JP2017503675A - 積層ガラス品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

少なくとも第１の層、第１の層に直接接触する第２の層、及び第１の層と第２の層との間に光学特性差を有する積層ガラス品。光学特性差が、（ａ）２００ｎｍ〜２５００ｎｍの波長範囲における、第１及び第２の層の透過プロファイル間の透過プロファイル差、（ｂ）偏光差であって、前記第２の層が、２００ｎｍ〜２５００ｎｍの波長範囲の電磁照射に対し偏光する偏光差、又は（ｃ）第１及び第２の層の屈折率間の少なくとも０．００５の屈折率差であって、一方の層が、基本ガラス組成を含み、他方の層が、基本ガラス組成及び屈折率差を生じさせるのに十分な量のドーパントを含む屈折率差の少なくとも１つを含んでいる。

Description

関連技術の相互参照

本出願は、２０１３年１１月１３日出願の米国仮特許出願第６１／９０３，６１１号の米国特許法第１１９条に基づく優先権を主張するものであって、その内容に依拠し、参照により全内容が本明細書に援用されるものである。

本開示は積層ガラス品及びその製造方法に関するものである。特定の実施の形態において、本開示は、清浄無垢な主表面を有し、異なる層において異なる光学特性を有する積層ガラス品、及びそれを製造するためのフュージョンダウンドロー法に関連している。本明細書に記載の方法は、例えば、各種表示途用の積層ガラス板の製造に有用である。

１つの実施の形態において、積層ガラス品が、少なくとも第１の層、第１の層に直接接触する第２の層、及び第１の層と第２の層との間に光学特性差を有している。光学特性差は、（ａ）２００ｎｍ〜２５００ｎｍの波長範囲における、第１及び第２の層の透過プロファイル間の透過プロファイル差、（ｂ）偏光差であって、第２の層が、２００ｎｍ〜２５００ｎｍの波長範囲の電磁照射に対し、偏光する偏光差、又は（ｃ）第１及び第２の屈折率間の少なくとも０．００５の屈折率差であって、一方の層が、基本ガラス組成を含み、他方の層が、基本ガラス組成及び屈折率差を生じさせるのに十分な量のドーパントを含む屈折率差の少なくとも１つを含んでいる。

別の実施の形態において、光学装置が積層ガラス品を有している。積層ガラス品の少なくとも１つの主外面上に、複数の半導体装置が配置されている。

別の実施の形態において、積層ガラス品を製造する方法が、ダウンドロー法を含んでいる。

別の実施の形態において、オーバーフロー分配器装置が、分配器部分及び成形部分を有している。分配器部分は、仕切り壁によって、第１の溝槽部分と、第２の溝槽部分とに分割された溝槽を備えている。第１の溝槽部分及び第２の溝槽部分の各々が、それぞれ分配器部分の第１の側壁、及び分配器部分の第１の側壁に対向する、第２の側壁の一方に隣接する上端部を有している。成形部分が、分配器部分の第１の壁に隣接する第１の側壁、及び成形部分の第１の側壁に対向し、かつ分配器部分の第２の側壁に隣接する第２の側壁を有している。成形部分の第１及び第２の壁が、牽引線において合流している。

更なる特徴及び効果は、以下の詳細な説明に述べてあり、当業者にとって、一部はその説明から容易に明らかであり、本明細書、特許請求の範囲、及び添付図面に示された、実施の形態を実施することによって認識できるであろう。

前述の概要説明及び以下の詳細な説明は単なる例示に過ぎず、特許請求の範囲の性質及び特徴を理解するための概要及び枠組みを提供することを意図したものである。添付図面は各種実施の形態の理解を深めるために添付したものであり、本明細書に組み込まれ、その一部を構成するものである。図面は１つ以上の実施の形態を図示するものであって、その説明と併せ様々な実施の形態の原理及び作用の説明に役立つものである。

基板層及び導光／光拡散層を有する、積層ガラス品の１つの例示的な実施の形態の断面図。 基板層及び直線偏光層を有する、積層ガラス品の１つの例示的な実施の形態の斜視図。 光学フィルタとして構成された、積層ガラス品の１つの例示的な実施の形態の斜視図。 図３Ａに示す積層ガラス品の第１の層を通過する光の透過率を、波長の関数として示すグラフ。 図３Ａに示す積層ガラス品の第２の層を通過する光の透過率を、波長の関数として示すグラフ。 図３Ａに示す積層ガラス品を通過する光の透過率を、波長の関数として示すグラフ。 積層ガラス品の製造に用いることができる、オーバーフロー分配器の１つの例示的な実施の形態の縦断面図。 積層ガラス品の製造に用いることができる、オーバーフロー分配器の別の例示的な実施の形態の縦断面図。 オーバーフロー分配器の、１つの例示的な実施の形態の立体図。 オーバーフロー分配器の溝槽の、１つの例示的な実施の形態の立体図。 図６Ａに示す溝槽上面図。 ガラスの２つ流れの融合領域の、１つの例示的な実施の形態の拡大図であって、２つの流れの速度ベクトルを示す図。 ガラスの２つの流れの融合領域の、別の例示的な実施の形態の拡大図であって、２つの流れの速度ベクトルを示す図。

以下、添付図面に図示する例示的な実施の形態について、詳細に説明する。図面全体を通し、可能な限り、同一又は同様の部品には、同じ参照番号を用いている。図面における構成部品は必ずしも一定の縮尺ではなく、寧ろ、例示的な実施の形態の原理を示すことに重点を置いている。

