JP2024512815A - 高屈折率ケイホウ酸塩およびホウケイ酸塩ガラス - Google Patents
高屈折率ケイホウ酸塩およびホウケイ酸塩ガラス Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024512815A JP2024512815A JP2023561151A JP2023561151A JP2024512815A JP 2024512815 A JP2024512815 A JP 2024512815A JP 2023561151 A JP2023561151 A JP 2023561151A JP 2023561151 A JP2023561151 A JP 2023561151A JP 2024512815 A JP2024512815 A JP 2024512815A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mol
- less
- glass
- tio
- composition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 title description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 698
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 373
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 70
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 45
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Chemical compound O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N gadolinium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Gd+3].[Gd+3] CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 159
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 141
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 140
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 43
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 43
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 229910005793 GeO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 21
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 19
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 17
- KTUFCUMIWABKDW-UHFFFAOYSA-N oxo(oxolanthaniooxy)lanthanum Chemical compound O=[La]O[La]=O KTUFCUMIWABKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 15
- QZQVBEXLDFYHSR-UHFFFAOYSA-N gallium(III) oxide Inorganic materials O=[Ga]O[Ga]=O QZQVBEXLDFYHSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- -1 Er 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 10
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910017493 Nd 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 8
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Chemical compound [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 97
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 66
- ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N tungsten trioxide Chemical compound O=[W](=O)=O ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N digallium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ga+3].[Ga+3] AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 67
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 53
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 51
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 51
- IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N strontium oxide Chemical compound [O-2].[Sr+2] IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 44
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 31
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 26
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 26
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 26
- YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N germanium dioxide Chemical compound O=[Ge]=O YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 22
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 16
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 16
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 15
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 13
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 13
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 12
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 10
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 9
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 9
- LAJZODKXOMJMPK-UHFFFAOYSA-N tellurium dioxide Chemical compound O=[Te]=O LAJZODKXOMJMPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 8
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 8
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 8
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910003069 TeO2 Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 7
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 6
- JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N molybdenum trioxide Chemical compound O=[Mo](=O)=O JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000005365 phosphate glass Substances 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 5
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N Beryllium oxide Chemical compound O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000416 bismuth oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N dibismuth;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Bi+3].[Bi+3] TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N hafnium(iv) oxide Chemical compound O=[Hf]=O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HTUMBQDCCIXGCV-UHFFFAOYSA-N lead oxide Chemical compound [O-2].[Pb+2] HTUMBQDCCIXGCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000012417 linear regression Methods 0.000 description 4
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- 241000894007 species Species 0.000 description 4
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N cadmium oxide Inorganic materials [Cd]=O CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CFEAAQFZALKQPA-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Cd+2] CFEAAQFZALKQPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000001739 density measurement Methods 0.000 description 3
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000505 Al2TiO5 Inorganic materials 0.000 description 2
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 2
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WMWLMWRWZQELOS-UHFFFAOYSA-N bismuth(iii) oxide Chemical compound O=[Bi]O[Bi]=O WMWLMWRWZQELOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- YWEUIGNSBFLMFL-UHFFFAOYSA-N diphosphonate Chemical compound O=P(=O)OP(=O)=O YWEUIGNSBFLMFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 2
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 2
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 2
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000399 optical microscopy Methods 0.000 description 2
- 239000000075 oxide glass Substances 0.000 description 2
- UFQXGXDIJMBKTC-UHFFFAOYSA-N oxostrontium Chemical compound [Sr]=O UFQXGXDIJMBKTC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 2
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012549 training Methods 0.000 description 2
- 238000010200 validation analysis Methods 0.000 description 2
- SGTNSNPWRIOYBX-UHFFFAOYSA-N 2-(3,4-dimethoxyphenyl)-5-{[2-(3,4-dimethoxyphenyl)ethyl](methyl)amino}-2-(propan-2-yl)pentanenitrile Chemical compound C1=C(OC)C(OC)=CC=C1CCN(C)CCCC(C#N)(C(C)C)C1=CC=C(OC)C(OC)=C1 SGTNSNPWRIOYBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DJOYTAUERRJRAT-UHFFFAOYSA-N 2-(n-methyl-4-nitroanilino)acetonitrile Chemical compound N#CCN(C)C1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 DJOYTAUERRJRAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007088 Archimedes method Methods 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004762 CaSiO Inorganic materials 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KOPBYBDAPCDYFK-UHFFFAOYSA-N Cs2O Inorganic materials [O-2].[Cs+].[Cs+] KOPBYBDAPCDYFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 1
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N Li2O Inorganic materials [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010040925 Skin striae Diseases 0.000 description 1
- 229910006501 ZrSiO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 239000005391 art glass Substances 0.000 description 1
- 230000003190 augmentative effect Effects 0.000 description 1
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- XIWFQDBQMCDYJT-UHFFFAOYSA-M benzyl-dimethyl-tridecylazanium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)CC1=CC=CC=C1 XIWFQDBQMCDYJT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 1
- 239000005385 borate glass Substances 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- AOWKSNWVBZGMTJ-UHFFFAOYSA-N calcium titanate Chemical compound [Ca+2].[O-][Ti]([O-])=O AOWKSNWVBZGMTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000006219 crystal-free glass Substances 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- AKUNKIJLSDQFLS-UHFFFAOYSA-M dicesium;hydroxide Chemical compound [OH-].[Cs+].[Cs+] AKUNKIJLSDQFLS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M dilithium;hydroxide Chemical compound [Li+].[Li+].[OH-] XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004993 emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001195 gallium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 1
- XVZQXGDGTFEANZ-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);trioxido(trioxidosilyloxy)silane Chemical compound [La+3].[La+3].[O-][Si]([O-])([O-])O[Si]([O-])([O-])[O-] XVZQXGDGTFEANZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 1
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N platinum rhodium Chemical compound [Rh].[Pt] PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NOTVAPJNGZMVSD-UHFFFAOYSA-N potassium monoxide Inorganic materials [K]O[K] NOTVAPJNGZMVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- AABBHSMFGKYLKE-SNAWJCMRSA-N propan-2-yl (e)-but-2-enoate Chemical compound C\C=C\C(=O)OC(C)C AABBHSMFGKYLKE-SNAWJCMRSA-N 0.000 description 1
- VXPLXMJHHKHSOA-UHFFFAOYSA-N propham Chemical compound CC(C)OC(=O)NC1=CC=CC=C1 VXPLXMJHHKHSOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- 229910001953 rubidium(I) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000108 silver(I,III) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000013396 workstream Methods 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
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
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
- C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
- C03C3/068—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron containing rare earths
-
- 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
- C03C3/14—Silica-free oxide glass compositions containing boron
- C03C3/15—Silica-free oxide glass compositions containing boron containing rare earths
- C03C3/155—Silica-free oxide glass compositions containing boron containing rare earths containing zirconium, titanium, tantalum or niobium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
ガラス組成物は、必須成分として、チタニア(TiO2)、酸化ランタン(La2O3)、酸化ホウ素(B2O3)、シリカ(SiO2)を含み、ジルコニア(ZrO2)、ニオビア(Nb2O5)、酸化バリウム(BaO)、イットリア(Y2O3)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ガドリニウム(Gd2O3)、ガリア(Ga2O3)、酸化タングステン(WO3)および他の成分を必要に応じて含むことがある。そのガラスは、室温で、比較的低い密度で、587.56nmでの高い屈折率により特徴付けることができる。
Description
本出願は、その内容が依拠され、ここに全て引用される、2021年4月5日に出願された米国仮特許出願第63/170734号に優先権を主張する、2021年5月3日に出願された蘭国特許出願第2028132号に優先権の恩恵を主張するものである。
本開示は、広く、高屈折率および低密度を有するホウ酸塩およびケイホウ酸塩ガラスに関する。
ガラスが多種多様な光学装置に使用されており、その例に、拡張現実装置、仮想現実装置、複合現実装置、眼鏡などがある。この種類のガラスの望ましい性質に、高屈折率および低密度がある。追加の所望の性質としては、電磁スペクトルの可視および近紫外(近UV)範囲の高透過率および/または低光学分散が挙げられるであろう。これらの性質の所望の組合せを有し、良好なガラス形成能を有する組成物から形成できるガラスを見つけることは、難題であり得る。例えば、一般的に言えば、ガラスの屈折率が増加するにつれて、密度も増加する傾向にある。TiO2やNb2O5などの種は、多くの場合、ガラスの密度を増加させずに、ガラスの屈折率を増加させるために添加される。しかしながら、これらの材料は、大抵、青色と紫外線を吸収し、これにより、ガラスによるスペクトルのこの領域の光の透過率が望ましくなく減少し得る。大抵、低い密度を維持しつつ、スペクトルの青色および紫外線領域の透過率を減少させずに、ガラスの屈折率を増加させる試みにより、材料のガラス形成能が低下し得る。例えば、ガラス溶融物を、当該産業界で一般に許容される冷却速度で冷却する最中に、結晶化および/または液-液相分離が生じ得る。典型的に、ZrO2、Y2O3、Sc2O3、BeOなどの特定の種の量が増加するにつれて、ガラス形成能が低下する。
低密度で高屈折率のガラスは、大抵、使用されるガラス形成材に基づいて、2つのタイプの化学系の内の一方に属する:(a)主要ガラス形成材としてSiO2および/またはB2O3が使用される、ケイホウ酸塩またはホウケイ酸塩ガラス、および(b)主要なガラス形成材としてP2O5が使用される、リン酸塩ガラス。GeO2、TeO2、Bi2O3、および/またはV2O5などの、主要なガラス形成材としての他の酸化物に依存するガラスは、費用、ガラス形成能、光学的性質、および生産必須要件のために、使用するのが難しいことがあり得る。
リン酸塩ガラスは、高い屈折率および低い密度で特徴付けることができる。しかしながら、リン酸塩ガラスは、溶融物からのP2O5の揮発および白金不適合(platinum incompatibility)の恐れのために、製造するのが難題であり得る。それに加え、リン酸塩ガラスは、大抵、濃く着色されており、所望の透過率特徴を有するガラスを提供するために、余計な退色工程を必要とすることがある。さらに、高い屈折率を示すリン酸塩ガラスは、光学分散の増加を示す傾向もある。
ケイホウ酸塩およびホウ酸塩ガラスは、典型的に、製造がより容易であり、退色工程を行わずに、高透過率を示すことができる。しかしながら、ケイホウ酸塩およびホウケイ酸塩ガラスは、リン酸塩ガラスと比べて、典型的に、増加した屈折率では、密度の増加を示す。
これらの検討事項に鑑みて、高屈折率、低密度、および青色光に対する高透過率を有するホウ酸塩およびケイホウ酸塩ガラスが必要とされている。
本開示の実施の形態によれば、ガラスは複数の成分を含み、そのガラスは、0.5モル%以上かつ29.0モル%以下のB2O3、0.0モル%以上かつ25.2モル%以下のTiO2、0.0モル%以上かつ20.0モル%以下のBi2O3、0.0モル%以上かつ20.0モル%以下のTeO2、0.0モル%以上かつ15.0モル%以下のP2O5、0.0モル%以上かつ10.5モル%以下のNb2O5、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のAl2O3、0.0モル%以上かつ5.0モル%以下のMoO3、0.0モル%以上かつ4.0モル%以下のV2O5、0.0モル%以上かつ2.5モル%以下のGeO2、0.0モル%以上かつ2.5モル%以下のZnO、0.0モル%以上かつ1.0モル%以下のTa2O5を含み、RmOnが95.0モル%以上であり、REmOnが0.0モル%以上かつ29.0モル%以下であり、SiO2+B2O3+P2O5の合計が10.0モル%以上であり、SiO2+B2O3の合計が34.0モル%以下であり、CaO+SrO+BaO+Y2O3の合計が0.3モル%以上であり、R2O+ROの合計が0.0モル%以上かつ25.0モル%以下である成分の組成を有し、この成分の組成は、条件:Y2O3-Gd2O3[モル%]≧-2.0を満たし、このガラスは、条件:4.0≦Pd≦6.0、およびPn-(1.207+0.155*Pd)>0.000を満たし、式中、Pnは、式(I):
