具有高紅外線輻射透射率的玻璃板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有高紅外線(IR)輻射透射率的玻璃板。更確切地，本發(fā)明涉及一種具有以下組成的玻璃板，所述組成包含以下各項，其含量以按玻璃的總重量計的百分比表示：SiO2 55％?85％；Al2O3 0?30％；B2O3 0?20％；Na2O 0?25％；CaO 0?20％；MgO 0?15％；K2O 0?20％；BaO 0?20％；總鐵(以Fe2O3的形式表示)0.002％?0.06％，范圍從0.0015％至1％的鉻含量(以Cr2O3的形式表示)和范圍從0.0001％至1％的鈷含量(以Co的形式表示)。憑借其高IR輻射透射率，根據(jù)本發(fā)明的玻璃板可以有利地用于使用要求非常好的IR輻射透射率的技術(shù)的裝置中，無論所述IR輻射穿過主面或從它們的剪切邊緣開始(例如，屏或面板或板，所述玻璃板限定觸摸表面)。本發(fā)明因此還涉及此種玻璃板在使用基本上在所述板內(nèi)傳播的紅外線輻射的裝置中的用途。
【專利說明】具有高紅外線輻射透射率的玻璃板 1.技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種展現(xiàn)高的紅外線輻射透射率的玻璃板。
[0002] 根據(jù)本發(fā)明的玻璃板因此可以有利地用在要求尺寸上或多或少的大面板并且使 用要求非常好的穿過所述面板(無論穿過主面或從它們的剪切邊緣開始）的紅外線輻射透 射率的技術(shù)的任何裝置中。
[0003] 例如，根據(jù)本發(fā)明的玻璃板可以有利地用在觸摸屏或觸摸面板或觸摸板中，該觸 摸屏或觸摸面板或觸摸板使用被稱為平面散射檢測(PSD)或還有受抑全內(nèi)反射(FTIR)的光 學技術(shù)(或者使用在玻璃的剪切邊緣中的IR輻射的任何其他技術(shù)）以便檢測在所述板的表 面上的一個或多個物體(例如，手指或觸控筆）的位置。本發(fā)明因此還涉及此種玻璃板在使 用基本上在所述板內(nèi)傳播的紅外線輻射的裝置中的用途。
[0004] 最后，本發(fā)明還涉及包含此種玻璃板的觸摸屏、觸摸面板或觸摸板。
[0005] 2.現(xiàn)有技術(shù)的解決方案
[0006] PSD和FTIR技術(shù)使得有可能獲得多重檢測觸摸屏/觸摸面板，這些觸摸屏/觸摸面 板是相對廉價的并且可具有較高的觸摸表面(例如，從3至100英寸），同時是薄的。
[0007] 這兩種技術(shù)涉及：
[0008] (i)將紅外線（IR)輻射例如借助于LED從一個或多個邊緣/剪切邊緣開始注入對于 紅外線輻射透明的基板中；
[0009] (ii)通過全內(nèi)反射的光學現(xiàn)象使該紅外線輻射在所述基板(然后充當波導）內(nèi)傳 播(沒有輻射"離開"該基板）；
[0010] (i i i)使該基板的表面與任何物體(例如手指或觸控筆)接觸，通過在所有方向上 的輻射的散射產(chǎn)生局部擾動;部分所偏轉(zhuǎn)射線將因此能夠"離開"該基板。
[0011] 在FTIR技術(shù)中，這些所偏轉(zhuǎn)射線在與該觸摸表面相反的基板的下表面上形成紅外 光點。這些被位于該裝置下方的特殊照相機看見。
[0012] PSD技術(shù)就其本身而言涉及繼階段（i)-(iii)之后的兩個附加的階段：
[0013] (iv)由檢測器分析在該基板的邊緣處所產(chǎn)生的IR輻射；以及
[0014] (v)從所檢測到的輻射開始通過算法計算與該表面接觸的該一個或多個物體的一 個或多個位置。這項技術(shù)具體地陳述于文件US2013021300A1中。
[0015] 基本上，玻璃是用于觸摸面板所選擇的材料，由于其機械特性、其耐久性、其耐擦 傷性以及其光學透明度并且因為其可以化學或熱強化。
[0016] 在用于PSD或FTIR技術(shù)并且具有非常大的表面并且因此具有相對大的長度/寬度 的玻璃面板的情況下，所注入的IR輻射具有長的光程長度。在這種情況下，由該玻璃的材料 吸收IR輻射因此顯著地影響該觸摸面板的靈敏度，該靈敏度進而可能不令人希望地在該面 板的長度/寬度上減小。在用于PSD或FTIR技術(shù)并且具有較小的表面并且因此具有較短的所 注入IR輻射的光程長度的玻璃面板的情況下，由該玻璃的材料吸收的IR輻射還特別地對于 結(jié)合該玻璃面板的裝置的能量消耗具有影響。
[0017] 因此，在此背景下對于紅外線輻射高度透明的玻璃板是非常有用的，以確保當這 個表面較大時，在整個觸摸表面上完整或足夠的靈敏度。具體地，通常在這些技術(shù)中使用的 在從780至1200nm波長范圍內(nèi)的具有等于或甚至小于Inf1的吸收系數(shù)的玻璃板是理想的。
