JP2018521950A - ガラス物品上のガラス突起及びレーザー誘起成長法 - Google Patents

Abstract

レーザー照射法によって、表面に一体的に形成されたガラス突起を有するガラス物品。ガラス突起は、変曲領域によって上部領域に接続された下部領域を含んでいる。下部領域は、ガラス物品の表面から突出し、曲率半径Ｒ１を有する凹状に丸みを帯びた側面によって規定されている。上部領域は移行部及び頂部を含んでいる。移行部は、曲率半径Ｒ２を有する凸状に丸みを帯びた側面によって規定されている。移行部は、変曲領域を介し下部領域に接続している。上部領域は移行部に接続し、曲率半径Ｒ２より大きい曲率半径Ｒ３を有する凸状に丸みを帯びた頂面によって規定されている。

Description

関連技術の相互参照

本出願は、２０１５年７月２４日出願の米国特許出願第１４／８０８７９０号の米国特許法第１２０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、ガラス物品にレーザーを照射する方法によって、ガラス物品上に形成されたガラス突起に関するものである。

本開示の1つの実施の形態によれば、表面にガラス突起を有するガラス物品が開示される。ガラス突起は、変曲領域によって接続された下部領域と上部領域とを有している。下部領域は、凹状に丸みを帯びた側面によって規定される直径Ｄ１を有している。下部領域はガラス物品の表面から突出している。直径Ｄ１はガラス突起の最大径である。凹状に丸みを帯びた側面は曲率半径Ｒ１を有し、ガラス物品の表面に結合している。ガラス突起の上部領域は、移行部及び頂部を有している。移行部は、凸状に丸みを帯びた側面によって規定される直径Ｄ２を有し、直径Ｄ２は直径Ｄ１より小さい。凸状に丸みを帯びた側面は曲率半径Ｒ２を有している。頂部は、移行部から集結する凸状の丸みを帯びた側面と結合した、凸状に丸みを帯びた頂面によって規定される直径Ｄ３を有している。凸状に丸みを帯びた頂面は、曲率半径Ｒ２より大きい、約９００マイクロメートル〜約２６００マイクロメートルの曲率半径Ｒ３を有している。直径Ｄ３は直径Ｄ２より小さい。凸状に丸みを帯びた頂面が、ガラス物品の表面から離間して、ガラス突起の高さＨを規定している。

本開示の別の実施の形態によれば、１つの方法によって表面に形成されたガラス突起を有するガラス板が開示される。本方法によれば、レーザー照射源からレンズを介して、ガラス板のレーザー照射源と反対側の表面から、約１ミリメートル〜約２．５ミリメートル離れた距離に集束するレーザー光が、ガラス板の表面に照射される。レーザー光の照射によってガラス板が局部的に加熱され、ガラス板からのガラス突起の成長が誘起される。本方法は、ガラス突起成長制限構造体を使用しない。ガラス突起は、変曲領域によって接続された下部領域と上部領域とを有している。下部領域は、体積Ｖ１及び凹状に丸みを帯びた側面によって規定される直径Ｄ１を有している。下部領域はガラス板の表面から突出している。直径Ｄ１はガラス突起の最大径である。凹状に丸みを帯びた側面は曲率半径Ｒ１を有し、ガラス板の表面に結合している。ガラス突起の上部領域は、移行部及び頂部を有する体積Ｖ２を含んでいる。移行部は、凸状に丸みを帯びた側面によって規定される直径Ｄ２を有し、直径Ｄ２は直径Ｄ１より小さい。凸状に丸みを帯びた側面は曲率半径Ｒ２を有している。頂部は、移行部から集結する凸状の丸みを帯びた側面に結合する、凸状に丸みを帯びた頂面によって規定される直径Ｄ３を有している。凸状に丸みを帯びた頂面は、曲率半径Ｒ２より大きい、約９００マイクロメートル〜約２６００マイクロメートルの曲率半径Ｒ３を有している。直径Ｄ３は直径Ｄ２より小さい。凸状に丸みを帯びた頂面が、ガラス板の表面から離間して、ガラス突起の高さＨを規定している。

本開示の更に別の実施の形態によれば、表面にガラス突起を有する物品を製造する方法が開示される。本ガラス物品は、表面を有するガラス板である。本方法によれば、ガラス板の表面が一定時間照射を受けて局部的に加熱され、ガラス板からのガラス突起の成長が誘起される。レーザー光は、レーザー照射源から、レンズを介して、約０．０１〜約５の開口数で集束する。レーザー光は、ガラス板のレーザー照射源と反対側の表面から約１ミリメートル〜約２．５ミリメートルの離れた距離に集束する。本方法は、ガラス突起成長制限構造体を使用しない。ガラス突起は、変曲領域によって接続された下部領域と上部領域とを有している。下部領域は、凹状に丸みを帯びた側面によって規定される直径Ｄ１を有している。下部領域はガラス板の表面から突出している。直径Ｄ１はガラス突起の最大径である。凹状に丸みを帯びた側面は曲率半径Ｒ１を有し、ガラス板の表面に結合している。ガラス突起の上部領域は、移行部及び頂部を有している。移行部は、凸状に丸みを帯びた側面によって規定される直径Ｄ２を有し、直径Ｄ２は直径Ｄ１より小さい。凸状に丸みを帯びた側面は曲率半径Ｒ２を有している。頂部は、移行部から集結する凸状の丸みを帯びた側面に結合する、凸状に丸みを帯びた頂面によって規定される直径Ｄ３を有している。凸状に丸みを帯びた頂面は、曲率半径Ｒ２より大きい、約９００マイクロメートル〜約２６００マイクロメートルの曲率半径Ｒ３を有している。直径Ｄ３は直径Ｄ２より小さい。凸状に丸みを帯びた頂面が、ガラス板の表面から離間して、ガラス突起の高さＨを規定している。

