JP6587357B2 - 高い赤外線透過を有するガラスシート - Google Patents

Description

本発明は、高い赤外線透過を示すガラスシートに関する。

したがって、本発明によるガラスシートを、サイズが多少大きいパネルを必要とし、かつ主要表面を通して、またはそれらの剪断端縁から出発してのいずれかで、前記パネルを通して赤外線の非常に良好な透過を必要とする技術を使用するいずれのデバイスにおいても有利に使用することができる。

例えば、本発明によるガラスシートは、前記シートの表面上での１つ以上の対象（例えば、指または針）の位置を検出するために、平面散乱検出（ｐｌａｎａｒ ｓｃａｔｔｅｒ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）（ＰＳＤ）またはフラストレーテッド・トータル・インターナル・リフレクション（ｆｒｕｓｔｒａｔｅｄ ｔｏｔａｌ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）（ＦＴＩＲ）と呼ばれる光技術（またはガラスの剪断端縁においてＩＲ線を使用するいずれかの他の技術）を使用するタッチスクリーンまたはタッチパネルまたはタッチパッドにおいて都合よく使用することができる。また結果的に、本発明は、本質的に内部の前記シートを伝播する赤外線を使用するデバイスにおける、そのようなガラスシートの使用に関する。

最後に、本発明は、そのようなガラスシートを含んでなるタッチスクリーン、タッチパネルまたはタッチパッドにも関する。

ＰＳＤおよびＦＴＩＲ技術によって、安価であり、かつ薄型でありながら比較的高いタッチ表面（例えば、３〜１００インチ）を有することが可能である複数検出タッチスクリーン／タッチパネルを得ることが可能となる。

これらの２つの技術には、
（ｉ）例えば、１つ以上の端縁／剪断端縁から出発する赤外線に対して透明である基板へのＬＥＤによる赤外（ＩＲ）線の注入；
（ｉｉ）全反射の光学現象を介して、（次いで、導波管として作用する）前記基板内部での赤外線の伝播（放射線は基板から「出ない」）；
（ｉｉｉ）全方向における放射線の散乱による局所的混乱を生じる、いずれかの対象（例えば、指または針）との基板の表面の接触（偏向された光線のいくつかは、したがって、基板から「出る」ことが可能である）
が関与する。

ＦＴＩＲ技術では、偏向された光線は、タッチ表面の反対側の基板のより低い表面において赤外光スポットを形成する。これらは、デバイスの下に位置する特別なカメラによって見られる。

ＰＳＤ技術自体は、その一部分に関して、段階（ｉ）〜（ｉｉｉ）に続く２つの追加的な段階：
（ｉｖ）基板の端縁において得られたＩＲ線の検出器による分析；および
（ｖ）検出される放射線から出発して、表面と接触する対象の位置のアルゴリズムによる計算
が関与する。この技術は、特に、米国特許出願公開第２０１３／０２１３００Ａ１号明細書に明示される。

基本的に、ガラスは、その機械的特性、その耐久性、その引掻きに対する耐性、およびその光学的透明性の結果として、およびそれが化学的または熱的に強化可能であるため、タッチパネルのための選択材料である。

ＰＳＤまたはＦＴＩＲ技術のために使用され、かつ非常に大きい表面を有し、したがって、比較的大きい長さ／幅を有するガラスパネルの場合、注入したＩＲ線は、長い光路長を有する。したがって、この場合、ガラスの材料によるＩＲ線の吸収は、タッチパネルの感応性に有意に影響し、次いで、パネルの長さ／幅が、望ましくないことに減少し得る。ＰＳＤまたはＦＴＩＲ技術のために使用され、かつより小さい表面を有し、したがって、注入したＩＲ線の光路長がより短いガラスパネルの場合も、ガラスの材料によるＩＲ線の吸収が、特にガラスパネルを組み込むデバイスのエネルギー消費に影響を及ぼす。

したがって、これに関して、赤外線に対して高度に透明であるガラスシートは、表面が大きい場合、全タッチ表面上での無傷または十分な官能性を保証するために、非常に有用である。特に、１ｍ^−１以下の、一般にこれらの技術で使用される７８０〜１２００ｎｍの波長範囲の吸収係数を有するガラスシートが理想的である。

さらにまた、赤外線に対して高度に透明、可視領域において透明、またはわずかに着色から強く着色した、実際には不透明でさえあるガラスシートは、サイズが多少大きいパネルを必要とし、かつ主要表面を通して（次いで、光路長はシートの厚さに相当する）、またはそれらの剪断端縁から出発してのいずれかで、前記パネルを通して赤外線の非常に良好な透過を必要とする技術を使用する他のデバイスにおいても非常に有用であることが証明される。

