CN101365589B - 转印微米级图案至光学物品上的方法以及所获取的光学物品 - Google Patents

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Abstract

本发明的方法，包括将一个图案(P)以被压敏粘合材料层(2)保留的转印材料(3)一个或多个部分的形式转印到光学物品(1)上，以及通过一个垫的辅助对转印材料部分进行作用，粘合材料层位于垫和接受图案的物品之间。压敏粘合材料的使用使得多种不同材料可以被作为转印材料。所述方法特别适合于制作图案，尤其是光学透镜，特别是眼镜片上的全息图。

Description

转印微米级图案至光学物品上的方法以及所获取的光学物品
技术领域
本发明涉及一种转印微米级图案至光学物品上的方法，以及一种包含此方法获取图案的光学物品。本发明特别适用于光学透镜类型的产品，尤其是眼镜片类型。这种方法对引入全息图案非常有利，对在光学物品上引入振幅全息图更为有利。
背景技术
在已完成的或者是正在制造过程中的产品上可能需要印刷一个给定的微米级图案，尤其是为了装饰目的，举例来说，为了显示产品的商标或者是防止产品被伪造。
为实现上述目的，许多印刷方法被发展出来，这些印刷方法通常被称为软光刻处理以区别于传统的用于制造集成电子电路的光刻技术。平版印刷术是根据预定图案选择性地照射和分解树脂掩膜部分，而软光刻处理利用一个印模，该印模的表面包括由凹进和突起组成的微构造。该微构造定义了被复制在产品上的图案。在适应产品表面材料性能的条件下，该图案通过运用所述印模被复制在产品的一个表面。术语“图案”是指印模被使用时，与产品表面接触的突出表面部分的几何排列。
在被称为微接触印刷的软光刻处理中，产品表面被金属层覆盖，印模被包裹了一层能在刻蚀步骤中保护金属层的物质。在产品表面使用印模时，在对应于印模的突起的位置上，一些物质被选择性地从印模转印到金属层上。之后，金属层仅在对应印模凹进的位置被刻蚀。但是，利用一种在金属层上形成自组装分子层的物质以获取满意的印刷质量是必要的。因此，金属层必须是无污染的，且必须由不倾向于可能的化学表面变化，例如氧化，的金属制成。在实践中，只有金，铂和银使获得满意的印刷质量成为可能。这样一个形成印刷图案的材料选择是受限制的，且可能和产品的其他限制相矛盾，例如产品的价格。此外，这样的方法需要花费长时间去实现，特别是由于金属层的刻蚀步骤，该刻蚀步骤通常利用一种刻蚀剂的液体溶液实现。
文件JP 07/219435记载了一种制造全息图章(hologram seal)的方法，根据该方法，一个包含凹进和突起的全息图先在热塑性材料的表面被刻蚀，接着被金属层覆盖。然而，这种方法难以将金属层限制在全息图覆盖的表面部分中。
发明内容
本发明的目的是提供一种根据给定图案转印由一层薄膜或多层薄膜的叠加组成的材料的方法，一种易于实现并且适用于大量材料的方法。本发明特别可根据微米级或亚微米级定义的图案，使材料选择性转印到光学物品上，这个图案优选的形成全息图。术语“选择性转印”应被理解为，一种在几何上只考虑印模的凸起上带有材料的转印。
一般而言，根据本发明的描述，术语“微米级”的使用包括一个根据微米级定义的微米级图案，和一个根据小于微米级的数级定义的亚微米级图案，例如，一百纳米左右或五十纳米左右的级别。
为实现这个目的，本发明提供一种转印以上定义的微米级图案至一个光学物品表面上的方法，这个方法包括以下步骤：
/a/淀积一个至少由一种转印材料组成的层到印模表面上，该印模包括凹进和突起组成根据微米级或亚微米级定义的微浮凸，该微浮凸对应于要被转印的图案；
/b/在光学物品衬底表面上淀积一层压敏胶(PSA)；
/c/将包括转印材料层的印模的表面与压敏胶层相接触；
/d/对印模施压；和
/e/从包括压敏胶层的光学物品表面上移除印模；
根据本发明，在步骤/a/中淀积在印模的微浮凸上的转印材料层一般不完全按照微浮凸。这个层优先呈现在与材料淀积的主要方向成直角的平面相结合的微浮凸区域上。如图1b所示，这些区域被印模的突起(13)或凹进(12b)带有。
在本方法的上下文中，术语“光学物品”应被理解为表示从光学仪器透镜，瞄准镜，护目镜和眼镜片中选择的一种物品。
优选地，根据本发明，转印微米级图案至光学物品表面的方法为选择性转印的方法。该选择性转印特别使得高分辨率的振幅全息图的生产成为可能。
因此，印模表面在适当条件下被施于覆有压敏胶(PSA)层的光学物品表面，以使位于印模表面凸起上的转印材料层被选择性的转印至压敏胶(PSA)表面，该压敏胶表面被淀积在与所述印章接触的光学物品上。