による成分のモル%を単位とするガラス組成から計算される、密度パラメータであり、式中、RmOnは、全ての酸化物の総計であり、REmOnは、希土類金属酸化物の総計であり、R2Oは、一価金属酸化物の総計であり、ROは、二価金属酸化物の総計であり、記号「*」は、乗算を意味する。
本開示の別の実施の形態によれば、ガラスは複数の成分を含み、そのガラスは、1.0モル%以上かつ40.0モル%以下のTiO2、1.0モル%以上かつ40.0モル%以下のB2O3、0.0モル%以上かつ35.0モル%以下のSiO2、0.0モル%以上かつ30.0モル%以下のLa2O3、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のZrO2、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のGeO2、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のAl2O3、0モル%以上かつ6.75モル%以下のNb2O5、0.0モル%以上かつ6.7モル%以下のY2O3、0.0モル%以上かつ25.0モル%以下のRO、0.0モル%以上かつ25.0モル%以下のR2Oを含み、La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2の合計が45.3モル%以上であり、Nb2O5+ZrO2の合計が12.1モル%以上であり、Bi2O3、Er2O3、Nd2O3、WO3およびYb2O3から選択される1種類の成分を必要に応じて含有することがある、成分の組成を有し、その成分の組成は、条件:SiO2+B2O3-TiO2[モル%]≧7.05、およびB2O3-SiO2[モル%]≦7.0を満たし、そのガラスは、条件:Pref-(0.196+0.0016*(TiO2-La2O3))>0.000を満たし、式中、Prefは、式(III):
による成分のモル%を単位とするガラス組成から計算される、屈折パラメータであり、式中、ROは、二価金属酸化物の総計であり、R2Oは、一価金属酸化物の総計であり、記号「*」は、乗算を意味する。
本開示のもう1つ実施の形態によれば、ガラスは複数の成分を含み、そのガラスは、1.0モル%以上かつ40.0モル%以下のTiO2、1.0モル%以上かつ40.0モル%以下のB2O3、0.0モル%以上かつ35.0モル%以下のSiO2、0.0モル%以上かつ30.0モル%以下のLa2O3、0.0モル%以上かつ20.0モル%以下のCaO、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のZrO2、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のGeO2、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のAl2O3、0モル%以上かつ6.75モル%以下のNb2O5、0.0モル%以上かつ5.5モル%以下のBaO、0.0モル%以上かつ4.6モル%以下のY2O3、0.0モル%以上かつ3.5モル%以下のZnO、0.0モル%以上かつ1.0モル%以下のWO3、0.0モル%以上かつ25.0モル%以下のRO、0.0モル%以上かつ25.0モル%以下のR2Oを含み、La2O3+Yb2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2の合計が45.3モル%以上であり、Nb2O5+ZrO2の合計が11.0モル%以上であり、Bi2O3、Er2O3およびNd2O3から選択される1種類の成分を必要に応じて含有することがある、成分の組成を有し、その成分の組成は、条件:TiO2-B2O3[モル%]≧-6.0、およびTiO2-La2O3[モル%]≦5.0を満たし、そのガラスは、条件:Pref-(0.199+0.0025*(TiO2-La2O3))>0.000を満たし、式中、Prefは、式(III):
による成分のモル%を単位とするガラス組成から計算される、屈折パラメータであり、式中、ROは、二価金属酸化物の総計であり、R2Oは、一価金属酸化物の総計であり、記号「*」は、乗算を意味する。
本開示のこれらと他の態様、目的、および特徴は、以下の明細書、特許請求の範囲、および添付図面を検討する際に、当業者により理解され、認識されるであろう。
以下の詳細な説明において、限定ではなく、説明の目的で、特定の詳細を開示する例示の実施の形態が、本開示の様々な原理を完全に理解するために述べられている。しかしながら、本開示の恩恵を受けた当業者には、本開示は、ここに開示された特定の詳細から逸脱する他の実施の形態で実施されてもよいことが明白になるであろう。さらに、周知の装置、方法および材料の記述は、本開示の様々な原理の記述を分かりにくくしないように、省かれることがある。最後に、適用可能な場合、同様の参照番号は、同様の要素を指す。
特に明記のない限り、ここに述べられたどの方法も、その工程が特定の順序で行われることを必要とすると解釈されることは決して意図されていない。したがって、方法の請求項が、その工程が従うべき順序を実際に列挙していない場合、または工程が特定の順序に限定されるべきであることが、請求項または説明に他に具体的に述べられていない場合、順序が暗示されることがいずれに関しても、決して意図されていない。このことは、制限なく、工程または作業の流れの配列に関する論理事項、文法構成または句読法に由来する率直な意味、明細書に記載された実施の形態の数またはタイプを含む、解釈に関するどの可能性のある非表現基準にも適用される。
ここに用いられているように、「および/または」という用語は、2つ以上の項目のリストに使用されている場合、列挙された項目のいずれか1つを、それ自体で使用することができる、または列挙された項目の2つ以上のどの組合せも使用できることを意味する。例えば、組成が、成分A、B、および/またはCを含有すると記載されている場合、その組成は、Aのみ、Bのみ、Cのみ、AとBの組合せ、AとCの組合せ、BとCの組合せ、またはAとBとCの組合せを含有し得る。
本開示の改変が、当業者と本開示を行うまたは使用するものに想起されるであろう。したがって、図面に示され、先に記載された実施の形態は、説明目的のためだけであり、本開示の範囲を限定する意図はなく、均等論を含む特許法の原理にしたがって解釈されるように、その範囲は以下の特許請求の範囲によって定義されることが理解されよう。
ここに用いられているように、「約」という用語は、量、サイズ、配合、パラメータ、および他の数量と特徴が、正確ではなく、正確である必要はないが、必要に応じて、許容差、変換係数、丸め、測定誤差など、並びに当業者に公知の他の要因を反映して、近似であるおよび/またはそれより大きいか小さいことがあることを意味する。値または範囲の端点を記載する上で、「約」という用語が使用されている場合、本開示は、言及されている特定の値または端点を含むと理解されるべきである。明細書において数値または範囲の端点に「約」が付いていようとなかろうと、その数値または範囲の端点は、「約」により修飾されたものと、「約」により修飾されていないものの2つの実施の形態を含むことが意図されている。範囲の各々の端点は、他方の端点に関してと、他方の端点とは関係なくの両方において有意であることがさらに理解されよう。
「から形成された」という用語は、を含む、から実質的になる、またはからなるの1つ以上を意味することができる。例えば、特定の材料から形成された成分は、その特定の材料を含み得る、その特定の材料から実質的になり得る、またはその特定の材料からなり得る。
「含まない」および「実質的に含まない」という用語は、ガラス組成に意図的に添加されていないガラス組成中の特定の成分の量および/または不在を称するために、ここに交換可能に使用される。ガラス組成は、0.10モル%未満の量の汚染物質または混入物として、特定の構成成分を微量で含有することがあるのが理解されよう。
ここに用いられているように、「混入物」という用語は、ガラス組成中の特定の構成成分を記載するために使用される場合、ガラス組成に意図的に添加されておらず、0.05モル%未満の量で存在する構成成分を称する。混入成分は、別の構成成分中の不純物として、および/またはガラス組成物の加工中にその組成物中への混入成分の移動により、ガラス組成物に意図せずに添加されることがある。
特に明記のない限り、「ガラス」という用語は、ここに開示されたガラス組成物から製造されたガラスを称するために使用される。
記号「*」は、本明細書中のいずれの式で使用される場合でも、乗算を意味する。
「ガラス形成材」という用語は、ガラス組成中に単独で存在している(すなわち、混入物を除いて、他の成分を含まない)場合、約200℃/分から約300℃/分以下の速度で溶融物を冷却すれば、ガラスを形成できる成分を称するためにここに使用される。
ここに用いられているような「改質剤」という用語は、一価または二価の金属の酸化物、すなわち、R2OまたはROを称し、ここで、「R」は陽イオンを表す。改質剤は、溶融物およびその結果として得られるガラスの原子構造を変えるためにガラス組成物に加えることができる。いくつかの実施の形態において、改質剤は、ガラス形成材中に存在する陽イオン(例えば、B2O3におけるホウ素)の配位数を変えることがあり、これにより、より重合された原子網状構造が形成され、その結果、より良好にガラスを形成することができる。
ここに用いられているように、「RO」という用語は、二価金属酸化物の全含有量を称し、「R2O」という用語は、一価金属酸化物の全含有量を称し、「Alk2O」という用語は、アルカリ金属酸化物の全含有量を称する。R2Oという用語は、例えば、Ag2O、Tl2O、およびHg2Oなどの他の一価金属酸化物に加え、アルカリ金属酸化物(Alk2O)を包含する。先に述べたように、本開示において、希土類金属酸化物は、希土類金属REが「+3」の酸化還元状態を有する標準式(RE2O3)でここに称され、それゆえ、希土類金属酸化物は、ROという用語またはR2Oという用語で包含されない。
ここに用いられているように、「希土類金属」という用語は、IUPAC周期表のランタニド系列に列挙された金属に加え、イットリウムとスカンジウムを称する。ここに用いられているように、「希土類金属酸化物」という用語は、La2O3におけるランタンの「+3」、CeO2におけるセリウムの「+4」、EuOにおけるユーロピウムの「+2」などの、異なる酸化還元状態における希土類金属の酸化物を称するために使用される。一般に、酸化物ガラス中の希土類金属の酸化還元状態は、変わることがあり、特に、その酸化還元状態は、バッチ組成物、および/またはガラスが中で溶融されるおよび/または熱処理される(例えば、徐冷される)炉内の酸化還元条件に基づいて、溶融中に変化することがある。特に明記のない限り、希土類金属酸化物は、ここでは、希土類金属が「+3」の酸化還元状態を有する標準式により称される。したがって、「+3」以外の酸化還元状態を有する希土類金属がガラス組成物のバッチに添加される場合、そのガラス組成物は、化学量論を維持するためにいくらかの酸素を加えるか、または除去することによって、再計算される。例えば、バッチ成分としてCeO2(「+4」の酸化還元状態にあるセリウム)が使用される場合、結果として得られるバッチ配合された状態の組成物は、2モルのCeO2が1モルCe2O3と等しく、結果として得られるバッチ配合された状態の組成物がCe2O3で表されると仮定して、再計算される。ここに用いられているように、「REmOn」という用語は、バッチ配合された状態の組成物中に存在する全ての酸化還元状態における希土類金属酸化物の全含有量を称するために使用され、「RE2O3」という用語は、「+3」の酸化還元状態に再計算されたときに、バッチ配合された状態の組成物中の希土類金属酸化物の全含有量を称するために使用される。「RE2O3」という用語は、ここでは「3価当量」とも規定される。
特に明記のない限り、全ての組成物は、バッチ配合された状態のモルパーセント(モル%)で表される。それゆえ、「組成物」または「ガラス組成物」への言及は、バッチ配合された状態におけるモル%で表された組成物を称する。当業者に認識されるであろうように、様々な溶融成分(例えば、フッ素、アルカリ金属、ホウ素など)に、その成分の溶融中に様々なレベルの揮発(例えば、蒸気圧、溶融時間および/または溶融温度の関数として)が施されることがある。それゆえ、そのような成分に関する「約」という用語は、ここに提供されるバッチ配合された状態の組成物と比べて、最終物品を測定するときに、約0.2モル%以内の値を包含することが意図されている。先のことを念頭に置いて、最終物品とバッチ配合された状態の組成物との間の実質的な組成等価が予測される。いくつかの実施の形態において、組成物は、表示されている場合、バッチ配合された状態の質量パーセント(質量%)で表されることがある。
酸化物およびガラスの他の構成成分は、「成分」と称される。成分を数学記号の「+」および「-」と組み合わせた表現は、モル%で表された成分のバッチ配合された状態の組成の、それぞれ、合計および差を称する。例えば、「SiO2+GeO2」という表現または「SiO2+GeO2[モル%]」という表現は、バッチ配合された状態の組成物中の、各々モル%で表された成分SiO2およびGeO2の合計を意味する。別の例では、「B2O3+SiO2-P2O5」という表現または「B2O3+SiO2-P2O5[モル%]」という表現は、バッチ配合された状態の組成物中の、各々モル%で表された、成分B2O3+SiO2の合計から成分P2O5を引いたものを意味する。表現に量が付随している場合、その量は、その表現に列挙された成分の合計したバッチ配合された状態の組成物を称する。例えば、「4.8モル%のSiO2+GeO2」という表現は、バッチ配合された状態の組成物中の成分SiO2およびGeO2の総量が4.8モル%であることを意味し、「4.8モル%以下のSiO2+GeO2」という表現は、バッチ配合された状態の組成物中の成分SiO2およびGeO2の総量が4.8モル%以下であることを意味する。
フッ素または他のハロゲン(塩素、臭素、および/またはヨウ素)が酸化物ガラスに添加される、または酸化物ガラス中に存在する場合、結果として得られるバッチ配合された状態の組成物の分子表現は、異なる様式で表現されることがある。本開示では、存在する場合、成分としてのハロゲンの含有量は、原子パーセント(原子%)で表され、これは、100の係数で乗算したバッチ配合された状態の組成物中の全ての原子の総計におけるハロゲンの割合に基づいて決定される。
本開示では、フッ素含有組成物および濃度範囲を表現する以下の方法が使用される。全ての酸化物(例えば、SiO2、B2O3、Na2Oなど)の濃度限度は、それぞれの陽イオン(例えば、ケイ素[Si4+]、ホウ素[B3+]、ナトリウム[Na+]など)が対応する酸化物の形態で最初に存在するという前提の下で表される。フッ素が唯一のハロゲンとして存在する場合、バッチ配合された状態の組成物の成分の濃度を計算する目的で、酸化物中の酸素のいくらかが、フッ素で等価置換される(すなわち、一原子の酸素が、二原子のフッ素と置換される)。フッ素は、フッ化ケイ素(SiF4)の形態で存在すると仮定される;したがって、全ての酸化物にSiF4を加えた総計が、全組成物において100モルパーセントまたは100質量パーセントであると仮定される。唯一のハロゲンまたはハロゲンの組合せとしての他のハロゲンに類似の取扱いが適用される。
ここに報告されたガラスの密度の測定値は、0.001g/cm3の不確実性で水中においてアルキメデス法によりg/cm3の単位で、室温で測定した。ここに用いられているように、室温での密度測定値(dRTと特定される)は、20℃または25℃で測定されたものとして示され、20℃から25℃に及ぶことがある温度で得られた測定値を包含する。室温は、約20℃から約25℃で変わることがあるが、本開示の目的のために、20℃から25℃の温度範囲内での密度の変動は、0.001g/cm3の不確実性より小さいと予測され、それゆえ、ここに報告された室温での密度測定値に影響するとは予測されないことが理解されよう。
ここに用いられているように、「屈折」という用語は、比率(nd-1)/dRTによる密度に対する屈折率の関係を称し、式中、屈折率ndは587.56nmで測定され、密度dRTは、室温で、g/cm3で測定される。比率(nd-1)/dRT、すなわち屈折は、屈折率ndと密度dRTとの間の関係を特徴付けることができる。屈折値が高いほど、指定の密度での屈折率が高くなる。
ここに用いられているように、良好なガラス形成能は、溶融物が冷めるときの失透に対する溶融物の耐性を称する。ガラス形成能は、溶融物の臨界冷却速度を決定することによって、測定できる。「臨界冷却速度」または「vcr」という用語は、既定の組成の溶融物が、100倍から500倍の倍率での光学顕微鏡で見える結晶がないガラスを形成する最低冷却速度を称するためにここに使用される。臨界冷却速度は、組成物のガラス形成能、すなわち、既定のガラス組成物の溶融物が冷却されたときにガラスを形成する能力を測定するために使用することができる。一般的に言えば、臨界冷却速度が低いほど、ガラス形成能は良好である。
「液相温度」という用語は、ガラス組成物が、それより高いと、ガラスの構成成分が結晶化していない、完全な液体である温度を称するためにここに使用される。ここに報告された液相温度値は、DSC、もしくは白金箔に巻かれた試料の等温保持を使用して、試料を測定することによって得た。DSCを使用して測定した試料について、粉末試料を10K/分で1250℃に加熱した。結晶の溶融に対応する吸熱事象の終わりを液相温度と解釈した。第2の技術(等温保持)について、揮発を避けるために、ガラスブロック(約1cm3)を白金箔に包み、17時間に亘り所定の温度の炉内に置いた。次に、結晶を検査するために、ガラスブロックを光学顕微鏡で観察した。
ここに報告された屈折率値は、特に明記のない限り、室温(約25℃)で測定した。ガラス試料の屈折率値は、約±0.0002の不確実性で、Metricon Model 2010プリズムカプラー屈折計を使用して測定した。Metriconを使用して、ガラス試料の屈折率を、約406nm、473nm、532nm、633nm、828nm、および1064nmの2つ以上の波長で測定した。測定した依存性は、分散を特徴付け、次いで、コーシーの法則の式またはセルマイヤーの式でフィッティングして、測定波長の間の関心のある既定の波長での試料の屈折率を計算することができた。「屈折率nd」または「nd」という用語は、ヘリウムのd線波長に対応する、587.56nmの波長で上述したように計算された屈折率を称するためにここに使用される。「屈折率nc」または「nc」という用語は、656.3nmの波長で上述したように計算された屈折率を称するためにここに使用される。「屈折率nF」または「nF」という用語は、486.1nmの波長で上述したように計算された屈折率を称するためにここに使用される。「屈折率ng」または「ng」という用語は、435.8nmの波長で上述したように計算された屈折率を称するためにここに使用される。
ここに用いられているように、「高屈折率」は、特に明記のない限り、1.80以上のガラスの屈折率値を称する。示された場合、「高屈折率」という用語の実施の形態は、1.85以上、または1.90以上、または1.95以上、または2.00以上のガラスの屈折率値を称する。
「分散」および「光学分散」という用語は、所定の波長でのガラス試料の屈折率の差または比を称するためにここに交換可能に使用される。ここに報告された光学分散の1つの数値尺度はアッベ数であり、これは、式:vx=(nx-1)/(nF-nC)で計算でき、式中、本開示における「x」は、一般に使用される波長の内の1つを表し(例えば、vdについては、587.56nm[d線]、vDについては、589.3nm[D線])、nxはこの波長での屈折率であり(例えば、vdについてはnd、vDについてはnD)、nFおよびnCは、それぞれ、486.1nm(F線)および656.3nm(C線)の波長での屈折率である。vdおよびvDの数値は、ごくわずかに異なり、ほとんど±0.1%から±0.2%である。より高いアッベ数は、より低い光学分散に対応する。
「高分散」または「低分散」に対応するアッベ数の数値は、アッベ数が計算される屈折率に応じて異なるであろう。ある場合には、高屈折率ガラスに関する「低分散」に対応するアッベ数は、低屈折率ガラスに関する「低分散」に対応するアッベ数より低いであろう。言い換えると、計算した屈折率値が増加するにつれて、低分散に対応するアッベ数の値は減少する。同じことが、同様に、「高分散」に関係する。
ここに用いられているような、「α」または「α20~300」という用語は、20℃から300℃の温度範囲に亘るガラス組成物の線熱膨張係数(CTE)を称する。この性質は、ASTM E228-11にしたがって、水平膨脹計(押棒式熱膨張)を使用して測定される。αの数値尺度は、α=ΔL/(L0ΔT)と表される特定の温度範囲(例えば、20℃から300℃)の線形平均値であり、式中、L0は、測定範囲内またはその近くのある温度での試料の線形サイズであり、Lは、測定温度範囲ΔTにおける線形サイズの変化(ΔL)である。
ヤング率Eおよびポアソン比μは、ITW Indiana Private Limited社のMagnaflux Divisionから入手できるQuasar RUSpec 4000を使用する、共鳴超音波スペクトロスコピーを使用することによって、測定される。
ガラス転移温度(Tg)は、空気中での冷却後に10K/分の加熱速度で示差走査熱量計(DSC)によって測定される。
ここに用いられているような、「徐冷点」という用語は、既定のガラス組成のガラスの粘度がほぼ1013.2ポアズである、ASTM C598-93(2013)にしたがって決定される温度を称する。
ガラス組成物は、酸化ホウ素(B2O3)を含むことがある。本開示のいくつかの実施の形態によれば、酸化ホウ素はガラス形成材の役割を果たすことがある。B2O3は、ガラス形成材として、液相粘度(液相温度での粘度)を増加させ、したがって、ガラス組成物が結晶化するの防止するのに役立つことができる。しかしながら、ガラス組成物にB2O3を添加すると、液-液相分離が生じることがあり、これにより、得られるガラスの失透が生じるおよび/または透過率が低下することがある。また、高屈折率ガラスにB2O3を添加すると、屈折率が低下する。したがって、本開示のガラス中の酸化ホウ素の量は制限される、または、ガラスはB2O3を実質的に含まないことがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、0.5モル%以上から40.0モル%以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量で酸化ホウ素(B2O3)を含有することがある。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、0.5モル%以上、1.0モル%以上、5.0モル%以上、15.0モル%以上、16.0モル%以上、16.4モル%以上、16.9モル%以上、18.4モル%以上、20.0モル%以上、25.0モル%以上、30.0モル%以上、または35.0モル%以上の量でB2O3を含有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物は、40.0モル%以下、35.0モル%以下、30.0モル%以下、29.0モル%以下、25.0モル%以下、22.5モル%以下、21.0モル%以下、20.4モル%以下、20.0モル%以下、または5.0モル%以下の量でB2O3を含有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物は、0.5モル%以上かつ29.0モル%以下、1.0モル%以上かつ40.0モル%以下、15.0モル%以上かつ22.5モル%以下、16.0モル%以上かつ21.0モル%以下、16.0モル%以上かつ20.0モル%以下、16.4モル%以上かつ20.4モル%以下、16.9モル%以上かつ20.4モル%以下、18.38モル%以上かつ20.37モル%以下、0.5モル%以上かつ40.0モル%以下、5.0モル%以上かつ40.0モル%以下、5.0モル%以上かつ20.0モル%以下、20.0モル%以上かつ20.4モル%以下、20.4モル%以上かつ40.0モル%以下、20.4モル%以上かつ21.0モル%以下、21.0モル%以上かつ22.5モル%以下、22.5モル%以上かつ25.0モル%以下の量でB2O3を含有することがある。
ガラス組成物は、シリカ(SiO2)を含むことがある。シリカは、追加のガラス形成材の役割を果たすことがある。シリカは、B2O3と同様に、液相粘度を増加させるのに役立ち、したがって、ガラス組成物が結晶化するのを防止することがある。しかしながら、SiO2をガラス組成物に加えると、液液相分離をもたらすことがあり、これにより、結果として得られたガラスを失透させる、および/またはその透過率を減少させることがある。また、SiO2は、低屈折率成分であり、高屈折率ガラスを得るのを難しくする。したがって、本開示の実施の形態におけるSiO2の含有量は制限されるか、またはガラスはSiO2を実質的に含まないことがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上から35.0モル%以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量でシリカ(SiO2)を含有することがある。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上、5.0モル%以上、7.5モル%以上、10.0モル%以上、11.0モル%以上、20.0モル%以上、25.0モル%以上、または30.0モル%以上の量でSiO2を含有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物は、35.0モル%以下、34.0モル%以下、30.0モル%以下、25.0モル%以下、20.0モル%以下、17.5モル%以下、16.5モル%以下、15.0モル%以下、または5.0モル%以下の量でSiO2を含有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上かつ35.0モル%以下、5.0モル%以上かつ20.0モル%以下、7.5モル%以上かつ20.0モル%以下、10.0モル%以上かつ20.0モル%以下、10.0モル%以上かつ17.5モル%以下、11.0モル%以上かつ16.5モル%以下、11.16モル%以上かつ15.22モル%以下、0.0モル%以上かつ5.0モル%以下、15.0モル%以上かつ16.5モル%以下、16.5モル%以上かつ17.5モル%以下、17.5モル%以上かつ20.0モル%以下の量でSiO2を含有することがある。
ガラス組成物は、酸化リン(P2O5)を含むことがある。ここに記載された実施の形態におけるガラス組成物は、追加のガラス形成材として酸化リン(P2O5)を含むことがある。P2O5の量が増えると、同じ所定の温度での溶融物の粘度値が増加し、これにより、冷却されたときに、溶融物が結晶化するのが防がれ、したがって、その溶融物は、溶融物のガラス形成能力をよりよく改善する(すなわち、溶融物の臨界冷却速度が低下する)。しかしながら、P2O5は、ガラス組成物に添加されると、屈折率を著しく低下させ、これにより、要求される屈折率に到達するのがより難しくなる。また、ある場合には、液液相分離を促進することがあり、これにより、冷却されたときに、ガラス形成溶融物が結晶化する、および/または透過率が低下することがある。それに加え、P2O5は、耐火リン酸塩相の関連温度での低い溶解度のために、所定の組成物の液相温度を上昇させ得る。したがって、高屈折率ガラス中のP2O5の含有量は制限されるか、またはガラスはP2O5を含まないことがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上から15.0モル%以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量で酸化リン(P2O5)を含有することがある。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上、5.0モル%以上、9.0モル%以上、10.0モル%以上、11.0モル%以上、または13.0モル%以上の量でP2O5を含有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物は、15.0モル%以下、13.0モル%以下、11.0モル%以下、10.0モル%以下、9.0モル%以下、または5.0モル%以下の量でP2O5を含有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上かつ15.0モル%以下、0.0モル%以上かつ5.0モル%以下、5.0モル%以上かつ15.0モル%以下、5.0モル%以上かつ9.0モル%以下、9.0モル%以上かつ15.0モル%以下、9.0モル%以上かつ10.0モル%以下、10.0モル%以上かつ15.0モル%以下、10.0モル%以上かつ11.0モル%以下、11.0モル%以上かつ15.0モル%以下、11.0モル%以上かつ13.0モル%以下の量でP2O5を含有することがある。