赤外線領域（および可視領域）において高い透過を得るためには、低鉄ガラスを得るために、ガラス中の鉄の全含有量（当該分野における慣例に従って、Ｆｅ_２Ｏ_３に換算して示される）を低下させることが知られている。ケイ酸塩型のガラスは、鉄を常に含んでなる。これは、使用される大部分の出発材料（砂、石灰石、ドロマイトなど）において、鉄が不純物として存在するためである。鉄は、第二鉄Ｆｅ^３＋イオンおよび第一鉄Ｆｅ^２＋イオンの形態でガラスの構造中に存在する。ガラス上での第二鉄Ｆｅ^３＋イオンの存在は、低波長可視光のわずかな吸収、および近紫外線領域（３８０ｎｍを中心とする吸収帯）におけるより強い吸収に関与し、一方、第一鉄Ｆｅ^２＋イオン（酸化物ＦｅＯとして表示されることもある）の存在は、近赤外線領域（１０５０ｎｍを中心とする広吸収帯）におけるより強い吸収をもたらす。したがって、全鉄含有量（両形態）の増加は、可視領域および赤外線領域における吸収を強調する。さらにまた、第一鉄Ｆｅ^２＋イオンの高濃度は、赤外線領域（特に、近赤外線領域）における透過で減少をもたらす。しかしながら、全鉄含有量のみを影響することによって、タッチ用途のために十分に低い７８０〜１２００ｎｍの波長範囲における吸収係数を達成するためには、このような全鉄含有量の著しい減少が必要とされるが、（ｉ）非常に純粋な出発材料（これは十分純粋に存在しないことさえもある）が必要とされるため、非常に高い生産コストがもたらされるか、あるいは（ｉｉ）製造問題（特に、炉の早期摩耗および／または炉でガラスを加熱することの困難）を提示するかのいずれかである。

さらにガラスの透過を増加させるために、ガラスに存在する鉄を酸化させること、すなわち、第二鉄イオンの含有量のために、第一鉄イオンの含有量を低下させることも既知である。ガラスの酸化の程度は、その酸化還元によって与えられ、ガラスに存在する鉄原子の全質量に対するＦｅ^２＋原子の質量による比率（Ｆｅ^２＋／全Ｆｅ）として定義される。

ガラスの酸化還元を低下させるために、バッチの出発材料に酸化成分を添加することが既知である。しかしながら、大部分の既知の酸化剤（硫酸塩、硝酸塩など）は、特にＦＴＩＲまたはＰＳＤ技術を使用するタッチパネル用途のために所望のＩＲ透過値を達成するためには十分に強くない酸化動力を有するか、または極端に多い量で添加されなければならないため、例えば、コスト、製造プロセスとの不適合性などの副次的な不都合が生じる。

そのうえ、多少強く着色し、実際には不透明でさえあるガラスシートを得るために、実質的に一般的な解決策は、鉄が非常に有効であり、かつ安価な着色剤であるため、比較的多量の鉄をベースとするガラス組成物を使用することである。

本発明の目的は、その実施形態の少なくとも１つにおいて、高い赤外線透過を有するガラスシートを提供することである。特に本発明の目的は、特に７８０〜１２００ｎｍの波長範囲において、高い近赤外線透過を有するガラスシートを提供することである。

本発明の別の目的は、その実施形態の少なくとも１つにおいて、非常に良好な赤外線透過を有しながら、選択される用途および／または市場要求のために適切な魅力／色／不透明度を有するガラスシートを提供することである。

本発明の別の目的は、その実施形態の少なくとも１つにおいて、特に、本質的に内部の前記シートを伝播する赤外線を使用するデバイスにおける価値を強化可能であるガラスシートを提供することである。

本発明の別の目的は、その実施形態の少なくとも１つにおいて、大サイズのタッチスクリーン、タッチパネルまたはタッチパッドのタッチ表面としてそれが使用される場合、タッチ機能の感応性の損失がないか、またはほとんどないガラスシートを提供することである。

本発明の別の目的は、その実施形態の少なくとも１つにおいて、より適度の径のタッチスクリーン、タッチパネルまたはタッチパッドのタッチ表面としてそれが使用される場合、デバイスのエネルギー消費に好都合であるガラスシートを提供することである。

最終的に、本発明の別の目的は、製造のために安価である高い赤外線透過を有するガラスシートを提供することである。

本発明は、ガラスの全質量のパーセントとして表される含有量で、以下：
ＳｉＯ_２ ５５〜８５％
Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜３０％
Ｂ_２Ｏ_３ ０〜２０％
Ｎａ_２Ｏ ０〜２５％
ＣａＯ ０〜２０％
ＭｇＯ ０〜１５％
Ｋ_２Ｏ ０〜２０％
ＢａＯ ０〜２０％
全鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３の形態で表される） ０．００２〜０．０６％
を含んでなる組成物を有するガラスシートに関する。

この組成物は、ガラスの全質量に対する質量で、０．００１５％〜１％の範囲のクロム含有量（Ｃｒ_２Ｏ_３の形態で表される）および０．０００１％〜１％の範囲のコバルト含有量（Ｃｏの形態で表される）を追加的に含んでなる。

したがって、本発明は、提起される技術的問題を解決することが可能となる、完全に新規かつ創意に富んだアプローチに基づく。これは、本発明者らが、ガラス組成物において、特定の含有量の範囲内で、鉄、クロムおよびコバルトの低含有量を組み合わせることによって、驚くべきことに、および有意に、ＩＲ領域（特に７８０〜１２００ｎｍの波長範囲）におけるその透明度を改善しながら、目標とされる用途の機能および／または市場要求として、ガラスシートの可視領域における魅力、色、透明度／不透明度を容易に調節することが可能であることを実証したからである。したがって、本発明者らは、特に、ガラス組成物において、特定の含有量の範囲内で、鉄、クロムおよびコバルトの低含有量を組み合わせることによって、ＩＲ線を高度に透過し、可視領域において高度に透明であり、多くの用途において非常に要求の高い美的に「中性の」色を有するガラスを得ることが可能であることを発見した。クロムおよびコバルトの含有量の他の範囲において、本発明者らは、ＩＲ線の高い透過を得ながら、可視領域（他の用途のために多くの需要がある）をわずかのみ透過するか、または全く透過しない、着色し、実際には不透明でさえあるガラスを得ることも可能であることを発見した。この最後のアプローチは、高い選択性（ＬＴ／ＥＴ）が一般に望ましい、着色ガラスの分野において、驚くべきことである。

