TWI721991B - 具有高紅外線穿透率之玻璃片 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種具有高紅外線(IR)輻射穿透率之有色玻璃片。更特定而言，本發明係關於一種藍色或綠色色調之有色玻璃片，其具有包含含量按玻璃總重量的百分比表示的以下各者之組成：
該片具有：TIR4>TLD4。
藉助於其高IR輻射穿透率，根據本發明之該有色玻璃片可有利地用於使用需要無論穿過主面或始於其邊緣之極佳IR輻射穿透率之技
術的裝置中。
Description
本發明係關於一種具有高紅外線穿透率之有色玻璃片。特定而言，本發明係關於一種具有高紅外線穿透率之綠色至藍色色調之有色玻璃片。
根據本發明之玻璃片因此可有利地用於需要大小大體上較大之有色玻璃面板且使用需要穿過面板(無論穿過主面或始於其邊緣)之紅外線的極佳穿透率之技術的任何裝置中。舉例而言，根據本發明之有色玻璃片可有利地用於使用被稱作平面散佈偵測(PSD)或亦被稱作受抑全內反射(FTIR)之光學技術(或使用在玻璃之邊緣中的IR輻射的任何其他技術)的觸控螢幕或觸控面板或觸控板中，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基本上在該片內部傳播之紅外線的裝置中之用途。
儘管並不限於此類應用，但將更特定地關於在使用被稱作平面散佈偵測(PSD)或亦被稱作受抑全內反射(FTIR)之光學技術之觸控螢幕或觸控面板或觸控板中之用途來描述本發明。
PSD及FTIR技術使得有可能獲得廉價且可具有相對較大觸控表面(例如，3至100吋)同時為薄的多點偵測觸控螢幕/觸控面板。
此等兩種技術涉及：(i)例如藉助於LED自一或多個邊緣起將紅外線(IR)輻射注入至對於紅外線透明的基板中；(ii)經由全內反射(無輻射「脫離」該基板)之光學現象，紅外線在該基板內部傳播(基板接著充當波導)；(iii)基板之表面與任何物件(例如，手指或觸控筆)的接觸藉由在所有方向上散射輻射導致局部擾動；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，偏轉射線在與觸控表面相反的該基板之下部表面上形成紅外線光點。此等偏轉射線藉由位於裝置下方之專門攝影機可見。
PSD技術本身涉及在階段(i)至階段(iii)之後的兩個額外階段：(iv)藉由偵測器分析該基板之邊緣處的所得IR輻射；以及(v)藉由演算法根據偵測到之輻射計算與表面接觸之物件之位置。此技術詳言之在文獻US2013021300A1中闡明。
基本上，由於玻璃之機械性質、耐久性、抗刮擦性及光學清晰性且由於玻璃可以化學方式或熱方式加強，因此玻璃為用於觸控面板之精選材料。
在用於PSD或FTIR技術且具有極大表面且由此具有相對大的長度/寬度之玻璃面板之狀況下，該注入之IR輻射具有較長的光學路徑長度。在該種狀況下，玻璃材料對IR輻射之吸收由此顯著影響觸控面板之敏感度，其可接著不當減小該面板之長度/寬度。在用於PSD或FTIR技術且具有較小表面且由此注入之IR輻射具有較短光學路徑長度之玻璃面板之狀況下，玻璃材料對IR輻射之吸收亦具有影響，尤其對併入有該玻璃面板之裝置的能量消耗具有影響。
因此，對紅外線高度透明的玻璃片極適用於此情形，以便保證
當此表面較大時整個觸控表面上方之完整或充分敏感度。特定而言，在通常用於此等技術中的780nm至1200nm(且更特定言之850nm至1050nm)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且小於5m-1之值本身為極有利的。
除了此情形之外且以通用方式，綠色至藍色色調之有色玻璃片在視需要與層組合時在許多應用中、在建構中、在裝飾中以及在機動車輛領域中常常非常美觀。此類玻璃片之已知實例由有色Planibel®範圍給定，其由AGC歐洲玻璃公司(AGC Glass Europe)出售，且特定而言包含若干型式之藍色玻璃(PlanibelAzur、Dark Blue及Privablue)及若干型式之綠色玻璃(特定而言，Planibel Green)。此外，尤其在機動車輛領域中，常常由於除色彩之外的過濾高能量(IR及/或UV)輻射之性質而選擇此類玻璃。確切而言，此等已知有色玻璃使得有可能尤其在低能量穿透率使得有可能限制車輛內部之過熱的機動車輛領域中對美觀性(經由其色彩)及能量兩方面之考量作出回應。因此，一般而言，且尤其在機動車輛領域中，發現符合當前準則但又具有高選擇性(TL/TE)之有色玻璃具有吸引性。特定而言且藉助於實例，市售之藍色玻璃(諸如，Planibel Dark Blue及Privablue玻璃)顯示極低紅外線穿透率。
