(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-02-05
(54)【発明の名称】カルシウム含有高屈折率リン酸塩ガラス
(51)【国際特許分類】
C03C 3/21 20060101AFI20240129BHJP
C03C 3/062 20060101ALI20240129BHJP
G02B 1/00 20060101ALN20240129BHJP
【FI】
C03C3/21
C03C3/062
G02B1/00
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023544538
(86)(22)【出願日】2022-01-06
(85)【翻訳文提出日】2023-09-14
(86)【国際出願番号】 US2022011408
(87)【国際公開番号】W WO2022159277
(87)【国際公開日】2022-07-28
(32)【優先日】2021-01-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】397068274
【氏名又は名称】コーニング インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100073184
【氏名又は名称】柳田 征史
(74)【代理人】
【識別番号】100175042
【氏名又は名称】高橋 秀明
(74)【代理人】
【識別番号】100163050
【氏名又は名称】小栗 眞由美
(74)【代理人】
【識別番号】100224775
【氏名又は名称】南 毅
(72)【発明者】
【氏名】アイトケン,ブルース ガーディナー
(72)【発明者】
【氏名】ルオ,ジエン
(72)【発明者】
【氏名】マー,リーナー
(72)【発明者】
【氏名】プライヴェン,アレクサンダー アイ
【テーマコード(参考)】
4G062
【Fターム(参考)】
4G062AA04
4G062BB09
4G062CC10
4G062DA01
4G062DA02
4G062DA03
4G062DA04
4G062DB01
4G062DB02
4G062DB03
4G062DC01
4G062DC02
4G062DC03
4G062DD04
4G062DD05
4G062DE01
4G062DE02
4G062DE03
4G062DF01
4G062DF02
4G062DF03
4G062EA01
4G062EA02
4G062EA03
4G062EB01
4G062EB02
4G062EB03
4G062EC02
4G062EC03
4G062EC04
4G062EC05
4G062ED01
4G062ED02
4G062ED03
4G062ED04
4G062EE02
4G062EE03
4G062EE04
4G062EE05
4G062EF01
4G062EF02
4G062EF03
4G062EG01
4G062EG02
4G062EG03
4G062FA01
4G062FB02
4G062FB03
4G062FB04
4G062FB05
4G062FC01
4G062FC02
4G062FC03
4G062FD01
4G062FD02
4G062FD03
4G062FD04
4G062FE01
4G062FE02
4G062FE03
4G062FE04
4G062FF01
4G062FF02
4G062FG01
4G062FG02
4G062FG03
4G062FG04
4G062FG05
4G062FH01
4G062FH02
4G062FH03
4G062FJ01
4G062FK01
4G062FK02
4G062FK03
4G062FL01
4G062GA01
4G062GA02
4G062GA03
4G062GA10
4G062GB01
4G062GC01
4G062GD01
4G062GD02
4G062GD03
4G062GD04
4G062GE01
4G062HH01
4G062HH02
4G062HH03
4G062HH04
4G062HH05
4G062HH06
4G062HH07
4G062HH08
4G062HH09
4G062HH11
4G062HH13
4G062HH15
4G062HH17
4G062HH20
4G062JJ01
4G062JJ03
4G062JJ05
4G062JJ07
4G062JJ10
4G062KK01
4G062KK03
4G062KK05
4G062KK07
4G062KK10
4G062MM02
4G062NN01
4G062NN02
4G062NN40
(57)【要約】
ガラス組成物は、酸化リン(P2O5)、ニオビア(Nb2O5)、チタニア(TiO2)、酸化カリウム(K2O)、及び酸化カルシウム(CaO)を必須成分として含み、任意選択的に、酸化バリウム(BaO)、酸化ナトリウム(Na2O)、酸化リチウム(Li2O)、酸化タングステン(WO3)、酸化ビスマス(Bi2O3)、酸化タンタル(Ta2O5)、シリカ(SiO2)などの成分を含むことができる。このガラスは、587.56nmにおける屈折率が高く、室温での密度が比較的低いという特徴を有することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の成分を含む成分組成を有するガラスであって、前記複数の成分が、
・10.0モル%以上40.0モル%以下のP
2O
5と、
・0.5モル%以上50.0モル%以下のTiO
2と、
・0.5モル%以上35.0モル%以下のK
2Oと、
・0.5モル%以上35.0モル%以下のCaOと、
・0.0モル%以上50.0モル%以下のNb
2O
5と、
・0.0モル%以上15.0モル%以下のMgOと、
・0.0モル%以上10.0モル%以下のAl
2O
3と、
・0.0モル%以上4.5モル%以下のLi
2Oと、
・0.0モル%以上1.0モル%以下のV
2O
5と、
・4.0モル%以上のROと、
・合計で0.0モル%以上20.0モル%以下のTeO
2+SnO
2+SnOと、
・合計で0.0モル%以上15.0モル%以下のSiO
2+GeO
2と、
・任意選択的に、Na
2O、WO
3、BaO、SrO、ZnO、PbO、Bi
2O
3、B
2O
3、ZrO
2、Tl
2O、Ag
2O、Cs
2O、Ga
2O
3、La
2O
3、MoO
3、及びTa
2O
5から選択される1つ以上の成分と、
を含み、前記ガラスが、
・P
n-(1.54+0.1*P
d)>0.00
という条件を満たし、
式中、
・P
nは、前記成分をモル%の単位で示した前記ガラスの成分組成から、以下の式(I):
P
n=-0.0043794*P
2O
5+0.0072428*Nb
2O
5+0.0037304*TiO
2-0.00039553*BaO-0.0032012*K
2O-0.00060689*CaO-0.0024218*Na
2O-0.0014988*Li
2O+0.0028587*WO
3+0.0083295*Bi
2O
3-0.0031637*B
2O
3-0.0030702*SiO
2-0.00030248*ZnO+0.0020025*ZrO
2-0.0018173*MgO-0.0032886*Al
2O
3+0.0024221*TeO
2+0.0038137*PbO-0.0016392*GeO
2+0.0063024*Tl
2O+0.0048765*Ag
2O+1.81451 (I)
により計算した屈折率パラメータであり、
・P
dは、前記成分をモル%の単位で示した前記ガラスの成分組成から、以下の式(II):
P
d[g/cm
3]=3.98457-0.015773*Al
2O
3-0.014501*B
2O
3+0.019328*BaO+0.060758*Bi
2O
3-0.0012685*CaO+0.023111*CdO+0.0053184*Cs
2O+0.011488*Ga
2O
3-0.0015416*GeO
2-0.013342*K
2O+0.058319*La
2O
3-0.007918*Li
2O-0.0021423*MgO-0.0024413*MoO
3-0.0082226*Na
2O+0.0084961*Nb
2O
5-0.020501*P
2O
5+0.038898*PbO-0.012720*SiO
2+0.013948*SrO+0.047924*Ta
2O
5+0.011248*TeO
2-0.0092491*V
2O
5+0.028913*WO
3+0.0074702*ZnO+0.0096721*ZrO
2 (II)
により計算した密度パラメータであり、
ROは2価の金属酸化物の総和であり、記号「*」は乗算を意味する、ガラス。
【請求項2】
前記ガラスが、
・P
d<4.2g/cm
3
という条件を満たす、請求項1に記載のガラス。
【請求項3】
前記ガラスが、
・P
n>1.8
という条件を満たす、請求項1又は2に記載のガラス。
【請求項4】
前記ガラスが、
・P
ref>0.24cm
3/g
という条件を満たし、
式中、
・P
refは、前記成分をモル%の単位で示した前記ガラスの成分組成から、以下の式(IV):
P
ref[cm
3/g]=0.223637+0.0010703*Nb
2O
5-0.00041688*P
2O
5+0.00088482*TiO
2+0.000054956*CaO-0.00029243*K
2O-0.0008347*BaO-0.00023739*Na
2O+0.000082792*Li
2O-0.0012487*WO
3-0.00042393*ZnO-0.00059152*SrO-0.00018266*MgO-0.0014091*Bi
2O
3-0.0014895*Ta
2O
5-0.00021842*SiO
2-0.00024788*ZrO
2-0.00014801*B
2O
3-0.000060848*TeO
2-0.00085564*PbO-0.00042429*GeO
2-0.0015439*Tl
2O-0.0012936*Ag
2O-0.00089356*Cu
2O-0.00039278*CuO+0.00017895*As
2O
3-0.00011802*SB
2O
3 (IV)
により計算した屈折パラメータである、請求項1~3のいずれか1項に記載のガラス。
【請求項5】
前記成分組成が、
・15.0モル%以上35.0モル%以下のP
2O
5と、
・10.0モル%以上40.0モル%以下のNb
2O
5と、
・0.5モル%以上40.0モル%以下のTiO
2と、
・0.5モル%以上30.0モル%以下のCaOと、
・0.5モル%以上20.0モル%以下のK
2Oと、
・0.0モル%以上20.0モル%以下のBaOと、
・0.0モル%以上20.0モル%以下のNa
2Oと、
・0.0モル%以上10.0モル%以下のWO
3と、
・0.0モル%以上4.0モル%以下のBi
2O
3と、
・0.0モル%以上2.0モル%以下のTa
2O
5と、
を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載のガラス。
【請求項6】
複数の成分を含む成分組成を有するガラスであって、前記複数の成分が、
・10.0モル%以上40.0モル%以下のP
2O
5と、
・1.0モル%以上50.0モル%以下のTiO
2と、
・1.0モル%以上35.0モル%以下のK
2Oと、
・1.0モル%以上35.0モル%以下のCaOと、
・0.0モル%以上50.0モル%以下のNb
2O
5と、
・0.0モル%以上15.0モル%以下のMgOと、
・0.0モル%以上10.0モル%以下のAl
2O
3と、
・0.0モル%以上1.0モル%以下のV
2O
5と、
・4.0モル%以上のROと、
・合計で0.0モル%以上20.0モル%以下のTeO
2+SnO
2+SnOと、
・合計で0.0モル%以上15.0モル%以下のSiO
2+GeO
2と、
・任意選択的に、Na
2O、Li
2O、WO
3、BaO、SrO、ZnO、PbO、Bi
2O
3、B
2O
3、ZrO
2、Tl
2O、Ag
2O、Ga
2O
3、MoO
3、及びTa
2O
5から選択される1つ以上の成分と、
を含み、前記ガラスが、
・P
n>1.75、及び
・P
ν-(64.5-23.4*P
n)<0.00
という条件を満たし、
式中、
・P
nは、前記成分をモル%の単位で示した前記ガラスの成分組成から、以下の式(I):
P
n=-0.0043794*P
2O
5+0.0072428*Nb
2O
5+0.0037304*TiO
2-0.00039553*BaO-0.0032012*K
2O-0.00060689*CaO-0.0024218*Na
2O-0.0014988*Li
2O+0.0028587*WO
3+0.0083295*Bi
2O
3-0.0031637*B
2O
3-0.0030702*SiO
2-0.00030248*ZnO+0.0020025*ZrO
2-0.0018173*MgO-0.0032886*Al
2O
3+0.0024221*TeO
2+0.0038137*PbO-0.0016392*GeO
2+0.0063024*Tl
2O+0.0048765*Ag
2O+1.81451 (I)
により計算した屈折率パラメータであり、
・P
νは、前記成分をモル%の単位で示した前記ガラスの成分組成から、以下の式(III):
P
ν=exp(2.11+0.0438*(exp(3.25980+0.0072248*Al
2O
3+0.0055494*B
2O
3+0.0024164*BaO-0.00849*Bi
2O
3+0.0029812*CaO+0.0092768*CdO+0.0099821*Ga
2O
3-0.0038579*GeO
2+0.0028062*K
2O+0.0031951*Li
2O+0.0027011*MgO+0.007976*MoO
3+0.0028705*Na
2O-0.013374*Nb
2O
5+0.0072007*P
2O
5-0.0049796*PbO+0.0032241*SiO
2+0.0050024*SrO-0.002136*Ta
2O
5-0.0032329*TeO
2-0.009788*TiO
2+0.0074782*V
2O
5-0.0057095*WO
3+0.0032826*ZnO+0.009302*ZrO
2))) (III)
により計算した分散パラメータであり、
ROは2価の金属酸化物の総和であり、記号「*」は乗算を意味する、ガラス。
【請求項7】
前記ガラスが、
・P
d<4.2g/cm
3
という条件を満たし、
式中、
・P
dは、前記成分をモル%の単位で示した前記ガラスの成分組成から、以下の式(II):
P
d[g/cm
3]=3.98457-0.015773*Al
2O
3-0.014501*B
2O
3+0.019328*BaO+0.060758*Bi
2O
3-0.0012685*CaO+0.023111*CdO+0.0053184*Cs
2O+0.011488*Ga
2O
3-0.0015416*GeO
2-0.013342*K
2O+0.058319*La
2O
3-0.007918*Li
2O-0.0021423*MgO-0.0024413*MoO
3-0.0082226*Na
2O+0.0084961*Nb
2O
5-0.020501*P
2O
5+0.038898*PbO-0.012720*SiO
2+0.013948*SrO+0.047924*Ta
2O
5+0.011248*TeO
2-0.0092491*V
2O
5+0.028913*WO
3+0.0074702*ZnO+0.0096721*ZrO
2 (II)
により計算した密度パラメータである、請求項6に記載のガラス。
【請求項8】
前記ガラスが、
・P
n>1.8
という条件を満たす、請求項6又は7に記載のガラス。
【請求項9】
前記ガラスが、
・P
ref>0.24cm
3/g
という条件を満たし、
式中、
・P
refは、前記成分をモル%の単位で示した前記ガラスの成分組成から、以下の式(IV):
P
ref[cm
3/g]=0.223637+0.0010703*Nb
2O
5-0.00041688*P
2O
5+0.00088482*TiO
2+0.000054956*CaO-0.00029243*K
2O-0.0008347*BaO-0.00023739*Na
2O+0.000082792*Li
2O-0.0012487*WO
3-0.00042393*ZnO-0.00059152*SrO-0.00018266*MgO-0.0014091*Bi
2O
3-0.0014895*Ta
2O
5-0.00021842*SiO
2-0.00024788*ZrO
2-0.00014801*B
2O
3-0.000060848*TeO
2-0.00085564*PbO-0.00042429*GeO
2-0.0015439*Tl
2O-0.0012936*Ag
2O-0.00089356*Cu
2O-0.00039278*CuO+0.00017895*As
2O
3-0.00011802*SB
2O
3 (IV)
により計算した屈折パラメータである、請求項6~8のいずれか1項に記載のガラス。
【請求項10】
前記成分組成が、
・15.0モル%以上35.0モル%以下のP
2O
5と、
・10.0モル%以上40.0モル%以下のNb
2O
5と、
・1.0モル%以上40.0モル%以下のTiO
2と、
・1.0モル%以上30.0モル%以下のCaOと、
・1.0モル%以上20.0モル%以下のK
2Oと、
・0.0モル%以上20.0モル%以下のBaOと、
・0.0モル%以上20.0モル%以下のNa
2Oと、
・0.0モル%以上10.0モル%以下のWO
3と、
・0.0モル%以上5.0モル%以下のLi
2Oと、
・0.0モル%以上4.0モル%以下のBi
2O
3と、
・0.0モル%以上2.0モル%以下のTa
2O
5と、
を含む、請求項6~9のいずれか1項に記載のガラス。
【請求項11】
前記成分組成が、
・21.0モル%以上30.0モル%以下のP
2O
5と、
・13.0モル%以上38.0モル%以下のNb
2O
5と、
・9.0モル%以上37.0モル%以下のTiO
2と、
・4.0モル%以上23.0モル%以下のCaOと、
・4.0モル%以上16.0モル%以下のK
2Oと、
・0.0モル%以上14.5モル%以下のBaOと、
・0.0モル%以上13.5モル%以下のNa
2Oと、
・0.0モル%以上8.5モル%以下のWO
3と、
・0.0モル%以上4.5モル%以下のLi
2Oと、
・0.0モル%以上3.4モル%以下のBi
2O
3と、
・0.0モル%以上1.8モル%以下のTa
2O
5と、
・0.0モル%以上0.9モル%以下のSiO
2と、
を含む、請求項6~10のいずれか1項に記載のガラス。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【0001】
本出願は、2021年1月22日を出願日とする米国仮特許出願第63/140414号の米国特許法第119条に基づく優先権の利益を主張するものであり、この仮出願のすべての開示内容は、本明細書の依拠するところとし、引用することにより本明細書に組み入れられるものとする。
【技術分野】
【0002】
本開示は、概して、高い屈折率と低い密度を有するリン酸塩ガラスに関する。また、高い光分散のガラスに関するものでもある。
【背景技術】
【0003】
ガラスは、様々な光学デバイス、例えば、拡張現実デバイス、仮想現実デバイス、複合現実デバイス、アイウェアなどで利用されている。この種のガラスに望まれることの多い特性として、高い屈折率と低い密度が挙げられる。また、これに加えて望まれる特性として、電磁スペクトルの可視域及び近紫外(near-ultraviolet、near-UV)域における高い透過性や低い光分散を挙げることもできる。しかし、これらの特性を所望の組み合わせで有するものを、高いガラス形成能を有する組成物から形成可能なガラスの中に見出すことは難しいと考えられる。例えば、一般に、ガラスは、屈折率が高くなるにつれて密度も高くなる傾向がある。そこで、ガラスの密度を上げずに屈折率を上げるために、TiO2やNb2O5などの種を添加することも多い。しかし、これらの材料は青色光や紫外線を吸収することが多く、このスペクトル領域の光に対するガラスの透過率を低下させるという望ましくない作用をもたらす場合がある。そして、ガラスを低い密度に保ちながら、青色領域及び紫外領域における透過率を低下させることなく屈折率を高めようとすると、材料のガラス形成能を低下させてしまう結果となることが多かった。例えば、当業界において一般的に許容されている冷却速度でガラス融液を冷却している最中に、結晶化や液液相分離を起こしてしまう場合があった。通常、ガラス形成能の低下は、ZrO2、Y2O3、Sc2O3、BeOなどの特定の種の量が増加するにつれて顕在化する。