図１（ａ）は、試料１，２および３の透過曲線を表す。図１（ｂ）は、図１（ａ）の拡大図を表す。 図２は、試料４および５の透過曲線を表す。 図３は、試料６，７および８の透過曲線を表す。

本明細書を通して、範囲が示されるとき、末端は含まれる。加えて、明白に記載される場合、数値的な範囲の全ての必要不可欠なおよびサブドメイン値は明白に含まれる。また本明細書を通して、明白にその他の場合（例えば、ｐｐｍ）が明示されない限り、含有量の値は質量パーセントであり、すなわち、ガラスの全質量に関して表される。
本発明の他の特性および利点は、実例および非限定的な実施例として与えられる以下の説明および図面を読み取ることによって明らかになるであろう。中でも、図１〜３は、外観／色の視点から同様である到達水準のガラスと比較して、本発明による範囲内のクロムおよびコバルトの組合せが、低い鉄含有量を有するガラス組成物の透過に及ぼす影響を表す。

本発明によるガラスシートは、様々な種類に属することが可能なガラスから製造される。したがって、ガラスは、ソーダ石灰−シリカ、アルミノシリケートまたはボロシリケート型などのガラスであることができる。好ましくは、ガラスシートの組成物は、ガラスの全質量のパーセントとして表される含有量で、以下：
ＳｉＯ_２ ５５〜７８％
Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜１８％
Ｂ_２Ｏ_３ ０〜１８％
Ｎａ_２Ｏ ０〜２０％
ＣａＯ ０〜１５％
ＭｇＯ ０〜１０％
Ｋ_２Ｏ ０〜１０％
ＢａＯ ０〜５％
全鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３の形態で表される） ０．００２〜０．０６％
を含んでなる。

より好ましくは、より低い生産コストの理由で、本発明によるガラスシートは、ソーダ石灰−シリカガラスのシートである。有利には、この実施形態によると、ガラスシートの組成物は、ガラスの全質量のパーセントとして表される含有量で、以下：
ＳｉＯ_２ ６０〜７５％
Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜６％
Ｂ_２Ｏ_３ ０〜４％
ＣａＯ ０〜１５％
ＭｇＯ ０〜１０％
Ｎａ_２Ｏ ５〜２０％
Ｋ_２Ｏ ０〜１０％
ＢａＯ ０〜５％
全鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３の形態で表される） ０．００２〜０．０６％
を含んでなることができる。

「ガラス」という用語は、本発明の意味の範囲内で、完全非晶質材料を意味するものとして理解され、したがって、いずれの結晶材料、部分的結晶材料（例えば、ガラス−結晶またはガラス−セラミック材料）さえも排除される。

本発明によるガラスシートは、フローティングプロセス、ドローイングプロセス、ローリングプロセス、または溶融ガラス組成物から出発するガラスシート製造のために既知のいずれかの他のプロセスによって得られるガラスシートであることが可能である。本発明による好ましい実施形態によると、ガラスシートは、フロートガラスシートである。「フロートガラスシート」という用語は、還元条件で溶融ガラスを溶融スズの浴上に注ぎ入れることからなるフロートガラスプロセスによって形成されたガラスシートを意味するものとして理解される。既知の様式で、フロートガラスのシートは、「スズ表面（ｔｉｎ ｆａｃｅ）」、すなわち、シートの表面の付近のガラス体においてスズが濃縮された表面を含んでなる。「スズ濃縮」という用語は、実質的にゼロ（スズがない）であり得るか、またはゼロであり得ないコアにおけるガラスの組成物に対するスズの濃度の増加を意味するものとして理解される。

本発明によるガラスシートは、様々な比較的大きいサイズを有することができる。例えば、３．２１ｍ×６ｍ、もしくは３．２１ｍ×５．５０ｍ、もしくは３．２１ｍ×５．１０ｍ、もしくは３．２１ｍ×４．５０ｍ（「ＰＬＦ」ガラスシートと呼ばれる）、または例えば、３．２１ｍ×２．５５ｍ、もしくは３．２１ｍ×２．２５ｍ（「ＤＬＦ」ガラスシートと呼ばれる）の範囲のサイズを有することができる。

本発明によるガラスシートは、０．１〜２５ｍｍの範囲の厚さを有することができる。有利には、タッチパネル用途の場合、本発明によるガラスシートは、０．１〜６ｍｍの範囲の厚さを有することができる。好ましくは、タッチスクリーン用途の場合、質量の理由のため、本発明によるガラスシートの厚さは、０．１〜２．２ｍｍである。あるいは、好ましくは、スクリーン用途以外のいずれかの用途に関して、本質的に機械強度の理由のため、本発明によるガラスシートの厚さは、４〜１２ｍｍである。

