TWI555717B - 氟磷酸鹽玻璃 - Google Patents
氟磷酸鹽玻璃 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI555717B TWI555717B TW100147272A TW100147272A TWI555717B TW I555717 B TWI555717 B TW I555717B TW 100147272 A TW100147272 A TW 100147272A TW 100147272 A TW100147272 A TW 100147272A TW I555717 B TWI555717 B TW I555717B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- glass
- oxide
- present
- fluorophosphate
- content
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
- C03C3/23—Silica-free oxide glass compositions containing halogen and at least one oxide, e.g. oxide of boron
- C03C3/247—Silica-free oxide glass compositions containing halogen and at least one oxide, e.g. oxide of boron containing fluorine and phosphorus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
- C03C3/16—Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus
- C03C3/17—Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus containing aluminium or beryllium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/173—Apparatus for changing the composition of the molten glass in glass furnaces, e.g. for colouring the molten glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/18—Stirring devices; Homogenisation
- C03B5/193—Stirring devices; Homogenisation using gas, e.g. bubblers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C4/00—Compositions for glass with special properties
- C03C4/02—Compositions for glass with special properties for coloured glass
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
本發明係有關於染成藍色作濾波器玻璃使用之氟磷酸鹽玻璃。
依照本發明之玻璃是所謂的光帶通濾波器(optical band-pass filters)所用之玻璃。此種濾波器具有高穿透度(transmission)的波長範圍,其小至由兩個濾光器衰減帶環繞的較大或較小的寬度(穿透範圍)。此種玻璃用在光學玻璃濾波器,例如彩色攝影機及數位相機之顏色校準濾波器。除了具有350及650nm間之高透明度外,依照本發明之玻璃具有在近UV之陡峭邊緣(steep edge)及高於700nm之非常低的穿透度。雖然UV區需被儘量完全地阻斷,例如以防止富含輻射之敏感電子總成之傷害,X射輻射之強度應在高於700nm之範圍內被衰變。如此,則例如使用在相機時由CCD產生之影像偏紅會被補償。
基本上,用作濾波器玻璃之氟磷酸鹽玻璃是先前技術。但是這些先前技術的玻璃的缺點是耐候不佳以及生產困難,因為含有高含量的氟,因為在一般生產方法之條件下氟及許多玻璃元件之氟化物是揮發性的。因此,很多的努力用來使氟磷酸鹽玻璃之組成最適化;其目標是一方面得到具有良好安定性之玻璃,另一方面是可經由經濟的生產方法得到此種氟磷酸鹽玻璃。此外,依照本發明之玻璃具有非常陡峭的吸收邊緣。此表示上述在338nm至640nm之高透明度範圍,陡峭地推移至低透明度的範圍。換言之,在鄰近高透明度的範圍之波長範圍之穿透曲線具有高(正或負)斜率。因此,能夠達成色差降低。
因而,本發明之一目的是提供一種可解決先前技術問題之氟磷酸鹽玻璃。
本目的乃藉由本案之申請專利範圍之標的來解決。詳而言之,本目的藉由具有下列重量%組成之玻璃來解決。
