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WO2021205927A1 - 光学ガラス - Google Patents

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Publication number
WO2021205927A1
WO2021205927A1 PCT/JP2021/013303 JP2021013303W WO2021205927A1 WO 2021205927 A1 WO2021205927 A1 WO 2021205927A1 JP 2021013303 W JP2021013303 W JP 2021013303W WO 2021205927 A1 WO2021205927 A1 WO 2021205927A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
less
optical glass
glass
present
mol
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.)
Ceased
Application number
PCT/JP2021/013303
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
聡子 此下
籔内　浩一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Glass Co Ltd filed Critical Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority to JP2022514420A priority Critical patent/JPWO2021205927A1/ja
Priority to CN202180018229.6A priority patent/CN115210191A/zh
Priority to DE112021002188.5T priority patent/DE112021002188T5/de
Priority to US17/798,119 priority patent/US20230083714A1/en
Publication of WO2021205927A1 publication Critical patent/WO2021205927A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • 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
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00—Other methods of shaping glass
    • C03B19/02—Other methods of shaping glass by casting molten glass, e.g. injection moulding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • G—PHYSICS
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    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G—PHYSICS
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    • G02B27/02—Viewing or reading apparatus
    • G—PHYSICS
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0065—Manufacturing aspects; Material aspects

Definitions

  • the present invention relates to optical glass used as a light guide plate or the like of a wearable image display device.
  • a glass plate is used as a component of wearable image display devices such as eyeglasses with a projector, eyeglass-type or goggle-type displays, virtual reality (VR) or augmented reality (AR) display devices, and virtual image display devices.
  • the glass plate functions as, for example, a see-through light guide plate, and the image displayed on the glass plate can be seen while looking at the outside scenery through the glass plate.
  • 3D display by using the technology of projecting different images on the left and right of the glasses, and to realize the virtual reality space by using the technology of connecting to the retina using the crystalline lens of the eye. be.
  • the glass plate is required to have a high refractive index in terms of widening the angle of the image, high brightness / contrast, improving light guide characteristics, and the like (see, for example, Patent Document 1).
  • an object of the present invention to provide an optical glass having TiO 2 and Nb 2 O 5 as a glass composition and having high light transmittance and excellent mass productivity.
  • the optical glass of the present invention is characterized in that it contains 20 mol% or more of TiO 2 and Nb 2 O 5 in mol% and has a basicity of 12 or more as a glass composition.
  • Ti ions and Nb ions in the glass can be stably present in an expensive state with less absorption, and as a result, high transmission characteristics can be obtained without long-term annealing treatment. Is possible.
  • the optical glass of the present invention in mol% TiO 2 less than 8 to 40% preferably contains Nb 2 O 5 1 ⁇ 11% .
  • the optical glass of the present invention preferably has a refractive index nd of 1.8 to 2.3.
  • the optical glass of the present invention preferably has an Abbe number ( ⁇ d) of 20 to 35.
  • the optical glass of the present invention preferably has an internal transmittance of 80% or more at a thickness of 10 mm at 450 nm.
  • the optical glass of another aspect of the present invention contains 20 mol% or more of TiO 2 and Nb 2 O 5 in mol% as a glass composition, and (B 2 O 3 + La 2 O 3 + ZnO)-(SiO). 2 + Y 2 O 3 + ZrO 2 ) is 10 to 40%, and the number of bubbles and foreign substances existing inside is 1 piece / cm 3 or less.
  • the optical glass of the present invention in mol%, B 2 O 3 10 ⁇ 30%, SiO 2 3% or more, RO (at least one R is selected from Mg, Ca, Sr and Ba) 0 ⁇ 5%, ta 2 O 5 0 ⁇ 5% , ( at least one Ln is selected La, Gd, Y and Yb) Ln 2 O 3 10 ⁇ 50%, ZnO 0 ⁇ 1%, Al 2 O 3 0 ⁇ 1% , And WO 30 to 0.2% is preferable.
  • the optical glass of the present invention preferably has a change in internal transmittance of less than 10% at a thickness of 10 mm at 450 nm when heat-treated at a temperature within ⁇ 200 ° C. for 72 hours.
  • the optical glass of the present invention can obtain high transmission characteristics regardless of the presence or absence of long-term annealing treatment. That is, it has a feature that the amount of change in the internal transmittance is small when the annealing treatment is performed for a long time.
  • the optical glass plate of the present invention is characterized by being made of any of the above optical glasses.
  • the optical glass plate of the present invention preferably has a plate thickness of 0.01 to 5 mm.
  • the light guide plate of the present invention is characterized by being made of any of the above optical glass plates.
  • the light guide plate of the present invention is used in glasses with a projector, eyeglass-type or goggle-type displays, virtual reality (VR) or augmented reality (AR) display devices, and wearable image display devices selected from virtual image display devices. Is preferable.
  • the wearable image display device of the present invention is characterized by including any of the above light guide plates.
  • the method for producing optical glass of the present invention is a method for producing any of the above optical glasses, which is a step of obtaining molten glass by melting a raw material and then cooling the molten glass to obtain a molded product.
  • the molded product is not heat-treated for 48 hours or more at a temperature within ⁇ 200 ° C. of the glass transition point of the molded product.
  • the optical glass of the present invention can obtain high transmission characteristics regardless of the presence or absence of long-term annealing treatment. Therefore, the production method of the present invention is characterized in that, for example, a long heat treatment step of 48 hours or more at a temperature within ⁇ 200 ° C. of the glass transition point of the molded product can be omitted, and the mass productivity is excellent.
  • the melting temperature of the raw material is preferably 1400 ° C. or lower.
  • the optical glass of the present invention contains at least one selected from TiO 2 and Nb 2 O 5 as a glass composition.
  • the preferable contents of these components and the like will be described below. In the following description of the content of each component, “%” means “mol%” unless otherwise specified.
  • TiO 2 and Nb 2 O 5 are components that significantly increase the refractive index of glass. However, if these components are too large, it becomes difficult to vitrify and the light transmittance in the visible region tends to decrease. Therefore, the lower limit of the content of TiO 2 + Nb 2 O 5 is preferably 20% or more, 25% or more, 27% or more, 29% or more, particularly 30% or more, and the upper limit is 40% or less, 38% or less. In particular, it is particularly preferably 35% or less.
  • the lower limit of the TiO 2 content is preferably 8% or more, 10% or more, 15% or more, 18% or more, 22% or more, particularly 23% or more, and the upper limit is less than 40%, 35% or less, 32%.
  • the lower limit of the content of Nb 2 O 5 is preferably 1% or more, 2% or more, 2.5% or more, particularly 3% or more, and the upper limit is 11% or less, 8% or less, 6% or less, especially 5 % Or less is preferable.
  • "x + y + " Means the total amount of each component.
  • the molar ratio of TiO 2 / Nb 2 O 5 is preferably 3 or more, 4 or more, and particularly preferably 5 or more.
  • the upper limit is not particularly limited, but in reality, it is less than 40 and further 30 or less.
  • the optical glass of the present invention may contain the following components in addition to TiO 2 and Nb 2 O 5.
  • B 2 O 3 is a component that contributes to the stability of vitrification in glass containing TiO 2 or Nb 2 O 5.
  • the refractive index nd is as high as 1.9 or more, vitrification tends to be unstable, but the stability of vitrification can be improved by containing an appropriate amount of B 2 O 3.
  • the lower limit of the content of B 2 O 3 is preferably 10% or more, 14% or more, 15% or more, 16% or more, particularly 18% or more, and the upper limit is 28% or less, 25% or less, 23% or less, It is preferably 22% or less, particularly preferably 21% or less. If the content of B 2 O 3 is too small, it becomes difficult to obtain the above effect.
  • SiO 2 is a glass skeleton component, which is a component that improves the stability of vitrification and the chemical durability. However, if the content is too high, the melting temperature becomes extremely high. As a result, Nb and Ti are easily reduced, so that the internal transmittance is likely to decrease. In addition, the refractive index tends to decrease.
  • the lower limit of the content of SiO 2 is preferably 3% or more, 5% or more, 8% or more, 9% or more, particularly 10% or more, and the upper limit is 25% or less, 22% or less, 21% or less, 20%. Hereinafter, it is preferably 19% or less, particularly preferably 18% or less.
  • the ratio of SiO 2 and B 2 O 3 is preferably 0.5 or more, 0.6 or more, particularly 0.8 or more, and preferably 10 or less, particularly 8 or less.
  • x / y means a value obtained by dividing the content of x by the content of y.
  • the content of Si 4+ + B 3+ is 30% or more, 32% or more, particularly 33% or more in terms of% cation. In this way, the stability of vitrification can be improved.
  • the upper limit of the content of Si 4+ + B 3+ is not particularly limited, but if it is too large, the refractive index tends to decrease and the melting temperature tends to increase. Therefore, it should be 50% or less, 45% or less, and particularly 40% or less. Is preferable.
  • the alkaline earth component RO (R is at least one selected from Mg, Ca, Sr and Ba) is a component that stabilizes vitrification. If the content is too large, the refractive index tends to decrease and the liquidus temperature tends to increase. In particular, with respect to BaO, as the content thereof increases, the density of the glass increases, and the weight of the optical element made of the optical glass of the present invention tends to increase. Therefore, it is not particularly preferable for applications such as wearable image display devices. Therefore, the RO content is preferably 5% or less, 2% or less, 1% or less, and particularly preferably 0.5% or less. It is preferable that the content of each component of MgO, CaO, SrO and BaO and the preferable range of the total amount of 2 or 3 kinds selected from these are the same as described above.
  • Ta 2 O 5 is a component that increases the refractive index. However, if the content is too large, phase separation and devitrification are likely to occur. Further, since Ta 2 O 5 is a rare and expensive component, the higher the content thereof, the higher the raw material batch cost. In view of the above, the content of Ta 2 O 5 is preferably 5% or less, 3% or less, 1% or less, and particularly preferably not contained.
  • La 2 O 3 is a component that remarkably increases the refractive index and improves the stability of vitrification.
