KR20210093286A - 조정 가능한 적외선 투과율을 갖는 유리 세라믹 장치들 및 방법들 - Google Patents
조정 가능한 적외선 투과율을 갖는 유리 세라믹 장치들 및 방법들 Download PDFInfo
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Abstract
표백된 영역 및 표백되지 않은 영역을 갖는 유리 또는 유리-세라믹 기판을 포함하는 장치들, 장비들 및 방법들이 개시된다. 예들은 IR 파장 광을 투과하는 영역, 및 IR 광에 대해 실질적으로 불투명한 영역을 갖는 기판을 포함한다. 예들은 가시 파장 광 및/또는 UV 파장 광에 대해 일부 또는 모든 영역들에서 추가적인 불투명성을 포함한다.
Description
< 관련 출원들에 대한 상호 참조 >
본 출원은 2018년 11월 16일 출원된 미국 예비 출원 일련번호 제62/768,433호의 35 U.S.C.§119 하에서의 우선권의 이익을 주장하며, 그 내용은 그 전체로서 참조에 의해 본 명세서에 통합된다.
본 개시 내용은 일반적으로 유리들 및/또는 유리-세라믹들을 포함하는 제품들에 관하 것으로서, 보다 상세하게는 조성들 및 이러한 제품들을 형성하는 방법들에 관한 것이다.
특정 파장 범위에서 투과성 "윈도우(window)"를 포함하고, 그렇지 않으면 더 큰 패널에 혼합되는 패널의 영역들을 "데드프론트들(deadfronts)"이라고 지칭될 수 있다. 일 예에서, 데드프론트는 은폐된 검출기 또는 카메라를 포함할 수 있다. 상업적으로 유용한 하나의 파장 범위는 근적외선(NIR)이다.
NIR 카메라들/센서들 등을 위한 이산(discreet) '데드-프론트된' 하우징들을 만들기 위해 상업적으로 입수 가능한 사출 성형 가능한 흑색 NIR-투과성 플라스틱들이 사용될 수 있다. 이 플라스틱들은 UV 및 가시 광선 차단이지만 IR 및 마이크로파는 투명하다. 그러나 이러한 재료들은 몇 가지 단점들이 있다. 첫째는 유리 또는 유리 세라믹들에 비해 기계적 성능이 떨어진다는 것이다. 둘째는 비용이며, 비용이 상당할 수 있다. 셋째는 NIR 광 누출이며, 하우징이 NIR에서 완전히 투명할 수 있기 때문에, 이는 센서/검출기의 성능을 저하시키고, 또한 이러한 파장들에서 작동하는 다른 장치들로부터 원치 않는 침입에 장치를 노출시킬 수 있다. NIR 차단 코팅이 사용될 수 있지만, 일반적으로 마이크로파 주파수들을 감쇠시키는 금속 박막들로 구성되며, 이는 종종 상기 데드프론트들 뒤의 카메라들과 같은 장치와 무선으로 통신하는 데 사용된다.
따라서, 예를 들어 데드프론트 및/또는 숨겨진 장치들과 같은 새로운 장치들의 개발이 필요하다. 효과적인 데드 프론트 은폐를 제공하는 NIR 파장들이 투과될 수 있는 재료에 대한 요구도 있다. 이러한 기술적 과제들 및 기타 문제들은 이어지는 개시에서 설명된 예들을 통해 해결된다.
도 1a는 일부 예시적인 실시 예들에 따른 은 도핑된 재료의 흡광도 스펙트럼을 도시한다.
도 1b는 일부 예시적인 실시 예들에 따른 도 1a로부터의 재료의 평균 흡광도 데이터의 표를 도시한다.
도 2a는 일부 예시적인 실시 예들에 따른 다른 은 도핑된 재료의 흡광도 스펙트럼을 도시한다.
도 2b는 일부 예시적인 실시 예에 따른 도 2a로부터의 재료의 평균 흡광도 데이터의 표를 도시한다.
도 3a는 일부 예시적인 실시 예에 따른 코발트 도핑된 재료의 흡광도 스펙트럼을 도시한다.
도 3b는 일부 예시적인 실시 예에 따른 도 2a로부터의 재료의 평균 흡광도 데이터의 표를 도시한다.
도 4는 일부 예시적인 실시 예들에 따른 장치 또는 장비를 도시한다.
도 5는 일부 예시적인 실시 예들에 따른 장치 또는 장비를 도시한다.
도 6은 일부 예시적인 실시 예들에 따른 다른 장치 또는 장비를 도시한다.
도 7은 일부 예시적인 실시 예들에 따른 장치 또는 장비를 도시한다.
도 8a는 일부 예시적인 실시 예들에 따른 다른 장치 또는 장비를 도시한다.
도 8b는 일부 예시적인 실시 예들에 따른 다른 장치 또는 장비를 도시한다.
도 1b는 일부 예시적인 실시 예들에 따른 도 1a로부터의 재료의 평균 흡광도 데이터의 표를 도시한다.
도 2a는 일부 예시적인 실시 예들에 따른 다른 은 도핑된 재료의 흡광도 스펙트럼을 도시한다.
도 2b는 일부 예시적인 실시 예에 따른 도 2a로부터의 재료의 평균 흡광도 데이터의 표를 도시한다.
도 3a는 일부 예시적인 실시 예에 따른 코발트 도핑된 재료의 흡광도 스펙트럼을 도시한다.
도 3b는 일부 예시적인 실시 예에 따른 도 2a로부터의 재료의 평균 흡광도 데이터의 표를 도시한다.
도 4는 일부 예시적인 실시 예들에 따른 장치 또는 장비를 도시한다.
도 5는 일부 예시적인 실시 예들에 따른 장치 또는 장비를 도시한다.
도 6은 일부 예시적인 실시 예들에 따른 다른 장치 또는 장비를 도시한다.
도 7은 일부 예시적인 실시 예들에 따른 장치 또는 장비를 도시한다.
도 8a는 일부 예시적인 실시 예들에 따른 다른 장치 또는 장비를 도시한다.
도 8b는 일부 예시적인 실시 예들에 따른 다른 장치 또는 장비를 도시한다.
다음의 설명 및 도면들은 당업자가 실시할 수 있도록 특정 실시 예들을 충분히 예시한다. 다른 실시 예들은 구조적, 논리적, 전기적, 프로세스 및 기타 변경들을 결합할 수 있다. 일부 실시 예들의 부분들 및 피쳐들(features)은 다른 실시 예들의 부분들 및 피쳐들에 포함되거나 대체될 수 있다. 청구 범위에 제시된 실시 예들은 이러한 청구 범위의 모든 이용 가능한 균등물을 포함한다.
본 발명의 추가적인 피쳐들 및 이점들은 다음의 상세한 설명에 기재될 것이며, 그 설명으로부터 당업자에게 명백할 것이며, 또는 청구 범위 및 첨부된 도면들과 함께 다음 설명에서 설명된 바와 같이 본 발명을 실시함으로써 인식될 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어 "및/또는"은 둘 이상의 항목 목록에서 사용될 때 나열된 항목들 중 어느 하나가 그 자체로 사용될 수 있거나 나열된 항목들 중 둘 이상의 조합이 사용될 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 조성물이 성분 A, B 및/또는 C를 함유하는 것으로 기술되면, 조성물은 A 단독; B 단독; C 단독; A와 B의 조합; A와 C의 조합; B와 C의 조합; 또는 A, B 및 C의 조합을 포함할 수 있다.
본 문서에서, 제1 및 제2, 상부 및 하부, 등과 같은 관계적 용어들은 독립체들 또는 행위들 사이의 임의의 실제적인 그러한 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 암시하지 않고, 하나의 독립체 또는 행위를 다른 독립체 또는 행위와 구별하기 위해서만 사용된다.
본 개시 내용의 수정들은 당업자 및 본 개시 내용을 제조 또는 사용하는 사람들에게 일어날 것이다. 따라서, 도면들에 도시되고 위에서 설명된 실시 예들은 단지 예시를 위한 것이며, 균등론을 포함하는 특허법의 원리들에 따라 해석되는 바와 같이 다음의 청구항들에 의해 정의되는 본 개시의 범위를 제한하려는 의도가 아님을 이해해야 한다.
설명된 개시 내용의 구성 및 다른 구성 요소들이 임의의 특정 재료로 제한되지 않는다는 것은 당업자에 의해 이해될 것이다. 본 명세서에서 달리 설명하지 않는 한, 본 명세서에 개시된 개시 내용의 다른 예시적인 실시 예들은 매우 다양한 재료들로 형성될 수 있다.
본 개시의 목적을 위해, 용어 "결합된(coupled)"(그의 모든 형태들: 결합하다, 결합하는, 결합된 등)은 일반적으로 서로에 대해 직접적 또는 간접적으로 2 개의 구성 요소들의 결합(전기적 또는 기계적)을 의미한다. 이러한 결합은 현실적으로 고정되어 있거나 또는 현실적으로 이동 가능하다. 이러한 결합은 2 개의 구성 요소들(전기적 또는 기계적) 및 서로 또는 2 개의 구성 요소들과 단일의 단일체로서 일체로 형성되는 임의의 추가적인 중간 부재들로 달성될 수 있다. 이러한 결합은 현실적으로 영구적일 수 있으며, 달리 언급되지 않는 한 현실적으로 제거 가능 또는 분리 가능할 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "약"은 양들, 크기들, 제형들, 파라미터들, 및 다른 양들 및 특성들이 정확하지 않고 정확할 필요가 없지만, 원하는 대로, 허용오차들, 변환 계수들, 반올림, 측정 오차 등, 그리고 당업자에게 알려진 다른 요인들을 반영하여, 대략적 및/또는 더 크거나 더 작을 수 있음을 의미한다. 용어 "약"이 값 또는 범위의 종말점을 설명하기 위해 사용된 경우, 본 개시는 특정 값 또는 언급된 종말점을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 범위의 수치적 값 또는 종말점이 "약"을 언급하는지 또는 아닌지 간에, 범위의 수치적 값 또는 종말점은 2 개의 실시 예들을 포함하는 것으로 의도된다: "약"에 의해 수정된 하나 및 "약"에 의해 수정되지 않은 하나. 범위들의 각각의 종말점들은 다른 종말점과 관련하여, 그리고 다른 종말점과 독립적으로 모두 중요하다는 것이 추가로 이해될 것이다.
달리 특정되지 않는 한, 모든 조성물들은 배치화된(as-batched) 몰 퍼센트(mol%)의 형태로 표현된다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 다양한 용융 성분들(예를 들어, 불소, 알칼리 금속들, 붕소 등)은 상기 성분들의 용융 동안에 상이한 수준의 휘발(예를 들어, 증기압, 용융 시간 및/또는 용융 온도의 함수로서)을 겪을 수 있다. 이와 같이, 이러한 성분들과 관련하여 용어 "약"은 본 명세서에 제공된 배치화된 조성물들과 비교하여 최종 제품을 측정할 때 약 0.2 mol% 내의 값들을 포함하는 것으로 의도된다. 앞서 말한 것을 염두에 두고, 최종 제품들과 배치화된 조성물들 사이의 실질적인 조성적 등가성이 예상된다.
본 개시 내용의 목적을 위해, 용어들 "벌크", "벌크 조성물" 및/또는 "전체 조성물들"은 전체 제품의 전체 조성물을 포함하도록 의도되며, 이는 결정질 및/또는 세라믹 상들의 형성으로 인해 벌크 조성과 다를 수 있는 "국부적 조성물" 또는 "국부화된 조성물"과 구별될 수 있다.
본 명세서에서 또한 사용되는 바와 같이, 용어들 "제품", "유리-제품", "세라믹-제품", "유리-세라믹들", "유리 요소들", "유리-세라믹 제품" 및 "유리-세라믹 제품들"은 전체적으로 또는 부분적으로 유리 및/또는 유리-세라믹 재료로 만들어진 임의의 물체를 포함하도록 상호 교환적으로 그리고 그들의 가장 넓은 의미로 사용될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "유리 상태"는 결정화없이 단단한 상태로 냉각된 융합(fusion) 생성물인 본 개시 내용의 제품들 내의 무기 비정질 상의 재료를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "유리-세라믹 상태"는 본 명세서에 기재된 바와 같이, 유리 상태 및 "결정질 상" 및/또는 "결정질 침전물들" 둘 모두를 포함하는 본 개시 내용의 제품들 내의 무기 재료를 지칭한다.
열팽창 계수(CTE)는 10-7/℃의 방식으로 표현되며 달리 특정되지 않는 한 약 0 ℃에서 약 300 ℃의 온도 범위에 걸쳐서 측정된 값을 나타낸다. 용어들 "상대적으로 낮은 CTE" 및 "낮은 CTE"는 적어도 약 5 x 10-7/℃ 만큼 코어(core) 유리의 출발 조성의 CTE보다 더 낮은 CTE를 갖는 출발 유리 조성물(예를 들어, 인발, 적층 및/또는 이온 교환 전의)을 갖는 클래드(clad) 유리 층과 관련하여 본 명세서에서 상호 교환적으로 사용된다. 클래드 유리 층들의 CTE는 또한 코어 유리 층의 CTE보다 약 5 x 10-7/℃ 내지 약 70 x 10-7/℃, 약 10 x 10-7/℃ 내지 약 60 x 10-7/℃, 또는 약 10 x 10-7/℃ 내지 약 50 x 10-7/℃의 범위 내의 양 만큼 더 낮을 수 있다. 예를 들어, 코어 유리는 약 100 x 10-7/℃의 CTE를 가질 수 있고, 클래드 유리 층은 약 50 x 10-7/℃의 CTE를 가질 수 있으므로, 코어 유리와 클래드 유리 층들의 CTE 사이에 약 50 x 10-7/℃의 차이가 있을 수 있다.
