成形表面產生細微的粗糙。
其次，實施例6、比較例1、2的玻璃加工切斷成平板狀，兩個表面經過鏡面拋光，作為耐候性試驗的樣本。在恆溫恆濕條件《65℃、95%》下，放置此平板樣本，使用霧度《陰暗度》計（hazemeter）《村上色彩技術研究所製造，HM-150》測量平板樣本的罩霧值，罩霧值可以藉由『散射光（scattered light）強度／透射光（transmitted light）Í100強度《單位：%》』求出。藉著測定的罩霧值的隨時間的改變，評價平板樣本的表面劣化。實施例6和比較例1、2的罩霧值的隨時間改變顯示在圖1、表4。 罩霧值若變大，則玻璃表面產生陰暗，表示因玻璃的劣化產生微小的粗糙所致。
於實施例中，折射率《nd 》、阿貝數《νd 》的測定，使用折光儀（refractometer）《Kalnew公司製，KPR-2000》來實施。 又，玻璃化轉變點（glass transition point）《Tg》和玻璃屈服點（glass yield point）《At》的測定，將長度15〜20毫米、直徑《寬》3〜5毫米的棒狀試料，以每分鐘5℃的固定速度持續加熱，使溫度上升，測量試料的延展和溫度，從所得到的熱膨脹（thermal expansion）曲線求出來。 測定結果顯示在表1〜4。
〔表1〕
  實施例 1 實施例 2 實施例 3 實施例 4
  %質量比 %莫耳比 %質量比 %莫耳比 %質量比 %莫耳比 %質量比 %莫耳比
玻璃組成 SiO2 3.0 5.9 3.0 6.0 3.0 6.0 2.0 4.0
B2 O3 19.0 32.4 20.0 34.7 18.5 31.8 18.3 31.5
Li2 O 1.0 4.0 1.0 4.0 1.0 4.0 0.6 2.4
ZnO 24.0 35.0 20.0 29.7 24.0 35.2 26.1 38.4
Y2 O3 7.0 3.7 6.0 3.2 9.0 4.8 9.0 4.8
La2 O3 28.0 10.2 25.0 9.3 28.0 10.3 27.0 9.9
Gd2 O3 4.0 1.3 2.0 0.7 2.0 0.7 2.0 0.7
Yb2 O3 0.5 0.2 2.5 0.8 2.5 0.8 1.0 0.3
ZrO2 1.5 1.5 2.5 2.5 1.0 1.0 2.0 1.9
Nb2 O5 4.0 1.8 3.0 1.4 1.0 0.5 1.0 0.5
WO3 8.0 4.1 15.0 7.8 10.0 5.2 11.0 5.7
Y2 O3 +La2 O3 +Gd2 O3 +Yb2 O3 39.5 15.4 35.5 14.0 41.5 16.6 39.0 15.7
折射率 nd 1.80829 1.80632 1.80368 1.81409
阿貝數 νd 41.1 40.1 41.8 40.6
玻璃化轉變點 Tg (℃) 545 552 544 550
玻璃屈服點 At   (℃) 585 595 584 588
(Y+La+Gd+Yb) ／Li  (原子數比) 3.9 3.5 4.2 6.5
〔表2〕
  實施例 5 實施例 6 實施例 7 實施例 8
  %質量比 %莫耳比 %質量比 %莫耳比 %質量比 %莫耳比 %質量比 %莫耳比
玻璃組成 SiO2 2.0 4.0 1.5 2.9 1.0 1.9 4.0 8.0
B2 O3 18.5 31.8 22.0 36.5 22.5 37.2 18.0 30.9
Li2 O 0.4 1.6 1.0 3.9 1.0 3.9 1.0 4.0
ZnO 26.6 39.2 25.0 35.4 23.5 33.3 23.0 33.8
Y2 O3 9.0 4.8 5.0 2.6 5.0 2.6 9.0 4.8
La2 O3 27.0 9.9 26.0 9.2 26.0 9.2 30.0 11.0
Gd2 O3 2.5 0.8 3.0 1.0 2.0 0.6 2.0 0.7
Yb2 O3 1.0 0.3 0.5 0.2 0.5 0.2 1.0 0.3
ZrO2 2.0 1.9 2.0 1.9 5.0 4.7 1.0 1.0
Nb2 O5 1.0 0.5 5.0 2.2 3.0 1.3 2.0 0.9
WO3 10.0 5.2 9.0 4.5 10.5 5.2 9.0 4.7
Y2 O3 +La2 O3 +Gd2 O3 +Yb2 O3 39.5 15.8 34.5 13.0 33.5 12.6 42.0 16.8
折射率 nd 1.81422 1.80169 1.80331 1.80703
阿貝數 νd 41.2 40.9 41.2 41.6
玻璃化轉變點 Tg (℃) 560 541 546 549
玻璃屈服點 At   (℃) 597 580 584 589
(Y+La+Gd+Yb) ／Li  (原子數比) 9.9 3.3 3.2 4.2
〔表3〕
  實施例 9 實施例 10 實施例 11 實施例 12
  %質量比 %莫耳比 %質量比 %莫耳比 %質量比 %莫耳比 %質量比 %莫耳比
玻璃組成 SiO2 1.5 3.0 1.5 3.1 2.0 4.0 3.0 6.1
B2 O3 20.0 34.2 18.0 31.6 18.0 31.3 18.0 31.8
Li2 O 1.3 5.2 1.3 5.3 1.3 5.3 1.4 5.8
ZnO 24.0 35.1 24.0 36.0 24.0 35.7 20.1 30.4
Y2 O3 5.0 2.6 7.0 3.8 6.0 3.2 10.0 5.4