【0004】
低密度高屈折率ガラスの多くは、使用するガラス形成物質に基づき、(a)主たるガラス形成物質としてSiO2及び/又はB2O3を使用するケイホウ酸塩ガラス又はホウケイ酸塩ガラスと、(b)主たるガラス形成物質としてP2O5を使用するリン酸塩ガラス、という2種類の化学系のいずれかに属している。GeO2、TeO2、Bi2O3、V2O5などの他の酸化物を主たるガラス形成物質とするガラスは、コスト、ガラス形成能、光学特性、製造要件の少なくともいずれかを理由に、その利用は難しいと考えられている。
【0005】
リン酸塩ガラスは、高い屈折率と低い密度を特徴とするガラスであるが、融液からP2O5が蒸発する、白金との適合性に欠ける恐れがある、といった理由から、リン酸塩ガラスの製造は難しい場合がある。また、リン酸塩ガラスは濃い着色を有することが多く、所望の透過率特性を持つガラスとするためには、追加の漂白工程が必要となる場合がある。さらに、高屈折率を示すリン酸塩ガラスの場合、光分散が高くなる傾向もあるが、これは用途によっては使い道がある可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
これらを考慮すると、高い屈折率と低い密度を有し、任意選択的にこれらに組み合わせて、可視域及び近紫外域における高透過率を有すること、及び高いガラス形成能を有する組成物から製造されること、の少なくともいずれかを備えるリン酸塩ガラスが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一実施形態によれば、複数の成分を含む成分組成を有するガラスが開示され、当該複数の成分は、10.0モル%以上40.0モル%以下のP2O5と、0.5モル%以上50.0モル%以下のTiO2と、0.5モル%以上35.0モル%以下のK2Oと、0.5モル%以上35.0モル%以下のCaOと、0.0モル%以上50.0モル%以下のNb2O5と、0.0モル%以上15.0モル%以下のMgOと、0.0モル%以上10.0モル%以下のAl2O3と、0.0モル%以上4.5モル%以下のLi2Oと、0.0モル%以上1.0モル%以下のV2O5と、4.0モル%以上のROと、合計で0.0モル%以上20.0モル%以下のTeO2+SnO2+SnOと、合計で0.0モル%以上15.0モル%以下のSiO2+GeO2と、を含み、さらに、任意選択的に、Na2O、WO3、Bi2O3、B2O3、BaO、SrO、ZnO、PbO、ZrO2、Tl2O、Ag2O、Cs2O、Ga2O3、La2O3、MoO3、及びTa2O5から選択される1つ以上の成分を含有することができる。また、ガラスは、Pn-(1.54+0.1*Pd)>0.00という条件を満たす。式中、Pnは、成分をモル%の単位で示したガラスの成分組成から、以下の式(I):
Pn=-0.0043794*P2O5+0.0072428*Nb2O5+0.0037304*TiO2-0.00039553*BaO-0.0032012*K2O-0.00060689*CaO-0.0024218*Na2O-0.0014988*Li2O+0.0028587*WO3+0.0083295*Bi2O3-0.0031637*B2O3-0.0030702*SiO2-0.00030248*ZnO+0.0020025*ZrO2-0.0018173*MgO-0.0032886*Al2O3+0.0024221*TeO2+0.0038137*PbO-0.0016392*GeO2+0.0063024*Tl2O+0.0048765*Ag2O+1.81451 (I)
により計算した屈折率パラメータであり、Pdは、成分をモル%の単位で示したガラスの成分組成から、以下の式(II):
Pd[g/cm3]=3.98457-0.015773*Al2O3-0.014501*B2O3+0.019328*BaO+0.060758*Bi2O3-0.0012685*CaO+0.023111*CdO+0.0053184*Cs2O+0.011488*Ga2O3-0.0015416*GeO2-0.013342*K2O+0.058319*La2O3-0.007918*Li2O-0.0021423*MgO-0.0024413*MoO3-0.0082226*Na2O+0.0084961*Nb2O5-0.020501*P2O5+0.038898*PbO-0.012720*SiO2+0.013948*SrO+0.047924*Ta2O5+0.011248*TeO2-0.0092491*V2O5+0.028913*WO3+0.0074702*ZnO+0.0096721*ZrO2 (II)
により計算した密度パラメータであり、ROは2価の金属酸化物の総和であり、記号「*」は乗算を意味する。
【0008】
本開示の他の実施形態によれば、複数の成分を含む成分組成を有するガラスが開示され、当該複数の成分は、10.0モル%以上40.0モル%以下のP2O5と、1.0モル%以上50.0モル%以下のTiO2と、1.0モル%以上35.0モル%以下のK2Oと、1.0モル%以上35.0モル%以下のCaOと、0.0モル%以上50.0モル%以下のNb2O5と、0.0モル%以上15.0モル%以下のMgOと、0.0モル%以上10.0モル%以下のAl2O3と、0.0モル%以上1.0モル%以下のV2O5と、4.0モル%以上のROと、合計で0.0モル%以上20.0モル%以下のTeO2+SnO2+SnOと、合計で0.0モル%以上15.0モル%以下のSiO2+GeO2と、を含み、さらに、任意選択的に、Na2O、Li2O、WO3、Bi2O3、B2O3、BaO、SrO、ZnO、PbO、ZrO2、Tl2O、Ag2O、Ga2O3、MoO3、及びTa2O5から選択される1つ以上の成分を含有することができる。また、ガラスは、Pn>1.75、及びPν-(64.5-23.4*Pn)<0.00という条件を満たす。式中、Pnは、成分をモル%の単位で示したガラスの成分組成から、以下の式(I):
Pn=-0.0043794*P2O5+0.0072428*Nb2O5+0.0037304*TiO2-0.00039553*BaO-0.0032012*K2O-0.00060689*CaO-0.0024218*Na2O-0.0014988*Li2O+0.0028587*WO3+0.0083295*Bi2O3-0.0031637*B2O3-0.0030702*SiO2-0.00030248*ZnO+0.0020025*ZrO2-0.0018173*MgO-0.0032886*Al2O3+0.0024221*TeO2+0.0038137*PbO-0.0016392*GeO2+0.0063024*Tl2O+0.0048765*Ag2O+1.81451 (I)
により計算した屈折率パラメータであり、Pνは、成分をモル%の単位で示したガラスの成分組成から、以下の式(III):
Pν=exp(2.11+0.0438*(exp(3.25980+0.0072248*Al2O3+0.0055494*B2O3+0.0024164*BaO-0.00849*Bi2O3+0.0029812*CaO+0.0092768*CdO+0.0099821*Ga2O3-0.0038579*GeO2+0.0028062*K2O+0.0031951*Li2O+0.0027011*MgO+0.007976*MoO3+0.0028705*Na2O-0.013374*Nb2O5+0.0072007*P2O5-0.0049796*PbO+0.0032241*SiO2+0.0050024*SrO-0.002136*Ta2O5-0.0032329*TeO2-0.009788*TiO2+0.0074782*V2O5-0.0057095*WO3+0.0032826*ZnO+0.009302*ZrO2))) (III)
により計算した分散パラメータであり、ROは2価の金属酸化物の総和であり、記号「*」は乗算を意味する。
【0009】
当業者であれば、以下の明細書、特許請求の範囲、及び添付図面を検討することにより、本開示の上記及び上記以外の態様、目的、及び特徴を理解、把握するであろう。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1】いくつかの比較例ガラスと本開示の一実施形態に係るいくつかの例示的ガラスについて、屈折率n
dと式(I)により計算した屈折率パラメータP
nとの関係をプロットしたグラフ
【
図2】いくつかの比較例ガラス及び本開示の一実施形態に係るいくつかの例示的ガラスについて、室温での密度d
RTと式(II)により計算した密度パラメータP
dとの関係をプロットしたグラフ
【
図3】いくつかの比較例ガラス及び本開示の一実施形態に係るいくつかの例示的ガラスについて、アッベ数ν
dと式(III)により計算した分散パラメータP
νとの関係をプロットしたグラフ
【
図4】いくつかの比較例ガラス及び本開示の一実施形態に係るいくつかの例示的ガラスについて、屈折(n
d-1)/d
RTと式(IV)により計算したパラメータP
refとの関係をプロットしたグラフ
【
図5】本開示の一実施形態に係るいくつかの例示的ガラスについて、「15分間試験」条件及び「2.5分間試験」条件による例示的な予定冷却推移を示すグラフ
【
図6】いくつかの比較例ガラス及び本開示の一実施形態に係るいくつかの例示的ガラスについて、密度パラメータP
dと屈折率パラメータP
nとの関係をプロットしたグラフ
【
図7】いくつかの比較例ガラス及び本開示の一実施形態に係るいくつかの例示的ガラスについて、室温での密度d
RTと屈折率n
dとの関係をプロットしたグラフ
【
図8】いくつかの比較例ガラス及び本開示の一実施形態に係るいくつかの例示的ガラスについて、P
nとP
νとの関係をプロットしたグラフ
【
図9】いくつかの比較例ガラス及び本開示の一実施形態に係るいくつかの例示的ガラスについて、屈折率n
dとアッベ数ν
dとの関係をプロットしたグラフ
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下の詳細な説明では、本開示の種々の原理を完全に理解してもらうために具体的な詳細を開示する例示的な実施形態を示す。なお、これら実施形態は、説明を目的としたものであり、限定を目的とするものではない。本明細書に開示される具体的な詳細から逸脱した他の実施形態でも本開示を実施し得ることは、本開示の利益を得ることになった当業者には明らかであろう。さらに、本開示の種々の原理の説明が不明瞭になってしまうことを避けるため、周知のデバイス、方法、及び材料については、説明を省略する場合がある。また、同様の要素は、可能な限り同様の参照番号で示す。
【0012】
別段の明示的な記載がない限り、本明細書に記載のいかなる方法も、各ステップ(工程)を特定の順序で実施することを要請していると解釈されることを意図するものではない。従って、方法クレームにおいてそのステップの順序を実際に記載している場合を除き、又は、その他、各ステップが特定の順序に限定される旨の記載が請求の範囲又は発明の詳細な説明において明確になされている場合を除き、各ステップの順序が推測されることは、いかなる点においても意図していない。これは、各ステップの並び又は操作の流れについての論法の問題、文法的な構成又は句読点から導き出される通俗的な意味、本明細書に記載の実施形態の数又は種類など(ただし、これらに限定されるものではない)の、解釈の根拠となり得るあらゆる非明示的事項に対して該当する。
【0013】
本明細書において、「及び/又は」という用語を2つ以上の項目の列記において使用する場合、列記された項目のうちいずれか1つを単独で使用してもよく、又は列記された項目のうち2つ以上を任意の組み合わせで使用してもよいことを意味している。例えば、組成物が成分A、B及び/又はCを含有すると記載している場合、この組成物は、A単独、B単独、C単独、AとBとの組み合わせ、AとCとの組み合わせ、BとCとの組み合わせ、又はAとBとCとの組み合わせを含有することができる。
【0014】
当業者及び本開示を製造又は使用する者であれば、本開示の変形例を想起するであろう。従って、当然ながら、図面に示す上述の各実施形態は、例示を目的としたものに過ぎず、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。本開示の範囲は、後述の特許請求の範囲により規定されるものであり、特許請求の範囲は、均等論(doctrine of equivalents)を含む特許法原則に従って解釈されるものである。
【0015】
本明細書において、「約(about)」という用語は、量、サイズ、配合、パラメータなどの数量や特性が、必ずしも厳密なものではなく、厳密にその値である必要もなく、むしろ、公差や、換算係数、端数処理、測定誤差などの当業者に公知の他の因子を必要に応じて織り込んだ、その数量や特性の近似値及び/又はそれに前後する値とすることができることを意味している。よって、「約」という用語が、或る値又は或る範囲の一端点の記述に使用されている場合には、その特定の値又は特定の端点が本開示に含まれるものと理解されたい。なお、本明細書において、或る数値又は或る範囲の一端点が「約」で導かれているか否かにかかわらず、当該数値又は範囲の端点は、「約」による修飾を受けた実施形態と「約」による修飾を受けない実施形態という2つの実施形態を含むことが意図されている。また、各範囲の両端点が持つ意味は、互いに相関しているとともに互いに独立でもあることも理解されるであろう。
【0016】
また、「から形成される(formed from)」という用語は、「を備える(comprise)」、「本質的に~のみからなる(consist essentially of)」、「のみからなる(consist of)」のうちの1つ以上を意味することができる。例えば、或る構成要素が特定の材料「から形成される」場合、当該構成要素は、特定の材料を備える、本質的に特定の材料のみからなる、特定の材料のみからなる、のいずれであってもよい。
【0017】
本明細書において、「含まない(free)」及び「実質含まない(substantially free)」という用語は、ガラス組成物に意図的には添加されていない特定の構成成分について、ガラス組成物に含まれる量を示す及び/又は含まれないことを示すために同義的に用いられる。ただし、当然ながら、特定の構成成分が、わずかに残る異物又は混入物として、このガラス組成物に0.10モル%未満の量で含まれる場合がある。
【0018】
本明細書において、「混入(tramp)」物という用語は、ガラス組成物における特定の構成成分を説明するために用いている場合、ガラス組成物に意図的には添加されていないが、0.05モル%未満の量で存在する構成成分を指す。混入成分は、他の構成成分に不純物として含まれていたり、ガラス組成物の加工中に組成物中に入り込んだりすることにより、意図せずにガラス組成物に入ってしまう場合がある。
【0019】
本明細書において、「ガラス形成物質(glass former)」という用語は、単独で(すなわち、混入物以外の他の成分がない状態で)ガラス組成物に存在した場合に、その融液を約200℃/分~約300℃/分以下の速度で冷却することによりガラスを形成することが可能な成分を指す。
【0020】
本明細書において、「修飾物質(modifier)」という用語は、1価又は2価の金属酸化物を指し、すなわち、カチオンを「R」で表すと、R2O又はROを指す。ガラス組成物に修飾物質を加えることにより、融液や融液から得られるガラスの原子構造を変化させることができる。いくつかの実施形態では、修飾物質が、ガラス形成物質中に存在するカチオン(例えば、B2O3におけるホウ素)の配位数を変化させることにより、より重合度の高い原子ネットワークが形成され、その結果、より良好にガラスを形成することが可能となる。
【0021】
本明細書において、「RO」という語は、2価の金属酸化物の総含有量を指し、「R2O」という用語は、1価の金属酸化物の総含有量を指し、「Alk2O」という用語は、アルカリ金属酸化物の総含有量を指している。R2Oという語は、アルカリ金属酸化物(Alk2O)と、これに加えて、例えば、Ag2O、Tl2O、Hg2Oなどの他の1価の金属酸化物とを包摂する用語である。以下に説明するように、希土類金属酸化物は、本明細書では標準式(RE2O3)で表し、本開示において、酸化還元状態が「+3」の希土類金属の酸化物を指す。従って、「RO」という語に、希土類金属酸化物は含まれない。
【0022】
本明細書において、「希土類金属(rare earth metal)」という用語は、IUPAC周期表のランタニド系列に挙げられている金属にイットリウムとスカンジウムとを加えたものを指す。本明細書において、「希土類金属酸化物(rare earth metal oxide)」という用語は、「+3」(La2O3中のランタン)、「+4」(CeO2中のセリウム)、「+2」(EuO中のユウロピウム)など、様々な酸化還元状態の希土類金属の酸化物を指す。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化する場合があり、特に、ガラスの溶融や熱処理(例えば、アニール)を行う炉内の酸化還元条件やバッチ組成に従って、溶融時に酸化物ガラス中の希土類金属の酸化還元状態が変化する場合がある。特に断りのない限り、本明細書において、希土類金属酸化物は、酸化還元状態が「+3」である希土類金属を含んだ標準式で表している。従って、酸化還元状態が「+3」以外の希土類金属をガラス組成物バッチに加える場合には、化学量論比(stoichiometry)が保たれるように酸素を増減してガラス組成物の再計算を行う。例えば、バッチ成分としてCeO2(酸化還元状態が「+4」のセリウム)を使用する場合には、2モルのCeO2が1モルのCe2O3に相当するものとして、得られるガラス組成物を再計算することにより、当該ガラス組成物をCe2O3で表す。本明細書において、「REmOn」という用語は、存在するすべての酸化還元状態の希土類金属酸化物の総含有量を指し、「RE2O3」という用語は、酸化還元状態が「+3」の希土類金属酸化物の総含有量を指す。
【0023】
本明細書において報告されるガラスの密度測定値は、水中アルキメデス法により室温で測定した値で、単位はg/cm3、誤差は0.001g/cm3である。本明細書において、室温での密度測定値(本明細書では、dRT(単位:g/cm3)で表す)は、20℃又は25℃で測定した値として示され、20℃~25℃の範囲をとり得る温度で取得した測定値を包含するものである。なお、当然ながら、室温は約20℃~約25℃の間で変化し得るが、本開示の目的上、20℃~25℃の温度範囲内での密度の変動は、0.001g/cm3の誤差を下回ると見込まれるため、本明細書において報告される室温での密度測定値には影響を与えないものと考えられる。
【0024】
本明細書において、「屈折(refraction)」という用語は、屈折率ndを587.56nmにおける測定値、密度dRTを25℃での測定値(単位:g/cm3)とした場合の比(nd-1)/dRTに従って計算された、密度に対する屈折率の関係を指す。比(nd-1)/dRT、すなわち屈折により、屈折率ndと密度dRTの関係の特性を規定することができる。屈折率が高いほど、所与の密度における屈折率は高くなる。
【0025】
本明細書において、高いガラス形成能(good glass-forming ability)とは、材料融液を冷却する際の失透の起こしにくさを指す。ガラス形成能は、融液の臨界冷却速度を求めることにより測定することができる。本明細書において、「臨界冷却速度(critical cooling rate)」や「vcr」という用語は、所与の組成物の融液から、100倍~500倍の光学顕微鏡で観察可能な結晶を含まないガラスを形成するために必要な最小の冷却速度を指す。臨界冷却速度を用いて、組成物のガラス形成能、すなわち所与のガラス組成物の融液が冷却時にガラスを形成する能力を測定することができる。一般に、臨界冷却速度が低いほど、ガラス形成能は高い。
【0026】