其中氧化銅(CuO)對磷酸鹽(P2O5)之質量比最好其值為0.1至0.21而且其中玻璃成份,以上述組成物為基準,有最多39莫耳%之氧化物離子(O2-)被氟化物(F-)取代。
對人類的眼晴而言,依照本發明之玻璃具有藍色、藍-綠色、天藍色或藍綠色(cyan color),而且乃用於紅外線截止濾波器(IR cut filters)。此情況,顏色是無關緊要的,對於用來作為數位相機的感測器之前的濾波器,紫外線至ca. 320nm具吸收的濾波特性以及在接近紅外線於ca. 850nm,藉由增加著色之CuO才是具有決定性的。此情況,阻斷紫外光乃藉由主成分玻璃本身,以及Cu2O與或許增加CeO2來達成。
磷酸鹽玻璃之交聯程度表示磷原子在玻璃中之交聯程度。在此情況下,每一P5+可與至少三個氧原子交聯,此三個氧原子可在於具有一價電子之鄰近磷原子鍵結,因而構成網狀物。在PO4四面體中的第4個氧原子,因為磷原子之價電子為5而與磷原子形成雙鍵,所以氧原子不能與其他原子形成鍵結,因此對網狀物無貢獻。在各磷原子為5+之氧化狀態且鍵結至能夠與其他鍵結體形成鍵結之三個氧原子的網狀物中,交聯程度是100%。熟習此技藝人士知道這些事實。
依照本發明,其顯示將玻璃之交聯程度調整至少65%,最好最多99%,更好是最多95%,特別好是最多90%,是有利益的。此一方面可藉由選擇適當的成份,另一方面可藉由經由玻璃熔融體中之氧,最好具有高於99%之純度的氧、氣泡化來達成。此氣泡化之步驟使得到玻璃成份之氧化還原比之調整有利於高價電子狀態,亦即對濾波器之特性具有有利之影響。此氣泡化之副作用是玻璃中之一部份的氟被脫除。在此情形下必需執行正確的製程條件,否則此製程可能造成太高之交聯程度之玻璃。
一方面,氟對於濾波特性(穿透性)的調整是必需的,另一方面氟會依其濃度之大小降低玻璃之安定性。但是在磷酸鹽玻璃中之氟化物離子的比率亦具有形成網狀物之特性。
依照本發明之玻璃,特別可依照此方法製備,其中經由熔融玻璃之氣泡化氧的步驟進行10至40分鐘,最好是10至30分鐘。此氣泡化之步驟應該在高於900℃,甚至最好高於925℃,更好是高於1000℃,但是最好不超過1200℃下進行。特別佳的實施例是不超過1100℃。在此情況下,最好氧之流速是至少40 L/h,更好是至少50 L/h,再更好是最多80 L/h,最好是最多70 L/h。當這些參數值可達成時,就可得到依照本發明之玻璃,如果符合下述之組成範圍的話。在此處敘述之製備方法亦是本發明之一部份,由此方法製備之玻璃亦是本發明。
更佳的是,依照本發明之玻璃具有至少68%之交聯程度,因為交聯主要經由PO4四面體發生而第4個氧原子因為以雙鍵與磷原子鍵結故不能作為交聯之氧原子。再更好的是交聯程度至少72%。當由一部份的鹼媒介之足夠的Al2O3,其量依本發明是夠高時,作用為網狀物的形成而不是是網狀物的改質時,本發明之玻璃可達成此交聯程度。因此,在依照本發明之玻璃,R2O對Al2O3之莫耳比率最好是>1,更好是>1.5。因此,藉由符合下述關於Al2O3,R2O5及F之限制及比率,此交聯程度特別可以達成。玻璃的高交聯程度對於達成高安定性是必需的,特別是玻璃之氣候安定性。此外,上述之製備方法對交聯程度亦有貢獻。但是,交聯程度必需不要太高或太低,否則不能達到濾波器之特性(穿透特性)。因此,最好交聯程度是至少70%,最多88%。
交聯程度可用31P NMR分析來決定,特別是籍由MAS(magic angle spinning,魔角旋轉)分析。此技藝人士知曉此量測方法。
如在此說明書之最初所述,依照本發明之玻璃為藍色濾波器玻璃。因此,其包括至少1 wt%之氧化銅(CuO)作為染色成份。當氧化銅的量太低時,則染色效果要符合本發明之目的不充份。但是,另一方面,如果所選擇之氧化銅之含量太高,則對玻璃之穿透特性有負面之影響。特別是,氧化銅的含量是至少2 wt%,最好至少2.3 wt%,更好是至少3 wt%。
在本發明之一實施例中,玻璃中氧化銅之含量為1 wt%<3 wt%,最好是2 wt%<3 wt%。當選擇此低含量之氧化銅時,在玻璃可達到在廣的通過範圍(pass range)具有高的穿透特性。
在另一實施例中,氧化銅之含量為至少3 wt%,及最多7 wt%,最好甚至最多5 wt%。因此,在紅外線截止範圍之吸收邊緣仍然非常陡峭,且在約850nm之高吸收度可達成。
在一特別的實施例中,本發明之玻璃包括1至<3 wt%或3至7 wt%之氧化銅。
將氧化銅對磷酸鹽之質量比率調整至最多0.21,特別是最多0.15則特別有利。最好,此值不要低於至少0.04,特別是0.05,特別是最好0.09。本案的發明人等發現氧化銅對磷酸鹽之比率對於所得到之顏色品質有決定性之影響。因此,所使用的量必需可達所述之質量比率。最好,所述之質量比率之值應該不要低於CuO/P2O5下限值0.1。特別是0.06。在較佳的實施例中,此比率是最多0.18,而好的是最多0.14。所以,依照本發明之玻璃中染色氧化物對主要玻璃形成成份之比率是很重要的。
