DE112021003134T5

DE112021003134T5 - Glasfolie

Info

Publication number: DE112021003134T5
Application number: DE112021003134.1T
Authority: DE
Inventors: Satoko Konoshita; Takashi Murata
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2020-06-04
Filing date: 2021-05-25
Publication date: 2023-03-30
Also published as: WO2021246246A1; JPWO2021246246A1; CN115190983A; US20230131948A1

Abstract

Es wird eine Glasfolie bereitgestellt, die in der Lage ist, die Erzeugung von Streulicht zu unterdrücken, wenn sie als Lichtleitplatte einer Vorrichtung vom Brillentyp, wie einer am Kopf befestigten Anzeige, verwendet wird. Die Glasfolie ist eine Glasfolie (1), die eine erste Hauptfläche (1a) und eine zweite Hauptfläche (1b) enthält, die einander gegenüberliegen, und eine Endfläche (1c), die die erste Hauptfläche (1a) und die zweite Hauptfläche (1b) miteinander verbindet, wobei die Glasfolie (1) einen Brechungsindex (nd) von 1,6 bis 2,2 aufweist und wenigstens in einem Teil der Endfläche (1c) eine rundliche Form aufweist und die Endfläche (1c) eine Oberflächenrauigkeit Ra von 100 nm oder weniger aufweist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Glasfolie zur Verwendung als Lichtleitplatte einer tragbaren Bildanzeigevorrichtung oder dergleichen.
Stand der Technik
In den letzten Jahren wurde eine Vorrichtung vom Brillentyp, wie beispielsweise eine am Kopf angebrachte Anzeige, entwickelt. Bei der Vorrichtung vom Brillentyp kann eine Lichtleitplatte verwendet werden, die Transparenz aufweist. Beispielsweise befindet sich auch eine Vorrichtung vom Durchsichttyp in der Entwicklung, die es einem Benutzer ermöglicht, ein Bild zu sehen, das auf der Lichtleitplatte angezeigt wird, während er auf eine Außenkulisse blickt. Zudem kann durch Anzeigen unterschiedlicher Bilder auf den Lichtleitplatten, die der rechten und linken Pupille des Benutzers entsprechen, eine 3D-Anzeige erreicht werden oder ein Bild kann durch Koppeln des Bildes mit der Retina durch Verwendung der Augenlinse der Pupille auf die Retina des Benutzers projiziert werden.
Als ein Verfahren zum Anzeigen eines Bildes durch Verwendung einer Lichtleitplatte wird ein Verfahren angegeben, bei dem bewirkt wird, dass von einem Bildanzeigeelement emittiertes parallel gerichtetes Licht oder Laserlicht durch ein Beugungsgitter, das auf einer einfallsseitigen Oberfläche auf der Lichtleitplatte ausgebildet ist, in das Innere einer Lichtleitplatte eintritt, das einfallende Licht leitet, während es dem einfallenden Licht ermöglicht wird, innerhalb der Lichtleitplatte total reflektiert zu werden, und das Licht durch ein Beugungsgitter, das auf einer emissionsseitigen Oberfläche ausgebildet ist, nach außen extrahiert wird, so dass dadurch bewirkt wird, das das Licht in die Pupille des Benutzers eintritt. Das auf der Oberfläche der Lichtleitplatte ausgebildete Beugungsgitter erfordert eine Genauigkeit im Nanobereich und zum Ausbilden des Beugungsgitters wird häufig Nanoprägung verwendet. Ein Acrylharz, das hauptsächlich als Material für die Lichtleitplatte verwendet wird, weist einen großen minimalen Einfallswinkel auf, der eine Totalreflexion verursacht, und daher ist es für Licht schwierig, sich während der wiederholten Totalreflexion innerhalb der Lichtleitplatte auszubreiten. Zudem ist das Harz hinsichtlich der Festigkeit unterlegen und daher ist es schwierig, eine hochauflösende Nanoprägung aufzubringen. Im Hinblick auf das Vorstehende wurde vorgeschlagen, dass eine Glasfolie mit einem hohen Brechungsindex und einer ausgezeichneten Festigkeit als Lichtleitplatte verwendet wird (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
Zitatliste
Patentliteratur 1: JP 2017-32673 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Von dem Licht, das in das Innere der Lichtführungsplatte eingetreten ist, kann ein Teil des Lichts, das von einem geeigneten Wellenleiterweg abgekommen ist, zu Streulicht werden. Wenn das Streulicht mit dem emittierten Licht gemischt wird, kann ein digitales Bild gestört werden.