[0018] 此外，對于紅外線輻射高度透明的、在可見區(qū)內(nèi)透明的或稍微至強烈有色的、的確 甚至不透明的玻璃板也被證明在要求尺寸上或多或少的大面板并使用要求非常好的穿過 所述面板(無論穿過主面(光程長度則對應(yīng)于該板的厚度)或從它們的剪切邊緣開始）的紅 外線輻射透射率的技術(shù)的其他裝置中是非常有用的。
[0019] 為了獲得在紅外區(qū)（并且在可見區(qū)）中的高透射率，已知的是減少在玻璃中鐵（以 Fe203表示，根據(jù)在該領(lǐng)域中的標準慣例）的總含量，從而獲得低鐵玻璃。硅酸鹽類型的玻璃 總是包含鐵，因為鐵作為在所使用的大多數(shù)起始材料(砂、石灰石、白云石、以及類似物）中 的雜質(zhì)存在。鐵以三價鐵Fe 3+離子和亞鐵Fe2+離子的形式存在于玻璃的結(jié)構(gòu)中。三價鐵Fe3+ 離子的存在給予玻璃低波長可見光的輕微的吸收以及近紫外區(qū)（以380nm為中心的吸收帶） 中較強的吸收，而亞鐵Fe2+離子(有時表示為氧化物FeO)的存在導致在近紅外區(qū)（以1050nm 為中心的寬吸收帶）中的強吸收。因此，總鐵含量（以其兩種形式)的增加增強了在可見區(qū)和 紅外區(qū)中的吸收。此外，高濃度的亞鐵Fe 2+離子導致在紅外區(qū)（特別地，近紅外區(qū)）中透射率 的降低。然而，為了通過僅僅影響總鐵含量獲得在從780至1200nm波長范圍內(nèi)對于觸摸應(yīng)用 足夠低的吸收系數(shù)，將要求在該總鐵含量上的此種大的降低，使得(i)這將導致太高的生產(chǎn) 成本，由于需要非常純的起始材料(有時甚至不足夠純地存在），或者（ii)這將提出生產(chǎn)問 題(特別地爐的過早磨損和/或在爐中加熱玻璃的困難）。
[0020] 為了進一步增加玻璃的透射率，還已知的是使存在于該玻璃中的鐵氧化，即，降低 亞鐵離子的含量以有利于三價鐵離子的含量。玻璃的氧化程度由其氧化還原給出，定義為 相對于存在于玻璃中的鐵原子的總重量Fe 2+原子的重量比(Fe2+/總Fe)。
[0021] 為了降低該玻璃的氧化還原，已知的是將氧化組分添加至起始材料的批次中。然 而，大多數(shù)已知的氧化劑(硫酸鹽、硝酸鹽、以及類似物)具有的氧化能力沒有足夠強到實現(xiàn) 特別對于使用FTIR或PSD技術(shù)的觸摸面板應(yīng)用希望的IR透射值或必須以過大的量加入，具 有伴隨的缺點，如成本、與生產(chǎn)方法不相容等。
[0022] 此外，為了獲得或多或少強烈有色的、的確甚至不透明的玻璃板，幾乎普遍的解決 方案是使用基于相對大量的鐵的玻璃組成，鐵是非常有效且廉價的著色劑。
[0023] 3 ?發(fā)明目的
[0024] 在本發(fā)明的實施例的至少一個中，本發(fā)明的目的是提供一種具有高的紅外線輻射 透射率的玻璃板。具體地，本發(fā)明的目的是提供一種具有高的近紅外線輻射(特別是在從 780至1200nm波長范圍內(nèi)）透射率的玻璃板。
[0025] 在本發(fā)明的實施例的至少一個中，本發(fā)明的另一個目的是提供一種在具有非常好 的紅外線輻射透射率的同時，具有適合于所選擇的應(yīng)用和/或市場需求的吸引力/顏色/不 透明度的玻璃板。
[0026] 在本發(fā)明的實施例的至少一個中，本發(fā)明的另一個目的是在使用基本上在所述板 內(nèi)傳播的紅外線輻射的裝置中提供一種在價值上尤其特別可增強的玻璃板。
[0027] 在本發(fā)明的實施例的至少一個中，本發(fā)明的另一個目的是提供一種玻璃板，當該 玻璃板被用作在大尺寸的觸摸屏、觸摸面板或觸摸板中的觸摸表面時其不產(chǎn)生或產(chǎn)生很小 的觸摸作用靈敏度的損失。
[0028] 在本發(fā)明的實施例的至少一個中，本發(fā)明的另一個目的是提供一種玻璃板，當該 玻璃板被用作在大尺寸的觸摸屏、觸摸面板或觸摸板中的觸摸表面時其對于該裝置的能量 消耗是有利的。
[0029] 最終，本發(fā)明的另一個目的是提供一種具有高紅外線輻射透射率的玻璃板，該玻 璃板是生產(chǎn)廉價的。
[0030] 4.發(fā)明解釋
[0031] 本發(fā)明涉及一種具有以下組成的玻璃板，所述組成包含以下各項，其含量以按玻 璃的總重量計的百分比表示： Si02 55% - 85% AI2O3 0 - 30% B2O3 0 - 20% Na20 0 - 25%
[0032] CaO 0 - 20% MgO 0 - 15% K20 0 - 20% BaO 0 - 20%
[0033]總鐵（以 Fe203 的形式表示）0.002% 0.06%。
[0034] 該組成額外包含，相對于玻璃的總重量按重量計，范圍從0.0015 %至1 %的絡(luò)含量 (以Cr203的形式表示)和范圍從0.0001 %至1 %的鈷含量（以Co的形式表示）。
