專利名稱：玻璃制部件的制造方法、平面透鏡和玻璃漿料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適于制造菲涅耳透鏡、微透鏡陣列、雙凸透鏡等具有微小凹凸的光學(xué)部件的玻璃制光學(xué)部件的制造方法，以及太陽能電池的聚光裝置或數(shù)碼相機(jī)的頻閃燈等所用的菲涅耳透鏡等玻璃制的平面透鏡、及最適于制造該平面透鏡的玻璃漿料。
背景技術(shù)：
已知有文獻(xiàn)公開了在表面形成細(xì)微凹凸形狀的玻璃制部件的制造方法(專利文獻(xiàn)I)。該專利文獻(xiàn)I公開了將漿料在玻璃基板的表面上涂布/干燥至層狀、將與形成的凹凸相對(duì)應(yīng)的成形模具按壓于漿料層而將成形模具的形狀模壓到漿料層的方法。 此外，專利文獻(xiàn)I還公開了使用具有與形成的凹凸相對(duì)應(yīng)的凹部的轉(zhuǎn)印模具、在該模具的凹部填充漿料并干燥、將漿料從轉(zhuǎn)印模具的凹部轉(zhuǎn)印到玻璃基板的表面上的方法。另外，專利文獻(xiàn)I在其第0018段作為適于上述制造方法的玻璃粉末的材料公開了包括硅酸鉛玻璃和鋅、鉛或磷酸鹽玻璃這樣的熔化溫度低的玻璃。根據(jù)本發(fā)明人的研究，漿料必須實(shí)現(xiàn)與玻璃基板之間的密合性和長(zhǎng)期維持漿料狀態(tài)的保存穩(wěn)定性(漿料壽命)。為此，要求漿料具備玻璃基板與粘合劑之間的密合性優(yōu)異、且玻璃粉末和粘合劑之間的密合性低的特性。此外，一般來說，太陽能電池或數(shù)碼相機(jī)的頻閃燈所用的菲涅耳透鏡等平面透鏡通常是樹脂制的。專利文獻(xiàn)2公開了玻璃制的平面透鏡。該專利文獻(xiàn)2公開了用形成玻璃漿料膜后燒成的方法來制造微透鏡陣列的方法，作為該方法中使用的玻璃衆(zhòng)料的成分，公開了 2種玻璃粉末。第I種玻璃粉末的成分是氧化秘42. 9重量％、氧化硼18. 2重量％、氧化鋇16. 9重量％、氧化鋅13. O重量％、氧化娃9. I重量％ (第0121段)。第2種玻璃粉末的成分是氧化硅46. 8重量％、氧化硼23. 4重量％、氧化鋰16. 9重量％、氧化鋇4. O重量％ (第0130段)。專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本專利特開平10-101373號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本專利特開平9-230112號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題但是，專利文獻(xiàn)I對(duì)適于上述制造方法的玻璃粉末的材料沒有具體公開或暗示。另一方面,專利文獻(xiàn)2公開的第I種玻璃粉末含有氧化鉍。專利文獻(xiàn)2的第2種玻璃粉末則含有大量氧化鋰。該氧化鋰的含量換算為摩爾％為30摩爾％以上。這里，氧化鉍和氧化鋰都是在使用燒成玻璃粉末的方法時(shí)在燒成工序中升高玻璃流動(dòng)性的成分，存在不能保持燒成前的形狀的問題。因此，專利文獻(xiàn)I記載的玻璃粉末不適于菲涅耳透鏡這樣需要銳角形狀的玻璃制品。本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)際情況而提出的，提供了使用適于制造具有微小凹凸的光學(xué)部件的玻璃粉末的玻璃部件的制造方法。本發(fā)明還提供了全部用玻璃制成、并且即使是菲涅耳透鏡這樣具有復(fù)雜形狀的透鏡也能正確形成所需形狀的平面透鏡，和最適于制造該平面透鏡的玻璃漿料。解決技術(shù)問題的技術(shù)手段為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的玻璃制部件的制造方法提供了如下的玻璃制部件的制造方法，即，它是在玻璃基板的表面上形成了玻璃制的規(guī)定形狀的凹凸的玻璃制部件的制造方法，具備以下工序使用包含玻璃粉末、粘合劑和溶劑的漿料，在所述玻璃基板的表面上形成由所述玻璃粉末和粘合劑構(gòu)成的所述規(guī)定形狀的凹凸的形成工序；和從所述玻璃 基板的表面上形成的凹凸除去粘合劑、然后使玻璃粉末熔接的加熱工序，并且，所述漿料的所述玻璃粉末含有氧化硼、且其含量在40摩爾％以下，且所述粘合劑具有羥基。在如此的本發(fā)明的玻璃制部件的制造方法中，所述形成工序優(yōu)選具備以下工序?qū)⑺鰸{料涂布于玻璃基板的表面而形成漿料層、從該漿料層除去所述溶劑的工序，和將具有與形成的凹凸相對(duì)應(yīng)的形狀的成形模具按壓于除去了所述溶劑的漿料層，形成具有規(guī)定形狀的凹凸的漿料層，然后將該成形模具從漿料層上取下的工序。在該過程中，在按壓所述成形模具之前，優(yōu)選將除去了所述溶劑的漿料層加熱至所述粘合劑軟化的溫度。在如此的本發(fā)明的玻璃制部件的制造方法中，所述形成工序也可具備將所述漿料涂布于具有規(guī)定形狀的凹凸的轉(zhuǎn)印模具、由該轉(zhuǎn)印模具在所述玻璃基板表面上形成具有規(guī)定形狀的凹凸的漿料層的工序。所述粘合劑優(yōu)選是丁醛樹脂。所述玻璃粉末所含的氧化硼的含量?jī)?yōu)選在3摩爾％以上、40摩爾％以下。此外，本發(fā)明的平面透鏡提供了如下的平面透鏡，S卩，在玻璃基板上形成由與所述玻璃基板組成不同的玻璃構(gòu)成的光學(xué)功能部，構(gòu)成該光學(xué)功能部的玻璃是以氧化物基準(zhǔn)的摩爾％表示包含以下組成的玻璃氧化硅(SiO2)40 64%，氧化硼(B203)5 35%，氧化鋅(ZnO) 2 30%，氧化鋁(Al2O3) I 10 %，氧化鋰(Li2O)、氧化鈉(Na2O)和氧化鉀(K2O)的至少一種合計(jì)為10 22%，氧化鋇(BaO)和氧化鍶(SrO)的至少一種為O 10%。在如此的本發(fā)明的平面透鏡中，除了作為來自其他成分的雜質(zhì)含有的場(chǎng)合以外，構(gòu)成所述光學(xué)功能部的玻璃優(yōu)選實(shí)質(zhì)上不含鉍化合物、鉛化合物和磷化合物。另外，所述玻璃基板在50 350°C的平均線膨脹系數(shù)優(yōu)選為75X 10_7 100X 10_V°C。再者，所述玻璃基板的玻璃化溫度優(yōu)選為550 670°C。此外，本發(fā)明的玻璃漿料提供了如下玻璃漿料，即，包含玻璃粉末、粘合劑和溶劑，其中玻璃粉末以氧化物基準(zhǔn)的摩爾％表示包含以下組成氧化硅(SiO2) 40 64%，氧化硼(B2O3) 5 35%,氧化鋅(ZnO) 2 30氧化招(Al2O3) I 10%,氧化鋰(Li20)、氧化鈉(Na2O)和氧化鉀(K2O)的至少一種合計(jì)為10 22%，氧化鋇(BaO)和氧化鍶(SrO)的至少一種為O 10%。在如此的本發(fā)明的玻璃漿料中，除了作為來自其他成分的雜質(zhì)含有的場(chǎng)合以外，所述玻璃優(yōu)選實(shí)質(zhì)上不含鉍化合物、鉛化合物和磷化合物。另外，所述粘合劑優(yōu)選是具有羥基的樹脂，所述粘合劑更優(yōu)選是丁醛樹脂。表示上述數(shù)值范圍的“ ”以其前后記載的數(shù)值作為下限值和上限制的含義使用，以下本說明書中的“ ”都以同樣的含義使用。發(fā)明效果根據(jù)具有上述構(gòu)成的本發(fā)明玻璃制部件的制造方法，可提供最適于制造具有微小凹凸的光學(xué)部件的、使用包含玻璃粉末和粘合劑的漿料來制造玻璃制部件的方法。此外，根據(jù)具有上述構(gòu)成的本發(fā)明的平面透鏡和玻璃漿料，能夠以簡(jiǎn)便的方法獲得具有所需形狀的菲涅耳透鏡等玻璃制的平面透鏡。


圖I :(A) (E)是說明本發(fā)明的玻璃制部件的制造方法的一例的示意圖。圖2 :說明本發(fā)明的玻璃制部件的制造方法的一例的流程圖。圖3 :用本發(fā)明的玻璃制部件的制造方法制造的菲涅耳透鏡的一例的示意圖，(A)是從光軸方向觀察的視圖，(B)是(A)的A-A線剖視圖。圖4 : (A) (D)是說明本發(fā)明的玻璃制部件的制造方法的另一例的示意圖。圖5 :將本發(fā)明的平面透鏡用于菲涅耳透鏡的一例的示意圖，(A)是從光軸方向觀察的視圖，(B)是(A)的A-A線剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的玻璃制部件的制造方法、平面透鏡和玻璃漿料。圖I是不意性地表不本發(fā)明的玻璃制部件的制造方法的一例中對(duì)玻璃基板表面形成凹凸的方法的附圖。圖2是表示本發(fā)明的玻璃制部件的制造方法的一例的流程的附圖。圖I所示的例子是利用本發(fā)明的制造方法來制造圖3所示意性表示的那種圓型菲涅耳透鏡的例子。圖3 (A)是從透鏡的光軸方向觀察的視圖，圖3 (B)是圖3 (A)的A-A線處的剖視圖。如圖3所示，該菲涅耳透鏡10由玻璃基板12和形成于該玻璃基板12表面的透鏡部14構(gòu)成，該透鏡部14具有構(gòu)成菲涅耳透鏡的規(guī)定形狀的凹凸。玻璃基板12和透鏡部14都為玻璃制，不通過粘合劑層等(不使用粘合劑)而直接熔接、接觸粘合。透鏡部14由包含玻璃粉末(即玻璃料)的漿料(以下將此稱為玻璃漿料，或簡(jiǎn)單稱為漿料)形成。玻璃基板12為常用的玻璃板。本發(fā)明的制造方法中所用的玻璃基板12的形成材料沒有特別限定，可廣泛利用各種玻璃材料。作為一例，可例舉鈉鈣硅酸鹽玻璃、鋁硅酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃、鋰鋁硅酸鹽玻璃、石英玻璃、硼硅酸玻璃、無堿玻璃等。本發(fā)明的制造方法適于制造附圖示例的菲涅耳透鏡10這樣的光學(xué)部件。因此，玻璃基板12以透明性高、光學(xué)特性優(yōu)異的玻璃形成為好。本發(fā)明的制造方法在這種玻璃基板12的表面上使用包含玻璃粉末的漿料，形成具有成為菲涅耳透鏡的規(guī)定形狀的凹凸的透鏡部14。