Im Hinblick auf das Vorstehende ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Glasfolie bereitzustellen, die in der Lage ist, die Erzeugung von Streulicht zu unterdrücken, wenn sie als Lichtleitplatte einer Vorrichtung vom Brillentyp, wie einer auf dem Kopf getragenen Anzeige, verwendet wird.
Lösung des Problems
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Glasfolie bereitgestellt, die eine erste Hauptfläche und eine zweite Hauptfläche, die einander gegenüberliegen, und eine Endfläche umfasst, die die erste Hauptfläche und die zweite Hauptfläche miteinander verbindet, wobei die Glasfolie einen Brechungsindex (nd) von 1,6 bis 2,2 aufweist und wenigstens in einem Teil der Endfläche eine rundliche Form aufweist und die Endfläche eine Oberflächenrauigkeit Ra von 100 nm oder weniger aufweist. Die Glasfolie wird üblicherweise durch Schneiden eines Glasbasismaterials in eine vorgegebene Form und Dicke erhalten. Wie später beschrieben wird, wird in diesem Fall von dem Licht, das in das Innere der Glasfolie eingetreten ist, das Licht, das die Endfläche der Glasfolie erreicht hat, von der Endfläche der Glasfolie totalreflektiert und neigt dazu, Streulicht zu werden. Wenn hingegen die Glasfolie zumindest in einem Teil der Endfläche eine R-Form aufweist, wird das Licht, das die Endfläche der Glasfolie erreicht hat, leicht von der Endfläche nach außen emittiert. Zudem beträgt die Oberflächenrauigkeit Ra der Endfläche 100 nm oder weniger und daher wird die Streuung des Lichts, das die Endfläche der Glasfolie erreicht hat, an der Endfläche unterdrückt, mit dem Ergebnis, dass das Licht leicht effizient von der Endfläche nach außen emittiert wird.
Es wird bevorzugt, dass die Glasfolie gemäß dem einen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine rundliche Form in der Gesamtheit der Endfläche aufweist. Bei dieser Ausgestaltung des innerhalb der Glasfolie geführten Lichts wird das Licht, das die Endfläche der Glasfolie erreicht hat, leichter von der Endfläche nach außen emittiert.
Es wird bevorzugt, dass bei der Glasfolie gemäß dem einen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert eines Abstands zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche 5 µm oder weniger beträgt. Bei dieser Ausgestaltung wird das Licht jeder Wellenlänge, das in das Innere der Glasfolie eingetreten ist, zwischen der ersten und der zweiten Hauptoberfläche wiederholt totalreflektiert, so dass es genau geführt wird, und daher wird ein leicht zu erhaltendes Bild klar.
Es wird bevorzugt, dass bei der Glasfolie gemäß dem einen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die erste Hauptoberfläche und die zweite Hauptoberfläche jeweils eine Oberflächenrauigkeit Ra von 10 nm oder weniger aufweisen. Wenn bei dieser Ausgestaltung das Licht, das in das Innere der Glasfolie eingetreten ist, zwischen der ersten und der zweiten Hauptoberfläche wiederholt totalreflektiert und weitergeführt wird, treten Streuverluste weniger wahrscheinlich auf und es wird leicht ein helles und klares Bild erhalten.
Es wird bevorzugt, dass die Glasfolie gemäß dem einen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Dicke von 0,5 mm oder weniger aufweist. Wenn die Dicke der Glasfolie derart klein ist, wird das Gewicht der Glasfolie klein. Im Ergebnis wird das Gewicht einer tragbaren Bildanzeigevorrichtung, die die Glasfolie als Lichtleitplatte verwendet, gering und die Unbequemlichkeit beim Tragen der Vorrichtung kann verringert werden.
Es wird bevorzugt, dass die Glasfolie gemäß dem einen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als Glaszusammensetzung SiO₂, B₂O₃, La₂O₃ und Nb₂O₅ umfasst.
Es wird bevorzugt, dass die Glasfolie gemäß dem einen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine unebene Struktur aufweist, die auf mindestens einer der ersten Hauptoberfläche oder der zweiten Hauptoberfläche ausgebildet ist. Bei dieser Ausgestaltung dient die unebene Struktur als Beugungsgitter und es wird möglich, das Licht, das von einem Bildanzeigeelement emittiert wird, in das Innere der Glasfolie eintreten zu lassen und das Licht, das innerhalb der Glasfolie weitergeführt wird, nach außen zu extrahieren.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Lichtleitplatte bereitgestellt, die die Glasfolie gemäß einem der oben erwähnten Ausführungsbeispiele umfasst.
