TW201529517A - 具高紅外線穿透率的玻璃片 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種具有高紅外線(IR)輻射穿透率的玻璃片。更特定言之，本發明係關於一種具有包含表達為玻璃之總重量之百分比的含量之以下各者的組成之玻璃片： □ 範圍為0.0015%至1%之鉻含量(以Cr2O3之形式表達)，及範圍為0.0001%至1%的鈷含量(以Co之形式表達)。藉助於其高IR輻射穿透率，根據本發明之玻璃片可有利地用於使用一種需要極好之IR輻射穿透率之技術的一器件中，不論透過主面抑或始於其剪切邊緣(例如， 一螢幕或面板或板，該玻璃片界定一觸碰表面)。本發明因此亦係關於此類玻璃片在使用本質上在該片內傳播的紅外線的器件中之用途。

Description

具高紅外線穿透率的玻璃片
本發明係關於一種顯現高紅外線穿透率的玻璃片。
根據本發明之玻璃片可因此有利地用於如下任何器件中：需要在不同程度上較大之面板且使用需要穿過該等面板(不管透過主面抑或開始於其剪切邊緣)之極好紅外線穿透率之技術。
舉例而言，根據本發明之玻璃片可有利地用於觸控式螢幕或觸控面板或觸控板中，前述三者使用稱作平面散射偵測(PSD)或此外受抑全內反射(FTIR)之光學技術(或在玻璃之剪切邊緣中使用IR輻射的任何其他技術)以便偵測一或多個物件(例如，手指或觸控筆)在該片之表面上的位置。本發明因此亦係關於此類玻璃片在使用本質上在該片內傳播的紅外線的器件中之用途。
最終，本發明亦關於一種包含此類玻璃片之觸控式螢幕、觸控面板或觸控板。
PSD及FTIR技術使得有可能獲得廉價且可具有相對高觸碰表面(例如，3至100吋)同時為薄的多重偵測觸控式螢幕/觸控面板。
此等兩種技術涉及：(i)紅外線(IR)輻射例如憑藉LED從一或多個邊緣/剪切邊緣開始注入至對於紅外線透明之基板中； (ii)該基板(其接著充當波導)內部之紅外線經由全內反射(無輻射「脫離」該基板)之光學現象傳播；(iii)基板之表面與任何物件(例如，手指或觸控筆)接觸，藉由在所有方向上散射輻射而導致局部擾動；該等偏轉射線中的一些將因此能夠「脫離」該基板。
在FTIR技術中，偏轉射線於基板之與觸碰表面相反的下部表面上形成紅外線光點。藉由位於器件下方之專門相機可看到此等偏轉射線。
PSD技術本身涉及在階段(i)至(iii)之後的兩個額外階段：(iv)藉由偵測器對基板之邊緣處的所得IR輻射進行分析；及(v)藉由演算法從偵測到之輻射開始計算與表面接觸之物件之位置。此技術在文獻US2013021300A1中詳細闡明。
基本上，由於玻璃之機械性質、其耐久性、其抗刮擦性及其光學清晰性且因為玻璃可以化學方式或熱方式加強，因此玻璃為觸控面板之優選材料。
在用於PSD或FTIR技術且具有極大表面且因此具有相對大的長度/寬度之玻璃面板的狀況下，注入之IR輻射具有長的光學路徑長度。在此狀況下，玻璃材料對IR輻射之吸收因此顯著影響觸控面板之敏感性，其可接著非所要地減小面板之長度/寬度。在用於PSD或FTIR技術且具有較小表面且因此具有注入之IR輻射之較短光學路徑長度的玻璃面板的狀況下，玻璃材料對IR輻射之吸收亦尤其對併有玻璃面板之器件的能量消耗具有影響。
因此，在此背景下，一種對紅外線高度透明的玻璃片非常有用，以便保證當觸碰表面為大型表面時在此整個表面上之完整或足夠敏感性。詳言之，在通常用於此等技術中之自780nm至1200nm之波長範圍內具有等於或甚至小於1m-1之吸收係數的玻璃片為理想的。
