特許 6599235 ＩＲタッチスクリーン用途のための低Ｆｅガラス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6599235

(24)【登録日】2019年10月11日

(45)【発行日】2019年10月30日

(54)【発明の名称】ＩＲタッチスクリーン用途のための低Ｆｅガラス

(51)【国際特許分類】

   C03C 3/04 20060101AFI20191021BHJP

   C03C 3/12 20060101ALI20191021BHJP

   C03C 21/00 20060101ALI20191021BHJP

   G06F 3/041 20060101ALI20191021BHJP

【ＦＩ】

   C03C3/04

   C03C3/12

   C03C21/00 101

   G06F3/041 495

   G06F3/041 602

【請求項の数】10

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2015-545424(P2015-545424)

(86)(22)【出願日】2013年11月27日

(65)【公表番号】特表2016-501818(P2016-501818A)

(43)【公表日】2016年1月21日

(86)【国際出願番号】US2013072157

(87)【国際公開番号】WO2014085535

(87)【国際公開日】20140605

【審査請求日】2015年7月22日

【審判番号】不服-1549(P-1549/J1)

【審判請求日】2018年2月5日

(31)【優先権主張番号】61/731,671

(32)【優先日】2012年11月30日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】397068274

【氏名又は名称】コーニング インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100073184

【弁理士】

【氏名又は名称】柳田 征史

(72)【発明者】

【氏名】キング，ジェフリー ステープルトン

【合議体】

【審判長】 豊永 茂弘

【審判官】 菊地 則義

【審判官】 宮澤 尚之

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１１−５１３１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５００１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５０９２４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

C03C 1/00-29/00

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高光透過アルカリアルミノシリケートガラスであり、
ａ．２０ｐｐｍ未満のＦｅ_２Ｏ_３と、
ｂ．４０〜７０重量％のＳｉＯ_２、１２〜２０重量％のＡｌ_２Ｏ_３、および３〜１２重量％のＭｇＯとを含み、かつ、
当該ガラスの吸収係数が９００ｎｍにおいて２．０ｍ^−１未満であり、
当該ガラスの吸収係数が約４００〜約８００ｎｍにおいて２．０ｍ^−１未満であること、
を特徴とするガラス。

【請求項2】

Ｂ_２Ｏ_３が添加されていない請求項１に記載のガラス。

【請求項3】

５５〜６０重量％のＳｉＯ_２、１２〜１５重量％のＡｌ_２Ｏ_３、および３〜４重量％のＭｇＯを含む請求項１または２に記載のガラス。

【請求項4】

イオン交換されたガラスである請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス。

【請求項5】

０．７ＭＰａ ｍ^１／２以上の破壊靭性を有する請求項４に記載のガラス。

【請求項6】

６００ｋｇｆ／ｍｍ^２以上の２００ｇ負荷下のビッカース硬さを有する請求項４又は請求項５に記載のガラス。

【請求項7】

６００ＭＰａ以上の圧縮応力、又は３０ＧＰａ以上のせん断弾性率を有する請求項４〜６のいずれか１項に記載のガラス。

【請求項8】

請求項１〜７のいずれか１項に記載のガラスを有する電子タッチスクリーンデバイス。

【請求項9】

タッチイベントを特定するために減衰内部全反射システムを利用する請求項８に記載の電子デバイス。

【請求項10】

減衰内部全反射システムが、単一又は複数のタッチ位置、タッチ圧力、又はこれら全てを特定することができる請求項８又は請求項９に記載の電子デバイス。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の説明】

【0001】

本出願は２０１２年１１月３０日出願の米国特許仮出願第６１／７３１，６７１号明細書の米国特許法第１１９条の下の優先権の利益を請求し、その内容を根拠とし、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【技術分野】

【0002】

本開示は光学タッチスクリーン、特に光学タッチスクリーンシステムのためのガラス材料に関する。

【背景技術】

【0003】

タッチスクリーン機能はモバイルデバイス用途、例えばスマートフォン、電子書籍リーダー、ラップトップコンピューター及びタブレットコンピューターにおいて広範に使用されてきており、その結果、タッチスクリーン機能を有するディスプレイ市場が注目されている。更に、ラージフォーマットのディスプレイ、例えばデスクトップコンピューター及び壁掛け型スクリーンのサイズは大型化し続けている。このディスプレイサイズの大型化は投影型静電容量方式タッチ（ＰＣＡＰ）技術のような従来のタッチスクリーン技術を用いるとディスプレイコストの増大を伴う。

【0004】

最終的には、最小のハンドヘルドデバイスから最大のディスプレイまで、広範な用途のためのタッチスクリーンの全体的な厚み及び重量を最小限にする必要がある。更に、タッチスクリーンはより頑健な機能、例えば進歩したタッチ位置精度、指紋免疫及びマルチタッチ能力を有する必要がある。その結果、ディスプレイがタッチスクリーン機能を有することができるように種々のセンシング手法が開発されている。これらの手法のため、方法を完全に現実化させ最適な効率及び有効性を得るための新材料の開発がますます必要になっている。

【発明の概要】

【0005】

本発明の１つの側面はタッチスクリーン用途のための高光透過ガラスを含む。高光透過ガラスは減衰全内部反射（ＦＴＩＲ）系の方法をタッチスクリーン用途のために使用可能とする。一部の実施形態においては、ガラスは、使用される光が紫外線、可視光又は赤外領域の電磁スペクトルにあるＦＴＩＲ方式の方法の使用を可能とする。一部の実施形態においては、ガラスは、使用される光が約７５０ｎｍ〜約２５００ｎｍであるＦＴＩＲ方式の方法の使用を可能とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

１つの実施形態は２００ｐｐｍ未満のＦｅ_２Ｏ_３を含む高光透過ガラスを含み、ここでガラスの吸収係数は９００ｎｍで５．０ｍ^−１未満であり；そしてガラスの吸収係数は約４００〜約８００ｎｍで５．０ｍ^−１未満である。一部の実施形態においては、ガラスは１００ｐｐｍ未満のＦｅ_２Ｏ_３を含む。一部の実施形態においては、ガラスの吸収係数は９００ｎｍで２．０ｍ^−１未満である。一部の実施形態においては、ガラスの吸収係数は約４００〜約８００ｎｍで２．０ｍ^−１未満である。一部の実施形態においては、ガラスは２．４５ｇ／ｃｍ^３以上の密度を有する。一部の実施形態においては、ガラスは０．７ＭＰａ ｍ^１／２以上の破壊靭性を有する。一部の実施形態においては、ガラスは６００ｋｇｆ／ｍｍ^２以上の２００ｇ負荷下のビッカース硬さを有する。一部の実施形態においては、ガラスは３０ＧＰａ以上のせん断弾性率を有する。一部の実施形態においては、ガラスは６００ＭＰａ以上の圧縮応力を有する。一部の実施形態においては、ガラスは１０マイクロメートル以上の層深さを有する。一部の実施形態においては、ガラスは２ｍｍ以下の厚みを有する。一部の実施形態においては、ガラスはイオン交換される。一部の実施形態においては、ガラスは０．２ｍｍ^−１〜０．９ｍｍ^−１のβ−ＯＨ値を有する。一部の実施形態においては、ガラスはガラスシートを研磨していない場合に、≦２０オングストローム、好ましくは≦１０オングストロームの平均表面粗さ（Ｒ_ａ）を有する。一部の実施形態においては、ガラスは３ｍｍ未満の厚みを有し、ガラス基板は０．５マイクロメートル／ｃｍ^２未満の反り変形Ｗを有し、これは式Ｗ＝Ｄ／Ｌ^２で表され、式中、Ｄはｍｍ単位におけるガラス基板の最大反りであり、Ｌはｃｍ単位におけるガラス基板の対角線の長さである。

【0007】

その他の特徴及び利点は、以下に記載する詳細な説明中に示され、そして部分的にはその説明から当業者には容易に明確化されるものであるか、又は以下に示す詳細な説明、請求項並びに添付する図面を包含する本明細書に記載した開示を実施することにより認識されるものである。請求項は後述する詳細な説明の一部にも組み込まれ、そしてその一部を構築する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示によるタッチスクリーンシステムの透明シートの断面図