Es wird bevorzugt, dass die Lichtleitplatte gemäß dem einen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer tragbaren Bildanzeigevorrichtung verwendet wird, die ausgewählt ist aus mit einem Projektor ausgestatteten Brillen, einer Anzeige vom Brillentyp oder Schutzbrillentyp, einer Anzeigevorrichtung für virtuelle Realität (VR) oder erweiterte Realität (AR) und einer Anzeigevorrichtung für virtuelle Bilder.
Gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine tragbare Bildanzeigevorrichtung bereitgestellt, die die Lichtleitplatte gemäß einem der oben erwähnten Ausführungsbeispiele umfasst.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Erfindungsgemäß kann die Glasfolie bereitgestellt werden, die in der Lage ist, die Erzeugung von Streulicht zu unterdrücken, wenn sie als Lichtleitplatte einer Vorrichtung vom Brillentyp, wie einer am Kopf befestigten Anzeige, verwendet wird.
Figurenliste

1 ist eine schematische Seitenansicht zur Veranschaulichung eines Teils einer Glasfolie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Seitenansicht zur Veranschaulichung eines Teils einer Glasfolie gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine schematische Seitenansicht zur Veranschaulichung eines Teils einer Glasfolie gemäß einem Vergleichsbeispiel.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung Ausführungsbeispiele einer Glasfolie der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die folgenden Ausführungsbeispiele beschränkt.
1 ist eine schematische Seitenansicht zur Veranschaulichung eines Teils einer Glasfolie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Eine Glasfolie 1 weist eine erste Hauptoberfläche 1a und eine zweite Hauptoberfläche 1b auf, die einander gegenüberliegen, und eine Endfläche 1c, die die erste Hauptoberfläche 1a und die zweite Hauptoberfläche 1b miteinander verbindet. Die planare Form der Glasfolie ist nicht besonders beschränkt und Beispiele davon umfassen ein Polygon, wie etwa ein Rechteck, einen Kreis und eine Ellipse.
Die Endfläche 1c der Glasfolie 1 weist zumindest in einem Teil davon eine rundliche Form auf. Im Ergebnis wird von dem Licht, das in das Innere der Glasfolie 1 eingetreten ist, das Licht, das die Endfläche der Glasfolie 1 erreicht hat, leicht von der Endfläche 1c nach außen emittiert. Dieser Punkt wird unten im Detail unter Bezugnahme auf 1 und 3 beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, tritt einfallendes Licht L₀ von der ersten Hauptoberfläche 1a der Glasfolie 1a in das Innere der Glasfolie 1 ein. In einem Bereich der ersten Hauptoberfläche 1a ist eine unebene Struktur 2, die als Beugungsgitter wirkt, ausgebildet, in die das einfallende Licht L₀ eintritt. Die Richtung des einfallenden Lichts L₀ wird aufgrund der unebenen Struktur 2 zu einer Breitenrichtung der Glasfolie 1a geändert und als Licht L₁ weitergeleitet, während zwischen der ersten Hauptfläche 1a und der zweiten Hauptfläche 1b der Glasfolie wiederholt eine Totalreflexion stattfindet. Hier wird ein Teil des einfallenden Lichts L₀ in Richtung der Endfläche 1c als Licht L₂ in einer anderen Richtung als der des Lichts L₁ emittiert. Die Endfläche 1c weist jedoch eine rundliche Form auf, mit dem Ergebnis, dass ein Einfallswinkel θ₁ des Lichts L₂ in Bezug auf die Endfläche 1c klein wird und das Licht L₂ nach außen emittiert wird, ohne von der Endfläche 1c reflektiert zu werden. Als ein Element, das als Beugungsgitter wirkt, kann anstelle der unebenen Struktur 2 beispielsweise ein Beugungsgitter vom Typ eingravierter Linien oder ein holographisches Beugungsgitter verwendet werden.
Indessen zeigt 3 ist eine schematische Seitenansicht zur Veranschaulichung eines Teils einer Glasfolie gemäß einem Vergleichsbeispiel. Eine Glasfolie 11 weist eine erste Hauptoberfläche 11a und eine zweite Hauptoberfläche 11b auf, die einander gegenüberliegen, und eine Endfläche 11c, die die erste Hauptoberfläche 11a und die zweite Hauptoberfläche 11b miteinander verbindet. Bei der Glasfolie 11 weist die Endfläche 11c eine ebene Form ohne eine rundliche Form auf, die sich von der Glasfolie 1 unterscheidet. Bei der Glasfolie 11 weist die Endfläche 11c eine ebene Form ohne eine rundliche Form auf, mit dem Ergebnis, dass, wie in 3 gezeigt, ein Einfallswinkel θ₂ von Licht L₂ in Bezug auf die Endfläche 11c groß wird und das Licht L₂ von der Endfläche 11c reflektiert wird. Selbst danach wiederholt sich die Reflexion von L₂ innerhalb der Glasfolie 11, so dass es Streulicht wird.