基於以上之知識,其顯示在選擇適當的染色氧化物時,同時考慮額外的玻璃形成物三氧化二鋁(Al2O3)是有利的。在此情形下,其顯示CuO/Al2O3為0.5至2.2之質量比率是一較佳的範圍,其中0.5至1(最好0.8)及1.1(最好1.8)至2.2是較有利的,特別較佳的是此質量比率至少0.8而最好是至少0.9。特別最好此比率是最多1.2。
最好,依照本發明之玻璃至少在一面具有至少一塗覆層。在此情形,最好是抗反射(AR)及/或UV/IR阻斷塗覆層。這些塗覆層降低反射並增加穿透及/或增加IR阻斷及增加在650nm之吸收邊緣之斜率。這些塗覆層是干涉層。
在有抗反射層之情形下,此玻璃在至少一面具有4-10層的此種塗覆層,而在阻斷塗覆層,甚至最好有50-70層。最好,這些塗覆層由硬的金屬氧化物。例如,特別是SiO2、Ta2O3、TiO2或Al2O3所組成。最好,這些塗覆層乃施加在濾波器玻璃之不同面上。此外,這些塗覆層增加了耐候性/氣候安定性。
依照本發明之玻璃,包括至少一鹼金屬氧化物。鹼金屬氧化物籍由他們在熔融玻璃中之助溶劑作用有助於玻璃之加工,因而降低了玻璃之粘度及降低玻璃轉移溫度。但是,這些氧化物之量如果太高會影響玻璃之安定性及增加玻璃之膨脹係數。當膨脹係數太高時,則玻璃之冷後加工步驟不能以適當的方式進行。此外,在退火烤箱中玻璃之耐熱性及耐應力鬆弛(stress relief)之能力會降低。
因此,最好鹼金屬氧化物之含量不應低於3 wt%。在較佳實施例中,此含量不低於4 wt%,最好是8 wt%,更好是10 wt%。這些氧化物之含量不應超過18 wt%,最好是15 wt%,更好是14.5 wt%,以不危害玻璃之安定性。依照本發明,最好使用氧化鋰(Li2O),氧化鉀(K2O)及氧化鈉(Na2O)。
最好,依照本發明之玻璃包含至少鹼金屬氧化物、氧化鋰、氧化鉀及氧化鈉中之二種。在此情形下,其顯示鹼金屬氧化物之氧化鋰和氧化鉀之組合或氧化鉀和氧化鈉之組合較有利,因為在對玻璃之混合鹼效應,這些組合具有安定之效果。
在較佳實施例中,本發明之玻璃包括至少0.01 wt%量之氧化鉀,最好至少4 wt%,更好是至少5 wt%。但是,氧化鉀之含量不應超過11 wt%之值,最好是10 wt%,更好是9 wt%,再更好是8 wt%。否則,玻璃之化學安定性會被影響較大。
依照本發明之玻璃最好包括至少1.5 wt%量之氧化鋰,最好2 wt%。但是此成份之量不應超過13 wt%,因為蒸發之傾向很高,特別是當與高含量之氟化物一齊使用時。因此,在較佳之實施例中,其比率是僅最多10 wt%,最好是最多7 wt%,特別是最多6 wt%,再更好是最多5 wt%,有些實施例則無氧化鋰。
此外,依照本發明之玻璃最好亦包括至少2 wt%之量的氧化鈉,最好是至少3.5 wt%,更好是至少4 wt%。藉由此成份,反玻璃化(devitrification)安定性可改進。如果此成份之使用量太低,則此效果不可能達成。在此情況下,基於安定性之理由,不應超過至多10 wt%之含量,更好是8 wt%,再更好是至多7 wt%。
依照本發明之玻璃亦包括鹼土金屬氧化物。鹼土金屬氧化是用來調整粘度。其與鹼金屬氧化物同樣作為網狀物之改質劑。其含量不應超過40 wt%之值。最好,本發明之鹼土金屬氧化物是氧化鎂(MgO),氧化鈣(CaO),氧化鋇(BaO)及氧化鍶(SrO)。
鹼土金屬氧化物之含量不應低於15 wt%,以使得粘度可被調整且易於生產。在較佳實施例中,鹼土金屬氧化物之含量是最多37.5 wt%,更佳的是最多35.5 wt%。最好,此含量之最低值不會低於17 wt%,更好是18 wt%。
依照本發明之玻璃之特定實施例包括高於45 wt%之量的磷酸鹽。在這些實施例中,鹼土金屬氧化物之含量應至少16 wt%,最好至少19 wt%,特別好是至少20 wt%,或至少20.5 wt%。在另一磷酸鹽含量低於40 wt%之實施例中,此鹼土金屬氧化物之含量應至少25 wt%,最好26 wt%,且最多40 wt%,最好是最多38 wt%,更好是37 wt%。
其顯示在依照本發明之玻璃中,選擇鹼土金屬氧化物以使氧化鋇之質量比率高於氧化鍶之質量比率是有利的。依照本發明,當氧化鋇與氧化鈣之質量比率是至少12 wt%時特別佳。所以,玻璃之安定性可更改進。在此情形下,最好氧化鋇與氧化鈣之質量比率之和高於氧化鎂與氧化鍶之質量比率之和至少1.3,最好至少2.0。
最好,依照本發明之玻璃包括至少三種,但是最好是所有上述提到之鹼土金屬氧化物。在此情形下,氧化鎂、氧化鈣及氧化鋇之含量應該至少在1 wt%,氧化鍶之含量最好至少0.01 wt%。在較佳實施例中,氧化鋇之最小含量是至少3 wt%,較好是至少9 wt%,更好是至少11.5 wt%。而且不應超過26 wt%之上限,在較佳之實施例中,未超過16 wt%之上限,而且在更佳之實施例中氧化鋇之最大含量是最高5 wt%。
最好,氧化鎂的含量是至少1 wt%,更好是至少4 wt%,再更好是至少5 wt%。最好,此成份之最大含量是至多10 wt%,更好是至多9 wt%,再好是至多8 wt%,再更好是至多7 wt%。最好氧化鈣之含量是至少1 wt%,且最好是最多16 wt%,更好是最多14 wt%,再更好是最多12 wt%。
