JP2021134139A - 反射防止光学ガラスを作成するための方法およびその製品 - Google Patents

Abstract

【課題】大量製造を促進しかつ経済的価値を増大させる反射防止光学ガラスを作成するための処理方法を提供する。【解決手段】キャリア上に形成された複数のダイヤモンド切削ワイヤ２を有するキャリア１を含む研磨ツールを与えるステップ、および研磨ツールによって光学ガラスの基板３を遠心力によって弾性的に研磨して、複数の顕微鏡的突起またはモスアイ状構造を基板上に形成し、それにより基板からの光反射を低減し、かつ基板における光透過を増大させるステップ、を含む処理方法である。【選択図】図２

Description

反射防止光学ガラスを作成するための方法およびその製品に関する。

従来のディスプレイまたはモニタ画面の光学ガラスでの光反射を低減するため、光学ガラスの表面でモスアイ構造を形成してそれにより光学ガラスの反射防止光学表面を得るためのフォトリソグラフィーが提供されている。

しかし、モスアイ構造を作成するための従来のフォトリソグラフィーは以下の欠点を持つ。
１．製造コストが非常に高い一方、その歩留まり率は低く、それにより経済的な価値を欠く。
２．エッチング液がフォトリソグラフィー処理で使用されている。かかるエッチング液は腐食性であり環境保護に影響を与える汚染を引き起こす可能性がある。
３．これは平坦な形状を生成するために使用されることがある。これは曲面上のモスアイ構造を作成するのには適さない。そのため、小規模な製造のみに限られるであろうし、光学ガラスの大量製造には適さない。

本発明者は従来の処理方法の欠点を発見し、大量製造を促進しかつ経済的価値を増大させる反射防止光学ガラスを作成するための本願処理方法を発明した。

本発明の目的は、キャリア上に形成された複数のダイヤモンド切削ワイヤを有するキャリアを含む研磨ツールを与えるステップ、および前記研磨ツールによって光学ガラスの基板を遠心力によって弾性的に研磨して複数の顕微鏡的突起またはモスアイ状構造を前記基板上に形成し、それにより前記基板からの光反射を低減し、かつ前記基板における光透過を増大させるステップ、を含む反射防止光学ガラスを作成するための処理方法を提供することにある。

本発明の他の目的は上述の処理方法により作成された製品を提供することにある。

本発明は添付図面とともに以下の記載でさらに説明されるであろう。

図１は本発明の研磨ツールの断面図である。 図２は本発明に係る研磨作業を示す図である。 図３は本発明の研磨作業を示す断面図である。 図４はモスアイ構造を光学ガラスの基板に形成するための複数の突起の研磨または彫刻のための複数方向での研磨作業を示す。 図５は図４から処理された彫刻された基板の上面図である。 図６は図５で回転された部分拡大図である。 図７は本発明の他の好ましい実施形態を示す。

図１〜６に示すように、本発明は基板にモスアイ状構造を形成するため光学ガラス、光学フィルムまたは光学製品の基板３を研磨または彫刻するための研磨ツールを提供する。

研磨ツールは回転キャリアであってもよいキャリア１、および少なくともキャリア１の上に形成されたダイヤモンド切削ワイヤ２を含む。ダイヤモンド切削ワイヤ２は、図１および図２に示すように輪形状として形成されてもよいし、または本発明において限定されないが、図７に示すように直線形状であってもよい。本発明では複数の切削ワイヤ２が好ましい。

キャリア１は、キャリア１に形成されたダイヤモンド切削ワイヤ２が基板３上にモスアイ状構造を研磨または彫刻することを可能にするためのモータ（図示せず）によって回転自在に駆動されるキャリアに軸方向に形成された心棒１１を有する回転キャリアであってもよい。

各ダイヤモンド切削ワイヤ２は、ダイヤモンド切削ワイヤに形成、めっき、接着または接続された複数のダイヤモンド粒子またはビーズ２１を含む。

図３に示すように、キャリア１の心棒１１の軸Ｙと基板３の間の高さまたは距離Ｈは基板上の研磨または彫刻された深さと釣り合うように作業の間、調整されてもよい。キャリア１の回転およびコンベア（図示せず）によって駆動される進行方向Ｆへの基板の転送の間、切削ワイヤ２の粒子は、基板３上の複数のナノ単位の溝を遠心力によって弾性的に研磨または彫刻して、顕微鏡的突起またはモスアイ状構造を基板上に形成する。