Wie oben beschrieben, wird bei der Glasfolie 1 gemäß dem einen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung Streulicht weniger wahrscheinlich innerhalb der Glasfolie erzeugt und wenn die Glasfolie 1 als Lichtleitplatte einer am Kopf befestigten Anzeige oder dergleichen verwendet wird, kann die Störung eines digitalen Bildes unterdrückt werden.
Die in 1 gezeigte Glasfolie 1 weist eine rundliche Form in der Gesamtheit der Endfläche 1c auf und das Licht, das die Endfläche 1c erreicht hat, kann effizient nach außen emittiert werden. Die Glasfolie 1 ist nicht darauf beschränkt und kann, wie in 2 gezeigt, eine rundliche Form nur in einem Teil der Endfläche 1c aufweisen. Mit dieser Ausgestaltung kann das Licht in zumindest einem Abschnitt der Endfläche 1c mit einer rundlichen Form nach außen emittiert werden.
Die Oberflächenrauigkeit Ra der Endfläche 1c (zumindest des Abschnitts mit der rundlichen Form) der Glasfolie 1 beträgt vorzugsweise 100 nm oder weniger, weniger als 70 nm, 50 nm oder weniger, 40 nm oder weniger oder 20 nm oder weniger, besonders bevorzugt 10 nm oder weniger. Wenn die Oberflächenrauigkeit Ra der Endfläche 1c zu groß ist, wird das Licht, das die Endfläche 1c erreicht hat, an der Endfläche 1c gestreut, und infolgedessen wird das Licht nicht leicht von der Endfläche 1c nach außen emittiert. Die untere Grenze der Oberflächenrauigkeit Ra der Endfläche 1c ist nicht besonders beschränkt, beträgt aber tatsächlich 1 nm oder mehr. Bei der vorliegenden Erfindung bezieht sich die Oberflächenrauigkeit Ra auf einen Wert, der gemäß JIS B 0601 (1994) gemessen wird.
Der Brechungsindex (nd) der Glasfolie 1 beträgt vorzugsweise 1,6 bis 2,2, 1,8 bis 2,1, 1,9 bis 2,05 oder 1,95 bis 2,03, besonders bevorzugt 1,98 bis 2,01. Wenn der Brechungsindex der Glasfolie 1 hoch ist, wird der kritische Winkel (kritischer Winkel der Totalreflexion), wenn das Licht innerhalb der Glasfolie 1 nach außen emittiert wird, klein und das Licht wird nicht leicht von der Endfläche 1c emittiert, mit dem Ergebnis, dass wahrscheinlich Streulicht erzeugt wird. Aus diesem Grund kann die Wirkung der vorliegenden Erfindung insbesondere dann leicht gezeigt werden, wenn der Brechungsindex der Glasfolie 1 hoch ist. Wenn der Brechungsindex zu niedrig ist, neigt der Betrachtungswinkel dazu, eng zu werden, wenn die Glasfolie 1 als eine Lichtleitplatte einer tragbaren Bildanzeigevorrichtung verwendet wird, wie etwa mit einem Projektor ausgestatteten Brillen, einer Anzeige vom Brillentyp oder Schutzbrillentyp, einer Anzeigevorrichtung für virtuelle Realität (VR) oder erweiterte Realität (AR) oder einer Anzeigevorrichtung für virtuelle Bilder. Wenn dagegen der Brechungsindex zu hoch ist, treten leicht Defekte wie Entglasung und Schlieren auf.
Die Abbe-Zahl (vd) der Glasfolie 1 ist nicht besonders beschränkt, aber in Anbetracht der Glasbildungsstabilität beträgt die untere Grenze davon vorzugsweise 20 oder mehr oder 22 oder mehr, besonders bevorzugt 25 oder mehr, und die Obergrenze davon beträgt vorzugsweise 35 oder weniger oder 32 oder weniger, besonders bevorzugt 30 oder weniger.
Die Differenz (TTV = Gesamtdickenschwankung (Total Thickness Variation)) zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert des Abstands zwischen der ersten Hauptoberfläche 1a und der zweiten Hauptoberfläche 1b der Glasfolie 1 beträgt vorzugsweise 5 µm oder weniger oder 3 µm oder mehr weniger, besonders bevorzugt 1 µm oder weniger. Wenn die TTV zu groß ist, wird das Licht jeder Wellenlänge, das in das Innere der Glasfolie 1 eingetreten ist, nicht leicht genau innerhalb der Glasfolie 1 weitergeleitet, und die Klarheit eines zu erhaltenden Bildes wird wahrscheinlich verringert.