図１は、基板（例えば、アクティブマトリクス液晶ディスプレイ（ＡＭＬＣＤ）基板）及び導光／光拡散器として構成された、積層ガラス品又はガラス複合体１００の１つの例示的な実施の形態を示す図である。積層ガラス品１００は、基板層（Ａ層）１０２及び導光／光拡散層（Ｂ層）１０４を有している。このように、積層ガラス品１００は、二重の機能（例えば、基板層１０２が提供する第１の機能及び導光／光拡散層１０４が提供する第２の機能）を発揮することができる。基板層１０２は屈折率ｎ_１を有し、導光／光拡散層１０４は屈折率ｎ_２を有し、屈折率ｎ_２は屈折率ｎ_１と異なることができる。一部の実施の形態において、屈折率ｎ_１は、少なくとも約０．００５、少なくとも約０．０１、少なくとも約０．０２、少なくとも約０．０５、少なくとも約０．１、少なくとも約０．２、少なくとも約０．３、又は少なくとも約０．４屈折率ｎ_２と異なっている。一部の実施の形態において、屈折率ｎ_１は屈折率ｎ_２より大きい。他の実施の形態において、屈折率ｎ_１は屈折率ｎ_２より小さい。

光源１０６によって、導光／光拡散層１０４に光を導入することができる。一部の実施の形態において、積層ガラス品１００の端部に、光源１０６が配置されている。このように、光源１０６によって、導光／光拡散層１０４にエッジ照明がもたらされる。導光／光拡散層１０４の端部（例えば、光源１０６の反対側）に、鏡面１０８が配置されている。鏡面によって、導光／光拡散層１０４内に光を反射させることができる。一部の実施の形態において、積層ガラス品の２つの端部（例えば、対向する端部）に、２つの光源が配置されている。他の実施の形態において、積層ガラス品の任意の数の端部に、任意の数の光源を配置することができる。多数の光源を用いることによって、より均一な照明を提供することができる。一部の実施の形態において、光の入射角及びｎ_１とｎ_２とのミスマッチにより、フレネルの法則によって定義される内部全反射（ＴＩＲ）の原理が満足される。

ＴＩＲを満足する条件を備えることにより、積層ガラス品１００の実質的に全表面に亘り、均一な光の拡散作用をもたらすことができる。一部の実施の形態において、マイクロコルゲーション又は内部に生成されたブラッグ格子によって、このような均一な光の拡散がもたらされる。例えば、そのような実施の形態の一部において、Ｂ層がマイクロコルゲーション又はブラッグ格子等の拡散機能を含んでいる。そのような格子は、例えば、精密ＵＶガラス硬化により、又はレーザー刻印技術を用いて（例えば、単一光子、二光子、または多光子吸収法を用いて）生成することができる。一部の実施の形態において、散乱中心をＢ層に分布させることにより、均一な光の拡散が達成される。例えば、そのような実施の形態の一部において、散乱中心は、導波層の屈折率と異なる屈折率（例えば、導波層のバルクガラス組成等の屈折率と異なる屈折率）を有する介在物（例えば、ガラス粒子）、気泡、又は（例えば、レーザー刻印等によって形成された）散乱造作である。一部の実施の形態において、Ｂ層（例えば、導波層）が、Ｂ層内の導波光の波長より小さい寸法の介在物を有している。そのような介在物によって、Ｂ層から光を効果的に拡散させるのを促進することができる。介在物は、例えば、約３ｎｍ〜約１μｍの範囲の寸法を有することができる。

図２は基板（例えば、ＡＭＬＣＤ基板）及び直線偏光子として構成された、積層ガラス品２００の１つの例示的な実施の形態を示す図である。積層ガラス品２００は、基板層（Ａ層）２０２及び直線偏光層（Ｂ層）２０４を有している。直線偏光層２０４は、例えば、参照により、全内容が本明細書に援用されるものとする、米国特許第４，４８６，２１３号明細書に記載の、ガラス板を直線偏光子に延伸する方法を含む、任意の適切な方法を使用して形成することができる。偏光層２０４を通過するとき、非偏光２０６が偏光され、偏光２０８が、積層ガラス品２００によって送信される。一部の実施の形態において、基板層２０２は非偏光層である。

図３Ａは光学フィルタとして構成された、積層ガラス品３００の１つの例示的な実施の形態を示す図である。積層ガラス品３００は、第１の層（Ａ層）３０２及び第２の層（Ｂ層）３０４を有している。一部の実施の形態において、第１の層３０２は、規定波長範囲内の光を通過させる一方、規定波長範囲外の光の通過を阻止する。例えば、図３Ｂは、第１の層３０２を通過する光の透過率を波長の関数として示す図である。図３Ｂに示すように、第１の層３０２は、紫外（ＵＶ）域の上端から赤外（ＩＲ）域に延びる、第１の規定波長範囲内の光を通過させる一方、第１の規定波長範囲より高い光及び低い光の通過を阻止する。このように、第１の層３０２は、帯域通過フィルタ層として構成されている。第２の層３０４は、規定波長範囲内の光の通過を阻止する一方、規定波長範囲外の光を通過させる。例えば、図３Ｃは、第２の層３０４を通過する光の透過率を波長の関数として示す図である。図３Ｃに示すように、第２の層３０４は、可視域の中央から近赤外（ＮＩＲ）域の下端に延びる、第２の規定波長範囲内の光の通過を阻止する一方、第２の規定波長範囲より高い光及び低い光を通過させる。このように、第２の層３０４はノッチフィルタ層として構成されている。図３Ｄは、積層ガラス品３００を通過する光の透過率を波長の関数として示す図であって、これは第１の層３０２及び第２の層３０４の各々を通過する光の透過率の畳み込みである。