根据本发明的一个方法因此是关于软光刻类型的，并因此具有特殊的优势。特别的，由于最初位于印模表面凹进的转印材料层部分不与粘性材料层相接触，并因此不被转印至压敏胶表面，所以本方法不包括任何刻蚀步骤。由于没有必需的化学刻蚀步骤，这个方法精确，并且具有无污染的优势。
在这种类型的方法中，压敏胶的使用特别具有优势。这是因为所有的压敏胶共同的都具有永久的粘附特性(被认为是胶粘性或自粘性，tack or tackiness)，和环境温度下的低弹性模量，典型的在103至107帕(Pa，Pascals)之间。被注意的是，这样一种粘性材料的粘合机制不包括化学结合，而是利用了压敏胶特别的粘弹性。特别的，这些每种压敏胶配料的内在特性使得在结合接触面建立静电范德瓦尔斯交互作用成为可能。这就是当压敏胶在一定压力下与固体材料接触时所发生的-被施压以及压敏胶材料的低模量使得保证压敏胶在分子层与待结合材料的拓扑结构紧密结合成为可能。进一步地，压敏胶的整体粘弹性使其可以分散结合接触面的机械压力在粘合层厚度上引起的能量，因此抵抗剥落机制。
在本发明的方法中，光学物品表面的压敏胶的永久粘性使得可以选择这一特性被利用以确保转印材料被转印且与光学物品永久粘着的时间。由于压敏胶的这个永久粘合特性，生产线的控制随即可被考虑，但是，所有特性只有在压敏胶和待转印材料间施压后才能实现。
在本发明的方法中，压敏粘合材料层在光学物品表面上提供了印模施压时被转印的转印材料层部分的粘性。这种粘合机制适用于多种转印材料，特别是导电材料，以及金属，绝缘，电介质或者折射材料。
本发明的一个优点在此条件下出现，将覆盖至少一层转印材料的印模与覆盖至少一层压敏粘合材料的光学物品的表面相接触。选择这些条件以使只有位于印模凸起的转印材料层部分被转印至压敏胶层，接触在该层被建立。特别的，由于压敏粘合材料的使用，印模施于光学物品的压力可以在一个拓展取值范围内被选择。在印模与光学物品的表面接触的各个条件中，本发明的方法优选的在此条件下实现，即印模以平行于所述光学物品的衬底的接触点的法线方式靠近。
如上文所述，图案可以是微米级或者亚微米级的，术语“微米级”在本说明书中通常指示这两种尺寸的图案。因此，通常在本发明的意义中，术语“微米级图案”被理解为一个包括一个或多个独立图案的图案，每个独立图案的尺寸在10μm(微米)至50nm(纳米)范围内，优选地在5μm至100nm之间，更优选地在3μm至150nm之间。
特别地，当转印图案被一束光照射时，该转印图案可为一个衍射图案。这特别地可以为一个全息图案。这样的图案可特别适用于产品鉴定和/或区别原始产品于伪造产品。更特别地，本发明方法还特别适用于将振幅全息图引入光学物品上。术语“振幅全息图”是指优先影响正入射电磁场的振幅的全息微观结构。其特别适用于在包括透明和不透明区域排列的全息图中的应用，其在金属产生不透明性时发生反射。相应全息图的阅读图像之后可以通过发射或反射一束穿过透镜的光被观看到。
图案也可表现为在光学物品上直接可读的一个标识或题字。当图案包括多个同样的单独图案时，图案可为全息类型且有一个在光学物品上直接可读的标记。
全息图案也可为数字全息图类型，也就是说，由计算机产生的全息图(通常缩写为″CGH″，)。在这样的例子中，全息图案可由一组连续的像素组成，每个像素具有一个面积在0.2μm2至25μm2之间的表面区域，优选地在0.2μm2至4μm2之间。优选的，此图案包括大量像素，例如总数多于10000个像素，因此使得通过在光照下重建而获得具有足够分辨率的图像成为可能。
转印图案可以占据小于物品一整面的部分，特别地使转印图案本身不会掩盖物品或影响物品的后续应用。在这样的构造中，在衬底的表面区域淀积一个与图案的表面区域基本相同的压敏粘合层可以是优选的。在这样的构造中，图案可以优选地占据了物品一面的小于25mm2的一部分。
可选地，转印图案可占有物品的一面的所有面积，特别是当其包括一个网格的微米级或亚微米级电线时。制造这样一个占据物品的一面全部的图案可以用以获得光学物品表面的抗静电功能，用以在显示矩阵中制造一组电极，或一个被光学物品反射或透射的光的偏振滤光功能。对于后者，偏振效果是由转印一个包含多个平行传导线的图案(wire-gridpolarizer，线栅网格偏光器)获得的。
优选地，光学物品的表面处理可在放置粘合层于光学物品表面之前进行。此处理特别地选自化学处理，热处理，等离子处理和电晕处理。该表面处理可特别地包括用异丙醇和/或水清洗光学物品表面的化学处理。因此，可能出现在表面的尘土或污垢可被去除。
在本发明的描述中，粘合层可采用旋转涂覆法被淀积，其中，所述旋转涂覆法特别地在眼镜片生产线上被集成。也可采用其他淀积技术进行淀积，例如喷雾，或将一束物质通过喷墨印刷头的喷嘴喷出。
