(57)【要約】  方法は、ガラス質物品を形成するステップを含む。当該ガラス質物品は、第一ガラス質層と、当該第一ガラス質層に隣接する第二ガラス質層とを含む。当該第二ガラス質層は、感光性ガラスを含む。当該ガラス質物品を放射線に暴露させて暴露されたガラス質物品を形成する。当該暴露されたガラス質物品は、熱処理を施され、それにより、当該第二ガラス質層の感光性ガラス中に複数の封入体が形成される。
2017511787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一ガラス質層と、該第一ガラス質層に隣接し、感光性ガラスを含む第二ガラス質層とを含む、ガラス質物品を形成するステップ；
該ガラス質物品を放射線に暴露させて、暴露されたガラス質物品を形成するステップ；ならびに
複数の封入体が該第二ガラス質層の該感光性ガラス中に形成されるように、該暴露されたガラス質物品に熱処理を施すステップであって、該複数の封入体が、該ガラス質物品から放出される光の放出プロファイルを制御するために、ある決定されたパターンを有する、ステップ、
を含む方法。
【請求項２】
前記ガラス質物品を放射線に暴露させる前記ステップが、前記第二ガラス質層の非露出部分を放射線に暴露させることなく、前記決定されたパターンを有する該第二ガラス質層の露出部分を該放射線に暴露させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ガラス質物品を放射線に暴露させる前記ステップが、放射線源と該ガラス質物品との間にマスクを位置決めするステップを含み；
該マスクが、該放射線を遮断する不透明領域と、該放射線を透過する透明領域とを含み；
該マスクの該不透明領域が、該ガラス質物品の前記第二ガラス質層の前記非露出部分に対応するパターンを有し、該放射線への暴露から該非露出部分を遮蔽し；
該マスクの該透明領域が、該マスクの該不透明領域内に設けられた複数の開口部を含み、該複数の開口部が、該マスクの少なくとも１つの方向に沿って、該開口部のサイズ、該開口部のピッチ、または該開口部の密度のうちの少なくとも１つにつき勾配を有する、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
クラッド層と；
該クラッド層に隣接して配設されているコア層と；
を含むガラス質物品であって、
該クラッド層が感光性ガラスを含み、該感光性ガラスが、その中に複数の封入体を含み、該複数の封入体が、ある決定されたパターンで該感光性ガラス中に分散された金属粒子を含み、それにより、該複数の封入体によって散乱された光が、該決定されたパターンから結果として生じる放出プロファイルで該ガラス質物品から放出される、
ガラス質物品。
【請求項５】
前記クラッド層が第一クラッド層であり；
当該ガラス質物品が、さらに第二クラッド層を含み；
前記コア層が、該第一クラッド層と該第二クラッド層との間に配設されており；
該第一クラッド層および該第二クラッド層の熱膨張係数（ＣＴＥ）それぞれが、該コア層のＣＴＥ未満である、
請求項４に記載のガラス質物品。
【請求項６】
前記感光性ガラスが、
セリウムと；
銀、金、銅、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される少なくとも１種の感光性金属と；
必要に応じて、フッ素、臭素、塩素、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される少なくとも１種のハロゲンと、
を含む、請求項４または５に記載のガラス質物品。
【請求項７】
前記封入体のサイズ、該封入体のピッチ、または該封入体の密度のうちの少なくとも１つが、前記ガラス質物品の少なくとも１つの方向に沿って変わり、必要に応じて、前記決定されたパターンが、ハーフトーンパターンを含む、請求項４から６のいずれか一項に記載のガラス質物品。
【請求項８】
前記ガラス質物品の端部への光の導入に応じて該ガラス質物品の表面から放出される光の強度の変化が、該端部から離れる方向において該ガラス質物品の少なくとも１つの方向に沿って、１５ｃｍの距離にわたって約３０％未満である、請求項４から７のいずれか一項に記載のガラス質物品。
【請求項９】
請求項４から８のいずれか一項に記載のガラス質物品を含む、消費者用もしくは商業用電子デバイス、タッチスクリーンもしくはタッチセンサー、携帯式電子デバイス、光起電装置、建築用ガラス、自動車用もしくは車両用ガラス、商業用もしくは家庭用電化製品、ソリッドステート照明装置、または、フォトバイオリアクター。
【請求項１０】
請求項４から８のいずれか一項に記載のガラス質物品を含む透明ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【関連出願との相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１４年２月２１日に出願された米国特許仮出願第６１／９４３０９１号に対する優先権の恩典を主張するものであり、なお、当該仮出願の内容は、参照によりその全体が本明細書に組み入れられる。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、ガラス質物品に関する。より詳細には、本開示は、感光性ガラス質物品に関する。
【背景技術】
【０００３】
感光性ガラスは、一般的に、感光性金属イオンを含む。当該感光性ガラスを放射線に暴露させると、感光性ガラス内の電子が解放される。解放された電子は、当該感光性ガラス中に存在する増感剤イオンから放出され得る。感光性金属イオンは、この解放された電子を捕捉し、還元されて金属粒子を形成する。当該感光性ガラスは加熱されると、当該還元された金属イオンを融合させることができる。ガラス−セラミックの特徴のように、当該金属粒子は、当該感光性ガラス内での結晶子の形成を促進するための核形成剤としての役割を果たし得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本明細書において、感光性ガラス質物品を形成する方法を開示する。当該ガラス質物品は、第一ガラス質層と、当該第一ガラス質層に隣接する第二ガラス質層とを含む。当該第二ガラス質層は、感光性ガラスを含む。当該ガラス質物品を放射線に晒すことにより、暴露されたガラス質物品を形成する。当該暴露されたガラス質物品は、熱処理を施され、それにより、当該第二ガラス質層の感光性ガラス中に複数の封入体が形成される。
【０００５】
さらに本明細書において、第一クラッド層、第二クラッド層、および第一クラッド層と第二クラッド層との間に配置されたコア層を含む、ガラス質物品も開示する。当該第一クラッド層または第二クラッド層の少なくとも一方は、感光性ガラスを含む。当該感光性ガラスは、その中に複数の封入体を含む。
【０００６】
さらに、本明細書において、第一ガラス層と、当該第一ガラス層に隣接する第二ガラス層とを含むガラス質物品も開示する。当該第二ガラス層は、感光性ガラスを含む。放射線への当該ガラス質物品の暴露とその後の熱処理に反応して、当該第二ガラス層中に複数の封入体が形成可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
さらなる特徴および利点は以下の詳細な説明において述べられ、ある程度は、当業者にはその説明から容易に明らかとなるであろうし、あるいは、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、および添付図面も含む、本明細書において説明されるような実施形態を実施することによって認められるであろう。
【０００８】
上述の全般的説明および以下の詳細な説明の両方は、単なる例示であり、特許請求の範囲の本質および特質を理解するための概要または枠組みを提供することを意図していることは理解されたい。添付の図面は、さらなる理解を提供するために含められており、本明細書に組み込まれて本明細書の一部を成すものである。当該図面は、１つまたは複数の実施形態を例示するものであり、説明と共に、様々な実施形態の原理および作用を説明するのに役に立つ。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ガラス質物品の例示的実施形態の断面図。
【図２】オーバーフロー分配器装置の例示的実施形態の断面図。
【図３】図１に示されたガラス質物品の正面図。
【図４】図１に示されたガラス質物品の端面図。
【図５】図１に示されたガラス質物品中に複数の封入体を形成する方法の例示的実施形態。
【図６】ガラス質物品の他の例示的実施形態の断面図。
【図７】実施例１のガラスケーン（ｃａｎｅ）を製造するための熱処理プロセスの際の、時間に対する炉温度のプロット。
【図８】実施例１により製造されたエッジライト用ガラスケーンの写真。