Die Oberflächenrauigkeit Ra sowohl der ersten Hauptoberfläche 1a als auch der zweiten Hauptoberfläche 1b der Glasfolie 1 beträgt vorzugsweise 10 nm oder weniger, 5 nm oder weniger oder 3 nm oder weniger, besonders bevorzugt 2 nm oder weniger. Wenn die Oberflächenrauigkeit Ra sowohl der ersten Hauptoberfläche 1a als auch der zweiten Hauptoberfläche 1b der Glasfolie 1 zu groß ist, treten wahrscheinlich Streuverluste auf, wenn das in das Innere der Glasfolie 1 eingetretene Licht wiederholt totalreflektiert und weitergeleitet wird, und es ist nicht leicht, ein helles und klares Bild zu erhalten. Die untere Grenze der Oberflächenrauigkeit Ra sowohl der ersten Hauptoberfläche 1a als auch der zweiten Hauptoberfläche 1b der Glasfolie 1 ist nicht besonders beschränkt, beträgt aber tatsächlich 1 nm oder mehr.
Die interne Transmission bei 450 nm der Glasfolie 1 mit einer Dicke von 10 mm beträgt vorzugsweise 90 % oder mehr, besonders bevorzugt 92 % oder mehr. Mit dieser Ausgestaltung wird bei der tragbaren Bildanzeigevorrichtung, die die Glasfolie 1 verwendet, die Helligkeit eines vom Benutzer gesehenen Bildes leicht erhöht.
Die Liquidusviskosität der Glasfolie 1 beträgt vorzugsweise 100,5 dPa·s oder mehr, 100,6 dPa·s oder mehr oder 100,7 dPa·s oder mehr, besonders bevorzugt 100,8 dPa·s oder mehr. Wenn die Liquidusviskosität zu niedrig ist, ist es erforderlich, die Glasfolie 1 bei niedriger Viskosität zu formen, und daher treten leicht Defekte wie Schlieren im Glas auf, insbesondere wenn die Formungsgröße groß wird. Die Obergrenze der Liquidusviskosität ist nicht besonders beschränkt, beträgt aber tatsächlich 102,5 dPa·s oder weniger oder 101,5 dPa·s oder weniger, insbesondere 101,2 dPa·s oder weniger.
Die Dicke der Glasfolie 1 beträgt vorzugsweise 0,5 mm oder weniger oder 0,4 mm oder weniger, besonders bevorzugt 0,3 mm oder weniger. Wenn die Dicke der Glasfolie 1 zu groß ist, wird das Gewicht der tragbaren Bildanzeigevorrichtung, die die Glasfolie 1 verwendet, groß und die Unbequemlichkeit beim Tragen der Vorrichtung wird erhöht. Wenn die Dicke der Glasfolie 1 zu klein ist, neigt die mechanische Festigkeit dazu, abzunehmen. Dementsprechend beträgt die Untergrenze vorzugsweise 0,01 mm oder mehr, 0,02 mm oder mehr, 0,03 mm oder mehr oder 0,04 mm oder mehr, besonders bevorzugt 0,05 mm oder mehr. Die Hauptachse (Durchmesser im Fall eines Kreises) der planaren Form der Glasfolie 1 beträgt vorzugsweise 50 mm oder mehr, 80 mm oder mehr, 100 mm oder mehr, 120 mm oder mehr, 150 mm oder mehr, 160 mm oder mehr, 170 mm oder mehr, 180 mm oder mehr oder 190 mm oder mehr, besonders bevorzugt 200 mm oder mehr. Wenn die Hauptachse der Glasfolie 1 zu klein ist, wird es schwierig, die Glasfolie 1 in Anwendungen wie einer tragbaren Bildanzeigevorrichtung zu verwenden. Eine solche Glasfolie 1 neigt auch dazu, hinsichtlich der Massenproduktivität unterlegen zu sein. Die Obergrenze der Hauptachse der Glasfolie 1 ist nicht besonders beschränkt, beträgt aber tatsächlich 1.000 mm oder weniger.