【図2】Ｎａ_２Ｏ−ＣａＯ−ＭｇＯ−ＳｉＯ_２ガラスにおけるＦｅ^３＋及びＦｅ^２＋イオンの特徴的吸収スペクトルを示した図

【図3】Ｆｅ_２Ｏ_３約３０〜５０ｐｐｍを含むＳｉＯ_２、Ｆｅ_２Ｏ_３約１００ｐｐｍを含むＡｌ_２Ｏ_３、及びＦｅ_２Ｏ_３約４００ｐｐｍを含むＭｇＯを配合したＧｏｒｉｌｌａ Ｇｌａｓｓ（登録商標）に関するＸ線蛍光データを示した図

【図4】導波管減衰係数の計測の説明図

【図5】（ａ）ＩＲ吸収境界、（ｂ）ＬＥＤ、及び光ダイオード（ｄ）の計測位置（ｃ）を示す、導波管減衰係数計測機構を示した図

【図6】２つのＧｏｒｉｌｌａ Ｇｌａｓｓ試料の吸収係数を示した図（試料は全ての側面が研磨されている１０ｍｍ×２０ｍｍ×５０ｍｍのブランクである）

【図7】試料Ａ〜Ｇの全ての側面が研磨されている１０ｍｍ×２０ｍｍ×５０ｍｍのブランクの吸収係数を比較した図

【図8】Ｈａｒｒｏｄｓｂｕｒｇ、ＫＹより入手した標準的な厚み１．１ｍｍのＧｏｒｉｌｌａ Ｇｌａｓｓ（グラフ「Ａ」）、及び日本より入手した低Ｆｅ成分よりなる厚み０．７ｍｍの「特殊」Ｇｏｒｉｌｌａ Ｇｌａｓｓ（グラフ「Ｂ」）試料に関して、８５０ｎｍでの導波管減衰係数計測から得られたデータを示した図（直線フィットの傾きから得られたα_ｗｇはそれぞれ９．６ｍ^−１及び３．０ｍ^−１であった）

【図9】試料Ｇの全ての側面が研磨されている１０ｍｍ×２０ｍｍ×５０ｍｍのブランクの吸収係数を示した図

【図10】試料Ａの全ての側面が研磨されている１０ｍｍ×２０ｍｍ×５０ｍｍのブランクの吸収係数を示した図

【図11】試料Ｂの全ての側面が研磨されている１０ｍｍ×２０ｍｍ×５０ｍｍのブランクの吸収係数を示した図

【図12】試料Ｃの全ての側面が研磨されている１０ｍｍ×２０ｍｍ×５０ｍｍのブランクの吸収係数を示した図

【図13】試料Ｄの全ての側面が研磨されている１０ｍｍ×２０ｍｍ×５０ｍｍのブランクの吸収係数を示した図

【図14】試料Ｅの全ての側面が研磨されている１０ｍｍ×２０ｍｍ×５０ｍｍのブランクの吸収係数を示した図

【図15】試料Ｆの全ての側面が研磨されている１０ｍｍ×２０ｍｍ×５０ｍｍのブランクの吸収係数を示した図

【発明を実施するための形態】

【0009】

その他の特徴及び利点は、以下に記載する詳細な説明中に示され、そしてその説明から当業者には容易に明確化されるものであるか、又は請求項及び添付する図面と共に本明細書に記載した開示を実施することにより認識されるものである。

【0010】

以下の詳細な説明において、本発明の実施形態を十分理解するために多くの特定的な詳細事項が記載されている。しかしながら、これらの特定的詳細事項の一部又は全てがなくてもどうすれば本発明の実施形態を実施できるかは、当業者には明らかである。他の場合においては、本発明を不必要に不明確化しないために、よく知られた特徴やプロセスは詳述しない場合がある。更にまた、共通又は同様の要素を同定するために同様又は同一の参照番号を使用する場合がある。更にまた、特段の記載が無い限り、本明細書において使用する技術的又は科学的な用語は全て、本発明が属する技術分野の当業者により一般的に理解されている意味と同じ意味を有する。矛盾がある場合は用語を定義している本明細書が優先される。

【0011】

他の方法等も本発明の実施又は試験において使用できるが、特定の好適な方法と材料を本明細書で説明する。

【0012】

開示されるものは、開示した方法及び組成物のために使用できる、又はそれと組み合わせて使用できる、又はその調製のために使用できる、又はその実施形態である、材料、化合物、組成物及び成分である。これら及びその他の材料を本明細書に開示し、そしてこれらの材料の組み合わせ、サブセット、相互作用、グループ等を、これらの化合物の各々の種々の個別的及び集合的な組み合わせ及び順列を明示的に開示することなく開示した場合、各々が具体的に意図され、そして本明細書に記載されているものとする。

【0013】

即ち置換基Ａ、Ｂ及びＣのクラス並びに置換基Ｄ、Ｅ及びＦのクラスが開示され、そして組み合わせの実施形態の例Ａ−Ｄが開示される場合、各々が個別的及び集合的に意図される。即ち、この例においては、組み合わせＡ−Ｅ、Ａ−Ｆ、Ｂ−Ｄ、Ｂ−Ｅ、Ｂ−Ｆ、Ｃ−Ｄ、Ｃ−Ｅ及びＣ−Ｆの各々は具体的に意図され、そしてＡ、Ｂ及び／又はＣ；Ｄ、Ｅ及び／又はＦ；及び組み合わせ例Ａ−Ｄの開示から開示されているものと考えなければならない。同様にこれらのいずれのサブセット又は組み合わせも具体的に意図される。即ち、例えば、Ａ−Ｅ、Ｂ−Ｆ及びＣ−Ｅのサブグループが具体的に意図され、そしてＡ、Ｂ及び／又はＣ；Ｄ、Ｅ及び／又はＦ；及び組み合わせ例Ａ−Ｄの開示から開示されているものと考えなければならない。この概念は、組成物のいずれかの成分、及び、開示した組成物の製造及び使用の方法における工程を包含するがこれらに限定されない本開示の全ての側面に適用される。即ち、実施することができる種々の追加的工程がある場合、これらの追加的工程の各々は開示した方法のいずれかの特定の実施形態又は実施形態の組み合わせとともに実施することができ、そして、各々のそのような組み合わせが具体的に意図され、そして開示されているものと考えなければならないと理解するものとする。

【0014】

更に、高値又は低値を含む数値の範囲が記載されている場合、特定の状況において特段の記載が無い限り、範囲はその終点、及び、範囲内の全ての整数及び分数を包含することを意図している。範囲を規定する場合、記載された特定の数値に本発明の範囲が限定されることを意図していない。更に、量、濃度又は他の値又はパラメーターが、範囲、１つ以上の好適な範囲、又は、より上の好適な値及びより下の好適な値のリストとして与えられる場合、これは、いずれかのより上の範囲限度又は好ましい値といずれかのより下の範囲限度又は好ましい値との任意の対から形成される、具体的に開示された全ての範囲と理解すべきであり、その際、そのような対が別々に開示されていてもかまわない。最後に、ある値又はある範囲の終点を記載する場合に「約」という用語を使用する場合、開示は記載されている特定の値又は終点を包含するものと理解しなければならない。

【0015】

本明細書においては、「約」という用語は、量、大きさ、配合、パラメーター及び他の数量や特性が厳密である必要はなく、許容誤差範囲、変換ファクター、切捨て、測定誤差等、及び当業者が知る他のファクターを反映している概数及び／又は必要に応じて高値又は低値であってよいことを意味する。一般的に、量、大きさ、配合、パラメーター又は他の数量又は特性は、それがそのように明示されているか否かに関わらず「約」又は「概ね」のものである。

【0016】

本明細書においては、「又は」という用語は包括的であり；更に特記すれば、「Ａ又はＢ」という句は「Ａ、Ｂ、又はＡとＢの両方」を意味する。排他的な「又は」は、本明細書においては、例えば「Ａ又はＢのいずれか」及び「Ａ又はＢの一方」のような用語により示す。

【0017】

不定冠詞「ａ」及び「ａｎ」（「１つの」、「ある」等）は、本発明の要素及び成分を記載するために使用する。これらの冠詞の使用はこれらの要素又は成分の１つ又は少なくとも１つが存在することを意味する。これらの冠詞は修飾された名詞が単数の名詞であることを表明するために従来使用されているが、本明細書においては、特定の例において特段の記載が無い限り、冠詞「ａ」及び「ａｎ」は複数も包含する。同様に、定冠詞「ｔｈｅ」（「その」、「前記」、「上記の」等）は、本明細書においてはやはり、特定の例において特段の記載が無い限り、修飾された名詞が単数又は複数であってよいことを表明する。