压敏粘合材料层最初也可以带有至少一层保护片并具有控制厚度的薄膜的形式被准备，优选的在薄膜的每一面具有一层保护片。因此，薄膜形式的粘合层可以在去除一层保护片之后作用于物体的表面。在此作用后，第二保护片可以被撕去以使粘合材料层暴露于物体的表面。这个保护片通常被称为一层“衬垫”。
根据本发明，在光学透镜表面的压敏粘合材料层具有一个恒定的厚度。此恒定厚度使最终产品的光学质量得以保证。这个厚度在0.5μm至300μm的范围中，优选的在5μm至100μm的范围中，更优选的，尤其在光学物品为眼镜片的情况下，这个厚度在10μm至50μm的范围中。这个层在视觉上为透明的。该层的透光率，特别在有色层的情况下，可以是可变的，但是该层一定不会漫射，不会衍射，不会改变通过光学物品透明度观察到的物体的视觉感受，该光学物品包含这样一个粘性材料层的。
这个方法可以进一步包括以下在步骤/a/和/或步骤/e/后执行的步骤：
/f/用一种或多种功能性涂层覆盖光学物品表面。
这些功能性涂层可以单层或多层薄膜或漆的形式，利用任何淀积方法，例如浸涂法，旋转涂覆法，喷雾法，将一束物质通过喷墨印刷头的喷嘴喷出的方法被淀积。涂料应优选地选自有防冲击，耐磨，抗反射，防尘，防雾，抗静电，偏振，彩色和光致变色类型的功能的涂层。
根据本发明的一个优选实施例，本方法还包括一个在步骤/e/后执行的附加步骤，其包括用至少一层在转印图案和粘合层上的功能性涂层覆盖光学物品的表面。
这样的一个上涂层通过转印图案外面的粘性材料层固定，并且位于利用印模转印的转印材料层的各部分之间。在其原本功能之外，该涂层还优选的形成了转印图案的保护涂层。
该转印材料可为一种金属材料，例如金，铝，铬，银，铜，镍，铂，钯或一种包括至少一种上述金属的合金。既然这样，转印材料层还可在步骤/a/中优选地采用真空蒸发或真空阴极溅射被淀积在印模表面上。通常来说，在印模上淀积金属层和执行步骤/c/的时间间隔越短，转印所述金属层到粘合层上的效果越好。特别的，这可通过金属层没有污染来解释，该污染会破坏粘合层的质量。
可选地，转印材料层可包括多个有各自材料的层的叠加。该叠加中的至少一层材料是有折射力的。既然如此，转印图案的视觉显示在一定程度上也是通过用于照亮图案的光束的干涉现象得到。根据所述叠加的厚度，多层材料叠加的转印可能因此生成全息图，以充分地影响一个正入射电磁场的相位。这样的转印可以因此接近产生一个相位全息图的条件。术语“相位全息图”是指一个优先影响正入射电磁场相位的全息微观结构。
本发明特别提供了使用多种金属或合金的可能。这是因为，在例如微接触印刷/的技术中，可以使用的材料的选择被该材料与接受其的材料之间产生化学相互作用的能力限制。在本发明中，待转印材料与压敏胶建立物理相互作用，物理相互作用比所述胶的化学性质更独立。
根据本发明的一个改进，压敏粘合材料可以包括具有光学功能的成分。这样一个光学功能，特别的，可以是光致色变/功能或者是染色/。
本发明还提供一种光学物品，其包括利用上述方法转印在其表面上的图案。所述光学物品包括光学透镜/，特别是眼镜片，以及尤其是一种可以安装在眼镜框架上的透镜。这样的透镜本身包括：
-一个包括至少一种有机或无机衬底的基本透镜；
-一个在基本透镜表面上的厚度基本相同的压敏粘合材料层；和
-形成转印图案的转印材料的部分，通过粘合材料层黏附到基本透镜上从而被转印。
基本透镜特别地包括一个有机衬底。术语“衬底”是指组成光学透镜尤其是眼镜片的基底的透明材料。这种材料作为一种或多种涂层的叠加的支撑，当透镜为矫正眼镜片时，其还参与了生成透镜的矫正功能。当光学透镜为眼镜片时，衬底的适当举例应为：聚碳酸酯；聚酰胺；聚酰亚胺；聚砜类化合物；聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚碳酸盐聚合物；聚烯烃，尤其是聚降冰片烯类化合物；二乙二醇双(乙酸烯丙酯)聚合物和共聚物；(甲基)丙烯酸聚合物和共聚物，尤其是双酚A的(甲基)丙烯酸衍生物的聚合物和共聚物；硫(甲基)丙烯酸聚合物和共聚物；氨基甲酸乙酯和硫代氨基甲酸乙酯的聚合物和共聚物；环氧聚合物和共聚物以及环硫化物聚合物和共聚物。在某些情况下，衬底可直接为主体有色的。
一种或更多涂层可以可选地出现在有机衬底和粘合材料层之间。特别地，这些涂层可以为上文描述的功能性涂层。
假设透镜是基本上透明的，当图案是全息类型时，其可适合于当光束穿过透镜射在图案位置上时形成阅读图像。
附图说明
本发明的其他特征和优点将在下文的非限定实施例中体现，根据参考附图，其中：
图1a和1b是根据本发明的一种转印图案的方法中所使用的印模的剖视图；
图2a和2d是本方法的连续步骤图；
图3是根据本发明的读取一个已转印的全息图案的步骤示意图；
为清楚起见，附图所示的不同单元的尺寸不按照实际尺寸和尺寸比率的比例。此外，附图中同样的附图标记对应相同元素。
具体实施方式