此外，對於紅外線高度透明、在可見光區中透明或輕微至顯著地著色、甚至實際上不透明的玻璃片亦證明為在具有如下特性的其他器件中極其有用：需要不同程度的較大面板且使用一種需要透過該等面板(不論是透過主面(光學路徑長度就對應於片的厚度)抑或始於其剪切邊緣)之極佳紅外線穿透率的技術。
為了在紅外線區中(且在可見光區中)獲得高穿透率，已知減少玻璃中鐵之總含量(根據領域中之標準作法，依據Fe2O3表達)，從而獲得低鐵玻璃。矽酸鹽類型之玻璃始終包含鐵，此係由於鐵作為雜質存在於大部分所用的起始材料(砂、石灰石、白雲石及類似物)中。鐵以三價鐵Fe3+離子與二價鐵Fe2+離子之形式存在於玻璃結構中。三價鐵Fe3+離子之存在對玻璃賦予對低波長可見光之輕微吸收及近紫外線區(以380nm為中心之吸收帶)中的更強烈吸收，而二價鐵Fe2+離子的存在(有時表達為氧化物FeO)導致近紅外線區中的強烈吸收(以1050nm為中心的寬吸收帶)。因此，總鐵含量(呈其兩種形式)的增加增強可見光區中且在紅外線區中之吸收。此外，高濃度之二價鐵Fe2+離子導致紅外線區(詳言之，近紅外線區)中穿透率的減少。然而，為了藉由僅影響總鐵含量達成對於觸控應用足夠低的在自780nm至1200nm之波長範圍內的吸收係數將需要此總鐵含量的如此大的減少，以至於(i)此情形歸因於對極純起始材料(有時甚至不存在足夠純的起始材料)之需要而將導致過高之生產成本，或(ii)此情形將造成生產問題(詳言之爐之過早磨損及/或在爐中加熱玻璃的難題)。
亦已知，為了進一步增加玻璃之穿透率，氧化存在於玻璃中之鐵，即，減少二價鐵離子之含量而增加三價鐵離子之含量。玻璃之氧化程度藉由其氧化還原給定，該氧化還原定義為Fe2+原子相對於玻璃中存在之鐵原子之總重量的按重量計之比率，即Fe2+/總鐵。
為了減少玻璃之氧化還原，已知添加氧化組份至起始材料之物 料。然而，大部分已知氧化劑(硫酸鹽、硝酸鹽及其類似物)的氧化能力並非足夠強大以達成詳言之使用FTIR或PSD技術之觸控面板應用所要的IR穿透率值，或必須以過大的量來添加，同時附帶諸如成本、與生產製程之不相容性及其類似者的缺點。
此外，為了獲得在不同程度上強烈著色、甚至實際上不透明的玻璃片，實際上通用之解決方案為使用基於相對大量之鐵的玻璃組成，鐵為極其有效且廉價之著色劑。
在本發明之實施例中的至少一者中，本發明之目標為提供一種具高紅外線穿透率之玻璃片。詳言之，本發明之一目標為提供一種具近紅外線(詳言之在自780nm至1200nm之波長範圍內)之高穿透率的玻璃片。
在本發明之實施例中的至少一者中，本發明之另一目標為提供一種具適合於所選擇應用及/或市場需求的吸引力/色彩/不透明度同時具有極好紅外線穿透率的玻璃片。
在本發明之實施例中之至少一者中，本發明之另一目標為提供一種玻璃片，該玻璃片在使用本質上在該片內傳播的紅外線的一器件中價值可特別得到增強。
在本發明之實施例中的至少一者中，本發明之另一目標為提供一種玻璃片，該玻璃片當其用作大型觸控式螢幕、觸控面板或觸控板之觸碰表面時不導致觸控功能之敏感性損失或導致敏感性的極小損失。
在本發明之實施例中的至少一者中，本發明之另一目標為提供一種玻璃片，該玻璃片在其用作具有較普通大小之觸控式螢幕、觸控面板或觸控板中的觸碰表面時有利於器件的能量消耗。
最後，本發明之另一目標為提供一種生產成本低廉的具高紅外 線穿透率之玻璃片。
發明說明
本發明係關於一種具有一組成之玻璃片，該組成以表達為玻璃總重量的百分比的含量包含以下各者：
組成另外包含以相對於玻璃之總重量的重量計範圍為0.0015%至1%之鉻含量(以Cr2O3之形式表達)，及範圍為0.0001%至1%的鈷含量(以Co之形式來表達)。