[0035] 因此，本發(fā)明是基于一種完全新穎的并且創(chuàng)造性的方法，因為它使得可能解決所 提出的技術(shù)問題。這是因為諸位發(fā)明人已證明有可能通過在玻璃組成中結(jié)合在特定含量范 圍內(nèi)的低含量的鐵、鉻和鈷以在出人意料地并且顯著地改善玻璃板在IR區(qū)域(特別是在從 780至1200nm波長范圍內(nèi)）的透明度的同時，根據(jù)目標應(yīng)用和/或市場需求容易地調(diào)節(jié)該玻 璃板的吸引力、顏色、在可見區(qū)中的透明度/不透明度。諸位發(fā)明人因此已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，有可能特 別通過在玻璃組成中結(jié)合在一定含量范圍內(nèi)的低含量的鐵、鉻和鈷，以獲得高度IR輻射透 射的、在可見區(qū)中高度透明的并且具有在許多應(yīng)用中非常大的需求的美學上"中性"顏色的 玻璃。在鉻和鈷的其他含量范圍內(nèi)，諸位發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)也有可能獲得有色的、的確甚至不透 明的玻璃，該玻璃因而在獲得高IR輻射透射率的同時，僅稍微或根本不在可見區(qū)透射(對于 其他應(yīng)用極大需求的）。這最后一種方法出人意料地是在有色玻璃領(lǐng)域中，其中高選擇性 (LT/ET)通常是希望的。
[0036] 貫穿本文，當表示范圍時，包括端值。此外，在數(shù)值范圍內(nèi)的所有整數(shù)和子域值清 楚地包括在內(nèi)，如同明確地寫出一樣。同樣貫穿本文，含量的值是作為重量百分比，也就是 說相對于玻璃的總重量表示，除非另外明確指定(例如，以ppm)。
[0037]在閱讀作為說明性和非限制性實例給出的以下描述和附圖后，本發(fā)明的其他特征 和優(yōu)點將變得更加清楚可見，在附圖中：
[0038]圖1至3表示與從外觀/顏色觀點類似的現(xiàn)有技術(shù)的玻璃相比，在根據(jù)本發(fā)明的范 圍內(nèi)的鉻和鈷的組合對在具有低鐵含量的玻璃組成中的透射率的影響。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的玻璃板是由可以屬于不同類別的玻璃制成的。該玻璃因此可以是鈉 鈣硅、鋁硅酸鹽或硼硅酸鹽類型、以及類似類型的玻璃。優(yōu)選地，該玻璃板的組成包含以下 各項，其含量以按玻璃的總重量計的百分比表示： Si02 55% - 78% A120, 0 - 18% B2O3 0: - 18% Na20 0 - 20%
[0040] CaO 0 - 15% MgO 0-10% k2o 0- 10% BaO 0 - 5% 總鐵（以Fe203的形式表示）0v002% - 0.06%。
[0041] 更優(yōu)選地并且出于較低的生產(chǎn)成本的原因，根據(jù)本發(fā)明的玻璃板是鈉鈣硅玻璃 板。有利地，根據(jù)這個實施例，該玻璃板的組成可以包含以下各項，其含量以按玻璃的總重 量計的百分比表示： Si02 60% 75% AI2:〇3 0 - 6% B2〇3 0 - 4% CaO 0 - 15%
[0042] MgO 0 - 10% Na20 5 - 20% k2o 0 - 10% BaO 0 - 5% 總鐵（以Fe203的形式表示）0.002%-0.06%。
[0043]在本發(fā)明的含義內(nèi)，術(shù)語"玻璃"應(yīng)當理解為意指一種完全無定形的材料，因此排 除任何結(jié)晶材料、甚至部分結(jié)晶材料(例如像玻璃結(jié)晶材料或玻璃陶瓷材料）。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的玻璃板可以是通過浮法工藝、拉延工藝、輥壓工藝或已知的任何其 他從熔融玻璃組成開始制造玻璃板的工藝獲得的玻璃板。根據(jù)按照本發(fā)明的優(yōu)選的實施 例，該玻璃板是浮法玻璃板。術(shù)語"浮法玻璃板"應(yīng)當理解為意指通過浮法玻璃工藝形成的 玻璃板，該浮法玻璃工藝在于在還原條件下將熔融的玻璃澆注在熔融錫的浴上。浮法玻璃 板以已知的方式包括"錫面"，即，在接近于該板的表面的玻璃本體內(nèi)富含錫的面。術(shù)語"富 含錫"應(yīng)當理解為意指相對于在核心處的該玻璃的組成錫濃度的增加，該核心可能或可能 不是基本為零(沒有錫）。
[0045] 根據(jù)本發(fā)明的玻璃板可以具有不同并且較大的尺寸。例如，它可以具有范圍為最 高達3? 21mX6m或3? 21mX5? 50m或3? 21mX5? 10m或3? 21mX4? 50m( "PLF"玻璃板)或者例如 還有3 ? 21m X 2 ? 55m或3 ? 21m X 2 ? 25m( "DLF"玻璃板)的尺寸。
[0046] 根據(jù)本發(fā)明的玻璃板可以具有在0.1與25mm之間變化的厚度。有利地，在觸摸面板 應(yīng)用的情況下，根據(jù)本發(fā)明的玻璃板可以具有在0.1與6_之間變化的厚度。優(yōu)選地，在觸摸 屏應(yīng)用的情況下，由于重量的原因，根據(jù)本發(fā)明的玻璃板的厚度是從0.1至2.2mm?？商娲?地，優(yōu)選地，對于除屏應(yīng)用之外的任何應(yīng)用，本質(zhì)上由于機械強度的原因，根據(jù)本發(fā)明的玻 璃板的厚度是從4至12_。
