(57)【要約】  高屈折率の近赤外吸収フィルターガラス、および該ガラスの製造方法、および該ガラスの使用が提供される。該ガラスは、好ましくは光センサ、特に周囲光センサ、好ましくは携帯電話などの消費者向け電子デバイスの分野で使用される。
2022500334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１．７の屈折率ｎを有するＣｕＯ含有ガラスであって、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視波長範囲における最小吸光係数が４５０ｎｍ〜５５０ｎｍに位置しており、７００ｎｍの波長におけるＣｕＯの重量パーセントに規格化された吸光係数と３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視波長範囲におけるＣｕＯの重量パーセントに規格化された最小吸光係数との差が少なくとも１０／ｃｍであり、前記ガラスは、以下の成分（酸化物ベースの重量％）：
【表１】
2022500334.tif 000007
を含み、前記表中のＲＥ２Ｏ３には、Ｃｅ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、およびこれらの２つ以上の混合物が含まれるものとする、ガラス。
【請求項２】
以下の成分（酸化物ベースの重量％）：
【表２】
2022500334.tif 000008
を含み、前記表中のＲＥ２Ｏ３には、Ｃｅ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、およびこれらの２つ以上の混合物が含まれるものとする、請求項１記載のガラス。
【請求項３】
以下の成分（酸化物ベースの重量％）：
【表３】
2022500334.tif 000009
を含む、請求項１または２記載のガラス。
【請求項４】
屈折率ｎが少なくとも１．７１であり、前記３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視波長範囲におけるＣｕＯの重量パーセントに規格化された最小吸光係数が４８０ｎｍ〜５３０ｎｍに位置しており、前記７００ｎｍの波長におけるＣｕＯの重量パーセントに規格化された吸光係数と前記３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視波長範囲におけるＣｕＯの重量パーセントに規格化された最小吸光係数との差が少なくとも１５／ｃｍである、請求項１から３までのいずれか１項記載のガラス。
【請求項５】
３０〜５５重量％の量のＬａ２Ｏ３を含有し、Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３の合計の含有量が４５〜６０重量％である、請求項１から４までのいずれか１項記載のガラス。
【請求項６】
前記ガラスが、Ｃｅ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、およびこれらの２つ以上の混合物からなる群から選択される希土類酸化物を最大３０重量％の量で含む、請求項１から５までのいずれか１項記載のガラス。
【請求項７】
前記ガラス中のＢ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋ＲＥ２Ｏ３の合計の含有量が少なくとも５０重量％である、請求項１から６までのいずれか１項記載のガラス。
【請求項８】
Ｔａ２Ｏ５の含有量が０〜１０重量％である、請求項１から７までのいずれか１項記載のガラス。
【請求項９】
前記ガラス中のＺｎＯの含有量が５重量％超であり、前記ガラス中のＴａ２Ｏ５の含有量（重量％）に対するＺｎＯの含有量（重量％）の比が最大２である、請求項１から８までのいずれか１項記載のガラス。
【請求項１０】
ＣｕＯの含有量が０．６〜６重量％である、請求項１から９までのいずれか１項記載のガラス。
【請求項１１】
ＣｕＯの含有量が０．７〜４重量％である、請求項１から１０までのいずれか１項記載のガラス。
【請求項１２】
Ｓｂ２Ｏ３の含有量が最大０．５重量％である、請求項１から１１までのいずれか１項記載のガラス。
【請求項１３】
Ａｓ２Ｏ３の含有量が最大０．５重量％である、請求項１から１２までのいずれか１項記載のガラス。
【請求項１４】
ＰｂＯの含有量が最大０．５重量％である、請求項１から１３までのいずれか１項記載のガラス。
【請求項１５】
Ｓｂ２Ｏ３＋Ａｓ２Ｏ３＋ＰｂＯの合計の含有量が最大０．５重量％である、請求項１から１４までのいずれか１項記載のガラス。
【請求項１６】
１．７５より大きい屈折率ｎを有する、請求項１から１５までのいずれか１項記載のガラス。
【請求項１７】
１．８より大きい屈折率ｎを有する、請求項１から１６までのいずれか１項記載のガラス。
【請求項１８】
前記３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視波長範囲におけるＣｕＯの重量パーセントに規格化された最小吸光係数が４９０ｎｍ〜５２０ｎｍに位置する、請求項１から１７までのいずれか１項記載のガラス。
【請求項１９】
前記７００ｎｍの波長におけるＣｕＯの重量パーセントに規格化された吸光係数と前記３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視波長範囲におけるＣｕＯの重量パーセントに規格化された最小吸光係数との差が２０／ｃｍより大きい、請求項１から１８までのいずれか１項記載のガラス。
【請求項２０】
前記７００ｎｍの波長におけるＣｕＯの重量パーセントに規格化された吸光係数と前記３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視波長範囲におけるＣｕＯの重量パーセントに規格化された最小吸光係数との差が２５／ｃｍより大きい、請求項１から１９までのいずれか１項記載のガラス。
【請求項２１】
前記７００ｎｍの波長におけるＣｕＯの重量パーセントに規格化された吸光係数と前記３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視波長範囲におけるＣｕＯの重量パーセントに規格化された最小吸光係数との差が３０／ｃｍより大きい、請求項１から２０までのいずれか１項記載のガラス。
【請求項２２】
ａ）組成物を準備する工程、
ｂ）前記組成物を溶融する工程、
