高紅外線(xiàn)透射率玻璃板的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】高紅外線(xiàn)透射率玻璃板 1.發(fā)明領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及一種具有高紅外線(xiàn)透射率的玻璃板。
[0002] 本發(fā)明還設(shè)及此種玻璃板在使用了基本上在所述板內(nèi)傳播的紅外線(xiàn)福射的設(shè)備 中的用途。
[0003] 根據(jù)本發(fā)明的玻璃板因?yàn)槠涓叩募t外線(xiàn)（IR)透射率而實(shí)際上可W有利地用于觸 摸屏或觸摸面板或觸摸板中，該觸摸屏或觸摸面板或觸摸板例如使用被稱(chēng)為平面散射檢測(cè) (PSD)或受抑全內(nèi)反射(FTIR)的光學(xué)技術(shù)(或者要求高IR透射率的任何其他技術(shù))來(lái)檢測(cè)在 所述板的表面上的一個(gè)或多個(gè)物體(例如，手指或觸控筆)的位置。
[0004] 因此，本發(fā)明還設(shè)及包括此種玻璃板的觸摸屏、觸摸面板或觸摸板。
[0005] 2.現(xiàn)有技術(shù)的解決方案
[0006] PSD和FTIR技術(shù)允許獲得多重檢測(cè)觸摸屏/面板，運(yùn)些觸摸屏/面板是廉價(jià)的并且 可W具有相對(duì)顯著的觸敏表面(例如，3至100英寸)同時(shí)還具有低的厚度。
[0007] 運(yùn)兩種技術(shù)設(shè)及：
[000引（i)將紅外線(xiàn)福射(IR)例如借助于L抓從一個(gè)或若干個(gè)邊緣/側(cè)面注入紅外線(xiàn)透明 基板中；
[0009] (ii)通過(guò)全內(nèi)反射的光學(xué)現(xiàn)象使該紅外線(xiàn)福射在所述基板（因此充當(dāng)波導(dǎo)）內(nèi)傳 播(沒(méi)有福射從該基板"離開(kāi)"）；
[0010] (iii)使該基板的表面與任何物體(例如，手指或觸控筆)接觸，通過(guò)在所有方向上 的福射的擴(kuò)散引起局部擾動(dòng);一些偏離的射線(xiàn)將因此能夠"離開(kāi)"該基板。
[0011] 在FTIR技術(shù)中，運(yùn)些偏離的射線(xiàn)在與該觸敏表面相反的基板的內(nèi)表面上形成紅外 光點(diǎn)。運(yùn)些被位于該設(shè)備下方的特殊照相機(jī)看見(jiàn)。
[0012] PSD技術(shù)本身設(shè)及除步驟(i)-(iii)列表之外的兩個(gè)附加步驟：
[0013] (iv)由檢測(cè)器分析在該基板的邊緣的水平處所產(chǎn)生的I姆畐射;W及
[0014] (V)從所檢測(cè)到的福射通過(guò)算法計(jì)算與該表面接觸的一個(gè)或多個(gè)物體的一個(gè)或多 個(gè)位置。具體地，在文件US 2013/021300A1中披露了運(yùn)種技術(shù)。
[0015] 基本上，玻璃是用于觸摸面板所選擇的材料，因?yàn)槠錂C(jī)械特性、其耐久性、其耐擦 傷性、其光學(xué)透明度并且因?yàn)槠淇蒞被化學(xué)或熱強(qiáng)化。
[0016] 在用于PSD或FTIR技術(shù)的具有非常大的表面面積并且因此具有相對(duì)大的長(zhǎng)度/寬 度的玻璃面板的情況下，所注入的I姆畐射的光程是長(zhǎng)的。在運(yùn)種情況下，由該玻璃的材料吸 收I姆畐射因此對(duì)該觸摸面板的靈敏度具有顯著的影響，運(yùn)然后可能不令人希望地在該面板 的長(zhǎng)度/寬度上減小。在用于PSD或FTIR技術(shù)的具有較小的表面面積并且因此具有所注入的 IR福射的較短光程的玻璃面板的情況下，由該玻璃的材料吸收IR福射還特別地對(duì)結(jié)合該玻 璃面板的設(shè)備的能量消耗具有影響。