Ein Beispiel der Glasfolie 1 ist eine Glasfolie, die als Glaszusammensetzung SiO₂, B₂O₃, La₂O₃ und Nb₂O₅ umfasst. SiO₂ und B₂O₃ sind Komponenten, die die Glasbildungsstabilität und die chemische Beständigkeit verbessern. La₂O₃ und Nb₂O₅ sind Komponenten, die den Brechungsindex deutlich erhöhen. La₂O₃ wirkt sich auch verbessernd auf die Glasbildungsstabilität aus. Durch Einbau dieser Komponenten wird es einfach, Glas mit einem hohen Brechungsindex und ausgezeichneter Massenproduktivität zu erhalten. Als spezifische Zusammensetzung wird eine Glasfolie angegeben, die in Masse-% 1 % bis 20 % SiO₂, 1 % bis 25 % B₂O₃, 10 % bis 60 % La₂O₃ und 1 % bis 30 % Nb₂O₅ umfasst.
Zusätzlich zu den oben erwähnten Komponenten wird es bevorzugt, dass die Glasfolie 1 % bis 30 % TiO₂, welches eine Komponente ist, die den Brechungsindex erhöht, und 0 % bis 20 % Gd₂O₃ umfasst. Zudem kann die Glasfolie Y₂O₃, ZrO₂ und dergleichen umfassen. Indessen ist es wegen der großen Umweltbelastung bevorzugt, dass die Glasfolie im Wesentlichen frei von einer As-Komponente (beispielsweise As₂O₃), einer Pb-Komponente (beispielsweise PbO) und einer Fluorkomponente (beispielsweise F₂) ist. Zudem wird es bevorzugt, dass die Glasfolie im Wesentlichen frei von Bi₂O₃ und TeO₂ ist, da Bi₂O₃ und TeO₂ färbende Komponenten sind und die Durchlässigkeit in einem sichtbaren Bereich wahrscheinlich verringert wird. Hierin bedeutet der Ausdruck „im Wesentlichen frei von“, dass eine Komponente nicht absichtlich als Rohmaterial eingearbeitet wird und das Einmischen von unvermeidlichen Verunreinigungen nicht ausgeschlossen ist. Objektiv bedeutet der Ausdruck, dass der Gehalt jeder der oben erwähnten Komponenten weniger als 0,1 % beträgt.
Die unebene Struktur 2 kann beispielsweise durch ein Fotolithografie-Verfahren, ein Sputter-Verfahren unter Verwendung einer Maske, ein Verfahren, das ein lokales Ätzen durch Verwendung eines Lasers nach dem Bilden eines gleichmäßigen Films umfasst, oder ein Prägeverfahren unter Verwendung eines Stempels gebildet werden.
Die Glasfolie 1 ist als Lichtleitplatte geeignet, die ein Bestandteil einer tragbaren Bildanzeigevorrichtung ist, ausgewählt aus mit einem Projektor ausgestatteten Brillen, einer Anzeige vom Brillentyp oder Schutzbrillentyp, einer Anzeigevorrichtung für virtuelle Realität (VR) oder erweiterte Realität (AR) und einer Anzeigevorrichtung für virtuelle Bilder. Die Lichtleitplatte wird in einem sogenannten Brillenglas-Abschnitt der tragbaren Bildanzeigevorrichtung verwendet und spielt eine Rolle beim Leiten von Licht, das von einem Bildanzeigeelement emittiert wird, das in der tragbaren Bildanzeigevorrichtung vorgesehen ist, und beim Emittieren des Lichts zu den Pupillen der Benutzer.
Vorzugsweise werden mehrere Glasfolien 1 laminiert und als Laminat verwendet. Mit dieser Ausgestaltung können, wenn die Glasfolie 1 als eine Lichtleitplatte der tragbaren Bildanzeigevorrichtung verwendet wird, Bilder in einem Zustand projiziert werden, bei dem sie in einer Tiefenrichtung eines Anzeigebildschirms überlagert sind, und es kann ein 3D-Bild erhalten werden. Die Anzahl der laminierten Folien beträgt vorzugsweise 3 oder mehr, besonders bevorzugt 6 oder mehr.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird nun im Detail anhand von Beispielen beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt.