本明細書において、「液相温度(liquidus temperature)」(「Tliq」と表記)という用語は、ガラス組成物がこの温度を超えると、ガラス構成成分の結晶化のない完全な液体となるような温度を指す。本明細書において報告される液相温度値は、(1)DSC(differential scanning calorimetry:示差走査熱量測定)法、(2)試料を白金箔に包んで等温保持する方法、(3)勾配ボート液相法、という3つの試験のうちの1つを用いて、試料を測定することにより得たものである。なお、これらの試験間で照合確認を行い、その結果、各試験で同様の結果が得られた。DSC法で測定した試料の場合、粉末化した試料を10K/分で1250℃まで加熱した。そして、結晶の溶融に相当する吸熱反応の終了温度を液相温度とした。また、等温保持法で測定した試料の場合、まず、蒸発を避けるためにガラスブロック(約1cm3)を白金箔で包み、所定の温度の炉内に17時間入れた後、炉から素早く取り出して空気中で冷却した。その後、ガラスブロックを光学顕微鏡で観察して、試料の大部分に結晶が現れているか調べた。上記のような観測液相温度を30~40℃以上超えない温度で保持した後に、わずかな表面結晶が現れた場合はこれを無視して、それ以外の場合には試験を繰り返した。勾配ボート液相法で測定した試料については、ASTM規格C829-81に記載の手順に従った。かかる手順は、破砕したガラス粒子を白金製のボートに入れるステップと、或る領域の温度勾配を有する炉内にボートを入れるステップと、適切な温度領域でボートを24時間加熱するステップと、顕微鏡検査によりガラス内部に結晶が見える温度の最高値を特定するステップとを含むものである。より詳細には、Ptボートからガラス試料を1片取り出して偏光顕微鏡で観察することにより、Ptと空気との界面や試料内部に形成された結晶の位置や性質を確認するものである。炉の温度勾配については十分に公知されているため、温度と位置の関係を5~10℃以内の精度で推定することができる。そして、試料内部に結晶が観察される温度が、(対応する試験期間に対する)ガラスの液相線を表していると見なす。場合によっては、相がゆっくり成長する様子を観察するため、より長い時間(例えば72時間)をかけて試験を行う場合もある。また、液相温度とFulcher式の係数から、液相粘度(単位:ポアズ)を求めた。
【0027】
本明細書において報告される屈折率(refractive index)値は、特に断りのない限り、室温(約25℃)で測定した値である。ガラス試料の屈折率値は、屈折率計として、誤差約±0.0002のメトリコン社(Metricon)モデル2010プリズムカプラを用いて測定した。このメトリコン屈折率計を使って、約406nm、約473nm、約532nm、約633nm、約828nm、約1064nmのうちの2つ以上の波長でガラス試料の屈折率を測定した。測定した屈折率の波長依存性は、分散の特性を規定するものであるため、これに、コーシー(Cauchy)の公式又はセルマイヤー(Sellmeier)の式をフィッティングした。これにより、測定した波長に挟まれた区間における任意の対象波長における試料の屈折率を計算することが可能となる。本明細書において、「屈折率nd」という用語は、上述の方法で計算した、ヘリウムのd線波長に相当する587.56nmの波長での屈折率を指す。本明細書において、「屈折率nC」という用語は、上述の方法で計算した、656.3nmの波長での屈折率を指す。本明細書において、「屈折率nF」という用語は、上述の方法で計算した、486.1nmの波長での屈折率を指す。本明細書において、「屈折率ng」という用語は、上述の方法で計算した、435.8nmの波長での屈折率を指す。
【0028】
本明細書において、「高屈折率(high refractive index、high index)」という用語は、特に断りのない限り、少なくとも1.80以上のガラス屈折率値ndを指す。また、その旨を記載している箇所では、「高屈折率」という用語で、少なくとも1.85以上、又は1.90以上、又は1.95以上、又は2.00以上のガラス屈折率値を指す場合もある。
【0029】
「分散(dispersion)」及び「光分散(optical dispersion)」という用語は、所定の複数の波長におけるガラス試料の屈折率の差又は比を示すために同義的に用いられる。本明細書において、光分散は、光分散の数値指標の1つであるアッベ数で報告されている。アッベ数は、式νx=(nx-1)/(nF-nC)により計算することができる。なお、本開示における「x」は、一般的に使用される複数の波長の1つ(例えば、νdの場合587.56nm[d線]、νDの場合589.3nm[D線])を表し、nxは当該波長における屈折率(例えば、νdの場合nd、νDの場合nD)、nFは波長486.1nm(F線)における屈折率nCは656.3nm(C線)における屈折率である。νdとνDの数値の差はごくわずかで、±0.1%~±0.2%以内である場合が多い。本明細書において報告されているガラス試料の分散は、式νd=(nd-1)/(nF-nC)に従って計算された、3つの異なる波長における試料の屈折率の関係の特性を規定するアッベ数(νd)で表されている。式中、ndは587.56nm(d線)における屈折率の計算値、nFは486.1nm(F線)における屈折率の計算値、nCは656.3nm(C線)における屈折率の計算値である。アッベ数が大きいほど、光分散は低くなる。
【0030】
「高分散」に対応するアッベ数や「低分散」に対応するアッベ数の数値は、アッベ数計算に用いた屈折率によって変化し得るものである。場合によっては、高屈折率ガラスの「低分散」に対応するアッベ数が、低屈折率ガラスの「低分散」に対応するアッベ数よりも小さくなる可能性もある。換言すれば、屈折率の計算値が大きくなるにつれて、「低分散」に対応するアッベ数の値は小さくなる。「高分散」についても同様の関係が見られる。
【0031】
本明細書において、「α」又は「α20-300」という用語は、20℃(室温)~300℃の温度範囲におけるガラス組成物の線熱膨張係数(coefficient of linear thermal expansion:CTE)を指す。この特性は、ASTM規格E228-11に準拠した水平式膨張計(押し棒式膨張計)を用いて測定される。αの数値尺度は、指定温度範囲(例えば、室温~300℃)におけるリニア平均値であり、α=ΔL/(L0ΔT)で表される。式中、L0は測定範囲内又はその近傍の或る温度における試料の線形寸法(linear size)であり、ΔLは測定温度範囲ΔTにおける線形寸法(L)の変化である。
【0032】
ヤング率Eとポアソン比μは、ITW India Private Limited, Magnaflux Divisionから入手可能なQuasar RUSpec 4000を使用して、共振超音波スペクトロスコピー法により測定した。
【0033】
ガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量計(differential scanning calorimeter:DSC)を用いて10K/分の昇温速度で加熱し、空気中で冷却するまでを測定することにより求めた。
【0034】
本明細書において、「アニール点(annealing point)」という用語は、所定のガラス組成を有するガラスの粘度が約1013.2ポアズとなる温度を指し、ASTM規格C598-93(2013)に従って求められる。
【0035】
本明細書において、式中に用いられる記号「*」はいずれも、乗算を意味している。
【0036】
ガラス組成物は、酸化リン(P2O5)を含むことができる。本明細書に記載の実施形態におけるガラス組成物は、主たるガラス形成物質として酸化リン(P2O5)を含む。P2O5の量が多いほど、所定の温度における融液の粘度が高くなり、冷却時に融液からの結晶化が抑制されるため、融液のガラス形成能は高くなる(すなわち、融液の臨界冷却速度が低下する)。ただし、ガラス組成物にP2O5を添加すると屈折率が著しく低下するため、高い屈折率を実現することは難しくなる。従って、高屈折率ガラスにおけるP2O5の含有量は制限される。複数の実施形態において、ガラスが含有する酸化リン(P2O5)の量を、10.0モル%以上40.0モル%以下、及びこれらの値の間のすべての範囲及び部分範囲内とすることができる。いくつかの実施形態では、ガラス組成物が含有するP2O5の量を、10.0モル%以上、11.0モル%以上、12.0モル%以上、13.0モル%以上、15.0モル%以上、20.0モル%以上、21.0モル%以上、21.7モル%以上、22.0モル%以上、23.9モル%以上、25.0モル%以上、30.0モル%以上、35.0モル%以上、37.0モル%以上、38.0モル%以上、又は39.0モル%以上とすることができる。いくつかの他の実施形態では、ガラス組成物が含有するP2O5の量を、40.0モル%以下、39.0モル%以下、38.0モル%以下、37.0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、24.7モル%以下、20.0モル%以下、15.0モル%以下、13.0モル%以下、12.0モル%以下、又は11.0モル%以下とすることができる。いくつかのさらなる実施形態では、ガラス組成物が含有するP2O5の量を、10.0モル%以上40.0モル%以下、15.0モル%以上35.0モル%以下、21.0モル%以上30.0モル%以下、21.7モル%以上24.7モル%以下、22.0モル%以上29.0モル%以下、23.91モル%以上25.0モル%以下、10.0モル%以上35.0モル%以下、11.0モル%以上24.7モル%以下、11.0モル%以上12.0モル%以下、12.0モル%以上24.7モル%以下、13.0モル%以上37.0モル%以下、13.0モル%以上29.0モル%以下、13.0モル%以上20.0モル%以下、15.0モル%以上37.0モル%以下、15.0モル%以上29.0モル%以下、20.0モル%以上29.0モル%以下、24.7モル%以上40.0モル%以下、24.7モル%以上29.0モル%以下、25.0モル%以上40.0モル%以下、25.0モル%以上38.0モル%以下、25.0モル%以上35.0モル%以下、29.0モル%以上38.0モル%以下、25.0モル%以上36.0モル%以下、13.0モル%以上26.0モル%以下、又は14.0モル%以上30.0モル%以下とすることができる。
【0037】
ガラス組成物は、シリカ(SiO2)を含むことができる。シリカは、補助的なガラス形成物質の役割を果たすことができる。P2O5と同様、シリカも、液相粘度の上昇に貢献し、従ってガラス組成物の結晶化防止に貢献することができる。ただし、ガラス組成物にSiO2を添加すると、液液相分離を起こす恐れがあり、得られるガラスに失透や透過率の低下が生じてしまう可能性がある。また、SiO2は低屈折率成分であるため、高屈折率ガラスの実現も難しくなる。従って、本開示の実施形態においてSiO2の含有量は制限されるか、又はSiO2を実質含まないガラスとすることもできる。複数の実施形態において、ガラスが含有するシリカ(SiO2)の量を、0.0モル%以上15.0モル%以下、及びこれらの値の間のすべての範囲及び部分範囲内とすることができる。いくつかの実施形態では、ガラス組成物が含有するSiO2の量を、0.0モル%以上、1.0モル%以上、2.0モル%以上、3.0モル%以上、5.0モル%以上、10.0モル%以上、12.0モル%以上、13.0モル%以上、又は14.0モル%以上とすることができる。いくつかの他の実施形態では、ガラス組成物が含有するSiO2の量を、15.0モル%以下、14.0モル%以下、13.0モル%以下、12.0モル%以下、10.0モル%以下、5.0モル%以下、3.0モル%以下、2.0モル%以下、1.0モル%以下、0.9モル%以下、又は0.8モル%以下とすることができる。いくつかのさらなる実施形態では、ガラス組成物が含有するSiO2の量を、0.0モル%以上1.0モル%以下、0.0モル%以上0.9モル%以下、0.0モル%以上0.8モル%以下、0.0モル%以上15.0モル%以下、0.0モル%以上12.0モル%以下、0.0モル%以上3.0モル%以下、0.8モル%以上12.0モル%以下、0.8モル%以上0.9モル%以下、0.9モル%以上12.0モル%以下、1.0モル%以上13.0モル%以下、1.0モル%以上10.0モル%以下、2.0モル%以上13.0モル%以下、3.0モル%以上13.0モル%以下、3.0モル%以上10.0モル%以下、3.0モル%以上9.5モル%以下、7.0モル%以上11.0モル%以下、又は4.5モル%以上9.0モル%以下とすることができる。
【0038】
ガラス組成物は、2価の金属酸化物(RO)を含むことができる。アルカリ土類金属酸化物(BeO、MgO、CaO、SrO、BaO)や、酸化亜鉛(ZnO)、酸化カドミウム(CdO)、酸化鉛(PbO)などの2価の金属酸化物をガラスに添加することにより、比較的高い屈折率が得られ、多くの1価の酸化物に比べても高い屈折率が得られる。また、一部の2価の金属酸化物(例えば、CaO、SrO、ZnOなど)では、比較的小さい密度が得られるため、密度に対する屈折率の比が上昇して、特定の用途における光学ガラスの性能がその分向上する。さらに、2価の金属酸化物は、TiO2、Nb2O5、WO3などの高屈折率成分の溶解度の向上にも貢献することができるため、間接的に、同等の密度における屈折率のさらなる上昇につながる。また、一部の2価の金属酸化物(例えば、ZnOやMgOなど)では、比較的小さい熱膨張係数が得られるため、冷却時にガラス物品に発生する熱応力が小さくなり、従って、ガラス物品の品質を向上させることができる。ただし、2価の金属酸化物を大量に添加すると、融液からの難溶性鉱物の結晶化や液液相分離を引き起こす恐れがあり、ガラス形成能を低下させてしまう可能性がある。また、例えば、PbOやCdOなどの一部の2価の金属酸化物は、生態系に何らかの問題を引き起こす恐れもある。従って、本開示のガラス組成物における2価の金属酸化物の量は制限される。
【0039】
いくつかの実施形態では、ガラスが含有する2価の金属酸化物の量を、4.0モル%以上とすることができる。
【0040】
ガラス組成物は、酸化カルシウム(CaO)を含むことができる。酸化カルシウムは、既知の1価及び2価の金属酸化物の中で、ガラスの密度に対する屈折率の比を最も高くする金属酸化物である。また、いくつかの実施形態では、CaOは、Nb2O5やTiO2の溶解度の向上にも貢献することができ、これにより、比較的低い密度での屈折率のさらなる上昇に寄与する。ただし、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)などの難溶性種の結晶化を引き起こす恐れがあり、これにより、液相温度での粘度が低下するため、臨界冷却速度が上昇して、冷却時にガラス形成溶融物の結晶化を引き起こしてしまう可能性がある。そのため、本開示のガラスにおけるCaOの量は制限されている。複数の実施形態において、ガラスが含有する酸化カルシウム(CaO)の量を、0.0モル%以上35.0モル%以下、及びこれらの値の間のすべての範囲及び部分範囲内とすることができる。いくつかの実施形態では、ガラス組成物が含有するCaOの量を、0.0モル%以上、0.3モル%以上、0.5モル%以上、1.0モル%以上、2.0モル%以上、3.0モル%以上、4.0モル%以上、5.0モル%以上、5.3モル%以上、5.5モル%以上、10.0モル%以上、15.0モル%以上、20.0モル%以上、25.0モル%以上、30.0モル%以上、32.0モル%以上、33.0モル%以上、又は34.0モル%以上とすることができる。いくつかの他の実施形態では、ガラス組成物が含有するCaOの量を、35.0モル%以下、34.0モル%以下、33.0モル%以下、32.0モル%以下、30.0モル%以下、25.0モル%以下、23.0モル%以下、20.5モル%以下、20.0モル%以下、15.0モル%以下、14.5モル%以下、10.0モル%以下、5.0モル%以下、3.0モル%以下、2.0モル%以下、又は1.0モル%以下とすることができる。いくつかのさらなる実施形態では、ガラス組成物が含有するCaOの量を、0.0モル%以上14.5モル%以下、0.3モル%以上30.0モル%以下、1.0モル%以上35.0モル%以下、2.0モル%以上30.0モル%以下、4.0モル%以上23.0モル%以下、5.3モル%以上15.0モル%以下、5.5モル%以上20.5モル%以下、0.0モル%以上35.0モル%以下、0.0モル%以上25.0モル%以下、0.0モル%以上1.0モル%以下、1.0モル%以上14.5モル%以下、2.0モル%以上5.0モル%以下、3.0モル%以上30.0モル%以下、3.0モル%以上5.0モル%以下、5.0モル%以上30.0モル%以下、5.0モル%以上20.0モル%以下、10.0モル%以上35.0モル%以下、10.0モル%以上23.0モル%以下、10.0モル%以上15.0モル%以下、14.5モル%以上23.0モル%以下、14.5モル%以上15.0モル%以下、15.0モル%以上35.0モル%以下、15.0モル%以上23.0モル%以下、20.0モル%以上30.0モル%以下、20.0モル%以上23.0モル%以下、20.5モル%以上35.0モル%以下、20.5モル%以上33.0モル%以下、20.5モル%以上23.0モル%以下、23.0モル%以上33.0モル%以下、23.0モル%以上30.0モル%以下、5.0モル%以上18.0モル%以下、11.0モル%以上25.0モル%以下、又は15.0モル%以上28.0モル%以下とすることができる。
【0041】
ガラス組成物は、酸化バリウム(BaO)を含むことができる。酸化バリウムは、他の2価の金属酸化物に比べて、TiO2やNb2O5などの高屈折率成分の溶解度を高める力が高く、間接的に、比較的低い密度での屈折率のさらなる上昇を実現することができる。ただし、バリウムは重い元素であり、大量に添加するとガラスの密度を上げてしまう恐れがある。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)、オルトリン酸バリウム(Ba3P2O8)などの鉱物の結晶化を引き起こす恐れがあり、これにより、冷却時に融液の結晶化を引き起こしてしまう可能性がある。従って、本開示のガラスにおけるBaOの量は制限されるか、又はBaOを実質含まないガラスとすることもできる。複数の実施形態において、ガラスが含有する酸化バリウム(BaO)の量を、0.0モル%以上15.0モル%以下、及びこれらの値の間のすべての範囲及び部分範囲内とすることができる。いくつかの実施形態では、ガラス組成物が含有するBaOの量を、0.0モル%以上、3.0モル%以上、5.0モル%以上、6.0モル%以上、又は10.0モル%以上とすることができる。いくつかの他の実施形態では、ガラス組成物が含有するBaOの量を、15.0モル%以下、17.0モル%以下、15.0モル%以下、14.5モル%以下、13.0モル%以下、10.0モル%以下、8.0モル%以下、又は5.0モル%以下とすることができる。いくつかのさらなる実施形態では、ガラス組成物が含有するBaOの量を、0.0モル%以上20.0モル%以下、0.0モル%以上15.0モル%以下、0.0モル%以上14.5モル%以下、0.0モル%以上13.0モル%以下、3.3モル%以上8.01モル%以下、6.0モル%以上17.0モル%以下、5.0モル%以上15.0モル%以下、5.0モル%以上13.0モル%以下、5.0モル%以上8.0モル%以下、8.0モル%以上13.0モル%以下、10.0モル%以上17.0モル%以下、10.0モル%以上15.0モル%以下、10.0モル%以上13.0モル%以下、13.0モル%以上15.0モル%以下、13.0モル%以上14.5モル%以下、4.8モル%以上14.3モル%以下、7.8モル%以上14.5モル%以下、又は5.2モル%以上11.1モル%以下とすることができる。
【0042】
