EP4031502A1 - Dreidimensional umgeformtes dünnglas - Google Patents

Dreidimensional umgeformtes dünnglas

Info

Publication number
EP4031502A1
EP4031502A1 EP20723054.1A EP20723054A EP4031502A1 EP 4031502 A1 EP4031502 A1 EP 4031502A1 EP 20723054 A EP20723054 A EP 20723054A EP 4031502 A1 EP4031502 A1 EP 4031502A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
thin glass
glass
thin
less
surface structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20723054.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Meister
Katharina Alt
Volker Seibert
Ulrich Lange
Stephan Corvers
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schott AG
Original Assignee
Schott AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schott AG filed Critical Schott AG
Publication of EP4031502A1 publication Critical patent/EP4031502A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00—Re-forming shaped glass
    • C03B23/02—Re-forming glass sheets
    • C03B23/023—Re-forming glass sheets by bending
    • C03B23/035—Re-forming glass sheets by bending using a gas cushion or by changing gas pressure, e.g. by applying vacuum or blowing for supporting the glass while bending
    • C03B23/0352—Re-forming glass sheets by bending using a gas cushion or by changing gas pressure, e.g. by applying vacuum or blowing for supporting the glass while bending by suction or blowing out for providing the deformation force to bend the glass sheet
    • C03B23/0357—Re-forming glass sheets by bending using a gas cushion or by changing gas pressure, e.g. by applying vacuum or blowing for supporting the glass while bending by suction or blowing out for providing the deformation force to bend the glass sheet by suction without blowing, e.g. with vacuum or by venturi effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/30—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by a layer formed with recesses or projections, e.g. hollows, grooves, protuberances, ribs
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24355—Continuous and nonuniform or irregular surface on layer or component [e.g., roofing, etc.]

Definitions

  • the present invention relates to a thin glass for an optical component which has a high surface quality and a high optical quality.
  • Thin glass here denotes a glass substrate with a thickness of less than 700 ⁇ m, preferably less than 500 ⁇ m, in particular less than 300 ⁇ m.
  • the invention further relates to an optical component comprising a thin glass, a product comprising a thin glass, a tool for producing a thin glass and a method for producing a thin glass.
  • Thin glass in particular three-dimensionally formed thin glass, can be used in various applications. Possible fields of application are optics, ophthalmology, electronic devices and the automotive sector. In these and other fields, the thin glass according to the invention can be used, on the one hand, to achieve visually appealing, hard and scratch-resistant surfaces and, on the other hand, to enable a compact design and weight reduction.
  • thin glass can be laminated as a cover on plastic components in order to protect eyeglass lenses, display devices, displays, fittings and other sensitive components from negative mechanical, physical and / or chemical influences.
  • the document DE 102016 105004 A1 discloses an optical component with a surrounding formed glass substrate and an associated manufacturing process, whereby the optical component has a high surface quality even without post-treatment.
  • One object of the present invention is to provide a further improved glass substrate with high surface quality and high optical quality and a suitable manufacturing process for manufacturing such a glass substrate.
  • One aspect of the invention relates to a thin glass for an optical component which comprises a first side with a first surface and a second side opposite the first side with a second surface.
  • the thin glass has a three-dimensional shape with at least one desired curvature and a thickness of less than 700 ⁇ m.
  • On at least one first measuring area of 3 x 3 mm 2 of the first surface all surface structure components in a wavelength range from 0.1 mm to 1 mm have an average arithmetic height Sa of less than 30 nm, preferably less than 20 nm, more preferably less than 10 nm , even more preferably below 8 nm.
  • all surface structural components in a wavelength range from 0.1 mm to 1 mm can have a mean arithmetic height Sa between 1 nm and 30 nm, preferably between 3 nm and 20 nm, more preferably between 6 nm and 10 nm.
  • the values for the mean arithmetic height relate to a measurement by means of white light interferometry, with a bandpass filtering of 0.1 mm to 1 mm, ie with a bandpass filtering for the observation of surface structure components in wavelength ranges from 0, 1 mm to 1 mm.
  • Surface structure components in a wavelength range from 0.1 mm to 1 mm can For the purposes of this invention, these are referred to as medium-scale surface structure components. They can be distinguished from short-scale surface structure components (here: smaller than 0.1 mm) and from long-scale surface structure components (here: larger than 1 mm).
  • An entire surface structure of a surface of a thin glass can comprise short-scale, medium-scale and / or long-scale surface structure components.
  • the medium-scale surface structure components according to the invention relate to a waviness of a surface of the thin glass, while the short-scale surface structure components relate to a roughness of a surface of the thin glass and the long-scale surface structure components relate to a shape of the surface of the thin glass.
  • the bandpass filtering of 0.1 mm to 1 mm can ensure that only selected surface structure components relating to the waviness of the thin glass are considered in a wavelength range of 0.1 mm and 1 mm.
  • the inventors have recognized that the surface structure components in this wavelength range are particularly critical for the production of thin glasses with optically appealing and / or functional transmission and / or reflection, unlike in the production of thicker glasses.
  • all of these medium-scale surface structure components of the first surface of the thin glass have the mean arithmetic height Sa specified above.
  • the bandpass filtering thus enables a scale-adjusted observation or image of the surface, i.e.
  • the wavelength of a surface structure component can essentially correspond to a characteristic extent, in particular a lateral extent, of the surface structure component or at least map it. However, due to the filtering during surface detection, especially in the edge areas of surface structures, slight deviations can occur between the actual lateral extent of the surface structure component and its wavelength. It goes without saying that the term wavelengths can be used here to describe the surface structure components, since each surface structure can be represented by superimposing sine waves with different wavelengths and amplitudes.
  • the thin glass according to the invention can also be described as a three-dimensional, curved, hot-formed thin glass substrate with a high surface quality and a high optical quality, in particular in the visible range of light.
  • the first and / or the second surface of the thin glass can form, at least in sections, a curved free-form surface, in particular an aspherically curved free-form surface.
  • the thin glass can be curved around several bending axes. The multiple bending axes can be mutually exclusive to cut.
  • the thin glass can have intersecting and non-intersecting bending axes.
  • the first and / or the second surface of the thin glass can have at least one point (bending point) at which a first tangential direction is selected as the x-axis, at which a further tangential direction which is orthogonal to the x-axis , is selected as the y-axis, and on which a direction orthogonal to the x-axis and the y-axis is selected as the z-axis, the x-axis, the y-axis and the z-axis in the at least one Cut point.
  • the thin glass can be bent at least at the at least one point.
  • the associated surface of the thin glass can be bent at the at least one point in the X-axis direction, so that a first bending radius of the associated desired curvature lies in the XZ plane, which runs through the X-axis and the Z-axis. Additionally or alternatively, the associated surface of the thin glass can be bent at the at least one point in the Y-axis direction, so that a second bending radius of the associated desired curvature lies in the YZ-plane, which runs through the Y-axis and the Z-axis.
  • the first and the second bending radius can be the same or different.
  • the bending radii in the individual points can be the same and / or different with regard to the number of bending radii and the size of the bending radii.
  • the thin glass according to the invention is preferably a thin glass that has not been reworked, that is, a thin glass that is left untreated or untreated after hot forming.
  • the thin glass according to the invention already has an optimal surface roughness and surface roughness without subsequent processing, for example without subsequent polishing. Well with at most minimal deviations from the arithmetic mean of the surface.
  • at least one work step can thus be saved in the production of the thin glass according to the invention.
  • a large number of different surface defects can occur in the production of intended-curved, three-dimensional thin glass. Reshaping thin glasses in particular is particularly difficult, as thin glasses tend to shape surface defects differently and sometimes more strongly than thicker glasses.
  • the inventors of the present invention have recognized that among the possible surface defects, in particular the mean arithmetic height Sa and preferably the tangent error (ie the local slope deviation from the ideal target curvature) of surface structure components in certain wavelength ranges must be kept low, in order to achieve a sufficiently high surface quality and optical quality.
  • the inventors of the present invention have found a solution using a thin glass a three-dimensional shape and a very small thickness of less than 700 .mu.m, preferably less than 500 .mu.m, more preferably less than 300 .mu.m, even more preferably less than 250 .mu.m, even more preferably less than 150 .mu.m, to provide the high surface quality described and has optical quality and this without the need for post-processing.
  • the thin glass according to the invention is therefore suitable for use as a hard, scratch-resistant surface with low weight in visually appealing applications (optics, ophthalmic technology, reflective surfaces with an appealing appearance, for example for the auto motive area or displays, etc.).
  • the inventors of the present invention have recognized that when the glass substrate is reshaped by deep drawing and / or pressing in a transition area between a molded area and a viscosity-dominated area, a bending component acting on the glass also comes into play, which influences the molding behavior depending on the thickness.
  • a bending component acting on the glass also comes into play, which influences the molding behavior depending on the thickness.
  • larger defects would therefore form in the surface of the glass substrate, in particular in the range of defect widths between 0.1 and 1 mm.
  • the inventors of the present invention have also recognized that in particular the tangent errors and height differences of medium-scale surface structure components in a certain wavelength range between 0.1 mm and 1 mm are negative for the use of thin glasses in visually appealing applications and have found a solution to use thin glasses with a thickness of less than 700 ⁇ m, preferably less than 500 ⁇ m, more preferably less than 300 ⁇ m, in which the occurrence of these errors is prevented to a sufficient extent.
  • the inventors have recognized that defects with lateral dimensions in the area of the thickness of thin glasses in particular play a decisive role for the surface quality and quality of the thin glass, since defects in precisely this area are optically expressed by a distortion of a reflected or transmitted image can.
  • the first measuring surface can be a specific or any measuring surface on the first upper surface.
  • the first measuring area is any measuring area on the first surface
  • the entire first surface has the surface quality and quality described. This means that any area of the claimed size at any point on the first surface can be selected as the first measuring area and always has the claimed surface quality and quality.
  • the thin glass can have a thickness between 1 ⁇ m and 700 ⁇ m, preferably between 10 ⁇ m and 500 ⁇ m, more preferably between 20 ⁇ m and 300 ⁇ m.
  • the thin glass can comprise one or more desired curvatures. It goes without saying that the thin glass can have the at least one desired curvature in a region of the thin glass or over the entire surface of the thin glass. The thin glass can have different desired curvatures or the same desired curvature in different areas of the thin glass. The thin glass can also have no desired curvature in certain areas as long as it has at least one desired curvature in at least one area. The thin glass can have several desired curvatures in the same area.
  • the thin glass can, for example, have a bending radius belonging to the at least one desired curvature, which is greater than the thickness of the thin glass, preferably greater than or equal to twice the thickness.
  • the following condition can therefore apply to the thin glass: R> D, preferably R> 2xD, where R is the bending radius and D is the thickness of the thin glass.
  • a smallest bending radius of the thin glass can be greater than the thickness of the thin glass, preferably greater than or equal to twice the thickness.
  • the thin glass can, for example, have a bending radius belonging to the at least one desired curvature of at least 1 mm, preferably of at least 2 mm, preferably of at least 5 mm.
  • the thin glass can have a bending radius belonging to the at least one desired curvature of 10,000 mm or less, preferably of 5000 mm or less, preferably of 2500 mm or less, more preferably of 1500 mm or less.
  • the thin glass can have a bending radius belonging to the at least one desired curvature between 1 mm and 10,000 mm, in particular between 1 mm and 5000 mm, preferably between 1 mm and 1500 mm. All desired curvatures of the thin glass can lie in the above ranges.
  • the thin glass can have a concave surface or a concave surface section, the surface or the surface section for this purpose being bent only in the X-axis direction or only in the Y-axis direction.
  • the thin glass can have a convex surface or a concave surface section, the surface or the Surface section for this purpose is curved only in the X-axis direction or only in the Y-axis direction.
  • the thin glass can have a concave surface or a concave surface section, the surface or the surface section for this purpose being curved in the X-axis direction and in the Y-axis direction.
  • the thin glass can have a convex surface or a covex surface section, the surface or the upper surface section being curved for this purpose in the X-axis direction and in the Y-axis direction.
  • the thin glass may have a surface or surface portion that has a convex shape in one direction (x-axis direction or y-axis direction) and a concave shape in another direction (y-axis direction or x-axis direction).
  • the thin glass can have a shell shape that is curved in only one direction.
  • the thin glass can have a saddle shape curved in several directions.
  • the thin glass can have bending points at several points and thus, for example, have a corrugated shape.
  • all medium-scale surface structure components in a wavelength range of 0.1 mm to 1 mm can have a mean arithmetic height Sa of less than 30 nm, preferably less than 20 nm, on at least one second measuring area of 3 x 3 mm 2 of the second surface , more preferably below 10 nm, even more preferably below 7 nm.
  • all surface structural components in a wavelength range from 0.1 mm to 1 mm can have a mean arithmetic height Sa between 1 nm and 30 nm, preferably between 3 nm and 20 nm, more preferably between 6 nm and 10 nm.
  • the values for the mean arithmetic height relate to a measurement by means of white light interferometry, with a bandpass filtering of 0.1 mm to 1 mm.
  • the second measuring area can be a specific measuring area or any measuring area on the second surface.
  • the entire second surface has the surface quality and quality described. This means that any area of the claimed size at any point on the second surface can be selected as the second measuring area and always has the claimed surface quality and quality.
  • the mean arithmetic height Sa measured by means of white light interferometry of all medium-scale surface structure components in a wavelength range from 0.1 mm to 1 mm in the second measuring area on the second side can be increased by 1% to 20%, preferably 5% to 15%, more preferably 7% to 10%, less than in the first measuring area on the first page, based on the mean arithmetic Height Sa of the surface structure components of the first side.
  • Such a ratio of the mean arithmetic heights Sa of the surface structure components mentioned on the first side and on the second side represents a very uniformly formed thin glass, the mean arithmetic height Sa being less than 30 nm on both sides.
  • Such an embodiment accordingly has a particularly high surface quality and surface quality.
  • all medium-scale surface structure components in a wavelength range from 0.1 mm to 1 mm can have a slope error, i.e. a local slope deviation from the ideal target curvature, of on the arithmetic mean below 0.1 pm / mm, preferably below 0.07 pm / mm, more preferably below 0.05 pm / mm, even more preferably below 0.04 pm / mm.
  • the third measuring area can preferably correspond to the first measuring area.
  • all medium-scale surface structure components in a wavelength range from 0.1 mm to 1 mm can have a tangent error of less than 0.1 pm / mm on the arithmetic mean , preferably below 0.06 pm / mm, more preferably below 0.04 pm / mm, even more preferably below 0.03 pm / mm.
  • the fourth measuring area can preferably correspond to the second measuring area.
  • the measured values for the tangent error also relate to a measurement using white light interferometry, with a bandpass filtering of 0.1 mm to 1 mm.
  • the tangent error of all medium-scale surface structure components measured by means of white light interferometry in a wavelength range of 0.1 mm to 1 mm in the fourth measuring area on the second side can be increased by 1% to 50%, preferably 10% up to 40%, more preferably 15% to 35%, less than in the third measurement area on the first side, based on the tangent error of the surface structure components on the first side in the arithmetic mean.