ｃ）ガラスを製造する工程、
を含む、請求項１から２１までのいずれか１項記載のガラスの製造方法。
【請求項２３】
光センサにおける、請求項１から２１までのいずれか１項記載のガラスの使用。
【請求項２４】
前記光センサが周囲光センサである、請求項２３記載の使用。
【請求項２５】
前記ガラスが消費者向け電子デバイスの分野で使用される、請求項２３または２４記載の使用。
【請求項２６】
前記消費者向け電子デバイスが携帯電話である、請求項２５記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高屈折率の近赤外吸収フィルターガラスに関する。本発明は、ガラスの製造方法およびガラスの使用にも関する。ガラスは、好ましくは、光センサ、特に周囲光センサ、好ましくは携帯電話などの消費者向け電子デバイスの分野で使用される。
【０００２】
発明の背景
周囲光センサは、一般的な青色ガラスと透明な高屈折率光学ガラスとを組み合わせた光学構造を有することができる。高屈折率の青色ガラスが存在すると、この新しいガラス材料に基づいてこの構造を再設計することができ、関連する製造プロセスが容易になる。しかしながら、現行の青色ガラスは高い屈折率を有していないため、適切な青色ガラス、特に近赤外吸収フィルターガラスはこれまでのところ入手できていない。
【０００３】
酸化銅（ＩＩ）を含有する現行の近赤外吸収フィルターガラスは、リン酸塩またはフルオロリン酸塩マトリックスに基づいているため、一般的に高屈折率ではない。
【０００４】
米国特許出願公開第２０１６／０３６３７０３号明細書には、近赤外線カットオフフィルターガラスが記載されている。リン酸塩マトリックスが使用されており、これには、Ｐ５＋がガラスを形成するための主成分であり、かつ近赤外線カット性能を改善させるための必須成分であると説明されている。
【０００５】
米国特許出願公開第２００７／００９９７８７号明細書には、近赤外範囲で透過率が低い酸化銅（ＩＩ）を含有するアルミノリン酸塩ガラスが記載されている。
【０００６】
米国特許第５，６６８，０６６号明細書には、４００〜６００ｎｍでの透過率を増加させて７００ｎｍを超える波長領域でのＣｕ２＋による吸収を急激に変化させるための好ましいガラスネットワーク形成成分としてＰ２Ｏ５を有する、近赤外吸収フィルターガラスが記載されている。
【０００７】
米国特許第５，０３６，０２５号明細書には、強い近赤外線吸収を有する緑色光学フィルターであるリン酸塩系ガラスが記載されている。
【０００８】
米国特許第５，２４２，８６８号明細書には、酸化銅（ＩＩ）含有近赤外線吸収フィルターガラスの耐候性を高めるためにフルオロリン酸塩マトリックスを使用することが提案されている。
【０００９】
中国特許出願公開第１０５８１９６８５号明細書には、化学的安定性が改善されたフルオロリン酸塩マトリックスに基づいた酸化銅（ＩＩ）含有赤外線吸収カットオフフィルターガラスが記載されている。
【００１０】
米国特許第５，１７３，２１２号明細書には、急勾配の吸収端を有し近赤外範囲で低い透過率を有する酸化銅（ＩＩ）含有アルミノリン酸塩ガラスが記載されている。
【００１１】
米国特許第９，０５７，８３６号明細書には、銅イオンを含有するリン酸塩ガラスまたはフルオロリン酸塩ガラスから製造されたガラスウェーハが記載されている。
【００１２】
上述したガラスは高い屈折率を有していない。しかしながら、独国特許出願公開第３２２９４４２号明細書には、６００〜８００ｎｍの間の波長領域で吸収し、かつ高屈折率を有するＣｕＯ含有リン酸塩ガラスが開示されている。これを実現するために、独国特許出願公開第３２２９４４２号明細書のガラスは多量のＳｂ２Ｏ３を含有している。Ｓｂ２Ｏ３の毒性が高いことから、この種のガラスは消費者向け電子デバイスには許容できない。
【００１３】
高屈折率（特に少なくとも１．７の屈折率）と同時に優れた赤外線吸収特性とを併せて有するガラスが必要とされている。さらに、特にＳｂ２Ｏ３、Ａｓ２Ｏ３、およびＰｂＯなどの毒性の高い成分は多量に使用すべきではなく、さらには環境上および健康上の理由から、特に消費者向け電子デバイスにおける用途のためには回避すべきである。しかしながら、高屈折率の近赤外吸収フィルターガラスは、これまで、そのような毒性の高い成分に基づいてのみ利用可能であった。
【００１４】
先行技術に記載されているようなリン酸塩またはフルオロリン酸塩マトリックスを有するガラスは、ガラスマトリックスの屈折率が低すぎるため、高屈折率のガラスの実現に適していない。そのため、別のガラスマトリックスを使用できれば有利であろう。しかしながら、酸化銅（ＩＩ）が別のガラスマトリックスにドープされた場合、透過スペクトルが変化し、満足できないものになる可能性がある。
【００１５】
したがって、本発明の目的は、先行技術の問題を克服すること、ならびに高屈折率（特に少なくとも１．７の屈折率）と同時に優れた赤外線吸収特性を併せて有し、さらには特にＳｂ２Ｏ３、Ａｓ２Ｏ３、およびＰｂＯなどの毒性の高い成分を多量に含んでいないガラスを提供することである。また、本発明の目的は、そのようなガラスの製造方法およびガラスの使用を提供することでもある。
【００１６】
この目的は、特許請求の範囲の主題により解決される。
【００１７】
この目的は、特に少なくとも１．７の屈折率ｎを有するＣｕＯ含有ガラスであって、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視波長範囲における最小吸光係数が４５０ｎｍ〜５５０ｎｍ、好ましくは４８０ｎｍ〜５３０ｎｍ、より好ましくは４８５ｎｍ〜５２５ｎｍ、より好ましくは４９０ｎｍ〜５２０ｎｍに位置し、７００ｎｍの波長におけるＣｕＯの重量パーセントに規格化された吸光係数と３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視波長範囲におけるＣｕＯの重量パーセントに規格化された最小吸光係数との差が、少なくとも１０／ｃｍ、より好ましくは少なくとも１５／ｃｍ、より好ましくは少なくとも２０／ｃｍ、より好ましくは少なくとも２５／ｃｍ、より好ましくは少なくとも３０／ｃｍ、より好ましくは少なくとも３２／ｃｍであり、以下の成分（酸化物ベースの重量％）を含み、好ましくは実質的に以下の成分からなるガラスによって解決される：
【表１】