切削ワイヤ２上のダイヤモンド粒子２１の鋭角またはプリズム角は、ダイヤモンド粒子２１の硬度によって基板を効率的に研磨または彫刻しうる。同時に、キャリア１の高速回転の間、回転自在に押しつけられたとき、切削ワイヤ２からの遠心力、およびばね力は基板表面の粒子２１の研磨または彫刻も同様に助けるであろう。このため、キャリア１および切削ワイヤ２を回転する軽い（重くない）力を単に使用することにより、複数の顕微鏡的溝が基板上に彫刻されることとなり、これにより基板３上にモスアイ状構造を形成する。

基板３は、携帯またはスマートフォンの画面、タッチディスプレイの画面、モニタ、レンズ、およびその他の光学製品の基板を含む。

光学ガラスは、ガラス、およびポリカーボネート（ＰＣ）、およびポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などを含む透明プラスチック（またはプラスチックガラス）を含む。

図７に示すように、ダイヤモンド切削ワイヤ２は、キャリア１の表面部１２上に形成されている。かかる表面部１２は、ダイヤモンド切削ワイヤ２のための弾性的なクッションとして機能するエラストマー材料で作られている。

本発明において、作業および製品の必要条件に相応しくするために、オプションで調整されてもよい複数の作業パラメータが存在してもよい。キャリア１の回転速度およびキャリア１と基板３の間の距離Ｈを調整することにより、ダイヤモンド切削ワイヤ２の遠心力およびばね力が調整され、これによりワイヤ２によって切削される彫刻溝の対応する深さを生じてもよい。彫刻された溝は、モスアイ状構造の寸法に一致するよう調整されてもよい。切削ワイヤ２は、基板表面に遠心力により弾性的に「押しつけ」られており、基板表面に密に接近することができ、特に彫刻された基板表面に適した等質な彫刻作業を実施する。

パラメータは、製品の寸法、特性、光の異なる波長、および光学ガラスの光透過に関してオプションで調整されてもよい。

基板３は、モスアイ構造を形成するよう彫刻された後、基板上に反射防止面を提供して入射光の反射を低減し、かつ基板を介した光透過を増加し、それにより防眩効果を提供しかつ光学ガラスの効率を増大させる。

図４〜図６に示すように、基板３は進行方向Ｆに前方運搬され、３つのキャリア１、特に回転キャリアは以下に説明するように基板３の３つの位置Ａ、Ｂ、Ｃにそれぞれ設置される。

位置Ａ：
回転キャリア１は、基板の縦軸Ｘに垂直な心棒１１の自身の軸Ｙを有する。

キャリア１の回転および基板３の前方駆動の間、ダイヤモンド切削ワイヤ２は基板の縦軸Ｘに平行な複数の縦溝３１を彫刻することとなる。

位置Ｂ：
回転キャリア１は、心棒軸Ｙと縦軸Ｘの間で鈍角１３５度で縦軸Ｘから現在投影的に逸れている。

キャリア１の回転および基板３の前方駆動の間、ダイヤモンド切削ワイヤ２は複数の左向き斜め溝３２を彫刻することとなり、これは位置Ａで前に切削された縦溝３１と交わって位置Ｂにおける一次的な多角形突起を形成することとなる。

位置Ｃ：
回転キャリア１は、心棒軸Ｙと縦軸Ｘの間で鋭角４５度で縦軸Ｘから現在投影的に逸れている。

キャリア１の回転および基板３の前方駆動の間、ダイヤモンド切削ワイヤ２は縦溝３１と交わることとなる、複数の右向き斜め溝３３と、左向き斜め溝３２とを彫刻することとなり、これは特に図６に示すように、位置Ｃにおける二次的な多角形突起を形成することとなる。

当然、基板の縦軸Ｘに関する心棒１１の逸れ角は限定されず、実際的な必要条件に従ってオプションで調整されることができる。

本発明は以下の利点を有する。
１．製造装置が単純で、かつローコストであり、その結果本発明の処理方法は大量製造に適しており、商業的価値に富む。
２．ダイヤモンド粒子２１は、研磨または彫刻作業を安定化するのを助けるため切削ワイヤ２に強固に固定されており、製品品質および製品歩留まり率を増加させる。
３．基板表面上にダイヤモンド切削ワイヤ２を押し付ける遠心力、またはばね力を適用することにより、基板上に多角形突起またはモスアイ状構造がより等質に研磨され、基板の研磨面を研磨するのに特に適している。
４．エッチング液は、この処理方法で要求されず、環境保護に有益である。
５．この処理方法は、大規模な光学ガラスの製造に適用可能であり、大量製造かつ製造能力の増大により適している。
６．製造パラメータは異なる波長の異なる光に対応する光透過率を制御するためにオプションで調整されてもよく、これにより異なる光学ガラスまたは製品の異なる光学的特性を満足させる。