ガラス組成物は、ゲルマニア(GeO2)を含むことがある。ゲルマニア(GeO2)は、屈折率と密度との間の優れた比を提供し、透過率を低下させない。しかしながら、ゲルマニアは、高価過ぎ、それゆえ、ガラス組成物を経済的でなくすであろう。したがって、ゲルマニアの含有量は、制限されるべきである、または、ガラス組成物はGeO2を含まないことがある、またはガラス組成物はGeO2を実質的に含まないことがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上から10.0モル%以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量でゲルマニア(GeO2)を含有することがある。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上、5.0モル%以上、7.0モル%以上、8.0モル%以上、または9.0モル%以上の量でGeO2を含有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物は、10.0モル%以下、9.0モル%以下、8.0モル%以下、7.0モル%以下、5.0モル%以下、2.5モル%以下、または0.5モル%以下の量でGeO2を含有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下、0.0モル%以上かつ2.5モル%以下、0.0モル%以上かつ0.5モル%以下、0.5モル%以上かつ10.0モル%以下、0.5モル%以上かつ2.5モル%以下、2.5モル%以上かつ10.0モル%以下、2.5モル%以上かつ5.0モル%以下、5.0モル%以上かつ10.0モル%以下、5.0モル%以上かつ7.0モル%以下の量でGeO2を含有することがある。
いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、95.0モル%以上の合計量で全酸化物RmOnを含有することがある。
いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上、10.0モル%以上、または20.0モル%以上の量で希土類金属酸化物REmOnを含有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物は、29.0モル%以下、20.0モル%以下、または10.0モル%以下の量で希土類金属酸化物REmOnを含有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上かつ29.0モル%以下、0.0モル%以上かつ20.0モル%以下、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下、10.0モル%以上かつ29.0モル%以下、または10.0モル%以上かつ20.0モル%以下の量でREmOnを含有することがある。
ガラス組成物は、酸化ランタン(La2O3)を含むことがある。酸化ランタンは、可視範囲の透過率を著しく損なわずに、高屈折率を与える最も安価な酸化物の内の1つである。また、La2O3を添加すると、相分離の虞が減少することがある。しかしながら、La2O3は、例えば、TiO2、Nb2O5またはWO3などの他の高屈折率成分よりも高い密度を与える。また、多量に添加されると、二ケイ酸ランタン(La2Si2O7)、ジルコン酸ランタン(La2ZrO5)や、これらの鉱物を含む固溶体のような、耐火種の結晶化をもたらすことがあり、これにより、ガラスの液相温度が上昇し、したがって、ガラス形成能力が低下することがある。この理由のために、本開示のガラス中のLa2O3の量は、制限されるべきである。実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上から35.0モル%以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量で酸化ランタン(La2O3)を含有することがある。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上、5.0モル%以上、15.0モル%以上、17.5モル%以上、20.0モル%以上、21.0モル%以上、23.5モル%以上、25.0モル%以上、または30.0モル%以上の量でLa2O3を含有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物は、35.0モル%以下、30.0モル%以下、27.5モル%以下、26.25モル%以下、25.5モル%以下、25.0モル%以下、20.0モル%以下、または5.0モル%以下の量でLa2O3を含有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上かつ30.0モル%以下、15.0モル%以上かつ30.0モル%以下、17.5モル%以上かつ27.5モル%以下、20.0モル%以上かつ30.0モル%以下、20.0モル%以上かつ27.5モル%以下、21.0モル%以上かつ26.25モル%以下、23.51モル%以上かつ25.54モル%以下、0.0モル%以上かつ35.0モル%以下、0.0モル%以上かつ5.0モル%以下、5.0モル%以上かつ20.0モル%以下、20.0モル%以上かつ25.0モル%以下、25.0モル%以上かつ25.5モル%以下、25.5モル%以上かつ35.0モル%以下、25.5モル%以上かつ26.25モル%以下、26.25モル%以上かつ27.5モル%以下の量でLa2O3を含有することがある。
実施の形態において、ガラス組成物は、0.0モル%以上から10.0モル%以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量でイットリア(Y2O3)を含有することがある。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上、0.5モル%以上、0.75モル%以上、1.0モル%以上、5.0モル%以上、7.0モル%以上、8.0モル%以上、または9.0モル%以上の量でY2O3を含有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物は、10.0モル%以下、9.0モル%以下、8.0モル%以下、7.5モル%以下、7.0モル%以下、6.7モル%以下、6.25モル%以下、6.0モル%以下、5.5モル%以下、5.0モル%以下、4.6モル%以下、または3.0モル%以下の量でY2O3を含有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下、0.0モル%以上かつ7.5モル%以下、0.0モル%以上かつ6.7モル%以下、0.0モル%以上かつ6.0モル%以下、0.0モル%以上かつ5.0モル%以下、0.0モル%以上かつ4.6モル%以下、0.5モル%以上かつ6.25モル%以下、0.75モル%以上かつ5.5モル%以下、0.89モル%以上かつ3.43モル%以下、0.0モル%以上かつ3.0モル%以下、3.0モル%以上かつ4.6モル%以下、4.6モル%以上かつ10.0モル%以下、4.6モル%以上かつ5.0モル%以下、5.0モル%以上かつ10.0モル%以下、5.0モル%以上かつ5.5モル%以下、5.5モル%以上かつ10.0モル%以下の量でY2O3を含有することがある。
実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上から5.0モル%以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量で酸化ガドリニウム(Gd2O3)を含有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物は、5.0モル%以下、2.5モル%以下、2.0モル%以下、1.5モル%以下、1.35モル%以下、1.2モル%以下、または0.42モル%以下の量でGd2O3を含有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上かつ2.0モル%以下、0.0モル%以上かつ1.5モル%以下、0.0モル%以上かつ1.35モル%以下、0.0モル%以上かつ1.2モル%以下、0.29モル%以上かつ0.42モル%以下、0.0モル%以上かつ5.0モル%以下、0.0モル%以上かつ0.42モル%以下の量でGd2O3を含有することがある。
実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上から5.0モル%以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量でイッテルビア(Yb2O3)を含有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物は、5.0モル%以下、2.5モル%以下、1.0モル%以下、0.9モル%以下、または0.8モル%以下の量でYb2O3を含有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上かつ1.0モル%以下、0.0モル%以上かつ0.9モル%以下、0.0モル%以上かつ0.8モル%以下、0.0モル%以上かつ5.0モル%以下の量でYb2O3を含有することがある。
ガラス組成物は、二価金属酸化物(RO)を含むことがある。ガラスに添加される、アルカリ土類金属酸化物(BeO、MgO、CaO、SrOおよびBaO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化カドミウム(CdO)、酸化鉛(PbO)などの二価金属酸化物は、ほとんどの一価酸化物の屈折率よりも大きい、比較的高い屈折率を提供する。例えば、CaO、SrOおよびZnOなどのいくつかの二価金属酸化物は、比較的低い密度も提供し、したがって、屈折率対密度の比を増加させ、したがって、特定用途における光学ガラスの性能を改善する。それに加え、二価金属酸化物は、TiO2、Nb2O5およびWO3などの高屈折率成分の溶解度を増加させるのに役立つことがあり、これにより、間接的に、妥当な密度での屈折率のさらなる増加がもたらされる。また、例えば、ZnOおよびMgOなどのいくつかの二価金属酸化物は、比較的低い熱膨張係数を与え、これにより、冷却されたときにガラス物品に生じる熱応力を減少させ、したがって、ガラス物品の品質を改善することがある。しかしながら、二価金属酸化物は、多量に添加されると、溶融物からの耐火鉱物の結晶化または液液相分離を生じさせることがあり、これにより、ガラスのガラス形成能力が低下することがある。また、例えば、PbOやCdOなどのいくつかの二価金属酸化物は、生態系への懸念を引き起こすことがある。したがって、本開示のガラス組成物中の二価金属酸化物の量は、制限される。
いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、0.0モル%以上、10.0モル%以上、または20.0モル%以上の量で二価金属酸化物ROを含有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物は、25.0モル%以下、20.0モル%以下、または10.0モル%以下の量で二価金属酸化物ROを含有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上かつ25.0モル%以下、0.0モル%以上かつ20.0モル%以下、または0.0モル%以上かつ10.0モル%以下、10.0モル%以上かつ25.0モル%以下、または10.0モル%以上かつ20.0モル%以下の量でROを含有することがある。
ガラス組成物は、酸化カルシウム(CaO)を含むことがある。酸化カルシウムは、公知の一価および二価金属酸化物の中でも、ガラスの最高の屈折率対密度比を与える。また、いくつかの実施の形態において、CaOは、Nb2O5およびTiO2の溶解度を増加させるのに役立つことがあり、このことは、比較的低い密度で屈折率を増加させるのに追加に寄与する。しかしながら、ガラス中のCaOの量が多すぎると、チタン酸カルシウム(CaTiO3、CaTi2O5など)、ニオブ酸カルシウム(CaNb2O6)、メタケイ酸カルシウム(CaSiO3)などの耐火種の結晶化をもたらすことがあり、これにより、液相温度での粘度が低下し、したがって、臨界冷却速度が上昇することがあり、これにより、冷却時のガラス形成溶融物の結晶化がもたらされことがある。これが、本開示のガラス中のCaOの量が制限される、またはガラスがCaOを実質的に含まないことがある理由である。実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上から20.0モル%以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量で酸化カルシウム(CaO)を含有することがある。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上、2.0モル%以上、5.0モル%以上、10.0モル%以上、14.0モル%以上、16.0モル%以上、または18.0モル%以上の量でCaOを含有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物は、20.0モル%以下、18.0モル%以下、16.0モル%以下、14.0モル%以下、10.0モル%以下、9.0モル%以下、8.0モル%以下、6.5モル%以下、6.0モル%以下、または5.0モル%以上の量でCaOを含有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物は、 0.0モル%以上かつ20.0モル%以下、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下、0.0モル%以上かつ9.0モル%以下、0.0モル%以上かつ8.0モル%以下、0.0モル%以上かつ6.5モル%以下、1.99モル%以上かつ6.49モル%以下、0.0モル%以上かつ5.0モル%以下、5.0モル%以上かつ20.0モル%以下、5.0モル%以上かつ6.0モル%以下、6.0モル%以上かつ20.0モル%以下、6.5モル%以上かつ20.0モル%以下、8.0モル%以上かつ9.モル%以下の量でCaOを含有することがある。
ガラス組成物は、酸化バリウム(BaO)を含むことがある。酸化バリウムは、TiO2およびNb2O5などの高屈折率上昇成分の溶解度を増加させることがあり、これにより、間接的に、比較的低い密度で屈折率をさらに増加させることがある。しかしながら、バリウムは、重元素であり、多量に添加されると、ガラスの密度を増加させることがある。また、高濃度では、チタン酸バリウム(BaTiO3)、ニオブ酸バリウム(BaNb2O6)などの鉱物を結晶化させることがある。したがって、本開示のガラス中のBaOの量は、制限されるか、またはガラスがBaOを実質的に含まないことがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上から10.0モル%以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量で酸化バリウム(BaO)を含有することがある。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上、2.0モル%以上、5.0モル%以上、7.0モル%以上、8.0モル%以上、または9.0モル%以上の量でBaOを含有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物は、10.0モル%以下、9.0モル%以下、8.0モル%以下、7.5モル%以下、7.0モル%以下、6.5モル%以下、6.0モル%以下、5.5モル%以下、5.0モル%以下、または3.0モル%以下の量でBaOを含有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下、0.0モル%以上かつ7.5モル%以下、0.0モル%以上かつ6.5モル%以下、0.0モル%以上かつ5.5モル%以下、0.0モル%以上かつ3.0モル%以下、1.5モル%以上かつ6.48モル%以下、3.0モル%以上かつ5.0モル%以下、5.5モル%以上かつ10.0モル%以下、5.5モル%以上かつ6.0モル%以下、6.0モル%以上かつ6.5モル%以下の量でBaOを含有することがある。
ガラス組成物は、酸化亜鉛(ZnO)を含むことがある。酸化亜鉛は、良好な屈折率対密度比を提供し、時には、チタニアの溶解度を増加させることがあり、これにより、間接的に、ガラスの屈折率が増加する。しかしながら、いくつかの実施の形態において、ZnOの濃度が高いと、溶融物のガラス形成能力が低下し、溶融物が、冷却中に結晶化する傾向にあることがあるのが分かった。実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上から10.0モル%以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量で酸化亜鉛(ZnO)を含有することがある。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上、0.3モル%以上、5.0モル%以上、7.0モル%以上、8.0モル%以上、または9.0モル%以上の量でZnOを含有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物は、10.0モル%以下の量、9.0モル%以下、8.0モル%以下、7.0モル%以下、5.0モル%以下、4.0モル%以下、3.5モル%以下、3.0モル%以下、2.7モル%以下、2.5モル%以下、2.3モル%以下、または0.1モル%以下の量でZnOを含有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上かつ4.0モル%以下、0.0モル%以上かつ3.5モル%以下、0.0モル%以上かつ3.0モル%以下、0.0モル%以上かつ2.7モル%以下、0.0モル%以上かつ2.5モル%以下、0.0モル%以上かつ0.1モル%以下、0.31モル%以上かつ2.32モル%以下、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下、0.1モル%以上かつ10.0モル%以下、2.3モル%以上かつ2.5モル%以下、2.5モル%以上かつ2.7モル%以下、2.7モル%以上かつ3.0モル%以下の量でZnOを含有することがある。
ガラス組成物は、酸化ストロンチウム(SrO)を含むことがある。あるガラスでは、SrOは、CaOのように、屈折率上昇剤の溶解度を改善することがある。しかしながら、SrOは、CaOよりも、同程度の屈折率でいくぶん大きい密度を与える。したがって、本開示のガラス中のSrOの量は制限されるか、またはガラスはSrOを実質的に含まないことがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上から5.0モル%以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量で酸化ストロンチウム(SrO)を含有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物は、5.0モル%以下、2.5モル%以下、1.0モル%以下、0.9モル%以下、0.8モル%以下、または0.05モル%以下の量でSrOを含有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上かつ1.0モル%以下、0.0モル%以上かつ0.9モル%以下、0.0モル%以上かつ0.8モル%以下、0.03モル%以上かつ0.05モル%以下、0.0モル%以上かつ5.0モル%以下、0.0モル%以上かつ0.05モル%以下の量でSrOを含有することがある。
ガラス組成物は、一価金属酸化物(R2O)を含むことがある。アルカリ金属酸化物(Li2O、Na2O、K2O、Rb2OおよびCs2O)または他のもの(例えば、Ag2OまたはTl2O)などの一価金属酸化物は、ガラス構造中に、TiO2、Nb2O5またはWO3などの屈折率上昇剤をよりうまく収容するのに役立つことがあり、これにより、ガラス中のそれらの溶解度が増し、したがって、間接的に、容認できる低い密度で、屈折率を増加させることがある。
いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上、10.0モル%以上、または20.0モル%以上の量で一価金属酸化物R2Oを含有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物は、25.0モル%以下、20.0モル%以下、または10.0モル%以下の量で一価金属酸化物R2Oを含有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上かつ25.0モル%以下、0.0モル%以上かつ20.0モル%以下、または0.0モル%以上かつ10.0モル%以下、10.0モル%以上かつ25.0モル%以下、または10.0モル%以上かつ20.0モル%以下の量で一価金属酸化物R2Oを含有することがある。
ガラス組成物は、アルミナ(Al2O3)を含むことがある。アルミナは、高温でガラス形成溶融物の粘度を増加させることがあり、これにより、臨界冷却速度を減少させ、ガラス形成能力を改善することがある。しかしながら、Al2O3を添加すると、冷却中に、溶融物中に、チタン酸アルミニウム(Al2TiO5)、ニオブ酸アルミニウム(AlNbO4)などの耐火鉱物の結晶化がもたらされることがある、または液体中のZrO2の溶解度を低下させ、液相温度を上昇させることがある。したがって、本開示のガラス中のAl2O3の量は制限されるか、またはガラスはAl2O3を実質的に含まないことがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上から10.0モル%以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量でアルミナ(Al2O3)を含有することがある。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上、5.0モル%以上、7.0モル%以上、8.0モル%以上、または9.0モル%以上の量でAl2O3を含有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物は、10.0モル%以下、9.0モル%以下、8.0モル%以下、7.0モル%以下、または5.0モル%以下の量でAl2O3を含有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下、0.0モル%以上かつ5.0モル%以下、5.0モル%以上かつ10.0モル%以下、5.0モル%以上かつ7.0モル%以下、7.0モル%以上かつ10.0モル%以下、7.0モル%以上かつ8.0モル%以下、8.0モル%以上かつ10.0モル%以下、8.0モル%以上かつ9.0モル%以下の量でAl2O3を含有することがある。
ガラス組成物は、酸化モリブデン(MoO3)を含むことがある。ガラス組成物にMoO3を添加すると、低密度での屈折率が増加することがあるが、望ましくなく着色され得る。その理由のために、MoO3の含有量は制限される。実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上から10.0モル%以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量で酸化モリブデン(MoO3)を含有することがある。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上、5.0モル%以上、7.0モル%以上、8.0モル%以上、または9.0モル%以上の量でMoO3を含有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物は、10.0モル%以下、9.0モル%以下、8.0モル%以下、7.0モル%以下、または5.0モル%以下の量でMoO3を含有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上かつ5.0モル%以下、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下、5.0モル%以上かつ10.0モル%以下、5.0モル%以上かつ7.0モル%以下、7.0モル%以上かつ10.0モル%以下、7.0モル%以上かつ8.0モル%以下、8.0モル%以上かつ10.0モル%以下、8.0モル%以上かつ9.0モル%以下の量でMoO3を含有することがある。
ガラス組成物は、酸化テルル(TeO2)を含むことがある。酸化テルルは、概して、本開示に記載される酸化ビスマスのように働き、それに加え、TeO2は非常に高価である。したがって、酸化テルルの含有量は制限されるか、またはガラス組成物はTeO2を含まないことがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上から20.0モル%以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量で酸化テルル(TeO2)を含有することがある。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上、5.0モル%以上、10.0モル%以上、14.0モル%以上、16.0モル%以上、または18.0モル%以上の量でTeO2を含有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物は、20.0モル%以下、18.0モル%以下、16.0モル%以下、14.0モル%以下、10.0モル%以下、5.0モル%以下、または2.0モル%以下の量でTeO2を含有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上かつ20.0モル%以下、0.0モル%以上かつ2.0モル%以下、2.0モル%以上かつ20.0モル%以下、2.0モル%以上かつ5.0モル%以下、5.0モル%以上かつ20.0モル%以下、5.0モル%以上かつ10.0モル%以下、10.0モル%以上かつ20.0モル%以下、10.0モル%以上かつ14.0モル%以下、14.0モル%以上かつ20.0モル%以下、14.0モル%以上かつ16.0モル%以下の量でTeO2を含有することがある。
ガラス組成物は、バナジア(V2O5)を含むことがある。バナジアは、全ての酸化物の中で、屈折率対密度の最大の比を提供する。しかしながら、バナジアは、望ましくなく暗い着色も生じることがあり、環境に対する懸念も引き起こすことがある。これらの理由のために、本発明のガラス中のバナジアの含有量は制限される、またはガラス組成物はV2O5を含まないことがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上から10.0モル%以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量でバナジア(V2O5)を含有することがある。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上、5.0モル%以上、7.0モル%以上、8.0モル%以上、または9.0モル%以上の量でV2O5を含有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物は、10.0モル%以下、9.0モル%以下、8.0モル%以下、7.0モル%以下、5.0モル%以下、4.0モル%以下、または0.1モル%以下の量でV2O5を含有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上かつ4.0モル%以下、0.0モル%以上かつ0.1モル%以下、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下、0.1モル%以上かつ10.0モル%以下、0.1モル%以上かつ4.0モル%以下、4.0モル%以上かつ10.0モル%以下、4.0モル%以上かつ5.0モル%以下、5.0モル%以上かつ10.0モル%以下、5.0モル%以上かつ7.0モル%以下の量でV2O5を含有することがある。