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ここで、表中のＲＥ２Ｏ３には、Ｃｅ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、およびこれらの２つ以上の混合物が含まれる。
【００１８】
吸光係数（ａｂｓ）は、好ましくは以下の式：
ａｂｓ（λ）＝ｌｎ（１／τｉ（λ））／Ｌ      （１）
に従って決定され、式中の「ｌｎ」は自然対数を表し、「λ」は波長を表し、「τｉ」は内部透過率を表し、「Ｌ」は測定されたガラスサンプルのセンチメートル（ｃｍ）単位での厚さを表す。
【００１９】
内部透過率は、
τｉ（λ）＝Ｔ（λ）／Ｐ
から計算され、式中の「Ｔ」はガラスサンプルから測定された透過率を表し、「Ｐ」は反射率を表し、これは、
Ｐ＝２ｎ／（ｎ２＋１）
によって計算され、「ｎ」はサンプルガラスの屈折率を表す。「ｎ」は波長に応じてわずかに変化する。本明細書では、全ての検討および計算において５３２ｎｍでの屈折率を使用する。
【００２０】
したがって、特定の波長での吸光係数は、特定の波長で測定されたガラスサンプルの透過率Ｔ、５３２ｎｍでの屈折率ｎ、および測定されたガラスサンプルの厚さＬに基づいて容易に決定される。当業者は、技術常識に基づいて、透過率Ｔ、屈折率ｎ、およびサンプルの厚さＬを決定することができる。
【００２１】
具体的には、透過率Ｔは一般的に比Ｉ／Ｉ０として決定され、ここでのＩ０は、サンプルに適用される光強度であり、Ｉはサンプルの背後で検出される光強度である。つまり、測定される透過率Ｔは、サンプルを透過した特定の波長の光の割合を反映する。
【００２２】
屈折率ｎは、好ましくは屈折率計を使用して決定される。
【００２３】
透過率はガラスの厚さに依存する。吸光係数はＣｕＯドーパント濃度に依存する。ドープされたＣｕＯの重量パーセントに規格化された吸光係数のみが、本発明が注目するガラスマトリックスの特性を正確に説明し、様々なガラスサンプル間で比較することができる。したがって、本発明は、「ＣｕＯ重量パーセントに規格化された吸光係数」を参考にする。「ＣｕＯ重量パーセントに規格化された吸光係数」という用語は、上述した通りに決定した吸光係数をガラス中のＣｕＯの量（重量パーセント）で除すことを意味する。例えば、ガラスが特定の波長λで８／ｃｍの吸光係数ａｂｓ（λ）を有し、かつガラスが１重量％の量のＣｕＯを含有する場合、ＣｕＯの重量パーセントに規格化された吸光係数は、８／ｃｍを１重量％のＣｕＯで除すことで８／ｃｍと計算される。８／ｃｍの吸光係数ａｂｓ（λ）を有するが４重量％の量のＣｕＯを含有する別のガラスについては、ＣｕＯの重量パーセントに規格化された吸光係数は、８／ｃｍを４重量％のＣｕＯで除すことで２／ｃｍと計算される。
【００２４】
本発明は、少なくとも１．７の屈折率ｎを有するＣｕＯ含有ガラスであって、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視波長範囲における最小吸光係数が４５０ｎｍ〜５５０ｎｍ、好ましくは４８０ｎｍ〜５３０ｎｍ、より好ましくは４８５ｎｍ〜５２５ｎｍ、より好ましくは４９０ｎｍ〜５２０ｎｍに位置し、７００ｎｍの波長におけるＣｕＯの重量パーセントに規格化された吸光係数と３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視波長範囲におけるＣｕＯの重量パーセントに規格化された最小吸光係数との差が、少なくとも１０／ｃｍ、より好ましくは少なくとも１５／ｃｍ、より好ましくは少なくとも２０／ｃｍ、より好ましくは少なくとも２５／ｃｍ、より好ましくは少なくとも３０／ｃｍ、より好ましくは少なくとも３２／ｃｍであり、以下の成分（酸化物ベースの重量％）を含み、好ましくは実質的に以下の成分からなるガラスにも関する：
【表２】
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ここで、表中のＲＥ２Ｏ３には、Ｃｅ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、およびこれらの２つ以上の混合物が含まれる。
【００２５】
本発明は、少なくとも１．７の屈折率ｎを有するＣｕＯ含有ガラスであって、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視波長範囲における最小吸光係数が４５０ｎｍ〜５５０ｎｍ、好ましくは４８０ｎｍ〜５３０ｎｍ、より好ましくは４８５ｎｍ〜５２５ｎｍ、より好ましくは４９０ｎｍ〜５２０ｎｍに位置し、７００ｎｍの波長におけるＣｕＯの重量パーセントに規格化された吸光係数と３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視波長範囲におけるＣｕＯの重量パーセントに規格化された最小吸光係数との差が、少なくとも１０／ｃｍ、より好ましくは少なくとも１５／ｃｍ、より好ましくは少なくとも２０／ｃｍ、より好ましくは少なくとも２５／ｃｍ、より好ましくは少なくとも３０／ｃｍ、より好ましくは少なくとも３２／ｃｍであり、以下の成分（酸化物ベースの重量％）を含み、好ましくは実質的に以下の成分からなるガラスにも関する：
【表３】
2022500334.tif 000005
【００２６】
本発明のガラスは、少なくとも１．７０の屈折率ｎを有する。好ましくは、本発明のガラスは、少なくとも１．７１、より好ましくは少なくとも１．７２、より好ましくは少なくとも１．７３、より好ましくは少なくとも１．７４、より好ましくは少なくとも１．７５、より好ましくは１．７５超、より好ましくは少なくとも１．７６、より好ましくは少なくとも１．７７、より好ましくは少なくとも１．７８、より好ましくは少なくとも１．７９、より好ましくは少なくとも１．８０、より好ましくは１．８０超、より好ましくは少なくとも１．８１の屈折率ｎを有する。好ましくは、本発明のガラスの屈折率は、最大２．００、より好ましくは最大１．９５、より好ましくは最大１．９０である。好ましくは、「屈折率」という用語は、５３２ｎｍの波長における屈折率ｎを意味する。
【００２７】
３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視波長範囲における本発明のガラスの最小吸光係数は、４５０ｎｍ〜５５０ｎｍ、好ましくは４８０ｎｍ〜５３０ｎｍ、より好ましくは４８５ｎｍ〜５２５ｎｍ、より好ましくは４９０ｎｍ〜５２０ｎｍに位置する。