因此，在藍色或綠色色彩範圍中經輕微至強烈地著色但對紅外線高度透明的玻璃片當前在市場上並不供應，然而對於需要有色面板且使用需要穿過所述面板之極佳IR輻射穿透率(無論穿過主面(光學路徑長度接著對應於片之厚度)或始於其邊緣))之技術的裝置且尤其對於使用PSD或FTIR技術之裝置而言，引發相當大的關注。
為了獲得紅外線區(且可見光區)中之高穿透率，已知減少玻璃中鐵之總含量(依據Fe2O3表示，根據該領域中之標準常例)，從而獲得低鐵玻璃。矽酸鹽類型之玻璃始終包含鐵，由於後者作為雜質存在於大
部分所用起始材料(砂、石灰石、白雲石及類似物)中。鐵在玻璃之結構中呈三價鐵Fe3+離子與二價鐵Fe2+離子形式存在。三價鐵Fe3+離子之存在在玻璃上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)中的較強吸收，而二價鐵Fe2+離子的存在(有時表示為氧化物FeO)導致近紅外線區(以1050nm為中心的廣泛吸收帶)中的強烈吸收。因此，總鐵含量(呈其兩種形式)的提高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)中穿透率的降低。然而，藉由僅影響總鐵含量來達成對於觸控應用而言足夠低的在自780nm至1200nm之波長範圍內的吸收係數將需要此總鐵含量的極大降低：(i)此情形歸因於對極純起始材料(有時甚至並不存在足夠純的材料)之需要而將導致過高之生產成本，或(ii)此情形將呈現生產問題(詳言之爐之過早磨損及/或爐中加熱玻璃的困難)。
亦已知，為進一步提高玻璃之穿透率，氧化存在於該玻璃中之鐵，亦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，該氧化還原經定義為Fe2+原子相對於玻璃中存在之鐵原子之總重量的重量比率，即Fe2+/總鐵。
為了減少玻璃之氧化還原，已知添加氧化組分至起始材料之批料。然而，大多數已知氧化劑(硫酸鹽、硝酸鹽及其類似者)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；或必須在附帶缺點(諸如成本、與生產製程之不相容性及其類似者)之情況下以過度大的量來添加。
此外，為了獲得大體上強烈著色之玻璃片，實際上通用之解決方案為使用基於呈相對較大量之著色劑(尤其鐵)的玻璃組合物，但此習知解決方案明顯導致高能量輻射及特定而言紅外線之穿透率的顯著降低。
在至少一個實施例中，本發明之一個目標為提供一種具有高紅外線穿透率之綠色至藍色色調之有色玻璃片。特定而言，本發明之目標為提供一種具有高近紅外線穿透率(特定而言在自780nm至1200nm且更特定言之自850nm至1050nm波長範圍內(許多技術所關注之範圍))之綠色至藍色色調之有色玻璃片。
在至少一個實施例中，本發明之另一目標為提供一種具有適合於所選應用及/或市場需求之吸引力同時具有極佳紅外線穿透率的綠色至藍色色調之有色玻璃片。
在至少一個實施例中，本發明之另一目標為提供一種在使用基本上在片內部傳播之紅外線的裝置中尤其可特別增強價值的綠色至藍色色調之有色玻璃片。
在至少一個實施例中，本發明之另一目標為提供一種當用作較大大小之觸控螢幕、觸控面板或觸控板中之觸控表面時不導致或幾乎不導致觸控功能之敏感度的損失的有色玻璃片。
在至少一個實施例中，本發明之另一目標為提供一種當用作較適中大小之觸控螢幕、觸控面板或觸控板中之觸控表面時對於裝置之能量消耗有利的有色玻璃片。
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有色玻璃片。
本發明係關於一種有色玻璃片，其具有包含以下各者(含量表示為按玻璃之總重量計的百分比)之組成：- 基本成分：
且該片具有：TIR4>TLD4。
因此，本發明係基於完全新穎及創造性的方法，由於其使得解決所提出之技術問題成為可能。實際上，諸位發明人已表明，藉由在玻璃組合物中在特定含量範圍內結合鉻及鈷，有可能獲得在美觀性上與市場上可獲得之藍色或綠色玻璃高度相當但同時出乎意料地獲得特定而言在自780nm至1200nm波長範圍內的IR輻射的高穿透率(相對於來自先前技術之有色玻璃明顯較高)的綠色至藍色色調之有色玻璃。此方法在僅僅需要高選擇性(TL/TE)或換言之低能量穿透率(及間接地低IR輻射穿透率)的有色玻璃領域中為新穎的。