本開示の以下の詳細な説明を熟慮することにより、本開示がより良く理解され、前述以外の特徴、態様、及び効果が明らかになるであろう。かかる詳細な説明は、以下の図面を参照する。
本開示の方法に従って形成された、例示的なガラス突起５０の拡大断面図。 凹状に丸みを帯びた側壁に沿って、曲率半径の式に適合させた、図１の例示的なガラス突起５０の拡大断面図。 上部領域に沿って、多項式関数に適合させた、図１の例示的なガラス突起５０の拡大断面図。 凸状に丸みを帯びた側壁の１つの異なる部分に沿って、曲率半径の式に適合させた、図１の例示的なガラス突起５０の拡大断面図。 凸状に丸みを帯びた側壁の１つの異なる部分に沿って、曲率半径の式に適合させた、図１の例示的なガラス突起５０の拡大断面図。 凸状に丸みを帯びた側壁の１つの異なる部分に沿って、曲率半径の式に適合させた、図１の例示的なガラス突起５０の拡大断面図。 凸状に丸みを帯びた頂面の異なる高さに沿って、曲率半径の式に適合させた、図１の例示的なガラス突起５０の拡大断面図。 凸状に丸みを帯びた頂面の異なる高さに沿って、曲率半径の式に適合させた、図１の例示的なガラス突起５０の拡大断面図。 半球状のガラス突起６０及び従来の「フラットトップ」のガラス突起７０の拡大断面図に重ねた、図１の例示的なガラス突起５０の拡大断面図。 凸状に丸みを帯びた頂面の異なる高さに沿って、曲率半径の式に適合させた、例示的な従来の「フラットトップ」のガラス突起７０の拡大断面図。 凸状に丸みを帯びた頂面の異なる高さに沿って、曲率半径の式に適合させた、例示的な従来の「フラットトップ」のガラス突起７０の拡大断面図。 凹状に丸みを帯びた側壁に沿って、曲率半径の式に適合させた、例示的な従来の「フラットトップ」のガラス突起７０の拡大断面図。 凸状に丸みを帯びた側壁の１つの異なる部分に沿って、曲率半径の式に適合させた、例示的な従来の「フラットトップ」のガラス突起７０の拡大断面図。 凸状に丸みを帯びた側壁の１つの異なる部分に沿って、曲率半径の式に適合させた、例示的な従来の「フラットトップ」のガラス突起７０の拡大断面図。 凸状に丸みを帯びた側壁の１つの異なる部分に沿って、曲率半径の式に適合させた、例示的な従来の「フラットトップ」のガラス突起７０の拡大断面図。 凸状に丸みを帯びた頂面の異なる高さに沿って、曲率半径の式に適合させた、例示的な半球状のガラス突起６０の拡大断面図。 凸状に丸みを帯びた頂面の異なる高さに沿って、曲率半径の式に適合させた、例示的な半球状のガラス突起６０の拡大断面図。 凹状に丸みを帯びた側壁に沿って、曲率半径の式に適合させた、例示的な半球状のガラス突起６０の拡大断面図。 凸状に丸みを帯びた側壁の１つの異なる部分に沿って、曲率半径の式に適合させた、例示的な半球状のガラス突起６０の拡大断面図。 凸状に丸みを帯びた側壁の１つの異なる部分に沿って、曲率半径の式に適合させた、例示的な半球状のガラス突起６０の拡大断面図。 凸状に丸みを帯びた側壁の１つの異なる部分に沿って、曲率半径の式に適合させた、例示的な半球状のガラス突起６０の拡大断面図。 例示的な実施の形態に従って、ガラス物品にガラス突起５０を形成するのに使用される、レーザーベースのガラス突起形成装置の概略図。

別に定義しない限り、本明細書におけるすべての技術用語及び科学用語は、本開示が属する技術分野の当業者によって一般に理解されている意味を有する。本明細書に記載のものと同様又は等価な任意の方法及び材料が、本開示の実施又は試験に使用可能であるが、例示的な方法及び材料について以下に説明する。

本開示のガラス物品は、表面を含み、任意の形状を有することができる。１つの例において、ガラス物品は、円形、球形、湾曲状、又は平坦であってよい。別の例において、ガラス物品は、比較的厚く（約１０ｃｍ）ても、比較的薄く（約０．１マイクロメートル）てもよい。更に別の例において、ガラス物品は、約０．５ミリメートル〜約３ミリメートル（例えば、０．５、０．７、１、１．５、２、２．５、又は３ミリメートル）の厚さを有している。１つの実施の形態において、ガラス物品は複数の個別のガラスコンポーネント（例えば、互いに結合又は溶融して、より大きいガラス物品とすることができる、多数の方形ガラス物品）を含んでいる。例示的な実施の形態において、ガラス物品は、ガラス材料で構成され、上面、下面、及び外縁部を有するガラス板２０である。本開示のガラス板２０は、表面全体にわたり実質的に平坦であり、矩形を有することができる。

本開示のガラス物品は、ソータライムガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラス、又はアルカリアルミノシリケートガラスから形成することができる。他の適切で入手可能なガラス、及び適用可能な組成は、例えば、米国特許公開第２０１２／０２４７０６３号明細書に開示されており、参照により、その内容が本明細書に援用されるものである。

本開示のガラス物品は、少なくとも１つ乃至複数のガラス突起５０を有している。１つの実施の形態において、ガラス突起は、レーザー照射処理によって、ガラス物品の表面から成長する。本開示のガラス突起５０は、真空断熱ガラス（ＶＩＧ）窓の平行に対向するガラス板間のスペーサとして用いることができる。ＶＩＧ窓において、ガラス突起５０は、間の真空圧力、外部大気圧、及び外力（例えば、天候）下において、互いに弓形に湾曲する傾向がある、対向するガラス板間の間隔を維持する。ＶＩＧ窓の平行に対向するガラス板間の間隔は、ガラス突起の高さと実質的に同じである。本開示のガラス突起は、窓を通した熱伝達を最小限に抑制すると共に、個々のガラス突起５０の応力、及びこれに相応して、ガラス突起５０に接触対向するガラス板の応力を低減するように構成されている。

例示的な実施の形態において、ガラス物品（例えば、ガラス板）は、側面曲率半径より大きい、頂面曲率半径を有するガラス突起を含んでいる。即ち、ガラス物品の表面から上方に延びるガラス突起の側面の曲率半径が、頂面の曲率半径より小さい。凸状の側壁より大きい曲率半径を有する凸状の頂面は、ガラス突起５０と対向するガラス板との間の接触を最適化することができる。即ち、ＶＩＧ窓の対向するガラス板間の圧力が増加する（それによって、力がガラス突起に伝達される）と、対向するガラス板が僅かに変形し、ガラス突起の頂面のより広い領域（例えば、ガラス突起の高さの３％）に接触することができる。同様に、ＶＩＧ窓の対向するガラス板間の圧力が減少すると、対向するガラス板は、ガラス突起の頂面のより狭い領域（例えば、ガラス突起の高さの１％）に接触する。従って、本開示のガラス突起５０の頂面に沿った曲率半径は、従来のガラス突起と比較して、利益をもたらす。別の例において、ガラス突起５０は、ガラス突起と他の材料との間のスペーサとして機能することができる。更に別の例において、ガラス突起５０は審美的効果を有することができる。２６００マイクロメートルより大きい頂面曲率半径を有する、従来のガラス突起は、ＶＩＧ窓の対向するガラス板との接触領域が大きく、より大きい熱伝達領域が可能であり、かつ創出されている。９００マイクロメートルより小さい頂面曲率半径を有する、従来のガラス突起は、ＶＩＧ窓の対向するガラス板との接触領域が小さく、対向するガラス板の狭い接触領域に応力を生じさせ、表面欠陥につながる可能性がある。

ガラス突起５０は、ガラス物品の本体部２３から成長させることができ、ガラス物品を構成するガラス材料で、ガラス物品の表面から凸状に突出するように形成することができる。ガラス突起５０は、ガラス物品と実質的に同じガラス組成から構成される。１つの実施の形態において、ガラス物品は、複数の個別のガラスコンポーネントを含み、各ガラスコンポーネントが、少なくとも１つの局所Ｌ及び／又は少なくとも１つのガラス突起５０を有している。複数のガラス突起５０は、僅か２０、１５、１０、又は５個を含む、任意の数のガラス突起を含むことができる。例示的な実施の形態において、ガラス突起５０は、ガラス物品上に、互いに規則的に間隔を置いて配置されている。ガラス突起間の間隔は、約１ｍｍ（約１／２５インチ）〜約２５センチメートル（約１０インチ）、又は約１センチメートル（約０．４インチ）〜約１５センチメートル（約６インチ）であってよい。ガラス突起を互いに近づけて配置することによって、ＶＩＧ窓の個々の突起に対する応力の集中が抑制される。別の実施の形態において、ガラス突起は、ガラス物品上に、互いに不規則又はランダムに間隔を置いて配置されている。