本発明は本発明の趣旨および範囲から逸脱することなくさらに修正されうる。

Claims (11)

1. キャリア上に形成された複数のダイヤモンド切削ワイヤを有するキャリアを含む研磨ツールを与えるステップ、および前記研磨ツールによって光学ガラスの基板を遠心力によって弾性的に研磨して、複数の顕微鏡的突起またはモスアイ状構造を前記基板上に形成し、それにより前記基板からの光反射を低減し、かつ前記基板における光透過を増大させるステップ、を含む反射防止光学ガラスを作成するための処理方法。
2. 前記研磨ツールは、回転キャリア、および少なくとも前記回転キャリア上に形成されたダイヤモンド切削ワイヤを含む、請求項１に記載の処理方法。
3. 前記ダイヤモンド切削ワイヤは、輪形状に形成されているか、または直線形状に形成されている、請求項２に記載の処理方法。
4. 前記キャリアは、前記キャリア上に形成された前記ダイヤモンド切削ワイヤが前記基板上にモスアイ状構造を研磨または彫刻するのを可能にするためにモータにより回転自在に駆動されるべく、前記キャリア内の軸方向に形成された心棒を有する回転キャリアである、請求項１に記載の処理方法。
5. 前記ダイヤモンド切削ワイヤは、前記ダイヤモンド切削ワイヤ上に形成、めっき、接着、または接続された複数のダイヤモンド粒子を含む、請求項１に記載の処理方法。
6. 前記キャリアの心棒の軸と前記基板の間の高さまたは距離は、前記基板上の研磨または彫刻された深さと釣り合うように作業の間、調整可能であり、
   前記キャリアの回転およびコンベアによって駆動される進行方向への前記基板の転送の間、前記切削ワイヤ上の前記粒子は、前記基板の複数のナノ単位の溝を遠心力によって弾性的に研磨または彫刻して、それにより前記顕微鏡的突起または前記モスアイ状構造を前記基板上に形成する、請求項４に記載の処理方法。
7. 前記基板は、電話の画面、ディスプレイの画面、モニタ、レンズ、および光学製品の基板を含む、請求項１に記載の処理方法。
8. 前記光学ガラスは、ガラス、および透明プラスチックガラスを含む、請求項１に記載の処理方法。
9. 前記ダイヤモンド切削ワイヤは、前記キャリアの表面部上に形成されており、
   前記表面部は、前記ダイヤモンド切削ワイヤのための弾性的なクッションとして機能するエラストマー材料で作られている、請求項１に記載の処理方法。
10. 前記基板は、進行方向に前方運搬され、
    ３つの回転キャリアを含む３つのキャリアは前記基板の以下の第１〜第３の３つの位置にそれぞれ設置されるように構成されており、
    前記キャリアが第１の位置にある場合、前記回転キャリアは、前記基板の縦軸に垂直な心棒自体に軸を有し、前記キャリアの回転および前記基板の前方駆動の間、前記ダイヤモンド切削ワイヤは前記基板の縦軸に平行な複数の縦溝を彫刻し、
    前記キャリアが第２の位置にある場合、前記回転キャリアは、前記心棒の前記軸と前記縦軸の間において鈍角で前記縦軸から現在投影的に逸れており、前記キャリアの回転および前記基板の前方駆動の間、前記ダイヤモンド切削ワイヤは複数の左向き斜め溝を彫刻し、これにより前記第１の位置で前に切削された前記縦溝と交わって前記第２の位置における一次的な多角形突起を形成し、
    前記キャリアが第３の位置にある場合、前記回転キャリアは前記心棒の前記軸と前記縦軸の間において鋭角で前記縦軸から現在投影的に逸れており、前記キャリアの回転および前記基板の前方駆動の間、前記ダイヤモンド切削ワイヤは前記縦溝と交わることになる複数の右向き斜め溝と、前記左向き斜め溝とを彫刻し、前記第３の位置における二次的な多角形突起を形成する、請求項４に記載の処理方法。
11. 請求項１に記載の処理方法によって作成された光学製品。

Images