在本文全篇中，當指示範圍時，端值包括在內。另外，如同明確地撰寫一般，明確地包括數值範圍內之所有整數值及子範圍。亦在本文全篇中，含量值係呈重量百分比，亦即相對於玻璃之總重量表示的重量百分比，除非以其他方式明確地指定(例如，以ppm計)。
亦在本文全篇中：- 在2°之立體觀測角下藉由施照體D65針對4mm之玻璃片厚度、針對380nm與780nm之間的波長範圍，考慮光穿透率(以%表示)(TLD4)(根據ISO 9050標準)；- 針對4mm之厚度且針對780nm與2500nm之間的波長範圍考
慮IR穿透率(以%表示)(TIR4)(根據ISO 9050標準)；- 針對5mm之厚度且在施照體D65(10°)之情況下考慮透射中的CIELab參數L*a*b*(表徵玻璃片之色彩)。
本發明之其他特徵及優點將藉由閱讀以下描述、實例及圖式而變得較清楚地顯而易見。
根據本發明之玻璃片係由可屬於各種類別之玻璃製成。該玻璃可因此為鈉鈣矽、鋁矽酸鹽或硼矽酸鹽類型之玻璃及其類似者。較佳地，玻璃片之組成包含含量按玻璃總重量的百分比表示的以下基本成分：
更佳地且出於較低生產成本之原因，根據本發明之玻璃片為鈉鈣矽玻璃片。有利地，根據此實施例，玻璃片之組成包含含量按玻璃總重量的百分比表示的以下基本成分：
術語「玻璃」在本發明之含義內理解為意謂完全非晶形材料，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、軋製製程或已知的自熔融玻璃組合物製造玻璃片之任何其他製程所獲得之玻璃片。根據根據本發明之較佳實施例，該玻璃片為浮法玻璃片。術語「浮法玻璃片」理解為意謂藉由浮法製程所形成之玻璃片，該浮法製程在於在還原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，在玻璃本體中接近於片表面處富含錫的面。術語「富含錫」理解為意謂相對於核心處玻璃之組成的錫濃度提高，核心處玻璃之組成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的及相對較大之大小。舉例而言，玻璃片可具有範圍高達3.21m×6m或3.21m×5.50m或3.21m×5.10m或3.21m×4.50m(「巨型大小」玻璃片)或又例如3.21m×2.55m或3.21m×2.25m(「徐冷窯端大小」玻璃片)的大小。
根據本發明之玻璃片可具有介於0.1mm與25mm之間變化之厚度。有利地，對於諸如觸控面板之應用，根據本發明之玻璃片可具有在0.1mm與6mm之間變化之厚度。較佳地，在觸控螢幕中，出於重量原因，根據本發明之玻璃片之厚度為0.1mm至2.2mm。或者，較佳地，對於除螢幕外之任何應用，基本上出於機械強度之原因，根據本發明之玻璃片的厚度為自2.8mm至12mm。
根據本發明，組成包含相對於玻璃之總重量的在0.02重量%至1重量%範圍內之總鐵(依據Fe2O3表示)含量。小於或等於1重量%之總鐵(以Fe2O3形式表示)含量使得有可能保留紅外線區中之高穿透率。最
小值使得有可能不會歸因於缺少鐵的起始材料之價格而不利地影響玻璃之成本。
較佳地，組成包含總鐵(以Fe2O3形式表示)含量使得：0.06%<總鐵
1%。更佳地，組成包含總鐵(以Fe2O3形式表示)含量使得：0.06%<總鐵
0.7%，或更甚者0.06%<總鐵
0.3%。甚至更佳地，組成包含總鐵(以Fe2O3形式表示)含量使得：0.06%<總鐵
0.15%，或更甚者0.06%<總鐵
0.1%。
或者，且亦較佳地，組成包含總鐵(以Fe2O3形式表示)含量使得：0.04%
總鐵
1%。更佳地，組成包含總鐵(以Fe2O3形式表示)含量使得：0.04%
總鐵
0.7%，或更甚者0.04%
總鐵
0.3%。甚至更佳地，組成包含總鐵(以Fe2O3形式表示)含量使得：0.04%
總鐵
0.15%，或更甚者0.04%
總鐵
0.1%。最佳地，組成包含總鐵(以Fe2O3形式表示)含量使得：0.04%
總鐵
0.06%。
或者，且亦較佳地，組成包含總鐵(以Fe2O3形式表示)含量使得：0.02%
總鐵
0.7%，或更甚者0.02%
總鐵
0.3%。甚至更佳地，組成包含總鐵(以Fe2O3形式表示)含量使得：0.02%
總鐵
0.15%，或更甚者0.02%
總鐵
0.1%。最佳地，組成包含總鐵(以Fe2O3形式表示)含量使得：0.02%
總鐵
0.06%。
根據本發明之一個實施例，玻璃片之組成包含：總鐵
5*Cr2O3(總鐵以Fe2O3形式表示且含量表示為重量百分比)。較佳地，玻璃片之組成包含：總鐵
4*Cr2O3。更佳地，玻璃片之組成包含：總鐵
3*Cr2O3。極佳地，玻璃片之組成包含：總鐵