[0047]根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的組成包含相對于該玻璃的總重量范圍為按重量計從 0.002%至0.06%的總鐵（以Fe2〇3表示)含量。按重量計小于或等于0.06%的總鐵（以Fe 2〇3 的形式表示)含量使得有可能進一步增加該玻璃板的IR透射率。最小值使得可能不造成對 該玻璃成本的過度損害，因為此種低的鐵值經(jīng)常要求昂貴的、非常純的起始材料或另外這 些材料的純化。優(yōu)選地，該組成包含相對于該玻璃的總重量范圍為按重量計從0.002%至 0.04%的總鐵（以Fe2〇3的形式表不)含量。非常優(yōu)選地，該組成包含相對于該玻璃的總重量 范圍為按重量計從0.002 %至0.02 %的總鐵（以Fe2〇3的形式表示)含量，或還更好地，該組成 包含相對于該玻璃的總重量范圍為按重量計從〇. 002%至0.014%的總鐵（以Fe2〇3的形式表 示)含量。
[0048]優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明，該組成包含小于20ppm的Fe2+含量（以FeO的形式表示）。含量 的這個范圍使得可能獲得具體地就IR輻射的透射率而言的高度令人滿意的特性。優(yōu)選地， 該組成包含小于lOppm的Fe2+含量（以FeO的形式表示）。非常優(yōu)選地，該組成包含小于5ppm的 Fe 2+含量（以FeO的形式表示）。
[0049] 根據(jù)本發(fā)明的特別有利的第一主實施例，該組成包含的鉻含量使得，相對于所述 玻璃的總重量以重量百分比表示:Cr2〇 3< (_17*C〇)+0.0535;C〇是以相對于所述玻璃的總重 量的重量百分比表示的鈷含量。此鉻和鈷的含量范圍使得有可能保證在IR區(qū)域中的高透射 率，獲得了大于80%的透光率，而不顯著影響玻璃板的著色(顏色中性至非常輕微地著色）。
[0050] 根據(jù)本發(fā)明的此第一主實施例，該組成優(yōu)選地包含以下鈷含量，使得：（Cr2〇3/25) (Cr 2〇3/5)，這在顯然地保持在IR區(qū)域中的高透射率和大于80%的透光率的同時，具 有使該玻璃板的外觀更接近"中性"顏色觀點的作用。還更優(yōu)選地，該組成包含以下鈷含量， 使得：（Cr2〇3/20) < Co < (Cr2〇3/10)，這具有更加使該玻璃板的外觀更接近"中性"顏色觀點 的作用。
[0051 ]可替代地但還根據(jù)本發(fā)明的特別有利的第一主實施例，該組成優(yōu)選地包含以下鉻 含量，使得:Cr2〇3 < (_17*C〇)+0.0290。此鉻和鈷的含量范圍使得有可能保證在IR區(qū)域中的 高透射率，獲得了大于85%的透光率，而不顯著影響玻璃板的著色(顏色中性至非常輕微地 著色）。優(yōu)選地，該組成額外包含以下鈷含量，使得：（Cr 2〇3/25H Co < (Cr2〇3/5)，這在顯然 地保持在IR區(qū)域中的高透射率和大于85 %的透光率的同時，具有使該玻璃板的外觀更接近 "中性"顏色觀點的作用。還更優(yōu)選地，該組成包含以下鈷含量，使得：（Cr 2〇3/20) < Co < (Cr2〇3/10)，這具有更加使該玻璃板的外觀更接近"中性"顏色觀點的作用。
[0052]在本說明書中的透光率是以2°的觀察立體角對于4mm的厚度(LTD4)使用光源D考 慮的。
[0053] 還根據(jù)本發(fā)明的第一主實施例，該組成可以顯示出以下鉻/總鐵比率，使得:0.05 <Cr20 3/Fe203 <l。根據(jù)此第一實施例并且優(yōu)選地，該組成可以顯示出以下鉻/總鐵比率，使 得0.1〈&2〇 3/^2〇3<1。此范圍的鉻/總鐵比率使得有可能進一步改進在11?區(qū)域中的透射 率。非常優(yōu)選地，該組成可以顯示出以下鉻/總鐵比率，使得〇 . 15 < Cr2〇3/Fe2〇3 < 1?？商娲?地，該組成可以顯示出以下鉻/總鐵比率，使得0.1 < Cr2〇3/Fe2〇3 < 0.5。
[0054] 根據(jù)本發(fā)明的第一主實施例的玻璃板可以有利地用在任何以下裝置中，該裝置要 求尺寸上或多或少的大的面板并且使用要求（i)非常好的穿過所述面板(無論穿過主面或 從它們的剪切邊緣開始)的紅外線輻射透射率和(i i)非常好的在可見區(qū)中的透射率以及還 有"中性"著色的技術(shù)。
[0055] 例如，根據(jù)此第一主實施例的玻璃板可以有利地用于使用在玻璃的剪切邊緣中傳 播的IR輻射的任何技術(shù)中。具體地，根據(jù)此第一主實施例的板可以是在用于檢測在所述板 的表面上的一個或多個物體(例如，手指或觸控筆）的位置的"平面散射檢測"（PSD)或還有 "受抑全內(nèi)反射"（FTIR)光學技術(shù)中在價值上可增強的。