[0017] 因此，在此背景下對(duì)紅外線(xiàn)福射高度透明的玻璃板很有用，W確保當(dāng)運(yùn)個(gè)表面較 大時(shí)，在整個(gè)觸敏表面上未受損的或足夠的靈敏度。具體地，通常在運(yùn)些技術(shù)中使用的在 1050nm的波長(zhǎng)下具有最低可能的吸收系數(shù)的玻璃板是所希望的。
[0018] 為了獲得高紅外線(xiàn)透射率（W及在可見(jiàn)光中的透射率），已知的是減少玻璃中總鐵 含量（WFe2〇3表示，根據(jù)在該領(lǐng)域中的標(biāo)準(zhǔn)慣例）W獲得低鐵的玻璃。娃酸鹽基的玻璃總是 含有鐵，因?yàn)殍F在所使用的許多原料(并且特別是砂）中作為雜質(zhì)存在。鐵ΚΞ價(jià)鐵離子化 和亞鐵離子Fe2+的形式存在于玻璃的結(jié)構(gòu)中。Ξ價(jià)鐵離子Fe3+的存在給予玻璃低波長(zhǎng)可見(jiàn) 光的輕微吸收W及近紫外（W38化m為中屯、的吸收帶）中較高的吸收，而亞鐵離子Fe2+(有時(shí) 表示為氧化物化0)的存在導(dǎo)致在近紅外（W1050皿為中屯、的吸收帶）中的高吸收。因此，總 鐵含量其兩種形式）的增加增強(qiáng)了在可見(jiàn)光和紅外中的吸收。此外，高濃度的亞鐵離子 化引起在紅外(特別是在近紅外）中的透射率的降低。然而，為了通過(guò)僅僅作用于總鐵含量 獲得在波長(zhǎng)1050nm下對(duì)于觸敏應(yīng)用足夠低的吸收系數(shù)，將要求總鐵含量的此種顯著的降 低，使得（i)或者運(yùn)將招致太高的生產(chǎn)成本，由于需要非常純的原料(有時(shí)甚至不W足夠純 的狀態(tài)存在或者運(yùn)將造成生產(chǎn)問(wèn)題(特別是爐的過(guò)早磨損和/或在爐中加熱玻璃的 困難）。
[0019] 為了進(jìn)一步增加玻璃的透射率，還已知的是使存在于該玻璃中的鐵氧化，即，降低 亞鐵離子的含量W有利于Ξ價(jià)鐵離子的含量。玻璃的氧化程度由其氧化還原給出，定義為 相對(duì)于存在于玻璃中的鐵原子的總重量化的原子重量比(Fe27總化）。
[0020] 為了降低該玻璃的氧化還原，已知的是將氧化組分添加至原料的批次中。然而，大 多數(shù)已知的氧化劑(硫酸鹽、硝酸鹽...）不具有足夠高的氧化能力來(lái)獲得對(duì)于使用了 FTIR 或PSD技術(shù)的觸摸面板應(yīng)用所尋求的IR透射值，或必須W過(guò)高的量被添加，具有伴隨的缺點(diǎn) 如成本、著色、與生產(chǎn)方法不相容等。
[0021] 3.發(fā)明目的
[0022] 在本發(fā)明的實(shí)施例的至少一個(gè)中，本發(fā)明的目的是提供一種具有高紅外線(xiàn)透射率 的玻璃板。具體地，本發(fā)明的目的是提供一種具有高的近紅外線(xiàn)福射透射率的玻璃板。
[0023] 在本發(fā)明的實(shí)施例的至少一個(gè)中，本發(fā)明的目的是提供一種具有高紅外線(xiàn)透射率 的玻璃板，該玻璃板具體地在使用了基本上在所述板內(nèi)傳播的紅外線(xiàn)福射的設(shè)備中是尤其 有利的。
[0024] 在本發(fā)明的實(shí)施例的至少一個(gè)中，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種玻璃板，當(dāng)該 玻璃板被用作在大尺寸的觸摸屏、觸摸面板或觸摸板中的觸敏表面時(shí)，其不產(chǎn)生觸敏功能 的靈敏度的任何損失，或者如果產(chǎn)生損失也是非常小的。