용어들 "얇은 유리" 또는 "상대적으로 얇은 유리"는 본 개시 내용에서 적층 유리 구조물들과 관련하여 상호 교환적으로 사용되며, 약 3 mm를 초과하지 않는 총 두께를 갖는 적층 구조물을 의미하도록 의도된다.
용어들 "기계적으로 강화된 유리 적층물", "기계적으로 강화된 유리 적층된 구조물" 및 "기계적으로 강화"는 높은 CTE의 코어 유리를 낮은 CTE의 클래드 유리 층(들)에 적층하여 형성된 유리 적층물을 의미하도록 본 개시 내용의 적층된 유리 구조물들과 관련하여 사용되며, 그리하여 적층에 이어서 상기 적층물이 냉각될 때 클래드 유리 층들에 압축 응력들을 생성한다. 이러한 압축 응력들은 외부에서 가해지는 기계적 응력들을 상쇄할 수 있으며, 이는 적층물을 강화하는 순 효과가 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어들 "화학적으로 강화된" 및 "화학적 강화"는, 본 개시 내용 분야의 통상의 기술자에 의해 이해되는 바와 같이, 유리의 주된 표면들 및 에지들 중의 하나 이상에서 유리의 표면 영역에 압축 응력을 생성하도록, 이온 교환 공정을 사용하여 강화된 유리(예를 들어, 코어 유리 층, 클래드 유리 층 등)를 의미하는 것으로 의도된다.
본 개시 내용의 재료들, 장치들 및 장비들의 선택된 예들은 추가적인 이온 교환 처리를 필요로 하지 않는 수준들에서 클래드/코어 층 CTE 불일치를 통해 강화할 수 있게 해주며, 이는 상대적으로 낮은 비용, 높은 내구성을 갖는 저중량 적층 유리-세라믹 제품의 결과를 가져온다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "투과(transmission)" 및 "투과율(transmittance)"은 흡수, 산란 및 반사를 고려한 외부 투과 또는 투과율을 의미한다. 프레넬 반사는 본 명세서에 보고된 투과 및 투과율 값들에서 벗어나 인자로 되지 않는다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "불투명"은 1.0 OD/mm 이상, 1.3 OD/mm 이상, 또는 1.5 OD/mm 이상, 또는 2 OD/mm 이상의 평균 흡광도로 정의된다. 하나의 예에서, "불투명"한 것으로 설명된 재료들은 거친 입자들로 인한 광의 산란이 아니라 광의 흡수로 인해 이 특성을 보유한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "헤이즈(haze)"는 약 1 mm의 전송 경로를 갖고 ASTM 절차 D1003에 따라 측정된 샘플에서 ± 2.5°의 각뿔(angular cone) 외부에서 산란된 투과된 광의 백분율을 지칭한다. 다양한 예들에 따르면, 제품은 약 20 % 이하, 또는 약 15 % 이하, 또는 약 12 % 이하, 또는 약 11 % 이하, 또는 약 10.5 % 이하, 또는 약 10 % 이하, 또는 약 9.5 % 이하, 또는 약 9 % 이하, 또는 약 8.5 % 이하, 또는 약 8 % 이하, 또는 약 7.5 % 이하, 또는 약 7 % 이하, 또는 약 6.5 % 이하, 또는 약 6 % 이하, 또는 약 5.5 % 이하, 또는 약 5 % 이하, 또는 약 4.5 % 이하, 또는 약 4 % 이하, 또는 약 3.5 % 이하, 또는 약 3 % 이하, 또는 약 2.5 % 이하, 또는 약 2 % 이하, 또는 약 1.5 % 이하, 또는 약 1 % 이하, 또는 약 0.5 % 이하, 또는 약 0.4 % 이하, 또는 약 0.3 % 이하, 또는 약 0.2 % 이하, 또는 약 0.1 % 이하, 또는 그들 사이의 임의의 및 모든 값들 및 범위들의 헤이즈를 나타낼 수 있다. 제품의 헤이즈는 1 mm 두께의 샘플에서 그리고 헤이즈 측정과 관련하여 위에 개관한 절차에 따라 측정된다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "광학 밀도 단위들(optical density units)", "OD"및 "OD 단위들"은, OD = -log(I/I0)에 의해, 여기서 I0은 샘플에 입사되는 광의 강도이고 I는 샘플을 통해 투과되는 광의 강도, 주어진 분광계로 측정 된 바와 같이 시험된 재료의 흡광도의 척도로 일반적으로 이해되는 바와 같이, 광학 밀도 단위들을 지칭하기 위해 본 개시에서 상호 교환적으로 사용된다. 또한, 본 명세서에서 사용된 용어들 "OD/mm" 또는 "OD/cm"는 광학 밀도 단위들(즉, 광학 분광계로 측정된 바와 같은)을 샘플의 두께(예를 들어, 밀리미터 또는 센티미터 단위들)로 나눔에 따라 결정된 바와 같이, 흡광도(absorbance)의 정규화된 측정들이다. 또한, 특정 파장 범위(예를 들어, 280 nm 내지 380 nm의 UV 파장에서 3.3 OD/mm 내지 24.0 OD/mm)에 걸쳐 참조된 임의의 광학 밀도 단위들은 특정된 파장 범위에 대한 광학 밀도 단위들의 평균 값으로 제공된다.
본 명세서에서 또한 사용되는 바와 같이, 용어 "[성분]-무함유 [유리 또는 유리-세라믹]"(예를 들어, "카드뮴 및 셀레늄-무함유 유리-세라믹")은, 목록의 성분(들)이 완전히 무함유, 또는 실질적으로 무함유(예를 들어, < 500 ppm)되고 그리고 목록의 성분(들)이 유리 또는 유리-세라믹에 능동적으로, 의도적으로, 또는 목적적으로 추가되거나 배치화되지(batched) 않도록 준비된 유리 또는 유리-세라믹을 나타낸다.
본 개시 내용의 제품들은 본 명세서에서 개략된 조성물들 중의 하나 이상을 갖는 유리 및/또는 유리-세라믹들로 구성된다. 이 제품은 임의의 수의 응용 분야들에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 제품은 임의의 수의 광학 관련된 및/또는 심미적 응용 분야들에서 기판들, 요소들, 렌즈들, 커버들 및/또는 다른 요소들의 형태로 사용될 수 있다.
상기 제품은 배치화된 조성으로 형성되고 유리 상태로 주조된다. 제품은 나중에 어닐링 및/또는 열 공정(예를 들어, 열처리)되어 복수의 세라믹 또는 결정질 입자들을 갖는 유리-세라믹 상태를 형성할 수 있다. 사용되는 주조 기술에 따라, 제품은 추가 열처리없이 쉽게 결정화되고 유리-세라믹이 될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다(예를 들어, 본질적으로 유리-세라믹 상태로 주조 됨). 성형 후 열처리가 사용되는 예들에서, 제품의 일부, 대부분, 실질적으로 전부 또는 전부가 유리 상태에서 유리-세라믹 상태로 전환될 수 있다. 이와 같이, 제품의 조성들이 유리 상태 및/또는 유리-세라믹 상태와 관련하여 설명될 수 있지만, 제품의 국부적 부분들이 상이한 조성들(즉, 세라믹 또는 결정질 침전물의 형성으로 인해)을 가짐에도 불구하고 제품의 벌크 조성은 유리와 유리-세라믹 상태 사이에서 전환될 때 실질적으로 변경되지 않은 상태로 남아있을 수 있다.
다양한 예들에 따르면, 제품은 Al2O3, SiO2, B2O3, WO3, MO3, R2O, RO 및 다수의 도펀트들을 포함할 수 있으며, 여기서 R2O는 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O 및 Cs2O 중의 하나 이상이고, RO는 MgO, CaO, SrO, BaO 및 ZnO 중의 하나 이상이다. 본 명세서에 제공된 교시에서 벗어나지 않고 다수의 다른 성분들(예를 들어, F, As, Sb, Ti, P, Ce, Eu, La, Cl, Br 등)이 포함될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
제품은 약 1 mol% 내지 약 99 mol%의 SiO2, 또는 약 1 mol% 내지 약 95 mol%의 SiO2, 또는 약 45 mol% 내지 약 80 mol%의 SiO2, 또는 약 60 mol% 내지 약 99 mol%의 SiO2, 또는 약 61 mol% 내지 약 99 mol%의 SiO2, 또는 약 30 mol% 내지 약 99 mol%의 SiO2, 또는 약 58 mol% 내지 약 78 mol%의 SiO2, 또는 약 55 mol% 약 75 mol%의 SiO2, 또는 약 50 mol% 내지 약 75 mol%의 SiO2, 또는 약 54 mol% 내지 약 68 mol%의 SiO2, 또는 약 60 mol% 내지 약 78 mol%의 SiO2, 또는 약 65 mol% 내지 약 67 mol%의 SiO2, 또는 약 60 mol% 내지 약 68 mol%의 SiO2, 또는 약 56 mol% 내지 약 72 mol%의 SiO2, 또는 약 60 mol% 내지 약 70 mol%의 SiO2를 가질 수 있다. 상기 언급된 SiO2 범위들 사이의 임의의 그리고 모든 값들 및 범위들이 고려된다는 것을 이해할 것이다. SiO2는 주된 유리-성형 산화물로 작용할 수 있으며 제품의 안정성, 실투(devitrification)에 대한 저항성 및/또는 점도에 영향을 미칠 수 있다.
제품은 약 0 mol% 내지 약 50 mol%의 Al2O3, 또는 약 0.5 ml % 내지 약 20 mol%의 Al2O3, 또는 약 0.5 mol% 내지 약 15 mol%의 Al2O3, 또는 약 7 mol% 내지 약 15 mol%의 Al2O3, 또는 약 0.6 mol% 내지 약 17 mol%의 Al2O3, 또는 약 0.6 mol% 내지 약 14 mol%의 Al2O3, 또는 약 7 mol% 내지 약 14 mol%의 Al2O3, 또는 약 9.5 mol% 내지 약 10 mol%의 Al2O3, 또는 약 9 mol% 내지 약 14 mol%의 Al2O3, 약 9.5 mol% 내지 약 11.5 mol%의 Al2O3, 또는 약 0.3 mol% 내지 약 10 mol%의 Al2O3, 또는 약 0.3 mol% 내지 약 15 mol%의 Al2O3, 또는 약 2 mol% 내지 약 16 mol%의 Al2O3, 또는 약 5 mol% 내지 약 12 mol%의 Al2O3, 또는 약 8 mol% 내지 약 12 mol%의 Al2O3, 또는 약 5 mol% 내지 약 10 mol%의 Al2O3를 포함할 수 있다. 상기 언급된 Al2O3 범위들 사이의 임의의 그리고 모든 값들 및 범위들이고려된다는 것을 이해할 것이다. Al2O3는 조건부의 네트워크 형성제로 기능할 수 있으며, 낮은 CTE, 제품 강성을 갖는 안정적인 제품에 기여하고, 용융 및/또는 성형을 용이하게 한다.
제품은 WO3 및/또는 MoO3를 포함할 수 있다. 예를 들어, WO3 + MoO3는 약 0.35 mol% 내지 약 30 mol% 일 수 있다. MoO3는 약 0 mol%이고 WO3는 약 1.0 mol% 내지 약 20 mol%이거나, MoO3는 약 0 mol%이고 WO3는 약 1.0 mol% 내지 약 14 mol%이거나, MoO3는 약 0 mol% 내지 약 8.2 mol%이고 WO3는 약 0 mol% 내지 약 16 mol%이거나, MoO3는 약 0 mol% 내지 약 8.2 mol%이고 WO3는 약 0 mol% 내지 약 9 mol%이거나, MoO3는 약 1.9 mol% 내지 약 12.1 mol%이고 WO3는 약 1.7 mol% 내지 약 12 mol%이거나, MoO3는 약 0 mol% 내지 약 8.2 mol%이고 WO3는 약 0 mol% 내지 약 7.1 mol%거나, 또는 MoO3는 약 1.9 mol% 내지 약 12.1 mol%이고 WO3는 약 1.7 mol% 내지 약 4.5 mol%이거나, MoO3는 약 0 mol%이고 WO3는 약 1.0 mol% 내지 약 7.0 mol%이다. MoO3와 관련하여, 유리 조성물은 약 0.35 mol% 내지 약 30 mol% MoO3, 또는 약 1 mol% 내지 약 30 mol% MoO3, 또는 약 0.9 mol% 내지 약 30 mol% MoO3, 또는 약 0.9 mol% 내지 약 20 mol% MoO3, 또는 약 0 mol% 내지 약 1.0 mol% MoO3, 또는 약 0 mol% 내지 약 0.2 mol% MoO3를 가질 수 있다. WO3와 관련하여, 유리 조성물은 약 0.35 mol% 내지 약 30 mol% WO3, 또는 약 1 mol% 내지 약 30 mol% WO3, 또는 약 1 mol% 내지 약 17 mol% WO3, 또는 약 1.9 mol% 내지 약 10 mol% WO3, 또는 약 0.35 mol% 내지 약 1 mol% WO3, 또는 약 1.9 mol% 내지 약 3.9 mol% WO3, 또는 약 2 mol% 내지 약 15 mol% WO3, 또는 약 4 mol% 내지 약 10 mol%의 WO3, 또는 약 5 mol% 내지 약 7 mol%의 WO3를 가질 수 있다. WO3 및/또는 MoO3의 상기 언급된 범위들 사이의 임의의 그리고 모든 값들 및 범위들이 고려된다는 것이 이해될 것이다.