図１は、ガラス板２０における例示的なガラス突起５０の例示的な拡大断面を示す図である。ガラス突起５０は、変曲領域３５によって接続された、下部領域３０と上部領域４０とを有している。ガラス突起５０は、ガラス板２０の表面２４から終点１３までの高さＨ５０を有している。終点１３は、ガラス板２０の表面２４から最も遠いガラス突起５０上の位置である。１つの実施の形態において、終点１３は、ガラス突起５０上の領域であってよい。例示的な実施の形態において、ガラス突起５０の高さＨ５０は、５０マイクロメートル〜２００マイクロメートル、又は７５マイクロメートル〜１５０マイクロメートル、更には１００マイクロメートル〜１２０マイクロメートルの範囲であってよい。突起の高さＨ５０が低くすぎると、ＶＩＧ窓の対向する板間の間隙が小さくなり、それによって対向する板間の真空空間の減少及び断熱特性の低下を招くことに留意されたい。加えて、ガラス突起５０の高さＨ５０が低いと、密接に配置されたガラス表面間の光の干渉によって、光リングが現れる可能性がある。

ガラス突起５０の下部領域３０は、ガラス板２０の表面２４から突出し、表面上に一体的に形成されている。下部領域３０は、ガラス突起５０の高さＨ５０の約５％〜約２５％に及ぶことができる高さＨ３０を有している。下部領域３０は、体積Ｖ１、及び凹状に丸みを帯びた側面３１によって規定される直径Ｄ１を有している。体積Ｖ１は、約９．４２×１０^５立方マイクロメートル〜約２．５１×１０^７立方マイクロメートルであってよい。直径Ｄ１はガラス突起５０の最大径Ｄ_Ｍであってよい。即ち、最大径Ｄ_Ｍは、凹状に丸みを帯びた側面３１が終了してガラス板２０の表面２４と結合する、点ＡとＢとの間の間隔である。最大径Ｄ_Ｍは、約４００マイクロメートル〜約８００マイクロメートル、更には５００マイクロメートル〜７００マイクロメートルであってよい。４００マイクロメートルより小さい最大径Ｄ_Ｍのガラス突起５０は、ＶＩＧ窓の対向するガラス板間の応力の集中を増加させる７５０マイクロメートルより小さい、曲率半径の頂面を有することができる。８００マイクロメートルより大きい直径Ｄ１のガラス突起５０は、ＶＩＧ窓のガラス板間に使用された場合目に見える。

下部領域３０の凹状に丸みを帯びた側壁３１は、曲率半径Ｒ１を有している。凹面曲率半径Ｒ１は、約２５マイクロメートル〜約１００マイクロメートルであってよい。曲率半径Ｒ１は、開示した範囲内において、ガラス突起５０周囲の異なる位置で僅かに変化し得る。曲率半径Ｒ１は、ガラス突起５０が、開示した直径Ｄ１の範囲を超えず、かつ本明細書に開示の頂面曲率半径を維持して、ガラス板２０の表面２４から突出するように設定される。図２は、例示的なガラス突起５０の拡大断面を示す図である。例示的なガラス突起５０の高さＨ５０は、約１６８マイクロメートルであり、最大径Ｄ_Ｍは約５８６マイクロメートルである。図２に示すように、ガラス突起５０の１つの凹状に丸みを帯びた側面３１に沿った座標Ｃ（１マイクロメートル、１マイクロメートル）から座標Ｄ（２２マイクロメートル、１３マイクロメートル）までの曲率半径Ｒ１は、約３３マイクロメートルである。

図１に戻り、ガラス突起５０の変曲領域３５が、下部領域３０と上部領域４０とを接続している。上部領域４０は、移行部４１及び頂部４２を有する体積Ｖ２を含んでいる。上部領域４０は、ガラス突起５０の高さＨ５０の約７５％〜約９５％に及ぶことができる高さＨ４０を有している。体積Ｖ２は約１．４１×１０^７立方マイクロメートル〜約９．５５×１０^７立方マイクロメートルであってよい。１つの実施の形態において、体積Ｖ２は、ガラス突起５０の体積Ｖ１より大きい。別の実施の形態において、体積Ｖ２は体積Ｖ１より少なくとも５％大きいが、５０％を超えない。別の実施の形態において、体積Ｖ２は、ガラス突起５０の直径Ｄ１の約８５％〜約９２％に及んでいる。更に別の実施の形態において、上部領域の側方プロファイル（即ち、図１の断面）は、約０．９５〜約０．９９９の決定係数で、式ｙ＝−１．９４×１０^−８Ｘ^４＋−５．７６×１０^−４Ｘ^２＋１６８．４７を有する４次多項式関数によって示される。この４次多項式関数の係数は、５％まで変動し得る。図３は、約０．９９９の決定係数で、本開示の例示的なガラス突起５０の上部領域の一部に適合したこの多項式関数を示している。この多項式関数は、ガラス突起５０の側方プロファイルに沿った、座標Ｅ（５５マイクロメートル、７８マイクロメートル）から座標Ｆ（５３１マイクロメートル、７８マイクロメートル）まで、例示的な突起５０の上部領域４０の側方プロファイルに適合している。即ち、多項式関数は、ガラス突起５０の側方プロファイルの上部領域の少なくとも４０％に適合することができるが、６０％を超えない。

図１に戻り、上部領域４０の移行部４１は、凸状に丸みを帯びた側面３２によって規定される直径Ｄ２を有している。直径Ｄ２は、ガラス突起５０の最大径Ｄ_Ｍの約３３％〜約８５％に及ぶことができる。凸状に丸みを帯びた側面３２は、変曲領域３５において、下部領域３０から上方に延びる凸状に丸みを帯びた側面３１と結合している。凸状に丸みを帯びた側面３２は、曲率半径Ｒ２を有している。凸面曲率半径Ｒ２は、約１７５マイクロメートル〜約８５０マイクロメートル、又は約２００マイクロメートル〜約５００マイクロメートルであってよく、開示した範囲内において、ガラス突起５０周囲の異なる位置で僅かに変化し得る。図４〜６は、例示的なガラス突起５０の拡大断面を示す図である。図４〜６の各々において、ガラス突起５０が、移行部４１の凸状に丸みを帯びた側壁３２の１つに沿って、０．９９９より大きい決定係数（即ち、ｒの二乗）で、曲率半径の式に適合している。図４において、ガラス突起５０の凸状に丸みを帯びた側壁３１の１つに沿った、座標Ｇ（５６マイクロメートル、７６マイクロメートル）から座標Ｈ（６４マイクロメートル、８４マイクロメートル）までの曲率半径Ｒ２は、約４８３マイクロメートルである。図５において、ガラス突起５０の凸状に丸みを帯びた側壁３１の１つに沿った、座標Ｉ（１１５マイクロメートル、１３０マイクロメートル）から座標Ｊ（１３３マイクロメートル、１４０マイクロメートル）までの曲率半径Ｒ２は、約２０１マイクロメートルである。図６において、ガラス突起５０の凸状に丸みを帯びた側壁３１の１つに沿った、座標Ｋ（１７９マイクロメートル、１５８マイクロメートル）から座標Ｌ（１９８マイクロメートル、１６２マイクロメートル）までの曲率半径Ｒ２は、約３９９マイクロメートルである。

曲率半径Ｒ２は、少なくとも５マイクロメートル又はガラス突起５０の高さＨ５０の５％にわたって測定することができる。あるいは、Ｒ２はガラス突起５０の高さＨ５０の５０％以上にわたって測定することができる。凸状に丸みを帯びた側面３２間で測定した直径Ｄ２は、約１３２マイクロメートル〜約６８０マイクロメートルであってよい。移行部４１の直径Ｄ２は、変曲領域３５から頂部４２にかけて、約１５％〜約６５％減少する。
ガラス突起５０の全体の直径が、下部領域から移行部４１にかけて徐々に減少しているため、直径Ｄ２は直径Ｄ１より小さい。