本发明的下文针对选择性的转印一个全息图案至眼镜片以在该镜片上产生振幅全息图进行了描述。在描述中，现有方法中已知的本发明方法的单个步骤不会被具体描述。在此仅对使本发明转印可以实现的一系列单个步骤进行描述。
在图1a中，印模包括基体10和隔膜11。所述隔膜11具有一个带有图案的表面S，并通过其与表面S相反的一个面固定于基体10上。承载图案的表面S包括对应于隔膜11的两个不同的厚度值的凹进12和突起13。凹进12和突起13形成了微米级尺寸的微浮凸，该微浮凸定义了标示为P的图案。P表示将与光学物品表面相接触的表面上的突起部分的几何排列。隔膜11可基于聚二甲硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)制成。这样，至少在印模表面S的突起13的位置上，隔膜11基于聚二甲硅氧烷制成。这种材料有低的表面能量，其有利于获得好的转换质量。这种隔膜的组成材料的低表面能量和其弹性模量表征的柔软性，是其保证粘合层与印章表面S的凸起13所带有的转印材料部分的完美接触，以及保证可转印层(尤其是金属层)可以轻易地将从印模分开并与粘合层相粘合的重要条件。说明起见，被熟知为SYLGARD 184(道康宁公司，Dow Corning)的商用聚二甲硅氧烷具有2.5MPa的弹性模量。其它材料，特别是弹性材料类型，也可适用于隔膜11。凹进12和突起13可以通过不同方法形成。例如，一种包含弹性材料前驱单体的液体可被注入具有图案P的隔膜模具，然后利用加热或用紫外光照射使该液体在模具内部聚合。脱模后而获得的隔膜11被固定在基体10上。利用此方法制造的隔膜11，凹进12和突起13的可为具有10μm至50nm范围中的尺寸，例如，以平行于隔膜11的方向测量。凹进12的深度可为0.1微米至30微米，优选地，可为0.1至10微米。因此，凹进12和突起13明确地形成了定义微米级图案P的微浮凸。
根据接受层的曲率特性，表面S在被施于接受层时可能发生变形(在本实施例中，光学透镜的表面具备至少一层压敏胶层)。所述变形可源自沿着表面S不同的隔膜变形，和/或当隔膜以合适的方式粘合在基体10上时隔膜的不同的收缩。
图1b是隔膜11的放大结构示意图。金属层14，例如，由金或铝制成，被淀积在隔膜11上，且金属层14分布在组成与主要方向成直角的平面的微浮凸区域(12b和13)，其中主要方向为材料淀积的方向。例如，所述金属层14的厚度e可为30nm。金属层14可通过多种方式淀积在表面S上，尤其是通过真空蒸发包含在坩埚中的一定量的金或铝，或者通过焦耳效应加热的方式。
根据附图2a，由基础透镜1最终形成的眼镜片包括了，例如，一个向前凸起的表面和一个向后凹进的表面。接着，图案P被转印到透镜1的前表面上，但应该理解一个相似的转印也可以发生在其后表面上。因此，本发明尤其适用于转印图案至一个类球形表面。在本发明的描述中，术语“类球形”表面应理解为一个连续的凹面或凸面，也就是，没有洞和梯级。一般而言，一个眼镜片的两个表面中的至少一个为类球形，因此，透镜的厚度变化可以赋予其光学功能。无焦点的，单焦点的，双焦点的，三焦点的和渐进式或变焦的眼镜片都包括至少一个类球形表面。一个球形表面相当于类球形表面在其表面的弯曲的半径在两个垂直方向相等时的特例。“类球形表面”的表述在以下应包括球形表面的特例。
眼镜片1可以为上述的任何类型。术语“眼镜片”应理解为尤其适合安装在眼镜框上并有保护眼睛和/或矫正视力的功能的透镜。
优选地，用于接受图案P的透镜1的表面首先被清洗。基于此目的，可对透镜1进行电晕处理或等离子处理，但利用一种或更多清洁剂和/或冲洗溶液的清洗处理也可被运用。
如图2a-2d中附图标记2标示的压敏粘合材料层被涂覆在透镜1的前表面。根据一种优选的涂覆粘合材料层的方法，该层最初为夹在两层可剥除膜(或衬垫)之间的连续膜的形式。剥除一个第一衬垫，然后将粘性材料膜的暴露面施于透镜1的前表面(如图2a所示)。在此步骤中，被第二可剥除衬垫保护的薄膜2被施压于透镜1上，如图中20标识的第二可剥除衬垫表面受到压力。当薄膜2被作用在透镜1的整个前表面时，则轮到第二可剥除衬垫20被剥除(如图2b所示)。粘性材料膜因此被转印到透镜1上，完全覆盖住该透镜的前表面。这样一种在透镜1上淀积粘合层2的方法的优势在于其无需使用任何液相。其无需昂贵设备即可快速实现，在某种意义上，其可适用于成功实现大量转印。