[0056] 鑒于其在可見區(qū)中的良好的透射率以及其高度中性至稍微有色的著色，根據(jù)此第 一主實施例的玻璃板可以有利地用作觸摸屏或觸摸面板或觸摸板，尤其裝配在顯示表面之 上。因此，本發(fā)明還涉及包含至少一個限定觸摸表面的根據(jù)本發(fā)明的此第一主實施例的玻 璃板的一種觸摸屏或觸摸面板或觸摸板。在這種情況下并且優(yōu)選地，該觸摸屏或觸摸面板 或觸摸板有利地使用FTIR或PSD光學技術(shù)。具體地，在這種情況下，該玻璃板有利地裝配在 顯示表面之上。
[0057] 根據(jù)本發(fā)明的特別有利的第二主實施例，該組成包含的鉻含量使得，相對于所述 玻璃的總重量以重量百分比表示:Cr2〇 3>(-17*Co)+0.0535 ;Co是以相對于所述玻璃的總重 量的重量百分比表示的鈷含量。此鉻和鈷含量范圍使得有可能獲得或多或少強烈至不透明 著色的玻璃板，該玻璃板在保持高紅外線輻射透射率的同時，具有在可見區(qū)中的很少或沒 有透射率。
[0058]根據(jù)本發(fā)明的此第二主實施例，該組成優(yōu)選地包含以下鉻含量，使得:Cr203 < 1.5-Co。還更優(yōu)選地，該組成包含以下鉻含量，使得:Cr2〇3 < 1 -Co。還更優(yōu)選地，該組成包含以下 鈷含量，使得:Co< 0.3%。這些鉻和鈷的含量范圍使得有可能控制該玻璃板的生產(chǎn)成本(通 過優(yōu)化預期效果所面臨的鉻和鈷的貢獻），同時還有可能獲得或多或少強烈顏色直到不透 明的整體面板。
[0059]還根據(jù)本發(fā)明的第二主實施例，該玻璃板優(yōu)選地具有小于85%的透光率LTD4。更 優(yōu)選地，該玻璃板具有小于80 %、甚至還更好地小于70%或甚至小于50%的透光率LTD4。還 更優(yōu)選地，對于要求不透明或?qū)嵸|(zhì)上不透明的某些應(yīng)用，該玻璃板具有小于10%的透光率 LTD4。
[0060] 根據(jù)本發(fā)明的第二主實施例的玻璃板可以有利地用在任何以下裝置中，該裝置要 求尺寸上或多或少的大的面板并且要求（i)非常好的穿過所述面板（穿過主面或者從它們 的剪切邊緣開始)的紅外線輻射透射率和(ii)在可見區(qū)中的特定顏色或(實質(zhì)上)不透明。
[0061] 例如，根據(jù)第二主實施例的玻璃板可以有利地用于使用在玻璃的剪切邊緣傳播的 IR輻射的任何技術(shù)中。具體地，它可以是在用于檢測在所述板的表面上的一個或多個物體 (例如，手指或觸控筆）的位置的"平面散射檢測"（PSD)或"受抑全內(nèi)反射"（FTIR)光學技術(shù) 中在價值上可增強的，所述板鑒于其或多或少強烈至不透明的顏色，能夠部分或完全隱藏 在其后面/下方發(fā)現(xiàn)的物體/部件。
[0062] 還作為實例，根據(jù)本發(fā)明的第二主實施例的玻璃板還可以在價值上得以增強：
[0063] (1)作為放置在輻射加熱前面/周圍的裝飾面板，隱藏(部分地或完全地)該加熱的 無吸引力側(cè)但允許IR輻射穿過并因此使得有可能實現(xiàn)從所述加熱的良好輸出；
[0064] (2)作為建筑或裝飾用的拱肩玻璃；
[0065] (3)作為便攜式計算機上的定點裝置(通常被稱為"觸摸板"），有時使用需要紅外 線輻射的技術(shù)。在這種情況下，該玻璃板優(yōu)選在顏色上是非常深的，的確甚至不透明的，并 且因此隱藏位于其下的電子元件；
[0066] (4)作為設(shè)備并且特別是旨在包括遠程可控的電氣/電子器具的設(shè)備的前面元件， 從視野中隱藏此類器具的無吸引力側(cè)，但允許通過遙控裝置發(fā)射的信號傳遞。這是因為大 多數(shù)的國內(nèi)電氣/電子器具（電視機、高保真音響、DVD播放器、游戲機等)是使用發(fā)射在近紅 外區(qū)中的信號的殼體遠程可控制的。然而，這種遠程控制系統(tǒng)具體地呈現(xiàn)出兩個缺點：（i) 該信號通常被在可見區(qū)中的二次輻射(太陽，燈光)的存在干擾，這使其較不敏感，和（ii)它 要求這些器具通過遙控裝置的IR信號是可及的并且因此這些器具不能被隱藏在一件設(shè)備 內(nèi)，即使出于美學理由在這個方向需求仍然發(fā)生。
[0067]根據(jù)本發(fā)明，無論對于上述第一或第二主實施例，該玻璃板具有高IR輻射透射率。 更確切地說，本發(fā)明的玻璃板具有在近紅外區(qū)內(nèi)的高輻射透射率。
[0068]為了量化該玻璃在紅外區(qū)中的優(yōu)良的透射率，在本說明書中，將使用在1050、950 和850nm波長處的吸收系數(shù)，其因此必須盡可能低以便獲得優(yōu)良的透射率。吸收系數(shù)是由在 給定的介質(zhì)中的吸收度與電磁輻射行進的光程長度的比率定義的。它以nf 1表示。因此它獨 立于該材料的厚度但是它是所吸收的輻射的波長以及該材料的化學性質(zhì)的函數(shù)。