図１に戻り、頂部４２は、直径Ｄ３を有し、凸状に丸みを帯びた頂面４３によって規定されている。凸状に丸みを帯びた頂面４３は、ガラス板２０の表面から離間して、ガラス突起５０の高さＨ５０を規定している。凸状に丸みを帯びた頂面４３は、ガラス突起５０の高さＨ５０の約１％〜約３％に及ぶことができる。別の実施の形態において、凸状に丸みを帯びた頂面４３は、最大径Ｄ_Ｍの約１５％〜３５％、又は最大径Ｄ_Ｍの約２０％〜約３３％に及ぶことができる。凸状に丸みを帯びた頂面４３は、移行部４１から集結する凸状に丸みを帯びた側面３２に結合している。凸状に丸みを帯びた頂面４３は、約９００マイクロメートル〜約２６００マイクロメートル、又は約９５０マイクロメートル〜約２０００マイクロメートルの凸面曲率半径Ｒ３を有している。図７、８は例示的なガラス突起５０の拡大断面を示す図である。図７、８において、ガラス突起は、頂部４２の頂面４３に沿って、曲率半径の式に適合している。

図７において、ガラス突起５０の凸状に丸みを帯びた頂面４３に沿った、座標Ｍ（２２５マイクロメートル、１６６マイクロメートル）から座標Ｎ（３６１マイクロメートル、１６６マイクロメートル）までの半径Ｒ３は、約２５６４マイクロメートルである。座標Ｍから座標Ｎまでの半径Ｒ３は、ガラス突起５０の高さＨ５０の１％に及んでいる。図８において、ガラス突起５０の凸状に丸みを帯びた頂面４３に沿った、座標Ｏ（２１１マイクロメートル、１６３マイクロメートル）から座標Ｐ（３７５マイクロメートル、１６３マイクロメートル）までの凸面半径Ｒ３は、１０７５マイクロメートルである。座標Ｏから座標Ｐまでの半径Ｒ３は、ガラス突起５０の高さＨ５０の３％に及んでいる。図７、８において、凸状に丸みを帯びた頂面４３は、丸みを帯びた頂面４３に沿って、ガラス突起５０の側方プロファイルを示すために光走査表面形状測定装置に設けられた限界によって生じた、僅かな不完全性又は「ノイズ」を含んでいる。従って、近似適合曲線は０．５５、更には０．８５より大きい決定係数（即ち、ｒの二乗）を有している。別の実施の形態において、凸状に丸みを帯びた頂面４３は、終点１３又はその周辺に、約３５００マイクロメートルを超え、５０００マイクロメートル未満の凹面曲率半径Ｒ４を有する、僅かに凹状の領域を含んでいる。

曲率半径Ｒ３は、ＶＩＧ窓の対向するガラス板間の接触が、個々のガラス突起５０及び対向するガラス板の応力を緩和するのに十分であり、かつガラス突起５０を介して、対向するガラス板間の接触熱伝達を最小限に抑制するように、制限する曲率半径に設定成されている。曲率半径Ｒ３は、成長制限構造体を使用せずに、本開示のレーザー照射処理によって形成することができるものである。成長制限構造体を使用しない、本開示のレーザー照射処理は、従来の方法と比較して、大幅に時間を節約して、頂面に大きい（即ち、９００マイクロメートル〜２６００マイクロメートルの）曲率半径を有するガラス突起５０を成長させることができる。具体的には、レーザー照射によってガラス突起５０を成長させる前に、成長制限構造体に対しガラス物品を整列させる必要がない。

例示的な実施の形態において、凸面曲率半径Ｒ３は、凸面曲率半径Ｒ２より大きい。別の実施の形態において、凸面曲率半径Ｒ３は、凸面曲率半径Ｒ２より約８０％〜約３００％、又は約１００％〜約２５０％大きい。更に別の実施の形態において、凸面曲率半径Ｒ３は、凹面曲率半径Ｒ１より大きい。凸状に丸みを帯びた頂面４３の弦として測定した直径Ｄ３は、直径Ｄ２より小さい。直径Ｄ３は、約１３２マイクロメートル〜約２６４マイクロメートル以下であってよい。直径Ｄ３は、終点１３又はその周囲に向けて徐々に減少する。

移行部４１及び頂部４２は一体的に形成されている。更に、変曲領域３５が、移行部４１において、下部領域３０と上部領域４０とを接続している。変曲領域３５は、曲率半径を有さない（即ち、平坦又は表面２４に対して垂直な）側面によって規定することができる。１つの実施の形態において、変曲領域３５は、二次元領域（例えば、平面）である。別の実施の形態において、変曲領域３５は、ガラス突起５０の高さＨ５０の約５％以下に及ぶ体積Ｖ４である。

前述のように、本開示によれば、ガラス突起５０は、従来の方法で成長させた従来のガラス突起と異なる。図９は、本開示の例示的なガラス突起５０の拡大断面を示す図である。また、本開示とは異なる方法によって製造された、従来のガラス突起７０及び６０も示されている。図９のガラス突起７０の拡大断面は、成長制限構造体を含む、従来のレーザー照射方法によって成長させたものである。例えば、米国特許出願公開第２０１３／０３２１９０３Ａ１号明細書は、「実質的に平坦な頂部」有する複数の成長制限突起７０を成長させる方法を提案している。

図９のガラス突起７０を更に図１０〜１５に示す。図１０〜１５の例示的なガラス突起７０は、約１２８マイクロメートルの高さＨ７０及び約５６２マイクロメートルのベース直径ＤＢ７０を有している。図１０に示すように、ガラス突起７０は、ガラス突起７０の頂面に沿って座標Ｑ（１８９マイクロメートル、１２８マイクロメートル）から座標Ｒ（４０１マイクロメートル、１２８マイクロメートル）まで、約４１４２マイクロメートルの曲率半径Ｒ５を有している。座標Ｑから座標Ｒまでの半径Ｒ５は、ガラス突起７０の高さＨ７０の１％に及んでいる。図１１に示すように、ガラス突起７０は、ガラス突起７０の頂面に沿って、座標Ｓ（１７０マイクロメートル、１２５マイクロメートル）から座標Ｔ（４２１マイクロメートル、１２５マイクロメートル）まで、約３０６９マイクロメートルの曲率半径Ｒ５を有している。座標Ｓから座標Ｔまでの半径Ｒ５は、ガラス突起７０の高さＨ７０の３％に及んでいる。図１２に示すように、ガラス突起７０は、ガラス突起７０の凹状に丸みを帯びた側面の１つに沿って、座標Ｕ（１マイクロメートル、１マイクロメートル）から座標Ｖ（３２マイクロメートル、１４マイクロメートル）まで、約４０マイクロメートルの曲率半径Ｒ７を有している。図１３に示すように、ガラス突起７０は、ガラス突起７０の凸状に丸みを帯びた側面の１つに沿って、座標Ｗ（５３マイクロメートル、５８マイクロメートル）から座標Ｘ（５９マイクロメートル、６３マイクロメートル）まで、約４０４７マイクロメートルの曲率半径Ｒ８を有している。図１４に示すように、ガラス突起７０は、ガラス突起７０の凸状に丸みを帯びた側面の１つに沿って、座標Ｙ（１００マイクロメートル、１０１マイクロメートル）から座標Ｚ（１０５マイクロメートル、１０５マイクロメートル）まで、約２９７７マイクロメートルの曲率半径Ｒ８を有している。図１５に示すように、ガラス突起７０は、ガラス突起７０の凸状に丸みを帯びた側面の１つに沿って、座標ＡＡ（１５０マイクロメートル、１２０マイクロメートル）から座標ＢＢ（１６０マイクロメートル、１２４マイクロメートル）まで、約６４３マイクロメートルの曲率半径Ｒ８を有している。図１０〜１５において、凸状に丸みを帯びた頂面は、曲率半径Ｒ５に沿って、ガラス突起７０の側方プロファイルを示すために、光走査表面形状測定装置に設けられた限界によって生じた、僅かな不完全性又は「ノイズ」を含んでいる。