由于压敏粘性材料的使用，被层2覆盖的透镜1的前表面具有永久粘性。在已知方法中，这种粘性来自于层2材料特定的静电和流变特性。一些压敏粘性材料可以被用于形成层2，特别是选自聚丙烯酸酯族，基于苯乙烯的嵌段共聚物族，天然橡胶混合物，优选的选自聚丙烯酸酯族。更详细的，作为举例而非限定，选自基于聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯的普通组合物的压敏胶，基于例如乙烯/醋酸乙烯酯，乙烯/丙烯酸乙酯和乙烯/甲基丙烯酸乙酯共聚物的烯共聚物，基于包含硅树脂，聚亚氨酯，苯乙烯-丁二烯，聚丁二烯，聚异戊二烯，聚丙烯，聚异丁烯的合成橡胶和人造橡胶组成的压敏胶，基于腈或基于丙烯的腈聚合物的压敏胶，基于聚氯丁烯的压敏胶，基于包括聚苯乙烯，聚乙烯，聚丙烯，聚异戊二烯，聚丁二烯，的块共聚物的压敏胶，例如，苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯，基于聚乙烯-吡咯烷酮/乙烯吡咯烷酮共聚物的压敏胶以及上述提到的具有连续或不连续相的组合物或混合物，还有由上述提及物质获得的块共聚物。这些压敏胶还可以在其配方中包括一种或多种添加物，该添加物特别的选自增粘剂，增塑剂，粘合剂，抗氧化剂，稳定剂，颜料，染料，分散剂和扩散剂。
印模的表面S，更确切地为带有金属层14的突起13和凹进12b，被施于被层2覆盖的透镜1的前表面。为此，印模以基本垂直于透镜表面(参照附图2c)的方向接近。该施用在充分的压力下进行以获得在表面S的突起13上的金属层14和粘合层2的良好结合。进一步的，此压力不会太大，以避免在施用过程中粘合材料层2渗透入突起12中。换言之，表面S的突起13不会渗透入层2。在这种方式中，只有金属层14最初位于突起13上的部分才会与粘合层2接触。当印模被移开时，层14的这些部分，在附图2d中用附图标记3指代，保持与透镜1选择性地结合。它们具有复制了印模表面S的突起13的形状，与透镜表面平行，因此图案P被转印到透镜1上。层14的材料因此起到作为一种将图案P转印到透镜1上的材料的作用。由于层14位于表面S的凹进12(特别的，位于12b区域)的部分不与粘合层2接触，其在印模被从透镜1移除时与印模一同被移除。不含金属材料的间隙，在附图2d中用附图标记4指代，对应于表面S的凹进12，因此分开了透镜1前表面上的各部分3。在本文中这样的转印是具有选择性的。发明人指出印模对透镜1施用的压强在凸起的表面为0.25g/mm2至70g/mm2之间，优选的，在0.25g/mm2至10g/mm2之间，上述压强可以提供非常好的转印质量。进一步的，压敏粘合材料的使用提供了一些将印模施于透镜1的时间的范围。
选择性转印与在印模-粘性材料接触时施于印模的压力直接相关。也就是说，Fa为粘合层能承受的印模穿入时压力F的阈值。这个值也与压敏胶层的机械性质直接相关。为实现高质量的选择性转印，在本发明的上下文中，作用压力F必须低于压力Fa。换而言之，施加的压力F必须足够低以保证压敏粘合层不会穿入印模带有的图案的凹进。更具体的，施加的压力必须足够低以防止粘合剂与覆有转印材料层的凹进的顶端相接触，且足够高以保证金属层从印模转印到压敏胶表面的至少一部分并与之粘合。自然地，在影响上述提及的选择性转印的因素外，本领域技术人员容易理解图案的尺寸，即凹进和凸起之间的距离，更尤其是凹进的高度，也同样是影响转印质量的参数。
因此对于一种给定粘性材料，估算压力阈值，即粘性材料开始可以穿入图案的凹进的压力阈值，是重要的。所施压力是一个重要的参数，但是也需要考虑形成印模的材料的模量，压敏胶自身的模量，压敏胶的粘性还有淀积在光学物品上的压敏胶的厚度。在各种参数之间的明智折衷是必须的，为了在分辨率和光学质量方面都保证图案从印模至光学物品的选择性转印。
为保护转印至透镜的图案，一个例如可以是保护膜的上层5(如图2d所示)被覆盖在透镜1的前表面。这个薄膜5覆盖转印图案P的部分3，并通过图案P外的粘性材料层2固定在透镜1上。这样的上层也可以有光学功能，例如，偏振功能，吸收功能，色彩功能，或过滤穿过透镜1的光的功能。也可以用一个耐磨层保护转印至透镜的图案，也就是说，通过一个位于可淀积耐磨层的物体上的底层可以增强物体的抗冲击性，这个底层还增强了这个耐磨层的锚固。还可以在耐磨层上淀积一个抗反射层，最后可以用一个防水和疏油抗污涂层覆盖这个抗反射层。也可以出现抗静电层。这些层的淀积的不同组合在眼镜片处理中被熟知。