本発明によると、本発明の組成物は、ガラスの全質量に関して、０．００２〜０．０６質量％の範囲の全鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３に関して表される）含有量を含んでなる。０．０６質量％以下の全鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３の形態で表される）含有量は、ガラスシートのＩＲ透過がさらに増加することを可能にする。最小値によって、そのような低い鉄の値が、費用が高い非常に純粋な出発材料または出発材料の精製をしばしば必要とするため、ガラスのコストに極端に不利にならないことが可能となる。組成物は、好ましくは、ガラスの全質量に関して、０．００２〜０．０４質量％の範囲の全鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３の形態で表される）含有量を含んでなる。非常に好ましくは、組成物は、ガラスの全質量に関して、０．００２〜０．０２質量％の範囲の全鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３の形態で表される）含有量を含んでなるか、さらになお好ましくは、組成物は、ガラスの全質量に関して、０．００２〜０．０１４質量％の範囲の全鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３の形態で表される）含有量を含んでなる。

好ましくは、本発明によると、組成物は、２０ｐｐｍ未満のＦｅ^２＋（ＦｅＯの形態で表される）含有量を含んでなる。含有量のこのような範囲によって、特にＩＲ線の透過に関して、非常に満足な特性を得ることが可能となる。組成物は、好ましくは、１０ｐｐｍ未満のＦｅ^２＋（ＦｅＯの形態で表される）含有量を含んでなる。非常に好ましくは、組成物は５ｐｐｍ未満のＦｅ^２＋（ＦｅＯの形態で表される）含有量を含んでなる。

本発明の特に有利な第１の主要な実施形態によって、組成物は、Ｃｒ_２Ｏ_３≦（−１７＊Ｃｏ）＋０．０５３５などの、ガラスの全質量に関して質量パーセントとして表されるクロム含有量を含んでなる。ここで、Ｃｏはコバルト含有量であり、ガラスの全質量に関して質量パーセントとして表される。クロムおよびコバルトの含有量のそのような範囲によって、ＩＲ領域における高い透過を保証することができ、ガラスシートの着色（中性から非常にわずかに着色した色）に有意に影響を与えることなく、８０％を超える光透過が得られる。

本発明のこの第１の主要な実施形態によって、組成物は、好ましくは、（Ｃｒ_２Ｏ_３／２５）≦Ｃｏ≦（Ｃｒ_２Ｏ_３／５）などのコバルト含有量を含んでなり、これは、ＩＲ領域における高い透過および８０％を超える光透過を明らかに保持しながら、「中性」色観点により近いガラスシートの外観をもたらす影響を有する。なおより好ましくは、組成物は、（Ｃｒ_２Ｏ_３／２０）≦Ｃｏ≦（Ｃｒ_２Ｏ_３／１０）などのコバルト含有量を含んでなり、これは、「中性」色観点により近いガラスシートの外観をもたらす影響をなお有する。

あるいは、なお本発明の特に有利な第１の主要な実施形態によって、組成物は、好ましくは、Ｃｒ_２Ｏ_３≦（−１７＊Ｃｏ）＋０．０２９０などのクロム含有量を含んでなる。クロムおよびコバルトの含有量のそのような範囲によって、ＩＲ領域における高い透過を保証することができ、ガラスシートの着色（中性から非常にわずかに着色した色）に有意に影響を与えることなく、８５％を超える光透過が得られる。好ましくは、組成物は、追加的に、（Ｃｒ_２Ｏ_３／２５）≦Ｃｏ≦（Ｃｒ_２Ｏ_３／５）などのコバルト含有量を含んでなり、これは、ＩＲ領域における高い透過および８５％を超える光透過を明らかに保持しながら、「中性」色観点により近いガラスシートの外観をもたらす影響を有する。なおより好ましくは、組成物は、（Ｃｒ_２Ｏ_３／２０）≦Ｃｏ≦（Ｃｒ_２Ｏ_３／１０）などのコバルト含有量を含んでなり、これは、「中性」色観点により近いガラスシートの外観をもたらす影響をなお有する。

本記載の光透過は、２°の観察の立体角において４ｍｍの厚さ（ＬＴＤ４）に関する発光物Ｄで考慮される。

本発明の第１の主要な実施形態によると、組成物は、０．０５≦Ｃｒ_２Ｏ_３／Ｆｅ_２Ｏ_３≦１などのクロム／全鉄比を示すことが可能である。この第１の実施形態によって、そして好ましくは、組成物は、０．１＜Ｃｒ_２Ｏ_３／Ｆｅ_２Ｏ_３≦１などのクロム／全鉄比を示すことが可能である。そのようなクロム／全鉄比範囲は、ＩＲ領域における透過のさらなる改善を可能にする。非常に好ましくは、組成物は、０．１５≦Ｃｒ_２Ｏ_３／Ｆｅ_２Ｏ_３≦１などのクロム／全鉄比を示すことが可能である。あるいは、組成物は、０．１＜Ｃｒ_２Ｏ_３／Ｆｅ_２Ｏ_３≦０．５などのクロム／全鉄比を示すことが可能である。

本発明の第１の主要な実施形態によるガラスシートは、サイズが多少大きいパネルを必要とし、かつ（ｉ）主要表面を通して、またはそれらの剪断端縁から出発してのいずれかで、前記パネルを通しての赤外線の非常に良好な透過、および（ｉｉ）可視領域における非常に良好な透過、さらには「中性」着色を必要とする技術を使用するいずれのデバイスにおいても有利に使用することができる。