제품은 약 2 mol% 내지 약 40 mol%의 B2O3, 또는 약 4 mol% 내지 약 40 mol%의 B2O3, 또는 약 4.0 mol% 내지 약 35 mol% B2O3, 또는 약 4.0 mol% 내지 약 27 mol% B2O3, 또는 약 5.0 mol% 내지 약 25 mol% B2O3, 또는 약 9.4 mol% 내지 약 10.6 mol% B2O3, 또는 약 5 mol% 내지 약 20 mol% B2O3, 또는 약 4.6 mol% 내지 약 20 mol% B2O3, 또는 약 9.3 mol% 내지 약 15.5 mol% B2O3, 또는 약 10 mol% 내지 약 20 mol% B2O3, 또는 약 10 mol% 내지 약 25 mol% B2O3 를 포함할 수 있다. B2O3의 상기 언급된 범위들 사이의 임의의 그리고 모든 값들 및 범위들이 고려된다는 것을 이해할 것이다. B2O3는 CTE, 밀도 및 점도를 감소시켜 제품을 저온에서 쉽게 용융하고 성형하는 데 사용되는 유리 성형 산화물일 수 있다.
제품은 하나 이상의 알칼리 금속 산화물을 포함할 수 있다. 알칼리 금속 산화물은 화학식 R2O로 표시될 수 있으며, 여기서 R2O는 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, Cs2O 및/또는 이들의 조합들 중 하나 이상이다. 제품은 약 0.1 mol% 내지 약 50 mol% R2O, 또는 약 0 mol% 내지 약 14 mol% R2O, 또는 약 3 mol% 내지 약 14 mol% R2O, 또는 약 5 mol% 내지 약 14 mol% R2O, 또는 약 6.4 mol% 내지 약 9.6 mol% R2O, 또는 약 2.9 mol% 내지 약 12.2 mol% R2O, 또는 약 9.7 mol% 내지 약 12.8 mol% R2O, 또는 약 0.6 mol% 내지 약 10 mol% R2O, 또는 약 0 mol% 내지 약 15 mol% R2O, 또는 약 3 mol% 내지 약 12 mol% R2O, 또는 약 7 mol% 내지 약 10 mol% R2O의 알칼리 금속 산화물을 가질 수 있다. 상기 언급된 R2O 범위들 사이의 임의의 그리고 모든 값들 및 범위들이 고려된다는 것을 이해할 것이다. 알칼리 산화물들(예 : Li2O, Na2O, K2O, Rb2O 및 Cs2O)은 (i) 용융 온도 감소, (ii) 성형성 증가, (iii) 이온 교환에 의한 화학적 강화를 가능하게 하는 것, 및/또는 (iv) 특정 결정들로 분할하기 위한 종으로서, 를 포함하는 여러 가지 이유들로 제품에 포함될 수 있다.
다양한 예들에 따르면, R2O - Al2O3는 약 -35 mol% 내지 약 7 mol%, 또는 약 -12 mol% 내지 약 2.5 mol%, 또는 약 -6 mol% 내지 약 0.25 mol%, 또는 약 -3.0 mol% 내지 약 0 mol% 범위 사이이다. 상기 언급된 R2O - Al2O3 범위들 사이의 임의의 그리고 모든 값들 및 범위들이 고려된다는 것을 이해할 것이다.
제품은 적어도 하나의 알칼리 토금속 산화물을 포함할 수 있다. 알칼리 토금속 산화물은 화학식 RO로 표시될 수 있으며, 여기서 RO는 MgO, CaO, SrO, BaO 및 ZnO 중 하나 이상이다. 제품은 약 0.02 mol% 내지 약 50 mol% RO, 또는 약 0.01 mol% 내지 약 5 mol% RO, 또는 약 0.02 mol% 내지 약 5 mol% RO, 또는 약 0.05 mol% 내지 약 10 mol% RO, 또는 약 0.10 mol% 내지 약 5 mol% RO, 또는 약 0.15 mol% 내지 약 5 mol% RO, 또는 약 0.05 mol% 내지 약 1 mol% RO, 또는 약 0.5 mol% 내지 약 4.5 mol% RO, 또는 약 0 mol% 내지 약 1 mol% RO, 또는 약 0.96 mol% 내지 약 3.9 mol% RO, 또는 약 0.2 mol% 내지 약 2 mol% RO, 또는 약 0.01 mol% 내지 약 0.5 mol% RO, 또는 약 0.02 mol% 내지 약 0.22 mol% RO의 RO를 포함할 수 있다. 상기 언급된 RO 범위들 사이의 임의의 그리고 모든 값들 및 범위들이 고려된다는 것을 이해할 것이다. 다양한 예들에 따르면, R2O는 RO보다 클 수 있다. 또한 제품에는 RO가 없을 수 있다. 알칼리 토류 산화물들(예 : MgO, CaO, SrO 및 BaO) 및 ZnO와 같은 다른 2가 산화물들은 제품의 용융 거동을 개선할 수 있으며 제품의 CTE, 영률 및 전단 모듈러스를 증가시키는 역할을 할 수도 있다.
제품은 약 0.01 mol% 내지 약 5 mol%의 SnO2, 또는 약 0.01 mol% 내지 약 0.5 mol%의 SnO2, 또는 약 0.05 mol% 내지 약 0.5 mol% SnO2, 또는 약 0.05 mol% 내지 약 2 mol% SnO2, 또는 약 0.04 mol% 내지 약 0.4 mol% SnO2, 또는 약 0.01 mol% 내지 약 0.4 mol% SnO2, 또는 약 0.04 mol% 내지 약 0.16 mol% SnO2, 또는 약 0.01 mol% 내지 약 0.21 mol% SnO2, 또는 약 0 mol% 내지 약 0.2 mol% SnO2, 또는 약 0 mol% 내지 약 0.1 mol% SnO2를 포함할 수 있다. 상기 언급된 SnO2 범위들 사이의 임의의 그리고 모든 값들 및 범위들이 고려된다는 것을 이해할 것이다. 제품은 또한 SnO2를 청징제(예를 들어, 다른 청징제는 CeO2, As2O3, Sb2O3, Cl-, F- 등을 포함할 수 있음)로서 작은 농도로 포함하여 용융 동안 가스 함유물들의 제거를 돕는다. 특정 청징제들은 또한 제품에서 형성된 결정질들 내로 핵 생성하거나 삽입하는 산화 환원 커플들, 색상 중심들, 및/또는 종으로 작용할 수 있다.
제품의 특정 구성 성분들의 조성은 다른 구성 성분들의 존재 및/또는 조성에 의존할 수 있다. 예를 들어, WO3가 약 1 mol% 내지 약 30 mol% 인 경우, 제품은 약 0.9 mol% 이하의 Fe2O3를 추가로 포함하거나 또는 SiO2는 약 60 mol% 내지 약 99 mol%이다. 다른 예에서, WO3가 약 0.35 mol% 내지 약 1 mol%이면, 제품은 약 0.01 mol% 내지 약 5.0 mol%의 SnO2를 포함한다. 또 다른 예에서, MoO3가 약 1 mol% 내지 약 30 mol%이면, SiO2는 약 61 mol% 내지 약 99 mol%이거나 Fe2O3는 약 0.4 mol% 이하이고 R2O는 RO보다 더 크다. 또 다른 예에서, MoO3가 약 0.9 mol% 내지 약 30 mol%이고 SiO2가 약 30 mol% 내지 약 99 mol%이면, 제품은 약 0.01 mol% 내지 약 5 mol%의 SnO2를 포함한다.
제품은 실질적으로 카드뮴이고 실질적으로 셀레늄이 없을 수 있다. 다양한 예들에 따르면, 제품은 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Pb, Pd, Au, Cd, Se, Ta, Bi, Ag, Ce, Pr, Nd 및 Er로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 도펀트를 더 포함하여 자외선, 시각, 색상 및/또는 근적외선 흡광도를 변경할 수 있다. 도펀트들은 제품 내에서 약 0.0001 mol% 내지 약 1.0 mol%의 농도를 가질 수 있다. 예를 들어, 제품은 약 0.01 mol% 내지 약 0.48 mol%의 Ag, 약 0.01 mol% 내지 약 0.13 mol%의 Au, 약 0.01 mol% 내지 약 0.03 mol%의 V2O5, 약 0 mol% 내지 약 0.2 mol%의 Fe2O3, 약 0 mol% 내지 약 0.2 mol%의 Fe2O3, 및 약 0.01 mol% 내지 약 0.48 mol%의 CuO 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다른 예에 따르면, 제품은 약 0.01 mol% 내지 약 0.75 mol%의 Ag, 약 0.01 mol% 내지 약 0.5 mol%의 Au, 약 0.01 mol% 내지 약 0.03 mol%의 V2O5, 및 약 0.01 mol% 내지 약 0.75 mol%의 CuO 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제품은 유리를 연화시키기 위해 약 0 mol% 내지 약 5 mol% 범위의 불소를 포함할 수 있다. 제품은 제품의 물리적 특성을 추가로 수정하고 결정 성장을 조절하기 위해 약 0 mol% 내지 약 5 mol%의 인을 포함할 수 있다. 제품은 제품의 물리적 및 광학적(예를 들어, 굴절률) 특성을 추가로 수정하기 위해 Ga2O3, In2O3 및/또는 GeO2를 포함할 수 있다. 자외선, 가시광선(예를 들어, 390 nm 내지 약 700 nm) 및 근적외선(예를 들어, 약 700 nm 내지 약 2500 nm) 흡광도를 추가로 수정하고 및/또는 제품을 형광화하기 위해 다음의 미량 불순물들이 약 0.001 mol% 내지 약 0.5 mol% 범위로 존재할 수 있다: Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Se, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, Te, Ta, Re, Os, Ir, Pt, Au, Ti, Pb, Bi, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu. 또한, 제품의 물리적 특성 및 점도를 추가로 수정하기 위해 특정 조성물에 P2O5의 소량 첨가가 이루어질 수 있다.
SiO2, Al2O3, WO3, MoO3, WO3 + MoO3, B2O3, R2O, RO, V2O5, Ag, Au, CuO, SnO2 및 도펀트들에 대한 상기 언급된 각각의 조성들 및 조성 범위들의 각각은 본 명세서에 개략된 바와 같은 제품의 다른 구성 성분들의 임의의 다른 조성 및/또는 조성 범위로 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
알칼리 유리들을 함유하는 텅스텐, 몰리브덴 또는 혼합 텅스텐-몰리브덴의 종래의 성형은 용융 공정 동안 용융 성분들의 분리로 인해 방해를 받아 왔다. 용융 공정 동안 유리 성분들의 분리는 용융 유리 내에서 알칼리 텅스텐산염(tungstate)의 인지된 용해도 한계, 그에 따라서 이러한 용융물로부터 주조된 제품들의 인지된 용해도 한계의 결과를 초래했다. 통상적으로, 텅스텐, 몰리브덴 또는 혼합 텅스텐-몰리브덴 용융물이 약간이라도 과알칼리성(예를 들어, R2O - Al2O3 = 약 0.25 mol% 이상)일 때, 용융된 보로실리케이트 유리는 유리 및 조밀한 액체 제2 상을 모두 형성했다. 알칼리 텅스텐산염 제2 상의 농도는 철저한 혼합, 고온에서 용융, 및 작은 배치 크기(~ 1000g)의 사용에 의해 감소될 수 있지만, 완전히 제거되지 않아 유해한 제2 결정상 형성으로 유도된다. 이 알칼리 텅스텐산염 상의 형성은 텅스텐 및/또는 몰리브덴 산화물이 "자유로운(free)" 또는 "결합되지 않은(unbound)" 알칼리 탄산염들과 반응하는 용융물의 초기 단계에서 발생하는 것으로 믿어진다. 형성된 보로실리케이트 유리에 대해 알칼리 텅스텐산염 및/또는 알칼리 몰리브덴산염의 밀도가 높기 때문에, 이것은 빠르게 분리 및/또는 층화되어 도가니 바닥에 고이고, 밀도에서의 상당한 차이로 인해 유리에 빠르게 용해되지 않는다. R2O 성분들이 유리 조성물에 유익한 특성을 제공할 수 있기 때문에 단순히 용융물 내에서 R2O 성분의 존재를 줄이는 것은 바람직하지 않을 수 있다.