当转印图案组成一个全息衍射结构时，一个被全息图衍射并重组其包含的信息的阅读图像，可通过透镜1的在转印图案P位置上的一束光的发射或反射被观看到。基于此目的，参照附图3，全息图案P被一个低能量激光器100照亮，例如波长为645nm的红光。在已知的方式中，激光器100和图案P之间的距离不是图像重建的关键所在。来自激光器100的光束101被图案P衍射，以使其穿过透镜1后被分成至少两个次级光束102和103。两个次级光束102和103中的每一个在距离透镜1的一定距离处重建了一个图像，例如，这个距离的取值范围可以在20cm～50cm内。所述图像通过设置一个在两个次级光束102和103中的一个的路径中充当屏幕的物体104得以显示。因为光来自一个激光器，可以利用任何可以充当屏幕的物体。可选的，这个图像也可以被投射在一个图像传感器上，例如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)类型，以提供快速准确地识别。在附图3中，对应于光束102和103中的每一个的图像分别由附图标记105和106指代。它们对应了两种相反的衍射级，例如+1和-1，因此两个图像105和106相对于彼此是反转的。未被反转的图像，或“直接图像”对应于衍射级+1，且其为全息图案P的阅读图像。
眼镜片1可被安装在眼镜的框架上。为了不干扰眼睛佩戴者的视力，图案P可为尺寸小的且印在透镜1的一个边缘附近(附图3)。例如，转印图案可占据透镜1表面部分小于25mm2的部分。图像也可在透镜即将被切除的部分上被引入。在这种情况下，图案被引入主要是为了达到最终产品可追溯的目的。如果转印图案对应一个由像素组成的电脑产生的CGH类型全息图，这样的结构是特别具有优势的。这样的全息图因此可在一个非常小的区域内包含一个非常巨大数量的信息，优选地在面积取值范围为15mm2～0.5mm2的区域内，其可以，例如，在生产线或物流链中保证了光学物品的完全可追溯性。
可选地，转印图案P可占有透镜1的整个前表面，例如当其可以赋予透镜一个特殊光学功能时。当转印图案P由一组平行于预定方向的电传导线组成时，这样的方式可以得到特别地运用，以过滤穿过透镜的光来作为光的偏振功能。典型地，传导线可为几十纳米宽，且它们两两之间间隔几十纳米。
以上详述的转印方法可引入许多变化例，同时仍然至少保留了本发明的一些优点。例如，一层中间层可在转印材料14之前被淀积在印模的隔膜11上，以调节印模的层14和隔膜11之间的表面能量。这样的调节可以进一步改善转印材料的部分3至透镜1上的转印。此外，转印到透镜上的图案可为一个衍射图案，也就是，其可见度来自通过部分3和/或它们之间的间隙4的光衍射。最后，转印图案可以在周围照明的条件下或其被一束激光束照射时为可见的。
示例
1.粘合层(2)
所用压敏胶(2)是来自Nitto Denko的具有商业参考号CS9621的商品。它是一层厚度为25μm由改性的基于丙烯酸的粘合材料构成的薄膜，其由两层保护片包裹，每个保护片完整覆盖压敏胶薄膜的一面。
粘合层利用一种包括真空模块和硅树脂印模的装置固定在基于
Figure GSB00000234286600141
(Essilor)的眼镜片的凸起表面上，该眼镜片含有曲率半径为120mm的凸起。透镜被置于真空模块内透镜固定器上。真空模块通过钩扣装置固定，一方面使得所述真空模块密封，另一方面支撑压敏胶。一个特定的操作真空模块和印模的顺序使得在具有一个弯曲表面的透镜上实施压敏胶迭片结构成为可能。这样一个装置和其实施方法在专利申请FR 05 03306中进行了专门的描述。
2.将被转印的图案(3)：
本发明方法的一个优选实施例是针对一个包括个别正方形像素的数字全息图案，其中，每个正方形像素的边长为1μm。
基于此目的，印模的隔膜11在其表面带有微浮凸，该微浮凸包括具有方形轮廓的凹进12和突起13，如图1a所示。微浮凸(与凹进12b和突起13的高度有所不同)的深度是1μm。
全息图案的特性为，沿着平行于正方形像素的一个边沿测量，取决于所选的印模区域，被隔膜11承载的微浮凸的突起的宽度的取值范围为1μm～85μm。
3.承载图案的印模(11)(附图1a)：
定义待转印图案的微浮凸利用
Figure GSB00000234286600142
184(道康宁公司，DowCorning)(11)塑造。在经过1小时在100℃的聚合处理后，所述材料的特性为如下：
-表面能量：22mN/m；以及
-杨氏弹性模量：2.5MPa。
4.金属层(14)
金属层通过真空蒸发得到。适合的金属材料被放置于一个坩埚中并被利用焦耳效应加热。蒸发在没有经过任何预先表面准备的
Figure GSB00000234286600151
184印模之上执行。
以金为例，一层30nm厚的层通过蒸发99.9％纯度的金得到。
以铝为例，一层30nm厚的层通过蒸发99.5％纯度的铝粒得到。
金属层的蒸发与眼镜片上的转印步骤同一天发生。
5.转印(附图2c)
印模被成直角地施于表面上。
理想印模压力的经验值是在一个金或铝的30nm厚的层，NittoCS9621压敏胶的条件下获得。生成一个对应于印模凸起上的金或铝至压敏胶的薄膜上的选择性转印的有效的振幅全息图的理想压力在0.5g/mm2～4.5g/mm2的范围中。压力计算中被考虑的表面区域为构成图案P的突起13的表面区域。
下表示出了不同测试条件下的结果：