  • This particular ratio of the tangent error on the first side and on the second side represents a very uniformly formed thin glass, the tangent error on both sides being below 0.1 pm / mm.
  • Such an embodiment accordingly has a particularly high surface quality and surface finish.
  • the optional ratios of the surface qualities (based on the mean arithmetic height Sa and / or on the tangent error) of the first side and the second side can be achieved, for example, by a further development of the thin glass in which the first side may be a side facing the mold, which faces a mold during the manufacture of the thin glass. Accordingly, the second side of the thin glass can be a side facing away from the mold, which side faces away from the mold during the manufacture of the thin glass.
  • the first side can preferably have a convex shape and the second side can have a concave shape.
  • all short-scale surface structure components in a wavelength range of up to 0.25 mm can have an average arithmetic height Sa of less than 5 nm, preferably below 3 nm, more preferably below 1 nm, even more preferably below 0.5 nm.
  • Sa average arithmetic height
  • the fifth measuring area can preferably be in the area of the first measuring area and / or the third measuring area.
  • all short-scale surface structure components in a wavelength range of up to 0.25 mm can have an average arithmetic height Sa of less than 5 nm, preferably below 3 nm, more preferably below 1 nm, even more preferably below 0.5 nm.
  • Sa average arithmetic height
  • the sixth measurement area can preferably lie in the region of the second measurement area and / or the fourth measurement area.
  • the mean arithmetic height Sa of all surface structure components in a wavelength range of a maximum of 0.25 mm in the sixth measuring area on the second side can be increased by a maximum of 20%, preferably a maximum of 15% preferably a maximum of 10%, from which deviate in the fifth measuring area on the first side, based on the mean arithmetic height Sa of the surface structure components on the first side.
  • This ratio of the mean arithmetic heights Sa of the surface structure components mentioned on the first side and on the second side also represents a very uniformly formed thin glass, the mean arithmetic height Sa being less than 5 nm on both sides.
  • Such an embodiment accordingly has a particularly high surface quality and surface quality.
  • the thin glass can have a glass transition temperature Tg between 400 ° C and 850 ° C, preferably between 500 ° C and 700 ° C.
  • an optical component for use in optics, in ophthalmology, as a display, as a cover, etc. which comprises a material composite with a thin glass of the type described above and at least one further composite component made of plastic, metal, Glass, glass ceramic, ceramic, wood and / or fiber composite material includes. It goes without saying that this list is not exhaustive and that optical components can also be used in other applications and / or in conjunction with other materials.
  • the optical component can be post-processed.
  • the optical component can have one or more coatings of the following: anti-reflective coating, anti-glare coating or anti-glare coating, anti-fingerprint coating, anti-scratch coating or anti-scratch coating, UV protective coating and / or anti -Fog coating.
  • the optical component can have an edge processing.
  • the optical component can be perforated at least in sections.
  • the optical component can be provided with holes, openings, cutouts and / or local surface structures by post-processing. The sequence of post-processing can be selected as desired, for example according to the intended use of the optical component.
  • a product that comprises a thin lens of the type described above, the product, for example, a spectacle lens, protective goggles, a lens, (industrial or consumer) optics comprising plastic or glass (eg a lens Imaging system, a lens), a helmet visor, a smartphone display or a cover for a display device, a console, a fitting, a headlight, a watch glass, a window, a viewing window, an electronic component with a display function, a smart watch, a " Wearable electronics ”, a component with a light-conducting function, a piece of jewelery, a vehicle exterior paneling, a mirror, a decorative element (e.g.
  • the product can, for example, be a center console, a vehicle headlight, a taillight, a windshield, a plastic component outdoors or a vehicle exterior paneling, a display device, a part of the door indoors or outdoors, a baseboard, a mirror, a decorative element ( e.g. for the vehicle interior or a decorative element) etc.
  • the product can also be a sensor component or an electronic component with an optical sensor function, the thin glass serving to protect sensors.
  • the thin glass in a product from the electronics field can serve as a barrier layer, for example for oxygen, in order to protect electronic components, for example printed electronics, organic electronics and / or oxygen-sensitive and / or moisture- / water-vapor-sensitive electronics.
  • the product can also AR (Augmented Reality) glasses, VR (Virtual Reality) glasses or an AR or VR component.
  • the product can comprise an optical component with a material composite of the type described above.
  • the tool comprises a mold for three-dimensional reshaping of the thin glass, the mold comprising a machine-polished molding surface with at least one desired curvature.
  • the molding surface is provided in order to come into contact with the thin glass in the course of a deformation of the thin glass.
  • the later at least one desired curvature of the formed thin glass is predetermined by the at least one desired curvature of the molding surface.
  • the shaped surface can be an aspherically curved, essentially concave free-form surface.
  • the tool can have a high surface quality with few defects in the region of the mold or the mold surface. This can reduce the transfer of defects to the thin glass during the manufacturing process.
  • all medium-scale surface structure components in a wavelength range of 0.1 mm to 1 mm can have a mean arithmetic height Sa of less than 40 nm, preferably less than 35 nm, on at least one seventh measuring area of 3 x 3 mm 2 of the mold area, more preferably below 30 nm, even more preferably below 20 nm.
  • all surface structure components in a wavelength range from 0.1 mm to 1 mm can have a mean arithmetic height Sa between 1 nm and 40 nm, preferably between 3 nm and 30 nm, more preferably between 6 nm and 20 nm.
  • the values for the mean arithmetic height relate to a measurement by means of white light interferometry, with a bandpass filtering of 0.1 mm to 1 mm.
  • an eighth measuring surface of 0.33 can be at least x 0.33 mm 2 of the mold surface every ownedskaligen surface structure components in egg nem wavelength range of up to 0.25 mm an arithmetic mean height Sa of having less than 500 nm, preferably below 300 nm, more preferably below 200 nm, even more preferably below 100 nm.
  • arithmetic mean height Sa of having less than 500 nm, preferably below 300 nm, more preferably below 200 nm, even more preferably below 100 nm.
  • the tool can comprise metal, a metal alloy, graphite, ceramic material, glass ceramic, such as Zerodur®, quartz, glass and / or carbides, for example silicon carbide and / or tungsten carbide, at least in the region of the mold surface.
  • the tool can comprise isostatically pressed fine-grain graphite in the area of the mold surface or be made from it.
  • a tool with isostatically pressed fine-grain graphite can be advantageous in order to produce thin glass with a high surface quality.
  • the tool can be coated or uncoated in the area of the mold surface. In particular, when a porous tool is used in a vacuum process, the tool should be uncoated in the area of the mold surface.
  • the tool can be at least partially permeable to pressures, in particular to vacuum, at least in the region of the mold surface, in order to at least partially transfer a (negative) pressure applied to the tool to the thin glass.
  • the tool can be porous and / or have openings at least in the area of the mold surface.
  • Another aspect of the invention relates to a method for producing a thin glass, in particular a thin glass of the type described above.
  • the method comprises the steps:
  • a flat glass substrate e.g., a glass wafer, with a thickness of less than 700 ⁇ m, preferably less than 500 ⁇ m, more preferably less than 300 ⁇ m;
  • the glass substrate to a mold of a tool, the mold comprising a three-dimensionally curved mold surface, preferably an aspherically curved mold surface;
  • the glass substrate Heating the glass substrate to a target temperature above the glass transition temperature Tg and below the softening point temperature EW of the glass substrate with a temperature gradient of at least 35 K / min;
  • the glass substrate is subjected to negative pressure by applying a vacuum to the mold of the tool and / or by applying it a pressing force on the glass substrate for a period of less than 120 s in order to three-dimensionally hot-form the glass substrate in the region of the mold;
  • the method according to the invention is carried out in particular in the order given above.
  • the method can include further intermediate steps, preparation steps and / or post-processing steps.
  • the method according to the invention enables the production of a thin glass with the properties according to the invention, i.e. with a very small thickness and high surface quality, in that the method is carried out very adapted as claimed and a structurally optimally designed tool is used.
  • the three-dimensional hot forming can be carried out exclusively by applying negative pressure (vacuum) to the glass substrate or exclusively by pressing the glass substrate with a pressing force or by a combination of these two applications.
  • the pressing of the glass substrate can take place by applying a pressing force to the glass substrate by means of one or more press molds or one or more press punches of the tool.
  • a first surface of a first side of the glass substrate can be subjected to negative pressure and an opposite second surface of a second side of the glass substrate can be pressed.
  • the same surface on the same side of the glass substrate can be subjected to negative pressure and pressed by means of a tool.
  • the glass substrate can be pressed from above by means of a pressing tool, while at the same time a negative pressure can be applied to the pressing tool for sucking in the glass substrate.
  • the application of negative pressure and the pressing can take place simultaneously or one after the other.
  • the application of negative pressure and the pressing can be carried out with different tools or with different components of the same tool.
  • the flat glass substrate can be an essentially two-dimensional, planar raw glass sheet (for example glass wafer) with properties selected for the planned area of application.
  • the glass transition temperature Tg and the softening point temperature EW are dependent on the material of the glass substrate used.
  • Typical target temperatures can be between 450 ° C and 950 ° C, preferably between 550 ° C and 850 ° C, more preferably between 580 ° C and 750 ° C.
  • Borosilicate glass, aluminosilicate glass or lithium aluminosilicate, for example, can be used as the glass substrate material. In particular, D263® or Xensation® can be used. During the manufacturing process, care must be taken to ensure that the glass substrate and the mold are extremely clean at the beginning and during the process in order to avoid defects caused by contamination.
  • the method according to the invention can in particular be carried out using a tool of the type described above. That is, the glass substrate can be applied to a mold of the above-described tool.
  • the application of negative pressure and / or pressing force to the glass substrate can preferably be carried out for a period of less than 100 s, more preferably less than 60 s.
  • the specified duration of less than 120 s, preferably less than 100 s, more preferably less than 60 s is used to ensure the shortest possible mold contact, which in particular the formation of tangent errors and height differences in the range of error widths between 0.1 mm and 1 mm can be reduced.
  • the duration and the amount of the negative pressure / the pressing force can be selected in accordance with the curvature to be achieved, with a greater curvature requiring a longer period of application.
  • the temperature gradient for heating the glass substrate to a target temperature above the glass transition temperature Tg and below the softening point temperature EW of the glass substrate can be at least 50 K / min.
  • the temperature gradient can be between 50 K / min and 300 K / min, in particular between 70 K / min and 280 K / min.
  • the glass substrate can be heated in several cycles, i.e. over several stations.
  • the temperature gradient is selected depending on the time required for heating.
  • the desired heating time depends on the number of cycles.
  • a cycle can last, for example, 30 s, 60 s and / o of the 120 s.
  • at least three, preferably at least five, further preferably at least 6 cycles can be provided.
  • the negative pressure used in one embodiment of the method, which is applied to the shape of the tool can be between 100 Pa and 90,000 Pa absolute, preferably between 50,000 Pa and 90,000 Pa.
  • the pressing force used in one embodiment of the method for pressing the glass substrate can be between 2 N and 4000 N absolute, preferably between 5 N and 2500 N.
  • the pressing force can be applied to the glass substrate by means of at least one pressing ram.
  • at least two, preferably at least three Press plungers act one after the other on the glass substrate with the same or different pressing forces.
  • a ram can act several times in succession with the same or different pressing forces on the glass substrate.
  • three press rams can act on the glass substrate one after the other, with a first press ram with a pressing force of less than 2500 N, preferably between 5 N and 2000 N, acting on the glass substrate, with a second press ram with a pressing force of over 500 N, preferably between 800 N and 4000 N, acts on the glass substrate, and a third press punch with a pressing force of over 400 N, preferably between 500 N and 4000 N, acts on the glass substrate.
  • a further temperature gradient of at least 10 K / min can be provided for cooling the hot-formed glass substrate to the cooling temperature.
  • a further temperature gradient of at most 140 K / min, preferably at most 100 K / min, can be provided for cooling.
  • the further temperature gradient for cooling should be selected as a function of the material used for the glass substrate in such a way that no harmful stresses arise in the glass substrate and, in particular, that the glass substrate does not break.
  • the cooling temperature to which the hot-formed glass substrate is cooled after shaping or after hot shaping can be between 250.degree. C. and 350.degree. C., preferably around 300.degree.
  • Another aspect of the invention relates to a thin glass produced by means of a method of the type described above.
  • Thin glasses according to the invention compared to thin glasses from the prior art of the technique.
  • FIG. 2A shows a topographical image of a thin glass according to the invention from FIG. 1.
  • Fig. 3 is a diagram with further measurement results on the tangent error of thin glasses according to the invention compared to thin glasses from the prior art.
  • FIG. 4A shows a false color image of tangent defects of a thin glass according to the invention from FIG. 3.
  • FIG. 4B shows a false color image of tangent defects of a thin glass from the prior art from FIG. 3.
  • FIG. 6 shows a glass wafer and a section of a tool according to the invention for
  • the first side here refers to the side facing the mold during the manufacturing process, which in the present example has a convex shape.
  • the second side here denotes the side facing away from the mold during the manufacturing process, which in the present example has a concave shape.
  • measurements on thin glasses according to the invention are compared with measurements on thin glasses of the prior art.
  • the thin glasses of the invention and the thin glasses of the prior art it concerns thin glasses that have not been reworked, that is, thin glasses that are left unfinished or untreated after hot forming.
  • measurement results of thin borosilicate glasses (here of the D263TEco type) with a thickness of 100 ⁇ m are shown, which have previously been three-dimensionally reshaped using a dome shape and each have a radius of curvature of 120 mm or 123.5 mm.
  • the white light interferometry measurements to determine the mean arithmetic height Sa i.e. the arithmetic mean of the deviations of the surfaces from the ideal topography, were carried out with bandpass filtering between 0.1 mm and 1 mm (Gaussian spline fixed with spline long period 1000 pm and spline short Period 100 pm) in order to consider medium-scale surface structure components in a wavelength range from 0.1 mm to 1 mm.
  • the white light interference microscope also called CSI (Coherence Scanning Interferometry), ZYGO® - NexView TM (optical 3D profilometer with scanning and phase-shifting interferometry) with a 5.5X Mich NA 0.15 objective with an effective lateral resolution of 2.9 pm is used.
  • the measurement type was "Surface" and the system reference was subtracted.
  • the ZYGO® - Mx TM software (Instrument Control & Data Analysis Software for ZYGO 3D Optical Surface Profilers) was used to evaluate the measurement data.
  • the data were filtered using "Form Remove” and a "Gaussian Spline Fixed” bandpass filter with a period of 100-1000 pm.
  • the measured mean arithmetic height Sa of the thin glasses according to the invention is always well below 10 nm for both sides. More precisely, the best measurement result for the mean arithmetic height Sa is 3.0 nm for a thin glass according to the invention on the first, convex side and at 1.9 nm on the second, concave side. Furthermore, for a thin glass according to the invention, the worst measurement result of the mean arithmetic height Sa is 7.4 nm on the first, convex side and 6.8 nm on the second, concave side.
  • the best measurement result for the mean arithmetic height Sa is 11.1 nm on the first, convex side and 14.5 nm on the second, concave side.