본 개시 내용의 발명자들은 "결합된" 알칼리들의 사용을 통해 균질한 단일상 W 또는 Mo-함유 과알칼리성 용융물을 얻을 수 있다는 것을 발견하였다. 본 개시의 목적 상, "결합된" 알칼리들은 알루미나, 보리아(boria) 및/또는 실리카에 결합된 알칼리 원소들인 반면, "자유로운" 또는 "결합되지 않은" 알칼리들은 알칼리가 실리카, 보리아, 또는 알루미나에 결합되지 않은 알칼리 탄산염들, 알칼리 질산염들 및/또는 알칼리 황산염들이다. 예시적인 결합 알칼리는 장석(feldspar), 하석(nepheline), 붕사(borax), 유휘석(spodumene), 기타 나트륨 또는 칼륨 장석들, 알칼리-알루미노-실리케이트, 알칼리 규산염 및/또는 알칼리 및 하나 이상의 알루미늄, 붕소 및/또는 실리콘 원자들을 함유하는 자연적으로 발생하고 인공적으로 생성된 미네랄들을 포함할 수 있다. 결합된 형태로 알칼리를 도입함으로써, 알칼리들은 조밀한 알칼리 텅스텐산염 및/또는 알칼리 몰리브덴산염 액체를 형성하도록 용융물에 존재하는 W 또는 Mo와 반응하지 않을 수 있다. 더욱이, 배치 재료의 이러한 변화는 알칼리 텅스텐산염 및/또는 알칼리 몰리브덴산염 제2 상을 형성하지 않고도 강한 과알칼리성 조성물(예를 들어, R2O - Al2O3 = 약 2.0 mol% 이상)의 용융을 허용할 수 있다. 이것은 또한 용융 온도와 혼합 방법을 다양하게 하고 여전히 단일상 균질 유리를 생산할 수 있게 한다. 알칼리 텅스텐산염 상과 보로실리케이트 유리가 완전히 비혼합성이 아니기 때문에, 장기간 교반은 또한 두 상을 혼합하여 단일상 제품을 주조하게 할 수 있음을 이해할 것이다.
일단 유리 용융물이 주조되고 유리 상태 제품으로 고형화되면, 제품은 어닐링되고, 열 처리되고 또는 그렇지 않으면 열적으로 처리되어 제품 내에 결정질 상을 형성할 수 있다. 따라서, 제품은 유리 상태에서 유리-세라믹 상태로 변형될 수 있다. 유리-세라믹 상태의 결정질 상은 다양한 형태들을 취할 수 있다. 다양한 예들에 따르면, 결정질 상은 제품의 열처리된 영역 내에서 복수의 침전물들로서 형성된다. 따라서 침전물들은 일반적으로 결정질 구조를 가질 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "결정질 상(crystalline phase)"은 3 차원에서 주기적인 패턴으로 배열된 원자들, 이온들 또는 분자들로 구성된 고체인 본 개시 내용의 제품들 내의 무기 재료를 지칭한다. 또한, 본 개시에서 언급된 "결정질 상"은 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 다음 방법을 사용하여 존재하는 것으로 결정된다. 첫째, 결정질 침전물들의 존재를 감지하기 위해 분말 X-선 회절("XRD")이 사용된다. 둘째, 라만 분광법("Raman")은 XRD가 실패한 경우(예 : 침전물들의 크기, 양 및/또는 케미스트리로 인해) 결정질 침전물들의 존재를 감지하는 데 사용된다. 선택적으로, 투과 전자 현미경("TEM")은 XRD 및/또는 라만 기술들을 통해 얻어진 결정질 침전물들의 결정을 시각적으로 확인하거나 입증하기 위해 사용된다. 특정 상황들에서, 침전물들의 양 및/또는 크기는 침전물들의 시각적 확인이 특히 어렵다는 것을 입증할 정도로 충분히 낮을 수 있다. 따라서, XRD 및 라만의 더 큰 샘플 크기는 침전물들의 존재를 결정하기 위해 더 많은 양의 재료를 샘플링하는 데 유리할 수 있다.
결정질 침전물들은 일반적으로 막대형 또는 바늘형 형태를 가질 수 있다. 침전물들은 약 1 nm 내지 약 500 nm, 또는 약 1 nm 내지 약 400 nm, 또는 약 1 nm 내지 약 300 nm, 또는 약 1 nm 내지 약 250 nm, 또는 약 1 nm 내지 약 200 nm, 또는 약 1 nm 내지 약 100 nm, 또는 약 1 nm 내지 약 75 nm, 또는 약 1 nm 내지 약 50 nm, 또는 약 1 nm 내지 약 25 nm, 또는 약 1 nm 내지 약 20 nm 또는 약 1 nm 내지 약 10 nm의 가장 긴 길이 치수를 가질 수 있다. 침전물들의 크기는 전자 현미경을 사용하여 측정될 수 있다. 본 개시의 목적들을 위해, 용어 "전자 현미경"은 먼저 주사 전자 현미경을 사용하여 침전물들의 가장 긴 길이를 시각적으로 측정하고, 만약 침전물들을 분해할 수 없는 경우에는 다음으로 투과 전자 현미경을 사용하여 시각적으로 측정하는 것을 의미한다. 결정질 침전물들은 일반적으로 막대형 또는 바늘형 형태를 가질 수 있으므로, 침전물들은 약 2 nm 내지 약 30 nm, 또는 약 2 nm 내지 약 10 nm 또는 약 2 nm 내지 약 7 nm의 폭을 가질 수 있다. 침전물들의 크기 및/또는 형태는 균일하거나, 실질적으로 균일하거나, 다양할 수 있음을 이해할 것이다. 일반적으로, 제품의 과알루미늄질 조성물들은 약 100 nm 내지 약 250 nm의 길이 및 약 5 nm 내지 약 30 nm의 폭을 갖는 바늘형 형상을 갖는 침전물들을 생성 할 수 있다. 제품의 과알칼리성 조성물들은 약 10 nm 내지 약 30 nm의 길이 및 약 2 nm 내지 약 7 nm의 폭을 갖는 바늘형 침전물들을 생성할 수있다. 제품의 예들을 함유하는 Ag, Au 및/또는 Cu는 길이가 약 2 nm 내지 약 20 nm이고 폭 또는 직경이 약 2 nm 내지 약 10 nm 인 막대형 침전물들을 생성할 수 있다. 제품에서 결정질 상의 체적 분율은 약 0.001 % 내지 약 20 %, 또는 약 0.001 % 내지 약 15 %, 또는 약 0.001 % 내지 약 10 % 또는 약 0.001 % 내지 약 5 %, 또는 약 0.001 % 내지 약 1 %의 범위일 수 있다.
상대적으로 작은 크기의 침전물들은 유리-세라믹 상태에 있을 때 제품의 높은 광학적 투명도로 이어지는 침전물들에 의해 산란되는 광의 양을 줄이는 데 유리할 수 있다. 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 침전물들의 크기 및/또는 양은 제품의 상이한 부분들이 상이한 광학적 특성을 가질 수 있도록 제품 전체에 걸쳐 변할 수 있다. 예를 들어, 침전물들이 존재하는 제품의 부분들은 상이한 침전물들(예를 들어, 크기 및/또는 양)이 존재하거나 및/또는 침전물들이 존재하지 않는 제품의 부분들과 비교하여 흡광도, 색상, 반사율 및/또는 광 투과율뿐만 아니라 굴절률의 변화를 초래할 수 있다. "불투명한" 영역들의 선택된 예들에서, 상대적으로 작은 크기의 침전물들은 거친 입자들로 인한 광의 산란이 아니라 흡광도의 함수로서 불투명도를 제공한다.
침전물들은 텅스텐 산화물 및/또는 몰리브덴 산화물로 구성될 수 있다. 결정질 상은, (i) W, (ii) Mo, (iii) V 및 알칼리 금속 양이온, 및 (iv) Ti 및 알칼리 금속 양이온 중의 적어도 하나의, 결정질 상의 약 0.1 mol% 내지 약 100 mol%의, 산화물을 포함한다. 이론에 얽매이지 않고, 제품의 열 공정(예를 들어, 열처리) 동안 텅스텐 및/또는 몰리브덴 양이온들이 응집되어 결정질 침전물들을 형성하여 유리 상태를 유리-세라믹 상태로 변환하는 것으로 믿어진다. 침전물들에 존재하는 몰리브덴 및/또는 텅스텐은 감소되거나 부분적으로 감소될 수 있다. 예를 들어, 침전물들 내의 몰리브덴 및/또는 텅스텐은 0 내지 약 +6의 산화수(oxidation state)를 가질 수있다. 다양한 예들에 따르면, 몰리브덴 및/또는 텅스텐은 +6 산화수를 가질 수 있다. 예를 들어, 침전물들은 WO3 및/또는 MoO3의 일반적인 화학 구조를 가질 수 있다. 그러나 +5 산화수에서 상당한 분율의 텅스텐 및/또는 몰리브덴이 있을 수 있으며, 침전물들은 비-화학양론적 텅스텐 아산화물들, 비-화학양론적 몰리브덴 아산화물들, "몰리브덴 브론즈들" 및/또는 "텅스텐 브론즈들"로서 알려질 수 있다. 상기 언급된 알칼리 금속 및/또는 도펀트들 중 하나 이상이 침전물 내에 존재할 수 있어 W 또는 Mo상에 +5 전하를 보상할 수 있다. 텅스텐 및/또는 몰리브덴 브론즈들은 MxWO3 또는 MxMoO3의 일반적인 화학적 형태를 취하는 비-화학양론적 텅스텐 및/또는 몰리브덴 아산화물들의 그룹이며, 여기서 M = H, Li, Na, K, Rb, Cs, Ca, Sr, Ba, Zn, Ag, Au, Cu, Sn, Cd, In, Tl , Pb, Bi, Th, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, 및 U이며, 여기서 0 <x <1 이다. 상기 구조들 MxWO3 및 MxMoO3는 환원된 WO3 또는 MoO3 네트워크에서 정공들이 M+ 양이온들과 자유 전자들로 해리되는 M 원자들에 의해 무작위로 점유되는 고체 상태 결함 구조로 간주된다. "M"의 농도에 따라 재료 특성은 금속성에서 반전도성에 이르게 되어, 다양한 광 흡수 및 전자 특성들이 조정될 수 있게 한다. 5+ W 또는 Mo가 많을수록 더 많은 M+ 양이온들이 보상하기 위해 요구될 수 있으며 그리고 x 값이 더 커진다.
제품의 일부, 대부분, 실질적으로 전부 또는 전부를 열처리하여 침전물들을 형성할 수 있다. 열 처리 기술은 로(예를 들어, 열 처리 로), 마이크로파, 레이저 및/또는 제품의 국부적으로 및/또는 벌크로의 가열의 다른 기술들을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 열 처리를 하는 동안, 결정질 침전물들은 제품이 유리 상태를 유리-세라믹 상태로 변환하기 위해 열 처리되는 균질한 방식으로 제품 내에서 내부적으로 핵을 형성한다. 이와 같이, 일부 예들에서, 제품은 유리 상태 및 유리-세라믹 상태 둘 모두를 포함할 수 있다. 제품이 벌크로서(예를 들어, 전체 제품이 로에 배치됨) 열 처리되는 예들에서, 침전물들은 제품 전체에 걸쳐 균일하게 형성될 수 있다. 다시 말해서, 침전물들은 제품의 벌크 전체에 걸쳐 제품의 표면으로부터 존재할 수 있다(즉, 표면으로부터 약 10 ㎛보다 더 큰). 제품이 국부적으로(예를 들어, 레이저를 통해) 열 처리되는 예들에서, 침전물들은 열 처리가 충분한 온도에 도달하는 경우(예를 들어, 열원에 근접한 제품의 표면에서 그리고 벌크 내로)에만 존재할 수 있다. 제품은 침전물을 생성하기 위해 하나 이상의 열 처리를 거칠 수 있음을 이해할 것이다. 추가적으로 또는 대안적으로, (예를 들어, 이전의 열처리의 결과로서) 이미 형성된 침전물들을 제거 및/또는 변경하기 위해 열처리가 이용될 수 있다. 예를 들어, 열처리는 침전물들의 분해를 초래할 수 있다.
다양한 예들에 따르면, 제품은 침전물들이 존재하고 그리고 침전물들이 존재하지 않는(즉, 유리 상태 또는 유리-세라믹 상태에 있는 부분들에서) 둘 모두에서 전자기 스펙트럼의 가시 영역(즉, 약 400 nm 내지 약 700 nm)에서 광학적으로 불투명할 수 있다.
이와 같이, 다양한 예들에 따르면, 제품의 유리-세라믹 상태는 추가적인 코팅들 또는 막들의 사용없이 침전물들의 존재에 기초하여 가시 영역(즉, 약 400 nm 내지 약 700 nm)에서 광을 흡수한다. 일부 구현들에서, 제품의 유리-세라믹 상태는, 스펙트럼의 가시 영역(예를 들어, 약 400 nm 내지 약 700 nm)에서 광의 적어도 하나의 50 nm-넓은 파장 대역의 광에 대해, 10 %/mm 미만, 9 %/mm 미만, 8 %/mm 미만, 7 %/mm 미만, 6 % 미만, 5 %/mm 미만, 4 %/mm 미만, 3 %/mm 미만, 2 %/mm 미만, 심지어 1 %/mm 미만의 투과율을 특징으로 한다. 일부 예들에서, 유리-세라믹 상태는 스펙트럼의 가시 영역에서 광의 적어도 하나의 50 nm-넓은 파장 대역의 광에 대해, 적어도 90 %/mm, 적어도 91 %/mm, 적어도 92 %/mm, 적어도 93 %/mm, 적어도 94 %/mm, 적어도 95 %/mm, 적어도 96 %/mm, 적어도 97 %/mm, 적어도 98 %/mm 또는 심지어 적어도 99 %/mm의 흡수성을 가질 수 있다.