最好,氧化鍶之含量至少0.01 wt%,更好是至多16 wt%,再更好是至多15 wt%,且再更好是至多13 wt%。
氧化鋅是用來降低膨脹係數,且因而增加熱抵抗性及玻璃在退火爐中釋放應力之能力。依照本發明,由於本發明之玻璃的特別組成,氧化鋅亦可省略不用。但是,如果使用,其含量應至多10 wt%,在特殊之實施例中,含量是至少5 wt%,在特定的實施例中,含量是至多5 wt%。在另一特定的實施例中本發明之玻璃不含氧化鋅。
氧化硼,像氟,易於蒸發。所以氧化硼之含量必需非常低。依照本發明,氧化硼之含量是最多1 wt%。最好氧化硼的含量是低於0.5 wt%,而且更好的是,依照本發明之玻璃不含氧化硼。
作為玻璃形成物,在依照本發明之玻璃中之磷酸鹽(P2O5)之含量為至少25 wt%,此含量是相對的高。在此處,磷酸鹽的含量的上限為60 wt%,最好57 wt%。在較佳的實施例中,本發明的玻璃包括最多42 wt%之磷酸鹽。特定的實施例包括至少43 wt%,且最多60 wt%,最好最多57 wt%之磷酸鹽。依照本發明之其他玻璃包括多於57 wt%至最多60 wt%之磷酸鹽。
在依照本發明之玻璃中,氧化鋁(Al2O3)之含量為1至13 wt%。在較佳之實施例中,本發明之玻璃包含至少2 wt%之氧化鋁。特別佳的是氧化鋁的含量是至多12 wt%,更佳的是至多11 wt%,再更佳的是至多10 wt%。在特定的實施例中,氧化鋁的含量是至少6 wt%。
最好可加入氧化砷及/或氧化銻至玻璃中作為澄清劑(fining agent)。這些成份之比率不應超過0.5 wt%。此玻璃的澄清程序最好是藉由物理澄清法,亦即,玻璃在熔解/澄清溫度成為高度的液體以使氣泡上升。As2O3及/或Sb2O3之加入促進了在熔融之玻璃中氧之釋出及/或輸入。此外,此多價氧化物亦可能影響氧化還原行為,因而促進Cu(II)O之形成。無論如何,這些氧化物是有毒性的而毫無疑問地不能為客戶所接受。因此,此玻璃之較佳實施例例不含砷及銻。
本發明之特定實施例亦包括至多1 wt%之量的氧化鈰(SeO2),最好是至多0.8 wt%,再更好是至多0.6 wt%。較佳的實施例是不含氧化鈰。氧化鈰藉由在UV區吸收而增加璃璃對UV輻射之抵抗性。此成份之添加應避免,因為其紫外線吸收而導致轉移紫外線邊緣至較長波長的範圍,且因而造成通過範圍較小。然而大的通過範圍是需要的。
玻璃形成物之比率,磷酸鹽與氧化鋁一齊應最好高於37.5 wt%以確保本發明之玻璃之足夠安定性。最好,兩成份之和是至多63 wt%,最好至多62 wt%,特別好是至多57.5 wt%。在特定的實施例中,這些玻璃形成物之比率是>57.5 wt%且至多63 wt%。
在此情形下,其顯示將磷酸鹽對氧化鋁之質量比率調整至少3,最好是至少5,特別是至少15,是特別有利的。最好,此值是至多20。在更佳的實施例中,此值是至多19,較好是至多18.7,特別好是至多18.5。
基本上,這些氧化物的質量比率並不重要,重要的是代表的陽離子(莫耳數)之量的比率,因為這些玻璃並不只包括陽離子之氧化物。所以,特別佳的是磷陽離子(P5+)之莫耳量之比率高於鋁陽離子(Al3+)之莫耳量。最好,磷陽離子之莫耳量之比率高於鋁離子之比率至少2.25。在特別好的實施例中,磷的比率高於鋁至少3.75。再更好的是P/Al之莫耳量之比率是至少10,最好是至少12。
“莫耳量”詞乃指此物質之量以莫耳計,亦即個別離子、原子及分子之量。
當上述之玻璃形成物,磷酸鹽及氧化鋁之組成令人滿意時,則可達成良好的交聯。所以,藉由F之比率來調整玻璃的顏色就可更有彈性。同時,即使氟化物之比率很高,仍可提供優良之安定性及保證經濟的加工性。然而,在此情況下需考慮磷的莫耳量對陽離子之莫耳量最好低於30%,否則時所需之穩定性不能達到。
在磷酸鹽之含量高於45 wt%之那些實施例中,磷酸鹽對氧化鋁之質量比之值最好至少15,最好最多20。在磷酸鹽之含量低於40 wt%之那些實施例中,此值是至少3且最好最多6。
此氧化物必需部份用氟化物取代,以使得用作紅外線截止濾波器之玻璃的穿透特性可達成。但是添加氟化物存在了一風險,就是在生產過程中氟會從混合物中溢出。因此,用氟化物取代之氧化物的量不能太高。依據本發明,最好最多35 wt%之氧化物離子之量用氟化物離子取代。特別好是最多25 wt%,更好是最多20%之氧化物離子之量是用氟化物取代。最好至少4%,更好至少5%,再更好至少6%,再更好至少7%之氧化物離子之量必需用氟化物離子取代,如此添加氟化物之優點才會有效果。
在這些磷酸鹽的比率高於45 wt%之玻璃中,最好最多12 wt%之氧化物離子被氟化物離子取代,較好的是最多10 wt%被取代,特別好的是最多8 wt%被取代。在包含磷酸鹽之量為低於40 wt%之玻璃中,最好至少9 wt%,特別好是至少12 wt%之氧化物離子被用氟化物取代。
由於上述之關係,氟化物離子及氧離子是陰離子之混合物,其組成對於依照本發明之玻璃之安定性有大的影響。特別是,最好依照本發明,在混合物中氟化物之量的比率不超過37%之值。在特別佳之實施例中,此比率僅低於25%,較好是低於20%,最好是低於17%。