Figure GSB00000234286600152
金的选择性转印例中所施压力
印模施于覆有Nitto Denko CS9621压敏胶(厚度为25μm)的眼镜片凸起表面(具有120mm的曲率半径)的压力为1.5g/mm2。30nm厚的金层的转印是有选择性的；获得的全息图是振幅全息图。
另一个转印技术的实施例在以下条件下获得：由厚度为50μm的Nitto Denko HJ9150压敏胶代替(25μm厚的)Nitto Denko CS9621压敏胶。所有其它参数与上例中保持相同。
铝的选择性转印例中所施压力
印模施于覆有Nitto Denko CS9621压敏胶(厚度为25μm)的眼镜片凸起表面(具有120mm的曲率半径)的压力为4g/mm2。30nm厚的铝层的转印是有选择性的；获得的全息图是振幅全息图。

Claims (36)

1.一种转印微米级图案至一个光学物品(1)表面的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
/a/在包括凹进(12)和突起(13)的印模(11)的表面(S)上淀积一个至少包括一种转印材料(14)的层，其中，所述凹进(12)和突起(13)形成微浮凸，所述微浮凸对应待转印的图案(P)且采用微米级或亚微米级定义；
/b/淀积一层压敏粘合层(2)至所述光学物品的衬底的表面；
/c/使包括转印材料层(14)的印模表面(S)与所述压敏粘合层(2)接触；
/d/对所述印模作用一个压力；和
/e/从包括所压敏粘合层的所述光学物品的表面移除所述印模。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤/d/中，作用于所述印模的压力引起位于所述印模(11)的表面的所述凸起(13)的转印材料层(14)的部分(3)选择性地转印至所述光学物品的表面上。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微米级图案包括一个或多个单独的图案，每个单独的图案的尺寸的取值范围为10微米至50纳米。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述转印图案(P)在其被一束光照亮时为一个衍射图案。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转印图案(P)是一个全息图案。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述转印图案(P)为一个振幅全息图类型的全息图案。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述转印图案为一个由一组连续像素组成的数字全息图类型的全息图案，每个像素的表面面积的取值范围为0.2平方微米至25平方微米。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转印图案(P)占据少于所述光学物品(1)的一个面的部分。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述转印图案(P)占据所述光学物品(1)的一个面的面积小于25平方毫米的部分。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转印图案(P)占据所述光学物品(1)的整个面。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述转印图案(P)包括一个网格的平行电传导线。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，光学物品(1)选自光学仪器透镜，瞄准镜，护目镜和眼镜片。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述光学物品(1)是一个选自无焦透镜，单焦透镜，双焦点透镜，三焦点透镜，和渐进式或变焦距透镜的眼镜片。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述转印图案(P)为一个振幅全息图类型的全息图案，当一束光(101)在所述图案的位置穿过所述透镜(1)时，所述全息图案(P)适用于形成一个阅读图像。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，压敏粘合材料层(2)通过旋转涂覆法，喷雾法，或由印刷机喷出一束物质的处理淀积在所述光学物品(1)的表面。