【００２８】
７００ｎｍの波長におけるＣｕＯの重量パーセントに規格化された吸光係数と３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視波長範囲におけるＣｕＯの重量パーセントに規格化された最小吸光係数との差は、少なくとも１０／ｃｍ、より好ましくは少なくとも１５／ｃｍ、より好ましくは少なくとも２０／ｃｍ、より好ましくは少なくとも２５／ｃｍ、より好ましくは少なくとも３０／ｃｍ、より好ましくは少なくとも３２／ｃｍである。
【００２９】
好ましくは、７００ｎｍの波長におけるＣｕＯの重量パーセントに規格化された吸光係数は、少なくとも２５／ｃｍ、より好ましくは少なくとも３０／ｃｍ、より好ましくは少なくとも３５／ｃｍである。
【００３０】
本発明のガラス中の希土類酸化物の合計Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋ＲＥ２Ｏ３の含有量は、２０〜７０重量％、好ましくは２５〜６８重量％、より好ましくは３０〜６６重量％、より好ましくは３５〜６４重量％、より好ましくは４０〜６２重量％、より好ましくは４５〜６０重量％である。示された量のそのような希土類酸化物は、高い屈折率と同時に優れた赤外線吸収特性を併せて有するＣｕＯ含有ガラスを得るためのガラスマトリックスを実現するために特に有用である。「ＲＥ２Ｏ３」という用語には、Ｃｅ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、およびこれらの２つ以上の混合物が含まれる。したがって、本発明のガラスは、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｃｅ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、およびＬｕ２Ｏ３からなる群から選択される少なくとも１つの成分を含む。好ましくは、本発明のガラスは、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｃｅ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、およびＬｕ２Ｏ３からなる群から選択される最大５つ、より好ましくは最大４つ、より好ましくは最大３つ、より好ましくは最大２つ、より好ましくは最大１つの成分を含む。好ましくは、本発明のガラスはＬａ２Ｏ３とＹ２Ｏ３とを含み、それに加えてＣｅ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、およびＬｕ２Ｏ３からなる群から選択される成分を最大３つ、より好ましくは最大２つ、より好ましくは最大１つ含み、より好ましくはこれらの成分を含まない。好ましくは、本発明のガラスはＬａ２Ｏ３を含み、それに加えてＹ２Ｏ３、Ｃｅ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、およびＬｕ２Ｏ３からなる群から選択される成分を最大４つ、より好ましくは最大３つ、より好ましくは最大２つ、より好ましくは最大１つ含み、より好ましくはこれらの成分を含まない。本発明の別の好ましい実施形態では、ガラスはＹ２Ｏ３を含み、それに加えてＬａ２Ｏ３、Ｃｅ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、およびＬｕ２Ｏ３からなる群から選択される成分を最大４つ、より好ましくは最大３つ、より好ましくは最大２つ、より好ましくは最大１つ含み、より好ましくはこれらの成分を含まない。
【００３１】
上述したように、本発明のガラスの希土類酸化物は、好ましくは、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｃｅ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、およびこれらの２つ以上の混合物からなる群から選択される。より好ましくは、本発明のガラスの希土類酸化物は、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、およびこれらの混合物からなる群から選択される。別の好ましい実施形態では、Ｌａ２Ｏ３は、本発明のガラスにおける唯一の希土類酸化物である。
【００３２】
本発明のガラス中の希土類酸化物Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３の合計の含有量は、好ましくは２０〜７０重量％、好ましくは２５〜６８重量％、より好ましくは３０〜６６重量％、より好ましくは３５〜６４重量％、より好ましくは４０〜６２重量％、より好ましくは４５〜６０重量％である。示された量のそのような希土類酸化物は、高い屈折率と同時に優れた赤外線吸収特性を併せて有するＣｕＯ含有ガラスを得るためのガラスマトリックスを実現するために特に有用である。
【００３３】
Ｌａ２Ｏ３は、本発明の最も好ましい希土類酸化物である。本発明のガラス中のＬａ２Ｏ３の含有量は、０〜７０重量％、好ましくは１０〜６５重量％、より好ましくは２０〜６０重量％、より好ましくは２５〜６０重量％、より好ましくは３０〜５５重量％、より好ましくは３５〜５５重量％、より好ましくは４０〜５０重量％である。
【００３４】
Ｙ２Ｏ３は、本発明の別の特に好ましい希土類酸化物である。本発明のガラス中のＹ２Ｏ３の含有量は、最大７０重量％、より好ましくは最大５０重量％、好ましくは最大４０重量％、より好ましくは最大３０重量％、より好ましくは最大２０重量％、より好ましくは最大１０重量％である。本発明のガラス中のＹ２Ｏ３の含有量は、屈折率が損なわれる可能性があるため制限する必要がある。本発明のガラス中のＹ２Ｏ３の含有量は、好ましくは少なくとも１重量％、より好ましくは少なくとも２重量％、より好ましくは少なくとも５重量％である。別の好ましい実施形態では、本発明のガラスは、好ましくは最大５重量％、より好ましくは最大２重量％、より好ましくは最大１重量％の量でＹ２Ｏ３を含むか、さらにはガラスはＹ２Ｏ３を含まない。
【００３５】
