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公開番号2025101491
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-07
出願番号2023218369
出願日2023-12-25
発明の名称ガラス及びその製造方法
出願人AGC株式会社
代理人弁理士法人栄光事務所
主分類C03C 21/00 20060101AFI20250630BHJP(ガラス;鉱物またはスラグウール)
要約【課題】誘電正接が低く、かつ、屈折率が異なる領域を有するガラスの提供。
【解決手段】イオン交換領域を有するガラスであって、前記ガラスの母組成は、バリウム及びストロンチウムの少なくとも一方を含み、前記イオン交換領域は、バリウム及びストロンチウムの少なくとも一方、並びに、銀を含み、カチオン百分率表示での、前記イオン交換領域におけるBa²⁺及びSr²⁺の合計の含有量は、前記ガラスの母組成におけるBa²⁺及びSr²⁺の合計の含有量よりも少なく、かつ、前記イオン交換領域におけるAg⁺含有量は、前記母組成におけるAg⁺含有量よりも多い、ガラス。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
イオン交換領域を有するガラスであって、
前記ガラスの母組成は、バリウム及びストロンチウムの少なくとも一方を含み、
前記イオン交換領域は、バリウム及びストロンチウムの少なくとも一方、並びに、銀を含み、
カチオン百分率表示での、前記イオン交換領域におけるＢａ
２＋
及びＳｒ
２＋
の合計の含有量は、前記ガラスの母組成におけるＢａ
２＋
及びＳｒ
２＋
の合計の含有量よりも少なく、かつ、前記イオン交換領域におけるＡｇ
＋
含有量は、前記母組成におけるＡｇ
＋
含有量よりも多い、ガラス。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記ガラスの母組成が、酸化物基準のモル百分率表示で、ＢａＯとＳｒＯの合計：５～３０％を満たす、請求項１に記載のガラス。
【請求項３】
前記ガラスの母組成が、酸化物基準のモル百分率表示で、Ｎａ
２
Ｏ：０～３．５％を満たす、請求項１又は２に記載のガラス。
【請求項４】
前記ガラスの母組成が、酸化物基準のモル百分率表示で、
ＳｉＯ
２
６０～８０％、
Ａｌ
２
Ｏ
３
０～８％、
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合計５～３０％、並びに、
Ｌｉ
２
Ｏ、Ｎａ
２
Ｏ及びＫ
２
Ｏの合計０～５％、を満たす、請求項１又は２に記載のガラス。
【請求項５】
５０～３５０℃における平均熱膨張係数が３０×１０
－７
～１００×１０
－７
／Ｋである、請求項１又は２に記載のガラス。
【請求項６】
ガラス転移温度が６５０～７８０℃である、請求項１又は２に記載のガラス。
【請求項７】
１０ＧＨｚにおける誘電正接が０．０００１～０．００９である、請求項１又は２に記載のガラス。
【請求項８】
光導波路用基板として用いられる、請求項１又は２に記載のガラス。
【請求項９】
銀イオンを含む無機塩に、バリウム及びストロンチウムの少なくとも一方を含むガラスを接触させることによって、ガラス中のＢａ及びＳｒの少なくとも一方と前記無機塩中のＡｇとをイオン交換することを含み、
前記無機塩における前記銀イオンの含有割合は０．５～５０カチオン％であり、
前記イオン交換における前記無機塩の温度は３００～４５０℃であり、
前記イオン交換における前記ガラスを前記無機塩に接触させる時間は１０分～２４時間である、ガラスの製造方法。
【請求項１０】
前記ガラスの母組成が、酸化物基準のモル百分率表示で、ＢａＯとＳｒＯの合計：５～３０％を満たす、請求項９に記載のガラスの製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明はガラス及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロ波やミリ波といった５Ｇ、６Ｇの無線伝送に始まり、高速大容量伝送技術が注目されている。さらなる大容量、低遅延伝送を実現するために、これまでパソコン等の内部で電気的に行っていた通信の一部を光で通信する「光電融合技術」が検討されている。
電気信号に代えて光信号を用いることにより、低消費電力、大容量通信及び低遅延伝送といった点が期待される。
【０００３】
光電融合技術では電気と光の両方が伝送できる基板が求められている。このような基板として、ＳｉＯ
２
に対してＧｅをドープしたＳｉ－Ｇｅ系基板やＳｉの周囲をＳｉＯ
２
で囲ったＳｉ細線の基板、異種のポリマーを接合したポリマー系基板等、様々な材料が検討されている。
【０００４】
上記に対し、耐熱性、剛性、電気通信の伝送線の集積度合い、コスト等の観点からガラス材料を用いた基板が検討され始めている。