【0018】

実施形態を記載する目的のためには、あるパラメーター又は別の変数の「関数」である変数に言及する場合、その変数が記載したパラメーター又は変数のみの関数であることを意図しないことに留意しなければならない。むしろ、記載したパラメーターの関数である変数に言及する場合、制限がないことを意図しており、これによりその変数は単一のパラメーター又は複数のパラメーターの関数であってよい。

【0019】

「好ましくは」、「一般的に」及び「典型的には」といった用語は、本明細書において使用する場合、請求項記載の本発明の範囲を制限するか、又は特定の特徴が請求項記載の本発明の構造又は機能にとって決定的、必須、更には重要であることを意味するために使用するわけではないことに留意しなければならない。むしろ、これらの用語は、本開示の実施形態の特定の側面を識別するか、又は、本開示の特定の実施形態において利用される又は利用されない代替又は追加の特徴を強調することを単に意図している。

【0020】

請求項記載の本発明を説明及び定義する目的のためには、「実質的に」及び「概ね」という用語は、本明細書においては、いずれかの定量的比較、値、計測、又は他の表示に起因する場合がある不確実性の固有の程度を表すために利用される。「実質的に」及び「概ね」という用語はまた、本明細書においては、問題となる要件の基本的機能を変化させることなく、定量的表示が明記した参照値から変動する程度を表すためにも利用される。

【0021】

１つ以上の請求項が「ｗｈｅｒｅｉｎ」（「ここで」等）という用語を移行句として利用する場合がある。本発明を規定する目的のためには、この用語は構造の一連の特徴の詳説を導入するために使用される制限のない移行句として請求項内に導入されるものであり、より一般的に使用されている制限のない前文用語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」（「含む」、「備える」）と同様に解釈すべきであるものとする。

【0022】

本発明のガラス組成物を製造するために使用する原料及び／又は機材の理由により、意図的に添加しない特定の不純物又は成分が最終ガラス組成物中に存在する場合がある。そのような物質は少量だけガラス組成物中に存在し、本明細書においては「トランプ物質」と称する。

【0023】

本明細書においては、ある化合物０重量％を有するガラス組成物は、その化合物、分子又は元素が組成物に意図的には添加されていないが、組成物がなおその化合物を典型的にはトランプ量又は痕跡量で含み得ることを意味するものとして定義される。同様に、「ナトリウム非含有」、「アルカリ非含有」、「カリウム非含有」等は、その化合物、分子又は元素が組成物に意図的には添加されていないが、組成物がなおそのナトリウム、アルカリ、又はカリウムを、概ねトランプ量又は痕跡量ではあるが含み得ることを意味するものとして定義される。

【0024】

タッチスクリーンは商業的及び個人的な使用の両方に置いてますます多用されてきており、この機能をスマートフォン、タブレット及び大型ディスプレイに付加させるため、多くの方策が存在している。そのような方策の１つは透明材料を通過して電磁放射を導波させる減衰内部全反射（ＦＴＩＲ）に基づいた光学タッチスクリーンである。ある物体の材料表面との接触による放射の減衰は、位置及び接触圧力等に関する情報を提供するために使用できる。タッチスクリーンシステムにおいてＦＴＩＲを利用するための方策の一例は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願第１３／６８６，５７１号明細書、１３／６８６，４２６号明細書及び米国特許仮出願第６１／７４４，８７８号明細書及び６１／６４０，６０５号明細書に記載されているＬｉｇｈｔＴｏｕｃｈ（登録商標）である。

【0025】

ＬｉｇｈｔＴｏｕｃｈの設計の一例においては、発光ダイオード（ＬＥＤ）及びフォトダイオードが透明材料シート、典型的にはＧｏｒｉｌｌａ Ｇｌａｓｓの周囲に沿って配置されている（参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願第１３／６８６，５７１号明細書参照）。図１に示す通り、ＬＥＤからの光はシート内部に発射され、全内部反射の条件に合致する光線がスクリーンを横切って伝播する。指又は他の適当な物体がシート表面に接触すると、導波モードの光が接触物体とカップリングするために伝播光線は減衰する。タッチ感知と位置及び／又は圧力への相関付けは、反対側及び隣接するシート端部のフォトダイオード中の光電流をモニタリングすることにより達成される（例えば参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願第１３／６８６，５７１号明細書、１３／６８６，４２６号明細書及び米国特許仮出願第６１／６４０，６０５号明細書参照）。

【0026】

透過媒体中の光学的損失は主に、１）欠陥に起因する散乱、及び２）媒体中の化合物に起因する吸収が原因である。このことは更に、より大きな発射力の必要性、ノイズの増大及び／又は受容側でのシグナル低下をもたらし、これらは全て現実的な設計の観点から望ましくない。更に、光学的成分は典型的にはスクリーンの周囲に沿って配置されているため、光路長の差に起因する顕著な光学的損失はＬＥＤとフォトダイオードの間のシグナル強度に大きな差をもたらし、フォトダイオードと関連の電子成分のダイナミックレンジに対する要求を増大させる。

【0027】

吸収は波長依存性の特性であり、ケイ酸塩ガラスでは典型的には多くのＦＴＩＲタッチシステムで使用されている近赤外線（ＮＩＲ）領域において吸収が増大する。約８００〜１０００ｎｍの波長は光を使用者には不可視とするため、そしてこの領域のために設計された安価なＬＥＤやフォトダイオードが多く存在するため、典型的に使用されている。しかしながら、ここで実施形態とするガラスを用いたデバイスはＦＴＩＲ用の電磁放射のいかなる波長を使用してもよい。一部の実施形態においては、電磁照射の波長は約３５０ｎｍ〜約２５，０００ｎｍである。一部の実施形態においては、電磁照射は約３５０ｎｍ〜約８５０ｎｍである。一部の実施形態においては、電磁照射は約７５０ｎｍ〜約２５００ｎｍである。一部の実施形態においては、電磁照射は約８００ｎｍ〜約１０００ｎｍである。

【0028】

約８００〜約１０００ｎｍの波長におけるケイ酸塩ガラスで典型的な上記吸収増大（図２参照）は主に一般的不純物である鉄の存在に起因する。ガラス中のＦｅはＦｅ^２＋又はＦｅ^３＋のいずれかとして存在する。Ｆｅ^２＋は約１０００ｎｍを中心に強力で広い吸収帯を有し、これは６００ｎｍ近辺でテーリングが終了し、４００ｎｍ未満にも強力な吸収を有する。Ｆｅ^３＋は主に４００ｎｍ未満に吸収を示す。即ち、光学タッチスクリーンに関するＩＲ吸収を最小限にするためには適切なレベルまでガラスの全体的鉄含有量を低下させるか、又は、鉄イオンの大部分が３価であるように酸化状態を制御することが望ましい。後者は通常の工業的環境では達成することが一般的により困難であるため、前者の方策が好ましい。この検討のために、Ｆｅ^２＋／Ｆｅ^３＋比は一定に保たれると仮定した。一部の実施形態においては、Ｆｅ^２＋／Ｆｅ^３＋の比は約０：１００、約１０：９０、約２０：８０、約３０：７０、約４０：６０、約５０：５０、約６０：４０、約７０：３０、約８０：２０、約９０：１０、又は約１００：０である。一部の実施形態においては、比はＧｏｒｉｌｌａ（登録商標）型ガラスにつき約９０％Ｆｅ^３＋である。他の実施形態においては、比はＧｏｒｉｌｌａ型ガラスにつきＦｅ^３＋で約０．４〜約０．５５である。

【0029】

ＦＴＩＲ用途の場合、媒体中の光路長は極めて長く（数百ミリメートル）、そしてこのため、シートガラスの厚み（典型的には数ミリメートル以下）に渡って行う透過率測定では典型的には潜在的減衰の問題は十分解決されない。例えば、１ｍｍの厚みのガラスシートにおいて、１ｍ^−１から３ｍ^−１までの吸収係数の顕著な増大は、わずか０．２％の透過率減少をもたらす。ＦＴＩＲの状況をより正確にシミュレートするためには、多光路長の透過実験に基づいた吸収係数の計測を用いることができ、より正確な結果が得られ、フレネル反射を考慮する必要性がなくなる。