ガラス組成物は、ガリア(Ga2O3)を含むことがある。酸化ガリウムは、粘度を増加させる、Al2O3と同じような役割を果たすが、液相温度に対する影響は小さく、これにより、液相粘度を増加させ、したがって、ガラスのガラス形成能力を改善することができるであろう。しかしながら、ガリアは高価であり、それを添加すると、バッチの費用を不利に増加させてしまう。したがって、本開示のガラス中のGa2O3の量は制限されるか、またはガラスはGa2O3を実質的に含まないことがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上から10.0モル%以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量でガリア(Ga2O3)を含有することがある。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上、または5.0モル%以上の量でGa2O3を含有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物は、10.0モル%以下、8.0モル%以下、7.5モル%以下、または5.0モル%以下の量でGa2O3を含有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下、0.0モル%以上かつ8.0モル%以下、0.0モル%以上かつ7.5モル%以下、0.0モル%以上かつ5.0モル%以下、5.0モル%以上かつ10.0モル%以下、5.0モル%以上かつ7.5モル%以下の量でGa2O3を含有することがある。
ガラス組成物は、酸化タンタル(Ta2O5)を含むことがある。酸化タンタルは、青色光の透過率を低下させずに、許容できる密度を維持しつつ、屈折率を増加させる。しかしながら、Ta2O5は、ガラス組成物に添加された場合、時には少量でさえ、耐火鉱物の結晶化をもたらすことがある。したがって、酸化タンタルの含有量は制限されるべきである、またはガラス組成物はTa2O5を含まないことがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上から5.0モル%以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量で酸化タンタル(Ta2O5)を含有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物は、5.0モル%以下、2.5モル%以下、2.0モル%以下、または1.0モル%以下の量でTa2O5を含有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上かつ2.0モル%以下、0.0モル%以上かつ1.0モル%以下、0.0モル%以上かつ5.0モル%以下の量でTa2O5を含有することがある。
ガラス組成物は酸化ビスマス(Bi2O3)を含むことがある。Bi2O3は、非常に高い屈折率を与えるが、密度の増加をもたらす。しかしながら、高温では溶融物の粘度を減少させることがあり、これにより、冷却中に溶融物の結晶化をもたらすことがある。したがって、酸化ビスマスの含有量は制限されるべきである、またはガラス組成物はBi2O3を含まないことがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上から20.0モル%以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量で酸化ビスマス(Bi2O3)を含有することがある。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上、5.0モル%以上、10.0モル%以上、14.0モル%以上、16.0モル%以上、または18.0モル%以上の量でBi2O3を含有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物は、20.0モル%以下、18.0モル%以下、16.0モル%以下、14.0モル%以下、10.0モル%以下、または5.0モル%以下の量でBi2O3を含有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上かつ20.0モル%以下、0.0モル%以上かつ5.0モル%以下、5.0モル%以上かつ20.0モル%以下、5.0モル%以上かつ10.0モル%以下、10.0モル%以上かつ20.0モル%以下、10.0モル%以上かつ14.0モル%以下、14.0モル%以上かつ20.0モル%以下、14.0モル%以上かつ16.0モル%以下、16.0モル%以上かつ20.0モル%以下、16.0モル%以上かつ18.0モル%以下の量でBi2O3を含有することがある。
ガラス組成物は酸化タングステン(WO3)を含むことがある。WO3は、密度を著しく増加させずに、または望ましくない着色を生じさせずに、高い屈折率を与える。また、ガラス組成物にWO3を加えると、液相温度を低下させることができ、これにより、そのようなガラスをより低い温度で溶融することができ、これは転じて、そのようなガラスの透過率を増加させるであろうことが経験的に分かった。また、WO3を添加すると、ガラス転移温度Tgを低下させることができ、これにより、より低い温度でこれらのガラスを成形できる。WO3が高濃度だと、液相温度が上昇する傾向にあり、液相温度での粘度が低下し、冷却するときに、溶融物の結晶化を避けるのが難しくなる。したがって、WO3の含有量は制限されるべきである、またはガラス組成物はWO3を含まないことがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上から5.0モル%以下、及び先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量で酸化タングステン(WO3)を含有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物は、5.0モル%以下、2.5モル%以下、2.0モル%以下、1.8モル%以下、1.6モル%以下、または1.0モル%以下の量でWO3を含有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上かつ2.0モル%以下、0.0モル%以上かつ1.8モル%以下、0.0モル%以上かつ1.6モル%以下、0.0モル%以上かつ1.0モル%以下、0.0モル%以上かつ5.0モル%以下の量でWO3を含有することがある。
ガラス組成物はジルコニア(ZrO2)を含むことがある。ジルコニアは、許容できる低い密度を維持しつつ、屈折率を増加させることができる。ZrO2は溶融物の粘度も増加させることができ、このことは、溶融物が結晶化するのを防止するのに役立つことがある。ZrO2は、可視および近紫外範囲でガラスに着色を導入せず、このことは、ガラスの高い透過率を維持するのに役立つことがある。しかしながら、高濃度のジルコニアは、ジルコニア(ZrO2)、ジルコン(ZrSiO4)、ジルコン酸カルシウム(CaZrO3)などの耐火鉱物の結晶化をもたらすことがあり、これにより、溶融物のガラス形成能力が低下することがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上から11.0モル%以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量でジルコニア(ZrO2)を含有することがある。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上、1.0モル%以上、4.0モル%以上、5.0モル%以上、5.3モル%以上、5.6モル%以上、6.5モル%以上、7.3モル%以上、8.0モル%以上、9.0モル%以上、または10.0モル%以上の量でZrO2を含有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物は、11.0モル%以下、10.0モル%以下、9.0モル%以下、8.1モル%以下、8.0モル%以下、5.0モル%以下、または1.0モル%以下の量でZrO2を含有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下、4.0モル%以上かつ9.0モル%以下、5.3モル%以上かつ8.1モル%以下、5.6モル%以上かつ8.0モル%以下、6.5モル%以上かつ8.0モル%以下、7.34モル%以上かつ7.98モル%以下、0.0モル%以上かつ11.0モル%以下、1.0モル%以上かつ5.0モル%以下、5.0モル%以上かつ8.0モル%以下、8.0モル%以上かつ8.1モル%以下、9.0モル%以上かつ10.0モル%以下の量でZrO2を含有することがある。
ガラス組成物は、酸化ハフニウム(HfO2)を含むことがある。酸化ハフニウムは、概して、本開示に記載された酸化ジルコニウムのように機能する。それに加え、HfO2は高価である。したがって、酸化ハフニウムの含有量は制限されるべきである、またはガラス組成物はHfO2を含まないことがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上から11.0モル%以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量でハフニア(HfO2)を含有することがある。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上、1.0モル%以上、4.0モル%以上、5.0モル%以上、5.3モル%以上、5.6モル%以上、6.5モル%以上、7.3モル%以上、8.0モル%以上、9.0モル%以上、または10.0モル%以上の量でHfO2を含有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物は、11.0モル%以下、10.0モル%以下、9.0モル%以下、8.1モル%以下、8.0モル%以下、5.0モル%以下、または1.0モル%以下の量でHfO2を含有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下、4.0モル%以上かつ9.0モル%以下、5.3モル%以上かつ8.1モル%以下、5.6モル%以上かつ8.0モル%以下、6.5モル%以上かつ8.0モル%以下、7.34モル%以上かつ7.98モル%以下、0.0モル%以上かつ11.0モル%以下、1.0モル%以上かつ5.0モル%以下、5.0モル%以上かつ8.0モル%以下、8.0モル%以上かつ8.1モル%以下、9.0モル%以上かつ10.0モル%以下の量でHfO2を含有することがある。
ガラス組成物はニオビア(Nb2O5)を含むことがある。ニオビアは、低密度を維持しつつ、ガラスの屈折率を増加させるために使用することができる。しかしながら、ニオビアは、チタニアと同じ方法で退色させることのできない黄色の着色をガラスに導入し得、これにより、特に、青色と紫外範囲で、透過率が低下し得る。ニオビアは、溶融物の結晶化および/または相分離をもたらせることがある。いくつかの実施の形態において、ガラスは、Nb2O5を実質的に含まないことがある。実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上から10.5モル%以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量でニオビア(Nb2O5)を含有することがある。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上、1.0モル%以上、2.5モル%以上、4.0モル%以上、4.5モル%以上、5.0モル%以上、5.1モル%以上、6.09モル%以上、7.5モル%以上、8.5モル%以上、9.5モル%以上、または10.0モル%以上の量でNb2O5を含有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物は、10.5モル%以下、10.0モル%以下、9.5モル%以下、9.25モル%以下、8.6モル%以下、8.5モル%以下、7.5モル%以下、6.7モル%以下、5.0モル%以下、または1.0モル%以下の量でNb2O5を含有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上かつ10.5モル%以下、0.0モル%以上かつ6.75モル%以下、2.5モル%以上かつ10.0モル%以下、4.0モル%以上かつ10.0モル%以下、4.5モル%以上かつ9.25モル%以下、5.0モル%以上かつ6.7モル%以下、5.1モル%以上かつ8.6モル%以下、6.09モル%以上かつ6.77モル%以下、0.0モル%以上かつ1.0モル%以下、7.5モル%以上かつ10.5モル%以下、7.5モル%以上かつ8.5モル%以下、8.5モル%以上かつ10.5モル%以下、8.5モル%以上かつ8.6モル%以下、8.6モル%以上かつ9.25モル%以下の量でNb2O5を含有することがある。
ガラス組成物はチタニア(TiO2)を含むことがある。屈折率を増加させるためにガラス中に典型的に使用されるレベルのTiO2および/またはNb2O5は、近紫外領域の透過率を減少させ、紫外線カットオフをより高い波長にシフトさせる傾向にある。したがって、TiO2の量は制限される。実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上から40.0モル%以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の量でチタニア(TiO2)を含有することがある。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上、1.0モル%以上、5.0モル%以上、20.0モル%以上、20.25モル%以上、22.0モル%以上、25.0モル%以上、30.0モル%以上、または35.0モル%以上の量でTiO2を含有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物は、40.0モル%以下、35.0モル%以下、30.0モル%以下、28.0モル%以下、27.5モル%以下、26.0モル%以下、25.5モル%以下、25.2モル%以下、25.0モル%以下、23.0モル%以下、20.0モル%以下、または5.0モル%以下の量でTiO2を含有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物は、0.0モル%以上かつ25.2モル%以下、1.0モル%以上かつ40.0モル%以下、20.0モル%以上かつ28.0モル%以下、20.0モル%以上かつ27.5モル%以下、20.25モル%以上かつ26.0モル%以下、20.25モル%以上かつ25.5モル%以下、20.47モル%以上かつ23.3モル%以下、22.0モル%以上かつ25.0モル%以下、0.0モル%以上かつ40.0モル%以下、0.0モル%以上かつ5.0モル%以下、5.0モル%以上かつ40.0モル%以下、20.0モル%以上かつ23.0モル%以下、23.0モル%以上かつ25.0モル%以下、25.0モル%以上かつ40.0モル%以下、25.0モル%以上かつ25.2モル%以下、25.2モル%以上かつ25.5モル%以下の量でTiO2を含有することがある。
いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物では、CaO+SrO+BaO+Y2O3の合計が、0.0モル%以上、または0.3モル%以上であることがある。
いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物では、La2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5の合計が、97.0モル%以上、98.0モル%以上、または99.0モル%以上であることがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物では、La2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5の合計が、97.0モル%以上かつ100モル%以下であることがある。
いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物では、La2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+BaO+Y2O3+CaO+Ga2O3+Gd2O3+ZnO+WO3+CeO2+SrO+Na2O+Ta2O5+Al2O3の合計が、99.0モル%以上、または99.5モル%以上であることがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物では、La2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+BaO+Y2O3+CaO+Ga2O3+Gd2O3+ZnO+WO3+CeO2+SrO+Na2O+Ta2O5+Al2O3の合計が、99.0モル%以上かつ100モル%以下であることがある。
いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物では、La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2の合計が、0.0モル%以上、または45.3モル%以上であることがある。
いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物では、La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5の合計が、99.0モル%以上、または99.5モル%以上であることがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物では、La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5の合計が、99.0モル%以上かつ100モル%以下であることがある。
いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物では、La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+CaO+BaOの合計が、99.0モル%以上、または99.5モル%以下であることがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物では、La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+CaO+BaOの合計が、99.0モル%以上かつ100モル%以下であることがある。
いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物では、La2O3+Yb2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2の合計が、0.0モル%以上、または45.3モル%以上であることがある。
いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物では、Nb2O5+ZrO2の合計が、0.0モル%以上、11.0モル%以上、または12.1モル%以上であることがある。
いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物では、R2O+ROの合計が、0.0モル%以上、10.0モル%以上、または20.0モル%以上であることがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物では、R2O+ROの合計が、25.0モル%以下、20.0モル%以下、10.0モル%以下、6.0モル%以下、または1.0モル%以下であることがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物では、R2O+ROの合計が、0.0モル%以上かつ25.0モル%以下、0.0モル%以上かつ6.0モル%以下、0.0モル%以上かつ1.0モル%以下、0.0モル%以上かつ20.0モル%以下、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下、10.0モル%以上かつ25.0モル%以下、または10.0モル%以上かつ20.0モル%以下であることがある。
いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物では、SiO2+B2O3の合計が、0.0モル%以上、10.0モル%以上、または20.0モル%以上であることがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラス組成物では、SiO2+B2O3の合計が、34.0モル%以下、または20.0モル%以下であることがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラス組成物では、SiO2+B2O3の合計が、0.0モル%以上かつ34.0モル%以下、または0.0モル%以上かつ20.0モル%以下、10.0モル%以上かつ34.0モル%以下、または10.0モル%以上かつ20.0モル%以下であることがある。
いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物では、SiO2+B2O3+P2O5の合計が、0.0モル%以上、または10.0モル%以上であることがある。
いくつかの実施の形態において、ガラス組成物では、差B2O3-SiO2に制限があることがある。本開示のガラスにおいて、B2O3の含有量がSiO2の含有量を著しく超えると、ガラスの化学的耐久性が悪化することがあり、ガラス形成溶融物が、時々、液液相分離する傾向にあることがあるのが経験的に分かった。その理由のために、いくつかの実施の形態において、差(B2O3-SiO2)は制限される。いくつかの他の実施の形態において、そのガラスでは、差B2O3-SiO2が7.0モル%以下であることがある。
いくつかの実施の形態において、ガラス組成物には、比SiO2/(SiO2+B2O3)に制限があることがある。SiO2およびB2O3は、ガラス組成物中に共に存在する場合、溶融物のガラス形成能力を改善し、液液相分離するのを防ぐことがあるのが経験的に分かった。比SiO2/(SiO2+B2O3)の値が高いと、化学的耐久性を改善するのに役立つことがあり、一方で、この比の値が低いと、高屈折率成分の溶解度が改善されることがある。いくつかの実施の形態において、そのガラスは、0.0以上、0.38以上、または0.5以上のモル%の比SiO2/(SiO2+B2O3)を有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラスは、0.75以下、0.5以下、または0.4以下のモル%の比SiO2/(SiO2+B2O3)を有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラスは、0.0以上かつ0.4以下、0.38以上かつ0.75以下、0.0以上かつ0.75以下、0.0以上かつ0.5以下、0.38以上かつ0.5以下、または0.38以上かつ0.4以下のモル%の比SiO2/(SiO2+B2O3)を有することがある。
いくつかの実施の形態において、ガラス組成物では、差TiO2-B2O3に制限があることがある。TiO2が低密度で高屈折率を与え、B2O3が低屈折率を与える限り、差(TiO2-B2O3)の値が大きいと、間接的に、屈折率と密度との間で、他の値が同程度であるときに、良好な関係を示す。いくつかの実施の形態において、そのガラスでは、差TiO2-B2O3が-6.0モル%以上であることがある。
いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、差TiO2-La2O3に制限があることがある。TiO2およびLa2O3の両方は、高い屈折率を与える。しかしながら、La2O3は、TiO2よりも高い青色の透過率を与える。したがって、差(TiO2-La2O3)の低い(負を含む)値は、間接的に、屈折率の所定の値で、潜在的により高い青色の透過率を示す。いくつかの他の実施の形態において、ガラスは、5.0モル%以下の差TiO2-La2O3を有することがある。
いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、差Y2O3-Gd2O3に制限があることがある。イットリアとガドリニアは、La2O3の代替物として使用することができる。それらの使用する場合、イットリアは、ガドリニアよりも低い密度を与える。したがって、密度を減少させるために、ガドリニアよりも、イットリアを添加することが好ましい。いくつかの実施の形態において、そのガラスは、-2.0モル%以上の差Y2O3-Gd2O3を有することがある。
いくつかの実施の形態において、ガラス組成物は、差SiO2+B2O3-TiO2に制限があることがある。差(SiO2+B2O3-TiO2)は、間接的に、SiO2+B2O3を添加した場合に増加する、ガラス形成能力と、TiO2を添加した場合に低下する、青色の透過率との間のトレードオフを特徴付ける。差(SiO2+B2O3-TiO2)の値がより大きいと、比較的高い青色の透過率で、ガラス形成能力を改善することができる。いくつかの実施の形態において、そのガラスは、7.05モル%以上の差SiO2+B2O3-TiO2を有することがある。
いくつかの実施の形態において、前記ガラスは、4.00g/cm3以上から6.00g/cm3以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の使途音での密度dRTを有することがある。いくつかの実施の形態において、そのガラスは、4.00g/cm3以上、4.50g/cm3以上、4.80g/cm3以上、5.00g/cm3以上、5.01g/cm3以上、5.40g/cm3以上、5.60g/cm3以上、または5.80g/cm3以上の室温での密度dRTを有することがある。いくつかの他の実施の形態において、そのガラスは、6.00g/cm3以下、5.80g/cm3以下、5.60g/cm3以下、5.50g/cm3以下、5.40g/cm3以下、5.30g/cm3以下、5.12g/cm3以下、5.00g/cm3以下、または4.50g/cm3以下の室温での密度dRTを有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラスは、4.00g/cm3以上から6.00g/cm3、4.50g/cm3以上かつ5.50g/cm3以下、4.00g/cm3以上かつ4.50g/cm3以下、4.50g/cm3以上かつ6.00g/cm3以下、4.50g/cm3以上かつ5.00g/cm3以下、5.00g/cm3以上かつ5.12g/cm3以下、5.12g/cm3以上かつ6.00g/cm3以下、5.12g/cm3以上かつ5.30g/cm3以下、5.30g/cm3以上かつ5.40g/cm3以下、5.00g/cm3以上かつ5.80g/cm3以下、5.30g/cm3以上かつ5.90g/cm3以下、5.30g/cm3以上かつ5.70g/cm3以下、5.30g/cm3以上かつ5.50g/cm3以下、4.73g/cm3以上かつ5.42g/cm3以下の室温での密度dRTを有することがある。