再度図９において、別の従来のレーザー照射方法によって成長させた、半球状のガラス突起６０の拡大断面が示されている。図９のガラス突起６０を更に図１６〜２１に示す。図１６〜２１の例示的なガラス突起６０は、約１８８マイクロメートルの高さＨ６０及び約６６６マイクロメートルのベース直径ＤＢ６０を有している。図１６に示すように、ガラス突起６０は、ガラス突起６０の頂面に沿った座標ＣＣ（２８６マイクロメートル、１８６マイクロメートル）から座標ＤＤ（３８２マイクロメートル、１８６マイクロメートル）まで、約６８０マイクロメートルの曲率半径Ｒ６を有している。座標ＣＣから座標ＤＤまでの半径Ｒ６は、ガラス突起６０の高さＨ６０の１％に及んでいる。図１７に示すように、ガラス突起６０は、ガラス突起６０の頂面に沿った座標ＥＥ（２４９マイクロメートル、１８２マイクロメートル）から座標ＦＦ（４１８マイクロメートル、１８２マイクロメートル）まで、約６５６マイクロメートルの曲率半径Ｒ６を有している。座標ＥＥから座標ＦＦまでの半径Ｒ６は、ガラス突起６０の高さＨ６０の３％に及んでいる。図１８に示すように、ガラス突起６０は、ガラス突起６０の凹状に丸みを帯びた側面の１つに沿った座標ＧＧ（６マイクロメートル、１マイクロメートル）から座標ＨＨ（３１マイクロメートル、１２マイクロメートル）まで、約３０マイクロメートルの曲率半径Ｒ９を有している。図１９に示すように、ガラス突起６０は、ガラス突起６０の凸状に丸みを帯びた側面の１つに沿った座標ＩＩ（７１マイクロメートル、８５マイクロメートル）から座標ＪＪ（７７マイクロメートル、９３マイクロメートル）まで、約３９８マイクロメートルの曲率半径Ｒ１０を有している。図２０に示すように、ガラス突起６０は、ガラス突起６０の凸状に丸みを帯びた側面の１つに沿った座標ＫＫ（１４３マイクロメートル、１４８マイクロメートル）から座標ＬＬ（１４９マイクロメートル、１５２マイクロメートル）まで、約２７３マイクロメートルの曲率半径Ｒ１０を有している。図２１に示すように、ガラス突起６０は、ガラス突起６０の凸状に丸みを帯びた側面の１つに沿った座標ＭＭ（２２３マイクロメートル、１７６マイクロメートル）から座標ＮＮ（２２９マイクロメートル、１８０マイクロメートル）まで、約３２マイクロメートルの曲率半径Ｒ１０を有している。

従来の方法に従って形成されたガラス突起６０及び７０に対する、本開示のガラス突起５０の様々な曲率半径の比較を以下の表１に示す。表１に示すように、ガラス突起５０の半径Ｒ１が、ガラス突起６０及び７０の同様の半径Ｒ９及びＲ７のそれぞれと比較されている。また、ガラス突起５０の半径Ｒ２が、ガラス突起６０及び７０の同様の半径Ｒ１０及びＲ８のそれぞれと比較されている。更に、ガラス突起５０の半径Ｒ３が、ガラス突起６０及び７０の同様の半径Ｒ６及びＲ５のそれぞれと比較されている。

ガラス突起５０の凸状に丸みを帯びた頂面（ガラス突起の高さＨ５０の１〜３％の頂部）の凸面曲率半径Ｒ３である、Ｒ３は９００〜２６００マイクロメートルである。曲率半径Ｒ３は、凸状に丸みを帯びた頂面に対向するガラス板からの圧力が増加及び減少する間、ＶＩＧ窓のガラス突起５０と対向するガラス板との間の接触を最適化する。表１に示すように、又前述のように、ガラス突起５０の曲率半径Ｒ３は、例えば、ＶＩＧ窓に使用される従来のガラス突起６０及び７０と比較して、新規であり独創的である。

本開示の１つの実施の形態において、ガラス突起５０は光誘起吸収によって形成される。光誘起吸収は、ガラス物品を局所的に放射線に曝露（照射）又は放射線で加熱（即ち、レーザー照射）することに起因する、ガラス物品の吸収スペクトルの局所的変化を含んでいる。光誘起吸収は、紫外、近紫外、可視、近赤外、及び／又は赤外波長を含み、これに限定されない波長又は波長範囲における、吸収の変化を伴うことができる。ガラス物品における、光誘起吸収の例には、例えば、カラーセンターの形成、一時的なガラス欠陥の形成、及び永久的なガラス欠陥の形成が含まれるが、これに限定されるものではない。レーザーの照射線量は、レーザーのパワーＰと曝露時間との積の関数である。

図２２は、ガラス物品（例えば、ガラス板２０）に、ガラス突起５０を形成するのに使用される、例示的なレーザーベースの装置（「装置１００」）の概略図である。装置１００は、光軸Ａ１に沿って配置されたレーザー１１０を備えることができる。レーザー１１０は、光軸Ａ１に沿って、パワーＰを有するレーザービーム１１２を発することができる。例示的な実施の形態において、レーザー１１０は、電磁スペクトルの紫外（ＵＶ）領域で動作する。レーザーの照射線量は、レーザービーム１１２のパワーＰと曝露時間との積の関数である。

装置１００は、光軸Ａ１に沿って配置され、焦点ＦＰを含む焦点面Ｐ_Ｆを規定する集光光学系１２０も備えている。例示的な実施形態において、集光光学系１２０は、光軸に沿って、レーザー１１０から順に、デフォーカスレンズ１２４と第１の集光レンズ１３０との組み合わせ（この組み合わせによって、ビームエキスパンダー１３１が形成される）、及び第２の集光レンズ１３２を有している。別の実施の形態において、集光光学系１２０は、光軸Ａ１に沿って、レーザー１１０から順に、ビームエキスパンダー及び第２の集光レンズを有している。ビームエキスパンダーは、レーザービーム１１２の径を２倍又は４倍に増加又は減少させて、調整された径Ｄ_Ｂを有するコリメートレーザービーム１１２Ｃを生成するように構成することができる。

例示的な実施の形態において、デフォーカスレンズ１２４は、焦点距離ｆＤ＝−５ｃｍを有し、第１の集光レンズ１３０は、焦点距離ｆＣ１＝２０ｃｍを有し、第２の集光レンズ１３２は、焦点距離ｆＣ２＝３ｃｍ及び開口数ＮＡＣ２＝０．５を有している。別の例示的な実施の形態において、デフォーカスレンズ１２４、並びに第１及び第２の集光レンズ１３０、１３２は、溶融シリカで構成され、反射防止（ＡＲ）コーティングを備えている。集光光学系１２０の別の例示的な実施の形態は、レーザービーム１１２から、集束レーザービーム１１２Ｆを生成するように構成されたミラー、又はミラーとレンズ素子との組み合わせを有している。

