高紅外線透射率玻璃板的制作方法
【專利說明】高紅外線透射率玻璃板 1.發(fā)明領域
[0001 ]本發(fā)明設及一種具有高紅外線透射率的玻璃板。
[0002] 本發(fā)明還設及此種玻璃板在使用了基本上在所述板內(nèi)傳播的紅外線福射的設備 中的用途。
[0003] 根據(jù)本發(fā)明的玻璃板因為其高的紅外線（IR)透射率而實際上可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為平面散射檢測 (PSD)或受抑全內(nèi)反射(FTIR)的光學技術(shù)(或者要求高IR透射率的任何其他技術(shù))來檢測在 所述板的表面上的一個或多個物體(例如，手指或觸控筆)的位置。
[0004] 因此，本發(fā)明還設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)允許獲得多重檢測觸摸屏/面板，運些觸摸屏/面板是廉價的并且 可W具有相對顯著的觸敏表面(例如，3至100英寸)同時還具有低的厚度。
[0007] 運兩種技術(shù)設及：
[000引（i)將紅外線福射(IR)例如借助于L抓從一個或若干個邊緣/側(cè)面注入紅外線透明 基板中；
[0009] (ii)通過全內(nèi)反射的光學現(xiàn)象使該紅外線福射在所述基板（因此充當波導）內(nèi)傳 播(沒有福射從該基板"離開"）；
[0010] (iii)使該基板的表面與任何物體(例如，手指或觸控筆)接觸，通過在所有方向上 的福射的擴散引起局部擾動;一些偏離的射線將因此能夠"離開"該基板。
[0011] 在FTIR技術(shù)中，運些偏離的射線在與該觸敏表面相反的基板的內(nèi)表面上形成紅外 光點。運些被位于該設備下方的特殊照相機看見。
[0012] PSD技術(shù)本身設及除步驟(i)-(iii)列表之外的兩個附加步驟：
[0013] (iv)由檢測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)從所檢測到的福射通過算法計算與該表面接觸的一個或多個物體的一個或多 個位置。具體地，在文件US 2013/021300 Al中披露了運種技術(shù)。
[0015] 基本上，玻璃是用于觸摸面板所選擇的材料，因為其機械特性、其耐久性、其耐擦 傷性、其光學透明度并且因為其可W被化學或熱強化。
[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大的長度/寬 度的玻璃面板的情況下，所注入的I姆畐射的光程是長的。在運種情況下，由該玻璃的材料吸 收I姆畐射因此對該觸摸面板的靈敏度具有顯著的影響，運然后可能不令人希望地在該面板 的長度/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福射還特別地對結(jié)合該玻 璃面板的設備的能量消耗具有影響。
[0017] 因此，在此背景下對紅外線福射高度透明的玻璃板很有用，W確保當運個表面較 大時，在整個觸敏表面上未受損的或足夠的靈敏度。具體地，通常在運些技術(shù)中使用的在 IOSOnm的波長下具有最低可能的吸收系數(shù)的玻璃板是所希望的。
[0018] 為了獲得高紅外線透射率（W及在可見光中的透射率），已知的是減少玻璃中總鐵 含量（WFe2〇3表示，根據(jù)在該領域中的標準慣例）W獲得低鐵的玻璃。娃酸鹽基的玻璃總是 含有鐵，因為鐵在所使用的許多原料(并且特別是砂）中作為雜質(zhì)存在。鐵W=價鐵離子化 和亞鐵離子Fe 2+的形式存在于玻璃的結(jié)構(gòu)中。=價鐵離子Fe3+的存在給予玻璃低波長可見 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Fe 2+(有時 表示為氧化物化0)的存在導致在近紅外（W1050皿為中屯、的吸收帶）中的高吸收。因此，總 鐵含量（W其兩種形式）的增加增強了在可見光和紅外中的吸收。此外，高濃度的亞鐵離子 化h引起在紅外(特別是在近紅外）中的透射率的降低。然而，為了通過僅僅作用于總鐵含量 獲得在波長IOSOnm下對于觸敏應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)或者運將招致太高的生產(chǎn)成本，由于需要非常純的原料(有時甚至不W足夠純 的狀態(tài)存在或者運將造成生產(chǎn)問題(特別是爐的過早磨損和/或在爐中加熱玻璃的 困難）。
[0019] 為了進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=價鐵離子的含量。玻璃的氧化程度由其氧化還原給出，定義為 相對于存在于玻璃中的鐵原子的總重量化的原子重量比(Fe 2V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獲得對于使用了 FTIR 或PSD技術(shù)的觸摸面板應用所尋求的IR透射值，或必須W過高的量被添加，具有伴隨的缺點 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)明的實施例的至少一個中，本發(fā)明的目的是提供一種具有高紅外線透射率 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福射透射率的玻璃板。
[0023] 在本發(fā)明的實施例的至少一個中，本發(fā)明的目的是提供一種具有高紅外線透射率 的玻璃板，該玻璃板具體地在使用了基本上在所述板內(nèi)傳播的紅外線福射的設備中是尤其 有利的。
[0024] 在本發(fā)明的實施例的至少一個中，本發(fā)明的另一個目的是提供一種玻璃板，當該 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，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)明的實施例的至少一個中，本發(fā)明的另一個目的是提供一種玻璃板，當該 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，其對于該設 備的能量消耗是有益的。
[0026] 在本發(fā)明的實施例的至少一個中，本發(fā)明的另一個目的是提供一種具有高紅外線 透射率并且具有對于所選擇的應用的可接受的美學外觀的玻璃板。
[0027] 最終，本發(fā)明的目的還是提供一種生產(chǎn)廉價的具有高紅外線透射率的玻璃板。
[002引 4.發(fā)明概述
[0029] 本發(fā)明設及一種具有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] 18%<Al2〇3<30%
[0032] 0<B203 <20%
[0033] 0<Na2〇<25%
[0034] 0<Ca0<20%
[0035] 0<Mg0< 15%
[0036] 0<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，因為它使得能夠解決所提 出的技術(shù)問題。事實上諸位發(fā)明人已經(jīng)出人意料地示出通過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透明的玻璃板而沒有對其美學外觀、其顏色過于負面的影響。
[0041 ]在整個本文中，當指示范圍時，在數(shù)值范圍內(nèi)的所有值和子域值清楚地被包括在 內(nèi)，如同明確地說明一樣。同樣，在整個本文中，除非明確提及，百分比含量值是相對于玻璃 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)點將變得更清楚。
[0043] 在本發(fā)明的意義上，玻璃應理解為意指一種完全無定形的材料，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(Vitrocrystal line)或玻璃陶瓷材料）。
[0044] 根據(jù)本發(fā)明的玻璃板可W是通過浮法、拉延或?qū)訅汗に嚮蛉魏纹?