【図９】実施例２により製造されたエッジライト用ガラスケーンの写真。
【図１０】比較例により製造されたエッジライト用ガラスケーンの写真。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
ここで、添付の図面に示される例示的実施形態について詳細に言及する。可能な限り、図面全体を通じて、同じまたは類似の部分を意味するために、同じ参照番号が使用される。当該図面における構成要素は、必ずしも原寸に比例しているわけではなく、むしろ、例示的実施形態の原理を示すことに重点を置いている。
【００１１】
本明細書において使用される場合、用語「感光性ガラス」は、放射線への暴露に反応して変質することができる（例えば、ガラスの少なくとも一部がガラス−セラミックに変質する）ガラスを意味する。感光性ガラスの例としては、これらに限定されるわけではないが、光反応性ガラスおよび光屈折性ガラスが挙げられる。当該変質は、例えば、乳白色化によって、屈折率の変化によって、または電磁放射線の吸収スペクトルの変化（例えば、色の変化）によって、明白となり得る。いくつかの実施形態において、当該放射線は、紫外線（ＵＶ）を含む。いくつかの実施形態において、ガラスの変質の誘起を促進するために、放射線への暴露の後に現像処理（例えば、熱処理）が行われる。いくつかの実施形態において、感光性ガラスを放射線へ暴露させ、その後に現像処理を施すと、感光性ガラスの暴露部分の乳白色化を引き起こす。この開示全体を通じて、用語「感光性ガラス」は、非変質状態（すなわち、放射線への暴露および／または現像処理の前）または変質状態（すなわち、放射線への暴露および／または現像処理の後）のどちらかの状態の材料を意味するために使用される。
【００１２】
本明細書において使用される場合、用語「平均熱膨張係数」は、０℃から３００℃の間の、所定の材料または層の平均熱膨張係数を意味する。
【００１３】
様々な実施形態において、層化されたガラス質物品は、少なくとも第一ガラス質層および第二ガラス質層を含む。例えば、当該第一ガラス質層はコア層であり、第二ガラス質層は、当該コア層に隣接するクラッド層である。第一ガラス質層および第二ガラス質層はガラス質層であり、それぞれ、ガラス、ガラス−セラミック、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態において、第一ガラス質層および／または第二ガラス質層は、透明なガラス質層である。追加的に、または二者択一的に、当該第二ガラス質層（例えば、１つまたは複数のクラッド層）は、感光性ガラスを含む。本明細書において説明されるような複数の封入体が、感光性ガラスに形成されるかおよび／または形成可能である。いくつかの実施形態において、当該封入体は、当該封入体（例えば、ガラスマトリックス内に分散された結晶化領域）を囲む第二ガラス質層のガラスマトリックスとは異なる相を有する第二ガラス質層の領域を含む。追加的に、または二者択一的に、当該封入体は、当該封入体を囲む第二ガラス質層のガラスマトリックスの屈折率とは異なる屈折率を有する第二ガラス質層の領域を含む。当該封入体は、第二ガラス質層内において光を散乱することができる。いくつかの実施形態において、当該複数の封入体は、散乱された光を、本明細書において説明されるような所望の放出プロファイルでガラス質物品から放出されるのを可能にする決定されたパターンを有する。
【００１４】
図１は、ガラス質物品１００の例示的実施形態の断面図である。いくつかの実施形態において、ガラス質物品１００は、複数のガラス質層を含む積層化されたシートを含む。当該積層化されたシートは、図１に示されているように実質的に平面状であるか、または非平面状であり得る。例えば、平面状の積層化されたシートは、適切な形成プロセスを用いて非平面状の三次元形状に形成することができる。ガラス質物品１００は、第一クラッド層１０４と第二クラッド層１０６との間に配設されたコア層１０２を含む。いくつかの実施形態において、第一クラッド層１０４および第二クラッド層１０６は、図１に示されるように外面層である。他の実施形態において、当該第一クラッド層および／または第二クラッド層は、コア層と外面層との間に配設された中間層である。
【００１５】
コア層１０２は、第一主要面と、当該第一主要面に対向する第二主要面とを含む。いくつかの実施形態において、第一クラッド層１０４は、コア層１０２の第一主要面に融合される。追加的に、または二者択一的に、第二クラッド層１０６は、コア層１０２の第二主要面に融合される。そのような実施形態において、第一クラッド層１０４とコア層１０２との間および／または第二クラッド層１０６とコア層１０２との間の界面は、いかなる結合材料（例えば、接着剤、コーティング層、またはそれぞれのクラッド層をコア層に接着するために添加、または構成された任意の非ガラス材料など）も含まない。したがって、第一クラッド層１０４および／または第二クラッド層１０６は、コア層１０２に直接融合されるかまたはコア層に直接隣接して、ガラス−ガラス積層体を形成する。いくつかの実施形態において、当該ガラス質物品は、コア層と第一クラッド層との間および／またはコア層と第二クラッド層との間に配設された１つまたは複数の中間層を含む。例えば、当該中間層は、コア層およびクラッド層の界面に形成された中間ガラス層および／または拡散層を含む。
【００１６】
いくつかの実施形態において、コア層１０２は第一ガラス組成物を含み、第一および／または第二クラッド層１０４および１０６は、当該第一ガラス組成物とは異なる第二ガラス組成物を含む。例えば、図１に示された実施形態において、コア層１０２は、第一ガラス組成物を含み、第一クラッド層１０４および第二クラッド層１０６のそれぞれは、第二ガラス組成物を含む。他の実施形態において、第一クラッド層は、第二ガラス組成物を含み、第二クラッド層は、第一ガラス組成物および／または第二ガラス組成物とは異なる第三ガラス組成物を含む。
【００１７】
当該ガラス質物品は、適切なプロセス（例えば、フュージョンドロープロセス、ダウンドロープロセス、スロットドロープロセス、アップドロープロセス、またはフロートプロセスなど）を用いて形成することができる。いくつかの実施形態において、当該ガラス質物品は、フュージョンドロープロセスを用いて形成される。図２は、ガラス質物品（例えば、ガラス質物品１００など）を形成するために使用できるオーバーフロー分配器２００の例示的実施形態の断面図である。オーバーフロー分配器２００は、米国特許第４，２１４，８８６号明細書に記載されるように構成することができ、なお、当該特許は、参照によりその全体が本明細書に組み入れられる。例えば、オーバーフロー分配器２００は、下側オーバーフロー分配器２２０と、当該下側オーバーフロー分配器の上方に位置決めされた上側オーバーフロー分配器２４０とを含む。下側オーバーフロー分配器２２０は、トラフ２２２を含む。第一ガラス組成物２２４は、溶融され、粘性状態でトラフ２２２中へと送られる。第一ガラス組成物２２４は、以下において詳細に説明されるように、ガラス質物品１００のコア層１０２を形成する。上側オーバーフロー分配器２４０は、トラフ２４２を含む。第二ガラス組成物２４４は、溶融されて、粘性状態でトラフ２４２中へと送られる。第二ガラス組成物２４４は、以下において詳細に説明されるように、ガラス質物品１００の第一および第二クラッド層１０４および１０６を形成する。
【００１８】
第一ガラス組成物２２４は、トラフ２２２からあふれて、下側オーバーフロー分配器２２０の対向する外側形成表面２２６および２２８を流れ落ちる。外側形成表面２２６および２２８は、延伸線２３０で合流する。第一ガラス組成物２２４の別々の流れは、それぞれ下側オーバーフロー分配器２２０の外側形成表面２２６および２２８を流れ落ち、延伸線２３０で合流し、そこで共に融合してガラス質物品１００のコア層１０２を形成する。
【００１９】
第二ガラス組成物２４４は、トラフ２４２からあふれて、上側オーバーフロー分配器２４０の対向する外側形成表面２４６および２４８を流れ落ちる。第二ガラス組成物２４４は、上側オーバーフロー分配器２４０によって外向きに逸らされ、それにより、当該第二ガラス組成物は、下側オーバーフロー分配器２２０の周りを流れて、下側オーバーフロー分配器の外側形成表面２２６および２２８の上を流れる第一ガラス組成物２２４に接触する。第二ガラス組成物２４４の当該別々の流れは、下側オーバーフロー分配器２２０のそれぞれの外側形成表面２２６および２２８を流れ落ちる第一ガラス組成物２２４のそれぞれの別々の流れに融合される。延伸線２３０で第一ガラス組成物２２４の流れが合流する際に、第二ガラス組成物２４４は、ガラス質物品１００の第一および第二クラッド層１０４および１０６を形成する。
【００２０】