他の実施の形態において、第１及び第２の層の各々を、独立して、ノッチフィルタ若しくは帯域通過フィルタとして、又は概して波長に関係なく、光を通過させるように構成することができる。第１及び第２の層の各々の透過プロファイルを選択して、所望の透過プロファイルを有する積層ガラス品を製造することができる。

一部の実施の形態において、積層ガラス品は、異なる透過プロファイルを有する層を備えている。例えば、一部の実施の形態において、積層ガラス品は、約２００ｎｍ〜約２５００ｎｍの波長範囲において、異なる透過プロファイルを有する第１の層（Ａ層）及び第２の層（Ｂ層）を備えている。一部の実施の形態において、積層ガラス品は、約２００ｎｍ〜約２５００ｎｍの範囲の、特定の電磁波の照射に対し、偏光する最外層（例えば、第１の層、第２の層、又はその他の層）を備えている。

一部の実施の形態において、光学装置が積層ガラス品を有している。積層ガラス品の主外面の少なくとも１つに、複数の半導体装置が配置されている。そのような実施の形態の一部において、複数の半導体装置の少なくとも一部が、積層ガラス品を４００℃、４５０℃、５００℃、５５０℃、又は６００℃を超える温度に晒すステップを用いて形成される。これ等、又は別のそのような実施の形態において、２つの隣接する層（例えば、Ａ層及びＢ層）の界面が、１つの層中を伝搬した光が、界面で多数の方向に反射されるように凹凸を成している。これに加えて又はこれに代えて、一部の実施の形態において、機能層（例えば、Ｂ層）が、外面に配置された反射層を備えた外部層である。このように、外部機能層の外面が反射面を備えている。積層ガラス品の少なくとも１つの機能層の端部に、照明源を接続して、機能層を通して光を伝搬させることができる。機能層中を伝搬する光が、外面と外面が露出する、空気等の外部媒体との界面で反射したとき、少なくともその一部を全内部反射させることができる。一部の実施の形態において、光学装置は、ＬＣＤディスプレイ、フレキシブルディスプレイ、曲面ディスプレイ、光起電装置、光学フィルタ（例えば、安全ガラスレンズ）、又はその他の適切な光学装置である。一部の実施の形態において、動作中、光学装置が、少なくとも３００℃、少なくとも４００℃、少なくとも５００℃、少なくとも６００℃、又は少なくとも７００℃の高温に晒される。

図４Ａ及び４Ｂは、本明細書に記載の積層ガラス品又はガラス複合体の製造に用いることができる、オーバーフロー分配器又は融合パイプの、２つの異なる例示的な実施の形態の縦断面図である。各々のオーバーフロー分配器４００は、仕切り壁４０６によって第１の溝槽部分４０２と第２の溝槽部分４０４とに分割された溝槽を備えている。溶融ガラス組成Ａが、粘性状態で、第１の溝槽部分４０２に導入される。溶融ガラス組成Ｂが、粘性状態で、第２の溝槽部分４０４に導入される。ガラス組成は、第１及び第２の溝槽部分４０２及び４０４の、それぞれの上端部４０８及び４１０又は縁部上を流れ、オーバーフロー分配器の対向する側壁を下降し、オーバーフロー分配器４００の成形部材の合流側壁４１２及び４１４に至る。合流側壁４１２及び４１４の一方又は両方が、垂直面に対し、角度βの角度を成し、成形部材が、例えば、楔形の断面を有している。合流側壁４１２及び４１４は、牽引線４１６において合流する。流動するガラス組成Ａ及びＢが、牽引線４１６の近傍で合流し、互いに融合して積層ガラスリボンが成形される。本明細書に記載のオーバーフロー分配器を用いて、積層ガラスリボンを成形する方法は、ダウンドロー又はフュージョンドロー法である。融合したＡ層とＢ層は、互いに直接隣接及び／又は直接接触する。このように、複合体のＡ層とＢ層との間には、結合剤（例えば、接着剤、塗工層、フリット、又は層を互いに接着するために付加又は構成されたその他任意の材料）が全く配されていない。

一部の実施の形態において、延伸工程の前、最中、及び／又は後、ガラス複合体の１つの層は、どの案内機構又は延伸機構（例えば、ローラ）にも基本的に接触しない。これに加えて又はこれに代えて、延伸工程の間、１つの層のガラスが、隣接層の表面を部分的にのみ覆い、隣接層の表面の一部が、その１つの層に覆われない状態になっている。一部の実施の形態において、オーバーフロー分配器の形状が、異なるガラス組成の特性、及び／又はＢ層の厚さに対するＡ層の厚さの所望の厚さ比、ｈ_Ａ／ｈ_Ｂに依存している。例えば、そのような実施の形態の一部において、第２の溝槽部分４０４の容積Ｖ_Ｂに対する、第１の溝槽部分４０４の容積Ｖ_Ａの比が、所望の厚さの比ｈ_Ａ／ｈ_Ｂに依存している。

図４Ａは、角度β_２＝０、従って、流れＢ_ＶＢが最大流速になる、１つの例示的な実施の形態を示す図である。一部の実施の形態において、流れＡ_ＶＡと流れＢ_ＶＢの流速を等しくするために、図４Ｂに示すように、角度β_１が負である。一部の実施の形態において、角度β_１は約−２５°〜約２５°である。一部の実施の形態において、角度β_２は約−２５°〜約２５°である。