漿料是至少將玻璃粉末和粘合劑分散/溶解于溶劑中而成的。或者，漿料是至少由玻璃粉末和載體(所謂載體即粘合劑與溶劑的混合物)混合而成的。這里，本發(fā)明中，作為混入漿料的玻璃粉末，使用含有氧化硼、且該氧化硼的含量在40摩爾％以下的玻璃粉末。此外，作為混入漿料的粘合劑，使用具有羥基(0H基)的粘合劑。通過具有這種構(gòu)成，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了同時(shí)達(dá)到玻璃基板12與漿料之間的密合性及足夠的漿料壽命的、穩(wěn)定、高品質(zhì)的玻璃制部件的制造。如后文詳述，在附圖示例的制造方法中，漿料在玻璃基板12上涂布、干燥(即除去溶劑)而形成漿料層20。之后，用成形模具24按壓漿料層20，接著將成形模具24從漿料層20上取下，將漿料層20模壓出透鏡部14的形狀。隨后，進(jìn)行脫粘合劑處理和燒成處理，由模壓后的漿料層20在玻璃基板12表面上形成起菲涅耳透鏡作用的透鏡部14，制成菲涅耳透鏡10。為了合適地按壓漿料層20，需要一定程度的強(qiáng)按壓力。因此，如果漿料層20與玻 璃基板12之間的密合性弱，則在用成形模具24按壓后，取下成形模具24時(shí)漿料層20會(huì)隨成形模具24被提起，結(jié)果從玻璃基板12上剝離。漿料層20從玻璃基板12上剝離就不能合適地制造產(chǎn)品。另一方面，漿料通過在溶劑中投入玻璃粉末和粘合劑等成分后攪拌來配制。或者，通過在載體中投入玻璃粉末等成分后攪拌來配制。這里，漿料并非在配制后直接使用，通常是經(jīng)過一定時(shí)間后再使用。此外，從生產(chǎn)性和操作效率來考慮，通常的做法是配制與多次制造相對(duì)應(yīng)的量的漿料后將其保管好，然后按每次進(jìn)行制造時(shí)的份額取用。因此，對(duì)漿料要求其在調(diào)整后可作為漿料使用的狀態(tài)即保存穩(wěn)定性(漿料壽命)長(zhǎng)。本發(fā)明人對(duì)此進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，為確保玻璃基板12與漿料(附圖示例中為漿料層20 (除去溶劑后的漿料層))之間良好的密合性，必需使用丁醛樹脂等含有羥基的粘合劑。另一方面，通常的玻璃粉末含有氧化硼。但是，使用含有大量氧化硼的玻璃粉末與含有羥基的粘合劑來配制漿料時(shí)，短時(shí)間內(nèi)漿料會(huì)成為膠狀而不是漿料狀，無法獲得足夠的漿料壽命的情況多發(fā)。本發(fā)明人為解決這樣的問題，進(jìn)一步進(jìn)行了反復(fù)研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，由于玻璃粉末所含的氧化硼與粘合劑中所含的羥基之間發(fā)生特異性反應(yīng)而強(qiáng)力結(jié)合，因此短時(shí)間內(nèi)漿料成為膠狀。還發(fā)現(xiàn)，該反應(yīng)的結(jié)果是本來應(yīng)當(dāng)發(fā)揮與玻璃基板12之間粘合作用的粘合劑的羥基缺少了，玻璃基板12與漿料之間的密合性也下降了。除此以外，如果粘合劑與玻璃粉末之間的密合性高，則脫粘合劑性變差，無法用脫粘合劑處理充分除去粘合劑，還有可能在之后燒成時(shí)碳化而對(duì)透明性等光學(xué)特性產(chǎn)生不良影響。本發(fā)明人再進(jìn)行了反復(fù)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過使玻璃粉末中氧化硼的含量在40摩爾％以下，確保了玻璃基板12與漿料之間的密合性，且可得到足夠長(zhǎng)的漿料壽命。也就是說，本發(fā)明在制造玻璃基板表面具有由玻璃粉末形成的規(guī)定形狀的凹凸的玻璃部件時(shí)，通過使用包含具有羥基的粘合劑和氧化硼含量在40摩爾％以下的玻璃粉末的漿料，滿足了玻璃基板12與粘合劑之間密合性優(yōu)異、且相同玻璃的玻璃粉末與粘合劑之間密合性低的優(yōu)選的被認(rèn)為是相反的特性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了與玻璃基板之間的密合性和漿料壽命O本發(fā)明中，混入漿料的玻璃粉末含有氧化硼、且氧化硼的含量在40摩爾％以下。如果玻璃粉末中的氧化硼含量超過40摩爾％，則如前所述不能獲得足夠的漿料壽命，也不能充分獲得玻璃基板12與漿料之間的密合性。此外，對(duì)玻璃粉末中氧化硼的含量下限沒有特別限定。但是，氧化硼的含量多，則后述的“Ts-Tg”值有變大的傾向，因此玻璃粉末中的氧化硼含量在3摩爾％以上、特別在5摩爾％以上為好。另外，本發(fā)明中，混入漿料的玻璃粉末的軟化點(diǎn)(Ts)與玻璃化溫度(Tg)之差、SP“ Ts-Tg ”越大越好。如后所述，本發(fā)明的制造方法中，在基板12的表面上形成由前述漿料構(gòu)成的規(guī)定 形狀的凹凸后，進(jìn)行脫粘合劑和玻璃粉末的燒成。這里，“Ts-Tg”大的玻璃粉末(玻璃材料)被認(rèn)為是粘性曲線的斜率小的材料，即粘度變化隨溫度變化小的材料。也就是說，據(jù)本發(fā)明人的研究，根據(jù)玻璃粉末的“Ts-Tg”，燒成時(shí)會(huì)呈現(xiàn)疲軟(夕' >)(形成的凹凸形狀不明顯)，“Ts-Tg”越大，則燒成時(shí)的疲軟越少，燒成前和燒成后的形狀變化越少(即形狀保持性越好)。因此，越是“Ts-Tg”大的玻璃粉末，燒成時(shí)的疲軟越少，能夠以高精度制造玻璃制部件?？紤]到以上問題點(diǎn)，所用的玻璃粉末的“Ts-Tg”在110°C以上、特別在120°C以上為好。本發(fā)明的制造方法中，對(duì)所用的玻璃粉末沒有特別限定，只要滿足前述必要條件(即氧化硼(B2O3)含量在40摩爾％以下、更優(yōu)選為5 35摩爾％)，可廣泛利用各種玻璃材料形成的玻璃粉末。例如，作為該玻璃粉末，優(yōu)選例舉選自SiO2-B2O3-Al2O3系、SiO2-B2O3-Bi2O3系、B2O3-ZnO-Bi2O3 系、SiO2-B2O3-ZnO 系、SiO2-BaO-B2O3 系、Bi2O3-BaO-ZnO 系、B2O3-ZnO-La2O3 系、P205_B203_R，20_R”0_Ti02_Nb205_W03_Bi203 系、B2O3-Bi2O3 系、B2O3-ZnO 系、ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3系、Bi203_B203_Si02_Al203 系、Bi2O3-ZnO-B2O3-SiO2 系、Bi2O3-ZnO-B2O3-SiO2-Al2O3 系和SiO2-B2O3-Nb2O3-R’ 20系的至少一種玻璃。此外，上述式中，R’表不堿金屬兀素，R”表不堿土類金屬元素。玻璃粉末可以多種并用。多種玻璃粉末并用時(shí)，各玻璃粉末所含的氧化硼含量分別在40摩爾％以下為好。此外，玻璃粉末中，除了上述主要成分以外，還可加入作為添加成分的氧化鈦(TiO2)、氧化錯(cuò)(ZrO2)、氧化錫(SnO2)、氧化銦(In2O3)、氧化f凡(V2O5)、氧化鋪(CeO2)和氟等各種物質(zhì)。玻璃粉末是由比玻璃基板12的軟化點(diǎn)低50°C以上的玻璃形成的玻璃粉末為好。如果玻璃粉末的軟化點(diǎn)比玻璃基板12的軟化點(diǎn)低50°C以上，則玻璃粉末對(duì)玻璃基板的熔接可在比玻璃基板的軟化點(diǎn)低的溫度下進(jìn)行，因此在后述的燒成工序中可適當(dāng)?shù)胤乐共ＡЩ?2熱變形，能夠進(jìn)行形成規(guī)定形狀的凹凸(附圖示例中為透鏡部14)的玻璃粉末的熔接。例如，玻璃基板12為鈉鈣玻璃時(shí)，軟化點(diǎn)在730°C附近，因此玻璃粉末的軟化點(diǎn)在680°C以下為好。另一方面，玻璃粉末的軟化點(diǎn)是比漿料中所含的粘合劑的分解溫度高的高溫為好。玻璃粉末的軟化點(diǎn)根據(jù)粘合劑的種類而不同，但特別在350°C以上為好。通過使用具有這種軟化點(diǎn)的玻璃粉末，在后述的脫粘合劑工序中可適當(dāng)?shù)胤乐姑撜澈蟿┖筒ＡХ勰┲g的熔接同時(shí)發(fā)生。再者，為了更切實(shí)地防止由熱膨脹而引起的應(yīng)力及由該應(yīng)力引起的剝離等，玻璃粉末和玻璃基板12的熱膨脹系數(shù)以接近為好。例如，使用鈉鈣玻璃(熱膨脹系數(shù)80 90X 10_7/°C )作為玻璃基板12時(shí)，玻璃粉末的熱膨脹系數(shù)較好為50 100X 10_V°C。玻璃粉末的平均粒徑在10 μ m以下為好。