다양한 예들에 따르면, 제품의 유리-세라믹 상태는 추가적인 코팅들 또는 막들의 사용없이 침전물들의 존재에 기초하여 자외선("UV") 영역(즉, 약 400 nm 미만의 파장들)에서 광을 흡수한다. 일부 구현들에서, 제품의 유리-세라믹 상태는, 스펙트럼의 UV 영역(예를 들어, 약 200 nm 내지 약 400 nm)에서 광의 적어도 하나의 50 nm-넓은 파장 대역의 광에 대해, 10 %/mm 미만, 9 %/mm 미만, 8 %/mm 미만, 7 %/mm 미만, 6 % 미만, 5 %/mm 미만, 4 %/mm 미만, 3 %/mm 미만, 2 %/mm 미만, 심지어 1 %/mm 미만의 투과율을 특징으로 한다. 일부 예들에서, 유리-세라믹 상태는 스펙트럼의 UV 영역(예를 들어, 약 200 nm 내지 약 400 nm)에서 광의 적어도 하나의 50 nm-넓은 파장 대역의 광에 대해, 적어도 90 %/mm, 적어도 91 %/mm, 적어도 92 %/mm, 적어도 93 %/mm, 적어도 94 %/mm, 적어도 95 %/mm, 적어도 96 %/mm, 적어도 97 %/mm, 적어도 98 %/mm 또는 심지어 적어도 99 %/mm을 흡수하거나, 흡수성을 가질 수 있다.
유리-세라믹 상태는 약 320 nm 내지 약 420 nm의 날카로운 UV 차단 파장을 가질 수 있다. 예를 들어, 유리-세라믹 상태는 약 320 nm, 약 330 nm, 약 340 nm, 약 350 nm, 약 360 nm, 약 370 nm, 약 380 nm, 약 390 nm, 약 400 nm, 약 410 nm, 약 420 nm, 약 430 nm 또는 그들 사이의 임의의 값에서 날카로운 UV 차단을 가질 수 있다.
유리-세라믹 상태는 약 420 nm 내지 약 700 nm의 날카로운 가시광 차단 파장을 가질 수 있다. 예를 들어, 유리-세라믹 상태는 약 420 nm, 약 430 nm, 약 440 nm, 약 450 nm, 약 460 nm, 약 470 nm, 약 480 nm, 약 490 nm, 약 500 nm, 약 510 nm, 약 520 nm, 약 530 nm 또는 그들 사이의 임의의 값에서 날카로운 가시광 차단을 가질 수 있다.
일부 예들에서, 제품의 유리-세라믹 상태는, 스펙트럼의 근적외선 영역(NIR)(예를 들어, 약 700 nm 내지 약 2700 nm)에서 광의 적어도 하나의 50 nm - 넓은 파장 대역의 전체에서, 약 5 %/mm 초과, 약 10 %/mm 초과, 약 15 %/mm 초과, 약 20 %/mm 초과, 약 25 %/mm 초과, 약 30 %/mm 초과, 약 40 %/mm 초과, 약 50 %/mm 초과, 약 60 %/mm 초과, 약 70 %/mm 초과, 약 80 %/mm 초과, 약 90 %/mm 초과 및 이들 값들 사이의 모든 하한값들 보다 큰 투과율을 가진다.
또 다른 예들에서, 제품의 유리-세라믹 상태는, 스펙트럼의 근적외선 영역(NIR)에서 광의 적어도 하나의 50 nm - 넓은 파장 대역의 전체에서, 약 90 %/mm 미만, 약 80 %/mm 미만, 약 70 %/mm 미만, 약 60 %/mm 미만, 약 50 %/mm 미만, 약 40 %/mm 미만, 약 30 %/mm 미만, 약 25 %/mm 미만, 약 20 %/mm 미만, 약 15 %/mm 미만, 약 10 %/mm 미만, 약 5 %/mm 미만, 4 %/mm 미만, 3 %/mm 미만, 2 %/mm 미만, 1 %/mm 미만, 심지어 0.1 %/mm 미만 및 이들 값들 사이의 모든 상한들 미만의 투과율을 갖는다.
다른 예들에서, 제품의 유리-세라믹 상태는, 스펙트럼의 NIR 영역에서 광의 적어도 하나의 50 nm - 넓은 파장 대역의 광에 대해, 적어도 90 %/mm, 적어도 91 %/mm, 적어도 92 %/mm, 적어도 93 %/mm, 적어도 94 %/mm, 적어도 95 %/mm, 적어도 96 %/mm, 적어도 97 %/mm, 적어도 98 %/mm, 또는 적어도 99 %/mm, 심지어 적어도 99.9 %/mm를 흡수하거나 흡수성을 가진다.
유리 또는 유리 세라믹 재료에서 가시적 흡광도는 MxWO4와 같은 특정 나노 결정질 텅스텐산염의 형성으로부터 기인하며, 여기서 M은 일부 도펀트이고, M이 알칼리 또는 은(Ag)과 같은 1+ 양이온인 경우 0 < x < 2이며, 또는 M이 Mn, Mg 및 Fe와 같은 2+ 양이온인 경우 0 < x < 1이다. 이러한 텅스텐산염 상들 중의 일부는 NIR-흡수가 아니며, 결국 높은 NIR 투과율을 유지하면서 강한 UV 및 VIS 흡광도를 생성할 수 있다. 하나의 예에서, 이러한 유리들에서 가시광 흡수 및/또는 UV 흡수는 도펀트로서 코발트 유입과 함께 생성된다. NIR을 흡수하지 않고 결국 높은 NIR 투과율을 유지하면서 강한 UV 및 VIS 흡광도를 생성할 수 있는 다른 도펀트들에는 Co, Ni, Cu, Se, Bi, Cr, V, Fe, 및 Mn의 임의의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 이러한 도펀트들은 유리 세라믹의 유리 상 또는 결정질 상의 하나, 또는 유리 상과 결정질 상 모두 내에 남아 있을 수 있다.
도 1a는 일 예에 따른 기판을 포함하는 장치에 대한 흡광도 데이터의 그래프 (100)를 도시한다. 도 1a의 예에서, 기판들(102 및 104)은 Ag 및 W 함유 유리 세라믹이다. 기판(102)은 525 ℃에서 90분 동안 열처리되고, 이어서 1 ℃/분으로 450 ℃로 냉각되고 그리고 IR 차단(IR-blocking)(즉, 표백되지 않음)이다. 기판(104)은 625 ℃에서 90분 동안 열처리되고, 주변 공기에서 급냉되고 그리고 IR-투명(IR-transparent)(즉, IR 투명)이다. 도 1a 및 1b의 데이터는 단일 조성물이 각각 UV (280 - 400 nm) 및 VIS (400 - 700 nm) 영역들에서 적어도 2.5 OD/mm 및 0.5 OD/mm의 흡광도를 제공할 수 있음을 보여준다.
표백되지 않은 영역 데이터(102)는 표백된 영역 데이터(104)와 함께 그래프에 도시되어있다. 그래프(100)에 도시된 바와 같이, 표백된 영역은 700 내지 2700 nm의 IR 스펙트럼에서 적어도 50 nm의 넓은(wide) 파장 윈도우에 걸쳐 0.5 이하의 광 흡광도를 나타낸다. 한 예에서, 표백된 영역은 700 내지 2700 nm의 IR 스펙트럼에서 적어도 50 nm의 넓은 파장 윈도우에 걸쳐 0.3 이하의 광 흡광도를 나타낸다. 한 예에서, 표백된 영역은 700 내지 2700 nm의 IR 스펙트럼에서 적어도 50 nm의 넓은 파장 윈도우에 걸쳐 0.1 이하의 광 흡광도를 나타낸다. 일 예에서, 표백된 영역은 약 700 nm 내지 약 2700 nm의 대부분의 적외선 파장 스펙트럼에 걸쳐 0.1 이하의 광 흡광도를 나타낸다.
도 1b는 도 1a에 그래프로 표시된 장치 기판의 평균 흡광도 값들을 포함하는 표(110)를 보여준다. 표(110)는 0.1의 700 - 2000 nm의 IR 파장 범위에서 표백된 영역(IR-투명)의 평균 흡수 값을 보여준다. 표(110)는 1.8의 700 - 2000 nm의 IR 파장 범위에서 표백되지 않은 영역(IR-차단)의 평균 흡수 값을 추가로 보여준다.
도 2a는 일 예에 따른 기판을 포함하는 장치에 대한 흡광도 데이터의 그래프(200)를 도시한다. 도 2a의 예에서, 기판들(202 및 204)은 Ag- 및 W- 함유 GC(RTS 유리 코드 196JGN)이다. 196JGN의 보다 구체적인 케미스트리는 아래 표 1에 포함되어 있다. 기판(202)은 525 ℃에서 열처리되고, 1 ℃/m로 450 ℃로 냉각되었으며, IR-차단(즉, 표백되지 않음)이다. 기판(204)은 650 ℃에서 1 시간 동안 열처리되고 주변 공기 중에서 냉각되었으며, IR-투명(즉, 표백된)이다. 도 2a 및 2b의 데이터는 단일 조성물이 열처리의 함수로서 근적외선 파장 범위에서 높은 평균 흡광도 비율을 제공할 수 있음을 보여준다.
표백되지 않은 영역 데이터(202)가 표백된 영역 데이터(204)와 함께 그래프에 도시된다. 그래프(200)에 도시된 바와 같이, 표백된 영역은 700 내지 2700 nm까지의 IR 스펙트럼에서 적어도 50 nm의 넓은 파장 윈도우에 걸쳐 0.5 OD/mm 이하의 광 흡광도를 나타낸다. 한 예에서, 표백된 영역은 700 내지 2700 nm의 IR 스펙트럼에서 적어도 50 nm의 넓은 파장 윈도우에 걸쳐 0.3 이하의 광 흡광도를 나타낸다. 일 예에서, 표백된 영역은 700 내지 2700 nm의 IR 스펙트럼에서 적어도 50 nm의 넓은 파장 윈도우에 걸쳐 0.1 OD/mm 이하의 광 흡광도를 나타낸다. 일 예에서, 표백된 영역은 약 700 nm 내지 약 2700 nm의 대부분의 적외선 파장 스펙트럼에 걸쳐 0.1 OD/mm 이하의 광 흡광도를 나타낸다.
도 2b는 도 2a에 그래프로 표시된 장치 기판의 평균 흡광도 값들을 포함하는 표(210)를 도시한다. 표(210)는 0.2 OD/mm의 700-2000 nm의 IR 파장 범위에서 표백된 영역(IR-투명)의 평균 흡수 값을 보여준다. 표(210)은 4.3 OD/mm의 700-2000 nm의 IR 파장 범위에서 표백되지 않은 영역(IR-차단)의 평균 흡수 값을 추가로 보여준다.
도 3a는 일 예에 따른 기판을 포함하는 장치에 대한 흡광도 데이터의 그래프 (300)를 도시한다. 도 3a의 예에서, 기판들(302 및 304)은 UV 및 VIS 영역들에서 낮은 투과율을 갖는 Ag-, W- 및 Mo- 함유 GC (RTS 유리 코드 196JHH)이며 낮은 또는 높은 NIR 투과율을 나타낼 수 있다. 650 ℃에서 1 시간 동안 열처리되고 주변 공기에서 냉각된 샘플(304)은 IR-투명(즉, 표백된)이고, 샘플(302)은 525 ℃에서 2 시간 동안 열처리된 다음 1 ℃/m으로 450 ℃로 냉각된 IR-차단(즉, 표백되지 않음)이다. 196JHH의 보다 구체적인 케미스트리는 아래 표 1에 포함되어 있다. 도 3a 및 3b의 데이터는 약 1 mm 두께의 단일 조성물이 열처리의 함수로서 근적외선 파장 범위에서 10 % 미만의 평균 가시 투과율과 높은 평균 흡광도 비율을 제공할 수 있음을 보여준다.
표백되지 않은 영역 데이터(302)는 표백된 영역 데이터(304)와 함께 그래프에 도시된다. 그래프(300)에 도시된 바와 같이, 표백된 영역은 700 내지 2700 nm의 IR 스펙트럼에서 적어도 50nm의 넓은 파장 윈도우에 걸쳐 0.5 OD/mm 이하의 광 흡광도를 나타낸다. 한 예에서, 표백된 영역은 700 내지 2700 nm의 IR 스펙트럼에서 적어도 50 nm의 넓은 파장 윈도우에 걸쳐 0.3 OD/mm 이하의 광 흡광도를 나타낸다. 일 예에서, 표백된 영역은 700 내지 2700 nm의 IR 스펙트럼에서 적어도 50 nm의 넓은 파장 윈도우에 걸쳐 0.1 OD/mm 이하의 광 흡광도를 나타낸다. 일 예에서, 표백된 영역은 약 700 nm 내지 약 2700 nm의 대부분의 적외선 파장 스펙트럼에 걸쳐 0.1 OD/mm 이하의 광 흡광도를 나타낸다.