ガラス組成物は、マグネシア(MgO)を含むことができる。マグネシアは、高屈折率光学ガラスにはあまり用いられない。しかし、マグネシアは、熱膨張係数を低下させるため、ガラス物品の冷却時にガラス物品に発生する熱応力を低減するのに有用である場合がある。ただし、マグネシアは、例えば、BaO、SrO、CaO、ZnOなどの他の2価の金属酸化物に比べて屈折率が低く、高屈折率成分の溶解度の向上効果も低い。また、リン酸塩ガラスでは、MgOを添加することによりリン酸マグネシウムMg3P2O8の結晶化が起こり、ガラス形成能が低下してしまう恐れもある。従って、本開示のガラス組成物におけるMgOの量は制限されるか、又はMgOを実質含まないガラスとすることもできる。複数の実施形態において、ガラスが含有するマグネシア(MgO)の量を、0.0モル%以上15.0モル%以下、及びこれらの値の間のすべての範囲及び部分範囲内とすることができる。いくつかの実施形態では、ガラス組成物が含有するMgOの量を、0.0モル%以上、1.0モル%以上、2.0モル%以上、3.0モル%以上、5.0モル%以上、10.0モル%以上、12.0モル%以上、13.0モル%以上、又は14.0モル%以上とすることができる。いくつかの他の実施形態では、ガラス組成物が含有するMgOの量を、15.0モル%以下、14.0モル%以下、13.0モル%以下、12.0モル%以下、10.0モル%以下、5.0モル%以下、3.0モル%以下、2.5モル%以下、2.0モル%以下、又は1.0モル%以下とすることができる。いくつかのさらなる実施形態では、ガラス組成物が含有するMgOの量を、0.0モル%以上15.0モル%以下、0.0モル%以上2.5モル%以下、0.0モル%以上3.0モル%以下、0.0モル%以上1.0モル%以下、1.0モル%以上15.0モル%以下、1.0モル%以上12.0モル%以下、1.0モル%以上3.0モル%以下、2.0モル%以上13.0モル%以下、2.0モル%以上3.0モル%以下、2.5モル%以上15.0モル%以下、2.5モル%以上13.0モル%以下、2.5モル%以上10.0モル%以下、2.5モル%以上3.0モル%以下、3.0モル%以上15.0モル%以下、3.0モル%以上13.0モル%以下、5.0モル%以上15.0モル%以下、5.0モル%以上12.0モル%以下、5.1モル%以上13.0モル%以下、9.5モル%以上14.3モル%以下、又は3.9モル%以上9.3モル%以下とすることができる。
【0043】
ガラス組成物は、酸化ナトリウム(Na2O)を含むことができる。高屈折率ガラスにおいて、Na2OはK2Oと同様の作用を示し、TiO2、Nb2O5、WO3などの高屈折率成分の溶解度を向上させるが、その一方で、ガラスの屈折率を低下させる。なお、高屈折率成分の溶解度に与える効果は、K2Oに比べてNa2Oの方が若干低い場合が多いことがわかっている。しかし、Na2OはK2Oに比べて小さい熱膨張係数が得られるため、ガラス物品の冷却時に発生する熱応力が小さくなり、従って、ガラス物品の品質を向上させることができる。複数の実施形態において、ガラスが含有する酸化ナトリウム(Na2O)の量を、0.0モル%以上15.0モル%以下、及びこれらの値の間のすべての範囲及び部分範囲内とすることができる。いくつかの実施形態では、ガラス組成物が含有するNa2Oの量を、0.0モル%以上、5.0モル%以上、又は10.0モル%以上とすることができる。いくつかの他の実施形態では、ガラス組成物が含有するNa2Oの量を、15.0モル%以下、15.0モル%以下、13.5モル%以下、12.0モル%以下、10.5モル%以下、10.0モル%以下、7.0モル%以下、又は5.0モル%以下とすることができる。いくつかのさらなる実施形態では、ガラス組成物が含有するNa2Oの量を、0.0モル%以上20.0モル%以下、0.0モル%以上15.0モル%以下、0.0モル%以上13.5モル%以下、0.0モル%以上12.0モル%以下、0.0モル%以上10.5モル%以下、0.02モル%以上6.98モル%以下、5.0モル%以上10.5モル%以下、5.0モル%以上7.0モル%以下、7.0モル%以上13.5モル%以下、7.0モル%以上10.5モル%以下、5.6モル%以上11.0モル%以下、2.1モル%以上13.0モル%以下、又は5.2モル%以上9.0モル%以下とすることができる。
【0044】
ガラス組成物は、アルミナ(Al2O3)を含むことができる。アルミナは、高温でのガラス形成溶融物の粘度を高めることができ、これにより、臨界冷却速度を低下させて、ガラス形成能を高めることができる。ただし、高屈折率リン酸塩ガラスでは、Al2O3を添加することにより、冷却時にガラス形成溶融物中のリン酸アルミニウム(AlPO4)、チタン酸アルミニウム(Al2TiO5)、ニオブ酸アルミニウム(AlNbO4)などの難溶性鉱物が結晶化してしまう恐れがある。従って、本開示のガラスにおけるAl2O3の量は制限されるか、又はAl2O3を実質含まないガラスとすることもできる。複数の実施形態において、ガラスが含有するアルミナ(Al2O3)の量を、0.0モル%以上10.0モル%以下、及びこれらの値の間のすべての範囲及び部分範囲内とすることができる。いくつかの実施形態では、ガラス組成物が含有するAl2O3の量を、0.0モル%以上、0.5モル%以上、1.0モル%以上、1.5モル%以上、2.5モル%以上、5.0モル%以上、7.5モル%以上、8.5モル%以上、9.0モル%以上、又は9.5モル%以上とすることができる。いくつかの他の実施形態では、ガラス組成物が含有するAl2O3の量を、10.0モル%以下、9.5モル%以下、9.0モル%以下、8.5モル%以下、7.5モル%以下、5.0モル%以下、2.5モル%以下、1.5モル%以下、1.0モル%以下、又は0.5モル%以下とすることができる。いくつかのさらなる実施形態では、ガラス組成物が含有するAl2O3の量を、0.0モル%以上10.0モル%以下、0.0モル%以上8.5モル%以下、0.0モル%以上0.5モル%以下、0.5モル%以上2.5モル%以下、1.0モル%以上9.0モル%以下、1.0モル%以上7.5モル%以下、1.0モル%以上2.5モル%以下、1.5モル%以上9.0モル%以下、2.5モル%以上7.5モル%以下、5.0モル%以上8.5モル%以下、5.0モル%以上7.5モル%以下、7.5モル%以上9.5モル%以下、7.5モル%以上9.0モル%以下、7.5モル%以上8.5モル%以下、1.2モル%以上9.6モル%以下、3.5モル%以上9.0モル%以下、又は4.0モル%以上8.0モル%以下とすることができる。
【0045】
ガラス組成物は、バナジア(V2O5)を含むことができる。バナジアは、すべての酸化物の中で密度に対する屈折率の比が最も高くなる。ただし、バナジアは、濃い着色やさらには黒い着色を起こしてしまう可能性があるほか、環境問題を引き起こす恐れもある。これらの理由から、本開示のガラスにおけるバナジアの含有量は制限されるか、又はV2O5を含まないガラス組成物とすることもできる。複数の実施形態において、ガラスが含有するバナジア(V2O5)の量を、0.0モル%以上1.0モル%以下、及びこれらの値の間のすべての範囲及び部分範囲内とすることができる。いくつかの実施形態では、ガラス組成物が含有するV2O5の量を、0.0モル%以上、0.05モル%以上、0.10モル%以上、0.15モル%以上、0.25モル%以上、0.5モル%以上、0.75モル%以上、0.85モル%以上、0.9モル%以上、又は0.95モル%以上とすることができる。いくつかの他の実施形態では、ガラス組成物が含有するV2O5の量を、1.0モル%以下、0.95モル%以下、0.9モル%以下、0.85モル%以下、0.75モル%以下、0.5モル%以下、0.25モル%以下、0.15モル%以下、0.10モル%以下、又は0.05モル%以下とすることができる。いくつかのさらなる実施形態では、ガラス組成物が含有するV2O5の量を、0.0モル%以上1.0モル%以下、0.0モル%以上0.85モル%以下、0.0モル%以上0.25モル%以下、0.0モル%以上0.05モル%以下、0.05モル%以上0.85モル%以下、0.05モル%以上0.25モル%以下、0.10モル%以上1.0モル%以下、0.10モル%以上0.9モル%以下、0.10モル%以上0.75モル%以下、0.10モル%以上0.25モル%以下、0.15モル%以上0.75モル%以下、0.15モル%以上0.25モル%以下、0.25モル%以上0.9モル%以下、0.5モル%以上1.0モル%以下、0.5モル%以上0.95モル%以下、0.5モル%以上0.9モル%以下、0.75モル%以上0.95モル%以下、0.75モル%以上0.9モル%以下、0.75モル%以上0.85モル%以下、0.4モル%以上0.77モル%以下、0.45モル%以上0.85モル%以下、又は0.56モル%以上0.94モル%以下とすることができる。
【0046】
ガラス組成物は、酸化タングステン(WO3)を含むことができる。WO3は、密度の著しい増加や望ましくない着色を引き起こすことなく、高い屈折率を実現することができる。ただし、WO3の濃度が10.0モル%以上や20.0モル%以上などの高濃度になると、液相温度が上がる傾向があり、液相温度での粘度が低下してしまうため、冷却時の融液の結晶化の回避や、高品質な光学ガラスの実現が難しくなる。従って、WO3の含有量を制限する必要があるか、又はWO3を含まないガラス組成物とすることもできる。複数の実施形態において、ガラスが含有する酸化タングステン(WO3)の量を、0.0モル%以上10.0モル%以下、及びこれらの値の間のすべての範囲及び部分範囲内とすることができる。いくつかの実施形態では、ガラス組成物が含有するWO3の量を、0.0モル%以上、2.5モル%以上、3.0モル%以上、5.0モル%以上、又は7.5モル%以上とすることができる。いくつかの他の実施形態では、ガラス組成物が含有するWO3の量を、10.0モル%以下、8.5モル%以下、7.5モル%以下、6.0モル%以下、5.0モル%以下、4.6モル%以下、又は2.5モル%以下とすることができる。いくつかのさらなる実施形態では、ガラス組成物が含有するWO3の量を、0.0モル%以上10.0モル%以下、0.0モル%以上8.5モル%以下、0.0モル%以上7.5モル%以下、0.0モル%以上4.6モル%以下、2.5モル%以上6.15モル%以下、0.0モル%以上5.0モル%以下、0.0モル%以上2.5モル%以下、2.5モル%以上10.0モル%以下、2.5モル%以上7.5モル%以下、2.5モル%以上5.0モル%以下、4.6モル%以上10.0モル%以下、4.6モル%以上8.5モル%以下、4.6モル%以上7.5モル%以下、4.6モル%以上6.0モル%以下、4.6モル%以上5.0モル%以下、5.0モル%以上10.0モル%以下、5.0モル%以上8.5モル%以下、5.0モル%以上7.5モル%以下、5.0モル%以上6.0モル%以下、3.2モル%以上7.9モル%以下、3.0モル%以上8.5モル%以下、又は2.2モル%以上6.3モル%以下とすることができる。
【0047】
ガラス組成物は、酸化タンタル(Ta2O5)を含むことができる。酸化タンタルは、青色透過率を低下させることなく、密度を許容可能なレベルに保ちながら屈折率を上げる。ただし、Ta2O5をガラス組成物に添加することにより、場合によっては少量の添加でも、難溶性鉱物の結晶化を引き起こし、液相温度を引き上げ、その結果、ガラス形成能を低下させてしまう恐れがある。従って、酸化タンタルの含有量を制限する必要があるか、又はTa2O5を含まないガラス組成物とすることもできる。複数の実施形態において、ガラスが含有する酸化タンタル(Ta2O5)の量を、0.0モル%以上5.0モル%以下、及びこれらの値の間のすべての範囲及び部分範囲内とすることができる。いくつかの実施形態では、ガラス組成物が含有するTa2O5の量を、0.0モル%以上、0.02モル%以上、1.0モル%以上、2.0モル%以上、3.0モル%以上、又は4.0モル%以上とすることができる。いくつかの他の実施形態では、ガラス組成物が含有するTa2O5の量を、5.0モル%以下、4.0モル%以下、3.0モル%以下、2.0モル%以下、1.8モル%以下、1.6モル%以下、1.0モル%以下、又は0.03モル%以下とすることができる。いくつかのさらなる実施形態では、ガラス組成物が含有するTa2O5の量を、0.0モル%以上2.0モル%以下、0.0モル%以上1.8モル%以下、0.0モル%以上1.6モル%以下、0.02モル%以上0.03モル%以下、0.0モル%以上5.0モル%以下、0.0モル%以上1.0モル%以下、0.03モル%以上3.0モル%以下、0.03モル%以上1.8モル%以下、1.0モル%以上5.0モル%以下、1.0モル%以上3.0モル%以下、1.0モル%以上1.8モル%以下、1.6モル%以上5.0モル%以下、1.6モル%以上4.0モル%以下、1.6モル%以上3.0モル%以下、1.8モル%以上5.0モル%以下、1.8モル%以上3.0モル%以下、1.8モル%以上2.0モル%以下、1.0モル%以上4.0モル%以下、1.0モル%以上3.0モル%以下、又は3.0モル%以上4.0モル%以下とすることができる。
【0048】
ガラス組成物は、酸化ビスマス(Bi2O3)を含むことができる。Bi2O3は、本明細書において検討されている他のどの成分よりも高い、非常に高い屈折率を実現できる一方、密度の上昇を引き起こしてしまう。場合によっては、好ましくない着色を生じてしまう恐れもある。また、高温での融液の粘度を低下させてしまう可能性があり、よって、冷却時に融液の結晶化を引き起こす恐れがある。かかる作用は、Bi2O3の濃度が、例えば20.0モル%超、又は26.0モル%超、又はそれ以上などの高濃度になると、特に顕著となる。従って、酸化ビスマスの含有量を制限する必要があるか、又はBi2O3を含まないガラス組成物とすることもできる。複数の実施形態において、ガラスが含有する酸化ビスマス(Bi2O3)の量を、0.0モル%以上10.0モル%以下、及びこれらの値の間のすべての範囲及び部分範囲内とすることができる。いくつかの実施形態では、ガラス組成物が含有するBi2O3の量を、0.0モル%以上、1.0モル%以上、2.5モル%以上、5.0モル%以上、又は7.5モル%以上とすることができる。いくつかの他の実施形態では、ガラス組成物が含有するBi2O3の量を、10.0モル%以下、7.5モル%以下、5.0モル%以下、4.6モル%以下、4.0モル%以下、3.4モル%以下、3.0モル%以下、又は2.5モル%以下とすることができる。いくつかのさらなる実施形態では、ガラス組成物が含有するBi2O3の量を、0.0モル%以上4.6モル%以下、0.0モル%以上4.0モル%以下、0.0モル%以上3.4モル%以下、0.0モル%以上3.0モル%以下、1.43モル%以上3.62モル%以下、0.0モル%以上10.0モル%以下、2.5モル%以上5.0モル%以下、2.5モル%以上4.0モル%以下、2.5モル%以上3.0モル%以下、3.0モル%以上5.0モル%以下、3.0モル%以上4.0モル%以下、3.4モル%以上7.5モル%以下、3.4モル%以上5.0モル%以下、3.4モル%以上4.6モル%以下、3.4モル%以上4.0モル%以下、5.8モル%以上9.2モル%以下、0.9モル%以上5.7モル%以下、又は1.1モル%以上5.6モル%以下とすることができる。
【0049】
ガラス組成物は、酸化リチウム(Li2O)を含むことができる。酸化カルシウムは、既知の1価の金属酸化物の中で、ガラスの密度に対する屈折率の比を最も高くする金属酸化物である。また、いくつかの実施形態では、Li2Oは、Nb2O5やTiO2の溶解度の向上にも貢献することができ、これにより、比較的低い密度で屈折率をさらに上昇させる。さらに、酸化リチウムには、ガラスの漂白プロセスを高速化する働きもある。ただし、いくつかの実施形態では、Li2Oの添加は、それがたとえ低濃度の添加であっても、冷却時にガラス形成溶融物の結晶化又は液液相分離を引き起こし、そのために、ガラス形成能を低下させてしまう恐れがあることが経験的に確認されている。従って、本開示のガラスにおけるLi2Oの量は制限される。しかし、上述のようなLi2Oによる望ましくない影響を予測することは困難である。このため、Li2Oの正確な限度値は、実施形態ごとに大きく異なる可能性がある。特に、いくつかの実施形態では、Li2Oを実質含まないガラスとすることもできる。複数の実施形態において、ガラスが含有する酸化リチウム(Li2O)の量を、0.0モル%以上10.0モル%以下、及びこれらの値の間のすべての範囲及び部分範囲内とすることができる。いくつかの実施形態では、ガラス組成物が含有するLi2Oの量を、0.0モル%以上、0.5モル%以上、1.0モル%以上、1.5モル%以上、2.5モル%以上、5.0モル%以上、7.5モル%以上、8.5モル%以上、9.0モル%以上、又は9.5モル%以上とすることができる。いくつかの他の実施形態では、ガラス組成物が含有するLi2Oの量を、10.0モル%以下、9.5モル%以下、9.0モル%以下、8.5モル%以下、7.5モル%以下、6.0モル%以下、5.0モル%以下、4.5モル%以下、4.0モル%以下、3.0モル%以下、2.5モル%以下、1.5モル%以下、1.0モル%以下、又は0.5モル%以下とすることができる。いくつかのさらなる実施形態では、ガラス組成物が含有するLi2Oの量を、0.0モル%以上6.0モル%以下、0.0モル%以上5.0モル%以下、0.0モル%以上4.5モル%以下、0.0モル%以上4.0モル%以下、0.99モル%以上3.0モル%以下、0.0モル%以上10.0モル%以下、0.0モル%以上7.5モル%以下、0.5モル%以上10.0モル%以下、0.5モル%以上7.5モル%以下、0.5モル%以上4.0モル%以下、1.0モル%以上4.0モル%以下、1.5モル%以上8.5モル%以下、1.5モル%以上5.0モル%以下、2.5モル%以上8.5モル%以下、2.5モル%以上3.0モル%以下、3.0モル%以上8.5モル%以下、3.0モル%以上5.0モル%以下、4.0モル%以上9.0モル%以下、4.0モル%以上7.5モル%以下、4.0モル%以上5.0モル%以下、5.4モル%以上9.9モル%以下、3.5モル%以上8.1モル%以下、又は0.3モル%以上5.6モル%以下とすることができる。
【0050】
ガラス組成物は、酸化カリウム(K2O)を含むことができる。酸化カリウムは、他の1価や2価の金属酸化物に比べて、TiO2やNb2O5などの高屈折率成分の溶解度を高める力が高く、間接的に、比較的低い密度で屈折率を上昇させることができる。しかし、酸化カリウム自体から得られる屈折率は、これまで述べた酸化物の中で最も低い。よって、K2Oが高濃度になると、高屈折率の実現が難しくなる恐れがある。従って、本開示のガラスにおけるK2Oの量は制限されるか、又はK2Oを実質含まないガラスとすることもできる。複数の実施形態において、ガラスが含有する酸化カリウム(K2O)の量を、0.3モル%以上35.0モル%以下、及びこれらの値の間のすべての範囲及び部分範囲内とすることができる。いくつかの実施形態では、ガラス組成物が含有するK2Oの量を、0.3モル%以上、0.5モル%以上、1.0モル%以上、2.0モル%以上、3.0モル%以上、4.0モル%以上、5.0モル%以上、10.0モル%以上、15.0モル%以上、20.0モル%以上、25.0モル%以上、30.0モル%以上、32.0モル%以上、33.0モル%以上、又は34.0モル%以上とすることができる。いくつかの他の実施形態では、ガラス組成物が含有するK2Oの量を、35.0モル%以下、34.0モル%以下、33.0モル%以下、32.0モル%以下、30.0モル%以下、25.0モル%以下、20.0モル%以下、16.0モル%以下、15.0モル%以下、14.5モル%以下、13.8モル%以下、13.5モル%以下、10.0モル%以下、5.0モル%以下、3.0モル%以下、2.0モル%以下、又は1.0モル%以下とすることができる。いくつかのさらなる実施形態では、ガラス組成物が含有するK2Oの量を、0.3モル%以上20.0モル%以下、1.0モル%以上35.0モル%以下、2.0モル%以上13.5モル%以下、4.0モル%以上20.0モル%以下、4.0モル%以上16.0モル%以下、5.0モル%以上14.5モル%以下、5.0モル%以上13.81モル%以下、0.3モル%以上35.0モル%以下、0.3モル%以上25.0モル%以下、0.3モル%以上13.8モル%以下、0.3モル%以上2.0モル%以下、1.0モル%以上25.0モル%以下、1.0モル%以上13.8モル%以下、1.0モル%以上2.0モル%以下、2.0モル%以上25.0モル%以下、2.0モル%以上13.8モル%以下、3.0モル%以上30.0モル%以下、3.0モル%以上15.0モル%以下、3.0モル%以上10.0モル%以下、5.0モル%以上35.0モル%以下、5.0モル%以上30.0モル%以下、5.0モル%以上10.0モル%以下、10.0モル%以上30.0モル%以下、10.0モル%以上15.0モル%以下、13.5モル%以上32.0モル%以下、13.5モル%以上20.0モル%以下、13.5モル%以上14.5モル%以下、13.8モル%以上35.0モル%以下、13.8モル%以上20.0モル%以下、13.8モル%以上14.5モル%以下、14.5モル%以上35.0モル%以下、14.5モル%以上32.0モル%以下、14.5モル%以上20.0モル%以下、5.0モル%以上14.0モル%以下、3.0モル%以上23.0モル%以下、又は4.0モル%以上15.0モル%以下とすることができる。