因此，本發明係基於一種完全新穎且發明性的方法，此係由於該方法使得有可能解決提出之技術問題。此係因為本發明人已實證，有可能藉由在玻璃組成中組合在特定含量範圍內的低含量鐵、鉻及鈷以依據目標應用及/或市場需求容易地調節玻璃片的吸引力、色彩、在可見光區中的透明度/不透明度，但同時令人滿意且顯著地改良玻璃片在IR區中(詳言之在自780nm至1200nm之波長範圍內)的透明度。發明人因此已發現，尤其有可能藉由在玻璃組成中組合在某些含量範圍內的低含量鐵、鉻及鈷來獲得對於IR輻射高度穿透、在可見光區中高度透明且在許多應用中在審美上極其需要的具有「中性」色彩的玻璃。在鉻及鈷之其他含量範圍內，發明人亦已發現，亦有可能獲 得著色、甚至實際上不透明的玻璃，該玻璃因此在可見光區中僅稍微透射或根本不透射(對於其他應用極其需要)同時獲得高IR輻射穿透率。此最後一種方法在一般需要高選擇性(LT/ET)的著色玻璃領域中為不尋常的。
貫穿本文，當指示範圍時，包括極限值。此外，如同明確寫出一般，明確地包括數值範圍內之所有整數及子域值。又貫穿本文，含量之值係作為重量百分比，亦即，相對於玻璃之總重量表達的重量百分比，除非另有明確地指定(例如，以ppm計)。
本發明之其他特性及優點在研讀作為說明性且非限制性實例給出的以下描述內容且圖式之後將變得更顯而易見，其中：圖1至圖3表示相較於自外觀/色彩觀點而言類似之目前先進技術之玻璃，在根據本發明之範圍內的鉻及鈷之組合對具有低鐵含量之玻璃組合物中之穿透率的效應。
根據本發明之玻璃片係由可屬於各種類別之玻璃製成。玻璃可因此為鹼石灰二氧化矽玻璃、鋁矽酸鹽或硼矽酸鹽型玻璃及類似玻璃。較佳地，玻璃片的組成以表達為玻璃總重量百分比的含量包含以下各者：
更佳地且出於減低生產成本之原因，根據本發明之玻璃片為鹼石灰二氧化矽玻璃片。有利地，根據此實施例，玻璃片之組成可以表達為玻璃總重量之百分比的含量包含以下各物：
術語「玻璃」在本發明之含義內應理解為意謂一種完全非晶形材料，因此排除任何結晶材料，甚至部分結晶材料(諸如，玻璃結晶或玻璃陶瓷材料)。
根據本發明之玻璃片可為藉由浮法製程、拉伸製程、滾軋製程或已知為自熔融玻璃組合物開始製造玻璃片之任何其他製程所獲得的玻璃片。根據一根據發明之較佳實施例，該玻璃片為浮法玻璃片。術語「浮法玻璃片」應理解為意謂藉由浮法玻璃製程所形成之玻璃片，浮法玻璃製程在於在還原性條件下將熔融的玻璃傾倒於熔融錫槽上。浮法玻璃片以已知方式包含「錫面」，亦即，在玻璃本體中靠近片表面之富含錫的面。術語「富含錫」應理解為意謂錫濃度相對於核心處之玻璃組成增加，核心處之錫濃度可能或可能不實質上為零(不含錫)。
根據本發明之玻璃片可具有變化且相對大之大小。舉例而言，玻璃片可具有高達3.21m×6m或3.21m×5.50m或3.21m×5.10m或3.21m×4.50m(「PLF」玻璃片)或此外例如3.21m×2.55m或3.21m×2.25m(「DLF」玻璃片)的大小。
根據本發明之玻璃片可具有在0.1mm與25mm之間變化的厚度。有利地，在觸控面板應用之狀況下，根據本發明之玻璃片可具有在0.1mm與6mm之間變化的厚度。較佳地，在觸控式螢幕應用之狀況下，出於重量之原因，根據本發明之玻璃片的厚度係自0.1mm至2.2mm。或者，對於除螢幕應用外之任何應用，本質上出於機械強度之原因，根據本發明之玻璃片的厚度較佳為自4mm至12mm。