例えば、この第１の主要な実施形態によるガラスシートは、ガラスの剪断端縁において伝播するＩＲ線を使用するいずれの技術においても有利に使用されることができる。特に、この第１の主要な実施形態によるシートは、前記シートの表面において１つ以上の対象（例えば、指または針）の位置を検出するための「平面散乱検出」（ＰＳＤ）または「フラストレーテッド・トータル・インターナル・リフレクション」（ＦＴＩＲ）光学技術において価値を強化することが可能である。

可視領域におけるその良好な透過、および非常に中性からわずかな着色までのその着色を考慮して、この第１の主要な実施形態によるガラスシートは、特にディスプレイ表面上に適合されるタッチスクリーンまたはタッチパネルまたはタッチパッドとして有利に使用することができる。したがって、本発明は、タッチ表面を画定する、本発明の第１の主要な実施形態による少なくとも１つのガラスシートを含んでなるタッチスクリーンまたはタッチパネルまたはタッチパッドに関する。この場合、そして好ましくは、タッチスクリーンまたはタッチパネルまたはタッチパッドは、有利にはＦＴＩＲまたはＰＳＤ光学技術を使用する。特に、この場合、ガラスシートは、ディスプレイ表面上に有利に適合される。

本発明の特に有利な第２の主要な実施形態によって、組成物は、Ｃｒ_２Ｏ_３＞（−１７＊Ｃｏ）＋０．０５３５などの、ガラスの全質量に関して質量パーセントとして表されるクロム含有量を含んでなる。ここで、Ｃｏはコバルト含有量であり、ガラスの全質量に関して質量パーセントとして表される。クロムおよびコバルトの含有量のそのような範囲によって、可視領域において透過がほとんどないか、またはない状態で、赤外線の高い透過を保持しながら、不透明まで多少強く着色したガラスシートを得ることが可能となる。

本発明のこの第２の主要な実施形態によると、組成物は、好ましくは、Ｃｒ_２Ｏ_３≦１．５−Ｃｏなどのクロム含有量を含んでなる。さらにより好ましくは、組成物は、好ましくは、Ｃｒ_２Ｏ_３≦１−Ｃｏなどのクロム含有量を含んでなる。さらにより好ましくは、組成物は、好ましくは、Ｃｏ≦０．３％などのコバルト含有量を含んでなる。クロムおよびコバルトの含有量のこれらの範囲によって、不透明度までの多少強い色の全体のパネルに近づけることを可能にしながらも、（所望の影響を受けるクロムおよびコバルトの寄与を最適化することによって）ガラスシートの製造コストを制御することが可能となる。

さらに本発明の第２の主要な実施形態によると、ガラスシートは、好ましくは８５％未満の光透過ＬＴＤ４を有する。より好ましくは、ガラスシートは、８０％未満、さらになお良好には７０％未満、またはさらには５０％未満の光透過ＬＴＤ４を有する。さらにより好ましくは、不透明度または仮想的不透明度を必要とする特定の用途に関して、ガラスシートは、１０％未満の光透過ＬＴＤ４を有する。

本発明の第２の主要な実施形態によるガラスシートは、サイズが多少大きいパネルを必要とし、かつ（ｉ）主要表面を通して、またはそれらの剪断端縁から出発してのいずれかで、前記パネルを通しての赤外線の非常に良好な透過、および（ｉｉ）可視領域における特定の色または（仮想的）不透明度を必要とするいずれのデバイスにおいても有利に使用することができる。

例えば、この第２の主要な実施形態によるガラスシートは、ガラスの剪断端縁において伝播するＩＲ線を使用するいずれの技術においても有利に使用されることができる。特に、これは、不透明までの多少強い色を考慮して、その後ろ／下に見られる対象／成分を部分的に、または完全に隠すことが可能である前記シートの表面において１つ以上の対象（例えば、指または針）の位置を検出するための「平面散乱検出」（ＰＳＤ）または「フラストレーテッド・トータル・インターナル・リフレクション」（ＦＴＩＲ）光学技術において価値を強化することが可能である。

さらなる実施例として、本発明の第２の主要な実施形態によるガラスシートは、以下の価値を向上させることもできる：
（１）加熱の見栄えが悪い側面を（部分的に、または完全に）隠すが、ＩＲ線の通過を可能にし、したがって、前記加熱からの良好なアウトプットを可能にする、放射加熱の前方／周囲に配置された装飾パネルとして；
（２）構造的または装飾スパンドレルガラスとして；
（３）赤外線を必要とする技術を使用することもある（一般に「タッチパッド」として知られる）ポータブルコンピュータ上のポインティングデバイスとして。この場合、ガラスシートは、好ましくは色が非常に暗く、実際には不透明でさえもあり、したがって、その下に位置する電子部品を隠している；
（４）家具、特に、遠隔制御可能な電気／電子機器電気機器を含むことが意図される家具の、そのような電気機器の見栄えが悪い側面を視界から隠すが、リモコンから送られるシグナルが通過することを可能にする前面要素として。これは、大部分の家庭用電気／電子機器電気機器（テレビ、ハイファイ、ＤＶＤプレーヤー、ゲームコンソールなど）が、近赤外線領域のシグナルを送るハウジングを使用して遠隔制御可能であるためである。しかしながら、この遠隔制御システムは、特に２つの不都合を示す：（ｉ）シグナルは、その感応性を低下させる可視領域（太陽、ライト）における二次放射線の存在によって、しばしば混乱すること、および（ｉｉ）電気機器が、遠隔操作のＩＲシグナルが到達可能であることを必要とし、したがって、たとえ要求が、美的な理由のために、この方向で進展するにもかかわらず、これらは家具の内部に隠されることができないこと。