最好,依照本發明之玻璃不含五氧化二釩(V2O5),因為此種氧化物可能對玻璃穿透性質有負面之影響。同樣的理由,最好此玻璃不含氧化鐵(Fe2O3),但是如果其他的實施例包含氧化物離子,則其含量限制在最多0.25 wt%。Fe2O3可以其他成份之雜質方式加入玻璃中。在較佳之實施例中,依照本發明之玻璃除了氧化銅之外不包括另外之著色氧化物。
較佳之實施例不含稀土元素離子,如釔、鑭、釓及鐿。特別的是,此玻璃不含釔。最好,此處敘及之玻璃不含此處提及之成份成為玻璃之構成成份。
在本說明書中提到本發明之玻璃不含一成份或不含一特殊成份,乃指此成份在玻璃中只能以雜質存在。其表示並非以相當的量加入,依照本發明,非相當的量乃指其量低於100ppm,最好少於50ppm,更好是少於10ppm。”ppm”之單位乃以質量為基準。最好,氧化磷之莫耳量之特定比率存在於玻璃中,以增加依照本發明所希望的玻璃之增加的耐候性。最好,依照本發明,莫耳量之比率是至少2.3。更好的是,此莫耳量之比率是最多4,再好是最多3.7。當此莫耳量之比率,依照本發明之濾波器玻璃之概念,被調整時,則在玻璃中依照本發明之交聯程度可達成。
最好,本發明之玻璃不含鉛、鎘及放射性成份。
最好,本發明之玻璃之陽離子成份由至少90%莫耳量,最好95%莫耳量,更好97.5%之莫耳量的陽離子所組成,而這些陽離子乃擇自由磷、鋁、鎂、鈣、鍶、鋇、鋰、鈉、鉀及銅。
在特別佳之實施例中,本發明之玻璃之成份比率(wt%)乃在下列之範圍內:
在另一實施例中本發明之玻璃具有較高之磷酸鹽比率者具有下列範圍之組成(wt%):
另外,依照本發明之玻璃之製造方法是本發明的一重要特徵。當執行下述之步驟時,可得到具有較佳之交聯程度之本發明的玻璃。
為了製備依照本發明之玻璃,作為原料之磷酸鹽最好是以複合磷酸鹽之方式加至混合物之中。所謂”複合磷酸鹽”乃指無自由態之P2O5加至混合物之中,但加入其他成份如Na2O、K2O等。加入之磷酸非以氧化形式或碳酸鹽形式,但是以如Al(PO3)3、Ba(H2PO4)2、Ca(H2PO4)2、LiH2PO4、KPO3、NaPO3之磷酸鹽形式加入混合物中。
亦即,磷酸鹽是以鹽之陰離子成份加入,其中鹽本身的個別陽離子成份是玻璃之構成成份。此提供了一好處就是複合磷酸鹽之比率隨著自由態之P2O5量之減少而增加,此可能造成熔融行為之好的控制性及蒸發之降低以及除塵效果(dusk effect)及改良之內部品質。
此外,自由態磷酸鹽比率之增加與生產工廠之安全技術有關,因而會造成生產成本之增加。藉由本發明之措施,玻璃成份之加工性顯著地改良。蒸發的傾向及混合物之形成顯著地降低,而且可改良玻璃熔融體之均勻性,此點可由所產製出之玻璃之光學資料之品質及均勻性見到。而且,針對在其他方面經常因為其脆性(shortness)為而導致條紋(streaks)的高含量磷酸鹽的材料的例如氣泡及/或條紋,玻璃的改良內部性質通常是顯著的。
最好,氟是以氟化物,如AlF3、LiF、NaF、KF、MgF2、CaF2、SrF2之方式導入玻璃之中。
鹼金屬氧化物及鹼土金屬氧化物亦可以碳酸鹽之方式導入。
依照本發明之玻璃是均勻混合物的熔融狀態,此混合物是先將各成份在最好930至1100℃之溫度預先以一非連續,例如在Pt坩堝中混合或以連續方式在例如AZS(Al2O3-ZrO2-SiO2)槽,Pt槽或石英槽中熔融聚集,之後再精煉及均勻化而得。
在玻璃熔融之步驟期間,包含在坩堝或槽中之成份可能會被加入玻璃中,亦即,在石英玻璃槽中熔融之後,可能會有最多2 wt%之SiO2包含在玻璃之中,在沒有明確地添加SiO2時亦然。
熔融的溫度依所選擇之組成而定。為了調整熔融體中之氧化還原比,最好將包含氧之氣體(特別是氧)以氣泡方式吹入玻璃之中。最好,此吹氣泡(bubbling)之步驟需持續10至40分鐘。此外,此吹氣泡步驟用來使熔融體均勻化。此外,除了上述效果外,此吹氣泡步驟亦加速了依照本發明之交聯的形成。
精煉玻璃的步驟最好在950至1100℃下進行。通常,溫度需低以使揮發成份如氟、Li2O及P2O5之蒸發儘量低。依照本發明之玻璃之用途是作為濾波器玻璃,特別是紅外線截止玻璃。另外,用作相機之CCD保護亦是本發明之玻璃的用途。
要生產100kg依據表1之合成之實施例1之組成之氟磷酸鹽濾波器玻璃時,先將玻璃混合物充份混合。然後在約3小時之期間內於950℃將此混合物熔融,並將氧氣泡吹入玻璃內歷時30分鐘。由於玻璃熔融體之低粘度,精煉之步驟在950℃進行。之後,放置約15至30分鐘後於約940℃進行燒鑄成型(casting)。
從表2可看出高穿透值(τ≧0.8)之波長區域之兩側為低穿透值之區域(陡峭的吸收邊緣)。此為本發明之玻璃之一重要優點。
下列表2顯示本發明之玻璃之其他組成(以wt%表示):
第1圖顯示依照本發明之玻璃(實施例玻璃1)之穿透特性譜圖(transmission spectrum),並證明這些玻璃具有良好的過濾器性質。此穿透特性為0.35nm厚度之樣品者。縱軸是穿透特性而橫軸是波長。
第2圖顯示實施例玻璃7及8之對應穿透特性譜圖。縱軸是穿透特性,橫軸是波長。由此圖可見,這些玻璃在約330至640nm之波長時具有非常寬的高穿透特性之通過範圍。實施例玻璃8在約400nm波長時穿透特性有一高原區,而實施例玻璃7在此範圍則具有陡峭之斜率。原因是實施例玻璃7具有較高之銅含量。