装置１００は、レーザー１１０に電気的に接続され、レーザーの動作を制御するように構成された、レーザーコントローラ、マイクロコントローラ、コンピュータ、マイクロコンピュータ等のコントローラ１５０も備えている。例示的な実施の形態において、レーザー制御信号ＳＬでレーザー１１０を「オン」及び「オフ」するのではなく、レーザービーム１１２の経路にシャッター１６０を設け、シャッター制御信号ＳＳを用いて、レーザービームを選択的に遮断して、レーザービームを「オン」及び「オフ」するように、コントローラ１５０に電気的に接続されている。

装置１００の動作を開始する前に、装置に対しガラス物品を相対配置する。具体的には、ガラス物品の表面が、光軸Ａ１に対し実質的に垂直になるように、光軸Ａ１に沿ってガラス物品を配置する。例示的な実施の形態において、前面２２及び後面２４を有するガラス板２０が、ガラス板の後面２４が、焦点面ＰＦからレーザー１１０に向かう方向（即ち、＋Ｚ方向）に、距離Ｄ_Ｆだけ僅かに軸方向にずれるように、光軸Ａ１に対して相対配置される。本開示の方法において、距離Ｄ_Ｆは０．１ミリメートル〜３ミリメートルの範囲であってよい。例示的な実施の形態において、距離Ｄ_Ｆは約１ミリメートル〜約２．５ミリメートルの範囲であってよい。ガラス突起５０を形成する更に別の実施の形態において、開口数ＮＡＣ２＝０．３である。別の例示的な実施の形態において、ガラス板２０は、０．５ｍｍ≦ＴＧ≦６ｍｍの範囲の厚さＴＧを有している。これ等のパラメータを用いて、本開示のガラス突起５０をガラス板２０から成長させることができる。ガラス突起を形成する従来の方法は、成長制限構造体を使用せずに、７５０マイクロメートル、又は更には９００マイクロメートルの曲率半径を有する（高さの１〜３％の頂部に沿った）頂面を備えたガラス突起を生成することはできない。従って、成長制限構造体を使用すれば、ガラス突起７０は、３０００マイクロメートルを超える頂面曲率半径Ｒ５を有することになる。従って、前述の開口数ＮＡＣ２及びＤ_Ｆ値によって、新規な幾何学的特性を有するガラス突起５０がもたらされる。

装置１００を動作させる例示的な方法において、コントローラ１５０からの制御信号ＳＬを介し、レーザー１１０を起動して、レーザービーム１１２を生成することができる。シャッター１６０が使用される場合には、レーザー１１０を起動した後、コントローラ１５０からのシャッター制御信号ＳＳを介してシャッターが起動され、レーザービーム１１２を通すように、「オン」の位置に配置される。次に、レーザービーム１１２は、集光光学系１２０によって受光され、その中のデフォーカスレンズ１２４によって、レーザービームが発散され、デフォーカスレーザービーム１１２Ｄが形成される。次に、デフォーカスレーザービーム１１２Ｄは、デフォーカスレーザービームから、拡大コリメートレーザービーム１１２Ｃを形成するように構成された、第１の集光レンズによって受光される。次に、コリメートレーザービーム１１２Ｃは、集束レーザービーム１１２Ｆを形成する第２の集光レンズ１３２によって受光される。集束レーザービーム１１２Ｆは、ガラス板を通過して、前述のように、ガラス突起の後面２４からＤ_Ｆの距離にある、従って、本体部２３の外部に存在する焦点ＦＰにおいて、光軸Ａ１に沿ってスポットＳを形成する。集束レーザービーム１１２Ｆとガラス板２０の前面２２及び後面２４との交点によって規定される範囲内の任意の点を、本明細書において局所Ｌと呼ぶ。ガラス板２０の別の領域にレーザービーム１１２Ｆを集束して、別の局所Ｌを形成することができる。

集束レーザービーム１１２Ｆが、ガラス板２０（局所Ｌ）を通過するとき、その一部が前述のガラス板の光誘起吸収によって吸収される。これが、局所Ｌにおいて、ガラス板２０を局部的に加熱する働きをする。光誘起吸収量は比較的少なく、例えば、約３％〜約５０％である。ガラス板２０の本体部２３に、急速な温度変化がガラスの膨張を誘発する限定された膨張ゾーンが形成されるにつれ、ガラス突起が形成され始める。膨張ゾーンは、膨張ゾーンを囲む加熱されない（従って、膨張しない）ガラス領域によって制約されるため、膨張ゾーン内の溶融ガラスは、上方に膨張／流れることによって、内部応力を緩和するように強制され、それによってガラス突起５０が形成される。集束レーザービーム１１２Ｆが、ガウス分布等の円対称断面強度分布を有する場合には、ガラス板本体２３の円形領域に局部的な加熱及びそれに伴うガラスの膨張が生じ、結果として得られるガラス突起５０は、実質的に円対称であり得る。

ガラス板２０の別の位置（例えば、局所Ｌ）において、前述の処理を繰り返して、ガラス板に、複数（例えば、アレイ状）のガラス突起５０を形成することができる。例示的な実施の形態において、装置１００は、コントローラ１５０に電気的に接続され、大きな矢印１７２で示すように、集束レーザービーム１１２Ｆに対し、ガラス板２０をＸ、Ｙ、及びＺ方向に移動するように構成されたＸ−Ｙ−Ｚステージ１７０を備えている。これによって、コントローラ１５０からのステージ制御信号ＳＴを介し、ステージ１７０を選択的に平行移動させ、ガラス板２０の異なる位置を照射して、複数のガラス突起５０を形成することができる。別の例示的な実施の形態において、ガラス突起５０が形成される予定のガラス板２０の位置に、集束レーザービーム１１２Ｆを選択的に向けることができるように、集光光学系１２０が走査するように構成されている。

本明細書において、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈上明らかに別の意味に解釈されない限り、複数の指示対象を含む。従って、例えば、ａ「ｍｅｔａｌ」と言った場合、文脈上明らかに別の意味に解釈されない限り、かかる「ｍｅｔａｌ」を２つ以上有する例を含む。

本明細書において、範囲は「約」１つの特定の値から、及び／又は「約」別の特定の値までと表現することができる。かかる範囲が示された場合、これ等の例は、１つの特定の値から、及び／又は別の特定の値まで含んでいる。同様に、先行する「約」を使用することによって、値が近似値として表現されている場合、特定の値が別の態様を形成することが理解されるであろう。更に、範囲の各々の終点は、他方の終点に関連して、及び他方の終点とは無関係に、有意であることが理解されるであろう。

特に明記しない限り、本明細書に記載の方法は、そのステップを特定の順序で実行する必要があると解釈されることを意図するものでは全くない。従って、方法クレームが、そのステップが従うべき順序を記述していない場合、又はステップが特定の順序に限定されると、クレーム若しくは明細書に具体的に記述されていない場合、如何なる点においても、順序が推測されることを意図するものでは全くない。

本明細書における記述が、特定の方法で機能するように「ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ」又は「ａｄａｐｔｅｄ ｔｏ」されている、本発明の構成要素を指すことにも留意されたい。この点において、かかる構成要素は、特定の特性又は機能を特定の方法で具体化するように「ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ」又は「ａｄａｐｔｅｄ ｔｏ」されており、かかる記述は、意図した使用の記述ではなく、構造的記述である。より具体的には、本明細書において、構成要素が「ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ」又は「ａｄａｐｔｅｄ ｔｏ」されている方法に言及している場合には、構成要素の既存の物理的状態を意味するものであり、従って、構成要素の構造的な特性の明確な記述と解釈されるものである。