本発明によると、上記の第１または第２の主要な実施形態のいずれによっても、ガラスシートはＩＲ線の高い透過を有する。より詳しくは、本発明のガラスシートは、近赤外線領域における放射線の高い透過を有する。

赤外線領域におけるガラスの良好な透過を定量化するために、本記載において、波長１０５０、９５０および８５０ｎｍにおける吸収係数は、したがって、良好な透過を得るために可能な限り低くなければならないが、使用される。吸収係数は、吸光度と、所与の媒体における電磁放射によって移動する光学距離の長さとの比率によって定義される。これは、ｍ^−１で表される。これは、したがって、材料の厚さから独立しているが、吸収される放射線の波長および材料の化学的性質に関係する。

ガラスの場合、選択された波長λにおける吸収係数（μ）は、透過（Ｔ）の測定、ならびに材料の屈折率ｎから計算することができる。ｎ、ρおよびＴの値は、選択された波長λの関数である。

式中、ρ＝（ｎ−１）^２／（ｎ＋１）^２である。

本発明の第１の主要な実施形態によると、ガラスシートは、波長１０５０、９５０および８５０ｎｍで、到達水準の「透明」ガラスの、または到達水準の「エクストラ−クリア」ガラスの吸収係数より低い吸収係数を有する。

有利には、本発明の第１の主要な実施形態によるガラスシートは、波長１０５０ｎｍで５ｍ^−１未満の吸収係数を有する。好ましくは、波長１０５０ｎｍで２ｍ^−１以下の吸収係数を有する。非常に好ましくは、波長１０５０ｎｍで１ｍ^−１以下の吸収係数を有する。

再び有利には、本発明の第１の主要な実施形態によるガラスシートは、波長９５０ｎｍで５ｍ^−１未満の吸収係数を有する。好ましくは、波長９５０ｎｍで２ｍ^−１以下の吸収係数を有する。非常に好ましくは、波長９５０ｎｍで１ｍ^−１以下の吸収係数を有する。

再び有利には、本発明の第１の主要な実施形態によるガラスシートは、波長８５０ｎｍで５ｍ^−１未満の吸収係数を有する。好ましくは、波長８５０ｎｍで２ｍ^−１以下の吸収係数を有する。非常に好ましくは、波長８５０ｎｍで１ｍ^−１以下の吸収係数を有する。

本発明の第２の主要な実施形態によると、ガラスシートは、波長１０５０、９５０および８５０ｎｍで、同等の色および／または光透過を有する到達水準のガラスの吸収係数より有意に低い吸収係数を有する。

ガラスシートの組成物は、特に出発材料に存在する不純物に加えて、少量の添加剤（例えば、ガラスの溶解または精製を促進する薬剤）、または溶融炉を形成する耐火性材料の溶解に由来する成分を含んでなることができる。

本発明によるガラスシートは、有利には化学的または熱的にテンパリング可能である。

本発明によるガラスシートは、有利には、少なくとも１つの透明かつ電導性の薄層でコーティング可能である。本発明による透明かつ導電性の薄層は、例えば、ＳｎＯ_２：Ｆ、ＳｎＯ_２：ＳｂまたはＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＺｎＯ：ＡｌまたはＺｎＯ：Ｇａをベースとする層であることができる。

またガラスシートは、少なくとも１つの反射防止層でコーティング可能である。これは、本発明のガラスシートをスクリーンの前面として使用する場合、特に有利である。本発明による反射防止層は、例えば、低屈折率を有する多孔性シリカをベースとする層であることができるか、またはいくつかの層（積層）、特に、低屈折率を有する層と高屈折率を有する層とを交互に有し、かつ低屈折率を有する層を末端とする誘電体物質の層の積層から構成可能である。

本発明によるガラスシートは、有利には、少なくとも１つの抗指紋層でコーティング可能である。本発明のガラスシートがタッチ表面として使用される場合、これは有利である。そのような層は、反対の表面に堆積された透明かつ導電性の薄層と組み合わせることができる。そのような層は、同一面に堆積された反射防止層と組み合わせることができ、この場合、抗指紋層は積層の外側であって、したがって、反射防止層を被覆する。

本発明によるガラスシートは、その主要表面の少なくとも１つにおいて、例えば、酸または塩基によるつや消しによって、抗指紋特性または反射防止もしくは抗明滅特性を生じるために処理されることも可能である。これはまた、本発明のガラスシートがタッチまたは非タッチスクリーンの前面として使用される場合、特に有利である。

加えて、本発明は、タッチ表面を画定する少なくとも１つの本発明によるガラスシートを含んでなるタッチスクリーンまたはタッチパネルまたはタッチパッドにも関する。この実施形態によると、タッチスクリーンまたはタッチパネルまたはタッチパッドは、有利にはＦＴＩＲまたはＰＳＤ光学技術を使用する。特に、スクリーンに関して、ガラスシートは、ディスプレイ表面上に有利に適合される。