  • the lower limit of the content of La 2 O 3 is preferably 10% or more, 14% or more, 19% or more, 20% or more, 21% or more, particularly 21.5% or more, and the upper limit is 35% or less, 30%. Below, it is preferably 28% or less, 26% or less, 24% or less, and particularly preferably 23.5% or less. If the content of La 2 O 3 is too small, it becomes difficult to obtain the above effect. On the other hand, if the content of La 2 O 3 is too large, the devitrification resistance tends to decrease and the mass productivity tends to be inferior.
  • Gd 2 O 3 is also a component that increases the refractive index and improves the stability of vitrification.
  • the lower limit of the content of Gd 2 O 3 is preferably 1% or more, 2% or more, particularly 3% or more, and the upper limit is preferably 10% or less, 7% or less, particularly 5% or less.
  • Y 2 O 3 is also a component that enhances the refractive index and chemical durability, but if the content is too large, the melting temperature tends to be extremely high and vitrification tends to be unstable. Therefore, the lower limit of the content of Y 2 O 3 is preferably 0% or more, 0.1% or more, particularly 0.5% or more, and the upper limit is 8% or less, 7% or less, 5% or less, 4%. Less than, especially preferably 2.5% or less.
  • Yb 2 O 3 is also a component that increases the refractive index. However, if the content is too large, devitrification and veining are likely to occur. Therefore, the content of Yb 2 O 3 is preferably 10% or less, 8% or less, 5% or less, 3% or less, and particularly preferably 1% or less.
  • the content of Ln 2 O 3 (where Ln is at least one selected from La, Gd, Y and Yb) may be 11% or more, 15% or more, 20% or more, and particularly 22% or more. preferable. In this way, it is possible to increase the basicity of the glass and increase the refractive index and the light transmittance in the visible region.
  • the upper limit of the content of Ln 2 O 3 is not particularly limited, but if it is too large, devitrification is likely to occur, so that it is preferably 50% or less, 40% or less, and particularly preferably 30% or less.
  • the lower limit of (SiO 2 + B 2 O 3 ) / Ln 2 O 3 is preferably 0.5 or more and 0.8 or more, particularly preferably 1 or more, and the upper limit is 2 or less and 1.6 or less. In particular, it is preferably 1.4 or less.
  • ZnO is a component that promotes solubility (solubility of raw materials) in the composition system of the present invention.
  • the content is high, it is difficult to obtain high refractive index characteristics, and since it is a component that promotes devitrification and lowers acid resistance, it is preferable that the content is low.
  • the content of ZnO is preferably 1% or less, 0.5% or less, less than 0.1%, and particularly preferably not contained.
  • Al 2 O 3 is a component that improves water resistance. However, if the content is too large, devitrification is likely to occur. Therefore, the content of Al 2 O 3 is preferably 1% or less, 0.5% or less, and particularly preferably not contained.
  • WO 3 is a component that increases the refractive index, but absorbs light in the visible region and lowers the light transmittance. Therefore, the content of WO 3 is preferably 0.2% or less, 0.1% or less, and particularly preferably not contained.
  • ZrO 2 is a component that enhances the refractive index and chemical durability. However, if the content is too high, the melting temperature tends to be extremely high.
  • the lower limit of the content of ZrO 2 is preferably 0% or more, more than 0%, 1% or more, 3% or more, 4% or more, particularly 5% or more, and the upper limit is 15% or less, 12% or less, 10%. Below, it is preferably 9% or less, particularly 8% or less. If the content of ZrO 2 is too large, devitrification is likely to occur.
  • the lower limit of Nb 2 O 5 / (TiO 2 + Nb 2 O 5 + ZrO 2 ) in terms of molar ratio is preferably 0.05 or more, 0.06 or more, particularly 0.8 or more, and the upper limit is 0. It is preferably 0.2 or less, 0.15 or less, and particularly preferably 0.13 or less.
  • the content of TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 is preferably 41% or less, 38% or less, and particularly preferably 35% or less.
  • the lower limit of the content of TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 is preferably 20% or more.
  • the lower limit of Nb 2 O 5 / (TiO 2 + Nb 2 O 5 + WO 3 ) in terms of molar ratio is preferably 0.05 or more, 0.07 or more, particularly 0.08 or more, and the upper limit is 0. It is preferably 0.3 or less, 0.25 or less, and particularly preferably 0.2 or less.
  • the lower limit of B 2 O 3 + La 2 O 3 + ZnO is preferably 35% or more, 38% or more, special 41% or more, and the upper limit is 50% or less, 48% or less, particularly 46.5% or less. It is preferable to have.
  • the present invention in order to obtain a glass having good solubility and excellent quality, it is preferable to appropriately adjust the total amount of SiO 2 , Y 2 O 3 and Zr O 2. These components are poorly soluble, and if they are contained in an excessive amount, the melt formation is impaired, and the solubility at a particularly low temperature tends to decrease.
  • the lower limit of SiO 2 + Y 2 O 3 + ZrO 2 is preferably 10% or more, 11% or more, and special 12% or more, and the upper limit is 25% or less, 22% or less, particularly 19.5% or less. Is preferable.
  • the sum of B 2 O 3 , La 2 O 3 and Zn O and the sum of SiO 2 , Y 2 O 3 and ZrO 2 It is preferable to adjust the difference in amount appropriately.
  • the lower limit of (B 2 O 3 + La 2 O 3 + ZnO)-(SiO 2 + Y 2 O 3 + ZrO 2 ) is 10% or more, 15% or more, 20% or more, and special 25% or more.
  • the upper limit is preferably 40% or less, 35% or less, and particularly preferably 30% or less.
  • the solubility is enhanced and the solubility is increased in the optical glass. Internal defects such as bubbles and foreign matter can be reduced. It bubbles and the number of foreign matters existing in the optical glass 1 month / cm 3 or less, 0.5 months / cm 3 or less, 0.3 months / cm 3 or less, in particular 0.2 months / cm 3 or less Is preferable.
  • the lower limit of Y 2 O 3 / Ln 2 O 3 is preferably 0 or more, 0.005 or more, particularly 0.01 or more, and the upper limit is 0.3 or less, 0.25 or less, particularly 0. It is preferably .2 or less.
  • the lower limit of Gd 2 O 3 / Ln 2 O 3 is preferably 0.05 or more, particularly 0.1 or more, and the upper limit is preferably 0.25 or less, particularly 0.2 or less. ..
  • the total amount of TiO 2 and B 2 O 3 and the total amount of Nb 2 O 5 and WO 3 are used. It is preferable to adjust the ratio of Specifically, the lower limit of (TiO 2 + B 2 O 3 ) / (Nb 2 O 5 + WO 3 ) is preferably 5 or more, 6 or more, particularly 8 or more, and the upper limit is 30 or less, 20 or less, particularly 15 The following is preferable.
  • Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O are components that lower the softening point, but if the content is too large, devitrification is likely to occur. Therefore, the contents of these components are preferably 10% or less, 5% or less, 1% or less, respectively, and particularly preferably not contained. When two or more kinds of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O are contained, the total amount thereof is preferably 10% or less, 5% or less, 1% or less, and particularly preferably not contained.
  • the As component (As 2 O 3, etc.), the Pb component (PbO, etc.) and the fluorine component (F 2, etc.) are substantially not contained because of the large environmental load. Further, Bi 2 O 3 and Te O 2 are coloring components, and the transmittance in the visible region tends to decrease. Therefore, it is preferable that Bi 2 O 3 and Te O 2 are not substantially contained.
  • substantially not contained means that it is intentionally not contained as a raw material, and does not exclude unavoidable contamination of impurities. Objectively, it means that the content of each of the above components is less than 0.1%.
  • Pt, Rh and Fe 2 O 3 are coloring components, and the transmittance in the visible region tends to decrease. Therefore, the content thereof is preferably small. Specifically, Pt is preferably 10 ppm or less, particularly 5 ppm or less, Rh is preferably 0.1 ppm or less, particularly 0.01 ppm or less, and Fe 2 O 3 is 1 ppm or less, particularly 0. It is preferably 5.5 ppm or less. From the viewpoint of color suppression, the smaller the Pt content, the better, but for that purpose, it is necessary to lower the melting temperature, and as a result, the solubility tends to decrease. Therefore, in consideration of solubility, the lower limit of the Pt content is preferably 0.1 ppm or more, particularly preferably 0.5 ppm or more.
  • the optical glass of the present invention may contain the clarifying agent components Cl, CeO 2 , SO 2 , Sb 2 O 3 or SnO 2 in a proportion of 0.1% or less, respectively.
  • the optical glass of the present invention has a basicity of glass of 12 or more and 12.5 or more as defined by (sum of moles of oxygen atoms / total of cation Field Strength (cation field)) ⁇ 100. , 13.3 or more, 13.5 or more, particularly preferably 14 or more.
  • F.S. Field Strength
  • Table 1 The values in Table 1 are used as the values of Z and r in the present invention.
  • Table 1 the values described in "Chemical Handbook Basic Edition Revised 2nd Edition (published by Maruzen Co., Ltd. in 1975)" etc. are referred to.
  • the ionic radii of B 3+ and P 5+ a tetrahedral structure is adopted together with oxygen ions in the glass (specifically, around B 3+ or P 5+ , four O 2- ions are arranged around it. It is set to 0.315, which is a value assuming that a tetrahedral structure is adopted by coordinating.
  • SiO 2 15% by mol%, B 2 O 3 20% , TiO 2 30%, Nb 2 O 5 5%, if the La 2 O 3 30% of the composition, calculated basicity as follows can do.
  • the oxygen atoms contained in 1 mol of glass are SiO 2 to 15 ⁇ 2, B 2 O 3 to 3 ⁇ 20, TiO 2 to 2 ⁇ 30, Nb 2 O 5 to 5 ⁇ 5, and La 2 O 3 to 3. It is ⁇ 30, and the total is 265.
  • Basicity is an index showing the restraint state of electrons and oxygen by cations.
  • the higher the basicity the weaker the restraint of electrons and oxygen by cations, which means that the electrons and oxygen move more easily in the glass.