通過使玻璃粉末的平均粒徑在10 μ m以下，可防止玻璃粉末漿料涂布/干燥而成的涂膜的表面粗糙度變大，能夠在后述的加壓工序(模壓)中更切實(shí)地進(jìn)行成形模具形狀的轉(zhuǎn)印，還能更切實(shí)地防止成形模具的破損。粒徑的下限沒有特別限定，但從制作玻璃粉末時(shí)玻璃粉碎的成本考慮，以O(shè). 5μπι左右以上為好。如前所述，漿料是至少將玻璃粉末和粘合劑投入溶劑中混合而成的?；蛘?，漿料是至少由玻璃粉末和載體混合而成的。此外，本發(fā)明中，粘合劑是含有羥基的粘合劑。如前所述，粘合劑具有將漿料保持在玻璃基板12上、并在后述的加壓工序中使?jié){料層20呈現(xiàn)不從玻璃基板12剝離的與玻璃的密合性的作用。除此以外，粘合劑還在加壓工序中發(fā)揮調(diào)整漿料涂布而成的涂膜的硬度、提高成形模具的形狀轉(zhuǎn)印性的作用。粘合劑只要是含有羥基的物質(zhì)即可，沒有特別限定，可利用各種樹脂。作為一例，可例舉硝基纖維素、乙酰纖維素、乙基纖維素、羧甲基纖維素、甲基纖維素等的纖維素系高分子，丁醛樹脂(聚乙烯醇縮丁醛(PVB))、聚乙烯醇、聚酯多元醇等的合成高分子等。其中，優(yōu)選丁醛樹脂和乙基纖維素，更優(yōu)選丁醛樹脂。這些樹脂可單獨(dú)使用，或者混合或作為共聚物使用。本發(fā)明的制造方法中，對(duì)漿料中玻璃粉末的含有率沒有特別限定，但以20 90重量％ (以下簡(jiǎn)記為wt%)為好。通過使?jié){料中玻璃粉末的含有率在20wt%以上，一次漿料涂布就可確保足夠的膜厚，可抑制進(jìn)行多次涂布以得到所需膜厚所導(dǎo)致的成本上升。另一方面，通過使?jié){料中玻璃粉末的含有率在90wt%以下，可防止?jié){料的粘度過度增高，能夠很好地均勻涂布漿料。此夕卜，通過使?jié){料中玻璃粉末的含有率在90wt%以下，可充分確保漿料中粘合劑的量，由此可得到玻璃基板12與漿料的涂膜(以下，有時(shí)將漿料的涂膜簡(jiǎn)單稱為涂膜)之間的足夠密合性。從上述幾點(diǎn)考慮，漿料中玻璃粉末的含有率為50 80wt%更好。另一方面，對(duì)本發(fā)明的制造方法所用的漿料中粘合劑的含量也沒有特別限定，但相對(duì)于100重量份玻璃料，粘合劑為I 50重量份較好。通過使粘合劑相對(duì)于100重量份玻璃料在I重量份以上，可充分確保玻璃基板12與涂膜之間的密合性。通過使粘合劑相對(duì)于100重量份玻璃料在50重量份以下，可在后述的加壓工序中得到充分的涂膜剛性，防止涂膜向成形模具上附著等。此外，通過使粘合劑在50重量份以下，可減少因脫粘合劑工序而產(chǎn)生的空隙，并可在之后的玻璃粉末燒成工序中減少形狀變化，能夠以更高精度進(jìn)行透鏡部14的形狀控制?？紤]到以上幾點(diǎn)，漿料中粘合劑的量相對(duì)于100重量份玻璃粉末為5 30重量份更好。如前所述，漿料是將這種玻璃 粉末和粘合劑分散/溶解于溶劑中而成的。或者，是在作為粘合劑和溶劑的混合物的載體中混入玻璃粉末后混煉而成的。本發(fā)明中，對(duì)溶劑沒有特別限定，可根據(jù)所用的玻璃粉末和粘合劑適當(dāng)決定。作為一例，可使用甲苯、二甲苯、四氫化萘等烴類，甲醇、乙醇等醇類，丙酮、甲基乙基酮等酮類，甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑、丁基卡比醇等醚類，乙酸甲酯、乙酸乙酯等酯類，乙二醇類，二乙二醇類的各種有機(jī)溶劑等。此外，漿料中除了這種成分以外，也可根據(jù)需要添加用于提高涂布性的表面活性劑或用于調(diào)整漿料層20 (涂膜)硬度的增塑劑等。對(duì)漿料的配制方法沒有特別限定，例如，將溶劑、玻璃粉末和粘合劑(或玻璃粉末和載體)、或者還有除此以外的必要成分以規(guī)定量投入行星式混合機(jī)或輥式粉碎機(jī)等混合裝置或混煉裝置，以玻璃粉末均一分散的方式充分混合、混煉即可。如此，準(zhǔn)備玻璃基板12 (圖I (A))，并且配制漿料(或準(zhǔn)備預(yù)先配制好的漿料)，將漿料涂布于玻璃基板12的表面。本發(fā)明的制造方法中，對(duì)漿料的涂布方法沒有特別限定，可用各種公知的涂布方法。作為一例，可例舉滾筒涂布、手涂、刷涂、旋涂、浸涂、絲網(wǎng)印刷、幕淋、棒涂、模涂、凹版涂布、微凹版涂布、逆轉(zhuǎn)輥涂、輥涂、流涂、噴涂、刮刀涂布等涂布方法。其中，由于容易大面積涂布且一次涂布就能獲得足夠厚度等原因，使用模涂和絲網(wǎng)印刷為好?；蛘?，在PET膜等上涂布玻璃漿料并干燥而成為生片，將生片熱壓接到玻璃基板12上，也可形成漿料層20。這里，如前所述，本發(fā)明的制造方法中，通過使?jié){料的粘合劑含有羥基、且玻璃粉末的氧化硼含量在40摩爾％以下，可確保足夠長(zhǎng)的漿料壽命，因此可穩(wěn)定地、很好地將漿料涂布于玻璃基板12上。漿料的涂布厚度可根據(jù)所形成的透鏡部14的形狀高度、用后述成形模具24形成的透鏡部14的凹凸形狀等來適當(dāng)設(shè)定。再如圖I (B)所示，將漿料涂布于玻璃基板12的表面上后，對(duì)漿料的涂膜進(jìn)行干燥(即除去溶劑)，成為漿料層20。對(duì)漿料的干燥方法沒有特別限定，例如可使用用烘箱對(duì)涂布了漿料的玻璃基板12進(jìn)行加熱的方法、UV照射的方法等。在通過加熱使?jié){料的涂膜干燥的場(chǎng)合下，在粘合劑不變質(zhì)的程度的溫度下加熱較好。進(jìn)行涂膜的干燥時(shí)，漿料層20的層厚會(huì)變得比漿料的涂布厚度薄，因此在此時(shí)考慮干燥后所得的漿料層20的層厚來設(shè)定前述漿料的涂布厚度為好。如此在玻璃基板12的表面上形成漿料層20后，接著根據(jù)需要加熱漿料層20而使?jié){料層20 (具體來說是漿料層中的粘合劑)軟化。對(duì)漿料層20的加熱方法沒有特別限定，可使用各種公知的方法。關(guān)于這一點(diǎn)，也同樣適用于脫粘合劑工序和燒成工序。用于軟化漿料層20的加熱溫度只要是在漿料層20中的粘合劑軟化的溫度以上、比粘合劑分解的溫度低的溫度，則沒有特別限定。也就是說，可根據(jù)粘合劑的種類等來適當(dāng)設(shè)定在漿料層20軟化后能夠用成形模具24加壓成型的溫度，但以100 200°C為好。該漿料層20的加熱工序，如后所述，在附圖示例中，是在通過用成形模具24對(duì)漿料層20進(jìn)行加壓來使?jié){料層20成形為規(guī)定形狀(即模壓)的工序之前的工序。這里，通過使?jié){料層20的軟化溫度在100°C以上，漿料層20的大部分漿料可充分軟化，進(jìn)行正確成形成為可能。此外，通過使?jié){料層20的軟化溫度在200°C以下，可抑制因溫度過高而引起的粘合劑軟化過度，能夠很好地防止由此引起的對(duì)成形模具的附著、加熱過度而產(chǎn)生的粘合劑的分解或變質(zhì)。 漿料層20充分軟化之后，如圖I (C) 圖I (D)所示，使用具有按壓面的成形模具24，該按壓面形成有與所形成的透鏡部14的凹凸面的形狀相對(duì)應(yīng)的凹凸，藉此對(duì)漿料層20進(jìn)行加壓(按壓)，然后如圖I (D) 圖I (E)所示，從漿料層20上取下成形模具24。藉此，可將成形模具24的形狀模壓(即轉(zhuǎn)印)到漿料層20上而成形為與透鏡部14的凹凸面相對(duì)應(yīng)的規(guī)定形狀。這里，如前所述，本發(fā)明的制造方法中，通過使?jié){料的粘合劑含有羥基、且玻璃粉末的氧化硼含量在40摩爾％以下，充分地確保了玻璃基板12與漿料層20 (溶劑除去后的漿料)之間的密合性。因此，在用成形模具24進(jìn)行模壓時(shí)，可在漿料層20不剝離的情況下很好地成形為與透鏡部14的凹凸面相對(duì)應(yīng)的規(guī)定形狀。該制造方法中，并不是對(duì)玻璃基板加熱后直接用成形模具進(jìn)行成形的，而是對(duì)更為柔軟的漿料層20進(jìn)行加壓成形，藉此可將加壓溫度和壓力抑制在較低水平，使加壓條件平穩(wěn)(mild)，因此能夠在幾乎不產(chǎn)生昂貴的加壓模具損耗的情況下實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命，以低成本制造具有透鏡部的玻璃制部件。而且，柔軟的漿料層20可在較低溫度和較低壓力下加壓成形，因此能夠進(jìn)行非常細(xì)微的成形，適于制造具有細(xì)微凹凸的菲涅耳透鏡或透鏡陣列等光學(xué)部件。漿料層20的成形性和漿料層20與成形模具24之間的脫模性(即剝離性)可通過漿料中所含的粘合劑來控制，由于不依賴于玻璃粉末的材料特性，因此玻璃粉末的材料選擇范圍廣。對(duì)成形模具24的形成材料沒有特別限定，只要是能夠賦予所需的尺寸精度、漿料層20因加壓而引起的變形少、能夠維持所需的精度、且不因加壓時(shí)的溫度而軟化或變質(zhì)的材料，各種材料都可使用。例如，可使用金屬、陶瓷等。具體來說，作為金屬模具的材質(zhì)可例舉鎳或淬火鋼，除此以外可例舉陶瓷燒成品的加壓成形模具中使用的各種材質(zhì)。此外，作為陶瓷模具的材質(zhì)可例舉氮化硅、氧化鋁、氧化鋯等。這里，圖I所示的例子中，作為成形模具24例示了平面型(壓印型)，但本發(fā)明中也可很好地使用像專利文獻(xiàn)I所示的那種能夠進(jìn)行連續(xù)成形的輥型成形模具。