本発明の他の好ましい希土類酸化物は、好ましくは、Ｃｅ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、およびＬｕ２Ｏ３からなる群から選択される。好ましい実施形態では、本発明のガラスは、最大７０重量％、より好ましくは最大３０重量％、より好ましくは最大２０重量％、より好ましくは最大１０重量％、より好ましくは最大５重量％、より好ましくは最大２重量％、より好ましくは最大１重量％の量で、Ｃｅ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、およびこれらの２つ以上の混合物からなる群から選択される希土類酸化物を含むか、さらにはガラスは、Ｃｅ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、およびＬｕ２Ｏ３を含まない。Ｃｅ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、およびＬｕ２Ｏ３の量は、可視範囲で不要な吸収が発生するリスクを減らすために制限する必要がある。
【００３６】
Ｂ２Ｏ３は、本発明のガラスの必須成分であり、これは１０〜４０重量％、より好ましくは１３〜３７重量％、より好ましくは１７〜３４重量％、より好ましくは２０〜３０重量％の量で含まれる。示されている量のＢ２Ｏ３は、高い屈折率と同時に優れた赤外線吸収特性を併せて有するＣｕＯ含有ガラスを得るためのガラスマトリックスを実現するために特に有用である。
【００３７】
Ｂ２Ｏ３と希土類酸化物（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋ＲＥ２Ｏ３）は、本発明のガラスの主成分であり、好ましくは、Ｂ２Ｏ３−希土類酸化物ガラスマトリックスを形成する。そのようなガラスマトリックスは、高い屈折率と同時に優れた赤外線吸収特性を併せて有するＣｕＯ含有ガラスを得るために特に有用であることが判明した。好ましくは、本発明のガラス中のＢ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋ＲＥ２Ｏ３の含有量は、５０〜９７重量％、より好ましくは６０〜９５重量％、より好ましくは７０〜９０重量％、より好ましくは７５〜８５重量％である。より好ましくは、本発明のガラス中のＢ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３の含有量は、５０〜９７重量％、より好ましくは６０〜９５重量％、より好ましくは７０〜９０重量％、より好ましくは７５〜８５重量％である。
【００３８】
本発明のガラスは、０〜４０重量％、より好ましくは１〜３０重量％、より好ましくは１〜２０重量％、より好ましくは２〜１０重量％、より好ましくは３〜５重量％の量のＳｉＯ２を含有する。多量のＳｉＯ２は屈折率を下げるため好ましくない。
【００３９】
本発明のガラスは、Ｌｉ２Ｏを含有していてもよい。ただし、ガラス中のＬｉ２Ｏの含有量は最大２０重量％である。好ましい実施形態では、本発明のガラス中のＬｉ２Ｏの含有量は、好ましくは最大１５重量％、より好ましくは最大１０重量％、より好ましくは最大８重量％、より好ましくは最大５重量％、より好ましくは最大２重量％、より好ましくは最大１重量％であるか、さらにはガラスはＬｉ２Ｏを含まない。別の好ましい実施形態では、本発明のガラスは、少なくとも１重量％、より好ましくは少なくとも２重量％の量のＬｉ２Ｏを含有する。
【００４０】
本発明のガラスは、Ｎａ２Ｏを含有していてもよい。ただし、ガラス中のＮａ２Ｏの含有量は最大２０重量％である。好ましい実施形態では、本発明のガラス中のＮａ２Ｏの含有量は、好ましくは最大１５重量％、より好ましくは最大１０重量％、より好ましくは最大８重量％、より好ましくは最大５重量％、より好ましくは最大２重量％、より好ましくは最大１重量％であるか、さらにはガラスはＮａ２Ｏを含まない。別の好ましい実施形態では、本発明のガラスは、少なくとも１重量％、より好ましくは少なくとも２重量％の量のＮａ２Ｏを含有する。
【００４１】
本発明のガラスは、Ｋ２Ｏを含有していてもよい。ただし、ガラス中のＫ２Ｏの含有量は最大２０重量％である。好ましい実施形態では、本発明のガラス中のＫ２Ｏの含有量は、好ましくは最大１５重量％、より好ましくは最大１０重量％、より好ましくは最大８重量％、より好ましくは最大５重量％、より好ましくは最大２重量％、より好ましくは最大１重量％であるか、さらにはガラスはＫ２Ｏを含まない。別の好ましい実施形態では、本発明のガラスは、少なくとも１重量％、より好ましくは少なくとも２重量％の量のＫ２Ｏを含有する。
【００４２】
本発明のガラス中のＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの合計の含有量は、０〜２０重量％、好ましくは１〜２０重量％、より好ましくは１〜１０重量％、より好ましくは１．５〜９重量％、より好ましくは２〜８重量％である。
【００４３】
好ましくは、本発明のガラスは、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、およびＫ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１種のアルカリ金属酸化物を含有する。特に好ましい実施形態では、本発明のガラスは、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、およびＫ２Ｏからなる群から選択される厳密に１種のアルカリ金属酸化物を含有する。好ましくは、本発明のガラスは、Ｎａ２Ｏと、Ｌｉ２ＯおよびＫ２Ｏからなる群から選択される少なくとも１種、より好ましくは厳密に１種のアルカリ金属酸化物とを含有する。別の好ましい実施形態では、ガラスはＮａ２Ｏを含むが、Ｌｉ２ＯとＫ２Ｏとを含まない。
【００４４】
本発明のガラスは、ＭｇＯを含有していてもよい。ただし、ガラス中のＭｇＯの含有量は最大２０重量％である。好ましい実施形態では、本発明のガラス中のＭｇＯの含有量は、好ましくは最大１５重量％、より好ましくは最大１０重量％、より好ましくは最大８重量％、より好ましくは最大５重量％、より好ましくは最大２重量％、より好ましくは最大１重量％であるか、さらにはガラスはＭｇＯを含まない。別の好ましい実施形態では、本発明のガラスは、少なくとも０．１重量％、より好ましくは少なくとも０．５重量％の量のＭｇＯを含有する。
【００４５】