  • By designing to increase the basicity it becomes possible to easily arrange electrons or oxygen around the Ti ion or the Nb ion.
  • Ti ions and Nb ions in the glass can be stably present in an expensive state (Ti 4+ or Nb 5+ ) with less absorption, and high transmission characteristics can be obtained.
  • the basicity is preferably 16 or less, particularly 15 or less. ..
  • the optical glass of the present invention can obtain high transmission characteristics regardless of the presence or absence of long-term annealing treatment. That is, it has a feature that the amount of change in the internal transmittance is small when the annealing treatment is performed for a long time.
  • the optical glass of the present invention has a change in internal transmittance of less than 10%, 5% or less at 450 nm with a thickness of 10 mm when heat-treated at a temperature within ⁇ 200 ° C. for 72 hours. It is preferably less than%, 1.5% or less, 1% or less, 0.5% or less, and particularly preferably 0% (that is, the internal transmittance does not change before and after the heat treatment).
  • the lower limit of the refractive index (nd) of the optical glass of the present invention is preferably 1.8 or more, 1.85 or more, 1.90 or more, 1.95 or more, particularly 1.98 or more, and the upper limit is 2.3.
  • it is preferably 2.1 or less, 2.05 or less, 2.03 or less, and particularly preferably 2.01 or less. If the refractive index is too low, when used as a light guide plate for wearable image display devices such as eyeglasses with projectors, eyeglass-type or goggle-type displays, virtual reality (VR) or augmented reality (AR) display devices, and virtual image display devices, The viewing angle tends to be narrow. On the other hand, if the refractive index is too high, defects such as devitrification and veining are likely to occur.
  • the Abbe number ( ⁇ d) of the optical glass of the present invention is not particularly limited, but in consideration of the stability of vitrification, the lower limit is preferably 20 or more, 22 or more, particularly 25 or more, and the upper limit is 35 or less, 32 or less. In particular, it is preferably 30 or less.
  • the internal transmittance of the optical glass of the present invention at a thickness of 10 mm at 450 nm is preferably 80% or more, particularly 90% or more. In this way, in the wearable image display device using the optical glass of the present invention, the brightness of the image seen by the user tends to increase.
  • the liquidus temperature of the optical glass of the present invention is preferably 1300 ° C. or lower, 1250 ° C. or lower, 1150 ° C. or lower, 1100 ° C. or lower, and particularly preferably 1070 ° C. or lower. In this way, devitrification is unlikely to occur during melting or molding, and mass productivity is likely to be improved.
  • the optical glass of the present invention preferably has a density of 5.5 g / cm 3 or less, 5.3 g / cm 3 or less, and particularly preferably 5.1 g / cm 3 or less. If the density is too high, the weight of the wearable device using the optical glass of the present invention becomes heavy, and the discomfort when wearing the device increases.
  • the lower limit of the density is not particularly limited, but if it is too low, other characteristics such as optical characteristics tend to deteriorate, so that it is preferably 4 g / cm 3 or more, particularly 4.5 g / cm 3 or more.
  • the optical glass of the present invention preferably has a coefficient of thermal expansion at 30 to 300 ° C. of 95 ⁇ 10-7 / ° C. or lower, 91 ⁇ 10-7 / ° C. or lower, and particularly preferably 88 ⁇ 10-7 / ° C. or lower. If the coefficient of thermal expansion is too large, the glass is liable to break due to thermal shock.
  • the lower limit of the thermal expansion coefficient is not particularly limited, since too low, other characteristics such as optical properties tend to decrease, 75 ⁇ 10 -7 / °C or more, particularly 80 ⁇ 10 -7 / °C or higher Is preferable.
  • the lower limit of the wall thickness of the optical glass plate made of the optical glass of the present invention is preferably 0.01 mm or more, 0.02 mm or more, 0.03 mm or more, 0.04 mm or more, particularly 0.05 mm or more, and the upper limit is 5 mm. Below, it is preferably 3 mm or less, 1 mm or less, 0.8 mm or less, 0.6 mm or less, and particularly preferably 0.3 mm or less. If the wall thickness of the optical glass plate is too small, the mechanical strength tends to decrease. On the other hand, if the wall thickness of the optical glass plate is too large, the weight of the wearable image display device using the optical glass plate becomes large, and the discomfort when the device is attached increases.
  • the shape of the optical glass plate of the present invention is, for example, a plate shape having a planar shape such as a circular shape, an elliptical shape, or a polygonal shape such as a rectangle.
  • the major axis (diameter in the case of a circle) of the optical glass plate may be 50 mm or more, 80 mm or more, 100 mm or more, 120 mm or more, 150 mm or more, 160 mm or more, 170 mm or more, 180 mm or more, 190 mm or more, particularly 200 mm or more. preferable. If the major axis of the optical glass plate is too small, it becomes difficult to use it for applications such as wearable image display devices. Moreover, it tends to be inferior in mass productivity.
  • the upper limit of the major axis of the optical glass plate is not particularly limited, but is practically 1000 mm or less.
  • molten glass is obtained by melting a raw material prepared so as to obtain a predetermined glass composition (glass composition having a predetermined basicity described above), and then the molten glass is cooled. Includes the step of obtaining a molded body.
  • a predetermined glass composition glass composition having a predetermined basicity described above
  • the optical glass of the present invention can obtain high transmission characteristics regardless of the presence or absence of long-term annealing treatment. Therefore, the production method of the present invention is characterized in that, for example, a long heat treatment step of 48 hours or more at a temperature within ⁇ 200 ° C. of the glass transition point of the molded product can be omitted, and the mass productivity is excellent.
  • the glass transition point of the optical glass of the present invention is approximately 650 to 800 ° C.
  • the melting temperature is preferably 1400 ° C. or lower, 1350 ° C. or lower, 1300 ° C. or lower, and particularly preferably 1280 ° C. or lower. If the melting temperature is too high, the components (Pt, etc.) of the melting container tend to elute into the glass melt, and the light transmittance of the obtained optical glass tends to decrease. On the other hand, when the melting temperature is low, bubbles and foreign substances (for example, foreign substances derived from undissolved substances) tend to be easily generated. Therefore, in order to reduce bubbles and foreign substances in the glass, the melting temperature is preferably 1200 ° C. or higher, particularly 1250 ° C. or higher.
  • the optical glass plate of the present invention is a component of a wearable image display device selected from glasses with a projector, eyeglass-type or goggle-type display, virtual reality (VR) or augmented reality (AR) display device, and virtual image display device. It is suitable as a light guide plate.
  • the light guide plate is used for a so-called spectacle lens portion of a wearable image display device, and plays a role of guiding light emitted from an image display element included in the wearable image display device and emitting it toward the user's pupil. .. It is preferable that the surface of the light guide plate is provided with a diffraction grating for diffracting the light emitted from the image display element inside the light guide plate.
  • Tables 2 to 8 show examples of the present invention.
  • Table 2-5 mainly aims to compare the amount of change in internal transmittance to be described later, human total content of the same composition each other TiO 2 and Nb 2 O 5 greatly affects the internal transmittance They are arranged in a cohesive manner.
  • the batch obtained by blending the raw materials so as to have each composition shown in Tables 2 to 8 was put into a platinum crucible and melted at 1350 ° C. for 2 hours.
  • a glass sample was obtained by pouring molten glass onto a carbon plate for molding, holding it at 700 to 800 ° C. for 1 hour, and then lowering the temperature to room temperature at -1 ° C./min for annealing treatment.
  • water resistance, acid resistance, liquid phase temperature, liquid phase viscosity, refractive index, Abbe number, density, glass transition point, thermal expansion coefficient, and internal permeability were measured. The results are shown in Tables 2-8.
  • liquid phase temperature and liquid phase viscosity were measured as follows.
  • the glass sample was put into an alumina crucible and heated and melted.
  • the viscosity of the glass at a plurality of temperatures was determined by the platinum ball pulling method.
  • the constant of the Vogel-Fulcher equation was calculated using the measured value of the glass viscosity to create a viscosity curve.
  • the viscosity (liquid phase viscosity) corresponding to the liquid phase temperature was obtained.
  • the refractive index is shown as a measured value for the d-line (587.6 nm) of the helium lamp.
  • the density was measured by the Archimedes method using a glass sample weighing about 10 g.
  • the glass transition point was the intersection of the straight line on the low temperature side and the straight line on the high temperature side of the thermal expansion curve measured by the dilatometer.
  • the coefficient of thermal expansion was measured in the temperature range of 30 to 300 ° C. with a dilatometer using a glass sample formed into a cylinder of 5 mm ⁇ ⁇ 20 mm.
  • the internal transmittance was measured as follows. Light transmittance (linear transmittance) including surface reflection loss using a spectrophotometer (UV-3100 manufactured by Shimadzu Corporation) for optically polished glass samples with thicknesses of 10 mm ⁇ 0.1 mm and 5 mm ⁇ 0.1 mm. Rate) was measured at 0.5 nm intervals. Based on the obtained measured values, the internal transmittance ⁇ 10 at a thickness of 10 mm was calculated from the following formula.
  • the internal transmittance of the glass sample obtained by heat-treating the glass sample at 700 to 800 ° C. for 72 hours and then lowering the temperature to room temperature at -1 ° C./min was also performed in the same manner.
  • Tables 2 to 8 show the values of the internal transmittance before and after the heat treatment and the amount of change in the internal transmittance before and after the heat treatment.
  • FIG. 1 shows a graph plotting the relationship between the basicity and the amount of change in the internal transmittance with respect to 7-1.
  • the compositions having the same total amount of TiO 2 and Nb 2 O 5 are shown in the same plot.
  • Solubility was measured as follows. The batches obtained by blending the raw materials so as to have the respective compositions shown in Tables 6 to 8 were put into a platinum crucible and melted at 1270 ° C. to 1330 ° C. for 90 minutes. The molten glass is poured onto a carbon plate to form it, and after holding it at 700 to 800 ° C. for 1 hour, the temperature is lowered to room temperature at -1 ° C./min for annealing, and then cutting is performed to obtain 10 mm ⁇ 50 mm ⁇ . A 100 mm glass sample was obtained. The number of bubbles and foreign substances existing inside the obtained glass sample was counted by 50 times microscopic observation, and the number per 1 cm 3 was calculated.