根據本發明，本發明之組成包含相對於玻璃之總重量按重量計介於0.002%至0.06%之間的總鐵(依據Fe2O3表達)含量。按重量計小於或等於0.06%之總鐵(以Fe2O3形式表達)含量使得進一步增加玻璃片之IR穿透率成為可能。最小值使得有可能不過度損害玻璃之成本，因為此種低鐵值常常需要昂貴、極純之起始材料或需要對此等起始材料之純化。較佳地，組成包含相對於玻璃之總重量按重量計0.002%至0.04%的總鐵(以Fe2O3之形式表達)含量。極佳地，組成包含相對於玻璃之總重量按重量計0.002%至0.02%的總鐵(以Fe2O3之形式表達)含量，或更好地組成包含相對於玻璃之總重量按重量計0.002%至0.014%的總鐵(以Fc2O3之形式表達)含量。
較佳地，根據本發明，組成包含小於20ppm之Fe2+含量(以FcO形式表達)。此含量範圍使得有可能獲得十分令人滿意之性質，尤其在IR輻射穿透率方面。較佳地，組成包含小於10ppm的Fe2+含量(以FeO之形式表達)。極佳地，組成包含小於5ppm的Fe2+含量(以FeO之形式表達)。
根據本發明之特別有利的第一主要實施例，組成包含表達為相 對於玻璃之總重量的重量百分比的鉻含量，使得：Cr2O3 (-17*Co)+0.0535；Co為表達為相對於玻璃之總重量的重量百分比的鈷含量。此等鉻及鈷之含量範圍使得有可能保證IR區中的高穿透率，獲得大於80%之光穿透率而不顯著地影響玻璃片的著色(中性色彩至極輕微著色)。
根據本發明的此第一主要實施例，組成較佳包含鈷含量，使得：(Cr2O3/25)Co(Cr2O3/5)，其具有在色彩上使玻璃片之外觀更靠近「中性」，同時顯然地維持IR區中的高穿透率及大於80%的光穿透率的效應。又更佳地，組成包含鈷含量，使得：(Cr2O3/20)Co(Cr2O3/10)，其具有仍在色彩上使玻璃片之外觀更靠近「中性」的效應。
替代地但仍根據本發明的特別有利之第一主要實施例，組成較佳包含鉻含量，使得Cr2O3 (-17*Co)+0.0290。此等鉻及鈷之含量範圍使得有可能保證IR區中的高穿透率，獲得大於85%之光穿透率，而不顯著地影響玻璃片的著色(中性色彩至極輕微著色)。較佳地，組成另外包含鈷含量，使得：(Cr2O3/25)Co(Cr2O3/5)，其具有在色彩上使玻璃片之外觀更靠近「中性」，同時顯然地維持IR區中的高穿透率及大於85%的光穿透率之效應。又更佳地，組成包含鈷含量，使得：(Cr2O3/20)Co(Cr2O3/10)，其具有仍在色彩上使玻璃片之外觀更靠近「中性」的效應。
本描述內容中之光穿透率係藉由施照體D在2°之立體觀測角度下針對4mm厚度(LTD4)進行考慮。
又根據本發明之第一主要實施例，組成可顯現鉻/總鐵比率，使得：0.05Cr2O3/Fe2O3 1。根據此第一實施例且較佳地，組成可顯現鉻/總鐵比率，使得0.1<Cr2O3/Fe2O3 1。此鉻/總鐵比率範圍使得有可能進一步改進IR區中的穿透率。極佳地，組成可顯現鉻/總鐵比 率，使得0.15Cr2O3/Fe2O3 1。或者，組成可顯現鉻/總鐵比率，使得0.1<Cr2O3/Fe2O3 0.5。
根據本發明之第一主要實施例的玻璃片可有利地用於任何器件中，該器件需要在不同程度上較大的面板且使用一技術，該技術需要(i)紅外線穿過該等面板的極好穿透率，不論穿過主面或始於其剪切邊緣，且(ii)可見光區中的極好穿透率以及「中性」著色。
舉例而言，根據此第一主要實施例的玻璃片可有利地用於使用在玻璃之剪切邊緣中傳播的IR輻射的任何技術中。詳言之，根據此第一主要實施例之片在用於偵測一或多個物件(例如，手指或觸控筆)於該片的表面上之位置的「平面散射偵測」(PSD)或此外「受抑全內反射」(FTIR)光學技術中的價值可增強。