Die Zusammensetzung und Eigenschaften jeder der in den Beispielen hergestellten Glasfolien sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1

		1	2	3	4	5	6
Glaszusammensetzung	SiO₂	32	6,6	6,4	6,6	4,7	4.1
	B₂O₃		8,8	7,3	8,6	8,3	9.6
	TiO₂	13	14,6	14,1	14,6	13,8	13.3
	Nb₂O₅	36	7,4	7,2	7,4	7,1	8.3
	ZrO₂	6	5,9	5,7	5,9	5,6	5.4
	La₂O₃		48,2	46,7	48,2	45,7	50.2
	Gd₂O₃		7,7	7,5	7,7	9,8	7.2
	Y₂O₃		0,8	5,1	0,7	5	0.6
	Li₂O	2			0,3		1.3
	Na₂O	11
	Sb₂O₃	0,05
Brechungsindex		1.81	2,00	2,01	1,99	2,00	2,00
interne Transmission (%)		93	94	93	96	95	96
Liquidusviskosität (dPa·s)		10²	10¹	10^0,6	-	-	10^0,7
Oberflächenrauigkeit Ra (nm) der Endfläche		8	5	5	5	3	3
Oberflächenrauigkeit Ra (nm) der Hauptfläche		1.0	0,5	0,5	0,5	0,2	0,2
Differenz (µm) zwischen Maximalwert und Minimalwert des Abstands zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche		3	0,5	0,5	1	0,5	0,5
Foliendicke (mm)		0.2	0,3	0,3	0,3	0,5	0,5

Die Rohmaterialien wurden gemischt, so dass sie jede in Tabelle 1 gezeigte Glaszusammensetzung aufwiesen, und bei 1.250 °C bis 1.350 °C 2 Stunden bis 12 Stunden lang unter Verwendung eines Platintiegels geschmolzen. Das erhaltene geschmolzene Glas wurde in einen Kohlerahmen gegossen und geformt. Nachdem das Ergebnis 2 Stunden bis 48 Stunden lang bei 720 °C bis 780 °C gehalten worden war, wurde die Temperatur mit 1 °C/min auf Raumtemperatur gesenkt, so dass dadurch ein Glasbasismaterial erhalten wurde.
Der Brechungsindex (nd), die interne Transmission und die Liquidusviskosität des erhaltenen Glasbasismaterials wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Der Brechungsindex wurde durch einen Messwert in Bezug auf eine d-Linie (587,6 nm) einer Heliumlampe unter Verwendung von KPR-2000, hergestellt von Shimadzu Corporation, repräsentiert.
Die interne Transmission wurde wie unten beschrieben gemessen. Optisch polierte Glasproben mit einer Dicke von 10 mm ± 0,1 mm und einer Dicke von 5 mm ± 0,1 mm wurden jeweils auf ihre Lichtdurchlässigkeit (lineare Durchlässigkeit) einschließlich eines Oberflächenreflexionsverlusts in Intervallen von 0,5 nm unter Verwendung eines Spektrophotometers (UV -3100, hergestellt von Shimadzu Corporation) vermessen. Basierend auf den erhaltenen Messwerten wurde eine interne Transmission τ₁₀ bei einer Dicke von 10 mm aus dem folgenden Ausdruck berechnet. In der Tabelle sind die Werte der internen Transmission bei einer Wellenlänge von 450 nm gezeigt. $log τ_{10} = - {(logT 5 - logT 10) / Δ d} \times 10 (%)$

T5: Lichtdurchlässigkeit einer Glasprobe mit einer Dicke von 5 mm ± 0,1 mm
T10: Lichtdurchlässigkeit einer Glasprobe mit einer Dicke von 10 mm ± 0,1 mm
Δd: Dickenunterschied zwischen beiden Glasproben
Die Liquidusviskosität wurde wie unten beschrieben gemessen. Nachdem das Glasbasismaterial in einem Elektroofen unter den Bedingungen von 1.200 °C und 0,5 Stunden umgeschmolzen worden war, wurde das Glasbasismaterial in einem Elektroofen mit einem Temperaturgradienten für 18 Stunden gehalten. Dann wurde das Ergebnis aus dem Elektroofen herausgenommen und an der Luft abkühlen gelassen. Die Niederschlagsposition eines entglasten Produkts wurde mit einem optischen Mikroskop bestimmt, um dadurch eine Liquidustemperatur zu messen.
Getrennt davon wurde das Glasbasismaterial in einen Aluminiumtiegel gegeben und durch Erhitzen geschmolzen. Die Glasviskosität der erhaltenen Glasschmelze wurde bei mehreren Temperaturen durch ein Platinkugel-Aufziehverfahren bestimmt. Anschließend wurde die Konstante der Vogel-Fulcher-Formel unter Verwendung der gemessenen Werte der Glasviskosität zur Erstellung einer Viskositätskurve berechnet. Unter Verwendung der erhaltenen Viskositätskurve und der oben bestimmten Liquidustemperatur wurde die der Liquidustemperatur entsprechende Viskosität (Liquidusviskosität) bestimmt.
