硫属化物玻璃材料制造技术

本发明专利技术提供耐候性优异、适合作为红外线传感器的光学元件的硫属化物玻璃材料。一种硫属化物玻璃材料，其特征在于，以摩尔％含有20～99％的Te，在表面形成有防反射膜。在表面形成有防反射膜。

【技术实现步骤摘要】
硫属化物玻璃材料
[0001]本案是申请日为2018年8月22日、申请号为201880059175.6(PCT/JP2018/031041)、专利技术名称为硫属化物玻璃材料的分案申请。


[0002]本专利技术涉及红外线传感器、红外线相机等所使用的硫属化物玻璃材料。

技术介绍

[0003]车载夜视、安全系统等具有用于探测夜间的生物体的红外线传感器。红外线传感器探测从生物体发出的波长约8～14μm的红外线，因此在传感器部之前设置有透过该波长范围的红外线的滤波器或透镜等光学元件。
[0004]作为如上所述的光学元件用的材料，可以列举Ge、ZnSe。由于这些为结晶体，所以加工性差，难以加工成非球面透镜等复杂的形状。因此，存在难以大量生产，以及红外线传感器的小型化也困难的问题。
[0005]因此，作为透过波长约8～14μm的红外线、加工比较容易的玻璃质的材料，提出了硫属化物玻璃。(例如参照专利文献1)
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2009－161374号公报