本発明のガラスは、ＣａＯを含有していてもよい。ただし、ガラス中のＣａＯの含有量は最大２０重量％である。好ましい実施形態では、本発明のガラス中のＣａＯの含有量は、好ましくは最大１５重量％、より好ましくは最大１０重量％、より好ましくは最大８重量％、より好ましくは最大５重量％、より好ましくは最大２重量％、より好ましくは最大１重量％であるか、さらにはガラスはＣａＯを含まない。別の好ましい実施形態では、本発明のガラスは、少なくとも０．１重量％、より好ましくは少なくとも０．５重量％の量のＣａＯを含有する。
【００４６】
本発明のガラスは、ＳｒＯを含有していてもよい。ただし、ガラス中のＳｒＯの含有量は最大２０重量％である。好ましい実施形態では、本発明のガラス中のＳｒＯの含有量は、好ましくは最大１５重量％、より好ましくは最大１０重量％、より好ましくは最大８重量％、より好ましくは最大５重量％、より好ましくは最大２重量％、より好ましくは最大１重量％であるか、さらにはガラスはＳｒＯを含まない。別の好ましい実施形態では、本発明のガラスは、少なくとも０．１重量％、より好ましくは少なくとも０．５重量％の量のＳｒＯを含有する。
【００４７】
本発明のガラスは、ＢａＯを含有していてもよい。ただし、ガラス中のＢａＯの含有量は最大２０重量％である。好ましい実施形態では、本発明のガラス中のＢａＯの含有量は、好ましくは最大１５重量％、より好ましくは最大１０重量％、より好ましくは最大８重量％、より好ましくは最大５重量％、より好ましくは最大２重量％、より好ましくは最大１重量％であるか、さらにはガラスはＢａＯを含まない。別の好ましい実施形態では、本発明のガラスは、少なくとも０．１重量％、より好ましくは少なくとも０．５重量％の量のＢａＯを含有する。
【００４８】
本発明のガラス中のＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの合計の含有量は、０〜２０重量％、好ましくは０〜１０重量％である。より好ましくは、本発明のガラス中のＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの合計の含有量は、最大８重量％、より好ましくは最大５重量％、より好ましくは最大２重量％、より好ましくは最大１重量％であるか、さらにはガラスはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、およびＢａＯを含まない。別の好ましい実施形態では、本発明のガラス中のＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの合計の含有量は、少なくとも０．５重量％、より好ましくは少なくとも１重量％である。
【００４９】
本発明のガラス中のＮｂ２Ｏ５の含有量は、０〜２０重量％、好ましくは０〜１０重量％である。好ましくは、Ｎｂ２Ｏ５の含有量は、最大１５重量％、より好ましくは最大１０重量％、より好ましくは最大５重量％である。別の好ましい実施形態では、本発明のガラスは、少なくとも０．１重量％、より好ましくは少なくとも０．５重量％、より好ましくは少なくとも１重量％の量のＮｂ２Ｏ５を含有する。
【００５０】
本発明のガラスは、ＺｒＯ２を含有していてもよい。ＺｒＯ２はガラスの強度および耐久性を高めることができる。ただし、ガラス中のＺｒＯ２の含有量は最大２０重量％である。好ましい実施形態では、本発明のガラス中のＺｒＯ２の含有量は、好ましくは最大１５重量％、より好ましくは最大１０重量％である。別の好ましい実施形態では、本発明のガラスは、少なくとも０．１重量％、より好ましくは少なくとも０．５重量％、より好ましくは少なくとも１重量％の量のＺｒＯ２を含有する。
【００５１】
本発明のガラスは、ＴｉＯ２を含有していてもよい。ただし、ガラス中のＴｉＯ２の含有量は最大２０重量％である。好ましい実施形態では、本発明のガラス中のＴｉＯ２の含有量は、好ましくは最大１５重量％、より好ましくは最大１０重量％、より好ましくは最大８重量％、より好ましくは最大５重量％、より好ましくは最大２重量％、より好ましくは最大１重量％であるか、さらにはガラスはＴｉＯ２を含まない。別の好ましい実施形態では、本発明のガラスは、少なくとも０．１重量％、より好ましくは少なくとも０．５重量％の量のＴｉＯ２を含有する。
【００５２】
本発明のガラスは、Ｔａ２Ｏ５を含有していてもよい。Ｔａ２Ｏ５は屈折率の増加を補助するために使用することができる。ただし、Ｔａ２Ｏ５はかなり高価な成分であるため、その含有量は制限する必要がある。ガラス中のＴａ２Ｏ５の含有量は最大２０重量％である。好ましい実施形態では、本発明のガラス中のＴａ２Ｏ５の含有量は、好ましくは最大１５重量％、より好ましくは最大１０重量％、より好ましくは最大５重量％、より好ましくは最大２重量％、より好ましくは最大１重量％であるか、さらにはガラスはＴａ２Ｏ５を含まない。
【００５３】
ガラスの水および酸に対する化学的安定性を改善するために、ガラスにＺｎＯが添加されてもよい。ただし、ＺｎＯが多すぎると、内部のＣｕ（ＩＩ）イオンの透過／ブロックスペクトルが変化する。驚くべきことに、Ｃｕ（ＩＩ）イオンの透過／ブロックスペクトルは、ＺｎＯをＴａ２Ｏ５と組み合わせて使用した場合に最小限しか変化しないことが見出された。比較的多量のＺｎＯ、特に５重量％を超えるＺｎＯが使用される場合には、重量％単位でのＴａ２Ｏ５の量は、好ましくは重量％単位でのＺｎＯの量の少なくとも半分である。つまり、ガラス中のＴａ２Ｏ５の含有量に対するＺｎＯの含有量の比は、比較的多量のＺｎＯ、特に５重量％を超えるＺｎＯが使用される場合には、好ましくは最大２である。例えば、本発明のガラスは、３０重量％のＺｎＯに加えて１５重量％のＴａ２Ｏ５を含むことができる。そのような多量のＺｎＯは、Ｔａ２Ｏ５がない場合にＣｕ（ＩＩ）イオンの透過／ブロックスペクトルを変化させることになる。しかし、Ｔａ２Ｏ５の量がＺｎＯの量の少なくとも半分である場合には、Ｃｕ（ＩＩ）イオンの透過／ブロックスペクトルの変化は非常に小さい。
【００５４】
本発明のガラス中のＺｎＯの含有量は、０〜３０重量％、好ましくは０．１〜２０重量％、より好ましくは０．５〜１０重量％、より好ましくは１〜５重量％である。ＺｎＯの含有量が５重量％を超える実施形態では、ガラス中のＴａ２Ｏ５の含有量（重量％）に対するＺｎＯの含有量（重量％）の比は、好ましくは最大２、より好ましくは最大１．５である。
【００５５】
好ましくは、本発明のガラス中のＺｎＯ＋Ｔａ２Ｏ５の含有量は、０〜４５重量％、より好ましくは０．１〜３０重量％、より好ましくは０．５〜１５重量％、より好ましくは１〜５重量％の範囲である。