[0069]在玻璃的情況下，在選定波長A處的吸收系數(shù)(y)可以從透射率(T)的測量值以及 該材料的折射率n計算，n、P和T的值是選定波長A的函數(shù)：
[0071] 其中
[0072] 根據(jù)本發(fā)明的第一主實施例，該玻璃板具有低于現(xiàn)有技術(shù)的"透明"玻璃或甚至現(xiàn) 有技術(shù)的"超透明"玻璃的吸收系數(shù)的在1050、950和850nm的波長下的吸收系數(shù)。
[0073]有利地，根據(jù)本發(fā)明的第一主實施例的玻璃板具有在1050nm的波長下小于5HT1的 吸收系數(shù)。優(yōu)選地，它具有在1050nm的波長下小于或等于2HT1的吸收系數(shù)。非常優(yōu)選地，它具 有在1050nm的波長下小于或等于Inf 1的吸收系數(shù)。
[0074]再次有利地，根據(jù)本發(fā)明的第一主實施例的玻璃板具有在950nm的波長下小于5HT1 的吸收系數(shù)。優(yōu)選地，它具有在950nm的波長下小于或等于2HT1的吸收系數(shù)。非常優(yōu)選地，它 具有在950nm的波長下小于或等于Inf 1的吸收系數(shù)。
[0075]再次有利地，根據(jù)本發(fā)明的第一主實施例的玻璃板具有在850nm的波長下小于5HT1 的吸收系數(shù)。優(yōu)選地，它具有在850nm的波長下小于或等于2HT1的吸收系數(shù)。非常優(yōu)選地，它 具有在850nm的波長下小于或等于Inf1的吸收系數(shù)。
[0076] 根據(jù)本發(fā)明的第二主實施例，該玻璃板具有顯著低于具有相等的顏色和/或光透 射率的現(xiàn)有技術(shù)的玻璃的吸收系數(shù)的在1050、950和850nm的波長下的吸收系數(shù)。
[0077] 該玻璃板的組成可以包含除了特別地存在于這些起始材料中的雜質(zhì)之外，低比例 的添加劑(如幫助該玻璃熔融或精煉的試劑)或起源自組成融熔爐的耐火材料分解的組分。
[0078] 根據(jù)本發(fā)明的玻璃板可以有利地是化學或熱回火的。
[0079] 根據(jù)本發(fā)明的玻璃板還可以有利地涂覆有至少一個透明且導電的薄層。根據(jù)本發(fā) 明的透明且導電的薄層例如可以是基于311〇2:?、511〇2:313或11'0(銦錫氧化物）、211〇:41或還有 ZnO:Ga 的層。
[0080] 該玻璃板還可以涂覆有至少一個減反射層。在使用本發(fā)明的玻璃板作為屏的前面 的情況下，這是特別有利的。根據(jù)本發(fā)明的減反射層例如可以是基于具有低折射率的多孔 硅的層或者它可以由若干層(堆疊體)組成，特別是具有低和高折射率的介電材料交替層并 且終止于具有低折射率的層的層堆疊體。
[0081] 根據(jù)本發(fā)明的玻璃板還可以有利地涂覆有至少一個抗指紋層。在使用本發(fā)明的玻 璃板作為觸摸表面的情況下，這是有利的。此類層可以與沉積在相反面上的透明且導電的 薄層組合。此類層可以與沉積在相同面上的減反射層組合，該抗指紋層是在該堆疊體的外 面并且因此覆蓋該減反射層。
[0082]根據(jù)本發(fā)明的玻璃板還可以在其主面的至少一個上進行處理，例如通過用酸或堿 進行磨砂，從而產(chǎn)生抗指紋特性或還有減反射或抗閃爍特性。在使用本發(fā)明的玻璃板作為 觸摸或非觸摸屏的前面的情況下，這也是特別有利的。
[0083]此外，本發(fā)明還涉及包含至少一個限定觸摸表面的根據(jù)本發(fā)明的玻璃板的一種觸 摸屏或觸摸面板或觸摸板。根據(jù)這個實施例，該觸摸屏或觸摸面板或觸摸板有利地使用 FTIR或PSD光學技術(shù)。具體地，對于屏，該玻璃板有利地裝配在顯示表面之上。
[0084] 根據(jù)所希望的應(yīng)用和/或特性，可以在根據(jù)本發(fā)明的玻璃板的一個和/或另一個面 上沉積/進行其他層/其他處理。
[0085] 最后，本發(fā)明還涉及根據(jù)本發(fā)明的玻璃板在使用基本上在所述板內(nèi)傳播的紅外線 輻射的裝置中的用途。根據(jù)本發(fā)明的玻璃板的兩個主實施例以及還有所有它們的具體實施 例也適用于作為使用的實施例的根據(jù)本發(fā)明的用途。
[0086] 術(shù)語"基本上在該板內(nèi)傳播的輻射"應(yīng)理解為意指在該板的兩個主面之間在該玻 璃板的主體內(nèi)行進的輻射。
[0087] 有利地，根據(jù)本發(fā)明的用途的特定實施例，該紅外線輻射的傳播通過全內(nèi)反射發(fā) 生。根據(jù)這個實施例，該紅外線輻射可以從所述板的一個或多個邊緣開始注入該玻璃板內(nèi)。 術(shù)語"該板的邊緣"應(yīng)理解為是由該板的厚度限定的并且基本上垂直于該板的兩個主面的 四個表面中的每一個。還根據(jù)這個實施例，可替代地，該紅外線輻射能夠以一定角度從一個 或兩個主面開始注入該玻璃板內(nèi)。