  • the external transmittance was measured as follows.
  • the obtained glass sample is optically polished to a thickness of 10 mm, and a spectrophotometer (UV-3100 manufactured by Shimadzu Corporation) is used to transmit light (linear transmittance) at a wavelength of 450 nm including surface reflection loss.
  • a spectrophotometer UV-3100 manufactured by Shimadzu Corporation
  • the water resistance, acid resistance, refractive index, Abbe number, density, and internal transmittance were measured by the above-mentioned methods. Furthermore, the contents of Pt, Rh, and Fe 2 O 3 were also measured. The Pt and Rh contents were measured by an ICP mass spectrometer after decomposing the pulverized glass sample with a mixed acid containing HF, HCLO 4 , HNO 3 and HCl. The content of Fe 2 O 3 was measured by an ICP mass spectrometer after decomposing the pulverized glass sample with a mixed acid containing HF, H 2 SO 4 , HNO 3 and HCl. The evaluation of these characteristics is described in No.
  • the glass samples of the examples had a large basicity of 12.1 to 15.4, and the difference in internal transmittance before and after the heat treatment at a wavelength of 450 nm was 0 to 9%. rice field. From this, it can be seen that the glass sample of the example is excellent in light transmittance in the visible region without heat treatment for a long time.
  • the optical glass of the present invention is used in glasses with a projector, eyeglass-type or goggle-type displays, virtual reality (VR) or augmented reality (AR) display devices, and wearable image display devices selected from virtual image display devices. Suitable as a light plate.

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Abstract

ガラス組成としてＴｉＯ２やＮｂ２Ｏ５を含有し、高い光透過率を得られる量産性の優れた光学ガラスを提供する。　ガラス組成として、モル％でＴｉＯ２及びＮｂ２Ｏ５を合量で２０モル％以上含有し、塩基性度が１２以上であることを特徴とする光学ガラス。

Description

光学ガラス
　本発明は、ウェアラブル画像表示機器の導光板等として使用される光学ガラスに関する。
　プロジェクター付きメガネ、眼鏡型やゴーグル型ディスプレイ、仮想現実（ＶＲ）または拡張現実（ＡＲ）表示装置、虚像表示装置等のウェアラブル画像表示機器の構成部材としてガラス板が使用される。当該ガラス板は例えばシースルー導光板として機能し、ガラス板を通して外部の景色を見ながら、ガラス板に表示される映像を見ることができる。また、更にメガネの左右に異なる映像を投影する技術を利用して３Ｄ表示を実現したり、眼の水晶体を利用して網膜に結合させる技術を利用して仮想現実空間を実現することも可能である。当該ガラス板には、画像の広角化、高輝度・高コントラスト化、導光特性向上性等の面から、高屈折率であることが求められる（例えば特許文献１参照）
特開２０１７－３２６７３号公報 特許第６５１７４１１号公報
　ガラスの屈折率を向上させるため、高屈折率に寄与する成分であるＴｉＯ２やＮｂ２Ｏ５をガラス中に含有させることが有効である。一方、ガラス中にＴｉＯ２やＮｂ２Ｏ５を含有させるとガラスの光透過率が低下する傾向がある。このような問題を解決するため、溶融、成形後に長時間のアニール処理を施してガラスの光透過率を向上させる方法が提案されている（例えば特許文献２参照）。しかしながら、この方法はコストと時間を要するという課題を有する。
　以上に鑑み、本発明は、ガラス組成としてＴｉＯ２やＮｂ２Ｏ５を含有し、高い光透過率を得られる量産性の優れた光学ガラスを提供することを目的とする。
　本発明者が鋭意検討した結果、高屈折率成分のＴｉＯ２やＮｂ２Ｏ５を一定量以上含有する光学ガラスにおいて、ガラス中のＴｉイオンとＮｂイオンを高価数状態で安定に存在させる配位子場を与えることで、高透過率特性が容易に得られることを見出した。
　即ち、本発明の光学ガラスは、ガラス組成として、モル％でＴｉＯ２及びＮｂ２Ｏ５を合量で２０モル％以上含有し、塩基性度が１２以上であることを特徴とする。このようにすれば、ガラス中のＴｉイオンとＮｂイオンを、より吸収の少ない高価数状態で安定に存在させることができ、結果として、長時間のアニール処理を行わずとも高透過特性を得ることが可能となる。
　本発明の光学ガラスは、モル％で、ＴｉＯ２　８～４０％未満、Ｎｂ２Ｏ５　１～１１％を含有することが好ましい。
　本発明の光学ガラスは、屈折率ｎｄが１．８～２．３であることが好ましい。
　本発明の光学ガラスは、アッベ数（νｄ）が２０～３５であることが好ましい。
　本発明の光学ガラスは、１０ｍｍ厚の４５０ｎｍにおける内部透過率が８０％以上であることが好ましい。
　本発明の他の局面の光学ガラスは、ガラス組成として、モル％でＴｉＯ２及びＮｂ２Ｏ５を合量で２０モル％以上含有し、（Ｂ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３＋ＺｎＯ）－（ＳｉＯ２＋Ｙ２Ｏ３＋ＺｒＯ２）が１０～４０％であり、内部に存在する泡及び異物の個数が１ヶ／ｃｍ３以下であることを特徴とする。
　本発明の光学ガラスは、モル％で、Ｂ２Ｏ３　１０～３０％、ＳｉＯ２　３％以上、ＲＯ（ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａから選択される少なくとも１種）　０～５％、Ｔａ２Ｏ５　０～５％、Ｌｎ２Ｏ３（ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ及びＹｂから選択される少なくとも１種）　１０～５０％、ＺｎＯ　０～１％、Ａｌ２Ｏ３　０～１％、及び、ＷＯ３　０～０．２％を含有することが好ましい。
　本発明の光学ガラスは、ガラス転移点±２００℃以内の温度で７２時間熱処理した際に、１０ｍｍ厚の４５０ｎｍにおける内部透過率の変化量が１０％未満であることが好ましい。本発明の光学ガラスは長時間のアニール処理の有無にかかわらず高透過特性を得ることが可能である。つまり、長時間のアニール処理を施した場合の内部透過率の変化量が小さいという特徴を有する。
　本発明の光学ガラス板は、上記いずれかの光学ガラスからなることを特徴とする。
　本発明の光学ガラス板は、板厚が０．０１～５ｍｍであることが好ましい。
　本発明の導光板は、上記いずれかの光学ガラス板からなることを特徴とする。
　本発明の導光板は、プロジェクター付きメガネ、眼鏡型またはゴーグル型ディスプレイ、仮想現実（ＶＲ）または拡張現実（ＡＲ）表示装置、及び、虚像表示装置から選択されるウェアラブル画像表示機器に使用されることが好ましい。
　本発明のウェアラブル画像表示機器は、上記いずれかの導光板を備えることを特徴とする。
　本発明の光学ガラスの製造方法は、上記いずれかの光学ガラスを製造するための方法であって、原料を溶融することにより溶融ガラスを得た後、溶融ガラスを冷却して成形体を得る工程を含み、成形体に対して、成形体のガラス転移点±２００℃以内の温度で４８時間以上の熱処理を施さないことを特徴とする。上述したように、本発明の光学ガラスは長時間のアニール処理の有無にかかわらず高透過特性を得ることが可能である。よって、本発明の製造方法においては、例えば成形体のガラス転移点±２００℃以内の温度で４８時間以上という長時間の熱処理工程を省略することができ、量産性に優れるという特徴を有する。
　本発明の光学ガラスの製造方法は、原料の溶融温度が１４００℃以下であることが好ましい。このようにすれば、溶融時において溶融容器の成分（Ｐｔ等）がガラス融液中に溶出しにくくなり、得られる光学ガラスの光透過率を高めることができる。
　本発明によれば、ガラス組成としてＴｉＯ２やＮｂ２Ｏ５を含有し、高い光透過率を得られる量産性の優れた光学ガラスを提供することが可能となる。
実施例で得られたガラス試料について、塩基性度と、内部透過率の変化量との関係をプロットしたグラフを示す。
　本発明の光学ガラスは、ガラス組成としてＴｉＯ２及びＮｂ２Ｏ５から選択される少なくとも１種を含有する。これらの成分の好ましい含有量等について以下に説明する。なお、以下の各成分の含有量に関する説明において、特に断りのない限り「％」は「モル％」を意味する。