  • the worst measurement result of the mean arithmetic height Sa is 40.5 nm on the first, convex side and 35.9 nm on the second, concave side.
  • the surface quality of the thin glass according to the invention is accordingly significantly improved compared to thin glasses from the prior art.
  • 2A is a white light interferometric image of the topography of a borosilicate thin glass according to the invention after a bandpass filtering of 0.1 mm to 1 mm, while FIG.
  • FIGS. 2A and 2B show a white light interferometric image of the topography of a borosilicate thin glass of the prior art after a bandpass filtering of 0.1 mm to 1 mm .
  • the height deviation on the convex side of a dome with a radius of curvature of 120 mm is shown in FIGS. 2A and 2B with the same scaling on a measuring area of 3 ⁇ 3 mm 2.
  • the thin glass according to the invention has a very uniform surface structure and thus a high surface quality .
  • FIG. 3 shows measurement results of white light interferometry measurements of the averaged slope error on a third measuring area of 3 x 3 mm 2 on the first surface of the first side of thin glasses (right side of the diagram) and on a fourth measuring area of 3 x 3 mm 2 on the second surface of the second side of thin glasses (left side of the diagram), with the second side being a side opposite to the first side for each thin glass.
  • the measurements on which the diagram from FIG. 3 is based were carried out on thin glasses on which the measurements on which the diagram from FIG. 1 is based were also carried out.
  • thin borosilicate glasses here of the D263TEco type
  • the thin glasses of the invention and the thin glasses of the prior art are thin glasses that have not been reworked, that is, thin glasses that are left untreated or untreated after hot forming.
  • measurements on thin glasses according to the invention are compared with measurements on thin glasses of the prior art for each of the two sides (facing and facing away from the shape).
  • the y-axis of the diagram in FIG. 3 has a logarithmic scale.
  • the white light interferometry measurements to determine the averaged tangent error i.e. the local slope deviation from the ideal target curvature, were carried out with a bandpass filtering between 0.1 mm and 1 mm (Gaussian spline fixed with spline long period 1000 pm and spline short period 100 pm), to consider medium-scale surface structure components in a wavelength range from 0.1 mm to 1 mm.
  • the measurements for determining the tangent error were carried out with the same filtering, the same settings, the same measuring devices and the same measuring software as above in connection with FIG. see height Sa described.
  • the slope magnitude was determined using the Zygo®-Mx TM software.
  • the iteration length corresponded to the lateral resolution.
  • the measured tangent error in the arithmetic mean of the thin glasses according to the invention is always clearly below 0.05 ⁇ m / mm for both sides. More precisely, for a thin glass according to the invention, the measurement result of the tangent error in the arithmetic mean is always approx. 0.03 pm / mm on the first, convex side and approx. 0.02 pm / mm on the second, concave side. In contrast, for a thin glass from the prior art, the best measurement result of the tangent error in the arithmetic mean is 0.1 pm / mm on the first, convex side and 0.14 pm / mm on the second, concave side.
  • the worst measurement result of the tangent error in the arithmetic mean is 0.77 pm / mm on the first, convex side and 0.44 pm / mm on the second, concave side.
  • the surface quality of the thin glass according to the invention is accordingly significantly improved with regard to the tangent error compared to thin glasses from the prior art.
  • FIGS. 4A and 4B show the tangent errors of a borosilicate thin glass according to the invention (FIG. 4A) and a borosilicate thin glass of the prior art (FIG. 4B) in a false color image with the same scaling on a measuring area of 3 ⁇ 3 mm 2 . Shown are recordings after a bandpass filtering of 0.1 mm to 1 mm on the convex side of a dome with a radius of curvature of 120 mm. In contrast to the topography of the thin glass of the prior art, which has a large number of tangent defects 20 (for a better overview, only one defect was provided with a reference symbol), the thin glass according to the invention has a very uniform surface structure and thus a high surface quality.
  • FIG. 5 shows measurement results of white light interferometry measurements of the mean arithmetic height Sa on a fifth measuring area of 0.33 x 0.33 mm 2 on the first surface of the first side of thin glasses (right side of the diagram) and on a sixth measuring area of 0, 33 x 0.33 mm 2 on the second surface of the second side of thin glasses (left side of the diagram), with the second side being a side opposite to the first side for each thin glass.
  • the measurements on which the diagram from FIG. 5 is based were carried out on thin glasses, on which the measurements on which the diagrams from FIGS. 1 and 3 are also based were carried out.
  • thin borosilicate glasses here of the D263TEco type
  • thin borosilicate glasses with a thickness of 100 ⁇ m were used, which had previously been formed three-dimensionally by means of a dome shape and each had a radius of curvature of 120 mm or 123.5 mm.
  • thin glasses of the invention and the thin glasses of the stand According to the technology, thin glasses that have not been reworked are involved, that is, thin glasses that have not been left or treated after hot forming.
  • measurements on thin glasses according to the invention are compared with measurements on thin glasses of the prior art for each of the two sides (facing the shape and facing away from the shape).
  • the y-axis of the diagram in FIG. 5 has a logarithmic scale.
  • the white light interferometry measurements to determine the mean arithmetic height Sa were carried out with a high-pass filtering with a cut-off frequency of 0.25 mm (Gaussian spline fixed with spline long period 250 pm) in order to detect short-scale surface structure components in a wavelength range of up to 0.25 mm consider.
  • the white light interference microscope also called CSI (Coherence Scanning Interferometry)
  • ZYGO® - NexView TM optical 3D profilometer with scanning and phase-shifting interferometry
  • a 50X Mirau NA 0.55 with an effective lateral resolution of 0.6 pm was used as the objective for these measurements.
  • the measurement type was "Surface" and the system reference was subtracted.
  • the ZYGO® - Mx TM software (Instrument Control & Data Analysis Software for ZYGO 3D Optical Surface Profilers) was also used to evaluate the measurement data.
  • the data were filtered using “Form Remove” and a “Gaussian Spline Fixed” high pass filter with a long period of 250 pm.
  • the measured mean arithmetic height Sa of the thin glasses according to the invention is always below 0.4 nm for both sides , 1 nm on the first, convex side and at approx. 0.1 nm on the second, concave side. Furthermore, for a thin glass according to the invention, the worst measurement result of the mean arithmetic height Sa is approximately 0.3 nm on the first, convex side and approximately 0.3 nm on the second, concave side. In contrast, for a thin glass from the prior art, the best measurement result for the mean arithmetic height Sa is 0.9 nm on the first, convex side and 0.4 nm on the second, concave side.
  • the worst measurement result of the mean arithmetic height Sa is 21.9 nm on the first, convex side and 5.4 nm on the second, concave side.
  • the surface quality of the thin glass according to the invention is accordingly significantly improved compared to thin glasses from the prior art.
  • the mean arithmetic height Sa was measured on a measuring area of 0.33 x 0.33 mm 2 on the first surface of the first side and on a measuring area of 0.33 x 0.33 mm 2 on the second surface of the second opposite Side of the thin glass determined.
  • the first side here also refers to the side facing the mold during the manufacturing process, which in the present example has a convex shape.
  • the second side here refers to the side facing away from the mold during the manufacturing process, which in the present example has a concave shape.
  • the thin glasses according to the invention for this measurement are likewise non-post-processed thin glasses, that is to say thin glasses that are left unfinished or untreated after hot forming.
  • the white light interferometry measurements to determine the mean arithmetic height Sa on the measuring areas of 3 x 3 mm 2 were carried out with a bandpass filtering between 0.1 mm and 1 mm (Gaussian spline fixed with spline long period 1000 pm and spline short period 100 pm).
  • the white light interferometry measurements to determine the mean arithmetic height Sa on the measuring areas of 0.33 x 0.33 mm 2 were carried out with high-pass filtering with a cut-off frequency of 0.25 mm (Gaussian spline fixed with spline long period 250 pm) To consider short-scale surface structure components in a wavelength range of up to 0.25 mm, analogous to the measurements described above on borosilicate thin glasses with a thickness of 100 ⁇ m.
  • the measurement results of these further measurements show that the mean arithmetic height Sa for the measurements on the measurement areas of 3 ⁇ 3 mm 2 is always well below 15 nm for both sides. More specifically, the mean arithmetic height Sa is 13.1 nm on the first, convex side and 5.9 nm on the second, concave side. Furthermore, the measurement results of the other measurements show that the mean arithmetic height Sa for the measurements on the measurement areas of 0.33 ⁇ 0.33 mm 2 is always well below 5 nm for both sides. More specifically, the mean arithmetic height Sa is 2.6 nm on the first, convex side and 0.2 nm on the second, concave side.
  • a thin glass with the properties according to the invention can be provided by means of an adapted method and in particular using a tool according to the invention.
  • a flat glass wafer 100 made of borosilicate glass with a thickness d of less than 300 ⁇ m is provided.
  • the glass wafer have a thickness of 100 pm or 210 pm.
  • the glass wafer 100 is applied to a mold 110 of a tool 120, the mold 110 comprising an aspherically curved mold surface 130 for three-dimensional reshaping of the thin glass 100.
  • the molding surface 130 is provided in order to come into contact with the thin glass 100 in the course of a deformation of the thin glass.
  • the desired curvature of the thin glass 100 to be reshaped is predetermined by the desired curvature of the shaping surface 130.
  • the mold surface is machined, so that the tool 120 in the region of the mold surface 130 has a high surface quality with few defects. In this way, the transfer of defects to the thin glass 100 during the manufacturing process can be avoided.
  • the tool 120 is made in the region of the mold surface 130 from isostatically pressed fine-grain graphite.
  • the glass wafer 100 After being applied to the tool 120, the glass wafer 100 is heated to a setpoint temperature above the glass transition temperature Tg and below the softening point temperature EW of the glass wafer 100.
  • the target temperature is 600 ° C.
  • the heating is carried out with a temperature gradient of approx. 60 K / min.
  • a vacuum of 10000 Pa absolute is applied to the glass wafer 100 by applying a vacuum to the mold 110 of the tool 120 for a period of about 30 seconds.
  • the glass wafer 100 is hot-formed three-dimensionally in the area of the mold 110.
  • the shortest possible mold contact is ensured, so that molding of defects in the mold 110 onto the glass wafer or thin glass 100 is further avoided.
  • the hot-reshaped glass wafer 100 is cooled to a cooling temperature of approximately 300 ° C. with a further tempera ture gradient of approximately 10 K / min.
  • the hot-formed glass wafer 100 is then removed from the tool 120 or the mold 110.
  • the method according to the invention enables the manufacture of thin glass with a very small thickness and at the same time very high surface quality.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dünnglas für eine optische Komponente, umfassend eine erste Seite mit einer ersten Oberfläche und eine der ersten Seite entgegengesetzte zweite Seite mit einer zweiten Oberfläche. Das Dünnglas hat eine dreidimensionale Gestalt mit wenigstens einer Sollkrümmung und eine Dicke von weniger als 700 µm. Auf wenigstens einer ersten Messfläche von 3 x 3 mm² der ersten Oberfläche weisen sämtliche Oberflächenstrukturkomponenten in einem Wellenlängenbereich von 0,1 mm bis 1 mm eine mittlere arithmetische Höhe Sa von unter 30 nm auf.

Description

Dreidimensional umgeformtes Dünnglas
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dünnglas für eine optische Komponente, das eine hohe Oberflächenqualität und eine hohe optische Güte aufweist. Dünnglas bezeichnet hier ein Glas substrat mit einer Dicke unter 700 pm, vorzugsweise unter 500 pm, insbesondere unter 300 pm. Ferner betrifft die Erfindung eine ein Dünnglas umfassende optische Komponente, ein ein Dünnglas umfassendes Produkt, ein Werkzeug zur Herstellung eines Dünnglases sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Dünnglases.
Dünnglas, insbesondere dreidimensional umgeformtes Dünnglas, kann in verschiedenen An wendungen zum Einsatz kommen. Mögliche Einsatzfelder sind die Optik, die Ophthalmologie, elektronische Geräte und der Automobilbereich. In diesen und weiteren Feldern kann das erfin dungsgemäße Dünnglas eingesetzt werden, um einerseits optisch ansprechende, harte und kratzfeste Oberflächen zu erreichen und andererseits eine kompakte Bauweise und Gewichts reduktion zu ermöglichen. Beispielsweise kann Dünnglas als Abdeckung auf Kunststoffkompo nenten laminiert werden, um Brillengläser, Anzeigevorrichtungen, Displays, Armaturen und an dere sensible Bauteile vor negativen mechanischen, physikalischen und/oder chemischen Ein flüssen zu schützen.
Hintergrund der Erfindung
Die Verwendung von Glassubstraten mit nicht planaren Oberflächen als Abdeckung zum Schutz sensibler Bauteile ist aus verschiedenen Anwendungen bekannt und beispielsweise in der Einleitung des Dokuments WO 2018/200454 A1 beschrieben.
Bei der Umformung von Rohglaswafern zu dreidimensionalen Glassubstraten mittels aus dem Stand der Technik bekannter Verfahren entstehen jedoch häufig Defekte in den Glassubstraten, die die optische Qualität des Endproduktes negativ beeinträchtigen. Die entstehenden Defekte stehen der Verwendung der Glassubstrate in optisch ansprechenden Anwendungen und als Designelement entgegen. Um die bei der Umformung entstehenden Defekte auszubessern, werden die dreidimensional umgeformten Glassubstrate in der Praxis nach dem Umformpro zess nachbearbeitet. Insbesondere werden Defekte durch nachträgliches Polieren des dreidi mensional umgeformten Glassubstrats ausgebessert. Dies macht den Herstellungsprozess al lerdings aufwendig.
Das Dokument DE 102016 105004 A1 offenbart eine optische Komponente mit einem umge- formten Glassubstrat sowie ein zugehöriges Herstellungsverfahren, wobei die optische Kompo nente auch ohne Nachbehandlung eine hohe Oberflächengüte aufweist.
Dieses aus dem Stand der Technik sowie weitere aus der Praxis bekannte Verfahren, die mit oder ohne nachträgliches Polieren dreidimensional umgeformte Glassubstrate mit einer relativ hohen Oberflächengüte erreichen, sind jedoch auf das Herstellen vergleichsweise dicker Glas substrate beschränkt. Die vergleichsweise große Dicke solcher Glassubstrate aus dem Stand der Technik limitiert jedoch deren Verwendbarkeit, insbesondere im Hinblick auf kompakte und gewichtskritische Bauteile.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines weiter verbesser ten Glassubstrates mit hoher Oberflächenqualität und hoher optischer Güte sowie eines geeig neten Herstellungsverfahrens zur Herstellung eines solchen Glassubstrates.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Dünnglas gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren ge mäß Patentanspruch 18 sowie mittels eines Werkzeugs gemäß Patentanspruch 15. Weiterbil dungen und Ausführungsformen des Dünnglases, des Verfahrens und des Werkzeugs sind Ge genstand der abhängigen Ansprüche und der nachstehenden Beschreibung.