【0030】

ある材料の吸収係数αは、典型的には研磨された直方体上の多数の経路に関して吸光度を計測することにより特性化される。一部の実施形態においては、１０ｍｍ×２０ｍｍ×５０ｍｍの研磨ブロックをＵＶ−Ｖｉｓ−ＮＩＲ分光光度計で計測した。この形状構造においては、２つの界面における反射損失を除いて、計測された光は空気／ガラスの界面と更に衝突又は相互作用することなく試料内を伝播する。散乱による損失を無視できるものと仮定すれば、ガラスの基本的吸収、バルク材料特性の計測が可能となる。吸光度はＢｅｅｒ−Ｌａｍｂｅｒｔの法則：

【0031】

【数1】

【0032】

により表され、式中、Ｉ_Ｏは初期強度であり、αは吸収係数であり、ｘは位置ｘ_Ｏからの距離である。即ち、多数の光路長に関する透過率計測を行えば、α、即ち上記１０ｍｍ×２０ｍｍ×５０ｍｍ試料の計算が可能となる。

【0033】

しかしながら、多くの用途については、ＦＴＩＲタッチスクリーンは導波管形状構造にあり、空気／ガラス界面で光が複数回衝突することを意味する。例えば、ＬｉｇｈｔＴｏｕｃｈは導波管形状構造に設定されている。従って、同様の態様で吸収損失を特性化することが、上記した直線光路法によるよりはむしろ現実的である。得られるデータは減衰係数の計測であり、計測される試料の幾何形状及び表面特性に起因する損失を考慮していることを意味する。明確化のために、この計測値を導波管減衰係数、α_ｗｇと称する。この手法はコリメート光及び研磨光学ブロックを使用した上記計測とは異なる結果をもたらすことが期待できる。実際、一部の実施形態においては、α_ｗｇは約２αであることが判った。

【0034】

本開示の１つの側面は、タッチスクリーン用途のための高光透過ガラスを含む。高光透過ガラスは減衰全内部反射（ＦＴＩＲ）方式の方法をタッチスクリーン用途のために使用可能とする。

【0035】

本開示の第１の側面は、少ない欠陥を含むタッチスクリーン用途のための高光透過ガラスを含む。欠陥は、気体及び固体の包有物、吸蔵物、付着物、気流跡、亀裂、ひび割れ、押出部、節、窪み、空隙、粒子、結晶、火脹れ、チップ、コード状物、破砕片、皺、種子状物、石状物、引っ掻き部分、汚染部分及び線条跡、及びこれらの組み合わせを包含するがこれらに限定されない。一部の実施形態においては、欠陥の数はｃｍ^３当たり約０．００００１〜約１０００欠陥であり、ここで欠陥の大きさは欠陥の最長寸法の軸に沿って約５００、４００、３００、２００、１００、５０、２５、１０、１、０．５、０．２５、０．１マイクロメートル未満である。一部の実施形態においては、欠陥の数はｃｍ^３当たり約０．００００１、０．００００５、０．０００１、０．０００５、０．００１、０．００５、０．０１、０．１、０．５、１、２、３、４、５、１０、２５、５０又は１００、５００又は１０００欠陥未満であり、ここで欠陥の大きさは欠陥の最長寸法の軸に沿って約５００、４００、３００、２００、１００、５０、２５、１０、１、０．５、０．２５、０．１マイクロメートル未満である。欠陥が包有物、気泡又は気流跡を含む一部の実施形態においては、欠陥の数はｃｍ^３当たり約０．００００１〜約１０００欠陥であり、欠陥の大きさは欠陥の最長寸法の軸に沿って約５００、４００、３００、２００、１００、５０、２５、１０、１、０．５、０．２５、０．１マイクロメートル未満である。

【0036】

一部の実施形態においては、欠陥の減少は、ＦＴＩＲ用に使用される波長における電磁放射の減衰を起こす欠陥を対象としている。一部の実施形態においては、欠陥の減少は約７５０〜約２５００ｎｍの波長の光の減衰を起こす欠陥を対象としている。一部の実施形態においては、欠陥の大きさはＦＴＩＲに使用する光の波長より小さい。一部の実施形態においては、欠陥の大きさはＦＴＩＲに使用する光の波長と概ね等しい（一部の実施形態においては、概ね等しいとは平均の波長の±５、１０、１５、２０又は２５％を意味する）。一部の実施形態においては、欠陥の大きさはＦＴＩＲに使用する光の波長より大きい。一部の実施形態においては、欠陥により生じる散乱はＲａｙｌｅｉｇｈ散乱、Ｍｉｅ散乱又はこれらの組み合わせを含む。一部の実施形態においては、Ｒａｙｌｅｉｇｈ散乱、Ｍｉｅ散乱のいずれか、又はＲａｙｌｅｉｇｈ散乱とＭｉｅ散乱の両方を制限するために粒径を制御する。

【0037】

別の側面は、ＦＴＩＲで使用する波長において吸収する成分の濃度又は量の減少を含む、タッチスクリーン用途のための高透過率ガラスを含む。一部の実施形態においては、濃度を低下させる成分は、鉄、マグネシウム又はアルミニウムを含む化合物を含む。例えば、化合物は、酸化鉄Ｆｅ_２Ｏ_３、酸化マグネシウムＭｇＯ、又は酸化アルミニウムＡｌ_２Ｏ_３を包含するがこれらに限定されない。種々の金属酸化物の赤外スペクトルが、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＤ．Ｗ．Ｓｈｅｉｂｌｅｙ ａｎｄ Ｍ．Ｈ．Ｆｏｗｌｅｒ、ＮＡＳＡ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｎｏｔｅ Ｄ−３７５０、Ｌｅｗｉｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ、１９６６年１２月に記載されている。

【0038】

一部の実施形態は低濃度の鉄を含むタッチスクリーン用途のための高透過率ガラスを含む。一部の実施形態においては、典型的にはＦｅ_２Ｏ_３として計測される鉄含有量の低下は、一部の実施形態に対する影響の順にＳｉＯ_２（砂）、Ａｌ_２Ｏ_３及びＭｇＯを包含するより純度の高いバッチ材料を置換することにより達成できる。例えば例に示すガラス組成物において、砂は６０重量％超を構成する。

【0039】

ガラスの形成に関与する酸化物であるシリカＳｉＯ_２はガラスのネットワーク構造を安定化させる機能を有する。一部の実施形態においては、ガラス組成物は０〜約７０重量％のＳｉＯ_２を含む。一部の実施形態においては、ガラス組成物は０〜約４５重量％のＳｉＯ_２を含む。一部の実施形態においては、ガラス組成物は約３５〜約４５重量％のＳｉＯ_２を含むことができる。一部の実施形態においては、ガラス組成物は約４０〜約７０重量％のＳｉＯ_２を含むことができる。一部の実施形態においては、ガラス組成物は約５０〜約７０重量％のＳｉＯ_２を含むことができる。一部の実施形態においては、ガラス組成物は約５５〜約６５重量％のＳｉＯ_２を含むことができる。一部の実施形態においては、ガラス組成物は約４０〜約７０重量％、約４０〜約６５重量％、約４０〜約６０重量％、約４０〜約５５重量％、約４０〜５０重量％、約４０〜４５重量％、５０〜約７０重量％、約５０〜約６５重量％、約５０〜約６０重量％、約５０〜約５５重量％、約５５〜約７０重量％、約６０〜約７０重量％、約６５〜約７０重量％、約５５〜約６５重量％、又は約５５〜約６０重量％のＳｉＯ_２を含むことができる。一部の実施形態においては、ガラス組成物は０〜約４５重量％、０〜約４０重量％、０〜約３５重量％、０〜約３０重量％、０〜約２５重量％、０〜約２０重量％、０〜約１５重量％、０〜約１０重量％、０〜約５重量％、約５〜約４５重量％、約５〜約４０重量％、約５〜約３５重量％、約５〜約３０重量％、約５〜約２５重量％、約５〜約２０重量％、約５〜約１５重量％、約５〜約１０重量％、約１０〜約４５重量％、約１０〜約４０重量％、約１０〜約３５重量％、約１０〜約２５重量％、約１０〜約２０重量％、約１０〜約１５重量％、約１５〜約４５重量％、約１５〜約４０重量％、約１５〜約３５重量％、約１５〜約３０重量％、約１５〜約２５重量％、約１５〜約２０重量％、約２０〜約４５重量％、約２０〜約４０重量％、約２０〜約３５重量％、約２０〜約３０重量％、約２０〜約２５重量％、約２５〜約４５重量％、約２５〜約４０重量％、約２５〜約３５重量％、約２５〜約３０重量％、約３０〜約４５重量％、約３０〜約４０重量％、約３０〜約３５重量％、約３５〜約４５重量％、約３５〜約４０重量％、又は約４０〜約４５重量％のＳｉＯ_２を含むことができる。一部の実施形態においては、ガラス組成物は約０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９又は７０重量％のＳｉＯ_２を含むことができる。