本発明の精神及び範囲を逸脱せずに、本開示の実施の形態に様々な改良及び変形が可能であることは、当業者には明らかであろう。本発明の精神及び本質を組み込んだ、本開示の実施の形態の改良、組み合わせ、部分組み合わせ、及び変形が、当業者に想到され得るため、本発明は添付の特許請求の範囲に属するすべてのもの及びその均等物を含むと解釈されるべきである。

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

実施形態１
ガラス物品において、
ガラス突起を有するガラス表面を備え、前記ガラス突起が、
凹状に丸みを帯びた側面によって規定される直径Ｄ１を有する下部領域であって、前記ガラス物品の前記表面から突出し、前記直径Ｄ１が、前記ガラス突起の最大径であり、前記凹状に丸みを帯びた側面が、曲率半径Ｒ１を有し前記ガラス物品の前記表面に結合して成る、下部領域と、
前記ガラス突起の前記下部領域と前記ガラス突起の上部領域とを接続する変曲領域と、
移行部及び頂部を有する前記上部領域であって、
前記移行部が、凸状に丸みを帯びた側面によって規定される直径Ｄ２を有し、前記凸状に丸みを帯びた側面が曲率半径Ｒ２を有し、前記直径Ｄ２が前記直径Ｄ１より小さく、
前記頂部が、凸状に丸みを帯びた頂面によって規定される直径Ｄ３を有し、前記凸状に丸みを帯びた頂面が、前記移行部から集結する凸状に丸みを帯びた側面に結合し、前記曲率半径Ｒ２より大きい約９００マイクロメートル〜約２６００マイクロメートルの曲率半径Ｒ３を有し、前記直径Ｄ３が前記直径Ｄ２より小さく、前記凸状に丸みを帯びた頂面が、前記ガラス物品の前記表面から離間して、前記ガラス突起の高さＨを規定する、
上部領域と、
を含む、ガラス物品。

実施形態２
前記下部領域の前記凹状に丸みを帯びた側面の前記曲率半径Ｒ１が、約２５マイクロメートル〜約１００マイクロメートルである、実施形態１記載のガラス物品。

実施形態３
前記下部領域の前記直径Ｄ１が、約４００マイクロメートル〜約８００マイクロメートルである、実施形態１記載のガラス物品。

実施形態４
前記移行部の前記凸状に丸みを帯びた側面の前記曲率半径Ｒ２が、前記ガラス突起の前記高さＨの少なくとも５％にわたり、約１７５マイクロメートル〜約９５０マイクロメートルである、実施形態１記載のガラス物品。

実施形態５
前記移行部の前記直径Ｄ２が、前記変曲領域から前記頂部にかけて約１５％〜約６５％減少する、実施形態１記載のガラス物品。

実施形態６
前記移行部の前記直径Ｄ２が、約１３２マイクロメートル〜約６８０マイクロメートルである、実施形態１記載のガラス物品。

実施形態７
前記頂部の前記直径Ｄ３が、約１３２マイクロメートル〜約２６４マイクロメートルである、実施形態１記載のガラス物品。

実施形態８
前記ガラス突起の前記高さＨが、約５０マイクロメートル〜約２００マイクロメートルである、実施形態１記載のガラス物品。

実施形態９
前記上部領域の側方プロファイルが、下式の多項式関数
ｙ＝−１．９４×１０^−８Ｘ^４＋−５．７６×１０^−４Ｘ^２＋１６８．４７、及び
約０．９５〜約０．９９９の決定係数を有する、実施形態１記載のガラス物品。

実施形態１０
前記頂部の前記凸状に丸みを帯びた頂面が、凹領域を含む、実施形態１記載のガラス物品。

実施形態１１
前記下部領域が、前記ガラス突起の前記高さＨの約５％〜約２５％である、実施形態１記載のガラス物品。

実施形態１２
前記上部領域が、前記ガラス突起の前記高さＨの約７５％〜約９５％である、実施形態１記載のガラス物品。

実施形態１３
前記頂部が、前記ガラス突起の前記高さＨの約１％〜約３％である、実施形態１記載のガラス物品。

実施形態１４
表面に形成されたガラス突起を有するガラス板において、前記ガラス突起が、
レーザー光源から、レンズを介して、集束するレーザー光を前記ガラス板の前記表面に照射するステップであって、前記レーザー光が、前記ガラス板の前記レーザー光源と反対側の表面から約１ミリメートル〜約２．５ミリメートル離れた距離に集束し、前記レーザー光によって、前記ガラス板が局部的に加熱され、該板からの前記ガラス突起の成長が誘起される、ステップを含み、ガラス突起成長制限構造体を使用しない方法によって形成され、
凹状に丸みを帯びた側面によって規定される、直径Ｄ１を有する体積Ｖ１を含む下部領域であって、前記ガラス板の前記表面から突出し、前記直径Ｄ１が前記ガラス突起の最大径であり、前記凹状に丸みを帯びた側面が曲率半径Ｒ１を有し、前記ガラス板の前記表面に結合して成る下部領域と、
前記ガラス突起の前記下部領域と前記ガラス突起の上部領域とを接続する変曲領域と、
移行部及び頂部を有する体積Ｖ２を含む前記上部領域であって、
前記移行部が、凸状に丸みを帯びた側面によって規定される直径Ｄ２を有し、前記凸状に丸みを帯びた側面が曲率半径Ｒ２を有し、前記直径Ｄ２が前記直径Ｄ１より小さく、
前記頂部が、凸状に丸みを帯びた頂面によって規定される直径Ｄ３を有し、前記凸状に丸みを帯びた頂面が、前記移行部から集結する前記凸状に丸みを帯びた側面に結合し、前記凸状に丸みを帯びた頂面が、前記曲率半径Ｒ２より大きい約９００マイクロメートル〜約２６００マイクロメートルの曲率半径Ｒ３を有し、前記直径Ｄ３が前記直径Ｄ２より小さく、前記凸状に丸みを帯びた頂面が、前記ガラス板の前記表面から離間して、前記ガラス突起の最大の高さＨを規定する、
上部領域と、
を含む、ガラス板。

実施形態１５
前記ガラス突起の前記下部領域の前記体積Ｖ１が、約９．４２×１０^５立方マイクロメートル〜約２．５１×１０^７立方マイクロメートルである、実施形態１４記載のガラス板。

実施形態１６
前記ガラス突起の前記上部領域の前記体積Ｖ２が、約１．４１×１０^７立方マイクロメートル〜約９．５５×１０^７立方マイクロメートルである、実施形態１４記載のガラス板。

実施形態１７
前記ガラス突起の前記体積Ｖ２が、前記ガラス突起の前記体積Ｖ１より大きい、実施形態１４記載のガラス板。

実施形態１８
前記ガラス突起の前記体積Ｖ２が、前記直径Ｄ１の約８５％〜約９２％である、実施形態１４記載のガラス板。

実施形態１９
前記凸状に丸みを帯びた頂面の前記曲率半径Ｒ３が、前記下部領域の前記凹状に丸みを帯びた側面の前記曲率半径Ｒ１より大きい、実施形態１４記載の方法。

実施形態２０
実施例１に記載の物品を製造する方法であって、前記物品がガラス板であって、前記方法が、
前記ガラス板の表面に、レーザー光を一定時間照射して、前記ガラス板を局部的に加熱し、該板から前記ガラス突起の成長を誘起するステップであって、前記レーザー光が、レーザー光源から、レンズを介して、約０．０１〜約０．５の開口数で集束し、前記レーザー光が、前記ガラス板の前記レーザー光源と反対側の表面から、約１ミリメートル〜約２．５ミリメートル離れた距離に集束する、ステップを含み、ガラス突起成長制限構造体を使用しない方法。