鑒於其在可見光區中之良好穿透率及其高度中性至輕微著色的著色，根據此第一主要實施例的玻璃片可有利地用作尤其裝設於顯示器表面上方的觸控式螢幕或觸控面板或觸控板。因此，本發明亦關於一種包含界定一觸碰表面的根據本發明之第一主要實施例的至少一玻璃片的觸控式螢幕或觸控面板或觸控板。在此狀況下且較佳地，觸控式螢幕或觸控面板或觸控板有利地使用FTIR或PSD光學技術。詳言之，在此狀況下，玻璃片有利地裝設於顯示器表面上方。
根據本發明之特別有利的第二主要實施例，組成包含表達為相對於玻璃之總重量的重量百分比的鉻含量，使得：Cr2O3>(-17*Co)+0.0535；Co為表達為相對於玻璃之總重量的重量百分比的鈷含量。鉻及鈷的此等含量範圍使得有可能獲得在可見光區具有很低穿透率或無穿透率同時維持紅外線之高穿透率的在不同程度上強烈地著色至不透明的玻璃片。
根據本發明之此第二主要實施例，組成較佳包含鉻含量，使得：Cr2O3 1.5-Co。仍更佳地，組成包含鉻含量，使得：Cr2O3 1 -Co。仍更佳地，組成包含鈷含量，使得：Co0.3%。鉻及鈷之此等含量範圍使得有可能控制玻璃片之生產成本(藉由依據所要效應使鉻及鈷的作用最佳化)，同時又使得有可能獲得具有不同程度上強烈之色彩直至不透明的整體面板。
又根據本發明之第二主要實施例，玻璃片較佳地具有小於85%的光穿透率LTD4。更佳地，玻璃片具有小於80%，甚至更好地小於70%或甚至小於50%的光穿透率LTD4。又更佳地，對於需要不透明度或實際上不透明度之某些應用，玻璃片具有小於10%的光穿透率LTD4。
根據本發明之第二主要實施例的玻璃片可有利地用於任何器件中，該器件需要在不同程度上較大的面板且需要(i)紅外線穿過該等面板的極好穿透率，不論穿過主面或始於其剪切邊緣，且(ii)可見光區中的特定色彩或(實際上)不透明度。
舉例而言，根據此第二主要實施例的玻璃片可有利地用於使用在玻璃之剪切邊緣中傳播的IR輻射的任何技術中。詳言之，玻璃片在用於偵測一或多個物件(例如，手指或觸控筆)於該片之表面上的位置之「平面散射偵測」(PSD)或「受抑全內反射」(FTIR)光學技術中的價值可增強，該片鑒於其在不同程度上強烈至不透明的色彩而能夠部分或完全隱藏在其後方/下方的物件/組件。
又作為實例，根據本發明之第二主要實施例的玻璃片亦可在如下情況下具有增強的價值：
(1)作為定位於輻射加熱系統前方/周圍的裝飾面板，隱藏(部分或全部)加熱系統之不雅觀側，但允許IR輻射通過且因此使得有可能獲得來自該加熱系統之良好輸出；
(2)作為架構或裝飾性拱肩玻璃；
(3)作為攜帶性電腦上的指標器件(通常稱為「觸控板」)，其有時使用需要紅外線的技術。在此狀況下，玻璃片較佳為色彩極暗的， 甚至實際上不透明，且因此隱藏位於其下的電子組件。
(4)作為傢俱且尤其意欲包括遠端可控制電氣/電子電器之傢俱的正面元件，遮擋此等電器之不雅觀側，但允許由遙控器發出的信號通過。此係因為大部分家用電氣/電子電器(電視、高保真音響、DVD播放機、遊戲主機及其類似物)為可使用在近紅外線區發射信號的外殼遙控的。然而，此遙控系統尤其顯現兩個缺點：(i)信號常常受到可見光區(太陽、燈)中次級輻射的存在之干擾，從而使得該系統為較不敏感的，且(ii)其需要遙控器之IR信號可到達電器，且因此此等電器不可隱藏於一件傢俱內部，儘管由於審美原因仍有此方面的需要。
根據本發明，不管對於上述第一主要實施例抑或第二主要實施例，玻璃片具有高IR輻射穿透率。更特定言之，本發明之玻璃片在近紅外線區中具有高輻射穿透率。
為了量化紅外線區中玻璃的良好穿透率，在本說明書中，將使用1050nm、950nm及850nm之波長處的吸收係數，該等吸收係數因此必須儘可能低以便獲得良好穿透率。吸收係數藉由吸收率與電磁輻射在給出媒體中行進之光學路徑的長度之比率來定義。吸收係數係以m-1表達。吸收係數因此獨立於材料厚度，但其為吸收的輻射之波長及材料之化學性質的函數。