Beschreibung der Erfindung
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Dünnglas für eine optische Komponente, das eine erste Seite mit einer ersten Oberfläche und eine der ersten Seite entgegengesetzte zweite Seite mit einer zweiten Oberfläche umfasst. Das Dünnglas hat eine dreidimensionale Gestalt mit wenigs tens einer Sollkrümmung und eine Dicke von weniger als 700 pm. Auf wenigstens einer ersten Messfläche von 3 x 3 mm2 der ersten Oberfläche weisen sämtliche Oberflächenstrukturkompo nenten in einem Wellenlängenbereich von 0,1 mm bis 1 mm eine mittlere arithmetische Höhe Sa von unter 30 nm auf, vorzugsweise unter 20 nm, weiter bevorzugt unter 10 nm, noch weiter bevorzugt unter 8 nm. Beispielsweise können auf der ersten Messfläche sämtliche Oberflächen strukturkomponenten in einem Wellenlängenbereich von 0,1 mm bis 1 mm eine mittlere arith metische Höhe Sa zwischen 1 nm und 30 nm aufweisen, vorzugsweise zwischen 3 nm und 20 nm, weiter bevorzugt zwischen 6 nm und 10 nm. Die Werte für die mittlere arithmetische Höhe beziehen sich auf eine Messung mittels Weißlichtinterferometrie, mit einer Bandpassfilterung von 0,1 mm bis 1 mm, d.h. mit einer Bandpassfilterung zur Betrachtung von Oberflächenstruk turkomponenten in Wellenlängenbereichen von 0,1 mm bis 1 mm.
Oberflächenstrukturkomponenten in einem Wellenlängenbereich von 0,1 mm bis 1 mm können im Sinne dieser Erfindung als mittelskalige Oberflächenstrukturkomponenten bezeichnet wer den. Sie können unterschieden werden von kurzskaligen Oberflächenstrukturkomponenten (hier: kleiner als 0,1 mm) und von langskaligen Oberflächenstrukturkomponenten (hier: größer als 1 mm). Eine gesamte Oberflächenstruktur einer Oberfläche eines Dünnglases kann kurzs- kalige, mittelskalige und/oder langskalige Oberflächenstrukturkomponenten umfassen. Hier stel len die erfindungsgemäßen mittelskaligen Oberflächenstrukturkomponenten auf eine Welligkeit einer Oberfläche des Dünnglases ab, während die kurzskaligen Oberflächenstrukturkomponen ten eine Rauheit einer Oberfläche des Dünnglases und die langskaligen Oberflächenstruktur komponenten eine Form der Oberfläche des Dünnglases betreffen. Durch die Bandpassfilte rung von 0,1 mm bis 1 mm kann erreicht werden, dass nur ausgewählte, die Welligkeit des Dünnglases betreffende Oberflächenstrukturkomponenten in einem Wellenlängenbereich von 0.1 mm und 1 mm betrachtet werden. Die Erfinder haben erkannt, dass die Oberflächenstruk turkomponenten in diesem Wellenlängenbereich für die Herstellung von Dünngläsern mit op tisch ansprechender und/oder funktionaler Transmission und/oder Reflexion besonders kritisch sind, anders als bei der Herstellung von dickeren Gläsern. Sämtliche dieser mittelskaligen Oberflächenstrukturkomponenten der ersten Oberfläche des Dünnglases weisen erfindungsge mäß die vorstehend spezifizierte mittlere arithmetische Höhe Sa auf. Die Bandpassfilterung er möglicht also eine skalenbereinigte Betrachtung bzw. Abbildung der Oberfläche, also einer um kurzskalige und um langskalige Komponenten bereinigten sogenannten SL-Oberfläche, die ge nau den Bereich hervorhebt, der erfindungsgemäß als besonders relevant für Dünngläser anzu sehen ist. Die Wellenlänge einer Oberflächenstrukturkomponente kann im Wesentlichen einer charakteristischen Ausdehnung, insbesondere einer lateralen Ausdehnung, der Oberflächen strukturkomponente entsprechen oder diese zumindest abbilden. Jedoch kann es durch die Fil terung bei der Oberflächenerfassung insbesondere in Randbereichen von Oberflächenstruktu ren zu geringfügigen Abweichungen zwischen der tatsächlichen lateralen Ausdehnung der Oberflächenstrukturkomponente und deren Wellenlänge kommen. Es versteht sich, dass der Begriff Wellenlängen hier zur Beschreibung der Oberflächenstrukturkomponenten verwendet werden kann, da jede Oberflächenstruktur durch eine Überlagerung von Sinuswellen mit unter schiedlichen Wellenlängen und Amplituden abbildbar ist.
Das erfindungsgemäße Dünnglas kann auch beschrieben werden als ein dreidimensionales, gekrümmtes, heißumgeformtes dünnes Glassubstrat mit einer hohen Oberflächenqualität und einer hohen optischen Güte, insbesondere im sichtbaren Bereich des Lichts. Die erste und/oder die zweite Oberfläche des Dünnglases kann zumindest abschnittsweise eine gekrümmte Frei formfläche ausbilden, insbesondere eine asphärisch gekrümmte Freiformfläche. Das Dünnglas kann um mehrere Biegeachsen gekrümmt sein. Die mehreren Biegeachsen können einander schneiden. Das Dünnglas kann sich schneidende und sich nicht schneidende Biegeachsen auf weisen. Die erste und/oder die zweite Oberfläche des Dünnglases kann/können wenigstens ei nen Punkt (Biegepunkt) aufweisen, an dem eine erste tangentiale Richtung als x-Achse gewählt wird, an dem eine weitere tangentiale Richtung, die orthogonal zu der x-Achse ist, als y-Achse gewählt wird, und an dem eine zu x-Achse und der y-Achse orthogonale Richtung als z-Achse gewählt wird, wobei sich die x-Achse, die y-Achse und die z-Achse in dem wenigstens einen Punkt schneiden. Das Dünnglas kann zumindest an dem wenigstens einen Punkt gebogen sein. Die zugehörige Oberfläche des Dünnglases kann an dem wenigstens einen Punkt in der X-Achsenrichtung gebogen sein, sodass ein erster Biegeradius der zugehörigen Sollkrümmung in der XZ-Ebene liegt, die durch die X-Achse und die Z-Achse verläuft. Zusätzlich oder alterna tiv kann die zugehörige Oberfläche des Dünnglases an dem wenigstens einen Punkt in der Y- Achsenrichtung gebogen sein, sodass ein zweiter Biegeradius der zugehörigen Sollkrümmung in der YZ-Ebene liegt, die durch die Y-Achse und die Z-Achse verläuft. Der erste und der zweite Biegeradius können gleich oder unterschiedlich sein. Bei einer Ausführungsform mit mehreren Punkten der vorstehend beschriebenen Art, können die Biegeradien in den einzelnen Punkten hinsichtlich der Anzahl an Biegeradien und der Größe der Biegeradien gleich und/oder unter schiedlich sein.
Bei dem erfindungsgemäßen Dünnglas handelt es sich vorzugsweise um ein nicht nachbearbei tetes Dünnglas, also ein nach dem Heißumformen unbelassenes bzw. unbehandeltes Dünn glas. Das bedeutet, dass das erfindungsgemäße Dünnglas bereits ohne nachträgliche Bearbei tung, beispielsweise ohne nachträgliches Polieren, eine optimale Oberflächenrauheit und -Wel ligkeit mit allenfalls minimalen Abweichungen vom arithmetischen Mittel der Oberfläche auf weist. Im Unterschied zu herkömmlichen dreidimensional umgeformten Dünngläsern kann somit bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Dünnglases mindestens ein Arbeitsschritt einge spart werden.
Bei der Herstellung von sollgekrümmtem, dreidimensionalem Dünnglas kann eine Vielzahl ver schiedenartiger Oberflächenfehler auftreten. Gerade das Umformen dünner Gläser ist besonders schwierig, da dünne Gläser dazu neigen Oberflächenfehler anders und teilweise stärker abzuformen als dickere Gläser. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass unter den möglichen Oberflächenfehlern insbesondere die mittlere arithmetische Höhe Sa und vorzugsweise der Tangentenfehler (engl.: Slope Error; d.h. die lokale Steigungsabweichung von der idealen Sollkrümmung) von Oberflächenstrukturkomponenten in bestimmten Wellenlän genbereichen gering zu halten sind, um eine ausreichend hohe Oberflächenqualität und opti sche Güte zu erreichen.
Ferner haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung eine Lösung gefunden, ein Dünnglas mit einer dreidimensionalen Gestalt und einer sehr geringen Dicke von weniger als 700 pm, vor zugsweise weniger als 500 pm, weiter bevorzugt weniger als 300 pm, noch weiter bevorzugt unter 250 pm, noch weiter bevorzugt unter 150 pm, bereitzustellen, das die beschriebene hohe Oberflächenqualität und optische Güte hat und dies gar ohne erforderliche Nachbearbeitung. Das erfindungsgemäße Dünnglas ist daher geeignet für einen Einsatz als harte, kratzfeste Oberfläche mit geringem Gewicht in optisch ansprechenden Anwendungen (Optik, Ophthalmo logie, reflektierende Oberflächen mit ansprechendem Aussehen, beispielsweise für den Auto motive Bereich oder Displays, etc.).
Die Bereitstellung eines dreidimensionalen Dünnglases mit einer solch geringen Dicke und der beanspruchten hohen Oberflächenqualität und Güte, ist mit herkömmlichen Verfahren des Stan des der Technik nicht möglich. Bekannte Verfahren zum Herstellen von dreidimensionalen, soll gekrümmten Glassubstraten mit hoher Oberflächenqualität betreffen Glassubstrate mit größe ren Dicken. Die Parameter, Prozessschritte und verwendeten Werkzeuge bekannter Verfahren sind nicht auf die Herstellung eines Dünnglases mit einer Dicke von weniger als 700 pm, vor zugsweise weniger als 500 pm, weiter bevorzugt weniger als 300 pm, übertragbar. Der Grund dafür liegt in der Glasdickenabhängigkeit der Umformung. Die Erfinder der vorliegenden Erfin dung haben erkannt, dass bei der Umformung des Glassubstrats mittels Tiefziehen und/oder Pressen in einem Übergangsbereich zwischen einem ausgeformten Bereich und einem viskosi tätsdominierten Bereich zusätzlich eine auf das Glas einwirkende Biegekomponente ins Spiel kommt, die das Abformverhalten dickenabhängig beeinflusst. Bei der dreidimensionalen Umfor mung von vergleichsweise dünnen Glassubstraten mittels bekannter Verfahren würden sich da her größere Fehlstellen in der Oberfläche des Glassubstrates bilden, insbesondere im Bereich von Fehlerbreiten zwischen 0,1 und 1 mm. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben fer ner erkannt, dass insbesondere die Tangentenfehler und Höhenunterschiede von mittelskaligen Oberflächenstrukturkomponenten in einem bestimmten Wellenlängenbereich zwischen 0,1 mm und 1 mm für den Einsatz von Dünngläsern in optisch ansprechenden Anwendungen negativ sind und haben eine Lösung gefunden, Dünngläser mit einer Dicke von weniger als 700 pm, vorzugsweise weniger als 500 pm, weiter bevorzugt weniger als 300 pm, bereitzustellen, in de nen das Auftreten dieser Fehler in ausreichendem Maße verhindert wird. Mit anderen Worten haben die Erfinder erkannt, dass insbesondere Defekte mit lateraler Ausdehnungen im Bereich der Dicke von Dünngläsern eine entscheidende Rolle für die Oberflächenqualität und -güte des Dünnglases spielen, da sich Defekte in genau diesem Bereich optisch durch eine Verzerrung eines refleketierten oder transmittierten Bildes äußern können. Bei herkömmlichen Umformungen dickerer Gläser sind Defekte in den erfindungsgemäß als relevant angesehenen Bereichen nicht von Bedeutung, da dickere Gläser im Wesentlichen nur längerskalige Defekte abformen. Die erste Messfläche kann eine bestimmte oder eine beliebige Messfläche auf der ersten Ober fläche sein. In der Ausführungsform, in der die erste Messfläche eine beliebige Messfläche auf der ersten Oberfläche ist, weist die gesamte erste Oberfläche die beschriebene Oberflächen qualität und -güte auf. Das bedeutet, dass eine beliebige Fläche der beanspruchten Größe an einer beliebigen Stelle auf der ersten Oberfläche als erste Messfläche gewählt werden kann und stets die beanspruchte Oberflächenqualität und -güte aufweist.
In einer Ausführungsform kann das Dünnglas eine Dicke zwischen 1 pm und 700 pm aufwei sen, vorzugsweise zwischen 10 pm und 500 pm, weiter bevorzugt zwischen 20 pm und 300 pm.
Das Dünnglas kann eine oder mehrere Sollkrümmungen umfassen. Es versteht sich, dass das Dünnglas die wenigstens eine Sollkrümmung in einem Bereich des Dünnglases oder über die gesamte Oberfläche des Dünnglases aufweisen kann. Das Dünnglas kann verschiedene Soll krümmungen oder dieselbe Sollkrümmung in unterschiedlichen Bereichen des Dünnglases auf weisen. Auch kann das Dünnglas in bestimmten Bereichen keine Sollkrümmung aufweisen, so fern es zumindest in einem Bereich wenigstens eine Sollkrümmung aufweist. Das Dünnglas kann mehrere Sollkrümmungen in demselben Bereich aufweisen.
Das Dünnglas kann beispielsweise einen zu der wenigstens einen Sollkrümmung gehörenden Biegeradius haben, der größer als die Dicke des Dünnglases ist, vorzugsweise größer oder gleich der doppelten Dicke. Somit kann für das Dünnglas die Bedingung gelten: R > D, vorzugs weise R > 2xD, wobei R der Biegeradius und D die Dicke des Dünnglases ist. Insbesondere kann ein kleinster Biegeradius des Dünnglases größer als die Dicke des Dünnglases sein, vor zugsweise größer oder gleich der doppelten Dicke. Das Dünnglas kann beispielsweise einen zu der wenigstens einen Sollkrümmung gehörenden Biegeradius von wenigstens 1 mm, vorzugs weise von wenigstens 2 mm, bevorzugt von wenigstens 5 mm haben. Das Dünnglas kann einen zu der wenigstens einen Sollkrümmung gehörenden Biegeradius von 10000 mm oder weniger, vorzugsweise von 5000 mm oder weniger, bevorzugt von 2500 mm oder weniger, weiter bevor zugt von 1500 mm oder weniger haben. Das Dünnglas kann einen zu der wenigstens einen Sollkrümmung gehörenden Biegeradius zwischen 1 mm und 10000 mm aufweisen, insbeson dere zwischen 1 mm und 5000 mm, vorzugsweise zwischen 1 mm und 1500 mm. Sämtliche Sollkrümmungen des Dünnglases können in den vorstehenden Bereichen liegen.