いくつかの実施の形態において、そのガラスは、1.950以上から2.070以下、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲にある、587.56nmでの屈折率を有することがある。いくつかの実施の形態において、そのガラスは、1.950以上、2.000以上、2.010以上、2.030以上、または2.050以上の、587.56nmでの屈折率を有することがある。いくつかの他の実施の形態においてそのガラスは、2.070以下、2.050以下、2.030以下、2.010以下、または2.000以下の、587.56nmでの屈折率を有することがある。いくつかの追加の実施の形態において、そのガラスは、1.950以上かつ2.070以下、1.950以上かつ2.000以下、2.000以上かつ2.070以下、2.000以上かつ2.010以下、2.010以上かつ2.070以下、2.010以上かつ2.030以下、2.030以上かつ2.070以下、2.030以上かつ2.050以下の、587.56nmでの屈折率を有することがある。
いくつかの実施の形態において、そのガラスは、1260℃以下の液相温度Tliqを有することがある。
いくつかの実施の形態において、そのガラスは、85%以上の、460nmの波長での透過率TX460 nmを有することがある。
いくつかの実施の形態において、そのガラスは、0.000以上の数量nd-(1.207+0.155*dRT)を有することがある。
いくつかの実施の形態において、そのガラスは、0.000以上の数量nd-(1.217+0.155*dRT)を有することがある。
いくつかの実施の形態において、そのガラスは、0.000以上の数量(nd-1)/dRT-(0.196+0.0016*(TiO2-La2O3))を有することがある。
いくつかの実施の形態において、そのガラスは、0.000以上の数量(nd-1)/dRT-(0.199+0.0016*(TiO2-La2O3))を有することがある。
いくつかの実施の形態において、そのガラスは、0.000以上の数量(nd-1)/dRT-(0.199+0.0025*(TiO2-La2O3))を有することがある。
いくつかの実施の形態において、そのガラスは、0.000以上の数量(nd-1)/dRT-(0.204+0.0025*(TiO2-La2O3))を有することがある。
屈折率nd、密度dRT、および屈折(nd-1)/dRTは、前記ガラス組成物から予測されるガラスの性質である。下記の実施例のセクションにおける本開示の例示のガラスおよび文献に報告された他のガラス組成物の線形回帰分析を行って、屈折率nd、密度、および屈折の組成依存性を予測できる式を決定した。
下記の表1に規定された基準を満たし、関心のある性質の測定値を有するガラス組成物の訓練データ集合(各性質(nd、密度および屈折)について、約100のガラス組成物)を、公表されているSciGlass Information Systemデータベースに提示された文献データ、およびここに提示された実施の形態からの例示のガラスから、無作為に選択した。先に特定されたデータ集合に対する線形回帰分析を使用して、有意ではない変数と異常値を排除して、式を決定した。得られた式が、下記の表2に提示されている。同じ基準を満たすガラス組成物の別の一部が、予め規定された組成範囲内に入る能力を評価するための検証データ集合として使用した。これは、表2に規定された標準偏差に相当する。またSciGlass Information Systemから無作為に選択された、従来技術のガラス組成物の外部データ集合を使用して、妥当な精度で、既定の組成範囲の外部にある性質を予測する能力を評価した。表2に規定された上述した回帰式に対応する、各性質に最良の確率変数を決定するために、このプロセスを何回も反復した。
訓練データ集合、検証データ集合、および外部データ集合を含む、線形回帰モデル化に使用した比較のガラス組成物のデータを、公表されているSciGlass Information Systemデータベースから得た。下記の式(I)、(II)および(III)は、線形回帰分析から得て、ガラスの、それぞれ、屈折率nd、密度dRTおよび屈折(nd-1)/dRTを予測するために使用した:
式(I)、(II)および(III)並びに表1および2において、屈折率パラメータPnは、モル%で表されるガラス組成物の成分から計算される、587.56nmでの屈折率ndを予測するパラメータであり;密度パラメータPdは、モル%で表されるガラス組成物の成分から計算される、g/cm3の単位で表される室温での密度dRTを予測するパラメータであり;屈折パラメータPrefは、モル%で表されるガラス組成物の成分から計算される、cm3/gの単位で表される屈折率対密度比(「屈折」)(nd-1)/dRTを予測するパラメータである。
式(I)、(II)および(III)において、ガラス組成物の各成分は、化学式に関して列挙されており、ここで、化学式は、モル%で表される成分の濃度を称する。例えば、式(I)、(II)および(III)の目的について、La2O3は、ガラス組成物中のモル%で表されるLa2O3の濃度を称する。式(I)、(II)および(III)に列挙された全ての成分が、必ずしも、特定のガラス組成物中に存在する訳ではなく、式(I)、(II)および(III)は、その式に列挙された成分を全てではなく一部を含有するガラス組成物について同等に有効であることが理解されよう。式(I)、(II)および(III)は、式に列挙された成分に加え、複数の成分を含有する本開示の範囲および請求項に入るガラス組成物についても有効であることがさらに理解されよう。式(I)、(II)および(III)に列挙された成分が、特定のガラス組成物中に存在しない場合、ガラス組成物中のその成分の濃度は0モル%であり、式から計算される値に対するその成分の寄与はゼロである。
図1は、いくつかの文献のガラス(「比較のガラス」)およびいくつかの例示のガラス(「例示のガラス」)に関する測定屈折率ndの関数としての式(I)で計算されたパラメータPnのプロットである。図1のデータで示されるように、パラメータPnの組成依存性は、表2に規定された標準誤差に相当する、ガラスの大半に関する測定ndの±0.017単位の範囲内の誤差を有した。
図2は、いくつかの文献のガラス(「比較のガラス」)およびいくつかの例示のガラス(「例示のガラス」)に関する測定密度dRTの関数としての式(II)で計算されたパラメータPdのプロットである。図2のデータで示されるように、パラメータPdの組成依存性は、表2に規定された標準誤差に相当する、ガラスの大半に関する測定dRTの±0.076単位の範囲内の誤差を有した。
図3は、いくつかの文献のガラス(「比較のガラス」)およびいくつかの例示のガラス(「例示のガラス」)に関する測定屈折(nd-1)/dRTの関数としての式(III)で計算されたパラメータPrefのプロットである。図3のデータで示されるように、パラメータPrefの組成依存性は、表2に規定された標準誤差に相当する、ガラスの大半に関する測定屈折(nd-1)/dRTの±0.0031単位の範囲内の誤差を有した。
表3では、本開示のいくつかの実施の形態による成分とそれぞれの量の組合せが特定されている。表3の例示のガラスAは、ここに記載されたように、本開示の任意の態様による追加の成分を含むことがある。
本開示の実施の形態による例示のガラスAは、以下の条件:
Y2O3-Gd2O3[モル%]≧-2.0
を満たすことがあり、式中、化学式は、モル%で表される、ガラス中の成分の量を称する。
Y2O3-Gd2O3[モル%]≧-2.0
を満たすことがあり、式中、化学式は、モル%で表される、ガラス中の成分の量を称する。
本開示のいくつかの実施の形態によれば、例示のガラスAは、4から6の室温での密度dRT[g/cm3]も有することがある。
本開示のいくつかの実施の形態によれば、例示のガラスAは、以下の式:
nd-(1.207+0.155*dRT)>0.000
も満たすことがあり、式中、ndは587.56nmでの屈折率であり、dRTは室温での密度である。
nd-(1.207+0.155*dRT)>0.000
も満たすことがあり、式中、ndは587.56nmでの屈折率であり、dRTは室温での密度である。
本開示のいくつかの実施の形態によれば、例示のガラスAは、以下の式:
nd-(1.217+0.155*dRT)>0.000
も満たすことがあり、式中、ndは587.56nmでの屈折率であり、dRTは室温での密度である。
nd-(1.217+0.155*dRT)>0.000
も満たすことがあり、式中、ndは587.56nmでの屈折率であり、dRTは室温での密度である。
表4では、本開示のいくつかの実施の形態による成分とそれぞれの量の組合せが特定されている。表4の例示のガラスBは、ここに記載されたように、本開示の任意の態様による追加の成分を含むことがある。
本開示のいくつかの実施の形態による例示のガラスBは、以下の条件:
SiO2+B2O3-TiO2[モル%]≧7.05
を満たすことがあり、式中、化学式は、モル%で表される、ガラス中の成分の量を称する。
SiO2+B2O3-TiO2[モル%]≧7.05
を満たすことがあり、式中、化学式は、モル%で表される、ガラス中の成分の量を称する。
本開示のいくつかの実施の形態によれば、例示のガラスBは、以下の条件:
B2O3-SiO2[モル%]≦7.0
も満たすことがあり、式中、化学式は、モル%で表される、ガラス中の成分の量を称する。
B2O3-SiO2[モル%]≦7.0
も満たすことがあり、式中、化学式は、モル%で表される、ガラス中の成分の量を称する。
本開示のいくつかの実施の形態によれば、例示のガラスBは、以下の式:
(nd-1)/dRT-(0.196+0.0016*(TiO2-La2O3))>0.000
も満たすことがあり、式中、(nd-1)/dRTは、屈折率対密度比(「屈折」)である。
(nd-1)/dRT-(0.196+0.0016*(TiO2-La2O3))>0.000
も満たすことがあり、式中、(nd-1)/dRTは、屈折率対密度比(「屈折」)である。
本開示のいくつかの実施の形態によれば、例示のガラスBは、以下の式:
(nd-1)/dRT-(0.199+0.0016*(TiO2-La2O3))>0.000
も満たすことがあり、式中、(nd-1)/dRTは、屈折率対密度比(「屈折」)である。
(nd-1)/dRT-(0.199+0.0016*(TiO2-La2O3))>0.000
も満たすことがあり、式中、(nd-1)/dRTは、屈折率対密度比(「屈折」)である。
表5に、本開示のいくつかの実施の形態による成分とそれぞれの量の組合せが特定されている。表5の例示のガラスCは、ここに記載されたような本開示の任意の態様による追加の成分を含むことがある。
本開示の実施の形態による例示のガラスCは、以下の条件:
TiO2-B2O3[モル%]≧-6.0
を満たすことがあり、式中、化学式は、モル%で表される、ガラス中の成分の量を称する。
TiO2-B2O3[モル%]≧-6.0
を満たすことがあり、式中、化学式は、モル%で表される、ガラス中の成分の量を称する。
本開示のいくつかの実施の形態によれば、例示のガラスCは、以下の条件:
TiO2-La2O3[モル%]≦5.0
も満たすことがあり、式中、化学式は、モル%で表される、ガラス中の成分の量を称する。
TiO2-La2O3[モル%]≦5.0
も満たすことがあり、式中、化学式は、モル%で表される、ガラス中の成分の量を称する。
本開示のいくつかの実施の形態によれば、例示のガラスCは、以下の式:
(nd-1)/dRT-(0.199+0.0025*(TiO2-La2O3))>0.000
も満たすことがあり、式中、(nd-1)/dRTは、屈折率対密度比(「屈折」)である。
(nd-1)/dRT-(0.199+0.0025*(TiO2-La2O3))>0.000
も満たすことがあり、式中、(nd-1)/dRTは、屈折率対密度比(「屈折」)である。
本開示のいくつかの実施の形態によれば、例示のガラスCは、以下の式:
(nd-1)/dRT-(0.204+0.0025*(TiO2-La2O3))>0.000
も満たすことがあり、式中、(nd-1)/dRTは、屈折率対密度比(「屈折」)である。
(nd-1)/dRT-(0.204+0.0025*(TiO2-La2O3))>0.000
も満たすことがあり、式中、(nd-1)/dRTは、屈折率対密度比(「屈折」)である。
以下の実施例は、本開示により与えられる様々な特徴と利点を記載しており、本発明と付随の特許請求の範囲を限定することは決して意図されていない。
本開示のいくつかの例示のガラスのガラス試料を調製するために、各試料(バッチ配合された状態の組成物中の意図する成分の含有量は、99.99質量%超であった)を約15グラム、1時間に亘り白金または白金-ロジウム坩堝(Pt:Rh=80:20)内で約1300℃の温度でバッチ原材料から溶融した。2つの制御された冷却条件を適用した。第1の条件(「15分試験」または「15分失透(devit)試験」と称される)において、冷却条件を、炉内の空気中で試料が1100℃から500℃に冷めるのに約15分かかるように制御した。第2の条件(「2.5分試験」または「2.5分失透試験」と称される)において、冷却条件を、炉内の空気中で試料が1100℃から500℃に冷めるのに約2.5分かかるように制御した。温度の読み取り値は、炉の温度を直接読み取って、または換算表でIRカメラの読み取り値を使用して、得た。第1の条件(15分試験)は、1000℃の温度で300℃/分までの冷却速度にほぼ相当し、第2の試験は、1000℃(1000℃の温度は、冷却速度が最大値に到達すると予測される温度に相当した)で600℃/分までの冷却速度にほぼ相当する。温度がより低い場合、冷却速度も著しく低下する。第1と第2の冷却方式の典型的なスケジュールが、図4に示されている。これの試料について、「15分失透試験」および「2.5分失透試験」と称される観察が、下記の表6に規定されている;ガラス組成物が表示の失透試験に合格した(組成物の溶融物が、100倍から500倍の倍率で光学顕微鏡で目に見える結晶を含まないガラスを形成した場合に、その組成物が表示の失透試験に合格したと考えられる)ことを示すために、観察「1」が使用される。ガラス組成物が表示の失透試験に失格したことを示すために、観察「0」が使用される。
特に明記のない限り、本開示の例示のガラスに関する他のガラス試料を調製するために、純粋な白金坩堝内で1キログラムの成分のバッチを調製した。その坩堝を、1250℃の温度に設定した炉に入れ、その後、炉の温度を1300℃に上昇させ、2時間に亘り1300℃に保持した。次に、炉の温度を1250℃に低下させ、1時間に亘りこの温度でガラスを平衡化させ、その後、スチール製テーブル上に注ぎ、続いて、1時間に亘りTgで徐冷した。
特に明記のない限り、本開示の例示のガラスに関するいくつかの追加の試料を調製するために、純粋な白金坩堝内で1キログラムの成分のバッチを調製した。その坩堝を、1300℃と1400℃の間の温度に設定した炉に3時間に亘って入れ、その後、スチール製テーブル上に注ぎ、続いて、1時間に亘りTgで徐冷した。
いくつかの試験溶融物を、ジュール効果で加熱された「1リットル」白金坩堝内でも溶融させた。この過程中、約4800gの原材料を使用した。坩堝は、1250℃と1300℃の間の温度で1.5時間で満たされた。次に、試料を1300℃と1375℃の間の温度に加熱し、1時間に亘り保持した。この工程中、ガラスは60rpmで連続撹拌した。次に、試料を1250℃と1310℃の間の温度に冷却し、30分に亘り平衡化させ、撹拌速度を20rpmに低下させた。供給管を1250℃と1310℃の間に温度に加熱し、ガラスを、冷えたグラファイト製テーブル上に注型した。ガラスを、厚さ約25mm、幅50mm、長さ90cmの棒材に形成した。調製された棒材を光学顕微鏡で検査して、結晶化をチェックした。それらの棒材は、全て結晶を含まなかった。光学顕微鏡で観察したガラス品質は、棒材には脈理と気泡がなく、良好であった。大雑把な徐冷のために、ガラスを1時間に亘り焼き鈍し炉にTgで入れた。次に、棒材をTgで1時間に亘り静止炉内で徐冷し、次いで、温度を1℃/分で低下させた。
試料のいくつかを、透過率を改善するために、溶融後に退色させた。退色過程は、500℃と、結晶化開始温度Txとの間の温度で行った。温度が約500℃より低い場合、退色過程は、速度が遅いために、長くかかりすぎることがある。退色の温度がTxを超えると、熱処理したときに、ガラスが結晶化することがある。退色温度が高いほど、退色過程が速く進行するが、結果として得られる透過率の値が低くなり得る。したがって、退色の温度と時間は、24時間以下、または48時間以下、または96時間以下など、妥当な時間内で許容できる透過率になるように選択した。
いくつかの例示のガラスをNano-Strip 2X(登録商標)洗浄液に曝した。乾燥した試料を、400rpmの速度で撹拌しながら、70℃で50分間に亘り600mlの「Nano-Strip 2X」洗浄液(Capitol Scientific、85%のH2SO4および1%未満のH2O2)中に沈めた。この試験に使用した表面積対体積比は、0.08cm-1である。50分後、試料を脱イオン水中で急冷し、18MΩの水中で濯ぎ、次いで、高純度窒素ガスで乾燥させ、デシケーター内に一晩置いた。表面積に対して標準化された質量損失(mg/cm2)および質量損失百分率(質量%)を計算した。
試験試料の化学分析は行わなかった。何故ならば、独立した溶融で調製した類似の試料について、XRF法(X線蛍光-B2O3およびLi2Oを除いて、全ての酸化物について)、ICP-OES法(誘導結合プラズマ発光分光法-B2O3について)、およびFES法(フレーム発光分光析-Li2Oについて)により化学分析を行ったからである。これらの分析により、同等に約1モル%未満であるNb2O5などの主成分について、±2.0質量%以内の、バッチ配合した組成からの偏差が得られた。
表6および7において、下付文字を伴う略称「n」は、nmで表された対応する波長での屈折率を称する;例えば、n632.8nmは、632.8nmの波長での屈折率を称する。Txは、結晶化開始温度を称する。TX460 nmは、退色後の460nmの波長での、厚さ10mmのガラス試料の全透過率を称する。全透過率は、フレネル損失について補正されていない透過率を称し、Cary 5000分光計で測定した。
下記の表7には、比較のガラスC1~C32のガラス組成と性質が列挙されている。
表7に列挙された比較のガラスの各々に関する参照文献は、以下のとおりである:[1]SP20-266PZ;[2]SP21-055PZ;[3]米国特許第4584279A号明細書;[4]米国特許第8661853B2号明細書;[5]米国特許第8728963B2号明細書;[6]国際公開第2012/099168A1号;[7]中国特許第111320384号明細書;[8]台湾特許出願公開第202012333号明細書;[9]米国特許第4439531A号明細書;[10]米国特許第9487432B2号明細書;[11]国際公開第2020/045417A1号。
図5は、例示のガラスのいくつかおよび比較のガラスのいくつかに関する密度パラメータPdと屈折率パラメータPnとの間の関係を示すプロットである。例示のガラス(黒丸)は、表6からの例2、4、6、9、11、16から18、20、22、25から47、49、50および53から55である。比較のガラス(白丸)は、表7からの例C1からC6である。室温での密度を予測する密度パラメータPdは、式(II)にしたがって決定した。587.56nmでの屈折率を予測する屈折率パラメータPnは、式(I)にしたがって決定した。図5に示された例示のガラスと比較のガラスの全ては、表8に特定された特徴を有している。表8において、仕様「限定せず」は、組成を選択するときに、検討しなかった限定を称する。
表8に規定された特徴を有する公知のガラスの中でも、密度パラメータPdの同程度の値で最高の屈折率パラメータPnを有するものとして、先に列挙された比較のガラスを選択した。
図5に示された式y=1.207+0.155*xに相当する線は、表8に規定された特徴を有する比較のガラスと、本開示による例示のガラス2、4、6、9、11、16から18、20、22、25から47、49、50および53から55との間の差の視覚表示を与える。図5から分かるように、上述した例示のガラス(黒丸)は、yが屈折率パラメータPnに対応し、xが密度パラメータPdに対応する、線y=1.207+0.155*xより上にあり、図5に示された比較のガラス(白丸)のいずれも、上にはない。言い換えると、図5に示された例示のガラスのいくつかは、以下の式(IV)(a):
Pn-(1.207+0.155*Tliq)>0.00 (IV)(a)
を満たし、図5に示された比較のガラスのいずれも、この式を満たさない。
Pn-(1.207+0.155*Tliq)>0.00 (IV)(a)
を満たし、図5に示された比較のガラスのいずれも、この式を満たさない。
これも図5から分かるように、図5に示された例示のガラスのいくつかは、yが屈折率パラメータPnに対応し、xが密度パラメータPdに対応する、線y=1.217+0.155*xより上にあり、図5に示された比較のガラスのいずれも、上にはない。言い換えると、図5に示された例示のガラスのいくつかは、以下の式(IV)(b):
Pn-(1.217+0.155*Pd)>0.00 (IV)(b)
を満たし、図5に示された比較のガラスのいずれも、この式を満たさない。
Pn-(1.217+0.155*Pd)>0.00 (IV)(b)
を満たし、図5に示された比較のガラスのいずれも、この式を満たさない。
図5に示された実施例は、予測により、表8に規定された特徴を有する最良の公知の比較のガラスに対して、PdとPnの組合せに関して、優れている。
図6は、例示のガラスのいくつかと比較のガラスのいくつかに関する、dRTとndとの間の関係を示すプロットである。例示のガラス(黒丸)は、表6からの例2、16から18および25から33である。比較のガラス(白丸)は、表7からの例C1、C5およびC6である。図6に示された例示のガラスと比較のガラスの全ては、表9に規定された特徴を有する。表9において、仕様「限定せず」は、組成を選択するときに、検討しなかった限定を称する。
表9に規定された上述の特徴を有する公知のガラスの中でも、dRTの同程度の値で、ndの最高の測定値を有するものとして、先に列挙された比較のガラスを選択した。
図6に示された式y=1.207+0.155*xに相当する線は、表9に規定された特徴を有する比較のガラスと、例示のガラス2、16から18および25から33との間の差の視覚表示を与える。図6から分かるように、上述した例示のガラス(黒丸)は、yがndに対応し、xがdRTに対応する、線y=1.207+0.155*xより上にあり、図6に示された比較のガラス(白丸)のいずれも、上にはない。言い換えると、図6に示された例示のガラスのいくつかは、以下の式(V)(a):
nd-(1.207+0.155*dRT)>0.00 (V)(a)
を満たし、図6に示された比較のガラスのいずれも、この式を満たさない。
nd-(1.207+0.155*dRT)>0.00 (V)(a)
を満たし、図6に示された比較のガラスのいずれも、この式を満たさない。
これも図6から分かるように、図6に示された例示のガラスのいくつかは、yがndに対応し、xがdRTに対応する、線y=1.217+0.155*xより上にあり、図6に示された比較のガラスのいずれも、上にはない。言い換えると、図6に示された例示のガラスのいくつかは、以下の式(V)(b):
nd-(1.217+0.155*dRT)>0.00 (V)(b)
を満たし、図6に示された比較のガラスのいずれも、この式を満たさない。
nd-(1.217+0.155*dRT)>0.00 (V)(b)
を満たし、図6に示された比較のガラスのいずれも、この式を満たさない。
図6に示された実施例は、測定により、表9に規定された特徴を有する最良の公知の比較のガラスに対して、dRTとndの組合せに関して、優れている。
図5および6にプロットされた比較のガラスC1からC6に関する、表8と9および式(IV)(a)、(IV)(b)、(V)(a)および(V)(b)に規定された全ての属性の値が、下記の表10に提示されている。比較例のガラスの全ての組成物は、表7に提示されている。本開示の例示のガラスの全ての組成物および上述した属性は、表6に提示されている。
図5および6から得られるように、性質の予測データと測定データの両方により、例示のガラスのいくつかは、表8および9に規定された特徴を有する比較のガラスの最良のものよりも良好なdRTとndの組合せを有することが確認される。
本開示のガラスの2つの主要な高屈折率成分は、チタニア(TiO2)と酸化ランタン(La2O3)である。TiO2は、より低い密度で高い屈折率を与えるが、青色の透過率をある程度低下させることがある。La2O3は、より高い青色の透過率を与えるが、密度を増加させることがある。本開示のガラスのいくつかには、以下の3つの属性の有利な組合せがある:差(TiO2-La2O3)の所定の値で、より高い「屈折」(nd-1)/dRTの値をもたらす、屈折率nd、密度dRTおよび透過率。本開示の実施の形態において、B2O3、SiO2、Nb2O5、CaO、BaO、Y2O3および/または他の酸化物などの他の成分が、ガラス組成物に添加されることがある。しかしながら、これらの成分が高濃度で添加されると、屈折率が低下するか、または液相温度が上昇し、これにより、ガラス組成物のガラス形成能力が損なわれるか、または液液相分離が促進それることがあり、これにより、冷却の際にガラス形成溶融物の結晶化する、および/または透過率が低下することがある。したがって、本開示のガラス組成物中のこれらの成分の含有量は、制限される。
図7は、例示のガラスのいくつかと比較のガラスのいくつかに関する、差TiO2-La2O3と屈折パラメータPrefとの間の関係を示すプロットである。例示のガラス(黒丸)は、表6からの例1、4から6、14、30、35、36および56から58である。比較のガラス(白丸)は、表7からの例C7からC16である。屈折率対密度比(「屈折」)を予測する屈折パラメータPrefは、式(III)にしたがって決定した。図7に示された例示のガラスと比較のガラスの全ては、表11に規定された特徴を有する。表11において、仕様「限定せず」は、組成を選択するときに、検討しなかった限定を称する。
表11に規定された上述の特徴を有する公知のガラスの中でも、差TiO2-La2O3の同程度の値で、最高の屈折パラメータPrefを有するものとして、先に列挙された比較のガラスを選択した。
図7に示された式y=0.196+0.0016*xに相当する線は、表11に規定された特徴を有する比較のガラスと、例示のガラス1、4から6、14、30、35、36および56から58との間の差の視覚表示を与える。図7から分かるように、上述した例示のガラス(黒丸)は、yが屈折パラメータPrefに対応し、xが差TiO2-La2O3に対応する、線y=0.196+0.0016*xより上にあり、図7に示された比較のガラス(白丸)のいずれも、上にはない。言い換えると、図7に示された例示のガラスのいくつかは、以下の式(VI)(a):
Pref-(0.196+0.0016*(TiO2-La2O3))>0.0 (VI)(a)
を満たし、図7に示された比較のガラスのいずれも、この式を満たさない。
Pref-(0.196+0.0016*(TiO2-La2O3))>0.0 (VI)(a)
を満たし、図7に示された比較のガラスのいずれも、この式を満たさない。
これも図7から分かるように、図7に示された例示のガラスのいくつかは、yが屈折パラメータPrefに対応し、xが差TiO2-La2O3に対応する、線y=0.199+0.0016*xより上にあり、図7に示された比較のガラスのいずれも、上にはない。言い換えると、図7に示された例示のガラスのいくつかは、以下の式(VI)(b):
Pref-(0.199+0.0016*(TiO2-La2O3))>0.0 (VI)(b)
を満たし、図7に示された比較のガラスのいずれも、この式を満たさない。
Pref-(0.199+0.0016*(TiO2-La2O3))>0.0 (VI)(b)
を満たし、図7に示された比較のガラスのいずれも、この式を満たさない。
図7に示された実施例は、予測により、表11に規定された特徴を有する最良の公知の比較のガラスに対して、TiO2-La2O3とPrefの組合せに関して、優れている。
図8は、例示のガラスのいくつかと比較のガラスのいくつかに関する、差TiO2-La2O3と屈折率対密度比(「屈折」)(nd-1)/dRTとの間の関係を示すプロットである。例示のガラス(黒丸)は、表6からの例1から30である。比較のガラス(白丸)は、表7からの例C8、C9およびC11からC17である。図8に示された例示のガラスと比較のガラスの全ては、表11に規定された特徴を有する。表11において、仕様「限定せず」は、組成を選択するときに、検討しなかった限定を称する。
表11に規定された上述の特徴を有する公知のガラスの中でも、差TiO2-La2O3の同程度の値で、屈折率対密度比(「屈折」)(nd-1)/dRTの最高の測定値を有するものとして、先に列挙された比較のガラスを選択した。
