[发明专利]具有高折射率和低密度的玻璃组合物

说明书

玻璃组合物具有：SiOsubgt;2/subgt;的含量是大于或等于约44.0摩尔％且小于或等于约60.0摩尔％，以及ZnO的含量是小于或等于1.0摩尔％。此外，玻璃组合物基本不含Pb和Bi。玻璃组合物还具有大于或等于1.75的折射率以及小于或等于约4.5g/cmsupgt;3/supgt;的密度。

本申请根据35U.S.C.§119(e)，要求2020年5月18日提交的美国临时专利申请序列号63/026,309的优先权，将其全文通过引用结合入本文。

技术领域

本公开内容大体上涉及具有高折射率和低密度的玻璃组合物，特别是适合用于光学显示器的具有高折射率和低密度的玻璃组合物。

背景技术

近十年来，在不断增长的增强现实和虚拟现实装置市场中，对于具有高折射率的光学玻璃的需求是增长的。相比于较低折射率，较高折射率为装置使用者产生的变形没有那么明显，从而提供了更好的观感体验。用于增强现实和虚拟现实装置的光学玻璃的另一个要求是低密度。由于制造的此类装置是可穿戴式的，所以由使用者承受装置的重量。长期来说，即使是较轻的装置也会变得对于用户穿戴而言是不方便的。

发明内容

因此，希望将轻量化的低密度玻璃用作增强现实或虚拟现实装置中的光学玻璃。用于增强现实或虚拟现实装置中的光学玻璃的其他要求包括：可见光范围内的良好透射率，良好的玻璃可成形性，化学耐用性，以及较低的生产成本。例如，光学玻璃应该具有良好的化学耐用性从而经受住清洁应用和各种环境条件。

通常来说，难以产生在具有高折射率和低密度的同时维持所需的其他化学和机械性质的组合的光学玻璃。先前增加玻璃折射率的尝试导致密度也发生增加，从而产生的玻璃是沉重的并且难以使得使用者在增强现实或虚拟现实装置中进行穿戴。增加折射率的同时维持低密度的其他尝试导致玻璃的明显着色和暗化，这阻碍了将玻璃用于增强现实或虚拟现实装置。

本文公开的实施方式提供了具有高折射率和低密度的玻璃组合物，同时仍然维持光学玻璃所需要的合乎希望的化学和机械性质的组合。例如，玻璃组合物可以适用于增强现实或虚拟现实装置，或者用于其他光学组件，例如：光纤、光学透镜、眼镜、相机镜头和激光器玻璃。本文公开的玻璃组合物具有：可见光范围内良好的透射率，良好的玻璃可成形性，良好的化学耐用性，以及较低的生产成本。

根据本公开内容的方面，玻璃组合物包含：SiO₂的含量是大于或等于约44.0摩尔％且小于或等于约60.0摩尔％，以及ZnO的含量是小于或等于1.0摩尔％。玻璃组合物还基本不含Pb和Bi。此外，玻璃组合物具有大于或等于1.75的折射率以及室温下小于或等于约4.5g/cm³的密度。

根据本公开内容的另一个方面，玻璃组合物包含的SiO₂的含量约为大于或等于约35.0摩尔％且小于或等于约60.0摩尔％，以及其中，玻璃组合物满足如下条件：折射率-1.42-0.10x密度(g/cm³)0.00。

根据本公开内容的另一个方面，玻璃组合物包含的SiO₂的含量约为大于或等于约35.0摩尔％且小于或等于约60.0摩尔％，以及其中，玻璃组合物满足如下条件：折射率-2.21+0.0086xSiO₂(摩尔％)0.00。

在以下的详细描述中提出了本文的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的各种实施方式而被认识。

要理解的是，上面的一般性描述和下面的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解权利要求书的性质和特点的总体评述或框架。所附附图提供了进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了一个或多个实施方式，并与文字描述一起用来解释各个实施方式的原理和操作。

附图说明