[0088] 特別有利地根據(jù)本發(fā)明的用途，該組成是根據(jù)本發(fā)明的玻璃板的第一主實施例。
[0089] 以下實例說明本發(fā)明，而無意以任何方式限制其覆蓋范圍。
[0090] 實翅
[0091] 以3組的形式制備了根據(jù)本發(fā)明的各種樣品，具有可變的鐵、鉻和鈷量。
[0092]對于根據(jù)本發(fā)明的樣品的制備，將起始材料以粉末形式混合并放置在坩堝中用于 熔化，根據(jù)下表中指定的相同基礎(chǔ)組成，并且根據(jù)在最終組成中的目標含量向其中加入含 有可變量的鈷、鉻和鐵的起始材料(應(yīng)當指出的是鐵至少部分地已經(jīng)作為雜質(zhì)存在于該基 礎(chǔ)組成的起始材料中）。
[0094]根據(jù)本發(fā)明的每個玻璃樣品（呈板的形式)的光學特性在配備有150_直徑的積分 球的Perkin Elmer Lambda 950分光光度計上測定，并且具體地：
[0095]-進行透射率測量(從290至1750nm波長）。從這些透射率測量開始計算在850、950 和1050nm波長處的吸收系數(shù)(y);
[0096]-還以2°的觀察立體角(光源D65)測定透光率LTD4;
[0097] -CIE L*a*b*參數(shù)是在透射中使用以下測量參數(shù)測定的：光源D65，10°、厚度4mm。
[0098] 對于對比樣品也測定了相同的光學特性。
[0099] 第1組
[0100] 樣品1對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的玻璃板組成。樣品2和3 (對比)對應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)的玻璃， 無鉻或鈷加入(樣品2:具有低鐵含量的"超透明"玻璃，和樣品3:"透明"玻璃）。
[0101 ]對于樣品1-3測量的光學特性以及還有它們各自的鐵、鉻和鈷量呈現(xiàn)在表1中。
[0102] 根據(jù)本發(fā)明的樣品1和根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的樣品2和3("超透明"玻璃和"透明"玻璃）的 在波長290與1750nm之間（因此包括可見區(qū)和近紅外區(qū)）的同一個玻璃厚度的透射率曲線在 圖1(a)中表示。圖1(a)的放大圖，具有相同的透射率曲線但是在波長400和1250nm之間，在 圖1(b)中表不。
[0103] 表1
[0105] 得到的結(jié)果(參見圖1和表1)表明與低鐵含量組合加入在根據(jù)本發(fā)明（第一主實施 例）的含量范圍內(nèi)的鉻和鈷使得有可能得到在可見區(qū)高度透明的玻璃板，該玻璃板具有與 現(xiàn)有技術(shù)的透明玻璃高度可比較的"中性"顏色，同時顯著增加了與"透明"并且甚至"超透 明"玻璃相比其在850、950和1050nm波長處的輻射透射率(從而同時降低了相應(yīng)的吸收系 數(shù))。
[0106] 應(yīng)當指出，在本發(fā)明的樣品1的玻璃與對比樣品2(超透明玻璃)之間的吸收系數(shù)y 值差對于使用紅外線輻射在玻璃的剪切邊緣中傳播的應(yīng)用是真正顯著的，其中IR輻射的光 程長度然后長得多（相比于如果它通過穿過主面的厚度）。在這種情況下，IR輻射被玻璃吸 收的減少（即使小的）顯著改變所使用的技術(shù)的有效性，例如改變使用如FTIR或PSD技術(shù)的 觸摸面板的靈敏度，該靈敏度然后可能在面板的長度/寬度上顯著降低。
[0107] 第2組
[0108] 樣品4對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的玻璃板組成，藍色。樣品5(對比）對應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)的玻 璃，也是藍色，與樣品4在外觀上非常相似。
[0109] 對于樣品4和5測量的光學特性以及還有它們各自的鐵、鉻和鈷量呈現(xiàn)在下表1I 中。
[0110]根據(jù)本發(fā)明的樣品4和根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的樣品5(藍色玻璃)的在波長250與1750nm之 間（因此包括可見區(qū)和近紅外區(qū)）的同一個玻璃厚度的透射率曲線在圖2中表示。
[0111]表1I