図8に示された式y=0.196+0.0016*xに相当する線は、表11に規定された特徴を有する比較のガラスと、例示のガラス1から30との間の差の視覚表示を与える。図8から分かるように、上述した例示のガラス(黒丸)は、yが(nd-1)/dRTに対応し、xが差TiO2-La2O3に対応する、線y=0.196+0.0016*xより上にあり、図8に示された比較のガラス(白丸)のいずれも、上にはない。言い換えると、図8に示された例示のガラスのいくつかは、以下の式(VII)(a):
(nd-1)/dRT-(0.196+0.0016*(TiO2-La2O3))>0.0 (VII)(a)
を満たし、図8に示された比較のガラスのいずれも、この式を満たさない。
(nd-1)/dRT-(0.196+0.0016*(TiO2-La2O3))>0.0 (VII)(a)
を満たし、図8に示された比較のガラスのいずれも、この式を満たさない。
これも図8から分かるように、図8に示された例示のガラスのいくつかは、yが(nd-1)/dRTに対応し、xが差TiO2-La2O3に対応する、線y=0.199+0.0016*xより上にあり、図8に示された比較のガラスのいずれも、上にはない。言い換えると、図8に示された例示のガラスのいくつかは、以下の式(VII)(b):
(nd-1)/dRT-(0.199+0.0016*(TiO2-La2O3))>0.0 (VII)(b)
を満たし、図8に示された比較のガラスのいずれも、この式を満たさない。
(nd-1)/dRT-(0.199+0.0016*(TiO2-La2O3))>0.0 (VII)(b)
を満たし、図8に示された比較のガラスのいずれも、この式を満たさない。
図8に示された実施例は、測定により、表11に規定された特徴を有する最良の公知の比較のガラスに対して、TiO2-La2O3と(nd-1)/dRTの組合せに関して、優れている。
図7および8にプロットされた比較のガラスC7からC17に関する、表11および式(VI)(a)、(VI)(b)、(VII)(a)および(VII)(b)に規定された全ての属性の値が、下記の表12に提示されている。比較例のガラスの全ての組成物は、表7に提示されている。本開示の例示のガラスの全ての組成物および上述した属性は、表6に提示されている。
図7および8から得られるように、性質の予測データと測定データの両方により、例示のガラスのいくつかは、表11に規定された特徴を有する比較のガラスの最良のものよりも良好な(nd-1)/dRTの組合せを有することが確認される。
下記には、ガラスが、TiO2、La2O3およびB2O3のバランスのために、-2.0モル%以下、または-3.0モル%以下、またさらには-4.0モル%以下など、比較的大きい負の値を含む、差(TiO2-La2O3)のより低い値で、「屈折」(nd-1)/dRTの比較的高い値を有する、組成空間が検討されている。La2O3の含有量が比較的多いこれらのガラスは、それでも、高屈折率、高透過率および許容できる高いガラス形成能力で、比較的低い密度を有する。
図9は、例示のガラスのいくつかと比較のガラスのいくつかに関する、差TiO2-La2O3と屈折パラメータPrefとの間の関係を示すプロットである。例示のガラス(黒丸)は、表6からの例1、2、4、5、8から15、18から20、22、24、25、30、35から40、45および50である。比較のガラス(白丸)は、表7からの例C7、C12、およびC18からC25である。屈折率対密度比(「屈折」)を予測する屈折パラメータPrefは、式(III)にしたがって決定した。図9に示された例示のガラスと比較のガラスの全ては、表13に規定された特徴を有する。表13において、仕様「限定せず」は、組成を選択するときに、検討しなかった限定を称する。
表13に規定された上述の特徴を有する公知のガラスの中でも、差TiO2-La2O3の同程度の値で、最高の屈折パラメータPrefを有するものとして、先に列挙された比較のガラスを選択した。
図9に示された式y=0.199+0.0025*xに相当する線は、表13に規定された特徴を有する比較のガラスと、例示のガラス1、2、4、5、8から15、18から20、22、24、25、30、35から40、45および50との間の差の視覚表示を与える。図9から分かるように、上述した例示のガラス(黒丸)は、yが屈折パラメータPrefに対応し、xが差TiO2-La2O3に対応する、線y=0.199+0.0025*xより上にあり、図9に示された比較のガラス(白丸)のいずれも、上にはない。言い換えると、図9に示された例示のガラスのいくつかは、以下の式(VIII)(a):
Pref-(0.199+0.0025*(TiO2-La2O3))>0.0 (VIII)(a)
を満たし、図9に示された比較のガラスのいずれも、この式を満たさない。
Pref-(0.199+0.0025*(TiO2-La2O3))>0.0 (VIII)(a)
を満たし、図9に示された比較のガラスのいずれも、この式を満たさない。
これも図9から分かるように、図9に示された例示のガラスのいくつかは、yが屈折パラメータPrefに対応し、xが差TiO2-La2O3に対応する、線y=0.204+0.0025*xより上にあり、図9に示された比較のガラスのいずれも、上にはない。言い換えると、図9に示された例示のガラスのいくつかは、以下の式(VIII)(b):
Pref-(0.204+0.0025*(TiO2-La2O3))>0.0 (VIII)(b)
を満たし、図9に示された比較のガラスのいずれも、この式を満たさない。
Pref-(0.204+0.0025*(TiO2-La2O3))>0.0 (VIII)(b)
を満たし、図9に示された比較のガラスのいずれも、この式を満たさない。
図9に示された実施例は、予測により、表13に規定された特徴を有する最良の公知の比較のガラスに対して、TiO2-La2O3とPrefの組合せに関して、優れている。
図10は、例示のガラスのいくつかと比較のガラスのいくつかに関する、差TiO2-La2O3と屈折率対密度比(「屈折」)(nd-1)/dRTとの間の関係を示すプロットである。例示のガラス(黒丸)は、表6からの例1、2、15、18、19、24、25および30である。比較のガラス(白丸)は、表7からの例C12、C21、C24およびC26からC32である。図10に示された例示のガラスと比較のガラスの全ては、表13に規定された特徴を有する。表13において、仕様「限定せず」は、組成を選択するときに、検討しなかった限定を称する。
表13に規定された上述の特徴を有する公知のガラスの中でも、差TiO2-La2O3の同程度の値で、屈折率対密度比(「屈折」)(nd-1)/dRTの最高の測定値を有するものとして、先に列挙された比較のガラスを選択した。
図10に示された式y=0.199+0.0025*xに相当する線は、表13に規定された特徴を有する比較のガラスと、例示のガラス1、2、15、18、19、24、25および30との間の差の視覚表示を与える。図10から分かるように、上述した例示のガラス(黒丸)は、yが(nd-1)/dRTに対応し、xが差TiO2-La2O3に対応する、線y=0.199+0.0025*xより上にあり、図10に示された比較のガラス(白丸)のいずれも、上にはない。言い換えると、図10に示された例示のガラスのいくつかは、以下の式(IX)(a):
(nd-1)/dRT-(0.199+0.0025*(TiO2-La2O3))>0.0 (IX)(a)
を満たし、図10に示された比較のガラスのいずれも、この式を満たさない。
(nd-1)/dRT-(0.199+0.0025*(TiO2-La2O3))>0.0 (IX)(a)
を満たし、図10に示された比較のガラスのいずれも、この式を満たさない。
これも図10から分かるように、図10に示された例示のガラスのいくつかは、yが(nd-1)/dRTに対応し、xが差TiO2-La2O3に対応する、線y=0.204+0.0025*xより上にあり、図10に示された比較のガラスのいずれも、上にはない。言い換えると、図10に示された例示のガラスのいくつかは、以下の式(IX)(b):
(nd-1)/dRT-(0.204+0.0025*(TiO2-La2O3))>0.0 (IX)(b)
を満たし、図10に示された比較のガラスのいずれも、この式を満たさない。
(nd-1)/dRT-(0.204+0.0025*(TiO2-La2O3))>0.0 (IX)(b)
を満たし、図10に示された比較のガラスのいずれも、この式を満たさない。
図10に示された実施例は、測定により、表13に規定された特徴を有する最良の公知の比較のガラスに対して、TiO2-La2O3と(nd-1)/dRTの組合せに関して、優れている。
図9および10にプロットされた比較のガラスC7、C12およびC18からC32に関する、表13および式(VIII)(a)、(VIII)(b)、(IX)(a)および(IX)(b)に規定された全ての属性の値が、下記の表14に提示されている。比較例のガラスの全ての組成物は、表7に提示されている。本開示の例示のガラスの全ての組成物および上述した属性は、表6に提示されている。
図9および10から得られるように、性質の予測データと測定データの両方により、例示のガラスのいくつかは、表13に規定された特徴を有する比較のガラスの最良のものよりも良好な(nd-1)/dRTの組合せを有することが確認される。
以下の非限定的な態様が、本開示により包含される。既に記載されていない程度まで、第1から第68の態様の特徴のいずれか1つは、組合せが明白には記載されていない場合でさえ、追加の態様を形成するために、本開示の他の態様のいずれか1つ以上の特徴と、部分的または全体で組み合わされてもよい。
第1の態様によれば、前記ガラスは複数の成分を含み、そのガラスは、0.5モル%以上かつ29.0モル%以下のB2O3、0.0モル%以上かつ25.2モル%以下のTiO2、0.0モル%以上かつ20.0モル%以下のBi2O3、0.0モル%以上かつ20.0モル%以下のTeO2、0.0モル%以上かつ15.0モル%以下のP2O5、0.0モル%以上かつ10.5モル%以下のNb2O5、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のAl2O3、0.0モル%以上かつ5.0モル%以下のMoO3、0.0モル%以上かつ4.0モル%以下のV2O5、0.0モル%以上かつ2.5モル%以下のGeO2、0.0モル%以上かつ2.5モル%以下のZnO、0.0モル%以上かつ1.0モル%以下のTa2O5を含み、RmOnが95.0モル%以上であり、REmOnが0.0モル%以上かつ29.0モル%以下であり、SiO2+B2O3+P2O5の合計が10.0モル%以上であり、SiO2+B2O3の合計が34.0モル%以下であり、CaO+SrO+BaO+Y2O3の合計が0.3モル%以上であり、R2O+ROの合計が0.0モル%以上かつ25.0モル%以下である成分の組成を有し、この成分の組成は、条件:Y2O3-Gd2O3[モル%]≧-2.0を満たし、このガラスは、条件:4.0g/cm3≦Pd≦6.0g/cm3、およびPn-(1.207+0.155*Pd)>0.000を満たし、式中、Pnは、式(I):
による成分のモル%を単位とするガラス組成から計算される、密度パラメータであり、式中、RmOnは、全ての酸化物の総計であり、REmOnは、希土類金属酸化物の総計であり、R2Oは、一価金属酸化物の総計であり、ROは、二価金属酸化物の総計であり、記号「*」は、乗算を意味する。
第2の態様による、ガラスが、4.0g/cm3以上かつ6.0g/cm3以下の、室温での密度dRTを有し、そのガラスは、条件:nd-(1.207+0.155*dRT)>0.000を満たし、式中、ndは587.56nmでの屈折率である、第1の態様のガラス。
第3の態様による、ガラスが、条件:nd-(1.217+0.155*dRT)>0.000を満たし、式中、ndは587.56nmでの屈折率であり、dRTは室温での密度である、態様1~2のいずれか1つのガラス。
第4の態様による、ガラスが、条件:Pn-(1.217+0.155*Pd)>0.000を満たす、態様1~3のいずれか1つのガラス。
第5の態様による、成分の組成が、20.0モル%以上かつ25.2モル%以下のTiO2、15.0モル%以上かつ29.0モル%以下のLa2O3、15.0モル%以上かつ22.5モル%以下のB2O3、5.0モル%以上かつ20.0モル%以下のSiO2、4.0モル%以上かつ9.0モル%以下のZrO2、2.5モル%以上かつ10.0モル%以下のNb2O5、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のBaO、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のCaO、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のGa2O3、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のY2O3、および0.0モル%以上かつ2.0モル%以下のWO3を含む、態様1~4のいずれか1つのガラス。
第6の態様による、成分の組成が、以下:20.25モル%以上かつ25.2モル%以下のTiO2、20.0モル%以上かつ27.5モル%以下のLa2O3、16.4モル%以上かつ20.4モル%以下のB2O3、10.0モル%以上かつ17.5モル%以下のSiO2、5.3モル%以上かつ8.1モル%以下のZrO2、4.5モル%以上かつ9.3モル%以下のNb2O5、0.5モル%以上かつ6.3モル%以下のY2O3、0.0モル%以上かつ9.0モル%以下のCaO、0.0モル%以上かつ8.0モル%以下のGa2O3、0.0モル%以上かつ6.5モル%以下のBaO、0.0モル%以上かつ1.8モル%以下のWO3、0モル%以上かつ1.35モル%以下のGd2O3、0.0モル%以上かつ0.9モル%以下のSrO、および0.0モル%以上かつ0.9モル%以下のYb2O3の内の1つ以上を含む、態様1~5のいずれか1つのガラス。
第7の態様による、成分の組成が、21.0モル%以上かつ26.3モル%以下のLa2O3、20.25モル%以上かつ25.2モル%以下のTiO2、16.9モル%以上かつ20.4モル%以下のB2O3、11.0モル%以上かつ16.5モル%以下のSiO2、5.6モル%以上かつ8.0モル%以下のZrO2、5.1モル%以上かつ8.6モル%以下のNb2O5、0.75モル%以上かつ5.50モル%以下のY2O3、0.0モル%以上かつ8.0モル%以下のCaO、0.0モル%以上かつ7.5モル%以下のGa2O3、0.0モル%以上かつ5.5モル%以下のBaO、0.0モル%以上かつ1.6モル%以下のWO3、0.0モル%以上かつ1.2モル%以下のGd2O3、0.0モル%以上かつ0.8モル%以下のSrO、および0.0モル%以上かつ0.8モル%以下のYb2O3を含む、態様1~6のいずれか1つのガラス。
第8の態様による、成分の組成が、条件:La2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+BaO+Y2O3+CaO+Ga2O3+Gd2O3+ZnO+WO3+CeO2+SrO+Na2O+Ta2O5+Al2O3の合計が99.0モル%以上である、La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5の合計が99.0モル%以上である、La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+CaO+BaOの合計が99.0モル%以上である、およびLa2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5の合計が97.0モル%以上である:の内の1つ以上を満たす、態様1~7のいずれか1つのガラス。
第9の態様による、成分の組成が、5.0モル%以上のB2O3、5.0モル%以上のLa2O3、5.0モル%以上のNb2O5、5.0モル%以上のSiO2、5.0モル%以上のTiO2、および1.0モル%以上のZrO2+HfO2を含む、態様1~8のいずれか1つのガラス。
第10の態様による、成分の組成が、0.0モル%以上かつ6.0モル%以下のR2O+ROを含む、態様1~9のいずれか1つのガラス。
第11の態様による、成分の組成が、0.0モル%以上かつ1.0モル%以下のR2O+ROを含む、第10の態様のガラス。
第12の態様による、成分の組成が、条件:0.00≦SiO2/(SiO2+B2O3)[モル%]≦0.40を満たす、態様1~11のいずれか1つのガラス。
第13の態様による、成分の組成が、条件:0.38≦SiO2/(SiO2+B2O3)[モル%]≦0.75を満たす、態様1~12のいずれか1つのガラス。
第14の態様による、成分の組成が、0.0モル%以上かつ6.5モル%以下のCaO、および0.0モル%以上かつ5.5モル%以下のBaOを含み、その成分の組成が、ZnOを実質的に含まない、態様1~13のいずれか1つのガラス。
第15の態様による、成分の組成が、0.0モル%以上かつ5.0モル%以下のY2O3、0.0モル%以上かつ2.0モル%以下のTeO2、0.0モル%以上かつ0.5モル%以下のGeO2、0.0モル%以上かつ0.5モル%以下のPbO、0.0モル%以上かつ0.2モル%以下のAs2O3、および0.0モル%以上かつ0.2モル%以下のSb2O3を含み、その成分の組成が、フッ素を実質的に含まず、V2O5を実質的に含まない、態様1~14のいずれか1つのガラス。
第16の態様による、成分の組成が、22.0モル%以上かつ25.0モル%以下のTiO2、20.0モル%以上かつ29.0モル%以下のLa2O3、16.0モル%以上かつ20.0モル%以下のB2O3、10.0モル%以上かつ20.0モル%以下のSiO2、6.5モル%以上かつ8.0モル%以下のZrO2、5.0モル%以上かつ6.7モル%以下のNb2O5、0.0モル%以上かつ6.0モル%以下のY2O3、0.0モル%以上かつ3.0モル%以下のBaO、0.0モル%以上かつ2.0モル%以下のGd2O3を含み、TiO2+La2O3+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+Y2O3+BaO+Gd2O3の合計が、98.0モル%以上である、態様1~15のいずれか1つのガラス。
による成分のモル%を単位とするガラス組成から計算される、密度パラメータである、態様1~16のいずれか1つのガラス。
第18の態様による、ガラスが、4.5g/cm3以上かつ5.5g/cm3以下の、室温での密度dRT、および1.95以上かつ2.07以下の、587.56nmでの屈折率ndを有する、態様1~17のいずれか1つのガラス。
第19の態様による、2.5分で1100℃から500℃に空気中で冷却されたときに、ガラスが結晶化しない、態様1~18のいずれか1つのガラス。
第20の態様による、厚さが10mmである場合、ガラスは、70%以上の、460nmの波長での透過率TX460 nmを有する、態様1~19のいずれか1つのガラス。
第21の態様による、態様1~20のいずれか1つのガラスを加工する工程を含む、光学素子を製造する方法。
第22の態様による、態様1~20のいずれか1つのガラスから作られた光学素子。
第23の態様によれば、前記ガラスは複数の成分を含み、そのガラスは、1.0モル%以上かつ40.0モル%以下のTiO2、1.0モル%以上かつ40.0モル%以下のB2O3、0.0モル%以上かつ35.0モル%以下のSiO2、0.0モル%以上かつ30.0モル%以下のLa2O3、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のZrO2、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のGeO2、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のAl2O3、0モル%以上かつ6.8モル%以下のNb2O5、0.0モル%以上かつ6.7モル%以下のY2O3、0.0モル%以上かつ25.0モル%以下のRO、0.0モル%以上かつ25.0モル%以下のR2Oを含み、La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2の合計が45.3モル%以上であり、Nb2O5+ZrO2の合計が12.1モル%以上であり、Bi2O3、Er2O3、Nd2O3、WO3およびYb2O3から選択される1種類の成分を必要に応じて含有することがある、成分の組成を有し、その成分の組成は、条件:SiO2+B2O3-TiO2[モル%]≧7.05、およびB2O3-SiO2[モル%]≦7.0を満たし、そのガラスは、条件:Pref-(0.196+0.0016*(TiO2-La2O3))>0.000を満たし、式中、Prefは、式(III):
による成分のモル%を単位とするガラス組成から計算される、屈折パラメータであり、式中、ROは、二価金属酸化物の総計であり、R2Oは、一価金属酸化物の総計であり、記号「*」は、乗算を意味する。
第24の態様による、ガラスが、条件:(nd-1)/dRT-(0.196+0.0016*(TiO2-La2O3))>0.000を満たし、式中、ndは587.56nmでの屈折率であり、dRT(g/cm3)は室温での密度である、第23の態様のガラス。
第25の態様による、ガラスが、条件:(nd-1)/dRT-(0.199+0.0016*(TiO2-La2O3))>0.000を満たす、第24の態様のガラス。
第26の態様による、ガラスが、条件:Pref-(0.199+0.0016*(TiO2-La2O3))>0.000を満たす、態様23~25のいずれか1つのガラス。
第27の態様による、成分の組成が、20.0モル%以上かつ27.5モル%以下のTiO2、15.0モル%以上かつ30.0モル%以下のLa2O3、15.0モル%以上かつ22.5モル%以下のB2O3、5.0モル%以上かつ20.0モル%以下のSiO2、4.0モル%以上かつ9.0モル%以下のZrO2、2.5モル%以上かつ6.8モル%以下のNb2O5、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のBaO、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のCaO、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のGa2O3、0.0モル%以上かつ4.0モル%以下のZnO、および0.0モル%以上かつ2.0モル%以下のWO3を含む、態様23~26のいずれか1つのガラス。
第28の態様による、成分の組成が、以下:20.25モル%以上かつ26.00モル%以下のTiO2、20.0モル%以上かつ27.5モル%以下のLa2O3、16.4モル%以上かつ20.4モル%以下のB2O3、10.0モル%以上かつ17.5モル%以下のSiO2、5.3モル%以上かつ8.1モル%以下のZrO2、4.5モル%以上かつ6.8モル%以下のNb2O5、0.5モル%以上かつ6.3モル%以下のY2O3、0.0モル%以上かつ9.0モル%以下のCaO、0.0モル%以上かつ8.0モル%以下のGa2O3、0.0モル%以上かつ6.5モル%以下のBaO、0.0モル%以上かつ3.0モル%以下のZnO、0.0モル%以上かつ1.8モル%以下のWO3、0モル%以上かつ1.35モル%以下のGd2O3、0.0モル%以上かつ0.9モル%以下のSrO、および0.0モル%以上かつ0.9モル%以下のYb2O3の内の1つ以上を含む、態様23~27のいずれか1つのガラス。
第29の態様による、成分の組成が、21.0モル%以上かつ26.3モル%以下のLa2O3、20.25モル%以上かつ25.50モル%以下のTiO2、16.9モル%以上かつ20.4モル%以下のB2O3、11.0モル%以上かつ16.5モル%以下のSiO2、5.6モル%以上かつ8.0モル%以下のZrO2、5.1モル%以上かつ6.8モル%以下のNb2O5、0.75モル%以上かつ5.50モル%以下のY2O3、0.0モル%以上かつ8.0モル%以下のCaO、0.0モル%以上かつ7.5モル%以下のGa2O3、0.0モル%以上かつ5.5モル%以下のBaO、0.0モル%以上かつ2.7モル%以下のZnO、0.0モル%以上かつ1.6モル%以下のWO3、0.0モル%以上かつ1.2モル%以下のGd2O3、0.0モル%以上かつ0.8モル%以下のSrO、および0.0モル%以上かつ0.8モル%以下のYb2O3を含む、態様23~28のいずれか1つのガラス。
第30の態様による、成分の組成が、条件:La2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+BaO+Y2O3+CaO+Ga2O3+Gd2O3+ZnO+WO3+CeO2+SrO+Na2O+Ta2O5+Al2O3の合計が99.0モル%以上である、La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5の合計が99.0モル%以上である、La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+CaO+BaOの合計が99.0モル%以上である、およびLa2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5の合計が97.0モル%以上である:の内の1つ以上を満たす、態様23~29のいずれか1つのガラス。
第31の態様による、成分の組成が、5.0モル%以上のB2O3、5.0モル%以上のLa2O3、5.0モル%以上のNb2O5、5.0モル%以上のSiO2、5.0モル%以上のTiO2、1.0モル%以上のZrO2+HfO2、および10.0モル%以上のSiO2+B2O3を含む、態様23~30のいずれか1つのガラス。
第32の態様による、成分の組成が、0.0モル%以上かつ6.0モル%以下のR2O+ROを含む、態様23~31のいずれか1つのガラス。
第33の態様による、成分の組成が、0.0モル%以上かつ1.0モル%以下のR2O+ROを含む、第32の態様のガラス。
第34の態様による、成分の組成が、条件:0.00≦SiO2/(SiO2+B2O3)[モル%]≦0.40を満たす、態様23~33のいずれか1つのガラス。
第35の態様による、成分の組成が、条件:0.38≦SiO2/(SiO2+B2O3)[モル%]≦0.75を満たす、態様23~34のいずれか1つのガラス。
第36の態様による、成分の組成が、0.0モル%以上かつ6.5モル%以下のCaO、および0.0モル%以上かつ5.5モル%以下のBaOを含み、その成分の組成が、ZnOを実質的に含まない、態様23~35のいずれか1つのガラス。
第37の態様による、成分の組成が、0.0モル%以上かつ5.0モル%以下のY2O3、0.0モル%以上かつ2.0モル%以下のTa2O5、0.0モル%以上かつ2.0モル%以下のTeO2、0.0モル%以上かつ0.5モル%以下のGeO2、0.0モル%以上かつ0.5モル%以下のPbO、0.0モル%以上かつ0.2モル%以下のAs2O3、および0.0モル%以上かつ0.2モル%以下のSb2O3を含み、その成分の組成が、フッ素を実質的に含まず、V2O5を実質的に含まない、態様23~36のいずれか1つのガラス。
第38の態様による、成分の組成が、22.0モル%以上かつ25.0モル%以下のTiO2、20.0モル%以上かつ30.0モル%以下のLa2O3、16.0モル%以上かつ20.0モル%以下のB2O3、10.0モル%以上かつ20.0モル%以下のSiO2、6.5モル%以上かつ8.0モル%以下のZrO2、5.0モル%以上かつ6.7モル%以下のNb2O5、0.0モル%以上かつ6.0モル%以下のY2O3、0.0モル%以上かつ3.0モル%以下のBaO、0.0モル%以上かつ2.0モル%以下のGd2O3を含み、TiO2+La2O3+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+Y2O3+BaO+Gd2O3の合計が、98.0モル%以上である、態様23~28および30~37のいずれか1つのガラス。
による成分のモル%を単位とするガラス組成から計算される、密度パラメータである、態様23~38のいずれか1つのガラス。
第40の態様による、ガラスが、4.5g/cm3以上かつ5.5g/cm3以下の、室温での密度dRT、および1.95以上かつ2.07以下の、587.56nmでの屈折率ndを有する、態様23~39のいずれか1つのガラス。
第41の態様による、ガラスが、1260℃以下の液相温度Tliqを有する、態様23~40のいずれか1つのガラス。