在玻璃的狀況下，所選擇波長λ下的吸收係數(μ)可自穿透率量測(T)且自材料的折射率n來計算，n、ρ及T的值為所選擇波長λ的函數：
其中ρ=(n-1)2/(n+1)2
根據本發明之第一主要實施例，玻璃片在1050、950及850nm之波長下具有吸收係數，該吸收係數低於目前先進技術之「通透」玻璃或甚至目前先進技術之「超通透」玻璃的吸收係數。
有利地，根據本發明之第一主要實施例的玻璃片在1050nm之波長下具有小於5m-1的吸收係數。較佳地，玻璃片在1050nm之波長下具有小於或等於2m-1的吸收係數。極佳地，玻璃片在1050nm之波長下具有小於或等於1m-1的吸收係數。
再次有利地，根據本發明之第一主要實施例的玻璃片在950nm之波長下具有小於5m-1的吸收係數。較佳地，玻璃片在950nm之波長下具有小於或等於2m-1的吸收係數。極佳地，玻璃片在950nm之波長下具有小於或等於1m-1的吸收係數。
再次有利地，根據本發明之第一主要實施例的玻璃片在850nm之波長下具有小於5m-1的吸收係數。較佳地，玻璃片在850nm之波長下具有小於或等於2m-1的吸收係數。極佳地，玻璃片在850nm之波長下具有小於或等於1m-1的吸收係數。
根據本發明之第二主要實施例，玻璃片在1050、950及850nm之波長下具有吸收係數，該吸收係數顯著低於目前先進技術之具有等效色彩及/或光穿透率的玻璃的吸收係數。
玻璃片之組成除尤其存在於起始材料中之雜質外亦可包含低比例之添加劑(諸如，可有助於玻璃之熔融或精煉的劑)或低比例的源自構成熔融爐之耐火材料之分解的組份。
根據本發明之玻璃片可有利地以化學方式或以熱方式回火。
根據本發明之玻璃片亦可有利地塗佈有至少一透明且導電薄層。根據本發明之透明且導電的薄層可為例如以SnO2：F、SnO2：Sb或ITO(氧化銦錫)、ZnO：Al或此外ZnO：Ga為主之層。
玻璃片亦可塗佈有至少一抗反射層。此情形在使用本發明之玻璃片作為螢幕之正面的狀況下特別有利。根據本發明之抗反射層可例如為基於具有低折射率之多孔氧化矽的層，或其可由若干層(堆疊)形成，尤其具有低與高折射率之交替層且以具有低折射率之層終止的介 電材料層之堆疊。
根據本發明之玻璃片亦可有利地塗佈有至少一抗指紋層。此在使用本發明之玻璃片作為觸碰表面的狀況下為有利的。此類層可與沈積於反面上的透明且導電薄層組合。此類層可與沈積於同一面上之抗反射層組合，抗指紋層係在堆疊外部且因此覆蓋抗反射層。
根據本發明之玻璃片亦可在其主面的至少一者上受到處理(例如藉由用酸或鹼做成毛面)，以便產生抗指紋性質或亦抗反射或抗閃爍性質。此情形在使用本發明之玻璃片作為觸控或非觸控式螢幕之正面的狀況下亦為特別有利的。
此外，本發明亦關於一種包含界定觸碰表面的根據本發明之至少一玻璃片的觸控式螢幕或觸控面板或觸控板。根據此實施例，觸控式螢幕或觸控面板或觸控板有利地使用FTIR或PSD光學技術。詳言之，對於螢幕，玻璃片有利地裝設於顯示器表面上方。
根據所要應用及/或性質，其他層可沈積於根據本發明之玻璃片的一面上及/或另一面上/可在該面及/或另一面上進行其他處理。
最後，本發明亦關於根據本發明之玻璃片在使用本質上在該片內部傳播之紅外線的器件中的用途。根據本發明之玻璃片的兩個主要實施例以及其所有特定實施例亦適用於根據本發明之用途作為用途的實施例。
術語「本質上在片內傳播之輻射」應理解為意謂在玻璃片之兩個主面之間在片本體中行進之輻射。