在使用輥型的場(chǎng)合下，成形模具的負(fù)荷集中為線狀，因此能夠以較少的負(fù)荷連續(xù)地進(jìn)行良好的形狀轉(zhuǎn)印，且脫模也容易。其相反面是在使用輥型的場(chǎng)合下，成形模具難以進(jìn)行例如像菲涅耳透鏡這樣復(fù)雜的二維加工。另一方面，在使用平面型成形模具的場(chǎng)合下，必需對(duì)表面整體施加負(fù)荷,不僅需要根據(jù)加壓面積施加更多的負(fù)荷，而且與輥型相比較難脫模。其反面是容易進(jìn)行二維成形加工。其反面是比較容易進(jìn)行像菲涅耳透鏡這樣復(fù)雜的二維加工。因此，成形模具24可根據(jù)作為目標(biāo)的透鏡部14的形狀來適當(dāng)選擇使用輥型還是平面型。本發(fā)明的制造方法中，在后述的脫粘合劑的工序中從漿料層20除去粘合劑，在之后的燒成工序中，使玻璃粉末熔接以填埋于漿料層20中存在的空隙和因脫粘合劑而產(chǎn)生 的空隙。由于這個(gè)原因，對(duì)于用成形模具24成形的漿料層20整體來說，體積收縮無可避免。因此，必需考慮到對(duì)漿料層20進(jìn)行加壓成形的成形模具24的收縮來設(shè)計(jì)其模具形狀。用成形模具24進(jìn)行加壓的壓力根據(jù)漿料的材料而不同，但以10 SOMPa為好。通過使加壓壓力在IOMPa以上，能夠?qū)⒊尚文＞?4的形狀切實(shí)地轉(zhuǎn)印到漿料層上，即，得到足夠的成形模具的形狀轉(zhuǎn)印性。通過使加壓壓力在SOMPa以下，能夠很好地防止因壓力過高而產(chǎn)生的玻璃基板12或成形模具12的破損?？紤]到上述幾點(diǎn)，用成形模具24進(jìn)行加壓的壓力更優(yōu)選為10 50MPa。用成形模具24對(duì)漿料層20加壓的時(shí)間也沒有特別限定，但優(yōu)選10 120秒。如此對(duì)漿料層20用成形模具24進(jìn)行加壓而成形之后，接著進(jìn)行從漿料層20除去粘合劑的脫粘合劑工序。該脫粘合劑工序中的粘合劑溫度是在漿料層中粘合劑可分解除去的溫度以上、t匕漿料層中玻璃粉末的玻璃化溫度低的溫度，可根據(jù)粘合劑的種類、玻璃粉末的玻璃化溫度等來適當(dāng)設(shè)定，但優(yōu)選300 500°C。此外，脫粘合劑的時(shí)間根據(jù)粘合劑種類和衆(zhòng)料中粘合劑的量而不同，但優(yōu)選5 60分鐘。再者，為促進(jìn)粘合劑的氧化分解，脫粘合劑優(yōu)選在大氣氣氛中進(jìn)行。如此進(jìn)行脫粘合劑之后，接著進(jìn)行漿料層20的燒成，使玻璃粉末熔接而形成透鏡部14，再將玻璃基板12與透鏡部14熔接而形成菲涅耳透鏡10。燒成溫度是在漿料層中玻璃粉末的玻璃化溫度以上、比玻璃基板的軟化點(diǎn)的溫度低的溫度即可，可根據(jù)所用的玻璃粉末來適當(dāng)設(shè)定，但優(yōu)選在350 650°C下進(jìn)行燒成。燒成氣氛在大氣下也無妨，但為了將存在于漿料層中的氣泡積極地排出膜外，優(yōu)選在減壓下進(jìn)行燒成。由此，能夠在透鏡部14中不存在氣泡或空隙的情況下在光學(xué)部件上得到合適而透明性高的膜。本發(fā)明的制造方法中，優(yōu)選將漿料層20加熱至脫粘合劑溫度后保持一定時(shí)間來進(jìn)行脫粘合劑處理，之后再加熱至燒成溫度后保持一定時(shí)間來進(jìn)行燒成，進(jìn)行玻璃粉末的熔接。但是，本發(fā)明不限于此，例如在存在粘合劑為容易分解的物質(zhì)的場(chǎng)合下，也可使用以下方法，即，在漿料層20成形完成后將漿料層20的溫度逐漸(或階梯式)上升到燒成溫度，在加熱至引起玻璃粉末熔接的燒成溫度的途中完成脫粘合劑。以上的例子是將本發(fā)明的玻璃制部件的制造方法用于制造圓型菲涅耳透鏡的例子。但是，本發(fā)明不限于此，其能夠適用于制造各種玻璃制部件。作為所述的玻璃制部件，優(yōu)選例舉透鏡陣列，微透鏡陣列、雙凸透鏡、棱鏡透鏡、平板顯示器的基板、表面具有凹凸面形狀的擴(kuò)散板、內(nèi)部具有擴(kuò)散粒子且表面具有前述各種透鏡形狀的擴(kuò)散板、偏光板等各種光學(xué)部件，微型反應(yīng)器等。特別是能夠適用于附圖示例的菲涅耳透鏡或透鏡陣列那樣具有細(xì)微凹凸的光學(xué)部件。圖I所示的例子是通過在玻璃基板12上形成漿料層20后用成形模具對(duì)該漿料層20進(jìn)行按壓來使?jié){料層20成為透鏡部14的形狀的例子，即通過模壓來形成規(guī)定形狀凹凸的例子。 但是，本發(fā)明不限于此，也可在具有規(guī)定形狀凹凸的轉(zhuǎn)印模具上涂布漿料，在該轉(zhuǎn)印模具的凹部填充漿料后，將漿料從該轉(zhuǎn)印模具轉(zhuǎn)印到玻璃基板上，藉此在玻璃基板的表面形成具有規(guī)定形狀凹凸的漿料層。也就是說，如圖4的示意圖所示，準(zhǔn)備玻璃基板12 (圖4 (A))。還準(zhǔn)備形成有與玻璃基板12表面上形成的規(guī)定形狀的凹凸相對(duì)應(yīng)的凹部的轉(zhuǎn)印模具30。在該轉(zhuǎn)印模具30上涂布漿料，像圖4 (B)所示的在該轉(zhuǎn)印模具30的凹部填充漿料34后，除去溶劑。接著，如圖4 (C)所示的那樣，將填充了漿料34的轉(zhuǎn)印模具30按壓到玻璃基板12上，使填充在凹部的漿料34與玻璃基板12壓接，然后將轉(zhuǎn)印模具30從玻璃基板12上取下。藉此，如圖4 (D)所示的那樣，在玻璃基板12的表面上形成了由加壓而產(chǎn)生的規(guī)定形狀凹凸。但是，從能夠更好地呈現(xiàn)所述玻璃基板與漿料之間密合性優(yōu)異的本發(fā)明效果等方面考慮，本發(fā)明更優(yōu)選使用圖I所示的通過用成形模具進(jìn)行模壓而在玻璃基板表面上形成由漿料產(chǎn)生的規(guī)定形狀凹凸的制造方法。這樣的本發(fā)明制造方法并不是對(duì)玻璃基板加熱后直接用成形模具成形的，而是對(duì)更柔軟的含有玻璃粉末的漿料層20進(jìn)行加壓而成形的，因此成本低，材料和形狀的選擇自由度高，大面積化也容易實(shí)現(xiàn)，細(xì)微凹凸的成形也成為可能。圖5是將本發(fā)明的平面透鏡用于和之前相同的圓型菲涅耳透鏡的一例的示意圖。圖5中，(A)是從透鏡的光軸方向觀察菲涅耳透鏡的視圖，(B)是(A)的A-A線處的剖視圖。如圖5所示，該菲涅耳透鏡40由玻璃基板42和形成于該玻璃基板42表面上的光學(xué)功能部46構(gòu)成。光學(xué)功能部46是呈現(xiàn)使入射光折射等光學(xué)功能的部位。附圖示例中，光學(xué)功能部46具有用于呈現(xiàn)作為菲涅耳透鏡的作用(即用于構(gòu)成菲涅耳透鏡)的規(guī)定形狀的凹凸。作為本發(fā)明平面透鏡的菲涅耳透鏡40中，玻璃基板42和光學(xué)功能部46都為玻璃制，包含形成前述光學(xué)功能部的玻璃粉末的漿料層燒結(jié)到玻璃基板上，藉此不通過粘合劑層等(即不使用粘合劑等)而直接熔接接合。作為規(guī)定形狀的凹凸部的光學(xué)功能部46由與玻璃基板42組成不同的玻璃粉末構(gòu)成。該光學(xué)功能部46優(yōu)選由本發(fā)明的玻璃漿料形成。本發(fā)明的菲涅耳透鏡40 (平面透鏡)中，對(duì)玻璃基板42的形成材料沒有特別限定，可使用各種公知的玻璃。具體來說，可例舉鈉鈣玻璃等含堿硅酸鹽玻璃、藍(lán)寶石玻璃、鋁硅酸鹽玻璃等。這里，本發(fā)明的菲涅耳透鏡40中，對(duì)形成玻璃基板42的玻璃(以下簡(jiǎn)稱為“玻璃基板42”)的膨脹系數(shù)沒有特別限定，但50 350°C下的平均線膨脹系數(shù)(α )為75Χ 10_7 100X1(T7/°C較好，80Χ1(Γ7 85X1(T7/°C特別好。本發(fā)明的菲涅耳透鏡40具有由后述規(guī)定組成的玻璃粉末形成的光學(xué)功能部46。光學(xué)功能部46優(yōu)選使用本發(fā)明的玻璃漿料經(jīng)由燒成工序制成。因此，如果玻璃基板42和光學(xué)功能部46之間的α差大，則燒成后冷卻時(shí)會(huì)產(chǎn)生玻璃基板42破裂等問題。