【0040】

シリカ中の鉄含有量は砂の入手元の関数である場合があり、場所によりシリカ中の鉄の量の多少が変動する。一部の実施形態においては、高透過率ガラスを形成するために使用されるシリカは０ｐｐｍ〜約２００ｐｐｍのＦｅ_２Ｏ_３を含む。一部の実施形態においては、高透過率ガラスは約０．１、０．５、１、２、３、４、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１２０、１４０、１６０、１８０、２００又は２５０ｐｐｍのＦｅ_２Ｏ_３を含むシリカを含む。

【0041】

Ａｌ_２Ｏ_３はａ）可能な最低の液相温度を維持すること、ｂ）膨張係数を低下させること、又はｃ）歪み点を増強することを可能とする。一部の実施形態においては、ガラス組成物は０〜約３５重量％のＡｌ_２Ｏ_３を含むことができる。一部の実施形態においては、ガラス組成物は０〜約３０重量％のＡｌ_２Ｏ_３を含むことができる。一部の実施形態においては、ガラス組成物は約８〜約２０重量％のＡｌ_２Ｏ_３を含むことができる。一部の実施形態においては、ガラス組成物は約５〜約１５重量％のＡｌ_２Ｏ_３を含むことができる。一部の実施形態においては、ガラス組成物は０〜約３５重量％、０〜約３０重量％、０〜２５重量％、０〜２０重量％、０〜約１５重量％、０〜約１０重量％、０〜約５重量％、約５〜約３５重量％、約５〜約３０重量％、約５〜約２５重量％、約５〜約２０重量％、約５〜約１５重量％、約５〜約１０重量％、約１０〜約３５重量％、約１０〜約２５重量％、約１０〜約２０重量％、約１０〜約１５重量％、約１５〜約３５重量％、約１５〜約３０重量％、約１５〜約２５重量％、約１５〜約２０重量％、約２０〜約３５重量％、約２０〜約３０重量％、約２０〜約２５重量％、約２５〜約３５重量％、約２５〜約３０重量％、又は約３０〜約３５重量％のＡｌ_２Ｏ_３を含むことができる。一部の実施形態においては、ガラス組成物は約８〜約２０重量％、約８〜約１８重量％、約８〜約１５重量％、約８〜約１２重量％、約８〜約１０重量％、約１０〜約２０重量％、約１０〜約１８重量％、約１０〜約１５重量％、約１０〜約１２重量％、１２〜約２０重量％、約１２〜約１８重量％、約１２〜約１５重量％、約１５〜約２０重量％、約１５〜約１８重量％、又は約１８〜約２０重量％のＡｌ_２Ｏ_３を含むことができる。一部の実施形態においては、ガラス組成物は約０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４又は３５重量％のＡｌ_２Ｏ_３を含むことができる。

【0042】

アルミナは以下に示す実施例では１０重量％超を構成する。一部の実施形態においては、高透過率ガラスは０〜約４００ｐｐｍのＦｅ_２Ｏ_３を含むアルミナを含む。一部の実施形態においては、高透過率ガラスは約０．１、０．５、１、２、３、４、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１２０、１４０、１６０、１８０、２００、２５０、３００、３５０又は４００ｐｐｍのＦｅ_２Ｏ_３を含むアルミナを含む。

【0043】

ＭｇＯはより高い温度においてガラスの粘度を低下させ、より低い温度においてガラスの粘度を増大させる場合に有効であり、溶融特性の向上及び歪み点の増強のために使用してよい。しかしながら、過剰な量のＭｇＯを使用するとガラスの相分離及び失透を起こしやすくなる。一部の実施形態においては、ＭｇＯは融点を低下させ、歪み点を増大させ、又は、他のアルカリ土類金属化合物（例えばＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯ）とともに使用する場合はＣＴＥを調節するためにガラスに添加できる。一部の実施形態においては、ガラスは約０〜約１２重量％のＭｇＯを含むことができる。一部の実施形態においては、ガラス組成物は０重量％より多く約５重量％までのＭｇＯを含むことができる。一部の実施形態においては、ガラス組成物は０〜約１２重量％、０〜約１０重量％、０〜約８重量％、０〜約５重量％、０〜約４重量％、０〜約３重量％、０〜約２重量％、０〜約１重量％、約１〜約１２重量％、約１〜約１０重量％、約１〜約８重量％、約１〜約５重量％、約１〜約４重量％、約１〜約３重量％、約１〜約２重量％、約２〜約１２重量％、約２〜約１０重量％、約２〜約８重量％、約２〜約５重量％、約２〜約４重量％、約２〜約３重量％、約３〜約１２重量％、約３〜約１０重量％、約３〜約８重量％、約３〜約５重量％、約３〜約４重量％、約４〜約１２重量％、約４〜約１０重量％、約４〜約８重量％、約４〜約５重量％、約５〜約１２重量％、約４〜約１０重量％、約５〜約８重量％、約８〜約１２重量％、約８〜約１０重量％、約１０〜約１２重量％のＭｇＯを含むことができる。一部の実施形態においては、ガラス組成物は約０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２重量％のＭｇＯを含むことができる。

【0044】

例におけるＭｇＯの含有量は４重量％程度であるが、他のバッチ材料よりも顕著に高い鉄不純物レベルを有する場合があるため、全体的な鉄のレベルに対しては、なお多大な寄与度を有する場合がある。市販のＭｇＯは製造元及び地域に応じて約４００ｐｐｍ〜約１５００ｐｐｍのＦｅ_２Ｏ_３含有量を呈する場合がある。

【0045】

追加的な成分をガラス組成物に配合することにより追加的な利点を得ることができる。例えば、追加的な成分を清澄剤（例えばガラスを製造するために使用する溶融バッチ材料からの気体状の包有物の除去を促進するため）として、及び／又は他の目的のために添加できる。一部の実施形態においては、ガラスは紫外線吸収剤として有用な化合物１つ以上を含んでよい。一部の実施形態においては、ガラスは３重量％以下のＴｉＯ_２、ＭｎＯ、ＺｎＯ、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＭｏＯ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＨｆＯ_２、ＣｄＯ、ＳｎＯ_２、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ｃｌ、Ｂｒ又はこれらの組み合わせを含むことができる。一部の実施形態においては、ガラスは０〜約３重量％、０〜約２重量％、０〜約１重量％、０〜０．５重量％、０〜０．１重量％、０〜０．０５重量％、又は、０〜０．０１重量％のＴｉＯ_２、ＭｎＯ、ＺｎＯ、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＭｏＯ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＨｆＯ_２、ＣｄＯ、ＳｎＯ_２、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ｃｌ、Ｂｒ又はこれらの組み合わせを含むことができる。一部の実施形態においては、ガラスは０〜約３重量％、０〜約２重量％、０〜約１重量％、０〜約０．５重量％、０〜約０．１重量％、０〜約０．０５重量％、又は０〜約０．０１重量％のＴｉＯ_２、ＣｅＯ_２又はＦｅ_２Ｏ_３又はこれらの組み合わせを含むことができる。

【0046】

一部の実施形態によるガラス組成物（例えば上記したガラスのいずれか）は、例えばガラスが清澄剤として、又はＦｅ^２＋／Ｆｅ^３＋比を変動するために、Ｃｌ及び／又はＢｒを含む場合のように、Ｆ、Ｃｌ又はＢｒを包含できる。

