[发明专利]滤波玻璃

说明书

本发明涉及一种滤波玻璃，其包含Na₂O和K₂O，并且包含以下组合物(以基于氧化物的重量％计)：

技术领域

本发明涉及一种滤波玻璃(filter glass)，特别是用作滤波器的着色为蓝色的磷酸盐玻璃，以及该玻璃的生产。

背景技术

上述类型的滤波玻璃可以用作光学带通滤波器，即，用作具有或多或少较窄的高透射率的波长范围(通带，德语为“Durchlassbereich”)的滤波器，所述波长范围被两个非常低的透射率的阻挡范围(德语为“Sperrbereiche”)包围。这种玻璃用作光学玻璃滤波器，例如，用作彩色摄像机和数字照相机中的色彩校正滤波器。另外还可应用于，例如，位于显示器中的用于阻挡LED的近IR(NIR)辐射的滤波器的领域。除了在大约400nm至大约650nm的波长范围内的高透射性之外，陡边(即透射率的快速下降)、直到低于400nm的邻近紫外线范围以及700nm以上波长处的非常低的透射率也是合乎需要的。NIR阻挡滤波器也用于航空/导航领域，出于这个原因，具有强阻挡的颜色轨迹的某些可靠性是必要的(例如，白色或绿色的颜色轨迹或色度坐标)。尽管例如为了避免高能辐射对敏感电子装置的损害，UV范围应该尽可能完全地被阻挡，但是在700nm以上范围内的入射辐射的强度应该被衰减，以便例如当用于照相机时，补偿由CCD(电荷耦合器件)传感器引起的图像的偏红。例如，这需要以预定的滤波器厚度将NIR中的透射率值从大约10^-5降低至大约10^-20或大约10^-22。

根据现有技术(例如，DE102012210552A1、DE102011056873A1)已知含有氧化铜的氟磷酸盐玻璃用作滤波器。然而，这些玻璃的缺点是，由于常规生产方法的条件下氟自身和许多玻璃成分的氟化物是挥发性的，因此这些玻璃由于氟含量通常非常高而难以生产。由于这些玻璃具有相对高的大于13x10-6/K的热膨胀系数(在20至300℃的温度范围内测量)，所以氟磷酸盐玻璃的加工、后处理和/或进一步加工(例如，在“晶片级封装”中的切割、抛光、接合)是非常困难且昂贵的。例如，由于在为此目的所需的玻璃固定期间产生热致机械应力，所以断裂的风险很高。因此，为了获得具有良好稳定性且可通过经济的生产工艺获得的玻璃，已经进行了许多优化氟磷酸盐玻璃的组合物的尝试。

此外，已知大部分的含有氧化铜的无氟磷酸盐玻璃用作滤波玻璃(例如，US2007/0099787A1、DE4031469C1)。尽管与氟磷酸盐玻璃相比，这种玻璃由于其较低的热膨胀系数而可以更容易加工，但其耐候性(也称为“气候稳定性”)通常比氟磷酸盐玻璃的耐候性差。另外，存在这样的问题：用于这种玻璃的原材料具有高熔点并因此需要高熔化温度，即，这些玻璃的原材料通常仅在明显高于1100℃的温度(例如，高于1200℃)下熔化。在如此高的温度下，铜的各种氧化态(即Cu(II):Cu(I):Cu(0))之间的平衡向低氧化态的方向偏移。在滤波器应用中，这与许多缺点相关，尤其是在氧化铜浓度较高时：首先，紫外边缘的透射率由于较高比例的一价铜(Cu(I)；Cu₂O)而变差。其次，很大程度上增加了单质铜(Cu(0))的形成，这随后有助于玻璃的分层，其结果是玻璃变成不透明的。为了在特定离子(例如铜离子)的情况下稳定较高的氧化态，认为在已知的磷酸盐玻璃的情况下添加诸如CeO₂、MnO₂或Cr₂O₃的氧化剂是必要的(例如，US2007/0099787A1；DE4031469C1)。

由于电子设备的元器件越来越小，对于非常薄(即≤0.21mm，特别是厚度约为0.11mm)的滤波器的需求日益增加，为此玻璃必须更显著地着色。然而，这会导致玻璃生产中出现问题，因为较高含量的赋色组分(例如，CuO)不仅充当赋色组分，而且作为玻璃组分对玻璃的玻璃结构(德语为“Glasgefuege”)和其它物理性质有影响。