도 3b는 도 3a에 그래프로 나타낸 장치 기판의 평균 흡광도 값을 포함하는 표(310)를 도시한다. 표(310)은 0.2 OD/mm의 700-2000 nm의 IR 파장 범위에서 표백된 영역(IR-투명)의 평균 흡수 값을 보여준다. 표(310)은 1.5 OD/mm의 700-2000 nm의 IR 파장 범위에서 표백되지 않은 영역(IR-차단)의 평균 흡수 값을 추가로 보여준다.
도 4는 장비(400)의 일 예를 도시한다. 장비(400)는 위의 예들에서 설명된 바와 같이 유리 또는 유리-세라믹 기판의 패널(410) 뒤에 위치된 광학 장치(420)를 포함한다. 도 4는 표백되지 않은 영역(412) 및 표백된 이산(discrete) 영역(414)을 도시한다. 표백된 영역(414)은 선택된 파장의 광(422)의 투과를 허용한다. 일 예에서, 표백되지 않은 영역(412)은 광범위한 파장들에 걸쳐 2.0 OD/mm 이상의 광학 흡광도를 포함한다. 일 예에서, 표백되지 않은 영역(412)은 가시 파장 범위 및 IR 범위에 걸쳐 2.0 OD/mm 이상의 광학 흡광도를 포함한다. 일 예에서, 표백되지 않은 영역(412)은 가시 파장 범위 및 UV 범위 및 IR 범위에 걸쳐 2.0 OD/mm 이상의 광학 흡광도를 포함한다.
일 예에서, 표백된 영역(414)은 700 nm 내지 2700 nm의 적외선 파장 범위에서 적어도 50 nm의 넓은 파장 윈도우에 걸쳐 0.5 OD/mm 이하의 광 흡광도를 포함한다. 일 예에서, 표백된 영역(414)은 700 내지 2700 nm의 대부분의 IR 스펙트럼에 걸쳐 0.5 OD/mm 이하의 광 흡광도를 포함한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 패널의 표백 영역(414)은 광학 장치에 인접하게 위치한다. 이러한 구성은 여러 응용 분야들에서 유용할 수 있다. 일 예에서, 광학 장치(420)는 근적외선(NIR) 광학 검출기를 포함한다. 그러한 장치에서, 표백된 영역(414)은 소스로부터 전송되는 IR 광 투과의 검출을 허용할 수 있고, 표백된 영역(414)의 특정 기하학적 구조는 원하는 방향으로부터의 IR 광 투과만을 선택하는 데 사용될 수 있다. 패널(410)의 다른 표백되지 않은 영역(412)은 다른 소스들로부터 원치 않는 노이즈를 차단할 것이다. 그러한 장치 중 하나는 스마트 워치 심박수 감지기 또는 혈액 산소 감지기를 포함할 수 있다. 추가로, 재료가 NIR에서 투명하든 불투명하든 가시 영역에서 실질적으로 불투명하기 때문에, 이것은 광학 장치(420)를 시야에서 숨긴다.
일 예에서, 표백된 영역(414) 및 표백되지 않은 영역(412)은 동일한 재료로 형성되고, 후속 처리는 표백된 영역(414)을 형성하기 위해 재료의 선택된 부분을 수정(표백)하고, 선택되지 않은 부분은 표백되지 않은 영역(412)으로 남겨둔다. 처리의 일 예는 국부적 레이저 가열을 포함한다. 다른 예들은 화염 처리, 가열 램프, 전기 오븐 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 일 예에서, 표백 영역(414)은 NIR 파장 범위에서만 표백된다. 하나의 예에서, 표백되거나 표백되지 않은 상기 재료의 나머지는 가시 파장들 및 UV 파장들과 같은 다른 파장들에서 실질적으로 불투명하게 유지된다.
일 예에서, 광학 장치(420)는 근적외선(NIR) 광 소스를 포함한다. 그러한 장치에서, 표백된 영역(414)은 NIR 파장들을 전송할 수 있고, 표백된 영역(414)의 특정 기하학적 구조는 광학 장치(420)로부터 전송되는 NIR 광의 다른 원치 않는 방향들을 차단하는 데 사용될 수 있다. 이러한 장치 중 하나는 단일 패널 뒤에 통합된 스마트 워치 심박수 감지기 또는 혈액 산소 감지기 를 포함 할 수 있으며, 여기서 하나의 표백된 영역이 송신기 앞에 위치하고, 그리고 하나의 표백된 영역이 감지기 앞에 위치한다.
일 예에서, 광학 장치(420)는 근적외선(NIR) 카메라를 포함한다. 그러한 장치에서, 표백된 영역(414)은 소스로부터 전송되거나 반사되는 IR 광 투과의 검출을 허용할 수 있고, 표백된 영역(414)의 특정 기하학적 구조는 원하는 방향으로부터의 IR 광 투과만을 선택하는 데 사용될 수 있다. 패널(410)의 다른 표백되지 않은 영역(412)은 다른 소스들로부터 원치 않는 광을 차단할 것이다. 추가적으로, 패널(410)은 예를 들어, 데드프론트(deadfront) 카메라로서 카메라를 은폐하는데 사용될 수 있다.
선택된 예들에서, 표백된 영역(414)이 IR 광을 전송하기 때문에, 표백된 영역(414) 앞에 위치할 때 IR 카메라가 설계된 대로 작동할 것이다. 선택된 예들에서, 패널(410)의 표백된 영역(414)과 표백되지 않은 영역(412) 둘 모두 가시 광선 스펙트럼에서 실질적으로 불투명하기 때문에, 표백된 영역(414)은 가시 광선에서 볼 때 완전히 혼합될 것이다. 단지 IR 이미저(imager)만이 표백된 영역(414)의 존재를 검출할 수 있으며, 이는 IR 광 아래에서 투명하게 보일 것이기 때문에 표백되지 않은 영역(412)은 IR 광 하에서 불투명하게 나타날 것이다. 대부분의 은폐된 카메라 설정들은 가시 스펙트럼(및 사람의 눈들) 하에서 보이는 것이 포함되기 때문에 위에서 설명한 패널들을 사용하는 데드프론트 카메라는 육안(즉, 장치를 보는 누군가의)에 대한 은폐에 특히 효과적일 것이다. 추가로, 유리 세라믹 패널(410)의 광 흡광도가 그의 전체 두께에 걸쳐 일정하기 때문에, 패널의 흡광도는 데드프론트 카메라들에 자주 사용되는 얇은 코팅들처럼 스크래치들에 의해 영향을 받지 않을 것이다. 또한, 위에서 설명한 유리 또는 유리 세라믹 재료는 폴리머 패널 및/또는 대부분의 코팅들에 비해 더 내구성이 있다. 또한 이들 유리 세라믹들은 이들을 감쇠시키는 특정 코팅들과 달리 라디오 및 무선 통신 주파수들에서 실질적으로 투명하다.
카메라가 예로서 사용되지만, 임의의 수의 광학 장치들 및 장비들은 설명된 바와 같이 기판들 및 패널들로부터 이익을 얻을 수 있다. 표백된 지역과 표백되지 않은 지역을 사용하는 다른 예시적인 장치들은 자율 주행 차량 내비게이션 시스템들, 다양한 홈 자동화 제품들, 홍채 스캐너들, 증강 현실 시스템들, 기계 시각 시스템들 등이 포함되지만 이에 제한되지는 않는다.
도 5는 기판(502) 및 클래드 층(504)을 포함하는 UV 및 NIR에서 실질적으로 불투명한 예시적인 패널(500)을 도시한다. 일 예에서, 클래드 층(504)은 기판(502)과 상이한 열팽창 계수(CTE)를 포함한다. 일 예에서, CTE의 차이는 균열 성장을 방지하고 층들(502, 504) 사이의 계면에서 원하는 층(502, 504)에서 압축 응력을 유지하는 응력 구배를 제공한다. 도 5의 예에서, 표백된 영역(506)은 위에서 설명된 예들과 유사하게 기판(502) 내에 위치되고, 기판은 클래드 층(504)에 의해 보호된다. CTE 불일치가 설명되었지만, 다른 예들에서 클래드 층(504)은 기판(502)과 CTE 일치되며, 클래드 층(504)은 기판(502)에 물리적 장벽을 제공한다.
도 6은 UV 및 VIS에서 실질적으로 불투명하지만 조정 가능한 NIR 투과율을 갖는 코어 클래드 적층물의 추가 예를 도시한다. 도 6의 예에서, 기판(또는 코어) (606)을 포함하는 패널(600)이 상기 예들에서 설명된 바와 같이 표백된 영역(608)을 포함하는 것으로 도시된다. 제1 클래드 층(602) 및 제2 클래드 층(604)이 기판(606)의 대향하는 주 표면들 위에 위치하는 것으로 도시되어 있다. 도 5의 예와 유사하게, 클래드 층들(602, 604)은 기판(606)과 다른 열팽창 계수(CTE)를 제공할 수 있다. 이 특성은 인터페이스들에서 보호성 응력을 제공할 수 있다. 도 6에 도시된 3 층 시스템의 경우, 코어와 클래드는 CTE 일치 또는 불일치일 수 있으며, CTE 불일치의 경우 대칭 구조이기 때문에 적층물은 휘어지지 않는다.
용어 "인터페이스"가 기판들과 클래드 층들 사이의 영역을 설명하는 데 사용되지만, 이 용어는 이산(discrete) 인터페이스를 내포하지 않을 수 있다. 선택된 예들에서, 클래드 층들은 융합될 수 있고 기판과 클래드 층(들) 사이의 조성 및 특성의 구배를 포함할 수 있다.
일부 구현들에서, 패널(500, 600)은 기계적 강화 공정(예를 들어, 코어 및 클래드 유리 층들의 CTE 불일치를 통해) 및 화학적 강화 공정(예를 들어, 이온 교환 공정을 통해) 둘 모두로부터 압축 응력들과 함께 형성되며, 깊은 압축 응력 영역으로 결과된다. 결과적인 패널(500, 600)은 기계적 또는 화학적 강화 공정들 중의 어느 하나를 단독으로 사용하여 달성될 수 있는 CS 및/또는 DOL 수준들보다 더 높은 결합된 압축 응력(CS) 및/또는 압축 응력 층의 깊이(DOL)를 갖는다. 일부 예들에서, 패널(500, 600)은 기판과 클래드 층의 CTE 불일치를 통한 기계적 강화를 겪게 되어, 하나 이상의 층들이 그의 외부 표면들에서 50 MPa 이상의, 250 MPa 이상의, 약 50 MPa 내지 약 400 MPa, 약 50 MPa 내지 약 300 MPa, 약 250 MPa 내지 약 600 MPa, 또는 약 100 MPa 내지 약 300 MPa의 범위에서의 압축 응력(CS)을 가질 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에서, 패널(500, 600)은 이온 교환 공정으로부터 화학적 강화를 겪게 되어, 하나 이상의 층들이 200 MPa 이상, 300 MPa 이상, 400 MPa 이상, 500 MPa 이상, 600 MPa 이상, 700 MPa 이상, 800 MPa 이상, 900 MPa 이상, 200 MPa 내지 약 1000 MPa, 또는 약 200 MPa 내지 약 800 MPa 범위의 CS를 갖는 압축 응력 영역을 가질 수 있다. 기계적 및 화학적 강화 둘 모두를 겪는 패널(500)의 예들에서, 하나 이상의 층들은 그의 외부 표면들에서 700 MPa 내지 1000 MPa(예를 들어, 기계적 강화로부터 약 300 MPa 그리고 화학적 강화로부터 약 700 MPa) 만큼 높은 압축 응력(CS))를 가질 수 있다.
도 7은 NIR 파장들을 투과하는 복수의 표백된 이산 영역들(706) 및 NIR 파장들에 대해 불투명한 복수의 표백되지 않은 영역들(704)을 포함하는 UV 및 VIS 파장 영역들에서 실질적으로 불투명한 패널(702)을 포함하는 장비(700)를 도시한다. 도 7의 예에서, 각각의 표백된 이산 영역(706)은 패널(702)의 주 표면에 수직인 방향에 대해 비스듬히(at an angle) 배향된다. 도시된 바와 같이, 이는 NIR 파장의 입사 또는 출사(exiting)에 대한 추가적인 선택성을 허용한다.
도 7은 입사광의 각도가 표백된 영역(706)의 각도와 실질적으로 일치하기 때문에 입사 빔(708)이 표백된 영역(706)을 통과하는 것이 어떻게 허용되는지를 도시한다. 입사 빔(710)은 표백된 영역(706)의 각도와 실질적으로 정렬되지 않으며, 따라서 입사 빔(710)은 패널(702)을 통과하여 패널(702) 뒤에 위치한 광학 장치(712)에 도달하지 않는다. 예시적인 패널(702)은 임의의 특정 광학적 응용을 위해 필요에 따라 입사광의 추가적인 선택성을 제공하기 위해 본 개시에 설명된 예시적인 장치들 또는 장비들 중의 임의의 것과 함께 사용될 수 있다. 도 7의 예에서, 단지 적절한 각도의 NIR 파장만이 이 장치를 통해 투과할 수 있다. UV 및 VIS 파장들은 입사각에 관계없이 패널(702)을 통과하지 않는다.