所望の用途および／または特性によって、本発明によるガラスシートの１つの表面および／または他の表面に他の層／他の処理を堆積／実行することができる。

最後に、本発明は、前記シート内部を本質的に伝播する赤外線を使用するデバイスにおける本発明によるガラスシートの使用にも関する。本発明によるガラスシートの２つの主要な実施形態およびまた全てのそれらの特定の実施形態も、使用の実施形態としての本発明による使用に適用される。

「シート内部を本質的に伝播する放射線」という用語は、シートの２つの主要な表面間をガラスシートの内部で移動する放射線を意味するものとして理解される。

有利には、本発明による使用の特定の実施形態によると、赤外線の伝播は全内部反射によって生じる。この実施形態によると、赤外線は、前記シートの１つ以上の端縁から出発してガラスシート内部に注入されることができる。「シートの端縁」という用語は、シートの厚さによって画定され、かつシートの２つの主要表面に対して実質的に垂直である４つの表面のそれぞれを意味するものとして理解される。さらにこの実施形態によると、代わりに、赤外線は、特定の角度で一方または両方の主要表面から出発してガラスシート内部に注入されることができる。

特に本有利なことに、本発明の使用によると、組成物は、本発明によるガラスシートの第１の主要な実施形態による。

以下の実施例は、いずれかの形態でその範囲を限定することを意図せずに、本発明を例示する。

本発明による様々な試料は、鉄、クロムおよびコバルトの可変量を用いて、３つの組合せの形態で調製された。

本発明による試料の調製のために、下記の表に明示される同一基本組成に従って、出発材料を粉末形態で混合し、そして溶解させるために、るつぼに配置し、そしてこれに、最終組成物において目標とされる含有量の関数としての可変量のコバルト、クロムおよび鉄を含んでなる出発材料を添加した（鉄は、不純物として基本組成の出発材料に少なくとも部分的にすでに存在することに留意する必要がある）。

シートの形態の本発明によるそれぞれのガラス試料の光学特性は、直径１５０ｍｍの積分球を備えたＰｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ Ｌａｍｂｄａ ９５０分光光度計において決定し、特に
−透過の測定は、（２９０〜１７５０ｎｍの波長）で実行した。８５０、９５０および１０５０ｎｍの波長における吸収係数（μ）は、透過のこれらの測定から出発して算出され；
−光透過ＬＴＤ４は、２°の観察立体角で決定され（発光物Ｄ６５）；
−ＣＩＥ Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊パラメーターは、以下の測定パラメーターを有する透過において決定された：発光物Ｄ６５、１０°、厚さ４ｍｍ。

比較試料に関しても、同光学特性を決定した。

組合せ１
試料１は、本発明によるガラスシート組成物に相当する。試料２および３（比較）は、クロムまたはコバルトが添加されていない到達水準のガラスに相当する（試料２：低鉄含有量を有する「エクストラ−クリア」ガラス、および試料３：「透明」ガラス）。

試料１〜３に関して測定された光学特性、ならびに鉄、クロムおよびコバルトのそれぞれの量を表Ｉに示す。

本発明による試料１、ならびに到達水準による試料２および３（「エクストラクリア」ガラスおよび「透明」ガラス）の波長２９０〜１７５０ｎｍ（したがって、可視および近赤外線領域を含む）の全く同一のガラス厚さの透過曲線を図１（ａ）に表す。透過における同一曲線であるが波長４００〜１２５０ｎｍの図１（ａ）の拡大図を、図１（ｂ）に表す。

得られた結果（図１および表Ｉを参照のこと）によると、低い鉄含有量と組み合わせて、本発明（第１の主要な実施形態）による含有量の範囲内のクロムおよびコバルトの添加により、到達水準の透明ガラスに高度に匹敵する「中性」色を有するが、「透明」および「エクストラ−クリア」ガラスと比較すると８５０、９５０および１０５０ｎｍの波長における放射線の透過を有意に増加させる（したがって、相当する吸収係数を低下させる）、可視領域において高度に透明であるガラスシートを得ることが可能であることが示される。

本発明の試料１のガラスと比較試料２（エクストラ−クリアガラス）との間の吸収係数μ値の差異は、（主要表面を通して厚さを通して通過するより）ＩＲ線の光路長が長い、ガラスの剪断端縁における赤外線の伝播を使用する用途に関して真に有意である。この場合、ガラスによるＩＲ線の吸収の減少は、たとえ小さくても、使用される技術の有効性を有意に変更し、例えば、ＦＴＩＲまたはＰＳＤなどの技術を使用するタッチパネルの感受性を変更し、次いで、これは、パネルの長さ／幅をかなり減少することができる。

組合せ２
試料４は、本発明による青色のガラスシート組成物に相当する。試料５（比較）は、到達水準（青色）のガラスに相当し、これは外観上、試料４に非常に似ている。

試料４および５に関して測定される光学特性、ならびに鉄、クロムおよびコバルトのそれぞれの量を下記の表ＩＩに示す。

本発明による試料４、および到達水準による試料５（青色ガラス）の波長２５０〜１７５０ｎｍ（したがって、可視および近赤外線領域を含む）の全く同一のガラス厚さの透過曲線を図２に表す。

得られた結果（図２および表ＩＩを参照のこと）によると、低い鉄含有量と組み合わせて、本発明（第２の主要な実施形態）による含有量の範囲内のクロムおよびコバルトの添加により、到達水準の青色ガラスに高度に匹敵するが、赤外線領域、特に、８５０、９５０および１０５０ｎｍの波長における透過を有意に増加させる（したがって、相当する吸収係数を低下させる）、着色（青色）ガラスシートを得ることが可能であることが示される。さらにまた、本発明による実施例４の着色ガラスシートは、ＩＲ領域において、到達水準のエクストラ−クリアガラス（実施例２を参照のこと）の吸収係数以下の吸収係数を示す。