Das Dünnglas kann eine konkave Oberfläche oder einen konkaven Oberflächenabschnitt auf weisen, wobei die Oberfläche bzw. der Oberflächenabschnitt hierzu nur in der X-Achsenrich- tung oder nur in der Y-Achsenrichtung gebogen ist. Das Dünnglas kann eine konvexe Oberflä che oder einen konkaven Oberflächenabschnitt aufweisen, wobei die Oberfläche bzw. der Oberflächenabschnitt hierzu nur in der X-Achsenrichtung oder nur in der Y-Achsenrichtung ge bogen ist. Das Dünnglas kann eine konkave Oberfläche oder einen konkaven Oberflächenab schnitt aufweisen, wobei die Oberfläche bzw. der Oberflächenabschnitt hierzu in derX-Achsen- richtung und in der Y-Achsenrichtung gebogen ist. Das Dünnglas kann eine konvexe Oberflä che oder einen kovexen Oberflächenabschnitt aufweisen, wobei die Oberfläche bzw. der Ober flächenabschnitt hierzu in der X-Achsenrichtung und in der Y-Achsenrichtung gebogen ist. Das Dünnglas kann eine Oberfläche oder einen Oberflächenabschnitt aufweisen, die/der eine kon vexe Form in einer Richtung (x-Achsenrichtung oder y-Achsenrichtung) und eine konkave Form in einer anderen Richtung (y-Achsenrichtung oder x-Achsenrichtung) hat.
Das Dünnglas kann eine in nur eine Richtung gekrümmte Schalenform haben. Das Dünnglas kann eine in mehreren Richtungen gekrümmte Sattelform haben. Das Dünnglas kann an meh reren Stellen Biegepunkte aufweisen und so beispielsweise eine gewellte Form haben.
In einer Weiterbildung des Dünnglases können auf wenigstens einer zweiten Messfläche von 3 x 3 mm2 der zweiten Oberfläche sämtliche mittelskaligen Oberflächenstrukturkomponenten in einem Wellenlängenbereich von 0,1 mm bis 1 mm eine mittlere arithmetische Höhe Sa von un ter 30 nm aufweisen, vorzugsweise unter 20 nm, weiter bevorzugt unter 10 nm, noch weiter be vorzugt unter 7 nm. Beispielsweise können auf der zweiten Messfläche sämtliche Oberflächen strukturkomponenten in einem Wellenlängenbereich von 0,1 mm bis 1 mm eine mittlere arith metische Höhe Sa zwischen 1 nm und 30 nm aufweisen, vorzugsweise zwischen 3 nm und 20 nm, weiter bevorzugt zwischen 6 nm und 10 nm. Die Werte für die mittlere arithmetische Höhe beziehen sich auf eine Messung mittels Weißlichtinterferometrie, mit einer Bandpassfilterung von 0,1 mm bis 1 mm.
Die zweite Messfläche kann eine bestimmte oder eine beliebige Messfläche auf der zweiten Oberfläche sein. In der Ausführungsform, in der die zweite Messfläche eine beliebige Messflä che auf der zweiten Oberfläche ist, weist die gesamte zweite Oberfläche die beschriebene Oberflächenqualität und -güte auf. Das bedeutet, dass eine beliebige Fläche der beanspruchten Größe an einer beliebigen Stelle auf der zweiten Oberfläche als zweite Messfläche gewählt werden kann und stets die beanspruchte Oberflächenqualität und -güte aufweist.
Bezogen auf die Messflächen von 3 x 3 mm2 kann die mittels Weißlichtinterferometrie gemes sene mittlere arithmetische Höhe Sa sämtlicher mittelskaliger Oberflächenstrukturkomponenten in einem Wellenlängenbereich von 0,1 mm bis 1 mm in der zweiten Messfläche auf der zweiten Seite um 1 % bis 20 %, vorzugsweise 5 % bis 15 %, weiter bevorzugt 7 % bis 10 %, geringer sein als in der ersten Messfläche auf der ersten Seite, bezogen auf die mittlere arithmetische Höhe Sa der Oberflächenstrukturkomponenten der ersten Seite. Ein solches Verhältnis der mitt leren arithmetischen Höhen Sa der genannten Oberflächenstrukturkomponenten auf der ersten Seite und auf der zweiten Seite, stellt ein sehr gleichmäßig ausgebildetes Dünnglas dar, wobei die mittlere arithmetische Höhe Sa auf beiden Seiten unter 30 nm beträgt. Eine solche Ausfüh rungsform hat demnach eine besonders hohe Oberflächenqualität und Oberflächengüte.
In einer Ausführungsform des Dünnglases können auf wenigstens einer dritten Messfläche von 3 x 3 mm2 der ersten Oberfläche sämtliche mittelskaligen Oberflächenstrukturkomponenten in einem Wellenlängenbereich von 0,1 mm bis 1 mm einen Tangentenfehler (Slope Error), also eine lokale Steigungsabweichung von der idealen Sollkrümmung, von im arithmetischen Mittel unter 0,1 pm/mm aufweisen, vorzugsweise unter 0,07 pm/mm, weiter bevorzugt unter 0,05 pm/mm, noch weiter bevorzugt unter 0,04 pm/mm. Vorzugsweise kann die dritte Messfläche der ersten Messfläche entsprechen.
In einer Ausführungsform des Dünnglases können auf wenigstens einer vierten Messfläche von wenigstens 3 x 3 mm2 der zweiten Oberfläche sämtliche mittelskaligen Oberflächenstrukturkom ponenten in einem Wellenlängenbereich von 0,1 mm bis 1 mm einen Tangentenfehler von im arithmetischen Mittel unter 0,1 pm/mm aufweisen, vorzugsweise unter 0,06 pm/mm, weiter be vorzugt unter 0,04 pm/mm, noch weiter bevorzugt unter 0,03 pm/mm. Vorzugsweise kann die vierte Messfläche der zweiten Messfläche entsprechen.
Auch die Messwerte für den Tangentenfehler beziehen sich auf eine Messung mittels Weißlicht interferometrie, mit einer Bandpassfilterung von 0,1 mm bis 1 mm.
Bezogen auf die Messflächen von 3 x 3 mm2 kann der mittels Weißlichtinterferometrie gemes sene Tangentenfehler sämtlicher mittelskaliger Oberflächenstrukturkomponenten in einem Wel lenlängenbereich von 0,1 mm bis 1 mm in der vierten Messfläche auf der zweiten Seite um 1 % bis 50 %, vorzugsweise 10 % bis 40 %, weiter bevorzugt 15 % bis 35 %, geringer sein als in der dritten Messfläche auf der ersten Seite, bezogen auf den Tangentenfehler der Oberflächen strukturkomponenten der ersten Seite im arithmetischen Mittel. Auch dieses bestimmte Verhält nis des Tangentenfehlers auf der ersten Seite und auf der zweiten Seite, stellt ein sehr gleich mäßig ausgebildetes Dünnglas dar, wobei der Tangentenfehler auf beiden Seiten unter 0,1 pm/mm beträgt. Eine solche Ausführungsform hat demnach eine besonders hohe Oberflächen qualität und Oberflächengüte.
Die optionalen Verhältnisse der Oberflächenqualitäten (bezogen auf die mittlere arithmetische Höhe Sa und/oder auf den Tangentenfehler) der ersten Seite und der zweiten Seite können bei spielsweise durch eine Weiterbildung des Dünnglases erreicht werden, in der die erste Seite eine formzugewandte Seite sein kann, die während der Herstellung des Dünnglases einer Form zugewandt ist. Demnach kann die zweite Seite des Dünnglases eine formabgewandte Seite sein, die während der Herstellung des Dünnglases von der Form abgewandt ist. Die erste Seite kann vorzugsweise eine konvexe Gestalt aufweisen und die zweite Seite kann eine konkave Gestalt aufweisen.
In einer Ausführungsform des Dünnglases können auf wenigstens einer fünften Messfläche von 0,33 x 0,33 mm2 der ersten Oberfläche sämtliche kurzskaligen Oberflächenstrukturkomponen ten in einem Wellenlängenbereich von bis zu 0,25 mm eine mittlere arithmetische Höhe Sa von unter 5 nm aufweisen, vorzugsweise unter 3 nm, weiter bevorzugt unter 1 nm, noch weiter be vorzugt unter 0,5 nm. Diese Werte für die mittlere arithmetische Höhe beziehen sich auf eine Messung mittels Weißlichtinterferometrie, mit einem Hochpassfilter von 0,25 mm. Vorzugsweise kann die fünfte Messfläche im Bereich der ersten Messfläche und/oder der dritten Messfläche liegen.
In einer Ausführungsform des Dünnglases können auf wenigstens einer sechsten Messfläche von 0,33 x 0,33 mm2 der zweiten Oberfläche sämtliche kurzskaligen Oberflächenstrukturkompo nenten in einem Wellenlängenbereich von bis zu 0,25 mm eine mittlere arithmetische Höhe Sa von unter 5 nm aufweisen, vorzugsweise unter 3 nm, weiter bevorzugt unter 1 nm, noch weiter bevorzugt unter 0,5 nm. Diese Werte für die mittlere arithmetische Höhe beziehen sich auf eine Messung mittels Weißlichtinterferometrie, mit einem Hochpassfilter von 0,25 mm. Vorzugsweise kann die sechste Messfläche im Bereich der zweiten Messfläche und/oder der vierten Messflä che liegen.
Bezogen auf die Messflächen von 0,33 x 0,33 mm2 kann die mittlere arithmetische Höhe Sa sämtlicher Oberflächenstrukturkomponenten in einem Wellenlängenbereich von maximal 0,25 mm in der sechsten Messfläche auf der zweiten Seite um maximal 20 %, vorzugsweise maximal 15 %, weiter bevorzugt maximal 10 %, von der in der fünften Messfläche auf der ers ten Seite abweichen, bezogen auf die mittlere arithmetische Höhe Sa der Oberflächenstruktur komponenten der ersten Seite. Auch dieses Verhältnis der mittleren arithmetischen Höhen Sa der genannten Oberflächenstrukturkomponenten auf der ersten Seite und auf der zweiten Seite, stellt ein sehr gleichmäßig ausgebildetes Dünnglas dar, wobei die mittlere arithmetische Höhe Sa auf beiden Seiten unter 5 nm beträgt. Eine solche Ausführungsform hat demnach eine be sonders hohe Oberflächenqualität und Oberflächengüte.
Gemäß einer Weiterbildung kann das Dünnglas eine Glasübergangstemperatur Tg zwischen 400 °C und 850 °C haben, vorzugsweise zwischen 500 °C und 700 °C. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine optische Komponente zur Verwendung in der Op tik, in der Ophthalmologie, als Display, als Abdeckung, etc., die einen Materialverbund mit ei nem Dünnglas der vorstehend beschriebenen Art und wenigstens einerweiteren Verbundkom ponente aus Kunststoff, Metall, Glas, Glaskeramik, Keramik, Holz und/oder Faserverbundwerk stoff umfasst. Es versteht sich, dass diese Auflistung nicht abschließend ist und optische Kom ponente auch in weiteren Anwendungen und/oder in Verbindung mit weiteren Materialien einge setzt werden kann.
Die optische Komponente kann nachbearbeitet sein. Beispielsweise kann die optische Kompo nente eine oder mehrere Beschichtung/en der Folgenden aufweisen: Antireflexbeschichtung, Anti-Glare-Beschichtung bzw. Blendschutzbeschichtung, Anti-Fingerprint-Beschichtung, Antik ratzbeschichtung bzw. Anti-Scratch-Beschichtung, UV-Schutzbeschichtung und/oder Anti-Fog- Beschichtung. Die optische Komponente kann eine Kantenbearbeitung aufweisen. Die optische Komponente kann zumindest abschnittsweise perforiert sein. Die optische Komponente kann durch Nachbearbeitung mit Löchern, Öffnungen, Ausschnitten und/oder lokalen Oberflächen strukturen versehen sein. Die Reihenfolge der Nachbearbeitung kann beliebig gewählt werden, beispielsweise nach Maßgabe der vorgesehenen Anwendung der optischen Komponente.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Produkt, das ein Dünnglas der vorstehend be schriebenen Art umfasst, wobei das Produkt beispielsweise ein Brillenglas, eine Schutzbrille eine Linse, eine (Industrie- oder Konsumier-) Optik umfassend Kunststoff oder Glas (z.B. eine Linse, ein Abbildungssystem, ein Objektiv), ein Helmvisier, ein Smartphone-Display oder eine Abdeckung für eine Anzeigevorrichtung, eine Konsole, eine Armatur, ein Scheinwerfer, ein Uh renglas, ein Fenster, ein Sichtfenster, ein elektronisches Bauteil mit Anzeigefunktion, eine Smartwatch, eine „Wearable Elektronik“, ein Bauteil mit lichtleitender Funktion, ein Schmuck stück, eine Fahrzeugaußenverkleidung, ein Spiegel, ein Dekorelement (z.B. für den Fahrzeugin nenraum oder ein Zierelement), ein Schutz von akustischen Bauteilen (z.B. loudspeaker stiffe- ner) oder Ähnliches sein kann. Im Automobilbereich kann das Produkt beispielsweise eine Mit telkonsole, ein Fahrzeugscheinwerfer, ein Rücklicht, eine Windschutzscheibe, ein Kunststoff bauteil im Außenbereich oder eine Fahrzeugaußenverkleidung, eine Anzeigevorrichtung, ein Teil der Tür im Innen- oder Außenbereich, eine Fußleiste, ein Spiegel, ein Dekorelement (z.B. für den Fahrzeuginnenraum oder ein Zierelement) etc. sein. Auch kann das Produkt ein Senso rikbauteil oder ein elektronisches Bauteil mit optischer Sensorfunktion sein, wobei das Dünnglas zum Schutz von Sensoren dient. Ferner kann das Dünnglas in einem Produkt aus dem Elektro nikbereich als Barriereschicht dienen, zum Beispiel für Sauerstoff, um elektronische Bauteile zu schützen, beispielsweise gedruckte Elektronik, organische Elektronik und/oder sauerstoffemp findliche und/oder feuchtigkeits-/wasserdampfempfindliche Elektronik. Das Produkt kann ferner eine AR- (Augmented Reality) Brille, eine eine VR- (Virtual Reality) Brille oder ein AR- oder VR- Bauteil sein. Insbesondere kann das Produkt eine optische Komponente mit einem Materialver bund der vorstehend beschriebenen Art umfassen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Herstellung eines Dünnglases der vorstehend beschriebenen Art. Das Werkzeug umfasst eine Form zum dreidimensionalen Um formen des Dünnglases, wobei die Form eine maschinell polierte Formfläche mit wenigstens ei ner Sollkrümmung umfasst. Die Formfläche ist vorgesehen um im Laufe einer Umformung des Dünnglases in Kontakt mit dem Dünnglas zu gelangen. Durch die wenigstens eine Sollkrüm mung der Formfläche wird die spätere wenigstens eine Sollkrümmung des umgeformten Dünn glases vorbestimmt. Insbesondere kann die Formfläche eine asphärisch gekrümmte, im We sentlichen konkave Freiformfläche sein. Durch das maschinelle Polieren der Formfläche, kann das Werkzeug im Bereich der Form bzw. der Formfläche eine hohe Oberflächenqualität mit ge ringen Defekten aufweisen. Hierdurch kann das Übertragen von Defekten an das Dünnglas während des Herstellungsprozesses vermindert werden.