Nachdem das oben erwähnte Glasbasismaterial in eine Plattenform mit einem Durchmesser von 300 mm und einer Dicke von 0,5 mm geschnitten worden war, wurden beide Hauptoberflächen zwischen einem Paar Polierkissen mit unterschiedlichen Außendurchmessern eingepfercht und beide Hauptoberflächendes plattenförmigen Glasbasismaterials wurden einer Polierbehandlung unterzogen, während das plattenförmige Glasbasismaterial und das Paar Polierkissen gemeinsam gedreht wurden. Ferner wurde die Endfläche des plattenförmigen Glasbasismaterials einem Polieren mit einer Schleifmaschine unter Verwendung von Schleifpulver unterzogen, so dass sie eine rundliche Form aufwies. Insbesondere wurde das Polieren so durchgeführt, dass die gesamte Endfläche in eine rundliche Form geformt wurde, wie in 1 veranschaulicht. Auf diese Weise wurden Glasfolien mit einer Dicke von 0,2 mm bis 0,5 mm erhalten.
Die Differenz TTV zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert des Abstands zwischen den beiden Hauptoberflächen der wie oben beschrieben erhaltenen Glasfolie wurde unter Verwendung von SBW-331ML/d, hergestellt von Kobelco Research Institute, Inc., gemessen. Zusätzlich wurde die Oberflächenrauigkeit Ra jeder der Hauptoberflächen und der Endfläche der Glasfolie unter Verwendung eines Rasterkraftmikroskops (AFM) gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Anschließend wurde eine periodische unebene Struktur aus SiO₂ auf einer der Hauptoberflächen der Glasfolie durch ein Fotolithografie-Verfahren ausgebildet und Lücken in der unebenen Struktur wurden mit einem Harz gefüllt. Sechs der erhaltenen Glasfolien wurden laminiert, um ein Laminat zu erhalten.
Wenn das so erhaltene Laminat als Lichtleitplatte einer auf dem Kopf getragenen Anzeige oder dergleichen verwendet wird, weist der Endabschnitt der Lichtleitplatte eine rundliche Form auf, und daher tritt Streulicht leicht aus dem Endabschnitt nach außen. Im Ergebnis kann ein 3D-Bild erhalten werden, bei dem die durch Streulicht verursachte Störung eines digitalen Bildes unterdrückt wird.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die Glasfolie der vorliegenden Erfindung ist als Lichtleitplatte geeignet, die in einer tragbaren Bildanzeigevorrichtung verwendet wird, ausgewählt aus mit einem Projektor ausgestatteten Brillen, einer Anzeige vom Brillentyp oder Schutzbrillentyp, einer Anzeigevorrichtung für virtuelle Realität (VR) oder erweiterte Realität (AR) und einer Anzeigevorrichtung für virtuelle Bilder.
Bezugszeichenliste

1, 11: Glasfolie
1a, 11a: erste Hauptfläche
1b, 11b: zweite Hauptfläche
1c, 11c: Endfläche
2: unebene Struktur

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 201732673 A [0004]

Claims

Glasfolie, umfassend die eine erste Hauptfläche und eine zweite Hauptfläche, die einander gegenüberliegen, und eine Endfläche, die die erste Hauptfläche und die zweite Hauptfläche miteinander verbindet, wobei die Glasfolie einen Brechungsindex (nd) von 1,6 bis 2,2 aufweist und wenigstens in einem Teil der Endfläche eine rundliche Form aufweist und die Endfläche eine Oberflächenrauigkeit Ra von 100 nm oder weniger aufweist.
Glasfolie nach Anspruch 1, wobei die Glasfolie eine rundliche Form in der Gesamtheit der Endfläche aufweist.
Glasfolie nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Differenz zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert eines Abstands zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche 5 µm oder weniger beträgt.
Glasfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Hauptoberfläche und die zweite Hauptoberfläche jeweils eine Oberflächenrauigkeit Ra von 10 nm oder weniger aufweisen.
Glasfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Glasfolie eine Dicke von 0,5 mm oder weniger aufweist.
Glasfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Glasfolie als Glaszusammensetzung SiO₂, B₂O₃, La₂O₃ und Nb₂O₅ umfasst.
Glasfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Glasfolie eine unebene Struktur aufweist, die auf mindestens einer der ersten Hauptoberfläche oder der zweiten Hauptoberfläche ausgebildet ist.
Lichtleitplatte, umfassend die Glasfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Lichtleitplatte nach Anspruch 8, wobei die Lichtleitplatte in einer tragbaren Bildanzeigevorrichtung verwendet wird, die ausgewählt ist aus mit einem Projektor ausgestatteten Brillen, einer Anzeige vom Brillentyp oder Schutzbrillentyp, einer Anzeigevorrichtung für virtuelle Realität (VR) oder erweiterte Realität (AR) und einer Anzeigevorrichtung für virtuelle Bilder.
Tragbare Bildanzeigevorrichtung, umfassend die Lichtleitplatte nach Anspruch 8 oder 9.