組合せ３
試料６および７は、本発明によるガラスシートの組成物に相当し、色が非常に暗く、試料６に関しては実質的に不透明であり、試料７に関しては不透明である。試料８（比較）は、到達水準のガラスに相当し、これは色が非常に暗く、外観上、試料６に非常に似ている。

試料６〜８に関して測定される光学特性、ならびに鉄、クロムおよびコバルトのそれぞれの量を下記の表ＩＩＩに示す。

本発明による試料６および７、ならびに到達水準による試料８の波長２５０〜１７５０ｎｍ（したがって、可視および近赤外線領域を含む）の全く同一のガラス厚さの透過曲線を図３に表す。

得られた結果（図３および表ＩＩＩを参照のこと）によると、低い鉄含有量と組み合わせて、本発明（第２の主要な実施形態）による含有量の範囲内のクロムおよびコバルトの添加により、色が極めて暗く、実質的に不透明（ＬＴＤ４＝３％）であり、かつ高度に到達水準の同様の外観のガラスに匹敵するか、または完全に不透明なガラスシート（ＬＴＤ４＝０％）であるが、到達水準のガラスに関して、赤外線領域、特に、８５０、９５０および１０５０ｎｍの波長における透過を有意に増加させる（したがって、相当する吸収係数を低下させる）、ガラスシートを得ることが可能であることが示される。

Claims (15)

1. ガラスの全質量のパーセントとして表される含有量で、以下：
   ＳｉＯ_２ ５５〜８５％
   Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜３０％
   Ｂ_２Ｏ_３ ０〜２０％
   Ｎａ_２Ｏ ０〜２５％
   ＣａＯ ０〜２０％
   ＭｇＯ ０〜１５％
   Ｋ_２Ｏ ０〜２０％
   ＢａＯ ０〜２０％
   全鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３の形態で表される） ０．００２〜０．０６％
   を含む組成物を有するガラスシートにおいて、前記組成物が、前記ガラスの前記全質量に対する質量で、０．００１５％〜１％の範囲のクロム含有量（Ｃｒ_２Ｏ_３の形態で表される）、０．０００１％〜１％の範囲のコバルト含有量（Ｃｏの形態で表される）、および２０ｐｐｍ未満のＦｅ ^２＋ 含有量（ＦｅＯの形態で表される）を含むことを特徴とする、ガラスシート。
2. 前記組成物が、Ｃｒ_２Ｏ_３≦（−１７＊Ｃｏ）＋０．０５３５の、ガラスの全質量に関して質量パーセントとして表されるクロム含有量を含み、Ｃｏはコバルト含有量であり、前記ガラスの前記全質量に関して質量パーセントとして表されることを特徴とする、請求項１に記載のガラスシート。
3. 前記組成物が、Ｃｒ_２Ｏ_３≦（−１７＊Ｃｏ）＋０．０２９０のクロム含有量を含むことを特徴とする、請求項２に記載のガラスシート。
4. 前記組成物が、（Ｃｒ_２Ｏ_３／２５）≦Ｃｏ≦（Ｃｒ_２Ｏ_３／５）のコバルト含有量を含むことを特徴とする、請求項２または３に記載のガラスシート。
5. 前記組成物が、（Ｃｒ_２Ｏ_３／２０）≦Ｃｏ≦（Ｃｒ_２Ｏ_３／１０）のコバルト含有量を含むことを特徴とする、請求項２または３に記載のガラスシート。
6. 前記組成物が、Ｃｒ_２Ｏ_３＞（−１７＊Ｃｏ）＋０．０５３５の、ガラスの全質量に関して質量パーセントとして表されるクロム含有量を含み、Ｃｏはコバルト含有量であり、前記ガラスの前記全質量に関して質量パーセントとして表されることを特徴とする、請求項１に記載のガラスシート。
7. 前記組成物が、Ｃｒ_２Ｏ_３≦１．５−Ｃｏのクロム含有量を含むことを特徴とする、請求項６に記載のガラスシート。
8. 前記組成物が、Ｃｒ_２Ｏ_３≦１−Ｃｏのクロム含有量を含むことを特徴とする、請求項７に記載のガラスシート。
9. 前記組成物が、０．００２％〜０．０２％の範囲の全鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３の形態で表される）含有量を含むことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のガラスシート。
10. 波長１０５０ｎｍで５ｍ^−１未満の吸収係数を有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のガラスシート。
11. タッチ表面を画定する、少なくとも１つの、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のガラスシートを含む、タッチスクリーンまたはタッチパネルまたはタッチパッド。
12. ＦＴＩＲまたはＰＳＤ光学技術を使用する、請求項１１に記載のスクリーンまたはパネルまたはパッド。
13. 前記シート内部を本質的に伝播する赤外線を使用するデバイスにおける、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のガラスシートの使用。
14. 前記赤外線の伝播が全内部反射によって生じることを特徴とする、請求項１３に記載の使用。
15. 前記ガラスシートが請求項２〜５のいずれか一項に記載されるものであることを特徴とする、請求項１３または１４に記載の使用。

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