例えば特許文献１では、ガラス中のＮａイオンをＡｇイオンにイオン交換することで光導波路とし得ることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特表２０２１－５１１５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光電融合技術に用いられる基板には、電気通信を顧慮し、誘電正接の小さいものが求められる。これに対し、上記特許文献１に記載されたガラスは、アルカリ金属であるナトリウムを必須成分として含むものであり、その誘電正接は高くなる傾向にある。
【０００７】
そこで本発明は、誘電正接が低く、かつ、屈折率が異なる領域を有するガラス及びその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題に対して本発明者らが鋭意検討した結果、ガラス中のバリウム及びストロンチウムが無機塩中の銀とイオン交換できることを新たに見出した。そのため、誘電正接を高める傾向にあるナトリウム等のアルカリ金属を含有しないガラスや、当該アルカリ金属の含有量が少ないガラスであっても、銀とのイオン交換により屈折率が異なるイオン交換領域を形成し得る。すなわち、低誘電正接であるガラスを基板として用いた、光導波路を作製し得ることに想到し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は以下の［１］～［１２］に関する。
［１］イオン交換領域を有するガラスであって、
前記ガラスの母組成は、バリウム及びストロンチウムの少なくとも一方を含み、
前記イオン交換領域は、バリウム及びストロンチウムの少なくとも一方、並びに、銀を含み、
カチオン百分率表示での、前記イオン交換領域におけるＢａ
２＋
及びＳｒ
２＋
の合計の含有量は、前記ガラスの母組成におけるＢａ
２＋
及びＳｒ
２＋
の合計の含有量よりも少なく、かつ、前記イオン交換領域におけるＡｇ
＋
含有量は、前記母組成におけるＡｇ
＋
含有量よりも多い、ガラス。
［２］前記ガラスの母組成が、酸化物基準のモル百分率表示で、ＢａＯとＳｒＯの合計：５～３０％を満たす、前記［１］に記載のガラス。
［３］前記ガラスの母組成が、酸化物基準のモル百分率表示で、Ｎａ
２
Ｏ：０～３．５％を満たす、前記［１］又は［２］に記載のガラス。
［４］前記ガラスの母組成が、酸化物基準のモル百分率表示で、
ＳｉＯ
２
６０～８０％、
Ａｌ
２
Ｏ
３
０～８％、
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合計５～３０％、並びに、
Ｌｉ
２
Ｏ、Ｎａ
２
Ｏ及びＫ
２
Ｏの合計０～５％、を満たす、前記［１］～［３］のいずれか１に記載のガラス。
［５］５０～３５０℃における平均熱膨張係数が３０×１０
－７
～１００×１０
－７
／Ｋである、前記［１］～［４］のいずれか１に記載のガラス。
［６］ガラス転移温度が６５０～７８０℃である、前記［１］～［５］のいずれか１に記載のガラス。
［７］１０ＧＨｚにおける誘電正接が０．００３～０．００９である、前記［１］～［６］のいずれか１に記載のガラス。
［８］光導波路用基板として用いられる、前記［１］～［７］のいずれか１に記載のガラス。
【００１０】
［９］銀イオンを含む無機塩に、バリウム及びストロンチウムの少なくとも一方を含むガラスを接触させることによって、ガラス中のＢａ及びＳｒの少なくとも一方と前記無機塩中のＡｇとをイオン交換することを含み、
前記無機塩における前記銀イオンの含有割合は０．５～５０カチオン％であり、
前記イオン交換における前記無機塩の温度は３００～４５０℃であり、
前記イオン交換における前記ガラスを前記無機塩に接触させる時間は１０分～２４時間である、ガラスの製造方法。
［１０］前記ガラスの母組成が、酸化物基準のモル百分率表示で、ＢａＯとＳｒＯの合計：５～３０％を満たす、前記［９］に記載のガラスの製造方法。
［１１］前記ガラスの母組成が、酸化物基準のモル百分率表示で、Ｎａ
２
Ｏ：０～３．５％を満たす、前記［９］又は［１０］に記載のガラスの製造方法。
［１２］前記ガラスの母組成が、酸化物基準のモル百分率表示で、
ＳｉＯ
２
６０～８０％、
Ａｌ
２
Ｏ
３
０～８％、
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合計５～３０％、並びに、
Ｌｉ
２
Ｏ、Ｎａ
２
Ｏ及びＫ
２
Ｏの合計０～５％、を満たす、前記［９］～［１１］のいずれか１に記載のガラスの製造方法。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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