Claims (16)
- 一種具有交聯程度至少68%且至多95%,並具有下列組成(wt%)之氟磷酸鹽玻璃:
- 如申請專利範圍第1項所述之氟磷酸鹽玻璃,具有下列之組成(wt%)。
- 如申請專利範圍第1項所述之氟磷酸鹽玻璃,具有下列之組成(wt%)。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之氟磷酸鹽玻璃,其中CuO之含量低於3wt%。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之氟磷酸鹽玻璃,其中CuO之含量至少3wt%。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之氟磷酸鹽玻璃,其中除了CuO,此玻璃不含其他染色劑。
- 如申請專利範圍第4項所述之氟磷酸鹽玻璃,其中除了CuO,此玻璃不含其他染色劑。
- 如申請專利範圍第5項所述之氟磷酸鹽玻璃,其中除了CuO,此玻璃不含其他染色劑。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之氟磷酸鹽玻璃,其中此玻璃至少在其一表面具有一塗層。
- 如申請專利範圍第4項所述之氟磷酸鹽玻璃,其中此玻璃至少在其一表面具有一塗層。
- 如申請專利範圍第5項所述之氟磷酸鹽玻璃,其中此玻璃在其至少一面具有一塗覆層。
- 如申請專利範圍第6項所述之氟磷酸鹽玻璃,其中此玻璃在其至少一面具有一塗覆層。
- 如申請專利範圍第7項所述之氟磷酸鹽玻璃,其中此玻璃在至少一面具有一塗覆層。
- 如申請專利範圍第8項所述之氟磷酸鹽玻璃,其中此玻璃在至少一面具有一塗覆層。
- 如申請專利範圍第1至14項中任一項所述之氟磷酸鹽玻璃作為濾波器玻璃之用途。
- 一種製備如申請專利範圍第1至14項中任一項所述之氟磷酸鹽玻璃之方法,包括以下步驟:製備玻璃成份之熔融體;將氧以氣泡方式吹入玻璃熔融體之中。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102010064148 | 2010-12-23 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201228981A TW201228981A (en) | 2012-07-16 |
TWI555717B true TWI555717B (zh) | 2016-11-01 |
Family
ID=46317858
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW100147272A TWI555717B (zh) | 2010-12-23 | 2011-12-20 | 氟磷酸鹽玻璃 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8785335B2 (zh) |
JP (1) | JP5921877B2 (zh) |
KR (1) | KR20120072345A (zh) |
CN (1) | CN102653450B (zh) |
DE (1) | DE102011056873A1 (zh) |
TW (1) | TWI555717B (zh) |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5660846B2 (ja) * | 2010-10-14 | 2015-01-28 | Hoya株式会社 | フツリン酸塩ガラス、プレス成型用ガラス素材、光学素子それぞれの製造方法。 |
JP5801773B2 (ja) * | 2011-08-11 | 2015-10-28 | Hoya株式会社 | フツリン酸ガラス及びその製造方法並びに近赤外光吸収フィルター |
DE102012210552B4 (de) * | 2012-06-22 | 2014-06-05 | Schott Ag | Farbgläser, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung |
DE102012025698B3 (de) | 2012-06-22 | 2019-07-11 | Schott Ag | Farbgläser |
CN103058519B (zh) * | 2013-01-11 | 2015-11-25 | 元亮科技有限公司 | 一种用于红外截止滤光片的厚片蓝玻璃配方 |
JP6245008B2 (ja) * | 2013-03-29 | 2017-12-13 | 旭硝子株式会社 | 光学素子及び光学素子の製造方法 |
CN104341105B (zh) * | 2013-08-05 | 2017-04-19 | 成都光明光电股份有限公司 | 近红外光吸收玻璃、元件及滤光器 |