有利地，根據根據本發明之用途的特定實施例，紅外線之傳播藉由全內反射發生。根據此實施例，可自玻璃片之一或多個邊緣起將紅外線注入至該片內部。術語「片之邊緣」應理解為意謂由片之厚度所界定且實質上垂直於片之兩個主面的四個表面中之每一者。又根據此實施例，或者，可自一個或兩個主面起以某角度將紅外線注入至玻 璃片內部。
特別有利地根據本發明之用途，組成係根據根據本發明的玻璃片的第一主要實施例。
以下實例說明本發明而不意欲以任何方式限制本發明的涵蓋範圍。
實例
以3個集合之形式製備根據本發明之各種樣本，其中鐵、鉻及鈷的量不同。
為了製備根據本發明之樣本，根據下表中指定之相同基底組成，將起始材料以粉末形式混合並置放於坩堝中以供熔融，且向其中添加包含依據以最終組成中的目標含量的不同量的鈷、鉻及鐵之起始材料(應注意，鐵已至少部分作為雜質存在於基底組成之起始材料中)。
在配備有具有150mm之直徑之累計球的Perkin Elmer Lambda 950分光光度計上判定根據本發明之呈片形式之每一玻璃樣本的光學性質，且詳言之：- 進行穿透率之量測(自290nm至1750nm之波長)。自穿透率之此等量測起計算在850nm、950nm及1050nm之波長下的吸收係數(μ)；- 亦以2°之立體觀測角度(施照體D65)來判定光穿透率LTD4；- 判定在以下量測參數下的透射時的CIE L*a*b*參數：施照體 D65、10°、厚度4mm。
亦針對比較性樣本判定相同光學性質。
集合1
樣本1對應於根據本發明之玻璃片組成。樣本2及3(比較性)對應於目前先進技術之玻璃而無添加之鉻或鈷(樣本2：具有低鐵含量之「超通透」玻璃，及樣本3：「通透」玻璃)。
針對樣本1至3測量之光學性質以及其鐵、鉻及鈷之各別量在表I中呈現。
根據本發明之樣本1且根據目前先進技術之樣本2及3(「超通透」及「通透」玻璃)的在波長290nm與1750nm(因此包括可見光區及近紅外線區)之間針對同一玻璃厚度的穿透率曲線表示於圖1(a)中。圖1(a)的放大(相同穿透率曲線但在波長400與1250nm之間)表示於圖1(b)中。
獲得之結果(參見圖1及表I)展示，在根據本發明的含量範圍內之鉻及鈷的添加(第一主要實施例)結合低鐵含量使得有可能獲得具有以下特性的玻璃片：該玻璃片在可見光區中高度透明，具有與目前先進技術之通透玻璃十分相近的「中性」色彩，同時相較於「通透」玻璃且甚至「超通透」玻璃顯著地增加其在850、950及1050nm之波長下的輻射穿透率(因此同時減小對應吸收係數)。
應注意，本發明之樣本1的玻璃與比較性樣本2(超通透玻璃)之間的吸收係數μ值的差對於使用在玻璃之剪切邊緣中的紅外線傳播的應 用為確實顯著的，IR輻射之光學路徑長度因此長得多(相較於輻射經由主面穿過厚度的情況)。在此狀況下，玻璃對IR輻射之吸收的減少(即使很小)顯著地變更所使用技術之效用，例如，變更使用諸如FTIR或PSD之技術的觸控面板之敏感性，其可接著大大減少面板的長度/寬度。
集合2
樣本4對應於根據本發明之色彩呈藍色的玻璃片組成。樣本5(比較性)對應於外觀上極其類似於樣本4之色彩亦呈藍色的目前先進技術的玻璃。
針對樣本4及5量測之光學性質以及其鐵、鉻及鈷之各別量在以下表II中呈現。
根據本發明之樣本4及根據目前先進技術之樣本5的在波長250nm與1750nm(因此包括可見光區及近紅外線區)之間的針對同一玻璃厚度的穿透率曲線表示於圖2中。