１３ ガラス突起の終点
２０ ガラス板
２４ ガラス板の表面
３１、３２ ガラス突起の側面
３５ ガラス突起の変曲領域
４１ ガラス突起の移行部
４２ ガラス突起の頂部
４３ ガラス突起の頂面
３０ ガラス突起の下部領域
４０ ガラス突起の上部領域
５０ ガラス突起
１００ レーザーベースの装置
１１０ レーザー
１１２ レーザービーム
１２０ 集光光学系
１２４ デフォーカスレンズ
１３０ 第１の集光レンズ
１３２ 第２の集光レンズ
１５０ コントローラ
ＳＬ レーザー制御信号
ＳＳ シャッター制御信号

Claims (10)

1. ガラス物品において、
   ガラス突起を有するガラス表面を備え、前記ガラス突起が、
   凹状に丸みを帯びた側面によって規定される直径Ｄ１を有する下部領域であって、前記ガラス物品の前記表面から突出し、前記直径Ｄ１が、前記ガラス突起の最大径であり、前記凹状に丸みを帯びた側面が、曲率半径Ｒ１を有し前記ガラス物品の前記表面に結合して成る、下部領域と、
   前記ガラス突起の前記下部領域と前記ガラス突起の上部領域とを接続する変曲領域と、
   移行部及び頂部を有する前記上部領域であって、
   前記移行部が、凸状に丸みを帯びた側面によって規定される直径Ｄ２を有し、前記凸状に丸みを帯びた側面が曲率半径Ｒ２を有し、前記直径Ｄ２が前記直径Ｄ１より小さく、
   前記頂部が、凸状に丸みを帯びた頂面によって規定される直径Ｄ３を有し、前記凸状に丸みを帯びた頂面が、前記移行部から集結する凸状に丸みを帯びた側面に結合し、前記曲率半径Ｒ２より大きい約９００マイクロメートル〜約２６００マイクロメートルの曲率半径Ｒ３を有し、前記直径Ｄ３が前記直径Ｄ２より小さく、前記凸状に丸みを帯びた頂面が、前記ガラス物品の前記表面から離間して、前記ガラス突起の高さＨを規定する、
   上部領域と、
   を含むことを特徴とする、ガラス物品。
2. 前記下部領域の前記凹状に丸みを帯びた側面の前記曲率半径Ｒ１が、約２５マイクロメートル〜約１００マイクロメートルであり、前記下部領域の前記直径Ｄ１が、約４００マイクロメートル〜約８００マイクロメートルであることを特徴とする、請求項１記載のガラス物品。
3. 前記移行部の前記凸状に丸みを帯びた側面の前記曲率半径Ｒ２が、前記ガラス突起の前記高さＨの少なくとも５％にわたり、約１７５マイクロメートル〜約９５０マイクロメートルであることを特徴とする、請求項１又は２記載のガラス物品。
4. 前記移行部の前記直径Ｄ２が、前記変曲領域から前記頂部にかけて約１５％〜約６５％減少し、前記移行部の前記直径Ｄ２が、約１３２マイクロメートル〜約６８０マイクロメートルであり、前記頂部の前記直径Ｄ３が、約１３２マイクロメートル〜約２６４マイクロメートルであることを特徴とする、請求項１〜３いずれか１項記載のガラス物品。
5. 前記ガラス突起の前記高さＨが、約５０マイクロメートル〜約２００マイクロメートルであることを特徴とする、請求項１〜４いずれか１項記載のガラス物品。
6. 前記上部領域の側方プロファイルが、下式の多項式関数
   ｙ＝−１．９４×１０^−８Ｘ^４＋−５．７６×１０^−４Ｘ^２＋１６８．４７、及び
   約０．９５〜約０．９９９の決定係数を有することを特徴とする、請求項１〜５いずれか１項記載のガラス物品。
7. 前記下部領域が、前記ガラス突起の前記高さＨの約５％〜約２５％であり、前記上部領域が、前記ガラス突起の前記高さＨの約７５％〜約９５％であり、前記頂部が、前記ガラス突起の前記高さＨの約１％〜約３％であることを特徴とする、請求項１〜６いずれか１項記載のガラス物品。
8. 表面に形成されたガラス突起を有するガラス板であって、前記ガラス突起が、
   レーザー光源から、レンズを介して、集束するレーザー光を前記ガラス板の前記表面に照射するステップであって、前記レーザー光が、前記ガラス板の前記レーザー光源と反対側の表面から約１ミリメートル〜約２．５ミリメートル離れた距離に集束し、前記レーザー光によって、前記ガラス板が局部的に加熱され、該板からの前記ガラス突起の成長が誘起される、ステップを含み、ガラス突起成長制限構造体を使用しない方法によって形成され、
   凹状に丸みを帯びた側面によって規定される、直径Ｄ１を有する体積Ｖ１を含む下部領域であって、前記ガラス板の前記表面から突出し、前記直径Ｄ１が前記ガラス突起の最大径であり、前記凹状に丸みを帯びた側面が曲率半径Ｒ１を有し、前記ガラス板の前記表面に結合して成る下部領域と、
   前記ガラス突起の前記下部領域と前記ガラス突起の上部領域とを接続する変曲領域と、
   移行部及び頂部を有する体積Ｖ２を含む前記上部領域であって、
   前記移行部が、凸状に丸みを帯びた側面によって規定される直径Ｄ２を有し、前記凸状に丸みを帯びた側面が曲率半径Ｒ２を有し、前記直径Ｄ２が前記直径Ｄ１より小さく、
   前記頂部が、凸状に丸みを帯びた頂面によって規定される直径Ｄ３を有し、前記凸状に丸みを帯びた頂面が、前記移行部から集結する前記凸状に丸みを帯びた側面に結合し、前記凸状に丸みを帯びた頂面が、前記曲率半径Ｒ２より大きい約９００マイクロメートル〜約２６００マイクロメートルの曲率半径Ｒ３を有し、前記直径Ｄ３が前記直径Ｄ２より小さく、前記凸状に丸みを帯びた頂面が、前記ガラス板の前記表面から離間して、前記ガラス突起の最大の高さＨを規定する、
   上部領域と、
   を含むことを特徴とする、ガラス板。
9. 前記ガラス突起の前記下部領域の前記体積Ｖ１が、約９．４２×１０^５立方マイクロメートル〜約２．５１×１０^７立方マイクロメートルであり、前記ガラス突起の前記上部領域の前記体積Ｖ２が、約１．４１×１０^７立方マイクロメートル〜約９．５５×１０^７立方マイクロメートルであり、前記ガラス突起の前記体積Ｖ２が、前記ガラス突起の前記体積Ｖ１より大きく、前記ガラス突起の前記体積Ｖ２が、前記直径Ｄ１の約８５％〜約９２％であることを特徴とする、請求項８記載のガラス板。
10. 前記凸状に丸みを帯びた頂面の前記曲率半径Ｒ３が、前記下部領域の前記凹状に丸みを帯びた側面の前記曲率半径Ｒ１より大きいことを特徴とする、請求項８又は９記載のガラス板。

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