對(duì)玻璃基板42的Tg也沒有特別限定，但優(yōu)選在530°C以上，更優(yōu)選在540°C以上。如前所述，菲涅耳透鏡40通過對(duì)光學(xué)功能部46 (即具有為構(gòu)成光學(xué)功能部46而形成的凹凸的漿料層)進(jìn)行燒成而制成。燒成溫度設(shè)定為比作為光學(xué)功能部46構(gòu)成材料的玻璃粉末的Ts低少許的溫度(例如Ts-20°C )為好，但如果玻璃基板42在比Tg高50°C以上的溫度下長(zhǎng)時(shí)間加熱則容易變形。因此，玻璃基板的Tg優(yōu)選較高以防止基板變形。如后所述，本發(fā)明的菲涅耳透鏡的光學(xué)功能部的玻璃的Ts典型的是550 670°C，因此燒成溫度典型的是530 650°C，所以玻璃基板42的Tg在530°C以上、優(yōu)選為530°C 650°C，藉此可更切實(shí)地在制造菲涅耳透鏡40時(shí)很好地防止玻璃基板42的形變。玻璃基板是耐候性高的玻璃基板為好。再者，具有適當(dāng)堿度的玻璃基板在防止與光學(xué)功能部之間的剝離方面更好。常用鈉鈣玻璃的α為85Χ1(Γ7 90X1(T/°C左右，Tg為550°C左右。此外，用于顯示器基板等的高應(yīng)變點(diǎn)玻璃的α為80Χ 10_7 90Χ 10_V°C左右，Tg為600 650°C左右。這些玻璃的耐候性優(yōu)異，與光學(xué)功能部之間的粘合性也良好。因此，本發(fā)明中，可很好地利用鈉鈣玻璃、高應(yīng)變點(diǎn)玻璃這樣的常用玻璃基板42。如前所述，作為本發(fā)明平面透鏡的菲涅耳透鏡40在這樣的玻璃基板42上具有光學(xué)功能部46。該光學(xué)功能部46是在菲涅耳透鏡40中主要呈現(xiàn)光學(xué)作用的部位。這里，該光學(xué)功能部46由與玻璃基板42組成不同的玻璃形成。除此以外，光學(xué)功能部46由含有以下組分且不含鉍化合物、鉛化合物和磷化合物的玻璃粉末形成，以氧化物基準(zhǔn)的摩爾％表示所述組分分別為氧化硅(Si02)40 64%，氧化硼(B2O3)5 35%，氧化鋅(ZnO) 2 30%，氧化鋁(Al2O3) I 10 %，氧化鋰(Li20)、氧化鈉(Na2O)和氧化鉀(K2O)的至少一種合計(jì)為10 22%,氧化鋇(BaO)和氧化銀(SrO)的至少一種合計(jì)為O 10%。本發(fā)明通過具有這種構(gòu)成，能夠簡(jiǎn)便且容易地穩(wěn)定獲得即使像菲涅耳透鏡40這樣的復(fù)雜形狀的平面透鏡也具有所需的形狀、而且透明性良好的整體玻璃制的平面透鏡。本發(fā)明的玻璃漿料如上所述以包含玻璃粉末、粘合劑和溶劑為特征，其中玻璃粉末以氧化物基準(zhǔn)的摩爾％表示包含以下組成氧化硅(SiO2) 40 64%，氧化硼(B2O3) 5 35%,氧化鋅(ZnO) 2 30%,氧化招(Al2O3) I 10氧化鋰(Li20)、氧化鈉(Na2O)和氧化鉀(K2O)的至少一種合計(jì)為10 22%，氧化鋇(BaO)和氧化鍶(SrO)的至少一種為O 10%。
形成光學(xué)功能部46的玻璃(以下也簡(jiǎn)稱為“光學(xué)功能部46”)中，氧化娃是構(gòu)成玻璃骨架的必需成分，其含量以氧化物基準(zhǔn)的摩爾％表示(以下省略“以氧化物基準(zhǔn)的摩爾％表不”)為40 64%。如后所述，本發(fā)明的菲涅耳透鏡40 (平面透鏡)優(yōu)選和前述的本發(fā)明的玻璃制部件的制造方法相同地制造，即，對(duì)涂布于玻璃基板上的本發(fā)明玻璃漿料的層進(jìn)行模壓而成為光學(xué)功能部46的形狀、進(jìn)行 燒成、形成和玻璃基板42—體化的光學(xué)功能部46。這里，如果氧化硅的含量不到40%，則燒成時(shí)的形狀保持性能有低下之虞。還有α有變大之虞。反過來，如果氧化硅的含量超過64%，則Ts變高。氧化硅的含量?jī)?yōu)選在43%以上，更優(yōu)選在50%以上，此外優(yōu)選在62%以下。光學(xué)功能部46含有5 35%的氧化硼。氧化硼是具有使玻璃穩(wěn)定化的效果、增大Ts與Tg之差等的效果的成分，因此是必需成分。如前所述，“Ts-Tg”大的玻璃則疲軟少，燒成前和燒成后的形狀保持性優(yōu)異。因此，通過使用由“Ts-Tg”大的玻璃構(gòu)成的玻璃漿料，能夠以良好的精度制造所需形狀的光學(xué)功能部46。氧化硼的含量不到5%，則有上述效果不足之虞。反過來，如果氧化硼的含量超過35%,則有耐水性降低之虞。此外，有玻璃漿料的保存穩(wěn)定性(漿料壽命)不足、玻璃漿料對(duì)基板的密合性不足之虞。還有玻璃漿料的脫粘合劑性能低下、燒成玻璃基板而得的光學(xué)功能部的透明性不足之虞。再者，存在燒成工序中的形狀保持性不足的情況。氧化硼的含量?jī)?yōu)選在8%以上，此外優(yōu)選在18%以下。光學(xué)功能部46含有2 30%的氧化鋅。氧化鋅是具有降低Ts的效果、減小α的效果、使玻璃穩(wěn)定化等的效果的成分，為必需成分。如果氧化鋅的含量不到2 %，則上述效果不充分。如果氧化鋅的含量超過30 %，則燒成工序中玻璃容易結(jié)晶化，有透明性降低之虞。此外，存在化學(xué)耐久性、特別是耐酸性低下的情況。氧化鋅的含量?jī)?yōu)選在4%以上。光學(xué)功能部46含有I 10%的氧化鋁。氧化鋁是獲得提高化學(xué)耐久性的效果、增大“Ts-Tg”等的效果的成分，為必需成分。氧化鋁的含量?jī)?yōu)選在10%以下。如果氧化鋁的含量超過10%，則有時(shí)會(huì)產(chǎn)生玻璃漿料的脫粘合劑性劣化等不良情況。光學(xué)功能部46含有合計(jì)10 22%的氧化鋰、氧化鈉和氧化鉀的一種以上。氧化鋰、氧化鈉和氧化鉀都是使玻璃的熔融溫度下降、或降低Ts的成分，任意的一種以上為必需成分。相反地，氧化鋰、氧化鈉和氧化鉀也是增大α、減小Ts-Tg的成分。如果氧化鋰、氧化鈉和氧化鉀的含量合計(jì)不到10%，則會(huì)產(chǎn)生Ts變得過高等不利情況。而如果該三種化合物的合計(jì)量超過22%，則有α變得過大、且燒成時(shí)的形狀保持性不足之虞。這三種化合物的含量合計(jì)優(yōu)選在20%以下，更優(yōu)選在18%以下。這里，光學(xué)功能部46含有氧化鈉或氧化鉀兩者之一或都含有為好。如果不含氧化鈉、氧化鉀的任一種，即只含鋰作為堿金屬成分，則在玻璃基板42上燒成時(shí)，玻璃基板容易產(chǎn)生翹曲。認(rèn)為這是由于燒成工序中玻璃基板與玻璃漿料中所含的玻璃之間發(fā)生了堿離子交換的緣故。也就是說，本發(fā)明中使用的玻璃基板42在大多數(shù)場(chǎng)合下含有氧化鈉或氧化鉀作為堿成分，因此由于玻璃基板42中所含的堿離子與離子半徑小的鋰離子之間的離子交換而使玻璃基板42發(fā)生變形。從以上方面考慮，光學(xué)功能部46中氧化鋰的含量?jī)?yōu)選在15%以下。本發(fā)明中，光學(xué)功能部46除了上述必需成分以外，還可含有各種成分。例如，作為調(diào)整折射率的成分，可含有氧化鋇或氧化鍶兩者之一或都含有。含有氧化鋇和氧化鍶時(shí)，對(duì)其含量沒有特別限定，但合計(jì)優(yōu)選在10%以下。如果兩者的含量超過10%，則有玻璃變得不穩(wěn)定之虞。還有Ts-Tg變小之虞。氧化鋇和氧化鍶的含量?jī)?yōu)選在5%以下。此外，作為可獲得增大“Ts-Tg”的效果、提高耐水性等的效果的成分，可含有氧化 錯(cuò)。含有氧化鋯時(shí)，對(duì)其含量沒有特別限定，但優(yōu)選在5%以下。如果氧化鋯的含量超過5%，則有Ts變得過高之虞。還有玻璃容易結(jié)晶化之虞。另外，作為可獲得提高耐水性的效果、提高透明性等的效果的成分，可含有氧化錫和氧化鈰兩者之一或都含有。含有氧化錫或氧化鈰時(shí)，對(duì)其含量沒有特別限定，但優(yōu)選在5%以下。如果氧化錫和氧化鈰的含量超過5%，則有Ts變得過高之虞。還有玻璃容易結(jié)晶化之虞。如前所述，本發(fā)明的菲涅耳透鏡40 (平面透鏡)中，光學(xué)功能部46除了不可避免地含有來自于制造上述組成的玻璃所用的玻璃成分的各原料成分的雜質(zhì)的情況以外，實(shí)質(zhì)上不含鉍化合物、鉛化合物和磷化合物。本發(fā)明中，由于不含這些成分，能夠簡(jiǎn)易且穩(wěn)定地制成即使是像菲涅耳透鏡這樣具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的平面透鏡或具有細(xì)微結(jié)構(gòu)的平面透鏡也有所需的形狀、且具有優(yōu)異透明性的透鏡。如果光學(xué)功能部46含有鉍化合物，則“Ts-Tg”減小。其結(jié)果是燒成時(shí)的形狀保持性大幅劣化，不能制成具有所需形狀的光學(xué)功能部46。特別是對(duì)于像附圖示例的菲涅耳透鏡這樣的具有復(fù)雜形狀的平面透鏡來說，其不良影響很大。此外，如果含有鉍化合物，則玻璃容易著色，因此也存在透明性劣化的情況。再者，如果光學(xué)功能部46含有磷化合物，則后述的玻璃漿料的脫粘合劑性大幅下降，或者容易因燒成而結(jié)晶化，難以獲得透明性優(yōu)異的菲涅耳透鏡。此外,光學(xué)功能部26出于環(huán)境應(yīng)對(duì)策略方面的考慮,不含鉛化合物。本發(fā)明的菲涅耳透鏡40 (平面透鏡)中，具有上述組成的光學(xué)功能部46的Tg典型地為450 550°C。如果光學(xué)功能部的Tg不到450°C，則燒成時(shí)脫粘合劑溫度與玻璃粉末的熔接溫度接近，有無法充分脫粘合劑之虞。如果光學(xué)功能部的Tg超過550°C，則用于形成光學(xué)功能部所需的燒成溫度升高，燒成時(shí)有基板變形之虞。此外，光學(xué)功能部46的Ts典型地為550 670°C。這里，玻璃基板42為常用的鈉鈣玻璃的場(chǎng)合下，光學(xué)功能部46的玻璃的Ts優(yōu)選在640°C以下、更優(yōu)選在630°C以下。另夕卜，光學(xué)功能部46的Ts優(yōu)選比玻璃基板42的Tg低。此外，Ts是指差示熱分析(DTA)曲線的第二吸熱部的下擺溫度(日文裾O溫度)。