【００５６】
本発明のガラスは、Ａｌ２Ｏ３を含んでいてもよい。ただし、ガラス中のＡｌ２Ｏ３の含有量は最大２０重量％である。好ましい実施形態では、本発明のガラス中のＡｌ２Ｏ３の含有量は、好ましくは最大１５重量％、より好ましくは最大１０重量％、より好ましくは最大８重量％、より好ましくは最大５重量％、より好ましくは最大２重量％、より好ましくは最大１重量％であるか、さらにはガラスはＡｌ２Ｏ３を含まない。別の好ましい実施形態では、本発明のガラスは、少なくとも０．１重量％、より好ましくは少なくとも０．５重量％の量のＡｌ２Ｏ３を含有する。
【００５７】
ＣｕＯは、本発明のガラスの必須成分である。ＣｕＯは、本発明のガラスの近赤外線吸収特性の実現のために機能する。従来技術のＣｕＯ含有近赤外線吸収フィルターガラスは、リン酸塩またはフルオロリン酸塩マトリックスに基づくものである。対照的に、本発明のガラスは、好ましくはＢ２Ｏ３−希土類酸化物ガラスマトリックスを形成するかなりの量のＢ２Ｏ３および希土類酸化物（Ｌａ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋ＲＥ２Ｏ３）を含有する。本発明のガラスは、少なくとも１．７の高い屈折率と非常に優れた近赤外線吸収特性とを併せ持っている。本発明のガラス中のＣｕＯの含有量は、０．１〜１０重量％、好ましくは０．５〜１０重量％、より好ましくは０．５〜８重量％、より好ましくは０．６〜６重量％、より好ましくは０．７〜４重量％、より好ましくは０．８〜２重量％である。示された量のＣｕＯは、本発明のガラスの非常に優れた近赤外線吸収特性を実現するために特に有用である。ＣｕＯ濃度が低すぎると、吸収が小さすぎることになる。ＣｕＯ濃度が高すぎると、吸収が大きくなりすぎて、非常に暗い色のガラスが得られることになる。
【００５８】
特にＳｂ２Ｏ３、Ａｓ２Ｏ３、Ｃｄ２Ｏ３、およびＰｂＯなどの毒性が高い成分は、多量に使用すべきではなく、さらに環境上および健康上の理由からは回避すべきである。
【００５９】
本発明のガラス中のＳｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは最大０．５重量％、より好ましくは最大０．２重量％、より好ましくは最大０．１重量％、より好ましくは最大０．０５重量％、より好ましくは最大０．０２重量％である。より好ましくは、本発明のガラスはＳｂ２Ｏ３を含まない。
【００６０】
本発明のガラス中のＡｓ２Ｏ３の含有量は、好ましくは最大０．５重量％、より好ましくは最大０．２重量％、より好ましくは最大０．１重量％、より好ましくは最大０．０５重量％、より好ましくは最大０．０２重量％である。より好ましくは、本発明のガラスはＡｓ２Ｏ３を含まない。
【００６１】
本発明のガラス中のＣｄ２Ｏ３の含有量は、好ましくは最大０．５重量％、より好ましくは最大０．２重量％、より好ましくは最大０．１重量％、より好ましくは最大０．０５重量％、より好ましくは最大０．０２重量％である。より好ましくは、本発明のガラスはＣｄ２Ｏ３を含まない。
【００６２】
本発明のガラス中のＰｂＯの含有量は、好ましくは最大０．５重量％、より好ましくは最大０．２重量％、より好ましくは最大０．１重量％、より好ましくは最大０．０５重量％、より好ましくは最大０．０２重量％である。より好ましくは、本発明のガラスはＰｂＯを含まない。
【００６３】
本発明のガラス中のＳｂ２Ｏ３＋Ａｓ２Ｏ３＋Ｃｄ２Ｏ３＋ＰｂＯの合計の含有量は、好ましくは最大０．５重量％、より好ましくは最大０．２重量％、より好ましくは最大０．１重量％、より好ましくは最大０．０５重量％、より好ましくは最大０．０２重量％である。好ましくは、本発明のガラスは、Ｓｂ２Ｏ３とＡｓ２Ｏ３とを含まないか、Ｓｂ２Ｏ３とＰｂＯとを含まないか、Ｓｂ２Ｏ３とＣｄ２Ｏ３とを含まないか、またはＳｂ２Ｏ３、Ａｓ２Ｏ３、Ｃｄ２Ｏ３、ＰｂＯのうちの任意の組み合わせを含まず、特にはＳｂ２Ｏ３とＡｓ２Ｏ３とＣｄ２Ｏ３とＰｂＯとを含まない。
【００６４】
本明細書において使用される「Ｘを含まない」および「成分Ｘを含まない」というそれぞれの用語は、好ましくは前記成分Ｘを本質的に含まないガラスを指す。すなわち、そのような成分は、多くても不純物や混入物として程度でしかガラス中に存在できず、個々の成分としてガラス組成物に添加されない。これは、成分Ｘが必須量で添加されていないことを意味する。本発明による非必須量は、１００ｐｐｍ未満、好ましくは５０ｐｐｍ未満、より好ましくは１０ｐｐｍ未満の量である。好ましくは、本明細書に記載のガラスは、本明細書に記載されていない成分を本質的に含まない。
【００６５】
好ましくは、本発明のガラスの厚さは、０．０５ｍｍ〜１．２ｍｍの範囲、より好ましくは０．１ｍｍ〜０．８ｍｍ、より好ましくは０．１５ｍｍ〜０．７ｍｍ、より好ましくは０．１７５ｍｍ〜０．６７５ｍｍの範囲である。
【００６６】
本発明によれば、本発明は、
ａ）組成物を準備する工程、
ｂ）組成物を溶融する工程、
ｃ）ガラスを製造する工程、
を含む本発明のガラスの製造方法でもある。
【００６７】
工程ａ）に従って準備されるガラス組成物は、本発明のガラスを得るのに適した組成物である。
【００６８】
方法は、任意選択的には追加の工程も含んでいてもよい。
【００６９】
本発明は、本発明のガラスの使用にも関する。好ましくは、本発明のガラスは、光センサ、特に周囲光センサにおいて、好ましくは携帯電話などの消費者向け電子デバイスの分野において使用される。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】実施例１〜７の４００〜１０００ｎｍの波長範囲の透過スペクトルの図である。透過率Ｔは％で表されており、ｙ軸上に示されている。波長はｎｍで表されており、ｘ軸上に示されている。
【図２】ＣｕＯドーパント濃度に規格化された実施例１〜７の４００〜１０００ｎｍの波長範囲の吸収スペクトルの図である。規格化された吸光係数は１／ｃｍ／重量％で表されており、ｙ軸上に示されている。波長はｎｍで表されており、ｘ軸上に示されている。
【００７１】
実施例
実施例のガラスを製造し、光学特性を調べた。本発明の代表的な実施例のガラス組成および選択された光学特性を下の表１に示す。ガラス組成は、酸化物ベースの重量％で示されている。
【００７２】
【表４】