【0051】
ガラス組成物は、チタニア(TiO2)を含むことができる。通常、高屈折率ガラスは、光、特に青色領域及び近紫外領域の電磁スペクトルの光の少なくとも一部を吸収する種(例えば、TiO2やNb2O5など)を含む。本開示の実施形態において、ガラスの透過率は、約300nm~2300nmの範囲内の様々な波長に対する特性として規定することができる。一部の用途では、可視域及び近紫外域(青色領域)において高い透過性を示すことが特に望ましい場合がある。しかし、高屈折率ガラスで高い青色透過率を実現することは難しいと考えられている。ガラスの屈折率上昇を図るために一般的に使用されているのは、TiO2やNb2O5であるが、TiO2やNb2O5を多く含むガラスは、近紫外領域の透過率が低下し、紫外カットオフが高波長側にシフトする傾向があるためである。従って、本開示のガラス組成物におけるTiO2の量は制限される。複数の実施形態において、ガラスが含有するチタニア(TiO2)の量を、0.3モル%以上50.0モル%以下、及びこれらの値の間のすべての範囲及び部分範囲内とすることができる。いくつかの実施形態では、ガラス組成物が含有するTiO2の量を、0.3モル%以上、1.0モル%以上、2.0モル%以上、4.0モル%以上、6.0モル%以上、9.0モル%以上、10.0モル%以上、12.0モル%以上、13.0モル%以上、15.0モル%以上、20.0モル%以上、30.0モル%以上、40.0モル%以上、44.0モル%以上、46.0モル%以上、又は48.0モル%以上とすることができる。いくつかの他の実施形態では、ガラス組成物が含有するTiO2の量を、50.0モル%以下、48.0モル%以下、46.0モル%以下、44.0モル%以下、40.0モル%以下、37.0モル%以下、34.0モル%以下、33.0モル%以下、30.0モル%以下、26.0モル%以下、20.0モル%以下、10.0モル%以下、6.0モル%以下、4.0モル%以下、又は2.0モル%以下とすることができる。いくつかのさらなる実施形態では、ガラス組成物が含有するTiO2の量を、0.3モル%以上40.0モル%以下、1.0モル%以上50.0モル%以下、6.0モル%以上40.0モル%以下、9.0モル%以上37.0モル%以下、12.0モル%以上34.0モル%以下、13.0モル%以上33.0モル%以下、15.0モル%以上26.39モル%以下、0.3モル%以上50.0モル%以下、2.0モル%以上40.0モル%以下、2.0モル%以上30.0モル%以下、4.0モル%以上50.0モル%以下、4.0モル%以上40.0モル%以下、4.0モル%以上30.0モル%以下、6.0モル%以上50.0モル%以下、10.0モル%以上50.0モル%以下、10.0モル%以上44.0モル%以下、10.0モル%以上34.0モル%以下、10.0モル%以上26.0モル%以下、20.0モル%以上44.0モル%以下、20.0モル%以上34.0モル%以下、20.0モル%以上26.0モル%以下、26.0モル%以上44.0モル%以下、26.0モル%以上34.0モル%以下、30.0モル%以上50.0モル%以下、30.0モル%以上46.0モル%以下、30.0モル%以上40.0モル%以下、30.0モル%以上34.0モル%以下、33.0モル%以上46.0モル%以下、33.0モル%以上40.0モル%以下、33.0モル%以上34.0モル%以下、22.0モル%以上46.0モル%以下、16.0モル%以上34.0モル%以下、又は10.0モル%以上40.0モル%以下とすることができる。
【0052】
ガラス組成物は、ニオビア(Nb2O5)を含むことができる。チタニアと同様、ニオビアも、本開示のいくつかの態様において、ガラスの密度を低く保ちながら屈折率の上昇を図るために使用することができる。ただし、チタニアと同様、ニオビアも漂白不能な黄色でガラスを着色してしまう可能性があるため、特に青色域及び紫外域における透過率が低下する恐れがある。また、チタニアと同様、ニオビアも融液の結晶化や相分離を引き起こす恐れがある。場合によっては、ニオビアを添加することによりガラスの光分散が高くなる可能性があり、これにより得られる光分散は、チタニアなどの他の高屈折率成分を同程度の濃度で添加した場合に比べて大幅に高くなると考えられる。ただし、かかるニオビアの作用は他のガラス成分の影響を受け得るものであるため、ニオビアの限界値を正確に決めるのは難しいと考えられる。いくつかの実施形態では、Nb2O5を含まないガラスとすることができ、その場合、Nb2O5の機能は、例えばTiO2などの他の種が果たす。複数の実施形態において、ガラスが含有するニオビア(Nb2O5)の量を、0.0モル%以上50.0モル%以下、及びこれらの値の間のすべての範囲及び部分範囲内とすることができる。いくつかの実施形態では、ガラス組成物が含有するNb2O5の量を、0.0モル%以上、2.0モル%以上、4.0モル%以上、6.0モル%以上、10.0モル%以上、13.0モル%以上、16.0モル%以上、20.0モル%以上、21.0モル%以上、30.0モル%以上、40.0モル%以上、44.0モル%以上、46.0モル%以上、又は48.0モル%以上とすることができる。いくつかの他の実施形態では、ガラス組成物が含有するNb2O5の量を、50.0モル%以下、48.0モル%以下、46.0モル%以下、44.0モル%以下、40.0モル%以下、38.0モル%以下、35.0モル%以下、30.0モル%以下、20.0モル%以下、10.0モル%以下、6.0モル%以下、4.0モル%以下、又は2.0モル%以下とすることができる。いくつかのさらなる実施形態では、ガラス組成物が含有するNb2O5の量を、0.0モル%以上50.0モル%以下、10.0モル%以上40.0モル%以下、13.0モル%以上38.0モル%以下、16.0モル%以上35.0モル%以下、20.29モル%以上34.59モル%以下、21.0モル%以上35.0モル%以下、0.0モル%以上40.0モル%以下、0.0モル%以上20.0モル%以下、0.0モル%以上2.0モル%以下、2.0モル%以上40.0モル%以下、4.0モル%以上44.0モル%以下、6.0モル%以上35.0モル%以下、6.0モル%以上10.0モル%以下、10.0モル%以上44.0モル%以下、10.0モル%以上35.0モル%以下、20.0モル%以上50.0モル%以下、20.0モル%以上40.0モル%以下、30.0モル%以上46.0モル%以下、30.0モル%以上40.0モル%以下、30.0モル%以上35.0モル%以下、35.0モル%以上50.0モル%以下、35.0モル%以上46.0モル%以下、35.0モル%以上40.0モル%以下、38.0モル%以上48.0モル%以下、38.0モル%以上44.0モル%以下、38.0モル%以上40.0モル%以下、37.0モル%以上49.0モル%以下、25.0モル%以上46.0モル%以下、又は7.0モル%以上25.0モル%以下とすることができる。
【0053】
いくつかの実施形態では、ガラス組成物においてSiO2とGeO2の合計(SiO2+GeO2)を、0モル%以上、5.0モル%以上、又は10.0モル%以上とすることができる。いくつかの他の実施形態では、ガラス組成物においてSiO2とGeO2の合計(SiO2+GeO2)を、15.0モル%以下、10.0モル%以下、又は5.0モル%以下とすることができる。いくつかのさらなる実施形態では、ガラス組成物においてSiO2とGeO2の合計(SiO2+GeO2)を、0.0モル%以上15.0モル%以下、0.0モル%以上10.0モル%以下、0.0モル%以上5.0モル%以下、5.0モル%以上15.0モル%以下、5.0モル%以上10.0モル%以下、3.0モル%以上12.0モル%以下、6.2モル%以上11.3モル%以下、又は3.0モル%以上9.0モル%以下とすることができる。
【0054】
いくつかの実施形態では、ガラス組成物においてTeO2とSnO2とSnOの合計(TeO2+SnO2+SnO)を、0.0モル%以上、5.0モル%以上、10.0モル%以上、又は15.0モル%以上とすることができる。いくつかの他の実施形態では、ガラス組成物においてTeO2とSnO2とSnOの合計(TeO2+SnO2+SnO)を、20.0モル%以下、15.0モル%以下、10.0モル%以下、又は5.0モル%以下とすることができる。いくつかのさらなる実施形態では、ガラス組成物においてTeO2とSnO2とSnOの合計(TeO2+SnO2+SnO)を、0.0モル%以上20.0モル%以下、0.0モル%以上15.0モル%以下、0.0モル%以上10.0モル%以下、0.0モル%以上5.0モル%以下、5.0モル%以上20.0モル%以下、5.0モル%以上15.0モル%以下、5.0モル%以上10.0モル%以下、10.0モル%以上20.0モル%以下、10.0モル%以上15.0モル%以下、3.0モル%以上14.0モル%以下、6.0モル%以上15.0モル%以下、又は7.0モル%以上15.0モル%以下とすることができる。
【0055】
いくつかの実施形態では、ガラスの屈折率ndを、1.75以上2.06以下、及びこれらの値の間のすべての範囲及び部分範囲内とすることができる。いくつかの実施形態では、ガラス組成物の屈折率ndを、1.75以上、1.76以上、1.78以上、1.80以上、1.85以上、1.91以上、1.95以上、2.00以上、2.02以上、2.04以上、又は2.05以上とすることができる。いくつかの他の実施形態では、ガラス組成物の屈折率ndを、2.06以下、2.05以下、2.04以下、2.02以下、2.00以下、1.98以下、1.95以下、1.85以下、1.80以下、1.78以下、又は1.76以下とすることができる。いくつかのさらなる実施形態では、ガラス組成物の屈折率ndを、1.75以上2.06まで、1.75以上2.02まで、1.76以上2.06まで、1.76以上2.02まで、1.76以上1.95まで、1.78以上2.06まで、1.78以上2.02まで、1.78以上1.95まで、1.80以上2.04まで、1.80以上2.00まで、1.80以上1.95まで、1.85以上2.06まで、1.85以上2.04まで、1.85以上2.00まで、1.85以上1.95まで、1.95以上2.04まで、1.98以上2.05まで、1.98以上2.04まで、1.90以上2.03まで、1.88以上2.04まで、又は1.91以上2.03までとすることができる。
【0056】
いくつかの実施形態では、ガラス組成物の密度dRTを、4.2g/cm3以下とすることができる。いくつかの他の実施形態では、ガラス組成物の密度dRTを、4.2g/cm3以下、4.0g/cm3以下、又は3.8g/cm3以下とすることができる。
【0057】
いくつかの実施形態では、ガラス組成物の屈折((nd-1)/dRT)を、0.24以上とすることができる。いくつかの実施形態では、ガラス組成物の屈折((nd-1)/dRT)を、0.24以上又は0.25以上とすることができる。
【0058】
いくつかの実施形態では、ガラス組成物のnd-(1.54+0.1*dRT)の量を、0.00以上とすることができる。
【0059】
いくつかの実施形態では、ガラス組成物のnd-(1.58+0.1*dRT)の量を、0.00以上とすることができる。
【0060】
いくつかの他の実施形態では、ガラス組成物のνd-(64.5-23.4*nd)の量を、0.00以下とすることができる。
【0061】
いくつかの他の実施形態では、ガラス組成物のνd-(63.7-23.4*nd)の量を、0.00以下とすることができる。
【0062】
屈折率nd、密度dRT、アッベ数νd、屈折は、ガラスの組成から予測可能なガラスの特性である。屈折率nd、密度dRT、アッベ数νd、屈折それぞれの、組成に対する依存性を予測可能な式を、下記の「実施例」の欄に記載の本開示の例示的ガラスや本明細書において報告される他のガラス組成物に対して線形回帰分析を行うことにより求めた。
【0063】
一般公開データベースであるSciGlass情報システムデータベースに提供されている文献データ及び本明細書に示す実施形態の例示的ガラスから、以下の表1に規定する基準を満たし、対象の特性(nd、dRT、νd、屈折)の測定値を有するガラス組成物を、特性(nd、dRT、νd、屈折)ごとに約100ずつ無作為に選択し、訓練用データセットを作成した。そして、かかる設定の訓練用データセットに対して線形回帰分析を行い、無意味な変数や外れ値を除外して計算式を割り出した。得られた式を以下の表2に示す。また、同基準を満たす他のガラス組成物を検証セットとして用い、予め定義した組成範囲(表2に規定する標準誤差に相当)内での補間能力を評価した。一方、同じくSciGlass情報システムデータベースから先行技術のガラス組成物を無作為に選択して作成した外部データセットを用いて、上記の各特性が指定組成範囲から外れることを適正な精度で予測する予測能力を評価した。このプロセスを複数回繰り返し、表2に規定する上記の回帰式に対応する、各特性に最適な変数を求めた。
【0064】
一方、線形回帰モデリングに使用した比較例ガラス組成物については、訓練用データセット、検証データセット、外部データセットなどのデータを一般公開のSciGlass情報システムデータベースから取得した。線形回帰分析により、以下の式(I)、(II)、(III)、(IV)が得られ、式(I)をガラスの屈折率ndの予測、式(II)を密度dRTの予測、式(III)をアッベ数νdの予測、式(IV)を屈折の予測に用いた:
Pn=-0.0043794*P2O5+0.0072428*Nb2O5+0.0037304*TiO2-0.00039553*BaO-0.0032012*K2O-0.00060689*CaO-0.0024218*Na2O-0.0014988*Li2O+0.0028587*WO3+0.0083295*Bi2O3-0.0031637*B2O3-0.0030702*SiO2-0.00030248*ZnO+0.0020025*ZrO2-0.0018173*MgO-0.0032886*Al2O3+0.0024221*TeO2+0.0038137*PbO-0.0016392*GeO2+0.0063024*Tl2O+0.0048765*Ag2O+1.81451 (I)
Pd[g/cm3]=3.98457-0.015773*Al2O3-0.014501*B2O3+0.019328*BaO+0.060758*Bi2O3-0.0012685*CaO+0.023111*CdO+0.0053184*Cs2O+0.011488*Ga2O3-0.0015416*GeO2-0.013342*K2O+0.058319*La2O3-0.007918*Li2O-0.0021423*MgO-0.0024413*MoO3-0.0082226*Na2O+0.0084961*Nb2O5-0.020501*P2O5+0.038898*PbO-0.012720*SiO2+0.013948*SrO+0.047924*Ta2O5+0.011248*TeO2-0.0092491*V2O5+0.028913*WO3+0.0074702*ZnO+0.0096721*ZrO2 (II)
Pν=exp(2.11+0.0438*(exp(3.25980+0.0072248*Al2O3+0.0055494*B2O3+0.0024164*BaO-0.00849*Bi2O3+0.0029812*CaO+0.0092768*CdO+0.0099821*Ga2O3-0.0038579*GeO2+0.0028062*K2O+0.0031951*Li2O+0.0027011*MgO+0.007976*MoO3+0.0028705*Na2O-0.013374*Nb2O5+0.0072007*P2O5-0.0049796*PbO+0.0032241*SiO2+0.0050024*SrO-0.002136*Ta2O5-0.0032329*TeO2-0.009788*TiO2+0.0074782*V2O5-0.0057095*WO3+0.0032826*ZnO+0.009302*ZrO2))) (III)
Pref[cm3/g]=0.223637+0.0010703*Nb2O5-0.00041688*P2O5+0.00088482*TiO2+0.000054956*CaO-0.00029243*K2O-0.0008347*BaO-0.00023739*Na2O+0.000082792*Li2O-0.0012487*WO3-0.00042393*ZnO-0.00059152*SrO-0.00018266*MgO-0.0014091*Bi2O3-0.0014895*Ta2O5-0.00021842*SiO2-0.00024788*ZrO2-0.00014801*B2O3-0.000060848*TeO2-0.00085564*PbO-0.00042429*GeO2-0.0015439*Tl2O-0.0012936*Ag2O-0.00089356*Cu2O-0.00039278*CuO+0.00017895*As2O3-0.00011802*SB2O3 (IV)
【0065】
式(I)、(II)、(III)、(IV)並びに表1及び表2において、屈折率パラメータPnは、モル%で表したガラス組成物の成分濃度から屈折率ndを予測するパラメータ、密度パラメータPdは、モル%で表したガラス組成物の成分濃度から密度dRTを予測するパラメータ、分散パラメータPνは、モル%で表したガラス組成物の成分濃度からアッベ数νdを予測するパラメータ、Prefは、モル%で表したガラス組成物の成分濃度から屈折率を予測するパラメータである。分散パラメータPνについては、回帰分析時に対数変換を行った。式(I)、(II)、(III)、(IV)において、ガラス組成物の各成分を化学式で列挙しているが、この化学式は、モル%で表した各成分の濃度を指している。例えば、式(I)、(II)、(III)、(IV)において、P2O5は、モル%で表したガラス組成物中のP2O5の濃度を指す。なお、理解されるように、或る特定のガラス組成物に、式(I)、(II)、(III)、(IV)に列挙された成分の必ずしもすべてが存在するとは限らず、式(I)、(II)、(III)、(IV)は、式中に列挙した成分のうちの一部の成分のみを含有するガラス組成物に対しても同様に有効である。また、さらに理解されるように、式(I)、(II)、(III)、(IV)は、式中に列挙した成分に加えてさらに成分を含有する、本開示の範囲及び特許請求の範囲内に含まれるガラス組成物にも有効である。式(I)、(II)、(III)、(IV)に列挙した或る成分が特定のガラス組成物中に存在しない場合には、当該成分のガラス組成物における濃度は0モル%となり、式から計算される値に対する当該成分の寄与はゼロとなる。なお、表1において、RmOnはすべての酸化物の総和である。
【0066】
【0067】
【0068】
図1は、いくつかの文献ガラス(「比較例ガラス」)及びいくつかの例示的ガラス(「実施例ガラス」)について、式(I)により計算したパラメータP
nを屈折率n
dの測定値の関数としてプロットしたグラフである。
図1のデータに示されるように、パラメータP
nの組成依存性の誤差は、大多数のガラスでn
d測定値の±0.016単位の範囲内にあった。この誤差は表2に規定する標準誤差に相当する。
【0069】
図2は、いくつかの文献ガラス(「比較例ガラス」)といくつかの例示的ガラス(「実施例ガラス」)について、式(II)により計算したパラメータP
dを密度d
RTの測定値の関数としてプロットしたグラフである。
図2のデータに示されるように、パラメータP
dの組成依存性の誤差は、大多数のガラスでd
RT測定値の±0.20単位の範囲内にあった。この誤差は表2に規定する標準誤差に相当する。
【0070】
図3は、いくつかの文献ガラス(「比較例ガラス」)といくつかの例示的ガラス(「実施例ガラス」)について、式(III)により計算したパラメータP
νをアッベ数ν
dの測定値の関数としてプロットしたグラフである。
図3のデータに示されるように、パラメータP
νの組成依存性の誤差は、大多数のガラスでν
d測定値の±0.66単位の範囲内にあった。この誤差は表2に規定する標準誤差に相当する。
【0071】
図4は、いくつかの文献ガラス(「比較例ガラス」)といくつかの例示的ガラス(「実施例ガラス」)について、式(IV)により計算したパラメータP
refを屈折(n
d-1)/d
RTの測定値の関数としてプロットしたグラフである。