【0047】

高透過率ガラスは、一般的に薄い平面状シートに成形することができるガラス組成物であって、散乱又は吸収に起因する大きな損失を伴うことなくその本体内部の光の透過を支援する任意の適当なガラス組成物から作成してよい。ある実施形態においては、高透過率ガラスはソーダライム型ガラスのような化学的に強化されたガラスであってよい。高透過率ガラスのためのガラスの例は、イオン交換を通して硬化されたアルカリアルミノシリケートガラスである。これらの種類のガラスはＮａ_２Ｏ（ソーダ）、ＣａＯ（ライム）及びＳｉＯ_２（シリカ）を含むことができるが、ＭｇＯ、Ｌｉ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、ＺｎＯ及びＺｒＯ_２のような酸化物も包含できる。イオン交換を通して硬化された後、これらの種類のガラスは、タッチスクリーン用途並びに他の用途（例えばカバーガラス）のために望ましい特定の特性を呈する。高透過率ガラスとしての使用に適するソーダライム型ガラスの配合又は製造又はそれら両方に関するより詳細な情報は、全て参照によって本明細書に組み込まれる２００７年７月３１日出願の米国特許出願第１１／８８８，２１３号明細書；２００９年８月７日出願の米国特許出願第１２／５３７，３９３号明細書；２００９年８月２１日出願の米国特許出願第１２／５４５，４７５号明細書；及び２００９年２月２５日出願の米国特許出願第１２／３９２，５７７号明細書の１つ以上に記載されている。１つの可能な実施される高透過率ガラスはＣｏｒｎｉｎｇ Ｉｎｃ．（Ｃｏｒｎｉｎｇ、ＮＹ）の超低Ｆｅ Ｇｏｒｉｌｌａ Ｇｌａｓｓである。ガラス組成物、例えば低Ｆｅ Ｇｏｒｉｌｌａ Ｇｌａｓｓ又は本開示の高透過率要件に合致する他の低Ｆｅイオン交換ガラスは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第７，６６６，５１１号明細書、米国特許公開第２００９／０２０２８０８号明細書、２００９／０２１５６０７号明細書、２０１２／０１５９９９１号明細書、２０１１／００４５９６１号明細書、２０１１／０２９４６４７号明細書及び米国特許出願第１３／５３３，２９８号明細書、１３／４０８、１６９号明細書、１３／６７８，０１３号明細書、１３／４１７，８３５号明細書及び１３／６７７，８０５号明細書に記載されている。

【0048】

高透過率ガラスは記載した実施形態のために合理的に有用な任意の厚みであることができる。しかしながら、構造的剛性をなお維持しながら可能な限り軽量なデバイスを作成することが理想である場合が多い。更に、より薄いガラスを使用すれば透過モードにおける光の損失が少ない（即ちガラスシートに直交的に伝播する光）。ガラスシート実施形態は約４ｍｍ以下、約３ｍｍ以下、約２．９ｍｍ以下、約２．８ｍｍ以下、約２．７ｍｍ以下、約２．６ｍｍ以下、約２．５ｍｍ以下、約２．４ｍｍ以下、約２．３ｍｍ以下、約２．２ｍｍ以下、約２．１ｍｍ以下、約２．０ｍｍ以下、約１．９ｍｍ以下、約１．８ｍｍ以下、約１．７ｍｍ以下、約１．６ｍｍ以下、約１．５ｍｍ以下、約１．４ｍｍ以下、約１．３ｍｍ以下、約１．２ｍｍ以下、約１．１ｍｍ以下、約１．０ｍｍ以下、０．９ｍｍ以下、０．８ｍｍ以下、０．７ｍｍ以下、０．６ｍｍ以下、０．５ｍｍ以下、０．４ｍｍ以下、０．３ｍｍ以下、０．２ｍｍ以下、０．１ｍｍ以下、約９００マイクロメートル以下、約８００マイクロメートル以下、約７００マイクロメートル以下、約６００マイクロメートル以下、約５００マイクロメートル以下、約４００マイクロメートル以下、約３００マイクロメートル以下、約２００マイクロメートル以下、約１００マイクロメートル以下、約９０マイクロメートル以下、約８０マイクロメートル以下、約７０マイクロメートル以下、約６０マイクロメートル以下、又は約５０マイクロメートル以下の厚みを有してよい。

【0049】

一部の実施形態による高透過率ガラスはフロート、フュージョン又はローリングのような任意の適切なガラス作成プロセスを介して作成できる。一部の実施形態においては、高透過性ガラスはダウンドロー可能であり、即ち、ガラス加工技術の当業者が知るフュージョンドロー及びスロットドロー法のような、ただしこれらに限定されないダウンドロー法を用いてガラスをシートに形成できる。このようなダウンドロープロセスはフラットガラス、例えばディスプレイガラス又はイオン交換ガラスの大規模製造において使用される。

【0050】

フュージョンドロープロセスは溶融ガラス原料を受容するためのチャネルを有するアイソパイプを使用する。チャネルは、チャネルの両側に、チャネルの長さに沿って上が開口した堰を有する。チャネルが溶融材料で充填されると、溶融ガラスは堰を超えて溢れる。重力により、溶融ガラスはアイソパイプの外側表面を流下する。これらの外側表面は下方内側に伸長することによりドロータンク下のエッジにおいて会合している。２つの流動ガラス表面はこのエッジで会合することにより融合し、単一の流動シートを形成する。フュージョンドロー法は、チャネル上を流動する２つのガラスフィルムが融合するため、得られるガラスシートのいずれの外側表面も器具の如何なる部分にも接触しないという利点をもたらす。即ち、そのような接触により表面特性が影響されることがない。

【0051】

スロットドロー法はフュージョンドロー法とは異なる。ここでは溶融原料ガラスをコンジットに供給する。コンジットの底部は、別の方向よりもある１つの方向において幅広となっている開口スロットを有し、スロットの長さ方向に伸長するノズルを有する。溶融ガラスはスロット／ノズルを通過して流動し、そこを通過する連続シートとして下方にドローされ、アニーリング領域に至る。フュージョンドロープロセスと比較すれば、スロットドロープロセスでは、フュージョンダウンドロープロセスの場合のように２つのシートが融合するのではなくスロットを通過して単一のシートがドローされるため、より薄いシートが得られる。

【0052】

一部の実施形態はＦＴＩＲタッチスクリーン用途における使用を可能にする波長において十分低い吸収係数を有する高光透過ガラスを含む。一部の実施形態においては、吸収係数は９００ｎｍにおいて約５．０ｍ^−１、４．５ｍ^−１、４．０ｍ^−１、３．５ｍ^−１、３．０ｍ^−１、２．５ｍ^−１、２．０ｍ^−１、１．５ｍ^−１、１．０ｍ^−１、又は０．５ｍ^−１未満である。一部の実施形態においては、吸収係数は約４００〜約８００ｎｍにおいて約５．０ｍ^−１、４．５ｍ^−１、４．０ｍ^−１、３．５ｍ^−１、３．０ｍ^−１、２．５ｍ^−１、２．０ｍ^−１、１．５ｍ^−１、１．０ｍ^−１、又は０．５ｍ^−１未満である。一部の実施形態においては、吸収係数は主としてガラスの鉄含有量の関数である。一部の実施形態においては、高透過率ガラスは２００、１８０、１６０、１４０、１２０、１００、８０、７０、６０、５０、４０、３０、２０又は１０ｐｐｍ未満のＦｅ_２Ｏ_３を含み；そしてここでガラスの吸収係数は９００ｎｍにおいて約５．０ｍ^−１、４．５ｍ^−１、４．０ｍ^−１、３．５ｍ^−１、３．０ｍ^−１、２．５ｍ^−１、２．０ｍ^−１、１．５ｍ^−１、１．０ｍ^−１、又は０．５ｍ^−１未満であり；そしてガラスの吸収係数は約４００〜約８００ｎｍにおいて５．０ｍ^−１、４．５ｍ^−１、４．０ｍ^−１、３．５ｍ^−１、３．０ｍ^−１、２．５ｍ^−１、２．０ｍ^−１、１．５ｍ^−１、１．０ｍ^−１、又は０．５ｍ^−１未満である。一部の実施形態においては、ガラスは１００ｐｐｍ未満のＦｅ_２Ｏ_３を含み、ここでガラスの吸収係数は９００ｎｍにおいて２．０ｍ^−１、１．５ｍ^−１、１．０ｍ^−１、又は０．５ｍ^−１未満であり、ガラスの吸収係数は約４００〜約８００ｎｍにおいて約２．０ｍ^−１、１．５ｍ^−１、１．０ｍ^−１、又は０．５ｍ^−１未満である。