2*Cr2O3。此等鐵鉻範圍允許經由廣泛範圍的工業條件實現二價鐵至三價鐵之近似完全氧化以及因此最大化紅外線穿透率。
根據本發明，組成包含相對於玻璃之總重量的在0.0001重量%至0.5重量%範圍內之鈷(依據Co表示)含量。較佳地，組成包含在0.0001
重量%至0.2重量%或甚至0.0001重量%至0.1重量%範圍內之鈷(依據Co表示)含量。更佳地，組成包含在0.0001重量%至0.05重量%範圍內之鈷(依據Co表示)含量。仍更佳地，組成包含相對於玻璃之總重量的在0.0001重量%至0.025重量%範圍內之鈷(依據Co表示)含量。最佳地，組成包含相對於玻璃之總重量在0.0001重量%至0.02重量%範圍內或相對於玻璃之總重量在0.0001重量%至0.015重量%範圍內或甚至更好地相對於玻璃之總重量在0.0001重量%至0.01重量%範圍內之鈷(依據Co表示)含量。此等鈷範圍使得有可能達成所要色彩而不會過度降低光穿透率。
根據本發明，組成包含相對於玻璃之總重量的在0.002重量%至0.5重量%範圍內之鉻(依據Cr2O3表示)含量。較佳地，組成包含相對於玻璃之總重量在0.002重量%至0.25重量%範圍內或甚至相對於玻璃之總重量在0.002重量%至0.15重量%範圍內之鉻(依據Cr2O3表示)含量。甚至更佳地，組成包含相對於玻璃之總重量在0.002重量%至0.1重量%範圍內或甚至相對於玻璃之總重量在0.002重量%至0.075重量%範圍內或甚至更好地相對於玻璃之總重量在0.002重量%至0.05重量%範圍內之鉻(依據Cr2O3表示)含量。此等鉻範圍使得有可能達成所要色彩且亦保證經由廣泛範圍的工業條件二價鐵至三價鐵之近似完全氧化以及因此最大化紅外線穿透率。
根據本發明之一個特定有利實施例，組成包含：3*Co<Cr2O3<8*Co。鉻及鈷之此等含量範圍使得有可能獲得悅目的實質上為藍色的玻璃片，其大體上經強烈著色直至不透明，幾乎不或不具有可見光區中之穿透率，同時維持高紅外線穿透率。根據本發明之此實施例，組成較佳包含：4*Co<Cr2O3<7*Co。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(藉由使鉻及鈷對於所要效果的作用最佳化)，同時亦允許獲取大體上強烈直至不透明的藍色之整體
面板。
根據本發明之另一特定有利實施例，組成包含：8*Co<Cr2O3<14*Co。鉻及鈷之此等含量範圍使得有可能獲得悅目的實質上為綠色的玻璃片，其大體上經強烈著色直至不透明，幾乎不或不具有可見光區中之穿透率，同時維持高紅外線穿透率。根據本發明之此實施例，組成較佳包含：9*Co<Cr2O3<13*Co或甚至10*Co<Cr2O3<13*Co。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(藉由使鉻及鈷對於所要效果的作用最佳化)，同時亦允許獲取大體上強烈直至不透明的綠色之整體面板。
根據本發明之一個有利實施例，玻璃片之組成具有小於15%之氧化還原。較佳地，氧化還原小於10%，或小於5%或甚至小於3%。
根據本發明之另一實施例，組成包含小於20ppm之Fe2+含量(以FeO形式表示)。此含量範圍使得有可能獲得極令人滿意(特定而言就IR輻射穿透率而言)且尤其有利於使用PSD或FTIR技術之裝置的性質。較佳地，組成包含小於10ppm之Fe2+含量(以FeO之形式表示)。極佳地，組成包含小於5ppm的Fe2+含量(以FeO之形式表示)。
根據本發明之一個實施例，玻璃片較佳地具有小於85%之光穿透率TLD4。較佳地，玻璃片具有小於80%之光穿透率LTD4，甚至更好地小於70%或甚至小於50%的光穿透率LTD4。更佳地，對於需要極深色彩之某些應用，玻璃片具有小於10%之光穿透率TLD4。
本發明之玻璃片經著色。根據第一實施例，玻璃片具有：-20<a*<0；-2<b*<6及|b*|<|a*|。此為有利的，由於其使得有可能再現市場上綠色玻璃之色彩，同時保證高紅外線穿透率。較佳地，玻璃片具有：-6.5<a*<-4；-0.5<b*<1.5，此使得有可能再現市場上可獲得的淺綠色玻璃。或者，亦較佳地，玻璃片具有：-11<a*<-5.7；0.5<b*<3.5。更佳地，玻璃片具有：-10.2<a*<-6.2；1.1<b*<3.1，此
