[发明专利]具有高近IR透射率和极低可见光透射率的玻璃板

说明书

本发明涉及一种具有以下组成的硅酸盐类型的玻璃板，所述组成(i)以按玻璃总重量计的重量百分比表示的含量包含：‑总铁(表示为Fe₂O₃)0.04％‑1.7％，‑铬(表示为Cr₂O₃)0.05％‑0.8％，‑钴(表示为Co)0.03％‑0.175％，并且(ii)具有：‑Cr₂O₃1‑5.5*Co，‑0.5Cr₂O₃/Fe₂O≤1.2。这种玻璃板固有地显示出极低的可见光透射率以及(i)在关注波长(即，850、900和950nm)处的高IR透射率，和(ii)低量的Cr⁶⁺物种，从而在自主汽车的情况下、特别是在完全集成LiDAR系统的那些的情况下是有价值的。

1.技术领域

本发明涉及在近红外区具有高透射率、但在可见光范围内具有极低透射率的硅酸盐玻璃板。

本发明特别适用于自主汽车的情况、特别是完全集成LiDAR系统的那些的情况。

2.背景技术

对IR应用的需求持续增长，特别是随着目前自主汽车的惊人发展，其主要依赖于LiDAR系统。现今，市场的趋势和需求是使那些LIDAR系统完全集成在汽车中(出于许多明显的原因，像美观和防止对系统的损坏)、并且特别是安装在其嵌装玻璃(后窗/后挡风玻璃(rear windshield)/后挡风玻璃(back windshield)和/或玻璃装饰件)中的一个或多个的内表面的后面。用于自主汽车的LIDAR技术的最新发展采用了两个主要的关注波长范围，即800nm-1100nm(尤其是850、950和1050nm)和1500nm-2000nm(尤其是1550nm)。

在汽车中使用的普通玻璃(透明的、有色的、有涂层的等)是钠钙硅酸盐类型的，并且除其他优点外，尤其具有高度机械、化学和老化耐受性的优点，同时具有有限的成本。然而，这些玻璃显示出较差的近IR透射率，以致安装在后面的LIDAR系统的使用由于在所述玻璃中被吸收导致的高IR信号损失而不可行。

最近，已经提出使用特定的玻璃组成，其允许获得在近IR区、特别是在800nm-1100nm范围内(吸收系数5m^-1)具有显著更高的透射率的嵌装玻璃，同时允许保持在汽车(后窗/后挡风玻璃(rear windshield)/后挡风玻璃(back windshield))中可视嵌装玻璃所要求的高的可见光透射率水平。该解决方案值得注意地描述在PCT公开WO 2018/015312A1中。然而，由于这些描述的玻璃组成显示出高的可见光透射率，任何放置在后面的元件(像LIDAR系统)从汽车的外部是可见的，并且从而极大地损害其美观性。

最近在WO 2018/015313 A1中已经提出将已知的IR透射玻璃板与IR透明着色/不透明涂层组合，以便从外部隐藏LIDAR系统的不美观元件，同时确保所述系统操作性能的良好水平。此种涂层可以是例如黑色油墨或黑色膜的层，其在可见光范围内没有(或具有极低的)透射率、但在本申请所关注的红外范围内具有高透射率。这种油墨或膜通常由有机化合物制成。遗憾的是，这种将“透明的”(“clear”)或透明的(transparent)玻璃板与黑色层/膜组合的解决方案具有若干缺点，像该层/膜的耐受性差(与玻璃本身相比)，从而削弱了组装，并且还具有要求将这种涂层玻璃板与另一板进行层压的事实。最后，覆盖有这种黑色层/膜的玻璃板确实难以折曲/弯曲成各种形状。

在自主汽车和LIDAR技术的背景之外，本领域还已经提出了一些玻璃，其在本体中被高度着色至不透明并且在近IR范围内还显示出极好的透射性能：