[0113] 得到的結(jié)果(參見圖2和表1I)表明與低鐵含量組合加入在根據(jù)本發(fā)明（第二主實 施例）的含量范圍內(nèi)的鉻和鈷使得有可能得到與現(xiàn)有技術(shù)的藍色玻璃高度可比較的有色 (藍色)玻璃板，同時更加顯著增加其在紅外區(qū)域中的透射率，特別是在850、950和1050nm波 長處(從而同時降低了相應(yīng)的吸收系數(shù)）。此外，根據(jù)本發(fā)明的實例4,有色玻璃板，展現(xiàn)出甚 至低于或等于現(xiàn)有技術(shù)的超透明玻璃(參見實例2)的在IR區(qū)域中的吸收系數(shù)。
[0114] 第3組
[0115] 樣品6和7對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的玻璃板的組成，其顏色非常深，實質(zhì)上樣品6不透明 并且樣品7不透明。樣品8(對比）對應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)的玻璃，顏色非常深，與樣品6在外觀上非 常相似。
[0116] 對于樣品6-8測量的光學特性以及還有它們各自的鐵、鉻和鈷量呈現(xiàn)在下表1II 中。
[0117] 根據(jù)本發(fā)明的樣品6和7和根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的樣品8的在波長250與1750nm之間（因此 包括可見區(qū)和近紅外區(qū)）的同一個玻璃厚度的透射率曲線在圖3中表示。
[0118] 表1II
[0120]得到的結(jié)果(參見圖3和表1II)表明與低鐵含量組合加入在根據(jù)本發(fā)明（第二主實 施例）的含量范圍內(nèi)的鉻和鈷使得有可能得到顏色極深(實質(zhì)上不透明）（LTD4 = 3%)且與 現(xiàn)有技術(shù)的相似外觀的玻璃、或完全不透明的玻璃板(LTD4 = 0%)高度可比較的玻璃板，同 時相對于現(xiàn)有技術(shù)的玻璃，更加顯著增加在紅外區(qū)域中的透射率，特別是在850、950和 1050nm波長處(從而同時降低了相應(yīng)的吸收系數(shù)）。
【主權(quán)項】
1. 一種具有以下組成的玻璃板，所述組成包含以下各項，其含量以按玻璃的總重量計 的百分比表示：其特征在于，所述組成包含，相對于所述玻璃的總重量按重量計，范圍從0.0015%至 1 %的鉻含量(以Cr2〇3的形式表示)和范圍從0.0001 %至1 %的鈷含量(以Co的形式表示）。2. 如權(quán)利要求1所述的玻璃板，其特征在于，所述組成包含的鉻含量使得，相對于所述 玻璃的總重量以重量百分比表示:Cr2〇 3< (_17*C〇)+0.0535;C〇是以相對于所述玻璃的總重 量的重量百分比表示的鈷含量。3. 如權(quán)利要求2所述的玻璃板，其特征在于，所述組成包含以下鉻含量，使得:Cr2〇3 <(-17*Co)+0.0290〇4. 如權(quán)利要求2或3所述的玻璃板，其特征在于，所述組成包含以下鈷含量，使得： (Cr2〇3/25H Co < (Cr2〇3/5)。5. 如權(quán)利要求2或3所述的玻璃板，其特征在于，所述組成包含以下鈷含量，使得： (Cr2〇3/20) < Co < (Cr2〇3/10) 〇6. 如權(quán)利要求1所述的玻璃板，其特征在于，所述組成包含的鉻含量使得，相對于所述 玻璃的總重量以重量百分比表示:Cr2〇 3>(-17*Co)+0.0535 ;Co是以相對于所述玻璃的總重 量的重量百分比表示的鈷含量。7. 如前一項權(quán)利要求所述的玻璃板，其特征在于，所述組成包含以下鉻含量，使得： Cr2〇3 < 1.5-Coo8. 如前一項權(quán)利要求所述的玻璃板，其特征在于，所述組成包含以下鉻含量，使得： Cr2〇3< l-Co〇9. 如以上權(quán)利要求之一所述的玻璃板，其特征在于，所述組成包含范圍從0.002%至 0.02%的總鐵含量（以？62〇3的形式表不）。10. 如以上權(quán)利要求之一所述的玻璃板，其特征在于，所述玻璃板具有在1050nm的波長 下小于5ΠΓ1的吸收系數(shù)。11. 一種觸摸屏或觸摸面板或觸摸板，包含至少一個限定觸摸表面的如權(quán)利要求1至10 之一所述的玻璃板。12. 如前一項權(quán)利要求所述的屏或面板或板，使用FTIR或PSD光學技術(shù)。13. 如權(quán)利要求1至10之一所述的玻璃板在使用基本上在所述板內(nèi)傳播的紅外線輻射 的裝置中的用途。14. 如前一項權(quán)利要求所述的用途，其特征在于，所述紅外線輻射的傳播通過全內(nèi)反射 發(fā)生。15. 如權(quán)利要求13和14之一所述的用途，其特征在于，所述玻璃板是如權(quán)利要求2至5之 一所述的。
【文檔編號】C03C3/087GK105829255SQ201480068763
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年12月9日
【發(fā)明人】A·多吉蒙特, T·蘭布里特
【申請人】旭硝子歐洲玻璃公司, 旭硝子株式會社