使得有可能再現市場上可獲得的深綠色玻璃。或者，亦較佳地，玻璃片具有：-17.5<a*<-13；-1.5<b*<2，此使得有可能再現市場上可獲得的高隱私綠色玻璃。根據第二實施例，玻璃片具有：-20<a*<0；-15<b*<-2。此為有利的，由於其使得有可能再現市場上藍色玻璃之色彩，同時保證高紅外線穿透率。較佳地，玻璃片具有：-6<a*<-3；-3.5<b*<-2，此使得有可能再現市場上可獲得的淺藍色玻璃。或者，亦較佳地，玻璃片具有：-7.5<a*<-4.5；-9.5<b*<-6，此使得有可能再現市場上可獲得的深藍色玻璃。或者，亦較佳地，玻璃片具有：-14<a*<-10；-13<b*<-10，此使得有可能再現市場上可獲得的高隱私藍色玻璃(例如，Privablue玻璃®)。
本發明之玻璃片具有高紅外線(IR)輻射穿透率。更特定而言，本發明之玻璃片具有在750nm至1200nm範圍內之近紅外線區中之輻射之高穿透率(TIR)。較佳地，玻璃片具有>70%或>80%或甚至>85%或甚至更好地>87%或>90%之穿透率TIR4。
有利地，根據一個實施例，本發明之玻璃片具有TIR4>TLD4+2。較佳地，本發明之玻璃片具有TIR4>TLD4+5，或甚至更好地TIR4>TLD4+10。極佳地，本發明之玻璃片具有TIR4>TLD4+15，或甚至更好地TIR4>TLD4+20。
根據另一實施例，本發明之玻璃片具有TIR4>1.05*TLD4及優先地TIR4>1.05*TLD4+5或甚至更好地TIR4>1.05*TLD4+10。
根據又一實施例，本發明之玻璃片具有TIR4>1.1*TLD4及優先地TIR4>1.1*TLD4+5。
根據又一實施例，本發明之玻璃片具有TIR4>1.15*TLD4及甚至更好地TIR4>1.2*TLD4。
根據又一實施例，本發明之玻璃片具有TIR4>0.95*TLD4+5。較佳地，本發明之玻璃片具有TIR4>0.95*TLD4+10。
根據又一實施例，本發明之玻璃片具有TIR4>0.9*TLD4+10。較佳地，本發明之玻璃片具有TIR4>0.9*TLD4+15，或甚至更好地TIR4>0.9*TLD4+20。
根據又一實施例，本發明之玻璃片具有TIR4>0.85*TLD4+15。較佳地，本發明之玻璃片具有TIR4>0.85*TLD4+20。
根據又一實施例，本發明之玻璃片具有TIR4>0.8*TLD4+20。
關於TIR4與TLD4之間的關係之所有後面的實施例具有使得本發明之玻璃片甚至更具反選擇性(anti-selective)之優點。
除穿透率TIR之外，在使用例如需要PSD或FTIR技術之裝置之應用的情形內，為了量化在對於該等應用為所關注之特定波長下紅外線範圍中玻璃之良好穿透率，利用了在1050nm、950nm及850nm之波長下之吸收係數(其因此必須儘可能低以便獲得良好穿透率)。吸收係數係由在給定介質內吸收率與由電磁輻射行進的光學路徑之長度之比率來定義。其以m-1表示。因此其與材料之厚度無關，但其為所吸收之輻射之波長及材料之化學性質之函數。
在玻璃之狀況下，所選波長λ處之吸收係數(μ)可根據穿透率(T)之量測值及材料之折射率n計算(thick=厚度)，n、ρ及T之值為所選波長λ之函數：
其中ρ=(n-1)2/(n+1)2
有利地，玻璃片具有在1050nm、950nm及850nm之波長下之吸收係數，其明顯小於來自先前技術之具有等效色彩及/或光穿透率之玻璃之吸收係數。
有利地，根據本發明之玻璃片在1050nm之波長處具有小於5m-1
之吸收係數。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。
亦有利地，根據本發明之玻璃片在950nm之波長處具有小於5m-1之吸收係數。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。
亦有利地，根據本發明之玻璃片在850nm之波長處具有小於5m-1之吸收係數。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。
根據本發明之玻璃片可有利地用於任何裝置中，該裝置需要大小大體上較大之玻璃面板且需要(i)穿過該等面板(穿過主面或始於其邊緣)之極佳紅外線穿透率以及(ii)大體上強烈的綠色至藍色色調之色彩(及因此可見光區中之適中至低穿透率)。
舉例而言，根據本發明之玻璃片可有利地用於使用在玻璃之邊緣中傳播之IR輻射的任何技術中。特定而言，在用於偵測一或多個物件(例如，手指或觸控筆)在該片之表面上之位置的「平面散佈偵測」(PSD)或「受抑全內反射」(FTIR)光學技術中，玻璃片可為可增強價值的，鑒於玻璃片大體上強烈的色彩，其能夠部分或完全地隱藏/遮蔽其後方/下方之物件/組件。