本發(fā)明中，通過使光學(xué)功能部46的Ts在上述范圍內(nèi)，能夠在玻璃基板42不變形的情況下實(shí)現(xiàn)切實(shí)的燒成等方面得到較佳的結(jié)果。此處，光學(xué)功能部46的“Ts-Tg”沒有特別限定，但優(yōu)選在110°C以上。如前所述，越是“Ts-Tg”大的玻璃，越是能抑制燒成時(shí)的疲軟而制作所需形狀的光學(xué)功能部46。通過使“Ts-Tg”在110°C以上，能夠很好地保持玻璃漿料成形后燒成時(shí)的形狀保持性。此外，從更好地得到該效果的角度考慮，光學(xué)功能部46的玻璃的“Ts-Tg”更優(yōu)選在120°C以上。再者，光學(xué)功能部46的α典型地為70 X 1(Γ7 85 X 1(TV°C較好。此外，光學(xué)功能部46的α比玻璃基板42的α稍小則不會(huì)使玻璃基板42的強(qiáng)度下降因而較為理想。特別是在玻璃基板42為常用的鈉鈣玻璃的場(chǎng)合下，光學(xué)功能部46的α更優(yōu)選為72Χ10_7 82Χ1(Γ7/。。。 本發(fā)明中，通過使光學(xué)功能部46的α在上述范圍內(nèi)，該α能達(dá)到和鈉鈣玻璃等常用玻璃相同的水平。此外，也能比玻璃基板42的α稍小。其結(jié)果是，即使在用常用玻璃作為玻璃基板42時(shí)，也能防止因α差而引起的應(yīng)力，從而防止由該應(yīng)力引起的形變、及玻璃基板42與光學(xué)功能部46之間的剝離等。另外，通過使玻璃基板42的α在上述75 X 10_7 100 X 10_7/°C的范圍內(nèi)，可縮小玻璃基板42與光學(xué)功能部46之間的α差。由此，可在防止兩者的α差引起的應(yīng)力、防止由該應(yīng)力引起的開裂和形變、防止玻璃基板42的強(qiáng)度下降及玻璃基板42與光學(xué)功能部46之間的剝離等方面得到較佳的結(jié)果。本發(fā)明的菲涅耳透鏡40 (平面透鏡)中，具有這種組成的光學(xué)功能部46的玻璃與鈉鈣玻璃等常用玻璃相比，具有足夠低的Ts，還具有相同水平的α。因此，即使在使用常用玻璃制的玻璃基板42的場(chǎng)合下，也能通過燒成而在玻璃基板42上形成光學(xué)功能部46。制造所述的平面透鏡時(shí)，首先將形成光學(xué)功能部46的玻璃中所含的成分粉碎而制成玻璃粉末，將載體與玻璃粉末混合、或?qū)⑷軇┡c玻璃粉末與粘合劑混合而配制漿料(玻璃漿料)。然后，通過在玻璃基板42上涂布漿料、使所得漿料層成形為與規(guī)定的光學(xué)功能部46的形狀相對(duì)應(yīng)的形狀后燒成，可在玻璃基板42不發(fā)生大幅度變形的情況下使透明度高的光學(xué)功能部46密合而形成于玻璃基板42上。光學(xué)功能部的形狀可通過例如使用形成有所需的規(guī)定凹凸的成形模具等來對(duì)漿料層進(jìn)行模壓成形而形成。但是，漿料層會(huì)因燒成而體積收縮，因此，必需考慮收縮量來設(shè)計(jì)成形模具。下面引用上述圖I和圖2的流程圖，對(duì)本發(fā)明的平面透鏡的一個(gè)實(shí)施方式的菲涅耳透鏡40的優(yōu)選制造方法進(jìn)行詳細(xì)說明。也就是說，本發(fā)明的菲涅耳透鏡可優(yōu)選地用基于上述本發(fā)明的玻璃制部件的制造方法的方法來制造。如前所述，本發(fā)明的菲涅耳透鏡40中，優(yōu)選利用含有玻璃粉末的本發(fā)明玻璃漿料(以下說明中，玻璃漿料也稱為漿料)來形成光學(xué)功能部46。玻璃粉末可通過將含有上述氧化硅、氧化硼、氧化鋅等的玻璃原料粉碎、由通常的方法制成粉末來制作。具體來講，以使所得的玻璃粉末的組成含有以下組成的方式調(diào)制、混合原料氧化硅40 64%，氧化硼5 35%，氧化鋅2 30%、氧化鋁O 10%，氧化鋰、氧化鈉和氧化鉀的至少一種合計(jì)為10 22%,氧化鋇和氧化銀的至少一種合計(jì)為O 10%。將該混合物投入坩鍋等的耐熱容器后熔融，然后冷卻而得到玻璃。接著，用研缽、球磨機(jī)、噴射磨等公知手段對(duì)該玻璃進(jìn)行粉碎而制成粉末，根據(jù)需要進(jìn)行分級(jí)，制作形成光學(xué)功能部46的玻璃粉末。此時(shí)，也可使用表面活性劑或硅烷偶聯(lián)劑來對(duì)上述玻璃粉末的表面進(jìn)行改性。另外，玻璃粉末的質(zhì)均粒徑優(yōu)選為O. I 10 μ m。通過使玻璃粉末的質(zhì)均粒徑在O. I μ m以上，能夠使玻璃粉末容易均一分散于漿料中。通過使玻璃粉末的質(zhì)均粒徑在IOym以下，可很好地得到涂布或燒成后的表面平滑性。再者，由成形模具等進(jìn)行的成形也能穩(wěn)定而容易地實(shí)施。漿料通常通過將玻璃粉末和載體(即玻璃粉末和粘合劑和溶劑)、還有根據(jù)需要除 此以外的成分用行星式攪拌機(jī)、輥式粉碎機(jī)等混合使之均一分散而得到。如前所述，載體是粘合劑和溶劑混合而成的。載體以粘合劑相對(duì)于100重量份玻璃粉末為3 50重量份的比例混合為好。作為粘合劑，可使用乙基纖維素、硝基纖維素、丙烯酸樹脂、乙酸乙烯酯、丁醛樹脂(聚乙烯醇縮丁醛(PVB ))、環(huán)氧樹脂等各種樹脂。其中，優(yōu)選使用具有(末端)羥基的樹脂，特別優(yōu)選使用丁醛樹脂。在前述的本發(fā)明的玻璃制部件的制造方法的說明中已述，本發(fā)明的菲涅耳透鏡40的制造方法中，在玻璃基板42上形成漿料層50，用成形模具24對(duì)漿料層50進(jìn)行按壓，在漿料層50上形成使所需光學(xué)功能得以發(fā)揮的凹凸后，將成形模具24取下，模壓出光學(xué)功能部46的形狀。因此，對(duì)漿料層50要求具有與玻璃基板12之間的密合性。此外，漿料不是在配制后直接使用的，因此要求漿料壽命長(zhǎng)。如前所述，為確保玻璃基板42與玻璃漿料之間的良好密合性，必需使用丁醛樹脂等含有羥基的粘合劑。但是，在玻璃粉末含有氧化硼的場(chǎng)合下，存在因氧化硼與羥基之間的特異性反應(yīng)而不能獲得足夠漿料壽命的情況，玻璃基板42與漿料之間的密合性也低下。對(duì)此，通過使本發(fā)明的漿料中氧化硼的含量在35%以下，實(shí)現(xiàn)了確保玻璃基板42與玻璃漿料之間的密合性、且獲得足夠長(zhǎng)的漿料壽命。也就是說，本發(fā)明的菲涅耳透鏡40中，通過將具有前述規(guī)定組成的玻璃粉末和丁醛樹脂等具有羥基的粘合劑組合，能夠滿足玻璃基板12與粘合劑之間密合性優(yōu)異、且玻璃粉末與粘合劑之間密合性低的優(yōu)選的被認(rèn)為是相反的特性。由此，同時(shí)實(shí)現(xiàn)玻璃漿料與玻璃基板42之間的密合性和長(zhǎng)漿料壽命成為可能。載體的溶劑是溶解粘合劑的溶劑。對(duì)溶劑沒有特別限定，但可使用甲苯、二甲苯、乙醇、丁醇、乙酸戊酯、α-萜品醇、2_ (2_正丁氧基乙氧基)乙醇、乙酸2_ (2_正丁氧基乙氧基)乙酷、2，2，4_ 二甲基-I, 3_戍二醇單異丁酸酯等有機(jī)溶劑，還可適當(dāng)?shù)貙⑦@些溶劑混合后使用。此外，玻璃漿料中除了上述玻璃粉末和載體以外，還可根據(jù)需要含有增塑劑或分散劑等，這和前述的本發(fā)明的玻璃制部件的制造方法相同。準(zhǔn)備了玻璃基板42和漿料之后，如圖I (A) (B)所示，在玻璃基板42的表面上涂布漿料并使之干燥(脫溶劑)而成為漿料層50。