【0053】

ダウンドロープロセスに適合するために、本明細書に記載した高透過率ガラス組成物は、高い液相粘度を有し得る。一部の実施形態においては、ガラス組成物は約１０，０００ポアズ（１，０００Ｐａ・ｓ）以上、約２０，０００ポアズ（２，０００Ｐａ・ｓ）以上、約３０，０００ポアズ（３，０００Ｐａ・ｓ）以上、約４０，０００ポアズ（４，０００Ｐａ・ｓ）以上、約５０，０００ポアズ（５，０００Ｐａ・ｓ）以上、約６０，０００ポアズ（６，０００Ｐａ・ｓ）以上、約７０，０００ポアズ（７，０００Ｐａ・ｓ）以上、約８０，０００ポアズ（８，０００Ｐａ・ｓ）以上、約９０，０００ポアズ（９，０００Ｐａ・ｓ）以上、約１００，０００ポアズ（１０，０００Ｐａ・ｓ）以上、約１１０，０００ポアズ（１１，０００Ｐａ・ｓ）以上、約１２００，０００ポアズ（１２０，０００Ｐａ・ｓ）以上、約１３０，０００ポアズ（１３，０００Ｐａ・ｓ）以上、約１４０，０００ポアズ（１４，０００Ｐａ・ｓ）以上、約１５０，０００ポアズ（１５，０００Ｐａ・ｓ）以上、約１６０，０００ポアズ（１６，０００Ｐａ・ｓ）以上、約１７０，０００ポアズ（１７，０００Ｐａ・ｓ）以上、約１８０，０００ポアズ（１８，０００Ｐａ・ｓ）以上、約１９０，０００ポアズ（１９，０００Ｐａ・ｓ）以上、約２００，０００ポアズ（２０，０００Ｐａ・ｓ）以上、約２２５，０００ポアズ（２２，５００Ｐａ・ｓ）以上、約２５０，０００ポアズ（２５，０００Ｐａ・ｓ）以上、約２７５，０００ポアズ（２７，５００Ｐａ・ｓ）以上、約３００，０００ポアズ（３０，０００Ｐａ・ｓ）以上、約３２５，０００ポアズ（３２，５００Ｐａ・ｓ）以上、約３５０，０００ポアズ（３５，０００ポアズＰａ・ｓ）以上、約３７５，０００ポアズ（３７，５００Ｐａ・ｓ）以上、約４００，０００ポアズ（４０，０００Ｐａ・ｓ）以上、約４２５，０００ポアズ（４２，５００Ｐａ・ｓ）以上、約４５０，０００ポアズ（４５，０００Ｐａ・ｓ）以上、約４７５，０００ポアズ（４７，５００Ｐａ・ｓ）以上、又は約５００，０００ポアズ（５０，０００Ｐａ・ｓ）以上の液相粘度を有することができる。

【0054】

一部の実施形態においては、ガラス組成物は約５００℃以上、約５１０℃以上、約５２０℃以上、約５３０℃以上、約５４０℃以上、約５５０℃以上、約５６０℃以上、約５７０℃以上、約５８０℃以上、約５９０℃以上、約６００℃以上、約６１０℃以上、約６２０℃以上、約６３０℃以上、約６４０℃以上、約６５０℃以上、約６６０℃以上、約６７０℃以上、約６８０℃以上、又は約６９０℃以上の歪み点を有することができる。

【0055】

一部の実施形態においては、高透過率ガラスは約２５×１０^−７以上、約２６×１０^−７以上、約２７×１０^−７以上、約２８×１０^−７以上、約２９×１０^−７以上、約３０×１０^−７以上、約３１×１０^−７以上、約３２×１０^−７以上、約３３×１０^−７以上、約３４×１０^−７以上、約３５×１０^−７以上、約３６×１０^−７以上、約３７×１０^−７以上、約３８×１０^−７以上、約３９×１０^−７以上、約４０×１０^−７以上、約４１×１０^−７以上、約４２×１０^−７以上、約４３×１０^−７以上、約４４×１０^−７以上、約４５×１０^−７以上、約４６×１０^−７以上、約４７×１０^−７以上、約４８×１０^−７以上、約４９×１０^−７以上、約５０×１０^−７以上、約５１×１０^−７以上、約５２×１０^−７以上、約５３×１０^−７以上、約５４×１０^−７以上、約５５×１０^−７以上、約５６×１０^−７以上、約５７×１０^−７以上、約５８×１０^−７以上、約５９×１０^−７以上、約６０×１０^−７以上、約６１×１０^−７以上、約６２×１０^−７以上、約６３×１０^−７以上、約６４×１０^−７以上、約６５×１０^−７以上、約６６×１０^−７以上、約６７×１０^−７以上、約６８×１０^−７以上、約６９×１０^−７以上、約７０×１０^−７以上、約７１×１０^−７以上、約７２×１０^−７以上、約７３×１０^−７以上、約７４×１０^−７以上、約７５×１０^−７以上、約７６×１０^−７以上、約７７×１０^−７以上、約７８×１０^−７以上、約７９×１０^−７以上、約８０×１０^−７以上、約８１×１０^−７以上、約８２×１０^−７以上、約８３×１０^−７以上、約８４×１０^−７以上、約８５×１０^−７以上、約８６×１０^−７以上、約８７×１０^−７以上、約８８×１０^−７以上、約８９×１０^−７以上、又は約９０×１０^−７以上の熱膨張係数を有することができる。

【0056】

一部の実施形態においては、高透過率ガラスは、歪み点≧５４０℃、熱膨張係数６．５〜１０．５ｐｐｍ／℃を有し、また５０，０００ポアズ（５，０００Ｐａ・ｓ）超の液相粘度を有することを特徴とするものであってもよい。このためこれらはフュージョンプロセスによるシート形成に理想的に適合している。

【0057】

或いは、高透過率ガラスは当該分野で知られたフロート又はローリングプロセスにより形成してもよい。

【0058】

β−ＯＨは、本明細書においては、赤外スペクトル分析により計測されるガラスのヒドロキシル含有量の尺度であり、ガラスに関する基礎ヒドロキシル吸収を用いて特定される（参照によってその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第６，１２８，９２４号明細書）。β−ＯＨはガラス中の水の含有量を計測する１つの方法である。水含有量は、ガラス組成物の特性並びにデバイス性能に影響する可能性に関与する場合がある。一部の実施形態においては、高透過率ガラスは０．１〜約１、０．１〜０．９、０．１〜０．８、０．１〜０．７、０．１〜０．６、０．１〜０．５、０．１〜０．４、０．１〜０．３、０．１〜０．２、０．２〜０．１０、０．２〜０．９、０．２〜０．８、０．２〜０．７、０．２〜０．６、０．２〜０．５、０．２〜０．４、０．２〜０．３、０．３〜約１、０．３〜０．９、０．３〜０．８、０．３〜０．７、０．３〜０．６、０．３〜０．５、０．３〜０．４、０．４〜約１、０．４〜０．９、０．４〜０．８、０．４〜０．７、０．４〜０．６、０．４〜０．５、０．５〜約１、０．５〜０．９、０．５〜０．５、０．５〜０．７、０．５〜０．６、０．６〜約１、０．６〜０．９、０．６〜０．８、０．６〜０．７、０．７〜約１、０．７〜０．９、０．７〜０．８、０．８〜約１、０．８〜０．９又は０．９〜約１のβ−ＯＨ値を有する。一部の実施形態においては、β−ＯＨ値は０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９又は１である。

【0059】

本明細書に記載した高透過率ガラスの別の側面において、ガラスシートが研磨されていない場合に、ガラスシートは２０オングストローム以下、好ましくは１０オングストローム以下の平均表面粗さ（Ｒ_ａ）を有する。本明細書に記載した高透過率ガラスの別の側面において、ガラス基板は３ｍｍ未満の厚みを有し、ガラス基板は０．５マイクロメートル／ｃｍ^２未満の反り変形Ｗを有し、これは式Ｗ＝Ｄ／Ｌ^２で表され、式中Ｄはマイクロメートル単位におけるガラス基板の最大反りであり、Ｌはｃｍ単位におけるガラス基板の対角線の長さである。

【0060】

タッチ感応性ディスプレイのための高透過率ガラスは、単独で、又は従来の静電容量方式タッチディスプレイと組み合わせて使用してよい。タッチ感応性ディスプレイは端部に沿って透明シートの表面上に位置する場合があるベゼルを包含してよい。タッチスクリーンシステムはディスプレイ上に作動可能に配置することができ、一例においてはタッチスクリーンシステムを構成する種々の成分を支持するシャシーを包含する。

【0061】

タッチ感応性デバイス内に組み込んでよい別の成分は、バックライト、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）ガラス層、液晶層、フレーム、回路網、カラーフィルターガラス層、集積回路及び上部偏光層を包含するがこれらに限定されない。