第42の態様による、2.5分で1100℃から500℃に空気中で冷却されたときに、ガラスが結晶化しない、態様23~41のいずれか1つのガラス。
第43の態様による、厚さが10mmである場合、ガラスは、70%以上の、460nmの波長での透過率TX460 nmを有する、態様23~42のいずれか1つのガラス。
第44の態様による、態様23~43のいずれか1つのガラスを加工する工程を含む、光学素子を製造する方法。
第45の態様による、態様23~43のいずれか1つのガラスから作られた光学素子。
第46の態様によれば、前記ガラスは複数の成分を含み、そのガラスは、1.0モル%以上かつ40.0モル%以下のTiO2、1.0モル%以上かつ40.0モル%以下のB2O3、0.0モル%以上かつ35.0モル%以下のSiO2、0.0モル%以上かつ30.0モル%以下のLa2O3、0.0モル%以上かつ20.0モル%以下のCaO、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のZrO2、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のGeO2、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のAl2O3、0モル%以上かつ6.75モル%以下のNb2O5、0.0モル%以上かつ5.5モル%以下のBaO、0.0モル%以上かつ4.6モル%以下のY2O3、0.0モル%以上かつ3.5モル%以下のZnO、0.0モル%以上かつ1.0モル%以下のWO3、0.0モル%以上かつ25.0モル%以下のRO、0.0モル%以上かつ25.0モル%以下のR2Oを含み、La2O3+Yb2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2の合計が45.3モル%以上であり、Nb2O5+ZrO2の合計が11.0モル%以上であり、Bi2O3、Er2O3およびNd2O3から選択される1種類の成分を必要に応じて含有することがある、成分の組成を有し、その成分の組成は、条件:TiO2-B2O3[モル%]≧-6.0、およびTiO2-La2O3[モル%]≦5.0を満たし、そのガラスは、条件:Pref-(0.199+0.0025*(TiO2-La2O3))>0.000を満たし、式中、Prefは、式(III):
による成分のモル%を単位とするガラス組成から計算される、屈折パラメータであり、式中、ROは、二価金属酸化物の総計であり、R2Oは、一価金属酸化物の総計であり、記号「*」は、乗算を意味する。
第47の態様による、ガラスが、条件:(nd-1)/dRT-(0.199+0.0025*(TiO2-La2O3))>0.000を満たし、式中、ndは587.56nmでの屈折率であり、dRT(g/cm3)は室温での密度である、第46の態様のガラス。
第48の態様による、ガラスが、条件:(nd-1)/dRT-(0.204+0.0025*(TiO2-La2O3))>0.000を満たし、式中、ndは587.56nmでの屈折率であり、dRT(g/cm3)は室温での密度である、態様46~47のいずれか1つのガラス。
第49の態様による、ガラスが、条件:Pref-(0.204+0.0025*(TiO2-La2O3))>0.000を満たす、態様46~48のいずれか1つのガラス。
第50の態様による、成分の組成が、20.0モル%以上かつ27.5モル%以下のTiO2、15.0モル%以上かつ30.0モル%以下のLa2O3、15.0モル%以上かつ22.5モル%以下のB2O3、5.0モル%以上かつ20.0モル%以下のSiO2、4.0モル%以上かつ9.0モル%以下のZrO2、2.5モル%以上かつ6.8モル%以下のNb2O5、0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のCaO、および0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のGa2O3を含む、態様46~49のいずれか1つのガラス。
第51の態様による、成分の組成が、以下:20.25モル%以上かつ26.00モル%以下のTiO2、20.0モル%以上かつ27.5モル%以下のLa2O3、16.4モル%以上かつ20.4モル%以下のB2O3、10.0モル%以上かつ17.5モル%以下のSiO2、5.3モル%以上かつ8.1モル%以下のZrO2、4.5モル%以上かつ6.8モル%以下のNb2O5、0.5モル%以上かつ4.6モル%以下のY2O3、0.0モル%以上かつ9.0モル%以下のCaO、0.0モル%以上かつ8.0モル%以下のGa2O3、0.0モル%以上かつ3.0モル%以下のZnO、0モル%以上かつ1.35モル%以下のGd2O3、0.0モル%以上かつ0.9モル%以下のSrO、および0.0モル%以上かつ0.9モル%以下のYb2O3の内の1つ以上を含む、態様46~50のいずれか1つのガラス。
第52の態様による、成分の組成が、21.0モル%以上かつ26.3モル%以下のLa2O3、20.25モル%以上かつ25.50モル%以下のTiO2、16.9モル%以上かつ20.4モル%以下のB2O3、11.0モル%以上かつ16.5モル%以下のSiO2、5.6モル%以上かつ8.0モル%以下のZrO2、5.1モル%以上かつ6.8モル%以下のNb2O5、0.75モル%以上かつ4.6モル%以下のY2O3、0.0モル%以上かつ8.0モル%以下のCaO、0.0モル%以上かつ7.5モル%以下のGa2O3、0.0モル%以上かつ2.7モル%以下のZnO、0.0モル%以上かつ1.2モル%以下のGd2O3、0.0モル%以上かつ0.8モル%以下のSrO、および0.0モル%以上かつ0.8モル%以下のYb2O3を含む、態様46~51のいずれか1つのガラス。
第53の態様による、成分の組成が、条件:La2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+BaO+Y2O3+CaO+Ga2O3+Gd2O3+ZnO+WO3+CeO2+SrO+Na2O+Ta2O5+Al2O3の合計が99.0モル%以上である、La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5の合計が99.0モル%以上である、La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+CaO+BaOの合計が99.0モル%以上である、およびLa2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5の合計が97.0モル%以上である:の内の1つ以上を満たす、態様46~52のいずれか1つのガラス。
第54の態様による、成分の組成が、5.0モル%以上のB2O3、5.0モル%以上のLa2O3、5.0モル%以上のNb2O5、5.0モル%以上のSiO2、5.0モル%以上のTiO2、1.0モル%以上のZrO2+HfO2、および10.0モル%以上のSiO2+B2O3を含む、態様46~53のいずれか1つのガラス。
第55の態様による、成分の組成が、0.0モル%以上かつ6.0モル%以下のR2O+ROを含む、態様46~54のいずれか1つのガラス。
第56の態様による、成分の組成が、0.0モル%以上かつ1.0モル%以下のR2O+ROを含む、第55の態様のガラス。
第57の態様による、成分の組成が、条件:0.00≦SiO2/(SiO2+B2O3)[モル%]≦0.40を満たす、態様46~56のいずれか1つのガラス。
第58の態様による、成分の組成が、条件:0.38≦SiO2/(SiO2+B2O3)[モル%]≦0.75を満たす、態様46~57のいずれか1つのガラス。
第59の態様による、成分の組成が、0.0モル%以上かつ6.5モル%以下のCaOを含み、その成分の組成が、ZnOを実質的に含まない、態様46~58のいずれか1つのガラス。
第60の態様による、成分の組成が、0.0モル%以上かつ2.0モル%以下のTa2O5、0.0モル%以上かつ2.0モル%以下のTeO2、0.0モル%以上かつ0.5モル%以下のGeO2、0.0モル%以上かつ0.5モル%以下のPbO、0.0モル%以上かつ0.2モル%以下のAs2O3、および0.0モル%以上かつ0.2モル%以下のSb2O3を含み、その成分の組成が、フッ素を実質的に含まず、V2O5を実質的に含まない、態様46~59のいずれか1つのガラス。
第61の態様による、成分の組成が、22.0モル%以上かつ25.0モル%以下のTiO2、20.0モル%以上かつ30.0モル%以下のLa2O3、16.0モル%以上かつ20.0モル%以下のB2O3、10.0モル%以上かつ20.0モル%以下のSiO2、6.5モル%以上かつ8.0モル%以下のZrO2、5.0モル%以上かつ6.7モル%以下のNb2O5、0.0モル%以上かつ3.0モル%以下のBaO、0.0モル%以上かつ2.0モル%以下のGd2O3を含み、TiO2+La2O3+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+BaO+Gd2O3の合計が、98.0モル%以上である、態様46~60のいずれか1つのガラス。
による成分のモル%を単位とするガラス組成から計算される、密度パラメータである、態様46~61のいずれか1つのガラス。
第63の態様による、ガラスが、4.5g/cm3以上かつ5.5g/cm3以下の、室温での密度dRT、および1.95以上かつ2.07以下の、587.56nmでの屈折率ndを有する、態様46~62のいずれか1つのガラス。
第64の態様による、ガラスが、1260℃以下の液相温度Tliqを有する、態様46~63のいずれか1つのガラス。
第65の態様による、2.5分で1100℃から500℃に空気中で冷却されたときに、ガラスが結晶化しない、態様46~64のいずれか1つのガラス。
第66の態様による、厚さが10mmである場合、ガラスは、70%以上の、460nmの波長での透過率TX460 nmを有する、態様46~65のいずれか1つのガラス。
第67の態様による、態様46~66のいずれか1つのガラスを加工する工程を含む、光学素子を製造する方法。
第68の態様による、態様46~66のいずれか1つのガラスから作られた光学素子。
本開示の精神および様々な原理から実質的に逸脱せずに、本開示の上述した実施の形態に多くの変更および改変を行うことができる。そのような改変および変更の全ては、本開示の範囲内で本明細書に含まれ、以下の特許請求の範囲によって保護されることが意図されている。
すでに記載されていない程度まで、本開示の様々な態様の異なる特徴は、所望のように互いの組合せで使用され得る。特定の特徴が、本開示の各態様に関して明白に図示または記載されていないことは、それがあり得ないと解釈されることを意図するものではなく、それは、説明の簡潔さと簡明さのために行われる。したがって、異なる態様の様々な特徴は、新たな態様が明白に開示されているか否かにかかわらず、新たな態様を形成するために、必要に応じて組み合わせて、適合させることができる。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態1
複数の成分を含むガラスであって、該ガラスは、
0.5モル%以上かつ29.0モル%以下のB2O3、
0.0モル%以上かつ25.2モル%以下のTiO2、
0.0モル%以上かつ20.0モル%以下のBi2O3、
0.0モル%以上かつ20.0モル%以下のTeO2、
0.0モル%以上かつ15.0モル%以下のP2O5、
0.0モル%以上かつ10.5モル%以下のNb2O5、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のAl2O3、
0.0モル%以上かつ5.0モル%以下のMoO3、
0.0モル%以上かつ4.0モル%以下のV2O5、
0.0モル%以上かつ2.5モル%以下のGeO2、
0.0モル%以上かつ2.5モル%以下のZnO、
0.0モル%以上かつ1.0モル%以下のTa2O5、
を含み、
RmOnが95.0モル%以上であり、
REmOnが0.0モル%以上かつ29.0モル%以下であり、
SiO2+B2O3+P2O5の合計が10.0モル%以上であり、
SiO2+B2O3の合計が34.0モル%以下であり、
CaO+SrO+BaO+Y2O3の合計が0.3モル%以上であり、
R2O+ROの合計が0.0モル%以上かつ25.0モル%以下である、
成分の組成を有し、
前記成分の組成は、条件:
Y2O3-Gd2O3[モル%]≧-2.0
を満たし、
前記ガラスは、条件:
4.0g/cm3≦Pd≦6.0g/cm3、および
Pn-(1.207+0.155*Pd)>0.000
を満たし、式中、
Pnは、式(I):
複数の成分を含むガラスであって、該ガラスは、
0.5モル%以上かつ29.0モル%以下のB2O3、
0.0モル%以上かつ25.2モル%以下のTiO2、
0.0モル%以上かつ20.0モル%以下のBi2O3、
0.0モル%以上かつ20.0モル%以下のTeO2、
0.0モル%以上かつ15.0モル%以下のP2O5、
0.0モル%以上かつ10.5モル%以下のNb2O5、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のAl2O3、
0.0モル%以上かつ5.0モル%以下のMoO3、
0.0モル%以上かつ4.0モル%以下のV2O5、
0.0モル%以上かつ2.5モル%以下のGeO2、
0.0モル%以上かつ2.5モル%以下のZnO、
0.0モル%以上かつ1.0モル%以下のTa2O5、
を含み、
RmOnが95.0モル%以上であり、
REmOnが0.0モル%以上かつ29.0モル%以下であり、
SiO2+B2O3+P2O5の合計が10.0モル%以上であり、
SiO2+B2O3の合計が34.0モル%以下であり、
CaO+SrO+BaO+Y2O3の合計が0.3モル%以上であり、
R2O+ROの合計が0.0モル%以上かつ25.0モル%以下である、
成分の組成を有し、
前記成分の組成は、条件:
Y2O3-Gd2O3[モル%]≧-2.0
を満たし、
前記ガラスは、条件:
4.0g/cm3≦Pd≦6.0g/cm3、および
Pn-(1.207+0.155*Pd)>0.000
を満たし、式中、
Pnは、式(I):
による成分のモル%を単位とするガラス組成から計算される、密度パラメータであり、式中、RmOnは、全ての酸化物の総計であり、REmOnは、希土類金属酸化物の総計であり、R2Oは、一価金属酸化物の総計であり、ROは、二価金属酸化物の総計であり、記号「*」は、乗算を意味する、ガラス。
実施形態2
前記成分の組成が、
20.0モル%以上かつ25.2モル%以下のTiO2、
15.0モル%以上かつ29.0モル%以下のLa2O3、
15.0モル%以上かつ22.5モル%以下のB2O3、
5.0モル%以上かつ20.0モル%以下のSiO2、
4.0モル%以上かつ9.0モル%以下のZrO2、
2.5モル%以上かつ10.0モル%以下のNb2O5、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のBaO、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のCaO、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のGa2O3、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のY2O3、および
0.0モル%以上かつ2.0モル%以下のWO3、
を含む、実施形態1に記載のガラス。
前記成分の組成が、
20.0モル%以上かつ25.2モル%以下のTiO2、
15.0モル%以上かつ29.0モル%以下のLa2O3、
15.0モル%以上かつ22.5モル%以下のB2O3、
5.0モル%以上かつ20.0モル%以下のSiO2、
4.0モル%以上かつ9.0モル%以下のZrO2、
2.5モル%以上かつ10.0モル%以下のNb2O5、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のBaO、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のCaO、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のGa2O3、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のY2O3、および
0.0モル%以上かつ2.0モル%以下のWO3、
を含む、実施形態1に記載のガラス。
実施形態3
前記成分の組成が、条件:
La2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+BaO+Y2O3+CaO+Ga2O3+Gd2O3+ZnO+WO3+CeO2+SrO+Na2O+Ta2O5+Al2O3の合計が99.0モル%以上である、
La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5の合計が99.0モル%以上である、
La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+CaO+BaOの合計が99.0モル%以上である、および
La2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5の合計が97.0モル%以上である、
の内の1つ以上を満たす、実施形態1または2に記載のガラス。
前記成分の組成が、条件:
La2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+BaO+Y2O3+CaO+Ga2O3+Gd2O3+ZnO+WO3+CeO2+SrO+Na2O+Ta2O5+Al2O3の合計が99.0モル%以上である、
La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5の合計が99.0モル%以上である、
La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+CaO+BaOの合計が99.0モル%以上である、および
La2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5の合計が97.0モル%以上である、
の内の1つ以上を満たす、実施形態1または2に記載のガラス。
実施形態4
前記成分の組成が、
5.0モル%以上のB2O3、
5.0モル%以上のLa2O3、
5.0モル%以上のNb2O5、
5.0モル%以上のSiO2、
5.0モル%以上のTiO2、および
1.0モル%以上のZrO2+HfO2、
を含む、実施形態1から3のいずれか1つに記載のガラス。
前記成分の組成が、
5.0モル%以上のB2O3、
5.0モル%以上のLa2O3、
5.0モル%以上のNb2O5、
5.0モル%以上のSiO2、
5.0モル%以上のTiO2、および
1.0モル%以上のZrO2+HfO2、
を含む、実施形態1から3のいずれか1つに記載のガラス。
実施形態5
前記成分の組成が、条件:
0.00≦SiO2/(SiO2+B2O3)[モル%]≦0.40
を満たす、実施形態1から4のいずれか1つに記載のガラス。
前記成分の組成が、条件:
0.00≦SiO2/(SiO2+B2O3)[モル%]≦0.40
を満たす、実施形態1から4のいずれか1つに記載のガラス。
実施形態6
前記成分の組成が、
0.0モル%以上かつ6.5モル%以下のCaO、および
0.0モル%以上かつ5.5モル%以下のBaO、
を含み、
前記成分の組成が、ZnOを実質的に含まない、実施形態1から5のいずれか1つに記載のガラス。
前記成分の組成が、
0.0モル%以上かつ6.5モル%以下のCaO、および
0.0モル%以上かつ5.5モル%以下のBaO、
を含み、
前記成分の組成が、ZnOを実質的に含まない、実施形態1から5のいずれか1つに記載のガラス。
実施形態7
前記ガラスが、条件:
4.5g/cm3≦Pd≦5.5g/cm3、および
1.95≦Pn≦2.07
を満たす、実施形態1から6のいずれか1つに記載のガラス。
前記ガラスが、条件:
4.5g/cm3≦Pd≦5.5g/cm3、および
1.95≦Pn≦2.07
を満たす、実施形態1から6のいずれか1つに記載のガラス。
実施形態8
複数の成分を含むガラスであって、該ガラスは、
1.0モル%以上かつ40.0モル%以下のTiO2、
1.0モル%以上かつ40.0モル%以下のB2O3、
0.0モル%以上かつ35.0モル%以下のSiO2、
0.0モル%以上かつ30.0モル%以下のLa2O3、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のZrO2、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のGeO2、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のAl2O3、
0モル%以上かつ6.8モル%以下のNb2O5、
0.0モル%以上かつ6.7モル%以下のY2O3、
0.0モル%以上かつ25.0モル%以下のRO、
0.0モル%以上かつ25.0モル%以下のR2O、
を含み、
La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2の合計が45.3モル%以上であり、
Nb2O5+ZrO2の合計が12.1モル%以上であり、
Bi2O3、Er2O3、Nd2O3、WO3およびYb2O3から選択される1種類の成分を必要に応じて含有する、
成分の組成を有し、
前記成分の組成は、条件:
SiO2+B2O3-TiO2[モル%]≧7.05、および
B2O3-SiO2[モル%]≦7.0
を満たし、
前記ガラスは、条件:
Pref-(0.196+0.0016*(TiO2-La2O3))>0.000
を満たし、式中、
Prefは、式(III):
複数の成分を含むガラスであって、該ガラスは、
1.0モル%以上かつ40.0モル%以下のTiO2、
1.0モル%以上かつ40.0モル%以下のB2O3、
0.0モル%以上かつ35.0モル%以下のSiO2、
0.0モル%以上かつ30.0モル%以下のLa2O3、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のZrO2、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のGeO2、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のAl2O3、
0モル%以上かつ6.8モル%以下のNb2O5、
0.0モル%以上かつ6.7モル%以下のY2O3、
0.0モル%以上かつ25.0モル%以下のRO、
0.0モル%以上かつ25.0モル%以下のR2O、
を含み、
La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2の合計が45.3モル%以上であり、
Nb2O5+ZrO2の合計が12.1モル%以上であり、
Bi2O3、Er2O3、Nd2O3、WO3およびYb2O3から選択される1種類の成分を必要に応じて含有する、
成分の組成を有し、
前記成分の組成は、条件:
SiO2+B2O3-TiO2[モル%]≧7.05、および
B2O3-SiO2[モル%]≦7.0
を満たし、
前記ガラスは、条件:
Pref-(0.196+0.0016*(TiO2-La2O3))>0.000
を満たし、式中、
Prefは、式(III):
による成分のモル%を単位とするガラス組成から計算される、屈折パラメータであり、式中、ROは、二価金属酸化物の総計であり、R2Oは、一価金属酸化物の総計であり、記号「*」は、乗算を意味する、ガラス。
実施形態9
前記ガラスが、条件:
Pref-(0.199+0.0016*(TiO2-La2O3))>0.000
を満たす、実施形態8に記載のガラス。
前記ガラスが、条件:
Pref-(0.199+0.0016*(TiO2-La2O3))>0.000
を満たす、実施形態8に記載のガラス。
実施形態10
前記成分の組成が、
20.0モル%以上かつ27.5モル%以下のTiO2、
15.0モル%以上かつ30.0モル%以下のLa2O3、
15.0モル%以上かつ22.5モル%以下のB2O3、
5.0モル%以上かつ20.0モル%以下のSiO2、
4.0モル%以上かつ9.0モル%以下のZrO2、
2.5モル%以上かつ6.8モル%以下のNb2O5、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のBaO、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のCaO、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のGa2O3、
0.0モル%以上かつ4.0モル%以下のZnO、および
0.0モル%以上かつ2.0モル%以下のWO3、
を含む、実施形態8または9に記載のガラス。
前記成分の組成が、
20.0モル%以上かつ27.5モル%以下のTiO2、
15.0モル%以上かつ30.0モル%以下のLa2O3、
15.0モル%以上かつ22.5モル%以下のB2O3、
5.0モル%以上かつ20.0モル%以下のSiO2、
4.0モル%以上かつ9.0モル%以下のZrO2、
2.5モル%以上かつ6.8モル%以下のNb2O5、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のBaO、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のCaO、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のGa2O3、
0.0モル%以上かつ4.0モル%以下のZnO、および
0.0モル%以上かつ2.0モル%以下のWO3、
を含む、実施形態8または9に記載のガラス。
実施形態11
前記成分の組成が、条件:
La2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+BaO+Y2O3+CaO+Ga2O3+Gd2O3+ZnO+WO3+CeO2+SrO+Na2O+Ta2O5+Al2O3の合計が99.0モル%以上である、
La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5の合計が99.0モル%以上である、
La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+CaO+BaOの合計が99.0モル%以上である、および
La2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5の合計が97.0モル%以上である、
の内の1つ以上を満たす、実施形態8から10のいずれか1つに記載のガラス。
前記成分の組成が、条件:
La2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+BaO+Y2O3+CaO+Ga2O3+Gd2O3+ZnO+WO3+CeO2+SrO+Na2O+Ta2O5+Al2O3の合計が99.0モル%以上である、
La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5の合計が99.0モル%以上である、
La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+CaO+BaOの合計が99.0モル%以上である、および
La2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5の合計が97.0モル%以上である、
の内の1つ以上を満たす、実施形態8から10のいずれか1つに記載のガラス。
実施形態12
前記成分の組成が、
5.0モル%以上のB2O3、
5.0モル%以上のLa2O3、
5.0モル%以上のNb2O5、
5.0モル%以上のSiO2、
5.0モル%以上のTiO2、
1.0モル%以上のZrO2+HfO2、および
10.0モル%以上のSiO2+B2O3、
を含む、実施形態8から11のいずれか1つに記載のガラス。
前記成分の組成が、
5.0モル%以上のB2O3、
5.0モル%以上のLa2O3、
5.0モル%以上のNb2O5、
5.0モル%以上のSiO2、
5.0モル%以上のTiO2、
1.0モル%以上のZrO2+HfO2、および
10.0モル%以上のSiO2+B2O3、
を含む、実施形態8から11のいずれか1つに記載のガラス。
実施形態13
前記成分の組成が、