　ＴｉＯ２及びＮｂ２Ｏ５はガラスの屈折率を顕著に高める成分である。ただし、これらの成分が多すぎると、ガラス化しにくくなったり、可視域の光透過率が低下しやすくなる。従って、ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５の含有量の下限は２０％以上、２５％以上、２７％以上、２９％以上、特に３０％以上であることが好ましく、上限は４０％以下、３８％以下、特に３５％以下であることが特に好ましい。ＴｉＯ２の含有量の下限は８％以上、１０％以上、１５％以上、１８％以上、２２％以上、特に２３％以上であることが好ましく、上限は４０％未満、３５％以下、３２％以下、特に２９％以下であることが好ましい。Ｎｂ２Ｏ５の含有量の下限は１％以上、２％以上、２.５％以上、特に３％以上であることが好ましく、上限は１１％以下、８％以下、６％以下、特に５％以下であることが好ましい。なお本発明において、「ｘ＋ｙ＋・・・」は各成分の合量を意味する。
　なお本発明において、高屈折率で可視域の透過率に優れたガラスを得るためには、ＴｉＯ２とＮｂ２Ｏ５の割合を適切に調整することが好ましい。具体的には、モル比でＴｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５が３以上、４以上、特に５以上であることが好ましい。上限は特に限定されないが、現実的には４０未満、更には３０以下である。
　本発明の光学ガラスには、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５以外にも以下の成分を含有させることができる。
　Ｂ２Ｏ３は、ＴｉＯ２またはＮｂ２Ｏ５を含有するガラスにおいて、特にガラス化の安定性に寄与する成分である。特に、屈折率ｎｄが１．９以上と高い場合はガラス化が不安定になる傾向があるが、Ｂ２Ｏ３を適量含有させることでガラス化の安定性を高めることができる。Ｂ２Ｏ３の含有量の下限は１０％以上、１４％以上、１５％以上、１６％以上、特に１８％以上であることが好ましく、上限は２８％以下、２５％以下、２３％以下、２２％以下、特に２１％以下であることが好ましい。Ｂ２Ｏ３の含有量が少なすぎると、上記効果を得にくくなる。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が多すぎると、塩基性度や屈折率が低下する傾向にある。なお本発明においては、Ｂ２Ｏ３を含有するとともに、ガラスの塩基性度を大きくすることで量産性が優れ、かつ高透過率な特性を得ることができる。
　ＳｉＯ２はガラス骨格成分であり、ガラス化の安定性及び化学耐久性を向上させる成分である。しかし、その含有量が多すぎると、溶融温度が極端に高くなる。その結果、ＮｂやＴｉが還元されやすくなるため、内部透過率が低下しやすくなる。また、屈折率が低下する傾向にある。ＳｉＯ２の含有量の下限は３％以上、５％以上、８％以上、９％以上、特に１０％以上であることが好ましく、上限は２５％以下、２２％以下、２１％以下、２０％以下、１９％以下、特に１８％以下であることが好ましい。
　なお、ガラス化の安定性を高めて量産性を向上させるためには、ＳｉＯ２とＢ２Ｏ３の割合を適切に調節することが好ましい。具体的には、モル比でＢ２Ｏ３／ＳｉＯ２は０．５以上、０．６以上、特に０．８以上であることが好ましく、１０以下、特に８以下であることが好ましい。なお本発明において、「ｘ／ｙ」はｘの含有量をｙの含有量で除した値を意味する。
　また本発明において、カチオン％で、Ｓｉ４＋＋Ｂ３＋の含有量が３０％以上、３２％以上、特に３３％以上であることが好ましい。このようにすれば、ガラス化の安定性を高めることができる。Ｓｉ４＋＋Ｂ３＋の含有量の上限は特に限定されないが、多すぎると屈折率が低下したり、溶融温度が高くなる傾向があるため、５０％以下、４５％以下、特に４０％以下であることが好ましい。
　アルカリ土類成分ＲＯ（ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａから選択される少なくとも１種）はガラス化を安定化する成分である。その含有量が多すぎると屈折率が低下したり、液相温度が上昇する傾向がある。特にＢａＯについては、その含有量が多くなるとガラスの密度が大きくなり、本発明の光学ガラスからなる光学素子の重量が大きくなる傾向がある。そのため、特にウェアラブル画像表示機器等の用途に好ましくない。従って、ＲＯの含有量は５％以下、２％以下、１％以下、特に０．５％以下であることが好ましい。なお、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの各成分の含有量、及びこれらから選択される２種または３種の合量の好ましい範囲も上記と同様であることが好ましい。
　Ｔａ２Ｏ５は屈折率を高める成分である。しかしながら、その含有量が多すぎると、分相や失透が生じやすくなる。また、Ｔａ２Ｏ５は希少であり高価な成分であるため、その含有量が多くなると、原料バッチコストが高くなる。以上に鑑み、Ｔａ２Ｏ５の含有量は５％以下、３％以下、１％以下であることが好ましく、含有しないことが特に好ましい。
　Ｌａ２Ｏ３は屈折率を顕著に高め、またガラス化の安定性を向上させる成分である。Ｌａ２Ｏ３の含有量の下限は１０％以上、１４％以上、１９％以上、２０％以上、２１％以上、特に２１．５％以上であることが好ましく、上限は３５％以下、３０％以下、２８％以下、２６％以下、２４％以下、特に２３．５％以下であることが好ましい。Ｌａ２Ｏ３の含有量が少なすぎると、上記効果を得にくくなる。一方、Ｌａ２Ｏ３の含有量が多すぎると、耐失透性が低下して量産性に劣る傾向がある。
　Ｇｄ２Ｏ３も屈折率を高め、またガラス化の安定性を向上させる成分である。Ｇｄ２Ｏ３の含有量の下限は１％以上、２％以上、特に３％以上であることが好ましく、上限は１０％以下、７％以下、特に５％以下であることが好ましい。
　Ｙ２Ｏ３も屈折率や化学的耐久性を高める成分であるが、その含有量が多すぎると溶融温度が極端に高くなったり、ガラス化が不安定になる傾向がある。従って、Ｙ２Ｏ３の含有量の下限は０％以上、０．１％以上、特に０．５％以上であることが好ましく、上限は８％以下、７％以下、５％以下、４％未満、特に２．５％以下であることが好ましい。
　Ｙｂ２Ｏ３も屈折率を高める成分である。ただし、その含有量が多すぎると、失透や脈理が発生しやすくなる。よって、Ｙｂ２Ｏ３の含有量は１０％以下、８％以下、５％以下、３％以下、特に１％以下であることが好ましい。
　なお、Ｌｎ２Ｏ３（ただし、ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ及びＹｂから選択される少なくとも１種）の含有量は１１％以上、１５％以上、２０％以上、特に２２％以上であることが好ましい。このようにすれば、ガラスの塩基性度を大きくし、屈折率及び可視域の光透過率を高めることが可能となる。Ｌｎ２Ｏ３の含有量の上限は特に限定されないが、多すぎると失透しやすくなるため、５０％以下、４０％以下、特に３０％以下であることが好ましい。
　本発明において高屈折率かつガラス化の安定性に優れたガラスを得るためには、ＳｉＯ２とＢ２Ｏ３の合量とＬｎ２Ｏ３の割合を適切に調節することが好ましい。具体的には、（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）／Ｌｎ２Ｏ３の下限は０．５以上、０．８以上、特に１以上であることが好ましく、上限は２以下、１．６以下、特に１．４以下であることが好ましい。
　ＺｎＯは本発明の組成系において溶解性（原料の溶解性）を促進させる成分である。しかしその含有量が多いと高屈折率特性が得られにくく、また失透を促進し、耐酸性を低下させる成分であるため、その含有量は少ないほうが好ましい。具体的には、ＺｎＯの含有量は１％以下、０．５％以下、０．１％未満であることが好ましく、含有しないことが特に好ましい。
　Ａｌ２Ｏ３は耐水性を向上させる成分である。ただし、その含有量が多すぎると失透しやすくなる。従って、Ａｌ２Ｏ３の含有量は１％以下、０．５％以下であることが好ましく、含有しないことが特に好ましい。
　ＷＯ３は屈折率を高める成分であるが、可視領域の光を吸収し光透過率を低下させる。そのため、ＷＯ３の含有量は０．２％以下、０．１％以下であることが好ましく、含有しないこと特に好ましい。
　ＺｒＯ２は屈折率や化学的耐久性を高める成分である。しかし、その含有量が多すぎると、溶融温度が極端に高くなる傾向がある。ＺｒＯ２の含有量の下限は０％以上、０％超、１％以上、３％以上、４％以上、特に５％以上であることが好ましく、上限は１５％以下、１２％以下、１０％以下、９％以下、特に８％以下であることが好ましい。ＺｒＯ２の含有量が多すぎると失透しやすくなる。
　本発明において、高屈折率で可視域の透過率に優れたガラスを得るためには、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２の割合を適切に調整することが好ましい。具体的には、モル比でＮｂ２Ｏ５／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＺｒＯ２）の下限は０．０５以上、０．０６以上、特に０．８以上であることが好ましく、上限は０．２以下、０．１５以下、特に０．１３以下であることが好ましい。
　本発明において、可視域の透過率に優れたガラスを得るためには、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５及びＷＯ３の合量を適切に調整することが好ましい。具体的には、ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３の含有量は４１％以下、３８％以下、特に３５％以下であることが好ましい。ただし、これらの成分の含有量が少なすぎると、所望の高屈折率特性を得にくくなるため、ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３の含有量の下限は２０％以上であることが好ましい。
　本発明において、高屈折率で可視域の透過率に優れたガラスを得るためには、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５及びＷＯ３の割合を適切に調整することが好ましい。具体的には、モル比でＮｂ２Ｏ５／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）の下限は０．０５以上、０．０７以上、特に０．０８以上であることが好ましく、上限は０．３以下、０．２５以下、特に０．２以下であることが好ましい。
　本発明において、良好な溶解性を有し、品質に優れたガラスを得るためには、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３及びＺｎＯの合量を適切に調節することが好ましい。これら成分は初期の融液形成を促進し、特に低温での溶解性を高めることができる。しかし多く含有させすぎると高屈折率特性を得にくくなる。以上に鑑み、Ｂ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３＋ＺｎＯの下限は３５％以上、３８％以上、特４１％以上であることが好ましく、上限５０％以下、４８％以下、特に４６．５％以下であることが好ましい。