漿料層的涂布和干燥可和前述的本發(fā)明的玻璃制部件的制造方法的漿料層20的場(chǎng)合同樣地進(jìn)行。形成了漿料層50之后，如圖I (C) (D)所示，用具有與所形成的光學(xué)功能部46的形狀相對(duì)應(yīng)的凹凸的成形模具24 (模具)對(duì)漿料層50進(jìn)行按壓(加壓)，在漿料層上形成凹凸形狀，然后如圖I (D) (E)所示，從漿料層20上取下成形模具24。由此，能夠?qū)⒊尚文＞?4的形狀按壓(轉(zhuǎn)印)到漿料層20上而形成與光學(xué)功能部46的凹凸面相對(duì)應(yīng)的規(guī)定形狀。此外， 在漿料使用具有羥基的粘合劑的場(chǎng)合下，能夠在充分確保玻璃基板42與漿料層50之間的密合性、防止?jié){料層20剝離的情況下使?jié){料層50成形為與光學(xué)功能部46相對(duì)應(yīng)的合適形狀。對(duì)成形模具24的形成材料沒有特別限定，可使用與前述的本發(fā)明的制造方法相同的物質(zhì)。加壓壓力也和先前相同，通常為10 80MPa，優(yōu)選在50MPa以下。此外，成形模具不限于附圖示例的那種平面型(壓印型)，也可適當(dāng)?shù)厥褂幂佇统尚文＞?，這和前述的本發(fā)明的玻璃制部件的制造方法相同。再者，該制造方法中，其后的燒成工序中漿料層50的體積收縮無可避免，因此成形模具24必需考慮其收縮來設(shè)計(jì)模具形狀，這也和前述的本發(fā)明的玻璃制部件的制造方法相同。另外，和前述的本發(fā)明的制造方法相同，較好是在用成形模具24進(jìn)行按壓之前對(duì)漿料層50進(jìn)行適當(dāng)加熱而使?jié){料層50 (粘合劑)軟化以提高成形加工性。漿料層50的加熱方法和加熱溫度可按照前述的本發(fā)明的玻璃制部件的制造方法來準(zhǔn)備。由此形成漿料層50之后，通過對(duì)漿料層50進(jìn)行燒成來形成光學(xué)功能部46。該燒成是通過加熱至與本發(fā)明的玻璃粉末的Ts相同程度的溫度而使?jié){料層50的玻璃粉末軟化/熔接之后冷卻至室溫來固著于玻璃基板42上的工序。由此，玻璃基板10的表面上形成光學(xué)功能部46，制成了整體玻璃制的本發(fā)明的菲涅耳透鏡40 (平面透鏡)。燒成工序中，通常是溫度上升后保持一定溫度(燒成溫度)之后冷卻。保持時(shí)間和前述的本發(fā)明的玻璃制部件的制造方法相同，通常為30 60分鐘。此外，本發(fā)明的菲涅耳透鏡40 (平面透鏡)的制造中，燒成溫度在形成光學(xué)功能部46的玻璃粉末的Ts附近為好，特別好是比Ts低5 50°C左右的低溫。因此，本發(fā)明的菲涅耳透鏡的制造中，燒成溫度通常以540 630°C為好。這里，在燒成工序之前，進(jìn)行如前所述的使載體的粘合劑分解·消失的脫粘合劑工序?；蛘?，也可在燒成工序中包括脫粘合劑工序，該脫粘合劑工序是在達(dá)到燒成溫度之前保持在比玻璃的Tg低的溫度下而使載體的粘合劑分解·消失。玻璃漿料所含的粘合劑為丁醛樹脂時(shí)，脫粘合劑工序例如是在300 500°C下保持5 60分鐘的工序。或者，也可在連續(xù)或階梯式升溫至燒成溫度的途中，以完成脫粘合劑的方式控制燒成工序中的溫度，這也和前述的本發(fā)明的玻璃制部件的制造方法相同。脫粘合劑工序通常在大氣氣氛下進(jìn)行。但是，脫粘合劑后的燒成工序如前所述有時(shí)在減壓下進(jìn)行。通過進(jìn)行減壓燒成，漿料層所含的空隙和氣泡消失，可得到透明性更高的光學(xué)功能部。以上的例子是在適合用于太陽能電池的聚光裝置和數(shù)碼相機(jī)的頻閃燈等的圓型菲涅耳透鏡上利用本發(fā)明的平面透鏡和玻璃漿料的例子。但是，本發(fā)明不限于此，其能夠適用于各種平面透鏡。例如，優(yōu)選例舉一維延伸的凹凸在與延伸方向正交的方向上排列而成的菲涅耳透鏡(線型的菲涅耳透鏡)、透鏡陣列、微透鏡陣列、雙凸透鏡、棱鏡透鏡等各種平面透鏡。特別是，本發(fā)明的玻璃制部件的制造方法和玻璃漿料能夠適用于制造附圖示例的菲涅耳透鏡和透鏡陣列那樣具有細(xì)微的凹凸的光學(xué)部件。以上對(duì)本發(fā)明的玻璃制部件的制造方法和平面透鏡以及玻璃漿料進(jìn)行了詳細(xì)說明，但本發(fā)明顯然不受上述例子所限，可在不背離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種改良或變更。實(shí)施例 下面舉出本發(fā)明的具體實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明。本發(fā)明不限于此。實(shí)施例I[發(fā)明例I]準(zhǔn)備氧化硼含量為10. 5摩爾％ (11重量％)、Tg (軟化點(diǎn))為503°C、Ts (玻璃化溫度)為 638°C (Ts-Tg = 135°C)的玻璃粉末(SiO2-B2O3-ZnO 系玻璃)。將20重量份丁醛樹脂(克拉雷公司(株式會(huì)社夕f L社)制MowitalB30HH)溶解于80重量份溶劑(丁基卡比醇乙酸酯)，制成載體(粘合劑溶液)。將100重量份該玻璃粉末和100重量份載體投入混合器，充分?jǐn)嚢?，配制玻璃漿料。作為玻璃基板12，準(zhǔn)備140mm見方的鈉鈣玻璃(熱膨脹系數(shù)85X10_7/°C，軟化點(diǎn)735°C，玻璃化溫度550°C)。在該玻璃基板12上使用掩模厚度200 μ m的金屬掩模，通過絲網(wǎng)印刷法來涂布配制好的漿料。此外，對(duì)玻璃基板12涂布漿料是在漿料配制后60分鐘內(nèi)進(jìn)行的。之后，將涂布了漿料的玻璃基板投入干燥機(jī)，在180°C下干燥40分鐘，獲得形成有厚200 μ m的漿料層20的玻璃基板12。將形成有上述漿料層20的玻璃基板12設(shè)置在平臺(tái)加熱到200°C的加壓機(jī)上，在漿料層20上加載形成有與圖3所示的圓型菲涅耳透鏡相對(duì)應(yīng)的凹凸的平面狀成形模具(鎳制、尺寸140mm見方、透鏡高度150 μ m),以對(duì)玻璃基板12施加的壓力為50MPa的方式進(jìn)行60秒的加壓。之后，將成形模具脫模，得到模壓了成形模具形狀(即透鏡部14)的漿料層20。將形成有模壓了成形模具形狀的漿料層20的玻璃基板12投入燒成爐，在大氣氣氛中以5°C /分鐘的升溫速度升溫至450°C，在450°C下保持90分鐘，進(jìn)行脫粘合劑。然后，通過將燒成爐減壓至lOOPa、以5°C /分鐘的升溫速度升溫至620°C、在620°C下保持30分鐘來燒成，進(jìn)行玻璃粉末的熔接，得到如圖3所示的玻璃基板12和透鏡部14直接接合的菲涅耳透鏡10。[發(fā)明例2]準(zhǔn)備氧化硼含量為12. 6摩爾％ (14重量％)、Tg為485°C、Ts為606°C (Ts-Tg =121 °C)的玻璃粉末(SiO2-B2O3-Al2O3系玻璃)。除了將玻璃粉末變更為該玻璃粉末以外，基本和發(fā)明例I相同地制作菲涅耳透鏡10。
此外，燒成通過將燒成爐減壓至lOOPa、以5°C /分鐘的升溫速度升溫至580°C、在580°C下保持30分鐘來進(jìn)行。[發(fā)明例3]準(zhǔn)備氧化硼含量為13摩爾％ (14重量％)、Tg為500°C、Ts為635°C (Ts-Tg =135°C)的玻璃粉末(SiO2-B2O3-Al2O3系玻璃)。除了將玻璃粉末變更為該玻璃粉末以外，基本和發(fā)明例I相同地制作菲涅耳透鏡10。此外，燒成通過將燒成爐減壓至lOOPa、以5°C /分鐘的升溫速度升溫至600°C、在600°C下保持30分鐘來進(jìn)行。[發(fā)明例4]
準(zhǔn)備氧化硼含量為13. 9摩爾％ (13重量％)、Tg為506°C、Ts為615°C (Ts-Tg =109°C)的玻璃粉末(SiO2-B2O3-Al2O3系玻璃)。除了將玻璃粉末變更為該玻璃粉末以外，基本和發(fā)明例I相同地制作菲涅耳透鏡10。此外，燒成通過將燒成爐減壓至lOOPa、以5°C /分鐘的升溫速度升溫至600°C、在600°C下保持30分鐘來進(jìn)行。[發(fā)明例5]準(zhǔn)備氧化硼含量為19. 6摩爾％ (20.5重量％)、了8為5841^8為7591 (Ts-Tg=175°C)的玻璃粉末(SiO2-B2O3-BaO系玻璃)。除了將玻璃粉末變更為該玻璃粉末以外，和發(fā)明例I相同地得到形成有厚200 μ m的漿料層20的玻璃基板12。該玻璃粉末的軟化點(diǎn)比鈉鈣玻璃高，因此不進(jìn)行菲涅耳透鏡10的制作和后述的形狀保持性評(píng)價(jià)，僅對(duì)漿料壽命和密合性進(jìn)行評(píng)價(jià)。[發(fā)明例6]準(zhǔn)備氧化硼含量為38. 9摩爾％ (35重量％)、Tg為477°C、Ts為591°C (Ts-Tg =114°C)的玻璃粉末(SiO2-B2O3-BaO系玻璃)。除了將玻璃粉末變更為該玻璃粉末以外，基本和發(fā)明例I相同地制作菲涅耳透鏡10。此外，燒成通過將燒成爐減壓至100Pa、以5°C /分鐘的升溫速度升溫至580°C、在580°C下保持30分鐘來進(jìn)行。[發(fā)明例7]將20重量份乙基纖維素樹脂(赫克力士公司P、一々工> ^社)制EC-N7)溶解于80重量份溶劑(丁基卡比醇乙酸酯)，制成載體。除了將載體變更為該載體以外，和發(fā)明例I相同地配制(玻璃粉末)漿料。和發(fā)明例I相同地獲得形成有厚200 μ m的漿料層20的玻璃基板12。接著，除了將平臺(tái)溫度變更為140°C以外，和發(fā)明例I相同地進(jìn)行加壓。之后，將成形模具脫模，在和發(fā)明例I相同的燒成條件下進(jìn)行燒成，制成菲涅耳透鏡10。[比較例I]