Die in Bezug auf die Krümmung des Dünnglases beschriebenen Merkmale und Parameter kön nen entsprechend für die Krümmung der Form des Werkzeugs gelten.
In einer Weiterbildung des Werkzeugs können auf wenigstens einer siebten Messfläche von 3 x 3 mm2 der Formfläche sämtliche mittelskaligen Oberflächenstrukturkomponenten in einem Wel lenlängenbereich von 0,1 mm bis 1 mm eine mittlere arithmetische Höhe Sa von unter 40 nm aufweisen, vorzugsweise unter 35 nm, weiter bevorzugt unter 30 nm, noch weiter bevorzugt un ter 20 nm. Beispielsweise können auf der siebten Messfläche sämtliche Oberflächenstruktur komponenten in einem Wellenlängenbereich von 0,1 mm bis 1 mm eine mittlere arithmetische Höhe Sa zwischen 1 nm und 40 nm aufweisen, vorzugsweise zwischen 3 nm und 30 nm, weiter bevorzugt zwischen 6 nm und 20 nm. Die Werte für die mittlere arithmetische Höhe beziehen sich auf eine Messung mittels Weißlichtinterferometrie, mit einer Bandpassfilterung von 0,1 mm bis 1 mm.
In einer Ausführungsform des Werkzeugs können auf wenigstens einer achten Messfläche von 0,33 x 0,33 mm2 der Formfläche sämtliche kurzskaligen Oberflächenstrukturkomponenten in ei nem Wellenlängenbereich von bis zu 0,25 mm eine mittlere arithmetische Höhe Sa von unter 500 nm aufweisen, vorzugsweise unter 300 nm, weiter bevorzugt unter 200 nm, noch weiter be vorzugt unter 100 nm. Diese Werte für die mittlere arithmetische Höhe beziehen sich auf eine Messung mittels Weißlichtinterferometrie, mit einem Hochpassfilter von 0,25 mm. Ferner können die in Bezug auf Ausführungsformen und Weiterbildungen des Dünnglases be schriebenen Parameter zur Oberflächenqualität und Oberflächengüte (Tangentenfehler, mittlere arithmetische Höhe) entsprechend für die Formfläche des Werkzeugs gelten.
Die erfindungsgemäßen Oberflächenqualitäten und Oberflächengüten müssen bei Werkzeugen bekannten Herstellungsverfahren nicht eingehalten werden, da bei der Herstellung von dickeren Gläsern die von den Erfindern der vorliegenden Erfindung erkannte Biegekomponente keine Relevanz hat, welche jedoch das Abformverhalten von Dünnglas und somit die erzielbare Ober flächenqualität wesentlich beeinflusst.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Werkzeug wenigstens im Bereich der Form fläche Metall, eine Metalllegierung, Graphit, keramisches Material, Glaskeramik, wie beispiels weise Zerodur®, Quarz, Glas und/oder Carbide, beispielsweise Siliziumcarbid und/oder Wolf- ramcarbid, umfassen. Insbesondere kann das Werkzeug im Bereich der Formfläche isostatisch gepressten feinkörnigen Graphit umfassen bzw. aus diesem hergestellt sein. Ein Werkzeug mit isostatisch gepresstem feinkörnigem Graphit kann vorteilhaft sein, um Dünnglas mit hoher Oberflächenqualität herzustellen. Das Werkzeug kann im Bereich der Formfläche beschichtet oder unbeschichtet sein. Insbesondere sollte das Werkzeug bei der Verwendung eines porösen Werkzeugs in einem Vakuumprozess im Bereich der Formfläche unbeschichtet sein. Das Werk zeug kann wenigstens im Bereich der Formfläche zumindest teilweise durchlässig für Drücke, insbesondere für Vakuum sein, um einen an das Werkzeug angelegten (Unter-)Druck zumin dest teilweise an das Dünnglas zu übertragen. Hierzu kann das Werkzeug wenigstens im Be reich der Formfläche porös sein und/oder Öffnungen aufweisen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Dünnglases, ins besondere eines Dünnglases der vorstehend beschriebenen Art. Das Verfahren umfasst die Schritte:
Bereitstellen eines flachen Glassubstrats, z.B. eines Glaswafers, mit einer Dicke von we niger als 700 pm, vorzugsweise weniger als 500 pm, weiter bevorzugt weniger als 300 pm;
- Aufbringen des Glassubstrats auf eine Form eines Werkzeugs, wobei die Form eine dreidimensional gekrümmte Formfläche umfasst, vorzugsweise eine asphärisch ge krümmte Formfläche;
Erhitzen des Glassubstrats auf eine Solltemperatur oberhalb der Glasübergangstempe ratur Tg und unterhalb der Erweichungspunkttemperatur EW des Glassubstrats mit ei nem Temperaturgradienten von wenigstens 35 K/min; bei Erreichen der Solltemperatur, Beaufschlagen des Glassubstrats mit Unterdrück durch Anlegen eines Vakuums an die Form des Werkzeugs und/oder durch Aufbringen einer Presskraft auf das Glassubstrat für eine Zeitdauer von unter 120 s, um das Glas substrat im Bereich der Form dreidimensional heißumzuformen;
- Abkühlen des heißumgeformten Glassubstrats auf eine Abkühltemperatur; und Entnehmen des heißumgeformten Glassubstrats aus der Form.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere in der vorstehend wiedergegebenen Rei henfolge durchgeführt. Das Verfahren kann weitere Zwischenschritte, Vorbereitungsschritte und/oder Nachbearbeitungsschritte umfassen.
Im Unterschied zu bekannten Verfahren ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Her stellung eines Dünnglases mit den erfindungsgemäßen Eigenschaften, d.h. mit einer sehr gerin gen Dicke und hoher Oberflächenqualität, indem das Verfahren wie beansprucht sehr ange passt ausgeführt wird und ein strukturell optimal ausgebildetes Werkzeug verwendet wird.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die dreidimensionale Heißumformung aus schließlich durch Beaufschlagung des Glassubstrats mit Unterdrück (Vakuum) oder ausschließ lich durch Pressen des Glassubstrats mit einer Presskraft oder durch eine Kombination dieser beiden Beaufschlagungen durchgeführt werden. Das Pressen des Glassubstrats kann durch Aufbringen einer Presskraft auf das Glassubstrat mittels einer oder mehrerer Pressform/en bzw. eines oder mehrerer Pressstempel/s des Werkzeugs erfolgen. Bei einer Kombination (Unter drück und Pressen) kann eine erste Oberfläche einer ersten Seite des Glassubstrats mit Unter drück beaufschlagt werden und eine entgegengesetzte zweite Oberfläche einer zweiten Seite des Glassubstrats gepresst werden. Zusätzlich oder alternativ kann dieselbe Oberfläche dersel ben Seite des Glassubstrats mittels eines Werkzeugs mit Unterdrück beaufschlagt und gepresst werden. Beispielsweise kann das Glassubstrat mittels eines Presswerkzeugs von oben ge presst werden, während gleichzeitig ein Unterdrück an das Presswerkzeug zum Ansaugen des Glassubstrats angelegt werden kann. Die Beaufschlagung mit Unterdrück und das Pressen können gleichzeitig oder nacheinander erfolgen. Die Beaufschlagung mit Unterdrück und das Pressen können mit unterschiedlichen Werkzeugen oder mit unterschiedlichen Komponenten desselben Werkzeugs durchgeführt werden.
Das flache Glassubstrat kann eine im Wesentlichen zweidimensionale, planare Rohglasscheibe (z.B. Glaswafer) mit für das geplante Einsatzgebiet ausgewählten Eigenschaften sein. Die Glas übergangstemperatur Tg und die Erweichungspunkttemperatur EWsind abhängig von dem Ma terial des verwendeten Glassubstrats. Typische Solltemperaturen können zwischen 450 °C und 950 °C liegen, vorzugsweise zwischen 550 °C und 850 °C, weiter bevorzugt zwischen 580 °C und 750 °C. Als Glassubstratmaterial kann beispielsweise Borosilikatglas, Aluminosilikatglas o- der Lithiumalumosilikat verwendet werden. Insbesondere kann als Glassubstratmaterial D263® oder Xensation® verwendet werden. Bei dem Herstellungsverfahren ist darauf zu achten, dass das Glassubstrat sowie die Form zu Beginn und während des Verfahrens eine hohe Sauberkeit aufweisen, um durch Verunreinigungen entstehende Defekte zu vermeiden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere unter Verwendung eines Werkzeugs der vorstehend beschriebenen Art durchgeführt werden. Das heißt, das Glassubstrat kann auf eine Form des vorstehend beschriebenen Werkzeugs aufgebracht werden.
Die Beaufschlagung des Glassubstrats mit Unterdrück und/oder Presskraft kann vorzugsweise für eine Zeitdauer von unter 100 s, weiter bevorzugt unter 60 s durchgeführt werden. Die spezi fizierte Zeitdauer von unter 120 s, vorzugsweise von unter 100 s, weiter bevorzugt von unter 60 s dient dazu, einen möglichst kurzen Formkontakt sicherzustellen, wodurch insbesondere die Bildung von Tangentenfehlern und Höhenunterschieden im Bereich von Fehlerbreiten zwischen 0,1 mm und 1 mm vermindert werden kann. Die Zeitdauer und der Betrag des Unterdrucks/der Presskraft kann nach Maßgabe der zu erreichenden Krümmung gewählt werden, wobei eine stärkere Krümmung eine längere Zeitdauer der Beaufschlagung erfordert.
Der Temperaturgradient zum Erhitzen des Glassubstrats auf eine Solltemperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur Tg und unterhalb der Erweichungspunkttemperatur EWdes Glas substrats kann wenigstens 50 K/min betragen. Beispielsweise kann der Temperaturgradient zwischen 50 K/min und 300 K/min liegen, insbesondere zwischen 70 K/min und 280 K/min.
Zum Erhitzen des Glassubstrats auf die Solltemperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur Tg und unterhalb der Erweichungspunkttemperatur EWdes Glassubstrats kann das Glassub strat in mehreren Takten, d.h. über mehrere Stationen, erhitzt werden. Der Temperaturgradient wird in Abhängigkeit der für die Erhitzung gewünschten Zeit gewählt. Die gewünschte Erhit zungszeit ist abhängig von der Anzahl der Takte. Ein Takt kann beispielsweise 30 s, 60 s und/o der 120 s dauern. Beispielsweise können wenigstens drei, vorzugsweise wenigstens fünf, wei ter bevorzugt wenigstens 6 Takte vorgesehen sein.
Der in einer Ausführungsform des Verfahrens verwendete Unterdrück, der an die Form des Werkzeugs angelegt wird, kann zwischen 100 Pa und 90000 Pa absolut betragen, vorzugs weise zwischen 50000 Pa und 90000 Pa.
Die in einer Ausführungsform des Verfahrens zum Pressen des Glassubstrats verwendete Presskraft kann zwischen 2 N und 4000 N absolut betragen, vorzugsweise zwischen 5 N und 2500 N. Die Presskraft kann mittels wenigstens eines Pressstempels auf das Glassubstrat auf gebracht werden. Beispielsweise können wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens drei Pressstempel mit gleichen oder unterschiedlichen Presskräften nacheinander auf das Glassub strat einwirken. Beispielsweise kann ein Pressstempel mehrfach nacheinander mit gleichen o- der unterschiedlichen Presskräften auf das Glassubstrat einwirken. Beispielsweise können nacheinander drei Pressstempel auf das Glassubstrat einwirken, wobei ein erster Pressstempel mit einer Presskraft von unter 2500 N, vorzugsweise zwischen 5 N und 2000 N, auf das Glas substrat einwirkt, wobei ein zweiter Pressstempel mit einer Presskraft von über 500 N, vorzugs weise zwischen 800 N und 4000 N, auf das Glassubstrat einwirkt, und wobei ein dritter Press stempel mit einer Presskraft von über 400 N, vorzugsweise zwischen 500 N und 4000 N, auf das Glassubstrat einwirkt.
Zum Abkühlen des heißumgeformten Glassubstrats auf die Abkühltemperatur kann ein weiterer Temperaturgradient von wenigsten 10 K/min, vorzugsweise von wenigstens 30 K/min vorgese hen sein. Zum Abkühlen kann ein weiterer Temperaturgradient von höchstens 140 K/min, vor zugsweise von höchstens 100K/min vorgesehen sein. Beispielsweise kann zum Abkühlen ein weiterer Temperaturgradient zwischen 10 K/min und 140 K/min, insbesondere zwischen.
30 K/min und 100K/min, vorgesehen sein. Der weitere Temperaturgradient zum Abkühlen sollte in Abhängigkeit des verwendeten Materials des Glassubstrats so gewählt werden, dass keine schädlichen Spannungen in dem Glassubstrat entstehen und es insbesondere nicht zu einem Bruch des Glassubstrats kommt.
Die Abkühltemperatur, auf die das heißumgeformte Glassubstrat nach der Formgebung bzw. nach dem Heißumformen abgekühlt wird, kann zwischen 250 °C und 350 °C liegen, vorzugs weise bei ca. 300 °C.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Dünnglas, hergestellt mittels eines Verfahrens der vorstehend beschriebenen Art.
Obgleich einige der vorstehenden Merkmale, Effekte, Vorteile, Ausführungsformen und Weiter bildungen lediglich in Bezug auf das erfindungsgemäße Dünnglas beschrieben sind, gelten diese entsprechend für das erfindungsgemäße Verfahren sowie das erfindungsgemäße Werk zeug und umgekehrt.
Kurzbeschreibunq der Figuren
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend in Bezug auf die beilie genden schematischen Figuren näher erläutert. Es stellen dar:
Fig. 1 ein Diagramm mit Messergebnissen zu der mittleren arithmetischen Höhe von
Dünngläsern gemäß der Erfindung im Vergleich zu Dünngläsern aus dem Stand der Technik.
Fig. 2A eine Topographieaufnahme zu einem erfindungsgemäßen Dünnglas aus Fig. 1.
Fig. 2B eine Topographieaufnahme zu einem Dünnglas aus dem Stand der Technik aus
Fig. 1.
Fig. 3 ein Diagramm mit weiteren Messergebnissen zu dem Tangentenfehler von Dünn gläsern gemäß der Erfindung im Vergleich zu Dünngläsern aus dem Stand der Technik.
Fig. 4A ein Falschfarbenbild von Tangentenfehlern eines erfindungsgemäßen Dünngla ses aus Fig. 3.
Fig. 4B ein Falschfarbenbild von Tangentenfehlern eines Dünnglases aus dem Stand der Technik aus Fig. 3.
Fig. 5 ein Diagramm mit weiteren Messergebnissen zu der mittleren arithmetischen
Höhe von Dünngläsern gemäß der Erfindung im Vergleich zu Dünngläsern aus dem Stand der Technik.
Fig. 6 einen Glaswafer und einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Werkzeugs zum
Durchführen eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens bzw. zum Her stellen eines erfindungsgemäßen Dünnglases.