　本発明において、良好な溶解性を有し、品質に優れたガラスを得るためには、ＳｉＯ２、Ｙ２Ｏ３及びＺｒＯ２の合量を適切に調節することが好ましい。これら成分は難溶性であり、多く含有させすぎると融液形成を損ない、特に低温での溶解性が低下する傾向がある。具体的には、ＳｉＯ２＋Ｙ２Ｏ３＋ＺｒＯ２の下限は１０％以上、１１％以上、特１２％以上であることが好ましく、上限は２５％以下、２２％以下、特に１９．５％以下であることが好ましい。
　本発明において、良好な溶解性を有し、品質に優れたガラスを得るためには、Ｂ２Ｏ３、Ｌa２Ｏ３及びＺｎＯの合量とＳｉＯ２、Ｙ２Ｏ３及びＺｒＯ２の合量の差を適切に調節することが好ましい。具体的には、（Ｂ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３＋ＺｎＯ）－（ＳｉＯ２＋Ｙ２Ｏ３＋ＺｒＯ２）の下限は１０％以上、１５％以上、２０％以上、特２５％以上であることが好ましく、上限４０％以下、３５％以下、特に３０％以下であることが好ましい。
　上記の通り、Ｂ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３＋ＺｎＯの含有量やＳｉＯ２＋Ｙ２Ｏ３＋ＺｒＯ２の含有量、さらにはこれらの差を適宜調整することにより、溶解性が高まり、光学ガラス中の泡や異物といった内部欠陥を低減することができる。光学ガラスの内部に存在する泡及び異物の個数は１ヶ／ｃｍ３以下、０．５ヶ／ｃｍ３以下、０．３ヶ／ｃｍ３以下、特に０．２ヶ／ｃｍ３以下であることが好ましい。
　本発明において、屈折率及び可視域の光透過率を高めるとともに、ガラス化の安定性を向上させるためには、Ｙ２Ｏ３とＬｎ２Ｏ３の割合を適切に調整することが好ましい。具体的には、Ｙ２Ｏ３／Ｌｎ２Ｏ３の下限は０以上、０．００５以上、特に０．０１以上であることが好ましく、上限は０．３以下、０．２５以下、特に０．２以下であることが好ましい。
　本発明において、屈折率及び可視域の光透過率を高めるとともに、ガラス化の安定性を向上させるためには、Ｇｄ２Ｏ３とＬｎ２Ｏ３の割合を適切に調整することが好ましい。具体的には、Ｇｄ２Ｏ３／Ｌｎ２Ｏ３の下限は０．０５以上、特に０．１以上であることが好ましく、上限は０．２５以下、特に０．２以下であることが好ましい。
　本発明において、屈折率及び可視域の光透過率を高めるとともに、ガラス化の安定性を向上させるためには、ＴｉＯ２及びＢ２Ｏ３の合量とＮｂ２Ｏ５及びＷＯ３の合量の割合を適切に調整することが好ましい。具体的には、（ＴｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）／（Ｎｂ２Ｏ５＋ＷＯ３）の下限は５以上、６以上、特に８以上であることが好ましく、上限は３０以下、２０以下、特に１５以下であることが好ましい。
　Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏは軟化点を低下させる成分であるが、その含有量が多すぎると失透しやすくなる。よって、これらの成分の含有量は各々１０％以下、各々５％以下、各々１％以下が好ましく、含有しないことが特に好ましい。また、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏを２種以上含有する場合は、その合量は１０％以下、５％以下、１％以下が好ましく、含有しないことが特に好ましい。
　なお、Ａｓ成分（Ａｓ２Ｏ３等）、Ｐｂ成分（ＰｂＯ等）及びフッ素成分（Ｆ２等）は環境負荷が大きいため実質的に含有しないことが好ましい。またＢｉ２Ｏ３及びＴｅＯ２は着色成分であり、可視域の透過率が低下しやすくなるため、実質的に含有しないことが好ましい。なおここで「実質的に含有しない」とは、意図的に原料として含有させないことを意味し、不可避的不純物の混入を排除するものではない。客観的には、上記各成分の含有量が０．１％未満であることを意味する。
　Ｐｔ、Ｒｈ及びＦｅ２Ｏ３は着色成分であり、可視域の透過率が低下しやすくなるため、その含有量は少ないほうが好ましい。具体的には、Ｐｔについては１０ｐｐｍ以下、特に５ｐｐｍ以下であることが好ましく、Ｒｈについては０．１ｐｐｍ以下、特に０．０１ｐｐｍ以下であることが好ましく、Ｆｅ２Ｏ３については１ｐｐｍ以下、特に０．５ｐｐｍ以下であることが好ましい。なお、着色抑制の観点からはＰｔ含有量は少ないほどよいが、そのためには溶融温度を低くする必要があり、結果として溶解性が低下しやすくなる。そのため、溶解性を考慮すると、Ｐｔ含有量の下限値は０．１ｐｐｍ以上、特に０．５ｐｐｍ以上であることが好ましい。
　本発明の光学ガラスは、清澄剤成分Ｃｌ、ＣｅＯ２、ＳＯ２、Ｓｂ２Ｏ３またはＳｎＯ２を各々０．１％以下の割合で含有していてもよい。
　本発明の光学ガラスは、（酸素原子のモル数の総和／陽イオンのＦｉｅｌｄ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ（陽イオン場）の総和）×１００で定義されるガラスの塩基性度が１２以上であり、１２．５以上、１３．３以上、１３．５以上、特に１４以上であることが好ましい。本発明において「Ｆｉｅｌｄ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ（以下Ｆ．Ｓ．と表記する）」は下記式により求められる。
　Ｆ．Ｓ．＝Ｚ／ｒ２（Ｚはイオン価数、ｒはイオン半径（Å）を示す）
　なお、本発明におけるＺ、ｒの数値は表１の値を用いる。なお、ｒについては、『化学便覧基礎編　改訂２版（１９７５年　丸善株式会社発行）』等に記載された値を参照している。ただし、Ｂ３＋とＰ５＋のイオン半径については、ガラス中で酸素イオンとともに四面体構造を採る（具体的には、Ｂ３＋またはＰ５＋を中心に、その周りを４つのＯ２－イオンが配位することにより四面体構造を採る）ことを想定した場合の値である０．３１５としている。
　例えば、モル％でＳｉＯ２　１５％、Ｂ２Ｏ３　２０％、ＴｉＯ２　３０％、Ｎｂ２Ｏ５　５％、Ｌａ２Ｏ３　３０％　の組成の場合、以下のようにして塩基性度を計算することができる。
　まず、陽イオンのＦ．Ｓ．の総和は以下のようにして計算することができる。
Ｓｉ４＋の１モル当たりのＦ．Ｓ．は、Ｚ（Ｓｉ４＋）／ｒ（Ｓｉ４＋）２＝４／（０．４）２＝２５．００、
Ｂ３＋の１ｍｏｌ当たりのＦ．Ｓ．は、Ｚ（Ｂ３＋）／ｒ（Ｂ３＋）２＝３／（０．３１５）２＝３０．２３、
Ｔｉ４＋の１ｍｏｌ当たりのＦ．Ｓ．は、Ｚ（Ｔｉ４＋）／ｒ（Ｔｉ４＋）２＝４／（０．７５）２＝７．１１、
Ｎｂ５＋の１ｍｏｌ当たりのＦ．Ｓ．は、Ｚ（Ｎｂ５＋）／ｒ（Ｎｂ５＋）２＝５／（０．７８）２＝８．２２、
Ｌａ３＋の１ｍｏｌ当たりのＦ．Ｓ．は、Ｚ（Ｌａ３＋）／ｒ（Ｌａ３＋）＝３／（１．３２）２＝１．７２となり、
各イオンのＦ．Ｓ．とモル数を乗じた総和は、２５．００×１５＋３０．２３×２×２０＋７．１１×３０＋８．２２×２×５＋１．７２×２×３０＝１９８２．９となる。
　また、ガラス１モルに含まれる酸素原子は、ＳｉＯ２から１５×２、Ｂ２Ｏ３から３×２０、ＴｉＯ２から２×３０、Ｎｂ２Ｏ５から５×５、Ｌａ２Ｏ３から３×３０であり、総和は２６５となる。
　以上より、塩基性度は、（２６５／１９８２．９）×１００≒１３．４となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　塩基性度は、カチオンによる電子及び酸素の拘束状態を示す指標である。塩基性度が大きくなるほど、カチオンによる電子及び酸素の拘束が弱くなり、電子及び酸素がガラス中で動きやすくなることを意味する。塩基性度を大きくなるよう設計することで、Ｔｉイオン周囲またはＮｂイオン周囲に電子または酸素を容易に配置することが可能となる。その結果、ガラス中のＴｉイオンとＮｂイオンを、より吸収の少ない高価数状態（Ｔｉ４＋やＮｂ５＋）で安定に存在させることができ、高透過特性を得ることが可能となる。なお、カチオンによる電子または酸素の拘束が弱くなりすぎると、ガラス化が不安定になり、また化学耐久性が低下する傾向があるため、塩基性度は１６以下、特に１５以下であることが好ましい。
　なお、高屈折率、具体的には屈折率ｎｄが１．９以上のガラスの場合は、Ｎｂ５＋と比較してＴｉ４＋による着色が顕著に現れる傾向がある。特に、カチオン比でＴｉ４＋／Ｎｂ５＋が２．１以上、２．５以上、さらには３以上であると、その傾向が強くなる。その場合であっても、上述したように、塩基姓度を高くすることでＴｉ４＋の周囲に電子または酸素を配置させることが可能になり、高透過特性を得ることが容易になる。このように、屈折率ｎｄが１．９以上でかつＴｉ４＋／Ｎｂ５＋が２．１以上の場合に、塩基性度を大きくすることにより得られる効果を享受しやすくなる。
　上述したように、本発明の光学ガラスは長時間のアニール処理の有無にかかわらず高透過特性を得ることが可能である。つまり、長時間のアニール処理を施した場合の内部透過率の変化量が小さいという特徴を有する。具体的には、本発明の光学ガラスは、ガラス転移点±２００℃以内の温度で７２時間熱処理した際に、１０ｍｍ厚の４５０ｎｍにおける内部透過率の変化量が１０％未満、５％以下、２％未満、１．５％以下、１％以下、０．５％以下であることが好ましく、０％（即ち、熱処理前後で内部透過率が変化しない）であることが特に好ましい。
　本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）の下限は１．８以上、１．８５以上、１．９０以上、１．９５以上、特に１．９８以上であることが好ましく、上限は２．３以下、２．１以下、２．０５以下、２．０３以下、特に２．０１以下であることが好ましい。屈折率が低すぎると、プロジェクター付きメガネ、眼鏡型またはゴーグル型ディスプレイ、仮想現実（ＶＲ）または拡張現実（ＡＲ）表示装置、虚像表示装置等のウェアラブル画像表示機器の導光板として使用した場合に、視野角が狭くなる傾向がある。一方、屈折率が高すぎると、失透や脈理等の欠陥が発生しやすくなる。
　本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）は特に限定されないが、ガラス化の安定性を考慮し、下限は２０以上、２２以上、特に２５以上であることが好ましく、上限は３５以下、３２以下、特に３０以下であることが好ましい。
　本発明の光学ガラスの１０ｍｍ厚の４５０ｎｍにおける内部透過率は８０％以上、特に９０％以上が好ましい。このようにすれば、本発明の光学ガラスを使用したウェアラブル画像表示機器において、使用者が見る像の明るさが高まりやすくなる。