[0025] 在本發(fā)明的實(shí)施例的至少一個(gè)中，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種玻璃板，當(dāng)該 玻璃板被用作在更加中等尺寸的觸摸屏、觸摸面板或觸摸板中的觸敏表面時(shí)，其對(duì)于該設(shè) 備的能量消耗是有益的。
[0026] 在本發(fā)明的實(shí)施例的至少一個(gè)中，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種具有高紅外線(xiàn) 透射率并且具有對(duì)于所選擇的應(yīng)用的可接受的美學(xué)外觀的玻璃板。
[0027] 最終，本發(fā)明的目的還是提供一種生產(chǎn)廉價(jià)的具有高紅外線(xiàn)透射率的玻璃板。
[002引 4.發(fā)明概述
[0029] 本發(fā)明設(shè)及一種具有W下組成的玻璃板，該組成包含W玻璃的總重量的百分比表 示的含量：
[0030] 55%<Si〇2<85%
[0031] 0<Al2〇3<30%
[0032] 0<B203 <20%
[0033] 0<Na2〇<25%
[0034] 0<Ca0<20%
[0035] 0<Mg0< 15%
[0036] 10%<K20<20%
[0037] 0<Ba0<20%
[003引 0.002% <總鐵（W化203的形式表示）<0.06%。
[0039] 根據(jù)具體實(shí)施例，所述組成附加地包含W玻璃的總重量的百分比表示的銘含量， 諸如：0.0001 % <化2〇3< 0.06%。
[0040] 因此，本發(fā)明是基于一種完全新穎的且創(chuàng)造性的方法，因?yàn)樗沟媚軌蚪鉀Q所提 出的技術(shù)問(wèn)題。事實(shí)上諸位發(fā)明人已經(jīng)出人意料地示出通過(guò)在玻璃組成中在特定的含量范 圍內(nèi)結(jié)合低含量的鐵和銘(尤其被稱(chēng)為在所謂的"選擇性"著色玻璃中有力的著色劑)有可 能獲得高度IR透明的玻璃板而沒(méi)有對(duì)其美學(xué)外觀、其顏色過(guò)于負(fù)面的影響。
[0041 ]在整個(gè)本文中，當(dāng)指示一個(gè)范圍時(shí)，在該數(shù)值范圍內(nèi)的所有值和子域值清楚地被 包括在內(nèi)，如同明確地說(shuō)明一樣。同樣，在整個(gè)本文中，除非明確提及，百分比含量值是相對(duì) 于玻璃的總重量表示的重量值。
[0042] 在閱讀W下描述后，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更清楚。
[0043] 在本發(fā)明的意義上，玻璃應(yīng)理解為意指一種完全無(wú)定形的材料，并且因此排除任 何結(jié)晶材料，甚至部分結(jié)晶材料(例如像玻璃結(jié)晶(>;[付0(3巧31日11;[]1日)或玻璃陶瓷材料）。
[0044] 根據(jù)本發(fā)明的玻璃板可W是通過(guò)浮法、拉延或?qū)訅汗に嚮蛉魏纹渌阎膹睦尤?玻璃組成制造玻璃板的工藝獲得的玻璃板。
[0045] 根據(jù)本發(fā)明，不同的含有銘的原料可W用于將銘引入該玻璃組成中。具體地，銘氧 化物化0、燈2〇3、燈化或化化是可能的，并且是較純的銘源。還可W使用其他富含銘的物質(zhì)， 如銘酸鹽、銘鐵礦W及任何其他銘基的化學(xué)化合物。然而，含有呈其6+形式的銘的化合物出 于安全原因是不太優(yōu)選的。
[0046] 根據(jù)本發(fā)明的玻璃板可W具有不同且相對(duì)大的