2022500334.tif 000006
【００７３】
表１において、「ｎ」は５３２ｎｍでの屈折率を表し、「ａｂｓ（７００ｎｍ）／ＣｕＯ（重量％）」は７００ｎｍの波長でＣｕＯの重量パーセントに規格化された吸光係数を表し、「ａｂｓ（ｍｉｎ）／ＣｕＯ（重量％）」は、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視波長範囲でＣｕＯの重量パーセントに規格化された最小吸光係数を表し、「（ｎｍ）でのａｂｓ（ｍｉｎ）」は、最小吸光係数に対応する波長を表し、「（ａｂｓ（７００ｎｍ）−ａｂｓ（ｍｉｎ））／ＣｕＯ（重量％）」は、７００ｎｍの波長でＣｕＯの重量パーセントに規格化された吸光係数と、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視波長範囲でＣｕＯの重量パーセントに規格化された最小吸光係数との差を表す。
【００７４】
４００〜１０００ｎｍの波長範囲における実施例１〜７の透過率Ｔを図１に示す。
【００７５】
４００〜１０００ｎｍの波長範囲における実施例１〜７のＣｕＯの重量パーセントに規格化された吸光係数を図２に示す。
【００７６】
図２に示されているＣｕＯの重量パーセントに規格化された吸光係数は、上述した図１に示されている透過率の値に基づいて計算される。例えば、実施例１のガラスは、５００ｎｍの波長で約０．６６３５の透過率Ｔを有する。Ｐ＝２ｎ／（ｎ２＋１）として計算された反射率は約０．８５である。したがって、内部透過率τｉ（５００ｎｍ）＝Ｔ（５００ｎｍ）／Ｐは約０．６６３５／０．８５＝０．７８である。ガラスの厚さＬは０．０６７５ｃｍである。したがって、吸光係数ａｂｓ（５００ｎｍ）＝ｌｎ（１／τｉ（５００ｎｍ））／Ｌは、ｌｎ（１／０．７８）を０．０６７５ｃｍで除した値に等しく、約３．６３／ｃｍである。ＣｕＯの重量パーセントへの規格化は、３．６３／ｃｍの吸光係数をガラス中のＣｕＯの量（重量パーセント）で除すことによって行われる。実施例１のガラスは、１重量％のＣｕＯを含む。したがって、ＣｕＯの重量パーセントに規格化された吸光係数は３．６３／ｃｍである。図１に示されている透過率の値に基づいて、図２に示されているＣｕＯの重量パーセントに規格化された吸光係数を得るために、他の波長および他のガラスについて適宜計算を行った。特に、実施例５のガラスは４重量％の量のＣｕＯを含む。したがって、ＣｕＯの重量パーセントに規格化された吸光係数は、ａｂｓ（５００ｎｍ）＝ｌｎ（１／τｉ（５００ｎｍ））／Ｌに従って得られた吸光係数を４の値で除すことによって計算した。
【００７７】
実施例１は、本発明の典型的な例である。その主なガラスマトリックスは、２５重量％のＢ２Ｏ３と、４７重量％のＬａ２Ｏ３と、１０重量％のＹ２Ｏ３とを含んでいる。ガラスは１．８の屈折率を有する。図１に示されているように、１重量％のＣｕＯがドープされた場合、実施例１は、４００〜６００ｎｍの可視範囲に広い高透過帯域を有し、７００〜１０００ｎｍの近赤外範囲に低い透過帯域を有する。これらの光学特性は、ガラスが「高屈折率の青色ガラス」であることを示している。
【００７８】
実施例２は、一部のＬａ２Ｏ３とＹ２Ｏ３とを他の希土類イオン（ここでは１４重量％のＧｄ２Ｏ３）に置き換えた結果を示している。１重量％のＣｕＯを有する実施例２の透過スペクトルは、実施例１のものと同様である。実施例２は、可視範囲での透過率のみ若干低い。
【００７９】
実施例３は別の驚くべき結果である。透過率をあまり変えることなくかなりの量の希土類元素をＺｎＯ＋Ｔａ２Ｏ５に置き換えられることが判明した。特に、Ｔａ２Ｏ５が存在しない場合、同じ量のＺｎＯで透過率に明らかな変化が生じる可能性がある。
【００８０】
これは実施例４が示していることである。しかしながら、実施例４でも本発明による光学特性に関する要件を依然として満たしている。したがって、比較的多量のＺｎＯが使用されている場合であっても、ＺｎＯと一緒にＴａ２Ｏ５を添加することは有利ではあるものの、必須ではない。実施例１と比較すると、実施例３の透過スペクトルは、可視範囲での透過率が低く、ＮＩＲ範囲での透過率が高い。しかし、ＺｎＯはＬａ２Ｏ３よりもはるかに安価であるため、実施例３は経済的な理由から依然として興味深い。
【００８１】
実施例５の組成は実施例１と非常に類似しているが、４重量％のＣｕＯがドープされている。図１の透過スペクトルでは、これら２つのガラスを比較するのは困難である。実施例５が他のサンプルと同じ厚さで製造された場合、実施例５は暗くなり、測定可能な透過率を図１に示すことができない。その一方で、図２のようにＣｕＯドーパント濃度に規格化された吸光係数では、実施例５が実施例１〜３の曲線に非常に近いことが正確に示されており、これに含まれるＣｕ（ＩＩ）イオン吸収と同様のガラスマトリックスの特徴を表している。
【００８２】
実施例６は、典型的な高屈折率ガラス組成物であるが、本発明で特許請求されているものとは異なる。実施例６の主なガラスマトリックスは、３３重量％のＳｉＯ２と、３０重量％のＴｉＯ２と、１０重量％のＮｂ２Ｏ５と、８重量％のＢａＯとを含む。溶融温度を下げるために、ＮａイオンとＫイオンとの原料をいくらか添加する必要がある。最小吸収波長は５４６ｎｍであり、実施例１〜３よりもはるかに長いことが分かる。その一方で、赤外線範囲（７００〜１０００ｎｍ）での吸収は、実施例１〜３よりも明らかに低い。このような透過／吸収スペクトルは、ＩＲカットフィルターや周囲光センサ用途を目的とした通常の「青色ガラス」から逸脱している。
【００８３】
実施例７は、本発明のガラスの組成とは異なる別の高屈折率のガラス組成物である。したがって、実施例７は比較例である。実施例７の主なガラスマトリックスは、４８重量％のＮｂ２Ｏ５と、２０重量％のＢａＯと、特に２２重量％のＰ２Ｏ５とからなる。現在成功している青色ガラスは全てフルオロリン酸塩マトリックスのリン酸塩であるため、Ｐ２Ｏ５はＣｕ（ＩＩ）吸収に利点を有していると考えられている。しかしながら、１重量％のＣｕＯがドープされた場合、実施例７の透過率は非常に奇妙になり、ＩＲカットフィルターや周囲光センサ用途には全く使用できなくなった。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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