いくつかの実施形態において、第二ガラス組成物２４４は、感光性ガラスを含む。したがって、本明細書において説明されるような第一および第二クラッド層１０４および１０６には、複数の封入体が形成され得る。追加的に、または二者択一的に、第一ガラス組成物２２４は、非感光性ガラス（例えば、放射線に暴露しても変質しないガラスなど）を含む。
【００２１】
いくつかの実施形態において、粘性状態の、コア層１０２の第一ガラス組成物２２４は、粘性状態の、第一および第二クラッド層１０４および１０６の第二ガラス組成物２４４に接触し、積層化されたシートを形成する。そのような実施形態のいくつかにおいて、当該積層化されたシートは、図２に示されるような下側オーバーフロー分配器２２０の延伸線２３０から離れていくガラスリボンの一部である。当該ガラスリボンは、適切な手段（例えば、重力および／または引っ張りローラなど）によって、下側オーバーフロー分配器２２０から引き離すことができる。当該ガラスリボンは、下側オーバーフロー分配器２２０から離れていく際に冷める。当該ガラスリボンは、積層化されたシートをそこから分離するために切断される。したがって、当該積層化されたシートは、ガラスリボンから切り取られる。当該ガラスリボンは、適切な技術（例えば、切れ目入れ、曲げ、熱的衝撃、および／またはレーザー切断など）を用いて切断することができる。いくつかの実施形態において、ガラス質物品１００は、図１に示されるような積層化されたシートを含む。他の実施形態において、当該積層化されたシートは、ガラス質物品１００を形成するためにさらに処理することができる（例えば、切断または成形などによって）。
【００２２】
図１に示されるガラス質物品１００は３つの層を有するが、他の実施形態も、この開示に包含される。他の実施形態において、ガラス質物品は、異なる数の層（例えば、２つの層、４つの層、またはそれ以上の層など）を有することができる。例えば、２つの層を含むガラス質物品は、当該２つの層が、オーバーフロー分配器のそれぞれの延伸線から離れていく際に接合されるように位置決めされた２つのオーバーフロー分配器を使用して、あるいは、２つのガラス組成物がオーバーフロー分配器の対向した外側形成表面の上を流れてオーバーフロー分配器の延伸線において合流するように分割されたトラフを備える単一のオーバーフロー分配器を使用して、形成することができる。４つ以上の層を含むガラス質物品は、追加のオーバーフロー分配器を使用して、および／または分割されたトラフを備えるオーバーフロー分配器を使用して、形成することができる。したがって、選択された数の層を有するガラス質物品は、それに応じてオーバーフロー分配器を変更することによって形成することができる。
【００２３】
図３は、図１に示されたガラス質物品１００の第一クラッド層１０４の正面図を示している。いくつかの実施形態において、第一クラッド層１０４は、感光性ガラス１０８を含む。例えば、第一クラッド層１０４の第二ガラス組成物は、感光性ガラス１０８を含む。いくつかの実施形態において、第一クラッド層１０４は、感光性ガラス１０８内に分散された複数の封入体１１０を含む。封入体１１０は、適切な技術（例えば、本明細書において説明される、放射線にガラス質物品１００を暴露させること、および／またはガラス質物品１００に、現像処理を施すことなど）を用いて形成することができる。封入体１１０は、当該封入体を囲む感光性ガラス１０８のガラスマトリックスとは異なる相および／または屈折率を有する第一クラッド層１０４の領域を含む。いくつかの実施形態において、封入体１１０は、本明細書において説明されるような感光性ガラス１０８内に形成された金属粒子および／または結晶子を含む。例えば、封入体１１０は、ガラス質物品１００内に光を散乱することができる散乱中心を含む。
【００２４】
図４は、図１および３に示されたガラス質物品１００の端面図を示している。封入体１１０は、第一クラッド層１０４内に導入された光を散乱する助けとなり得る。例えば、光は、第一クラッド層１０４の端部１１２に導入することができる。当該光は、端部１１２から第一クラッド層１０４のガラスマトリックス中を伝搬し、封入体１１０に当たる。当該光は、封入体１１０に当たると散乱される。散乱された光の少なくとも一部は、第一クラッド層１０４の外へと向けられる。例えば、第一クラッド層１０４は、図３〜４に示されるような第一面１１４および当該第一面に対向する第二面１１６を含む。散乱された光の少なくとも一部は、第一クラッド層１０４の第一面１１４および／または第二面１１６から放出される。
【００２５】
いくつかの実施形態において、複数の封入体１１０は、あるパターンを有する。例えば、封入体１１０のサイズ、ピッチ、および／または封入体密度は、ガラス質物品１００の少なくとも１つの方向に沿って変わる。図３〜４に示される実施形態において、封入体１１０のサイズ、ピッチ、および封入体密度は、端部１１２から離れる方向においてガラス質物品１００の長さ方向に沿って変わる。封入体１１０は、端部１１２から離れる方向においてガラス質物品１００の長さ方向に沿って次第に大きくなる。隣接する封入体１１０間のピッチまたは間隔は、端部１１２から離れる方向においてガラス質物品１００の長さ方向に沿って次第に小さくなる。単位体積あたりの封入体１１０の封入体密度または数は、端部１１２から離れる方向においてガラス質物品１００の長さ方向に沿って次第に大きくなる。ピッチの減少は、例えば、封入体のサイズの増加および／または封入体密度の増加の結果であり得る。
【００２６】
図３〜４に示される封入体１１０は球状であるが、他の実施形態も、本明細書において開示される。他の実施形態において、封入体は、別の規則的なもしくは不規則な形状、例えば、楕円形状、角柱形状、または板様形状など、を有し得る。追加的に、または二者択一的に、より大きな封入体は、より小さい封入体の凝集体を含み得る。例えば、比較的小さな封入体は、お互いに極めて近接して配置され、より大きな封入体を形成し得る。
【００２７】
当該複数の封入体１１０のパターンは、第一クラッド層１０４内での光の散乱を、したがって、第一クラッド層の面からの光の放出を制御する助けとなり得る。当該複数の封入体１１０のパターンは、第一クラッド層１０４の長さ方向および／または幅方向に沿った様々な位置で放出される光の放出プロファイルまたは光の量もしくは強度の制御を可能にし得る。例えば、第一の量の光１２０は、第一クラッド層１０４の端部１１２に導入され得る。いくつかの実施形態において、端部１１２の近くに位置決めされた近位の封入体１１０ａは、図３〜４に示されるように、当該端部からより遠くに位置決めされた遠位の封入体１１０ｂと比較すると、より小さく、また別の封入体との間隔は大きくなる。光は、近位の封入体１１０ａに当たる。第二の量の光１２２は、散乱されて第一クラッド層１０４から放出され、第三の量の光１２４（すなわち、第二の量の光と共には第一クラッド層１０４から放出されなかった第一の量の光１２０の残りの部分）は、端部１１２から離れる方向において第一クラッド層１０４中を伝搬し続ける。第二の量の光１２２が、近位の封入体１１０ａに当たって第一クラッド層１０４から放出されたため、第三の量の光１２４は、端部１１２に導入された第一の量の光１２０より少ない。換言すれば、より多くの光が散乱されて第一クラッド層から放出されるほど、端部１１２から離れる方向において第一クラッド層１０４中を伝搬する光は減衰する。
【００２８】
当該光は、遠位の封入体１１０ｂに当たり、第四の量の光１２６が散乱されて第一クラッド層１０４から放出される。遠位の封入体１１０ｂは、近位の封入体１１０ａより大きく、お互いにより近いため、遠位の封入体１１０ｂに当たって散乱される第三の量の光１２４の割合は、近位の封入体１１０ａに当たって散乱される第一の量の光１２０の割合より大きい。換言すれば、第三の量の光１２４に対する第四の量の光１２６の比率は、第一の量の光１２０に対する第二の量の光１２２の比率より大きい。第一クラッド層１０４中を伝搬する光の量は、端部１１２から離れる方向においてガラス質物品１００の長さ方向に沿って減少するが、散乱されて放出される当該伝搬する光の割合は、端部から離れる方向においてガラス質物品の長さ方向に沿って増加する。いくつかの実施形態において、近位の封入体１１０ａによって散乱される第二の量の光１２２は、遠位の封入体１１０ｂによって散乱される第四の量の光１２６と実質的に同じである。しがたって、近位の封入体１１０ａに達する光より、遠位の封入体１１０ｂに達する光は少ないが、遠位の封入体１１０ｂに達する光のより大きい割合が散乱されてガラス質物品１００から放出されるため、実質的に同じ量の光が、近位および遠位の封入体１１０ａおよび１１０ｂの位置において放出される。
【００２９】
いくつかの実施形態において、第二クラッド層１０６は、感光性ガラスを含む。第二クラッド層１０６の感光性ガラスは、第一クラッド層１０４の感光性ガラス１０８と同じであり得るか、または異なり得る。いくつかの実施形態において、第二クラッド層１０６は、図４に示されるような感光性ガラス内に分散された複数の封入体を含む。当該封入体は、本明細書において説明されるような適切な技術を用いて形成することができる。追加的に、または二者択一的に、当該複数の封入体は、本明細書において説明されるようなパターンを有し得る。第二クラッド層１０６の複数の封入体のパターンは、第一クラッド層１０４の複数の封入体１１０のパターンと同じであり得るか、または異なり得る。したがって、第一クラッド層および第二クラッド層のそれぞれの発光プロファイルは、実質的にお互いに独立して制御することができる。
【００３０】
図３〜４に示される複数の封入体１１０のパターンは、様々なサイズ、ピッチ、および封入体密度を有するが、他の実施形態も本明細書において開示される。いくつかの実施形態において、封入体密度は、ガラス質物品の少なくとも１つの方向に沿って変わる。例えば、封入体密度は、ガラス質物品の端部から離れる方向において当該ガラス質物品の長さ方向に沿って連続的に変わる。いくつかの実施形態において、封入体密度は、ガラス質物品の少なくとも１つの方向に沿って直線的に変わる。他の実施形態において、封入体密度は、ガラス質物品の少なくとも１つの方向に沿って指数関数的に変わる。いくつかの実施形態において、封入体密度が、ガラス質物品の少なくとも１つの方向に沿って変わる一方で、封入体のサイズは、ガラス質物品の少なくとも１つの方向に沿って実質的に一定である。例えば、いくつかの実施形態において、封入体は、様々な封入体密度を有するハーフトーンのパターンのドットを含む。追加的に、または二者択一的に、封入体密度は、ガラス質物品の少なくとも１つの方向に沿って変わり、封入体のピッチも、ガラス質物品の少なくとも１つの方向に沿って変わる。様々な実施形態において、封入体のサイズ、ピッチ、または封入体密度（またはそれらの組み合わせ）は、ガラス質物品の少なくとも１つの方向に沿って変わり得るか、または実質的に一定のままであり得る。
【００３１】
当該複数の封入体のパターン（例えば、サイズ、ピッチ、および／または封入体密度）を選択することによって、ガラス質物品から放出される光の放出プロファイルを制御することができる。例えば、当該複数の封入体のパターンは、ガラス質物品（例えば、第一および／または第二クラッド層）から放出される光の強度が当該ガラス質物品の少なくとも１つの方向（例えば、長さ方向および／または幅方向）に沿って変わるように選択することができる。当該可変の光強度は、ガラス質物品の少なくとも１つの方向に沿って増加または減少し得る。いくつかの実施形態において、当該可変の光強度は、少なくとも１つの方向の異なる部分に沿って増加または減少することができ、それによりガラス質物品から放出される光は、所望のパターンまたは記号（例えば、１つまたは複数の符号、数字、または文字）になる。あるいは、封入体のパターンは、ガラス質物品から放出される光の強度がガラス質物品の少なくとも１つの方向に沿って実質的に一定であるように選択することができる。したがって、当該光は、ガラス質物品の少なくとも１つの方向に沿って一様に放出される。例えば、いくつかの実施形態において、ガラス質物品から放出される光の強度の変化は、ガラス質物品の少なくとも１つの方向に沿って１５ｃｍの距離にわたって、約３０％未満、約２０％未満、または約１０％未満である。いくつかの実施形態において、当該複数の封入体のパターンは、ある回折格子を含む。当該回折格子は、クラッド層中を伝搬する光を放った端部の回折を制御するために使用することができる。
【００３２】
いくつかの実施形態において、ガラス質物品１００は、少なくとも約０．０５ｍｍ、少なくとも約０．１ｍｍ、少なくとも約０．２ｍｍ、または少なくとも約０．３ｍｍの厚さを有する。追加的に、または二者択一的に、ガラス質物品１００は、最大で約１．５ｍｍ、最大で約１ｍｍ、最大で約０．７ｍｍ、または最大で約０．５ｍｍの厚さを有する。いくつかの実施形態において、ガラス質物品１００の厚さに対するコア層１０２の厚さの比率は、少なくとも約０．８、少なくとも約０．８５、少なくとも約０．９、または少なくとも約０．９５である。追加的に、または二者択一的に、ガラス質物品１００の厚さに対するコア層１０２の厚さの比率は、最大でも約０．９５、最大でも約０．９、最大でも約０．８５、または最大でも約０．８である。いくつかの実施形態において、第二ガラス質層（例えば、第一クラッド層１０４および第二クラッド層１０６のそれぞれ）の厚さは、約０．００２ｍｍから約０．２５ｍｍまでである。
【００３３】
様々な実施形態において、感光性ガラスは、本明細書において説明されるような放射線に反応するガラス組成物を含む。本明細書において説明される実施形態において使用できる２つの例示的感光性ガラスは、ＦＯＴＡＬＩＴＥ（商標）およびＦＯＴＡＦＯＲＭ（商標）であり、それぞれ、Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ（コーニング、ＮＹ）から入手される。
【００３４】
いくつかの実施形態において、感光性ガラスは、セリウム（例えば、ＣｅＯ２および／またはＣｅ２Ｏ３）を含む。例えば、当該感光性ガラスは、ＣｅＯ２として計算して、約０．００５重量％から約０．２重量％のセリウム、または約０．０１重量％から約０．１５重量％のセリウムを含む。いくつかの実施形態において、当該感光性ガラスは、＋３の酸化状態のセリウム（例えば、Ｃｅ２Ｏ３）を含む。当該セリウムは、放射線へのガラス質物品の暴露に反応して酸化されて電子を放出することができる増感剤イオンとして機能し得る。
【００３５】
いくつかの実施形態において、当該感光性ガラスは、銀、金、銅、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される少なくとも１種の感光性金属を含む。例えば、当該感光性ガラスは、約０．０００５重量％から約０．２重量％の銀、または約０．００５重量％から約０．０５重量％の銀を含む。いくつかの実施形態において、当該感光性ガラスは、＋１の酸化状態の少なくとも１種の感光性金属（例えば、ＡｇＮＯ３）を含む。当該感光性金属は、放射線へのガラス質物品の暴露に反応して、および／またはガラス質物品に現像処理を施すことにより、還元されて、コロイド状金属粒子を形成し得る。
【００３６】
いくつかの実施形態において、当該感光性ガラスは、フッ素、臭素、塩素、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される少なくとも１種のハロゲンを含む。例えば、当該感光性ガラスは、約２重量％から約３重量％のフッ素を含む。追加的に、または二者択一的に、当該感光性ガラスは、約０重量％から約２重量％の臭素を含む。いくつかの実施形態において、当該ハロゲンは、ハロゲンイオンとして感光性ガラス中に存在する。当該ハロゲンは、放射線へのガラス質物品の暴露に反応して、および／または当該ガラス質物品に現像処理を施すことによって、微結晶または結晶子を形成する助けとなり得る。
【００３７】
いくつかの実施形態において、当該感光性ガラスは、リチウム、ナトリウム、カリウム、およびそれらの組み合わせからなる群より選択されるアルカリ金属を含む。例えば、当該感光性ガラスは、約０重量％から約２０重量％のＬｉ２Ｏを含む。追加的に、または二者択一的に、当該感光性ガラスは、約０重量％から約３０重量％のＮａ２Ｏ、または約１０重量％から約２０重量％のＮａ２Ｏを含む。追加的に、または二者択一的に、当該感光性ガラスは、約０重量％から約１０重量％のＫ２Ｏ、または約０重量％から約１重量％のＫ２Ｏを含む。当該アルカリ金属は、放射線へのガラス質物品の暴露に反応して、および／または当該ガラス質物品に現像処理を施すことによって、微結晶または結晶子を形成する助けとなり得る。
【００３８】
様々な実施形態において、当該感光性ガラスは、当該感光性ガラスがその感光特性を維持する限り、追加の成分を含んでもよい。例えば、いくつかの実施形態において、当該感光性ガラスは、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、およびそれらの組み合わせからなる群より選択されるガラスネットワーク形成剤を含む。追加的に、または二者択一的に、当該感光性ガラスは、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、またはＳｂ２Ｏ３のうちの１つまたは複数を含む。
【００３９】
本明細書において説明される実施形態において使用できる３つの例示的な感光性ガラスの組成を表１に示す。表１に挙げられた様々な成分の量は、重量％で表される。
【００４０】
【表１】
2017511787.tif 000003
【００４１】
様々な実施形態において、第一ガラス質層（例えば、コア層１０２）は、第二ガラス質層（例えば、第一クラッド層１０４および／または第二クラッド層１０６）の感光性ガラスに適合性があるガラス組成物を含み得る。例えば、いくつかの実施形態において、第一ガラス質層は、ソーダ石灰ガラスを含む。
【００４２】
いくつかの実施形態において、第一ガラス質層の第一ガラス組成物は、非感光性ガラスを含む。例えば、当該第一ガラス質層は、セリウム、感光性金属、またはハロゲンのうちの少なくとも１つは実質的に不含である。いくつかの実施形態において、当該第一ガラス質層は、実質的にセリウムを含まない。追加的に、または二者択一的に、当該第一ガラス質層は、銀、金、および／または銅を実質的に含まない。追加的に、または二者択一的に、当該第一ガラス質層は、フッ素、臭素、および／または塩素を実質的に含まない。セリウム、感光性金属、およびハロゲンは、比較的高価な成分である傾向にあるため、セリウム、感光性金属、またはハロゲンのうち、１つまたは複数を第二ガラス質層に制限すると、ガラス質物品のコストを下げる助けとなり得る。例えば、当該ガラス質物品中のセリウム、感光性金属、およびハロゲンの総量は、これらの成分をある特定の層のみに含有させ、他の層からは排除することによって、比較的低く保つことができる。ハロゲンは、比較的揮発性の成分である傾向にあるため、バッチに添加されるハロゲンの量は、ガラス質物品中に存在するハロゲンの量より多くなり得る。したがって、ハロゲンを第二ガラス質層に制限することは、所望の量のハロゲンを有するガラス質物品を得るためにバッチ中に含有される過剰なハロゲンの量を減らす助けとなり得る。
【００４３】
いくつかの実施形態において、ガラス質物品１００は、本明細書において説明されるようなフュージョンドロープロセスを用いて形成される。従来の感光性ガラスは、フュージョンドロープロセスを用いて単層シートに形成するのが困難であり得るか、または不可能でさえあり得る。当該困難さは、例えば、比較的低い液相粘度またはある特定の成分（例えば、ハロゲン）の揮発性に起因し得る。第一ガラス質層の第一ガラス組成物は、フュージョンドロープロセスを使用してガラス質物品１００を形成することが可能であるように選択することができる。例えば、第一ガラス質層の第一ガラス組成物は、少なくとも約１００ｋＰ、少なくとも約２００ｋＰ、または少なくとも約３００ｋＰの液相粘度を有する。追加的に、または二者択一的に、当該第一ガラス組成物は、最大で約２５００ｋＰ、最大で約１０００ｋＰ、または最大で約８００ｋＰの液相粘度を有する。ガラス質物品１００の第一ガラス質層（例えば、コア層１０２）を形成する第一ガラス組成物は、第二ガラス質層（例えば、第一クラッド層１０４および／または第二クラッド層１０６）を形成するために、オーバーフロー分配器を覆うように第二ガラス組成物を運ぶ助けとなり得る。したがって、ガラス質物品１００は、フュージョンドロープロセスを使用して単層シートに成形することが困難であり得るかまたは不可能でさえあり得るようなガラス材料の１つまたは複数の層を有する積層化されたシートを含み得る。
【００４４】
いくつかの実施形態において、ガラス質物品１００は、強化されたガラス質物品として構成される。例えば、いくつかの実施形態において、第二ガラス質層（例えば、第一および／または第二クラッド層１０４および１０６）の第二ガラス組成物は、第一ガラス質層（例えば、コア層１０２）の第一ガラス組成物とは異なる平均熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する。例えば、第一および第二クラッド層１０４および１０６は、コア層１０２より低いＣＴＥを有するガラス組成物から形成される。ＣＴＥが不一致の場合（すなわち、第一および第二クラッド層１０４および１０６のＣＴＥと、コア層１０２のＣＴＥとの間の差）、ガラス質物品１００の冷却の際に、クラッド層に圧縮応力が、そしてコア層には引張応力が形成される。
【００４５】
いくつかの実施形態において、第一ガラス質層のＣＴＥおよび第二ガラス質層のＣＴＥは、少なくとも約５×１０−７℃−１、少なくとも約１０×１０−７℃−１、または少なくとも約１５×１０−７℃−１異なる。追加的に、または二者択一的に、第一ガラス質層のＣＴＥおよび第二ガラス質層のＣＴＥは、最大で約４０×１０−７℃−１、最大で約３０×１０−７℃−１、最大で約２５×１０−７℃−１、最大で約２０×１０−７℃−１、または最大で約１５×１０−７℃−１異なる。いくつかの実施形態において、第二ガラス質層の第二ガラス組成物は、少なくとも約７５×１０−７℃−１、または少なくとも約８０×１０−７℃−１のＣＴＥを有する。追加的に、または二者択一的に、第二ガラス質層の第二ガラス組成物は、最大で約９０×１０−７℃−１、または最大で約８５×１０−７℃−１のＣＴＥを有する。追加的に、または二者択一的に、第一ガラス質層の第一ガラス組成物は、少なくとも約８５×１０−７℃−１、または少なくとも約９０×１０−７℃−１のＣＴＥを有する。追加的に、または二者択一的に、第一ガラス質層の第一ガラス組成物は、最大で約１０５×１０−７℃−１、または最大で約１００×１０−７℃−１のＣＴＥを有する。いくつかの実施形態において、第一ガラス質層のＣＴＥおよび第二ガラス質層のＣＴＥは、互いに最大で１０％異なる。様々な実施形態において、第一および第二クラッド層のそれぞれは、独立して、コア層より高いＣＴＥ、低いＣＴＥ、または実質的に同じＣＴＥを有し得る。
【００４６】
いくつかの実施形態において、第二ガラス質層（例えば、第一および／または第二クラッド層１０４および１０６）の第二ガラス組成物は、イオン交換可能である。例えば、当該第二ガラス組成物は、第二ガラス質層に圧縮応力を形成するために適切なイオン交換プロセスを用いてより大きなイオン（例えば、Ｋ＋１またはＡｇ＋１）と交換できるアルカリ金属イオン（例えば、Ｌｉ＋１またはＮａ＋１）を含む。いくつかの実施形態において、イオン交換されたガラス質物品の第二ガラス質層は、選択された圧縮応力層深さと圧縮応力値とを有する圧縮層を含む。
【００４７】
第一ガラス質層（例えば、コア層１０２）の第一ガラス組成物は、屈折率ｎ１を有し、第二ガラス質層（例えば、第一および／または第二クラッド層１０４および１０６）の第二ガラス組成物は、屈折率ｎ２を有する。いくつかの実施形態において、ｎ１は、実質的にｎ２と同じである。他の実施形態において、ｎ１とｎ２は、お互いに異なる。ｎ１とｎ２との間の差は、（例えば、第一ガラス質層と第二ガラス質層との間の界面での屈折の量を制御することにより）ガラス質物品からの光の放出を制御する助けとなり得る。
【００４８】
いくつかの実施形態において、当該ガラス質物品は、放射線に暴露されて、その中に複数の封入体を形成する。図５は、ガラス質物品１００中に封入体１１０を形成する方法の例示的実施形態を示している。ガラス質物品１００は、放射線源１４０から放出された放射線に暴露される。当該放射線は、感光性ガラスから反応を誘発することができる。例えば、いくつかの実施形態において、当該放射線は、約１０ｎｍから約４００ｎｍの波長を有する紫外（ＵＶ）線を含む。放射線源１４０は、例えば、ランプ（例えば、水銀キセノンランプ）または太陽などの放射線の供給源を含み得る。いくつかの実施形態において、暴露時間は、ガラス質物品１００の第一クラッド層１０４および／または第二クラッド層１０６の厚さに依存し得る。例えば、より薄い感光性ガラス層では、より厚い感光性ガラス層と比較して、封入体１１０を形成するのにより短い暴露時間で十分であり得る。したがって、暴露時間は、より薄い感光性ガラス層を有するガラス質物品を提供することによって短くできる。
【００４９】
いくつかの実施形態において、マスク１４２が、放射線源１４０とガラス質物品１００との間に位置決めされる。マスク１４２は、放射線に対して不透明な不透明領域と、放射線に対して透明な透明領域とを含む。マスク１４２の不透明領域は、放射線を遮断（例えば、吸収および／または反射）することにより、ガラス質物品１００の未暴露領域を形成する。マスク１４２の透明領域は、放射線を透過することにより、ガラス質物品１００の暴露領域を形成する。したがって、ガラス質物品１００の未暴露領域は、放射線から遮蔽され、ガラス質物品の暴露領域は、放射線に晒される。放射線への暴露に反応して、ガラス質物品１００の暴露領域において封入体１１０が形成される。例えば、第一クラッド層１０４または第二クラッド層１０６のうちの少なくとも一方は、感光性ガラスを含み、そのため、放射線へのガラス質物品１００の暴露に反応してそれぞれのクラッド層において封入体１１０が形成される。いくつかの実施形態において、ガラス質物品１００の未暴露領域は、実質的に封入体を含まない。
【００５０】
いくつかの実施形態において、マスク１４２の透明領域は、ガラス質物品１００の感光性ガラス内に形成される当該複数の封入体１１０のパターンに対応するパターンを有する。例えば、マスク１４２の透明領域は、当該マスクの不透明領域内に設けられた複数の開口部を有する。当該複数の開口部は、マスク１４２の少なくとも１つの方向（例えば、長さ方向および／または幅方向）に沿って、当該開口部のサイズ、当該開口部のピッチ、または開口部密度のうちの少なくとも１つにおいて勾配を有する。換言すれば、サイズ、ピッチ、または開口部密度のうちの少なくとも１つは、マスク１４２の少なくとも１つの方向に沿って変わる。例えば、当該複数の開口部のピッチおよび／または開口部密度は、マスク１４２の端部１４４から離れる方向において当該マスクの長さ方向に沿って増加する。したがって、マスク１４２は、図５に示されるような端部１４４から離れる方向において当該マスクの長さ方向に沿って徐々に増加する透明領域を含む。他の実施形態において、当該マスクの複数の開口部のサイズ、ピッチ、および／または開口部密度は、当該マスクの少なくとも１つの方向に沿って、増加し得るか、減少し得るか、または実質的に一定のままであり得る。いくつかの実施形態において、マスク１４２の開口部は、ハーフトーンのパターンのドットを含む。当該ドットは、当該マスクの長さ方向に沿って、徐々にお互いにより近くになり、および／または徐々により密になって、当該勾配またはパターンを形成する。いくつかの実施形態において、マスク１４２の透明領域は、端部１４４から離れる方向においてマスクの長さ方向に沿って指数関数的に増加する。他の実施形態において、当該マスクの透明領域は、別の様式で（例えば、直線的に）、端部１４４から離れる方向において当該マスクの長さ方向に沿って増加する。マスク１４２の当該複数の開口部のパターンは、ガラス質物品１００に形成される複数の封入体１１０のパターンに対応する。
【００５１】
いくつかの実施形態において、マスク１４２は、フォトリソグラフィプロセスを使用して形成される。いくつかの実施形態において、マスク１４２は、ガラス基材と、当該ガラス基材上に配設された金属層とを含む。当該金属層は、放射線を吸収および／または反射する金属材料、例えば、クロムなど、を含み得る。フォトレジスト層が、当該金属層上に被着される。当該フォトレジスト層は、マスク１４２の不透明領域（例えば、ネガ型フォトレジストが使用される場合）または透明領域（ポジ型フォトレジストが使用される場合）のパターンに対応するあるパターンの光に暴露される。当該フォトレジスト層は、マスク１４２の透明領域に対応する当該フォトレジスト層の部分を除去するために現像される。したがって、当該フォトレジスト層の残留部分は、マスク１４２の不透明領域に対応する金属層の部分を覆う。当該金属層はフォトレジスト層で覆われていない当該金属層部分を除去するために、エッチング液に晒される。フォトレジスト層で覆われている当該金属層部分は、エッチング液から保護される。したがって、マスク１４２の透明領域を形成するための開口部が当該金属層に形成される。残留するフォトレジストは除去される。
【００５２】
いくつかの実施形態において、ガラス質物品１００の当該露出部分が、本明細書で説明されるような封入体１１０を形成するために放射線に暴露される。例えば、当該放射線は、マスク１４２の透明領域を通過して、ガラス質物品１００の当該露出部分に当たる。封入体１１０は、金属粒子を含み得る。例えば、いくつかの実施形態において、感光性ガラスの感光性金属は、放射線への暴露に反応して、ガラス質物品１００の露出部分で還元される。
【００５３】
いくつかの実施形態において、暴露されたガラス質物品１００は、現像プロセスが施される。例えば、当該現像プロセスは、熱処理を含む。いくつかの実施形態において、当該熱処理は、当該暴露されたガラス質物品１００を感光性ガラスの核形成温度に加熱するステップを含む。当該核形成温度は、ガラス質物品１００の露出部分内で金属粒子が形成および／または融合され得る温度である。追加的に、または二者択一的に、当該暴露されたガラス質物品は、さらに、感光性ガラスの成長温度に加熱される。当該成長温度は、ガラス質物品１００の露出部分内で、金属粒子上に結晶子が形成され得る温度である。したがって、いくつかの実施形態において、封入体１１０は、結晶子がその上に形成された核形成剤として機能する金属粒子を含む。当該結晶子は、感光性ガラスのハロゲン化物および／またはアルカリ金属を含み得る。いくつかの実施形態において、当該感光性ガラスは、ガラス質物品１００の露出部分で、（例えば、感光性ガラス中での金属粒子および／または結晶子の形成に起因して）乳白色化される。いくつかの実施形態において、当該核形成温度は、約５００℃から約５４０℃までの間、または約５１０℃から約５３０℃までの間である。追加的に、または二者択一的に、ガラス質物品は、約２℃／分から約１０℃／分までの間、または約４℃／分から約８℃／分までの間の速度で、核形成温度に加熱される。追加的に、または二者択一的に、成長温度は、約５７０℃から約６１０℃までの間、または約５８０℃から約６００℃までの間である。当該成長温度は、核形成温度より高くあり得る。いくつかの実施形態において、ガラス質物品１００は、約１５分間から約４５分間、核形成温度および／または成長温度に保たれる。
【００５４】
いくつかの実施形態において、ガラス質物品の片面（例えば、第一クラッド層１０４）が放射線に暴露され、その後、ガラス質物品の別の面（例えば、第二クラッド層１０６）が放射線に暴露される。他の実施形態において、２つの面（例えば、第一クラッド層１０４および第二クラッド層１０６）が、お互いに同時に放射線に暴露される。例えば、いくつかの実施形態において、ガラス質物品１００は、複数の放射線源および／または複数のマスクの間に位置決めされる。
【００５５】
図５は、マスク１４２を使用して複数の封入体のパターンを形成するステップを説明しているが、他の実施形態も本開示に包含される。例えば、いくつかの実施形態において、当該パターンは、ガラス質物品の非露出部分を暴露することなく、ガラス質物品の露出部分上に選択的に放射線の焦点を合わせることによって形成される。そのように焦点を合わせたガラス質物品の暴露は、例えば、放射線がガラス質物品の方に向けられるようにパターンを制御するためにデジタルライトプロセッシング（ＤＬＰ）システムを使用することにより、達成することができる。他の実施形態において、当該パターンは、ガラス質物品の異なる部分に対して異なる熱処理を施すことによって形成される。例えば、実質的にガラス質物品の全てまたは一部を放射線に暴露させることができ、ガラス質物品の異なる部分が異なる期間炉内に留まるように、当該暴露されたガラス質物品を様々な速度で炉内を通過させることができる。追加的に、または二者択一的に、当該炉は、ガラス質物品の異なる部分が、炉内で異なる温度に晒されるように、熱勾配を有し得る。ガラス質物品の少なくとも１つの方向に沿って当該ガラス質物品に様々な熱処理を施すことにより、パターンを形成するために、封入体の特性を少なくとも１つの方向に沿って変えることができる。
【００５６】
図６は、ガラス質物品３００の例示的実施形態の横断面図である。ガラス質物品３００は、少なくとも第一ガラス質層および第二ガラス質層を含む。いくつかの実施形態において、ガラス質物品３００は、複数のガラス層を含む積層化されたロッドまたはケーンを含む。当該積層化されたロッドは、図６に示されるように、実質的に円筒形であり得るか、または非円筒形であり得る。例えば、当該積層されたロッドの断面は、円形、楕円形、三角形、四角形、または別の多角形もしくは非多角形であり得る。ガラス質物品３００の第一ガラス質層は、コア層３０２を含む。ガラス質物品３００の第二ガラス質層は、コア層３０２の周囲にクラッド層３０４を含む。いくつかの実施形態において、クラッド層３０４は、図６に示されるような外面層である。他の実施形態において、当該クラッド層は、コア層と外面層との間に配置された中間層である。
【００５７】
いくつかの実施形態において、クラッド層３０４は、コア層３０２の外側表面に融合される。そのような実施形態において、クラッド層３０４とコア層３０２との間の界面は、あらゆる結合材料を含んでいない。したがって、クラッド層３０４は、コア層３０２に直接融合されるか、またはガラス質物品１００に関して本明細書で説明されるように、コア層３０２に直接隣接する。いくつかの実施形態において、当該ガラス質物品は、コア層とクラッド層との間に配置された１つまたは複数の中間層を含む。
【００５８】
ガラス質物品３００は、例えば、ドロープロセス（例えば、二重るつぼ線引き法）または押出プロセスなどのプロセスを使用して形成することができる。いくつかの実施形態において、ガラス質物品３００は、ドロープロセスを使用して形成される。
【００５９】
いくつかの実施形態において、コア層３０２は、第一ガラス組成物を含み、クラッド層３０４は、当該第一ガラス組成物とは異なる第二ガラス組成物を含む。いくつかの実施形態において、クラッド層３０４は、感光性ガラスを含む。追加的に、または二者択一的に、コア層３０２は、非感光性ガラスを含む。いくつかの実施形態において、クラッド層３０４は、感光性ガラス内に分散された複数の封入体を含む。当該封入体は、ガラス質物品１００に関して本明細書において説明されるような適切な技術を用いて形成することができる。当該封入体は、クラッド層３０４中（例えば、クラッド層の端部中）に導入された光を散乱する助けとなり得る。当該光は、クラッド層３０４のガラスマトリックス中を伝搬し、当該封入体に当たって散乱される。当該散乱された光の少なくとも一部は、クラッド層３０４の外に向けられる。
【００６０】
いくつかの実施形態において、当該複数の封入体は、あるパターンを有する。例えば、当該複数の封入体のサイズ、ピッチ、および／または封入体密度は、ガラス質物品３００の少なくとも１つの方向（例えば、長さ方向および／または円周方向）に沿って変わる。当該複数の封入体は、ガラス質物品１００に関して本明細書において説明されるようなパターンを有し得る。当該パターンは、ガラス質物品３００からの光の放出を制御するために選択することができる。例えば、当該パターンは、ガラス質物品３００から放出される光の強度が当該ガラス質物品の少なくとも１つの方向（例えば、長さ方向および／または円周方向）に沿って変わるように選択することができる。あるいは、当該パターンは、ガラス質物品３００から放出される光の強度が当該ガラス質物品の少なくとも１つの方向に沿って実質的に一定であるように選択することができる。
【００６１】
ガラス質物品１００および３００は、クラッド層に感光性ガラスを含むように本明細書において説明されるが、他の実施形態も本開示に包含される。例えば、他の実施形態において、コア層は、感光性ガラスを含む。追加的に、または二者択一的に、クラッド層は、非感光性ガラスを含む。様々な実施形態において、当該様々な層のいずれもが、所望の発光特性を有するガラス質物品を形成するために、感光性ガラスまたは非感光性ガラスを含むことができる。
【００６２】
本明細書において説明される実施形態において、ガラス質物品は、様々な用途に使用することができる。例えばＬＣＤおよびＬＥＤディスプレイ、コンピュータモニター、および現金自動振込機（ＡＴＭ）などの、消費者用または商業用電子デバイスにおけるカバーガラスまたはガラス背面板用途；タッチスクリーンまたはタッチセンサー用途；携帯電話、パーソナルメディアプレーヤー、およびタブレットコンピュータなどの携帯式電子デバイス；光起電用途；建築用ガラス用途；自動車または車両用ガラス用途；商業用または家庭用電化製品用途；例えばＬＥＤランプのための照明器具などのソリッドステート照明用途；またはフォトバイオリアクター用途などである。
【００６３】
いくつかの実施形態において、透明ディスプレイは、本明細書において説明されるようなガラス質物品を含む。例えば、当該ガラス質物品は、透明ディスプレイの透明バックライトとして使用することができる。バックライト機能を提供するために、光が端部に導入され、本明細書において説明されるようなガラス質物品の面から放出され得る。さらに、例えば、当該ガラス質物品は、透明投影式ディスプレイ用のスクリーンとしても使用することができる。当該ガラス質物品上に投影されるイメージは、（例えば、当該ガラス質物品中に存在する散乱中心の結果として）視聴者に対して可視的であり得る。透明ディスプレイ用途の場合、当該ガラス質物品は、（例えば、図１に関して本明細書において説明されるような）ガラス質シートとして構成することができる。追加的に、または二者択一的に、当該ガラス質物品は、可視光に対して実質的に透明であり得る。例えば、当該ガラス質物品は、可視光の少なくとも約８０％、少なくとも約９０％、または少なくとも約９５％を透過する。
【実施例】
【００６４】
以下の実施例により、様々な実施形態をさらに明確にする。
【００６５】
実施例１
実質的に円筒形の積層化ケーン（図６に示されたガラス質物品３００と同様の）を、コアに対しては非感光性ソーダ石灰ガラスから、クラッドに対しては感光性ガラスから、二重るつぼ線引き法を使用して形成した。当該感光性ガラスは、上記の表１に示された組成Ｐ−１を有していた。当該ケーンは、約２〜３ｍｍの直径を有していた。クラッドは、約３０〜１００μｍの厚さを有していた。クラッドの厚さは、線引きの際に変えた。
【００６６】
当該ケーンを、１ｋＷのＨｇＸｅ投光ランプセットにより１０ｍＷ／ｃｍ２の出力で発生させた放射線に暴露させた。当該ケーンは、７５秒間暴露させ、次いで縦軸周りに９０℃回転させてさらに７５秒間暴露させ、次いで縦軸周りに９０℃回転させてさらに７５秒間暴露させ、次いで縦軸周りに９０℃回転させてさらに７５秒間暴露させた。したがって、当該ケーンの表面を４分の１ずつ、放射線に約７５秒間暴露させた。
【００６７】
暴露させたケーンに熱処理プロセスを施した。当該ケーンを炉内に位置させ、当該炉の温度を経時的に変えた。図７は、熱処理プロセスの間の時間の関数としての炉温度を示している。
【００６８】
当該ケーンは、青色ＬＥＤを使用したエッジライトであり、光の散乱が目視で観察された。図８は、当該エッジライト用ケーンからの光の散乱を示す写真である。図８に示されているように、クラッドからかなりの散乱があった。ケーンの表面全体が実質的に同じ量の放射線に暴露されているので、散乱中心密度は、当該ケーンの長さ方向に沿って均一であった。したがって、図８に示されるように、かなり多くの光が、エッジライトの末端から離れた当該ケーンの遠位部分より、エッジライトの末端により近い当該ケーンの近位部分において散乱された。
【００６９】
実施例２
実施例１において説明したのと同じ手順を用いて、積層化されたケーンを形成した。ただし、当該ケーンの暴露の際、勾配マスクを投光ランプと当該ケーンの間に位置決めした。当該勾配マスクの透明エリアは、当該マスクの長さ方向に沿って増加していたため、当該ケーンの外側表面の露出部分のエリアも、当該ケーンの長さ方向に沿って増加した。
【００７０】
当該ケーンは、青色ＬＥＤを使用したエッジライトであり、光の散乱が目視で観察された。図９は、エッジライト用ケーンからの光の散乱を示す写真である。ケーンの表面の、放射線に暴露されるエリアが、ケーンの長さ方向に沿って次第に増加したので、散乱中心密度も、当該ケーンの長さ方向に沿って増加した。したがって、図９に示されるように、エッジライトの末端により近い当該ケーンの近位部分で散乱された光の量は、エッジライト末端から離れた当該ケーンの遠位部分に散乱された光の量と同様であった。したがって、所望の様式で散乱中心を分配するために、当該ケーンの発光プロファイルは、当該ケーンの露出部分を選択的に暴露させかつ当該ケーンの非露出部分を遮蔽することによって制御することができる。
【００７１】
比較例
実施例１において説明したのと同じ手順を用いて、積層化されたケーンを形成した。しかし、当該ケーンは、放射線に暴露させず、または熱処理も施さなかった。
【００７２】
当該ケーンは、青色ＬＥＤを使用したエッジライトであり、光の散乱が目視で観察された。図１０は、エッジライト用ケーンからの光の散乱を示す写真である。光の散乱がないのは、当該ケーンに散乱中心が形成されてないことを示している。
【００７３】
本開示の特許請求項の趣旨または範囲から逸脱することなく様々な変更および変形を為すことができることは、当業者には明白であろう。したがって、本発明は、添付のクレームおよびそれらの同等物を考慮することを除いて、制限されるものではない。
【００７４】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００７５】
実施形態１
第一ガラス質層と、該第一ガラス質層に隣接し、感光性ガラスを含む第二ガラス質層とを含むガラス質物品を形成するステップ；
該ガラス質物品を放射線に暴露させて暴露されたガラス質物品を形成するステップ；ならびに
複数の封入体が該第二ガラス質層の該感光性ガラス中に形成されるように、該暴露されたガラス質物品に熱処理を施すステップ、
を含む方法。
【００７６】
実施形態２
前記ガラス質物品を形成する前記ステップが、フュージョンドロープロセスを用いて溶融状態の前記第一ガラス質層を溶融状態の前記第二ガラス質層に接触させるステップを含む、実施形態１に記載の方法。
【００７７】
実施形態３
前記ガラス質物品を放射線に暴露させる前記ステップが、前記第二ガラス質層の非露出部分を該放射線に暴露させることなく、該第二ガラス質層の露出部分を該放射線に暴露させるステップを含む、実施形態１または２に記載の方法。
【００７８】
実施形態４
前記ガラス質物品を放射線に暴露させる前記ステップが、放射線源と該ガラス質物品との間にマスクを位置決めするステップを含み、該マスクが、該放射線を遮断する不透明領域と、該放射線を透過する透明領域とを含む、実施形態３に記載の方法。
【００７９】
実施形態５
前記マスクの前記不透明領域が、前記ガラス質物品の前記第二ガラス質層の非露出部分に対応するパターンを含み、前記放射線への暴露から該非露出部分を遮蔽する、実施形態４に記載の方法。
【００８０】
実施形態６
前記マスクの前記透明領域が、該マスクの前記不透明領域内に設けられた複数の開口部を含む、実施形態４に記載の方法。
【００８１】
実施形態７
前記複数の開口部が、前記マスクの少なくとも１つの方向に沿って、該開口部のサイズ、該開口部のピッチ、または該開口部の密度のうちの少なくとも１つにつき勾配を有する、実施形態６に記載の方法。
【００８２】
実施形態８
前記感光性ガラスが、セリウムと、銀、金、銅、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される少なくとも１種の感光性金属とを含む、実施形態１から７のいずれか１つに記載の方法。
【００８３】
実施形態９
前記感光性ガラスが、フッ素、臭素、塩素、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される少なくとも１種のハロゲンを含む、実施形態８に記載の方法。
【００８４】
実施形態１０
前記第一ガラス質層が非感光性ガラスを含む、実施形態１から９のいずれか１つに記載の方法。
【００８５】
実施形態１１
前記第一ガラス質層が、セリウム、銀、金、銅、フッ素、臭素、および塩素を実質的に含まない、実施形態１０に記載の方法。
【００８６】
実施形態１２
前記ガラス質物品の厚さが、約０．０５ｍｍから約１．５ｍｍである、実施形態１から１１のいずれか１つに記載の方法。
【００８７】
実施形態１３
前記第二ガラス質層の厚さが、約０．００２ｍｍから約０．２５ｍｍである、実施形態１から１２のいずれか１つに記載の方法。
【００８８】
実施形態１４
さらに、前記ガラス質物品にイオン交換処理を施すステップを含む、実施形態１から１３のいずれか１つに記載の方法。
【００８９】
実施形態１５
第一クラッド層と；
第二クラッド層と；
該第一クラッド層と該第二クラッド層との間に配設されたコア層と、
を含み、
該第一クラッド層または該第二クラッド層の少なくとも一方が感光性ガラスを含み、該感光性ガラスが、そのなかに複数の封入体を含み、該封入体が、該感光性ガラス中に分散した金属粒子を含む、
ガラス質物品。
【００９０】
実施形態１６
前記第一クラッド層および前記第二クラッド層のそれぞれが、前記感光性ガラスを含む、実施形態１５に記載のガラス質物品。
【００９１】
実施形態１７
前記感光性ガラスが、セリウムと、銀、金、銅、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される少なくとも１種の感光性金属とを含む、実施形態１５または１６に記載のガラス質物品。
【００９２】
実施形態１８
前記感光性ガラスが、フッ素、臭素、塩素、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される少なくとも１種のハロゲンを含む、実施形態１７に記載のガラス質物品。
【００９３】
実施形態１９
前記コア層が非感光性ガラスを含む、実施形態１５から１８のいずれか１つに記載のガラス質物品。
【００９４】
実施形態２０
前記コア層が、セリウム、銀、金、銅、フッ素、臭素、および塩素を実質的に含まない、実施形態１９に記載のガラス質物品。
【００９５】
実施形態２１
前記封入体のサイズ、該封入体のピッチ、または該封入体の密度のうちの少なくとも１つが、前記ガラス質物品の少なくとも１つの方向に沿って変わる、実施形態１５から２０のいずれか１つに記載のガラス質物品。
【００９６】
実施形態２２
前記ガラス質物品の端部への光の導入に応じて該ガラス質物品の表面から放出される光の強度の変化が、該端部から離れる方向において該ガラス質物品の少なくとも１つの方向に沿って、１５ｃｍの距離にわたって約３０％未満である、実施形態１５から２１のいずれか１つに記載のガラス質物品。
【００９７】
実施形態２３
前記ガラス質物品の厚さが、約０．０５ｍｍから約１．５ｍｍである、実施形態１５から２２のいずれか１つに記載のガラス質物品。
【００９８】
実施形態２４
前記ガラス質物品の厚さに対する前記コア層の厚さの比率が、少なくとも約０．８である、実施形態２３に記載のガラス質物品。
【００９９】
実施形態２５
前記第一クラッド層および前記第二クラッド層の熱膨張係数（ＣＴＥ）それぞれが、前記コア層のＣＴＥ未満である、実施形態１５から２４のいずれか１つに記載のガラス質物品。
【０１００】
実施形態２６
前記第一クラッド層および前記第二クラッド層のそれぞれが、イオン交換される、実施形態１５から２５のいずれか１つに記載のガラス質物品。
【０１０１】
実施形態２７
第一ガラス質層と；
該第一ガラス質層に直接隣接する第二ガラス質層と
を含む層化されたガラス質物品であって、
放射線への該ガラス質物品の暴露に反応して該第二ガラス質層に複数の封入体が形成可能であるように、該第二ガラス質層の少なくとも一部が感光性であり、該封入体が、該第二ガラス質層中に分散された金属粒子を含み、
該第一ガラス質層および該第二ガラス質層のそれぞれが、ガラス、ガラス−セラミック、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される材料を含む、
層化されたガラス質物品。
【０１０２】
実施形態２８
前記第二ガラス質層が、少なくとも部分的に乳白色化されている、実施形態２７に記載の層化されたガラス質物品。
【０１０３】
実施形態２９
層化されたシートを含み、該層化されたシートの少なくとも一部が平面状である、実施形態２７または２８に記載の層化されたガラス質物品。
【０１０４】
実施形態３０
前記第一ガラス質層の熱膨張係数（ＣＴＥ）および前記第二ガラス質層のＣＴＥが、互いに最大で１０％異なる、実施形態２７から２９のいずれか１つに記載の層化されたガラス質物品。
【０１０５】
実施形態３１
前記第一ガラス質層が、セリウムを実質的に含まない、実施形態２７から３０のいずれか１つに記載の層化されたガラス質物品。
【０１０６】
実施形態３２
前記第一ガラス質層が、銀を実質的に含まない、実施形態２７から３１のいずれか１つに記載の層化されたガラス質物品。
【０１０７】
実施形態３３
前記第一ガラス質層が、フッ素、臭素、および塩素を実質的に含まない、実施形態２７から３２のいずれか１つに記載の層化されたガラス質物品。
【０１０８】
実施形態３４
さらに、前記第一ガラス質層に直接隣接する第三ガラス質層を含み、該第一ガラス質層が、前記第二ガラス質層と該第三ガラス質層との間に配設されている、実施形態２７から３３のいずれか１つに記載の層化されたガラス質物品。
【０１０９】
実施形態３５
前記第三ガラス質層の少なくとも一部が感光性である、実施形態３４に記載の層化されたガラス質物品。
【０１１０】
実施形態３６
前記第一ガラス質層が非感光性である、実施形態２７から３５のいずれか１つに記載の層化されたガラス質物品。
【０１１１】
実施形態３７
前記第二ガラス質層が、あるパターンに配置された前記複数の封入体を含む、実施形態２７から３６のいずれか１つに記載の層化されたガラス質物品。
【０１１２】
実施形態３８
実施形態１５から２６のいずれか１つに記載のガラス質物品または実施形態２７から３７のいずれか１つに記載の層化されたガラス質物品を含む、消費者用または商業用電子デバイス、タッチスクリーンまたはタッチセンサー、携帯式電子デバイス、光起電装置、建築用ガラス、自動車用または車両用ガラス、商業用または家庭用電化製品、ソリッドステート照明装置、または、フォトバイオリアクター。
【０１１３】
実施形態３９
実施形態１５から２６のいずれか１つに記載のガラス質物品または実施形態２７から３７のいずれか１つに記載の層化されたガラス質物品を含む透明ディスプレイ。
【符号の説明】
【０１１４】
１００、３００  ガラス質物品
１０２、３０２  コア層
１０４  第一クラッド層
１０６  第二クラッド層
１０８  感光性ガラス
１１０  封入体
１１０ａ  近位の封入体
１１０ｂ  遠位の封入体
１１２  端部
１１４  第一面
１１６  第二面
１２０  第一の量の光
１２２  第二の量の光
１２４  第三の量の光
１２６  第四の量の光
１４０  放射線源
１４２  マスク
２００  オーバーフロー分配器
２２０  下側オーバーフロー分配器
２２２、２４２  トラフ
２２４  第一ガラス組成物
２２６、２２８、２４６、２４８  外側形成表面
２３０  延伸線
２４０  上側オーバーフロー分配器
２４４  第二ガラス組成物
３０４  クラッド層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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