0.0モル%以上かつ6.0モル%以下のR2O+RO、
を含む、実施形態8から12のいずれか1つに記載のガラス。
前記成分の組成が、
0.0モル%以上かつ6.0モル%以下のR2O+RO、
を含む、実施形態8から12のいずれか1つに記載のガラス。
実施形態14
前記成分の組成が、条件:
0.38≦SiO2/(SiO2+B2O3)[モル%]≦0.75
を満たす、実施形態8から13のいずれか1つに記載のガラス。
前記成分の組成が、条件:
0.38≦SiO2/(SiO2+B2O3)[モル%]≦0.75
を満たす、実施形態8から13のいずれか1つに記載のガラス。
実施形態15
前記成分の組成が、
0.0モル%以上かつ6.5モル%以下のCaO、および
0.0モル%以上かつ5.5モル%以下のBaO、
を含み、
前記成分の組成が、ZnOを実質的に含まない、実施形態8から14のいずれか1つに記載のガラス。
前記成分の組成が、
0.0モル%以上かつ6.5モル%以下のCaO、および
0.0モル%以上かつ5.5モル%以下のBaO、
を含み、
前記成分の組成が、ZnOを実質的に含まない、実施形態8から14のいずれか1つに記載のガラス。
による成分のモル%を単位とするガラス組成から計算される、密度パラメータである、実施形態8から15のいずれか1つに記載のガラス。
実施形態17
複数の成分を含むガラスであって、該ガラスは、
1.0モル%以上かつ40.0モル%以下のTiO2、
1.0モル%以上かつ40.0モル%以下のB2O3、
0.0モル%以上かつ35.0モル%以下のSiO2、
0.0モル%以上かつ30.0モル%以下のLa2O3、
0.0モル%以上かつ20.0モル%以下のCaO、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のZrO2、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のGeO2、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のAl2O3、
0モル%以上かつ6.8モル%以下のNb2O5、
0.0モル%以上かつ5.5モル%以下のBaO、
0.0モル%以上かつ4.6モル%以下のY2O3、
0.0モル%以上かつ3.5モル%以下のZnO、
0.0モル%以上かつ1.0モル%以下のWO3、
0.0モル%以上かつ25.0モル%以下のRO、
0.0モル%以上かつ25.0モル%以下のR2O、
を含み、
La2O3+Yb2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2の合計が45.3モル%以上であり、
Nb2O5+ZrO2の合計が11.0モル%以上であり、
Bi2O3、Er2O3およびNd2O3から選択される1種類の成分を必要に応じて含有する、
成分の組成を有し、
前記成分の組成は、条件:
TiO2-B2O3[モル%]≧-6.0、および
TiO2-La2O3[モル%]≦5.0
を満たし、
前記ガラスは、条件:
Pref-(0.199+0.0025*(TiO2-La2O3))>0.000
を満たし、式中、
Prefは、式(III):
複数の成分を含むガラスであって、該ガラスは、
1.0モル%以上かつ40.0モル%以下のTiO2、
1.0モル%以上かつ40.0モル%以下のB2O3、
0.0モル%以上かつ35.0モル%以下のSiO2、
0.0モル%以上かつ30.0モル%以下のLa2O3、
0.0モル%以上かつ20.0モル%以下のCaO、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のZrO2、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のGeO2、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のAl2O3、
0モル%以上かつ6.8モル%以下のNb2O5、
0.0モル%以上かつ5.5モル%以下のBaO、
0.0モル%以上かつ4.6モル%以下のY2O3、
0.0モル%以上かつ3.5モル%以下のZnO、
0.0モル%以上かつ1.0モル%以下のWO3、
0.0モル%以上かつ25.0モル%以下のRO、
0.0モル%以上かつ25.0モル%以下のR2O、
を含み、
La2O3+Yb2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2の合計が45.3モル%以上であり、
Nb2O5+ZrO2の合計が11.0モル%以上であり、
Bi2O3、Er2O3およびNd2O3から選択される1種類の成分を必要に応じて含有する、
成分の組成を有し、
前記成分の組成は、条件:
TiO2-B2O3[モル%]≧-6.0、および
TiO2-La2O3[モル%]≦5.0
を満たし、
前記ガラスは、条件:
Pref-(0.199+0.0025*(TiO2-La2O3))>0.000
を満たし、式中、
Prefは、式(III):
による成分のモル%を単位とするガラス組成から計算される、屈折パラメータであり、式中、ROは、二価金属酸化物の総計であり、R2Oは、一価金属酸化物の総計であり、記号「*」は、乗算を意味する、ガラス。
実施形態18
前記成分の組成が、
20.0モル%以上かつ27.5モル%以下のTiO2、
15.0モル%以上かつ30.0モル%以下のLa2O3、
15.0モル%以上かつ22.5モル%以下のB2O3、
5.0モル%以上かつ20.0モル%以下のSiO2、
4.0モル%以上かつ9.0モル%以下のZrO2、
2.5モル%以上かつ6.8モル%以下のNb2O5、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のCaO、および
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のGa2O3、
を含む、実施形態17に記載のガラス。
前記成分の組成が、
20.0モル%以上かつ27.5モル%以下のTiO2、
15.0モル%以上かつ30.0モル%以下のLa2O3、
15.0モル%以上かつ22.5モル%以下のB2O3、
5.0モル%以上かつ20.0モル%以下のSiO2、
4.0モル%以上かつ9.0モル%以下のZrO2、
2.5モル%以上かつ6.8モル%以下のNb2O5、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のCaO、および
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のGa2O3、
を含む、実施形態17に記載のガラス。
実施形態19
前記成分の組成が、条件:
La2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+BaO+Y2O3+CaO+Ga2O3+Gd2O3+ZnO+WO3+CeO2+SrO+Na2O+Ta2O5+Al2O3の合計が99.0モル%以上である、
La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5の合計が99.0モル%以上である、
La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+CaO+BaOの合計が99.0モル%以上である、および
La2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5の合計が97.0モル%以上である、
の内の1つ以上を満たす、実施形態17または18に記載のガラス。
前記成分の組成が、条件:
La2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+BaO+Y2O3+CaO+Ga2O3+Gd2O3+ZnO+WO3+CeO2+SrO+Na2O+Ta2O5+Al2O3の合計が99.0モル%以上である、
La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5の合計が99.0モル%以上である、
La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+CaO+BaOの合計が99.0モル%以上である、および
La2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5の合計が97.0モル%以上である、
の内の1つ以上を満たす、実施形態17または18に記載のガラス。
実施形態20
前記成分の組成が、
5.0モル%以上のB2O3、
5.0モル%以上のLa2O3、
5.0モル%以上のNb2O5、
5.0モル%以上のSiO2、
5.0モル%以上のTiO2、
1.0モル%以上のZrO2+HfO2、および
10.0モル%以上のSiO2+B2O3、
を含む、実施形態17から19のいずれか1つに記載のガラス。
前記成分の組成が、
5.0モル%以上のB2O3、
5.0モル%以上のLa2O3、
5.0モル%以上のNb2O5、
5.0モル%以上のSiO2、
5.0モル%以上のTiO2、
1.0モル%以上のZrO2+HfO2、および
10.0モル%以上のSiO2+B2O3、
を含む、実施形態17から19のいずれか1つに記載のガラス。
実施形態21
前記成分の組成が、条件:
0.00≦SiO2/(SiO2+B2O3)[モル%]≦0.40
を満たす、実施形態17から20のいずれか1つに記載のガラス。
前記成分の組成が、条件:
0.00≦SiO2/(SiO2+B2O3)[モル%]≦0.40
を満たす、実施形態17から20のいずれか1つに記載のガラス。
実施形態22
前記成分の組成が、条件:
0.38≦SiO2/(SiO2+B2O3)[モル%]≦0.75
を満たす、実施形態17から21のいずれか1つに記載のガラス。
前記成分の組成が、条件:
0.38≦SiO2/(SiO2+B2O3)[モル%]≦0.75
を満たす、実施形態17から21のいずれか1つに記載のガラス。
による成分のモル%を単位とするガラス組成から計算される、密度パラメータである、実施形態17から22のいずれか1つに記載のガラス。
Claims (12)
- 複数の成分を含むガラスであって、該ガラスは、
0.5モル%以上かつ29.0モル%以下のB2O3、
0.0モル%以上かつ25.2モル%以下のTiO2、
0.0モル%以上かつ20.0モル%以下のBi2O3、
0.0モル%以上かつ20.0モル%以下のTeO2、
0.0モル%以上かつ15.0モル%以下のP2O5、
0.0モル%以上かつ10.5モル%以下のNb2O5、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のAl2O3、
0.0モル%以上かつ5.0モル%以下のMoO3、
0.0モル%以上かつ4.0モル%以下のV2O5、
0.0モル%以上かつ2.5モル%以下のGeO2、
0.0モル%以上かつ2.5モル%以下のZnO、
0.0モル%以上かつ1.0モル%以下のTa2O5、
を含み、
RmOnが95.0モル%以上であり、
REmOnが0.0モル%以上かつ29.0モル%以下であり、
SiO2+B2O3+P2O5の合計が10.0モル%以上であり、
SiO2+B2O3の合計が34.0モル%以下であり、
CaO+SrO+BaO+Y2O3の合計が0.3モル%以上であり、
R2O+ROの合計が0.0モル%以上かつ25.0モル%以下である、
成分の組成を有し、
前記成分の組成は、条件:
Y2O3-Gd2O3[モル%]≧-2.0
を満たし、
前記ガラスは、条件:
4.0g/cm3≦Pd≦6.0g/cm3、および
Pn-(1.207+0.155*Pd)>0.000
を満たし、式中、
Pnは、式(I):
による成分のモル%を単位とするガラス組成から計算される、屈折率パラメータであり、
Pdは、式(II):
による成分のモル%を単位とするガラス組成から計算される、密度パラメータであり、式中、RmOnは、全ての酸化物の総計であり、REmOnは、希土類金属酸化物の総計であり、R2Oは、一価金属酸化物の総計であり、ROは、二価金属酸化物の総計であり、記号「*」は、乗算を意味する、ガラス。 - 前記成分の組成が、
20.0モル%以上かつ25.2モル%以下のTiO2、
15.0モル%以上かつ29.0モル%以下のLa2O3、
15.0モル%以上かつ22.5モル%以下のB2O3、
5.0モル%以上かつ20.0モル%以下のSiO2、
4.0モル%以上かつ9.0モル%以下のZrO2、
2.5モル%以上かつ10.0モル%以下のNb2O5、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のBaO、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のCaO、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のGa2O3、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のY2O3、および
0.0モル%以上かつ2.0モル%以下のWO3、
を含む、請求項1記載のガラス。 - 前記成分の組成が、条件:
La2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+BaO+Y2O3+CaO+Ga2O3+Gd2O3+ZnO+WO3+CeO2+SrO+Na2O+Ta2O5+Al2O3の合計が99.0モル%以上である、
La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5の合計が99.0モル%以上である、
La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+CaO+BaOの合計が99.0モル%以上である、および
La2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5の合計が97.0モル%以上である、
の内の1つ以上を満たす、請求項1または2記載のガラス。 - 前記ガラスが、条件:
4.5g/cm3≦Pd≦5.5g/cm3、および
1.95≦Pn≦2.07
を満たす、請求項1から3いずれか1項記載のガラス。 - 複数の成分を含むガラスであって、該ガラスは、
1.0モル%以上かつ40.0モル%以下のTiO2、
1.0モル%以上かつ40.0モル%以下のB2O3、
0.0モル%以上かつ35.0モル%以下のSiO2、
0.0モル%以上かつ30.0モル%以下のLa2O3、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のZrO2、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のGeO2、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のAl2O3、
0モル%以上かつ6.8モル%以下のNb2O5、
0.0モル%以上かつ6.7モル%以下のY2O3、
0.0モル%以上かつ25.0モル%以下のRO、
0.0モル%以上かつ25.0モル%以下のR2O、
を含み、
La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2の合計が45.3モル%以上であり、
Nb2O5+ZrO2の合計が12.1モル%以上であり、
Bi2O3、Er2O3、Nd2O3、WO3およびYb2O3から選択される1種類の成分を必要に応じて含有する、
成分の組成を有し、
前記成分の組成は、条件:
SiO2+B2O3-TiO2[モル%]≧7.05、および
B2O3-SiO2[モル%]≦7.0
を満たし、
前記ガラスは、条件:
Pref-(0.196+0.0016*(TiO2-La2O3))>0.000
を満たし、式中、
Prefは、式(III):
による成分のモル%を単位とするガラス組成から計算される、屈折パラメータであり、式中、ROは、二価金属酸化物の総計であり、R2Oは、一価金属酸化物の総計であり、記号「*」は、乗算を意味する、ガラス。 - 前記成分の組成が、
20.0モル%以上かつ27.5モル%以下のTiO2、
15.0モル%以上かつ30.0モル%以下のLa2O3、
15.0モル%以上かつ22.5モル%以下のB2O3、
5.0モル%以上かつ20.0モル%以下のSiO2、
4.0モル%以上かつ9.0モル%以下のZrO2、
2.5モル%以上かつ6.8モル%以下のNb2O5、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のBaO、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のCaO、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のGa2O3、
0.0モル%以上かつ4.0モル%以下のZnO、および
0.0モル%以上かつ2.0モル%以下のWO3、
を含む、請求項5記載のガラス。 - 前記成分の組成が、
0.0モル%以上かつ6.0モル%以下のR2O+RO、
を含む、請求項5または6記載のガラス。 - 前記成分の組成が、
0.0モル%以上かつ6.5モル%以下のCaO、および
0.0モル%以上かつ5.5モル%以下のBaO、
を含み、
前記成分の組成が、ZnOを実質的に含まない、請求項5から7いずれか1項記載のガラス。 - 複数の成分を含むガラスであって、該ガラスは、
1.0モル%以上かつ40.0モル%以下のTiO2、
1.0モル%以上かつ40.0モル%以下のB2O3、
0.0モル%以上かつ35.0モル%以下のSiO2、
0.0モル%以上かつ30.0モル%以下のLa2O3、
0.0モル%以上かつ20.0モル%以下のCaO、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のZrO2、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のGeO2、
0.0モル%以上かつ10.0モル%以下のAl2O3、
0モル%以上かつ6.8モル%以下のNb2O5、
0.0モル%以上かつ5.5モル%以下のBaO、
0.0モル%以上かつ4.6モル%以下のY2O3、
0.0モル%以上かつ3.5モル%以下のZnO、
0.0モル%以上かつ1.0モル%以下のWO3、
0.0モル%以上かつ25.0モル%以下のRO、
0.0モル%以上かつ25.0モル%以下のR2O、
を含み、
La2O3+Yb2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2の合計が45.3モル%以上であり、
Nb2O5+ZrO2の合計が11.0モル%以上であり、
Bi2O3、Er2O3およびNd2O3から選択される1種類の成分を必要に応じて含有する、
成分の組成を有し、
前記成分の組成は、条件:
TiO2-B2O3[モル%]≧-6.0、および
TiO2-La2O3[モル%]≦5.0
を満たし、
前記ガラスは、条件:
Pref-(0.199+0.0025*(TiO2-La2O3))>0.000
を満たし、式中、
Prefは、式(III):
による成分のモル%を単位とするガラス組成から計算される、屈折パラメータであり、式中、ROは、二価金属酸化物の総計であり、R2Oは、一価金属酸化物の総計であり、記号「*」は、乗算を意味する、ガラス。 - 前記成分の組成が、条件:
La2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+BaO+Y2O3+CaO+Ga2O3+Gd2O3+ZnO+WO3+CeO2+SrO+Na2O+Ta2O5+Al2O3の合計が99.0モル%以上である、
La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5の合計が99.0モル%以上である、
La2O3+Y2O3+Gd2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5+CaO+BaOの合計が99.0モル%以上である、および
La2O3+TiO2+B2O3+SiO2+ZrO2+Nb2O5の合計が97.0モル%以上である、
の内の1つ以上を満たす、請求項9記載のガラス。 - 前記成分の組成が、条件:
0.00≦SiO2/(SiO2+B2O3)[モル%]≦0.40
を満たす、請求項9または10記載のガラス。 - 前記成分の組成が、条件:
0.38≦SiO2/(SiO2+B2O3)[モル%]≦0.75
を満たす、請求項9から11いずれか1項記載のガラス。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US202163170734P | 2021-04-05 | 2021-04-05 | |
US63/170,734 | 2021-04-05 | ||
NL2028132A NL2028132B1 (en) | 2021-04-05 | 2021-05-03 | High-Index Silicoborate and Borosilicate Glasses |
NL2028132 | 2021-05-03 | ||
PCT/US2022/023228 WO2022216567A1 (en) | 2021-04-05 | 2022-04-04 | High-index silicoborate and borosilicate glasses |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024512815A true JP2024512815A (ja) | 2024-03-19 |
Family
ID=80952346
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023561151A Pending JP2024512815A (ja) | 2021-04-05 | 2022-04-04 | 高屈折率ケイホウ酸塩およびホウケイ酸塩ガラス |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220324744A1 (ja) |
EP (1) | EP4071118A1 (ja) |
JP (1) | JP2024512815A (ja) |
WO (1) | WO2022216567A1 (ja) |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3130039C2 (de) | 1981-07-30 | 1984-07-12 | Schott Glaswerke, 6500 Mainz | CdO-ThO↓2↓-freies, hochbrechendes optisches Glas mit der optischen Lage nd = 1,85 - 2,05 und vd 25-43 |
DE3343418A1 (de) | 1983-12-01 | 1985-06-20 | Schott Glaswerke, 6500 Mainz | Optisches glas mit brechwerten>= 1.90, abbezahlen>= 25 und mit hoher chemischer bestaendigkeit |
JP4948569B2 (ja) | 2008-06-27 | 2012-06-06 | Hoya株式会社 | 光学ガラス |
US8661853B2 (en) | 2008-11-10 | 2014-03-04 | Hoya Corporation | Method for producing glass, optical glass, glass material for press molding, optical element and methods for producing same |
JP6230210B2 (ja) | 2011-01-18 | 2017-11-15 | 株式会社オハラ | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 |
CN107445474B (zh) * | 2014-01-22 | 2020-06-09 | 成都光明光电股份有限公司 | 高折射高色散光学玻璃、光学元件及光学仪器 |
CN116655238A (zh) | 2018-08-31 | 2023-08-29 | Agc株式会社 | 光学玻璃和光学部件 |
CN110963706A (zh) | 2018-09-28 | 2020-04-07 | 成都光明光电股份有限公司 | 氟磷酸盐光学玻璃、光学预制件、元件及仪器 |
CN111320384A (zh) | 2019-04-04 | 2020-06-23 | 株式会社小原 | 光学玻璃的制造方法 |
-
2022
- 2022-03-25 US US17/704,631 patent/US20220324744A1/en active Pending
- 2022-04-01 EP EP22166349.5A patent/EP4071118A1/en active Pending
- 2022-04-04 WO PCT/US2022/023228 patent/WO2022216567A1/en active Application Filing
- 2022-04-04 JP JP2023561151A patent/JP2024512815A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2022216567A1 (en) | 2022-10-13 |
EP4071118A1 (en) | 2022-10-12 |
US20220324744A1 (en) | 2022-10-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11976004B2 (en) | Silicoborate and borosilicate glasses having high refractive index and high transmittance to blue light | |
US11802073B2 (en) | Silicoborate and borosilicate glasses with high refractive index and low density | |
WO2023014546A1 (en) | Borate and silicoborate optical glasses with high refractive index and low liquidus temperature | |
JP2024512815A (ja) | 高屈折率ケイホウ酸塩およびホウケイ酸塩ガラス | |
WO2022055688A2 (en) | Silicoborate and borosilicate glasses having high refractive index and low density | |
JP2024511745A (ja) | 高屈折率ホウ酸塩ガラス | |
JP2024528170A (ja) | 高屈折率および低液相温度を有するホウ酸塩およびケイホウ酸塩光学ガラス | |
US20230303426A1 (en) | High-Index High-Dispersion Phosphate Glasses Containing Bismuth Oxide | |
EP4257562A1 (en) | High-index silicoborate and borosilicate glasses | |
WO2023183141A1 (en) | Optical glasses containing bismuth oxide | |
US11472731B2 (en) | Phosphate glasses with high refractive index and reduced dispersion | |
NL2031590B1 (en) | High-Index Silicoborate and Borosilicate Glasses | |
CN117480135A (zh) | 高折射率硅硼酸盐和硼硅酸盐玻璃 | |
CN117980278A (zh) | 具有高折射率和低液相线温度的硼酸盐和硅硼酸盐光学玻璃 | |
JP2024505205A (ja) | 高い屈折率と低い密度を有するリン酸塩ガラス | |
JP2023092517A (ja) | 高屈折率を有する光学ガラス | |
JP2024505204A (ja) | カルシウム含有高屈折率リン酸塩ガラス |