La2 O3 26.0 9.5 27.0 10.1 27.0 10.0 29.0 10.9
Gd2 O3 3.0 1.0 3.0 1.0 3.0 1.0 3.0 1.0
Yb2 O3 5.0 1.5 5.0 1.6 5.0 1.5 3.0 0.9
ZrO2 2.0 1.9 2.0 2.0 2.0 2.0 2.5 2.5
Nb2 O5 4.5 2.0 4.0 1.8 4.0 1.8 2.0 0.9
WO3 7.7 4.0 7.2 3.8 7.7 4.0 8.0 4.2
Y2 O3 +La2 O3 +Gd2 O3 +Yb2 O3 39.0 14.6 42.0 16.5 41.0 15.7 45.0 18.2
折射率 nd 1.80699 1.81819 1.81826 1.81136
阿貝數 νd 41.0 40.7 40.5 42.0
玻璃化轉變點 Tg (℃) 553 536 535 545
玻璃屈服點 At   (℃) 588 592 590 586
(Y+La+Gd+Yb) ／Li  (原子數比) 2.8 3.1 3.0 3.1
〔表4〕
  實施例 6 比較例 1 比較例 2
  %質量比 %莫耳比 %質量比 %莫耳比 %質量比 %莫耳比
玻璃組成 SiO2 1.5 2.9 1.5 2.7 1.5 2.8
B2 O3 22.0 36.5 22.0 34.6 22.0 35.6
Li2 O 1.0 3.9 2.0 7.3 1.0 3.8
ZnO 25.0 35.4 25.0 33.6 25.0 34.6
Y2 O3 5.0 2.6 1.5 0.7 1.5 0.8
La2 O3 26.0 9.2 16.0 5.4 16.0 5.5
Gd2 O3 3.0 1.0 0.5 0.2 0.5 0.2
Yb2 O3 0.5 0.2 0.5 0.1 0.5 0.1
ZrO2 2.0 1.9 3.0 2.7 4.0 3.7
Nb2 O5 5.0 2.2 10.0 4.1 10.0 4.2
WO3 9.0 4.5 18.0 8.5 18.0 8.8
Y2 O3 +La2 O3 +Gd2 O3 +Yb2 O3 34.5 13.0 18.5 6.4 18.5 6.6
折射率 nd 1.80169 1.80077 1.80955
阿貝數 νd 40.9 36.6 35.9
玻璃化轉變點 Tg (℃) 541 522 549
玻璃屈服點 At   (℃) 580 556 581
(Y+La+Gd+Yb) ／Li  (原子數比) 3.3 0.9 1.7
恆溫恆濕條件下經過1200小時以後的罩霧值的變化(%) △0.4 △1.3 △1.1
從表1～3可清楚看出，本發明實施例之玻璃，任何一者都具有1.8以上的高折射率《nd 》，另一方面，阿貝數《νd 》高，作為光學玻璃，具有充分的光學常數（optical constant）。 又，前述原子數比，由於任何一者都是2.5以上，因此成形時的成形表面的渾濁發生被充分抑制這件事是很明顯的。 再者，從表4和圖1可以清楚看出，相對於玻璃中的Y、La、Gd、Yb的合計原子數是Li的原子數的2.5倍以上的玻璃，未達到2.5倍的玻璃，罩霧的變化值變的很大；也就是說，Y、La、Gd、Yb的合計原子數是Li的原子數的2.5倍以上的話，在恆溫恆濕下，其表面劣化可以充分地被抑制。 以上的結果，本發明的光學玻璃，顯示它具有合適的性能可以實現批量生產。 又，本發明的實施例的任何一者的玻璃，因為屈服點《At》是600℃以下所謂比較上低的溫度範圍內，所以成形容易。 從這些事實，本發明的玻璃，可知是適用於精密模壓成形的玻璃。 [產業方面的應用可能]
本發明的光學玻璃，是高折射率、高阿貝數，玻璃化轉變點和屈服點低，精密模壓成形時不易產生白濁，抗析晶性優良，特別適用於非球面透鏡等的成形，且適用作為批量生產的光學玻璃，具有產業方面的應用性。

Claims (5)

  1. 一種光學玻璃，含有： SiO2 ：1.0〜5.0%質量比、 B2 O3 ：13.0〜23.0%質量比、 Li2 O：0.4〜1.4%質量比、 ZnO：20.0〜27.0%質量比 Y2 O3 +La2 O+Gd2 O3 +Yb2 O3 ：30.0〜51.0%質量比、 WO3 ：6.0〜20.0%質量比， 玻璃中所含有的Y、La、Gd、Yb的合計原子數，相對於Li的原子數，係2.5以上，以此做為特徵的光學玻璃。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學玻璃，更進一步含有： Y2 O3 ：4.0〜11.0%質量比、 La2 O3 ：25.0〜30.0%質量比、 Gd2 O3 ：1.0〜5.0%質量比、 Yb2 O3 ：0.05〜5.0%質量比， 以此做為特徵的光學玻璃。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光學玻璃，更進一步含有： ZrO2 ：1.0〜5.0%質量比、 Nb2 O5 ：1.0〜5.0%質量比， 以此做為特徵的光學玻璃。
  4. 如申請專利範圍第1項〜第3項之任一項所述之光學玻璃，實質上不含有Ta2 O5 ，以此做為特徵的光學玻璃。
  5. 如申請專利範圍第1項〜第4項之任一項所述之光學玻璃，係折射率《nd 》為1.80以上、阿貝數《νd 》為40以上、玻璃化轉變點《Tg》為560℃以下、玻璃屈服點《At》為600℃以下，以此做為特徵的光學玻璃。
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