JP6428767B2 (ja) * | 2014-04-09 | 2018-11-28 | Agc株式会社 | 近赤外線カットフィルタガラス |
PL3218317T3 (pl) | 2014-11-13 | 2019-03-29 | Gerresheimer Glas Gmbh | Filtr cząstek urządzenia do wytwarzania szkła, jednostka tłoka, głowica dmuchu, wspornik głowicy dmuchu i urządzenie do wytwarzania szkła, przystosowane lub zawierające filtr |
TWI562970B (en) * | 2014-12-30 | 2016-12-21 | Improved near-infrared filter glass | |
CN105541110A (zh) * | 2016-03-02 | 2016-05-04 | 华东理工大学 | 一种祖母绿充填用玻璃材料及其制备方法 |
DE102018110163A1 (de) | 2017-04-27 | 2018-10-31 | Schott Ag | Optische Komponente, vorzugsweise mit verbesserter Degradationsbeständigkeit, sowie Verfahren zu deren Herstellung |
CN108828694B (zh) | 2017-04-27 | 2023-01-17 | 肖特股份有限公司 | 优选具有改进的抗劣化性的光学部件以及其制造方法 |
DE102017207253B3 (de) | 2017-04-28 | 2018-06-14 | Schott Ag | Filterglas |
WO2019044563A1 (ja) * | 2017-08-31 | 2019-03-07 | Agc株式会社 | ガラス |
JP7286293B2 (ja) * | 2017-11-02 | 2023-06-05 | Hoya株式会社 | 光学ガラスおよび光学素子 |
JP7138849B2 (ja) * | 2018-03-05 | 2022-09-20 | 日本電気硝子株式会社 | 近赤外線吸収ガラスの製造方法 |
WO2019171851A1 (ja) * | 2018-03-05 | 2019-09-12 | 日本電気硝子株式会社 | 近赤外線吸収ガラスの製造方法 |
DE102018130390A1 (de) | 2018-11-29 | 2020-06-04 | Schott Ag | Laservorrichtung |
CN111484248B (zh) * | 2019-01-25 | 2022-03-11 | 成都光明光电股份有限公司 | 氟磷酸盐玻璃、玻璃预制件、光学元件及具有其的光学仪器 |
DE102021112723A1 (de) | 2021-05-17 | 2022-11-17 | Schott Ag | Optisches System für Periskopkameramodul |
DE102022105555B4 (de) | 2022-03-09 | 2023-10-12 | Schott Ag | Filterglas, Filter sowie Verfahren zur Herstellung eines Filterglases |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1339411A (zh) * | 2000-08-17 | 2002-03-13 | 保谷株式会社 | 制备玻璃的方法和熔化玻璃的设备 |
CN1508087A (zh) * | 2002-07-05 | 2004-06-30 | Hoya株式会社 | 近红外吸收玻璃、元件、滤光器及其制法和含铜玻璃 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6049142B2 (ja) * | 1978-04-17 | 1985-10-31 | 株式会社保谷硝子 | カラ−・テレビジョン・カメラ用近赤外吸収フイルタ− |
JP4101487B2 (ja) * | 2000-08-17 | 2008-06-18 | Hoya株式会社 | ガラスの製造方法およびそれに用いるガラス溶融装置 |
JP4169545B2 (ja) * | 2002-07-05 | 2008-10-22 | Hoya株式会社 | 近赤外光吸収ガラス、近赤外光吸収素子、近赤外光吸収フィルターおよび近赤外光吸収ガラス成形体の製造方法 |
JP4570576B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2010-10-27 | Hoya株式会社 | 光学ガラス、プレス成形用プリフォームとその製造方法、および光学素子とその製造方法 |