Fiqurenbeschreibunq
Fig. 1 zeigt Messergebnisse von Weißlichtinterferometriemessungen der mittleren arithmeti schen Höhe Sa auf einer ersten Messfläche von 3 x 3 mm2 auf einer ersten Oberfläche einer ersten Seite von Dünngläsern (rechte Seite des Diagramms) und auf einer zweiten Messfläche von 3 x 3 mm2 auf einer zweiten Oberfläche einer zweiten Seite von Dünngläsern (linke Seite des Diagramms), wobei für jedes Dünnglas die zweite Seite einer der ersten Seite entgegenge setzte Seite ist. Die erste Seite bezeichnet hier die der Form während des Herstellungsprozes ses zugewandte Seite, welche im vorliegenden Beispiel eine konvexe Gestalt hat. Die zweite Seite bezeichnet hier die der Form während des Herstellungsprozesses abgewandte Seite, wel che im vorliegenden Beispiel eine konkave Gestalt hat. Für jede Seite sind Messungen an erfin dungsgemäßen Dünngläsern Messungen an Dünngläsern des Standes der Technik gegenüber gestellt. Bei den Dünngläsern der Erfindung und den Dünngläsern des Standes der Technik handelt es sich um nicht nachbearbeitete Dünngläser, das heißt nach dem Heißumformen un- belassene bzw. unbehandelte Dünngläser.
In dem gezeigten Beispiel sind Messergebnisse von Borosilikatdünngläsern (hier des Typs D263TEco) mit 100 pm Dicke gezeigt, die zuvor mittels einer Kalottenform dreidimensional um geformt worden sind und jeweils einen Krümmungsradius von 120 mm oder 123,5 mm aufwei sen.
Die Weißlichtinterferometriemessungen zur Bestimmung der mittleren arithmetischen Höhe Sa, das heißt des arithmetischen Mittels der Abweichungen der Oberflächen von der Idealtopogra phie, wurde mit einer Bandpassfilterung zwischen 0,1 mm und 1 mm durchgeführt (Gaussian Spline fixed mit Spline Long Period 1000 pm und Spline Short Period 100 pm), um mittelskalige Oberflächenstrukturkomponenten in einem Wellenlängenbereich von 0,1 mm bis 1 mm zu be trachten. Es wurde das Weißlichtinterferenzmikroskop (WLI), auch CSI (Coherence Scanning Interferometry) genannt, ZYGO® - NexView™ (optisches 3D-Profilometer mit scannender und phasenschiebender Interferometrie) mit einem 5.5X Mich NA 0.15 Objektiv mit einer effektiven lateralen Auflösung von 2,9 pm verwendet. Der Messungstyp war „Surface“ und es wurde die Systemreferenz subtrahiert.
Zur Auswertung der Messdaten wurde die ZYGO® - Mx™ Software (Instrument Control & Data Analysis Software for ZYGO 3D Optical Surface Profilers) genutzt. Die Daten wurden mittels „Form Remove“ und einem „Gaussian Spline Fixed“ Bandpassfilter mit Periode 100-1000 pm gefiltert.
Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, liegt die gemessene mittlere arithmetische Höhe Sa der erfin dungsgemäßen Dünngläser für beide Seiten stets bei deutlich unter 10 nm. Genauer gesagt liegt für ein erfindungsgemäßes Dünnglas das beste Messergebnis der mittleren arithmetischen Höhe Sa bei 3,0 nm auf der ersten, konvexen Seite und bei 1,9 nm auf der zweiten, konkaven Seite. Ferner liegt für ein erfindungsgemäßes Dünnglas das schlechteste Messergebnis der mittleren arithmetischen Höhe Sa bei 7,4 nm auf der ersten, konvexen Seite und bei 6,8 nm auf der zweiten, konkaven Seite. Demgegenüber liegt für ein Dünnglas aus dem Stand der Technik das beste Messergebnis der mittleren arithmetischen Höhe Sa bei 11,1 nm auf der ersten, kon vexen Seite und bei 14,5 nm auf der zweiten, konkaven Seite. Ferner liegt für ein Dünnglas aus dem Stand der Technik das schlechteste Messergebnis der mittleren arithmetischen Höhe Sa bei 40,5 nm auf der ersten, konvexen Seite und bei 35,9 nm auf der zweiten, konkaven Seite. Die Oberflächenqualität des erfindungsgemäßen Dünnglases ist demnach gegenüber Dünnglä sern aus dem Stand der Technik deutlich verbessert. Fig. 2A ist eine Weißlichtinterferometrieaufnahme der Topographie eines erfindungsgemäßen Borosilikatdünnglases nach einer Bandpassfilterung von 0,1 mm bis 1 mm, während Fig. 2B eine Weißlichtinterferometrieaufnahme der Topographie eines Borosilikatdünnglases des Stan des der Technik nach einer Bandpassfilterung von 0,1 mm bis 1 mm zeigt. Dargestellt ist in den Figuren 2A und 2B in gleicher Skalierung auf einer Messfläche von 3 x 3 mm2 die Höhenabwei chung auf der konvexen Seite einer Kalotte mit einem Krümmungsradius von 120 mm. Im Un terschied zu der Topographie des Dünnglases des Standes der Technik, die eine Vielzahl von Defekten 10 aufweist (zur besseren Übersicht wurde beispielhaft nur ein Defekt mit einem Be zugszeichen versehen), hat das erfindungsgemäße Dünnglas eine sehr gleichmäßige Oberflä chenstruktur und somit eine hohe Oberflächenqualität.
Fig. 3 zeigt Messergebnisse von Weißlichtinterferometriemessungen des gemittelten Tangen tenfehlers (Slope Error) auf einer dritten Messfläche von 3 x 3 mm2 auf der ersten Oberfläche der ersten Seite von Dünngläsern (rechte Seite des Diagramms) und auf einer vierten Messflä che von 3 x 3 mm2 auf der zweiten Oberfläche der zweiten Seite von Dünngläsern (linke Seite des Diagramms), wobei für jedes Dünnglas die zweite Seite eine der ersten Seite entgegenge setzte Seite ist. Die dem Diagramm aus Fig. 3 zugrunde liegenden Messungen wurden an Dünngläsern durchgeführt, an denen auch die dem Diagramm aus Fig. 1 zugrunde liegenden Messungen durchgeführt wurden. Verwendet wurden demnach Borosilikatdünngläser (hier des Typs D263TEco) mit 100 pm Dicke, die zuvor mittels einer Kalottenform dreidimensional umge formt worden sind und jeweils einen Krümmungsradius von 120 mm oder 123,5 mm aufweisen. Bei den Dünngläsern der Erfindung und den Dünngläsern des Standes der Technik handelt es sich um nicht nachbearbeitete Dünngläser, das heißt nach dem Heißumformen unbelassene bzw. unbehandelte Dünngläser.
In Fig. 3 sind für jede der beiden Seiten (formzugewandt und formabgewandt) Messungen an erfindungsgemäßen Dünngläsern Messungen an Dünngläsern des Standes der Technik gegen übergestellt. Die y-Achse des Diagramms in Fig. 3 weist eine logarithmische Skalierung auf.
Die Weißlichtinterferometriemessungen zur Bestimmung des gemittelten Tangentenfehlers, das heißt der lokalen Steigungsabweichung von der idealen Sollkrümmung, wurden mit einer Band passfilterung zwischen 0,1 mm und 1 mm durchgeführt (Gaussian Spline fixed mit Spline Long Period 1000 pm und Spline Short Period 100 pm), um mittelskalige Oberflächenstrukturkompo nenten in einem Wellenlängenbereich von 0,1 mm bis 1 mm zu betrachten. Sofern nicht anders angegeben, wurden die Messungen zur Bestimmung des Tangentenfehlers mit derselben Filte rung, denselben Einstellungen, denselben Messgeräten und derselben Messsoftware durchge führt, wie vorstehend im Zusammenhang mit Fig.1 zur Bestimmung der mittleren arithmeti- sehen Höhe Sa beschrieben. Mittels der Zygo®- Mx™ Software wurde die Slope Magnitude be stimmt. Die Iterationslänge entsprach dabei der lateralen Auflösung.
Wie in Fig. 3 zu erkennen ist, liegt der gemessene Tangentenfehler im arithmetischen Mittel der erfindungsgemäßen Dünngläser für beide Seiten stets bei deutlich unter 0,05 pm/mm. Genauer gesagt liegt für ein erfindungsgemäßes Dünnglas das Messergebnis des Tangentenfehlers im arithmetischen Mittel stets bei ca. 0,03 pm/mm auf der ersten, konvexen Seite und bei ca. 0,02 pm/mm auf der zweiten, konkaven Seite. Demgegenüber liegt für ein Dünnglas aus dem Stand der Technik das beste Messergebnis des Tangentenfehlers im arithmetischen Mittel bei 0,1 pm/mm auf der ersten, konvexen Seite und bei 0,14 pm/mm auf der zweiten, konkaven Seite. Ferner liegt für ein Dünnglas aus dem Stand der Technik das schlechteste Messergebnis des Tangentenfehlers im arithmetischen Mittel bei 0,77 pm/mm auf der ersten, konvexen Seite und bei 0,44 pm/mm auf der zweiten, konkaven Seite. Die Oberflächenqualität des erfindungsgemä ßen Dünnglases ist demnach auch im Hinblick auf den Tangentenfehler gegenüber Dünnglä sern aus dem Stand der Technik deutlich verbessert.
Die Figuren 4A und 4B zeigen die Tangentenfehler eines erfindungsgemäßen Borosilikatdünn- glases (Fig. 4A) und eines Borosilikatdünnglases des Standes der Technik (Fig. 4B) in einem Falschfarbenbild in gleicher Skalierung auf einer Messfläche von 3 x 3 mm2. Dargestellt sind Aufnahmen nach einer Bandpassfilterung von 0,1 mm bis 1 mm auf der konvexen Seite einer Kalotte mit einem Krümmungsradius von 120 mm. Im Unterschied zu der Topographie des Dünnglases des Standes des Technik, die eine Vielzahl von Tangentenfehlern 20 aufweist (zur besseren Übersicht wurde beispielhaft nur ein Defekt mit einem Bezugszeichen versehen), hat das erfindungsgemäße Dünnglas eine sehr gleichmäßige Oberflächenstruktur und somit eine hohe Oberflächenqualität.
Fig. 5 zeigt Messergebnisse von Weißlichtinterferometriemessungen der mittleren arithmeti schen Höhe Sa auf einer fünften Messfläche von 0,33 x 0,33 mm2 auf der ersten Oberfläche der ersten Seite von Dünngläsern (rechte Seite des Diagramms) und auf einer sechsten Messfläche von 0,33 x 0,33 mm2 auf der zweiten Oberfläche der zweiten Seite von Dünngläsern (linke Seite des Diagramms), wobei für jedes Dünnglas die zweite Seite einer der ersten Seite entgegenge setzte Seite ist. Die dem Diagramm aus Fig. 5 zugrunde liegenden Messungen wurden an Dünngläsern durchgeführt, an denen auch die den Diagrammen aus den Figuren 1 und 3 zu grunde liegenden Messungen durchgeführt wurden. Verwendet wurden demnach Borosilikat- dünngläser (hier des Typs D263TEco) mit 100 pm Dicke, die zuvor mittels einer Kalottenform dreidimensional umgeformt worden sind und jeweils einen Krümmungsradius von 120 mm oder 123,5 mm aufweisen. Bei den Dünngläsern der Erfindung und den Dünngläsern des Standes der Technik handelt es sich um nicht nachbearbeitete Dünngläser, das heißt nach dem Heiß- umformen unbelassene bzw. unbehandelte Dünngläser.
Auch in Fig. 5 sind für jede der beiden Seiten (formzugewandt und formabgewandt) Messungen an erfindungsgemäßen Dünngläsern Messungen an Dünngläsern des Standes der Technik ge genübergestellt. Die y-Achse des Diagramms in Fig. 5 weist eine logarithmische Skalierung auf.
Die Weißlichtinterferometriemessungen zur Bestimmung der mittleren arithmetischen Höhe Sa wurden mit einer Hochpassfilterung mit einer Grenzfrequenz von 0,25 mm durchgeführt (Gaus- sian Spline fixed mit Spline Long Period 250 pm), um kurzskalige Oberflächenstrukturkompo nenten in einem Wellenlängenbereich von bis zu 0,25 mm zu betrachten. Auch hier wurde das Weißlichtinterferenzmikroskop (WLI), auch CSI (Coherence Scanning Interferometry) genannt, ZYGO® - NexView™ (optisches 3D-Profilometer mit scannender und phasenschiebender Inter ferometrie) verwendet. Als Objektiv wurde für diese Messungen ein 50X Mirau NA 0.55 mit ei ner effektiven lateralen Auflösung von 0,6 pm genutzt. Der Messungstyp war „Surface“ und es wurde die Systemreferenz subtrahiert.
Zur Auswertung der Messdaten wurde ebenso die ZYGO® - Mx™ Software (Instrument Control & Data Analysis Software for ZYGO 3D Optical Surface Profilers) genutzt. Die Daten wurden mittels „Form Remove“ und einem „Gaussian Spline Fixed“ High Pass Filter mit langer Periode 250 pm gefiltert.
Wie in Fig. 5 zu erkennen ist, liegt die gemessene mittlere arithmetische Höhe Sa der erfin dungsgemäßen Dünngläser für beide Seiten stets bei unter 0,4 nm. Genauer gesagt liegt für ein erfindungsgemäßes Dünnglas das beste Messergebnis der mittleren arithmetischen Höhe Sa bei ca. 0,1 nm auf der ersten, konvexen Seite und bei ca. 0,1 nm auf der zweiten, konkaven Seite. Ferner liegt für ein erfindungsgemäßes Dünnglas das schlechteste Messergebnis der mittleren arithmetischen Höhe Sa bei ca. 0,3 nm auf der ersten, konvexen Seite und bei ca. 0,3 nm auf der zweiten, konkaven Seite. Demgegenüber liegt für ein Dünnglas aus dem Stand der Technik das beste Messergebnis der mittleren arithmetischen Höhe Sa bei 0,9 nm auf der ers ten, konvexen Seite und bei 0,4 nm auf der zweiten, konkaven Seite. Ferner liegt für ein Dünn glas aus dem Stand der Technik das schlechteste Messergebnis der mittleren arithmetischen Höhe Sa bei 21,9 nm auf der ersten, konvexen Seite und bei 5,4 nm auf der zweiten, konkaven Seite. Die Oberflächenqualität des erfindungsgemäßen Dünnglases ist demnach gegenüber Dünngläsern aus dem Stand der Technik deutlich verbessert.