　本発明の光学ガラスの液相温度は１３００℃以下、１２５０℃以下、１１５０℃以下、１１００℃以下、特に１０７０℃以下であることが好ましい。このようにすれば、溶融時や成形時に失透しにくいため、量産性が向上しやすくなる。
　本発明の光学ガラスは、密度が５．５ｇ／ｃｍ３以下、５．３ｇ／ｃｍ３以下、特に５．１ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。密度が高すぎると、本発明の光学ガラスを使用したウェアラブルデバイスの重量が大きくなり、デバイス装着時の不快感が増す。密度の下限は特に限定されないが、低すぎると光学特性等の他の特性が低下する傾向があるため、４ｇ／ｃｍ３以上、特に４．５ｇ／ｃｍ３以上であることが好ましい。
　本発明の光学ガラスは、３０～３００℃における熱膨張係数が９５×１０－７／℃以下、９１×１０－７／℃以下、特に８８×１０－７／℃以下であることが好ましい。熱膨張係数が大きすぎると、サーマルショックによってガラスが割れやすくなる。熱膨張係数の下限は特に限定されないが、低すぎると光学特性等の他の特性が低下する傾向があるため、７５×１０－７／℃以上、特に８０×１０－７／℃以上であることが好ましい。
　本発明の光学ガラスからなる光学ガラス板の肉厚の下限は０．０１ｍｍ以上、０．０２ｍｍ以上、０．０３ｍｍ以上、０．０４ｍｍ以上、特に０．０５ｍｍ以上であることが好ましく、上限は５ｍｍ以下、３ｍｍ以下、１ｍｍ以下、０．８ｍｍ以下、０．６ｍｍ以下、特に０．３ｍｍ以下であることが好ましい。光学ガラス板の肉厚が小さすぎると、機械的強度が低下しやすくなる。一方、光学ガラス板の肉厚が大きすぎると、当該光学ガラス板を使用したウェアラブル画像表示機器の重量が大きくなり、デバイス装着時の不快感が増す。
　本発明の光学ガラス板の形状は、例えば平面形状が円形、楕円形または矩形等の多角形等の板状である。この場合、光学ガラス板の長径（円形の場合は直径）は５０ｍｍ以上、８０ｍｍ以上、１００ｍｍ以上、１２０ｍｍ以上、１５０ｍｍ以上、１６０ｍｍ以上、１７０ｍｍ以上、１８０ｍｍ以上、１９０ｍｍ以上、特に２００ｍｍ以上であることが好ましい。光学ガラス板の長径が小さすぎると、ウェアラブル画像表示機器等の用途に使用することが困難になる。また量産性に劣る傾向がある。光学ガラス板の長径の上限は特に限定されないが、現実的には１０００ｍｍ以下である。
　本発明の光学ガラスは、所定のガラス組成（上述した所定の塩基性度を有するガラス組成）が得られるように調合した原料を溶融することにより溶融ガラスを得た後、溶融ガラスを冷却して成形体を得る工程を含む。ここで、成形体に対して、成形体のガラス転移点±２００℃以内の温度で４８時間以上の熱処理をさらに施す必要はない。上述したように、本発明の光学ガラスは長時間のアニール処理の有無にかかわらず高透過特性を得ることが可能である。よって、本発明の製造方法においては、例えば成形体のガラス転移点±２００℃以内の温度で４８時間以上という長時間の熱処理工程を省略することができ、量産性に優れるという特徴を有する。なお、本発明の光学ガラスのガラス転移点は概ね６５０～８００℃である。
　なお溶融温度は１４００℃以下、１３５０℃以下、１３００℃以下、特に１２８０℃以下であることが好ましい。溶融温度が高すぎると溶融容器の成分（Ｐｔ等）がガラス融液中に溶出しやすくなり、得られる光学ガラスの光透過率が低下する傾向がある。一方、溶融温度が低くなると泡や異物（例えば未溶解物に由来する異物）が発生しやすくなる傾向がある。よって、ガラス中に泡や異物を低減するためには、溶融温度は１２００℃以上、特に１２５０℃以上であることが好ましい。
　上述したように、Ｂ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３＋ＺｎＯの含有量やＳｉＯ２＋Ｙ２Ｏ３＋ＺｒＯ２の含有量、あるいはこれらの含有量の差を適宜調整することにより、溶解性が高まり、低温で溶融した場合も泡や異物の低減が可能となる。その結果、光透過率に優れ、かつ、泡や異物の少ない光学ガラスを得ることができる。
　本発明の光学ガラス板は、プロジェクター付きメガネ、眼鏡型またはゴーグル型ディスプレイ、仮想現実（ＶＲ）または拡張現実（ＡＲ）表示装置、及び、虚像表示装置から選択されるウェアラブル画像表示機器の構成部材である導光板として好適である。当該導光板は、ウェアラブル画像表示機器のいわゆるメガネレンズ部分に使用され、ウェアラブル画像表示機器が備える画像表示素子から発せられた光を導光して、使用者の瞳に向かって出射する役割を果たす。導光板の表面には、画像表示素子から発せられた光を導光板内部に回折させるための回折格子が設けられていることが好ましい。
　以下に、本発明を実施例を用いて詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
　表２～８は、本発明の実施例を示す。なお表２～５は、主に後述する内部透過率の変化量を比較することを目的としており、内部透過率に大きく影響を与えるＴｉＯ２とＮｂ２Ｏ５の合量が同じ組成同士をひとまとまりにして並べている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　表２～８に示す各組成となるように原料を調合して得られたバッチを白金るつぼに投入し、１３５０℃で２時間溶融した。溶融ガラスをカーボン板上に流し出して成形し、更に７００～８００℃で１時間保持後に室温まで－１℃／分で降温してアニール処理することにより、ガラス試料を得た。得られたガラス試料について、耐水性、耐酸性、液相温度、液相粘度、屈折率、アッベ数、密度、ガラス転移点、熱膨張係数、内部透過率を測定した。結果を表２～８に示す。
　耐水性及び耐酸性は、ＪＯＧＩＳに定める粉末法に基づき測定した。
　液相温度及び液相粘度は以下のようにして測定した。
　電気炉で１２００℃－０．５時間の条件でガラス試料を再溶融後、温度勾配を有する電気炉で１８時間保持した後、電気炉から取り出して空気中で放冷し、光学顕微鏡で失透物の析出位置を求めることで、液相温度を測定した。
　別途、ガラス試料をアルミナ製坩堝に投入し、加熱融解した。得られたガラス融液について、白金球引き上げ法によって複数の温度におけるガラスの粘度を求めた。続いて、ガラス粘度の計測値を用いて、Ｖｏｇｅｌ－Ｆｕｌｃｈｅｒ式の定数を算出して粘度曲線を作成した。得られた粘度曲線と、上記で求めた液相温度とを用いて、液相温度に相当する粘度（液相粘度）を求めた。
　屈折率はヘリウムランプのｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する測定値で示した。アッベ数は、上記ｄ線の屈折率と、水素ランプのＦ線（４８６．１ｎｍ）、同じく水素ランプのＣ線（６５６．３ｎｍ）の屈折率の値を用い、アッベ数（νｄ）＝［（ｎｄ－１）／（ｎＦ－ｎＣ）］の式から算出した。
　密度は、重さ約１０ｇのガラス試料を用いて、アルキメデス法によって測定した。
　ガラス転移点はディラトメーターにより測定した熱膨張曲線の低温側の直線と高温側の直線の交わる点とした。
　熱膨張係数は、５ｍｍφ×２０ｍｍの円柱状に成形したガラス試料を用いて、ディラトメーターにより３０～３００℃の温度範囲で測定した。
　内部透過率は以下のようにして測定した。光学研磨された厚さ１０ｍｍ±０．１ｍｍと５ｍｍ±０．１ｍｍのガラス試料について、分光光度計（株式会社島津製作所製ＵＶ－３１００）を用いて、表面反射損失を含む光透過率（直線透過率）を０．５ｎｍ間隔で測定した。得られた測定値に基づき、以下の式から厚み１０ｍｍにおける内部透過率τ１０を計算した。
　ｌｏｇτ１０＝－｛（ｌｏｇＴ５－ｌｏｇＴ１０）／Δｄ｝×１０（％）
　　Ｔ５：厚み５ｍｍ±０．１ｍｍのガラス試料の光透過率
　　Ｔ１０：厚み１０ｍｍ±０．１ｍｍのガラス試料の光透過率
　　Δｄ：両ガラス試料の厚み差
　なお、ガラス試料に対し７００～８００℃で７２時間の熱処理を行い、その後室温まで－１℃／分で降温して得られたガラス試料についても、同様に内部透過率の測定を行った。熱処理前後の内部透過率の値と、熱処理前後の内部透過率の変化量を表２～８に示す。また、Ｎｏ．１－１～１－５、Ｎｏ．２－１～２－５、Ｎｏ．３－１～３－３、Ｎｏ．４－１～４－２、Ｎｏ．５－１～５－５、Ｎｏ．６－１～６－２、Ｎｏ．７－１に関し、塩基性度と、内部透過率の変化量との関係をプロットしたグラフを図１に示す。なお図１においては、ＴｉＯ２とＮｂ２Ｏ５の合量が同じ組成同士を同じプロットで示している。
　また、Ｎｏ．８－１～Ｎｏ．８－１７について溶融温度に応じた溶解性や外部透過率の評価または測定を行った。
　溶解性は次のようにして測定した。表６～８に示す各組成となるように原料を調合して得られたバッチを白金るつぼに投入し、１２７０℃～１３３０℃で９０分溶融した。溶融ガラスをカーボン板上に流し出して成形し、更に７００～８００℃で１時間保持後に室温まで－１℃／分で降温してアニール処理した後、切削加工を施すことにより、１０ｍｍ×５０ｍｍ×１００ｍｍのガラス試料を得た。得られたガラス試料の内部に存在する泡及び異物について、５０倍の顕微鏡観察にて個数をカウントし、１ｃｍ３当たりの個数を算出した。
　外部透過率は次のようにして測定した。得られたガラス試料を厚さ１０ｍｍとなるように光学研磨し、分光光度計（株式会社島津製作所製ＵＶ－３１００）を用いて、表面反射損失を含む波長４５０ｎｍにおける光透過率（直線透過率）を測定した。
　また、耐水性、耐酸性、屈折率、アッベ数、密度、内部透過率について、上述した方法により測定した。さらに、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｆｅ２Ｏ３の含有量についても測定した。Ｐｔ、Ｒｈ含有量は、粉砕したガラス試料をＨＦ、ＨＣＬＯ４、ＨＮＯ３及びＨＣｌを含む混酸により分解後、ＩＣＰ質量分析装置により測定した。Ｆｅ２Ｏ３の含有量は、粉砕したガラス試料をＨＦ、Ｈ２ＳＯ４、ＨＮＯ３及びＨＣｌを含む混酸により分解後、ＩＣＰ質量分析装置により測定した。なおこれらの特性の評価は、Ｎｏ．８－８～８－１０、８－１６～８－１７については１２７０℃で溶融して得られたガラス試料、Ｎｏ．８－１、８－３～８－７、８－１１～８－１５については１３００℃で溶融して得られたガラス試料、Ｎｏ．８－２については１３３０℃で溶融して得られたガラス試料を用いて行った。
　表２～８及び図１に示すように、実施例のガラス試料は塩基性度が１２．１～１５．４と大きく、波長４５０ｎｍにおける熱処理前後の内部透過率の差が０～９％であった。このことから、実施例のガラス試料は、長時間の熱処理を行わなくとも可視域の光透過率に優れることがわかる。
　また表６～８に示すように、溶融温度が高いほど泡や異物といった内部欠陥が少なくなるが、外部透過率が低下する傾向がある。逆に、溶融温度が低いほど外部透過率が向上するが、内部欠陥は多くなる傾向がある。ただし、溶融温度が低い場合でも、（Ｂ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３＋ＺｎＯ）－（ＳｉＯ２＋Ｙ２Ｏ３＋ＺｒＯ２）を大きくすることにより、内部欠陥を少なくできることがわかる。
　本発明の光学ガラスは、プロジェクター付きメガネ、眼鏡型またはゴーグル型ディスプレイ、仮想現実（ＶＲ）または拡張現実（ＡＲ）表示装置、及び、虚像表示装置から選択されるウェアラブル画像表示機器に使用される導光板として好適である。

Claims (15)

  1. 　ガラス組成として、モル％でＴｉＯ２及びＮｂ２Ｏ５を合量で２０モル％以上含有し、塩基性度が１２以上であることを特徴とする光学ガラス。
  2. 　モル％で、ＴｉＯ２　８～４０％未満、Ｎｂ２Ｏ５　１～１１％を含有することを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。
  3. 　屈折率ｎｄが１．８～２．３であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学ガラス。
  4. 　アッベ数（νｄ）が２０～３５であることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の光学ガラス。
  5. 　１０ｍｍ厚の４５０ｎｍにおける内部透過率が８０％以上であることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
  6. 　更に、モル％で、Ｂ２Ｏ３　１０～３０％、ＳｉＯ２　３％以上、ＲＯ（ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａから選択される少なくとも１種）　０～５％、Ｔａ２Ｏ５　０～５％、Ｌｎ２Ｏ３（ＬｎはＬａ、Ｇｄ、Ｙ及びＹｂから選択される少なくとも１種）　１０～５０％、ＺｎＯ　０～１％、Ａｌ２Ｏ３　０～１％、及び、ＷＯ３　０～０．２％を含有することを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の光学ガラス。
  7. 　ガラス転移点±２００℃以内の温度で７２時間熱処理した際に、１０ｍｍ厚の４５０ｎｍにおける内部透過率の変化量が１０％未満であることを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の光学ガラス。
  8. 　ガラス組成として、モル％でＴｉＯ２及びＮｂ２Ｏ５を合量で２０モル％以上含有し、（Ｂ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３＋ＺｎＯ）－（ＳｉＯ２＋Ｙ２Ｏ３＋ＺｒＯ２）が１０～４０％であり、内部に存在する泡及び異物の個数が１ヶ／ｃｍ３以下であることを特徴とする光学ガラス。
  9. 　請求項１～８のいずれか一項に記載の光学ガラスからなることを特徴とする光学ガラス板。
  10. 　板厚が０．０１～５ｍｍであることを特徴とする請求項９に記載の光学ガラス板。
  11. 　請求項９または１０に記載の光学ガラス板からなることを特徴とする導光板。
  12. 　プロジェクター付きメガネ、眼鏡型またはゴーグル型ディスプレイ、仮想現実（ＶＲ）または拡張現実（ＡＲ）表示装置、及び、虚像表示装置から選択されるウェアラブル画像表示機器に使用されることを特徴とする請求項１１に記載の導光板。
  13. 　請求項１１または１２に記載の導光板を備えることを特徴とするウェアラブル画像表示機器。
  14. 　請求項１～８のいずれか一項に記載の光学ガラスを製造するための方法であって、
    　原料を溶融することにより溶融ガラスを得た後、前記溶融ガラスを冷却して成形体を得る工程を含み、
    　前記成形体に対して、前記成形体のガラス転移点±２００℃以内の温度で４８時間以上の熱処理を施さないことを特徴とする光学ガラスの製造方法。
  15. 　原料の溶融温度が１４００℃以下であることを特徴とする請求項１４に記載の光学ガラスの製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2025070524A1 (ja) * 2023-09-28 2025-04-03 Ａｇｃ株式会社 ガラス及びガラスの製造方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020120171A1 (de) * 2020-07-30 2022-02-03 Schott Ag Hochbrechendes Glas
TW202330417A (zh) * 2021-12-21 2023-08-01 德商首德公司 高折射率基板

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60131845A (ja) * 1983-12-01 1985-07-13 シヨツト、グラスヴエルケ １．９０以上の屈折率、２５以上のアツベ数および高い化学安定性を有する光学ガラス
JP2005179142A (ja) * 2002-12-27 2005-07-07 Hoya Corp 光学ガラス、プレス成形用ガラスゴブおよび光学素子
US20150203395A1 (en) * 2014-01-22 2015-07-23 Cdgm Glass Co., Ltd. High refractivity and high dispersion optical glass, element and instrument
JP2016074556A (ja) * 2014-10-06 2016-05-12 株式会社オハラ 光学ガラス及び光学素子
JP2017032673A (ja) * 2015-07-30 2017-02-09 日本電気硝子株式会社 導光板及びこれを用いた積層導光板
WO2018021221A1 (ja) * 2016-07-28 2018-02-01 旭硝子株式会社 光学ガラスおよび光学部品
JP6517411B2 (ja) * 2017-07-20 2019-05-22 Hoya株式会社 光学ガラスおよび光学素子

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5747397A (en) * 1996-11-04 1998-05-05 Bay Glass Research Optical glass
WO2008081892A1 (ja) * 2006-12-28 2008-07-10 Nippon Shokubai Co., Ltd. 光選択透過フィルター
JP2009203155A (ja) * 2008-01-31 2009-09-10 Ohara Inc 光学ガラス
JP4948569B2 (ja) * 2008-06-27 2012-06-06 Ｈｏｙａ株式会社 光学ガラス
CN101439930B (zh) * 2008-12-19 2011-06-29 成都光明光电股份有限公司 精密模压成型用光学玻璃
JP6014301B2 (ja) * 2010-06-24 2016-10-25 株式会社オハラ 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
TWI545098B (zh) * 2011-01-18 2016-08-11 Ohara Kk Optical glass, prefabricated and optical components
CN104936916A (zh) * 2013-04-04 2015-09-23 日本电气硝子株式会社 光学玻璃
JP6088938B2 (ja) * 2013-08-23 2017-03-01 Hoya株式会社 光学ガラスおよびその利用
JP2015059060A (ja) * 2013-09-18 2015-03-30 株式会社オハラ 光学ガラス及び光学素子
JP2016074566A (ja) * 2014-10-07 2016-05-12 株式会社オハラ 光学ガラス、レンズプリフォーム及び光学素子
JP6400461B2 (ja) * 2014-12-18 2018-10-03 光ガラス株式会社 光学ガラス、光学ガラスを用いた光学素子、光学装置
CN106430948A (zh) * 2016-09-29 2017-02-22 成都光明光电股份有限公司 光学玻璃、玻璃预制件和光学元件
JP7325927B2 (ja) * 2017-12-27 2023-08-15 株式会社オハラ 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
JP7257345B2 (ja) * 2019-04-04 2023-04-13 株式会社オハラ 光学ガラスの製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60131845A (ja) * 1983-12-01 1985-07-13 シヨツト、グラスヴエルケ １．９０以上の屈折率、２５以上のアツベ数および高い化学安定性を有する光学ガラス
JP2005179142A (ja) * 2002-12-27 2005-07-07 Hoya Corp 光学ガラス、プレス成形用ガラスゴブおよび光学素子
US20150203395A1 (en) * 2014-01-22 2015-07-23 Cdgm Glass Co., Ltd. High refractivity and high dispersion optical glass, element and instrument
JP2016074556A (ja) * 2014-10-06 2016-05-12 株式会社オハラ 光学ガラス及び光学素子
JP2017032673A (ja) * 2015-07-30 2017-02-09 日本電気硝子株式会社 導光板及びこれを用いた積層導光板
WO2018021221A1 (ja) * 2016-07-28 2018-02-01 旭硝子株式会社 光学ガラスおよび光学部品
JP6517411B2 (ja) * 2017-07-20 2019-05-22 Hoya株式会社 光学ガラスおよび光学素子

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2025070524A1 (ja) * 2023-09-28 2025-04-03 Ａｇｃ株式会社 ガラス及びガラスの製造方法

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