獲得之結果(參見圖2及表II)展示，根據本發明之在含量範圍內的鉻及鈷之添加(第二主要實施例)結合低鐵含量使得有可能獲得具有以下特性的著色(藍色)玻璃片：其與目前先進技術之藍色玻璃十分相近，同時在紅外線區中，詳言之在850、950及1050nm之波長處更顯著地增加其穿透率(因此同時減小對應吸收係數)。此外，根據本發明之實例4(著色玻璃片)在IR區中顯現甚至低於或等於目前先進技術之超通透玻璃之吸收係數的吸收係數(參見實例2)。
集合3
樣本6及7對應於根據本發明之玻璃片的組成，該等玻璃片色彩為極暗的，從而對於樣本6為幾乎不透明的且對於樣本7為不透明的。樣本8(比較性)對應於外觀上極其類似於樣本6之色彩上極暗的目前先進技術的玻璃。
針對樣本6至8量測之光學性質以及其鐵、鉻及鈷之各別量在以下表III中呈現。
根據本發明之樣本6及7且根據目前先進技術之樣本8的波長250nm與1750nm(因此包括可見光區及近紅外線區)之間的針對同一玻璃厚度的穿透率曲線表示於圖3中。
獲得之結果(參見圖3及表III)展示，在根據本發明的含量範圍內之鉻及鈷之添加(第二主要實施例)結合低鐵含量使得有可能獲得具有以下特性的玻璃片：該玻璃片的色彩為極暗的，幾乎不透明(LTD4=3%)且與目前先進技術之類似外觀的玻璃十分相近，或完全不透明玻璃片(LTD4=0%)，同時相對於目前先進技術的玻璃在紅外線區中，詳言之在850、950及1050nm波長下穿透率顯著增加(因此同時減小對應吸收係數)。

Claims (15)

  1. 一種玻璃片，其具有包含表達為玻璃之總重量百分比的含量之以下各者的組成： 其特徵在於，該組成包含以相對於該玻璃之該總重量的重量計的範圍為0.0015%至1%之鉻含量(以Cr2O3之形式表達)，及範圍為0.0001%至1%的鈷含量(以Co之形式來表達)。
  2. 如請求項1之玻璃片，其中該組成包含表達為相對於該玻璃之該總重量的重量百分比的鉻含量，使得：Cr2O3 (-17*Co)+0.0535；Co為表達為相對於該玻璃之該總重量的重量百分比的該鈷含量。
  3. 如請求項2之玻璃片，其中該組成包含鉻含量，使得：Cr2O3 (-17*Co)+0.0290。
  4. 如請求項2或3之玻璃片，其中該組成包含鈷含量，使得：(Cr2O3/25)Co(Cr2O3/5)。
  5. 如請求項2或3之玻璃片，其中該組成包含鈷含量，使得：(Cr2O3/20)Co(Cr2O3/10)。
  6. 如請求項1之玻璃片，其中該組成包含表達為相對於該玻璃之該總重量的重量百分比的鉻含量，使得：Cr2O3>(-17*Co)+0.0535；Co為表達為相對於該玻璃之該總重量的重量百分比的該鈷含量。
  7. 如前述請求項之玻璃片，其中該組成包含鉻含量，使得：Cr2O31.5-Co。
  8. 如前述請求項之玻璃片，其中該組成包含鉻含量，使得：Cr2O3 1-Co。
  9. 如前述請求項中任一項之玻璃片，其中該組成包含範圍為0.002%至0.02%的總鐵含量(以Fe2O3之形式表達)。
  10. 如前述請求項中任一項之玻璃片，其中該玻璃片在1050nm之波長處具有小於5m-1的吸收係數。
  11. 一種觸控式螢幕或觸控面板或觸控板，其包含至少一個界定觸碰表面的如請求項1至10中任一項之玻璃片。
  12. 如前述請求項之觸控式螢幕或觸控面板或觸控板，其使用FTIR或PSD光學技術。
  13. 一種如請求項1至10中任一項之一玻璃片在一器件中的用途，該器件使用本質上在該片內部傳播的紅外線。
  14. 如前述請求項之用途，其中該紅外線之該傳播藉由全內反射進行。
  15. 如請求項13及14中任一項的用途，其中該玻璃片係如請求項2至5中任一項的玻璃片。
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