技术实现思路

[0009]专利技术所要解决的课题
[0010]然而，专利文献1中记载的玻璃由于在波长10μm以上时红外线透过率明显降低，因此特别对于从生物体发出的红外线的灵敏度差，红外线传感器有可能无法充分发挥功能。此外，上述玻璃由于耐候性低所以存在发生变质、红外线透过率低的问题。
[0011]本专利技术是鉴于这样的情况作出的，其目的在于提供耐候性优异、适合作为红外线传感器的光学元件的硫属化物玻璃材料。
[0012]用于解决课题的方法
[0013]本专利技术的硫属化物玻璃材料的特征在于，以摩尔％计含有20～99％的Te，在表面形成有防反射膜。
[0014]本专利技术的硫属化物玻璃材料由于作为必须成分含有Te，所以红外线透过率优异。另外，由于在表面形成有防反射膜，所以能够抑制红外光的反射，能够进一步提高红外线透过率。此外，如果在表面形成有防反射膜，则能够抑制玻璃与空气中的水分、氧发生反应而变质，耐候性优异。
[0015]本专利技术的硫属化物玻璃材料优选以摩尔％计含有40～95％的Te。
[0016]本专利技术的硫属化物玻璃材料优选以摩尔％计含有0～40％的Ge。
[0017]本专利技术的硫属化物玻璃材料优选以摩尔％计还含有0～30％的Ga。
[0018]本专利技术的硫属化物玻璃材料优选防反射膜中交替叠层有低折射率层和高折射率层，优选该低折射率层和该高折射率层合计有2层以上。
[0019]本专利技术的光学元件的特征在于使用上述硫属化物玻璃材料。
[0020]本专利技术的红外线传感器的特征在于使用上述光学元件。
[0021]专利技术的效果
[0022]根据本专利技术，能够提供耐候性优异、适于作为红外线传感器的光学元件的硫属化物玻璃材料。
具体实施方式
[0023]本专利技术的硫属化物玻璃材料在表面形成有防反射膜。如上所述，如果在表面形成有防反射膜，则能够使红外线透过率、耐候性提高。
[0024]首先，说明防反射膜。
[0025]防反射膜优选低折射率层和高折射率层交替叠层有合计2层以上、2～34层、特别为4～12层。如果叠层数过少，则难以透过红外光。另一方面，如果叠层数过多，则存在成膜需要的工序变多，成为高成本化的原因的倾向。此外，低折射率层和高折射率层的组合没有限制，高折射率层的折射率只要比低折射率层的折射率相对大即可。
[0026]折射率层的每1层的厚度优选为0.01～10μm、0.02～5μm、特别优选为0.03～2μm。如果每1层的厚度过小，则难以透过红外光。另一方面，如果厚度过大，则施加于防反射膜与硫属化物玻璃材料的界面的应力变大，膜的密合性、玻璃材料的机械强度容易降低。
[0027]折射率层的材质优选为金属氧化物(Y2O3、Al2O3、SiO、SiO2、MgO、TiO、TiO2、Ti2O3、CeO2、Bi2O3、HfO2)、氢化碳、类金刚石碳(DLC)、Ge、Si、ZnS、ZnSe、As2S3、As2Se3、PbF2、碲化金属、氟化金属。此外，为了使耐候性、机械强度进一步提高，优选使金属氧化物、氢化碳、类金刚石碳(DLC)为最外层。另外，为了使密合性进一步提高，优选使金属氧化物为中间层。此外，折射率层的材质可以为树脂，例如能够使用烯烃系树脂等。
[0028]接下来，说明本专利技术的硫属化物玻璃材料的组成。此外，在以下的关于各成分的含量的说明中，只要没有特别说明，“％”是指“摩尔％”。
[0029]本专利技术的硫属化物玻璃材料含有Te作为必须成分。作为硫属元素的Te为形成玻璃骨架、提高红外线透过率的成分。Te的含量为20～99％，优选为40～95％、50～85％、60～85％、特别为70～80％。如果Te的含量过少，则难以玻璃化，红外线透过率容易降低。另一方面，如果Te的含量过多，则玻璃的热稳定性容易降低，Te系的结晶容易析出。此外，其他的硫属元素Se、S相比于Te，更难以使红外线透过率提高，红外透过极限波长容易变短。
[0030]在上述成分以外，还能够含有以下所示的各种成分。
[0031]Ge是不使红外线透过率降低、增大玻璃化范围、提高玻璃的热稳定性的成分。Ge的含量优选为0～40％、1～35％、5～30％、7～25％、特别为10～20％。如果Ge的含量过多，则存在Ge系的结晶容易析出并且原料成本提高的倾向。
[0032]Ga是不使红外线透过率降低、增大玻璃化范围、提高玻璃的热稳定性的成分。Ga的含量优选为0～30％、1～30％、3～25％、4～20％、特别为5～15％。如果Ga的含量过多，则存在Ga系的结晶容易析出并且原料成本提高的倾向。
[0033]Ag是增大玻璃化范围、提高玻璃的热稳定性的成分。Ag的含量优选为0～20％、特
别为1～10％。如果Ag的含量过多，则难以玻璃化。
[0034]Al是增大玻璃化范围、提高玻璃的热稳定性的成分。Al的含量优选为0～20％、特别为0～10％。如果Al的含量过多，则难以玻璃化。
[0035]Sn是增大玻璃化范围、提高玻璃的热稳定性的成分。Sn的含量优选为0～20％、特别为0～10％。如果Sn的含量过多，则难以玻璃化。
[0036]接下来，说明本专利技术的硫属化物玻璃材料的制造方法。
[0037]以成为上述的玻璃组成的方式，混合原料，得到原料配合料。然后，一边加热石英玻璃安瓿瓶一边进行真空排气后，加入原料配合料，一边进行真空排气一边用氧燃烧器将石英玻璃安瓿瓶封管。
[0038]作为原料，可以使用元素原料(Te、Ge、Ga等)，也可以使用化合物原料(GeTe、GeTe 2
、Ga2Te3等)。另外，也可以将它们同时使用。
[0039]然后，将封管后的石英玻璃安瓿瓶在熔融炉内以10～80℃/小时的速度升温到650～1000℃后，保持6～12小时。在保持时间中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硫属化物玻璃材料，其特征在于：在表面形成有防反射膜，所述防反射膜通过交替叠层低折射率层和高折射率层而构成，所述低折射率层和所述高折射率层合计有2层以上，所述防反射膜包含由Ge构成的层与由YF3构成的层相接而叠层的部分。2.如权利要求1所述的硫属化物玻璃材料，其特征在于：在所述防反射膜中，所述低折射率层的材质为YF3层，所述高折射率层的材质为Ge。3.如权利要求1或2所述的硫属化物玻璃材料，其特征在于：所述防反射膜通过交替...

【专利技术属性】
技术研发人员：松下佳雅，佐藤史雄，
申请(专利权)人：日本电气硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：