CN1944302A (zh) * | 2005-09-06 | 2007-04-11 | Hoya株式会社 | 近红外吸收玻璃,具有其的近红外吸收元件以及图像传感器件 |
JP2007099604A (ja) * | 2005-09-06 | 2007-04-19 | Hoya Corp | 近赤外線吸収ガラス、それを備えた近赤外線吸収素子および撮像装置 |
JP2009263190A (ja) * | 2008-04-29 | 2009-11-12 | Ohara Inc | 赤外線吸収ガラス |
JP5251365B2 (ja) * | 2008-08-28 | 2013-07-31 | 旭硝子株式会社 | 近赤外線カットフィルタガラス |
WO2010119964A1 (ja) * | 2009-04-17 | 2010-10-21 | 旭硝子株式会社 | 近赤外線カットフィルタガラス |
-
2011
- 2011-12-20 TW TW100147272A patent/TWI555717B/zh not_active IP Right Cessation
- 2011-12-22 DE DE102011056873A patent/DE102011056873A1/de not_active Withdrawn
- 2011-12-22 US US13/334,571 patent/US8785335B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-12-23 CN CN201110438892.XA patent/CN102653450B/zh active Active
- 2011-12-23 KR KR1020110141111A patent/KR20120072345A/ko not_active Application Discontinuation
- 2011-12-26 JP JP2011284142A patent/JP5921877B2/ja active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1339411A (zh) * | 2000-08-17 | 2002-03-13 | 保谷株式会社 | 制备玻璃的方法和熔化玻璃的设备 |
CN1508087A (zh) * | 2002-07-05 | 2004-06-30 | Hoya株式会社 | 近红外吸收玻璃、元件、滤光器及其制法和含铜玻璃 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5921877B2 (ja) | 2016-05-24 |
DE102011056873A1 (de) | 2012-06-28 |
TW201228981A (en) | 2012-07-16 |
US8785335B2 (en) | 2014-07-22 |
JP2012148964A (ja) | 2012-08-09 |
US20120165178A1 (en) | 2012-06-28 |
KR20120072345A (ko) | 2012-07-03 |
CN102653450A (zh) | 2012-09-05 |
CN102653450B (zh) | 2016-05-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI555717B (zh) | 氟磷酸鹽玻璃 | |
JP6448835B2 (ja) | フィルターガラス | |
KR102099471B1 (ko) | 유색 유리 | |
KR100897037B1 (ko) | 근적외선 커트용 필터 유리 | |
WO2018021222A1 (ja) | 光学ガラスおよび近赤外線カットフィルタ | |
US20230286852A1 (en) | Filter glass | |
CN113880425A (zh) | 近红外光吸收玻璃、元件及滤光器 | |
JP2015513511A (ja) | 近赤外光吸収ガラス、近赤外光吸収素子、及び近赤外光吸収光学フィルタ | |
TWI522331B (zh) | Near infrared light absorption glass, components and filters | |
TWI756245B (zh) | 近紅外線截止濾波器玻璃 | |
CN108129019B (zh) | 一种硅酸盐蓝玻璃 | |
JPH0442344B2 (zh) | ||
JPH10194776A (ja) | 近赤外線カットフィルタガラス | |
JP6346552B2 (ja) | 近赤外吸収フィルタ用ガラス | |
JP2003160358A (ja) | 近赤外線カットフィルタガラス | |
DE102012025698B3 (de) | Farbgläser |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |