CN113330336B - 光学构件、光学构件的制造方法及光信息传递装置 - Google Patents
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Abstract
光学构件,其包含有机高分子,且包含面A,所述面A的面积为1mm2以上,且用非接触光学式平坦度计测定面积为1mm2的区域的平坦度时,前述平坦度为80μm以下。
Description
技术领域
本公开文本涉及光学构件、光学构件的制造方法及光信息传递装置。
背景技术
近年来,对电子设备用玻璃基板的平坦度、表面缺陷等的要求正在变得严格,例如,要求平坦度高、且微小缺陷(凹状缺陷、凸状缺陷)少的空白掩模(mask blanks)用玻璃基板等电子设备用玻璃基板。作为这样的平坦度高、且微小缺陷(凹状缺陷、凸状缺陷)少的空白掩模用玻璃基板的制造方法,对下述方法进行了研究:在贴附有研磨垫、且上下相对设置的上研磨板与下研磨板之间,夹持多个玻璃基板,一边从前述上研磨板侧向该玻璃基板供给研磨液,一边对该玻璃基板的两主表面进行两面研磨的方法(例如,参见专利文献1)。
[专利文献1]日本专利第6002528号公报
发明内容
发明所要解决的课题
另外,期望光学构件可进行高精度的光传递,从基于研磨等的制造的容易性考虑,使用了玻璃等无机材料。然而,近年来,例如可穿戴用的光学构件要求轻量化,通过将使用无机材料制作的光学构件薄膜化等来实现轻量化。
通过将光学构件的材料变更为有机材料,从而能实现进一步的轻量化,但在将有机材料加工成光学构件时,存在光学构件容易变形、容易受损伤等问题,这是技术常识。因此,使用有机材料制作的光学构件难以进行高精度的光信息的传递,将有机材料用于光学构件这样的尝试极少。
本公开文本的课题是鉴于上述课题而作出的,本公开文本的课题在于提供轻量、并且可进行高精度的光信息的传递的光学构件及其制造方法、以及具备上述光学构件的光信息传递装置。
用于解决课题的手段
本公开文本涉及以下的方式。
<1>光学构件,其包含有机高分子,
且包含面A,所述面A的面积为1mm2以上,且用非接触光学式平坦度计测定面积为1mm2的区域的平坦度时,前述平坦度为80μm以下。
<2>如<1>所述的光学构件,其中,前述面A的前述平坦度为50μm以下。
<3>如<1>或<2>所述的光学构件,其包含位于前述面A的相反侧、且面积为1mm2以上的面B,
对于前述面A及前述面B,用非接触光学式平坦度计分别测定面积为1mm2的区域的平坦度时,前述面A的平坦度与前述面B的平坦度之差的绝对值为5μm以下。
<4>光学构件,其包含有机高分子,
且包含面积为1mm2以上的面A、和位于前述面A的相反侧、且面积为1mm2以上的面B,
对于前述面A及前述面B,用非接触光学式平坦度计分别测定面积为1mm2的区域的平坦度时,前述面A的平坦度与前述面B的平坦度之差的绝对值为5μm以下。
<5>如<3>或<4>所述的光学构件,其中,前述面A与前述面B的平均距离为10mm以下。
<6>如<1>~<5>中任一项所述的光学构件,其中,用非接触光学式表面粗糙度计测定面积为4200μm2的区域的算术平均粗糙度Ra时的前述面A的算术平均粗糙度Ra为10nm以下。
<7>如<1>~<6>中任一项所述的光学构件,其中,折射率为1.58以上。
<8>如<1>~<7>中任一项所述的光学构件,其中,用非接触光学式表面粗糙度计将面积为4200μm2的区域成像时,在前述面A的成像中观察到高度为50nm以下的多个线状部。
<9>如<1>~<8>中任一项所述的光学构件,其中,23℃时的维氏硬度为1GPa以下。
<10>如<1>~<9>中任一项所述的光学构件,其中,23℃时的拉伸弹性模量为1.0×103MPa~5.0×103MPa。
<11>如<1>~<10>中任一项所述的光学构件,其中,前述有机高分子包含选自由聚(硫)氨酯树脂、环硫树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚(甲基)丙烯酸酯树脂、聚烯烃树脂、聚脲氨酯树脂、聚硫醚树脂、聚(甲基)(硫代)丙烯酸酯树脂及烯丙基二缩水甘油基碳酸酯树脂组成的组中的至少一种。
<12>如<1>~<11>中任一项所述的光学构件,其用于可穿戴设备。
<13>光学构件的制造方法,其是制造<1>~<12>中任一项所述的光学构件的方法,其包括:
准备包含有机高分子的成型构件的工序;和
第1研磨工序,将前述成型构件配置于在对前述成型构件进行研磨时限制前述成型构件的移动的移动限制部后,用研磨垫对前述成型构件进行研磨;
前述第1研磨工序中,使用粒度为3μm以上的研磨材料对前述成型构件进行研磨。
<14>如<13>所述的光学构件的制造方法,其中,用前述研磨垫对前述成型构件进行研磨时,前述成型构件相对于前述移动限制部可进行相对移动。
<15>如<13>或<14>所述的光学构件的制造方法,其中,前述第1研磨工序中,以间隙成为1mm以上的方式,将前述成型构件配置于前述移动限制部。
<16>如<13>~<15>中任一项所述的光学构件的制造方法,其还包括第2研磨工序,所述第2研磨工序中,用研磨垫及研磨材料对进行了前述第1研磨工序后的前述成型构件进行研磨。
<17>光信息传递装置,其具备:
光照射部;和
导光路,其具备多个<1>~<12>中任一项所述的光学构件,且多个前述光学构件以前述光学构件的主面大致平行的方式配置。
发明的效果
通过本公开文本,可提供轻量、并且可进行高精度的光信息的传递的光学构件及其制造方法、以及具备上述光学构件的光信息传递装置。
附图说明
[图1]为表示行星齿轮方式中的恒星齿轮、内齿轮及移动限制部的啮合关系的立体图。
[图2]为表示本公开文本的光信息传递装置的一例的概略构成图。
[图3]为用非接触光学式表面粗糙度计进行成像而得到的三维数据。
[图4]为研磨痕迹的图像数据。
具体实施方式
以下,关于本公开文本,对优选的实施方式的一例进行详细说明。这些说明及实施例用于对实施方式进行示例,不限制实施方式的范围。
本公开文本中,使用“~”表示的数值范围表示包含“~”的前后所记载的数值分别作为最小值及最大值的范围。
本公开文本中,术语“工序”,不仅是指独立的工序,即使在无法与其他工序明确区别时,只要能达成该工序的目的,就也包含在本术语中。
本公开文本中,“光学构件”是指由至少一层包含有机高分子的构件形成的构件。需要说明的是,本公开文本的光学构件可形成为层叠多个包含有机高分子的构件而成的层叠体的形态,也可形成为层叠有其他构件的层叠体的形态。
<光学构件>
本公开文本的光学构件包含有机高分子,且包含面A,所述面A的面积为1mm2以上,且用非接触光学式平坦度计测定面积为1mm2的区域的平坦度时,前述平坦度为80μm以下。本公开文本的光学构件通过以包含有机高分子的方式构成从而为轻量,此外,通过包含平坦度为80μm以下的面A,从而可以精度良好地进行光信息的传递。
本公开文本的光学构件中的面A的位置没有特别限制,该面A位于该光学构件露出的面(包含主面)的至少一部分的构成由于通过面A的高平坦度而容易传递光信息,因而优选。面A位于本公开文本的光学构件露出的面的一部分的情况下,前述面A优选位于容易接收传递的光信息的位置。具体而言,优选为光学构件的主面,进一步优选包含该主面的重心的区域。
用非接触光学式平坦度计进行测定的区域没有特别限制,只要是面A中的面积为1mm2的区域即可。因此,本公开文本的光学构件中的面A具有平坦度成为80μm以下的面积为1mm2的区域即可,面A中的其他区域的平坦度可以为80μm以下,也可以大于80μm。需要说明的是,可以是面A的整体的平坦度为80μm以下,也可以为面A的全部面积的10%以上、优选面A的全部面积的50%以上的平坦度为80μm以下。
用非接触光学式平坦度计进行测定的区域可以为以面A的重心为中心的面积为1mm2的区域。
面A的平坦度为80μm以下即可,从光信息的传递方面考虑,优选为50μm以下,更优选为30μm以下,进一步优选为20μm以下,特别优选为15μm以下。
面A的平坦度的下限没有特别限制,为0μm以上即可,可以为1μm以上,也可以为5μm以上。
面A的面积为1mm2以上即可,可根据光学构件的用途适当确定。例如,面A的面积可以为10mm2~20000mm2,也可以为100mm2~1000mm2。
本公开文本的光学构件可包含位于面A的相反侧、且面积为1mm2以上的面B。
面B的面积的优选范围与前述的面A的面积的优选范围同样。另外,面A和面B的面积可以相同,也可以不同。
关于面B,用非接触光学式平坦度计测定面积为1mm2的区域的平坦度时,平坦度可以为80μm以下。需要说明的是,面B的平坦度的优选范围与前述的面A的平坦度的优选范围同样。
针对面A及面B,用非接触光学式平坦度计分别测定面积为1mm2的区域的平坦度时,面A的平坦度与面B的平坦度之差的绝对值(以下,也称为“平行度”。)优选为5μm以下。由此,本公开文本的光学构件可以精度更良好地进行光信息的传递,例如,以平行度成为5μm以下的区域接触的方式层叠多层本公开文本的光学构件而形成层叠结构体时,利用层叠结构体可以精度良好地进行光信息的传递。
前述的平行度更优选为4μm以下,进一步优选为3μm以下。另外,平行度的下限没有特别限制,为0μm以上即可,可以为0.5μm以上,也可以为1.0μm以上。
面A与面B的平均距离可以为10mm以下,可以为8mm以下,也可以为6mm以下。另外,面A与面B的平均距离可以为2mm以上,也可以为4mm以上。
本公开文本中,“面A与面B的平均距离”是指将面A与面B的距离的最大值和面A与面B的距离的最小值的总和除以2而得到的值。
用非接触光学式表面粗糙度计测定面积为4200μm2的区域的算术平均粗糙度Ra时的面A的算术平均粗糙度Ra优选为10nm以下,更优选为5nm以下。另外,前述的面A的算术平均粗糙度Ra可以大于0.1nm。需要说明的是,本公开文本的算术平均粗糙度Ra基于JISB0601(2013)。
用非接触光学式表面粗糙度计进行测定的区域没有特别限制,只要是面A中的面积为4200μm2的区域即可。因此,本公开文本的光学构件中的面A具有算术平均粗糙度Ra成为10nm以下的面积为4200μm2的区域即可,面A中的其他区域的算术平均粗糙度Ra可以为10nm以下,也可以大于10nm。
对于本公开文本的光学构件而言,用非接触光学式表面粗糙度计将面积为4200μm2的区域成像时,优选在面A的成像中观察到高度为50nm以下的多个线状部。由此,例如,以被观察到线状部的区域接触的方式层叠多个本公开文本的光学构件时,将会容易保持层叠结构。前述的多个线状部可以为研磨痕迹,也可以为通过利用后述的制造方法对成型构件进行研磨从而形成的研磨痕迹。作为一例,将针对本公开文本的光学构件、用非接触光学式表面粗糙度计进行成像而得到的三维数据示于图3,将本公开文本的光学构件中的研磨痕迹的图像数据示于图4。通过利用后述的制造方法对成型构件进行研磨,从而容易形成图4所示那样的研磨痕迹。需要说明的是,本公开文本的光学构件中形成的研磨痕迹不限于图4的形状、大小等。
需要说明的是,“线状部的高度”是指,用非接触光学式表面粗糙度计进行成像时、该线状部中的最高的位置与最低的位置之差。
从光学构件的层叠结构的保持方面考虑,用非接触光学式表面粗糙度计将面积为4200μm2的区域成像时,优选在面A的成像中观察到5个以上前述的线状部。
多个线状部的至少一部分可以平行地配置,也可以交叉。尤其是,通过使多个线状部的至少一部分进行交叉,从而在将面A与其他层(例如,粘接层、粘合层)层叠的情况、将面A与其他构件层叠的情况等情况下,容易抑制面A与其他层、其他构件等的位置偏移。
用非接触光学式表面粗糙度计进行测定及观察的区域可以为以面A的重心为中心的面积为4200μm2的区域。通过具有线状部,从而在将面A与其他层(例如,粘接层、粘合层)层叠的情况下,与该其他层的密合性提高,由此,面A与其他层变得不易发生位置偏移。另外,在以与面A接触的方式设置其他构件的情况下,面A与该其他构件变得不易发生位置偏移。
本公开文本的光学构件的23℃时的维氏硬度优选为1GPa以下。即,优选比较柔软的光学构件。光学构件的23℃时的维氏硬度按照JIS Z 2244(2009)测定即可。
本公开文本的光学构件的23℃时的拉伸弹性模量优选为1.0×103MPa~5.0×103MPa。光学构件的23℃时的拉伸弹性模量按照JIS K 7161-1(2014)测定即可。
例如,利用后述的本公开文本的光学构件的制造方法,能得到满足前述的23℃时的维氏硬度及23℃时的拉伸弹性模量中的至少一方、且面A的平坦性优异的光学构件。
光学构件的全光线透过率可以为10%以上。光学构件的全光线透过率按照JIS K7361-1(1997)测定即可。
光学构件的雾度(总雾度)优选为10%以下,更优选为1%以下,进一步优选为0.5%以下。光学构件的雾度是按照JIS-K7105、使用雾度测定机〔(有)东京电色公司制,TC-HIII DPK〕、于25℃进行测定时的值。
光学构件的形状没有特别限制,可以为板状、圆柱状、长方体状等。对光学构件进行加工而调节形状的情况下,若在形成光学构件的面A后对光学构件进行加工,则该面A的平行度、平坦度等容易受损害,因此,优选在形成面A之前对光学构件进行加工。通常,光学构件的形状为板状、长方体状等具有角的形状的情况下,在形成面A时,形成面A时的力集中于该角,该角周边的平行度或平坦度容易受损害。另一方面,利用后述的本公开文本的光学构件的制造方法形成面A时,能在不对该角施加过度的力的情况下形成面A,能降低光学构件的平行度、平坦度等的值。
光学构件的折射率优选为1.58以上。光学构件的折射率可以为1.80以下,也可以为1.75以下。光学构件的折射率按照JIS K7142(2014)测定即可。
作为光学构件中包含的有机高分子,优选包含选自由聚(硫)氨酯树脂、环硫树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚(甲基)丙烯酸酯树脂、聚烯烃树脂、聚脲氨酯树脂、聚硫醚树脂、聚(甲基)(硫代)丙烯酸酯树脂及烯丙基二缩水甘油基碳酸酯树脂组成的组中的至少一种。其中,作为有机高分子,从折射率方面考虑,优选聚(硫)氨酯树脂、环硫树脂及聚碳酸酯树脂,更优选聚(硫)氨酯树脂及环硫树脂。
作为聚(硫)氨酯树脂,优选聚硫氨酯树脂,更具体而言,优选使二异氰酸酯化合物、与硫醇化合物聚合而得到的聚硫氨酯树脂。
作为二异氰酸酯化合物,可举出2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、间苯二甲撑二异氰酸酯、间苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、2,5-双(异氰酸酯基甲基)双环-[2.2.1]-庚烷、2,6-双(异氰酸酯基甲基)双环-[2.2.1]-庚烷、1,3-双(异氰酸酯基甲基)环己烷、1,4-双(异氰酸酯基甲基)环己烷、双(4-异氰酸酯基环己基)甲烷及1,5-戊二异氰酸酯。二异氰酸酯化合物可以单独使用,也可并用两种以上。
作为硫醇化合物,可举出季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(2-巯基乙酸酯)、4-巯基甲基-1,8-二巯基-3,6-二硫杂辛烷、5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,8-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、2,5-二巯基甲基-1,4-二硫杂环己烷、1,1,3,3-四(巯基甲基硫基)丙烷、4,6-双(巯基甲基硫基)-1,3-二硫杂环己烷、2-(2,2-双(巯基甲基硫基)乙基)-1,3-二硫杂环丁烷、1,2-双(巯基甲基)苯、1,3-双(巯基甲基)苯、1,4-双(巯基甲基)苯。硫醇化合物可以单独使用,也可并用两种以上。
作为环硫树脂,为使用了具有环硫基的化合物作为树脂的起始原料的主成分或副成分的树脂即可,作为具有环硫基的化合物,可举出例如国际公开第2017/159839号、日本特开2018-154690号公报中记载的环硫化物化合物、日本特开2002-194083号公报中记载的硫代环氧化合物、日本特开2019-1785号公报中记载的新型四硫杂螺化合物等。
从轻量化的观点考虑,相对于光学构件总量而言,光学构件中包含的有机高分子的含量优选为80质量%以上,更优选为90质量%以上。另外,相对于光学构件总量而言,光学构件中包含的有机高分子的含量可以为100质量%,也可以为99质量%以下。
光学构件中,除了有机高分子以外,可包含其他成分。作为其他成分,可举出紫外线吸收剂、抗氧化剂、光稳定剂、防劣化剂、色素(光致变色材料等)、脱模剂、染料、颜料、聚合催化剂等。
本公开文本的光学构件没有特别限制,例如,可用于显示装置、成像装置、光学设备等。关于光学构件,更具体而言,可用于可穿戴设备,更具体而言,可用于实现了虚拟现实(VR:Virtual Reality)、增强现实(AR:Augmented Reality)等的可穿戴显示器等。
<光学构件的制造方法>
本公开文本的光学构件的制造方法包括:准备包含有机高分子的成型构件的工序(准备工序);和第1研磨工序,将前述成型构件配置于在对前述成型构件进行研磨时限制前述成型构件的移动的移动限制部后,用研磨垫对前述成型构件进行研磨,前述第1研磨工序中,使用粒度为3μm以上的研磨材料对前述成型构件进行研磨。由此,能得到前述的本公开文本的光学构件。
本公开文本的制造方法包括准备包含有机高分子的成型构件的工序。成型构件为研磨处理前的光学构件,成型构件的形状根据制造的光学构件的形状适当选择即可。例如,将包含成为有机高分子的原料的单体的组合物注入至成型模具中,接下来,向组合物照射紫外线等,使单体聚合,由此,可形成成型构件。
(第1研磨工序)
本公开文本的制造方法包括第1研磨工序,即,将成型构件配置于在对成型构件进行研磨时限制成型构件的移动的移动限制部后,用研磨垫对成型构件进行研磨。第1研磨工序中,关于成型构件,至少成为光学构件中的面A的一面被研磨,优选成为光学构件中的面A及面B的两面分别被研磨。将成型构件的一面研磨的情况下,使用在上下的研磨板中的一者设置了研磨垫的单面研磨机即可,将成型构件的两面研磨的情况下,使用在上下的研磨板上分别设置了研磨垫的两面研磨机即可。
移动限制部具有下述结构即可:用研磨垫对成型构件进行研磨时可配置成型构件,并限制成型构件的移动。需要说明的是,对于移动限制部而言,可以是在用研磨垫对成型构件进行研磨时、以成型构件相对于移动限制部不进行相对移动的方式保持成型构件的结构,也可以是以成型构件相对于移动限制部可进行相对移动的方式配置成型构件的结构。对于后者的结构而言,存在容易得到面A的平坦性高、并且面A和面B的平行性优异的光学构件的倾向。
第1研磨工序中,可一边供给已知的研磨液、磨削液等、一边对成型构件进行研磨。
第1研磨工序中,从成型构件的研磨性方面考虑,优选使用粒度为5μm~10μm的研磨材料对成型构件进行研磨,更优选使用粒度为7μm~10μm的研磨材料对成型构件进行研磨。需要说明的是,作为前述的使用粒度为3μm以上的研磨材料对成型构件进行研磨的方法,可举出使用埋入有粒度为3μm以上的金刚石等研磨材料(固定磨粒)的研磨垫(研磨垫粗糙度(pad roughness)为3μm以上)对成型构件进行研磨的方法、使用粒度为3μm以上的金刚石等研磨材料(游离磨粒)及研磨垫对成型构件进行研磨的方法等。通常,为了使包含无机材料的成型构件的表面平滑,优选研磨材料的粒度小。另一方面,在对包含比无机材料柔软的有机高分子的成型构件进行研磨时,本申请的发明人发现,与通常不同,通过使用粒度为一定以上的研磨材料能降低平行度、平坦度等的值。
第1研磨工序中,优选以间隙成为1mm以上的方式,将成型构件配置于移动限制部。由此,存在容易得到面A的平坦性更高、并且面A和面B的平行性更优异的光学构件的倾向。
第1研磨工序中,前述的间隙优选为3mm以上,更优选为5mm以上,进一步优选为10mm以上。另外,前述的间隙可以为30mm以下。
本公开文本中,所谓“间隙”,在移动限制部的侧面为多边形的情况下,将侧面间的距离的最大值记为长度A,在移动限制部的侧面为圆形形状的情况下,将直径记为长度A,并且,在成型构件的侧面为多边形的情况下,将侧面间的距离的最大值记为长度B,在成型构件的侧面为圆形形状的情况下,将直径记为长度B时,是指(A-B)/2。通过设置间隙,从而在对包含有机高分子的成型构件进行研磨时,在包含有机高分子的成型构件的周缘部所施加的力不会变得过度,能降低平行度、平坦度等的值。此外,通过设置间隙,从而在面A的形成时,移动限制部与该成型构件的周缘部变得容易碰撞,但由于包含有机高分子的成型构件的柔软性,可推测即使移动限制部与该成型构件的周缘部在面A的形成时发生碰撞,也不易发生变形。另一方面,在设置间隙的情况下对主要包含玻璃等硬无机材料的无机系成型构件进行研磨时,认为从移动限制部施加至该无机系成型构件的力容易向该无机系成型构件的整体传播,能降低平行度、平坦度等的值,但预测移动限制部与无机系成型构件的周缘部发生碰撞,该无机系成型构件将会容易破损。
前述第1研磨工序中,可利用行星研磨对成型构件进行研磨。所谓行星研磨是指一边使配置有成型构件的移动限制部公转及自转一边对成型构件进行研磨。
对成型构件进行行星研磨的情况下,优选使用行星齿轮方式的两面研磨机。图1中示出行星齿轮方式中的恒星齿轮、内齿轮及移动限制部的啮合关系的立体图。如图1所示,配置有:恒星齿轮30;以同心圆状被配置在其外侧的内齿轮40;和与恒星齿轮30及内齿轮40啮合,且对应于恒星齿轮30及内齿轮40的旋转而进行公转及自转的移动限制部50,在该移动限制部50上配置有多个成型构件W。进而,利用被设置于行星齿轮方式的两面研磨机的上下的研磨板的研磨垫,对被配置于移动限制部50的成型构件W的两面进行研磨。
使用两面研磨机的情况下,上部的研磨垫的旋转速度优选为5rpm~30rpm,更优选为7rpm~20rpm。下部的研磨垫的旋转速度优选为20rpm~50rpm,更优选为25rpm~40rpm。上部的研磨垫和下部的研磨垫的旋转方向可以相同也可以相反。
另外,配置有成型构件的移动限制部的公转速度优选为5rpm~30rpm,更优选为7rpm~20rpm。移动限制部的公转方向与下部的研磨垫可以相同也可以相反。
另外,配置有成型构件的移动限制部的自转速度优选为2rpm~50rpm,更优选为5rpm~20rpm。
(第2研磨工序)
本公开文本的光学构件的制造方法优选还包括用研磨垫及研磨材料对进行了第1研磨工序后的前述成型构件进行研磨的第2研磨工序。第2研磨工序中,可使用与第1研磨工序不同的研磨垫、例如在基材上设置有由聚氨酯树脂、酯树脂等树脂形成的绒毛层(naplayer)而成的绒面革(suede)型的研磨垫等。
第2研磨工序中,可以一边供给包含氧化铝等研磨材料的已知研磨液、磨削液等,一边对成型构件进行研磨。
<光信息传递装置>
本公开文本的光信息传递装置具备:光照射部;和导光路,其具备多个前述的本公开文本的光学构件,且多个前述光学构件以前述光学构件的主面大致平行的方式配置。该光信息传递装置具备多个前述的光学构件,因此是轻量的,并且,可进行高精度的光信息的传递。
对于本公开文本的光信息传递装置而言,前述的本公开文本的光学构件可以直接层叠,也可介由粘接剂层进行层叠。作为粘接剂层,例如可通过以下方式形成:向光学构件赋予包含成为有机高分子的原料的单体的组合物,形成组合物层,用2个光学构件夹持形成的组合物层,向组合物层照射紫外线等,使单体聚合,从而形成。
将本公开文本的光信息传递装置的一例示于图2。光信息传递装置10具备图像显示部1、和配置有多个光学构件2的导光路。从图像显示部1发出的光被导光路的光学构件2反射,被多个光学构件2反射从而扩散的光照射进眼睛,由此,在图像显示部1显示的图像被安装了光信息传递装置10的使用者识别。
实施例
以下,基于实施例进一步具体地说明本发明,但本发明不受这些实施例的限制。
[实验例1~4]
首先,准备由以下的材质形成、且直径80mm×高度1.7mm的圆板形状的成型构件。需要说明的是,成型构件的维氏硬度为228MPa,23℃时的成型构件的拉伸弹性模量为3.8×103MPa。
(材质)
MR10(聚硫氨酯树脂,折射率为1.67,三井化学株式会社)
<光学构件的制造>
以2个圆形面成为被研磨的面的方式,将准备的成型构件配置于研磨装置(9B两面研磨机)的两面开口的固定器具(相当于移动限制部)。使固定器具的壁面与成型构件之间的间隙为20mm。而后,使用以下所示的研磨垫及磨削液,在以下的研磨条件下,进行第1研磨工序。
(研磨垫(上部垫及下部垫))
金刚石垫(研磨垫粗糙度9μm,相当于#2000)
(磨削液)
磨削液(pH9.3)
(第1研磨工序的研磨条件)
在以下的条件下投入磨削液,在下述条件下使上部垫及下部垫旋转,并且,在以下的条件下使配置有成型构件的固定器具自转及公转,由此,对成型构件进行研磨(行星研磨)。
磨削液的投入量···3.8L/分钟
垫压力···面压80g
上部垫的旋转速度···10rpm(沿与下部垫相反的方向旋转)
下部垫的旋转速度···30rpm
固定器具的自转速度···5rpm
固定器具的公转速度···10rpm(沿与下部垫相同的方向旋转)
研磨量···840μm
前述的第1研磨工序之后,使用以下所示的研磨垫及磨削液,在以下的研磨条件下进行第2研磨工序。需要说明的是,固定器具的壁面与成型构件之间的间隙为20mm。
(研磨垫(上部垫及下部垫))
绒面革垫(厚度为0.95mm,压缩率为3.5%)
绒毛层(NAP长度为570μm,压缩弹性模量为60%,开口径为25μm)
(磨削液)
POLIPLA 608S(Fujimi Incorporated,高纯度氧化铝,平均粒径为1.3μm,pH为3.4)
(第2研磨工序的研磨条件)
在以下的条件下投入磨削液,在下述条件下使上部垫及下部垫旋转,并且,在以下的条件下使配置有成型构件的固定器具自转及公转,由此,对成型构件进行研磨(行星研磨)。
磨削液的投入量···14L/分钟
垫压力···面压120g
上部垫的旋转速度···10rpm
下部垫的旋转速度···30rpm
固定器具的自转速度···5rpm
固定器具的公转速度···10rpm
研磨量···49μm
通过以上所示的第1研磨工序及第2研磨工序,得到直径80mm×高度0.81mm的圆板形状的光学构件。
[实验例5~7]
首先,准备由以下的材质形成、且直径80mm×高度2.0mm的圆板形状的成型构件。需要说明的是,成型构件的维氏硬度为205MPa,23℃时的成型构件的拉伸弹性模量为3.1×103MPa。
(材质)
MR8(聚硫氨酯树脂,折射率为1.6,三井化学株式会社)
将固定器具的壁面与成型构件之间的间隙从20mm变更为0.5mm,并且,将垫压力从面压80g变更为100g,除此之外,与实验例1~4同样地操作,进行第1研磨工序。第1研磨工序中的研磨量为1170μm。
进而,将固定器具的壁面与成型构件之间的间隙从20mm变更为0.5mm,并且,将上部垫的旋转速度从10rpm变更为5rpm,将下部垫的旋转速度从30rpm变更为15rpm,将固定器具的自转速度从5rpm变更为2rpm,将固定器具的公转速度从10rpm变更为5rpm,除此之外,与实验例1~4同样地操作,进行第2研磨工序。第2研磨工序中的研磨量为22μm。
通过以上所示的第1研磨工序及第2研磨工序,得到直径80mm×高度0.808mm的圆板形状的光学构件。
(实验例8)
在实验例1~4中,将金刚石垫(研磨垫粗糙度9μm,相当于#2000)变更为金刚石垫(研磨垫粗糙度2μm,相当于#6000),除此之外,与实验例1~4同样地操作,进行第1研磨工序。然而,实验例8中,成型构件的研磨未进行。
(实验例9)
在实验例5~7中,将金刚石垫(研磨垫粗糙度9μm,相当于#2000)变更为金刚石垫(研磨垫粗糙度2μm,相当于#6000),除此之外,与实验例5~7同样地操作,进行第1研磨工序。然而,实验例9中,成型构件的研磨未进行。
(平坦度的测定及平坦度之差的绝对值的计算)
使用平坦度测定机(Corning Tropel公司制,FlatMaster-Industrial装置),针对实验例1~7的光学构件的2个圆形面,测定以重心为中心的面积为1mm2的区域的平坦度。进而,算出测定的2个圆形面的平坦度之差的绝对值。
将结果示于表1。
(算术平均粗糙度的测定)
使用作为非接触光学式表面粗糙度计的光学式表面性状测定机(Zygo公司制,NewView 7300装置),针对实验例1~7的光学构件的2个圆形面,测定以重心为中心的70μm×60μm的区域的算术平均粗糙度Ra。
将结果示于表2。
(研磨痕迹的确认)
使用光学式表面性状测定机(Zygo公司制,New View 7300装置),针对实验例1~7的光学构件的2个圆形面,将以重心为中心的70μm×60μm的区域成像,结果,在2个圆形面的成像中,观察到高度为50nm以下的多个线状部。推测这些线状部为研磨痕迹。
[表1]
[表2]
如表1所示,实验例1~4中,得到了表面及背面的平坦度小、并且平坦度之差的绝对值也小的光学构件。
实验例5及6中,得到了表面及背面的平坦度小的光学构件,实验例7中,得到了平坦度之差的绝对值小的光学构件。
通过参照,将于2019年2月18日提出申请的日本专利申请2019-026906号的全部公开内容并入本说明书中。
本说明书中记载的所有文献、专利申请、及技术标准通过参照被并入本说明书中,各文献、专利申请、及技术标准通过参照被并入的程度与具体且分别地记载的情况的程度相同。
Claims (16)
1.光学构件,其包含有机高分子,
且包含面A,所述面A的面积为1mm2以上,且用非接触光学式平坦度计测定面积为1mm2的区域的平坦度时,所述平坦度为80μm以下,
用非接触光学式表面粗糙度计将面积为4200μm2的区域成像时,在所述面A的成像中观察到高度为50nm以下的多个线状部,所述线状部为研磨痕迹。
2.如权利要求1所述的光学构件,其中,所述面A的所述平坦度为50μm以下。
3.如权利要求1或2所述的光学构件,其包含位于所述面A的相反侧、且面积为1mm2以上的面B,
对于所述面A及所述面B,用非接触光学式平坦度计分别测定面积为1mm2的区域的平坦度时,所述面A的平坦度与所述面B的平坦度之差的绝对值为5μm以下。
4.如权利要求3所述的光学构件,其中,所述面A与所述面B的平均距离为10mm以下。
5.如权利要求1所述的光学构件,其中,用非接触光学式表面粗糙度计测定面积为4200μm2的区域的算术平均粗糙度Ra时的所述面A的算术平均粗糙度Ra为10nm以下。
6.如权利要求1所述的光学构件,其中,折射率为1.58以上。
7.如权利要求1所述的光学构件,其中,23℃时的维氏硬度为1GPa以下。
8.如权利要求1所述的光学构件,其中,23℃时的拉伸弹性模量为1.0×103MPa~5.0×103MPa。
9.如权利要求1所述的光学构件,其中,所述有机高分子包含选自由聚(硫)氨酯树脂、环硫树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚(甲基)丙烯酸酯树脂、聚烯烃树脂、聚脲氨酯树脂、聚硫醚树脂、聚(甲基)(硫代)丙烯酸酯树脂及烯丙基二缩水甘油基碳酸酯树脂组成的组中的至少一种。
10.如权利要求1所述的光学构件,其用于可穿戴设备。
11.光学构件,其包含有机高分子,
且包含面积为1mm2以上的面A、和位于所述面A的相反侧、且面积为1mm2以上的面B,
对于所述面A及所述面B,用非接触光学式平坦度计分别测定面积为1mm2的区域的平坦度时,所述面A的平坦度与所述面B的平坦度之差的绝对值为5μm以下,
用非接触光学式表面粗糙度计将面积为4200μm2的区域成像时,在所述面A的成像中观察到高度为50nm以下的多个线状部,所述线状部为研磨痕迹。
12.光学构件的制造方法,其是制造权利要求1~11中任一项所述的光学构件的方法,其包括:
准备包含有机高分子的成型构件的工序;和
第1研磨工序,将所述成型构件配置于在对所述成型构件进行研磨时限制所述成型构件的移动的移动限制部后,用研磨垫对所述成型构件进行研磨;
所述第1研磨工序中,使用粒度为3μm以上的研磨材料对所述成型构件进行研磨。
13.如权利要求12所述的光学构件的制造方法,其中,用所述研磨垫对所述成型构件进行研磨时,所述成型构件相对于所述移动限制部可进行相对移动。
14.如权利要求12或13所述的光学构件的制造方法,其中,所述第1研磨工序中,以间隙成为1mm以上的方式,将所述成型构件配置于所述移动限制部。
15.如权利要求13所述的光学构件的制造方法,其还包括第2研磨工序,所述第2研磨工序中,用研磨垫及研磨材料对进行了所述第1研磨工序后的所述成型构件进行研磨。
16.光信息传递装置,其具备:
光照射部;和
导光路,其具备多个权利要求1~11中任一项所述的光学构件,且多个所述光学构件以所述光学构件的主面平行的方式配置。
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