準(zhǔn)備氧化硼含量為46摩爾％ (46. 5重量％)、Tg為475°C、Ts為583°C (Ts-Tg =108°C )的玻璃粉末(SiO2-B2O3-ZnO系玻璃)。除了將玻璃粉末變更為該玻璃粉末以外，基本和發(fā)明例I相同地制作菲涅耳透鏡10。本例中，在將加壓工序中的成形模具取下時(shí)，漿料層從玻璃基板上剝離，因此不能進(jìn)行之后的工序。[比較例2] 準(zhǔn)備氧化硼含量為46. 3摩爾％ (47. 4重量％)、Tg為476°C、Ts為580°C (Ts-Tg=104°C)的玻璃粉末(SiO2-B2O3-ZnO系玻璃)。除了將玻璃粉末變更為該玻璃粉末以外，基本和發(fā)明例I相同地制作菲涅耳透鏡10。本例中，在將加壓工序中的成形模具取下時(shí)，漿料層20從玻璃基板12上剝離，因此不能進(jìn)行之后的工序。[比較例3]準(zhǔn)備氧化硼含量為46. 9摩爾％ (45. 6重量％)、Tg為466°C、Ts為563°C (Ts-Tg=97°C)的玻璃粉末(SiO2-B2O3-BaO系玻璃)。除了將玻璃粉末變更為該玻璃粉末以外，基本和發(fā)明例I相同地制作菲涅耳透鏡10。燒成通過將燒成爐內(nèi)減壓至lOOPa、以5°C /分鐘的升溫速度升溫至550°C、在550°C下保持30分鐘來進(jìn)行。[比較例4]將20重量份丙烯酸樹脂(羅姆和哈斯公司(口一 A · 7 y F · ^ 一 ^社)制ParaloidA-21)溶解于80重量份溶劑(丁基卡比醇乙酸酯)，制成載體。除了將載體變更為該載體以外，和發(fā)明例I相同地配制玻璃漿料。和發(fā)明例I相同地獲得形成有厚200 μ m的漿料層20的玻璃基板12。接著，除了將平臺(tái)溫度變更為120°C以外，和發(fā)明例I相同地進(jìn)行加壓。本例中，在將加壓工序中的成形模具取下時(shí)，漿料層20從玻璃基板12上剝離，因此不能進(jìn)行之后的工序。[評(píng)價(jià)]對(duì)這樣的發(fā)明例I 發(fā)明例7和比較例I 比較例4，進(jìn)行漿料壽命、玻璃基板12與漿料層20之間的密合性和燒成前后的形狀變化(形狀保持性)的評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)方法如下所述。[漿料壽命(以下也稱為壽命)]配制好漿料后分取一部分，以溶劑不蒸發(fā)的方式密閉容器，在室溫下保存，評(píng)價(jià)漿料壽命。評(píng)價(jià)如下進(jìn)行。◎: 一個(gè)月以上無變化〇一周以上無變化Λ :約一天變成膠狀，不能涂布
X :幾小時(shí)內(nèi)變成膠狀，不能涂布。[密合性]從涂布于玻璃基板12上的漿料除去溶劑而形成漿料層20之后，一邊用半徑60mm的輥(表面鎳制)以O(shè). 4MPa的壓力按壓漿料層20的表面，一邊以30mm/分鐘的速度移動(dòng)玻璃基板12，歷時(shí)I分鐘，然后取下輥，進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)如下進(jìn)行。◎:完全未見漿料層從玻璃基板上剝離。O :雖見漿料層稍有浮起，但不至于剝離，實(shí)際使用上沒有問題。 Δ :漿料層有一部分剝離，但剝離量不到一半。X :漿料層有一半以上剝離。[形狀保持性]通過對(duì)燒成前后的透鏡部14的形狀進(jìn)行比較，來評(píng)價(jià)形狀保持性。評(píng)價(jià)如下進(jìn)行?！?燒成后的透鏡高度是燒成前的透鏡高度的50%以上。O :燒成后的透鏡高度是燒成前的透鏡高度的20%以上不到50%。Δ :燒成后的透鏡高度是燒成前的透鏡高度的10%以上不到20%。X :燒成后的透鏡高度不到燒成前的透鏡高度的10%。此外，如前所述，比較例I和2在加壓工序時(shí)漿料層從玻璃基板上剝離，因此不能進(jìn)行形狀保持性評(píng)價(jià)。以上結(jié)果示于下表I。表I
權(quán)利要求
1.玻璃制部件的制造方法，它是在玻璃基板的表面上形成了玻璃制的規(guī)定形狀的凹凸的玻璃制部件的制造方法，其特征在于， 具備以下工序使用包含玻璃粉末、粘合劑和溶劑的漿料，在所述玻璃基板的表面上形成由所述玻璃粉末和粘合劑構(gòu)成的所述規(guī)定形狀的凹凸的形成工序；和從所述玻璃基板的表面上形成的凹凸除去粘合劑、然后使玻璃粉末熔接的加熱工序， 并且，所述漿料的所述玻璃粉末含有氧化硼、且其含量在40摩爾％以下，并且所述粘合劑具有羥基。
2.如權(quán)利要求I所述的玻璃制部件的制造方法，其特征在于，所述形成工序具備以下工序?qū)⑺鰸{料涂布于玻璃基板的表面而形成漿料層、從該漿料層除去所述溶劑的工序，和 將具有與形成的凹凸相對(duì)應(yīng)的形狀的成形模具按壓于所述漿料，形成具有規(guī)定形狀的凹凸的漿料層，然后將該成形模具從漿料層上取下的工序。
3.如權(quán)利要求I所述的玻璃制部件的制造方法，其特征在于，所述形成工序具備將所述漿料涂布于具有規(guī)定形狀的凹凸的轉(zhuǎn)印模具、由該轉(zhuǎn)印模具在所述玻璃基板表面上形成具有規(guī)定形狀的凹凸的漿料層的工序。
4.如權(quán)利要求2所述的玻璃制部件的制造方法，其特征在于，在按壓所述成形模具之前，將除去了所述溶劑的漿料層加熱至所述粘合劑軟化的溫度。
5.如權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的玻璃制部件的制造方法，其特征在于，所述粘合劑是丁醛樹脂。
6.如權(quán)利要求I 5中任一項(xiàng)所述的玻璃制部件的制造方法，其特征在于，所述玻璃粉末所含的氧化硼的含量在3摩爾％以上、40摩爾％以下。
7.平面透鏡，其特征在于，在玻璃基板上形成由與所述玻璃基板組成不同的玻璃構(gòu)成的光學(xué)功能部，構(gòu)成該光學(xué)功能部的玻璃是以氧化物基準(zhǔn)的摩爾％表示包含以下組成的玻璃 氧化硅40 64%， 氧化硼5 35 %, 氧化鋅2 30%， 氧化招I 10%, 氧化鋰、氧化鈉和氧化鉀的至少一種合計(jì)為10 22%, 氧化鋇和氧化銀的至少一種合計(jì)為O 10%。
8.如權(quán)利要求7所述的平面透鏡，其特征在于，除了作為來自其他成分的雜質(zhì)含有的場(chǎng)合以外，構(gòu)成所述光學(xué)功能部的玻璃實(shí)質(zhì)上不含鉍化合物、鉛化合物和磷化合物。
9.如權(quán)利要求7或8所述的平面透鏡，其特征在于，所述玻璃基板在50 350°C的平均線膨脹系數(shù)為75 X 10_7 100 X 10_V°C。
10.如權(quán)利要求7 9中任一項(xiàng)所述的平面透鏡，其特征在于，所述玻璃基板的玻璃化溫度為550 670°C。
11.玻璃漿料，其特征在于，包含玻璃粉末、粘合劑和溶劑，其中所述玻璃粉末以氧化物基準(zhǔn)的摩爾％表示包含以下組成氧化硅40 64%，氧化硼5 35%，氧化鋅2 30%，氧化招I 10%,氧化鋰、氧化鈉和氧化鉀的至少一種合計(jì)為10 22%,氧化鋇和氧化銀的至少一種O 10%。
12.如權(quán)利要求11所述的玻璃漿料，其特征在于，除了作為來自其他成分的雜質(zhì)含有的場(chǎng)合以外，所述玻璃實(shí)質(zhì)上不含鉍化合物、鉛化合物和磷化合物。
13.如權(quán)利要求11或12所述的玻璃漿料，其特征在于，所述粘合劑是具有羥基的樹脂。
14.如權(quán)利要求13所述的玻璃漿料，其特征在于，所述粘合劑是丁醛樹脂。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種使用包含玻璃粉末的漿料的、漿料壽命長(zhǎng)、基板與漿料之間密合性優(yōu)異的玻璃制部件的制造方法，適用于菲涅耳透鏡等的全玻璃制平面透鏡，以及最適于制造該平面透鏡的玻璃漿料。通過使?jié){料的玻璃粉末的氧化硼含量在40摩爾％以下、粘合劑具有羥基，并且使玻璃基板上具有與基板組成不同的玻璃制光學(xué)功能部，該光學(xué)功能部含有SiO2 40～64％，B2O3 5～35％，ZnO 2～30％，Al2O31～10％，Li2O、Na2O和K2O的一種以上為10～22％，BaO+SrO為0～10％，藉此解決上述課題。
文檔編號(hào)G02B3/08GK102858707SQ201180019920
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月21日
發(fā)明者豬熊久夫, 關(guān)根實(shí), 大崎康子, 深堀智行, 辻村一志 申請(qǐng)人:旭硝子株式會(huì)社