図５は、オーバーフロー分配器５００の１つの例示的な実施の形態を示す立体図である。オーバーフロー分配器５００は、概して、オーバーフロー分配器４００に関連して前述したように構成されているが、以下に説明する更に別の特徴及び／又は差異を有している。前述したパイプの断面形状に加え、他の変数には、例えば、水平面とそれぞれの溝槽部分５０２及び５０４の縁部５０８及び５１０との傾斜角α_Ａ及びα_Ｂが含まれる。一部の実施の形態において、傾斜角α_Ａ及びα_Ｂは、例えば、μ_Ａ及びμ_Ｂと上端部の粘度との間に予想される差があるため等しくない。一部の実施の形態において、例えば、牽引線５１６又は「根底部」における流速を等しくするための予測モデルに従って、溝槽部分５０２及び５０４の底面が傾斜している。一部の実施の形態において、例えば、流れＡ及びＢの流頭が、パイプの根底部において最も均一になるように、一方又は両方の溝槽部分の縁部の輪郭が非線形関数で表される。様々な実施の形態において、オーバーフロー分配器の形状を選択して、隣接する層が異なる厚さを有する積層ガラス板を成形することができる。積層ガラス板の所望の層厚に対応するように形状を選択することにより、回転軸を中心にして、オーバーフロー分配器を回転、又はオーバーフロー分配器を傾斜させることなく、ガラス板を成形することができる。

図６Ａ〜６Ｂは、それぞれオーバーフロー分配器６００の溝槽の、１つの例示的な実施の形態を示す立体図及び上面図である。オーバーフロー分配器６００は、概して、オーバーフロー分配器４００に関連して前述したように構成されているが、以下に説明する更に別の特徴及び／又は差異を有している。溝槽部分６０２の容積Ｖ_Ａと溝槽部分６０４の容積Ｖ_Ｂとの間に所望の関係が得られるように、溝槽部分６０２及び６０４が分割及び／又は成形されている。一部の実施の形態において、パイプ縁部６０８及び６１０の傾斜が実質的に等しく（即ち、α_１＝α_２）、溝槽内の仕切り壁６０６の配置を調整することによって、所望の関係が得られる。そのような実施の形態の一部において、α_１＝α_２であり、別の角度γ（例えば、オーバーフロー分配器６００の軸と仕切り壁６０６との角度）を調整して、例えば、実質的にパイプの全縁部に沿って、均一な流速（Ｕ_Ａｔｏｐ及びＵ_Ｂｔｏｐ）が促進される。いずれの場合（即ち、（ａ）（α_１≠α２、γ＝０）及び（ｂ）（α_１＝α_２、γ≠０）も、ガラス流ＡとＢとが（例えば、濃度及び／又は粘度の差異に起因して）相違しているため有用となり得る。

本開示は、フュージョンパイプの（例えば、図４Ａ〜６Ｂに示すような）可変形態、デュアルガラス供給システム、及び溝槽空洞の双対性を利用した垂直フュージョンドロー法を用いて、積層ガラス品又はガラス複合体の延伸及び融合を提案するものである。一部の実施の形態において、周知の垂直フュージョンドロー法とは対照的に、本明細書に記載の方法は、例えば、異なる流量、流量密度（厚さ）、及び／又は平均流動粘度の観点から、流れＡが、流れＢと比較して非対称性を備えている。一部の実施の形態において、２つの層が融合される間、フュージョンパイプの根底部において、流れＡ及びＢの非常に互換性のある状態（例えば、流速、粘度、及び／又は温度）を確立することが有益である。例えば、そのような実施の形態の一部において、パイプの根底部において、流れＢの流速_ＶＢに対する流れＡの流速_ＶＡの比を１に近づけて、積層ガラス品又は積層ガラス複合体の均一性及び寸法安定性を促進することが有益である。換言すれば、_ＶＡ／_ＶＢ＝１±ε、ここでεは製造過程において誘起される流量変動誤差であって、εを最小限に抑制することが有益である。これに加えて又はこれに代えて、流れＡ及びＢの各々が、基本ガラス組成を含み、１つの流れが、基本ガラス組成に添加されたドーパントを含み、その流れによって成形される層の光学特性が変更される。例えば、一部の実施の形態において、ガラス品の１つの層が、光を導くように構成された導波層である。導波層は、例えば、Ｇｅ、Ｐ、Ａｌ、Ｔｉ、又はＫ等の屈折率を増大させる１つ以上のドーパントを添加し、その層の屈折率を大きくすることによって形成することができる。これに加えて又はこれに代えて、導波層は、例えば、Ｆ又はＢ等の屈折率を減少させる１つ以上のドーパントを添加して、隣接層の屈折率を小さくすることによって形成することができる。一部の実施の形態において、ガラス品の１つの層が、光を偏光するように構成された偏光ガラス層である。偏光層は、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、又はＡｕ粒子等の１つ以上のドーパントを添加することによって、形成することができる。一部の実施の形態において、例えば、遷移金属等の１つ以上のドーパントを添加することによって、ガラス層のガラスの透過特性を変更することができる。様々な実施の形態において、流れの粘度を実質的に変更することなく、ドーパントによって光学特性を変えることができるため、流れＡ及びＢが同じ又は実質的に同じ粘度を有し、それによって流れを融合して積層ガラス品を成形するのを支援することができる。一部の実施の形態において、第１の層又は第２の層の一方が、基本ガラス組成を含み、第１の層又は第２の層の他方が、基本ガラス組成及び光学特性差を生じさせるのに十分な量のドーパントを含んでいる。