仍作為實例，根據本發明之玻璃片亦可在以下方面增強價值：(1)作為位於輻射加熱元件前部/周圍之裝飾面板，隱藏(部分或完全地)加熱元件之不美觀側，但允許IR輻射穿過且因此使得自加熱裝置(作為裝置，可特定而言考慮壁式加熱裝置或IR爐灶面)之良好輸出成為可能；
(2)作為建築或裝飾拱肩玻璃；(3)作為攜帶型電腦上之指標裝置(通常被稱為「觸控板」)，其有時使用需要紅外線之技術。在此狀況下，玻璃片在色彩上較佳地極深，實際上甚至不透明，且因此隱藏位於其下方之電子組件；(4)作為傢俱且尤其意欲包括遠端可控制電/電子電器之傢俱的正面元件，其自視野隱藏此等電器之不美觀側但允許藉由遙控器發射的信號通過。此係由於大部分家庭電/電子電器(電視、高保真音響、DVD播放器、遊戲控制台及其類似物)為可使用在近紅外線區中發射信號的外殼而遠端控制的。然而，此遙控系統尤其呈現兩個缺點：(i)信號常常受到可見光區中的次級輻射(日光、燈光)的存在破壞，該次級輻射的存在使得遙控系統較不敏感，且(ii)其需要電器可由遙控器之IR信號到達，且因此此等電器不可隱藏於傢俱內部，即使出於美觀性原因仍有朝著此趨勢的需求。
有利地且根據一個實施例，尤其為了防止曝曬現象，玻璃片之組成包含相對於玻璃之總重量
0.02重量%之鈰(以CeO2形式表示)含量。更佳地，玻璃片之組成包含相對於玻璃之總重量
0.01重量%之鈰(以CeO2形式表示)含量。仍更佳地，玻璃片之組成包含相對於玻璃之總重量
0.005重量%之鈰(以CeO2形式表示)含量。理想地，玻璃片之組成不含鈰(其意謂並不有意地將鈰添加至玻璃之起始材料且若存在鈰，則組成中之鈰含量僅達至雜質之含量)。
有利地且根據另一實施例，玻璃片之組成包含相對於玻璃之總重量
0.02重量%之釩(以V2O5形式表示)含量。更佳地，玻璃片之組成包含相對於玻璃之總重量
0.01重量%之釩(以V2O5形式表示)含量。仍更佳地，玻璃片之組成包含相對於玻璃之總重量
0.005重量%之釩(以V2O5形式表示)含量。理想地，玻璃片之組成不含釩(其意謂並不有意地將釩添加至玻璃之起始材料且若存在釩，則組成中之釩含量僅達至
雜質之含量)。
有利地且根據另一實施例，玻璃片之組成包含相對於玻璃之總重量
0.01重量%之硼(以B2O3形式表示)含量。更佳地，玻璃片之組成包含相對於玻璃之總重量
0.005重量%之硼(以B2O3形式表示)含量。更佳地，玻璃片之組成不含硼。此意謂並不有意地將硼添加至批料起始材料中，且若存在硼，則玻璃片組成中B2O3含量僅達至生產中不可避免地包括之雜質的含量。
有利地且根據另一實施例，玻璃片之組成包含相對於玻璃之總重量
0.01重量%之鋰(以Li2O形式表示)含量。較佳地，玻璃片之組成包含相對於玻璃之總重量
0.005重量%之鋰(以Li2O形式表示)含量。更佳地，玻璃片之組成不含鋰。此意謂並不有意地將鋰添加至批料起始材料中，且若存在鋰，則玻璃片組成中Li2O含量僅達至生產中不可避免地包括之雜質的含量。
玻璃片之組成亦可包含低比例之添加劑(諸如，幫助玻璃之熔融或精煉之劑)或低比例之源自構成熔融爐之耐火材料之溶解的組分。
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。其亦可有利地經變形(例如，藉由熱成形)。常見實例為彎曲，對於意欲用於機動車輛玻璃窗之玻璃片而言此已知，但可在不脫離本發明之範疇之情況下設想玻璃片之任何其他變形。
根據本發明之玻璃片可有利地與聚合層間膜(大體上為PVB)及視情況第二、相同或不同的玻璃片層壓以便形成層壓結構。
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)基於SnO2：F、SnO2：Sb或ITO(氧化銦錫)、ZnO：Al或ZnO：Ga之層。
玻璃片亦可塗佈有至少一抗反射層。此情形尤其在使用本發明之玻璃片作為螢幕之正面的狀況下有利。根據本發明之抗反射層可
(例如)為具有低折射率之層，諸如基於多孔二氧化矽之層；或其可由若干層(堆疊)構成，尤其為交替具有低與高折射率之層且以具有低折射率之層終止之介電材料層之堆疊。
根據本發明之玻璃片亦可有利地塗佈有至少一抗指紋層。此情形在使用本發明之玻璃片作為觸控表面的狀況下為有利的。此層可與沈積於相反面上的透明且導電薄層組合。此層可與沈積於同一面上之抗反射層組合，該抗指紋層處於堆疊外部且因此覆蓋抗反射層。
亦可例如藉由使用酸或鹼消光以便產生抗指紋性質或抗反射或防閃爍性質或藉由產生抗菌性質之處理(例如，銀基處理)而對根據本發明之玻璃片之主面中之至少一者進行處理。此情形尤其在使用本發明之玻璃片作為觸控或非觸控螢幕之正面的狀況下亦為有利的。