16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，压敏粘合材料层(2)最初带有至少一个保护片(20)，接着通过所述片被施于光学物品(1)的表面，然后所述片被剥除以将粘合材料层留在所述光学物品的表面。
17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压敏粘合层的厚度在0.5μm至300μm的范围中。
18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在执行所述步骤/a/和/或所述步骤/e/之后，还包括如下步骤：
/f/用一种或多种功能性涂料覆盖所述光学物品的表面。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述功能性涂料包括防冲击，耐磨，抗反射，防尘，防雾，抗静电，偏振，彩色或光致变色类型的功能。
20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，附加的所述步骤/f/在所述步骤/e/之后执行。
21.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转印材料是一种金属材料。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述转印材料选自金，铝，铬，银，铜，镍，铂，钯和包括至少一种上述金属的合金。
23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述转印材料层在所述步骤/a/中通过真空蒸发或真空阴极溅射被淀积在所述印模表面(S)上。
24.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转印材料层(14)包括多个有各自材料的层的叠加。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述叠加中的至少一层的材料是有折射力的。
26.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述印模至少在所述印模表面(S)的凸起(13)的位置上是基于聚二甲基硅氧烷的。
27.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述印模以平行于所述光学物品的所述衬底的接触点的法线方式靠近所述光学物品。
28.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤/d/中，所述印模表面(S)在其施于该光学物品(1)表面时，按所述光学物品表面的曲率特性而变形。
29.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤/b/之前还包括一个处理所述光学物品(1)的表面的步骤。
30.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压敏粘合材料选自聚丙烯酸酯族，基于苯乙烯的嵌段共聚物族和基于天然橡胶混合物。
31.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压敏粘合材料包括具有染色或光致色变的光学功能的成分。
32.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，沿平行于所述隔膜(11)的方向测量，所述凹进(12)和所述凸起(13)具有10微米至50纳米之间的尺寸。
33.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述凹进(12)的深度可为0.1微米至30微米。
34.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述印模施于所述光学物品(1)的压强在所述凸起的表面区域为0.25g/mm2至70g/mm2。
35.一种包括至少一个图案(P)的光学物品(1)，其中所述图案(P)是转印至所述光学物品(1)表面上的，其特征在于，所述图案的转印是通过权利要求1至34中任一项所述的方法获得的。
36.根据权利要求35所述的光学物品，其特征在于，所述光学物品包括一个眼镜片，所述眼镜片本身包括：
-一个至少包括一个有机或无机衬底的基本透镜；
-一个在所述基本透镜表面上的厚度基本相同的压敏粘合材料层；和
-形成转印图案的转印材料的部分，通过粘合材料层黏附到基本透镜上从而被转印。
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