図4のデータに示されるように、パラメータP
refの組成依存性の誤差は、大多数のガラスで屈折(n
d-1)/d
RTの測定値の±0.0049単位の範囲内にあった。この誤差は表2に規定する標準誤差に相当する。
【0072】
表3に、本開示のいくつかの実施形態に係る成分の組み合わせと各成分の量とを示す。なお、本明細書において説明しているように、表3に示す例示的ガラスAは、本開示の任意の態様に係る追加成分を含むことができる。
【0073】
【0074】
本開示のいくつかの実施形態に係る例示的ガラスAは、下記式を満たすことができる:
nd-(1.54+0.1*dRT)>0.00
式中、ndは587.56nmにおける屈折率、dRTは室温での密度(単位:g/cm3)である。
【0075】
また、本開示のいくつかの実施形態によれば、例示的ガラスAは下記式を満たすこともできる:
nd-(1.58+0.1*dRT)>0.00
式中、ndは587.56nmにおける屈折率、dRTは室温での密度(単位:g/cm3)である。
【0076】
表4に、本開示のいくつかの実施形態に係る成分の組み合わせと各成分の量とを示す。なお、本明細書において説明しているように、表4に示す例示的ガラスBは、本開示の任意の態様に係る追加成分を含むことができる。
【0077】
【0078】
本開示の実施形態に係る例示的ガラスBの屈折率ndは、1.75以上とすることができる。
【0079】
本開示のいくつかの実施形態によれば、例示的ガラスBは、下記式を満たすことができる:
νd-(64.5-23.4*nd)<0.00
式中、νdはアッベ数、ndは587.56nmにおける屈折率である。
【0080】
また、本開示のいくつかの実施形態によれば、例示的ガラスBは、下記式を満たすこともできる:
νd-(63.7-23.4*nd)<0.00
式中、νdはアッベ数、ndは587.56nmにおける屈折率である。
【実施例】
【0081】
以下の実施例は、本開示から得られる様々な特徴及び利点を説明するものであり、本発明及び添付の特許請求の範囲を限定することを意図するものではない。
【0082】
本開示のいくつかの例示的ガラスのガラス試料を、以下の通り調製した。まず、バッチ原料から各試料(標的種の含有量は99.99質量%超)を約15グラムずつ取り出し、白金るつぼ又は白金-ロジウムるつぼ(Pt:Rh=80:20)に入れ、約1300℃の温度で1時間溶融した。これらの試料に対し、2通りの制御された冷却条件を適用した。第1の条件(「15分間試験(15 min test)」又は「15分間失透試験(15 min devit test)」と呼ぶ)では、溶融後も試料を炉内に置いたままとし、炉の電源を切って試料を空気中で徐冷した。この条件では、試料を1100℃から500℃まで冷却するのに約15分かかる。第2の条件(「2.5分間試験(2.5 min test)」又は「2.5分間失透試験(2.5 min devit test)」と呼ぶ)では、炉の電源を切り、炉が1100℃の温度となった時に炉から試料を取り出して、試料を室温の空気中で冷却させた。この条件では、試料を1100℃から500℃まで冷却するのに約2.5分かかる。温度測定値は、炉の温度を直接読み取った値、又は赤外線(IR)カメラによって読み取った値にキャリブレーション用スケーリングを行った値であった。第1の条件(15分間試験)は、1000℃の温度での冷却速度が最高300℃/分に概ね相当し、第2の試験は、1000℃の温度での冷却速度が最高600℃/分に概ね相当する(1000℃付近で、冷却速度は最大近傍に到達)。温度が低下するにつれて、冷却速度も大きく低下する。第1の冷却法と第2の冷却法の典型的な予定推移(schedule)を
図5に示す。これらの試料について、「15分間失透試験」及び「2.5分間失透試験」と称する観察を行った。その結果を以下の表5に示す。観察結果「1」は、ガラス組成物がその失透試験に合格したことを示しており、試料においてガラス質部分の体積分率が結晶の体積分率より高い場合に、そのガラス組成物は表に記載の失透試験に合格したと判定されるものとする。一方、観測結果「0」は、結晶の体積分率がガラス質部分の体積率より高いことを示している。
【0083】
また、特に断りのない限り、本開示の例示的ガラスの他のガラス試料は、以下の通り調製した。まず、純白金るつぼで1キログラムのバッチを調製した。そして、1250℃の温度に設定した炉にるつぼを入れてから、炉内の温度を1300℃まで上げて、1300℃で2時間保持した。その後、炉の温度を1250℃まで下げ、この温度で1時間かけてガラスを平衡化させた後、鉄鋼製の台の上に注ぎ、温度Tgで1時間アニールした。なお、一部の組成物では、完全に溶融させるため、温度と時間を若干調整した。例えば、いくつかの組成物では、1350℃又は1400℃の溶融温度、及び/又は最大4時間の保持時間を採用した。
【0084】
また、一部の試料については、「1リットル」の白金るつぼに入れて、ジュール効果により加熱溶融して融液とした。このプロセスでは、約3700gの原料を使用した。るつぼの充填は、1250℃で1.5時間かけて行った。その後、温度を1300℃まで上げて、1時間保持した。このステップは、ガラスを60rpmで連続攪拌しながら行った。その後、温度を1200℃まで下げた状態として、攪拌速度を20rpmまで落とし、30分間平衡化させた。送達管を1225℃に加熱し、グラファイト製の冷却台上にガラスを流した。そして、厚さ約25mm、幅約50mm、長さ約90cmの棒状にガラスを成形した。このようにして作成したガラス棒を光学顕微鏡で調べて、結晶化の有無を確認したが、いずれも結晶は含まれなかった。光学顕微鏡で観察したガラスの品質は良好で、ガラス棒に筋(stria)や気泡は認められなかった。このガラスを温度Tgのレヤー(lehr)炉に1時間入れ、粗アニールを行った。その後、ガラス棒を静止型炉に入れて温度Tgで1時間アニールした後、温度を1℃/分の速度で下げた。
【0085】
別途溶融した融液から同様の試料に対して化学分析を行ったため、試験試料に対しては化学分析を行わなかった。なお、化学分析は、XRF法(蛍光X線(X-ray fluorescence)法:B2O3とLi2Oを除くすべての酸化物に対して実施)、ICP法(誘導結合プラズマ質量分光分析(inductively coupled plasma mass spectrometry)法:B2O3に対して実施)、FES法(炎光分光分析(flame emission spectrometry)法:Li2Oに対して実施)で行った。これらの分析から、Nb2O5などの主成分についてのバッチ組成からのばらつきは、±2.0質量%以内であったことが分かった。これは、約1モル%未満のばらつきに相当する。
【0086】
表5及び表6において、n632.8nmは632.8nmの波長における屈折率を指し、n531.9nmは531.9nmの波長における屈折率を指す。また、Txは結晶化開始温度を指す。
【0087】
【0088】
【0089】
【0090】
【0091】
【0092】
【0093】
【0094】
【0095】
【0096】
【0097】
【0098】
【0099】
【0100】
【0101】
【0102】
【0103】
【0104】
【0105】
【0106】
以下の表6に、比較例ガラスC1~C22のガラス組成及び特性を示す。
【0107】
【0108】
【0109】
【0110】
表6に示す比較ガラスの参照キーは、以下の通りである。[1]:特開2005―008518号公報(HOYA株式会社)、[2]:特開2010―083701号公報(HOYA株式会社)、[3]:米国特許出願公開第2019/063958号明細書(CORNING)、[4]:米国特許出願公開第2020/131076号明細書(株式会社オハラ)、[5]:米国特許第6156684号明細書(HOYA株式会社)、[6]:米国特許第7531474号明細書(HOYA株式会社)、[7]:米国特許第7603876号明細書(HOYA株式会社)、[8]:米国特許第7638448号明細書(SCHOTT AG)、[9]:国際公開第2011/086855号(株式会社オハラ)、[10]:国際公開第2020/110341号(光ガラス株式会社)、[11]:特開平8―157231号公報(HOYA株式会社)、[12]:米国特許第7892998号明細書(コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社)、[13]:特開平8―104537号公報(HOYA株式会社)、[14]:Jahn W.著「Untersuchungen uber die Violettfarbung titanhaltiger Phosphatglaser」Glastech.Ber.、1966年、39巻、3号、118-126頁、[15]:Moorthy D.V.R., Jayasimhadri M., Jang K., Kumar J.S., Babu A.M., Moorthy L.R.著「Spectroscopic characteristics of Sm3+doped alkaline earth potassium titanium phosphate glasses(Sm3+ドープアルカリ土類リン酸チタンカリウムガラスの分光学的特性)」Indian J.Engin.Mater.Sci.、2009年、16巻、3号、193-196頁、[16]:Murthy D.V.R., Sasikala T., Jamalaiah B.C., Babu A.M., Kumar J.S., Jayasimhadri M., Moorthy L.R.著「Investigation on luminescence properties of Nd3+ ions in alkaline-earth titanium phosphate glasses(アルカリ土類リン酸チタンガラス中のNd3+イオンの発光特性に関する研究)」Optics Communications、2011年、284巻、2号、603-607頁。
【0111】
図6は、例示的ガラスの一部と比較例ガラスの一部について、密度パラメータP
dと屈折率パラメータP
nとの関係をプロットしたグラフである。例示的ガラス(黒丸)は、表5の実施例2、4~7、9~17、20~36、38~57、62~72、77~80、82、84~144である。比較例ガラス(白丸)は、表6の比較例C1~C10である。密度d
RTを予測する密度パラメータP
dは、式(II)により求めた。屈折率n
dを予測する屈折率パラメータP
nは、式(I)により求めた。
図6に示す例示的ガラス及び比較例ガラスはいずれも、表7に規定の特徴を有している。なお、表7における「制限なし」は、組成物を選択する際に当該制限値を考慮しなかったことを意味している。また、
図6では、上記に列挙した組成物のうちの一部を目立つよう符号を付して示し、他の一部については記号を付さずに示しているほか、これ以降の結論に影響しないガラスについては図示を省略している場合がある。
【0112】
【0113】
なお、上記に列挙した比較例ガラスは、表7に規定の特徴を有する既知のガラスの中から、同等の密度パラメータ値Pdに対する屈折率パラメータPnの値が最も高いものを選択したものである。
【0114】
図6に示す式y=1.54+0.1*xに対応する直線は、表7に規定の特徴を有する比較例ガラスと、本開示に係る例示的ガラス2、4~7、9~17、20~36、38~57、62~72、77~80、82、84~144との差を視覚的に表している。
図6から分かるとおり、屈折率パラメータP
nをy、密度パラメータP
dをxとすると、
図6に示すガラスのうち、上記の例示的ガラス(黒丸)は直線y=1.54+0.1*xより上側にあるが、比較例ガラス(白丸)の中でこの直線より上側にあるものはない。換言すれば、例示的ガラスのうち一部は下記式(V)(a)を満たすが、
図6に示す比較例ガラスはいずれも下記式(V)(a)を満たさない:
P
n-(1.54+0.1*P
d)>0.00 (V)(a)
【0115】
また、これも
図6から分かるとおり、屈折率パラメータP
nをy、密度パラメータP
dをxとすると、
図6に示すガラスのうち、例示的ガラスの一部は直線y=1.58+0.1*xより上側にあるが、比較例ガラスの中でこの直線より上側にあるものはない。換言すれば、例示的ガラスのうち一部は下記式(V)(b)を満たすが、
図6に示す比較例ガラスはいずれも下記式(V)(b)を満たさない:
P
n-(1.58+0.1*P
d)>0.00 (V)(b)
【0116】
これは、上記の表7に規定の条件を満たす例示的ガラスの中に、同じ条件を満たす比較例ガラスのうちの最も優れたものに比べて、同等のPd値でのPn値がより高くなるものがあることを意味している。換言すれば、これらの例示的ガラスは、同等の密度値dRTに対する屈折率値ndが、上記のガラスの中で比較的高くなると予測され、すなわち、表7に規定の特徴を持つ最も優れた既知の比較例ガラスに比べても、dRTとndの組み合わせの点で優れていることが予測される。
【0117】
図7は、例示的ガラスの一部と比較例ガラスの一部について、密度d
RTと屈折率n
dとの関係をプロットしたグラフである。例示的ガラス(黒丸)は、表5の実施例4~7、9、10、26、28、30~36、42~48、53、55、57、92、94、95、97、99、101、103、105、111、113、117、118、122である。比較例ガラス(白丸)は、表6の比較例C6、C9、C11~C16である。
図7に示す例示的ガラス及び比較例ガラスはいずれも、表7に規定の特徴を有している。また、
図7では、上記に列挙した組成物のうちの一部を目立つよう符号を付して示し、他の一部については記号を付さずに示しているほか、これ以降の結論に影響しないガラスについては図示を省略している場合がある。
【0118】
なお、上記にて
図7に関して列挙した比較例ガラスは、表7に規定の特徴を有する既知のガラスの中から、同等の密度値d
RTに対する屈折率の測定値n
dが最も高いものを選択したものである。
【0119】
図7に示す式y=1.54+0.1*xに対応する直線は、表7に規定の特徴を有する比較例ガラスと、本開示に係る例示的ガラス4~7、9、10、26、28、30~36、42~48、53、55、57、92、94、95、97、99、101、103、105、111、113、117、118、122との差を視覚的に表している。
図7から分かるとおり、n
dをy、d
RTをxとすると、
図7に示すガラスのうち、上記の例示的ガラス(黒丸)は直線y=1.54+0.1*xより上側にあるが、比較例ガラス(白丸)の中でこの直線より上側にあるものはない。換言すれば、例示的ガラスのうち一部は下記式(VI)(a)を満たすが、
図7に示す比較例ガラスはいずれも下記式(VI)(a)を満たさない:
n
d-(1.54+0.1*d
RT)>0.00 (VI)(a)
【0120】
また、これも
図7から分かるとおり、n
dをy、d
RTをxとすると、
図7に示すガラスのうち、例示的ガラスの一部は直線y=1.58+0.1*xより上側にあるが、比較例ガラスの中でこの直線より上側にあるものはない。換言すれば、例示的ガラスのうち一部は下記式(VI)(b)を満たすが、
図7に示す比較例ガラスはいずれも下記式(VI)(b)を満たさない:
n
d-(1.58+0.1*d
RT)>0.00 (VI)(b)
【0121】
これは、上記の表7に規定の条件を満たす例示的ガラスの中に、同じ条件を満たす比較例ガラスのうちの最も優れたものに比べて、同等の密度測定値dRTでの屈折率測定値ndがより高くなるものがあることを意味している。つまり、測定結果から、これらの例示的ガラスは、同等のdRT値に対するnd値が、上記のガラスの中で比較的高くなると言える、すなわち、測定結果から、表7に規定の特徴を持つ最も優れた既知の比較例ガラスに比べても、これらの例示的ガラスがdRTとndの組み合わせの点で優れていると言えるとこれを解釈することができる。
【0122】
図6及び
図7にプロットした比較例ガラスC1~C16について、表7、式(V)(a)、式(V)(b)、式(VI)(a)、式(VI)(b)に規定したすべての属性の値を以下の表8に示す。なお、比較例ガラスの全組成については、表6に示している。本開示の例示的ガラスの全組成及び上記の属性については、表5に示している。
【0123】
【0124】
【0125】
図6及び
図7から明らかなように、特性データの予測値と測定値のいずれもが、本開示の例示的ガラスの中に、密度d
RTと屈折率n
dの組み合わせが、表7に規定の特徴を有する比較例ガラスのうちの最も優れたものよりもさらに優れたものがあることを裏付けている。
【0126】
図8は、例示的ガラスの一部と比較例ガラスの一部について、屈折率パラメータP
nと分散パラメータP
νとの関係をプロットしたグラフである。例示的ガラス(黒丸)は、表5の実施例6~10、16~21、26~29、33~36、38、39、42~77、79~85、87~89、98、99、103、104、106~108、110~117、126~128、130~133、135、139~146である。比較例ガラス(白丸)は、表6の比較例C3~C5、C7、C8、C10、C17~C20である。587.56nmにおける屈折率を予測する屈折率パラメータP
nは、式(I)により求めた。アッベ数を予測する分散パラメータP
νは、式(III)により求めた。
図8に示す例示的ガラス及び比較例ガラスはいずれも、表9に規定の特徴を有している。なお、表9における「制限なし」は、組成物を選択する際に当該制限値を考慮しなかったことを意味している。また、
図8では、上記に列挙した組成物のうちの一部を目立つよう符号を付して示し、他の一部については記号を付さずに示しているほか、これ以降の結論に影響しないガラスについては図示を省略している場合がある。
【0127】
【0128】
なお、上記に列挙した比較例ガラスは、表9に規定の特徴を有する既知のガラスの中から、同等の屈折率パラメータ値Pnに対する分散パラメータPνの値が最も低いものを選択したものである。
【0129】
図8に示す式y=64.5-23.4*xに対応する直線は、表9に規定の特徴を有する比較例ガラスと、本開示に係る例示的ガラス6~10、16~21、26~29、33~36、38、39、42~77、79~85、87~89、98、99、103、104、106~108、110~117、126~128、130~133、135、139~146との差を視覚的に表している。
図8から分かるとおり、分散パラメータP
νをy、屈折率パラメータP
nをxとすると、
図8に示すガラスのうち、上記の例示的ガラス(黒丸)は直線y=64.5-23.4*xより下側にあるが、比較例ガラス(白丸)の中でこの直線より下側にあるものはない。換言すれば、例示的ガラスのうち一部は下記式(VII)(a)を満たすが、
図8に示す比較例ガラスはいずれも下記式(VII)(a)を満たさない:
P
ν-(64.5-23.4*P
n)<0 (VII)(a)
【0130】
また、これも
図8から分かるとおり、分散パラメータP
νをy、屈折率パラメータP
nをxとすると、
図8に示すガラスのうち、例示的ガラスの一部は直線y=63.7-23.4*xより下側にあるが、比較例ガラスの中でこの直線より下側にあるものはない。換言すれば、例示的ガラスのうち一部は下記式(VII)(b)を満たすが、
図8に示す比較例ガラスはいずれも下記式(VII)(b)を満たさない:
P
ν-(63.7-23.4*P
n)<0 (VII)(b)
【0131】
これは、表9に規定の条件下では、本開示の例示的ガラスの中に、同じ条件を満たす比較例ガラスのうちの最も優れたものに比べて、同等のPn値でのPν値がより低くなるものがあることを意味している。換言すれば、これらの例示的ガラスは、同等の屈折率値ndに対するアッベ数の値νdが、上記のガラスの中で比較的低くなると予測され、すなわち、表9に規定の特徴を持つ最も優れた既知の比較例ガラスに比べても、ndとνdの組み合わせの点で優れていることが予測される。
【0132】
図9は、例示的ガラスの一部と比較例ガラスの一部について、屈折率n
dとアッベ数ν
dとの関係をプロットしたグラフである。例示的ガラス(黒丸)は、表5の実施例1、15、22~25、33~35、47、48、55、57である。比較例ガラス(白丸)は、表6の比較例C3、C5、C7~C9、C13、C17、C20~C22である。