【0062】

本開示の別の側面はタッチスクリーン用途における使用のためのガラスの透過率を特定する方法を含む。高透過率の製品を製造するためには、その透過率が欠陥の減少により得られるものであるか、又は光吸収化合物の減少により得られるものであるかに関わらず、品質管理プロトコルの確立が重要である。一部の実施形態においては、使用波長が約７５０〜２５００ｎｍの範囲にあるＦＴＩＲにおいて使用される予定のガラスに対してモニタリングを行う。そのような実施形態において、減衰をモニタリングする１つの方法はＦｅ_２Ｏ_３の濃度を計測することである。一部の実施形態においては、所望の特性は所定の波長に関する光吸収である場合が多いが、これはＦｅ_２Ｏ_３の総濃度よりも計測が困難である。上記において考察した通り、吸収係数は存在する鉄の量と酸化還元状態の両方に依存している。後者が一定であると仮定すれば、全体的鉄含有量に関する定期的試験で十分であるはずである。一部の実施形態においては、Ｘ線蛍光分析（ＸＲＦ）を用いてフュージョンドロー機から得られたガラス試料を計測することができる。この計測はほぼ１０ｐｐｍの精度までの結果を与えることができる。より高い分解能が必要であれば誘導結合プラズマ質量スペクトル分析（ＩＣＰ−ＭＳ）のような方策を使用できる。新しい組成のガラスが導入されれば、全体的鉄含有量及び酸化状態に対する作用の慎重な分析が必要になる。

【実施例】

【0063】

研究用溶融機並びにクルーシブル溶融において製造された試料について吸収係数（α）の計測を実施した。試料は「典型的な」Ｇｏｒｉｌｌａ組成物、又はより清浄なバッチ材料を基本的に使用している低Ｆｅの変種のいずれかとした。バッチの詳細仕様を表１に示す。

【0064】

【表1】

【0065】

２つの異なる方法、即ち１つは２５０〜２５００ｎｍの波長に対する材料の固有光吸収（α）に起因する減衰を計測するための方法、１つは８５０ｎｍの赤外光に対する導波管形状構造（α_ｗｇ）内の総光減衰を計測するための方法を用いた。

【0066】

吸収係数の計測
吸収係数の計測は、「典型的な」Ｇｏｒｉｌｌａ Ｇｌａｓｓ、及びＧｏｒｉｌｌａ Ｇｌａｓｓの低Ｆｅの変種を包含する溶融試料について実施した。提出された試料は全側面が研磨された１０ｍｍ×２０ｍｍ×５０ｍｍの直方体よりなるものとした。計測の前に、ＨＰＬＣ等級試薬アルコールで湿潤させたＴｅｘｗｉｐｅ（登録商標）ＴＸ−６０９ワイバーを用いて試料の表面を清浄化した。これらの試料を６０ｍｍ直径の積分球検出器を有する日立分光光度計を用いて計測した。計測は３つの試料の光路長の各々に対して２５０〜２５００ｎｍの波長領域で行うことにより、各ガラスの吸収係数の計算を行った。

【0067】

以下の図６はＧｏｒｉｌｌａ Ｇｌａｓｓの２つの「典型的な」変種 （「Ａ」及び「Ｂ」と記載）に関する典型的な結果を示す。結果によれば、これらの試料中のＦｅ^２＋の存在に起因する約１０００ｎｍにおける広い吸収帯が、明らかに観察される。図７はより高純度のバッチ材料の使用によりＦｅ含有量が制御された多くの試料について得られた吸収係数を示す。図に示されている通り、これらの変種の各々について後にＩＲ吸収の低下が観察されており、試料Ｇが最も大きい減少を示し、８５０ｎｍにおける吸収係数が９４％低下した。しかしながらこのバッチは、試料Ａ〜Ｆで使用されている商業用等級の砂と比較して、光学製品等級の砂であるＩＯＴＡ−６のような原材料からなるものである。

【0068】

導波管減衰係数の計測
α_ｗｇの計測を図４に記載する通り８５０ｎｍで実施した。赤外ＬＥＤを用いて光を透明材料シート内に発射し、ＬＥＤから幾つかの異なる距離にある直線に沿った一連の点においてフォトダイオードを用いて光の強度を計測する。図５は典型的な計測機構を示す。計測の前に、シートの端部、及び周辺近傍の表面部分を、黒色絶縁テープで被覆する。このテープの目的は端部からの光の反射を最小限にするためである。計測の手法は迷光に敏感であるため、これを排除するための対策を講じ、例えば前述の黒色テープに加えて十分な表面の清浄化を行った。計測すべきシートの表面にエポキシ又はＵＶ硬化型の光学接着剤のいずれかを用いて、８５０ｎｍのＬＥＤを接着させる（図５は異なる複数のＬＥＤを示しているが、この例では多数の波長を計測したためである）。この形状構造において、ＬＥＤの垂直軸から４１．８°より大きい角度でＬＥＤから発射された光がシートによりキャプチャされる。ＬＥＤは１００ｍＡで定格化されたＴｈｏｒｌａｂｓＬＤＣ２００レーザーダイオード電流コントローラーを用いて駆動した。Ａｇｉｌｅｎｔ８１１５０Ａ 任意波形発生器を用いて１ｋＨｚ矩形波でＬＤＣ２００をトリガーする。矩形の７．５ｍｍ^２の放射感受性領域及び一体型の昼光遮蔽フィルターを有するＶｉｓｈａｙ半導体ＴＥＭＤ５１１０Ｘ０１ シリコンフォトダイオードを用いて、異なる範囲のスラブにおける光強度を計測する。ＵＶ硬化型の光学接着剤を用いてフォトダイオードを一時的にシート表面に接着する。各計測の後、フォトダイオードを剃刀で取り外し、図に示す通りＬＥＤからより遠い位置まで移動する。吸収係数の計算はｘ（範囲）をｌｎ（ｘ（Ｉ（ｘ）））に対してプロットすることにより行い、式中Ｉ（ｘ）は各範囲に対する光電流計測値である。得られる軌跡は直線であり、その傾きがα_ｗｇである。

【0069】

典型的な試料の計測は、厚み１．１ｍｍのＧｏｒｉｌｌａ及び厚み０．７ｍｍの低ＦｅＧｏｒｉｌｌａに関する８５０ｎｍにおける吸光度データを示す、図８に示す通りである。表２はこの試験におけるすべての計測の結果をまとめたものである。

【0070】

【表2】

【0071】

表２の厚み０．７ｍｍの低ＦｅＧｏｒｉｌｌａのＦｅ_２Ｏ_３レベルは８０ｐｐｍと測定された（図３も参照）。比較のためＥａｇｌｅＸＧ（登録商標）、「低Ｆｅ」ソーダライム（ＰＰＧ Ｓｔａｒｐｈｉｒｅ（登録商標））、Ｓｃｈｏｔｔ Ｂｏｒｏｆｌｏａｔ（登録商標）３３、アクリル（ＭｃＭａｓｔｅｒ−Ｃａｒｒ）及びポリカーボネート（Ｂａｙｅｒ）を包含する数種の他の材料についてもα_ｗｇを計測した。比較すると、ＩＣＰ−ＭＳで計測した場合に最低Ｆｅ含有試料である試料Ｇは２６ｐｐｍの鉄を含有しており、これは１３ｐｐｍのＦｅ_２Ｏ_３濃度に相当する（総Ｆｅ含有量を［Ｆｅ_２Ｏ_３］として報告することは標準的な内部慣行である）。より清浄なバッチ材料のほかに、この特定の溶融物はまた、清澄剤としてＮａＣｌを添加していた。

【0072】

低Ｆｅ溶融物の結果はＧｏｒｉｌｌａにおけるＩＲ吸収の最低３倍低下（「典型的な」レベルに対して）が得られることを示している。更に、試料Ｇは鉄含有量及びαを極めて低いレベルとすることは可能であるが、原料費の上昇を伴うことがわかった。追加の計測によれば、ＰＰＧのＳｔａｒｐｈｉｒｅ（登録商標）のような材料は、実際にはＦＴＩＲ用途における使用には高すぎるＩＲ吸収を示すことがわかった。

【0073】

特定の側面及び特徴を参照しながら本明細書において実施形態を記載したが、これらの実施形態は所望の原理及び用途の単なる例示に過ぎないと理解すべきである。従って、多数の変更が例示実施形態に対して可能であり、他様式も添付の請求項の精神及び範囲を逸脱することなく考えられると理解すべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】