도 8a는 기판(821)을 포함하는 패널(822)을 포함하는, UV 및 NIR 파장들에서 실질적으로 불투명한 다른 장비(820)를 도시한다. 기판(821)은 NIR 파장을 투과하는 복수의 표백된 이산 영역들(826) 및 NIR 파장을 전송하지 않는 복수의 표백되지 않은 영역(824)를 포함한다. 도 8a의 예에서, 각각의 표백된 이산 영역(826)은 패널(822)의 주 표면에 수직인 방향에 대해 비스듬히 배향된다. 도 7의 예와 유사하게, 이것은 NIR 파장들의 입사 또는 출사의 추가적인 각도 선택성을 허용한다.
도 8a의 패널(822)은 제1 클래드 층(834) 및 제2 클래드 층(836)의 추가를 더 포함한다. 도시된 예에서, 클래드 층들(834, 836)은 기판(822)의 대향하는 주 표면들 위에 위치하는 것으로 도시된다. 도 5 및 6의 예들과 유사하게, 클래드 층들(834, 836)은 기판(821)과 상이한 열팽창 계수(CTE)를 제공할 수 있다. 이 특성은 인터페이스들에서 보호성 응력을 제공할 수 있다.
도 8a는 입사광의 각도가 표백된 영역(826)의 각도와 실질적으로 일치하기 때문에 NIR 파장의 입사 빔(828)이 표백된 영역(826)을 통과하도록 허용되는 방법을 예시한다. 입사 빔(830)은 표백된 영역(826)의 각도와 실질적으로 정렬되지 않으며, 따라서, 입사 빔(830)은 패널(822)을 통과하여 패널(822) 뒤에 위치된 광학 장치(832)에 도달하지 않는다. 예시적 패널(822)은 본 발명에 설명된 예시적인 장치들 또는 장비들 중 임의의 것과 함께 사용될 수 있어서 특정 광학 응용 분야에 대해 필요에 따라 입사광의 추가적인 각도 선택성을 제공할 수 있다.
도 8b는 UV 및 가시 광선 영역에서 실질적으로 불투명하지만, 선택적으로 조정 가능한 NIR 투과율을 갖는 다른 장비(840)를 도시한다. 이 장비(840)는 다수의 구성 요소들을 포함하는 패널(841)을 포함한다. 패널(841)은 코어(870), 제1 클래드(842) 및 제2 클래드(852)를 포함한다. 제1 클래드(842)는 NIR 파장을 투과하는 복수의 표백된 개별 영역(846) 및 NIR 파장을 투과하지 않는 복수의 표백되지 않은 영역(844)을 포함한다. 도 8b의 예에서, 각각의 표백된 이산 영역(846)은 클래드(842)의 주 표면에 수직인 방향에 대해 비스듬히 배향된다. 전술한 예들과 유사하게, 이것은 입사광 또는 출사광의 추가의 선택성을 허용한다. 제2 클래드(852)는 또한 복수의 표백된 이산 영역들(856) 및 복수의 표백되지 않은 영역들(854)을 포함한다. 각각의 표백된 이산 영역(856)은 클래드(852)의 주 표면에 수직인 방향에 대해 비스듬히 배향된다. 위에 설명한 예들과 유사하게, 이것은입사광 또는 출사광을 추가의 선택성을 허용한다.
일 예에서, 코어(870)는 기판들(842, 852)과 상이한 열팽창 계수(CTE)를 포함한다. 이 특성은 패널(841)의 증가된 강화를 제공할 수 있다. 선택된 예들에서, 코어(870)는 아래 설명된 바와 같이 구현될 때 증가된 각도 선택성을 제공하는 기판들(842, 852) 사이의 간격을 제공한다.
도 8b는 입사 빔(864)이 클래드(852)의 표백된 영역(856)을 통과하고 추가로 클래드(842)의 표백된 영역(846)을 통과하도록 허용되는 방법을 예시한다. 코어(870)에 의해 이격된 2 개의 클래드 층들(842, 853)의 추가는 입사광에 대한 추가적인 선택성을 제공한다. 하나의 예에서, 표백된 영역(856)은 추가적인 선택성을 제공하기 위해 표백된 영역(846)으로부터 수평적으로 오프셋된다. 일 예에서, 표백된 영역(856)은 추가적인 선택성을 제공하기 위해 표백된 영역(846)과 비교하여 상이한 각도로 형성된다. 일 예에서, 표백된 영역들(856, 846) 사이의 오프셋되고 및 상이한 각도들 둘 모두는 장비(840)에 의해 투과되고 또는 수신되는 NIR 파장의 추가적인 각도 선택성을 제공한다.
예시로서, 입사광(862)은 표백된 영역(856)을 통과하지만, 표백되지 않은 영역(844)에 의해 클래드(842)에서 정지된다. 입사광(860)은 표백된 영역들(856)로부터의 입사광(860)에서 상이한 각도들의 결과로 클래드 층(852) 또는 클래드 층(842)의 어느 하나를 통과하지 않는 것으로 도시된다. 단지 입사광(862)만이 두 클래드 층들(852, 842)을 통과하고 광학 장치(872)에 도달하는 것으로 도시된다.
예들
표 1은 위에 설명된 장치들 및 장비들 중 하나 이상에서 사용될 수 있는 재료들의 3 개의 예시적인 케미스트리들을 보여준다.
표 2는 위에 설명된 장치들 및 장비들 중 하나 이상에서 사용될 수 있는 재료들의 10 개의 추가 예시적인 케미스트리들을 보여준다.
본 명세서에 개시된 장치들 및 장비들을 더 잘 예시하기 위해, 실시 예들의 비 제한적인 목록이 여기에 제공된다:
예1은 기판을 포함하는 장치를 포함하며, 상기 기판은 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량%의 결정질 상을 포함하는 유리 또는 유리-세라믹 재료를 포함한다. 상기 기판은 표백되지 않은 영역 및 적어도 부분적으로 용해되거나 변경된 결정질 상을 포함하는 표백된 이산 영역을 포함하며, 700-2000 nm의 근적외선(NIR) 파장 범위에 걸쳐 상기 표백되지 않은 영역/상기 표백된 영역에서의 평균 흡광도 비율은 7.5 이상이며, 그리고 상기 기판은 400 nm 내지 700 nm의 가시 파장 범위에서 실질적으로 불투명하다.
예2는 예1의 장치를 포함하며, 여기서 상기 기판은 Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Ti, Zn, Se, Nb, Ru, Rh, In, Sn, Pb, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu 중의 임의의 조합으로 도핑될 수 있는 텅스텐 및/또는 몰리브덴을 포함하는 산화물 또는 아산화물로 구성되는 변경 가능한 결정질 상을 포함하며, 여기서 이 변경 가능한 성분의 양은 약 0.35 mol% 내지 약 30 mol%이다.
예3은 예1 내지 예2 중의 어느 하나의 장치를 포함하며, 여기서 상기 기판은 도펀트를 포함하며, 상기 도펀트는 Co, Ni, Cu, Se, Bi, Cr, V, Fe, 및 Mn으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 원소를 포함한다.
예4는 예1 내지 예3 중의 어느 하나의 장치를 포함하며, 상기 도펀트는 Ag를 포함한다.
예5는 예1 내지 예4 중의 어느 하나의 장치를 포함하며, 상기 도펀트는 Co를 포함한다.
예6은 예1 내지 예5 중의 어느 하나의 장치를 포함하며, 상기 기판은 315 nm 내지 400 nm의 자외선 A 파장 범위에서 실질적으로 불투명하다.
예7은 예1 내지 예6 중의 어느 하나의 장치를 포함하며, 상기 기판은 280 nm 내지 315 nm의 자외선 B 파장 범위에서 실질적으로 불투명하다.
예8은 예1 내지 예7 중의 어느 하나의 장치를 포함하며, 상기 기판은 100 nm 내지 280 nm의 자외선 C 파장 범위에서 실질적으로 불투명하다.
예9는 예1 내지 예8 중의 어느 하나의 장치를 포함하며, 상기 기판의 표면 상에 하나 이상의 클래드 층들을 더 포함하며, 상기 하나 이상의 클래드 층들은 상기 기판과 상이한 열팽창 계수(CTE)를 포함한다.
예10은 예1 내지 예9 중의 어느 하나의 장치를 포함하며, 상기 하나 이상의 클래드 층들은 상기 기판의 대향하는 주 표면들 위의 클래드 층들을 포함한다.
예11은 유리 또는 유리-세라믹의 패널 뒤에 위치하는 광학 장치를 포함하는 장비를 포함하며, 여기서 상기 유리-세라믹은 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량%의 결정질 상을 포함하며, 상기 패널은 700 nm 내지 2000 nm의 근적외선(NIR) 파장 범위에 걸쳐 1.0 OD/mm 이상의 평균 광 흡광도를 갖는 표백되지 않은 영역 및 적어도 부분적으로 용해되거나 변경된 결정질 상을 포함하는 표백된 이산 영역을 포함하며, 상기 표백된 이산 영역은 700 nm 내지 2000 nm의 근적외선 파장 범위에 걸쳐 0.5 OD/mm 이하의 평균 광 흡광도를 가지며, 상기 패널은 400 nm 내지 700 nm의 가시 파장 범위에서 실질적으로 불투명하며, 상기 패널의 상기 표백된 이산 영역은 상기 광학 장치에 인접하여 위치한다.
예12는 예11의 장비를 포함하며, 상기 광학 장치는 근적외선(NIR) 광학 검출기를 포함한다.
예13은 예11 내지 예12 중의 어느 하나의 장비를 포함하며, 상기 광학 장치는 근적외선(NIR) 광원을 포함한다.
예14는 예11 내지 예13 중의 어느 하나의 장비를 포함하며, 상기 광학 장치는 근적외선(NIR) 카메라를 포함한다.
예15는 예11 내지 예14 중의 어느 하나의 장비를 포함하며, 상기 표백된 이산 영역은 복수의 표백된 이산 영역들을 포함하며, 각각의 영역은 상기 패널의 주 표면에 수직인 방향에 대해 비스듬히 배향된다.
예16은 예11 내지 예15 중의 어느 하나의 장비를 포함하며, 상기 패널은 복수의 층들을 포함하며, 2 개 이상의 층 각각은 복수의 표백된 이산 영역들을 포함하며, 각각의 영역은 상기 패널의 주 표면에 수직인 방향에 대해 비스듬히 배향된다.
예17은 예11 내지 예16 중의 어느 하나의 장비를 포함하며, 상기 복수의 층들은 상기 복수의 층들의 인접한 층과 상이한 열팽창 계수(CTE)를 갖는 하나 이상의 층들을 포함한다.
예18은 예11 내지 예17 중의 어느 하나의 장비를 포함하며, 상기 패널은 만곡된 주 표면을 포함한다.
예19는 예11 내지 예18 중의 어느 하나의 장비를 포함하며, 상기 패널은 상기 패널의 표면 상에 하나 이상의 클래드 층들을 포함하며, 상기 하나 이상의 클래드 층들은 상기 패널의 인접한 영역과 상이한 열팽창 계수(CTE)를 포함한다.
예20은 예11 내지 예19 중의 어느 하나의 장비를 포함하며, 상기 하나 이상의 클래드 층들은 상기 패널의 대향하는 주 표면들 위에 클래드 층들을 포함한다.
예21은 은폐된 근적외선(NIR) 광학 장치를 포함한다. 상기 광학 장치는 유리 또는 유리-세라믹의 패널 뒤에 위치하는 NIR 카메라를 포함하며, 여기서 상기 유리-세라믹은 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량%의 결정질 상을 포함한다. 상기 패널은 700 nm 내지 2000 nm의 근적외선(NIR) 파장 범위에 걸쳐 1.0 OD/mm 이상의 평균 광 흡광도를 갖는 표백되지 않은 영역 및 적어도 부분적으로 용해된 결정질 상을 포함하는 표백된 이산 영역을 포함하며, 상기 표백된 이산 영역은 700 nm 내지 2000 nm의 근적외선(NIR) 파장 범위에 걸쳐 0.5 OD/mm 이하의 평균 광 흡광도를 가지며, 상기 패널은 100 nm 내지 700 nm의 상기 UV 및 가시 파장 범위에서 실질적으로 불투명하며, 상기 패널의 상기 표백된 이산 영역은 상기 NIR 카메라의 렌즈에 인접하여 위치된다.
예22는 예21의 은폐된 근적외선(NIR) 광학 장치를 포함하며, 여기서 상기 기판은 Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Ti, Zn, Se, Nb, Ru, Rh, In, Sn, Pb, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu 중의 임의의 조합으로 도핑될 수 있는 텅스텐 및/또는 몰리브덴을 포함하는 산화물 또는 아산화물로 구성되는 변경 가능한 결정질 상을 포함하며, 여기서 이 변경 가능한 성분의 양은 약 0.35 mol% 내지 약 30 mol%이다.
예23은 예21 내지 예22 중의 어느 하나의 은폐된 근적외선(NIR) 광학 장치를 포함하며, 상기 기판은 도펀트를 포함하며, 상기 도펀트는 Co, Ni, Cu, Se, Bi, Cr, V, Fe, 및 Mn으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 원소를 포함한다.
예24은 예21 내지 예23 중의 어느 하나의 은폐된 근적외선(NIR) 광학 장치를 포함하며, 상기 기판은 Ag를 포함하는 도펀트를 포함한다.