図9に示す例示的ガラス及び比較例ガラスはいずれも、表10に規定の特徴を有している。なお、表10における「制限なし」は、組成物を選択する際に当該制限値を考慮しなかったことを意味している。また、
図9では、上記に列挙した組成物のうちの一部を目立つよう符号を付して示し、他の一部については記号を付さずに示しているほか、これ以降の結論に影響しないガラスについては図示を省略している場合がある。
【0133】
【0134】
なお、上記に列挙した比較例ガラスは、表10に規定の特徴を有する既知のガラスの中から、同等の屈折率の測定値ndに対するアッベ数の測定値νdが最も低いものを選択したものである。
【0135】
図9に示す式y=64.5-23.4*xに対応する直線は、表10に規定の特徴を有する比較例ガラスと、本開示に係る例示的ガラス1、15、22~25、33~35、47、48、55、57との差を視覚的に表している。
図9から分かるとおり、ν
dをy、n
dをxとすると、
図9に示すガラスのうち、上記の例示的ガラス(黒丸)は直線y=64.5-23.4*xより下側にあるが、比較例ガラス(白丸)の中でこの直線より下側にあるものはない。換言すれば、例示的ガラスのうち一部は下記式(VIII)(a)を満たすが、
図9に示す比較例ガラスはいずれも下記式(VIII)(a)を満たさない:
ν
d-(64.5-23.4*n
d)<0 (VIII)(a)
【0136】
また、これも
図9から分かるとおり、ν
dをy、n
dをxとすると、
図9に示すガラスのうち、例示的ガラスの一部は直線y=63.7-23.4*xより下側にあるが、比較例ガラスの中でこの直線より下側にあるものはない。換言すれば、例示的ガラスのうち一部は下記式(VIII)(b)を満たすが、
図9に示す比較例ガラスはいずれも下記式(VIII)(b)を満たさない:
ν
d-(63.7-23.4*n
d)<0 (VIII)(b)
【0137】
これは、上記の表10に規定の条件を満たす例示的ガラスの中に、同じ条件を満たす比較例ガラスのうちの最も優れたものに比べて、同等の屈折率測定値ndでのアッベ数の測定値νdがより低くなるものがあることを意味している。そして、測定結果から、これらの例示的ガラスは、同等のnd値に対するνd値が、上記のガラスの中で比較的低くなると言える、すなわち、測定結果から、表10に規定の特徴を持つ最も優れた既知の比較例ガラスに比べても、これらの例示的ガラスがndとνdの組み合わせの点で優れていると言えるとこれを解釈することができる。
【0138】
図8及び
図9にプロットした比較例ガラスC3~C5、C7~C10、C13、C17~C22について、表9及び表10、式(VII)(a)、式(VII)(b)、式(VIII)(a)、式(VIII)(b)に規定したすべての属性の値を以下の表11に示す。なお、比較例ガラスの全組成については、表6に示している。例示的ガラスの全組成及び上記の属性については、表5に示している。
【0139】
【0140】
【0141】
図8及び
図9から明らかなように、特性データの予測値と測定値のいずれもが、例示的ガラスの中に、密度d
RT、屈折率n
d、アッベ数ν
dのうちの任意のいずれかの組み合わせが、表9及び表10に規定の特徴を有する比較例ガラスのうちの最も優れたものよりもさらに優れたものがあることを裏付けている。
【0142】
以下に、限定を意図するものではない態様を示す。これらの態様は、本開示の範囲に含まれるものである。既に記載されていない範囲に限り、第1~第41の態様の特徴のいずれか1つの一部又は全体を、本開示の他の態様が有するいずれか1つ以上の特徴と組み合わせて追加の態様を形成することができ、これは、かかる組み合わせが明示的に記載されていない場合にも可能である。
【0143】
第1の態様によれば、ガラスは、複数の成分を含む成分組成を有しており、当該複数の成分は、10.0モル%以上40.0モル%以下のP2O5と、0.5モル%以上50.0モル%以下のTiO2と、0.5モル%以上35.0モル%以下のK2Oと、0.5モル%以上35.0モル%以下のCaOと、0.0モル%以上50.0モル%以下のNb2O5と、0.0モル%以上15.0モル%以下のMgOと、0.0モル%以上10.0モル%以下のAl2O3と、0.0モル%以上4.5モル%以下のLi2Oと、0.0モル%以上1.0モル%以下のV2O5と、4.0モル%以上のROと、合計で0.0モル%以上20.0モル%以下のTeO2+SnO2+SnOと、合計で0.0モル%以上15.0モル%以下のSiO2+GeO2と、を含み、さらに、任意選択的に、Na2O、WO3、BaO、SrO、ZnO、PbO、Bi2O3、B2O3、ZrO2、Tl2O、Ag2O、Cs2O、Ga2O3、La2O3、MoO3、及びTa2O5から選択される1つ以上の成分を含有することができる。また、ガラスは、Pn-(1.54+0.1*Pd)>0.00という条件を満たす。式中、Pnは、成分をモル%の単位で示したガラスの成分組成から、以下の式(I):
Pn=-0.0043794*P2O5+0.0072428*Nb2O5+0.0037304*TiO2-0.00039553*BaO-0.0032012*K2O-0.00060689*CaO-0.0024218*Na2O-0.0014988*Li2O+0.0028587*WO3+0.0083295*Bi2O3-0.0031637*B2O3-0.0030702*SiO2-0.00030248*ZnO+0.0020025*ZrO2-0.0018173*MgO-0.0032886*Al2O3+0.0024221*TeO2+0.0038137*PbO-0.0016392*GeO2+0.0063024*Tl2O+0.0048765*Ag2O+1.81451 (I)
により計算した屈折率パラメータであり、Pdは、成分をモル%の単位で示したガラスの成分組成から、以下の式(II):
Pd[g/cm3]=3.98457-0.015773*Al2O3-0.014501*B2O3+0.019328*BaO+0.060758*Bi2O3-0.0012685*CaO+0.023111*CdO+0.0053184*Cs2O+0.011488*Ga2O3-0.0015416*GeO2-0.013342*K2O+0.058319*La2O3-0.007918*Li2O-0.0021423*MgO-0.0024413*MoO3-0.0082226*Na2O+0.0084961*Nb2O5-0.020501*P2O5+0.038898*PbO-0.012720*SiO2+0.013948*SrO+0.047924*Ta2O5+0.011248*TeO2-0.0092491*V2O5+0.028913*WO3+0.0074702*ZnO+0.0096721*ZrO2 (II)
により計算した密度パラメータであり、ROは2価の金属酸化物の総和であり、記号「*」は乗算を意味する。
【0144】
第2の態様によれば、第1の態様に記載のガラスは、nd-(1.54+0.1*dRT)>0.00という条件を満たす。式中、ndは、587.56nmにおけるガラスの屈折率、dRT[g/cm3]は室温でのガラスの密度である。
【0145】
第3の態様によれば、第1又は2の態様に記載のガラスは、nd-(1.58+0.1*dRT)>0.00という条件を満たす。式中、ndは、587.56nmにおけるガラスの屈折率、dRT[g/cm3]は室温でのガラスの密度である。
【0146】
第4の態様によれば、第1~3の態様のいずれか1つに記載のガラスは、Pn-(1.58+0.1*Pd)>0.00という条件を満たす。
【0147】
第5の態様によれば、第1~4の態様のいずれか1つに記載のガラスの化学組成から計算される予測特性値は、Pd<4.2g/cm3という条件を満たす。
【0148】
第6の態様によれば、第1~5の態様のいずれか1つに記載のガラスの室温での密度dRTは、4.2g/cm3以下である。
【0149】
第7の態様によれば、第6の態様に記載のガラスの室温での密度dRTは、3.8g/cm3以下である。
【0150】
第8の態様によれば、第1~7の態様のいずれか1つに記載のガラスは、Pn>1.8という条件を満たす。
【0151】
第9の態様によれば、第1~8の態様のいずれか1つに記載のガラスの587.56nmにおける屈折率ndは、1.8以上である。
【0152】
第10の態様によれば、第9の態様に記載のガラスの587.56nmにおける屈折率ndは、1.95以上である。
【0153】
第11の態様によれば、ガラスは、Pref>0.24cm3/gという条件を満たし、式中、Prefは、成分をモル%の単位で示したガラスの成分組成から、以下の式(IV):
Pref[cm3/g]=0.223637+0.0010703*Nb2O5-0.00041688*P2O5+0.00088482*TiO2+0.000054956*CaO-0.00029243*K2O-0.0008347*BaO-0.00023739*Na2O+0.000082792*Li2O-0.0012487*WO3-0.00042393*ZnO-0.00059152*SrO-0.00018266*MgO-0.0014091*Bi2O3-0.0014895*Ta2O5-0.00021842*SiO2-0.00024788*ZrO2-0.00014801*B2O3-0.000060848*TeO2-0.00085564*PbO-0.00042429*GeO2-0.0015439*Tl2O-0.0012936*Ag2O-0.00089356*Cu2O-0.00039278*CuO+0.00017895*As2O3-0.00011802*SB2O3 (IV)
により計算した屈折パラメータである。
【0154】
第12の態様によれば、第1~11の態様のいずれか1つに記載のガラスは、0.24cm3/g以上の屈折(nd-1)/dRTをさらに有している。
【0155】
第13の態様によれば、第12の態様に記載のガラスは、0.25cm3/g以上の屈折(nd-1)/dRTをさらに有している。
【0156】
第14の態様によれば、第1~13の態様のいずれか1つに記載のガラスの成分組成は、15.0モル%以上35.0モル%以下P2O5、10.0モル%以上40.0モル%以下Nb2O5、0.5モル%以上40.0モル%以下TiO2、0.5モル%以上30.0モル%以下CaO、0.5モル%以上20.0モル%以下K2O、0.0モル%以上20.0モル%以下BaO、0.0モル%以上20.0モル%以下Na2O、0.0モル%以上10.0モル%以下WO3、0.0モル%以上4.0モル%以下Bi2O3、及び0.0モル%以上2.0モル%以下のTa2O5と、を含む。
【0157】
第15の態様によれば、第1~14の態様のいずれか1つに記載のガラスの成分組成は、21.0モル%以上30.0モル%以下P2O5、13.0モル%以上38.0モル%以下Nb2O5、9.0モル%以上37.0モル%以下TiO2、4.0モル%以上23.0モル%以下CaO、4.0モル%以上16.0モル%以下K2O、0.0モル%以上14.5モル%以下BaO、0.0モル%以上13.5モル%以下Na2O、0.0モル%以上8.5モル%以下WO3、0.0モル%以上3.4モル%以下Bi2O3、0.0モル%以上1.8モル%以下Ta2O5、及び0.0モル%以上0.9モル%以下のSiO2と、を含む。
【0158】
第16の態様によれば、第1~14の態様のいずれか1つに記載のガラスの成分組成は、22.0モル%以上29.0モル%以下P2O5、16.0モル%以上35.0モル%以下Nb2O5、12.0モル%以上34.0モル%以下TiO2、5.5モル%以上20.5モル%以下CaO、5.0モル%以上14.5モル%以下K2O、0.0モル%以上13.0モル%以下BaO、0.0モル%以上12.0モル%以下Na2O、0.0モル%以上7.5モル%以下WO3、0.0モル%以上4.0モル%以下Li2O、0.0モル%以上3.0モル%以下Bi2O3、0.0モル%以上1.6モル%以下Ta2O5、及び0.0モル%以上0.8モル%以下のSiO2と、を含む。
【0159】
第17の態様によれば、第1~13の態様のいずれか1つに記載のガラスの成分組成は、21.7モル%以上24.7モル%以下P2O5、21.0モル%以上35.0モル%以下Nb2O5、13.0モル%以上33.0モル%以下TiO2、6.0モル%以上17.0モル%以下BaO、2.0モル%以上13.5モル%以下K2O、0.5モル%以上14.5モル%以下CaO、0.0モル%以上10.5モル%以下Na2O、0.0モル%以上7.5モル%以下SrO、0.0モル%以上4.6モル%以下Bi2O3、0.0モル%以上4.6モル%以下WO3、0.0モル%以上4.6モル%以下ZnO、及び0.0モル%以上2.5モル%以下のMgOと、を含む。
【0160】
第18の態様によれば、第1~17の態様のいずれか1つに記載のガラスは、1100℃から500℃まで空気中で2.5分間かけて冷却した場合に、結晶化しない。
【0161】
第19の態様によれば、第1~18の態様のいずれか1つに記載のガラスを加工するステップを含む、光学素子の製造方法が提供される。
【0162】
第20の態様によれば、第1~19の態様のいずれか1つに記載のガラスを含む光学素子が提供される。
【0163】
第21の態様によれば、ガラスは、複数の成分を含む成分組成を有しており、当該複数の成分は、10.0モル%以上40.0モル%以下のP2O5と、1.0モル%以上50.0モル%以下のTiO2と、1.0モル%以上35.0モル%以下のK2Oと、1.0モル%以上35.0モル%以下のCaOと、0.0モル%以上50.0モル%以下のNb2O5と、0.0モル%以上15.0モル%以下のMgOと、0.0モル%以上10.0モル%以下のAl2O3と、0.0モル%以上1.0モル%以下のV2O5と、4.0モル%以上のROと、合計で0.0モル%以上20.0モル%以下のTeO2+SnO2+SnOと、合計で0.0モル%以上15.0モル%以下のSiO2+GeO2と、を含み、さらに、任意選択的に、Na2O、Li2O、WO3、BaO、SrO、ZnO、PbO、Bi2O3、B2O3、ZrO2、Tl2O、Ag2O、Ga2O3、MoO3、及びTa2O5から選択される1つ以上の成分を含有することができる。また、ガラスは、Pn>1.75、及びPν-(64.5-23.4*Pn)<0.00という条件を満たす。式中、Pnは、成分をモル%の単位で示したガラスの成分組成から、以下の式(I):
Pn=-0.0043794*P2O5+0.0072428*Nb2O5+0.0037304*TiO2-0.00039553*BaO-0.0032012*K2O-0.00060689*CaO-0.0024218*Na2O-0.0014988*Li2O+0.0028587*WO3+0.0083295*Bi2O3-0.0031637*B2O3-0.0030702*SiO2-0.00030248*ZnO+0.0020025*ZrO2-0.0018173*MgO-0.0032886*Al2O3+0.0024221*TeO2+0.0038137*PbO-0.0016392*GeO2+0.0063024*Tl2O+0.0048765*Ag2O+1.81451 (I)
により計算した屈折率パラメータであり、Pνは、成分をモル%の単位で示したガラスの成分組成から、以下の式(III):
Pν=exp(2.11+0.0438*(exp(3.25980+0.0072248*Al2O3+0.0055494*B2O3+0.0024164*BaO-0.00849*Bi2O3+0.0029812*CaO+0.0092768*CdO+0.0099821*Ga2O3-0.0038579*GeO2+0.0028062*K2O+0.0031951*Li2O+0.0027011*MgO+0.007976*MoO3+0.0028705*Na2O-0.013374*Nb2O5+0.0072007*P2O5-0.0049796*PbO+0.0032241*SiO2+0.0050024*SrO-0.002136*Ta2O5-0.0032329*TeO2-0.009788*TiO2+0.0074782*V2O5-0.0057095*WO3+0.0032826*ZnO+0.009302*ZrO2))) (III)
により計算した分散パラメータであり、ROは2価の金属酸化物の総和であり、記号「*」は乗算を意味する。
【0164】
第22の態様によれば、第21の態様に記載のガラスは、587.56nmにおける屈折率ndが1.75以上であり、ガラスのアッベ数をνdとすると、νd-(64.5-23.4*nd)<0.00、及びνd-(63.7-23.4*nd)<0.00という条件を満たす。
【0165】
第23の態様によれば、第21~22の態様のいずれか1つに記載のガラスは、ガラスのアッベ数をνd、ガラスの587.56nmにおける屈折率をndとすると、νd-(63.7-23.4*nd)<0.00という条件を満たす。
【0166】
第24の態様によれば、第21~23の態様のいずれか1つに記載のガラスは、Pν-(63.7-23.4*Pn)<0.00という条件を満たす。
【0167】
第25の態様によれば、第21~24の態様のいずれか1つに記載のガラスは、Pd<4.2g/cm3という条件を満たす。式中、Pdは、成分をモル%の単位で示したガラスの成分組成から、以下の式(II):
Pd[g/cm3]=3.98457-0.015773*Al2O3-0.014501*B2O3+0.019328*BaO+0.060758*Bi2O3-0.0012685*CaO+0.023111*CdO+0.0053184*Cs2O+0.011488*Ga2O3-0.0015416*GeO2-0.013342*K2O+0.058319*La2O3-0.007918*Li2O-0.0021423*MgO-0.0024413*MoO3-0.0082226*Na2O+0.0084961*Nb2O5-0.020501*P2O5+0.038898*PbO-0.012720*SiO2+0.013948*SrO+0.047924*Ta2O5+0.011248*TeO2-0.0092491*V2O5+0.028913*WO3+0.0074702*ZnO+0.0096721*ZrO2 (II)
により計算した密度パラメータである。
【0168】
第26の態様によれば、第21~25の態様のいずれか1つに記載のガラスの室温での密度dRTは、4.2g/cm3以下である。
【0169】
第27の態様によれば、室温での密度dRTは、3.8g/cm3以下である。
【0170】
第28の態様によれば、第21~27の態様のいずれか1つに記載のガラスは、Pn>1.8という条件を満たす。
【0171】
第29の態様によれば、第21~28の態様のいずれか1つに記載のガラスの587.56nmにおける屈折率ndは、1.8以上である。
【0172】
第30の態様によれば、第29の態様に記載のガラスの587.56nmにおける屈折率ndは、1.95以上である。
【0173】
第31の態様によれば、第21~30の態様のいずれか1つに記載のガラスは、Pref>0.24cm3/gという条件を満たす。式中、Prefは、成分をモル%の単位で示したガラスの成分組成から、以下の式(IV):
Pref[cm3/g]=0.223637+0.0010703*Nb2O5-0.00041688*P2O5+0.00088482*TiO2+0.000054956*CaO-0.00029243*K2O-0.0008347*BaO-0.00023739*Na2O+0.000082792*Li2O-0.0012487*WO3-0.00042393*ZnO-0.00059152*SrO-0.00018266*MgO-0.0014091*Bi2O3-0.0014895*Ta2O5-0.00021842*SiO2-0.00024788*ZrO2-0.00014801*B2O3-0.000060848*TeO2-0.00085564*PbO-0.00042429*GeO2-0.0015439*Tl2O-0.0012936*Ag2O-0.00089356*Cu2O-0.00039278*CuO+0.00017895*As2O3-0.00011802*SB2O3 (IV)
により計算した屈折パラメータである。
【0174】
第32の態様によれば、第21~31の態様のいずれか1つに記載のガラスは、0.24cm3/g以上の屈折(nd-1)/dRTを有している。
【0175】
第33の態様によれば、第32の態様に記載のガラスは、0.25cm3/g以上の屈折(nd-1)/dRTを有している。