一部の実施の形態において、２つの流れＡ及びＢが、パイプの根底部と呼ばれる領域の近傍で一体になる。そのような実施の形態の一部において、２つの流れが一体になるとき、各々の流れが異なる速度を有し、２つの流れの間に剪断層が形成される可能性がある。流れが根底部領域に近づくときの、各々の流れの速度は、各々の流れの粘度によって決定することができる。各々の流れの粘度は、各々の流れの冷却曲線及びガラス組成（例えば、粘性係数）、各々の流れの流量、各々の流れの密度、及び各々の流れと重力ベクトルとの角度等に依存する。

各々の流れの表面の速度Ｕ_Ｓは、傾斜面上の流れのナビエ・ストークス方程式の解に基づく関係を用いて表わすことができる。

ここで、ρは流れの密度、μは任意の位置における厚さ方向の平均粘度、βは流れと重力ベクトルとの角度、及びｈは流れの厚さである。厚さｈは、次式によって、各々の流れの流量ｑに関連付けることができる。

剪断層が形成されるため、流れの相互作用によって、各々の流れにおいて、均一な速度パターンが生じる。剪断層によって、変曲点を有する最終的な速度プロファイルが生じない限り、流れは安定し、均一な融合が行われることになる。

密度及び粘度係数が異なる様々なガラス組成を用いて、有限要素シミュレーションを行って、様々な流量比（１：１０まで）について、速度場を取得し調査した。合流する各々の流れの温度が異なるように、各々の流れの熱流束を変化させた。これ等全てのケースについて、合流溶体を得た。

図７はガラスの２つの流の融合領域の１つの例を示す図であって、２つの流れが異なる密度（比ρ_１／ρ_２＝１．１４）、流量（比ｑ_１／ｑ_２＝５）、及び粘度（比μ_１／μ_２＝０．６７）を有する、有限要素シミュレーションによって得られた、２つの流れの速度ベクトルを示す図である。このシミュレーションにおいて、２つの流れが融合する付近の温度を一定とした（Ｔ_１＝Ｔ_２）。図８はガラスの２つの流れの融合領域の別の例を示す図であって、図７を参照して前述した有限要素シミュレーションと同様であるが、各々の流れの温度（及び粘度）を異ならせた（即ち、Ｔ_１≠Ｔ_２及びμ_１≠μ_２）シミュレーションによって得られた、２つの流れの速度ベクトルを示す図である。図７及び８において、各々の流れの速度ベクトルがプロットされ、剪断効果及びその後の等速流動への発展が示されている。領域の最大と最小の粘度比が約３０、最大粘度が略１００万ポアズである。

一部の実施の形態において、本明細書に記載の積層ガラス品を、実質的に平面（即ち、平坦）又は非平面（即ち、湾曲）を成し、実質的に剛性又は柔軟な積層ガラス板として構成することができる。本明細書に記載の積層ガラス品は、様々な表示技術及び特殊環境ガラス用途において有用であり得る。そのため、積層ガラス品は、多数の機能を発揮するガラス基板として有用であり得る。例えば、ガラス基板は、二次元直線／円偏光又は導光／（例えば、ＴＩＲ原理による）均一分散等の、１つ以上の二次的機能のみならず、高い透過率、不要放射のフィルタリング、清浄無垢な表面、非常に均一な厚さ、高い平坦性、非常に低い残留応力、化学的中立性、又は寸法安定性等の１つ以上の一次的機能を発揮することができる。このように、積層ガラス品は、第１の層と第２の層との間で光学特性差を有している。例えば、光学特性差は、（ａ）第１の層の屈折率ｎ_１と第２の層の屈折率ｎ_２との少なくとも０．００５の屈折率差、（ｂ）２００ｎｍ〜２５００ｎｍの波長範囲における、第１の層の透過プロファイルと第２の層の透過プロファイルの透過プロファイルとの差、又は（ｃ）偏光差であって、第２の層が、２００ｎｍ〜２５００ｎｍの波長範囲の電磁波の照射に対し、偏光する偏光差のうちの少なくとも１つである。このような二次的機能は、表示技術用の基板にとって有益な光学的機能であり得る。

そのような二次光学的機能を有する実施の形態において、ガラス基板（例えば、２層積層ガラス品又はガラス複合体）は、一次基板層（Ａ層）及び所望の二次的な光学的機能を提供することができる二次機能層（Ｂ層）を有している。両方の層が融合され、厚さの均一性、低レベルの層間剪断応力、及び高い平坦性等、厳密な幾何学的及び機械的特性を維持している。一部の実施の形態において、Ｂ層が厚さに関して非常に均一であり、それによって（例えば、不連続をなくすことにより、又は空隙がないようにＡ層に固着することにより）、積層ガラス品全体を通し、実行可能な光学的機能の維持に役立たせることができる。