另外，本發明亦係關於一種包含定義觸控表面的根據本發明之至少一玻璃片的觸控螢幕或觸控面板或觸控板。根據此實施例，該觸控螢幕或該觸控面板或該觸控板宜使用FTIR或PSD光學技術。詳言之，對於螢幕，該玻璃片宜安裝在顯示器表面上方。
根據所要應用及/或性質，其他層/其他處理可沈積於根據本發明之玻璃片的一面上及/或另一面上/在該面及/或另一面上進行。
最後，本發明亦係關於根據本發明之玻璃片在使用基本上在該片內部傳播之紅外線之裝置中的用途。玻璃片之所有特定實施例亦適用於如用途之實施例的根據本發明之用途。
術語「基本上在片內部傳播之輻射」理解為意謂在玻璃片之兩個主面之間的玻璃片之本體中行進之輻射。
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進行。根據此實施例，紅外線可自該片之一或多個邊緣起注入至玻璃片內部。術語「片之邊緣」理解為意謂藉由片之厚度所定義且實質上垂直於片之兩個主面的四個表面中之每一者。仍根據此
實施例，或者，紅外線可以某角度自一個或兩個主面起注入至玻璃片內部。
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。
圖1(a)表示根據本發明之實例1至實例4及根據先前技術之實例5至實例8的在290nm與2500nm波長之間的對於同一玻璃厚度之穿透率曲線。
圖1(b)表示在400nm與1250nm波長之間的圖1(a)之放大。
圖2(a)表示根據本發明之實例9至實例11及根據先前技術之實例12至實例14的在290nm與1750nm波長之間的對於同一玻璃厚度之穿透率曲線。
圖2(b)表示在400nm與1250nm波長之間的圖2(a)之放大。
圖3(a)表示根據本發明之實例15至實例17及根據先前技術之實例18的在290nm與2500nm波長之間的對於同一玻璃厚度之穿透率曲線。
圖3(b)表示在400nm與1250nm波長之間的圖3(a)之放大。
在可變量之總鐵、鉻及鈷之情況下，以3個組的形式製備或計算/模擬根據本發明之各種玻璃片。
對於根據本發明之玻璃片之製備：根據下表中指定之相同基礎組成，將起始材料以粉末形式混合並置放於坩堝中以供熔融，且向其中添加依據最終組成中的目標含量而變化之量的包含鈷、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礎組成之起始材料中)。
根據本發明之呈片形式之每一組合物的光學性質在配備有具有150mm之直徑之累計球的Perkin Elmer Lambda 950分光光度計上加以判定，且詳言之：- 針對4mm之厚度及780nm與2500nm之間的波長範圍根據ISO 9050標準判定穿透率TIR4；- 亦根據ISO 9050標準判定在2°之立體觀測角(施照體D65)下對於4mm之厚度及380nm與780nm之間的波長範圍之光穿透率TLD4；- 藉由以下量測參數：施照體D65、10°、厚度5mm來判定透射中之CIE L*a*b*參數。
藉由熔融製備來自實例15至實例17及實例19至實例21之玻璃片且量測其光學性質。
亦量測市售玻璃片(作為比較實例(5至8、12至14、18))之相同光學性質。
對於根據本發明之玻璃組合物之模擬：基於具有低鐵含量之組成且基於各種著色劑之光學性質(由Bamford的理論給定之吸收係數)計算各種玻璃片之光學性質。自模擬/計算導出實例1至實例4及實例9至實例11之光學性質。
組1
實例1至實例4對應於根據本發明之玻璃片。實例5至實例8(比較實例)對應於來自先前技術之具有高鐵含量之綠色玻璃(淺綠色至高隱私綠色玻璃)。使根據本發明之組合物之每一實例1至實例4最佳化以
便達成類似於市場上所供應之綠色玻璃的色度參數(a*b*)及光穿透率(TLD4)之值，但同時使紅外線穿透率(TIR4)最大化：實例1試圖達成比較實例5(在名稱「Planibel Green」下出售之淺綠色玻璃)之色彩及光穿透率；實例2試圖達成比較實例6(出售之深綠色玻璃)之色彩及光穿透率；實例3試圖達成比較實例7(其他出售之深綠色玻璃)之色彩及光穿透率且實例4試圖達成比較實例8(出售之隱私類型之極深綠色玻璃)之色彩及光穿透率。
表1呈現實例1至實例4的經計算之光學性質及實例5至實例8的經量測之光學性質以及其鐵、鉻及鈷之各別量。
圖1(a)表示根據本發明之實例1至實例4及根據先前技術之實例5至實例8(淺綠色至高隱私綠色玻璃)的在290nm與2500nm波長之間(因此包括可見光區及近紅外線區)的對於同一玻璃厚度的穿透率曲線。圖1(b)表示在400nm與1250nm波長之間的圖1(a)之放大。