【0176】
第34の態様によれば、第21~33の態様のいずれか1つに記載のガラスの成分組成は、15.0モル%以上35.0モル%以下P2O5、10.0モル%以上40.0モル%以下Nb2O5、1.0モル%以上40.0モル%以下TiO2、1.0モル%以上30.0モル%以下CaO、1.0モル%以上20.0モル%以下K2O、0.0モル%以上20.0モル%以下BaO、0.0モル%以上20.0モル%以下Na2O、0.0モル%以上10.0モル%以下WO3、0.0モル%以上5.0モル%以下Li2O、0.0モル%以上4.0モル%以下Bi2O3、及び0.0モル%以上2.0モル%以下のTa2O5と、を含む。
【0177】
第35の態様によれば、第21~34の態様のいずれか1つに記載のガラスの成分組成は、21.0モル%以上30.0モル%以下P2O5、13.0モル%以上38.0モル%以下Nb2O5、9.0モル%以上37.0モル%以下TiO2、4.0モル%以上23.0モル%以下CaO、4.0モル%以上16.0モル%以下K2O、0.0モル%以上14.5モル%以下BaO、0.0モル%以上13.5モル%以下Na2O、0.0モル%以上8.5モル%以下WO3、0.0モル%以上4.5モル%以下Li2O、0.0モル%以上3.4モル%以下Bi2O3、0.0モル%以上1.8モル%以下Ta2O5、及び0.0モル%以上0.9モル%以下のSiO2と、を含む。
【0178】
第36の態様によれば、第21~35の態様のいずれか1つに記載のガラスの成分組成は、22.0モル%以上29.0モル%以下P2O5、16.0モル%以上35.0モル%以下Nb2O5、12.0モル%以上34.0モル%以下TiO2、5.5モル%以上20.5モル%以下CaO、5.0モル%以上14.5モル%以下K2O、0.0モル%以上13.0モル%以下BaO、0.0モル%以上12.0モル%以下Na2O、0.0モル%以上7.5モル%以下WO3、0.0モル%以上4.0モル%以下Li2O、0.0モル%以上3.0モル%以下Bi2O3、0.0モル%以上1.6モル%以下Ta2O5、及び0.0モル%以上0.8モル%以下のSiO2と、を含む。
【0179】
第37の態様によれば、第21~33の態様のいずれか1つに記載のガラスの成分組成は、21.7モル%以上24.7モル%以下P2O5、21.0モル%以上35.0モル%以下Nb2O5、13.0モル%以上33.0モル%以下TiO2、6.0モル%以上17.0モル%以下BaO、2.0モル%以上13.5モル%以下K2O、1.0モル%以上14.5モル%以下CaO、0.0モル%以上10.5モル%以下Na2O、0.0モル%以上7.5モル%以下SrO、0.0モル%以上6.0モル%以下Li2O、0.0モル%以上4.6モル%以下Bi2O3、0.0モル%以上4.6モル%以下WO3、0.0モル%以上4.6モル%以下ZnO、及び0.0モル%以上2.5モル%以下のMgOと、を含む。
【0180】
第38の態様によれば、第21~34及び37の態様のいずれか1つに記載のガラスの成分組成は、0.0モル%以上4.5モル%以下のLi2Oを含む。
【0181】
第39の態様によれば、第21~38の態様のいずれか1つに記載のガラスは、1100℃から500℃まで空気中で2.5分間かけて冷却した場合に、ガラスは結晶化しない。
【0182】
第40の態様によれば、第21~39の態様のいずれか1つに記載のガラスを加工するステップを含む、光学素子の製造方法が提供される。
【0183】
第41の態様によれば、第21~40の態様のいずれか1つに記載のガラスを含む光学素子が提供される。
【0184】
本開示の趣旨及び諸原則から実質的に逸脱しない範囲で、本開示の上述の実施形態に対して多くの変形や変更を加えることができる。そして、そのようなすべての変更や変形が、本開示の範囲に含まれ、以下の特許請求の範囲の保護の対象となることが意図されている。
【0185】
既に記載されていない範囲に限り、本開示の種々の態様の様々に異なる特徴を、必要に応じて互いに組み合わせて使用することができる。本開示の各態様に関して、或る特定の特徴を明示的には図示又は説明していない場合、これは、当該特徴がある可能性がないと解釈されることを意図するものではなく、説明を簡潔かつ端的なものとすることを目的としている。従って、様々に異なる態様の様々な特徴を、必要に応じて組み合わせて適合させて、新たな態様を形成することができ、これは、かかる新たな態様が明示的に開示されているか否かを問わず可能である。
【0186】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【0187】
実施形態1
複数の成分を含む成分組成を有するガラスであって、前記複数の成分が、
・10.0モル%以上40.0モル%以下のP2O5と、
・0.5モル%以上50.0モル%以下のTiO2と、
・0.5モル%以上35.0モル%以下のK2Oと、
・0.5モル%以上35.0モル%以下のCaOと、
・0.0モル%以上50.0モル%以下のNb2O5と、
・0.0モル%以上15.0モル%以下のMgOと、
・0.0モル%以上10.0モル%以下のAl2O3と、
・0.0モル%以上4.5モル%以下のLi2Oと、
・0.0モル%以上1.0モル%以下のV2O5と、
・4.0モル%以上のROと、
・合計で0.0モル%以上20.0モル%以下のTeO2+SnO2+SnOと、
・合計で0.0モル%以上15.0モル%以下のSiO2+GeO2と、
・任意選択的に、Na2O、WO3、BaO、SrO、ZnO、PbO、Bi2O3、B2O3、ZrO2、Tl2O、Ag2O、Cs2O、Ga2O3、La2O3、MoO3、及びTa2O5から選択される1つ以上の成分と、
を含み、前記ガラスが、
・Pn-(1.54+0.1*Pd)>0.00
という条件を満たし、
式中、
・Pnは、前記成分をモル%の単位で示した前記ガラスの成分組成から、以下の式(I):
Pn=-0.0043794*P2O5+0.0072428*Nb2O5+0.0037304*TiO2-0.00039553*BaO-0.0032012*K2O-0.00060689*CaO-0.0024218*Na2O-0.0014988*Li2O+0.0028587*WO3+0.0083295*Bi2O3-0.0031637*B2O3-0.0030702*SiO2-0.00030248*ZnO+0.0020025*ZrO2-0.0018173*MgO-0.0032886*Al2O3+0.0024221*TeO2+0.0038137*PbO-0.0016392*GeO2+0.0063024*Tl2O+0.0048765*Ag2O+1.81451 (I)
により計算した屈折率パラメータであり、
・Pdは、前記成分をモル%の単位で示した前記ガラスの成分組成から、以下の式(II):
Pd[g/cm3]=3.98457-0.015773*Al2O3-0.014501*B2O3+0.019328*BaO+0.060758*Bi2O3-0.0012685*CaO+0.023111*CdO+0.0053184*Cs2O+0.011488*Ga2O3-0.0015416*GeO2-0.013342*K2O+0.058319*La2O3-0.007918*Li2O-0.0021423*MgO-0.0024413*MoO3-0.0082226*Na2O+0.0084961*Nb2O5-0.020501*P2O5+0.038898*PbO-0.012720*SiO2+0.013948*SrO+0.047924*Ta2O5+0.011248*TeO2-0.0092491*V2O5+0.028913*WO3+0.0074702*ZnO+0.0096721*ZrO2 (II)
により計算した密度パラメータであり、
ROは2価の金属酸化物の総和であり、記号「*」は乗算を意味する、ガラス。
【0188】
実施形態2
前記ガラスが、
・Pn-(1.58+0.1*Pd)>0.00
という条件を満たす、実施形態1に記載のガラス。
【0189】
実施形態3
前記ガラスが、
・Pd<4.2g/cm3
という条件を満たす、実施形態1又は2に記載のガラス。
【0190】
実施形態4
前記ガラスが、
・Pn>1.8
という条件を満たす、実施形態1~3のいずれか1つに記載のガラス。
【0191】
実施形態5
前記ガラスが、
・Pref>0.24cm3/g
という条件を満たし、
式中、
・Prefは、前記成分をモル%の単位で示した前記ガラスの成分組成から、以下の式(IV):
Pref[cm3/g]=0.223637+0.0010703*Nb2O5-0.00041688*P2O5+0.00088482*TiO2+0.000054956*CaO-0.00029243*K2O-0.0008347*BaO-0.00023739*Na2O+0.000082792*Li2O-0.0012487*WO3-0.00042393*ZnO-0.00059152*SrO-0.00018266*MgO-0.0014091*Bi2O3-0.0014895*Ta2O5-0.00021842*SiO2-0.00024788*ZrO2-0.00014801*B2O3-0.000060848*TeO2-0.00085564*PbO-0.00042429*GeO2-0.0015439*Tl2O-0.0012936*Ag2O-0.00089356*Cu2O-0.00039278*CuO+0.00017895*As2O3-0.00011802*SB2O3 (IV)
により計算した屈折パラメータである、実施形態1~4のいずれか1つに記載のガラス。
【0192】
実施形態6
前記成分組成が、
・15.0モル%以上35.0モル%以下のP2O5と、
・10.0モル%以上40.0モル%以下のNb2O5と、
・0.5モル%以上40.0モル%以下のTiO2と、
・0.5モル%以上30.0モル%以下のCaOと、
・0.5モル%以上20.0モル%以下のK2Oと、
・0.0モル%以上20.0モル%以下のBaOと、
・0.0モル%以上20.0モル%以下のNa2Oと、
・0.0モル%以上10.0モル%以下のWO3と、
・0.0モル%以上4.0モル%以下のBi2O3と、
・0.0モル%以上2.0モル%以下のTa2O5と、
を含む、実施形態1~5のいずれか1つに記載のガラス。
【0193】
実施形態7
前記成分組成が、
・21.0モル%以上30.0モル%以下のP2O5と、
・13.0モル%以上38.0モル%以下のNb2O5と、
・9.0モル%以上37.0モル%以下のTiO2と、
・4.0モル%以上23.0モル%以下のCaOと、
・4.0モル%以上16.0モル%以下のK2Oと、
・0.0モル%以上14.5モル%以下のBaOと、
・0.0モル%以上13.5モル%以下のNa2Oと、
・0.0モル%以上8.5モル%以下のWO3と、
・0.0モル%以上3.4モル%以下のBi2O3と、
・0.0モル%以上1.8モル%以下のTa2O5と、
・0.0モル%以上0.9モル%以下のSiO2と、
を含む、実施形態1~6のいずれか1つに記載のガラス。
【0194】
実施形態8
前記成分組成が、
・22.0モル%以上29.0モル%以下のP2O5と、
・16.0モル%以上35.0モル%以下のNb2O5と、
・12.0モル%以上34.0モル%以下のTiO2と、
・5.5モル%以上20.5モル%以下のCaOと、
・5.0モル%以上14.5モル%以下のK2Oと、
・0.0モル%以上13.0モル%以下のBaOと、
・0.0モル%以上12.0モル%以下のNa2Oと、
・0.0モル%以上7.5モル%以下のWO3と、
・0.0モル%以上4.0モル%以下のLi2Oと、
・0.0モル%以上3.0モル%以下のBi2O3と、
・0.0モル%以上1.6モル%以下のTa2O5と、
・0.0モル%以上0.8モル%以下のSiO2と、
を含む、実施形態1~7のいずれか1つに記載のガラス。
【0195】
実施形態9
1100℃から500℃まで空気中で2.5分間かけて冷却した場合に、前記ガラスは結晶化しない、実施形態1~8のいずれか1つに記載のガラス。
【0196】
実施形態10
複数の成分を含む成分組成を有するガラスであって、前記複数の成分が、
・10.0モル%以上40.0モル%以下のP2O5と、
・1.0モル%以上50.0モル%以下のTiO2と、
・1.0モル%以上35.0モル%以下のK2Oと、
・1.0モル%以上35.0モル%以下のCaOと、
・0.0モル%以上50.0モル%以下のNb2O5と、
・0.0モル%以上15.0モル%以下のMgOと、
・0.0モル%以上10.0モル%以下のAl2O3と、
・0.0モル%以上1.0モル%以下のV2O5と、
・4.0モル%以上のROと、
・合計で0.0モル%以上20.0モル%以下のTeO2+SnO2+SnOと、
・合計で0.0モル%以上15.0モル%以下のSiO2+GeO2と、
・任意選択的に、Na2O、Li2O、WO3、BaO、SrO、ZnO、PbO、Bi2O3、B2O3、ZrO2、Tl2O、Ag2O、Ga2O3、MoO3、及びTa2O5から選択される1つ以上の成分と、
を含み、前記ガラスが、
・Pn>1.75、及び
・Pν-(64.5-23.4*Pn)<0.00
という条件を満たし、
式中、
・Pnは、前記成分をモル%の単位で示した前記ガラスの成分組成から、以下の式(I):
Pn=-0.0043794*P2O5+0.0072428*Nb2O5+0.0037304*TiO2-0.00039553*BaO-0.0032012*K2O-0.00060689*CaO-0.0024218*Na2O-0.0014988*Li2O+0.0028587*WO3+0.0083295*Bi2O3-0.0031637*B2O3-0.0030702*SiO2-0.00030248*ZnO+0.0020025*ZrO2-0.0018173*MgO-0.0032886*Al2O3+0.0024221*TeO2+0.0038137*PbO-0.0016392*GeO2+0.0063024*Tl2O+0.0048765*Ag2O+1.81451 (I)
により計算した屈折率パラメータであり、
・Pνは、前記成分をモル%の単位で示した前記ガラスの成分組成から、以下の式(III):
Pν=exp(2.11+0.0438*(exp(3.25980+0.0072248*Al2O3+0.0055494*B2O3+0.0024164*BaO-0.00849*Bi2O3+0.0029812*CaO+0.0092768*CdO+0.0099821*Ga2O3-0.0038579*GeO2+0.0028062*K2O+0.0031951*Li2O+0.0027011*MgO+0.007976*MoO3+0.0028705*Na2O-0.013374*Nb2O5+0.0072007*P2O5-0.0049796*PbO+0.0032241*SiO2+0.0050024*SrO-0.002136*Ta2O5-0.0032329*TeO2-0.009788*TiO2+0.0074782*V2O5-0.0057095*WO3+0.0032826*ZnO+0.009302*ZrO2))) (III)
により計算した分散パラメータであり、
ROは2価の金属酸化物の総和であり、記号「*」は乗算を意味する、ガラス。
【0197】
実施形態11
・587.56nmにおける屈折率ndが1.75以上であり、
前記ガラスのアッベ数をνdとすると、前記ガラスが、
・νd-(63.7-23.4*nd)<0.00
という条件を満たす、実施形態10に記載のガラス。
【0198】
実施形態12
前記ガラスのアッベ数をνd、前記ガラスの587.56nmにおける屈折率をndとすると、前記ガラスが、
・νd-(63.7-23.4*nd)<0.00
という条件を満たす、実施形態10に記載のガラス。
【0199】
実施形態13
前記ガラスが、
・Pν-(63.7-23.4*Pn)<0.00
という条件を満たす、実施形態10~12のいずれか1つに記載のガラス。
【0200】
実施形態14
前記ガラスが、
・Pd<4.2g/cm3
という条件を満たし、
式中、
・Pdは、前記成分をモル%の単位で示した前記ガラスの成分組成から、以下の式(II):
Pd[g/cm3]=3.98457-0.015773*Al2O3-0.014501*B2O3+0.019328*BaO+0.060758*Bi2O3-0.0012685*CaO+0.023111*CdO+0.0053184*Cs2O+0.011488*Ga2O3-0.0015416*GeO2-0.013342*K2O+0.058319*La2O3-0.007918*Li2O-0.0021423*MgO-0.0024413*MoO3-0.0082226*Na2O+0.0084961*Nb2O5-0.020501*P2O5+0.038898*PbO-0.012720*SiO2+0.013948*SrO+0.047924*Ta2O5+0.011248*TeO2-0.0092491*V2O5+0.028913*WO3+0.0074702*ZnO+0.0096721*ZrO2 (II)
により計算した密度パラメータである、実施形態10~13のいずれか1つに記載のガラス。
【0201】
実施形態15
前記ガラスが、
・Pn>1.8
という条件を満たす、実施形態10~14のいずれか1つに記載のガラス。
【0202】
実施形態16
前記ガラスが、
・Pref>0.24cm3/g
という条件を満たし、
式中、
・Prefは、前記成分をモル%の単位で示した前記ガラスの成分組成から、以下の式(IV):
Pref[cm3/g]=0.223637+0.0010703*Nb2O5-0.00041688*P2O5+0.00088482*TiO2+0.000054956*CaO-0.00029243*K2O-0.0008347*BaO-0.00023739*Na2O+0.000082792*Li2O-0.0012487*WO3-0.00042393*ZnO-0.00059152*SrO-0.00018266*MgO-0.0014091*Bi2O3-0.0014895*Ta2O5-0.00021842*SiO2-0.00024788*ZrO2-0.00014801*B2O3-0.000060848*TeO2-0.00085564*PbO-0.00042429*GeO2-0.0015439*Tl2O-0.0012936*Ag2O-0.00089356*Cu2O-0.00039278*CuO+0.00017895*As2O3-0.00011802*SB2O3 (IV)
により計算した屈折パラメータである、実施形態10~15のいずれか1つに記載のガラス。
【0203】
実施形態17
前記成分組成が、
・15.0モル%以上35.0モル%以下のP2O5と、
・10.0モル%以上40.0モル%以下のNb2O5と、
・1.0モル%以上40.0モル%以下のTiO2と、
・1.0モル%以上30.0モル%以下のCaOと、
・1.0モル%以上20.0モル%以下のK2Oと、
・0.0モル%以上20.0モル%以下のBaOと、
・0.0モル%以上20.0モル%以下のNa2Oと、
・0.0モル%以上10.0モル%以下のWO3と、
・0.0モル%以上5.0モル%以下のLi2Oと、
・0.0モル%以上4.0モル%以下のBi2O3と、
・0.0モル%以上2.0モル%以下のTa2O5と、
を含む、実施形態10~16のいずれか1つに記載のガラス。
【0204】
実施形態18
前記成分組成が、
・21.0モル%以上30.0モル%以下のP2O5と、
・13.0モル%以上38.0モル%以下のNb2O5と、
・9.0モル%以上37.0モル%以下のTiO2と、
・4.0モル%以上23.0モル%以下のCaOと、
・4.0モル%以上16.0モル%以下のK2Oと、
・0.0モル%以上14.5モル%以下のBaOと、
・0.0モル%以上13.5モル%以下のNa2Oと、
・0.0モル%以上8.5モル%以下のWO3と、
・0.0モル%以上4.5モル%以下のLi2Oと、
・0.0モル%以上3.4モル%以下のBi2O3と、
・0.0モル%以上1.8モル%以下のTa2O5と、
・0.0モル%以上0.9モル%以下のSiO2と、
を含む、実施形態10~17のいずれか1つに記載のガラス。
【0205】
実施形態19
前記成分組成が、
・0.0モル%以上4.5モル%以下のLi2O
を含む、実施形態10~17のいずれか1つに記載のガラス。
【0206】
実施形態20
1100℃から500℃まで空気中で2.5分間かけて冷却した場合に、前記ガラスは結晶化しない、実施形態10~19のいずれか1つに記載のガラス。
【国際調査報告】