一部の実施の形態において、積層ガラス品の各々の層は、少なくとも１０μｍ、少なくとも２５μｍ、少なくとも５０μｍ、少なくとも１００μｍ、少なくとも２００μｍ、少なくとも３００μｍ、少なくとも４００μｍ、少なくとも５００μｍ、少なくとも６００μｍ、少なくとも７００μｍ、少なくとも８００μｍ、少なくとも９００μｍ、少なくとも１０００μｍ、少なくとも１１００μｍ、少なくとも１２００μｍ、少なくとも１３００μｍ、少なくとも１４００μｍ、又は少なくとも１５００μｍの厚さを有している。これに加えて又はこれに代えて、一部の実施の形態において、積層ガラス品の各々の層は、最大１６００μｍ、最大１４００μｍ、最大１３００μｍ、最大１２００μｍ、最大１１００μｍ、最大１０００μｍ、最大９００μｍ、最大８００μｍ、最大７００μｍ、又は最大６００μｍの厚さを有している。一部の実施の形態において、Ａ層が５０〜７００μｍ、１００〜７００μｍ、１５０〜７００μｍ、２００〜７００μｍ、又は２５０〜７００μｍの厚さを有している。これに加えて又はこれに代えて、一部の実施の形態において、Ｂ層は約１０〜１５０μｍの均一な厚さを有し、これは平面導光体として使用するのに有用であり得る。

一部の実施の形態において、積層ガラス品の厚さ比（即ち、Ｂ層の厚さｈ_Ｂに対するＡ層の厚さｈ_Ａの比）は、約７０≧ｈ_Ａ／ｈ_Ｂ≧０．３、約７０≧ｈ_Ａ／ｈ_Ｂ≧０．６、約７０≧ｈ_Ａ／ｈ_Ｂ≧１、約７０≧ｈ_Ａ／ｈ_Ｂ≧１．３、約２８≧ｈ_Ａ／ｈ_Ｂ≧１．６、又は約２４≧ｈ_Ａ／ｈ_Ｂ≧２の範囲である。そのような実施の形態の一部において、積層ガラス品はＡＭＬＣＤ基板を含んでいる。一部の実施の形態において、ｈ_Ａ／ｈ_Ｂ≧１、ｈ_Ａ／ｈ_Ｂ≧１．１、ｈ_Ａ／ｈ_Ｂ≧１．２、ｈ_Ａ／ｈ_Ｂ≧１．４、ｈ_Ａ／ｈ_Ｂ≧１．５、ｈ_Ａ／ｈ_Ｂ≧１．６、ｈ_Ａ／ｈ_Ｂ≧１．８、ｈ_Ａ／ｈ_Ｂ≧２、ｈ_Ａ／ｈ_Ｂ≧２．２、又はｈ_Ａ／ｈ_Ｂ≧２．５である。

一部の実施の形態において、積層ガラス品の厚さ比（即ち、Ｂ層の厚さｈ_Ｂに対するＡ層の厚さｈ_Ａの比）は、少なくとも約０．３、少なくとも約０．６、少なくとも約１、少なくとも約１．１、少なくとも約１．２、少なくとも約１．３、少なくとも約１．４、少なくとも約１．５、少なくとも約１．６、少なくとも約１．８、少なくとも約２、少なくとも約２．２、少なくとも約２．５、少なくとも約５、少なくとも約１０、少なくとも約２０、少なくとも約３０、少なくとも約４０、少なくとも約５０、又は少なくとも約６０である。これに加え又はこれに代えて、積層ガラス品の厚さ比は、最大約７０、最大約６０、最大約５０、最大約４０、最大約３０、最大約２８、最大約２５、又は最大約２４である。一部の実施の形態において、積層ガラス品はＡＭＬＣＤ基板を含んでいる。

一部の実施の形態において、積層ガラス品は、３つの寸法、長さ（Ｌ）、幅（Ｗ）及、及び厚さ（Ｔ）を有している。長さが最も大きい寸法であり、厚さが最も小さい寸法である。そのような実施の形態の一部において、Ｔ≧５０μｍ、Ｔ≧１００μｍ、Ｔ≧２００μｍ、Ｔ≧３００μｍ、Ｔ≧４００μｍ、又はＴ≧５００μｍである。これに加え又はこれに代えて、Ｔ≦１０００μｍ、Ｔ≦９００μｍ、Ｔ≦８００μｍ、Ｔ≦７００μｍ、Ｔ≦６００μｍ、又はＴ≦５００μｍである。これに加え又はこれに代えて、Ｌ／Ｔ≧３００、Ｌ／Ｔ≧５００、Ｌ／Ｔ≧８００、Ｌ／Ｔ≧１０００、Ｌ／Ｔ≧１５００、Ｌ／Ｔ≧１８００、又はＬ／Ｔ≧２０００である。

一部の実施の形態において、方法が、粘性状態（即ち、液状）の２つのガラス層を互いに融合させて、積層ガラス品を成形するステップを有している。そのような方法を用いて成形された積層ガラス品は、一般に、積層（即ち、機械的及び／又は熱的に、ポリマー又はその他の光学膜の層をガラス基板に接着）することにより、又は基板に液体光学膜（ポリマー等）をスパッタリングすることにより製造される、周知の積層構造体とは異なる。例えば、そのような周知の積層構造体は、高温リソグラフィ技術に望まれる、機械的及び熱的完全性に欠ける傾向にある。本明細書に記載の方法を用いて、周知の複合体の熱的及び機械的不安定性を克服することができる。

積層ガラス品の２つの層によって、二次的な光学的機能を十分に提供できる、一部の実施の形態において、積層ガラス品は、３層以上を有する基板に反し、２層の基板を備えている。そのような実施の形態の一部において、積層ガラス品又はガラス複合体は、多数の光学的及び機械的機能を同時に提供する、表示基板（ＡＭＬＣＤ基板等）を含んでいる。そのような表示基板は、機械的に、全域にわたり正確に個々の層の厚さの仕様を維持し、高水準の機械的完全性を示すことができる。一部の実施の形態において、ＡＭＬＣＤパネルの製造工程等の、高温薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）リソグラフィに、積層ガラス品を用いることができる。一部の実施の形態において、本明細書に記載の積層ガラス品の新しい機能により、コントラスト強調、消費電力の低減、及び／又は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）ＴＶ／モニタの組立工程において広く実施されている技術による、バックライトの再利用等の表示向上機能を供給するためのスマート基板を製造することができる。