所獲得之結果(參見圖1及表1)展示結合低鐵含量添加根據本發明的含量範圍內之鉻及鈷使得有可能獲得具有與市售綠色玻璃高度相當之綠色，具有與此等市售玻璃相比光穿透率極略微降低的玻璃片，同時極明顯提高紅外線區中之穿透率。
應注意，本發明之實例1至實例4與比較實例5至比較實例8之玻
璃之間的吸收係數μ值的差值對於使用在玻璃之邊緣中傳播之紅外線之應用，而且在此輻射貫穿厚度穿過主面的情況下確實較大。在兩種狀況下，玻璃的IR輻射吸收的降低(即使較小)明顯更改所使用之技術之有效性，例如更改使用諸如FTIR或PSD的技術之觸控面板之敏感度，此可接著大大減小面板之長度/寬度。
組2
實例9至實例11對應於根據本發明之玻璃片。實例12至實例14(比較實例)對應於來自先前技術之具有高鐵濃度之藍色玻璃(淺藍色至高隱私藍色玻璃)。使根據本發明之組合物之每一實例9至實例11最佳化以便達成類似於市場上所供應之藍色玻璃的色度參數(a*b*)及光穿透率(TLD4)之值，但同時使紅外線穿透率(TIR4)最大化：實例9試圖達成比較實例12(在名稱「Planibel Azur」下出售之淺藍色玻璃)之色彩及光穿透率；實例10試圖達成比較實例13(在名稱「Planibel Dark Blue」下出售之深藍色玻璃)之色彩及光穿透率；以及實例11試圖達成比較實例14(在名稱「Planibel Privablue」下出售之隱私類型的極深藍色玻璃)之色彩及光穿透率。
表2呈現對於實例9至實例11計算之光學性質及對於實例12至實例14量測之光學性質以及其總鐵、鉻及鈷之各別量。
圖2(a)表示根據本發明之實例9至實例11及根據先前技術之實例12至實例14(淺藍色至高隱私藍色玻璃)的在290nm與1750nm波長之間(因此包括可見光區及近紅外線區)的對於同一玻璃厚度的穿透率曲線。圖2(b)表示在400nm與1250nm波長之間的圖2(a)之放大。
所獲得之結果(參見圖1及表1)展示結合低鐵含量添加根據本發明的含量範圍內之鉻及鈷使得有可能獲得具有與來自先前技術之藍色玻璃高度相當之藍色，具有與此等市售藍色玻璃相比光穿透率極略微降低的玻璃片，同時極明顯提高紅外線區中之穿透率。
組3
實例15至實例17對應於為藍色或綠色之根據本發明之有色玻璃片。實例18(比較實例)對應於具有相對高光穿透率以及良好紅外線穿透率的來自先前技術之習知「透明」玻璃(「Planibel® Clear」)。
以下表3呈現對於實例15至實例18量測之光學性質以及其總鐵、鉻及鈷之各別量。
圖3表示根據本發明之實例15至實例17及根據先前技術之實例18(「Planibel® Clear」習知透明玻璃)的在250nm與2500nm波長之間(因此包括可見光區及近紅外線區)的對於同一玻璃厚度之穿透率曲線。
所獲得之結果(參見圖3及表3)展示結合低鐵含量添加根據本發明的含量範圍內之鉻及鈷使得有可能獲得有色玻璃片(具有較低TL)，同時極其明顯提高其在紅外線區中之穿透率(相對於來自對應先前技術
之有色玻璃(參見組1及組2)並且與來自先前技術之透明玻璃相比)。
此外，根據本發明之實例15至實例17的有色玻璃片呈現小於來自先前技術之透明玻璃(實例18)之IR區吸收係數的IR區中之吸收係數。
組4
實例19至實例21對應於為藍色之根據本發明之玻璃片。
表4呈現對於實例19至實例21量測之光學性質以及其鐵、鉻及鈷之各別量。
Claims (12)
- 一種有色玻璃片，其具有包含含量表示為按玻璃之總重量計的百分比的以下各者的組成：基本成分：
5*Cr2O3。
- 如請求項1之玻璃片，其中該組成包含：總鐵4*Cr2O3。
- 如請求項2之玻璃片，其中該組成包含：總鐵2*Cr2O3。
- 如請求項1至3中任一項之玻璃片，其中該組成包含：Cr2O3 0.004%-0.15%。
- 如請求項1至3中任一項之玻璃片，其中該組成包含：0.06%<總 鐵1%。
- 如請求項5之玻璃片，其中該組成包含：0.06%<總鐵0.3%。
- 如請求項1至3中任一項之玻璃片，其中該組成包含：0.02%總鐵
0.3%。
- 如請求項7之玻璃片，其中該組成包含：0.02%總鐵
0.1%。
- 一種觸控螢幕或觸控面板或觸控板，其包含界定觸控表面之如請求項1至8中任一項的至少一玻璃片。
- 如請求項9之螢幕或面板或板，其使用FTIR或PSD光學技術。
- 一種如請求項1至8中任一項之玻璃片在使用基本上在該片內部傳播之紅外線之裝置中之用途。
- 如請求項11之用途，其中該紅外線之該傳播藉由全內反射進行。
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