Weitere Weißlichtinterferometriemessungen wurden an einem erfindungsgemäßen Borosilikat- dünnglas (des Typs D263TEco) mit einer Dicke von 210 pm und einem Biegeradius von 120 mm durchgeführt. Zum einen wurde auch hierbei die mittlere arithmetische Höhe Sa auf einer Messfläche von 3 x 3 mm2 auf einer ersten Oberfläche einer ersten Seite und auf einer Messflä che von 3 x 3 mm2 auf einer zweiten Oberfläche einer zweiten entgegengesetzten Seite des Dünnglases bestimmt. Zum anderen wurde die mittlere arithmetische Höhe Sa auf einer Mess fläche von 0,33 x 0,33 mm2 auf der ersten Oberfläche der ersten Seite und auf einer Messfläche von 0,33 x 0,33 mm2 auf der zweiten Oberfläche der zweiten entgegengesetzten Seite des Dünnglases bestimmt. Die erste Seite bezeichnet auch hier die der Form während des Herstel lungsprozesses zugewandte Seite, welche im vorliegenden Beispiel eine konvexe Gestalt hat. Die zweite Seite bezeichnet hier die der Form während des Herstellungsprozesses abgewandte Seite, welche im vorliegenden Beispiel eine konkave Gestalt hat. Bei den erfindungsgemäßen Dünngläsern dieser Messung handelt es sich ebenfalls um nicht nachbearbeitete Dünngläser, das heißt nach dem Heißumformen unbelassene bzw. unbehandelte Dünngläser.
Die Weißlichtinterferometriemessungen zur Bestimmung der mittleren arithmetischen Höhe Sa auf den Messflächen von 3 x 3 mm2 wurden mit einer Bandpassfilterung zwischen 0,1 mm und 1 mm durchgeführt (Gaussian Spline fixed mit Spline Long Period 1000 pm und Spline Short Period 100 pm). Die Weißlichtinterferometriemessungen zur Bestimmung der mittleren arithme tischen Höhe Sa auf den Messflächen von 0,33 x 0,33 mm2 wurden mit einer Hochpassfilterung mit einer Grenzfrequenz von 0,25 mm durchgeführt (Gaussian Spline fixed mit Spline Long Pe riod 250 pm), um kurzskalige Oberflächenstrukturkomponenten in einem Wellenlängenbereich von bis zu 0,25 mm zu betrachten, analog zu den oben beschriebenen Messungen an den Bo- rosilikatdünngläsern mit 100 pm Dicke.
Die Messergebnisse dieser weiteren Messungen zeigen, dass die mittlere arithmetische Höhe Sa bei den Messungen auf den Messflächen von 3 x 3 mm2 für beide Seiten stets bei deutlich unter 15 nm liegt. Genauer gesagt liegt die mittlere arithmetische Höhe Sa bei 13,1 nm auf der ersten, konvexen Seite und bei 5,9 nm auf der zweiten, konkaven Seite. Ferner zeigen die Mes sergebnisse der weiteren Messungen, dass die mittlere arithmetische Höhe Sa bei den Mes sungen auf den Messflächen von 0,33 x 0,33 mm2 für beide Seiten stets bei deutlich unter 5 nm liegt. Genauer gesagt liegt die mittlere arithmetische Höhe Sa bei 2,6 nm auf der ersten, konve xen Seite und bei 0,2 nm auf der zweiten, konkaven Seite.
Ein Dünnglas mit den erfindungsgemäßen Eigenschaften kann mittels eines angepassten Ver fahrens und insbesondere unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs bereitge stellt werden.
In einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird ein flacher Glaswafer 100 aus Borosilikat glas mit einer Dicke d von weniger 300 pm bereitgestellt. Beispielsweise kann der Glaswafer eine Dicke von 100 pm oder 210 pm haben. Der Glaswafer 100 wird auf eine Form 110 eines Werkzeugs 120 aufgebracht, wobei die Form 110 eine asphärisch gekrümmte Formfläche 130 zum dreidimensionalen Umformen des Dünnglases 100 umfasst.
Die Formfläche 130 ist vorgesehen um im Laufe einer Umformung des Dünnglases in Kontakt mit dem Dünnglas 100 zu gelangen. Durch die Sollkrümmung der Formfläche 130 wird die spä tere Sollkrümmung des umzuformenden Dünnglases 100 vorbestimmt. Die Formfläche ist ma schinell poliert, wodurch das Werkzeug 120 im Bereich der Formfläche 130 eine hohe Oberflä chenqualität mit geringen Defekten aufweist. Hierdurch kann das Übertragen von Defekten an das Dünnglas 100 während des Herstellungsprozesses vermieden werden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Werkzeug 120 im Bereich der Formfläche 130 aus isostatisch ge presstem feinkörnigem Graphit hergestellt.
Der Glaswafers 100 wird nach dem Aufbringen auf das Werkzeug 120 auf eine Solltemperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur Tg und unterhalb der Erweichungspunkttemperatur EW des Glaswafers 100 erhitzt. Hier beträgt die Solltemperatur 600 °C. Das Erhitzen wird mit einem Temperaturgradienten von ca. 60 K/min durchgeführt.
Bei Erreichen der Solltemperatur von 600 °C wird der Glaswafers 100 durch Anlegen eines Va kuums an die Form 110 des Werkzeugs 120 für eine Zeitdauer von ca. 30 Sekunden mit einem Unterdrück von 10000 Pa absolut beaufschlagt. Hierbei wird der Glaswafer 100 im Bereich der Form 110 dreidimensional heißumgeformt. Durch die vergleichsweise kurze Beaufschlagung wird ein möglichst kurzer Formkontakt sichergestellt, sodass ein Abformen von Defekten der Form 110 auf den Glaswafer bzw. das Dünnglas 100 weiter vermieden wird.
Nach dem Umformen wird der heißumgeformte Glaswafers 100 mit einem weiteren Tempera turgradienten von ca. 10 K/min auf eine Abkühltemperatur von ca. 300 °C abgekühlt.
Anschließend wird der heißumgeformte Glaswafers 100 aus dem Werkzeug 120 bzw. der Form 110 entnommen.
Im Unterschied zu bekannten Verfahren ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Her stellung eines Dünnglases mit einer sehr geringen Dicke und gleichzeitig sehr hoher Oberflä chenqualität. Bezugszeichenliste
10 Defekt (mittlere arithmetische Höhe Sa)
20 Defekt (Tangentenfehler)
100 Glaswafer 110 Form 120 Werkzeug
130 Formfläche

Claims

Ansprüche
1. Dünnglas für eine optische Komponente, umfassend eine erste Seite mit einer ersten Oberfläche, eine der ersten Seite entgegengesetzte zweite Seite mit einer zweiten Oberfläche, wobei das Dünnglas eine dreidimensionale Gestalt mit wenigstens einer Sollkrümmung und eine Dicke von weniger als 700 pm hat, und wobei auf wenigstens einer ersten Messfläche von 3 x 3 mm2 der ersten Oberfläche sämtli che Oberflächenstrukturkomponenten in einem Wellenlängenbereich von 0,1 mm bis 1 mm eine mittlere arithmetische Höhe Sa von unter 30 nm aufweisen.
2. Dünnglas nach Anspruch 1 , das eine Dicke von weniger als 500 pm hat, vorzugsweise we niger als 300 pm.
3. Dünnglas nach Anspruch 1 oder 2, das einen zu der wenigstens einen Sollkrümmung gehö renden Biegeradius hat, der größer als die Dicke des Dünnglases ist, vorzugsweise größer oder gleich der doppelten Dicke, wobei das Dünnglas insbesondere einen zu der wenigstens einen Sollkrümmung gehören den Biegeradius zwischen 1 mm und 10000 mm aufweist, insbesondere zwischen 1 mm und 5000 mm, vorzugsweise zwischen 1 mm und 1500 mm.
4. Dünnglas nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei auf wenigstens einer zweiten Messfläche von 3 x 3 mm2 der zweiten Oberfläche sämtliche Oberflächenstrukturkomponenten in einem Wellenlängenbereich von 0,1 mm bis 1 mm eine mittlere arithmetische Höhe Sa von unter 30 nm aufweisen, vorzugsweise unter 20 nm, weiter bevorzugt unter 10 nm, noch weiter bevorzugt unter 7 nm.
5. Dünnglas nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mittlere arithmetische Höhe Sa sämtlicher Oberflächenstrukturkomponenten in einem Wellenlängenbereich von 0,1 mm bis 1 mm auf der zweiten Seite um 1 % bis 20 %, vorzugsweise 5 % bis 15 %, weiter bevor zugt 7 % bis 10 %, geringer ist als auf der ersten Seite, bezogen auf die mittlere arithmetische Höhe Sa der Oberflächenstrukturkomponenten der ersten Seite.
6. Dünnglas nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei auf wenigstens einer dritten Messfläche von 3 x 3 mm2 der ersten Oberfläche sämtliche Oberflächenstrukturkomponenten in einem Wellenlängenbereich von 0,1 mm bis 1 mm einen Tangentenfehler von im arithmetischen Mittel unter 0,1 pm/mm aufweisen, vorzugsweise unter 0,07 pm/mm, weiter bevorzugt unter 0,05 pm/mm, noch weiter bevorzugt unter 0,04 pm/mm.
7. Dünnglas nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei auf einer vierten Messfläche von wenigstens 3 x 3 mm2 der zweiten Oberfläche sämtliche Oberflächenstrukturkomponenten in einem Wellenlängenbereich einen Tangentenfehler von im arithmetischen Mittel unter 0,1 pm/mm aufweisen, vorzugsweise unter 0,06 pm/mm, weiter bevorzugt unter 0,04 pm/mm, noch weiter bevorzugt unter 0,03 pm/mm.
8. Dünnglas nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Tangentenfehler sämtli cher Oberflächenstrukturkomponenten in einem Wellenlängenbereich von 0,1 mm bis 1 mm auf der zweiten Seite um 1 % bis 50 %, vorzugsweise 10 % bis 40 %, weiter bevorzugt 15 % bis 35 %, geringer ist als auf der ersten Seite, bezogen auf den Tangentenfehler der Oberflächenstruk turkomponenten der ersten Seite im arithmetischen Mittel.
9. Dünnglas nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Seite eine formzuge- wandte Seite ist, die während der Herstellung des Dünnglases einer Form zugewandt ist, und/o der wobei die zweite Seite eine formabgewandte Seite ist, die während der Herstellung des Dünnglases von der Form abgewandt ist.
10. Dünnglas nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei auf wenigstens einer fünften Messfläche von 0,33 x 0,33 mm2 der ersten Oberfläche sämtliche Oberflächenstrukturkompo nenten in einem Wellenlängenbereich von bis zu 0,25 mm eine mittlere arithmetische Höhe Sa von unter 5 nm aufweisen, vorzugsweise unter 3 nm, weiter bevorzugt unter 1 nm, noch weiter bevorzugt unter 0,5 nm.
11. Dünnglas nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei auf wenigstens einer sechsten Messfläche von 0,33 x 0,33 mm2 der zweiten Oberfläche sämtliche Oberflächenstrukturkompo nenten in einem Wellenlängenbereich von bis zu 0,25 mm eine mittlere arithmetische Höhe Sa von unter 5 nm aufweisen, vorzugsweise unter 3 nm, weiter bevorzugt unter 1 nm, noch weiter bevorzugt unter 0,5 nm.
12. Dünnglas nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Dünnglas eine Glasüber gangstemperatur Tg zwischen 400 °C und 850 °C hat, vorzugsweise zwischen 500 °C und 700 °C.
13. Optische Komponente, umfassend einen Materialverbund mit einem Dünnglas nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und wenigstens einerweiteren Verbundkomponente aus Kunststoff, Metall, Glas, Glaskeramik, Keramik, Holz und/oder Faserverbundwerkstoff.
14. Produkt, umfassend ein Dünnglas nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Produkt ein Helmvisier, ein Smartphone-Display, eine Abdeckung für eine Anzeigevorrichtung, eine Konsole, eine Armatur, ein Fahrzeugscheinwerfer, ein Rücklicht, eine Industrie-Optik, eine Kon- sumer-Optik, ein Brillenglas, eine Schutzbrille, eine AR-Brille, eine VR-Brille, eine Windschutz scheibe, ein Uhrenglas, ein Fenster, ein elektronisches Bauteil mit Anzeigefunktion, eine Smart- watch, ein elektronisches Bauteil mit optischer Sensorfunktion, ein Bauteil mit lichtleitender Funktion, ein Leuchtelement, ein Schmuckstück, eine Fahrzeugaußenverkleidung, eine Fahr zeuginnenraumverkleidung, ein Spiegel, ein Dekorelemente, ein Schutzelement für akkustische Bauteile und/oder Ähnliches ist.
15. Werkzeug (120) zur Herstellung eines Dünnglases nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einer Form (110) zum dreidimensionalen Umformen des Dünnglases, wobei die Form (110) eine maschinell polierte Formfläche (130) mit wenigstens einer Sollkrümmung umfasst.
16. Werkzeug (120) nach Anspruch 15, wobei auf wenigstens einer siebten Messfläche von 3 x 3 mm2 der Formfläche (130) sämtliche Oberflächenstrukturkomponenten in einem Wellenlän genbereich von 0,1 mm bis 1 mm eine mittlere arithmetische Höhe Sa von unter 40 nm aufwei sen, und/oder wobei auf wenigstens einer achten Messfläche von 0,33 x 0,33 mm2 der Formflä che (130) sämtliche Oberflächenstrukturkomponenten in einem Wellenlängenbereich von bis zu 0,25 mm eine mittlere arithmetische Höhe Sa von unter 500 nm aufweisen.
17. Werkzeug (120) nach Anspruch 15 oder 16, wobei das Werkzeug (120) wenigstens im Be reich der Formfläche (130) Metall, eine Metalllegierung, Graphit, insbesondere isostatisch ge pressten feinkörnigen Graphit, keramisches Material, Glaskeramik, Quarz, Glas und/oder Car bide, beispielsweise Siliziumcarbid und/oder Wolframcarbid, umfasst.
18. Verfahren zum Herstellen eines Dünnglases, insbesondere eines Dünnglases nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
Bereitstellen eines flachen Glassubstrats (100) mit einer Dicke (d) von weniger als 700 pm;
- Aufbringen des Glassubstrats (100) auf eine Form (110) eines Werkzeugs (120), insbe sondere eines Werkzeugs (120) nach einem der Ansprüche 15 bis 17;
Erhitzen des Glassubstrats (100) auf eine Solltemperatur oberhalb der Glasübergangs temperatur Tg und unterhalb der Erweichungspunkttemperatur EW des Glassubstrats (100) mit einem Temperaturgradienten von wenigstens 35 K/min; bei Erreichen der Solltemperatur, Beaufschlagen des Glassubstrats (100) mit Unterdrück durch Anlegen eines Vakuums an die Form (110) des Werkzeugs (120) und/oder durch Aufbringen einer Presskraft auf das Glassubstrat für eine Zeitdauer von unter 120 s, um das Glassubstrat (100) dreidimensional heißumzuformen;
- Abkühlen des heißumgeformten Glassubstrats (100) auf eine Abkühltemperatur; und Entnehmen des heißumgeformten Glassubstrats (100) aus der Form (110).
19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Temperaturgradient zum Erhitzen des Glassub strats auf die Solltemperatur zwischen 50 K/min und 300 K/min liegt, insbesondere zwischen 70 K/min und 280 K/min.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei das Glassubstrat mit einem weiteren Tempe raturgradienten von wenigsten 10 K/min, vorzugsweise von wenigstens 30 K/min, und/oder von höchstens 140 K/min, vorzugsweise von höchstens 100K/min, auf die Abkühltemperatur abge kühlt wird.
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