周知のＡＭＬＣＤ基板において、幾つかの光学向上機能（均一な光拡散、偏光の再利用等）が、ポリマーを主成分とする様々なフィルタによって、周知のＬＣＤパネルの外部で行われている。個々の独立したフィルタを作製し、ＬＣＤモニタ／ＴＶセットに挿入する代わりに、本明細書に記載のように、１つ以上の二次的な光学的機能を基板自体のボリューム内に備えることにより、ＡＭＬＣＤ基板を「スマート化」することができる。一部の実施の形態において、ＬＣＤ基板をスマート化し、二次的な光学的機能を提供するため、精密ガラス複合体を製造して、高温における寸法の安定性、清浄無垢な表面、及び非常に均一な厚さの分布の観点から、オリジナルのＬＣＤ基板の所望の特性を満足することができる。例えば、一部の実施の形態において、二次的な光学的機能が、屈折率が整合しない精密延伸ガラスの二次層を含んでいる。そのような実施の形態の一部において、一次基板層の屈折率と二次機能層の屈折率が、少なくとも約０．００５、少なくとも約０．０１、少なくとも約０．０２、少なくとも約０．０５、少なくとも約０．１、少なくとも約０．２、少なくとも約０．３、又は少なくとも約０．４だけ異なっている。一部の実施の形態において、二次層が、約１０〜１５０μｍの範囲内の均一な厚さを有している。この厚さの範囲により、例えば、ＴＩＲ原理を通して、損失のない導光機能を可能にすることができる。

一部の実施の形態において、新しい製造方法が、１つ以上の二次的な光学的機能を有する、ＡＭＬＣＤ基板として使用することができる、積層ガラス品又は精密ガラス複合体を融合するステップを有している。本明細書に記載の方法は、パイプの縁部上において均一な流量分布を可能にするために、溝槽Ａ及びＢの非対称の幾何学形状によって、根底部段階において、ガラスの２つの流れ（例えばＡ及びＢ）を融合する問題に対処するものであり、２つの個別のフュージョンパイプシステムを組み込んで、３層（例えば、Ｂ−Ａ−Ｂ）の積層ガラス品を製造する方法と異なるものである。それぞれの溝槽は、個別のガラス供給システムによって供給される。一部の実施の形態において、処理装置は２つのガラス組成の異なる粘度を補償して、例えば、パイプの根底部において、流れＡ及びＢの一様性を向上させるために、パイプの非対称断面を備えている。ＦＥＡ／ＣＦＤシミュレーション分析によれば、２つの異質の流れが合流する液体を生み、均一に融合する、即ち、根底部段階での広い厚さの可変範囲において、根底部段階で実質的に同様又は同一の流速で融合することを示している。

一部の実施の形態において、積層ガラス品が、一次的な基板機能及び二次的な光学的機能を提供する。そのために、薄い層（例えば、Ｂ層）が光学的に連続している（即ち、実質的に亀裂又は切れ目がない）。そのような実施の形態の一部において、Ｂ層が僅かに圧縮状態にある。

一部の実施の形態において、本明細書に記載の方法は、周知の垂直フュージョンドロー法とは異なり、多数の光学的機能を内蔵する、精密ガラス複合体基板群の製造を可能する。

本明細書に記載の積層ガラス品の用途分野には、（ｉ）二重の光学的機能（例えば、ＴＦＴ層のガラス基板と直線／円偏光機能に置き換えられる、光拡散器としての機能）を有するＡＭＬＣＤガラス基板、（ｉｉ）二重の光学的機能（透過率の高いガラス基板とＵＶ（１５０〜３５０ｎｍ）、短／中ＩＲ（０．７５〜１０μｍ）、又はその他任意の電磁帯域等の電磁スペクトルの不要領域の放射を遮断／低下させる、帯域通過フィルタとしての機能）を有する安全ガラス、（ｉｉｉ）二重の光学的機能（透過率の高いガラス基板とＵＶ及び／又はＩＲ放射を遮断する帯域通過フィルタとしての機能）を有する環境ガラス等がある。

一部の実施例において、ＡＭＬＣＤ基板等における二重の光学的機能によって、パネルに組み込まれた個別のガラス基板及び個別の光拡散フィルタ（例えば、細い押出しポリマーによって周知の製品等に設けられたもの）と比較して、顕著なフォームファクタの優位性が得られる。本明細書に記載の２要素垂直フュージョンドロー法の製品としての、本明細書に記載の２層精密ガラス積層品は、表示用基板として、新らたな際立った特徴を創造すると共に、ＴＦＴ基板と表示向上フィルタ機能との機械的統合が、更に有益になるであろう、将来のフレキシブルディスプレイに拡張されるものである。

本発明の精神及び範囲を逸脱せずに、様々な修正及び変更が可能であることは、当業者にとって明らかであろう。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲及びその均等物の観点以外で限定されるべきものではない。