예25는 예21 내지 예24 중의 어느 하나의 은폐된 근적외선(NIR) 광학 장치를 포함하며, 상기 기판은 Co를 포함하는 도펀트를 포함한다.
본 명세서 전체에 걸쳐, 복수의 경우들은 단일 경우로서 설명된 구성 요소들, 동작들 또는 구조들을 구현할 수 있다. 하나 이상의 방법들의 개별 동작들은 별도의 동작들로 예시되고 설명되었지만, 하나 이상의 개별 동작들이 동시에 수행될 수 있으며, 동작들이 예시된 순서대로 수행될 것을 요구하는 것은 아니다. 예시적인 구성들에서 별개의 구성 요소들로 제시된 구조들 및 기능은 결합된 구조 또는 구성 요소로 구현될 수 있다. 마찬가지로, 단일 구성 요소로 제공되는 구조들 및 기능은 별도의 구성 요소들로 구현될 수 있다. 이들 및 다른 변형들, 수정들, 추가들 및 개선들은 본 명세서의 주제의 범위 내에 있다.
본 발명 주제의 개요가 특정 예시적인 실시 예들을 참조하여 설명되었지만, 본 개시의 실시 예들의 더 넓은 범위를 벗어나지 않고 이들 실시 예들에 대해 다양한 수정들 및 변경들이 이루어질 수 있다. 본 발명 주제의 이러한 실시 예들은 단지 편의상 그리고 실제로 하나 이상이 개시된 경우 본 출원의 범위를 임의의 단일 개시 내용 또는 발명 개념으로 자발적으로 제한하려는 의도없이 용어 "발명"에 의해 본 명세서에서 개별적으로 또는 집합적으로 지칭될 수 있다.
본 명세서에 예시된 실시 예들은 당업자가 개시된 교시들을 실시할 수 있도록 충분히 상세하게 설명된다. 다른 실시 예들이 그로부터 이용되고 유도될 수 있어서, 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 구조적 및 논리적 대체들 및 변경들이 이루어질 수 있다. 따라서, 상세한 설명은 제한적인 의미로 받아 들여서는 안되며, 다양한 실시 예들의 범위는 첨부된 청구항들에 의해서만 정의되며, 그러한 청구항들이 부여되는 균등물들의 전체 범위와 함께 정의된다.
본 명세서에 사용된 용어 "또는"은 포괄적 또는 배타적 의미로 해석될 수 있다. 더욱이, 단일 경우로서 본 명세서에 설명된 재원들(resources), 동작들 또는 구조들에 대해 복수의 경우들이 제공될 수 있다. 또한 다양한 재원들, 동작들, 모듈들, 엔진들 및 데이터 저장소들 간의 경계들은 다소 임의적이며 특정 동작들은 특정의 예시적 구성들의 맥락에서 예시된다. 기능의 다른 할당이 구상되고 본 개시의 다양한 실시 예의 범위 내에 속할 수 있다. 일반적으로 예시적인 구성들에서 별도의 재원들로 제시된 구조들 및 기능은 결합된 구조 또는 재원으로 구현될 수 있다. 마찬가지로 단일 재원으로 제시된 구조들과 기능은 별도의 재원들로 구현될 수 있다. 이들 및 다른 변형들, 수정들, 추가들 및 개선들은 첨부된 청구항들에 의해 표현된 본 개시 내용의 실시 예들의 범위 내에 속한다. 따라서, 명세서 및 도면들은 제한적인 의미가 아니라 예시적인 의미로 간주되어야 한다.
전술한 설명은 설명의 목적으로 특정의 예시적인 실시 예들을 참조하여 설명되었다. 그러나, 위의 예시적인 논의들은 총망라하거나 가능한 예시적인 실시 예들을 개시된 정확한 형태들로 제한하려는 의도가 아니다. 위의 교시들을 고려하여 많은 수정들 및 변경들이 가능하다. 예시적인 실시 예들은 관련된 원리 및 그 실제 적용들을 가장 잘 설명하기 위해 선택되고 설명되어, 당업자가 고려되는 특정 사용에 적합한 다양한 수정들로 다양한 예시적인 실시 예들을 가장 잘 활용할 수 있도록 한다.
또한, 용어 "제1", "제2" 등이 본 명세서에서 다양한 요소들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이들 요소들은 이들 용어들에 의해 제한되어서는 안된다는 것이 이해될 것이다. 이들 용어들은 단지 한 요소를 다른 요소와 구별하는 데만 사용된다. 예를 들어, 제1 접촉은 제2 접촉으로 명명될 수 있고, 유사하게, 제2 접촉은 본 예시적인 실시 예들의 범위를 벗어나지 않고 제1 접촉으로 명명될 수 있다. 제1 접촉과 제2 접촉은 둘 모두 접촉이지만, 동일한 접촉은 아니다.
본 명세서의 예시적인 실시 예들의 설명에 사용된 용어는 단지 특정 예시적인 실시 예들을 설명하기 위한 목적이며 제한하려는 의도가 아니다. 예시적인 실시 예들 및 첨부된 예들의 설명에서 사용된 바와 같이, 단수 형태 "a", "an" 및 "the"는 문맥상 명백하게 달리 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함하도록 의도된다. 본 명세서에서 사용된 용어 "및/또는"은 하나 이상의 연관된 열거된 항목들의 임의의 및 모든 가능한 조합들을 지칭하고 포함하는 것으로 또한 이해될 것이다. 본 명세서에서 사용될 때 "포함하다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"이라는 용어는 언급된 피쳐들, 정수들, 단계들, 연산들, 요소들 및/또는 구성 요소들의 존재를 특정하지만 하나 이상의 다른 피쳐들, 정수들, 단계들, 연산들, 요소들, 구성 요소들 및/또는 그 그룹들의 존재 또는 추가를 배제하지는 않는다는 것이 추가로 이해될 것이다.
Claims (25)
- 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량%의 결정질 상을 포함하는 유리 또는 유리-세라믹 재료를 포함하는 기판;을 포함하는 장치로서,
상기 기판은 표백되지 않은(unbleached) 영역 및 적어도 부분적으로 용해되거나 변경된 결정질 상을 포함하는 표백된(bleached) 이산(discrete) 영역을 포함하며, 700-2000 nm의 근적외선(NIR) 파장 범위에 걸쳐 상기 표백되지 않은 영역/상기 표백된 영역에서의 평균 흡광도 비율은 7.5 이상이며; 그리고
상기 기판은 400 nm 내지 700 nm의 가시 파장 범위에서 실질적으로 불투명한, 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 기판은 Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Ti, Zn, Se, Nb, Ru, Rh, In, Sn, Pb, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu 중의 임의의 조합으로 도핑될 수 있는 텅스텐 및/또는 몰리브덴을 포함하는 산화물 또는 아산화물로 구성되는 변경 가능한 결정질 상을 포함하며, 여기서 이 변경 가능한 성분의 양은 약 0.35 mol% 내지 약 30 mol%인 것을 특징으로 하는 장치. - 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 기판은 도펀트를 포함하며, 상기 도펀트는 Co, Ni, Cu, Se, Bi, Cr, V, Fe, 및 Mn으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. - 청구항 3에 있어서,
상기 도펀트는 Ag를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. - 청구항 3에 있어서,
상기 도펀트는 Co를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. - 청구항 1 내지 5 중의 어느 하나에 있어서,
상기 기판은 315 nm 내지 400 nm의 자외선 A 파장 범위에서 실질적으로 불투명한 것을 특징으로 하는 장치. - 청구항 6에 있어서,
상기 기판은 280 nm 내지 315 nm의 자외선 B 파장 범위에서 실질적으로 불투명한 것을 특징으로 하는 장치. - 청구항 7에 있어서,
상기 기판은 100 nm 내지 280 nm의 자외선 C 파장 범위에서 실질적으로 불투명한 것을 특징으로 하는 장치. - 청구항 1 내지 8 중의 어느 하나에 있어서,
상기 기판의 표면 상에 하나 이상의 클래드 층들을 더 포함하며, 상기 하나 이상의 클래드 층들은 상기 기판과 상이한 열팽창 계수(CTE)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. - 청구항 9에 있어서,
상기 하나 이상의 클래드 층들은 상기 기판의 대향하는 주 표면들 위의 클래드 층들을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. - 유리 또는 유리-세라믹의 패널 뒤에 위치하는 광학 장치로서, 상기 유리-세라믹은 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량%의 결정질 상을 포함하는, 상기 광학 장치를 포함하는 장비로서,
상기 패널은 700 nm 내지 2000 nm의 근적외선(NIR) 파장 범위에 걸쳐 1.0 OD/mm 이상의 평균 광 흡광도를 갖는 표백되지 않은 영역 및 적어도 부분적으로 용해되거나 변경된 결정질 상을 포함하는 표백된 이산 영역을 포함하며, 상기 표백된 이산 영역은 700 nm 내지 2000 nm의 근적외선 파장 범위에 걸쳐 0.5 OD/mm 이하의 평균 광 흡광도를 가지며; 그리고
상기 패널은 400 nm 내지 700 nm의 가시 파장 범위에서 실질적으로 불투명하며;
상기 패널의 상기 표백된 이산 영역은 상기 광학 장치에 인접하여 위치하는, 장비. - 청구항 11에 있어서,
상기 광학 장치는 근적외선(NIR) 광학 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장비. - 청구항 11 또는 12에 있어서,
상기 광학 장치는 근적외선(NIR) 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 장비. - 청구항 11 내지 13 중의 어느 하나에 있어서,
상기 광학 장치는 근적외선(NIR) 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 장비. - 청구항 11 내지 14 중의 어느 하나에 있어서,
상기 표백된 이산 영역은 복수의 표백된 이산 영역들을 포함하며, 각각의 영역은 상기 패널의 주 표면에 수직인 방향에 대해 비스듬히 배향된 것을 특징으로 하는 장비. - 청구항 11 내지 15 중의 어느 하나에 있어서,
상기 패널은 복수의 층들을 포함하며, 2 개 이상의 층 각각은 복수의 표백된 이산 영역들을 포함하며, 각각의 영역은 상기 패널의 주 표면에 수직인 방향에 대해 비스듬히 배향된 것을 특징으로 하는 장비. - 청구항 16에 있어서,
상기 복수의 층들은 상기 복수의 층들의 인접한 층과 상이한 열팽창 계수(CTE)를 갖는 하나 이상의 층들을 포함하는 것을 특징으로 하는 장비. - 청구항 11 내지 17 중의 어느 하나에 있어서,
상기 패널은 만곡된 주 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 장비. - 청구항 11 내지 18 중의 어느 하나에 있어서,
상기 패널은 상기 패널의 표면 상에 하나 이상의 클래드 층들을 포함하며, 상기 하나 이상의 클래드 층들은 상기 패널의 인접한 영역과 상이한 열팽창 계수(CTE)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장비. - 청구항 19에 있어서,
상기 하나 이상의 클래드 층들은 상기 패널의 대향하는 주 표면들 위에 클래드 층들을 포함하는 것을 특징으로 하는 장비. - 은폐된 근적외선(NIR) 광학 장치로서,
유리 또는 유리-세라믹의 패널 뒤에 위치하는 NIR 카메라를 포함하며, 여기서 상기 유리-세라믹은 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량%의 결정질 상을 포함하며;
상기 패널은 700 nm 내지 2000 nm의 근적외선(NIR) 파장 범위에 걸쳐 1.0 OD/mm 이상의 평균 광 흡광도를 갖는 표백되지 않은 영역 및 적어도 부분적으로 용해된 결정질 상을 포함하는 표백된 이산 영역을 포함하며, 상기 표백된 이산 영역은 700 nm 내지 2000 nm의 근적외선(NIR) 파장 범위에 걸쳐 0.5 OD/mm 이하의 평균 광 흡광도를 가지며; 그리고
상기 패널은 100 nm 내지 700 nm의 상기 UV 및 가시 파장 범위에서 실질적으로 불투명하며;
상기 패널의 상기 표백된 이산 영역은 상기 NIR 카메라의 렌즈에 인접하여 위치되는, 은폐된 근적외선(NIR) 광학 장치. - 청구항 21에 있어서,
상기 기판은 Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Ti, Zn, Se, Nb, Ru, Rh, In, Sn, Pb, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 및 Lu 중의 임의의 조합으로 도핑될 수 있는 텅스텐 및/또는 몰리브덴을 포함하는 산화물 또는 아산화물로 구성되는 변경 가능한 결정질 상을 포함하며, 여기서 이 변경 가능한 성분의 양은 약 0.35 mol% 내지 약 30 mol%인 것을 특징으로 하는 은폐된 근적외선(NIR) 광학 장치. - 청구항 21 또는 22에 있어서,
상기 기판은 도펀트를 포함하며, 상기 도펀트는 Co, Ni, Cu, Se, Bi, Cr, V, Fe, 및 Mn으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 은폐된 근적외선(NIR) 광학 장치. - 청구항 22 또는 23에 있어서,
상기 기판은 Ag를 포함하는 도펀트를 포함하는 것을 특징으로 하는 은폐된 근적외선(NIR) 광학 장치. - 청구항 22 또는 23에 있어서,
상기 기판은 Co를 포함하는 도펀트를 포함하는 것을 특징으로 하는 은폐된 근적외선(NIR) 광학 장치.
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