１００、２００、３００ 積層ガラス品／ガラス複合体
１０２、２０２ 基板層
１０４ 導光／光拡散層
１０６ 光源
１０８ 鏡面
２０４ 直線偏光層
２０６ 非偏光
２０８ 偏光
３０２ 第１の層
３０４ 第２の層
４００、５００、６００ オーバーフロー分配器
４０２ 第１の溝槽部分
４０４ 第２の溝槽部分
４０６、６０６ 仕切り壁
４０８、４１０ 上端部
４１２、４１４ 合流壁
４１６、５１６ 牽引線／根底部
５０２、５０４、６０２、６０４ 溝槽部分
５０８、５１０、６０８、６１０ 縁部

Claims (15)

1. 少なくとも第１の層、該第１の層に直接接触する第２の層、及び前記第１の層と前記第２の層との間に光学特性差を有する積層ガラス品であって、該光学特性差が、
   （ａ）２００ｎｍ〜２５００ｎｍの波長範囲における、前記第１の層の透過プロファイルと前記第２の層の透過プロファイルとの間の透過プロファイル差、
   （ｂ）偏光差であって、前記第２の層が、２００ｎｍ〜２５００ｎｍの波長範囲の電磁照射に対し、偏光する偏光差、又は
   （ｃ）前記第１の層の屈折率ｎ_１と前記第２の層の屈折率ｎ_２との少なくとも０．００５の屈折率差であって、前記第１の層又は前記第２の層の一方が、基本ガラス組成を含み、前記第１の層又は前記第２の層の他方が、前記基本ガラス組成及び前記屈折率差を生じさせるのに十分な量のドーパントを含む屈折率差
   の少なくとも１つを含むことを特徴とする積層ガラス品。
2. 前記第１の層又は前記第２の層の一方が、基本ガラス組成を含み、前記第１の層又は前記第２の層の他方が、前記基本ガラス組成及び前記光学特性差を生じさせるのに十分な量のドーパントを含んで成ることを特徴とする、請求項１記載の積層ガラス品。
3. 前記光学特性差が、屈折率差を含んで成ることを特徴とする、請求項１又は２記載の積層ガラス品。
4. 前記光学特性差が、透過プロファイルを含み、前記第１の層が、帯域通過フィルタ、ノッチフィルタ、又は透明な層を備え、前記第２の層が、帯域通過フィルタ又はノッチフィルタを備えたことを特徴とする、請求項１〜３いずれか１項記載の積層ガラス品。
5. 前記光学特性差が、偏光差を含み、前記第２の層が最外層であり、前記第１の層が、２００〜２５００の波長範囲の電磁照射に対し、非偏光であることを特徴とする、請求項１〜４いずれか１項記載の積層ガラス品。
6. 前記第１の層又は前記第２の層の少なくとも一方が、該第１の層又は該第２の層のそれぞれの屈折率と異なる屈折率を有する多数の介在物を含み、該介在物によって、前記第１の層又は前記第２の層のそれぞれを通して伝搬する光が散乱されることを特徴とする、請求項１〜５いずれか１項記載の積層ガラス品。
7. 前記第１の層及び前記第２の層の界面が、一方の層を通して伝搬した光が、前記界面において多数の方向に反射されるように、凹凸を成していることを特徴とする、請求項１〜６いずれか１項記載の積層ガラス品。
8. 前記第１の層又は前記第２の層の少なくとも一方が、ブラッグ格子を備えたことを特徴とする、請求項１〜７いずれか１項記載の積層ガラス品。
9. 請求項１〜８いずれか１項記載の積層ガラス品、及び該積層ガラス品の少なくとも１つの主外面上に配置された、複数の半導体装置を有して成ることを特徴とする光学装置。
10. 前記複数の半導体装置の少なくとも一部が、前記積層ガラス品が４００℃を超える温度に晒されるステップを採用して形成されることを特徴とする、請求項９記載の光学装置。
11. ＬＣＤディスプレイ、光起電装置、光学フィルタ、フレキシブルディスプレイ、又は曲面ディスプレイの少なくとも１つを有して成ることを特徴とする、請求項９又は１０記載の光学装置。
12. 請求項１〜８いずれか１項記載の積層ガラス品を製造する方法であって、ダウンドロー法を含むことを特徴とする方法。
13. 仕切り壁によって、第１の溝槽部分と、第２の溝槽部分とに分割された溝槽を備えた分配器部分であって、前記第１の溝槽部分及び第２の溝槽部分の各々が、それぞれ前記分配器部分の第１の側壁、及び該分配器部分の該第１の側壁に対向する、第２の側壁の一方に隣接する上端部を有する分配器部分、及び
    前記分配器部分から延びる成形部分であって、該成形部分が、前記分配器部分の前記第１の壁に隣接する第１の側壁、及び該成形部分の該第１の側壁に対向し、かつ前記分配器部分の前記第２の側壁に隣接する第２の側壁を有し、前記成形部分の前記第１及び第２の側壁が、牽引線において合流する成形部分を有し、
    前記第１の溝槽部分の容積と前記第２の溝槽部分の容積とが等しくないことを特徴とするオーバーフロー分配器装置。
14. 前記成形部分の前記第１の側壁及び該成形部分の前記第２の側壁が、前記牽引線を含む垂直面に対し、それぞれ角度β_１及びβ_２の角度を成し、該β_１が−２５°〜２５°であり、該β_２が−２５°〜２５°であり、前記第１の溝槽部分の前記上端部及び前記第２の溝槽部分の上端部が、水平面に対し、それぞれ角度α_１及びα_２の角度を成していることを特徴とする、請求項１３記載の装置。
15. 前記α_１とα_２とが等しくないことを特徴とする、請求項１４記載の装置。

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